DE102010062541A1 - Mammography apparatus for performing tomosynthesis measurement of examination object e.g. breast of patient, has X-ray emitters that are arranged, in order to incident X-ray radiation on examination object - Google Patents

Mammography apparatus for performing tomosynthesis measurement of examination object e.g. breast of patient, has X-ray emitters that are arranged, in order to incident X-ray radiation on examination object Download PDF

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Abstract

The apparatus (100) has X-ray source (10) which is provided with hot cathode for thermal electron emission. An examination object (30) such as breast is positioned between detector (25) and X-ray sources (10,20). Several X-ray emitters (23) of X-ray source are arranged, to incident X-ray radiation on examination object, so that projection of examination object at various projection angles are received for performing tomosynthesis measurement of object. An independent claim is included for operation method of mammography apparatus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mammografieanlage, die insbesondere für die Durchführung einer Tomosynthese-Messung ausgestaltet ist, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Mammografieanlage.The present invention relates to a mammography system, which is designed in particular for carrying out a tomosynthesis measurement, and to a method for operating a mammography system.

Die konventionelle Mammografie ist ein zweidimensionales Projektionsverfahren, bei dem ein Untersuchungsobjekt, insbesondere eine Brust, mit von einer Röntgenquelle emittierter Röntgenstrahlung durchleuchtet wird, wobei die abgeschwächte Strahlung anschließend mit einem Detektor detektiert und das so aufgenommene Projektionsbild ausgewertet wird.Conventional mammography is a two-dimensional projection method in which an examination subject, in particular a breast, is illuminated by X-ray radiation emitted by an X-ray source, wherein the attenuated radiation is subsequently detected by a detector and the thus recorded projection image is evaluated.

In jüngerer Zeit wurde die digitale Tomosynthese eingeführt, bei der es möglich ist, Schichtbilder des Untersuchungsobjekts zu rekonstruieren. Der Nachteil der herkömmlichen Mammografie, nämlich die eingeschränkte Sensitivität und Spezifität auf Grund des in der dritten Dimension überlappenden Gewebes kann damit im Wesentlichen überwunden werden, da sich Schnittbilder des Objekts darstellen lassen. Herkömmliche Tomosynthese-Mammografieanlagen arbeiten dabei mit einer bewegten Röntgenröhre, die die Einfallsrichtung der Röntgenstrahlen ändert, so dass Projektionen des Untersuchungsobjekts mit verschiedenen Projektionswinkeln aufgenommen werden können.More recently, digital tomosynthesis has been introduced, in which it is possible to reconstruct slices of the examination subject. The disadvantage of conventional mammography, namely the limited sensitivity and specificity due to the tissue overlapping in the third dimension, can thus be substantially overcome since sectional images of the object can be represented. Conventional tomosynthesis mammography systems work with a moving x-ray tube, which changes the direction of incidence of the x-rays, so that projections of the examination subject can be recorded at different projection angles.

Um die Bewegung der Röntgenröhre zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, eine stationäre Multifokusröhre zu verwenden, die über den zu verwendenden Winkelbereich verteilt mehrere Röntgenemitter enthält. Ein derartiges System ist beispielsweise in „J. Zhang, et al: A multi-beam x-ray imaging system based on carbon nanotube field emitters., Proc. SPIE 6142, 614204-1 (2007)” offenbart. Dabei entspricht die Anzahl der Emitter der Anzahl der aufzunehmenden Projektionen. Das System weist den Vorteil auf, dass das Objekt durch elektronisches Durchschalten der einzelnen Emitter abtastbar ist, so dass bei Verwendung eines schnell auslesbaren Detektors kurze Scanzeiten ermöglicht werden.In order to avoid the movement of the X-ray tube, it was proposed to use a stationary multi-focus tube, which contains distributed over the angular range to be used several X-ray emitters. Such a system is for example in "J. Zhang, et al: A multi-beam x-ray imaging system based on carbon nanotube field emitters., Proc. SPIE 6142, 614204-1 (2007) " disclosed. The number of emitters corresponds to the number of projections to be recorded. The system has the advantage that the object can be scanned by electronically switching through the individual emitters, so that when using a detector which can be read out quickly, short scan times are made possible.

Ein Problem dabei ist, dass mit derartigen stationären Röntgenröhren nur relativ geringe Stromstärken möglich sind, und dass die verwendeten Festanoden eine sehr limitierte thermische Belastbarkeit aufweisen im Vergleich zu herkömmlichen Drehanoden. Mit einer stationären Multifokusröhre ist es damit nicht möglich, eine herkömmliche 2D-Projektionsradiografie aufzunehmen. Jedoch werden die 2D-Radiografien nach wie vor benötigt, beispielsweise für den Vergleich mit berechneten Schichtbildern oder zur Durchführung einer konventionellen Mammografie. Derartige Aufnahmen sind jedoch mit einer stationären Multifokusröhre nicht möglich.A problem here is that with such stationary X-ray tubes only relatively low currents are possible, and that the solid anodes used have a very limited thermal capacity compared to conventional rotary anodes. With a stationary multi-focus tube, it is thus not possible to record a conventional 2D projection radiography. However, the 2D radiographs are still needed, for example, for comparison with calculated slice images or for performing conventional mammography. However, such recordings are not possible with a stationary multi-focus tube.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einige der vorab genannten Nachteile zu vermeiden.It is an object of the present invention to avoid at least some of the aforementioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.This object is solved by the features of the independent claims. In the dependent claims preferred embodiments of the invention are described.

Erfindungsgemäß wird eine Mammografieanlage bereitgestellt, die für die Durchführung einer Tomosynthese-Messung ausgestaltet ist. Die Mammografieanlage umfasst eine erste Röntgenquelle, die eine Glühkathode zur thermischen Elektronenemission aufweist, eine zweite Röntgenquelle, die eine Anordnung mehrerer Röntgenemitter umfasst sowie einen Detektor, wobei zwischen dem Detektor und der ersten bzw. zweiten Röntgenquelle ein Untersuchungsobjekt anordbar ist. Die erste Röntgenquelle ist derart ausgestaltet und angeordnet, dass mit der von der ersten Röntgenquelle emittierten Röntgenstrahlung eine zweidimensionale Projektion des Untersuchungsobjekts aufnehmbar ist. Die mehreren Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle sind derart ausgestaltet und angeordnet, dass im Betrieb die von den verschiedenen Röntgenemittern emittierte Röntgenstrahlung aus verschiedenen Einfallsrichtungen auf ein zwischen der zweiten Röntgenquelle und dem Detektor angeordnetes Untersuchungsobjekt trifft, so dass Projektionen des Untersuchungsobjekts mit verschiedenen Projektionswinkeln zur Durchführung einer Tomosynthese-Messung aufnehmbar sind.According to the invention, a mammography system is provided which is designed to carry out a tomosynthesis measurement. The mammography system comprises a first X-ray source, which has a thermionic cathode for thermal electron emission, a second X-ray source, which comprises an arrangement of several X-ray emitters, and a detector, wherein an examination object can be arranged between the detector and the first or second X-ray source. The first X-ray source is designed and arranged such that a two-dimensional projection of the examination subject can be received by the X-radiation emitted by the first X-ray source. The plurality of X-ray emitters of the second X-ray source are configured and arranged such that in operation the X-radiation emitted by the different X-ray emitters from different directions of incidence strikes an examination object arranged between the second X-ray source and the detector, so that projections of the examination subject with different projection angles for performing a tomosynthesis Measurement are receivable.

Mit einer derartigen Mammografieanlage ist es möglich, unmittelbar aufeinanderfolgend eine 2D-Projektionsradiografie und mehrere Projektionsbilder mit verschiedenen Projektionswinkeln zur Tomosynthese von demselben Untersuchungsobjekt ohne eine Repositionierung dessen aufzunehmen. Selbstverständlich sind die Aufnahmen einzelner 2D-Projektionen oder die Durchführung einer einzelnen Tomosynthese-Messung ebenfalls möglich. Die erste Röntgenquelle kann dabei einen einzigen Emitter, der einer einzelnen Röntgenröhre entspricht, umfassen, sie kann also einer konventionellen Röntgenröhre entsprechen. Eine derartige Röntgenquelle kann Röntgenstrahlung mit einer Eingangsdosis erzeugen, die für die Aufnahme einer 2D-Projektion ausreicht. Insbesondere kann die erste Röntgenquelle eine hohe thermische Belastbarkeit und hohe Leistung bereitstellen, so dass mit ihr eine konventionelle Projektionsaufnahme durchführbar ist. Die Röntgenemittoren der zweiten Röntgenquelle können dabei für eine wesentlich geringere thermische Belastung und geringere Leistungsabgabe ausgestaltet sein, da mit ihr nur die 2D-Projektionsradiografien mit limitierter Eingangsdosis für die Tomosynthese-Messung aufgenommen werden müssen.With such a mammography system, it is possible to record a 2D projection radiography and several projection images with different projection angles for tomosynthesis of the same examination object without repositioning it directly in succession. Of course, the recording of individual 2D projections or the implementation of a single tomosynthesis measurement are also possible. The first X-ray source may comprise a single emitter corresponding to a single X-ray tube, so it may correspond to a conventional X-ray tube. Such an X-ray source can generate X-radiation with an input dose sufficient to accommodate a 2D projection. In particular, the first X-ray source can provide a high thermal load capacity and high performance, so that a conventional projection recording can be carried out with it. The X-ray emitters of the second X-ray source can be designed for a much lower thermal load and lower power output, since with it only the 2D projection radiographs with limited input dose for the tomosynthesis measurement must be recorded.

Bei einer Ausführungsform der Mammografieanlage sind die mehreren Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle in einer Reihe entlang eines Geradenabschnitts oder eines Bogenabschnitts angeordnet. Sie können beispielsweise linear angeordnet sein. Somit lassen sich auf einfache Weise mehrere Projektionswinkel erzielen. Sie können ebenfalls auf einem Bogenabschnitt angeordnet sein, wobei dadurch beispielsweise ein im Wesentlichen konstanter Abstand der Röntgenemitter zum Detektor gewährleistet werden kann. In one embodiment of the mammography system, the plurality of X-ray emitters of the second X-ray source are arranged in a row along a straight line section or a curved section. They can be arranged linearly, for example. Thus, several projection angles can be achieved in a simple manner. They can likewise be arranged on an arc section, whereby, for example, a substantially constant distance between the x-ray emitter and the detector can be ensured.

Insbesondere können der Detektor, die erste Röntgenquelle und die Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle in einer Ebene liegen. Mit einer derartigen Geometrie lassen sich auf einfache Weise Tomosynthese-Messungen und konventionelle Projektionsradiografiemessungen durchführen.In particular, the detector, the first X-ray source and the X-ray emitter of the second X-ray source can lie in one plane. With such a geometry, tomosynthesis measurements and conventional projection radiography measurements can be easily performed.

Insbesondere können die ersten Röntgenquelle und die zweite Röntgenquelle derart angeordnet sein, dass die zweidimensionale Projektion und die mehreren Projektionen der Tomosynthese-Messung nacheinander ohne Verlagerung des Untersuchungsobjekts aufnehmbar sind. Zum Erzielen der verschiedenen Projektionswinkel sowie der Aufnahme der konventionellen 2D-Projektionsradiografie ist damit weder eine mechanische Bewegung einer der Röntgenquellen nötig, noch muss das Untersuchungsobjekt repositioniert bzw. dessen Lage geändert werden.In particular, the first X-ray source and the second X-ray source can be arranged such that the two-dimensional projection and the multiple projections of the tomosynthesis measurement can be recorded one after the other without displacement of the examination subject. In order to achieve the different projection angles and the recording of the conventional 2D projection radiography, neither a mechanical movement of one of the X-ray sources is necessary, nor does the object to be examined need to be repositioned or its position changed.

