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CT-Detektor mit Phi-modulierter Spektralempfindlichkeit

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017560D
Original Publication Date: 2001-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 5 page(s) / 398K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Björn Heismann: AUTHOR [+2]

Abstract

In der Computertomographie (CT) wird die Struktur eines Objektes über Röntgenabsorption vermessen. Abb.1 zeigt den Grundaufbau mit Röntgenfächerstrahl und Vielkanaldetektor. Primäre Messdaten des Systems sind Linienintegrale ( ) ò= r d r r T r l ( der Absorption ( ) l l , ) m , r entlang

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Gesundheit

CT-Detektor mit Phi-modulierter Spektralempfindlichkeit

Idee: Dr. Björn Heismann, Erlangen; Dr. Karl Stierstorfer, Erlangen

In der Computertomographie (CT) wird die Struktur eines Objektes über Röntgenabsorptionvermessen. Abb.1 zeigt den Grundaufbau mit Röntgenfächerstrahl und Vielkanaldetektor. PrimäreMessdaten des Systems sind Linienintegrale� � ( )

ò=� � � rd

rT� rr� ll� ,

)( der Absorption� � � ( )

l

m� ,r� entlang

hinreichend vieler Strahlwege durch das Objekt.

Die Wellenlängenabhängigkeit wird nach dem Stand der Technik nicht vermessen. Der Detektorermittelt� � ò

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wI� )

(

)( , aufintegriert mit seiner Empfindlichkeit )

( lw� . Die spektrale

I

Information geht dabei für die Auswertung verloren.

Genau diese spektrale Information ist jedoch in hohem Maße materialspezifisch. Die mittlereOrdnungszahl Z des Materials geht im CT-Bereich von 30 bis 150keV mit Z 5� in denAbsorptionskoeffizienten ein. Abb.2 zeigt dies für typische Körperbestandteile in dermedizinischen CT. Für die anorganische CT in z.B. Materialinspektion oder Flugsicherung ist dieBandbreite der mittleren Ordnungszahl Z im Allgemeinen noch größer. Die verwendeten Energienlaufen von 0 bis 1MeV, wodurch zusätzliche Information für die Materialunterscheidung verfügbarwird. Somit besteht ein Anreiz zur spektralen Analyse der Röntgenabsorptionsdaten:

Bisher liefert die CT im Wesentlichen die Dichteverteilung des zu untersuchenden Objektes.Dichteähnliche Materialien sind ohne zusätzliche Messungen oder Annahmen nicht unterscheidbar.Die räumliche Bestimmung der mittleren Ordnungszahl )

( rZ� � (bzw. die

Materialzusammensetzung) erscheint lohnenswert.

In der CT wurden bereits Zweistrahlverfahren realisiert. Diese bestehen aus zwei UV-Aufnahmenmit unterschiedlicher Röntgenenergie. Beide Aufnahmen müssen räumlich exakt aufeinanderabgestimmt werden. Zudem ist rund die doppelte Dosis notwendig, was die medizinischeAnwendung grundsätzlich problematisch macht.

Schnelle Umschaltungen der Energie der Röntgenröhre während einer Aufnahme wurdenebenfalls realisiert. Die Anforderungen an die Röhre bzgl. Umschaltgeschwindigkeit und Stabilitätdes spektralen Outputs scheinen eine breite Verwendung verhindert zu haben.

Detektorseitig wurde ebenfalls über spektrale Messungen nachgedacht. Schichtaufbauten oderBeugungselemente sollten Informationen über die Energieverteilungen der Strahlung liefern. ZurAnwendung sind diese in der CT bisher nicht gelangt.

Siemens Technik Report

Jahrgang 4� Nr. 11� April 2001

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Ziel ist es, die spektr...