DE102005055176A1

DE102005055176A1 - Flachbilddetektor

Info

Publication number: DE102005055176A1
Application number: DE102005055176A
Authority: DE
Inventors: Mathias HÖRNIG
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2005-11-18
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2007-05-31
Also published as: US20070127625A1

Abstract

Um einen Flachbilddetektor (1) bei möglichst umfassendem mechanischem Schutz möglichst leicht auszubilden, ist der Flachbilddetektor (1) mit einem ein Strahleneintrittsfenster (9) für den Eintritt einer Röntgenstrahlung (12) aufweisenden Gehäuse (2) vorgesehen, wobei das Strahleneintrittsfenster (9) durch eine Folie (6) oder ein folienartiges Material, welches im Wesentlichen röntgenstrahlendurchlässig ist, verblendet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flachbilddetektor.
Seit einigen Jahren finden Flachbilddetektoren für die digitale Röntgenbildgebung Anwendung. Ein solcher Flachbilddetektor basiert auf einer aktiven Auslesematrix, z.B. aus amorphem Silizium (a-Si), der eine Röntgenkonverterschicht oder Szintillatorschicht, z.B. aus Cäsiumjodid (CsI), vorgeschichtet ist. Die auftreffende Röntgenstrahlung wird zunächst in der Szintillatorschicht in sichtbares Licht gewandelt. Die aktive Matrix ist in eine Vielzahl von Pixel-Ausleseeinheiten mit Photodioden unterteilt, die dieses Licht wiederum in elektrische Ladung umgewandelt und ortsaufgelöst speichern.

Bei einem so genannten direktkonvertierenden Flachbilddetektor wird ebenfalls eine aktive Auslesematrix verwendet. Dieser ist jedoch eine Konverterschicht, z.B. aus Selen, vorgeordnet, in welcher die auftreffende Röntgenstrahlung direkt in elektrische Ladung umgewandelt wird. Diese Ladung wird dann wiederum in einer Pixel-Ausleseeinheit der Auslesematrix gespeichert. Zum technischen Hintergrund eines Flachbilddetektors wird auch auf M. Spahn et al., "Flachbilddetektoren in der Röntgendiagnostik", Der Radiologe 43 (2003), Seiten 340 bis 350, verwiesen.

Flachbilddetektoren weisen ein Gehäuse auf, in welches die aktive Matrix, der Szintillator oder Direktkonverter und sämtliche elektronischen Bauteile eingebettet sind. Das Gehäuse besitzt ein Strahleneintrittsfenster für den Eintritt der Röntgenstrahlung, wobei das Strahleneintrittsfenster im Allgemeinen zum Schutz vor Partikeln und Flüssigkeiten durch eine Karbonplatte verschlossen ist. Anstelle der Karbonplatte am Flachbilddetektor ist es auch bekannt einen Streustrahlenraster, welcher in einem Karbongehäuse angeordnet ist, als Schutzabdeckung zu verwenden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Flachbilddetektor zu schaffen, der bei geringem Gewicht möglichst umfassend mechanisch geschützt ist und zusätzlich eine möglichst hohe DQE (Detective Quantum Efficiency) aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Flachbilddetektor gemäß dem Patentanspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Flachbilddetektor weist durch die Verblendung des Strahleneintrittsfensters mit einer Folie oder einem folienartigen Material einen mechanischen Schutz gegen das Eindringen von Partikeln und Flüssigkeiten auf; gleichzeitig besitzen Folien oder folienartige Materialien im Gegensatz zu Karbonplatten nur ein sehr geringes Eigengewicht, so dass das Gesamtgewicht des Flachbilddetektors nur sehr geringfügig erhöht wird. Erfindungsgemäß sind die Folien bzw. folienartigen Materialien im Wesentlichen röntgenstrahlendurchlässig, insbesondere werden weniger als 5% der auftreffenden Röntgenstrahlung absorbiert; dadurch wird eine hohe DQE (Detective Quantum Efficiency) erreicht.

Bei einem derartigen erfindungsgemäßen Flachbilddetektor, der mittels einer Folie oder eines folienartigen Materials verblendet ist, ist im Gegensatz zu einem Flachbilddetektor, der ein Streustrahlenraster als Schutz aufweist, auf einfache Weise ein Wechsel bzw. ein Entfernen des Streustrahlenrasters möglich ohne dadurch das Innere des Flachbilddetektors ungeschützt zurückzulassen.

