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Die
Erfindung betrifft einen Detektor, aufweisend ein Detektorgehäuse und
mehrere Detektormodule. Die Erfindung betrifft außerdem ein
Computertomographiegerät
mit einem solchen Detektor.
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Aus
der
DE 101 38 913
A1 ist ein Detektor für ein
Computertomographiegerät
mit einer Mehrzahl an einem Detektorgehäuse gehalterten Detektormodulen
bekannt. Jedes Detektormodul umfasst ein aus Detektorelementen gebildetes
Detektorelementarray welches auf einem Bauelementträger befestigt
ist. Die Detektormodule sind in Drehrichtung um eine Systemachse
des Computertomographiegerätes
nebeneinander angeordnet. Schon ein geringfügiger geometrischer Versatz
der Detektormodule in Bezug auf die Systemachse verursacht Störungen in
dem vom Detektor erfassten Röntgenbild.
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Bei
bekannten Detektoren für
Computertomographiegeräte
sind deshalb an dem Detektorgehäuse
Passstifte einerseits und an dem jeweiligen Bauelementträger der
Detektormodule dazu entsprechende Passbohrungen andererseits vorgesehen,
so dass bei hergestellter Verbindung zwischen dem Detektorgehäuse und
den Detektormodulen die Detektormodule untereinander in Richtung
der Systemachse ausgerichtet sind. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit,
anstelle der Passstifte und Passbohrungen, sogenannte Nut-Feder-Verbindungen,
einzusetzen, welche jeweils eine Verbindung zwischen dem Detektorgehäuse und
dem jeweiligen Detektormodul über
dessen Kollimator herstellen.
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Die
Detektormodule können
trotz dieser Maßnahmen
einen geometrischen Versatz aufweisen, beispielsweise durch ein
Spiel des Passstiftes bezüglich
der Bohrung bzw. durch einen Leer raum zwischen der Nut und dem die
Nut aufnehmenden Gegenstück,
so dass Störungen
in dem von dem Detektor erfassten Röntgenbild auftreten können.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen mehrere Detektormodule
umfassenden Detektor derart auszubilden, dass die Detektormodule
in einfacher Weise zueinander ausrichtbar sind.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Detektor gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1 und durch ein Computertomographiegerät mit einem solchen Detektor
gemäß den Merkmalen
des unabhängigen
Anspruchs 8 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Detektors sind jeweils Gegenstand
der Unteransprüche
2 bis 7.
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Nach
der Erfindung umfasst der Detektor ein Detektorgehäuse und
mehrere Detektormodule, wobei zur Ausrichtung der Detektormodule
relativ zueinander das Detektorgehäuse ein gehäuseseitiges Anschlagmittel
und das jeweilige Detektormodul ein modulseitiges Anschlagmittel
aufweisen, wobei im ausgerichteten Zustand das gehäuseseitige
Anschlagmittel und das modulseitige Anschlagmittel aneinander anliegen.
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Der
erfindungsgemäße Detektor
ermöglicht eine
präzise
und dennoch einfach auszuführende Ausrichtung
der Detektormodule zueinander, dadurch, dass alle Detektormodule
durch Anlegen des modulseitigen Anschlagmittels an das gehäuseseitige
Anschlagmittel eine definierte, einheitliche Lage zueinander aufweisen.
Durch das direkte Anlegen der Detektormodule an ein dem Detektorgehäuse zugeordneten
Anschlagmittel werden mögliche
Toleranzen bezüglich
der Anordnung zwischen den Komponenten vermieden.
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Die
Erfindung geht weiterhin von der Erkenntnis aus, dass eine präzise Ausrichtung
zwischen einem Kollimator und einem Detektorelementarray zusätzlich mittels
einem kollimatorsei tigen Anschlagmittel und einem detektorelementseitigen
Anschlagmittel möglich
ist, wobei im ausgerichteten Zustand die beiden Anschlagmittel aneinander
anliegen. Vorzugsweise weist das jeweilige Detektorelementarray
einen Szintillator auf, welchem das detektorelementseitige Anschlagmittel
zugeordnet ist, so dass eine präzise
Ausrichtung unmittelbar zwischen dem Kollimator und dem Szintillator
bzw. dem diesem unmittelbar zugeordneten Detektorelementarray herstellbar
ist. Vorzugsweise ist dem Kollimator darüber hinaus das modulseitige
Anschlagmittel zugeordnet.
