WO2015010913A1 - Determining focus characteristics - Google Patents

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WO2015010913A1
WO2015010913A1 PCT/EP2014/064786 EP2014064786W WO2015010913A1 WO 2015010913 A1 WO2015010913 A1 WO 2015010913A1 EP 2014064786 W EP2014064786 W EP 2014064786W WO 2015010913 A1 WO2015010913 A1 WO 2015010913A1
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WO
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detection
sub
ray
radiation
ray detector
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PCT/EP2014/064786
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Inventor
Daniel NIEDERLÖHNER
Bodo Reitz
Stefan Wirth
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/02Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
    • G21K1/025Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using multiple collimators, e.g. Bucky screens; other devices for eliminating undesired or dispersed radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4021Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4291Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis the detector being combined with a grid or grating

Definitions

  • the present invention relates to a scattered radiation grid for an X-ray detector, a method for producing a scattered radiation grid, an X-ray detector system, a method for detecting X-ray radiation and a method for controlling and / or regulating the focus characteristics of an X-ray source.
  • X-ray imaging system such as the aforementioned service interventions occur, but also inadvertently, for example, dynamically, during operation of the X-ray imaging system.
  • the X-ray source In the operation of the X-ray source, there is usually a heating of components, in particular the X-ray source.
  • the geometrical arrangement of the anode of the X-ray source to the cathode can thereby change, so that focal properties such as the position / position and possibly also the shape or extent of the focal point of the X-ray source are changed by heating of components.
  • a dynamic change may also be caused by moving components of the x-ray imaging system, such as the rotation of the cathode of the radiation source. This dynamic change of focus characteristics also leads to the mentioned artifacts in imaging.
  • the object of the present invention is to provide a means of detecting this change in focus characteristics, and in particular to provide the ability to minimize the effect of changing focus characteristics on X-ray imaging.
  • the invention is based on the realization that insbeson ⁇ particular, the timely accurate knowledge of focus characteristics can be used to improve X-ray imaging, and it already can therefore be sufficient to detect a change of focus characteristics in order to obtain the desired precise knowledge and to effectively minimize artifacts in the imaging.
  • a scattered radiation grid for an X-ray detector with a number of grid cells is proposed.
  • Such a scattered radiation grid is also referred to as so-called “anti-scattergrid" or "ASG" for short.
  • the grid cells comprise boundary surfaces, with surface sections which delimit a respective passageway for X-radiation substantially parallel to a passage direction for X-ray radiation through the passageway.
  • substantially parallel to a direction of passage is to be interpreted to mean that at least two Begren ⁇ -cutting edge of the boundary surfaces lie in a plane which is parallel to the passage direction;.
  • Preferable han ⁇ it punched thereby to planar boundary surfaces the direction of passage is In this case, X-ray radiation in straight propagation can penetrate the scattered radiation grid without attenuation caused by the grid, that is to say by the propagation direction of an X-ray quantum which, without interaction with the grid, encompasses the grid within one through an edge line of the grid
  • Area in particular through the passageway, can happen.
  • the ASG according to the invention additionally comprises a shading device, which is arranged between and / or over the boundary surfaces.
  • the shading device serves for partial shading of the passage channel with respect to X-radiation, which is irradiated in the direction of passage on the scattered radiation grid. That is to say, the term "over the boundary surfaces” is to be understood below as meaning that the shading device is at least partially upstream of the boundary surfaces in the path of the x-ray radiation determined by the passage direction (ie so that the boundary surfaces later in time in the continuation of the path of the x-radiation in the direction of passage from an X-ray quantum of X-ray radiation would be passed as the shading device).
  • the invention also relates to a method for producing a scattered radiation grid according to the invention, wherein the grid ⁇ ter with a so-called “selective laser melting” method, preferably in one piece.
  • the shading device can be used to determine the focal properties mentioned at the outset, such as the shape, extent and position or position of a focal point in an X-ray source. If these properties are known, these can be taken into account in particular in the reconstruction of image data, so that the effects of a change of focus properties on the X-ray imaging are minimized. In addition, there is also the possibility to actively suppress the change of focus properties.
  • An X-ray detector of the X-ray detector system comprises a number, in particular a plurality, of detection units for generating a detection signal for X-radiation incident on the detection unit.
  • a detection unit is also abbreviated as "pixel" of the detector be ⁇ distinguishes this case, at least one of the Detektionseinhei ⁇ th includes several sub-detection units to generate a sub-detection signal for a sub-detection surface of each ⁇ vantage sub-detection unit incident X-rays.
  • the sub-detection units are also referred to below as sub-pixels, in which case several or all of the sub-detection signals may belong to the mentioned, in particular common
  • Detection signal are generated, which is generated by the pixel.
  • the X-ray detector according to the invention also has a shading device associated with the detection unit equipped with a plurality of sub-pixels, which is arranged in particular at a distance from the sub-detection surface and provides one or more of the sub-detection surfaces, in particular perpendicular, in the direction of the sub-detection surfaces irradiated X-radiation at least partially shields.
  • shielding means that one or more of the sub-detection surfaces are at least partially shadowed from the x-ray radiation (i.e., irradiated with reduced intensity against a same pixel without the shading device).
  • the x-ray detector may preferably also have the shading device in the form of the scattered radiation grid according to the invention.
  • the extension of the sub-detection areas is preferably less than the smallest cross-section of the passage of the scattered radiation grid, so meh ⁇ eral sub-pixels encompassed by a common grid cell of the scattering ⁇ radiation grid or be enclosed by a border line of Git ⁇ terzelle.
  • An inventive X-ray imaging system in particular computed tomography system comprising such a door system Röntgendetek-, which also includes an X-ray source on ⁇ .
  • the shading device With the aid of the shading device according to the invention, it is possible to generate a shading or shielding of sub-pixels of the X-ray detector, which makes possible a retroactive calculation to the mentioned focus characteristics of the X-ray radiation source, in particular using, ie on the basis of, several of the sub-detection signals.
  • the shading device in particular the scattered radiation grid
  • the shading device can be firmly connected to the X-ray detector or these components can be integrated in the X-ray detector.
  • the structure of the stray radiation grid ⁇ and / or the X-ray detector can be enhanced, which in turn for reducing mechanical vibration tions of the X-ray detector in operation and thus can lead to a further improvement of the X-ray imaging.
  • the shading device or the scattered radiation grating is preferably always in the beam path between the X-ray source and the X-ray detector.
  • the evaluation of using the shading device modified distributions of X-rays or the sub-detection signals is always possible. In particular, this also applies during the acquisition of X-ray projection data for
  • the invention thus also relates to a method for the detection of X-ray radiation using such an X-ray detector system, so that, in particular, the sub-detection signals offer the possibility of determining the mentioned focal properties.
  • the effects of the dynamic change of focus characteristics can be minimized with a method according to the invention for controlling and / or regulating the focus characteristics of an X-ray source.
  • the control and / or regulation of the above-mentioned focus characteristics of an X-ray source is performed using an X-ray detector system according to the invention on the basis of the sub-detection signal and / or the detection signal.
  • deflection magnetic fields can be used to control the position of the
  • X-ray focus ie the focus point controlled and / or gere ⁇ gel.
  • control and / or regulation can take place using geometry data of the x-ray focus, which are generated on the basis of the sub-detection signal and / or the detection signal.
  • the X-ray imaging system therefore preferably also comprises a correction data determination unit, which is designed for determining correction data for one X-ray source for the correction of focus characteristics, and a control device which controls the focal point of an X-ray source on the basis of the correction data determined by the determination unit Cor ⁇ rektur schemes.
  • the knowledge of focus characteristics can also be used in a method for generating image data from the interior of an examination subject.
  • the invention includes such a method wherein emitted gendetektors with a Röntgenstrahlungsquel ⁇ le X-rays toward the X-ray according to the invention and etechnischsquel of the X-ray detector X-ray data, in particular, usually also as raw data call ⁇ te Röntgenproj, one arranged between the X-ray source and the X-ray detector examination object are detected, it Geo ⁇ metrie schemes to shape and / or position of the focus of the X-ray source are then determined based, and a reconstruction of image data based on the X-ray data taking into account the geometry data.
  • X-ray data and geometry data can be stored in a common data set that is used for image reconstruction.
  • the X-ray image comprises dozensssystem, also perform an image reconstruction means which is adapted to using the aforementioned Geo ⁇ metriechal and the X-ray data, image reconstruction of an image from the interior of an object under examination fürzu ⁇ .
  • the shading device is particularly preferably a flat shading device, which can also be slightly bent. That is, the shading device is a flat side and a transverse side to narrow ⁇ can be assigned. In particular, the shading device can have a height in the direction of the narrow side, between the flat sides of 1 mm or less. The greater flat side of the shading device than the narrow side, in which the detector system is arranged and aligned substantially parallel to a sub-detection surface.
  • the shading device may in particular be a pinhole or an elongate web or webs, the hole or webs having a diameter or a width (transverse to a longitudinal direction of the elongated webs) of 100 ⁇ m or less.
  • the detection surface formed of a combination of sub-detection areas of a pixel may preferably be formed from egg ⁇ nem directly absorbing semiconductor material, such that a cost-effective production of the detection unit connected to a high spatial resolution in the detection of X-rays is possible. For the purpose of determining focus characteristics, this is a very easy to produce combination. However, according to the invention, it is not impossible to use, for example, a detection unit which has a scintillator and a photodiode associated with the scintillator.
  • the shading device is arranged such that upon irradiation of X-ray radiation in the direction of the detection surface by the shading device, processing means an X-ray shadow is generated on a plurality of, in particular adjacent sub-detection areas of a pixel.
  • a passage direction of the passage channel can be oriented perpendicular to a sub-detection surface.
  • the abovementioned shading of a plurality of sub-detection surfaces, preferably with perpendicular irradiation of X-radiation in the direction of the sub-detection surface occur.
  • the present invention can be particularly used against ⁇ geous for the detection of dynamic changes of focus characteristics.
  • the shading device initially causes an X-ray shadow only on a first of the sub-detection surfaces of the detection unit and, after a dynamic change of focus, at least partially shadows other, in particular several, preferably adjacent, sub-detection surfaces from the X-ray radiation are.
  • This change in the shadowing of the sub-detection areas can then be detected in a simple manner by analyzing the sub-pixel detection signals of the shadowed pixel, so that it is recognized that focus properties have changed.
  • an analysis for the image of the X-ray focus on the detection surface can be carried out in a similar manner.
  • occur in the situation that the focus produces an X-ray image is initially set to a first sub-detection surface of the Detekti ⁇ onsaku and after a dynamic change in the focus others, in particular a plurality of sub-detection areas at least partially with the image of the focus, so X-rays are illuminated.
  • this change can be detected and detected by analyzing the subpixel detection signals.
  • at least two of the detection units of the x-ray detector are each assigned a separa ⁇ te shading device.
  • at least two of the grid cells of the ASG can each be assigned a separate shading device for this purpose.
  • the at least two shading devices which are at least present in these cases are preferably designed differently from one another.
  • one of the two shading devices may be a pinhole and the other may be a bar or another modification.
  • the accuracy of the detection of changes in focus properties can be drastically improved. For example, stereotactic information about the focus image or an X-ray shadow can be obtained with a plurality of shading devices.
  • the detector system has a detection signal analysis device for generating geometry data.
  • the geometry data can be used to determine the focus characteristics of an X-ray source which emits the X-radiation incident on the detector and in particular on the shadowed detection unit with a plurality of sub-pixels.
  • the detection signal analysis device can work by using the detection signal and / or using the sub-detection signals to determine the geometry data.
  • the geometry data comprise the data on the mentioned focal properties, that is, for example, shape, position or extent of the focal point of the X-ray source and / or data that allow a retroactive calculation of the said focal properties.
  • the geometry data may include such things as “elliptical,””circular,””asymmetric,” or “symmetrical.”
  • the location of the focal point can in particular as one or more coor dinates ⁇ be expressed in a suitable coordinate system, and as geometry data, which indicate the extent of the focus point, and relative or absolute distance and / or area dimensions may be used.
  • a Rotati ⁇ onswinkel an example elliptical focal point may be included in the geometry data.
  • the geometry data may include data on a geometric centroid of an x-ray intensity and / or an x-ray shadow (i.e., the distribution of x-ray intensity or x-ray shadow) that is determined similar to a gamma camera based on a plurality of sub-detection signals.
  • the geometry data may include data about the length and location of the major axes of the ellipse.
  • the geometry data also includes information about asymmetries of the focus point.
  • the geometrical data may also include information as to whether the detection signals or sub-detection signals have a deviation from a predetermined desired value, a desired shape, position and extent of the focal point repre ⁇ sentieren.
  • the detection signals or sub-Detek ⁇ tion signals itself be construed as geometry data. This is the case in particular if there is the possibility of analyzing a deviation from a predefined setpoint value, ie setpoint values are predetermined.
  • the geometry data are determined on the basis of reference data.
  • the reference data may in particular comprise one or more of the setpoint values for a detection signal or sub-detection. tion signal include.
  • the reference data preferably also contain information about a tolerable deviation from the setpoint values, that is to say in particular with respect to the setpoint values which are predetermined for the detection signal or the subdetection signal (s) of the shadowed pixel.
  • the change of the detection signal from the reference value may be included, for example, in correction data used to control X-ray focussing properties.
  • the determination of the geometry data and in particular the associated determination of a detection signal or sub-detection signal is preferably carried out repeatedly in order to perform, as mentioned, in particular a control or regulation of focus properties and / or, for example, a reconstruction of image data of the examination object on the basis of the X-ray data and the geometry data.
  • the repeated determination of geometric data can be repeated in a time interval of lOOys and more, preferably up to 1000ys.
  • This interval is shorter than ty ⁇ european time intervals for dynamic changes of Detek ⁇ toreigenschaften.
  • a lower limit may be determined by the duration of rotation of a plate serving as the cathode of the X-ray source, which is usually in the range of 5 ms. Thermal changes are usually detectable or effective over an even longer period of time.
  • a development of the invention also relates to the online detection of focus characteristics, in particular during the detection of X-ray projection data, which are used for the reconstruction of image data of an examination subject.
  • the detection of focus ⁇ properties then takes place regularly in the mentioned time interval, preferably synchronized with the acquisition of X-ray projection data.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a combination of FIG. 1
  • Exemplary embodiments A, B, C of a scattered radiation grid with shading devices
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of an X-ray detector system with a scattered radiation grid, which has a shading device in the form of an apertured diaphragm,
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of an X-ray detector system with a scattered radiation grid, which has a shading device in the form of an elongate web,
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a method for determining geometric data
  • FIG. 5 shows a flowchart for a further exemplary embodiment of a method for determining geometry data
  • FIG. 6 shows a computer tomography system with a detector system according to the invention
  • FIG. 7 shows a flow chart for a method for producing a scattered radiation grid with the "selective laser melting" method.
  • the present invention is directed to determine focus ⁇ own properties, which can then be used to improve an image of the inside of an examination subject.
  • the focal properties as mentioned in particular shape, spatial location and extent of a focus ⁇ point of an X-ray source concern, said starting X-ray radiation is emitted gendetektors in the direction of an X-ray from the focal point, preferably in the form of a fan or cone beam.
  • the invention can be used in a computed tomography system, as shown for example in FIG.
  • FIG. 1 shows a scattered radiation grid 200 according to the invention with a plurality of grid cells, which are separated by a first grid
  • a plurality of mutually parallel septa 210 and a further plurality of transversely to the first septa 210 extending further septa 210 are formed.
  • the boundary surfaces 210 formed by the first and second septa 210 form a
  • the passageway 270 includes all illustrated lattice cell at least one passage direction D, so that, in particular parallel with the boundary surfaces 210 turned ⁇ radiated X-rays can pass through the through-channel 270 (See also FIG. 2).
  • Each of the grid cells and in particular each of the passageways 270 has transversely to the
  • Passage direction D has a square cross section and the septa 210 have a height in the direction of passage of about 20 mm.
  • the stray radiation grid 200 shown is arranged or connected to the Detek ⁇ tor for operation in an x-ray imaging system preferably to a (not shown) detection surface of an X-ray detector angenä ⁇ Hert, so that for example the septa 210 in the area of dead zones of the X-ray detector.
  • Such an X-ray detector is usually formed of a plurality of, usually about 50, preferably identical X-ray detector modules that are as a unit Herge ⁇ represents.
  • the septa 210 of the scattered radiation grid 200 are approximately perpendicular to this detection surface.
  • a passage direction D is oriented in this case perpendicular to the detection surface of the detector.
  • a shading device 250 is assigned to some of the grid cells Z, ⁇ , ⁇ ⁇ , ⁇ ⁇ ⁇ .
  • a single grid cell ei ⁇ nes scatter grid 200 which for example is associated with a module of an X-ray detector having such a Abschattungsein- direction 250th
  • Figure 1 shows the Kombina ⁇ tion of several embodiments A, B, C, although as shown may be combined, but preferably a ⁇ individually or in small numbers, for example, up to twenty per stray radiation grid, may be used, preferably one per X-ray detector module.
  • the small number is less than the total number of all grid cells of the scattered radiation grid 200, and the shading devices 250 are arranged in particular regularly, preferably at an equal distance.
  • This offers the advantage that the spatial distance between the grid cells equipped with a shading device 250 is more than a plurality of widths of a grid cell transverse to the direction of passage.
  • the plurality can be more than 15 widths. As will be explained in more detail below, this distance enables a particularly advantageous determination of stereotactic information.
  • the shading device 250 is designed as a pinhole, ie the boundary surfaces 210 of the grid cell Z, which form the passageway 270 are closed in the mounted in the state of the grid of the detector side facing away with a serving as a shading device 250, the centrally Has hole, so that the grid cell Z forms a total of a pinhole camera.
  • the hole has a diameter of about 100 ym and is thus significantly smaller than the mentioned height of the septa of about 20 mm to form the pinhole camera.
  • the flat plate in this case has a thickness in the direction of the passage direction of about 1 mm.
