CN113349817A - 散射辐射准直器和用于制造散射辐射准直器的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及散射辐射准直器和用于制造散射辐射准直器的方法。本发明涉及散射辐射准直器，用于与X射线检测器布置在堆叠结构中，该散射辐射准直器包括至少沿着第一方向相邻布置的准直器壁，其中，这些准直器壁彼此间隔布置，使得分别在两个相邻的准直器壁之间提供贯通通道，并且其中，通过布置多个准直器壁而提供的贯通通道至少部分地被以填充材料填充。

Description

散射辐射准直器和用于制造散射辐射准直器的方法
技术领域
本发明涉及用于与X射线检测器布置在堆叠结构中的散射辐射准直器、X射线检测器装置、以及包括散射辐射准直器的医学成像设备以及用于制造散射辐射准直器的方法。
背景技术
医学成像装置通常包括X射线源和相对的X射线检测器。尤其是在计算机断层造影系统(CT系统)中，X射线源和X射线检测器处于沿直径相对置的机架上。在对待成像对象(例如患者)扫描期间，对象被定位在计算机断层造影系统的检查区域内，并且X射线源和X射线检测器围绕对象旋转，而X射线源发射X射线辐射。穿过对象的X射线辐射由X射线检测器的一个或多个检测器元件(也称为检测器像素或像素元件)检测，并且基于本地检测的X射线辐射产生测量信号。因为X射线辐射在穿过对象时根据对象的局部特性彼此作用并且尤其被削弱，所以可以以这种方式推断出对象的特性。
为了抑制在拍摄时形成的散射辐射，X射线检测器配备有散射辐射准直器。现代计算机断层造影系统尤其配备有作为散射辐射准直器的3D准直器，3D准直器基本上具有格栅结构。这些3D准直器实现抑制沿径向方向(
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方向、旋转方向)和轴向方向(进给方向，垂直于旋转方向)的散射辐射。此外，在更简单的实施方案中，也可以使用仅沿轴向方向设置准直器壁的散射辐射准直器。
散射辐射准直器在此通常相对于配属的X射线检测器的像素元件定位。例如通过在医学成像设备的运行中作用在散射辐射准直器上的力(该力对散射辐射准直器相对于X射线检测器的定位产生影响)而改变散射辐射准直器的位置或结构可以导致干扰效应并且导致降低的图像质量。
发明内容
本发明的目的在于，提供用于与X射线检测器布置在堆叠结构中的改进的散射辐射准直器、具有散射辐射准直器的X射线检测器装置、医学成像装置、以及用于制造改进的散射辐射准直器的方法。
该目的通过独立权利要求的特征解决。本发明的其它有利的并且部分本身具有创造性的实施方式和改进方案在从属权利要求和下面的说明中阐述。
本发明涉及一种散射辐射准直器，其用于与X射线检测器布置在堆叠结构中，该散射辐射准直器包括至少沿着第一方向相邻布置的准直器壁，其中这些准直器壁彼此间隔布置，使得分别在两个相邻的准直器壁之间提供贯通通道，并且其中至少部分地用填充材料填充通过布置多个准直器壁而提供的贯通通道。
当散射辐射准直器在具有X射线检测器的堆叠布置中存在时，第一方向尤其可以垂直于堆叠方向延伸。堆叠方向可以基本上平行于用于对X射线检测器进行曝光的X射线辐射的射线入射方向。
准直器壁基本上平行于堆叠方向构造或定向并且沿第一方向相邻地布置，其中，堆叠方向可以包括平行定向与堆叠方向直至10度、尤其小于5度的偏差。这可以包括的是，准直器壁可以略微倾斜地对准为了X射线检测器的曝光而布置的X射线源的焦点。因此，贯通通道也以相同的方式基本上平行于堆叠方向地定向。沿着堆叠方向的定向允许X射线辐射从射线入射方向穿过散射辐射准直器，而从射线入射方向散射的X射线辐射(其可能对图像质量具有负面影响)可以通过准直器壁被吸收。在此，射线入射方向可以基本上描述X射线辐射的传播方向，该X射线辐射由X射线源在X射线检测器的方向上发射并且用于X射线检测器的曝光。
在堆叠布置中，贯通通道可以配属给X射线检测器的像素元件。贯通通道还可以配属给像素元件的组。尤其是在制造堆叠布置时可以规定准直器壁相对于X射线检测器或X射线检测器的像素元件的定向。
准直器壁根据本发明至少彼此相邻地沿第一方向构造。如果准直器壁仅相邻地沿着第一方向构造，则散射辐射准直器基本上可以构造为薄片结构。通过准直器壁限定的在准直器壁之间的贯通通道然后仅在沿第一方向的两侧上被限定。但散射辐射准直器此外在另外的设计变型方案中可以具有准直器壁，这些准直器壁此外垂直于第一方向相邻地构造。也就是说，根据散射辐射准直器的一种优选的实施变型方案，此外可以在与第一方向和堆叠方向垂直的第二方向上构造准直器壁，从而散射辐射准直器在水平步骤中沿着第一和第二方向具有二维栅格状结构。因此，在这种情况下，由准直壁限定的贯通通道在第一方向和第二方向上都由准直器壁限定。这样的准直器也可以被称为3D准直器。
