DE10219751A1

DE10219751A1 - X-ray detector, for used in medical X-ray device, comprises first converter layer of first converter material, detector-storage device for storing radiogram, and second converter layer made from second converter material

Info

Publication number: DE10219751A1
Application number: DE10219751A
Authority: DE
Inventors: Reiner Schulz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2003-11-13

Abstract

X-ray detector comprises a first converter layer containing a converter material, a detector-storage device for storing the radiogram, and a second converter layer made from a second converter material and in the radiation direction (x) behind the first converter layer. The second converter material is different from the first converter material. X-ray detector (11) comprises a first converter layer (19) containing a converter material for converting X-ray radiation (5) into more energy deficient radiation, a detector-storage device for receiving the more energy deficient radiation and for storing the radiogram, and a second converter layer (21) made from a second converter material and in the radiation direction (x) behind the first converter layer for converting the X-ray radiation into more energy deficient radiation. The second converter material is different from the first converter material. An Independent claim is also included for a medical X-ray device containing the above X-ray detector.

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgendetektor zur Aufnahme eines in einfallender Röntgenstrahlung enthaltenen Durchstrahlungsbildes, mit einer Konverterschicht zur Umwandlung der Röntgenstrahlung in energieärmere Strahlung und mit einem Detektor-Speicher-Mittel zum Empfang der energieärmeren Strahlung und zum Abspeichern des Durchstrahlungsbildes. The invention relates to an X-ray detector for recording one contained in incident X-rays Radiographic image, with a converter layer for converting the X-rays in lower energy radiation and with one Detector memory means for receiving the lower energy Radiation and for storing the radiograph.

Bei Röntgenuntersuchungen, insbesondere bei medizinischen Röntgenuntersuchungen, wäre es von Vorteil, zusätzlich zu dem erhaltenen Durchstrahlungsbild des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Patienten, weitere Informationen über die Ordnungszahl der im Untersuchungsbereich vorhandenen chemischen Elemente zu gewinnen. Es besteht die Möglichkeit, zwei Durchstrahlungsbilder oder Aufnahmen mit unterschiedlicher Hochspannung an der Röntgenröhre nacheinander anzufertigen. Da die Röntgenabsorption von der Ordnungszahl der im Untersuchungsbereich vorhandenen chemischen Elemente abhängt, können auf diese Weise ein erstes Bild des Untersuchungsbereichs, in welchem Elemente mit relativ niedriger Ordnungszahl stark betont sind, und ein zweites Bild des Untersuchungsbereichs, in welchem Elemente mit relativ hoher Ordnungszahl hervorgehoben sind, erzeugt werden. Da Elemente mit niedriger Ordnungszahl gehäuft in Weichteilen (Lunge, Herz, Arterien etc.) des menschlichen Körpers auftreten und Elemente mit relativ hoher Ordnungszahl, wie z. B. Calzium, im Bereich des menschlichen Skelettes, könnte das erste Bild als "Weichteilbild" und das zweite Bild als "Knochenbild" bezeichnet werden. Eine solche Vorgehensweise ("Zwei-Spektren-Methode") hat in der medizinischen Anwendung so gut wie keinen Eingang gefunden, da eine Subtraktion der beiden Bilder (bei Verwendung elektronisch auslesbarer Detektorarrays) oder deren gemeinsame Betrachtung (bei Verwendung von Röntgenfilmen) in der Regel nicht aussagekräftig ist, da jede Bewegung des Patienten im Zeitraum zwischen den beiden Aufnahmen zu Bewegungsartefakten führt. Solche Bewegungsartefakte entstehen beispielsweise bei einem nicht kooperativen Patienten oder bei Bewegung der inneren Organe (Herzschlag, Peristaltik, Atmung etc.). For X-ray examinations, especially medical ones X-rays, it would be beneficial in addition to that obtained radiographic image of the examination object, especially the patient, more information about the Ordinal number of the chemical in the investigation area Winning items. There is a possibility of two Radiographic images or images with different To produce high voltage one after the other on the X-ray tube. There the X-ray absorption from the atomic number of the im Examination area depends on existing chemical elements in this way a first image of the examination area, in which elements with a relatively low atomic number are strong are emphasized, and a second image of the area under investigation, in which elements are highlighted with a relatively high atomic number are generated. Because elements with a low atomic number accumulated in soft tissues (lungs, heart, arteries, etc.) of the human body occur and elements with relatively high Atomic number, such as B. Calcium, in the field of human Skeletons, the first image could be called a "soft tissue image" and that second image can be referred to as a "bone image". Such Procedure ("two spectra method") has in the medical application almost no input as one Subtraction of the two images (when using electronically readable detector arrays) or their consideration together (when using X-ray films) usually not is meaningful since every movement of the patient in the period leads to motion artifacts between the two images. Such movement artifacts arise, for example, at one non-cooperative patients or when moving the inner Organs (heartbeat, peristalsis, breathing, etc.).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendetektor und ein Röntgengerät anzugeben, mit welchen neben dem konventionellen Durchstrahlungsbild auf einfache Weise auch Informationen über die Ordnungszahl der im Untersuchungsbereich vorhandenen chemischen Elemente gewinnbar ist. The invention has for its object a X-ray detector and an X-ray device to specify with which in addition to the conventional radiographic image in a simple way too Information about the atomic number of the im Examination area existing chemical elements can be obtained.

