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Dokumentenidentifikation DE102006051879A1 16.05.2007
Titel Röntgendetektor und Röntgen-CT-Einrichtung
Anmelder GE Medical Systems Global Technology Company, LLC, Waukesha, Wis., US
Erfinder Bessho, Koji, Hino, Tokyo, JP
Vertreter Rüger und Kollegen, 73728 Esslingen
DE-Anmeldedatum 31.10.2006
DE-Aktenzeichen 102006051879
Offenlegungstag 16.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse G01T 1/29(2006.01)A, F, I, 20061031, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01N 23/06(2006.01)A, L, I, 20061031, B, H, DE   A61B 6/03(2006.01)A, L, I, 20061031, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft die Realisierung eines Röntgenstrahldetektors (24) und einer Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung mit verbesserter Effizienz der Röntgenstrahlungsausnutzung, wenn bei Festkörperdetektoren, die zweidimensional angeordnet sind, Abstände (50) zwischen den Festkörperdetektoren (41) vorhanden sind. Der Szintillator hat eine Parallelepipedform, bei der die Oberseite und die Unterseite gegeneinander in Kanalrichtung lediglich um ein Maß d1 versetzt sind, das die Breite des Abstands (11) übersteigt, wodurch die röntgenunempfindlichen Bereiche aus Sicht der Röntgenstrahleinfallsrichtung beseitigt werden. Deshalb verbessert sich die Effizienz der Röntgenstrahlausnutzung und außerdem ergibt sich eine Verbesserung der Röntgenempfindlichkeit und der Bildqualität eines aufzunehmenden Schicht- oder Schnittbilds.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ein Röntgendetektor und eine Röntgen-CT-Einrichtung, die jeweils Festkörperdetektoren aufweisen, die in einer sich wiederholenden Folge zweidimensional mit dazwischen liegenden Abständen auf einem ebenen Träger angeordnet sind, auf den die Röntgenstrahlen auftreffen.

HINTERGRUND

In der Vergangenheit sind als Röntgendetektoren für Röntgen-CT-Einrichtungen Festkörperdetektoren verwendet worden, die in einer Kanalrichtung und in einer Schnittrichtung zweidimensional angeordnet waren. Die Anzahl von Kanälen in der Scanrichtung des Röntgendetektors und die Anzahl der Röntgendetektoren in der Schnittrichtung nimmt zu. Beispielsweise beträgt die Anzahl von Röntgendetektoren in Kanalrichtung ungefähr 1000 und die Anzahl von Röntgendetektoren in der Schnittrichtung beträgt einige zehn (siehe beispielsweise die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2004-093489 (Seite 1 und 4)).

Unter diesen Umständen vermindert sich die Größe der röntgenstrahlungsaufnehmenden Oberfläche eines Festkörperdetektors auf einige wenige Quadratmillimeter. Andererseits beträgt die Breite der Abstände zwischen den Festkörperdetektoren, die sich bilden, wenn die Festkörperdetektoren zweidimensional angeordnet werden, ungefähr 0,2 bis 0,4 mm. Die Breite des Abstands hat sich mit der Erhöhung der Anzahl von Festkörperdetektoren in der Bohrungsrichtung und in der Schnittrichtung nicht sehr verändert sondern ist mehr oder weniger konstant.

Beim Stand der Technik verschlechtert sich jedoch die Effizienz der Röntgenstrahlungsnutzung der zweidimensional angeordneten Festkörperdetektoren. Speziell erhöht sich, wenn die zweidimensional angeordneten Festkörperdetektoren feiner werden, das Verhältnis der Abstände zu den röntgenstrahlungsaufnehmenden Flächen der Festkörperdetektoren und es erhöht sich der Anteil der Röntgenstrahlen, die ohne von den Festkörperdetektoren erfasst zu werden passieren.

Insbesondere werden die Abstände der Festkörperdetektoren bei dem Herstellungsprozess eines zweidimensionalen Arrays von Festkörperdetektoren erzeugt und sie dienen zur Verhinderung des Übertretens von Fluoreszenzlicht (Übersprechen) zwischen Festkörperdetektoren, das durch Röntgenstrahlen erzeugt worden ist. Vom Standpunkt der Präzision einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung der Festkörperdetektoren und der Leistungsfähigkeit des Festkörperdetektors ist es dabei nicht einfach, den Abstand zu vermindern.

Folglich ist es wichtig, einen Röntgendetektor und eine Röntgen-CT-Einrichtung mit verbesserter Effizienz für die Röntgenstrahlungsausnutzung zu schaffen, wobei Abstände zwischen den zweidimensional angeordneten Festkörperdetektoren gelassen werden.

Die vorliegende Erfindung löst die Probleme des Stands der Technik, wobei eine Aufgabe der Erfindung darin liegt, einen Röntgendetektor und eine Röntgen-CT-Einrichtung mit verbesserter Effizienz hinsichtlich der Röntgenstrahlungsausnutzung anzugeben, während zwischen den zweidimensional angeordneten Festkörperdetektoren Abstände gelassen werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, schafft die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt einen Röntgendetektor mit einer Anzahl von Festkörperdetektoren, die jeweils parallelepipedförmige ausgebildet und in einem zweidimensionalen Array mit Abständen oder Spalten zwischen ihnen auf einem ebenen Träger (z.B. einer Platine) angeordnet sind, deren Normale in eine Röntgeneinfallsrichtung weist. Zwei parallele zu der Einfallsrichtung orthogonale Flächen jedes Parallelepipeds des Festkörperdetektors haben eine Positionsabweichung in der Flächenrichtung der Flächen.

Bei der Erfindung ist gemäß dem ersten Aspekt der Spaltabschnitt bei dem Festkörperdetektor durch die Positionsabweichung in einer Flächenrichtung zwischen den parallelen Flächen überdeckt, die in Einfallsrichtung schauen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist bei dem Röntgendetektor nach dem ersten Aspekt der Erfindung die Positionsabweichung wenigstens in der Kanalrichtung und/oder in der Schnittrichtung des zweidimensionalen Arrays vorgesehen.

Bei der dem zweiten Aspekt entsprechenden Erfindung liegt die Positionsabweichung in willkürlicher Richtung orthogonal zu der Röntgenstrahlungseinfallsrichtung vor.

Ein erfindungsgemäßer Röntgenstrahlungsdetektor ist gemäß einem dritten Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfindung nach dem ersten oder zweiten Aspekt die Positionsabweichung eine Größe aufweist, die die Größe des Abstands in Flächenrichtung übersteigt.

Bei der Erfindung ist gemäß einem dritten Aspekt die ebene Platte aus Röntgenstrahlungseinfallsrichtung heraus gesehen mit den Festkörperdetektoren (lückenlos) bedeckt.

Ein erfindungsgemäßer Röntgenstrahlungsdetektor ist gemäß einem vierten Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfindung gemäß irgendeines des ersten bis dritten Aspekts der Festkörperdetektor ein Szintillator ist.

Bei der dem vierten Aspekt entsprechenden Erfindung erfasst der Festkörperdetektor einen Röntgenstrahl effizient. Ein erfindungsgemäßer Röntgenstrahlungsdetektor ist gemäß eines fünften Aspekts dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Träger bei der dem vierten Aspekt der entsprechenden Erfindung eine Fotodiode zur Erfassung des Fluoreszenzlichts aufweist, das durch den Szintillator erzeugt worden ist.

Bei der dem fünften Aspekt entsprechenden Erfindung konvertiert der ebene Träger das Fluoreszenzlicht effizient mittels der Fotodiode in ein elektrisches Signal.