  • the passageway 270 is partially covered by the shading device 250 and thus reduced in relation to passage channels 270 of another "normal" grid cells of the grid. In other words, the passageway 270 is thus additionally shaded from the other, "nor ⁇ paint" grid cells.
  • the shading device 250 is formed by narrow webs which are each arranged between mutually opposite boundary surfaces 210 of the grid cells Z.
  • the exemplary embodiment comprises a plurality of grid lines Z ⁇ ⁇ ⁇ with mutually different shading devices 250 250 ⁇ ⁇ .
  • the longitudinal direction of the narrow ridge extends ⁇ ⁇ in a second direction oriented transversely thereto in a ⁇ ers te direction and in a second grid cell Z.
  • the first and second directions are independent of the orientation of the septa of the ASG, and thus may also be "diagonal", for example, from one corner of a grid cell to an opposite corner, ideally, so that expected changes in focus are as good as possible detek- Tierbar, ie preferably, the longitudinal direction of one of the webs is arranged perpendicular to a main movement direction of the focus.
  • the main movement direction can be determined experimentally, for example in an assigned imaging system or an associated X-ray source, ie before the ASG is constructed.
  • the main direction of motion coincides with the tangent vector of an orbit of the detector in the imaging system into which the detector is to be incorporated.
  • the shading device 250 is formed by the combination of a plurality of narrow webs. These can be, for example, one above the other incorporated into the grid cell Z ⁇ ⁇ ⁇ , or connected, as shown here, such as a cross, which insbeson ⁇ more complete all septa 210 of the grid cell ⁇ connects ⁇ ⁇ ⁇ . This combination of several webs or Operaabschattungsein- directions allow the two-dimensional determination of focus properties.
  • the feature ie the lands or hole in this case, as noted with respect to the pinhole camera, is smaller than the height of the septa 210 and also smaller than the cross section of the passageway across the height of the septa 210 (viewed in the direction of passage D) 270. That is, a relatively small shadow or a relatively small image of the focus can be projected onto a detection surface of the detector so that this shadow or the image moves on the detection surface.
  • the shadow for X-radiation irradiated in the direction of the passage direction of the respective grid cell is none other than the detection area.
  • the shading should preferably not be too large, so that the shaded by means of the shading detection surface can be used simultaneously for the detection of X-ray data, the Reconstruction of an examination object can be used.
  • the size of the shading device in this case is thus a "tradeoff" or compromise between the determination of focus characteristics and the acquisition of information about the object to be examined.
  • the feature i. the shading device, in this case, is integrated in the scattered radiation grid, which is preferably formed with the aid of a so-called "selective laser
  • a metal such as tungsten, tantalum, or copper may be used for the stray radiation grid 200 who ⁇ .
  • MI may be a Pul ⁇ send together of the metal are deposited on a base plate and subsequently melted in a further step M.II the powder layer with a laser in accordance with a desired shape of the Streustrahlungsgit ⁇ ters in the "selective laser melting" process in an initial step be. this should ensure who, ⁇ that results in a coherent structure as possible of the molten areas.
  • the scattered radiation grid 200 together with the shading device 250 can thus be produced in layers as a single coherent, one-piece component D structures can be prepared and so the shading device 250 particularly easy between the boundary surfaces of the scattered radiation grid or partially over the boundary surfaces 210 of the scattered radiation grid 200 can be arranged. Over it from ⁇ can easily a variety of different shading devices 250 into a single stray radiation grid 200 be integrated without, for example, for each under ⁇ different shading 250 a separate punching tool or the like would have to be available.
  • Figure 2 shows the embodiment A of Figure 1 in a sectional view, wherein the scattered radiation grid 200 is connected to an X-ray detector 100, which is installed in an X-ray imaging system. It is so-called egg ⁇ NEN.
  • Subpixel faced detector 100 the units 110 and has a plurality of detection pixel 110.
  • each detection unit 110 is in a plurality of sub-detecting units 120, so-called. Subpixels divided whose sub- Detection signal can be read separately or together. That is, each sub-detection unit 120 generates a sub-detection signal, which is transmitted to an ASIC 140, which can analyze it singly or in combination for all sub-pixels 120 of a pixel 110, and thus as the detection signal of the pixel 110.
  • the detection signal or the sub-detection signal corresponds to the energy and / or to the
  • the X-ray XR is generated by a Röntgenstrahlungsquel ⁇ le 300, which is the detection areas 111 and sub-detection areas arranged 121 opposite each other.
  • a Röntgenstrahlungsquel ⁇ le 300 which is the detection areas 111 and sub-detection areas arranged 121 opposite each other.
  • the x-ray focus 390 is also shown schematically greatly enlarged in relation to the size of a target of the x-ray source 300.
  • the x-ray radiation XR is at the exit of the radiation source 300 by a Blen- end assembly 351 is limited so that the propagating in the direction of X-ray radiation XR gendetektors 100 X ⁇ typically the shape of a fan or cone beam has.
  • the Po ⁇ sition of the focus 390 in the X-ray source 300 may in this case be varied by a plurality of deflection magnet 350 by the electron beam relative to the ring gear 310 is deflected and / or is centered.
  • XR dynamic effects occur as beispielswei ⁇ se heating of the X-ray source 300 and Elect ⁇ Ronen source 320 or the target 310, which affect the shape, extent and location of the focal point 390th This is indicated schematically by the double arrow below the focal point 390 or the X-ray source 300. Ie. the focus 390 or the mentioned focus properties can thus change dynamically during an X-ray exposure.
  • the scattered radiation ⁇ grating 200 in this embodiment a shading means 250, which acts like a pinhole camera in conjunction with the boundary surfaces 210 of the stray radiation grid 200th
  • the origin of the X-ray radiation, ie the focal point 390 is thereby imaged onto a plurality of subpixels 120 of a pixel 110 with the aid of the pinhole camera.
  • the focus point 390 has an elliptical extension deviating from the ideal shape, which can be described by a longitudinal axis and a width axis (long axis of the ellipse and short axis of the ellipse).
  • these properties such as the position of the longitudinal axis, the position of the width axis, as well as their length can be determined exactly by analyzing the sub-detection signals of the illuminated with the help of the pinhole camera subpixel 120.
  • intensity information for incident x-ray radiation XR can to be used.
  • FIG. 1 An alternative to this embodiment, which, as regards. 1, which can also be used in addition, is shown in FIG.
  • the components in construction and arrangement correspond to the components of the detector 100 of FIG. 2.
  • the shading device 250 is an elongate web shown in FIG.
  • the pixels of an image of the focal point 390 on the sub-generated 120, 250 causes the elongate web from the shading ⁇ more subpixel 120.
  • This shadow is shown in Figure 3 in the area of the detection area 111 and the sub-Detek- tion surfaces 121 shown as an ellipse.
  • this can be done with the aid of a detection signal analysis device 150, which may also be present in the embodiment of FIG.
  • the detection signal analyzer 150 generates geometry data necessary for controlling a deflection magnet 350 of FIG X-ray source 300 are used, so that a control loop is formed.
  • the control loop allows a direct feedback of the control effect, ie the control of the deflection magnet 350, by analyzing the geometry data after a successful control or correction of X-ray focus properties.
  • Geometry data can be determined, for example, as shown in FIG.
  • the geometric data can implicitly describe the spatial position of the focal point by determining the spatial center of gravity of an X-ray beam shadow or the spatial center of gravity of the image of the focus.
  • a method is shown for this purpose, as can be used in a so-called "gamma camera.”
  • the subdetection signal of a plurality of subpixels 120a, 120b, 120c, 120d, in particular of a pixel 110 is used in each case 4, a plurality of subpixels 120a, 120b, 120c and 120d are differently exposed to X-rays, and the subdetection signals a, b, c and d are X-ray intensities measured in the subpixels 120a, 120b, 120c and 120d the origin U of a coordinate system at the lower left edge of the pixel 110, the x and y coordinates of absorbed X-ray quanta, which together form the measured X
  • the location of the center of gravity S can in this case be determined with higher Ortsauflö ⁇ solution, than the specified by the Subpixel réelle spatial resolution dictates. Indicates the x-ray detector a plurality of spaced-apart shading devices can easily by determining multiple
  • each of the sub-detection ⁇ signals a, b, c, d of adjacent subpixels 120a, 120b, 120c, 120d are compared with each other, wherein in particular one of a respective sub-pixels 120a, 120b, 120c, 120d ermit- Telte intensity information or an intensity value can be used.
  • Geometry data can be determined or vorlie ⁇ gene in some other way is also provided in another manner. Another method for the determination of geometric data is shown for example in Figure 5.
  • a first step I A the shape, position and extent of the x-ray focus in the form of reference values R are detected or predetermined at a certain point in time.
  • the reference data thus specified in the form of reference values R comprise reference values for detection signals in this exemplary embodiment or sub-detection signals of a pixel at least partially shaded by the shading device.
  • a configuration of detection signals and / or sub-detection signals may already be given which represent a desired position of the position and a desired extension of an x-ray focus.
  • This is done with the aid of the detection signal analysis device 150 in a first step I of the method for the analysis or generation of geometric data.
  • a tolerance range or "tolerance window" for the detection signal and the sub-detection signals is given, in which a modifier ⁇ alteration of focus characteristics is classified as critical.
  • a deviation of the detection signal or the sub-detection signals from the respective reference values R it is checked whether there is a deviation of the detection signal or the sub-detection signals from the respective reference values R.
  • a deviation is fixed, which is outside the respective likewise predetermined by refe rence values ⁇ R tolerance range, the Be ⁇ calculation of a correction signal or a correction data is required for driving the X-ray source.
  • the Kor ⁇ rektursignal is based on the deviation of the measured detection signal and the sub-detection signals with respect to the respective target value.
  • step III correction signals and correction data if requested, in step II, calculates K which drive the X-ray source so that the Detek ⁇ tion signal and / or the sub-detection signals should be within the tolerance range of the desired values. That is, as is indicated by dashed lines, the method can be ⁇ beginning with step I be repeated until the focus again set-off ⁇ corresponding to a target position, target position and expansion, so that the respective focal properties again within their through the reference values R predetermined tolerance range lie.
  • the correction data K can be converted into geometry data GD which correspond to a deviation of the focus from a desired position.
  • the geometry data GD can also directly describe the shape, position and extent of the focus or be formed by the correction data K.
  • the geometry data GD can z. B. together and preferably at the same time to Röntgenproj ekomschal PD are stored in a common record.
  • the geometry data GD in particular in the form of the deviation data from a desired position, can be used in order to carry out a more precise retroactive calculation of the attenuation of the X-radiation by the examination object, so that overall
  • the improved re ⁇ construction or recalculation can for example be such that using the geometry data GD folding or unfolding the Röntgenproj etechnischschal PD is performed with a function that a change in the X-ray proj etechnischschal PD due to the change of focus characteristics (eg Magnification of the focus) in the X-ray projection data PD corrected again.
  • focus characteristics eg Magnification of the focus
  • FIG. 6 schematically shows a computer tomography system 10.
  • the CT system 10 consists essentially of a conventional scanner in which a gantry 130, a detector system with a detector 100 and the detector 100 opposite X-ray source 300th revolves around a measuring space MF.
  • the scanner (not shown) is a patient support device or a patient table whose upper part can be moved with an examination object located thereon relative to the scanner to move the patient relative to the detector 100 through the measuring space MF therethrough.
  • the scanner and the patient table are controlled by a control device 11, from which control data is obtained via an interface 13 in order to control the CT system 10 in accordance with predetermined measurement protocols in the conventional manner (symbolically represented here only by an arrow to the gantry 130).
  • the patient can be moved along the z-direction which ent ⁇ speaks the system axis IZ longitudinally through the measuring space MF.
  • the X-ray source 300 rotates to capture Röntgenproj ekomschal, ie raw data PD to shown the system axis IZ, ie the so-called "isocenter”.
  • the invention can also be used on other CT systems, for example with a detector forming a complete ring
  • the detector system comprises, as has already been described in particular with reference to Figures 1 to 3, a scattered radiation grid according to the invention , and a
  • the raw data PD acquired by the detector 100 and the geometry data GD are transferred as a common data record to a measurement data interface 12 of the control device 11. These raw data PD and geometry data GD are then further processed in an image reconstruction device 15 implemented in the control device 1. In this case, as mentioned with regard to FIG. 5, the geometry data GD is dependent on the image reconstruction. designed to perform an improved reconstruction of the raw data RD.
  • the finished computed tomographic volume image data reconstructed with the aid of the image reconstruction device 15 are then transferred to an image data interface which stores the generated volume image data, for example in a memory of the control device 11 or outputs it in the usual way to the screen of the control device 11 or via an interface (not shown)
  • Image data interface which stores the generated volume image data, for example in a memory of the control device 11 or outputs it in the usual way to the screen of the control device 11 or via an interface (not shown)
  • RIS radiological information system
  • the data can also be processed in any way and then stored or output.
  • the geometry data GD are moreover is Siert ⁇ a correction tur schemes strengthensaku 20, which also reali in the control means 11 in the form of software on a processor, transmitted.
  • the correction data determination unit 20 based on the geometry data, determines correction data K in order to maintain the focus properties in a range specified by reference data, as has also been described with respect to FIG. 5, for example.
  • the correction data determination unit 20 operates in particular in, for example, a measurement protocol, predetermined, preferably periodic intervals so that the correction data K are determined "online", in particular several times during the acquisition of the raw data PD of an examination object, and the correction of focus properties on the basis of the correction data
  • the control results are then fed back by subsequently determined geometry data GD, so that a control loop is formed in which the correction data determination unit 20, the detector 100 and the X-ray source 300 are included via an interface 13 of the scanner, and in particular the X-ray source 300 is driven by the control device 11.

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Abstract

The invention relates to an X-ray detector system having an X-ray detector (100) with a number of detection units (110) for generating a detection signal for X-radiation (XR) incident on a detection surface of the detection unit (110). One of the detection units (110) has multiple sub-detection units (120) for generating a sub-detection signal for X-radiation (XR) incident on a sub-detection surface (121) of the respective sub-detection unit (120). The X-ray detector (100) likewise comprises a shading device (250) which is paired with the detection unit (110) and which shields one or more of the sub-detection surfaces (121) from X-radiation (XR) emitted in the direction of the sub-detection surface (121). The invention further relates to a scattered radiation grid with a corresponding shading device (250), to an X-ray imaging system comprising such an X-ray detector, to a method for controlling and/or regulating X-ray focus characteristics while using such an X-ray detector, and to a method for detecting X-radiation while using such a detector. The invention also relates to a selective laser melting method for producing a scattered radiation grid for such a detector.

Description

Beschreibung description
Bestimmung von Fokuseigenschaften Die vorliegende Erfindung betrifft ein Streustrahlungsgitter für einen Röntgendetektor, ein Verfahren zur Herstellung eines Streustrahlungsgitters, ein Röntgendetektorsystem, ein Verfahren zur Detektion von Röntgenstrahlung und ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung von Fokuseigenschaften einer Röntgenquelle. Determination of Focusing Properties The present invention relates to a scattered radiation grid for an X-ray detector, a method for producing a scattered radiation grid, an X-ray detector system, a method for detecting X-ray radiation and a method for controlling and / or regulating the focus characteristics of an X-ray source.
Bei Röntgenbildgebungssystemen, insbesondere bei Computerto¬ mographiesystemen, ist es von Zeit zu Zeit notwendig, den Fokus der Röntgenstrahlungsquelle, meist in Bezug auf einen verwendeten Röntgendetektor, zu justieren oder zu korrigieren. Eine Justage muss in der Regel im Abstand von einigen Monaten quasi routinemäßig durchgeführt werden. Jedoch kann es notwendig sein, den Fokus auch zusätzlich zu den Routine- justagen erneut einzustellen. Beispielsweise macht ein Ein- griff eines Service-Technikers, der Tausch einer Röntgenröhre, eines Blendkastens oder eines CT-Röntgendetektors eine entsprechende Justage meist zwingend erforderlich, da Fokus¬ eigenschaften, d.h. insbesondere die Form, Lage oder Ausdehnung des Fokuspunkts in der Röntgenstrahlungsquelle und damit die Lage des Fokuspunkts in Bezug auf den CT-Detektor, verän¬ dert werden. In X-ray imaging systems, particularly computer-to ¬ tomography systems, it is necessary from time to time, mostly to adjust the focus of the X-ray source with respect to a used X-ray detector or correct. An adjustment usually has to be carried out almost routinely every few months. However, it may be necessary to re-adjust the focus in addition to the routine adjustments. For example, makes an input handle a service technician, the replacement of an X-ray tube, a blend chest or a CT-X-ray detector, a corresponding adjustment usually mandatory, as focus ¬ properties, that in particular the shape, position or extension of the focal point in the X-ray source and the position of the focal point with respect to the CT detector, be changed ¬ changed.
Diese Veränderung führt dazu, dass eine verlässliche Rück- rechnung auf die Modulation der Röntgenstrahlung durch ein abzubildendes Untersuchungsobjekt - wie dies für eine quali¬ tativ hochwertige Röntgenbildgebung notwendig ist - erschwert wird . This change means that a reliable return statement to the modulation of X-rays through an object to be imaged investigation - is complicated - as is required for a quali ¬ tative quality X-ray imaging.