Diese Aufgabe wird bezogen auf den eingangs genannten Röntgendetektor gemäß der Erfindung gelöst durch eine in Strahlungsrichtung hinter der ersten Konverterschicht angeordnete zweite Konverterschicht zur Umwandlung der Röntgenstrahlung in energieärmere Strahlung, wobei die zweite Konverterschicht ein zweites Konvertermaterial enthält, welches von dem ersten Konvertermaterial verschieden ist. This task is based on the above X-ray detector according to the invention solved by an in Radiation direction arranged behind the first converter layer second converter layer for converting the X-rays into lower energy radiation, with the second converter layer contains a second converter material which is different from the first Converter material is different.

Die Konvertermaterialien sind insbesondere Szintillatorstoffe, deren Emission an energieärmerer Strahlung quasi-spontan, innerhalb von µs oder zumindest innerhalb von Sekunden abklingt. Es handelt sich also insbesondere nicht um Speicherleuchtstoffe, sondern um nichtspeichernde Leuchtstoffe. The converter materials are special Scintillator substances whose emission of low-energy radiation is quasi-spontaneous, within µs or at least within seconds subsides. In particular, it is not Storage phosphors, but non-storing phosphors.

Mit dem Röntgendetektor nach der Erfindung ist es möglich, in einem Schritt, das heißt gleichzeitig oder innerhalb weniger Sekunden, zwei Röntgenbilder aufzunehmen, in denen Elemente mit unterschiedlicher Ordnungszahl unterschiedlich stark gewichtet sind. Beispielsweise ist die simultane Aufnahme eines Weichteilbildes und eines Knochenbildes möglich. Im Hinblick auf subtraktionsangiographische Verfahren ist es auch möglich, dem Patienten ein Kontrastmittel zu verabreichen und danach in einem Schritt ein kontrastmittelbetontes erstes Bild und ein das Kontrastmittel weniger betonendes zweites Bild aufzunehmen. Bewegungsartefakte sind bei Verwendung des erfindungsgemäßen Röntgendetektors vermieden. Daher können ein Weichteilbild auf einem ersten Röntgenfilm und ein Knochenbild auf einem zweiten Röntgenfilm artefaktfrei gemeinsam betrachtet werden, beispielsweise, indem sie übereinander in Durchsicht betrachtet werden. Alternativ ist es möglich, die beiden Bilder elektronisch zu erfassen und dann zu subtrahieren. Hierzu können sie von einem Detektorarray erfasst und beispielsweise das zweite Bild von dem kontrastmittelbetonten ersten Bild subtrahiert werden. With the X-ray detector according to the invention it is possible to one step, that is, simultaneously or within a few Seconds to take two x-rays in which elements with different atomic numbers to different degrees are weighted. For example, the simultaneous recording is one Soft tissue image and a bone image possible. With regard it is also based on subtraction angiographic methods possible to administer a contrast medium to the patient and then in one step a contrast-enhanced first Image and a second one that emphasizes the contrast medium less Take picture. Movement artifacts are when using the X-ray detector according to the invention avoided. Therefore can a soft tissue image on a first x-ray film and a Bone image on a second X-ray film together without artifacts can be considered, for example, by stacking in Review can be considered. Alternatively, it is possible to use the capture both images electronically and then close subtract. For this purpose, they can be detected by a detector array and for example, the second picture of the contrast medium first image can be subtracted.

Die beiden Konverterschichten sind insbesondere starr miteinander verbunden und/oder auf einem gemeinsamen Träger angebracht. The two converter layers are particularly rigid interconnected and / or on a common support appropriate.

Vorzugsweise weisen die beiden Konverterschichten voneinander unterschiedliche Dicken auf. Dadurch ist es möglich, die Menge an absorbierter Röntgenstrahlung in den beiden Konverterschichten zu steuern und auf diese Weise eine mehr oder weniger starke Betonung niedriger oder höherer Ordnungszahlen zu erreichen. The two converter layers preferably face one another different thicknesses. This makes it possible to Amount of X-rays absorbed in the two To control converter layers and in this way a more or less emphasis on lower or higher atomic numbers to reach.