Bei einer Ausführungsform umfasst die zweite Röntgenquelle mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20 Röntgenemitter. Mit jedem Röntgenemitter kann eine Projektion des Untersuchungsobjekts mit einem Projektionswinkel aufgenommen werden, der sich von denen der anderen Röntgenemitter unterscheidet, so dass die Anzahl der Röntgenquellen der Anzahl der ohne Bewegung des Untersuchungsobjekts oder der Quelle aufnehmbaren Projektionen mit verschiedenen Projektionswinkeln entspricht. Eine weitere Projektion kann selbstverständlich von der ersten Röntgenquelle erhalten werden. Die zweite Röntgenquelle kann beispielsweise 25 Röntgenemitter zur Aufnahme von Projektionen bei 25 verschiedenen Projektionswinkeln umfassen.In one embodiment, the second x-ray source comprises at least 10, preferably at least 20 x-ray emitters. With each X-ray emitter, a projection of the examination object can be recorded with a projection angle that differs from that of the other X-ray emitters, so that the number of X-ray sources corresponds to the number of recordable projections with different projection angles without moving the examination subject or the source. Of course, another projection can be obtained from the first X-ray source. The second X-ray source may comprise, for example, 25 X-ray emitters for recording projections at 25 different projection angles.

Ein erster Teil der mehreren Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle kann als eine erste Multifokus-Röntgenquelle ausgebildet sein. Ein zweiter, von dem ersten verschiedenen Teil der mehreren Röntgenemitter kann als eine zweite Multifokus-Röntgenquelle ausgebildet sein. Die zweite Röntgenquelle kann damit 2 Multifokus-Röntgenquellen umfassen. Andere Konfigurationen sind selbstverständlich denkbar, beispielsweise die Ausbildung als eine einzelne Multifokus-Röntgenquelle oder das Vorsehen weiterer Multifokus-Röntgenquellen.A first part of the plurality of X-ray emitters of the second X-ray source may be formed as a first multi-focus X-ray source. A second, different from the first part of the plurality of X-ray emitter may be formed as a second multi-focus X-ray source. The second X-ray source may thus comprise 2 multi-focus X-ray sources. Other configurations are of course conceivable, for example the formation as a single multifocus X-ray source or the provision of further multi-focus X-ray sources.

Beispielsweise können die erste und die zweite Multifokus-Röntgenquelle benachbart an die erste Röntgenquelle angeordnet sein und sich von dieser in im Wesentlichen entgegensetzte Richtungen erstrecken. Dies kann wiederum jeweils entweder entlang eines Geradenabschnitts oder eines Bogenabschnitts erfolgen, oder auch in einer beliebigen anderen Anordnung. Die erste Röntgenquelle ist beispielsweise mittig zwischen den zwei Multifokus-Röntgenquellen angeordnet.For example, the first and second multi-focus x-ray sources may be disposed adjacent the first x-ray source and extending therefrom in substantially opposite directions. This in turn can be done either along a straight line section or a curved section, or in any other arrangement. The first X-ray source is arranged, for example, centrally between the two multi-focus X-ray sources.

Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Multifokus-Röntgenquelle und/oder der Abstand dieser zum Detektor kann derart eingestellt sein, dass der Brennfleck des Röntgenemitters der ersten Multifokus-Röntgenquelle und der Brennfleck des Röntgenemitters der zweiten Multifokus-Röntgenquelle, die jeweils der ersten Röntgenquelle am nächsten sind, aus Sicht eines mittigen Punkts auf dem Detektor einen Winkelabstand von maximal 3°, vorzugsweise maximal 2° aufweisen. Damit kann sichergestellt werden, dass die Abstände zwischen den Projektionswinkeln der mit den zwei Multifokus-Röntgenquellen aufgenommenen Projektionen nicht größer als die genannten Werte wird, so dass die Rekonstruktion von Schichtbildern bei der Tomosynthese mit hoher Genauigkeit möglich ist. Der mittige Punkt kann beispielsweise ein geometrisches Zentrum oder Ähnliches des Detektors sein.The distance between the first and the second multi-focus X-ray source and / or the distance to the detector may be set such that the focal spot of the X-ray emitter of the first multi-focus X-ray source and the focal spot of the X-ray emitter of the second multi-focus X-ray source, respectively, of the first X-ray source are closest, from the viewpoint of a central point on the detector have an angular distance of a maximum of 3 °, preferably a maximum of 2 °. This makes it possible to ensure that the distances between the projection angles of the projections recorded using the two multi-focus X-ray sources do not become greater than the stated values, so that the reconstruction of tomographic tomograms is possible with high accuracy. The central point may be, for example, a geometric center or the like of the detector.

Weiterhin können die erste Röntgenquelle und die zweite Röntgenquelle derart angeordnet sein, dass der Abstand eines solchen mittigen Punktes auf dem Detektor von dem Brennfleck der ersten Röntgenquelle größer ist als der Abstand des mittigen Punktes auf dem Detektor zu dem Brennfleck des Röntgenemitters der zweiten Röntgenquelle, der der ersten Röntgenquelle am nächsten ist. Diese Anordnung ist insbesondere vorteilhaft, wenn die erste Röntgenquelle eine höhere Leistung als die Emitter der zweiten Röntgenquelle aufweist.Furthermore, the first X-ray source and the second X-ray source may be arranged such that the distance of such a central point on the detector from the focal point of the first X-ray source is greater than the distance of the central point on the detector to the focal point of the X-ray emitter of the second X-ray source closest to the first x-ray source. This arrangement is particularly advantageous when the first X-ray source has a higher power than the emitter of the second X-ray source.

Die erste Röntgenquelle kann eine Drehanode aufweisen oder eine Drehkolbenröhre umfassen. Bei einer derartigen Ausgestaltung der ersten Röntgenquelle wird eine hohe thermische Belastbarkeit erzielt und kann Röntgenstrahlung mit hoher Leistung abgegeben werden.The first X-ray source may comprise a rotary anode or comprise a rotary tube. In such an embodiment of the first X-ray source, a high thermal capacity is achieved and X-ray radiation can be emitted with high power.

Die Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle können Kathoden umfassen, die ausgestaltet sind, um Elektronen durch Kaltemission oder Feldemission zu emittieren. Dies ermöglicht einen kompakten Aufbau der Röntgenemitter und stellt des Weiteren genügend Leistung für die Aufnahme der Projektionen bei der Tomosynthese bereit. Derartige Feldemissionskathoden bzw. Kaltemissionskathoden können insbesondere Kathoden umfassen, die zur Emission von Elektronen mit Kohlenstoffnanoröhrchen versehen sind. Insbesondere können die Kathoden wie in „J. Zhang, et al.: Stationary scanning x-ray source based on carbon nanotube field emitters. Appl. Phys. Lett., 2005. 86: p. 184104” beschrieben ausgestaltet sein.The x-ray emitters of the second x-ray source may include cathodes configured to emit electrons by cold emission or field emission. This allows a compact design of the X-ray emitter and also provides enough power for recording the projections in tomosynthesis. Such field emission cathodes or cold emission cathodes may in particular comprise cathodes which are provided for the emission of electrons with carbon nanotubes. In particular, the Cathodes like in "J. Zhang, et al .: Stationary scanning x-ray source based on carbon nanotube field emitters. Appl. Phys. Lett., 2005. 86: p. 184104 " be designed described.

Es ist jedoch auch denkbar, dass die Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle Kathoden zur thermischen Elektronenemission umfassen, beispielsweise Glühkathoden. Insbesondere können die Röntgenemitter auch Vorratskathoden umfassen. Derartige Kathoden können die zur Elektronenemission nötige Temperatur senken. Vorratskathoden werden auch als Dispenser-Kathoden bezeichnet.However, it is also conceivable that the X-ray emitters of the second X-ray source comprise cathodes for thermal electron emission, for example hot cathodes. In particular, the X-ray emitter can also comprise storage cathodes. Such cathodes can lower the temperature necessary for electron emission. Supply cathodes are also referred to as dispenser cathodes.

Die Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle können Stehanoden, auch Festanoden genannt, umfassen.The X-ray emitters of the second X-ray source may include stationary anodes, also called solid anodes.

Die Strahl erzeugenden Elemente der ersten Röntgenquelle und der zweiten Röntgenquelle können in einem evakuierten Vakuumgehäuse angeordnet sein. Es ist somit möglich, lediglich ein Vakuumgehäuse für die gesamte Anordnung von Röntgenquellen vorzusehen. Damit wird der Aufbau der Röntgenquellen kompakter.The beam generating elements of the first X-ray source and the second X-ray source may be arranged in an evacuated vacuum housing. It is thus possible to provide only a vacuum housing for the entire array of x-ray sources. This makes the structure of the X-ray sources more compact.

Das Vakuumgehäuse kann beispielsweise eine Drehanode für die erste Röntgenquelle sowie eine lineare Anode oder eine lineare Anordnung von Einzelanoden für die zweite Röntgenquelle umfassen. Dadurch wird eine hohe Leistungsfähigkeit bei kompaktem Aufbau erzielt.The vacuum housing may comprise, for example, a rotary anode for the first X-ray source as well as a linear anode or a linear arrangement of single anodes for the second X-ray source. This achieves high performance with a compact design.

Die erste Röntgenquelle kann eine Anode umfassen, die besonders hohen thermischen Belastungen standhält, wie beispielsweise eine Diamantanode. Dadurch ist es möglich, die erste Röntgenquelle besonders kompakt zu gestalten.The first X-ray source may comprise an anode that can withstand particularly high thermal loads, such as a diamond anode. This makes it possible to make the first X-ray source particularly compact.

Bei einer Ausführungsform sind die erste Röntgenquelle und die Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle derart ausgestaltet, dass die von der ersten Röntgenquelle maximal erzeugbare Eingangsdosis um einen Faktor von mindestens 5, vorzugsweise mindestens 10 höher ist als die von einem Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle maximal erzeugbare Eingangsdosis. Die erste Röntgenquelle kann ausgestaltet sein, um im Betrieb eine Eingangsdosis von mindestens 3 mGy, vorzugsweise mindestens 5 mGy zu erzeugen. Die Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle können derart ausgestaltet sein, das die von einem Röntgenemitter im Betrieb erzeugte Eingangsdosis maximal 1 mGy, vorzugsweise maximal 0,5 mGy beträgt. Die Eingangsdosis ist die Dosis vor dem Objekt, die Luftkerma ohne Rückstreuung (ESAK: Entrance Surface Air Kerma).In one embodiment, the first X-ray source and the X-ray emitter of the second X-ray source are configured such that the maximum input dose that can be generated by the first X-ray source is higher by a factor of at least 5, preferably at least 10 than the maximum input dose that can be generated by an X-ray emitter of the second X-ray source. The first x-ray source may be configured to produce an input dose of at least 3 mGy, preferably at least 5 mGy during operation. The X-ray emitters of the second X-ray source can be configured in such a way that the input dose generated by an X-ray emitter during operation is at most 1 mGy, preferably at most 0.5 mGy. The input dose is the dose in front of the object, the air kerma without backscatter (ESAK: Entrance Surface Air Kerma).

