DE1029427T1 - Verfahren und vorrichtung zur flachstrahl-radiographie und strahlungssensor - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur flachstrahl-radiographie und strahlungssensorInfo
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Claims (39)
1. Verfahren zum Erhalten verbesserter Bilder bei der Planarstrahl-Radiographie, bei dem
Röntgenstrahlen von einer Röntgenquelle emittiert werden,
die Röntgenstrahlen zu einem planaren Strahl geformt werden und durch ein abzubildendes Objekt geleitet
werden,
die durch das Objekt geleiteten Röntgenstrahlen in einem Gas-Lawinendetektor nachgewiesen werden, der
Elektrodenanordnungen enthält, zwischen denen eine Spannung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes angelegt
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Röntgenstrahlen in einer Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten nachgewiesen werden, die so orientiert
ist, daß die nachzuweisende Strahlung seitlich zwischen einer ersten und einer zweiten parallelen
Platte eintritt,
die Spannung zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrodenanordnung angelegt wird, die in der ersten
bzw. der zweiten parallelen Platte enthalten ist, um das elektrische Feld zu erzeugen, das die Elektron-Ion-Lawinen
der Elektronen der Primär- und Sekundärionisation verursacht, die durch die einfallenden
Röntgenphotonen freigesetzt werden,
- die Tiefe der Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten in Richtung der einfallenden Strahlung derart
ist, daß die Wechselwirkung eines größeren Bruchteils der einfallenden Röntgenphotonen mit den Gasatomen
für die Erzeugung der Elektron-Ion-Paare der Primärionisation
innerhalb des Detektors möglich ist,
elektrische Signale in wenigstens einer Detektorelek-
DE/EP1029427 TI
trodenanordnung nachgewiesen werden, wobei die elektrischen
Signale durch die Elektron-Ion-Lawinen in wenigstens einem von mehreren Detektorelektrodenelementen
induziert werden, die zueinander benachbart, jedes längs einer Richtung, die im wesentlichen zu
der einfallenden Strahlung parallel ist, angeordnet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das den folgenden Schritt
umfaßt:
Orientieren der Röntgenquelle und der Lawinenkammer mit parallelen Platten in bezug aufeinander, so daß
der planare Strahl, der in die Lawinenkammer mit parallelen Platten eintritt, zu den parallelen Platten
im wesentlichen parallel ist, um die Energieauflösung
und/oder den Wirkungsgrad des Signalnachweises zu verbessern.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das den folgenden Schritt umfaßt:
Unterscheiden der Röntgenphotonen, die in die Lawinenkammer mit parallelen Platten nicht im wesentlichen
parallel zu den parallelen Platten eintreten, mittels eines dünnen Spaltes oder eines Kollimatorfensters,
der bzw. das an der Lawinenkammer mit parallelen Platten befestigt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, das den folgenden Schritt umfaßt:
- Anordnen des dünnen Spaltes oder des Kollimatorfensters, derart, daß die Röntgenphotonen in der Nähe
der ersten Platte in die Lawinenkammer mit parallelen Platten eintreten, worin die erste parallele Platte
eine Kathodenplatte ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, bei dem
DE/EP 1 02@ 427 Tl
ein Gitter zwischen der ersten und der zweiten Platte und parallel zu diesen angeordnet ist, so daß die
einfallenden Röntgenstrahlen zwischen der ersten Platte, die eine Kathode ist, und dem Gitter eintreten,
eine Spannung, die wesentlich niedriger als die Spannung zwischen den Elektrodenanordnungen ist, zwischen
der ersten Elektrodenanordnung und dem Gitter angelegt wird, um ein Umwandlungs- und Driftvolumen und
ein Verstärkungsvolumen zu erzeugen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, bei dem
die induzierten elektrischen Signale in langgestreckten Detektorelektrodenelementen nachgewiesen werden,
die durch Streifen gebildet sind, die nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert sind,
wobei sie in wenigstens einer der ersten und zweiten Platten enthalten sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, bei dem
Impulse von jedem Detektorelektrodenelement in der Verarbeitungselektronik getrennt gezählt werden, möglicherweise
nach einer Impulsformung, um die Werte für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden
Detektorelektrodenelement entspricht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, bei dem
Impulse von jedem Detektorelektrodenelement in der Verarbeitungselektronik getrennt integriert werden, möglicherweise nach einer Impulsformung, um die Werte für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden Detektorelektrodenelement entspricht.