准直器壁尤其可以包括强烈吸收X射线辐射的材料。优选地，准直器壁具有钨。但是，多个准直器壁也可以具有铅、钼、锌或其它材料，其X射线辐射的吸收特性使得足够高地抑制散射辐射。
优选地，填充材料包括的材料所具有的吸收系数低于比准直器壁的材料。在有利的设计方案中，填充材料吸收少于5％、更优选少于3％的图像有效的辐射量。填充材料可以优选对于X射线辐射基本上是可穿透的或透明的，其中，可以包括由填充材料实现的直至5％的吸收。图像有效的辐射量可以表示如下辐射量，其特别是在经过散射辐射准直器之后无需加强元件就可以入射到检测器元件的检测面上或者可以由检测器元件检测。
填充材料可以基于例如环氧树脂、丙烯酸树脂或其它灌注料或粘合材料。
有利地，贯通通道中的填充材料可以保证散射辐射准直器的机械稳定性增加，而不会使图像质量或剂量效率明显变差。
发明人认识到，在运行期间通过贯通通道中的填充材料可以有利地提高散射辐射准直器的刚度和强度。有利地，可以实现散射辐射准直器的提高的机械稳定性。有利地，可以通过在医学成像设备的运行期间作用的力来减小散射辐射准直器的变形。尤其是通过由于旋转而在CT系统中起作用的离心力，散射辐射准直器的变形可以被减小到小于100μm，例如小于30μm。有利地，散射辐射准直器在旋转力的影响下可以更稳定。有利地，可以实现散射辐射准直器的足够的机械稳定性，而不会使散射辐射准直器例如借助直接的粘接与X射线检测器的转换单元直接机械连接。这例如在直接转换式的X射线检测器中可以是特别有利的，因为直接转换式的转换元件可以具有低强度特性。
附加的优点可以是成本有效地提供改进的散射辐射准直器，因为不必设置另外的稳定元件、例如加强板或类似物并且将其与散射辐射准直器连接。
在散射辐射准直器的另一种实施方式中，准直器壁在射线入射方向的方向上并且垂直于第一方向具有壁高度，其中在贯通通道中的填充材料在射线入射方向的方向上的有效填充高度小于壁高度。
填充材料的有效填充高度在这种情况下能够描述填充材料在贯通通道内沿着射线入射方向的合计的总高度。
较低的有效填充高度有利地引起较低的吸收。有效填充高度则尤其是被选择成，使得在使用散射辐射准直器期间实现足够高的稳定性。根据使用散射辐射准直器、也就是说例如根据医学成像设备，并且根据散射辐射准直器的构造、例如散射辐射准直器沿着第一和/或第二方向的范围，不同的填充高度可以足以保证足够的稳定性。有利地，通过填充高度可以最佳地选择X射线辐射的强度和吸收的比例，从而可以在同时低吸收的情况下实现期望的稳定性。
根据一种有利的实施变型方案，有效填充高度包括小于壁高度的一半，更优选地小于壁高度的三分之一。例如，有效填充高度可以包括至少1mm。优选地，有效填充高度包括多于1mm，例如至少2mm。
根据一种有利的实施变型方案，有效填充高度对于散射辐射准直器的所有贯通通道基本上相同。也就是说，在有利的实施变型方案中，填充高度在散射辐射准直器沿着第一方向和第二方向的尺寸上基本上是恒定的。有利地，可以在散射辐射准直器的范围上或对于尤其所有的贯通通道实现辐射量的均匀影响。
散射辐射准直器可以具有射线输出侧和在射线入射方向上相对的射线输入侧。散射辐射准直器的射线输入侧可以构造在散射辐射准直器的一侧上，该侧在具有X射线检测器的堆叠布置中背离X射线检测器。在使用散射辐射准直器时，射线输入侧面向用于曝光X射线检测器的X射线源。散射辐射准直器的射线输入侧可以构造在散射辐射准直器的一侧上，该侧在具有X射线检测器的堆叠布置中朝向X射线检测器。在使用散射辐射准直器时，射线输出侧则背离用于曝光X射线检测器的X射线源。
射线输出侧和射线输入侧基本上平坦地沿着第一和第二方向并且垂直于射线入射方向地构造。
在散射辐射检测器的一个设计变型方案中，在邻接射线输出侧的子区域中或在邻接射线输入侧的子区域中，用填充材料填充贯通通道。
贯通通道可以分别在与射线输入侧或射线输出侧连接的子区域中填充直至有效填充高度。有利地，可以提供稳定的散射辐射准直器。
连接在射线输出侧或射线输入侧的子区域可以有利地特别简单地在提供准直器壁的布置之后后补地被以填充材料填充。有利地，可以特别简单地提供散射辐射准直器。
也可以用填充材料既填充邻接射线输出侧的子区域，也填充邻接射线输入侧的子区域。
子区域可以分别填充直至有效填充高度的部分高度，从而邻接射线输出侧的子区域的部分高度和邻接射线输入侧的子区域的部分高度总体上得到有效填充高度。可以相同地选择在两侧上的部分高度。例如，子区域分别至少包括1mm的部分高度。但是，邻接射线输出侧的子区域的部分高度和邻接射线输入侧的子区域的部分高度也可以被不同地选择。
有利地，分别填充直至低于有效填充高度的部分高度可以简化填充过程。有利地，通过在两侧填充散射辐射准直器，可以进一步提高散射辐射准直器的稳定性。由此也能够得出，与在单侧的填充的情况相比，能够有利地使用较小的有效填充高度，即较少的填充材料，这可以实现在贯通通道中的较少吸收和成本节约。也可以利用选择每侧不同部分高度的可能性，改善散射辐射准直器的稳定性和刚度的可优化性。此外，在两侧填充和随之封闭贯通通道的开口可以降低污染的风险。