Die Mammografieanlage kann des Weiteren einen Generator und eine Steuereinheit umfassen, wobei die Steuereinheit ausgestaltet ist, um das Anlegen einer von dem Generator erzeugten Hochspannung an die Röntgenquellen derart zu steuern, dass mit den Röntgenemittern der zweiten Röntgenquelle sequenziell mehrere Projektionen des Untersuchungsobjekts mit verschiedenen Projektionswinkeln aufnehmbar sind. Weiterhin kann die Steuereinheit den Generator zum Anlegen einer Hochspannung an die erste Röntgenquelle zur Aufnahme der 2D-Projektion ansteuern.The mammography system can furthermore comprise a generator and a control unit, wherein the control unit is designed to control the application of a high voltage generated by the generator to the X-ray sources in such a way that with the X-ray emitters of the second X-ray source a plurality of projections of the examination subject can be recorded sequentially with different projection angles are. Furthermore, the control unit can control the generator for applying a high voltage to the first X-ray source for recording the 2D projection.

Des Weiteren kann eine Belichtungsautomatik vorgesehen sein, die die von der ersten Röntgenquelle zur Aufnahme der zweidimensionalen Projektion des Untersuchungsobjekts abzugebende Dosis bestimmt. Mittels einer Recheneinheit, die Teil der Belichtungsautomatik sein kann oder mit dieser integriert sein kann, kann dann auf Basis der bestimmten Dosis die von den Röntgenemittern der zweiten Röntgenquelle abzugebenden Dosen zur Durchführung der Tomosynthese-Messung ermittelt werden. Eine zusätzliche Bestimmung der von der zweiten Röntgenquelle abzugebende Röntgendosis bei der Tomosynthese-Messung kann damit entfallen.Furthermore, an automatic exposure device may be provided which determines the dose to be delivered by the first X-ray source for recording the two-dimensional projection of the examination subject. By means of an arithmetic unit, which may be part of the automatic exposure system or may be integrated therewith, the doses to be delivered by the x-ray emitters of the second x-ray source for performing the tomosynthesis measurement can then be determined on the basis of the specific dose. An additional determination of the output from the second X-ray source X-ray dose in the tomosynthesis measurement can be dispensed with.

Es kann eine Steuereinheit vorgesehen sein, die ausgestaltet ist, um die erste Röntgenquelle zur Aufnahme der zweidimensionalen Projektion anzusteuern und anschließend die zweite Röntgenquelle zur Aufnahme von mehreren Projektionen mit verschiedenen Projektionswinkeln anzusteuern. Neben dem Tomosynthesescan kann damit in einem Messdurchgang des Weiteren eine 2D-Projektion erhalten werden.It can be provided a control unit which is designed to control the first X-ray source for recording the two-dimensional projection and then to control the second X-ray source for recording a plurality of projections with different projection angles. In addition to the tomosynthesis scan, a 2D projection can be obtained in one measurement run.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn eine Rechnereinheit vorgesehen ist, die ausgestaltet ist, um aus den mehreren mit der zweiten Röntgenquelle aufgenommenen Projektionen Schichtbilder oder dreidimensionale Bilddaten des Untersuchungsobjekts zu rekonstruieren, wobei die Rekonstruktion unter Berücksichtigung der mit der ersten Röntgenquelle aufgenommenen zweidimensionalen Projektion erfolgt. Durch den Einsatz dieser zusätzlichen Projektion bei der Rekonstruktion kann die Rekonstruktionsgenauigkeit erhöht werden, sowie das Signal-zu-Rausch-Verhältnis verbessert werden.In particular, it is advantageous if a computer unit is provided which is designed to reconstruct slice images or three-dimensional image data of the examination object from the plurality of projections recorded with the second x-ray source, the reconstruction taking into account the two-dimensional projection recorded with the first x-ray source. By using this additional projection in the reconstruction, the reconstruction accuracy can be increased and the signal-to-noise ratio can be improved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb einer Mammografieanlage bereitgestellt, wobei die Mammografieanlage wie vorab beschrieben ausgestaltet sein kann. Das Verfahren umfasst die Aufnahme einer zweidimensionalen Projektion des Untersuchungsobjekts mit der ersten Röntgenquelle, die Aufnahme mehrerer Projektionen des Untersuchungsobjekts mit verschiedenen Projektionswinkeln mit der zweiten Röntgenquelle, und das Rekonstruieren von Schichtbildern oder dreidimensionalen Bilddaten aus den mehreren Projektionen und der zweidimensionalen Projektion. Vorteilhaft ist dabei, dass unmittelbar nacheinander eine zweidimensionale Projektion sowie der Satz von Projektionen der Tomosynthese-Messung aufgenommen werden können. Die Rekonstruktion unter Berücksichtigung der zweidimensionalen Projektion erzielt des Weiteren, wie vorab genannt, eine verbesserte Genauigkeit und ein höheres Signal-zu-Rausch-Verhältnis.According to a further aspect of the present invention, a method for operating a mammography system is provided, wherein the mammography system can be configured as described above. The method comprises recording a two-dimensional projection of the examination subject with the first X-ray source, recording a plurality of projections of the examination subject with different projection angles with the second X-ray source, and reconstructing Layer images or three-dimensional image data from the multiple projections and the two-dimensional projection. It is advantageous that a two-dimensional projection and the set of projections of the tomosynthesis measurement can be recorded immediately after one another. The reconstruction considering the two-dimensional projection further achieves, as mentioned above, an improved accuracy and a higher signal-to-noise ratio.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Hereby show:

1 schematisch eine Mammografieanlage zur Durchführung einer Tomosynthese-Messung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 1 schematically a mammography system for performing a tomosynthesis measurement according to an embodiment of the present invention, and

2 ein Flussdiagramm mit Schritten zur Durchführung einer Tomosynthese-Messung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flowchart with steps for performing a tomosynthesis measurement according to an embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt schematisch eine Mammografieanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mammografieanlage 100 ist zur Durchführung einer konventionellen Mammografie, d. h. zur Aufnahme eines zweidimensionalen Projektionsbildes, sowie zur Durchführung einer Tomosynthese-Messung ausgestaltet. Bei einer konventionellen Mammografie wird das ortsfest gehaltene Untersuchungsobjekt, insbesondere die Brust einer Patientin oder eines Patienten, mit der von einer Röntgenquelle emittierten Röntgenstrahlung beleuchtet, wobei die das Untersuchungsobjekt durchdringende Röntgenstrahlung mittels eines Detektors aufgezeichnet wird. Aus der so aufgenommenen Projektion können Rückschlüsse auf die Dichte des von der Röntgenstrahlung durchdrungenen Gewebes gezogen werden. 1 schematically shows a mammography system according to an embodiment of the present invention. Mammografieanlage 100 is designed for performing a conventional mammography, ie for recording a two-dimensional projection image, as well as for performing a tomosynthesis measurement. In a conventional mammography, the stationary examination object, in particular the breast of a patient, is illuminated with the X-ray radiation emitted by an X-ray source, the X-radiation penetrating the examination subject being recorded by means of a detector. From the projection thus obtained conclusions can be drawn on the density of the tissue penetrated by the X-radiation.

Zur Aufnahme einer derartigen zweidimensionalen Projektion des Untersuchungsobjekts 30 umfasst die Mammografieanlage 100 eine erste Röntgenquelle 10, sowie einen Detektor 25. Das Untersuchungsobjekt 30 wird bei der Durchführung einer Untersuchung zwischen Detektor 25 und Röntgenquelle 10 angeordnet. Detektor 25 kann dabei eine nicht näher gezeigte Lagerplatte zur Ablage des Untersuchungsobjekts, insbesondere der zu untersuchenden Brust umfassen. Weiterhin kann eine Kompressionsplatte (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die beispielsweise im Wesentlichen parallel zu der Lagerplatte des Detektors angeordnet ist, und die dazu dient, das Untersuchungsobjekt zu komprimieren und ortsfest zu halten.For receiving such a two-dimensional projection of the examination subject 30 includes the mammography system 100 a first x-ray source 10 , as well as a detector 25 , The examination object 30 is when conducting an investigation between detector 25 and X-ray source 10 arranged. detector 25 may include a bearing plate not shown in detail for storing the examination subject, in particular the breast to be examined. Furthermore, a compression plate (not shown) may be provided, which is arranged, for example, substantially parallel to the bearing plate of the detector, and which serves to compress the examination object and to hold it stationary.

Die erste Röntgenquelle 10 umfasst vorzugsweise nur einen Röntgenemitter, der beispielsweise entsprechend einer herkömmlichen Röntgenröhre ausgestaltet sein kann. Dies bedeutet, dass die Röntgenquelle 10 eine Kathoden-Anoden-Anordnung umfasst, wobei die Kathode die zur Erzeugung der Röntgenstrahlung benötigten Elektronen durch thermische Emission freisetzt. Röntgenquelle 10 kann insbesondere eine Glühkathode, beispielsweise in Form einer Glühwendel aufweisen, die aus Wolframdraht oder anderen geeigneten Materialien bestehen kann. Die thermische Emission von Elektronen aus der Kathode wird erzielt durch Aufheizen der Kathode mittels eines Stromdurchflusses. Die Elektronen werden zu der mit einer positiven Spannung beaufschlagten Anode beschleunigt. Die Anode enthält das Target, in dem durch Auftreffen der Elektronen die Röntgenbremstrahlung erzeugt wird, die von der Röntgenquelle ausgegeben wird. Der Bereich, in dem die Röntgenstrahlung erzeugt wird, wird auch Brennfleck genannt. Mittels elektronenoptischer Einrichtungen ist eine Steuerung und Fokussierung des Elektronenstrahlbündels möglich, so dass Position und Größe des Brennflecks einstellbar sind.The first X-ray source 10 preferably comprises only one X-ray emitter, which may be configured, for example, according to a conventional X-ray tube. This means that the X-ray source 10 a cathode-anode arrangement, wherein the cathode releases the electrons required for generating the X-radiation by thermal emission. X-ray source 10 may in particular have a hot cathode, for example in the form of a filament, which may consist of tungsten wire or other suitable materials. The thermal emission of electrons from the cathode is achieved by heating the cathode by means of a current flow. The electrons are accelerated to the anode charged with a positive voltage. The anode contains the target, in which the incidence of the electrons generates the X-ray radiation emitted by the X-ray source. The area where the X-rays are generated is also called the focal spot. By means of electron-optical devices, a control and focusing of the electron beam is possible, so that position and size of the focal spot are adjustable.

Röntgenquelle 10 kann dabei verschiedene Arten von Anoden umfassen. Vorzugsweise ist eine Drehanode vorgesehen. Die Drehanode umfasst einen Teller, der in Drehung versetzt wird, wobei die Elektronen auf den Rand des Tellers auftreffen (der Brennfleck liegt auf dem Tellerrand). Die im Brennfleck entstehende Wärme kann damit effektiv auf den Tellerrand verteilt werden, so dass eine größere Strahlintensität sowie eine längere Lebenszeit der Anode ermöglicht wird.X-ray source 10 may include different types of anodes. Preferably, a rotary anode is provided. The rotary anode comprises a plate, which is set in rotation, the electrons impinge on the edge of the plate (the focal spot is on the edge of the plate). The resulting heat in the focal spot can thus be distributed effectively on the edge of the plate, so that a larger beam intensity and a longer life of the anode is possible.