Mit besonderem Vorteil weist die zweite Konverterschicht eine im Vergleich zur ersten Konverterschicht größere Dicke auf. Dabei ist die Dicke der ersten Konverterschicht beispielsweise derart gewählt, dass weiche Röntgenstrahlung darin größtenteils absorbiert wird, wogegen harte Röntgenstrahlung darin nur zu einem geringeren Anteil aufgenommen wird. Damit die harte Röntgenstrahlung maßgeblich in der zweiten Konverterschicht absorbiert wird, ist deren Dicke vorzugsweise größer gewählt. The second converter layer has a particularly advantageous one compared to the first converter layer greater thickness. The thickness of the first converter layer for example chosen such that soft x-rays are in it is largely absorbed, whereas hard X-rays only a small proportion of it is included. So that hard x-rays significantly in the second Converter layer is absorbed, the thickness thereof is preferably greater selected.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die beiden Konverterschichten Emissionsspektren mit voneinander unterschiedlichen Schwerpunkten auf. Bezugnehmend auf das vorgenannte Beispiel bedeutet dies, dass die von der ersten Konverterschicht emittierte energieärmere Strahlung zum größten Teil auf weiche Röntgenstrahlung und zu einem kleineren Teil auch auf harte Röntgenstrahlung zurückgeht, wohingegen das von der zweiten Konverterschicht emittierte energieärmere Licht zum überwiegenden Teil von harter Röntgenstrahlung verursacht ist. Die Emissionsspektren liegen vorzugsweise im sichtbaren Bereich, so dass also die Röntgenstrahlung in sichtbares Licht konvertiert wird. According to a preferred embodiment, the two Converter layers with emission spectra with each other different focuses. Referring to that The above example means that the one from the first Converter layer emits lower energy radiation for the largest Part on soft x-rays and to a lesser extent also due to hard X-rays, whereas that lower energy emitted by the second converter layer Light mainly from hard X-rays is caused. The emission spectra are preferably in the visible area so that the x-rays in visible light is converted.

Bevorzugte Konvertermaterialien für die erste Konverterschicht und/oder die zweite Konverterschicht sind Alkali- und/oder Erdalkalihalogenide, beispielsweise Cäsiumjodid. Preferred converter materials for the first Converter layer and / or the second converter layer are alkali and / or alkaline earth metal halides, for example cesium iodide.

Zur Erzeugung von Emissionsspektren mit voneinander unterschiedlichen Schwerpunkten weisen die beiden Konvertermaterialien insbesondere ein und denselben Szintillatorstoff auf, aber mit voneinander unterschiedlicher Dotierung. To generate emission spectra with each other the two have different priorities Converter materials in particular on one and the same scintillator substance, but with different doping.

Beispielsweise enthält das erste Konvertermaterial natriumdotiertes Cäsiumjodid und das zweite Konvertermaterial thalliumdotiertes Cäsiumjodid. Alternativ kann eines der Konvertermaterialien auch undotiertes Cäsiumjodid sein. Die Maxima der Emissionsspektren von undotiertem Cäsiumjodid, von natriumdotiertem Cäsiumjodid und von thalliumdotiertem Cäsiumjodid liegen bei Wellenlängen von ca. 300 nm, 400 nm ("blau") bzw. bei ca. 540 nm ("grün"). For example, the first converter material contains sodium-doped cesium iodide and the second converter material thallium-doped cesium iodide. Alternatively, one of the Converter materials can also be undoped cesium iodide. The maxima of Emission spectra of undoped cesium iodide, from sodium-doped cesium iodide and thallium-doped cesium iodide are at wavelengths of approx. 300 nm, 400 nm ("blue") or at approx. 540 nm ("green").

Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des Röntgendetektors nach der Erfindung umfasst das Detektor-Speicher- Mittel einen für die energieärmere Strahlung empfindlichen fotografischen Film. According to another preferred embodiment of the X-ray detector according to the invention comprises the detector memory Means one sensitive to low-energy radiation photographic film.

Alternativ hierzu umfasst das Detektor-Speicher-Mittel ein für die energieärmere Strahlung empfindliches fotoelektrisches Detektorarray. Alternatively, the detector memory means includes sensitive to low-energy radiation photoelectric detector array.

Um zwei spektral unterschiedlich gewichtete Bildaufnahmemöglichkeiten für das - gegebenenfalls nur einmal vorhandene - Detektor-Speicher-Mittel zu schaffen, können beispielsweise vor den fotografischen Film bzw. vor das Detektorarray Spektralfilter eingeschoben werden, deren Durchlässigkeit auf die Emissionsspektren der Konvertermaterialien abgestimmt sind. Allgemeiner formuliert bedeutet dies, dass das Detektor- Speicher-Mittel ein Mittel zur Beeinflussung der spektralen Zusammensetzung der zu dem fotografischen Film bzw. zu dem Detektorarray gelangenden energieärmeren Strahlung aufweisen kann, wobei dieses Mittel insbesondere eine Filtereinrichtung sein kann. Two spectrally different weights Image acquisition options for the - possibly only once - Detector memory means can be created, for example in front of the photographic film or in front of the detector array Spectral filters are inserted, the permeability of which Emission spectra of the converter materials are matched. More generally, this means that the detector Storage means a means of influencing the spectral Composition of the photographic film or Detector array have low-energy radiation can, this means in particular a filter device can be.

Nach einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Detektor-Speicher-Mittel wenigstens zwei für die energieärmere Strahlung empfindliche Empfänger auf, die ihrerseits voneinander unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten haben. Damit ist die simultane Aufnahme von die Ordnungszahl der im Untersuchungsbereich vorhandenen Elemente unterschiedlich bewertenden Bildern in besonders einfacher Weise simultan möglich. According to a very particularly preferred embodiment, this Detector memory means at least two for that low-energy radiation sensitive receiver, which in turn have different spectral sensitivities. This is the simultaneous recording of the atomic number of the im Examination area existing elements differently evaluating images in a particularly simple manner simultaneously possible.