对此备选地，也可以存在散射辐射准直器的实施方式，其中，贯通通道在贯通通道沿着射线入射方向居中的子区域中被以填充材料填充，其中居中的子区域不仅与射线输出侧间隔而且与射线输入侧间隔。
在此也可以以较少的材料耗费实现改善的稳定性，该稳定性可以在散射辐射准直器的范围上以均匀的方式减小散射辐射准直器的变形。
在散射辐射准直器的一种有利的实施变型方案中，填充材料包括可硬化的填充材料。
该填充材料尤其可以以第一可流动的或至少可成形的状态被提供，并且为了提供散射辐射准直器而在以填充材料填充贯通通道之后被硬化。
填充材料例如可以在第一可流动或至少可成形的状态中具有0.4mPa·s和106mPa·s之间的粘度。然而，适于填充的所提供的粘度取决于用于填充散射辐射准直器的贯通通道的填充方法。用于硬化填充材料的所使用的方法通常与所使用的填充材料相关。例如填充材料在硬化之后具有至少1000MPa、优选至少3000MPa的刚度。刚度(弹性模量)可以通过例如根据DIN ISO EN 527-1的方法来测量。
填充材料可以包括例如环氧树脂、丙烯酸树脂或其它可硬化的粘合材料或灌注料，例如UV可硬化的粘合剂。作为填充材料例如可以使用诸如用于制备磨削样品或浇注电子构件之类的灌注料。
基于环氧树脂的填充材料在此可以有利地在硬化时具有非常低的收缩度，并且在准直器壁上具有特别好的粘附。在此，基于丙烯酸树脂的填充材料除了低收缩度外也可以有利地具有简单的操作性和短的硬化时间。
有利地，可以使用成本有效且容易获得的填充材料来提供改进的稳定性，此外，填充材料可以在吸收相对较低的同时确保高硬度。
在贯通通道中硬化的材料保证了散射辐射准直器的改善的刚度。在硬化之前以液体状态或至少可变形状态提供的可能性允许将填充材料引入到贯通通道中，并且因此填充贯通通道。这尤其在提供准直器壁的布置之后也是可能的，从而可以以简单且成本有效的方式利用已经存在的散射辐射准直器和散射辐射准直器的制造过程。
根据散射辐射准直器的另一变型方案，填充材料包括光学反射材料。
光学反射材料例如可以包括光学反射颜料物质。优选地，光学反射材料具有低的吸收系数。例如，填充材料可以包括氧化钛。可能的颜料物质的另一个示例可以包括硫酸钡。此外，也可以存在其它可能的材料。
光学反射材料尤其可以包括反射光学光的材料。将光学反射材料引入填充材料中，尤其是与邻接射线输出侧的子区域中的填充相结合，可以是特别有利的构造变型方案。这样可以实现光学反射的射线输出侧。当应通过外部光源对转换单元进行附加照明以使X射线检测器信号稳定时，如部分地在直接转换式的X射线检测器中所使用的那样，可以有利地使用所述射线输出侧。包括光学反射材料的填充材料可以用于均匀地照明转换单元，其中，同时可以取消例如通过粘贴到散射辐射准直器上来布置附加的反射器。有利地，可以成本高效且制造高效地提供具有较少构件的稳定的散射辐射准直器。
用于提供散射辐射准直器的光学反射的射线输出侧的备选的或附加的可能性可以包括在填充材料的邻接射线输出侧的表面上提供不均匀性。不均匀性可以包括出现在表面上的气泡或填充材料的粗糙表面，从而入射到表面上的光学光可以由于该不均匀性而被散射。
此外，本发明还涉及一种X射线检测器装置，其包括X射线检测器和根据本发明的在堆叠结构中的散射辐射准直器，其中，散射辐射准直器在射线入射方向上被布置在X射线检测器前方，以用于在用X射线辐射曝光X射线检测器装置期间减少入射到X射线检测器上的散射辐射。
X射线检测器可以是直接转换式或间接转换式的X射线检测器。
X射线辐射或光子可以在直接转换式的X射线检测器装置中通过合适的转换材料转换成电脉冲。作为转换材料例如可以使用CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs或其它材料。电脉冲由评估单元的电子电路(例如以集成电路(专用集成电路，ASIC)的形式)评价。在计数型的X射线检测器装置中，入射的X射线辐射可以通过对电脉冲计数来测量，所述电脉冲通过在转换材料中吸收X射线光子而被触发。此外，电脉冲的高度通常与吸收的X射线光子的能量成比例。由此，可以通过将电脉冲的高度与阈值进行比较来提取光谱信息。
X射线辐射或光子可以在间接转换式的X射线检测器装置中通过合适的转换材料转换成光，并且借助光学耦合的光电二极管转换成电脉冲。经常使用闪烁体，例如GOS(Gd2O2S)、CsJ、YGO或LuTAG作为转换材料。所产生的电信号进一步通过具有电子电路的评估单元被进一步处理、读取并且随后被转发给计算单元。
X射线检测器可以包括多个像素元件的矩阵状的布置，以用于位置分辨地测量入射的X射线辐射。散射辐射准直器的位置，尤其是贯通通道和准直器壁的位置，可以相对于多个像素元件的矩阵状的布置来定向。例如，准直器壁可以分别被配属给每个像素元件或像素元件组。例如，可以分别在两个相邻的像素元件之间或在像素元件的相邻组、例如宏像素之间布置准直器壁。优选地进行布置，以使像素元件尽可能小的敏感面被准直器壁覆盖，使得可以有效地避免剂量效率变差。在实施变型方案中也可以考虑，准直器壁完全或部分地布置在像素元件的对X射线辐射敏感的检测面上。
