DE19600115C1 - Röntgen-Computertomograph - Google Patents

Description

Bei der Röntgen-Computertomographie stellt die Röhrenleistung eine wesentliche Limitierung dar. Grund dafür ist, daß nur ein schmaler Fächerstrahl aus dem gesamten Strahlenkegel aus­ geblendet und genutzt wird. Gelänge es, die vorhandene Dosis besser auszunutzen, könnte ein gegebenes Volumen in kürzerer Zeit oder in der gegebenen Zeit (z. B. Atemanhalten des Pati­ enten) ein größeres Volumen aufgenommen werden. Um eine bes­ sere Ausnutzung der Röhrendosis zu erreichen, muß der Detek­ tor in Richtung der Systemachse (z-Richtung) ausgedehnt sein (Flächendetektor). Damit die Auflösung in z-Richtung nicht verschlechtert wird, muß der Detektor in z-Richtung in meh­ rere parallele Zeilen aus jeweils einer Reihe von Detektor­ elementen unterteilt werden. In jedem Detektorelement wird die Information während eines Systemtakts T integriert und anschließend ausgelesen. Wegen der großen Zahl (M_*N) der Detektorelemente kann dies nicht für alle Elemente gleichzei­ tig (oder fast gleichzeitig) geschehen. Die Auslesung muß also in einer teilweise sequentiellen Weise erfolgen. Die sequentiellen Signale werden dann mehreren Verstärkern mit angeschlossenem A/D-Wandler zugeführt.

Röntgencomputertomographen mit Flächendetektor sind in US 5,355,309 und DE 1 95 15 778 A1 beschrieben. Durch das zuerst genannte Dokument ist auch ein Flächendetektor bekannt, der aus Teildetektoren besteht, von denen jeder aus einer Matrix von Detektorelementen aufgebaut ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgen-Com­ putertomographen mit Flächendetektor hinsichtlich der Aus­ lesung der Informationen der Detektorelemente zu optimieren.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Röntgen-Computertomographen mit Flächendetektor zur Erläuterung des Erfindungsgedankens,

Fig. 2 eine Darstellung des Flächendetektors bei dem Com­ putertomographen gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 und 4 graphische Darstellungen hinsichtlich der Aus­ lesung des Flächendetektors gemäß den Fig. 1 und 2.

In der Fig. 1 ist der Fokus 1 eines Röntgenstrahlers gezeigt, von dem ein durch eine nicht dargestellte Blende eingeblende­ tes pyramidenförmiges Röntgenstrahlenbündel 2 ausgeht, das ein Objekt 3 durchsetzt und auf einem Detektor 4 auftrifft, der aus mehreren parallelen Detektorzeilen besteht, von denen jede von einer Reihe von Detektorelementen gebildet ist. Das Meßsystem 1, 4 ist um eine Systemachse 6 drehbar, so daß das Objekt 3 unter verschiedenen Projektionen durchstrahlt wird. Aus den dabei gebildeten Detektorsignalen berechnet ein Rech­ ner 7 ein Bild des Objektes 3, welches auf einem Monitor 8 wiedergegeben wird. Die Erfassung der Detektorsignale erfolgt durch einen Multiplexer 9.

Die Fig. 2 zeigt, daß der Detektor 4 aus einer Reihe von Teildetektoren 10 bis 14 besteht. Jeder Teildetektor 10 bis 14 weist eine Matrix mit K_*N-Detektorelementen auf.

Die Fig. 3 zeigt das Ausleseschema für M=9, K=3, N=4. M ist dabei die Zahl der Detektorelemente pro Zeile. Das jeweils ausgelesene Detektorelement ist umrahmt dargestellt. Diese umrahmten Detektorelemente werden zu der jeweils angegebenen Zeit ausgelesen. Die Auslesung erfolgt gemäß Fig. 3 zickzack-för­ mig.

Die Elemente werden spaltenweise ausgelesen. Damit die zeit­ lichen Abstände zwischen den Auslesungen horizontal benach­ barter Elemente über die Grenzen der Teildetektoren 10 usw. konstant sind, müssen die Auslesezyklen benachbarter Elemente um T/N versetzt sein. Horizontal benachbarte Elemente werden um die Zeit T/(K_*N), vertikal benachbarte Elemente um die Zeit T/N versetzt ausgelesen.

Die Fig. 4 zeigt ein Ausleseschema für den Fall M=9, K=3, N=4, bei dem die umrahmten Detektorelemente jeweils zu der angegebenen Zeit ausgelesen werden und die Auslesung zeilen- und spaltenweise erfolgt. Ein zeitlicher Versatz zwischen der Auslesung der Teildetektoren ist nicht notwendig. Horizontal benachbarte Elemente werden um die Zeit T/K, vertikal benach­ barte Elemente um die Zeit T/(K_*N) versetzt ausgelesen.

Es ist auch möglich, Teile eines Teildetektors mit jeweils einer Signalwandlerkette auszustatten. Beide Schemata können dann auch auf diese Unterteilungen angewandt werden. K und N sind dann die Dimensionen der Unterteilung.

Die Fig. 4 zeigt, daß aus jedem der Teildetektoren 10 usw. gleichzeitig jeweils einander entsprechende Detektorelemente, d. h. Detektorelemente, die an derselben Stelle der Matrix stehen, ausgelesen werden.

Claims (3)

1. Röntgen-Computertomograph mit einer Meßanordnung aus einem Röntgenstrahler (1) und einem Flächendetektor (4), welcher aus mehreren in einer Reihe angeordneten Teildetektoren (10 usw.) besteht, von denen jeder aus einer Matrix von De­ tektorelementen aufgebaut ist, wobei von jedem Teildetektor (10 usw.) jeweils nur ein Detektorelement simultan gelesen wird.

2. Röntgen-Computertomograph nach Anspruch 1, bei dem die Auslesung der Detektorelemente zickzackförmig erfolgt (Fig. 3).

3. Röntgen-Computertomograph nach Anspruch 1, bei dem aus je­ dem Teildetektor (10 usw.) gleichzeitig jeweils Detektorele­ mente, die an derselben Stelle der Matrix stehen, ausgelesen werden.