Dabei ist mit besonderem Vorteil die spektrale Empfindlichkeit des einen Empfängers an das Emissionsspektrum der ersten Konverterschicht und die spektrale Empfindlichkeit des anderen Empfängers an das Emissionsspektrum der zweiten Konverterschicht angepasst. Beispielsweise detektiert somit der eine Empfänger überwiegend weiche und zum Teil auch harte Röntgenstrahlung, wogegen der andere Empfänger hauptsächlich harte Röntgenstrahlung erfasst. The spectral is particularly advantageous Sensitivity of one receiver to the emission spectrum of the first Converter layer and the spectral sensitivity of the other receiver to the emission spectrum of the second Converter layer adapted. For example, the a receiver mostly soft and sometimes hard X-rays, whereas the other receiver mainly hard x-rays detected.

Nach einer ersten Variante sind die beiden Empfänger des Detektor-Speicher-Mittels spektral unterschiedlich empfindliche fotografische Filme. According to a first variant, the two receivers of the Detector memory means spectrally differently sensitive photographic films.

Alternativ sind die beiden Empfänger spektral unterschiedlich empfindliche fotoelektrische Detektorarrays. Ein solches Detektorarray kann beispielsweise auf Basis der CCD-Technik, der CMOS-Technik oder auf Basis der a-Si:H-Technik hergestellt sein. Alternatively, the two receivers are spectrally different sensitive photoelectric detector arrays. Such one Detector array can be based, for example, on CCD technology, CMOS technology or based on a-Si: H technology be made.

Eine ganz besonders bevorzugte Ausgestaltung im Hinblick auf Detektorarrays sieht vor, dass die beiden Detektorarrays baulich derart in ein Detektormodul integriert sind, dass jedes Pixel des (arrayartigen) Detektormoduls ein Pixel des ersten Detektorarrays und ein Pixel des zweiten Detektorarrays umfasst. A very particularly preferred embodiment with regard to Detector arrays provides that the two detector arrays are structurally integrated in a detector module such that each Pixel of the (array-like) detector module is a pixel of the first Detector arrays and a pixel of the second detector array includes.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch noch ein medizinisches Röntgengerät mit einem Röntgendetektor nach der Erfindung. A medical is also within the scope of the invention X-ray device with an X-ray detector according to the invention.

Vier Ausführungsbeispiele eines Röntgendetektors nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigen: Four exemplary embodiments of an X-ray detector according to the invention are explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 5. Show it:

Fig. 1 ein Röntgengerät nach der Erfindung in einer schematischen Gesamtdarstellung, Fig. 1 shows an X-ray apparatus according to the invention in a schematic general view,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Röntgendetektors nach der Erfindung mit fotografischen Filmen, Fig. 2 shows a first embodiment of an X-ray detector according to the invention with photographic films,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Röntgendetektors nach der Erfindung mit fotografischen Filmen, Fig. 3 shows a second embodiment of an X-ray detector according to the invention with photographic films,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Röntgendetektors nach der Erfindung mit einem arrayartigen Detektormodul, und Fig. 4 shows a third embodiment of an X-ray detector according to the invention having an array-like detector module, and

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Röntgendetektors nach der Erfindung mit einem arrayartigen Detektormodul. Fig. 5 shows a fourth embodiment of an X-ray detector according to the invention with an array-like detector module.

Fig. 1 zeigt ein Röntgengerät 1 nach der Erfindung mit einer Röntgenröhre 3, von der ein Röntgenstrahlenbündel 5, angepasst durch eine Blende 7, emittiert wird. Das Röntgenstrahlenbündel 5 durchstrahlt einen Patienten 9 und der sich dadurch abzeichnende bildgebende Kontrast wird von einem Röntgendetektor 11 nach der Erfindung aufgezeichnet. Fig. 1 shows an X-ray apparatus 1 according to the invention with an X-ray tube 3, from which an X-ray beam 5, as adjusted by a diaphragm 7 is emitted. The X-ray beam 5 shines through a patient 9 and the resulting imaging contrast is recorded by an X-ray detector 11 according to the invention.

Der Röntgendetektor 11 ist in Fig. 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Detail dargestellt. Der Röntgendetektor 11 umfasst in Richtung des Röntgenstrahlenbündels 5 betrachtet folgende Schichten:

a) einen ersten fotografischen Film 15,
b) eine erste Konverterschicht 19,
c) eine zweite Konverterschicht 21, und
d) einen zweiten fotografischen Film 17.

The x-ray detector 11 is shown in detail in FIG. 2 in accordance with a first exemplary embodiment. The x-ray detector 11 comprises the following layers when viewed in the direction of the x-ray beam 5 :

a) a first photographic film 15 ,
b) a first converter layer 19 ,
c) a second converter layer 21 , and
d) a second photographic film 17 .