Bei der dem sechsten Aspekt entsprechenden Erfindung weist die Röntgen-CT-Einrichtung einen Röntgendetektor auf, bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren, die jeweils eine paralellepipedförmige Form aufweisen mit Abständen zwischeneinander in einem zweidimensionalen Array auf einem ebenen Träger angeordnet sind, der (mit seiner Flächennormalen) in Röntgeneinfallsrichtung schaut, wobei eine Relativposition zweier zueinander paralleler Flächen jedes Parallelepipeds des Festkörperdetektors bezüglich der Röntgeneinfallsrichtung eine Positionsabweichung in der Flächenrichtung der Flächen aufweist.

Bei der dem sechsten Aspekt entsprechenden Erfindung decken die Festkörperdetektoren durch die in Flächenrichtung vorhandene Positionsabweichung zwischen den parallelen Flächen, die in Auftreff- bzw. Einfallsrichtung schauen, die Abstände ab.

Eine erfindungsgemäße Röntgen-CT-Einrichtung ist nach einem siebten Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsabweichung bei der Erfindung nach dem sechsten Aspekt eine Größe aufweist, die die Breite des Abstands in Flächenrichtung übersteigt.

Bei der dem siebten Aspekt entsprechenden Erfindung ist die ebene Platte aus Röntgeneinfallsrichtung gesehen mit Festkörperdetektoren (lückenlos) bedeckt.

Eine erfindungsgemäße Röntgen-CT-Einrichtung ist nach einem achten Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörperdetektor bei der (Ausführungsform der) Erfindung des sechsten oder siebten Aspekts ein Szintillator ist.

Bei der dem achten Aspekt entsprechenden (Ausführungsform der) Erfindung erfasst der Festkörperdetektor einen Röntgenstrahl effizient. Ein erfindungsgemäßer Röntgenstrahlungsdetektor ist gemäß einem neunten Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Träger bei der (Ausführungsform der) Erfindung nach dem achten Aspekt eine Fotodiode zur Erfassung von Fluoreszenzlicht aufweist, das durch den Szintillator erzeugt worden ist.

Bei der dem neunten Aspekt entsprechenden (Ausführungsform der) Erfindung wandelt der ebene Träger mittels der Fotodiode das Fluoreszenzlicht effizient in ein elektrisches Signal um.

Die Erfindung sieht gemäß einem zehnten Aspekt eine Röntgen-CT-Einrichtung vor, die aufweist: eine Röntgenröhre, die einen Röntgenstrahl erzeugt, und einen Röntgendetektor, in dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren jeweils eine rechteckige parallelepipedförmige Form aufweist und in einer zweidimensionalen Gruppe mit Abständen zwischeneinander auf einem ebenen Träger angeordnet sind, der in Röntgenstrahlungseinfallsrichtung schaut, wobei der ebene Träger in Bezug auf eine Richtung geneigt ist, die zu der Einfallsrichtung orthogonal ist.

Bei der dem zehnten Aspekt entsprechenden (Ausführungsform der) Erfindung, hat der ebene Träger eine Neigung in Bezug auf die Röntgeneinfallsrichtung und die Abstände zwischen den Festkörperdetektoren sind in dem Schatten der auftreffenden Röntgenstrahlen angeordnet.

Eine einem elften Aspekt der Erfindung entsprechende Röntgen-CT-Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Träger bei der dem zehnten Aspekt der entsprechenden (Ausführungsform der) Erfindung geneigt ist, so dass die Röntgenprojektion des rechteckigen Parallelepipeds den Abstand überschreitet und ein benachbartes rechteckiges Parallelepiped überlappt.

Bei der dem elften Aspekt entsprechenden Erfindung ist die Neigung so festgelegt, dass die Projektion des rechteckigen Parallelepipeds den Abstand abdeckt.

Eine dem zwölften Aspekt der Erfindung entsprechende Röntgen-CT-Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörperdetektor bei der (Ausführungsform der) dem elften Aspekt entsprechenden (Ausführungsform der) Erfindung ein Szintillator ist.

Bei der dem zwölften Aspekt entsprechenden Erfindung wird der Röntgenstrahl von dem Festkörperdetektor effizient erfasst.

Eine dem dreizehnten Aspekt der Erfindung entsprechende Röntgen-CT-Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Träger bei der dem zwölften Aspekt entsprechenden Ausführungsform der Erfindung eine Fotodiode zur Erfassung des Fluoreszenzlichts aufweist, das durch den Szintillator erzeugt worden ist.

Bei der dem dreizehnten Aspekt entsprechenden (Ausführungsform der) Erfindung wandelt der ebene Träger bzw. die Platine das Fluoreszenzlicht mittels der Fotodiode effizient in ein elektrisches Signal.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt schafft die Erfindung einen Röntgenstrahlungsdetektor, bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren, die jeweils rechteckig parallelepipedförmig ausgebildet und in einer zweidimensionalen Gruppe mit Abständen zwischeneinander auf einer ebenen Platte angeordnet sind, die in Röntgeneinfallsrichtung schaut, wobei der Röntgenstrahlungsdetektor einen viellagigen Festkörperdetektor aufweist, bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren in der zweidimensionalen Gruppe in Einfallsrichtung übereinander gestapelt sind, wobei die Relativpositionen der gestapelten Festkörperdetektoren in einer Richtung orthogonal zu der Stapelrichtung voneinander abweichen.

Bei der dem vierzehnten Aspekt entsprechenden (Ausführungsform der) Erfindung weist der viellagige Festkörperdetektor eine Konfiguration auf, bei der eine Anzahl von zweidimensionalen Arrays der Festkörperdetektoren, deren Relativpositionen voneinander vorzugsweise lediglich um die Abstandsweite abweichen, in Einfallsrichtung übereinander gestapelt sind.

Ein dem fünfzehnten Aspekt entsprechender Röntgenstrahlungsdetektor ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweidimensionale Array bei der (Ausführungsform der) Erfindung nach dem vierzehnten Aspekt eine Relativposition aufweist, die in einer Kanalrichtung und/oder Schnittrichtung als den beiden Anordnungsrichtungen des zweidimensionalen Arrays variiert.

Bei der dem fünfzehnten Aspekt entsprechenden (Ausführungsform der) Erfindung variieren die Relativpositionen der zweidimensionalen Arrays in willkürlicher Richtung orthogonal zu der Röntgeneinfallsrichtung.

Ein dem sechzehnten Aspekt der Erfindung entsprechender Röntgenstrahlungsdetektor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Multilagen-Festkörperdetektor der dem fünfzehnten Aspekt entsprechenden Erfindung einen ersten, zweiten, dritten und vierten Festkörperdetektor aufweist, deren Relativpositionen voneinander abweichen.

Bei der dem sechzehnten Aspekt entsprechenden Erfindung sind die Abstände aus Röntgenstrahlungseinfallsrichtung gesehen in dem Multilagen-Festkörperdetektor überdeckt.

Ein erfindungsgemäßer, einem siebzehnten Aspekt der Erfindung entsprechender Detektor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörperdetektor bei einer (Ausführungsform der) dem vierzehnten bis sechzehnten Aspekt entsprechenden Erfindung ein Szintillator ist.

Bei der dem siebzehnten Aspekt entsprechenden Erfindung erfasst der Festkörperdetektor einen Röntgenstrahl effizient.