Hinzu kommt, dass die erwähnte Veränderung von Fokuseigen- schaffen nicht nur nach beabsichtigten Modifikationen amIn addition, the aforementioned change in focus creation is not just due to intended modifications to the
Röntgenbildgebungssystem, wie beispielsweise den erwähnten Serviceeingriffen, auftreten, sondern auch unbeabsichtigt, beispielsweise dynamisch, während des Betriebs des Röntgen- bildgebungssystems . Im Betrieb der Röntgenstrahlungsquelle kommt es meist zu einer Erwärmung von Bauteilen, insbesondere der Röntgenstrahlungsquelle. Die geometrische Anordnung der Anode der Röntgenstrahlungsquelle zur Kathode kann sich dabei verändern, sodass sich Fokuseigenschaften wie die Lage/Position und möglicherweise auch die Form bzw. Ausdehnung des Fokuspunkts der Röntgenstrahlungsquelle durch Erwärmung von Bauteilen verändert. Eine dynamische Veränderung kann auch durch bewegte Komponenten des Röntgenbildgebungssystems, wie beispielsweise die Rotation der Kathode der Strahlungsquelle hervorgerufen werden. Diese dynamische Veränderung von Fokuseigenschaften führt ebenfalls zu den erwähnten Artefakten in der Bildgebung. X-ray imaging system, such as the aforementioned service interventions occur, but also inadvertently, for example, dynamically, during operation of the X-ray imaging system. In the operation of the X-ray source, there is usually a heating of components, in particular the X-ray source. The geometrical arrangement of the anode of the X-ray source to the cathode can thereby change, so that focal properties such as the position / position and possibly also the shape or extent of the focal point of the X-ray source are changed by heating of components. A dynamic change may also be caused by moving components of the x-ray imaging system, such as the rotation of the cathode of the radiation source. This dynamic change of focus characteristics also leads to the mentioned artifacts in imaging.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Detektion dieser Veränderung von Fokuseigenschaften zur Verfügung zu stellen, und insbesondere die Möglichkeit zu schaffen, um Auswirkung der Veränderung von Fokuseigenschaften auf die Röntgenbildgebung zu minimieren. The object of the present invention is to provide a means of detecting this change in focus characteristics, and in particular to provide the ability to minimize the effect of changing focus characteristics on X-ray imaging.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Streustrahlungsgitters nach Anspruch 1, eines Röntgendetektorsystems nach Anspruch 2, einem Röntgenbildgebungssystem nach Anspruch 8, einem Verfahren zur Detektion von Röntgenstrahlung nach Anspruch 9, einem Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung von Fokuseigenschaften nach Anspruch 14, und einem Verfahren zur Herstellung eines Streustrahlungsgitters nach Anspruch 15 ge¬ löst. This object is achieved by means of a scattered radiation grid according to claim 1, an X-ray imaging system according to claim 8, a method for detecting X-radiation according to claim 9, a method for controlling and / or regulating focus characteristics according to claim 14, and a method for producing a scattered radiation grid according to claim 15 ge ¬ triggers.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass insbeson¬ dere die zeitgenaue exakte Kenntnis von Fokuseigenschaften genutzt werden kann, um die Röntgenbildgebung zu verbessern, und es somit bereits ausreichen kann, eine Veränderung von Fokuseigenschaften zu detektieren, um die gewünschte exakte Kenntnis zu erhalten und um Artefakte in der Bildgebung wirkungsvoll minimieren zu können. Hierzu wird ein Streustrahlungsgitter für einen Röntgendetek- tor mit einer Anzahl von Gitterzellen vorgeschlagen. Ein solches Streustrahlungsgitter wird auch als sogenanntes „Anti- scattergrid" oder kurz als „ASG" bezeichnet. The invention is based on the realization that insbeson ¬ particular, the timely accurate knowledge of focus characteristics can be used to improve X-ray imaging, and it already can therefore be sufficient to detect a change of focus characteristics in order to obtain the desired precise knowledge and to effectively minimize artifacts in the imaging. For this purpose, a scattered radiation grid for an X-ray detector with a number of grid cells is proposed. Such a scattered radiation grid is also referred to as so-called "anti-scattergrid" or "ASG" for short.
Die Gitterzellen umfassen Begrenzungsflächen, mit Flächenabschnitten, die einen jeweiligen Durchtrittskanal für Röntgenstrahlung im Wesentlichen parallel zu einer Durchtrittsrichtung für Röntgenstrahlung durch den Durchtrittskanal begren- zen. „Im Wesentlichen parallel zu einer Durchtrittsrichtung" ist dabei so zu interpretieren, dass wenigstens zwei Begren¬ zungskanten der Begrenzungsflächen in einer Ebene liegen, die parallel zu der Durchtrittsrichtung verläuft; bevorzugt han¬ delt es sich dabei um ebene Begrenzungsflächen. Die Durch- trittsrichtung ist dabei so festgelegt, dass Röntgenstrahlung in geradliniger Ausbreitung das Streustrahlungsgitter ohne eine durch das Gitter bedingte Abschwächung durchdringen kann, also durch die Ausbreitungsrichtung eines Röntgen- quants, welches ohne Wechselwirkung mit dem Gitter das Gitter innerhalb eines durch eine Randlinie des Gitters umfasstenThe grid cells comprise boundary surfaces, with surface sections which delimit a respective passageway for X-radiation substantially parallel to a passage direction for X-ray radiation through the passageway. By "substantially parallel to a direction of passage" is to be interpreted to mean that at least two Begren ¬-cutting edge of the boundary surfaces lie in a plane which is parallel to the passage direction;. Preferable han ¬ it punched thereby to planar boundary surfaces, the direction of passage is In this case, X-ray radiation in straight propagation can penetrate the scattered radiation grid without attenuation caused by the grid, that is to say by the propagation direction of an X-ray quantum which, without interaction with the grid, encompasses the grid within one through an edge line of the grid
Bereichs, insbesondere durch den Durchtrittskanal, passieren kann . Area, in particular through the passageway, can happen.
Das erfindungsgemäße ASG umfasst zusätzlich eine Abschat- tungseinrichtung, die zwischen und/oder über den Begrenzungsflächen angeordnet ist. Die Abschattungseinrichtung dient dabei zur teilweisen Abschattung des Durchtrittskanals gegenüber Röntgenstrahlung, die in der Durchtrittsrichtung auf das Streustrahlungsgitter eingestrahlt wird. D.h. der Begriff „über den Begrenzungsflächen" ist dabei im Folgenden so zu verstehen, dass die Abschattungseinrichtung im durch die Durchtrittsrichtung festgelegten Weg der Röntgenstrahlung den Begrenzungsflächen wenigstens teilweise vorgelagert ist (d.h. so dass in der Fortsetzung des Weges der Röntgenstrahlung in Durchtrittsrichtung die Begrenzungsflächen zeitlich später von einem Röntgenquant der Röntgenstrahlung passiert werden würden als die Abschattungseinrichtung) . Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Streustrahlungsgitters, wobei das Git¬ ter mit einem sogenannten „Selective Laser Melting"-Verfah- ren, vorzugsweise einstückig hergestellt wird. The ASG according to the invention additionally comprises a shading device, which is arranged between and / or over the boundary surfaces. The shading device serves for partial shading of the passage channel with respect to X-radiation, which is irradiated in the direction of passage on the scattered radiation grid. That is to say, the term "over the boundary surfaces" is to be understood below as meaning that the shading device is at least partially upstream of the boundary surfaces in the path of the x-ray radiation determined by the passage direction (ie so that the boundary surfaces later in time in the continuation of the path of the x-radiation in the direction of passage from an X-ray quantum of X-ray radiation would be passed as the shading device). The invention also relates to a method for producing a scattered radiation grid according to the invention, wherein the grid ¬ ter with a so-called "selective laser melting" method, preferably in one piece.
Wie nachfolgend genauer erläutert wird, kann die Abschat- tungseinrichtung dazu verwendet werden, die eingangs erwähnten Fokuseigenschaften, wie Form, Ausdehnung und Lage bzw. Position eines Fokuspunkts in einer Röntgenstrahlungsquelle zu bestimmen. Sind diese Eigenschaften bekannt, können diese insbesondere bei der Rekonstruktion von Bilddaten berücksichtigt werden, sodass die Auswirkungen einer Veränderung von Fokuseigenschaften auf die Röntgenbildgebung minimiert werden. Darüber hinaus besteht aber auch die Möglichkeit, die Veränderung von Fokuseigenschaften aktiv zu unterdrücken. As will be explained in more detail below, the shading device can be used to determine the focal properties mentioned at the outset, such as the shape, extent and position or position of a focal point in an X-ray source. If these properties are known, these can be taken into account in particular in the reconstruction of image data, so that the effects of a change of focus properties on the X-ray imaging are minimized. In addition, there is also the possibility to actively suppress the change of focus properties.
Die exakte Bestimmung von Fokuseigenschaften ist insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystem möglich. Ein Röntgendetektor des Röntgendetektorsystems umfasst eine Anzahl, insbesondere eine Mehrzahl, von Detektionseinheiten zur Erzeugung eines Detektionssignals für auf die Detektions- einheit auftreffende Röntgenstrahlung. Im Folgenden wird eine Detektionseinheit auch kurz als „Pixel" des Detektors be¬ zeichnet. Dabei umfasst zumindest eine der Detektionseinhei¬ ten mehrere Sub-Detektionseinheiten zur Erzeugung eines Sub- Detektionssignals für auf eine Sub-Detektionsfläche der je¬ weiligen Sub-Detektionseinheit auftreffende Röntgenstrahlung. Die Sub-Detektionseinheiten werden nachfolgend auch als SubPixel bezeichnet. Mehrere oder alle der Sub-Detektionssignale können dabei zu dem erwähnten, insbesondere gemeinsamen The exact determination of focal properties is possible in particular with an X-ray detector system according to the invention. An X-ray detector of the X-ray detector system comprises a number, in particular a plurality, of detection units for generating a detection signal for X-radiation incident on the detection unit. Below a detection unit is also abbreviated as "pixel" of the detector be ¬ distinguishes this case, at least one of the Detektionseinhei ¬ th includes several sub-detection units to generate a sub-detection signal for a sub-detection surface of each ¬ weiligen sub-detection unit incident X-rays. The sub-detection units are also referred to below as sub-pixels, in which case several or all of the sub-detection signals may belong to the mentioned, in particular common
Detektionssignal zusammengefasst werden, welches von dem Pixel erzeugt wird. Detection signal are generated, which is generated by the pixel.
Der erfindungsgemäße Röntgendetektor weist ferner eine der mit mehreren Sub-Pixeln ausgestatteten Detektionseinheit zugeordnete Abschattungseinrichtung auf, welche insbesondere in einem Abstand von der Sub-Detektionsfläche angeordnet ist und eine oder mehrere der Sub-Detektionsflächen vor, insbesondere senkrecht, in Richtung der Sub-Detektionsflachen eingestrahlter Röntgenstrahlung zumindest teilweise abschirmt. The X-ray detector according to the invention also has a shading device associated with the detection unit equipped with a plurality of sub-pixels, which is arranged in particular at a distance from the sub-detection surface and provides one or more of the sub-detection surfaces, in particular perpendicular, in the direction of the sub-detection surfaces irradiated X-radiation at least partially shields.
Der Begriff „abschirmen" bedeutet dabei insbesondere, dass eine oder mehrere der Sub-Detektionsflachen zumindest teilweise gegenüber der Röntgenstrahlung abgeschattet (d.h. mit reduzierter Intensität gegenüber einem gleichen Pixel ohne Abschattungseinrichtung mit der Röntgenstrahlung bestrahlt) werden . Specifically, the term "shielding" means that one or more of the sub-detection surfaces are at least partially shadowed from the x-ray radiation (i.e., irradiated with reduced intensity against a same pixel without the shading device).
Vorzugsweise kann der Röntgendetektor die Abschattungseinrichtung auch in Form des erfindungsgemäßen Streustrahlungsgitters aufweisen. Dabei ist insbesondere die Ausdehnung der Sub-Detektionsflächen geringer als der geringste Querschnitt des Durchtrittskanals des Streustrahlungsgitters, sodass meh¬ rere Sub-Pixel durch eine gemeinsame Gitterzelle des Streu¬ strahlungsgitters umfasst bzw. durch eine Randlinie der Git¬ terzelle umschlossen werden. Ein erfindungsgemäßes Röntgenbildgebungssystem, insbesondere Computertomographiesystem, umfasst ein solches Röntgendetek- torsystem, welches auch eine Röntgenstrahlungsquelle auf¬ weist. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abschattungseinrichtung ist es möglich, eine Abschattung bzw. Abschirmung von Sub-Pixeln des Röntgendetektors zu erzeugen, die eine Rückrechnung auf die erwähnten Fokuseigenschaften der Röntgenstrahlungsquelle, insbesondere unter Nutzung, d.h. auf Basis, mehrerer der Sub- Detektionssignale, ermöglicht. The x-ray detector may preferably also have the shading device in the form of the scattered radiation grid according to the invention. The extension of the sub-detection areas is preferably less than the smallest cross-section of the passage of the scattered radiation grid, so meh ¬ eral sub-pixels encompassed by a common grid cell of the scattering ¬ radiation grid or be enclosed by a border line of Git ¬ terzelle. An inventive X-ray imaging system, in particular computed tomography system comprising such a door system Röntgendetek-, which also includes an X-ray source on ¬. With the aid of the shading device according to the invention, it is possible to generate a shading or shielding of sub-pixels of the X-ray detector, which makes possible a retroactive calculation to the mentioned focus characteristics of the X-ray radiation source, in particular using, ie on the basis of, several of the sub-detection signals.
Dabei kann die Abschattungseinrichtung, insbesondere das Streustrahlungsgitter, fest mit dem Röntgendetektor verbunden sein bzw. diese Komponenten können in dem Röntgendetektor in- tegriert sein. Insbesondere kann so die Struktur des Streu¬ strahlungsgitters und/oder des Röntgendetektors verstärkt werden, was wiederum zur Verringerung von mechanischen Vibra- tionen des Röntgendetektors im Betrieb und somit zu einer weiteren Verbesserung der Röntgenbildgebung führen kann. In this case, the shading device, in particular the scattered radiation grid, can be firmly connected to the X-ray detector or these components can be integrated in the X-ray detector. In particular, as the structure of the stray radiation grid ¬ and / or the X-ray detector can be enhanced, which in turn for reducing mechanical vibration tions of the X-ray detector in operation and thus can lead to a further improvement of the X-ray imaging.
D.h. die Abschattungseinrichtung bzw. das Streustrahlungsgit- ter befindet sich bevorzugt immer im Strahlengang zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor . Somit ist die Auswertung von mit Hilfe der Abschattungseinrichtung modifizierten Verteilungen von Röntgenstrahlung bzw. der Sub-Detek- tionssignale jederzeit möglich. Insbesondere gilt dies auch während der Erfassung von Röntgenproj ektionsdaten zur That The shading device or the scattered radiation grating is preferably always in the beam path between the X-ray source and the X-ray detector. Thus, the evaluation of using the shading device modified distributions of X-rays or the sub-detection signals is always possible. In particular, this also applies during the acquisition of X-ray projection data for
Röntgenbildgebung, d.h. zur Erfassung von Bilddaten vom Inneren eines zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetek¬ tor angeordneten Untersuchungsobjekts. Die Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren zur Detektion von Röntgenstrahlung unter Nutzung eines solchen Röntgen- detektorsystems , sodass insbesondere die Sub-Detektionssig- nale die Möglichkeit zur Bestimmung der erwähnten Fokuseigenschaften bieten. X-ray imaging, ie for the detection of image data from the interior of a between X-ray source and Röntgendetek ¬ gate arranged examination object . The invention thus also relates to a method for the detection of X-ray radiation using such an X-ray detector system, so that, in particular, the sub-detection signals offer the possibility of determining the mentioned focal properties.
Ferner können die Auswirkungen der dynamischen Veränderung von Fokuseigenschaften mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung von Fokuseigenschaften einer Röntgenstrahlungsquelle minimiert werden. In diesem erfin- dungsgemäßen Verfahren wird unter Nutzung eines erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystems auf Basis des Sub-Detektions- signals und/oder des Detektionssignals die Steuerung und/oder Regelung der eingangs erwähnten Fokuseigenschaften einer Röntgenstrahlungsquelle durchgeführt. Beispielsweise können dazu Ablenkungsmagnetfelder zur Steuerung der Position desFurthermore, the effects of the dynamic change of focus characteristics can be minimized with a method according to the invention for controlling and / or regulating the focus characteristics of an X-ray source. In this method according to the invention, the control and / or regulation of the above-mentioned focus characteristics of an X-ray source is performed using an X-ray detector system according to the invention on the basis of the sub-detection signal and / or the detection signal. For example, deflection magnetic fields can be used to control the position of the
Röntgenfokus (d.h. des Fokuspunkts) gesteuert und/oder gere¬ gelt werden. Insbesondere kann die Steuerung und/oder Regelung unter Nutzung von Geometriedaten des Röntgenfokus erfolgen, die auf Basis des Sub-Detektionssignals und/oder des De- tektionssignals erzeugt werden. X-ray focus (ie the focus point) controlled and / or gere ¬ gel. In particular, the control and / or regulation can take place using geometry data of the x-ray focus, which are generated on the basis of the sub-detection signal and / or the detection signal.
Das erfindungsgemäße Röntgenbildgebungssystem umfasst daher bevorzugt ebenfalls eine Korrekturdatenermittlungseinheit , welche zur Ermittlung von Korrekturdaten für eine Röntgenstrahlungsquelle zur Korrektur von Fokuseigenschaften ausgebildet ist, sowie eine Steuereinrichtung, welche auf Basis der von der Korrekturdatenermittlungseinheit ermittelten Kor¬ rekturdaten den Fokuspunkt einer Röntgenstrahlungsquelle steuert . The X-ray imaging system according to the invention therefore preferably also comprises a correction data determination unit, which is designed for determining correction data for one X-ray source for the correction of focus characteristics, and a control device which controls the focal point of an X-ray source on the basis of the correction data determined by the determination unit Cor ¬ rekturdaten.