Die Filme 15, 17 und die Konverterschichten 19, 21 sind entweder fest miteinander verbunden, oder alternativ und bevorzugt - um ein Entwickeln der Filme 15, 17 praktikabel handhaben zu können - ist der Konverterkörper, bestehend aus der ersten Konverterschicht 19 und der zweiten Konverterschicht 21 nach Belichtung der beiden abnehmbaren fotografischen Filme 15, 17 für eine erneute Aufnahme mit weiteren fotografischen Filmen belegbar. The films 15 , 17 and the converter layers 19 , 21 are either firmly connected to one another, or alternatively and preferably - in order to be able to handle developing the films 15 , 17 in a practical manner - the converter body consists of the first converter layer 19 and the second converter layer 21 after exposure of the two removable photographic films 15 , 17 can be occupied with further photographic films for renewed recording.

Seitlich neben der Schichtfolge sind in Fig. 2 die Intensitätsverläufe 25, 26 für weiche Röntgenstrahlung bzw. für harte Röntgenstrahlung schematisch dargestellt. Aufgetragen ist jeweils der Verlauf der Intensität I über der Strahlungsrichtung x. Mit anderen Worten: Die Intensitätsverläufe 25, 26 repräsentieren die relative Absorption für weiche Röntgenstrahlung bzw. für harte Röntgenstrahlung. 2, the intensity profiles 25 , 26 for soft X-rays or for hard X-rays are shown schematically in FIG. 2. The course of the intensity I is plotted over the radiation direction x. In other words: the intensity profiles 25 , 26 represent the relative absorption for soft X-rays or for hard X-rays.

Die Dicke d₁ der ersten Konverterschicht 19 ist derart bemessen, dass weiche Röntgenstrahlung darin zu mehr als 80% oder zu mehr als 90% absorbiert wird. Wie der geringere Abfall des Intensitätsverlaufs 26 zeigt, wird harte Röntgenstrahlung darin nur zu einem geringeren Anteil absorbiert. Die Dicke d₂ der zweiten Konverterschicht 21 ist größer als die Dicke d₁ der ersten Konverterschicht 19. In der zweiten Konverterschicht 21 wird hauptsächlich harte Röntgenstrahlung absorbiert. The thickness d _{1 of} the first converter layer 19 is dimensioned such that more than 80% or more than 90% of soft X-ray radiation is absorbed therein. As the smaller drop in the intensity curve 26 shows, hard X-ray radiation is only absorbed to a lesser extent therein. The thickness d _{2 of} the second converter layer 21 is greater than the thickness d _{1 of} the first converter layer 19 . Hard X-ray radiation is mainly absorbed in the second converter layer 21 .

Es sei erwähnt, dass die Dicke aller vier Schichten des Röntgendetektors 11 in Fig. 2 überhöht und nicht maßstabsgetreu dargestellt ist, um die Schichten besser darstellen zu können. Die Dicke d₁ beträgt ca. 100 µm und d₂ ca. 400 µm. It should be mentioned that the thickness of all four layers of the X-ray detector 11 in FIG. 2 is excessive and is not shown to scale in order to be able to better represent the layers. The thickness d ₁ is approximately 100 μm and d _{2 is} approximately 400 μm.

Die erste Konverterschicht 19 enthält als Konvertermaterial Cäsiumjodid, welches mit Natrium dotiert ist. Das Maximum des Emissionsspektrums dieses Konverterstoffs liegt bei ca. 400 nm, also im blauen Spektralbereich. Die zweite Konverterschicht 21 enthält als Konvertermaterial thalliumdotiertes Cäsiumjodid, dessen Emissionsmaximum bei ca. 540 nm im grünen Spektralbereich liegt. Aufgrund der Konverterschichten 19, 21 wird das blaue Licht primär von weicher und aber auch von harter Röntgenstrahlung erzeugt, während das grüne Licht hauptsächlich von harter Strahlung generiert wird. Der ersten Konverterschicht 19 ist - dem Röntgenstrahlenbündel 5 zugewandt - der erste fotografische Film 15 zugeordnet, der besonders blauempfindlich ist. Demgegenüber ist der der zweiten Konverterschicht 21 zugeordnete, dem Röntgenstrahlenbündel 5 abgewandte zweite fotografische Film 17 besonders im grünen Bereich empfindlich. Die beiden fotografischen Filme 15, 17 können nach der Röntgenaufnahme (Belichtung infolge von Röntgeneinstrahlung) abgenommen und gesondert entwickelt werden. Der erste fotografische Film 15 enthält dann ein Weichteilbild, während der zweite fotografische Film 17 ein knochenbetontes Bild liefert. Die beiden fotografischen Filme 15, 17 können nach dem Entwickeln beispielsweise übereinanderliegend betrachtet werden. Da die beiden fotografischen Filme 15, 17 während ein und derselben Beaufschlagung mit Röntgenstrahlung, insbesondere simultan, aufgenommen wurden, sind Bewegungsartefakte, welche durch Positionsänderungen zwischen zwei gegebenenfalls in großem zeitlichen Abstand voneinander aufgenommenen Bildern hervorgerufen sein könnten, hier vermieden. The first converter layer 19 contains cesium iodide, which is doped with sodium, as the converter material. The maximum of the emission spectrum of this converter substance is around 400 nm, i.e. in the blue spectral range. The second converter layer 21 contains thallium-doped cesium iodide as the converter material, the emission maximum of which is approximately 540 nm in the green spectral range. Because of the converter layers 19 , 21 , the blue light is generated primarily by soft and also by hard X-rays, while the green light is mainly generated by hard radiation. The first converter layer 19 - facing the X-ray beam 5 - is assigned the first photographic film 15 , which is particularly sensitive to blue. In contrast, the second photographic film 17 associated with the second converter layer 21 and facing away from the X-ray beam 5 is particularly sensitive in the green area. The two photographic films 15 , 17 can be removed after the X-ray exposure (exposure as a result of X-ray radiation) and developed separately. The first photographic film 15 then contains a soft tissue image, while the second photographic film 17 provides a bone-emphasized image. After development, the two photographic films 15 , 17 can be viewed, for example, one on top of the other. Since the two photographic films 15 , 17 were recorded during one and the same exposure to X-rays, in particular simultaneously, movement artifacts, which could be caused by changes in position between two images that may have been taken at a large time interval from one another, are avoided here.