Der Einsatz anderer Anoden ist selbstverständlich ebenfalls denkbar. Beispielsweise kann eine Fest- bzw. Stehanode vorgesehen sein, oder die Röntgenquelle kann als Drehkolbenröhre ausgebildet sein.The use of other anodes is of course also conceivable. For example, a fixed or stationary anode may be provided, or the X-ray source may be formed as a rotary tube.

Durch die Ausbildung der Röntgenquelle 10 mit Glühkathode und Drehanode lassen sich größere Stromstärken und damit eine hohe Leistung der abgegebenen Röntgenstrahlung erzielen. Insbesondere ist die Leistung der Röntgenquelle 10 ausreichend hoch, so dass mit der von ihr emittierten Röntgenstrahlung mittels des Detektors 25 eine Projektion des Untersuchungsobjekts 30 aufnehmbar ist. Für die Aufnahme einer derartigen konventionellen zweidimensionalen Projektionsradiografie wird eine gewisse Eingangsdosis der Röntgenstrahlung benötigt. Röntgenquelle 10 ist so konfiguriert, dass am Untersuchungsobjekt 30 eine Eingangsdosis von mindestens 3 mGy, vorzugsweise mindestens 5 mGy bereitgestellt wird. Mit einer derartigen Strahlendosis ist die Aufnahme einer zweidimensionalen Projektion des Untersuchungsobjekts 30 ohne weiteres möglich.By training the X-ray source 10 with thermionic cathode and rotating anode can be greater currents and thus achieve high performance of the emitted X-rays. In particular, the power of the X-ray source 10 sufficiently high, so that with the emitted by her X-rays by means of the detector 25 a projection of the examination object 30 is receivable. For receiving such a conventional two-dimensional projection radiography, a certain input dose of the X-radiation is needed. X-ray source 10 is configured to be on the examination object 30 an input dose of at least 3 mGy, preferably at least 5 mGy is provided. With such a radiation dose is the recording of a two-dimensional projection of the examination subject 30 readily possible.

Bei einer herkömmlichen Mammografieanlage, die zur Durchführung einer Tomosynthese-Messung ausgestaltet ist, kann die Röntgenquelle 10 verschwenkt werden, um Projektionen mit verschiedenen Projektionswinkeln des Untersuchungsobjekts 30 aufzunehmen. Diese Bewegung der Röntgenröhre wird bei der Mammografieanlage 100 dadurch vermieden, dass eine zweite Röntgenquelle 20 vorgesehen ist. Die zweite Röntgenquelle 20 umfasst eine Anordnung von Röntgenemittern 23. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Röntgenemitter 23 auf zwei Multifokus-Röntgenröhren 21 und 22 aufgeteilt. Die Multifokus-Röntgenröhren 21 und 22 sind an gegenüberliegenden Seiten benachbart zu der ersten Röntgenquelle 10 angeordnet. Andere Ausgestaltungen der zweiten Röntgenquelle 20 sind selbstverständlich ebenfalls denkbar, beispielsweise als lediglich eine Multifokus-Röntgenröhre, in die die erste Röntgenquelle 10 integriert ist oder zu dieser benachbart angeordnet ist, oder die Ausgestaltung als mehrere separate Multifokus-Röhren. In a conventional mammography system, which is designed to perform a tomosynthesis measurement, the X-ray source 10 be pivoted to projections with different projection angles of the examination subject 30 take. This movement of the X-ray tube is at the mammography facility 100 thereby avoiding a second x-ray source 20 is provided. The second X-ray source 20 includes an array of x-ray emitters 23 , At the in 1 the embodiment shown are the X-ray emitter 23 on two multifocus X-ray tubes 21 and 22 divided up. The multifocus X-ray tubes 21 and 22 are on opposite sides adjacent to the first x-ray source 10 arranged. Other embodiments of the second X-ray source 20 are of course also conceivable, for example, as only a multi-focus X-ray tube into which the first X-ray source 10 is integrated or disposed adjacent thereto, or the configuration as a plurality of separate multi-focus tubes.

Bei der in 1 dargestellten Ausgestaltung sind die Röntgenemitter 23 linear entlang eines Geradenabschnitts angeordnet. Andere Anordnungen sind selbstverständlich ebenfalls denkbar. Multifokus-Röhren 21 bzw. 22 können beispielsweise ebenfalls gekrümmt ausgebildet sein, so dass die Röntgenemitter 23 auf jeweils einem Bogenabschnitt liegen. Dieser kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass jeder Röntgenemitter denselben Abstand zu einem mittigen Punkt 26 auf dem Detektor 25 aufweist.At the in 1 illustrated embodiment, the X-ray emitter 23 arranged linearly along a straight line section. Other arrangements are of course also conceivable. Multifocus tubes 21 respectively. 22 For example, can also be curved, so that the X-ray emitter 23 lie on a respective arc section. This can for example be designed so that each X-ray emitter the same distance to a central point 26 on the detector 25 having.

Die Röntgenemitter 23 der zweiten Röntgenquelle 20 sowie die erste Röntgenquelle 10 und der Detektor 25 liegen in einer Ebene (wobei diese Elemente selbstverständlich auch eine Ausdehnung senkrecht zu dieser Ebene aufweisen). Es sollte jedoch klar sein, dass auch andere Konfigurationen möglich sind. Beispielsweise kann die erste Röntgenquelle 10 vor oder hinter der Ebene der zweiten Röntgenquelle angeordnet sein, oder die Röntgenemitter 23 der zweiten Röntgenquelle 20 können in senkrechter Richtung zu dieser Ebene versetzt angeordnet sein. Beispielsweise können zwei oder mehr in dieser Richtung nebeneinander angeordnete Reihen von Röntgenemittern 23 vorgesehen sein, wodurch die Auflösung bei einem Tomosynthese-Scan erhöht werden kann.The X-ray emitter 23 the second X-ray source 20 as well as the first X-ray source 10 and the detector 25 lie in a plane (these elements, of course, also have an extension perpendicular to this plane). However, it should be clear that other configurations are possible. For example, the first X-ray source 10 be arranged in front of or behind the plane of the second X-ray source, or the X-ray emitter 23 the second X-ray source 20 can be arranged offset in the direction perpendicular to this plane. For example, two or more rows of x-ray emitters arranged side by side in this direction 23 be provided, whereby the resolution in a tomosynthesis scan can be increased.

Bei einer Ausgestaltung der zweiten Röntgenquelle 20 als zwei Multifokusröhren 21 bzw. 22, wie in 1 gezeigt, ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen diesen relativ gering ist, so dass eine ausreichende Winkelauflösung bei einer Tomosynthese-Messung erzielt werden kann. Die Röntgenemitter der beiden Multifokusröhren, die der ersten Röntgenquelle 10 am nächsten liegen, weisen vorzugsweise einen von dem mittigen Punkt 26 auf dem Detektor 25 aus gemessenen Winkelabstand (Winkel 27) auf, der nicht größer ist als 3°, vorzugsweise nicht größer als 2°. Der Winkelabstand ist in 1 gezeigt als der Winkel 27 zwischen der Verbindungslinie des mittigen Punkts 26 und dem nächstgelegenen Emitter der Multifokusröhre 21 und der Verbindungslinie zwischen dem mittigen Punkt 26 und dem nächstgelegenen Röntgenemitter der Multifokusröhre 22. Der mittige Punkt 26 ist dabei beispielsweise ein zentraler Punkt auf der Oberfläche des Detektors 25 oder auf der von diesem umfassten Lagerplatte, beispielsweise das geometrische Zentrum der Lagerplatte oder der Detektoroberfläche.In an embodiment of the second X-ray source 20 as two multi-focus tubes 21 respectively. 22 , as in 1 As shown, it is advantageous if the distance between them is relatively small, so that a sufficient angular resolution can be achieved in a tomosynthesis measurement. The X-ray emitter of the two multi-focus tubes, the first X-ray source 10 are closest, preferably have one of the central point 26 on the detector 25 from measured angular distance (angle 27 ), which is not greater than 3 °, preferably not greater than 2 °. The angular distance is in 1 shown as the angle 27 between the connecting line of the central point 26 and the nearest emitter of the multifocal tube 21 and the connecting line between the central point 26 and the nearest X-ray emitter of the multifocal tube 22 , The middle point 26 is for example a central point on the surface of the detector 25 or on the bearing plate encompassed by it, for example the geometric center of the bearing plate or the detector surface.

Verschiedene Ausgestaltungen der Röntgenemitter 23 der zweiten Röntgenquelle 20 sind denkbar. Die Röntgenemitter können thermische Kathoden aufweisen, also Kathoden, die Elektronen durch thermische Emissionen bereitstellen. Insbesondere bietet sich dabei der Einsatz von Dispenser-Kathoden (auch Vorratskathoden genannt) an, da mit diesen Kathoden eine Absenkung der zur Emission der Elektronen benötigen Temperatur ermöglicht wird. Bei Vorratskathoden diffundiert aus einem Vorratsraum ein Stoff, beispielsweise Barium, durch einen porösen Sinterkörper, beispielsweise Wolfram, an die Oberfläche und bildet dort einen dünnen aktiven Film, aus dem die Elektronenemission erfolgt. Bei einer imprägnierten Vorratskathode ist der Vorrat beispielsweise in einem Porenvolumen einer Wolframscheibe untergebracht.Different embodiments of the X-ray emitter 23 the second X-ray source 20 are conceivable. The x-ray emitters may include thermal cathodes, that is, cathodes that provide electrons through thermal emissions. In particular, the use of dispenser cathodes (also called dispenser cathodes) lends itself to this, since with these cathodes a lowering of the temperature required for the emission of the electrons is made possible. In the case of supply cathodes, a substance, for example barium, diffuses from a storage space through a porous sintered body, for example tungsten, to the surface, where it forms a thin active film, from which the electron emission takes place. In the case of an impregnated supply cathode, the supply is accommodated, for example, in a pore volume of a tungsten disk.

Vorzugsweise sind die Kathoden der Röntgenemitter 23 jedoch als Kaltemitter oder Feldemitter ausgebildet. Dabei muss das Kathodenmaterial nur auf moderate Temperaturen erwärmt werden, wobei die Emission von Elektronen mittels eines mit positiver Spannung beaufschlagten Extraktionsgitters oder ähnlichem erfolgt, welches hohe Feldstärken zwischen Kathode und Extraktionsgitter erzeugt. Nach der Emission werden die Elektronen wiederum zu einer Anode beschleunigt, wobei sie beim Auftreffen auf ein entsprechendes Target die Röntgenstrahlung erzeugen. Durch Einsatz der Feldemission ist ein kompakter Aufbau der Röntgenemitter 23 möglich. Auch kann eine sehr kleine Emissionsfläche der Elektronen erzielt werden, wodurch ein entsprechend kleiner Brennfleck bei entsprechender Elektronenoptik auf der Anode erreichbar ist.Preferably, the cathodes are the x-ray emitter 23 but designed as a cold emitter or field emitter. In this case, the cathode material must be heated only to moderate temperatures, the emission of electrons by means of an applied with positive voltage extraction grid or the like, which generates high field strengths between the cathode and the extraction grid. After emission, the electrons are in turn accelerated to an anode, where they generate the X-radiation when hitting a corresponding target. By using the field emission is a compact structure of the X-ray emitter 23 possible. Also, a very small emission area of the electrons can be achieved, whereby a correspondingly smaller focal spot with appropriate electron optics on the anode can be achieved.