Die Kenntnis von Fokuseigenschaften kann auch bei einem Verfahren zur Erzeugung von Bilddaten vom Inneren eines Untersuchungsobjekts genutzt werden. Die Erfindung umfasst somit ein solches Verfahren, wobei mit einer Röntgenstrahlungsquel¬ le Röntgenstrahlung in Richtung des erfindungsgemäßen Rönt- gendetektors ausgesandt wird und von dem Röntgendetektor Röntgendaten, insbesondere meist auch als Rohdaten bezeichne¬ te Röntgenproj ektionsdaten, eines zwischen der Röntgenstrahlungsquelle und dem Röntgendetektor angeordneten Untersuchungsobjekts erfasst werden, darauf basierend dann Geo¬ metriedaten zur Form und/oder Position des Fokus der Röntgenstrahlungsquelle ermittelt werden, und eine Rekonstruktion von Bilddaten auf Basis der Röntgendaten unter Berücksichtigung der Geometriedaten erfolgt. Insbesondere können dazu Röntgendaten und Geometriedaten in einem gemeinsamen Datensatz gespeichert werden, der zur Bildrekonstruktion genutzt wird . The knowledge of focus characteristics can also be used in a method for generating image data from the interior of an examination subject. Thus, the invention includes such a method wherein emitted gendetektors with a Röntgenstrahlungsquel ¬ le X-rays toward the X-ray according to the invention and ektionsdaten of the X-ray detector X-ray data, in particular, usually also as raw data call ¬ te Röntgenproj, one arranged between the X-ray source and the X-ray detector examination object are detected, it Geo ¬ metriedaten to shape and / or position of the focus of the X-ray source are then determined based, and a reconstruction of image data based on the X-ray data taking into account the geometry data. In particular, X-ray data and geometry data can be stored in a common data set that is used for image reconstruction.
Insofern umfasst die Erfindung, insbesondere das Röntgenbild- gebungssystem, auch eine Bildrekonstruktionseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, unter Nutzung der erwähnten Geo¬ metriedaten und der Röntgendaten eine Bildrekonstruktion eines Abbilds vom Inneren eines Untersuchungsobjekts durchzu¬ führen . Insofar as the invention, in particular the X-ray image comprises gebungssystem, also perform an image reconstruction means which is adapted to using the aforementioned Geo ¬ metriedaten and the X-ray data, image reconstruction of an image from the interior of an object under examination durchzu ¬.
Dies ermöglicht die Minimierung von Artefakten in der Bild- gebung durch optimierte Rückrechnung auf den Fokuspunkt bzw. Fokuseigenschaften und/oder eine Korrektur, insbesondere Regelung von Fokuseigenschaften innerhalb einer vorgegebenen Bandbreite . Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter¬ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können. This enables the minimization of artifacts in the image due to optimized retroactive accounting for the focal point or focal characteristics and / or a correction, in particular regulation of focus properties within a predetermined bandwidth. Further, particularly advantageous embodiments and further ¬ formations of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description, wherein the independent claims of a claim category can also be developed analogous to the dependent claims of another claim category.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Abschattungsein- richtung um eine flache Abschattungseinrichtung, die auch leicht gebogen sein kann. D.h. der Abschattungseinrichtung kann eine Flachseite und eine quer dazu angeordnete Schmal¬ seite zugeordnet werden. Insbesondere kann die Abschattungs¬ einrichtung eine Höhe in Richtung der Schmalseite, zwischen den Flachseiten von 1 mm oder weniger aufweisen. Die gegen- über der Schmalseite größere Flachseite der Abschattungsein¬ richtung, in dem Detektorsystem im Wesentlichen parallel zu einer Sub-Detektionsfläche angeordnet und ausgerichtet sein. Bei der Abschattungseinrichtung kann es sich insbesondere um eine Lochblende oder um einen länglichen Steg bzw. Stege han- dein, wobei das Loch bzw. die Stege einen Durchmesser bzw. eine Breite (quer zu einer Längsrichtung der länglichen Stege) von lOOym oder weniger aufweisen. The shading device is particularly preferably a flat shading device, which can also be slightly bent. That is, the shading device is a flat side and a transverse side to narrow ¬ can be assigned. In particular, the shading device can have a height in the direction of the narrow side, between the flat sides of 1 mm or less. The greater flat side of the shading device than the narrow side, in which the detector system is arranged and aligned substantially parallel to a sub-detection surface. The shading device may in particular be a pinhole or an elongate web or webs, the hole or webs having a diameter or a width (transverse to a longitudinal direction of the elongated webs) of 100 μm or less.
Die aus einer Kombination von Sub-Detektionsflächen eines Pixels gebildete Detektionsfläche, kann vorzugsweise aus ei¬ nem direkt absorbierenden Halbleitermaterial gebildet sein, so dass eine kostengünstige Herstellung der Detektionseinheit verbunden mit einer hohen Ortsauflösung in der Detektion von Röntgenstrahlung möglich ist. Zum Zweck der Bestimmung von Fokuseigenschaften ist dies eine sehr einfach herzustellende Kombination. Jedoch ist gemäß der Erfindung nicht ausgeschlossen beispielsweise eine Detektionseinheit zu verwenden, welche einen Szintillator und eine dem Szintillator zugeordnete Photodiode aufweist. The detection surface formed of a combination of sub-detection areas of a pixel may preferably be formed from egg ¬ nem directly absorbing semiconductor material, such that a cost-effective production of the detection unit connected to a high spatial resolution in the detection of X-rays is possible. For the purpose of determining focus characteristics, this is a very easy to produce combination. However, according to the invention, it is not impossible to use, for example, a detection unit which has a scintillator and a photodiode associated with the scintillator.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Abschattungseinrichtung so angeordnet, dass bei Einstrahlung von Röntgenstrahlung in Richtung der Detektionsfläche durch die Abschat- tungseinrichtung ein Röntgenschatten auf mehreren, insbesondere benachbarten Sub-Detektionsflachen eines Pixels erzeugt wird. Insbesondere kann eine Durchtrittsrichtung des Durchtrittskanals senkrecht zu einer Sub-Detektionsflache orien- tiert sein. In diesem Fall kann die erwähnte Abschattung von mehreren Sub-Detektionsflächen, vorzugsweise bei senkrechter Einstrahlung von Röntgenstrahlung in Richtung der Sub-Detek- tionsfläche auftreten. Wie erläutert kann die vorliegende Erfindung besonders vor¬ teilhaft zur Detektion von dynamischen Veränderungen von Fokuseigenschaften eingesetzt werden. Dabei kann beispielsweise der Fall auftreten, dass die Abschattungseinrichtung einen Röntgenschatten anfänglich nur auf einer ersten der Sub-Detektionsflächen der Detektionseinheit hervorruft und nach einer dynamischen Veränderung des Fokus andere, insbesondere mehrere, vorzugsweise benachbarte, Sub-Detektions- flächen zumindest teilweise gegenüber der Röntgenstrahlung abgeschattet sind. Diese Veränderung der Abschattung der Sub- Detektionsflächen kann dann auf einfache Art und Weise durch Analyse der Subpixel-Detektionssignale des abgeschatteten Pixels detektiert werden, sodass erkannt wird, dass sich Fokuseigenschaften verändert haben. In einer alternativen Ausführungsform, beispielsweise mit einer Lochblende als Abschattungseinrichtung, kann in ähnlicher Weise eine Analyse für das Abbild des Röntgenfokus auf der Detektionsfläche durchgeführt werden. Beispielsweise kann da¬ bei die Situation auftreten, dass der Fokus ein Röntgenabbild anfänglich auf einer ersten Sub-Detektionsfläche der Detekti¬ onseinheit hervorruft und nach einer dynamischen Veränderung des Fokus andere, insbesondere mehrere, Sub-Detektionsflächen zumindest teilweise mit dem Abbild des Fokus, also durch Röntgenstrahlung, beleuchtet sind. Diese Veränderung kann, wie bezüglich des Schattens beschrieben, durch Analyse der Subpixel-Detektionssignale ermittelt und erkannt werden. In einer Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens zwei der Detektionseinheiten des Röntgendetektors jeweils eine separa¬ te Abschattungseinrichtung zugeordnet. Insbesondere kann hierzu wenigstens zwei der Gitterzellen des ASG jeweils eine separate Abschattungseinrichtung zugeordnet sein. Bevorzugt sind die in diesen Fällen mindestens vorhandenen zwei Ab- schattungseinrichtungen zueinander unterschiedlich ausgebildet. Insbesondere kann es sich bei einer der beiden Abschat- tungseinrichtungen um eine Lochblende handeln und bei der an- deren um einen Steg oder eine andere Abwandlung. Mit Hilfe mehrerer, insbesondere unterschiedlicher, Abschattungsein- richtungen lässt sich die Genauigkeit der Detektion von Veränderungen von Fokuseigenschaften drastisch verbessern. Dabei lassen sich mit mehreren Abschattungseinrichtungen beispiels- weise stereotaktische Informationen über das Fokusabbild bzw. einen Röntgenschatten gewinnen. In a preferred embodiment, the shading device is arranged such that upon irradiation of X-ray radiation in the direction of the detection surface by the shading device, processing means an X-ray shadow is generated on a plurality of, in particular adjacent sub-detection areas of a pixel. In particular, a passage direction of the passage channel can be oriented perpendicular to a sub-detection surface. In this case, the abovementioned shading of a plurality of sub-detection surfaces, preferably with perpendicular irradiation of X-radiation in the direction of the sub-detection surface occur. As explained, the present invention can be particularly used against ¬ geous for the detection of dynamic changes of focus characteristics. In this case, for example, the case may arise that the shading device initially causes an X-ray shadow only on a first of the sub-detection surfaces of the detection unit and, after a dynamic change of focus, at least partially shadows other, in particular several, preferably adjacent, sub-detection surfaces from the X-ray radiation are. This change in the shadowing of the sub-detection areas can then be detected in a simple manner by analyzing the sub-pixel detection signals of the shadowed pixel, so that it is recognized that focus properties have changed. In an alternative embodiment, for example with a pinhole as a shading device, an analysis for the image of the X-ray focus on the detection surface can be carried out in a similar manner. For example, since ¬ occur in the situation that the focus produces an X-ray image is initially set to a first sub-detection surface of the Detekti ¬ onseinheit and after a dynamic change in the focus others, in particular a plurality of sub-detection areas at least partially with the image of the focus, so X-rays are illuminated. As described with respect to the shadow, this change can be detected and detected by analyzing the subpixel detection signals. In one development of the invention, at least two of the detection units of the x-ray detector are each assigned a separa ¬ te shading device. In particular, at least two of the grid cells of the ASG can each be assigned a separate shading device for this purpose. The at least two shading devices which are at least present in these cases are preferably designed differently from one another. In particular, one of the two shading devices may be a pinhole and the other may be a bar or another modification. With the help of several, in particular different, shading devices, the accuracy of the detection of changes in focus properties can be drastically improved. For example, stereotactic information about the focus image or an X-ray shadow can be obtained with a plurality of shading devices.
Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz zueinander unterschied¬ licher Abschattungseinrichtungen die Gewinnung von Komplemen- tärinformationen, die eine Verifikation und exaktere Bestimmung einer Veränderung von Fokuseigenschaften ermöglichen. Moreover, the use mutually different ¬ Licher Abschattungseinrichtungen tärinformationen allows the recovery of complementarity that enable verification and more precise determination of a change of focus characteristics.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Detektorsystem eine Detektionssignal-Analyseeinrichtung zur Erzeugung von Geometriedaten auf. Die Geometriedaten können zur Bestimmung von Fokuseigenschaften einer Röntgenstrahlungsquelle verwendet werden, welche die auf den Detektor und insbesondere auf die abgeschattete Detektionseinheit mit mehreren Sub-Pixeln auftreffende Röntgenstrahlung aussendet. Die Detektionssig- nal-Analyseeinrichtung kann unter Nutzung des Detektionssig- nals und/oder Nutzung der Sub-Detektionssignale arbeiten, um die Geometriedaten zu ermitteln. In a development of the invention, the detector system has a detection signal analysis device for generating geometry data. The geometry data can be used to determine the focus characteristics of an X-ray source which emits the X-radiation incident on the detector and in particular on the shadowed detection unit with a plurality of sub-pixels. The detection signal analysis device can work by using the detection signal and / or using the sub-detection signals to determine the geometry data.
Vorzugsweise umfassen die Geometriedaten die Daten über die erwähnten Fokuseigenschaften, also beispielsweise Form, Lage oder Ausdehnung des Fokuspunkts der Röntgenstrahlungsquelle und/oder Daten, die eine Rückrechnung auf die genannten Fokuseigenschaften ermöglichen. Die Geometriedaten zur Form können beispielsweise Angaben wie „elliptisch" oder „kreisförmig", „asymmetrisch" oder „symmetrisch" umfassen. Die Lage des Fokuspunkts kann insbesondere als eine oder mehrere Koor¬ dinaten in einem geeigneten Koordinatensystem angegeben sein, und als Geometriedaten, welche die Ausdehnung des Fokuspunkts angeben, können auch relative oder absolute Distanz- und/oder Flächenmaße verwendet werden. Darüber hinaus kann ein Rotati¬ onswinkel eines beispielsweise elliptischen Fokuspunkts in den Geometriedaten umfasst sein. Preferably, the geometry data comprise the data on the mentioned focal properties, that is, for example, shape, position or extent of the focal point of the X-ray source and / or data that allow a retroactive calculation of the said focal properties. The geometry data to the form For example, they may include such things as "elliptical,""circular,""asymmetric," or "symmetrical." The location of the focal point can in particular as one or more coor dinates ¬ be expressed in a suitable coordinate system, and as geometry data, which indicate the extent of the focus point, and relative or absolute distance and / or area dimensions may be used. In addition, a Rotati ¬ onswinkel an example elliptical focal point may be included in the geometry data.
Beispielsweise können die Geometriedaten Daten zu einem geometrischen Schwerpunkt einer Röntgenintensität und/oder eines Röntgenschattens (d.h. der Verteilung von Röntgenintensität oder des Röntgenschattens) umfassen, die ähnlich einer Gamma- Kamera, auf Basis von mehreren Sub-Detektionssignalen ermittelt wird. Ferner können die Geometriedaten, im Fall einer elliptischen Fokusform Daten über die Länge und Lage der Hauptachsen der Ellipse umfassen. Somit umfassen die Geometriedaten auch eine Information über Asymmetrien des Fokus- punkts. For example, the geometry data may include data on a geometric centroid of an x-ray intensity and / or an x-ray shadow (i.e., the distribution of x-ray intensity or x-ray shadow) that is determined similar to a gamma camera based on a plurality of sub-detection signals. Further, in the case of an elliptical focus shape, the geometry data may include data about the length and location of the major axes of the ellipse. Thus, the geometry data also includes information about asymmetries of the focus point.
Die Geometriedaten können auch eine Information darüber aufweisen, ob Detektionssignale bzw. Sub-Detektionssignale eine Abweichung zu einem vorgegebenen Sollwert aufweisen, die eine gewünschte Form, Lage und Ausdehnung des Fokuspunkts reprä¬ sentieren . The geometrical data may also include information as to whether the detection signals or sub-detection signals have a deviation from a predetermined desired value, a desired shape, position and extent of the focal point repre ¬ sentieren.
Für den Fall, dass die Detektionssignale bzw. Sub-Detektions¬ signale des von der Abschattungseinrichtung abgeschatteten Pixels stammen, können die Detektionssignale bzw. Sub-Detek¬ tionssignale selber als Geometriedaten aufgefasst werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Möglichkeit zu einer Analyse einer Abweichung zu einem vorgegebenen Sollwert besteht, d.h. Sollwerte vorgegeben sind. D.h. in einer Weiter- bildung des Verfahrens zur Detektion von Röntgenstrahlung, werden die Geometriedaten auf Basis von Referenzdaten ermittelt. Die Referenzdaten können insbesondere einen oder mehrere der Sollwerte für ein Detektionssignal bzw. Sub-Detek- tionssignal umfassen. Vorzugsweise beinhalten die Referenzdaten auch eine Information über eine tolerierbare Abweichung von den Sollwerten, also insbesondere gegenüber den Sollwerten, die für das Detektionssignal bzw. das oder die Sub- Detektionssignale des abgeschatteten Pixels vorgegeben sind. Die Änderung des Detektionssignal gegenüber dem Referenzwert kann beispielsweise in Korrekturdaten umfasst sein, die zur Steuerung von Röntgenfokuseigenschaften verwendet werden. Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung der Geometriedaten und insbesondere die zugehörige Ermittlung eines Detektionssig- nals bzw. Sub-Detektionssignals wiederholt, um wie erwähnt insbesondere eine Steuerung oder Regelung von Fokuseigenschaften durchzuführen und/oder um beispielsweise eine Rekon- struktion von Bilddaten des Untersuchungsobjekts auf Basis der Röntgendaten und der Geometriedaten durchzuführen. Insbesondere kann die wiederholte Ermittlung von Geometriedaten, vorzugsweise auf Basis jeweils anderer Röntgendaten, in einem zeitlichen Intervall von lOOys und mehr, bevorzugt bis zu 1000ys wiederholt werden. Dieses Intervall ist kürzer als ty¬ pische Zeitintervalle für dynamische Veränderungen von Detek¬ toreigenschaften. Beispielsweise kann eine untere Grenze durch die Dauer der Rotation eines als Kathode der Röntgenstrahlungsquelle dienenden Tellers, die meist im Bereich von 5ms liegt, festgelegt werden. Thermische Veränderungen sind meist über einen noch längeren Zeitraum hinweg betrachtet nachweisbar bzw. wirksam. Somit kann bei einer Wiederholung der Erfassung von Fokuseigenschaften davon ausgegangen werden, dass dynamische Veränderungen der Fokuseigenschaften sicher erfasst werden können. In the event that the detection signals or sub-detection signals of ¬ shadowed by the shading pixel originate, the detection signals or sub-Detek ¬ tion signals itself be construed as geometry data. This is the case in particular if there is the possibility of analyzing a deviation from a predefined setpoint value, ie setpoint values are predetermined. In a further development of the method for the detection of X-radiation, the geometry data are determined on the basis of reference data. The reference data may in particular comprise one or more of the setpoint values for a detection signal or sub-detection. tion signal include. The reference data preferably also contain information about a tolerable deviation from the setpoint values, that is to say in particular with respect to the setpoint values which are predetermined for the detection signal or the subdetection signal (s) of the shadowed pixel. The change of the detection signal from the reference value may be included, for example, in correction data used to control X-ray focussing properties. The determination of the geometry data and in particular the associated determination of a detection signal or sub-detection signal is preferably carried out repeatedly in order to perform, as mentioned, in particular a control or regulation of focus properties and / or, for example, a reconstruction of image data of the examination object on the basis of the X-ray data and the geometry data. In particular, the repeated determination of geometric data, preferably on the basis of respectively different X-ray data, can be repeated in a time interval of lOOys and more, preferably up to 1000ys. This interval is shorter than ty ¬ european time intervals for dynamic changes of Detek ¬ toreigenschaften. For example, a lower limit may be determined by the duration of rotation of a plate serving as the cathode of the X-ray source, which is usually in the range of 5 ms. Thermal changes are usually detectable or effective over an even longer period of time. Thus, in repetition of the detection of focus characteristics, it can be assumed that dynamic changes of the focus characteristics can be surely detected.