Zwischen den beiden Konverterschichten 19, 21 kann eine röntgentransparente, lichtundurchlässige Schicht, z. B. aus Aluminium, vorhanden sein, um die fotografischen Filme 15, 17 optisch besser zu trennen. Between the two converter layers 19 , 21 , an X-ray transparent, opaque layer, for. B. made of aluminum, to better separate the photographic films 15 , 17 optically.

Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ist weitgehend mit dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel identisch, mit dem Unterschied, dass zwischen je einem Paar 15-19, 17-21 aus fotografischem Film und Konverterschicht jeweils noch ein Filter 28 bzw. 29 angebracht ist. Diese Variante ist von Vorteil, falls die fotografischen Filme 15, 17 nicht ausreichend gut an die Emissionsmaxima der Absorbermaterialien angepasst werden können, oder falls aus anderen Gründen identische fotografische Filme 15, 17 verwendet werden sollen. Mittels der als Interferenzfilter ausgebildeten Filter 28, 29 ist bei diesem Ausführungsbeispiel gewährleistbar, dass zum ersten fotografischen Film 15 nur blaues Licht gelangt, welches primär von weicher Röntgenstrahlung verursacht ist, und dass zum zweiten fotografischen Film 17 nur grünes Licht gelangt, welches primär von harter Röntgenstrahlung generiert wurde. The second exemplary embodiment shown in FIG. 3 is largely identical to the exemplary embodiment shown in FIG. 2, with the difference that between each pair of 15-19 , 17-21 of photographic film and converter layer, a filter 28 or 29 is also attached is. This variant is advantageous if the photographic films 15 , 17 cannot be adapted sufficiently well to the emission maxima of the absorber materials, or if identical photographic films 15 , 17 are to be used for other reasons. With the filter 28 , 29 designed as an interference filter, it can be ensured in this exemplary embodiment that only blue light reaches the first photographic film 15 , which is primarily caused by soft X-ray radiation, and that only green light reaches the second photographic film 17 , which primarily comes from hard X-rays were generated.

Das in Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel geht aus dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 dadurch hervor, dass die fotografischen Filme 15, 17 durch ein arrayartiges Detektormodul 31 ersetzt sind. Von dem Detektormodul 31 sind in der Querschnittsdarstellung der Fig. 4 Pixel 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 sichtbar. Jedes Pixel 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 besteht aus zwei Teilpixeln 33A, 33B bzw. 34A, 34B bzw. 35A, 35B, . . .. Das Detektormodul 31 kann somit aufgefasst werden, als würde es aus zwei ineinander integrierten Detektorarrays (flat panels) bestehen. Die einzelnen Sensoren der Pixel der Detektorarrays sind insbesondere Halbleitersensoren, beispielsweise CCD-Elemente, CMOS-Elemente oder Elemente mit wasserstoffdotiertem amorphem Silizium (a-Si:H). Jedes Pixel 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 des Detektormoduls 31 besteht aus wenigstens zwei Halbleitersensoren mit voneinander unterschiedlicher intrinsischer spektraler Empfindlichkeit, beispielsweise mit Empfindlichkeiten bevorzugt im blauen und im grünen Spektralbereich, und liefert somit zwei korrespondierende elektrische Signale, welche zu Bildern weiterverarbeitet werden. Zur Auswertung, Weiterverarbeitung und Abspeicherung der Bilder ist das Detektormodul 31 über eine Leitung mit einem Auswertemodul 46 verbunden, das Bestandteil eines Computers sein kann. The third exemplary embodiment shown in FIG. 4 emerges from the exemplary embodiment in FIG. 2 in that the photographic films 15 , 17 are replaced by an array-like detector module 31 . 4, pixels 33 , 34 , 35 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 are visible from the detector module 31 in the cross-sectional illustration in FIG . Each pixel 33 , 34 , 35 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 consists of two sub-pixels 33 A, 33 B and 34 A, 34 B and 35 A, 35 B, respectively. , .. The detector module 31 can thus be understood as if it consist of two detector arrays (flat panels) integrated into one another. The individual sensors of the pixels of the detector arrays are, in particular, semiconductor sensors, for example CCD elements, CMOS elements or elements with hydrogen-doped amorphous silicon (a-Si: H). Each pixel 33 , 34 , 35 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 of the detector module 31 consists of at least two semiconductor sensors with different intrinsic spectral sensitivity, for example with sensitivities preferably in the blue and green spectral range, and thus supplies two corresponding electrical signals , which are processed into images. For evaluation, further processing and storage of the images, the detector module 31 is connected via a line to an evaluation module 46 , which can be part of a computer.