Die Erfindung schafft gemäß einem achtzehnten Aspekt eine Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung mit einem Röntgenstrahlungsdetektor, bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren, die jeweils eine rechteckige parallelepipedförmige Form aufweisen in einem zweidimensionalen Array mit Abständen zwischen einander auf einem ebenen Träger angeordnet sind, der zu einem auftreffenden Röntgenstrahl schaut, wobei der Röntgenstrahlungsdetektor einen Multilagen-Festkörperdetektor aufweist, bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren in dem zweidimensionalen Array in Einfallsrichtung übereinander gestapelt sind, wobei die Relativpositionen der gestapelten Festkörperdetektoren in einer Richtung variieren, die rechtwinklig zu der Stapelrichtung ist.

Bei der dem achtzehnten Aspekt entsprechenden Erfindung hat der Multilagen-Festkörperdetektor eine Konfiguration, bei der eine Anzahl von zweidimensionalen Arrays von Festkörperdetektoren, deren Relativpositionen lediglich um die Abstandsweite differieren, in Einfallsrichtung übereinander gestapelt sind.

Ein dem neunzehnten Aspekt entsprechender erfindungsgemäßer Röntgenstrahlungsdetektor ist dadurch gekennzeichnet, dass die Relativposition in dem Multilagenfestkörperdetektor bei der (Ausführungsform der) dem achtzehnten Aspekt entsprechenden Erfindung in Kanalrichtung und/oder Schnittrichtung als den beiden Anordnungsrichtungen des zweidimensionalen Arrays variieren.

Bei der dem neunzehnten Aspekt entsprechenden Erfindung variiert die Relativposition des zweidimensionalen Arrays in einer willkürlichen Richtung orthogonal zu der Röntgenstrahleinfallsrichtung.

Ein einem zwanzigsten Aspekt der Erfindung entsprechender Röntgenstrahlungsdetektor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörperdetektor der (Ausführungsform der) dem achtzehnten oder neunzehnten Aspekt entsprechenden Erfindung ein Szintillator ist.

Bei der dem zwanzigsten Aspekt entsprechenden Erfindung erfasst der Festkörperdetektor einen Röntgenstrahl effizient. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Spaltabschnitte bei dem Festkörperdetektor durch die in Ebenenrichtung gegebenen Positionsabweichungen zweier zueinander paralleler Flächen überdeckt, die in die Einfallsrichtung schauen. Somit ist die Seite, auf die die Röntgenstrahlung auf die ebene Platte auftrifft mit Festkörperdetektoren so abgedeckt, dass röntgenstrahlungsunempfindliche Bereiche beseitigt werden. Somit ist die Effizienz der Röntgenstrahlungsausnutzung verbessert und außerdem kann die Röntgenstrahlungserfassung und die Bildqualität verbessert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Blockdarstellung, die einen generellen Aufbau einer Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung veranschaulicht.

2 ist eine Perspektivansicht eines Röntgenstrahlungsdetektors einer ersten Ausführungsform.

3 ist eine Perspektivansicht eines Ebenenabschnitts, der ersten Ausführungsform.

4 ist eine Querschnittsansicht des Ebenenabschnitts der ersten Ausführungsform.

5A und 5B sind erläuternde Skizzen, die den Betrieb des Ebenenabschnitts der ersten Ausführungsform veranschaulichen.

6A und 6B sind eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht eines Ebenenabschnitts einer zweiten Ausführungsform.

7 ist eine erläuternde Skizze, die den Betrieb des Ebenenabschnitts der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.

8A und 8B sind eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht eines Ebenenabschnitts einer dritten Ausführungsform.

9A bis 9D sind Draufsichten von Multilagenszintillatoren, die den Ebenenabschnitt der dritten Ausführungsform bilden.

10 ist eine erläuternde Skizze, die den Betrieb des Ebenenabschnitts der dritten Ausführungsform veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es werden nun nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen die besten Arten zur Ausführung eines der vorliegenden Erfindung entsprechenden Röntgenstrahlungsdetektors und einer Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese besten Arten beschränkt.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM

Es wird nun eine Gesamtkonfiguration einer einer ersten Ausführungsform entsprechenden Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung beschrieben. 1 ist ein Blockbild einer Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung. Wie in 1 veranschaulicht, weist die Einrichtung eine Scangantry 10 und eine Bedienkonsole 6 auf.

Die Scangantry 10 weist eine Röntgenröhre 20 auf. Wie nicht veranschaulicht, breiten sich von der Röntgenröhre 20emittierte Röntgenstrahlen, beispielsweise in einer Fächerform mit einer gewissen Dicke aus und werden von einem Kollimator 22 zu einem fächer-, kegel- oder pyramidenförmigen Röntgenstrahl geformt und auf einen Röntgenstrahlungsdetektor 24 ausgesandt.

Der Röntgenstrahlungsdetektor 24 weist eine Anzahl von Szintillatoren auf, die in einer Matrix in Spreizungsrichtung des fächerförmigen Röntgenstrahls angeordnet sind. Der Röntgedetektor 24 ist ein Vielkanaldetektor mit einer Breite, in der eine Anzahl von Szintillatoren zweidimensional in einer Matrix in Kanalrichtung und in Schnittrichtung angeordnet sind.

In dem Röntgenstrahlungsdetektor 24 ist im Ganzen eine zu einer konkaven Form gekrümmte Röntgenstrahlungsauftrefffläche geformt. Der Röntgenstrahlungsdetektor 24 wird beispielsweise erhalten, indem Szintillatoren, die als Festkörperdetektoren aus anorganischem Kristall hergestellt sind, mit einer Fotodiode als einem fotoelektrischen Wandler kombiniert werden.

Mit dem Röntgenstrahlungsdetektor 24 ist ein Datensammler 26 verbunden. Der Datensammler 26 sammelt Detektionsinformation von jedem der Szintillatoren des Röntgenstrahlungsdetektors 24. Die Intensität der Röntgenstrahlen von der Röntgenröhre 20 wird durch einen Röntgenstrahlungscontroller 28 gesteuert. Die Verbindung zwischen der Röntgenröhre 20 und dem Röntgenstrahlungscontroller 28 und die Verbindung zwischen dem Kollimator 22 und einem Kollimatorcontroller 30 ist jeweils nicht veranschaulicht. Der Kollimator 22 wird durch den Kollimatorcontroller 30 gesteuert.

Die oben beschriebenen Komponenten der Röntgenröhre 20 und des Kollimatorcontrollers 30 sind an einem rotierenden Teil 34 der Scangantry 10 montiert. Auf einem Bildaufnahmetisch 4 in einem Tunnel 24, der in dem Zentrum des rotierenden Teils 34 positioniert ist, wird ein Objekt oder ein Phantom platziert. Während der rotierende Teil 34 von einem Drehungscontroller 36 gesteuert wird, wird von der Röntgenröhre 20 ein Röntgenstrahl emittiert und der Röntgenstrahlungsdetektor 24 erfasst die durch das Objekt oder Phantom gelaufenen Röntgenstrahlen als Projektionsinformation jedes dem Drehwinkel entsprechenden Views. Die Verbindung zwischen dem drehenden Teil 34 und dem Drehcontroller 36 ist nicht veranschaulicht.

Die Bedienkonsole 6 enthält einen Datenprozessor 60. Der Datenprozessor 60 ist beispielsweise durch einen Computer gebildet. Mit dem Datenprozessor 60 ist ein Steuerinterface 62 verbunden. Mit dem Steuerinterface 62 ist die Scangantry 10 verbunden. Der Datenprozessor 60 steuert die Scangantry 10 über das Steuerinterface 62. Der Datenkollektor 26, der Röntgenstrahlungscontroller 28, der Kollimatorcontroller 30 und der Drehungscontroller 36 in der Scangantry 10 sind über das Steuerinterface 62 gesteuert. Die Verbindung zwischen allen diesen Komponenten und dem Steuerinterface 62 ist hier nicht veranschaulicht.