Derartige Kathoden (Feldemitter) lassen sich beispielsweise auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen (auch carbon nanotubes) herstellen. Insbesondere können bei Ausführungsformen der Erfindung auch die in „J. Zhang, et al.: Stationary scanning x-ray source based on carbon nanotube field emitters. Appl. Phys. Lett., 2005. 86: p. 184104” beschriebenen Kathoden zum Einsatz kommen.Such cathodes (field emitters) can be produced for example on the basis of carbon nanotubes (also called carbon nanotubes). In particular, in embodiments of the invention, the in "J. Zhang, et al .: Stationary scanning x-ray source based on carbon nanotube field emitters. Appl. Phys. Lett., 2005. 86: p. 184104 " described cathodes are used.

Ebenfalls sind verschiedene Konfigurationen der Anoden der Röntgenemitter 23 vorstellbar. Die Röntgenemitter 23 können beispielsweise Festanoden bzw. Stehanoden aufweisen. Eine Stehanode kann beispielsweise ein Wolfram-Target aufweisen, das in einen Kupferkörper eingelassen ist, so dass die bei der Erzeugung der Röntgenstrahlung entstehende Wärme abgeführt wird. Durch einen derartigen Aufbau ist die Wärmeabfuhr und dadurch auch die mögliche Strahlungsleistung begrenzt, wobei die Wärmeabfuhr durch Wasser- oder Ölkühlung verbessert werden kann. Stehanoden sind dadurch insbesondere für geringere Strahlungsleistungen geeignet und ermöglichen in derartigen Anwendungen einen kompakten Aufbau.Also, various configurations of the anodes are the x-ray emitters 23 imaginable. The X-ray emitter 23 For example, they may have solid anodes or standing anodes. For example, a standing anode can have a tungsten target that is embedded in a copper body, so that the heat generated when the x-ray radiation is generated is dissipated. By such a structure, the heat dissipation and thereby also the possible radiation power is limited, wherein the heat dissipation can be improved by water or oil cooling. Stehanoden are thus suitable in particular for lower radiation power and allow in such applications a compact design.

Der Bereich, in dem der Elektronenstrahl auf das Target trifft, wird wiederum als Brennfleck oder Fokus bezeichnet, von dem die Röntgenstrahlung ausgeht. Der Begriff Mulifokusröhre bezeichnet somit eine Röntgenröhre, in der mehrere Röntgenemitter vorgesehen sind, so dass die Röntgenröhre mehrere Foki aufweist.The area in which the electron beam strikes the target is again referred to as the focal spot or focus from which the X-radiation emanates. The term multi-focus tube thus designates an x-ray tube in which a plurality of x-ray emitters are provided, so that the x-ray tube has a plurality of foci.

Die Konfiguration der Röntgenemitter 23 mit einer Feldemitter-Kathode und Festanode ermöglich eine kompakte Bauform, wobei derartige Kathoden nur eine relativ geringe Stromstärke und Festanoden nur eine limitierte thermische Belastbarkeit aufweisen, so dass die erreichbare Strahlungsleistung derartiger Röntgenemitter begrenzt ist. Jedoch werden bei einer Tomosynthese-Messung die Bilddaten aus mehreren aufgenommenen Projektionen rekonstruiert, so dass eine einzelne Projektion mit einer geringeren Strahlendosis aufnehmbar ist. Somit eignen sich derartige Röntgenemitter zur Durchführung einer Tomosynthese-Messung. Die Röntgenemitter 23 der zweiten Röntgenquelle 20 können beispielsweise konfiguriert sein, um eine Eingangsdosis von maximal 1 mGy, vorzugsweise maximal 0,5 mGy zu erzeugen. Die von einem Röntgenemitter 23 der zweiten Röntgenquelle 20 maximal erzeugbare Eingangsdosis kann beispielsweise um einen Faktor 5 bis 15, beispielsweise 10 geringer sein als die von der erste Röntgenquelle 10 erzeugte Dosis.The configuration of the X-ray emitter 23 with a field emitter cathode and fixed anode allows a compact design, such cathodes have only a relatively low current and fixed anodes only a limited thermal capacity, so that the achievable radiation power such X-ray emitter is limited. However, in a tomosynthesis measurement, the image data is reconstructed from a plurality of recorded projections so that a single projection with a lower radiation dose can be recorded. Thus, such X-ray emitters are suitable for carrying out a tomosynthesis measurement. The X-ray emitter 23 the second X-ray source 20 For example, they may be configured to produce an input dose of at most 1 mGy, preferably at most 0.5 mGy. The one from an x-ray emitter 23 the second X-ray source 20 The maximum input dose that can be generated, for example, may be smaller than that of the first X-ray source by a factor of 5 to 15, for example 10 10 generated dose.

Die zweite Röntgenquelle 20 stellt also insbesondere die Röntgenstrahlung für die Aufnahme verschiedener Projektionen bei einer Tomosynthese-Messung bereit. Aus 1 ist dabei ersichtlich, dass auf Grund der Anordnung der Röntgenemitter 23 in der Röntgenquelle 20 die von jedem Röntgenemitter erzeugte Röntgenstrahlung von einer anderen Einfallsrichtung auf das Untersuchungsobjekt 30 fällt. Bei einem ortsfesten Detektor 25 ist somit der Einfallswinkel der Röntgenstrahlung auf den Detektor für jeden Röntgenemitter 23 verschieden. Der Einfallswinkel kann beispielsweise wiederum an dem mittleren Punkt 26 auf dem Detektor 25 gemessen werden. Die Einfallsrichtung kann beispielsweise als die Richtung definiert werden, von der der jeweilige Röntgenemitter 23 von einem zentralen Punkt des Untersuchungsobjekts 30 ausgesehen wird. Dieser zentrale Punkt kann beispielsweise in der Ebene der Röntgenemitter 23 im Zentrum des Untersuchungsobjekts 30 liegen, beispielsweise also das geometrische Zentrum des Objekts in dieser Ebene sein.The second X-ray source 20 Thus, in particular, provides the X-radiation for the acquisition of various projections in a tomosynthesis measurement. Out 1 can be seen that due to the arrangement of the X-ray emitter 23 in the X-ray source 20 the X-ray radiation generated by each X-ray emitter from another direction of incidence on the examination subject 30 falls. For a stationary detector 25 is thus the angle of incidence of the X-radiation on the detector for each X-ray emitter 23 different. The angle of incidence, for example, again at the middle point 26 on the detector 25 be measured. The direction of incidence can be defined, for example, as the direction from which the respective X-ray emitter 23 from a central point of the examination object 30 is looked. This central point can be found, for example, in the plane of the X-ray emitter 23 in the center of the examination object 30 lie, so for example be the geometric center of the object in this plane.

Mit der Röntgenquelle 20 ist es somit möglich, das Untersuchungsobjekt 30 aus einer Vielzahl verschiedener Projektionsrichtungen mit Röntgenstrahlen zu durchstrahlen, ohne das die Röntgenquelle 20 oder das Untersuchungsobjekt 30 bewegt werden muss. Für die Aufnahme einer Projektion des Untersuchungsobjekts 30 für eine bestimmte Projektionsrichtung kann der entsprechende Röntgenemitter 23 einzeln zur Erzeugung von Röntgenstrahlung angesteuert werden. Durch sequenzielles Ansteuern der nebeneinander angeordneten Röntgenemitter 23 ist somit die Aufnahme einer Anzahl von Projektionen des Untersuchungsobjekts 30 mit verschiedenen Projektionswinkeln möglich, die der Anzahl an vorgesehenen Röntgenemittern 23 entspricht. Mit jedem Röntgenemitter kann somit eine Projektion mit einem der Einfallrichtung der von dem Röntgenemitter emittierten Röntgenstrahlung entsprechenden Projektionswinkel aufgenommen werden. Die Aufnahme der Projektionen ist somit durch einfaches Durchschalten der Röntgenemittern 23 möglich, so dass die Tomosynthese-Messung wesentlich beschleunigt werden kann.With the X-ray source 20 is it thus possible to examine the object of investigation 30 to irradiate with X-rays from a variety of different projection directions, without the X-ray source 20 or the examination object 30 has to be moved. For taking a projection of the examination object 30 for a given direction of projection, the corresponding X-ray emitter 23 be individually controlled to generate X-rays. By sequential driving of the juxtaposed X-ray emitter 23 is thus the recording of a number of projections of the examination subject 30 possible with different projection angles, the number of intended x-ray emitters 23 equivalent. Thus, with each x-ray emitter, a projection with a projection angle corresponding to the direction of incidence of the x-ray radiation emitted by the x-ray emitter can be recorded. The recording of the projections is thus by simply switching the X-ray emitters 23 possible, so that the tomosynthesis measurement can be significantly accelerated.

Der Abstand zwischen dem Ort, an dem die Röntgenstrahlung erzeugt wird (also der Brennfleck) und dem Ort der Detektion der Röntgenstrahlung, hier also die Oberfläche des Detektors 25, wird als Röhren-Detektor-Abstand (RDA) bezeichnet (Englisch: Source-Image-Distance, SID). Die erste Röntgenquelle 10 und die zweite Röntgenquelle 20 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass der RDA der ersten Röntgenquelle größer ist als der RDA des Emitters der zweiten Röntgenquelle, der der erste Röntgenquelle 10 am nächsten liegt. Der RDA kann beispielsweise wiederum von dem mittigen Punkt 26 des Detektors aus gemessen werden. Es sollte klar sein, dass bei bestimmten Ausgestaltungen der zweiten Röntgenquelle 20, beispielsweise bei einer gekrümmten Anordnung der Röntgenemitter oder bei einer sich wie in 1 gezeigten linearen Anordnung RDAs auftreten können, die für verschiedene der Röntgenemitter 23 verschieden groß sind.The distance between the location at which the X-radiation is generated (ie the focal spot) and the location of the detection of the X-radiation, in this case the surface of the detector 25 , is called the tube-detector-distance (RDA) (Source-Image-Distance, SID). The first X-ray source 10 and the second X-ray source 20 are preferably arranged such that the RDA of the first X-ray source is greater than the RDA of the emitter of the second X-ray source, that of the first X-ray source 10 is closest. For example, the RDA may again be from the central point 26 be measured from the detector. It should be understood that in certain embodiments, the second X-ray source 20 For example, in a curved arrangement of the X-ray emitter or in a as in 1 shown linear array RDAs can occur for different of the x-ray emitter 23 are different in size.

Eine Konfiguration, bei der der RDA des der ersten Quelle 10 nächstliegenden Röntgenemitters der Röntgenquelle 20 kleiner ist als der RDA der ersten Röntgenquelle 10 hat den Vorteil, dass die durch die Aufweitung des Röntgenstrahls verursachte Abschwächung der Strahlungsleistung für die Emitter der zweiten Röntgenquelle 20 geringer ausfällt, so dass höhere Eingangsdosen erzielbar sind, wohingegen ein derartiger Abfall der Strahlungsleistung für die erste Röntgenquelle 10 nicht ins Gewicht fällt, da diese auf Grund ihrer Konfiguration ausreichend hohe Strahlungsleistungen erzeugen kann.A configuration where the RDA is the first source 10 nearest X-ray emitter of the X-ray source 20 is smaller than the RDA of the first X-ray source 10 has the advantage that the attenuation of the radiation power caused by the widening of the X-ray beam for the emitter of the second X-ray source 20 lower, so that higher input doses are achievable, whereas such a decrease in the radiant power for the first X-ray source 10 does not matter because this can generate sufficiently high radiation powers due to their configuration.