尤其是由于运行造成的或者在运行期间的准直器壁或贯通通道和像素元件的相对布置的改变，可以对借助X射线检测器装置确定的信息的质量、尤其是对图像质量产生负面影响。这可以包括准直器壁从两个相邻像素元件之间的相对位置不期望地移出，并且因此包括不期望地遮蔽像素元件的敏感面，或者也包括通过准直器壁造成的在运行期间的随时间变化的遮蔽。这样的改变可以通过在医学成像设备的运行期间作用的力造成的散射辐射准直器的机械变形或弯曲来引起。
根据本发明的散射辐射准直器有利地具有改善的稳定性和刚度，同时成本高效地提供散射辐射准直器，该散射辐射准直器尤其可以抑制由于在X射线检测器装置运行期间作用的力引起的散射辐射准直器的变形。
此外，本发明还涉及一种医学成像设备，该医学成像设备包括X射线检测器装置，该X射线检测器装置包括在堆叠结构中的X射线检测器和根据本发明的散射辐射准直器以及与之相对布置的X射线源，该X射线源构造成，为了产生X射线图像数据组，利用X射线辐射来曝光X射线检测器装置。
然后，为了记录X射线图像数据组，尤其可以在X射线源和光子计数的X射线检测器之间放置待成像的对象，并且借助X射线源透射该对象。
尤其是，医学成像设备可以被构造为计算机断层造影系统。但是医学成像设备也可以例如构造为C形臂X射线设备和/或Dyna-CT也或者另外地构造。
前面在根据本发明的散射辐射准直器的范围内描述的所有设计变型方案也可以相应地在X射线检测器装置或医学成像设备中实施。关于散射辐射准直器进行的描述和前面描述的散射辐射准直器的优点也可以相应地被转用到根据本发明的X射线检测器装置和根据本发明的医学成像设备上。
尤其是在CT系统中由于X射线检测器-X射线源-布置的旋转而使高离心力能够作用到散射辐射准直器上的情况下，使用改进的散射辐射准直器是特别有利的。
此外，本发明还涉及一种用于制造散射辐射准直器的方法，该散射辐射准直器用于与X射线检测器布置在堆叠结构中，该方法包括步骤：
-提供沿第一方向相邻布置的准直器壁的布置，其中，这些准直器壁彼此间隔布置，使得分别在两个相邻的准直器壁之间提供贯通通道，
-用填充材料至少部分地填充由多个准直器壁的布置提供的贯通通道，以及
-硬化所述贯通通道中的填充材料。
准直器壁以及相应地多个准直器壁的布置例如可以借助于丝网印刷方法、增材制造方法(例如SLM方法(选择性激光熔化))、在使用金属填充的塑料材料情况下的成形方法、也或者其它方法制造，并且提供用于填充步骤。然后在提供步骤中尤其未填充地提供沿着第一方向相邻布置的准直器壁的布置。
在至少部分填充的步骤中，可以尤其以可流动或至少可成形状态提供填充材料，并且贯通通道可以填充有填充材料。至少部分填充可以包括，在邻接射线输出侧的子区域中和/或在邻接射线输入侧的子区域中用填充材料填充所述贯通通道。至少部分填充可以包括填充居中的子区域。尤其地，贯通通道被填充直至有效的填充高度。
填充材料优选地包括能够以可流动或至少可成形状态提供以用于填充的材料。例如，在第一可流动或至少可成形状态下，填充材料可以具有在10-1mPa·s和106mPa·s之间的范围内的粘度。粘度可以用布鲁克菲尔德旋转粘度计测量。然而，适于填充的所提供的粘度可以尤其取决于用于填充散射辐射准直器的贯通通道的填充方法。
该方法还包括硬化填充材料的步骤。在硬化步骤中，可预先流动的或至少可成形的填充材料可以刚性地硬化，从而可以实现加强多个准直器壁的布置。由此可以实现改进散射光栅的稳定性。所使用的用于硬化填充材料的方法尤其能够与所使用的填充材料相关。
对于可UV硬化的粘合剂，硬化例如可以要求以UV光曝光。环氧树脂和丙烯酸树脂的硬化可以基于化学聚合反应。环氧树脂和丙烯酸树脂可以例如借助于所施加或添加的硬化剂、或热自硬化地在室温下交联并因此硬化。在此，树脂的交联可以通过在100℃以下的适度热输入、也称为热处理来支持。也可以使用热塑性或热固性的填充材料。热塑性的填充材料、例如灌注料，在升高的温度下熔化并且在冷却时硬化。热固性填充材料、例如灌注料可以在提高的温度下硬化。
在该方法的一种设计变型方案中，至少部分地填充的步骤包括将沿第一方向相邻布置的准直器壁的布置引入以可流动或至少可成形状态提供的填充材料的储存器。
该引入可以包括将多个准直器壁的布置沉入或压入储存器中。
例如，提供了具有在10-1mPa·s至104mPa·s的范围中、优选地在0.5mPa·s和2000mPa·s之间的低粘度的可流动填充材料的储存器。然后可以在力消耗较小的情况下将多个准直器壁的布置沉入到储存器中。通过沉入可以引起对贯通通道的填充。