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Auf
diese Weise ist gewährleistet,
dass mittelbar durch den Kollimator alle Detektorelementarray bezüglich des
Detektorgehäuses
auf einfache Weise ausgerichtet werden können. Durch das Anlegen des
Szintillators and den Kollimator einerseits und das Anlegen des
Kollimators an das Detektorgehäuse
andererseits, wird ein Versatz der Detektorelementarrays vermieden.
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Die
Anschlagmittel lassen sich unter geringem Aufwand herstellen. Das
gemeinsame gehäuseseitige
Anschlagmittel kann beispielsweise durch einen einzigen Fräsvorgang
gefertigt werden. Das kollimatorseitige Anschlagmittel und das modulseitige Anschlagmittel
können
auf einfache Weise gemeinsam durch einen Spritzguss in Zusammenhang
mit dem Kollimator hergestellt werden. Es werden somit keine aufwendigen
und kostenintensiven Herstellungsprozesse, wie es z.B. bei Verwendung
von Passstiften und Passbohrungen bzw. von Nut-Feder-Verbindungen der
Fall ist, benötigt.
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Vorteilhaft
weist zumindest eines der Anschlagmittel eine Anschlagkante auf.
Ein derartiges als Anschlagkante ausgeführtes Anschlagmittel lässt sich
in besonders einfacher Form bei einem Design des Detektors berücksichtigen.
Ein ebenfalls unter geringem Aufwand herzustellendes Anschlagmittel ist
ein Anschlagmittel in Form einer Anschlagfläche.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es
vorgesehen, ein Computertomographiegerät mit dem erfindungsgemäßen Detektor auszugestalten.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen sind
in den folgenden schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 ein
Computertomographiegerät
in teils blockschaltartiger und teils perspektivischer Ansicht,
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2 in
geschnittener Darstellung einen erfindungsgemäßen Detektor, mit einem gehäuseseitigen
Anschlagmittel und einem modulseitigen Anschlagmittel in Anschlagposition,
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3 das
Detektormodul aus 2 mit einem kollimatorseitigen
Anschlagmittel und einem detektorelementseitigen Anschlagmittel
in Anschlagposition, und
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4 den
Detektor aus 2 in einer Draufsicht.
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In 1 ist
ein Computertomographiegerät in
teils perspektivischer, teils blockschaltbildartiger Darstellung
gezeigt. Das Computertomographiegerät umfasst im Wesentlichen ein
Aufnahmesystem 11, 12 mit einem Röntgenstrahler 11 und
einem CT-Detektor 12,
welcher in einem Detektorelementarray zu Spalten und zu Zeilen angeordnete
CT-Detektorelemente 13 aufweist, Rechenmittel 15 zur
Rekonstruktion von Schicht- bzw. Volumenbildern eine Anzeigeeinheit 16 zur
Anzeige der Schicht- bzw. Volumenbilder.
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Der
Röntgenstrahler 11 und
der CT-Detektor 12 sind an einem nicht dargestellten Detektorgehäuse einander
derart gegenüberliegend
angebracht, dass im Betrieb des Computertomographiegerätes ein
von einem Fokus F des Röntgenstrahlers 11 ausgehendes
und durch Randstrahlen 17 begrenztes Röntgenstrahlenbündel auf
den CT-Detektor 12 auftrifft.