Unter anderem betrifft eine Weiterbildung der Erfindung auch die Online-Erfassung von Fokuseigenschaften, insbesondere während der Detektion von Röntgenproj ektionsdaten, die zur Rekonstruktion von Bilddaten eines Untersuchungsobjekts eingesetzt werden. Vorzugsweise erfolgt die Erfassung von Fokus¬ eigenschaften dann regelmäßig in dem erwähnten Zeitintervall, bevorzugt synchronisiert mit der Erfassung von Röntgenproj ek- tionsdaten . Among other things, a development of the invention also relates to the online detection of focus characteristics, in particular during the detection of X-ray projection data, which are used for the reconstruction of image data of an examination subject. Preferably, the detection of focus ¬ properties then takes place regularly in the mentioned time interval, preferably synchronized with the acquisition of X-ray projection data.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige- fügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Aufsicht auf eine Kombination von The invention will be explained in more detail below with reference to the attached figures using exemplary embodiments. The same components are provided with identical reference numerals in the various figures. FIG. 1 is a schematic plan view of a combination of FIG
Ausführungsbeispielen A, B, C eines Streustrahlungsgitters mit Abschattungseinrichtungen,  Exemplary embodiments A, B, C of a scattered radiation grid with shading devices,
Figur 2 eine schematische Schnittansicht eines Röntgendetek- torsystems mit einem Streustrahlungsgitter, welches eine Abschattungseinrichtung in Form einer Lochblende aufweist, FIG. 2 shows a schematic sectional view of an X-ray detector system with a scattered radiation grid, which has a shading device in the form of an apertured diaphragm,
Figur 3 eine schematische Schnittansicht eines Röntgendetek- torsystems mit einem Streustrahlungsgitter, welches eine Abschattungseinrichtung in Form eines länglichen Steges aufweist, FIG. 3 shows a schematic sectional view of an X-ray detector system with a scattered radiation grid, which has a shading device in the form of an elongate web,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei- spiel für ein Verfahrens zur Bestimmung von Geometriedaten, FIG. 4 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a method for determining geometric data,
Figur 5 ein Flussdiagramm für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Bestimmung von Geometrie- daten, FIG. 5 shows a flowchart for a further exemplary embodiment of a method for determining geometry data,
Figur 6 ein Computertomographiesystem mit einem erfindungsgemäßen Detektorsystem, und Figur 7 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung eines Streustrahlungsgitters mit dem „Selective La¬ ser Melting"-Verfahren . Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, Fokuseigen¬ schaften zu bestimmen, wobei diese dann zur Verbesserung einer Abbildung vom Inneren eines Untersuchungsobjekts genutzt werden können. Die Fokuseigenschaften können wie erwähnt ins- besondere Form, räumliche Lage und Ausdehnung eines Fokus¬ punkts einer Röntgenstrahlungsquelle betreffen, wobei von dem Fokuspunkt ausgehend Röntgenstrahlung in Richtung eines Rönt- gendetektors ausgesandt wird, vorzugsweise in Form eines Fächer- oder Kegelstrahls. Zwischen der Röntgenstrahlungs- quelle und dem Detektor ist ein Untersuchungsobjekt angeord¬ net, das die Röntgenstrahlung abschwächt, so dass durch Er¬ fassung der Röntgenstrahlung in Form von Röntgendaten bzw. Röntgenproj ektionsdaten Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des Untersuchungsobjekts getroffen werden können. Insbesonde- re kann die Erfindung in einem Computertomographiesystem zum Einsatz kommen, wie es beispielsweise in Figur 6 dargestellt ist . 6 shows a computer tomography system with a detector system according to the invention, and FIG. 7 shows a flow chart for a method for producing a scattered radiation grid with the "selective laser melting" method. The present invention is directed to determine focus ¬ own properties, which can then be used to improve an image of the inside of an examination subject. The focal properties as mentioned in particular shape, spatial location and extent of a focus ¬ point of an X-ray source concern, said starting X-ray radiation is emitted gendetektors in the direction of an X-ray from the focal point, preferably in the form of a fan or cone beam. Between the Röntgenstrahlungs- source and the detector is an examination subject angeord ¬ net that lessens X-rays, so that by it ¬ the X-ray-making in the form of X-ray data or Röntgenproj ektionsdaten conclusions about the nature of the object can be made. In particular, the invention can be used in a computed tomography system, as shown for example in FIG.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Streustrahlungsgitter 200 mit einer Mehrzahl von Gitterzellen, die durch eine ersteFIG. 1 shows a scattered radiation grid 200 according to the invention with a plurality of grid cells, which are separated by a first grid
Mehrzahl von zueinander parallel verlaufenden Septen 210 und eine weitere Mehrzahl von quer zu den ersten Septen 210 verlaufenden weiteren Septen 210 gebildet werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel formen die durch die ersten und zweiten Septen 210 gebildeten Begrenzungsflächen 210 eineA plurality of mutually parallel septa 210 and a further plurality of transversely to the first septa 210 extending further septa 210 are formed. In the illustrated embodiment, the boundary surfaces 210 formed by the first and second septa 210 form a
Mehrzahl an Durchtrittskanälen 270 für Röntgenstrahlung, welche auf das Streustrahlungsgitter 200 eingestrahlt wird. A plurality of X-ray passageways 270 irradiated on the scattered radiation grid 200.
Der Durchtrittskanal 270 weist für alle dargestellten Gitter- zellen wenigstens eine Durchtrittsrichtung D auf, so dass, insbesondere parallel zu den Begrenzungsflächen 210 einge¬ strahlte Röntgenstrahlung, den Durchtrittskanal 270 passieren kann (Vgl. auch Figur 2) . Jede der Gitterzellen und insbesondere jeder der Durchtrittskanäle 270 weist quer zu der The passageway 270 includes all illustrated lattice cell at least one passage direction D, so that, in particular parallel with the boundary surfaces 210 turned ¬ radiated X-rays can pass through the through-channel 270 (See also FIG. 2). Each of the grid cells and in particular each of the passageways 270 has transversely to the
Durchtrittsrichtung D einen quadratischen Querschnitt auf und die Septen 210 besitzen eine Höhe in Durchtrittsrichtung von ca. 20 mm. Das dargestellte Streustrahlungsgitter 200 wird zum Betrieb in einem Röntgenbildgebungssystem vorzugsweise an eine (nicht dargestellte) Detektionsflache eines Röntgendetektors angenä¬ hert, so dass beispielsweise die Septen 210 im Bereich von Totzonen des Röntgendetektors angeordnet bzw. mit dem Detek¬ tor verbunden sind. Solch ein Röntgendetektor wird in der Regel aus mehreren, meist ca. 50, vorzugsweise identischen Röntgendetektormodulen gebildet, die als Baueinheit herge¬ stellt werden. Die Septen 210 des Streustrahlungsgitters 200 stehen dabei annähernd senkrecht zu dieser Detektionsfläche . Eine Durchtrittsrichtung D ist in diesem Fall senkrecht zur Detektionsfläche des Detektors orientiert. Passage direction D has a square cross section and the septa 210 have a height in the direction of passage of about 20 mm. The stray radiation grid 200 shown, is arranged or connected to the Detek ¬ tor for operation in an x-ray imaging system preferably to a (not shown) detection surface of an X-ray detector angenä ¬ Hert, so that for example the septa 210 in the area of dead zones of the X-ray detector. Such an X-ray detector is usually formed of a plurality of, usually about 50, preferably identical X-ray detector modules that are as a unit Herge ¬ represents. The septa 210 of the scattered radiation grid 200 are approximately perpendicular to this detection surface. A passage direction D is oriented in this case perpendicular to the detection surface of the detector.
Wie in Figur 1 erkennbar ist, ist einigen der Gitterzellen Z, Ζλ, Ζλ λ, Ζλ λ λ eine Abschattungseinrichtung 250 zugeordnet. Abweichend zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann es beispielsweise ausreichen, wenn eine einzelne Gitterzelle ei¬ nes Streustrahlungsgitters 200, welche z.B. einem Modul eines Röntgendetektors zugeordnet ist, eine solche Abschattungsein- richtung 250 aufweist. Das heißt, Figur 1 zeigt die Kombina¬ tion mehrerer Ausführungsbeispiele A, B, C, die zwar, wie dargestellt, kombiniert werden können, bevorzugt jedoch ein¬ zeln oder in geringer Anzahl, beispielsweise bis zu zwanzig pro Streustrahlungsgitter, zum Einsatz kommen, vorzugsweise jeweils eines pro Röntgendetektormodul . Die geringe Anzahl ist dabei geringer als die Gesamtzahl aller Gitterzellen des Streustrahlungsgitters 200, und die Abschattungseinrichtungen 250 sind dabei insbesondere regelmäßig, vorzugsweise in einem gleichen Abstand angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass der räumliche Abstand zwischen den mit einer Abschattungseinrichtung 250 ausgestatteten Gitterzellen mehr als eine Mehrzahl von Breiten einer Gitterzelle quer zur Durchtrittsrichtung beträgt. Die Mehrzahl kann insbesondere mehr als 15 Breiten betragen. Wie nachfolgend noch genauer erläutert wird, ermöglich dieser Abstand eine besonders vorteilhafte Bestimmung von stereotaktischen Informationen. Im Ausführungsbeispiel A ist die Abschattungseinrichtung 250 als Lochblende ausgeführt, d. h. die Begrenzungsflächen 210 der Gitterzelle Z, die den Durchtrittskanal 270 bilden, sind in der im eingebauten Zustand des Gitters von dem Detektor abgewandten Seite mit einer als Abschattungseinrichtung 250 dienenden Platte abgeschlossen, die zentral ein Loch aufweist, so dass die Gitterzelle Z insgesamt eine Lochkamera bildet. Das Loch weist einen Durchmesser von ca. 100 ym auf und ist damit deutlich kleiner als die erwähnte Höhe der Septen von ungefähr 20 mm, um die Lochkamera zu bilden. Die in diesem Fall flache Platte hat eine Dicke in Richtung der Durchtrittsrichtung von ca. 1 mm. As can be seen in FIG. 1, a shading device 250 is assigned to some of the grid cells Z, λ , λ λ , λ λ λ . Notwithstanding to the illustrated embodiment, for example, can be sufficient when a single grid cell ei ¬ nes scatter grid 200, which for example is associated with a module of an X-ray detector having such a Abschattungsein- direction 250th That is, Figure 1 shows the Kombina ¬ tion of several embodiments A, B, C, although as shown may be combined, but preferably a ¬ individually or in small numbers, for example, up to twenty per stray radiation grid, may be used, preferably one per X-ray detector module. The small number is less than the total number of all grid cells of the scattered radiation grid 200, and the shading devices 250 are arranged in particular regularly, preferably at an equal distance. This offers the advantage that the spatial distance between the grid cells equipped with a shading device 250 is more than a plurality of widths of a grid cell transverse to the direction of passage. In particular, the plurality can be more than 15 widths. As will be explained in more detail below, this distance enables a particularly advantageous determination of stereotactic information. In the embodiment A, the shading device 250 is designed as a pinhole, ie the boundary surfaces 210 of the grid cell Z, which form the passageway 270 are closed in the mounted in the state of the grid of the detector side facing away with a serving as a shading device 250, the centrally Has hole, so that the grid cell Z forms a total of a pinhole camera. The hole has a diameter of about 100 ym and is thus significantly smaller than the mentioned height of the septa of about 20 mm to form the pinhole camera. The flat plate in this case has a thickness in the direction of the passage direction of about 1 mm.
In dieser Konfiguration wird der Durchtrittskanal 270 durch die Abschattungseinrichtung 250 teilweise abgedeckt und somit gegenüber Durchtrittskanälen 270 von weiteren „normalen" Gitterzellen des Gitters verkleinert. Mit anderen Worten, der Durchtrittskanal 270 wird also gegenüber den weiteren, „nor¬ malen" Gitterzellen zusätzlich abgeschattet. In this configuration, the passageway 270 is partially covered by the shading device 250 and thus reduced in relation to passage channels 270 of another "normal" grid cells of the grid. In other words, the passageway 270 is thus additionally shaded from the other, "nor ¬ paint" grid cells.
Im Ausführungsbeispiel B wird die Abschattungseinrichtung 250 durch schmale Stege gebildet, die jeweils zwischen einander gegenüberliegenden Begrenzungsflächen 210 der Gitterzellen Z angeordnet sind. Das Ausführungsbeispiel umfasst mehrere Git- terzeilen Z Ζλ λ mit zueinander unterschiedlichen Abschat- tungseinrichtungen 250 250 λ λ. In einer ersten Gitterzelle Ζλ verläuft die Längsrichtung des schmalen Stegs in eine ers¬ te Richtung und in einer zweiten Gitterzelle Z λ λ in einer dazu quer orientierten zweiten Richtung. Somit ist es insbeson- dere möglich, Fokuseigenschaften präzise auszuwerten. Insbesondere können stereotaktische Informationen erhalten werden, um eine präzise Bestimmung, sogenannte zweidimensionale Be¬ stimmung, von Fokuseigenschaften durchzuführen. Die erste und zweite Richtung sind insbesondere unabhängig von der Orien- tierung der Septen des ASG und können daher auch „diagonal" verlaufen, beispielsweise von einer Ecke einer Gitterzelle zu einer gegenüberliegenden Ecke. Idealerweise verlaufen sie so, dass zu erwartende Änderungen des Fokus möglichst gut detek- tierbar sind, d. h. vorzugsweise ist die Längsrichtung eines der Stege senkrecht zu einer Hauptbewegungsrichtung des Fokus angeordnet. Die Hauptbewegungsrichtung kann, beispielsweise in einem zugeordneten Bildgebungssystem bzw. einer zugeordne- te Röntgenstrahlungsquelle vorab, d.h. vor Konstruktion des ASG, experimentell bestimmt werden. Vorzugsweise stimmt die Hauptbewegungsrichtung mit dem Tangentialvektor einer Umlaufbahn des Detektors in dem Bildgebungssystem überein, in welches der Detektor eingebaut werden soll. In the exemplary embodiment B, the shading device 250 is formed by narrow webs which are each arranged between mutually opposite boundary surfaces 210 of the grid cells Z. The exemplary embodiment comprises a plurality of grid lines Z Ζ λ λ with mutually different shading devices 250 250 λ λ . In a first grid cell Ζ λ, the longitudinal direction of the narrow ridge extends λ λ in a second direction oriented transversely thereto in a ¬ ers te direction and in a second grid cell Z. This makes it possible, in particular, to precisely evaluate the focus characteristics. In particular, stereotactic information can be obtained to a precise determination, so-called two-dimensional Be ¬ mood, carried out by Focus Features. In particular, the first and second directions are independent of the orientation of the septa of the ASG, and thus may also be "diagonal", for example, from one corner of a grid cell to an opposite corner, ideally, so that expected changes in focus are as good as possible detek- Tierbar, ie preferably, the longitudinal direction of one of the webs is arranged perpendicular to a main movement direction of the focus. The main movement direction can be determined experimentally, for example in an assigned imaging system or an associated X-ray source, ie before the ASG is constructed. Preferably, the main direction of motion coincides with the tangent vector of an orbit of the detector in the imaging system into which the detector is to be incorporated.
In einem dritten Ausführungsbeispiel C wird die Abschattungs- einrichtung 250 durch die Kombination mehrerer schmaler Stege gebildet. Diese können beispielsweise übereinander in die Gitterzelle Z λ λ λ eingebracht werden oder auch verbunden, wie hier dargestellt, beispielsweise als Kreuz, welches insbeson¬ dere alle Septen 210 der Gitterzelle Ζλ λ λ verbindet. Auch diese Kombination mehrerer Stege bzw. Teilabschattungsein- richtungen ermöglich die zweidimensionale Bestimmung von Fokuseigenschaften . In a third embodiment C, the shading device 250 is formed by the combination of a plurality of narrow webs. These can be, for example, one above the other incorporated into the grid cell Z λ λ λ, or connected, as shown here, such as a cross, which insbeson ¬ more complete all septa 210 of the grid cell Ζ connects λ λ λ. This combination of several webs or Teilabschattungsein- directions allow the two-dimensional determination of focus properties.