有利地，可以以简单的方式实现对贯通通道的填充。有利地，可以以简单的方式大面积地填充。至少部分填充的步骤在此还可以包括借助于负压方法填充贯通通道。为了支持填充过程，可以规定排空填充环境，在该填充环境中布置有储存器和用于填充的多个准直器壁的布置。通过将填充环境中的压力降低到大气压力以下，可以引起填充材料进入到贯通通道中直至填充高度。由此，尤其能够实现具有在贯通通道中的限定填充高度的可简单重复的填充方法。此外，能够更容易地改进确保在多个贯通通道内的贯通通道中的恒定填充高度。此外，借助于负压方法进行填充，扩展了能够使用的填料的循环，因为例如在104mPa·s的范围中粘性更高的填料也能够用于纯浸渍法中。
在实施变型方案中，在使用用于至少部分填充的负压方法时，也可以取消将该布置沉入到储存器中，或者可以至少减小沉入深度。能够提供可流动的填料的储存器，并且该布置例如能够仅在填料的表面上方定位或与填料的表面连接地定位。通过排空填充环境，在该填充环境中布置有储存器和用于填充的多个准直器壁的布置，可以使填充材料进入贯通通道，直至达到所需的填充高度。在这种情况下可以避免外部的准直器壁被填料浸湿。
在备选的变型方案中，提供具有粘稠的或糊状的、具有更高粘度的填充材料的储存器。例如，填充材料具有在104mPa·s至106mPa·s的范围中的粘度。例如，该粘稠的填充材料作为面状层被施加在支撑体上，该面状层具有特定的且优选恒定的层厚度。
多个准直器壁的布置可以被引入、也就是压入到储存器中，由此能够将粘稠的填充材料引入到所述贯通通道中。由于填充材料的粘度较高，这需要的力消耗会比在沉入到粘度较低的更易流动材料中时多。
在所述方法的另一设计变型方案中，至少部分填充的步骤包括：将填充材料以可流动的或至少可成形的状态施加到沿第一方向相邻布置的准直器壁的布置上，并且借助于机械方法引入到贯通通道中。
在此，填充材料优选地以黏滞的或糊状的状态被平坦地施加到散射辐射准直器的射线输入侧或射线输出侧上。优选地，填充材料具有较高的粘度，例如在104mPa·s至106mPa·s的范围中。优选地，粘稠的填充材料的均匀层厚度被平坦地施加在射线输出侧或射线输入侧上。
随后，填充材料能够机械地引入到贯通通道中，例如挤压或压制。例如，填充材料可以借助刮板被引入到贯通通道中，办法是：在准直器壁上的布置上牵拉或推动刮板，其中将所施加的填充材料压入到贯通通道中。
此外，可以想到的是，在制造方法的一种变型方案中，至少部分填充的步骤包括借助于施加装置将处于可流动或至少可成形状态的填充材料单独地直接引入到贯通通道中。
所述单独在此可以包括：单个地将每个贯通通道在时间上相继地借助于例如呈插管或计量针形式的施加装置填充，该施加装置可以被设置到贯通通道的开口处或贯通通道中，或者被引入到该贯通通道中。所述单独也可以包括：对于至少一组贯通通道中的每个贯通通道，借助分别设置的施加装置设置同时的填充。借助于施加装置可以将填充材料单独地填入到贯通通道中。在此，该填入也可以包括：计量针的尖端被引入到贯通通道中，并且在通过计量针输出填充材料期间从该贯通通道中运动出来。
在这种情况下，也可以有利地使用较高的粘度，以便避免所加入的材料流动。例如，粘度可以是至少104mPa·s。
此外，有利地，借助引入到贯通通道中的施加装置也能够实现填充贯通通道的子区域，该子区域与射线输入侧或射线输出侧间隔开。
此外，在本发明的范围内，可以将参照本发明的不同实施方式和/或不同权利要求类别(方法、用途、装置、系统、布置等)描述的特征组合成本发明的另外的实施方式。例如，涉及装置的权利要求也可以利用结合方法描述或要求保护的特征来扩展，并且反之亦然。在此，方法的功能特征可以通过相应构造的具体部件来实施。除了在本申请中明确描述的本发明的实施方式之外，可以想到本发明的本领域技术人员能够实现的各种其它实施方式，而不脱离本发明的范围，只要该范围由权利要求预先给定即可。
不定冠词“一”或“一个”的使用不排除的是，涉及的特征也可以多重存在。使用表述“具有”不排除借助表述“具有”关联的术语可以是相同的。例如，医学成像装置具有医学成像装置。表述“单元”的使用不排除表述“单元”所涉及的对象可以具有在空间上彼此分离的多个部件。
附图说明
下面借助于示例性的实施方式在参考附图的情况下对本发明进行解释。附图中的图示是示意的、高度简化的并且不一定按比例。示出了：
图1示出在堆叠结构中的在第一实施变型方案中的X射线检测器装置的示意截面图，X射线检测器装置包括X射线检测器和散射辐射准直器，
图2示出在第二实施变型方案中的散射辐射准直器的示意俯视图，
图3示出在第三实施变型方案中的散射辐射准直器的示意截面图，
图4示出医学成像设备的示意图，
图5示出用于制造散射辐射准直器的示例方法的流程图，
图6示出用于制造散射辐射准直器的方法的第一实施变型方案的图示，
图7示出用于制造散射辐射准直器的方法的第二实施变型方案的图示，
图8示出用于制造散射辐射准直器的方法的第三实施变型方案的图示。
具体实施方式