Neben der in 1 gezeigten relativen Anordnung der ersten und zweiten Röntgenquelle sind selbstverständlich weitere Anordnungen denkbar, beispielsweise können die ersten Röntgenquelle und der dieser benachbarte Emitter 23 denselben RDA aufweisen, oder die erste Röntgenquelle 10 kann einen geringeren RDA aufweisen.In addition to the in 1 Of course, further arrangements are conceivable, for example, the first X-ray source and the adjacent emitter thereof can be arranged 23 have the same RDA, or the first X-ray source 10 may have a lower RDA.

Zur Realisierung derartiger verschiedener Anordnungen ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste Röntgenquelle 10 eine besonders kleine Bauform aufweist, also kompakt ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Drehanode mit besonders hoher thermischer Belastbarkeit vorgesehen ist. Ein kompakter Aufbau kann beispielsweise durch Verwendung einer Diamantanode erreicht werden.To realize such various arrangements, it is particularly advantageous if the first X-ray source 10 has a particularly small design, so is compact. This can be achieved, for example, by providing a rotary anode with a particularly high thermal load capacity. A compact construction can be achieved, for example, by using a diamond anode.

Die erste Röntgenquelle 10 und die zweite Röntgenquelle 20 können als separate Röntgenröhren vorgesehen sein. Beispielsweise kann Röntgenquelle 10 eine einzelne konventionelle Röntgenröhre sein wohingegen Röntgenquelle 20 eine oder mehrere (beispielsweise wie in 1 gezeigt 2) Multifokusröhren umfassen. Jede Röntgenröhre kann dabei ein eigenes Röntgengehäuse aufweisen.The first X-ray source 10 and the second X-ray source 20 may be provided as separate x-ray tubes. For example, X-ray source 10 a single conventional x-ray tube, whereas x-ray source 20 one or more (for example as in 1 2) include multifocal tubes. Each x-ray tube can have its own x-ray housing.

Es ist jedoch auch denkbar, die verschiedenen Röntgenröhren in gemeinsames Röhrengehäuse zu integrieren. Beispielsweise können sich die Strahlerzeuger der ersten Röntgenquelle 10 und der zweiten Röntgenquelle 20 in einem gemeinsamen Röhrenvakuumgehäuse befinden. Das Röhrenvakuumgehäuse dann kann beispielsweise eine lineare Anode für die Röntgenemitter 23 enthalten, oder eine lineare Anordnung von Einzelanoden. Des Weiteren kann in dem Gehäuse die Drehanode der ersten Röntgenquelle 10 vorgesehen sein. Somit kann ein kompakter Aufbau der ersten und der zweiten Röntgenquelle realisiert werden. Dabei sollte klar sein, dass der Aufbau entsprechend der Konfiguration der ersten und zweiten Röntgenquelle anzupassen ist, also beispielsweise auch eine bogenförmige Anordnung der Emitter 23 aufweisen kann.However, it is also conceivable to integrate the various x-ray tubes in a common tube housing. For example, the beam generators of the first X-ray source 10 and the second X-ray source 20 in a common vacuum tube housing. The tube vacuum housing, for example, may then be a linear anode for the x-ray emitter 23 contain, or a linear array of single anodes. Furthermore, in the housing, the rotary anode of the first X-ray source 10 be provided. Thus, a compact structure of the first and the second X-ray source can be realized. It should be clear that the structure is to be adapted according to the configuration of the first and second X-ray source, so for example, an arcuate arrangement of the emitter 23 can have.

Es ist somit eine Vielzahl von Ausgestaltungen der Röntgenquellen 10 und 20 der Mammographieanlage 100 denkbar. Mammographieanlage 100 kann des Weiteren Komponenten umfassen, die üblicherweise bei einer konventionellen Mammographieanlage vorgesehen sind. Auf eine weitergehende Erläuterung dieser allgemeinen Komponenten, die dem Fachmann bekannt sind, wird hier verzichtet. Das Messsystem der Mammographieanlage 100, das beispielweise von Röntgenquelle, Detektor und Kompressionsplatte (nicht gezeigt) gebildet wird, kann beispielsweise an einer Standsäule befestigt sein. Das Messsystem kann drehbar sein, so dass eine Untersuchung des Untersuchungsobjekts aus verschiedenen Richtungen ermöglicht wird. Ebenfalls ist es denkbar, die Röntgenquellenanordnung verschiebbar auszugestalten. Ebenfalls ist es möglich Detektor und Kompressionsplatte drehbar zu lagern. Damit können beispielsweise verschiedene Projektionen (z. B. cranio-caudale Projektion oder mediolateral-oblige Projektion) des Untersuchungsobjekts 30 aufgenommen werden. Bei der Aufnahme einer Tomosynthese-Messung ist bei der Mammographieanlage 100 jedoch eine Bewegung der Röntgenquellenanordnung und des Untersuchungsobjekts nicht notwendig.It is thus a variety of embodiments of the X-ray sources 10 and 20 the mammography system 100 conceivable. mammography system 100 may further comprise components that are commonly provided in a conventional mammography system. For a more detailed explanation of these general components, which are known in the art, is omitted here. The measuring system of the mammography system 100 For example, which is formed by X-ray source, detector and compression plate (not shown), for example, can be attached to a pedestal. The measuring system can be rotatable so that an examination of the examination subject from different directions is made possible. It is also conceivable to make the X-ray source arrangement displaceable. It is also possible to rotatably support detector and compression plate. Thus, for example, various projections (eg, cranio-caudal projection or mediolateral oblige projection) of the examination subject 30 be recorded. When taking a tomosynthesis measurement is in the mammography system 100 However, a movement of the X-ray source arrangement and the examination object is not necessary.

Die Hochspannung zur Erzeugung der Röntgenstrahlung wird mittels des Generators 41 erzeugt. Dieser wird von der Steuereinheit 42 angesteuert. Steuereinheit 42 ist beispielsweise konfiguriert, um selektiv die Emission von Röntgenstrahlung von einem der Emitter 23 und von der Röntgenquelle 10 zu steuern. Steuereinheit 42 kann weiterhin das Auslesen des Detektors 25 zur Aufnahme einer Projektion steuern. Steuereinheit 42 kann somit beispielsweise veranlassen, dass zunächst Röntgenquelle 10 zur Aufnahme einer zweidimensionalen Projektionsradiographie aktiviert wird, wonach die Röntgenemitter 23 der zweiten Röntgenquelle 20 sequenziell zur Aufnahme mehrerer Projektionsradiographien mit verschiedenen Projektionswinkeln aktiviert werden.The high voltage for generating the X-radiation is by means of the generator 41 generated. This one is from the control unit 42 driven. control unit 42 For example, it is configured to selectively control the emission of X-rays from one of the emitters 23 and from the X-ray source 10 to control. control unit 42 can continue reading the detector 25 to record a projection. control unit 42 can thus cause, for example, that first X-ray source 10 is activated to record a two-dimensional projection radiography, after which the X-ray emitter 23 the second X-ray source 20 be activated sequentially to record multiple projection radiographs with different projection angles.

Die zur Aufnahme der vorab genannten Projektionen nötige Eingangsdosis kann für verschiedene Aufnahmesituationen und verschiedene Untersuchungsobjekte 30 variieren. Entsprechend ist eine Belichtungsautomatik 43 vorgesehen, mit der die nötige Eingangsdosis bestimmt wird. Diese arbeitet beispielsweise bei der Aufnahme der zweidimensionalen Projektion mittels der ersten Röntgenquelle 10, um die bei dieser Aufnahme benötigte Strahlung zu ermitteln. Belichtungsautomatik 43 oder Rechnereinheit 44 kann anschließend basierend auf der so bestimmten Dosis die Dosis bestimmen, die für eine einzelne Projektionsaufnahme im Rahmen der Tomosynthese-Messung von einem einzelnen Röntgenemitter benötigt wird, also welche Strahlleistung von diesem Röntgenemitter abzugeben ist. Die Tomosynthese-Messung kann somit direkt im Anschluss an die Aufnahme der zweidimensionalen Projektion erfolgen, ohne dass weitere Belichtungsmessungen o. ä. nötig sind.The input dose required to record the projections mentioned above can be used for different recording situations and different examination objects 30 vary. Accordingly, an automatic exposure 43 provided with the necessary input dose is determined. This works, for example, when recording the two-dimensional projection by means of the first X-ray source 10 to determine the radiation required in this recording. Auto exposure 43 or computer unit 44 can then determine based on the dose thus determined the dose that is required for a single projection shot in the context of tomosynthesis measurement of a single X-ray emitter, that is, which beam power is to be delivered by this X-ray emitter. The tomosynthesis measurement can thus take place directly after the acquisition of the two-dimensional projection, without the need for further exposure measurements or the like.

Rechnereinheit 44 ist ausgestaltet, um aus den bei der Tomosynthese-Messung aufgenommenen Projektionen Schichtbilder oder dreidimensionale Daten zu rekonstruieren. Dies ist möglich, da die verschiedenen Projektionen das Untersuchungsobjekt 30 mit verschiedenen Projektionswinkeln abbilden. Die Rekonstruktion kann dabei durch das Verwenden einer größeren Anzahl von Projektionen sowie von Projektionen mit höherem Signal-zu-Rauschverhältnis verbessert werden. Entsprechend ist es vorteilhaft, die mit der ersten Röntgenquelle 10 aufgenommene zweidimensionale Projektion bei der Rekonstruktion der Schichtbilder bzw. dreidimensionale Bilddaten zu verwenden. Die mit der ersten Röntgenquelle 10 aufgenommene Projektion kann somit als eine weitere Projektion der Tomosynthese-Messung behandelt werden.computer unit 44 is designed to reconstruct slice images or three-dimensional data from the projections taken in the tomosynthesis measurement. This is possible because the different projections are the object under investigation 30 with different projection angles. The reconstruction can be done by using a larger number of projections as well as projections with a higher signal-to-noise ratio can be improved. Accordingly, it is advantageous with the first X-ray source 10 taken two-dimensional projection in the reconstruction of the slices or three-dimensional image data to use. The one with the first X-ray source 10 recorded projection can thus be treated as another projection of the tomosynthesis measurement.

Eine Projektion kann auch als Projektionsbild oder Projektionsaufnahme bezeichnet werden. Beispielsweise können darunter die aus dem Detektor 25 bei einer Aufnahme ausgelesenen Rohdaten oder die bereits vorverarbeiteten Bilddaten verstanden werden. Eine Projektion zeigt allgemein die Abschwächung der von der entsprechenden Röntgenquelle emittierten Röntgenstrahlung, die diese beim Durchlaufen des Untersuchungsobjekts erfährt.A projection can also be called a projection image or a projection image. For example, it may include those from the detector 25 understood in a recording raw data or the already preprocessed image data are understood. A projection generally shows the attenuation of the X-ray radiation emitted by the corresponding X-ray source that it experiences as it passes through the examination subject.