In vorteilhafter Weise für einen besonders guten Schutz des Flachbilddetektors gegen das Eindringen von Flüssigkeiten ist die Folie oder das folienartige Material mit dem Gehäuse wasserdicht verbunden. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Folie oder das folienartige Material mit dem Gehäuse verklebt.

In vorteilhafter Weise für eine besonders gute Temperaturbeständigkeit und Reißfestigkeit der Folie bzw. des folienartigen Materials sind die Folie bzw. das folienartige Material aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan, Polyester oder Polyamid gebildet. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, eine Filmfolie zu verwenden, also eine Folie, wie sie üblicherweise als Grundmaterial für radiographische Filme verwendet wird. Eine solche Filmfolie besteht zum Beispiel aus einem mit Silber beschichteten Polyester-Kunststoff und ist 0,3 mm dick.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Folie oder das folienartige Material geschwärzt. Dadurch kann verhindert werden, dass sichtbare Strahlung zu einer Verfälschung des Röntgenbildes führt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist für einen besonders guten Schutz des Flachbilddetektors bei dessen Transport in Richtung der Röntgenstrahlung vor der Folie oder dem folienartige Material eine lösbar mit dem Gehäuse verbindbare Schutzblende angeordnet.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt; es zeigen:
1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Flachbilddetektor mit einem als Folie gebildeten Eingangsfenster;
2 ein Röntgensystem mit einem erfindungsgemäßen Flachbilddetektor angeordnet in einem Buckytisch;
3 einen Ausschnitt aus dem Flachbilddetektor gemäß 1 mit einem zusätzlichen Schutzfenster.
1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Flachbilddetektor 1 mit einem durch eine Folie 6 verblendeten Strahleneintrittsfenster 9 und einem in Einfallsrichtung einer Röntgenstrahlung 12 vorgelagertem Streustrahlenraster 11. Der Flachbilddetektor 1 weist neben einem Gehäuse 2 einen Szintillator 3, eine aktive Matrix 4, ein Elektronikboard 5, einer Energieversorgungseinheit 19 und eine Funkeinheit 10 auf.
Der Szintillator 3 sorgt für eine Umwandlung von einer Röntgenstrahlung 12 in sichtbares Licht, welches anschließend von der aktiven Matrix 4 in Ladung umgewandelt, gespeichert und zur weiteren Bildbearbeitung ausgelesen wird. Die Energieversorgungseinheit 19 dient, insbesondere bei einem mobilen Flachbilddetektor 1, zur kabellosen Energieversorgung, die Funkeinheit 10 zur kabellosen Datenübertragung zu und von einem Röntgensystem.
Die das Strahleneintrittsfenster 9 verblendende Folie 6 kann zum Beispiel auf dem Szintillator 3 oder – wie in 1 gezeigt – an dem Gehäuse 2 befestigt werden. In vorteilhafter Weise ist die Folie 6 mit dem Gehäuse 2 derart verklebt, dass keine Feuchtigkeit in das Gehäuse 2 eindringen kann.
Im Rahmen der Erfindung kann die Folie 6 bzw. die Film-Folie aus einem Kunststoff, zum Beispiel aus Polyurethan, Polyester oder Polyamid gebildet sein. Unter einer Filmfolie wird hierbei ein Material verstanden, wie es für bekannte radiographische Filme verwendet wird. Die genannten Materialien weisen eine hohe Festigkeit zum Beispiel gegenüber mechanischen Belastungen und gegenüber Temperaturbelastungen auf und erfüllen die Anforderung, Röntgenstrahlung nur in sehr geringem Maß zu absorbieren.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Folie 6 oder das folienartige Material aus einem Gewebe, insbesondere Gaze, gebildet.
Unabhängig vom verwendeten Material wird der Flachbilddetektor 1 durch die Folie 6 bzw. das folienartige Material gegen das Eindringen von Fremdkörpern (z. B. Staubpartikeln) und Flüssigkeiten geschützt.
In vorteilhafter Weise ist die Folie aus einer Doppelkammer-Folie, also einer doppelt angeordneten Folie mit zwischen den Schichten befindlichem Gas, gebildet. Eine derartige Doppelkammer-Folie ist besonders reißfest und gewährleistet einen besonders guten Schutz gegenüber mechanischen Belastungen von außen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Folie 6 oder das folienartige Material geschwärzt, um das Eindringen unerwünschter Strahlung wie zum Beispiel sichtbares Licht zu verhindern und den so genannten Low Frequency Drop möglichst gering zu halten.
In vorteilhafter Weise für einen zusätzlichen Schutz des Flachbilddetektors 1 weisen die Folie 6 oder das folienartige Material zumindest einen Drucksensor 20 auf. Es kann sich hierbei zum Beispiel um einen oder mehrere Punkt- oder Flächensensoren handeln, welche bevorzugt randseitig zur aktiven Fläche, zum Beispiel im Bereich oberhalb der Dark Reference Zone (DRZ), angeordnet sind. Der Drucksensor 20 kann in die Folie 6 oder das folienartige Material integriert sein. Außerdem kann der Drucksensor 20 mit einer Steuerung des Flachbilddetektors 1 oder eines zugehörigen Röntgenbildaufnahmesystems verbunden sein und im Falle einer erhöhten Druckbelastung ein Warnsignal ausgeben oder zu einem Kollisionsschutz beitragen.
In 2 ist ein Röntgenbildaufnahmesystem 13 gezeigt, dem der erfindungsgemäße Flachbilddetektor 1 zugeordnet ist. In Strahlungsrichtung der Röntgenstrahlung 12 vor dem Flachbilddetektor 1 ist ein Streustrahlenraster 11 angeordnet, um Streustrahlung auszufiltern und so unerwünschtes Rauschen und Artefakte auf dem Röntgenbild zu verringern. Das Röntgenbild aufnahmesystem 13 weist außerdem eine Röntgenquelle 14, eine Steuerungseinrichtung 15 und einen Buckytisch 16 auf. Sowohl Flachbilddetektor 1 als auch Streustrahlenraster 11 sind in einer Buckylade 17 des Buckytischs 16 eingeschoben und mittels Kabelverbindungen 18 mit der Steuerungseinrichtung 15 verbunden.
3 zeigt einen Ausschnitt des Flachbilddetektors 1 gemäß 1, bei dem eine für einen Transport des Flachbilddetektors 1 geeignetes Schutzblende 7 in Richtung der Röntgenstrahlung 12 vor dem als Folie 6 ausgebildeten Röntgenfenster angeordnet ist. Die Schutzblende 7 ist aus einem stoßfesten Kunststoff gebildet und lösbar mit dem Gehäuse verbunden. Hierzu ist die Schutzblende 7 nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mittels Schrauben 8 mit dem Gehäuse 2 verbindbar.
Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Um einen Flachbilddetektor 1 bei möglichst umfassendem mechanischem Schutz möglichst leicht auszubilden ist ein Flachbilddetektor 1 mit einem ein Strahleneintrittsfenster 9 für den Eintritt einer Röntgenstrahlung 12 aufweisenden Gehäuse 2 vorgesehen, wobei das Strahleneintrittsfenster 9 durch eine Folie 6 oder ein folienartiges Material, welches im Wesentlichen röntgenstrahlendurchlässig ist, verblendet ist.