Mit Hilfe der Abschattungseinrichtung 250 kann ein „Merkmal" bzw. „Feature" in den Strahlengang der Röntgenstrahlung eingebracht werden, welches die Bestimmung von Fokuseigenschaf¬ ten erlaubt. Das Feature, d.h. in diesem Fall die Stege oder das Loch, ist - wie bezüglich der Lochkamera erwähnt - quer zur Höhe der Septen 210 (die in Durchtrittsrichtung D betrachtet wird) kleiner als die Höhe der Septen 210 und auch kleiner als der Querschnitt des Durchtrittskanals 270. D.h. ein relativ kleiner Schatten bzw. ein relativ kleines Abbild des Fokus kann so auf eine Detektionsfläche des Detektors projiziert werden, dass dieser Schatten bzw. das Abbild auf der Detektionsfläche wandert. Insbesondere ist der Schatten für in Richtung der Durchtrittsrichtung der jeweiligen Gitterzelle eingestrahlte Röntgenstrahlung keiner als die Detek- tionsfläche. Die Abschattung sollte vorzugsweise nicht zu groß sein, sodass die mit Hilfe der Abschattungseinrichtung abgeschattete Detektionsfläche gleichzeitig auch noch zur Detektion von Röntgendaten eingesetzt werden kann, die zur Rekonstruktion eines Untersuchungsobjekts benutzt werden. Die Größe der Abschattungseinrichtung ist in diesem Fall also ein „Tradeoff" bzw. Kompromiss zwischen der Bestimmung von Fokuseigenschaften und der Gewinnung von Information über das Untersuchungsobjekt. With the help of shading device 250 is a "feature" or "feature" in the beam path of the x-ray radiation can be introduced, which allows the determination of focal own sheep ¬ th. The feature, ie the lands or hole in this case, as noted with respect to the pinhole camera, is smaller than the height of the septa 210 and also smaller than the cross section of the passageway across the height of the septa 210 (viewed in the direction of passage D) 270. That is, a relatively small shadow or a relatively small image of the focus can be projected onto a detection surface of the detector so that this shadow or the image moves on the detection surface. In particular, the shadow for X-radiation irradiated in the direction of the passage direction of the respective grid cell is none other than the detection area. The shading should preferably not be too large, so that the shaded by means of the shading detection surface can be used simultaneously for the detection of X-ray data, the Reconstruction of an examination object can be used. The size of the shading device in this case is thus a "tradeoff" or compromise between the determination of focus characteristics and the acquisition of information about the object to be examined.
Das Feature, d.h. die Abschattungseinrichtung, ist in diesem Fall integriert in das Streustrahlungsgitter ausgebildet, welches bevorzugt mit Hilfe eines sog. „Selective Laser The feature, i. the shading device, in this case, is integrated in the scattered radiation grid, which is preferably formed with the aid of a so-called "selective laser
Melting"-Verfahrens hergestellt werden kann, dessen Ablauf anhand des in Figur 7 dargestellten Flussdiagramms erläutert wird . Melting "method can be produced, the process is explained with reference to the flowchart shown in Figure 7.
Bevorzugt kann für das Streustrahlungsgitter 200 ein Metall wie beispielsweise Wolfram, Tantal oder Kupfer verwendet wer¬ den. Dazu kann in dem „Selective Laser Melting"-Verfahren in einem anfänglichen Schritt M.I auf eine Grundplatte eine Pul¬ verschicht des Metalls aufgebracht werden und nachfolgend in einem weiteren Schritt M.II die Pulverschicht mit einem Laser entsprechend einer gewünschten Form des Streustrahlungsgit¬ ters aufgeschmolzen werden. Dabei sollte sichergestellt wer¬ den, dass sich eine möglichst zusammenhängende Struktur der aufgeschmolzenen Gebiete ergibt. Anschließend kann neuerlich Pulver entsprechend Schritt M.I aufgebracht werden und dieses ebenfalls gemäß Schritt M.II aufgeschmolzen werden, so dass eine Verbindung mit dem zuvor aufgeschmolzenen Material gebildet wird. Durch Wiederholung der Schritte M.I und M.II kann so schichtweise das Streustrahlungsgitter 200 mitsamt der Abschattungseinrichtung 250 als einzelnes zusammenhängen- des, einstückiges Bauteil hergestellt werden. Insbesondere bietet das „Selective Laser Melting"-Verfahren den Vorteil, dass nahezu beliebige 3D-Strukturen hergestellt werden können und so die Abschattungseinrichtung 250 besonders einfach zwischen den Begrenzungsflächen des Streustrahlungsgitters oder auch teilweise über den Begrenzungsflächen 210 des Streustrahlungsgitters 200 angeordnet werden können. Darüber hin¬ aus kann leicht eine Vielzahl unterschiedlicher Abschattungs- einrichtungen 250 in ein einzelnes Streustrahlungsgitter 200 integriert werden, ohne dass beispielsweise für jede unter¬ schiedliche Abschattungseinrichtung 250 ein separates Stanzwerkzeug oder Ähnliches zur Verfügung stehen müsste. Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel A der Figur 1 in einer Schnittdarstellung, wobei das Streustrahlungsgitter 200 mit einem Röntgendetektor 100 verbunden ist, der in ein Röntgen- bildgebungssystem eingebaut ist. Dabei handelt es sich um ei¬ nen sog. subpixelierten Detektor 100, der mehrere Detektions- einheiten 110 bzw. Pixel 110 aufweist. Die in diesem Ausführungsbeispiel quadratischen Detektionsflachen 111 der PixelPreferably a metal such as tungsten, tantalum, or copper may be used for the stray radiation grid 200 who ¬. For this purpose, MI may be a Pul ¬ send together of the metal are deposited on a base plate and subsequently melted in a further step M.II the powder layer with a laser in accordance with a desired shape of the Streustrahlungsgit ¬ ters in the "selective laser melting" process in an initial step be. this should ensure who, ¬ that results in a coherent structure as possible of the molten areas. Thereafter powder can be applied according to step MI and this will also be melted in step M.II again so as to form a connection to the previously melted material By repeating steps MI and M.II, the scattered radiation grid 200 together with the shading device 250 can thus be produced in layers as a single coherent, one-piece component D structures can be prepared and so the shading device 250 particularly easy between the boundary surfaces of the scattered radiation grid or partially over the boundary surfaces 210 of the scattered radiation grid 200 can be arranged. Over it from ¬ can easily a variety of different shading devices 250 into a single stray radiation grid 200 be integrated without, for example, for each under ¬ different shading 250 a separate punching tool or the like would have to be available. Figure 2 shows the embodiment A of Figure 1 in a sectional view, wherein the scattered radiation grid 200 is connected to an X-ray detector 100, which is installed in an X-ray imaging system. It is so-called egg ¬ NEN. Subpixelierten detector 100, the units 110 and has a plurality of detection pixel 110. The square detection surfaces 111 of the pixels in this exemplary embodiment
110 sind dabei in einem regelmäßigen Feld angeordnet. Die räumliche Ausdehnung und Lage eines Pixels 110 entspricht in etwa der Projektion eines Querschnitts eines Durchtritts- kanals 270 des Streustrahlungsgitters 200 in Durchtritts¬ richtung D. Jede Detektionseinheit 110 ist dabei in mehrere Sub-Detektionseinheiten 120, sog. Subpixel, untergliedert, deren Sub-Detektionssignal jeweils getrennt oder gemeinsam ausgelesen werden kann. Das heißt, jede Sub-Detektionseinheit 120 erzeugt ein Sub-Detektionssignal, welches an einen ASIC 140 übermittelt wird, der dieses einzeln oder in Kombination für alle Subpixel 120 eines Pixels 110, und somit als Detek- tionssignal des Pixels 110, analysieren kann. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Sub-Detek- tionssignale nicht einzeln an den ASIC 140 übermittelt wer¬ den, sondern bereits im Pixel 110 zusammengefasst werden, so dass jedes Pixel 110 auch ein Detektionssignal an den ASIC übermitteln kann. Das Detektionssignal bzw. das Sub-Detek- tionssignal korrespondiert dabei zur Energie und/oder zur110 are arranged in a regular field. The spatial extent and position of a pixel 110 corresponds approximately to the projection of a cross section of a Durchtritts- channel 270 of the stray radiation grid 200 in passage ¬ direction D. Each detection unit 110 is in a plurality of sub-detecting units 120, so-called. Subpixels divided whose sub- Detection signal can be read separately or together. That is, each sub-detection unit 120 generates a sub-detection signal, which is transmitted to an ASIC 140, which can analyze it singly or in combination for all sub-pixels 120 of a pixel 110, and thus as the detection signal of the pixel 110. Alternatively, can also be provided that the sub-Detek- termination signals transmitted individually to the ASIC 140 who to, but are combined already in the pixel 110, so that each pixel can not 110 also transmit a detection signal to the ASIC ¬. The detection signal or the sub-detection signal corresponds to the energy and / or to the
Intensität von Röntgenstrahlung XR, die eine DetektionsflächeIntensity of x-ray XR, which is a detection surface
111 des Pixels 111, also insbesondere die Sub-Detektions- flächen 121 der Subpixel 120, erreicht. Die Röntgenstrahlung XR wird von einer Röntgenstrahlungsquel¬ le 300 erzeugt, die den Detektionsflächen 111 bzw. Sub-Detek- tionsflächen 121 gegenüberliegend angeordnet ist. Dabei ist in dieser schematischen Darstellung der Weg von ca. I m vom Röntgenfokus zum Detektor stark verkürzt gegenüber der Höhe des Streustrahlungsgitters 200 von nur einigen Millimetern dargestellt. Der Röntgenfokus 390 ist ebenfalls schematisch stark vergrößert im Verhältnis zur Größe eines Targets der Röntgenquelle 300 dargestellt. Zur Erzeugung der Röntgen¬ strahlung XR wird aus einer Elektronenquelle 320 Elektronenstrahlung in Richtung eines als Target dienenden Tellerrades 310 beschleunigt, so dass sog. Bremsstrahlung oder Röntgen¬ strahlung XR bei Auftreffen auf das Tellerrad 310 an einem Fokuspunkt bzw. Fokus 390 der Röntgenquelle 300 erzeugt wird, die dann in Richtung der Detektionsflächen bzw. Sub-Detek- tionsflächen des Detektors 100 aus der Röntgenstrahlungsquel¬ le 300 austritt. Typischerweise wird die Röntgenstrahlung XR beim Austritt aus der Strahlungsquelle 300 durch eine Blen- denanordnung 351 begrenzt, so dass die in Richtung des Rönt- gendetektors 100 propagierende Röntgenstrahlung XR typischer¬ weise die Form eines Fächer- oder Kegelstrahles hat. Die Po¬ sition des Fokus 390 in der Röntgenstrahlungsquelle 300 kann dabei durch mehrere Ablenkungsmagneten 350 verändert werden, indem der Elektronenstrahl gegenüber dem Tellerrad 310 abgelenkt und/oder zentriert wird. Bei der Erzeugung von Röntgenstrahlung XR treten dynamische Effekte auf, wie beispielswei¬ se eine Erwärmung der Röntgenstrahlungsquelle 300 bzw. Elekt¬ ronenquelle 320 oder auch des Targets 310, welche die Form, Ausdehnung und Lage des Fokuspunkts 390 beeinflussen. Dies ist schematisch durch den Doppelpfeil unter dem Fokuspunkt 390 bzw. der Röntgenstrahlungsquelle 300 angedeutet. D. h. der Fokus 390 bzw. die erwähnten Fokuseigenschaften können sich so während einer Röntgenaufnahme dynamisch ändern. 111 of the pixel 111, that is to say in particular the sub-detection areas 121 of the subpixels 120. The X-ray XR is generated by a Röntgenstrahlungsquel ¬ le 300, which is the detection areas 111 and sub-detection areas arranged 121 opposite each other. In this case, in this schematic representation of the way of about I m from X-ray focus to the detector shown greatly shortened compared to the height of the scattered radiation grid 200 of only a few millimeters. The x-ray focus 390 is also shown schematically greatly enlarged in relation to the size of a target of the x-ray source 300. In order to generate the X-ray ¬ radiation XR 320 electron beam in the direction of serving as a target ring gear 310 is accelerated from an electron source, so that Bremsstrahlung or X ¬ radiation XR called. Upon impact with the ring gear 310 at a focal point or focus 390 of the X-ray source 300 generates is, which then exits toward the detecting areas or sub-detection areas of detector 100 from the Röntgenstrahlungsquel ¬ le 300th Typically, the x-ray radiation XR is at the exit of the radiation source 300 by a Blen- end assembly 351 is limited so that the propagating in the direction of X-ray radiation XR gendetektors 100 X ¬ typically the shape of a fan or cone beam has. The Po ¬ sition of the focus 390 in the X-ray source 300 may in this case be varied by a plurality of deflection magnet 350 by the electron beam relative to the ring gear 310 is deflected and / or is centered. In the production of X-ray radiation XR dynamic effects occur as beispielswei ¬ se heating of the X-ray source 300 and Elect ¬ Ronen source 320 or the target 310, which affect the shape, extent and location of the focal point 390th This is indicated schematically by the double arrow below the focal point 390 or the X-ray source 300. Ie. the focus 390 or the mentioned focus properties can thus change dynamically during an X-ray exposure.
Wie bezüglich Figur 1 erläutert, weist das Streustrahlungs¬ gitter 200 in diesem Ausführungsbeispiel eine Abschattungs- einrichtung 250 auf, die wie eine Lochkamera im Zusammenspiel mit den Begrenzungsflächen 210 des Streustrahlungsgitters 200 wirkt. Der Ursprungspunkt der Röntgenstrahlung, d. h. der Fokuspunkt 390, wird dabei auf mehrere Subpixel 120 eines Pixels 110 mit Hilfe der Lochkamera abgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Fokuspunkt 390 eine von der Idealform abweichende ellipsenförmige Ausdehnung auf, die durch eine Längsachse und eine Breitenachse (lange Achse der Ellipse und kurze Achse der Ellipse) beschrieben werden kann. Durch das genau messbare Abbild des Fokuspunkts 390 können beispielsweise diese Eigenschaften wie die Lage der Längsachse, die Lage der Breitenachse, sowie auch deren Länge insbesondere durch Analyse der Sub-Detektionssignale der mit Hilfe der Lochkamera beleuchteten Subpixel 120 genau bestimmt werden. Insbesondere kann dazu eine in den jeweili¬ gen Sub-Detektionssignalen umfasste Intensitätsinformation für auftreffende Röntgenstrahlung XR genutzt werden. As with respect to Figure 1 explains, the scattered radiation ¬ grating 200 in this embodiment, a shading means 250, which acts like a pinhole camera in conjunction with the boundary surfaces 210 of the stray radiation grid 200th The origin of the X-ray radiation, ie the focal point 390, is thereby imaged onto a plurality of subpixels 120 of a pixel 110 with the aid of the pinhole camera. In the illustrated embodiment, the focus point 390 has an elliptical extension deviating from the ideal shape, which can be described by a longitudinal axis and a width axis (long axis of the ellipse and short axis of the ellipse). By precisely measurable image of the focal point 390, for example, these properties such as the position of the longitudinal axis, the position of the width axis, as well as their length can be determined exactly by analyzing the sub-detection signals of the illuminated with the help of the pinhole camera subpixel 120. In particular, one included in the jeweili ¬ gen sub-detection signals intensity information for incident x-ray radiation XR can to be used.
Eine Alternative zu diesem Ausführungsbeispiel, die, wie bzgl . Figur 1 erläutert, auch zusätzlich zum Einsatz kommen kann, ist in Figur 3 dargestellt. Grundsätzlich entsprechen die Komponenten in Aufbau und Anordnung den Komponenten des Detektors 100 von Figur 2. Bei der Abschattungseinrichtung 250 handelt es sich im Gegensatz zu der Abschattungseinrichtung von Figur 2 um einen, der in Figur 1 im Ausführungsbeispiel B dargestellten, länglichen Stege. Im Unterschied zur Lochkamera, die ein Abbild des Fokuspunkts 390 auf den Sub- pixeln 120 erzeugt, verursacht der längliche Steg 250 die Ab¬ schattung mehrerer Subpixel 120. Dieser Schatten ist in Figur 3 im Bereich der Detektionsfläche 111 bzw. der Sub-Detek- tionsflächen 121 als Ellipse dargestellt. Die Abschattung ergibt sich wiederum als direkte Folge des Strahlenverlaufs der Röntgenstrahlung XR, so dass wiederum eine Rückrechnung auf die Form, Ausdehnung und Lage des Fokus mit Hilfe des bzw. der abgeschatteten Bereiche auf den Subpixeln 120 unter Analyse der Sub-Detektionssignale der abgeschatteten Sub- pixell20 und/oder des Detektionssignales möglich ist. An alternative to this embodiment, which, as regards. 1, which can also be used in addition, is shown in FIG. In principle, the components in construction and arrangement correspond to the components of the detector 100 of FIG. 2. In contrast to the shading device of FIG. 2, the shading device 250 is an elongate web shown in FIG. In contrast to the pinhole camera, the pixels of an image of the focal point 390 on the sub-generated 120, 250 causes the elongate web from the shading ¬ more subpixel 120. This shadow is shown in Figure 3 in the area of the detection area 111 and the sub-Detek- tion surfaces 121 shown as an ellipse. The shadowing again results as a direct consequence of the beam path of the X-radiation XR, so that in turn a retroactive calculation on the shape, extent and position of the focus with the aid of the shaded area (s) on the subpixels 120 is analyzed by analyzing the sub-detection signals of the shaded sub-fields. Pixell20 and / or the detection signal is possible.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann dies mit Hilfe einer Detektionssignal-Analyseeinrichtung 150 erfolgen, die auch im Ausführungsbeispiel von Figur 2 vorhanden sein kann. Die Detektionssignal-Analyseeinrichtung 150 erzeugt Geometriedaten, die zur Steuerung eines Ablenkungsmagneten 350 der Röntgenstrahlungsquelle 300 verwendet werden, so dass eine Regelschleife gebildet wird. Die Regelschleife erlaubt eine direkte Rückkopplung der Steuerwirkung, d.h. der Steuerung des Ablenkungsmagneten 350, durch Analyse der Geometriedaten nach einer erfolgten Steuerung bzw. Korrektur von Röntgen- fokuseigenschaften . In the illustrated embodiment, this can be done with the aid of a detection signal analysis device 150, which may also be present in the embodiment of FIG. The detection signal analyzer 150 generates geometry data necessary for controlling a deflection magnet 350 of FIG X-ray source 300 are used, so that a control loop is formed. The control loop allows a direct feedback of the control effect, ie the control of the deflection magnet 350, by analyzing the geometry data after a successful control or correction of X-ray focus properties.