Impulse von jedem Detektorelektrodenelement in der Verarbeitungselektronik getrennt integriert werden, möglicherweise nach einer Impulsformung, um die Werte für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden Detektorelektrodenelement entspricht.
9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1-8, bei dem - Impulse von jedem Detektorelektrodenelement in der
Verarbeitungselektronik verarbeitet werden, mögli-
DE/EP1 029 427 T1
cherweise nach einer Impulsformung, um die Energiewerte für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden
Detektorelektrodenelement entspricht.
10. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
, mit
einer Röntgenquelle,
einer Einrichtung zum Bilden eines im wesentlichen planaren Röntgenstrahls, die zwischen der Röntgenquelle
und dem abzubildenden Objekt angeordnet ist,
einem Gas-Lawinendetektor, der Elektrodenanordnungen enthält, zwischen denen eine Spannung zum Erzeugen
eines elektrischen Feldes angelegt ist, um die durch das Objekt geleiteten Röntgenphotonen nachzuweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Gas-Lawinendetektor eine Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten zum Nachweisen der einfallenden
Röntgenstrahlung enthält,
die Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten in bezug auf die Röntgenquelle so orientiert ist, daß die Röntgenstrahlen seitlich zwischen einer ersten und einer zweiten parallelen Platte einfallen, zwischen denen das elektrische Feld mittels einer Spannung zu erzeugen ist, die zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrodenanordnung angelegt ist, die in der ersten bzw. der zweiten Platte enthalten ist,
die Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten in Richtung der einfallenden Strahlung eine Tiefe besitzt, derart, daß die Wechselwirkung eines größeren Bruchteils der einfallenden Röntgenphotonen mit den Gasatomen für die Erzeugung der Elektron-Ion-Paare der Primärionisation innerhalb des Detektors möglich ist, und
mehrere Detektorelektrodenelemente zueinander benachbart, jedes längs einer Richtung, die zu der einfallenden Strahlung im wesentlichen parallel ist, ange-
die Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten in bezug auf die Röntgenquelle so orientiert ist, daß die Röntgenstrahlen seitlich zwischen einer ersten und einer zweiten parallelen Platte einfallen, zwischen denen das elektrische Feld mittels einer Spannung zu erzeugen ist, die zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrodenanordnung angelegt ist, die in der ersten bzw. der zweiten Platte enthalten ist,
die Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten in Richtung der einfallenden Strahlung eine Tiefe besitzt, derart, daß die Wechselwirkung eines größeren Bruchteils der einfallenden Röntgenphotonen mit den Gasatomen für die Erzeugung der Elektron-Ion-Paare der Primärionisation innerhalb des Detektors möglich ist, und
mehrere Detektorelektrodenelemente zueinander benachbart, jedes längs einer Richtung, die zu der einfallenden Strahlung im wesentlichen parallel ist, ange-
DE/EP 1 029427Tf
ordnet sind.
11. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach Anspruch 10, bei der
- die erste parallele Platte ein erstes Substrat enthält, das die erste Elektrodenanordnung trägt,
die zweite parallele Platte ein zweites Substrat enthält, das die zweite Elektrodenanordnung trägt,
die ersten und zweiten Elektrodenanordnungen auf den Oberflächen des ersten bzw. zweiten Substrats getragen werden, die einander gegenüberliegen.
die zweite parallele Platte ein zweites Substrat enthält, das die zweite Elektrodenanordnung trägt,
die ersten und zweiten Elektrodenanordnungen auf den Oberflächen des ersten bzw. zweiten Substrats getragen werden, die einander gegenüberliegen.
12. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach Anspruch 11, bei der
- die erste Elektrodenanordnung eine Kathode ist,
die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist,
die langgestreckten Detektorelektrodenelemente, die durch Streifen gebildet werden, die nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert sind, durch das zweite Substrat auf der Oberfläche getragen werden, die der Anodenelektrode gegenüberliegt.
die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist,
die langgestreckten Detektorelektrodenelemente, die durch Streifen gebildet werden, die nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert sind, durch das zweite Substrat auf der Oberfläche getragen werden, die der Anodenelektrode gegenüberliegt.
13. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach Anspruch 11 oder 12, worin
- die erste Elektrodenanordnung eine Kathode ist,
die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist, die aus den langgestreckten Detektorelektrodenelementen
gebildet wird, die durch Streifen gebildet sind, die nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch
isoliert sind,
jede Längskante der Streifen zu der einfallenden Strahlung im wesentlichen parallel ist.
14. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 11-13, bei der
die erste Elektrodenanordnung eine Kathode ist, die
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aus den langgestreckten Detektorelektrodenelementen gebildet ist, die durch Streifen gebildet sind, die
nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert sind,
- die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist,
- die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist,
jede Längskante der Streifen zu der einfallenden Strahlung im wesentlichen parallel ist.
15. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 12-14, bei der
zwei der Kanten jedes Streifens auf die Röntgenquelle zielen.
16. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 12-15, bei der
die Streifen senkrecht zu den einfallenden Röntgenstrahlen in Abschnitte geteilt sind, die voneinander
elektrisch isoliert sind.
17. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 10-16, mit
einem dünnen Spalt oder einem Kollimatorfenster, der bzw. das in der Seite der Lawinenkammer mit parallelen
Platten angeordnet ist.
25
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18. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 10-17, bei der
ein Gitter zwischen der ersten und der zweiten Platte und parallel zu diesen angeordnet ist, so daß die
einfallenden Röntgenstrahlen zwischen der ersten Platte, die eine Kathode ist, und dem Gitter eintreten,
eine Spannung, die wesentlich niedriger als die Spannung zwischen den Elektrodenanordnungen ist, zwischen
der ersten Elektrodenanordnung und dem Gitter angelegt ist, um ein Umwandlungs- und Driftvolumen und
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ein Verstärkungsvolumen zu erzeugen.
19. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 10-18, bei der
- die Röntgenquelle, die Einrichtung zum Bilden eines im wesentlichen planaren Röntgenstrahls und die Lawinenkammer
mit parallelen Platten in bezug aufeinander befestigt sind, um eine Einheit zu bilden, die zum
Abtasten eines Objekts verwendet werden kann.
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20. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 10-19, bei der
eine Anzahl von Lawinenkammern mit parallelen Platten gestapelt ist, um eine Detektoreinheit zu bilden,
- eine Einrichtung zum Bilden eines im wesentlichen planaren Röntgenstrahls für jede parallele Platte angeordnet
ist, wobei die Einrichtung zwischen der Röntgenquelle und dem abzubildenden Objekt angeordnet
ist,
- die Röntgenquelle, die Einrichtung zum Bilden eines im wesentlichen planaren Röntgenstrahls und die Detektoreinheit
in bezug aufeinander befestigt sind, um eine Einheit zu bilden, die zum Abtasten eines Objekts
verwendet werden kann.
21. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach Anspruch 20, bei der
Absorberplatten zwischen den Lawinenkammern mit parallelen Platten angeordnet sind, um gestreute Röntgenphotonen
zu absorbieren.
22. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach Anspruch 20 oder 21, mit
einem dünnen Spalt oder einem Kollimatorfenster, der bzw. das in der Seite jeder Lawinenkammer mit parallelen
Platten angeordnet ist, die der Röntgen-
DE/EP
quelle gegenüberliegt.
23. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 10-22, bei der
- das Gas in der Lawinenkammer mit parallelen Platten unter Druck steht, um die Entfernung zu verkürzen,
innerhalb derer ein größerer Bruchteil der einfallenden Röntgenphotonen mit den Gasatomen in Wechselwirkung
tritt und die Elektron-Ion-Paare der Primärionisation
erzeugt.
24. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 10-23, bei der
jedes Detektorelektrodenelement mit der Verarbeitungselektronik verbunden ist, wobei die Impulse
von jedem Detektorelektrodenelement, möglicherweise nach einer Impulsformung, getrennt gezählt werden,
um die Werte für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden Detektorelektrodenelement entspricht.
25. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 10-23, bei der
jedes Detektorelektrodenelement mit der Verarbeitungselektronik verbunden ist, wobei die Impulse
von jedem Detektorelektrodenelement, möglicherweise nach einer Impulsformung, in der Verarbeitungselektronik getrennt integriert werden, um die Werte
für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden Detektorelektrodenelement entspricht.
26. Vorrichtung für die Verwendung in der Planarstrahl-Radiographie
nach einem der Ansprüche 10-25, bei der
jedes Detektorelektrodenelement mit der Verarbeitungselektronik verbunden ist, wobei die Impulse
von jedem Detektorelektrodenelement, möglicher-
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weise nach einer Impulsformung, in der Verarbeitungselektronik verarbeitet werden, um die Energiewerte
für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden Detektorelektrodenelement entspricht.
5
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27. Gas-Lawinendetektor zum Nachweisen einfallender Strahlung, der Elektrodenanordnungen enthält, zwischen
denen eine Spannung angelegt ist, um ein elektrisches Feld zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Gas-Lawinendetektor eine Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten zum Nachweisen der einfallenden
Strahlung enthält,
die Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten mit einem Einlaß für die Strahlung versehen ist, die seitlich zwischen einer ersten und einer zweiten parallelen Platte einfallen soll, zwischen denen mittels einer Spannung ein elektrisches Feld erzeugt werden soll, die zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrodenanordnung angelegt ist, die in der ersten bzw. der zweiten Platte enthalten ist,
die Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten mit einem Einlaß für die Strahlung versehen ist, die seitlich zwischen einer ersten und einer zweiten parallelen Platte einfallen soll, zwischen denen mittels einer Spannung ein elektrisches Feld erzeugt werden soll, die zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrodenanordnung angelegt ist, die in der ersten bzw. der zweiten Platte enthalten ist,
die Gas-Lawinenkammer mit parallelen Platten in Richtung der einfallenden Strahlung eine Tiefe besitzt,
derart, daß die Wechselwirkung eines größeren Bruchteils der einfallenden Röntgenphotonen mit den Gasatomen
für die Erzeugung der Elektron-Ion-Paare der Primärionisation innerhalb des Detektors möglich ist,
mehrere Detektorelektrodenelemente zueinander benachbart, jedes längs einer Richtung, die zu der einfallenden
Strahlung im wesentlichen parallel ist, angeordnet sind.
28. Detektor nach Anspruch 27, bei dem
die erste parallele Platte ein erstes Substrat enthält, das die erste Elektrodenanordnung trägt,
die zweite parallele Platte ein zweites Substrat ent-
•c ♦·
- io
- üE/EP1029427T1
hält, das die zweite Elektrodenanordnung trägt,
die ersten und zweiten Elektrodenanordnungen auf den Oberflächen des ersten bzw. zweiten Substrats getragen werden, die einander gegenüberliegen.
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die ersten und zweiten Elektrodenanordnungen auf den Oberflächen des ersten bzw. zweiten Substrats getragen werden, die einander gegenüberliegen.
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29. Detektor nach Anspruch 28, bei dem
die erste Elektrodenanordnung eine Kathode ist,
die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist,
die langgestreckten Detektorelektrodenelemente, die durch Streifen gebildet sind, die nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert sind, durch das zweite Substrat auf der Oberfläche getragen werden, die der Anodenelektrode gegenüberliegt.
die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist,
die langgestreckten Detektorelektrodenelemente, die durch Streifen gebildet sind, die nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert sind, durch das zweite Substrat auf der Oberfläche getragen werden, die der Anodenelektrode gegenüberliegt.