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Das
Detektorgehäuse,
welches gleichzeitig auch als Drehrahmen ausgestaltet sein kann,
ist mittels einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung um eine
Systemachse Z in rotierbar. Die Systemachse Z verläuft dabei
parallel zur z-Achse eines in 1 dargestellten
räumlichen
rechtwinkligen Koordinatensystems. Für ein Aufnahmebereich eines
auf einem Patiententisch 14 gelagerten, nicht dargestellten
Patienten können
auf diese Weise zur Rekonstruktion von mehreren Schichtbildern Röntgenaufnahmen aus
unterschiedlichen Projektionsrichtungen bzw. Drehwinkelpositionen
angefertigt werden. Der Aufnahmebereich wird dabei durch einen kontinuierlichen
Vorschub der Patientenliege 14 in Richtung der z-Achse
und bei Rotation des Aufnahmesystems 11, 12 um
den zu untersuchenden Aufnahmebereich in Form eines Spiralscans 18 abgetastet.
Für ein
derartiges Computertomographiegerät ist beispielsweise ein erfindungsgemäßer Detektor 1 gemäß den 2 bis 4 einsetzbar.
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2 zeigt
in geschnittener Darstellung einen erfindungsgemäßen Detektor für ein Computertomographiegerät gemäß 1 mit
einem Detektorgehäuse 6 und
mehreren Detektormodulen 2, von denen eines in der Ansicht
zu sehen ist. Das jeweilige Detektormodul 2 umfasst einen
Kollimator 5, ein Detektorelementarray 3, welches
aus einem Szintillator 3.1 und einem Photodiodenarray 3.2 gebildet
ist, und einen Bauelementträger 4,
auf dem der Kollimator 5 und das Detektorelementarray 3 angeordnet
sind. Das Detektorgehäuse 6 weist
ein gehäuseseitiges Anschlagmittel 10 und
das jeweilige Detektormodul 2 ein modulseitiges Anschlagmittel 9 in
Form einer Anschlagfläche
auf, wobei das modulseitige Anschlagmittel 9 dem Kollimator 5 zugeordnet
ist. Das Detektormodul 2 und das Detektorgehäuse 6 sind
in einem zueinander ausgerichteten Zustand gezeigt, bei dem beide
Anschlagmittel 9, 10 unmittelbar einander anliegen.
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Zur
Ausrichtung ist es möglich,
eine gehäuseseitig
vorgesehene erste Schraubverbindung 4.1, 4.2 zu
lösen,
so dass durch ein bei der ersten Schraubverbindung 4.1, 4.2 vorhandenes
Spiel einer ersten Schraube 4.2 relativ zu einer ersten
Bohrung 4.1 auf dem Bauelementträger 4 das Detektormodul 2 derart
in eine eingezeichnete Anschlagrichtung V verschoben werden kann,
dass die beiden Anschlagmittel 9, 10 unmittelbar
aneinander anliegen. Die Anschlagrichtung V verläuft dabei parallel zu einer
vorhandenen Systemachse Z des Computertomographiegerätes. In
diesem ausgerichteten Zustand zwischen Detektormodul 2 und
Detektorgehäuse 6 ist die
Lage dieser beiden Komponenten anschließend durch Anziehen der ersten
Schraube 4.2 sicherbar.
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Der
Detektor weist darüber
hinaus auch ein kollimatorseitiges Anschlagmittel 8 und
ein detektorelementseitiges Anschlagmittel 7 in Form einer
Anschlagkante auf, so dass eine einheitliche Ausrichtung des Detektorelementarrays 3 bezüglich des
jeweiligen Kollimators 5 möglich ist. In dem gezeigten Beispiel
ist das detektorelementseitige Anschlagmittel 7 dem Szintillator 3.1 zugeordnet.
Zur Ausrichtung dieser beiden Komponenten des Detektors ist es möglich, eine
kollimatorseitige zweite Schraubverbindung 4.3, 4.4 zu
lösen,
so dass, wie auch schon bei der Ausrichtung des Kollimators 5 bezüglich des
Detektorgehäuses 6 erläutert, durch
ein bei der zweiten Schraubverbindung 4.3, 4.4 vorhandenes
Spiel einer zweiten Schraube 4.4 relativ zu einer zweiten
Bohrung 4.3 auf dem Bauelementträger 4, der Bauelementträger 4 derart
in eine eingezeichnet Anschlagrichtung V verschoben werden kann,
dass die beiden Anschlagmittel 7, 8 unmittelbar
aneinander anliegen.