Mit dem Datenprozessor 60 ist ein Datensammelpuffer 64 verbunden. Der Datensammelpuffer 64 ist mit dem Datensammler 26 in der Scangantry 10 verbunden. Die von dem Datensammler 36 gesammelten Daten werden über den Datensammelpuffer 64 in dem Datenprozessor 40 eingegeben.

Der Datenprozessor 60 rekonstruiert ein Bild unter Nutzung eines Röntgenübertragungssignals, dass heißt Projektionsinformation, die über den Datensammelpuffer 64 gesammelt worden ist. Mit dem Datenprozessor 60 ist ein Speicher 66 verbunden. Der Speicher 66 speichert die Projektionsinformation, die von dem Datensammelpuffer 64 gesammelt worden ist, rekonstruierte Schichtbildinformation, ein Programm zur Realisierung der Funktionen der Einrichtung und ähnliches.

Mit dem Datenprozessor 60 sind ein Display 68 und eine Betriebseinrichtung 70 verbunden. Das Display 68 zeigt die Schichtbildinformation und andere Information an, die von dem Datenprozessor 60 abgegeben wird. Die Betriebseinrichtung 70 wird durch einen Bediener betätigt und gibt verschiedene Instruktionen, Informationen und ähnliches an den Datenprozessor 60. Der Bediener betätigt die Einrichtung interaktiv durch Nutzung des Displays 68 und der Betriebseinrichtung 70. Die Scangantry 10, der Bildaufnahmetisch 4 und die Bedienkonsole 6 radiographieren das Objekt oder Phantom, um Schnittbilder zu erhalten.

2 ist eine Außenansicht, die das dreidimensionale Layout der Röntgenröhre 20 des Röntgendetektors 24 und des Datenkollektors 26 veranschaulicht. Der Röntgendetektor 24 enthält Szintillatoren 41 zur Erfassung eines konischen von der Röntgenröhre 20 erzeugten Röntgenstrahls, eine Fotodiode 42 als fotoelektrischen Wandler zur Erfassung von Lichtemissionen der Szintillatoren 41, einen Reflexionsfilm 48 und eine ebene Platte 43. Obwohl an dem zweidimensionalen Array von Szintillatoren 41 ein Reflexionsfilm 48 vorgesehen ist, ist er hier nicht veranschaulicht.

Die Szintillatoren 41 sind an der dem konischen Röntgenstrahl zugewandten Oberfläche zweidimensional angeordnet und senden Licht aus, wenn sie von dem Röntgenstrahl getroffen werden. Es sind in der Schnittrichtung ungefähr 64 Szintillatoren 41 angeordnet, was der dicken Richtung des konischen Röntgenstrahls entspricht und es sind ungefähr 1000 Szintillatoren 41 in Kanalrichtung angeordnet, was einer Spreizrichtung der Fächerform des Röntgenstrahls entspricht.

Auf dem ebenen Träger 43 ist die Fotodiode 42 angeordnet und erfasst Lichtemission der Szintillatoren 41. An dem ebenen Träger 43 entsprechen die Szintillatoren 41 und Fotodioden 42 einer Anzahl von Kanälen und einer Anzahl von Schnitten, die auszuführen oder zu bilden sind. Durch die Szintillatoren 41, die Fotodioden 42 und den als Integralstruktur ausgebildeten ebenen Träger 43 ist ein einzelner Ebenenabschnitt 47 gebildet. Durch Kombination einer Vielzahl von Ebenenabschnitten 47 kann der Röntgendetektor 24 einer etwa konkaven, nahezu zylindrischen Form gebildet werden. In dem Beispiel nach 2 sind die Ebenenabschnitte 47 von vier Kanälen und drei Schnitten gebildet. Die Ebenenabschnitte 47 sind an einer konkaven Fläche angeordnet, die nahezu orthogonal zu dem auftreffenden konischen Röntgenstrahl ausgerichtet ist.

Der Datenkollektor 26 enthält flexible gedruckte Platinen 44, gedruckte Platinen 45 und elektrische Kabel 46. Die flexible gedruckte Platine 44 überträgt ein Analogsignal des Röntgenstrahls, das von der Fotodiode 42 erfasst worden ist, an die gedruckte Platine 45.

Das elektrische Kabel 46. ist ein Flachkabel, das elektrisch an einem Ende in der Schnittrichtung mit der gedruckten Platine 45 verbunden ist. Die gedruckte Platine 45 ist über das elektrische Kabel 46 mit dem Datensammelpuffer 64 elektrisch verbunden.

Die 3 und 4 sind Skizzen, die die Szintillatoren 41, die Fotodiode 42 und den ebene Träger 43 veranschaulichen, die den Ebenenabschnitt 47 bilden. Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in dem der Ebenenabschnitt 47 in einer XY-Ebene angeordnet und die Röntgeneinfallsrichtung die X-Achsenrichtung ist.

3 ist eine Draufsicht, die den Ebenenabschnitt 47 gesehen aus der X-Achsenrichtung veranschaulicht, die die Röntgeneinfallsrichtung ist. Obwohl die Reflexionsschicht 48 die später beschrieben wird, an den Szintillatoren 41 an dem Ebenenabschnitt 47 vorgesehen ist, ist sie in 3 nicht veranschaulicht, um das zweidimensionale Array der Szintillatoren 41 klar zu zeigen. In 3 sind gestrichelte Linien als verdeckte Linien nur in dem oberen linken Szintillator 41 als Beispiel veranschaulicht.

Jeder der Szintillatoren 41 weist eine Parallelepipedform auf. Die Szintillatoren 41 weisen jeweils die gleiche Struktur auf und sind zweidimensional in Kanalrichtung und in Schnittrichtung mit fünfzig Abständen zwischeneinander wiederholt angeordnet. Es wird hier angenommen, dass die Länge des Spalts 50 in der Kanalrichtung L1 und die Länge des Abstands 50 in Schnittrichtung l2 beträgt.

Eine Oberseite „a", die zu dem auftreffenden Röntgenstrahl des Parallelepipedaufbaus des Szintillators 41 orthogonal orientiert ist und eine untere Seite „c", die in 3 durch die gestrichelten Linien veranschaulicht sind, sind gegeneinander in Kanal- und Schnittrichtung versetzt. Wenn die Größe der Positionsabweichung zwischen der Oberseite „a" und der Unterseite „c" in Kanalrichtung D1 und in Schnittrichtung d2 ist, gelten die folgenden Gleichungen. d1 > l1 in Kanalrichtung d2 > l2 in Schnittrichtung.

4 ist ein Querschnitt geschnitten entlang Linie A-A', wenn die Szintillatoren 41 zweidimensional angeordnet sind und wie in 3 veranschaulicht aus der z-Achsenrichtung herausbetrachtet werden. An den Szintillatoren 41 und der Fotodiode 42 ist, wie in 3 nicht veranschaulichte Reflexionsschicht 48 veranschaulicht. Die Reflexionsschicht 48 besteht aus einem Harzfüllstoff, der Metallpulver enthält und auf die Oberseite der Szintillatoren 41 und in die Lücken 50 eingefüllt ist. Außerdem veranschaulicht 4 eine Anode 51 der Fotodiode 42. Die Anode 51 dient als Lichtempfangsfläche der Fotodiode 42 und überlappt die untere Seite „c" des Szintillators 41.