图1示出在堆叠结构中的在第一实施变型方案中的X射线检测器装置的示意截面图，X射线检测器装置包括X射线检测器4和散射辐射准直器2。
散射辐射准直器2在射线入射方向上被布置在X射线检测器4前方，以用于在用X射线辐射曝光X射线检测器装置期间减少入射到X射线检测器4上的散射辐射。在所示出的图示中，射线入射方向基本上平行于x轴延伸。
在该堆叠布置中，散射辐射准直器2具有射线输入侧6，其面向用于曝光X射线检测器4的X射线源且背离X射线检测器4。在射线入射方向上相对地，散射辐射准直器则相应地具有射线输出侧8，其背离用于曝光X射线检测器4的X射线源且面向X射线检测器4。射线输入侧6和射线输出侧8可以具有的平面范围与X射线检测器4的分别配属给散射辐射准直器的转换元件11基本上相同。
X射线检测器4具有转换元件11，用于将入射的X射线辐射转换成电信号。此外，转换元件11通过导电连接15与评估单元13耦合，该评估单元被构造用于处理来自转换单元11的电信号。此外，评估单元可以与用于收集和读取被处理信号的读取单元17或者与衬底17耦合。X射线检测器尤其可以包括多个像素元件的矩阵状的布置，以用于位置分辨地测量入射的X射线辐射。X射线检测器4可以是直接转换式的或间接转换式的X射线检测器4。
散射辐射准直器2具有至少沿着第一方向(在视图中平行于z轴)相邻布置的准直器壁1，其中，这些准直器壁1彼此间隔布置，使得分别在两个相邻的准直器壁1之间提供贯通通道3，通过布置多个准直器壁1而提供的贯通通道3部分地被以填充材料5填充。准直器壁1和贯通通道基本上平行于堆叠方向定向，其中这可以包括，准直器壁1和由此形成的贯通通道3也可以略微倾斜地对准为了X射线检测器4的曝光而布置的X射线源37的焦点。
准直器壁1根据本发明至少彼此相邻地沿第一方向构造。散射辐射准直器2可以这样基本上形成薄片结构。于是在该布置的俯视图中，这可以对应于格栅结构。根据散射辐射准直器2的一种优选的实施变型方案，在与第一方向和堆叠方向垂直的第二方向上构造准直器壁1，从而散射辐射准直器2在水平步骤中沿着第一方向和第二方向具有二维栅格状的结构，如也在图2中以散射辐射准直器2的俯视图示出的那样。
准直器壁1尤其具有强烈吸收X射线辐射的材料，优选例如钨。
优选地，填充材料5包括的材料的吸收系数低于准直器壁1的材料。在有利的设计方案中，填充材料5吸收小于图像有效的辐射量的5％、更优选小于3％，并且尽可能对于X射线辐射是可穿透的或透明的。优选地，填充材料5包括可硬化的材料。也就是说，填充材料可以被提供用于填充处于可流动或至少可变形状态中的贯通通道3，并且随后被硬化以形成散射辐射准直器2的改善的刚度。
具体的填充材料5尤其可以取决于用于制造散射辐射准直器2的所使用的方法。根据制造方法，填充材料的其它粘度和材料特性可能是有利的。优选地，在第一可流动或至少可成形状态下的填充材料具有10-1mPa·s和106mPa·s之间的粘度，优选地在0.5mPa·s和8*105mPa·s范围内的粘度。填充材料可以包括例如环氧树脂(例如，Scotch-Weld DP100、Scotch-Weld DP760(白色)、Araldite 2020)、丙烯酸树脂(例如，ClaroCIT，Struers)或其它可硬化的粘合材料或灌注料，例如UV可硬化的粘合剂(例如，Delo photobond)。此外，除了具体给出的示例外，多种备选方案也是可能的。例如也可以使用如例如用于制备磨削样品或灌注电子构件的其它灌注料作为填充材料。也可以使用其它可硬化的粘合材料和聚合物。
填充材料至少部分地填充贯通通道。填充材料5的有效填充高度g在此优选小于准直器壁1在射线入射方向上的壁高度h。较低的填充高度通常伴随有对X射线辐射的优选较低的吸收。
填充材料的有效填充高度可以被描述为在贯通通道内沿着射线入射方向的填充材料的总高度。在图1中示出的视图中，贯通通道3仅在子区域中被以填充材料填充，所述填充材料邻接射线输出侧8。在这种情况下，有效填充高度g直接通过填充材料5的填充高度给出。相反，如果散射辐射准直器2例如在邻接射线输出侧8的子区域中和在邻接射线输入侧6的子区域中具有填充，则有效填充高度g然后包括各个部分填充高度的总和。根据一种有利的实施变型方案，有效填充高度g包括小于壁高度h的一半，更优选小于壁高度h的三分之一。优选地，有效填充高度包括至少1mm，例如2mm至7mm。
此外，优选地，但不是必须地，对于散射辐射准直器的所有贯通通道相同地构造有效填充高度，以便确保均匀的吸收特性。
散射辐射准直器2的贯通通道3可以分别配属给X射线检测器4的像素元件。贯通通道3还可以配属给像素元件的组。优选地，贯通通道3在制造堆叠布置时有针对性地相对于X射线检测器4的像素元件定向，例如使得尽可能少地被像素元件的敏感面覆盖，以避免通过准直器壁遮蔽敏感面。