In dem in Fig. 5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel eines Röntgendetektors 11 nach der Erfindung sind in analoger Ausprägung zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3 dem Detektormodul 31 der Fig. 4 Filterarrays 47, 49 vorgeschaltet. Die beiden Filterarrays 47, 49 sind eine gemeinsame Schicht bildend derart ineinander integriert, dass jedes Pixel 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 des Detektormoduls 31 jeweils ein Pixel des ersten Filterarrays 47 und ein Pixel des zweiten Filterarrays 49 zugeordnet hat. Mit anderen Worten: Je zwei Teilpixel 33A, 33B bzw. 34A, 34B bzw. 35A, 35B usw. sind mit voneinander unterschiedlichen Filterpixeln beaufschlagt. Dadurch ist es möglich, auf eine Ausgestaltung des Detektormoduls 31 mit pro Pixel zwei spektral unterschiedlich empfindlichen Halbleitersensoren zu verzichten und stattdessen die spektrale Auswahl durch die als Interferenzfilter ausgebildeten Filterarrays 47, 49 vorzunehmen. Die Filterarrays 47, 49 können auch dazu dienen, die spektrale Sensitivität der Halbleitersensoren des Detektormoduls 31 zu verbessern. In the fourth exemplary embodiment of an X-ray detector 11 according to the invention shown in FIG. 5, filter arrays 47 , 49 are connected upstream of the detector module 31 of FIG. 4 in an analogous form to the exemplary embodiment of FIG. 3. The two filter arrays 47 , 49 are integrated into one another to form a common layer such that each pixel 33 , 34 , 35 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 of the detector module 31 each has a pixel of the first filter array 47 and a pixel of the second filter array 49 assigned. In other words: two sub-pixels 33 A, 33 B or 34 A, 34 B or 35 A, 35 B etc. are each provided with different filter pixels. This makes it possible to dispense with an embodiment of the detector module 31 with two spectrally differently sensitive semiconductor sensors per pixel and instead to make the spectral selection by means of the filter arrays 47 , 49 designed as interference filters. The filter arrays 47 , 49 can also serve to improve the spectral sensitivity of the semiconductor sensors of the detector module 31 .

In dem Auswertemodul 46 können die beiden von dem Detektormodul 31 erzeugten Bilder beispielsweise subtrahiert werden. The two images generated by the detector module 31 can, for example, be subtracted in the evaluation module 46 .

Claims

1. Röntgendetektor (11) zur Aufnahme eines in einfallender Röntgenstrahlung (5) enthaltenen Durchstrahlungsbildes, mit

- einer ein erstes Konvertermaterial enthaltenden ersten Konverterschicht (19) zur Umwandlung der Röntgenstrahlung (5) in energieärmere Strahlung und mit

- einem Detektor-Speicher-Mittel zum Empfang der energieärmeren Strahlung und zum Abspeichern des Durchstrahlungsbildes,

gekennzeichnet durch eine in Strahlungsrichtung (x) hinter der ersten Konverterschicht (19) angeordnete zweite Konverterschicht (21) zur Umwandlung der Röntgenstrahlung in energieärmere Strahlung, wobei die zweite Konverterschicht (21) ein zweites Konvertermaterial enthält, welches von dem ersten Konvertermaterial verschieden ist. 1. X-ray detector ( 11 ) for recording a radiation image contained in incident X-rays ( 5 ), with

- A first converter layer containing a first converter material ( 19 ) for converting the X-ray radiation ( 5 ) into low-energy radiation and with

a detector-storage means for receiving the low-energy radiation and for storing the radiograph,

characterized by a second converter layer ( 21 ) arranged behind the first converter layer ( 19 ) in the radiation direction (x) for converting the X-radiation into low-energy radiation, the second converter layer ( 21 ) containing a second converter material which is different from the first converter material.

2. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Konverterschichten (19, 21) voneinander unterschiedliche Dicken (d₁, d₂) aufweisen. 2. X-ray detector ( 11 ) according to claim 1, characterized in that the two converter layers ( 19 , 21 ) have different thicknesses (d ₁ , d ₂ ).

3. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Konverterschicht (21) eine im Vergleich zur ersten Konverterschicht (19) größere Dicke (d₂) aufweist. 3. X-ray detector ( 11 ) according to claim 2, characterized in that the second converter layer ( 21 ) has a greater thickness (d ₂ ) than the first converter layer ( 19 ).