30. Detektor nach Anspruch 28 oder 29, bei dem
die erste Elektrodenanordnung eine Kathode ist,
die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist, die aus den langgestreckten Detektorelektrodenelementen gebildet wird, die durch Streifen gebildet werden, die nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert sind,
die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist, die aus den langgestreckten Detektorelektrodenelementen gebildet wird, die durch Streifen gebildet werden, die nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch isoliert sind,
jede Längskante der Streifen zu der einfallenden Strahlung im wesentlichen parallel ist.
31. Detektor nach einem der Ansprüche 28-30, bei dem
die erste Elektrodenanordnung eine Kathode ist, die aus den langgestreckten Detektorelektrodenelementen
gebildet wird, die durch Streifen gebildet werden, die nebeneinander angeordnet und voneinander elektrisch
isoliert sind,
die zweite Elektrodenanordnung eine Anode ist,
jede Längskante der Streifen zu der einfallenden Strahlung im wesentlichen parallel ist.
32. Detektor nach einem der Ansprüche 29-31, bei dem
zwei der Kanten jedes Streifens auf die Quelle der
Strahlung zielen.
33. Detektor nach einem der Ansprüche 29-32, bei dem
die Streifen senkrecht zu den einfallenden Röntgenstrahlen in Abschnitte unterteilt sind, die voneinander
elektrisch isoliert sind.
34. Detektor nach einem der Ansprüche 27-33, mit
einem dünnen Spalt oder einem Kollimatorfenster, der bzw. das in der Seite der Lawinenkammer mit parallelen
Platten angeordnet ist.
35. Detektor nach einem der Ansprüche 27-34, bei dem
ein Gitter zwischen der ersten und der zweiten Platte und parallel zu diesen angeordnet ist, so daß die
einfallende Strahlung zwischen der ersten Platte, die eine Kathode ist, und dem Gitter eintritt,
eine Spannung, die wesentlich niedriger als die Spannung zwischen den Elektrodenanordnungen ist, zwischen der ersten Elektrodenanordnung und dem Gitter angelegt wird, um ein Umwandlungs- und Driftvolumen und ein Verstärkungsvolumen zu erzeugen.
eine Spannung, die wesentlich niedriger als die Spannung zwischen den Elektrodenanordnungen ist, zwischen der ersten Elektrodenanordnung und dem Gitter angelegt wird, um ein Umwandlungs- und Driftvolumen und ein Verstärkungsvolumen zu erzeugen.
36. Detektor nach einem der Ansprüche 27-35, bei dem
- das Gas in der Lawinenkammer mit parallelen Platten unter Druck steht, um die Entfernung zu verkürzen,
innerhalb derer ein größerer Bruchteil der einfallenden Röntgenphotonen mit den Gasatomen in Wechselwirkung
tritt und die Elektron-Ion-Paare der Primärionisation
erzeugt.
37. Detektor nach einem der Ansprüche 27-36, bei dem
jedes Detektorelektrodenelement mit der Verarbeitungselektronik verbunden ist, wobei die Impulse von jedem Detektorelektrodenelement, möglicherweise nach einer Impulsformung, getrennt gezählt wer-
jedes Detektorelektrodenelement mit der Verarbeitungselektronik verbunden ist, wobei die Impulse von jedem Detektorelektrodenelement, möglicherweise nach einer Impulsformung, getrennt gezählt wer-
/EP 1023427 Tl
den, um die Werte für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden Detektorelektrodenelement entspricht
.
38. Detektor nach einem der Ansprüche 27-36, bei dem
jedes Detektorelektrodenelement mit der Verarbeitungselektronik verbunden ist, wobei die Impulse
von jedem Detektorelektrodenelement, möglicherweise nach einer Impulsformung, in der Verarbeitungselektronik
getrennt integriert werden, um die Werte für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden
Detektorelektrodenelement entspricht.
39. Detektor nach irgendeinem der Ansprüche 27-38, bei dem
jedes Detektorelektrodenelement mit der Verarbeitungselektronik verbunden ist, wobei die Impulse
von jedem Detektorelektrodenelement, möglicherweise nach einer Impulsformung, in der Verarbeitungselektronik
verarbeitet werden, um die Energiewerte für jeden Bildpunkt zu erhalten, der dem entsprechenden
Detektorelektrodenelement entspricht.
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