Weiterhin ist eine Benutzerschnittstelle 45 vorgesehen, die beispielsweise Eingabe- und Ausgabeeinheiten, wie eine Tastatur und eine Anzeige umfassen kann. Mit der Benutzerschnittstelle 45 kann ein Benutzer die Durchführung bestimmter Aufnahmeprotokolle steuern, sowie aufgenommene Projektionen oder rekonstruierte Schichtbilder bzw. dreidimensionale Bilddaten betrachten.Furthermore, there is a user interface 45 provided, for example, may include input and output units, such as a keyboard and a display. With the user interface 45 For example, a user may control the execution of certain recording protocols, as well as view recorded projections or reconstructed slices or three-dimensional image data.

Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen der in 1 gezeigten Einheiten denkbar. Beispielsweise können die Einheiten 42, 43 und 44 auf einem Computersystem integriert werden, das den Einheiten entsprechende Programmabschnitte auf einem Prozessor ausführt.Of course, other embodiments of in 1 units shown conceivable. For example, the units can 42 . 43 and 44 be integrated on a computer system that executes program sections corresponding to the units on a processor.

Mit der Mammographieanlage 100 können sowohl eine zweidimensionale Radiographie als auch eine Tomosynthese durchgeführt werden. Mit der ersten und der zweiten Röntgenquelle kann ein modularer Aufbau erzielt werden, so dass beispielsweise eine herkömmliche Mammographieanlage durch Hinzufügen der zweiten Röntgenquelle zur Durchführung einer stationären Tomosynthese aufgerüstet werden kann.With the mammography system 100 Both two-dimensional radiography and tomosynthesis can be performed. With the first and the second X-ray source, a modular construction can be achieved, so that, for example, a conventional mammography system can be upgraded by adding the second X-ray source to perform a stationary tomosynthesis.

2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Mammographieanlage 100 kann zur Durchführung dieses Verfahrens konfiguriert sein. In Schritt 201 erfolgt die Aufnahme einer zweidimensionalen (2D)-Projektion mit der ersten Röntgenquelle 10 unter Verwendung der Belichtungsautomatik 43. Die mit dem Detektor 25 aufgenommene Projektion kann bereits an sich verwendet werden, sie kann beispielsweise auf einer Anzeige der Benutzerschnittstelle 45 dargestellt werden. 2 FIG. 12 is a flowchart illustrating a method according to an embodiment of the present invention. FIG. The mammography system 100 may be configured to perform this method. In step 201 the recording of a two-dimensional (2D) projection with the first X-ray source takes place 10 using automatic exposure 43 , The with the detector 25 taken projection can already be used in itself, it can, for example on a display of the user interface 45 being represented.

Mit der Rechnereinheit 44 erfolgt in Schritt 202 das Bestimmen der Dosis für die Tomosynthese-Projektionsaufnahme aus der mit der Belichtungsautomatik für die Aufnahme der 2D-Projektion bestimmten Dosis. Da die Gesamtdosis bei der Tomosynthese-Messung die festgeschriebenen Grenzwerte nicht übersteigen soll, liegt die Dosis einer einzelnen Projektionsaufnahme der Tomosynthese-Messung im Allgemeinen wesentlich unter der Dosis der 2D-Projektion, beispielsweise um einen Faktor 10.With the computer unit 44 takes place in step 202 determining the dose for the tomosynthesis projection image from the dose determined by the automatic exposure system for taking the 2D projection. Since the total dose in the tomosynthesis measurement should not exceed the fixed limit values, the dose of a single projection image of the tomosynthesis measurement is generally substantially lower than the dose of the 2D projection, for example by a factor of 10.

In Schritt 203 erfolgt die sequenzielle Aufnahme von Projektionen mit verschiedenen Projektionswinkeln. Dafür werden die Röntgenemitter 23 der zweiten Röntgenquelle 20 der Reihe nach angesteuert, um Röntgenstrahlung zu emittieren, die aus unterschiedlichen Einfallsrichtungen auf das Untersuchungsobjekt 30 fällt. Der Detektor 25 nimmt dabei jeweils ein Projektionsbild auf. Die Tomosynthese-Messung umfasst damit die Aufnahme eines Projektionsbildes für jeden der Röntgenemitter 23.In step 203 the sequential recording of projections with different projection angles takes place. The X-ray emitter will do this 23 the second X-ray source 20 controlled in order to emit X-ray radiation from different directions of incidence on the examination subject 30 falls. The detector 25 takes in each case a projection image. The tomosynthesis measurement thus includes the acquisition of a projection image for each of the X-ray emitters 23 ,

Um genügend Daten für die Rekonstruktion der Schichtbilder zu erhalten, sind mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20 Röntgenemitter vorgesehen. Beispielsweise weist die zweite Röntgenquelle 25 Röntgenemitter auf, mit denen entsprechend Projektionen mit 25 verschiedenen Projektionswinkeln aufnehmbar sind.In order to obtain sufficient data for the reconstruction of the slice images, at least 10, preferably at least 20 X-ray emitters are provided. For example, the second X-ray source 25 X-ray emitter, with which corresponding projections with 25 different projection angles can be recorded.

Nach Durchführung der Tomosynthese-Messung erfolgt in Schritt 204 die Rekonstruktion von Schichtbildern und/oder eines dreidimensionalen (3D) Bilddatensatzes aus den aufgenommenen Projektionen. Die Rekonstruktion kann von Rechnereinheit 44 durchgeführt werden. Insbesondere kann Rechnereinheit 44 bei der Rekonstruktion ebenfalls die vorab aufgenommene 2D-Projektion berücksichtigen, so dass ein weiterer Bilddatensatz für die Rekonstruktion zur Verfügung steht.After performing the tomosynthesis measurement takes place in step 204 the reconstruction of layer images and / or a three-dimensional (3D) image data set from the recorded projections. The reconstruction can be done by computer unit 44 be performed. In particular, computer unit 44 During reconstruction, the previously recorded 2D projection should also be taken into account so that a further image data record is available for the reconstruction.

Die beiden Messungen (2D-Projektion und Tomosynthese) können somit unmittelbar aufeinanderfolgend ohne weitere Modifikationen, wie beispielsweise Bewegung der Röntgenquellen oder des Untersuchungsobjekts, durchgeführt werden. Dies bewirkt eine Vereinfachung und eine Beschleunigung des Verfahrens, es kann ein einfacher Aufbau der Mammographieanlage 100 verwirklicht werden, und die Beschleunigung und Vereinfachung bringt des weiteren eine höhere Akzeptanz bei der Untersuchungsperson mit sich.The two measurements (2D projection and tomosynthesis) can thus be carried out directly in succession without any further modifications, such as, for example, movement of the X-ray sources or of the examination subject. This causes a simplification and an acceleration of the process, it can be a simple construction of the mammography system 100 Furthermore, the acceleration and simplification brings with it a higher acceptance of the examiner.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
erste Röntgenquellefirst X-ray source
2020
zweite Röntgenquellesecond X-ray source
21, 2221, 22
MultifokusröhrenMultifocus tubes
2323
RöntgenemitterX-ray emitter
2525
Detektordetector
2626
mittlerer Punkt auf Detektormiddle point on detector
2727
Winkelabstandangular distance
30 30
Untersuchungsobjektobject of investigation
4141
Generatorgenerator
4242
Steuereinheitcontrol unit
4343
BelichtungsautomatikAuto exposure
4444
Rechnereinheitcomputer unit
4545
BenutzerschnittstelleUser interface
100100
Mammographieanlagemammography system
201–204201-204
Verfahrenschrittesteps

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • „J. Zhang, et al: A multi-beam x-ray imaging system based on carbon nanotube field emitters., Proc. SPIE 6142, 614204-1 (2007)” [0004] "J. Zhang, et al: A multi-beam x-ray imaging system based on carbon nanotube field emitters., Proc. SPIE 6142, 614204-1 (2007) " [0004]
  • „J. Zhang, et al.: Stationary scanning x-ray source based on carbon nanotube field emitters. Appl. Phys. Lett., 2005. 86: p. 184104” [0019] "J. Zhang, et al .: Stationary scanning x-ray source based on carbon nanotube field emitters. Appl. Phys. Lett., 2005. 86: p. 184104 " [0019]
  • „J. Zhang, et al.: Stationary scanning x-ray source based on carbon nanotube field emitters. Appl. Phys. Lett., 2005. 86: p. 184104” [0046] "J. Zhang, et al .: Stationary scanning x-ray source based on carbon nanotube field emitters. Appl. Phys. Lett., 2005. 86: p. 184104 " [0046]

Claims (24)