Von dem Szintillator 41 durch das Auftreffen des Röntgenstrahls erzeugte Szintillationslicht wird durch die Reflexionsschicht 48 in den Szintillator 41 eingeschlossen und von der Anode 51 erfasst. Außerdem werden Lichtleckagen zwischen den Szintillatoren durch die Reflexionsschicht 48 in den Teilen der Lücken 50 verhindert.

Wie oben beschrieben, ist die obere Seite „a" gegen die untere Seite „c" in Kanalrichtung lediglich um das Maß d1 versetzt. Weil dieses Maß größer ist als das Maß l1 der Lücke 50 in Kanalrichtung, wenn der Ebenenabschnitt 47 aus der Röntgeneinfallsrichtung gesehen wird, kann der Abstand 50 mit

Ausnahme der peripheren Teile des zweidimensionalen Arrays nicht gesehen werden.

Als nächstes wird der Betrieb der der ersten Ausführungsform entsprechenden Szintillatoren 41 mit Bezug auf die 5A und 5B beschrieben. 5A ist ein erläuternder Querschnitt entlang der Linie A-A' der 3 wie der 4. Der Szintillator 41 hat eine Parellelepipedform und die Oberseite „a" und die Unterseite „c" sind gegeneinander lediglich um das Maß d1 in Kanalrichtung versetzt. Deshalb beträgt die Länge eines röntgenempfindlichen Bereichs in Kanalrichtung des Szintillators 41 in Bezug auf den von oben auftreffenden Röntgenstrahl s + d1 wenn angenommen wird, dass die Länge der Oberseite „a" in Kanalrichtung oder der Unterseite „c" „S" beträgt. Wenn die Länge s + d1 mit der Länge s + l1 verglichen wird (die Länge „s" in Kanalrichtung der unteren Seite „c" und die Breite l1 des Abstands 50) wird die folgende Gleichung erhalten. S + d1 > s + l1

Deshalb ist der gesamte Ebenenabschnitt 47 aus Röntgeneinfallsrichtung heraus gesehen mit röntgenempfindlichen Bereichen der Szintillatoren 41 bedeckt, so dass sich die Effizienz zur Röntgenstrahlungsausnutzung verbessert.

Die röntgenstrahlungsempfindlichen Bereiche benachbarter Szintillatoren 41 überlappen einander und verstecken den Abstand 50. Deshalb verringert sich in Endabschnitten des Szintillators 41, unter denen der Abstand 50 vorhanden ist, die Szintillatorlänge in Röntgeneinfallsrichtung und die Wahrscheinlichkeit der Absorption. auftreffender Röntgenstrahlen vermindert sich. Mit anderen Worten, die Wahrscheinlichkeit, dass der Röntgenstrahl den Endabschnitt des Szintillators 41 passiert, ist hoch. Um das Phänomen zu vermindern, wird die Höhe „h" in Röntgenstrahleinfallsrichtung des Szintillators 41 oder der Abstand d1 des Versatzes zwischen der Oberseite „a" und der Unterseite „c" in Kanalrichtung erhöht, so dass die Breite des Abstands 50 in Röntgenstrahleinfallsrichtung oder ähnlicher Richtung verengt wird.

5B ist eine erläuternde Skizze, die ein Beispiel des Falls veranschaulicht, bei dem die Szintillatoren 40, die jeweils eine Parallelepipedform aufweisen, im Vergleich zu 5A an der Anode 51 angeordnet sind. Die Längen des röntgenstrahlungsempfindlichen Bereichs des Szintillators 40 in Kanalrichtung in Bezug auf einen von oben einfallenden Röntgenstrahl ist „s". Andererseits ist ein zwischen den Szintillatoren 40 vorhandener Abstand 49 mit der Breite l1 ein vollständig röntgenstrahlunempfindlicher Bereich. Deshalb ist die Effizienz zur Röntgenstrahlausnutzung ungefähr s/(s + l1) und sie ist geringer als in dem Fall nach 5A.

Obwohl die röntgenstrahlungsempfindlichen Bereiche in der Kanalrichtung der Szintillatoren 41 in den 5A und 5B als ein Beispiel veranschaulicht ist, liegen ähnliche röntgenstrahlungsunempfindliche Bereiche ebenfalls in Schnittrichtung vor und die Effizienz zur Röntgenstrahlausnutzung verbessert sich.

Wie oben bei der ersten Ausführungsform beschrieben, hat der Szintillator 41 eine Parallelepipedform bei der die OBerseite „a" und die Unterseite „c" gegeneinander in der Kanalrichtung und der Schnittrichtung lediglich um die Maße d1 und d2 versetzt sind, die die Breite des Abstands 50 in Orthogonalrichtung überschreiten, so dass röntgenstrahlungsunempfindliche Bereiche aus Röntgenstrahleinfallsrichtung heraus gesehen beseitigt werden. Somit kann die Effizienz zur Röntgenstrahlungsausnutzung verbessert werden und außerdem kann die Röntgenstrahlungserfassung und die Bildqualität eines aufgenommenen Schnittbilds verbessert werden.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

Bei der vorausgegangenen ersten Ausführungsform hat der Szintillator 41 eine Parallelepipedstruktur, bei der die Oberseite „a" und die Unterseite „c" gegeneinander lediglich um die Maße versetzt sind, die die Breite des Abstands 50 überschreiten, so dass röntgenstrahlungsunempfindliche Bereiche aus Röntgenstrahleinfallsrichtung heraus gesehen beseitigt werden, die durch die Abstände 50 sonst typischerweise gebildet werden. Alternativ können aus Röntgenstrahleinfallsrichtung gesehen röntgenstrahlunempfindliche Bereiche beseitigt werden, indem der Szintillator als rechtwinklige Parallelepipedstruktur ausgebildet und der Ebenenabschnitt, auf dem die Szintillatoren angebracht sind, in Bezug auf den einfallenden Röntgenstrahl geneigt wird. Bei einer zweiten Ausführungsform wird der Fall beschrieben, bei dem der Szintillator eine rechtwinklige Parallelepipedform aufweist und der Ebenenabschnitt in Bezug auf den einfallenden Röntgenstrahl geneigt ist. Weil die Gesamtkonfiguration der Erfindung gemäß der zweiten Ausführungsform die gleiche ist wie in 1, wird die detaillierte Beschreibung hier nicht wiederholt.

Die 6A und 6B sind Skizzen, die die Konfiguration eines Ebenenabschnitts 47 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulichen. Der Ebenenabschnitt 77 entspricht dem Ebenenabschnitt 47 mit den Szintillatoren 41, der Photodiode 42 und dem ebenen Träger 43 gemäß 2. Weil die andere Konfiguration die gleiche wie in 2 veranschaulicht ist, wird die detaillierte Beschreibung des Aufbaus hier nicht wiederholt.

Der Ebenenabschnitt 77 enthält eine Reflektorschicht 75, Szintillatoren 70, eine Photodiode 72 und einen ebenen Träger 73. Jeder der Szintillatoren 70 ist wiederholt zweidimensional in der Kanalrichtung und der Schnittrichtung angeordnet und eine rechteckige Parallelepipedform auf, und emittiert beim Auftreffen eines Röntgenstrahls Licht. Die Photodiode 72 wandelt das von dem Szintillator 70 abgegebene Licht in ein elektrisches Signal, wenn der Szintillator 70 an einer als Photodetektor dienenden Anode 71 montiert ist. Die Szintillatoren 70 und die Photodiode 72 sind auf dem ebenen Träger 73 montiert und der ebene Träger 73 ist in einer vorbestimmten Neigung &thgr; gegen die Kanalrichtung orthogonal zu dem auftreffenden Röntgenstrahl angeordnet.