尤其是由于运行造成的或者在运行期间的准直器壁1或贯通通道3和像素元件的相对布置的改变，可以对借助X射线检测器装置确定的信息的质量、尤其是对图像质量产生负面影响。这样的改变可以通过在X射线检测器装置的运行期间作用的力造成的散射辐射准直器2的变形或弯曲来引起。这可以包括准直器壁1从两个相邻的像素元件之间的相对位置不期望地移出，或者此外还包括准直器壁在运行期间相对于像素元件的位置随时间变化。
有利地，根据本发明的散射辐射准直器实现了尤其是相对于变形和弯曲更稳定的散射辐射准直器2，此外，也可以以简单且成本高效的方式提供该散射辐射准直器。
根据散射辐射准直器2的另一变型方案，填充材料5可以包括光学反射材料，例如光学反射的着色。作为光学反射材料，例如可以由填充材料包括氧化钛或硫酸钡。尤其是氧化钛对于X射线辐射具有适当小的吸收系数，并且对于光学光具有高的反射率。也可以使用其它材料作为光学反射材料。
光学反射材料可以通过反射特性有利地支持转换单元11的以光学光进行的照明，这些照明在一些X射线检测器4、尤其是直接转换式的X射线检测器4中为了信号稳定而使用，并且引起散射辐射准直器2下方的转换元件11的均匀照明。例如，这样可以支持侧向地在散射辐射准直器2的平面延伸外设置的外部照明源，而不必例如设置附加的反射器层在散射辐射准直器2上的安装。
优选地，光学反射材料被添加给填充材料，使得可以实现至少50％、更优选地至少60％的反射率。该反射率例如可以利用分光光度计(分光光度计LAMBDA 1050；测量光谱透射+反射(UV/VIS/NIR))来测量。优选地，对于计划与散射辐射准直器组合使用的光源，实现至少50％、更优选至少60％的反射率。
尤其有利的是，构造包括反射材料的填充材料与至少在面向堆叠布置中的X射线检测器的射线输出侧填充散射辐射准直器相组合，以便与外部光源组合地保证X射线检测器的均匀的照明。
此外，一种备选的或附加的实施变型方案可以提出，提供光学反射率，办法是：在贯通通道中尤其在填充材料的面向X射线检测器的表面上构造不均匀性。这可以包括填充材料的表面粗糙或填充材料的表面上存在气泡。借助于不均匀性也能够通过填充材料构造或提高对于光学光的反射率。
图3示出在另一种实施变型方案中的散射辐射准直器2的示意截面图。在这种情况下，散射辐射准直器2既在邻接射线输出侧8的子区域中又在邻接射线输入侧6的子区域中被以填充材料5填充。
在该变型方案中，有效填充高度由部分高度i与部分高度j的总和得出。部分高度i、j例如可以分别包括至少1mm。部分高度i可以选择为不同于部分高度j。例如，部分高度i可以包括1mm并且部分高度j可以包括2mm。其它组合也是可能的。
对此备选地，也可以存在散射辐射准直器2的实施方式，其中，贯通通道3在贯通通道3的沿着射线入射方向居中的子区域中被以填充材料填充，其中居中的子区域不仅与射线输出侧8间隔而且与射线输入侧6间隔。
与散射辐射准直器2的具体实施方式无关，例如与两侧、一侧或中间的填充，或者以薄片状或栅格状构造无关，散射辐射准直器2还可以包括用于紧固散射辐射准直器2的保持元件7。
保持元件7可以用于例如相对于转换元件11紧固在X射线检测器内。保持元件7可以包括与散射辐射准直器2的多个准直器壁1的布置的机械连接。保持元件7可以构造用于桥形地覆盖堆叠布置中的转换元件11。尤其，散射辐射准直器或多个准直器壁1的布置可以与转换元件间隔地布置。在图3所示的示例中，为此将保持元件7构造成阶梯状。
这尤其在下述情况下能够是有利的，在此情况下由于转换元件11的材料特性、例如机械强度小，应当避免直接的接触。然而，这种布置也可以提高在变形方面的易感性。尽管如此，根据前面描述的变型方案所构造的散射辐射准直器2仍然可以有利地提供足够高的刚度。
图4示出以计算机断层造影系统为形式的医学成像设备32的示例性实施方式。计算机断层造影系统包括具有转子35的机架33。转子35包括X射线源37和检测单元36。检测单元36包括至少一个根据本发明的X射线检测器装置，该X射线检测器装置具有在堆叠布置中的X射线检测器和散射辐射准直器。检测单元也可以包括多个根据本发明的X射线检测器装置。转子35可以围绕旋转轴线43旋转。检查对象39被放置在患者卧榻41上并且可以沿着旋转轴线z 43通过机架33运动。为了控制计算机断层造影系统并且为了计算截面图像，使用计算单元45。输入设备47和输出装置49与计算机单元45连接。
图5示出用于制造散射辐射准直器2的示例方法的流程图。
该方法包括步骤S1：提供沿第一方向相邻布置的准直器壁1的布置，其中该准直器壁1彼此间隔布置，使得分别在两个相邻的准直器壁1之间提供贯通通道3，此外，该方法包括步骤S2：用填充材料5至少部分地填充通过多个准直器壁1的布置而提供的贯通通道3。此外，所示的方法流程包括硬化的步骤S3。