4. Röntgendetektor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Konverterschichten (19, 21) Emissionsspektren mit voneinander unterschiedlichen Schwerpunkten aufweisen. 4. X-ray detector ( 11 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two converter layers ( 19 , 21 ) have emission spectra with different focuses.

5. Röntgendetektor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Konverterschicht (19) und/oder die zweite Konverterschicht (21) als Konvertermaterial ein Alkali- und/oder Erdalkalihalogenid enthält. 5. X-ray detector ( 11 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first converter layer ( 19 ) and / or the second converter layer ( 21 ) contains an alkali and / or alkaline earth metal halide as converter material.

6. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Konverterschicht (19) und/oder die zweite Konverterschicht (21) als Konvertermaterial Cäsiumjodid enthält. 6. X-ray detector ( 11 ) according to claim 5, characterized in that the first converter layer ( 19 ) and / or the second converter layer ( 21 ) contains cesium iodide as the converter material.

7. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Konvertermaterialien einen Szintillatorstoff mit voneinander unterschiedlicher Dotierung enthalten. 7. X-ray detector ( 11 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the two converter materials contain a scintillator material with different doping.

8. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Konvertermaterial Na-dotiertes Cäsiumjodid und das zweite Konvertermaterial Tl-dotiertes Cäsiumjodid ist. 8. X-ray detector ( 11 ) according to claim 7, characterized in that the first converter material is Na-doped cesium iodide and the second converter material is Tl-doped cesium iodide.

9. Röntgendetektor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektor-Speicher-Mittel einen für die energieärmere Strahlung empfindlichen fotographischen Film (15, 17) umfasst. 9. X-ray detector ( 11 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the detector storage means comprises a photographic film ( 15 , 17 ) sensitive to the low-energy radiation.

10. Röntgendetektor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektor-Speicher-Mittel ein für die energieärmere Strahlung empfindliches fotoelektrisches Detektorarray umfasst. 10. X-ray detector ( 11 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the detector storage means comprises a photoelectric detector array sensitive to the low-energy radiation.

11. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektor-Speicher-Mittel ein Mittel zur Beeinflussung der spektralen Zusammensetzung der zu dem fotographischen Film (15, 17) bzw. zu dem Detektorarray gelangenden energieärmeren Strahlung aufweist, wobei das Mittel insbesondere eine Filtereinrichtung (28, 29; 47, 49) ist. 11. X-ray detector ( 11 ) according to claim 9 or 10, characterized in that the detector storage means comprises a means for influencing the spectral composition of the low-energy radiation reaching the photographic film ( 15 , 17 ) or to the detector array, wherein the means is in particular a filter device ( 28 , 29 ; 47 , 49 ).

12. Röntgendetektor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektor-Speicher-Mittel zwei für die energieärmere Strahlung empfindliche Empfänger umfasst, die voneinander unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten aufweisen. 12. X-ray detector ( 11 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the detector storage means comprises two receivers sensitive to the lower-energy radiation, which have mutually different spectral sensitivities.

13. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 4 und 12 dadurch gekennzeichnet, dass die spektrale Empfindlichkeit des einen Empfängers an das Emissionsspektrum der ersten Konverterschicht (19) und die spektrale Empfindlichkeit des anderen Empfängers an das Emissionsspektrum der zweiten Konverterschicht (21) angepasst ist. 13. X-ray detector ( 11 ) according to claim 4 and 12, characterized in that the spectral sensitivity of one receiver is adapted to the emission spectrum of the first converter layer ( 19 ) and the spectral sensitivity of the other receiver to the emission spectrum of the second converter layer ( 21 ).

14. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfänger des Detektor-Speicher-Mittels spektral unterschiedlich empfindliche fotographische Filme (15, 17) sind. 14. X-ray detector ( 11 ) according to claim 12 or 13, characterized in that the receivers of the detector storage means are spectrally differently sensitive photographic films ( 15 , 17 ).

15. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfänger des Detektor-Speicher-Mittels spektral unterschiedlich empfindliche fotoelektrische Detektorarrays sind. 15. X-ray detector ( 11 ) according to claim 12 or 13, characterized in that the receivers of the detector memory means are spectrally differently sensitive photoelectric detector arrays.

16. Röntgendetektor (11) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Detektorarrays baulich derart in ein Detektormodul (31) integriert sind, dass jedes Pixel (33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40) des Detektormoduls (31) ein Pixel (33A, 34A, 35A, . . .) des ersten Detektorarrays und ein Pixel (33B, 34B, 35B, . . .) des zweiten Detektorarrays umfasst. 16. X-ray detector ( 11 ) according to claim 15, characterized in that the two detector arrays are structurally integrated in a detector module ( 31 ) such that each pixel ( 33 , 34 , 35 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 ) of the detector module ( 31 ) comprises a pixel ( 33 A, 34 A, 35 A,...) Of the first detector array and a pixel ( 33 B, 34 B, 35 B,...) Of the second detector array.

17. Medizinisches Röntgengerät (1) mit einem Röntgendetektor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 16. 17. Medical X-ray device ( 1 ) with an X-ray detector ( 11 ) according to one of claims 1 to 16.