Claims

Flachbilddetektor (1) mit einem ein Strahleneintrittsfenster (9) für den Eintritt einer Röntgenstrahlung aufweisenden Gehäuse (2), wobei das Strahleneintrittsfenster (9) durch eine Folie (6) oder ein folienartiges Material, welches im Wesentlichen röntgenstrahlendurchlässig ist, verblendet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material mit dem Gehäuse (2) wasserdicht verbunden ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 2, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material mit dem Gehäuse (2) verklebt ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material derart ausgebildet ist, dass weniger als 5% der auftreffenden Röntgenstrahlung (12) absorbiert wird.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material aus einem Kunststoff gebildet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1 oder 5, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material aus einer Film-Folie gebildet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1 oder 5 oder 6, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material aus Polyurethan, Polyester oder Polyamid gebildet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material aus einem Gewebe, insbesondere Gaze, gebildet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material geschwärzt ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material aus einer Doppelkammer-Folie gebildet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei in Richtung der Röntgenstrahlung (12) vor der Folie (6) oder dem folienartige Material eine lösbar mit dem Gehäuse (2) verbindbare Schutzblende (7) angeordnet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 11, wobei die Schutzblende (7) stoßfest ausgebildet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 11, wobei die Schutzblende (7) aus Kunststoff gebildet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 11, wobei die Schutzblende (7) mit dem Gehäuse (2) verschraubbar ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei die Folie (6) oder das folienartige Material zumindest einen Drucksensor (20) aufweisen.
Flachbilddetektor nach Anspruch 15, wobei der Drucksensor (20) in die Folie (6) oder das folienartige Material integriert ist.