Geometriedaten können beispielsweise wie in Figur 4 dargestellt ist ermittelt werden. Die Geometriedaten können insbe- sondere die räumliche Lage des Fokuspunkts dadurch implizit beschreiben, dass der räumliche Schwerpunkt eines Röntgen- strahlschattens oder der räumliche Schwerpunkt des Abbilds des Fokus ermittelt wird. In dem Ausführungsbeispiel ist dazu ein Verfahren gezeigt, wie es in einer sogenannten „Gamma-Kamera" zum Einsatz kommen kann. Dazu wird jeweils das Sub-Detektionssignal mehrerer Subpixel 120a, 120b, 120c, 120d, insbesondere eines Pixels 110 genutzt. Wie in Figur 4 dargestellt ist, sind mehrere Subpixel 120a, 120b, 120c und 120d jeweils unterschiedlich mit Röntgenstrahlung beaufschlagt. Die Sub-Detektionssignale a, b, c und d seien dabei Röntgenstrahlungsintensitäten, die in den Subpixeln 120a, 120b, 120c und 120d gemessen werden. Liegt der Ursprung U eines Koordinatensystems am unteren lin- ken Rand des Pixels 110, so lässt sich die x- und y-Koordi- nate von absorbierteten Röntgenquanten, die in Summe die gemessene Röntgenintensität bilden, folgendermaßen berechnen: x = ( (a + d) - (a + c) ) / (a + b + c + d) (1) y = ( (a + b) - (c + d) ) / (a + b + c + d) (2). Geometry data can be determined, for example, as shown in FIG. In particular, the geometric data can implicitly describe the spatial position of the focal point by determining the spatial center of gravity of an X-ray beam shadow or the spatial center of gravity of the image of the focus. In the exemplary embodiment, a method is shown for this purpose, as can be used in a so-called "gamma camera." To this end, the subdetection signal of a plurality of subpixels 120a, 120b, 120c, 120d, in particular of a pixel 110, is used in each case 4, a plurality of subpixels 120a, 120b, 120c and 120d are differently exposed to X-rays, and the subdetection signals a, b, c and d are X-ray intensities measured in the subpixels 120a, 120b, 120c and 120d the origin U of a coordinate system at the lower left edge of the pixel 110, the x and y coordinates of absorbed X-ray quanta, which together form the measured X-ray intensity, can be calculated as follows: x = ((a + d) - (a + c)) / (a + b + c + d) (1) y = ((a + b) - (c + d)) / (a + b + c + d) (2).
Somit ist es möglich, die durch die Koordinaten x und y beschriebene Lage des Schwerpunkts S der in dem Pixel 110 ab- sorbierten Intensität der Röntgenstrahlung XR zu bestimmen.Thus, it is possible to determine the position of the center of gravity S described by the coordinates x and y of the intensity of the x-radiation XR absorbed in the pixel 110.
Die Lage des Schwerpunkts S kann dabei mit höherer Ortsauflö¬ sung festgestellt werden, als die durch die Subpixelierung festgelegte Ortsauflösung vorgibt. Weist der Röntgendetektor mehrere, von einander beabstandete Abschattungseinrichtungen auf, kann auf einfache Weise, durch Bestimmung mehrerer The location of the center of gravity S can in this case be determined with higher Ortsauflö ¬ solution, than the specified by the Subpixelierung spatial resolution dictates. Indicates the x-ray detector a plurality of spaced-apart shading devices can easily by determining multiple
Schwerpunkte S eine Triangulation des Fokuspunkts durchge¬ führt werden und so die stereotaktische Information ausgewer- tet werden. Eine direkte Rückrechnung auf eine Veränderung der Lage bzw. Position des Fokus ist somit insbesondere bei bekannter Entfernung der Röntgenstrahlungsquelle bzw. einer Sollposition des Fokus möglich. Meist liegt der Fokuspunkt ca. Im von der nächstliegenden Detektoroberfläche entfernt. Emphasis S triangulation of the focus point are durchge leads ¬ and so the stereotactic information is evaluated. A direct recalculation to a change in the position or position of the focus is thus possible, in particular with known removal of the X-ray source or a desired position of the focus. Mostly the focal point is about Im from the nearest detector surface.
Insbesondere von dem Schwerpunkt S ausgehend, lassen sich da¬ rüber hinaus beispielsweise auch die Längsachse des Abbilds des Fokus oder eine Breitenachse des Abbilds des in diesem Ausführungsbeispiel annähernd elliptischen Fokus wiederum durch Analyse der Sub-Detektionssignale a, b, c und d bestim¬ men. Dazu können beispielsweise jeweils die Sub-Detektions¬ signale a, b, c, d benachbarter Subpixel 120a, 120b, 120c, 120d miteinander verglichen werden, wobei insbesondere eine von einem jeweiligen Subpixel 120a, 120b, 120c, 120d ermit- telte Intensitätsinformation bzw. ein Intensitätswert genutzt werden kann. In particular, starting from the center of gravity S, can be as ¬ over addition, for example, the longitudinal axis of the image of the focus, or a width axis of the image of the approximately elliptical in this embodiment, focus, in turn, by analyzing the sub-detection signals a, b, c and d determ ¬ men , For this example, each of the sub-detection ¬ signals a, b, c, d of adjacent subpixels 120a, 120b, 120c, 120d are compared with each other, wherein in particular one of a respective sub-pixels 120a, 120b, 120c, 120d ermit- Telte intensity information or an intensity value can be used.
Somit ist eine Analyse der genauen Form des Röntgenfokus mög¬ lich. Diese Daten können - wie erwähnt - verwendet werden, um - wie in Figur 3 dargestellt - eine Steuerung und/oder Rege¬ lung der Röntgenstrahlungsquelle und insbesondere des besag¬ ten Ablenkungsmagneten vorzunehmen. Thus, an analysis of the precise shape of the X-ray focus is mög ¬ Lich. This data can - be used to - - as mentioned as shown in Figure 3 - a control and / or Rege ¬ development of the X-ray source and in particular the Besag ¬ th deflection magnet made.
Geometriedaten können darüber hinaus auch in anderer Art und Weise ermittelt werden bzw. in anderer Art und Weise vorlie¬ gen. Ein weiteres Verfahren zur Ermittlung von Geometriedaten ist beispielsweise in Figur 5 dargestellt. Geometry data can be determined or vorlie ¬ gene in some other way is also provided in another manner. Another method for the determination of geometric data is shown for example in Figure 5.
In einem ersten Schritt IA werden zu einem bestimmten Zeit- punkt die Form, Lage und Ausdehnung des Röntgenfokus in Form von Referenzwerten R erfasst bzw. vorgegeben. Die damit in Form von Referenzwerten R vorgegebenen Referenzdatenumfassen in diesem Ausführungsbeispiel Sollwerte für Detektionssignale bzw. Sub-Detektionssignale eines durch die Abschattungsein- richtung wenigstens teilweise abgeschatteten Pixels. In a first step I A , the shape, position and extent of the x-ray focus in the form of reference values R are detected or predetermined at a certain point in time. The reference data thus specified in the form of reference values R comprise reference values for detection signals in this exemplary embodiment or sub-detection signals of a pixel at least partially shaded by the shading device.
Beispielsweise kann bei einer ursprünglichen herstellerseiti- gen Justage des Röntgenfokus bereits eine Konfiguration von Detektionssignalen und/oder Sub-Detektionssignalen vorgegeben sein, die eine Soll-Position der Lage und eine Soll-Ausdehnung eines Röntgenfokus wiedergeben. Nachfolgend werden in regelmäßigen Zeitabständen, vorzugsweise kontinuierlich, ins- besondere online, während der Erfassung von Röntgenproj ekti- onsdaten zur Rekonstruktion eines Abbilds des Untersuchungs¬ objekts, das Detektionssignal und/oder die Sub-Detektions¬ signale des abgeschatteten Pixels überwacht. Dies erfolgt mit Hilfe der Detektionssignal-Analyseeinrichtung 150 in einem ersten Schritt I des Verfahrens zur Analyse bzw. Erzeugung von Geometriedaten. Dabei ist in den Referenzdaten ein Toleranzbereich bzw. „Toleranzfenster" für das Detektionssignal bzw. die Sub-Detektionssignale vorgegeben, in dem eine Verän¬ derung von Fokuseigenschaften als unkritisch eingestuft wird. For example, in the case of an original manufacturer-side adjustment of the x-ray focus, a configuration of detection signals and / or sub-detection signals may already be given which represent a desired position of the position and a desired extension of an x-ray focus. Subsequently, at regular intervals, preferably continuously, in particular online, while acquiring Röntgenproj ekti- onsdaten to reconstruct an image of the examination ¬ object, monitors the detection signal and / or the sub-detection ¬ signals of the shaded pixel. This is done with the aid of the detection signal analysis device 150 in a first step I of the method for the analysis or generation of geometric data. Here, in the reference data, a tolerance range or "tolerance window" for the detection signal and the sub-detection signals is given, in which a modifier ¬ alteration of focus characteristics is classified as critical.
In einem zweiten Schritt II des Verfahrens wird überprüft, ob eine Abweichung des Detektionssignals bzw. der Sub-Detektionssignale gegenüber den jeweiligen Referenzwerten R vorliegt. Wird in diesem Schritt II eine Abweichung festge- stellt, die außerhalb des jeweiligen ebenfalls durch refe¬ renzwerte R vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, wird die Be¬ rechnung eines Korrektursignals bzw. von Korrekturdaten zur Ansteuerung der Röntgenstrahlungsquelle angefordert. Das Kor¬ rektursignal beruht dabei auf der Abweichung des gemessenen Detektionssignals bzw. Sub-Detektionssignale gegenüber dem jeweiligen Sollwert. In a second step II of the method, it is checked whether there is a deviation of the detection signal or the sub-detection signals from the respective reference values R. In this step II, a deviation is fixed, which is outside the respective likewise predetermined by refe rence values ¬ R tolerance range, the Be ¬ calculation of a correction signal or a correction data is required for driving the X-ray source. The Kor ¬ rektursignal is based on the deviation of the measured detection signal and the sub-detection signals with respect to the respective target value.
In einem dritten Schritt III werden, falls im Schritt II angefordert, Korrektursignale bzw. Korrekturdaten K berechnet, die die Röntgenstrahlungsquelle so ansteuern, dass das Detek¬ tionssignal und/oder die Sub-Detektionssignale wieder im Toleranzbereich der Sollwerte liegen sollten. D.h. wie gestrichelt angedeutet ist, kann das Verfahren be¬ ginnend mit Schritt I solange wiederholt werden, bis der Fokus wieder einer Soll-Position, Soll-Lage und Soll-Aus¬ dehnung entspricht, sodass die jeweiligen Fokuseigenschaften wieder innerhalb ihres durch die Referenzwerte R vorgegebenen Toleranzbereiches liegen. In a third step III, correction signals and correction data if requested, in step II, calculates K which drive the X-ray source so that the Detek ¬ tion signal and / or the sub-detection signals should be within the tolerance range of the desired values. That is, as is indicated by dashed lines, the method can be ¬ beginning with step I be repeated until the focus again set-off ¬ corresponding to a target position, target position and expansion, so that the respective focal properties again within their through the reference values R predetermined tolerance range lie.
Ferner können, insbesondere gleichzeitig, in einem Schritt I I IA die Korrekturdaten K in Geometriedaten GD umgerechnet werden, die einer Abweichung des Fokus gegenüber einer Soll- Position entsprechen. Furthermore, in particular, at the same time, in a step III A, the correction data K can be converted into geometry data GD which correspond to a deviation of the focus from a desired position.
Alternativ können die Geometriedaten GD auch direkt die Form, Lage und Ausdehnung des Fokus beschreiben oder durch die Kor- rekturdaten K gebildet werden. Alternatively, the geometry data GD can also directly describe the shape, position and extent of the focus or be formed by the correction data K.
Die Geometriedaten GD können z. B. gemeinsam und vorzugsweise gleichzeitig zu Röntgenproj ektionsdaten PD in einem gemeinsamen Datensatz gespeichert werden. In einem nachfolgenden Re- konstruktionsverfahren können die Geometriedaten GD, insbesondere in Form der Abweichungsdaten gegenüber einer Soll- Position, verwendet werden, um eine genauere Rückrechnung auf die Abschwächung der Röntgenstrahlung durch das Untersuchungsobjekt durchzuführen, so dass insgesamt die The geometry data GD can z. B. together and preferably at the same time to Röntgenproj ektionsdaten PD are stored in a common record. In a subsequent reconstruction method, the geometry data GD, in particular in the form of the deviation data from a desired position, can be used in order to carry out a more precise retroactive calculation of the attenuation of the X-radiation by the examination object, so that overall
Röntgenbildgebung damit verbessert wird. Die verbesserte Re¬ konstruktion bzw. Rückrechnung kann beispielsweise so erfolgen, dass unter Nutzung der Geometriedaten GD eine Faltung bzw. Entfaltung der Röntgenproj ektionsdaten PD mit einer Funktion durchgeführt wird, welche eine Änderung der Röntgen- proj ektionsdaten PD aufgrund der Änderung von Fokuseigenschaften (z.B. Vergrößerung des Fokus) in den Röntgenproj ektionsdaten PD wieder korrigiert. X-ray imaging is improved. The improved re ¬ construction or recalculation can for example be such that using the geometry data GD folding or unfolding the Röntgenproj ektionsdaten PD is performed with a function that a change in the X-ray proj ektionsdaten PD due to the change of focus characteristics (eg Magnification of the focus) in the X-ray projection data PD corrected again.
In Figur 6 ist schematisch ein Computertomographiesystem 10 dargestellt. Das CT-System 10 besteht dabei im Wesentlichen aus einem üblichen Scanner, in welchem an einer Gantry 130 ein Detektorsystem mit einem Detektor 100 und einer dem Detektor 100 gegenüber liegenden Röntgenstrahlungsquelle 300 um einen Messraum MF umläuft. Am Scanner befindet sich eine (nicht dargestellte) Patientenlagerungseinrichtung bzw. ein Patiententisch, dessen oberer Teil mit einem darauf befindlichen Untersuchungsobjekt relativ zum Scanner verschoben werden kann, um den Patienten relativ zum Detektor 100 durch den Messraum MF hindurch zu bewegen. Angesteuert werden der Scanner und der Patiententisch durch eine Steuereinrichtung 11, von welcher über eine Schnittstelle 13 Steuerdaten erhalten werden, um das CT-System 10 gemäß vorgegebener Mess- Protokolle in der herkömmlichen Weise anzusteuern (hier nur durch einen Pfeil zur Gantry 130 symbolisch repräsentiert) . Der Patient kann entlang der z-Richtung bewegt werden, welche der Systemachse IZ längs durch den Messraum MF ent¬ spricht. Gleichzeitig rotiert die Röntgenstrahlungsquelle 300 zur Erfassung von Röntgenproj ektionsdaten, d.h. Rohdaten PD, um die Systemachse IZ, d.h. das sogenannte „Isozentrum". Parallel läuft dabei gegenüber der Röntgenstrahlungsquelle 300 der Detektor 100 mit. Der Vollständigkeit halber wird an dieser Stelle darauf hin¬ gewiesen dass die Erfindung grundsätzlich aber auch an anderen CT-Systemen, z. B. mit einem einen vollständigen Ring bildenden Detektor, einsetzbar ist. Das Detektorsystem umfasst dabei wie insbesondere bezüglich der Figuren 1 bis 3 bereits beschrieben wurde, am Detektor ein Streustrahlungsgitter gemäß der Erfindung, und eine FIG. 6 schematically shows a computer tomography system 10. The CT system 10 consists essentially of a conventional scanner in which a gantry 130, a detector system with a detector 100 and the detector 100 opposite X-ray source 300th revolves around a measuring space MF. The scanner (not shown) is a patient support device or a patient table whose upper part can be moved with an examination object located thereon relative to the scanner to move the patient relative to the detector 100 through the measuring space MF therethrough. The scanner and the patient table are controlled by a control device 11, from which control data is obtained via an interface 13 in order to control the CT system 10 in accordance with predetermined measurement protocols in the conventional manner (symbolically represented here only by an arrow to the gantry 130). , The patient can be moved along the z-direction which ent ¬ speaks the system axis IZ longitudinally through the measuring space MF. Simultaneously, the X-ray source 300 rotates to capture Röntgenproj ektionsdaten, ie raw data PD to shown the system axis IZ, ie the so-called "isocenter". Parallel runs at opposite the X-ray source 300, the detector 100. For completeness is at this point out ¬ in principle, however, the invention can also be used on other CT systems, for example with a detector forming a complete ring The detector system comprises, as has already been described in particular with reference to Figures 1 to 3, a scattered radiation grid according to the invention , and a
Detektionssignal-Analyseeinrichtung zur Ermittlung von Geometriedaten GD. Detection Signal Analyzer for Detecting Geometry Data GD.
Die vom Detektor 100 akquirierten Rohdaten PD sowie die Geometriedaten GD werden als gemeinsamer Datensatz an eine Messdatenschnittstelle 12 der Steuereinrichtung 11 übergeben. Diese Rohdaten PD und Geometriedaten GD werden dann in einer in der Steuereinrichtung 1 Irealisierten Bildrekonstruktionseinrichtung 15 weiterverarbeitet. Dabei werden, wie bezüglich Figur 5 erwähnt, die Geometriedaten GD von der Bildrekon- struktionseinrichtung 15 berücksichtigt, um eine verbesserte Rekonstruktion der Rohdaten RD durchzuführen. The raw data PD acquired by the detector 100 and the geometry data GD are transferred as a common data record to a measurement data interface 12 of the control device 11. These raw data PD and geometry data GD are then further processed in an image reconstruction device 15 implemented in the control device 1. In this case, as mentioned with regard to FIG. 5, the geometry data GD is dependent on the image reconstruction. designed to perform an improved reconstruction of the raw data RD.