6A ist eine Draufsicht, die den Ebenenabschnitt 77 aus X-Achsenrichtung als Röntgenstrahleinfallsrichtung zeigt. Obwohl die Reflexionsschicht 75, die später beschrieben wird, auf den Szintillatoren 70 des Ebenenabschnitts 77 vorhanden ist, ist sie in 6A nicht dargestellt, so dass die zweidimensionale Anordnung der Szintillatoren 70 klar gezeigt ist.

Der Szintillator 70 weist eine rechtwinklige Parallelepipedform auf. Die Szintillatoren 70 haben die gleiche Struktur und sind mit Lücken 74 in Kanal- und Schnittrichtung wiederholt angeordnet.

6B ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B' der Szintillatoren 70, die zweidimensional angeordnet und in 6A aus Z-Achsenrichtung gesehen dargestellt sind. Die Reflexionsschicht 75, die in 6A nicht veranschaulicht ist, ist auf den Szintillatoren 70 an der Photodiode 72 dargestellt. Wie die Reflexionsschicht 48 beschränkt die Reflexionsschicht 75 das Szintillationslicht auf den Szintillator 70 und verhindert eine Lichtleckage zwischen den Szintillatoren 70. Der Ebenenabschnitt 77, d.h. der ebene Träger 73 ist nur um einen vorbestimmten Neigungswinkel &thgr; gegen die orthogonale Richtung rechtwinklig zu dem einfallenden Röntgenstrahl geneigt.

7 ist eine erläuternde Skizze, die die Größe der Neigung &thgr; des Ebenenabschnitts 77 veranschaulicht. 7 ist ein Querschnitt, geschnitten entlang der Linie B-B', der in 6A ähnlich zu 6B veranschaulicht ist. Die Höhe des Szintillators 70 mit rechteckiger Parallelepipedform der Photodiode 72 ist als „h" und die Breite des Abstands 74 zwischen den Szintillatoren 70 als l3 festgelegt.

Es wird angenommen, dass der Schatten des Szintillators 71, der auf die Photodiode 72 projiziert wird, einen Abstand d3 von dem Endabschnitt des Szintillators 71 aufweist. In diesem Fall wird der Abstand d3 wie folgt ausgedrückt. d3 = h·tan(&thgr;)

Die Neigung (&thgr;) ist so festgelegt, dass d3 > l3, d.h. h·tan(&thgr;) > l3, wird erfüllt und aus Sicht der Röntgenstrahleinfallsrichtung gibt es keinen röntgenstrahlungsunempfindlichen Bereich.

Wie oben in der zweiten Ausführungsform beschrieben, ist jeder Ebenenabschnitt 77, in dem die Szintillatoren 41 jeweils eine rechteckige Parallelepipedform haben und zweidimensional angeordnet sind, lediglich um den Winkel &thgr; gegen die Orthogonalrichtung geneigt, die orthogonal zu dem einfallenden Röntgenstrahl ist. Folglich existiert, aus Richtung des einfallenden Röntgenstrahls gesehen, kein röntgenunempfindlicher Bereich, der durch die Abstände 74 verursacht würde, und die röntgenempfindlichen Bereiche können in nahezu der gesamten Oberfläche des Ebenenabschnitts 77 bereitgestellt werden. Somit kann die Effizienz der Röntgenstrahlungsausnutzung verbessert werden.

DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM

Bei der ersten Ausführungsform hat der Szintillator 41 eine Parallelepipedstruktur, bei der die Oberseite „a" und die Unterseite „c" gegeneinander um ein Maß versetzt sind, das die Breite des Abstands 50 übersteigt, so dass die röntgenstrahlungsunempfindlichen Bereiche aus Sicht der Röntgenstrahleinfallsrichtung eliminiert werden. Alternativ kann ein röntgenstrahlungsunempfindlicher Bereich eines zweidimensionalen Szintillatorarrays aus Sicht der Röntgenstrahleinfallsrichtung eliminiert werden, wenn ein Multilagenszintillatorals ein Multilagenfestkörperdetektor verwendet wird, bei dem eine Anzahl von Szintillatoren, die jeweils eine rechtwinklige Parallelepipedstruktur aufweisen, übereinander gestapelt werden. Bei der dritten Ausführungsform wird ein Multilagenszintillator beschrieben, bei dem eine Anzahl von Szintillatoren jeweils eine rechtwinklige Parallelepipedstruktur aufweist, die übereinander gestapelt sind. Weil die allgemeine Konfiguration der Erfindung entsprechend der dritten Ausführungsform die gleiche, wie in 1 verschaulicht, ist, wird deren detaillierte Beschreibung hier nicht wiederholt.

8A ist ein Querschnitt in der X-Y-Achse, der die Konfiguration des Ebenenabschnitts 98 gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Der Ebenenabschnitt 98 entspricht dem Ebenenabschnitt 47 gemäß 2 und die andere Konfiguration ist die gleiche wie in 2 veranschaulicht. Der Ebenenabschnitt 98 enthält eine Reflektorschicht 85, erste bis vierte Schichten 86 bis 89 von Multilagenszintillatoren, eine Photodiode 82, eine Anode 81 und einen ebenen Träger 83. Weil die Reflexionsschicht 85, die Photodiode 82, die Anode 81 und der ebene Träger 83 die selben sind wie die Reflexionsschicht 48, die Photodiode 42, die Anode 51 und der ebene Träger 43 gemäß 4, wird entsprechend deren Beschreibung hier nicht wiederholt.

Die erste bis vierte Schicht 86 bis 89 der Multilagenszintillatoren bilden einen Multilagenfestkörperdetektor und jeder der Szintillatoren weist eine rechteckige Parallelepipedform auf. Die ersten vier Lagen 86 bis 89 sind vier zweidimensional angeordnete Lagen, die in Röntgenstrahleinfallsrichtung gestapelt sind und deren Relativpositionen zueinander in Y-Achsenrichtung und/oder Z-Achsenrichtung variieren. Die 9A bis 9D veranschaulichen die Positionen der vier Multilagenszintillatoren aus X-Achsenrichtung, die der Röntgenstrahleinfallsrichtung entspricht. Die erste bis vierte Lage 86 bis 89 der 9A bis 9D sind in einem gemeinsamen Bild dargestellt und die Relativpositionen in Vertikal- und Horizontalrichtung sind veranschaulicht.

9A veranschaulicht die erste Lage 86 aus X-Achsenrichtung, die die Röntgenstrahleinfallsrichtung ist.

Die erste Lage 86 enthält Szintillatoren 90, die jeweils eine rechtwinklige Parallelepipedform aufweisen, in zweidimensionaler Anordnung und mit Abständen 94 zwischen den Szintillatoren. Die 9B veranschaulicht die zweite Lage 87 aus X-Achsenrichtung als Röntgenstrahleinfallsrichtung. Die zweite Lage 87 enthält Szintillatoren 91, die jeweils eine rechtwinklige Parallelepipedform aufweisen, und zweidimensional angeordnet sind sowie Abständen 95 zwischen den Szintillatoren. Der Szintillator 91 hat die gleiche Größe wie der Szintillator 90, der Abstand 95 hat die gleiche Breite wie der Abstand 94 und die Szintillatoren 91 und die Spalten 95 werden lediglich um das Maß der Breite des Abstands 94 in Kanalrichtung verlagert.