Mammographieanlage (100), die für die Durchführung einer Tomosynthese-Messung ausgestaltet ist, umfassend: – eine erste Röntgenquelle (10), mit einer Glühkathode zur thermischen Elektronenemission, – eine zweite Röntgenquelle (20), die eine Anordnung mehrerer Röntgenemitter (23) umfasst, und – einen Detektor (25), wobei zwischen dem Detektor (25) und der ersten bzw. zweiten Röntgenquelle (10; 20) ein Untersuchungsobjekt (30) anordenbar ist, wobei die erste Röntgenquelle (10) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass mit der von der ersten Röntgenquelle emittierten Röntgenstrahlung eine zweidimensionale Projektion des Untersuchungsobjekts (30) aufnehmbar ist, und wobei die mehreren Röntgenemitter (23) der zweiten Röntgenquelle (20) derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass im Betrieb die von den verschiedenen Röntgenemittern (23) emittierte Röntgenstrahlung aus verschiedenen Einfallsrichtungen auf das Untersuchungsobjekt (30) trifft, so dass Projektionen des Untersuchungsobjekts (30) mit verschiedenen Projektionswinkeln zur Durchführung einer Tomosynthese-Messung aufnehmbar sind.Mammography system ( 100 ) configured to perform a tomosynthesis measurement, comprising: - a first x-ray source ( 10 ), with a thermionic cathode for thermal electron emission, - a second X-ray source ( 20 ), which is an arrangement of several X-ray emitters ( 23 ), and - a detector ( 25 ), between the detector ( 25 ) and the first and second X-ray source ( 10 ; 20 ) an examination object ( 30 ), wherein the first X-ray source ( 10 ) is configured and arranged such that with the X-ray radiation emitted by the first X-ray source, a two-dimensional projection of the examination object (FIG. 30 ), and wherein the plurality of X-ray emitters ( 23 ) of the second X-ray source ( 20 ) are configured and arranged such that, in operation, the signals emitted by the various x-ray emitters ( 23 ) emitted X-radiation from different directions of incidence on the examination subject ( 30 ) so that projections of the examination subject ( 30 ) are receivable with different projection angles for performing a tomosynthesis measurement. Mammographieanlage nach Anspruch 1, wobei die mehreren Röntgenemitter (23) der zweiten Röntgenquelle (20) in einer Reihe entlang eines geraden Abschnitts oder eines Bogenabschnitts angeordnet sind.The mammography system of claim 1, wherein the plurality of x-ray emitters ( 23 ) of the second X-ray source ( 20 ) are arranged in a row along a straight section or a curved section. Mammographieanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Detektor (25), die erste Röntgenquelle (10) und die Röntgenemitter (23) der zweiten Röntgenquelle (20) in einer Ebene liegen.Mammography system according to claim 1 or 2, wherein the detector ( 25 ), the first X-ray source ( 10 ) and the X-ray emitter ( 23 ) of the second X-ray source ( 20 ) lie in one plane. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Röntgenquelle (10) und die zweite Röntgenquelle (20) derart angeordnet sind, dass die zweidimensionale Projektion und die mehreren Projektionen der Tomosynthese-Messung nacheinander ohne Verlagerung des Untersuchungsobjekts (30) aufnehmbar sind.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the first X-ray source ( 10 ) and the second X-ray source ( 20 ) are arranged such that the two-dimensional projection and the plurality of projections of the tomosynthesis measurement are measured one after the other without displacement of the examination object ( 30 ) are receivable. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Röntgenquelle (20) mindestens 10, vorzugsweise mindestens 20 Röntgenemitter (23) umfasst.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the second X-ray source ( 20 ) at least 10, preferably at least 20 X-ray emitter ( 23 ). Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erster Teil der mehreren Röntgenemitter (23) der zweiten Röntgenquelle als eine erste Multifokus-Röntgenquelle (21) ausgebildet ist, und wobei ein zweiter, von dem ersten verschiedener Teil der mehreren Röntgenemitter (23) als eine zweite Multifokus-Röntgenquelle (22) ausgebildet ist.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein a first part of the plurality of X-ray emitters ( 23 ) of the second X-ray source as a first multi-focus X-ray source ( 21 ), and wherein a second, different from the first part of the plurality of X-ray emitter ( 23 ) as a second multi-focus X-ray source ( 22 ) is trained. Mammographieanlage nach Anspruch 6, wobei die erste und die zweite Multifokus-Röntgenquelle (21, 22) benachbart an die erste Röntgenquelle (10) angeordnet sind und sich von dieser in im Wesentlichen entgegengesetzte Richtungen erstrecken.A mammography system according to claim 6, wherein the first and second multi-focus x-ray sources ( 21 . 22 ) adjacent to the first x-ray source ( 10 ) and extending therefrom in substantially opposite directions. Mammographieanlage nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Multifokus-Röntgenquelle (21, 22) und/oder der Abstand dieser zum Detektor (25) derart eingestellt ist, dass der Brennfleck des Röntgenemitters der ersten Multifokus-Röntgenquelle (21) und der Brennfleck des Röntgenemitters der zweiten Multifokus-Röntgenquelle (22), die jeweils der ersten Röntgenquelle (10) am nächsten sind, aus Sicht eines mittigen Punkts (26) auf dem Detektor (25) einen Winkelabstand von maximal 3 Grad, vorzugsweise maximal 2 Grad aufweisen.Mammography system according to claim 6 or 7, wherein the distance between the first and the second multi-focus X-ray source ( 21 . 22 ) and / or the distance of this to the detector ( 25 ) is set such that the focal spot of the X-ray emitter of the first multi-focus X-ray source ( 21 ) and the focal spot of the X-ray emitter of the second multi-focus X-ray source ( 22 ), each of the first X-ray source ( 10 ) are closest to each other from the perspective of a central point ( 26 ) on the detector ( 25 ) have an angular distance of at most 3 degrees, preferably at most 2 degrees. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Röntgenquelle (10) und die zweite Röntgenquelle (20) derart angeordnet sind, dass der Abstand eines mittigen Punkts (26) auf dem Detektor (25) zu dem Brennfleck der ersten Röntgenquelle (10) größer ist als der Abstand des mittigen Punkts (26) auf dem Detektor (25) zu dem Brennfleck des Röntgenemitters der zweiten Röntgenquelle (20), der der ersten Röntgenquelle am nächsten ist.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the first X-ray source ( 10 ) and the second X-ray source ( 20 ) are arranged such that the distance of a central point ( 26 ) on the detector ( 25 ) to the focal spot of the first X-ray source ( 10 ) is greater than the distance of the central point ( 26 ) on the detector ( 25 ) to the focal spot of the X-ray emitter of the second X-ray source ( 20 ) closest to the first X-ray source. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Röntgenquelle (10) eine Drehanode aufweist oder eine Drehkolbenröhre umfasst.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the first X-ray source ( 10 ) has a rotary anode or comprises a rotary tube. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Röntgenemitter (23) der zweiten Röntgenquelle Kathoden umfassen, die ausgestaltet sind, um Elektronen durch Kaltemission oder Feldemission zu emittieren.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the X-ray emitters ( 23 ) of the second X-ray source comprise cathodes configured to emit electrons by cold emission or field emission. Mammographieanlage nach einem der Ansprüche 1–10, wobei die Röntgenemitter (23) der zweiten Röntgenquelle Kathoden zur thermischen Elektronenemission, insbesondere Vorratskathoden umfassen.Mammography system according to one of claims 1-10, wherein the X-ray emitters ( 23 ) of the second X-ray source comprise cathodes for thermal electron emission, in particular storage cathodes. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Röntgenemitter (23) der zweiten Röntgenquelle Stehanoden umfassen.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the X-ray emitters ( 23 ) of the second X-ray source comprise stehodes. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die strahlerzeugenden Elemente der ersten Röntgenquelle (10) und der zweiten Röntgenquelle (20) in einem evakuierbaren Vakuumgehäuse angeordnet sind.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the beam-generating elements of the first X-ray source ( 10 ) and the second X-ray source ( 20 ) are arranged in an evacuable vacuum housing. Mammographieanlage nach Anspruch 11, wobei das Vakuumgehäuse eine Drehanode für die erste Röntgenquelle (10) sowie eine lineare Anode oder eine lineare Anordnung von Einzelanoden für die zweite Röntgenquelle (20) umfasst.A mammography system according to claim 11, wherein the vacuum housing comprises a rotary anode for the first X-ray source ( 10 ) as well as a linear anode or a linear array of single anodes for the second x-ray source ( 20 ). Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Röntgenquelle (10) eine Diamantanode umfasst.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the first X-ray source ( 10 ) comprises a diamond anode. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Röntgenquelle (10) und die Röntgenemitter (23) der zweiten Röntgenquelle (20) derart ausgestaltet sind, dass die von der ersten Röntgenquelle maximal erzeugbare Eingangsdosis um eine Faktor von mindestens 5, vorzugsweise mindestens 10 höher ist als die von einem Röntgenemitter der zweiten Röntgenquelle maximal erzeugbare Eingangsdosis.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the first X-ray source ( 10 ) and the X-ray emitter ( 23 ) of the second X-ray source ( 20 ) are configured such that the maximum input dose that can be generated by the first X-ray source is higher by a factor of at least 5, preferably at least 10, than the maximum input dose that can be generated by an X-ray emitter of the second X-ray source. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Röntgenquelle (10) ausgestaltet ist, um im Betrieb eine Eingangsdosis von mindestens 3 mGy, vorzugsweise mindestens 5 mGy zu erzeugen.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the first X-ray source ( 10 ) is designed to produce an input dose of at least 3 mGy, preferably at least 5 mGy during operation. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Röntgenemitter (23) der zweiten Röntgenquelle (20) derart ausgestaltet sind, dass die von einem Röntgenemitter im Betrieb erzeugte Eingangsdosis maximal 1 mGy, vorzugsweise maximal 0,5 mGy beträgt.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein the X-ray emitters ( 23 ) of the second X-ray source ( 20 ) are configured such that the input dose generated by an X-ray emitter in operation is a maximum of 1 mGy, preferably a maximum of 0.5 mGy. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei des weiteren ein Generator (41) und eine Steuereinheit (42) vorgesehen sind, wobei die Steuereinheit (42) ausgestaltet ist, um das Anlegen einer von dem Generator (41) erzeugte Hochspannung an die Röntgenquellen (10, 20) derart zu steuern, dass mit den Röntgenemittern (23) der zweiten Röntgenquelle sequentiell mehrere Projektionen des Untersuchungsobjekts (30) mit verschiedenen Projektionswinkeln aufnehmbar sind.Mammography system according to one of the preceding claims, further comprising a generator ( 41 ) and a control unit ( 42 ) are provided, wherein the control unit ( 42 ) is adapted to apply one of the generator ( 41 ) generated high voltage to the X-ray sources ( 10 . 20 ) such that with the x-ray emitters ( 23 ) of the second X-ray source sequentially several projections of the examination subject ( 30 ) are receivable with different projection angles. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei des Weiteren eine Belichtungsautomatik (43) vorgesehen ist, die die von der ersten Röntgenquelle (10) zur Aufnahme der zweidimensionalen Projektion des Untersuchungsobjekts (30) abzugebende Dosis bestimmt, wobei eine Rechnereinheit (44) vorgesehen ist, die auf Basis der bestimmten Dosis die von den Röntgenemittern (23) der zweiten Röntgenquelle (20) abzugebenden Dosen zur Durchführung der Tomosynthese-Messung ermittelt.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein furthermore an automatic exposure system ( 43 ) provided by the first X-ray source ( 10 ) for recording the two-dimensional projection of the examination subject ( 30 ) to be delivered, wherein a computer unit ( 44 ) based on the specific dose determined by the X-ray emitters ( 23 ) of the second X-ray source ( 20 ) to be dispensed cans to carry out the tomosynthesis measurement determined. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei des Weiteren eine Steuereinheit (42) vorgesehen ist, die ausgestaltet ist, um die erste Röntgenquelle (10) zur Aufnahme der zweidimensionalen Projektion anzusteuern und anschließend die zweite Röntgenquelle (20) zur Aufnahme von mehreren Projektionen mit verschiedenen Projektionswinkeln anzusteuern.Mammography system according to one of the preceding claims, wherein furthermore a control unit ( 42 ) configured to receive the first X-ray source ( 10 ) to pick up the two-dimensional projection and then the second X-ray source ( 20 ) for the acquisition of several projections with different projection angles. Mammographieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, des Weiteren eine Rechnereinheit (44) umfassend, die ausgestaltet ist, um aus mehreren mit der zweiten Röntgenquelle (20) aufgenommenen Projektionen Schichtbilder oder dreidimensionale Bilddaten des Untersuchungsobjekts (30) zu rekonstruieren, wobei die Rekonstruktion unter Berücksichtigung einer mit der ersten Röntgenquelle (10) aufgenommenen zweidimensionalen Projektion erfolgt.Mammography system according to one of the preceding claims, further comprising a computer unit ( 44 ) configured to be connected to a plurality of the second X-ray source ( 20 ) recorded slices or three-dimensional image data of the examination subject ( 30 ), the reconstruction taking into account one with the first X-ray source ( 10 ) taken two-dimensional projection. Verfahren zum Betrieb eine Mammographieanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten: – Aufnahme einer zweidimensionale Projektion des Untersuchungsobjekts (30) mit der ersten Röntgenquelle (10), – Aufnahme mehrerer Projektionen des Untersuchungsobjekts (30) mit verschiedenen Projektionswinkeln mit der zweiten Röntgenquelle (20), und Rekonstruieren von Schichtbildern oder dreidimensionalen Bilddaten aus den mehreren Projektionen und der zweidimensionalen Projektion.Method for operating a mammography system ( 100 ) according to one of the preceding claims, comprising the following steps: - recording a two-dimensional projection of the examination subject ( 30 ) with the first X-ray source ( 10 ), - recording several projections of the examination subject ( 30 ) with different projection angles with the second X-ray source ( 20 ), and reconstructing sliced images or three-dimensional image data from the plurality of projections and the two-dimensional projection.
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