Die mit Hilfe der Bildrekonstruktionseinrichtung 15 rekon- struierten fertigen computertomographischen Volumenbilddaten werden dann an eine Bilddatenschnittstelle übergeben, die die erzeugten Volumenbilddaten beispielsweise in einem Speicher der Steuereinrichtung 11 hinterlegt oder in üblicher Weise auf den Bildschirm der Steuereinrichtung 11 ausgibt bzw. über eine nicht dargestellte Schnittstelle die Daten in ein an das Computertomographiesystem 10 angeschlossenes Netzwerk, beispielsweise ein radiologisches Informationssystem (RIS) ein¬ speist bzw. in dort vorhandenen Massenspeicher hinterlegt oder auf dort angeschlossenen Druckern entsprechende Bilder ausgibt. Die Daten können auch in beliebiger Weise weiterverarbeitet und dann gespeichert oder ausgegeben werden. The finished computed tomographic volume image data reconstructed with the aid of the image reconstruction device 15 are then transferred to an image data interface which stores the generated volume image data, for example in a memory of the control device 11 or outputs it in the usual way to the screen of the control device 11 or via an interface (not shown) Data in a network connected to the computer tomography system 10, for example, a radiological information system (RIS) ¬ feeds or stored in existing mass storage there or outputs corresponding images on there printers. The data can also be processed in any way and then stored or output.
Die Geometriedaten GD werden darüber hinaus an eine Korrek- turdatenermittlungseinheit 20, die in der Steuereinrichtung 11 ebenfalls in Form von Software auf einem Prozessor reali¬ siert ist, übermittelt. Die Korrekturdatenermittlungseinheit 20, ermittelt auf Basis der Geometriedaten, Korrekturdaten K, um die Fokuseigenschaften in einem durch Referenzdaten vorgegeben Bereich zu halten, wie dies beispielsweise ebenfalls bezüglich Figur 5 beschrieben wurde. Die Korrekturdatener- mittlungseinheit 20 arbeitet insbesondere in, beispielsweise einem Messprotokoll, vorgegebenen, vorzugsweise periodischen Intervallen, sodass „online", insbesondere mehrfach während der Erfassung der Rohdaten PD eines Untersuchungsobjekts, die Korrekturdaten K ermittelt werden, und die Korrektur von Fokuseigenschaften auf Basis der Korrekturdaten K gesteuert wird. Eine Rückkopplung der Steuerungsergebnisse erfolgt dann durch nachfolgend ermittelte Geometriedaten GD, sodass eine Regelschleife gebildet wird, in der die Korrekturdatenermitt- lungseinheit 20, der Detektor 100 und die Röntgenquelle 300 umfasst ist. Schematisch ist dies lediglich dadurch angedeutet, dass wie erwähnt über eine Schnittstelle 13 der Scanner, und insbesondere die Röntgenstrahlungsquelle 300 von der Steuereinrichtung 11 angesteuert wird. The geometry data GD are moreover is Siert ¬ a correction turdatenermittlungseinheit 20, which also reali in the control means 11 in the form of software on a processor, transmitted. The correction data determination unit 20, based on the geometry data, determines correction data K in order to maintain the focus properties in a range specified by reference data, as has also been described with respect to FIG. 5, for example. The correction data determination unit 20 operates in particular in, for example, a measurement protocol, predetermined, preferably periodic intervals so that the correction data K are determined "online", in particular several times during the acquisition of the raw data PD of an examination object, and the correction of focus properties on the basis of the correction data The control results are then fed back by subsequently determined geometry data GD, so that a control loop is formed in which the correction data determination unit 20, the detector 100 and the X-ray source 300 are included via an interface 13 of the scanner, and in particular the X-ray source 300 is driven by the control device 11.
Aus dem zuvor Beschriebenen wird deutlich, dass die Erfindung eine Vielzahl von Möglichkeiten bereitstellt, um die From what has been described above, it is clear that the invention provides a variety of possibilities to the
Röntgenbildgebung deutlich zu verbessern. Dies erfolgt insbesondere durch Bestimmung von Fokuseigenschaften.  Significantly improve X-ray imaging. This is done in particular by determination of focal properties.
Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die Merkmale sämtlicher Ausführungsbeispiele oder in Figuren offenbarter Weiterbil¬ dungen in beliebiger Kombination verwendet werden können. Es wird abschließend ebenfalls darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Streustrahlungsgitter, dem Röntgendetektorsystem, dem Verfahren zur Rekonstruktion von Bilddaten und dem Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Röntgenstrahlungsquelle lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in ver¬ schiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Ver- wendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit" bzw. „Modul" nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können. It should be noted that the features of all embodiments or disclosed in figures Weitererbil ¬ tions can be used in any combination. Finally, it is also pointed out that the scattered radiation grating described in detail above, the X-ray detector system, the method for reconstructing image data and the method for controlling and / or regulating an X-ray source are merely exemplary embodiments which are described by the person skilled in the art in different ways can be modified without departing from the scope of the invention. Furthermore, the use of the indefinite articles "on" or "one" does not preclude the fact that the relevant features may also be present multiple times. Likewise, the term "unit" or "module" does not exclude that the components in question consist of several interacting sub-components, which may also be distributed spatially.

Claims

Patentansprüche claims
1. Streustrahlungsgitter (200) für einen Röntgendetektor (100) 1. Scattering grid (200) for an X-ray detector (100)
umfassend eine Anzahl von Gitterzellen (Z, Z Ζλ λ, Ζλ λ λ), mit comprising a number of grid cells (Z, Z Ζ λ λ , Ζ λ λ λ ), with
- Begrenzungsflächen (210), mit Flächenabschnitten, die einen jeweiligen Durchtrittskanal (270) für Röntgenstrahlung im Wesentlichen parallel zu einer Durch- trittsrichtung (D) für Röntgenstrahlung durch den  - Limiting surfaces (210), with surface portions having a respective passageway (270) for X-radiation substantially parallel to a direction of passage (D) for X-ray radiation through the
Durchtrittskanal (270) begrenzen, und  Limit passage (270), and
- eine Abschattungseinrichtung (250), die zwischen  - A shading device (250), the between
und/oder über den Begrenzungsflächen (210) angeordnet ist, zur teilweisen Abschattung des Durchtrittskanals (270) gegenüber Röntgenstrahlung, die in der Durchtrittsrichtung (D) auf das Streustrahlungsgitter (200) eingestrahlt wird.  and / or over the boundary surfaces (210) is arranged, for partial shading of the passageway (270) with respect to X-radiation, which is irradiated in the passage direction (D) on the scattered radiation grid (200).
2. Röntgendetektorsystem, aufweisend einen Röntgendetektor (100), mit 2. X-ray detector system, comprising an X-ray detector (100), with
einer Anzahl von Detektionseinheiten (110) zur Erzeugung eines Detektionssignals für auf eine Detektionsfläche der Detektionseinheit (110) auftreffende Röntgenstrah¬ lung (XR) , wobei eine der Detektionseinheiten (110) meh- rere Sub-Detektionseinheiten (120, 120a, 120b, 120c,a number of detection units (110) for generating a detection signal for a detection face of the detection unit (110) impinging X-Ray ¬ lung (XR), wherein one of the detection units (110) sev- eral sub-detecting units (120, 120a, 120b, 120c,
120d) aufweist zur Erzeugung eines Sub-Detektionssignals (a, b, c, d) für auf eine Sub-Detektionsfläche (121) der jeweilige Sub-Detektionseinheit (120, 120a, 120b, 120c, 120d) auftreffende Röntgenstrahlung (XR) und 120d) for generating a sub-detection signal (a, b, c, d) for incident on a sub-detection surface (121) of the respective sub-detection unit (120, 120a, 120b, 120c, 120d) X-radiation (XR) and
- einer der Detektionseinheit (110) zugeordneten Abschat¬ tungseinrichtung (250), insbesondere in einem Streu¬ strahlungsgitter (200) nach Anspruch 1 umfasst, welche eine oder mehrere der Sub-Detektionsflächen (121) vor in Richtung der Sub-Detektionsfläche (121) eingestrahlter Röntgenstrahlung (XR) abschirmt. - one of the detection unit (110) associated Abschat ¬ processing device (250), in particular in a scatter ¬ grating (200) according to claim 1, comprising one or more of the sub-detection surfaces (121) in front of the sub-detection surface (121). irradiated X-ray radiation (XR) shields.
3. Röntgendetektorsystem (200) nach Anspruch 2, 3. X-ray detector system (200) according to claim 2,
wobei die Abschattungseinrichtung (250) so ausgebildet ist, dass bei Einstrahlung von Röntgenstrahlung (XR) in Richtung der Detektionsflache (111) durch die Abschattungseinrichtung (250) ein Röntgenschatten auf mehreren Sub-Detektionsflachen (121) erzeugt wird. wherein the shading device (250) is designed that upon irradiation of X-radiation (XR) in the direction of the detection surface (111) by the shading device (250) an X-ray shadow is generated on a plurality of sub-detection surfaces (121).
4. Röntgendetektorsystem (200) nach Anspruch 2 oder 3, wobei einer Detektionseinheit (110) eine separate Abschattungsein¬ richtung (250) zugeordnet ist und insbesondere unterschiedli¬ chen Detektionseinheiten (110) eine jeweils separate Abschat- tungseinrichtung (250) zugeordnet ist. 4. X-ray detector system (200) according to claim 2 or 3, wherein a detection unit (110) is associated with a separate Abschattungsein ¬ direction (250) and in particular unterschiedli ¬ Chen detection units (110) is assigned a respective separate Abschat- processing device (250).
5. Röntgendetektorsystem nach Anspruch 4, wobei wenigstens zwei der Abschattungseinrichtungen (250), die verschiedenen Detektionseinheiten (110) zugeordnet sind, zueinander unter- schiedlich ausgebildet sind. 5. X-ray detector system according to claim 4, wherein at least two of the shading devices (250), which are assigned to different detection units (110), are formed differently from one another.
6. Röntgendetektorsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, mit einer Detektionssignal-Analyseeinrichtung (150) zur Erzeugung von Geometriedaten für auf eine Detektionseinheit (110) treffende Röntgenstrahlung (XR) , welche wenigstens teilweise mit Hilfe der Abschattungseinrichtung (250) gegenüber der eintreffenden Röntgenstrahlung (XR) abgeschattet ist . 6. X-ray detector system according to one of claims 2 to 5, with a detection signal analysis device (150) for generating geometry data for a detection unit (110) incident X-ray radiation (XR), which at least partially with the aid of the shading device (250) against the incident X-radiation (XR) is shadowed.
7. Röntgendetektorsystem nach Anspruch 6, wobei die Geometriedaten die Position und/oder die Form einer Röntgenstrahlungsquelle (300), insbesondere des Fokus (390) der Rönt¬ genstrahlungsquelle (300), umfassen. 7. X-ray detector system according to claim 6, wherein the geometry data comprises the position and / or the shape of an X-ray source (300), in particular of the focus (390) of the Rönt ¬ genstrahlungsquelle (300).
8. Röntgenbildgebungssystem (1) mit einem Röntgendetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfassend einen Röntgen- detektor (100) und eine Röntgenquelle (300). 8. X-ray imaging system (1) with an X-ray detector system according to one of claims 1 to 7 comprising an X-ray detector (100) and an X-ray source (300).
9. Verfahren zur Detektion von Röntgenstrahlung unter Nutzung eines Röntgendetektorsystems , wobei die Röntgenstrahlung von einem Röntgendetektor (100) des Röntgendetektorsystems detek- tiert wird, und wobei der Röntgendetektor (100) eine Anzahl von Detektionsein- heiten (110) zur Erzeugung eines Detektionssignals für auf eine Detektionsflache (111) der Detektionseinheit (110) auftreffende Röntgenstrahlung (XR) aufweist, eine der Detektionseinheiten (110) mehrere Sub-Detek- tionseinheiten (120, 120a, 120b, 120c, 120d) zur Erzeu¬ gung eines Sub-Detektionssignals (a, b, c, d) für auf eine Sub-Detektionsflache (121) der jeweilige Sub-Detek- tionseinheit (120, 120a, 120b, 120c, 120d) auftreffende Röntgenstrahlung (XR) und 9. A method for detecting X-ray radiation using an X-ray detector system, wherein the X-radiation is detected by an X-ray detector (100) of the X-ray detector system, and wherein the X-ray detector (100) has a number of detection units (110) for generating a detection signal for X-radiation (XR) incident on a detection surface (111) of the detection unit (110), one of the detection units (110) comprises a plurality of sub-detection units (110). 120, 120a, 120b, 120c, 120d) for the generation ¬ supply a sub-detection signal (a, b, c, d) for (a sub-detection surface 121) of the respective sub-Detek- tion unit (120, 120a, 120b, 120c, 120d) incident X-rays (XR) and
eine der Detektionseinheit ( 110 ) zugeordnete Abschat- tungseinrichtung (250) aufweist, welche insbesondere in ein Streustrahlungsgitter (200) nach Anspruch 1 umfasst ist,  a shading device (250) assigned to the detection unit (110), which is in particular comprised in a scattered radiation grid (200) according to claim 1,
wobei eine oder mehrere der Sub-Detektionsflachen (121) vor in Richtung der Sub-Detektionsflache (121) einge¬ strahlter Röntgenstrahlung (XR) abschirmt wird oder werden . wherein one or more of the sub-detection surfaces (121) before in the direction of the sub-detection surface (121) ¬ radiated X-ray radiation (XR) is shielded or become.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei 10. The method of claim 9, wherein
unter Nutzung des Sub-Detektionssignals und/oder des Detekti¬ onssignals Geometriedaten (GD) für auf eine Detektionseinheit (110) treffende Röntgenstrahlung (XR) ermittelt werden, wel¬ che wenigstens teilweise mit Hilfe der Abschattungseinrich- tung (250) gegenüber der eintreffenden Röntgenstrahlung (XR) abgeschattet ist, wobei die Geometriedaten (GD) insbesondere unter Nutzung von Referenzdaten (R) ermittelt werden. using the sub-detection signal and / or the Detekti ¬ onssignals geometry data (GD) for a detection unit (110) impinging X-rays (XR) can be determined, wel ¬ surface at least partially processing using the Abschattungseinrich- (250) relative to the incoming X-rays (XR) is shadowed, the geometry data (GD) in particular using reference data (R) are determined.
11. Verfahren nach Anspruch 9 bis 10, wobei Erfassung eines Detektionssignals und/oder Sub-Detektionssignals (a, b, c, d) sowie die Ermittlung von Geometriedaten (GD) wiederholt erfolgt, insbesondere in einem zeitlichen Intervall zwischen 100 ys bis 1000 ys . 11. The method of claim 9 to 10, wherein detection of a detection signal and / or sub-detection signal (a, b, c, d) and the determination of geometric data (GD) repeatedly takes place, in particular in a time interval between 100 ys to 1000 ys ,
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Röntgendaten (PD) und die Geometriedaten (GD) zu einem gemeinsamen Datensatz kombiniert werden. 12. The method of claim 11, wherein the X-ray data (PD) and the geometry data (GD) are combined into a common data set.
13. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung von Fokuseigenschaften einer Röntgenquelle (300), unter Nutzung eines Rönt- gendetektors (100) mit einer Anzahl von Detektionseinheiten (110) zur Erzeugung eines Detektionssignals für auf eine De- tektionsflache (111) der Detektionseinheit (110) auftreffende Röntgenstrahlung (XR) , wobei eine der Detektionseinheiten (110) mehrere Sub-Detektionseinheiten (120, 120a, 120b, 120c, 120d) aufweist zur Erzeugung eines Sub-Detektionssignals (a, b, c, d) für auf eine Sub-Detektionsflache (12) der jeweilige Sub-Detektionseinheit (120, 120a, 120b, 120c, 120d) auftref¬ fende Röntgenstrahlung (XR) und einer der Detektionseinheit (110) zugeordneten Abschattungseinrichtung (250), die insbesondere in einem Streustrahlungsgitter (200) nach Anspruch 1 umfasst ist, wobei eine oder mehrere der Sub-Detek- tionsflächen (121) vor in Richtung der Sub-Detektionsflache (121) eingestrahlter Röntgenstrahlung (XR) abschirmt wird, und 13. Method for controlling and / or regulating the focus characteristics of an X-ray source (300) using an X-ray detector (100) with a number of detection units (110) for generating a detection signal for a detection surface (111) of the detection unit ( 110), wherein one of the detection units (110) comprises a plurality of sub-detection units (120, 120a, 120b, 120c, 120d) for generating a sub-detection signal (a, b, c, d) for a sub Detection surface (12) of the respective sub-detection unit (120, 120a, 120b, 120c, 120d) auftref ¬ fende X-ray radiation (XR) and one of the detection unit (110) associated shading device (250), in particular in a scattered radiation grid (200) Claim 1 is included, wherein one or more of the sub-detection surfaces (121) in front of the sub-detection surface (121) irradiated X-ray radiation (XR) is shielded, and
Geometriedaten (GD) , die, insbesondere unter Nutzung eines Verfahrens nach Anspruch 9 oder 10, auf Basis eines Sub- Detektionssignals (a, b, c, d) ermittelt werden, zur Steue¬ rung und/oder Regelung von Fokuseigenschaften eines Fokuspunkts (390) einer Röntgenquelle (300) genutzt werden. Geometry data (GD), which, in particular using a method according to claim 9 or 10, based on a sub-detection signal (a, b, c, d) are determined, for Steue ¬ tion and / or control of focus characteristics of a focal point (390 ) of an X-ray source (300).
14. Verfahren zur Herstellung eines Streustrahlungsgitters (200) nach Anspruch 1, wobei Begrenzungsflächen (210) und die Abschattungseinrichtung (250), vorzugsweise als Baueinheit, mit einem „Selective Laser Melting"-Verfahren hergestellt werden . 14. A method for producing a scattered radiation grid (200) according to claim 1, wherein boundary surfaces (210) and the shading device (250), preferably as a structural unit, are produced by a "selective laser melting" method.
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