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Aufgrund
der vorgesehenen jeweiligen Anschlagmittel zwischen dem Detektorgehäuse 6 und dem
Kollimator 5 einerseits und der Anschlagmittel zwischen
dem Kollimator 5 und dem Detektorelementarray 3 andererseits,
sind die Detektorelementarrays 3 von verschiedenen Detektormodulen 2 in Richtung
der Systemachse Z präzise
ausrichtbar.
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Die
Ausrichtung der einzelnen Komponenten erfolgt bei dem gezeigten
Detektor typischerweise in zwei aufeinander folgenden Arbeitsschritten:
In
dem ersten Arbeitsschritt wird, so wie in 3 gezeigt,
der Kollimator 5 bezogen auf das Detektorelementarray 3 ausgerichtet.
Zu diesem Zweck wird die zweite Schraubverbindung 4.3, 4.4 gelöst, so dass bei
vorhandenem Spiel zwischen der zweiten Bohrung 4.4 und
der zweiten Schraube 4.3 der Bauelementträger 4 in
eingezeichneter Anschlagrichtung V bis zum Anschlag der detektorelementseitigen
Anschlagkante 7 an die kollimatorseitige Anschlagkante 8 verschoben
wird. In dem ausgerichteten Zustand zwischen dem Kollimator 5 und
dem Detektorelementarray 6 wird die zweite Schraubverbindung 4.3, 4.4 wieder
gesichert.
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In
dem zweiten Arbeitsschritt wird dann das Detektormodul 2 bezüglich des
Detektorgehäuses 6 ausgerichtet.
Zu diesem Zweck wird die erste Schraubverbindung 4.1, 4.2 gelöst, so dass
bei vorhandenem Spiel zwischen der ersten Bohrung 4.2 und
der ersten Schraube 4.1 das Detektormodul 2 in eingezeichneter
Anschlagrichtung V bis zum Anschlag der modulseitigen Anschlagkante 9 an
die gehäuseseitige
Anschlagkante 10 verschoben wird. In dem ausgerichteten
Zustand zwischen Detektorgehäuse 6 und
Detektormodul 2 wird die erste Schraubverbindung 4.1, 4.2 anschließend wieder
gesichert.
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Die
in dem Beispiel gezeigten Anschlagmittel 7, 8, 9 des
Detektormoduls müssen
nicht notwendigerweise dem Kollimator 5 oder dem Szintillator 3.1 zugeordnet
sein. Es können
beispielsweise zu diesem Zweck eigens dafür vorgesehene Bauelemente auf
dem jeweiligen Detektormodul 2 vorgesehen sein, die ausschließlich als
Anschlagmittel und zur Ausrichtung der Module dienen. Die Erfindung
beschränkt
sich außerdem
nicht auf De tektoren, die auf Basis von Szintillatoren arbeiten.
Es können
ebenso Halbleiterdetektoren zum Einsatz kommen, welche eine direkte
Umwandlung der auf ein Detektorelement einwirkenden Röntgenstrahlung
ermöglichen.
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4 zeigt
den erfindungsgemäßen Detektor
in einer Draufsicht. Die Detektormodule 2 sind in Richtung
einer Drehung des Detektors 1 um die Systemachse Z des
Computertomographiegerätes
derart nebeneinander angeordnet, dass aus Detektorelementen benachbarter
Detektormodule 2 in Drehrichtung Detektorzeilen gebildet
werden. Zur einfachen Darstellung ist nur ein Detektormodul 2 mit
Bezugszeichen versehen. Die Zeilen weisen durch die Ausrichtung
des Detektorelementarrays 3 bezogen auf den Kollimator 5 und
bezogen auf das Detektorgehäuse 6 auf
Basis der Anschlagmittel 9, 10 keinen Versatz
auf, so dass eine verbesserte Qualität der von dem Detektor erfassten
Bilder erzielbar ist.