9C veranschaulicht die dritte Schicht 88 aus X-Achsenrichtung als Röntgenstrahleinfallsrichtung. Die dritte Lage 88 enthält Szintillatoren 92, die jeweils eine Parallelepipedform aufweisen, zweidimensional angeordnet sind sowie Abstände 96 zwischen den Szintillatoren festlegen. Der Szintillator 92 hat die gleiche Größe wie der Szintillator 90, der Abstand 96 hat die selbe Breite wie der Abstand 94 und die Szintillatoren 92 und die Abstände 96 sind lediglich um das Maß der Breite des Abstands 94 in Kanalrichtung und Schnittrichtung verlagert. 9D veranschaulicht die vierte Lage 89 aus X-Achsenrichtung als Röntgenstrahleinfallsrichtung. Die vierte Lage 89 enthält Szintillatoren 93, die jeweils eine rechtwinklige Parallelepipedform aufweisen, zweidimensional angeordnet sind und zwischen den Szintillatoren Abstände 97 definieren. Der Szintillator 93 hat die selbe Größe wie der Szintillator 90, der Abstand 97 hat die selbe Breite wie der Abstand 94 und die Szintillatoren 93 und die Abstände 94 sind lediglich um das Maß der Breite des Abstands 94 in Schnittrichtung versetzt.

8B ist eine Skizze, die den Ebenenabschnitt 98 veranschaulicht, in dem die ersten vier Lagen 86 bis 89 des in 9A bis 9D veranschaulichten Multilagenszintillators gestapelt sind, gesehen aus der Röntgenstrahleinfallsrichtung. Die Reflexionsschicht 85 bedeckt die Szintillatoren 90 bis 93 und ist nicht dargestellt, um die Positionen der ersten bis vierten Lagen 86 bis 89 aus Röntgenstrahleinfallsrichtung gesehen zu zeigen.

Aus Sicht der Röntgenstrahleinfallsrichtung sind die Abstände 97 zwischen den Szintillatoren 93 (vierte Lage 89), die in der obersten Schicht in Röntgenstrahleinfallsrichtung angeordnet sind, durch die Szintillatoren 92 (dritte Lage 88), die Szintillatoren 91 (zweite Lage 87) und die Szintillatoren 90 (erste Lage 86) verdeckt, die in den unteren Lagen positioniert sind. Aus Röntgenstrahleinfallsrichtung gesehen sind lediglich in peripheren Teilen des zweidimensionalen Arrays röntgenstrahlungsunempfindliche Bereiche vorhanden, in denen keine Szintillatoren vorhanden sind und die Photodiode 82 direkt sichtbar ist.

Die durch die ersten bis vierten Lagen 86 bis 89 ausgeführten Funktionen des Multilagenszintillators werden nachfolgend mit Bezug auf die 10 beim Auftreffen eines Röntgenstrahls beschrieben. 10 ist ein Schnitt in Kanalrichtung, wie 9A, und veranschaulicht als Beispiel den Fall wenn ein Röntgenstrahl den Spaltbereich 97 zwischen den Szintillatoren 93 erreicht. Der in den Spaltbereich 97 zwischen den Szintillatoren 93 eindringende Röntgenstrahl trifft auf wenigstens einen der Szintillatoren 92 und 91. Durch Wechselwirkung mit einem der Szintillatoren 92 und 91 wird Fluoreszenzlicht erzeugt. Das Fluoreszenzlicht wird durch die Reflektorschicht 85 mehrfach reflektiert, die die Szintillatoren 90, 91, 92 und 93 umgibt und schlussendlich von der Anode 81 absorbiert und in ein elektrisches Signal verwandelt. Obwohl ein Abschnitt vorhanden ist, der teilweise in Kontakt mit dem benachbarten Kanal steht, wird, weil dieser Kontaktabschnitt linear ist, davon ausgegangen, dass die in diesem Anbschnitt auftretende Lichtleckage zu dem benachbarten Kanal gering ist.

Der Fall, wenn ein Röntgenstrahl den Spaltbereich 96 zwischen den Szintillatoren 92 erreicht, der Fall, wenn ein Röntgenstrahl den Spaltbereich 95 zwischen den Szintillatoren 91 erreicht und der Fall, wenn ein Röntgenstrahl den Spaltbereich 94 zwischen den Szintillatoren 90 erreicht, ist zu dem obigen Fall ziemlich ähnlich. Deshalb gibt es röntgenstrahlungsunempfindliche Bereiche nur in den Peripherien der ersten bis vierten Schichten 86 bis 89 der zweidimensional angeordneten Multilagenszintillatoren, wenn der Ebenenabschnitt 98 aus Röntgenstrahleinfallsrichtung betrachtet wird.

Die Dicke der ersten bis vierten Schichten 86 bis 89 der Multilagenszintillatoren in Röntgenstrahleinfallsrichtung ist auf ein Optimum in Betrachtung der Röntgenstrahlungserfassungseffizienz des Gewichts des Preises und ähnlichem festgelegt. Speziell ist die Effizienz der Erfassung von Röntgenstrahlen, die die Spalte 94 bis 97 erreichen, wegen der geringen Dicke der Schicht gering. Folglich kann durch Erhöhung der Detektionseffizienz durch Erhöhung der Dicke in Röntgenstrahleinfallsrichtung sowohl der ersten bis zur vierten Schicht 86 bis 89 des Multilagenszintillators die Effizienz der Röntgenstrahlungsausnutzung weiter gesteigert werden.

Wie oben für die dritte Ausführungsform beschrieben, haben die erste bis vierte Lage 86 bis 89 des Multilagenszintillators jeweils eine rechtwinklige Parallelepipedform und sie sind in überlapptem Zustand, wobei die Relativpositionen der Lagen lediglich um die Breiten der Spalte 94 bis 97 in Kanalrichtung und/oder in Schnittrichtungen versetzt sind, so dass die röntgenstrahlungsunempfindlichen Bereiche in dem Ebenenabschnitt 98 aus Sicht der Röntgenstrahlungseinfallsrichtung beseitigt werden. Somit kann verhindert werden, dass ein Röntgenstrahl durch den Abstand zwischen Szintillatoren unerfasst passiert und es kann die Effizienz der Röntgenstrahlausnutzung verbessert werden.

Die Erfindung betrifft die Realisierung eines Röntgenstrahldetektors 24 und einer Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung mit verbesserter Effizienz der Röntgenstrahlungsausnutzung, wenn bei Festkörperdetektoren, die zweidimensional angeordnet sind, Abstände 50 zwischen den Festkörperdetektoren 41 vorhanden sind. Der Szintillator hat eine Parallelepipedform, bei der die Oberseite und die Unterseite gegeneinander in Kanalrichtung lediglich um ein Maß d1 versetzt sind, das die Breite des Abstands l1 übersteigt, wodurch die röntgenunempfindlichen Bereiche aus Sicht der Röntgenstrahleinfallsrichtung beseitigt werden. Deshalb verbessert sich die Effizienz der Röntgenstrahlausnutzung und außerdem ergibt sich eine Verbesserung der Röntgenempfindlichkeit und der Bildqualität eines aufzunehmenden Schicht- oder Schnittbilds.

TEILELISTE Fig. 1

  • 6 Bedienkonsole
  • 60 Datenprozessor
  • 62 Steuerinterface
  • 64 Datensammelpuffer
  • 66 Speicher
  • 68 Display
  • 70 Betätigungseinrichtung
  • 10 Scangantry
  • 34 Drehender Teil
  • 20 Röntgenröhre
  • 22 Kollimator
  • 24 Röntgenstrahldetektor
  • 26 Datensammler
  • 28 Röntgencontroller
  • 29 Bohrung
  • 30 Kollimatorcontroller
  • 36 Drehcontroller
  • 4 Bildaufnahmetisch

Fig. 2

  • Bestrahlungsrichtung
  • Schnittrichtung
  • Kanalrichtung
  • 29 Bohrung
  • 24 Röntgendetektor
  • 26 Datensammler
  • 28 Röntgencontroller
  • 41 Szintillator
  • 42 Photodiode
  • 43 ebener Träger
  • 44 Flexible gedruckte Platine
  • 45 Gedruckte Platine
  • 46 Elektrisches Kabel
  • 47 Ebenenabschnitt
  • Zum Datensammelpuffer 64

Fig. 3

  • Oberseite a
  • Unterseite c
  • Kanalrichtung
  • Schnittrichtung
  • 41 Szintillator
  • 42 Photodiode
  • 50 Abstand
  • 47 Ebenenabschnitt

Fig. 4

  • Röntgenstrahl
  • Oberseite a
  • Unterseite c
  • 48 Reflektorschicht
  • 41 Szintillator
  • 50 Abstand
  • 43 ebene Platine
  • 51 Anode
  • 42 Photodiode
  • 47 Ebenenabschnitt
  • Kanalrichtung

Fig. 5

  • Röntgenstrahl
  • 41 Szintillator
  • 50 Abstand
  • 51 Anode
  • 47 Ebenenabschnitt
  • Kanalrichtung
  • Röntgenstrahl
  • 40 Szintillator
  • 49 Abstand
  • 47 Ebenenabschnitt
  • röntgenunempfindlicher Bereich

Fig. 6

  • 70 Szintillator
  • 72 Photodiode
  • 73 Ebenenabschnitt
  • 77 Ebenenabschnitt
  • Röntgenstrahl
  • 74 Abstand
  • 75 Reflektorschicht
  • 77 Ebenenabschnitt
  • Kanalrichtung

Fig. 7

  • Röntgenstrahl
  • 70 Szintillator
  • 71 Anode
  • 72 Photodiode
  • 73 Ebenenabschnitt
  • 74 Abstand
  • 77 Ebenenabschnitt

Fig. 8

  • 92, 93, 91, 90 Szintillator
  • Röntgenstrahl
  • 98 Ebenenabschnitt
  • 85 Reflektorschicht
  • 89 Vierte Schicht
  • 88 Dritte Schicht
  • 87 Zweite Schicht
  • 86 Erste Schicht
  • 82 Photodiode
  • 83 ebene Platine
  • 81 Anode
  • 90 Szintillator (86 erste Schicht)
  • 91 Szintillator (87 zweite Schicht)
  • 93 Szintillator (89 vierte Schicht)
  • 92 Szintillator (88 dritte Schicht)
  • 98 Ebenenabschnitt
  • 82 Photodiode

Fig. 9

  • 90 Szintillator
  • 91 Szintillator
  • 92 Szintillator
  • 93 Szintillator
  • 94, 95, 96, 97 Spalte
  • 86 Erste Schicht
  • 87 Zweite Schicht
  • 88 Dritte Schicht
  • 89 Vierte Schicht
  • Schnittrichtung

Fig. 10

  • 90 Szintillator
  • 91 Szin tillator
  • 92 Szintillator
  • 93 Szintillator
  • Röntgenstrahl
  • 85 Reflektorschicht
  • 81 Anode
  • 82 Photodiode
  • 83 ebene Platine
  • Kanalrichtung


Anspruch[de]
Röntgenstrahlungsdetektor (24), bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren (41) jeweils eine Parallelepipedform aufweisen und in einem zweidimensionalen Array mit Lücken (50) zwischeneinander auf einem ebenen Träger (42) angeordnet sind, der in Röntgenstrahleinfallsrichtung schaut, wobei die Relativpositionen von zwei zueinander parallelen Seiten jedes der Parallelepipede in Röntgenstrahleinfallsrichtung eine Positionsabweichung d1 in der Ebenenrichtung der Flächen eine Positionsabweichung d1 aufweist. Röntgenstrahlungsdetektor (24) nach Anspruch 1, wobei die Positionsabweichung in wenigstens einer der Kanalrichtung und der Schnittrichtung des zweidimensionalen Arrays vorhanden ist. Röntgenstrahlungsdetektor (24) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Positionsabweichung d1 eine Größe aufweist, die die des Abstands (l1) in Ebenenrichtung übersteigt. Röntgenstrahlungsdetektor (24) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Festkörperdetektor (41) ein Szintillator (41) ist. Röntgenstrahlungsdetektor nach Anspruch 4, wobei der ebene Träger (42) eine Photodiode (42) zur Erfassung von Fluoreszenzlicht aufweist, das von dem Szintillator (41) erzeugt worden ist. Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung mit einem Röntgenstrahlungsdetektor (24), bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren (41) jeweils eine Parallelepipedform aufweisen und in einem zweidimensionalen Array mit Abständen (50) zwischen einander auf einem ebenen Träger (42) angeordnet sind, der in Röntgenstrahleinfallsrichtung schaut, wobei eine Relativposition der beiden parallelen Flächen jedes des Parallelepipeds in Röntgenstrahleinfallsrichtung eine Positionsabweichung d1 in der Ebene der Flächen aufweist. Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung aufweisend:

eine Röntgenröhre (20), die einen Röntgenstrahl erzeugt und

einen Röntgenstrahlungsdetektor (24), bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren (41) jeweils eine rechteckige Parallelepipedform aufweist, die in einem zweidimensionalen Array mit Abständen (50) zwischen einander auf einem ebenen Träger (42) angeordnet sind, der in Röntgenstrahleinfallsrichtung schaut,

wobei die ebene Platte (42) in Bezug auf eine Richtung orthogonal zu der Einfallsrichtung geneigt ist.
Röntgenstrahlungsdetektor (24) bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren jeweils eine rechteckige Parallelepipedform aufweist, die in einem zweidimensionalen Array mit Abständen zwischen einander auf einem ebenen Träger (83) angeordnet sind, der in Röntgenstrahleinfallsrichtung schaut, wobei der Röntgenstrahldetektor (24) einen Multilagenfestkörperdetektor (90, 91, 92, 93) aufweist, bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren (90, 91, 92, 93) in dem zweidimensionalen Array in Einfallsrichtung gestapelt sind, wobei die Relativpositionen der gestapelten Festkörperdetektoren in einer Richtung variiert, die orthogonal zu der Stapelrichtung ist. Röntgenstrahlungs-CT-Einrichtung mit einem Röntgenstrahlungsdetektor (24), bei dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren (90, 91, 92, 93), die jeweils eine rechtwinklige Parallelepipedform haben, in einem zweidimensionalen Array mit Abständen zwischen einander auf einem ebenen Träger (82) angeordnet sind, der in Röntgenstrahleinfallsrichtung weist, wobei der Röntgenstrahldetektor einen Multilagenfestkörperdetektor (90, 91, 92, 93) aufweist, in dem eine Anzahl von Festkörperdetektoren (90, 91, 92, 93) in dem zweidimensionalen Array in Einfallsrichtung übereinander gestapelt sind, wobei die Relativpositionen der gestapelten Festkörperdetektoren in einer Richtung orthogonal zur Stapelrichtung variiert.






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