在至少部分填充的步骤S2中，可以尤其以可流动或至少可成形状态提供填充材料5，并且贯通通道3以填充材料5被填充。在硬化的步骤S3中，先前可流动的或至少可成形的填充材料可以刚性地硬化，从而可以实现多个准直器壁1的布置加强，并且提供改进的散射辐射准直器。尤其根据所使用的填充材料来选择该硬化。对于可UV硬化的粘合剂，硬化例如可以要求以UV光曝光。环氧树脂和丙烯酸树脂的硬化可以基于化学聚合反应。环氧树脂和丙烯酸树脂可以例如借助于所施加或添加的硬化剂、或热自硬化地在室温下交联并因此硬化。在此，树脂的交联也可以通过在100℃以下的适度的热输入、也称为热处理来支持。尤其是由此可以实现改善的刚度。例如将准直器壁的被填充的布置在炉中在至少50℃加热多个小时、例如2小时或5小时，并且然后再冷却到室温。也可以存在其它的加热循环。例如，准直器壁的被填充的布置在50℃加热约5小时，并且然后在70℃再加热5小时。也可以使用热塑性或热固性的填充材料。热塑性的填充材料、例如灌注料，在升高的温度下熔化并且在冷却时硬化。热固性填充材料、例如灌注料可以在提高的温度下硬化。
图6示出用于制造散射辐射准直器2的方法的第一实施变型方案的图示。
在此，将在提供步骤S1中提供的多个准直器壁1的布置沉入到在能流动的状态下提供的填充材料5的储存器21中，从而贯通通道3用填充材料5填充。例如，填充材料可以被提供在盆形的容器中。能够随后从储存器21中取出具有填充的贯通通道3的布置。
至少部分填充的步骤S2在此可以包括负压方法。为了支持填充过程，可以规定排空填充环境，在该填充环境中布置有储存器21和用于填充的多个准直器壁的布置。通过填充环境中的压力降低到大气压力以下，能够引起填充材料更好地进入到贯通通道3中直至期望的填充高度g。为此所需的负压在此可以与填充材料的粘度、散射辐射准直器的井道大小和散射辐射准直器的制造方法相关，该方法可以对壁的润湿性具有影响。
在实施变型方案中，在使用用于至少部分填充的负压方法时，也可以取消将该布置沉入到储存器21中，或者至少减小沉入深度。能够提供可流动的填料5的储存器并且该布置例如能够仅在填料的表面上方定位或与填料5的表面邻接地定位。通过排空填充环境，在该填充环境中布置有储存器21和用于填充的多个准直器壁1的布置，可以使填充材料5进入贯通通道3直至达到所需的填充高度。
例如，优选使用具有在10-1至104mPa·s范围内的粘度的填充材料。可以使用的填充材料的具体示例可以包括例如Araldite 2020、Scotch Weld DP 100或Delo photobond粘合剂，以及其它的可能性。在与负压方法结合的情况下，可以使用更粘稠的填充材料，这就是说，具有高于没有负压方法时的粘度。
如果要进行两侧的填充，则也可以在相对置的侧上执行相同的过程，并且将贯通通道3的相应的子区域填充直至有效填充高度g的相应的部分高度i、j。
在备选的变型方案中，提供具有粘稠的或糊状的、具有更高粘度的填充材料5的储存器21。例如，填充材料具有在104mPa·s至106mPa·s的范围中的粘度。优选地，为了简单操作而这样选择填充材料5，使得填充材料至少暂时在提供具有储存器21的支撑体直至引入准直器壁期间基本上静态地存在于支撑体上。具体示例在此例如可以包括Scotch Weld DP760或者Scotch Weld DP 490以及其它的可能性。例如，粘稠的或糊状的填充材料5作为具有确定的并且优选恒定的层厚度的面状层而被施加在支撑体上。该层例如可以借助刮板涂覆到支撑体、例如垫上。
多个准直器壁的布置可以压入到储存器21中，由此将粘稠的或糊状的填充材料引入到所述贯通通道中。由于填充材料5的较高粘度，这可能需要比在沉入到具有较低粘度的更可流动材料中时更大的力消耗。例如，将准直器壁的布置结构压入到储存器21内直至抵靠到支撑体上，其中填充材料进入到贯通通道中。接着，可以将支撑体从在准直器壁1上的布置上移除。
图7示出用于制造散射辐射准直器2的方法的第二实施变型方案的图示。
在该变型方案中，至少部分填充的步骤S2包括将填充材料5以可流动或至少可成形的状态施加到沿第一方向相邻布置的准直器壁1的布置上，并且借助于机械方法引入到贯通通道3中。随后，填充材料5可以被硬化。优选地，填充材料以粘稠的或糊状的状态存在以用于填充。
在所示的示例中，优选粘稠的或糊状的填充材料5的尽可能均匀的层厚度被平坦地施加到准直器壁1上提供的布置的射线输出侧8或射线输入侧6上，并且借助刮板31引入到贯通通道3中，办法是：在准直器壁上的布置之上拉或推刮板(通过箭头表明)，其中将填充材料5压入到贯通通道3中。优选地，填充材料5具有的粘度使得填充材料至少暂时基本上静态地、也就是说不流动地但是可变形地存在于该布置上，并且仅仅机械力作用实现贯通通道3的填充。例如，填充材料具有在104mPa·s至106mPa·s的范围中的粘度。具体示例在此例如可以包括Scotch Weld DP 760和具有类似特性的材料，以及其它的可能性。
通过调整施加到该布置上的层的层高度，也能够实现在贯通通道3中的有效填充高度的调整。同样，也能够应用第二层的重新施加并且通过机械方法将第二层引入到贯通通道3中，以便实现较大的有效填充高度g。
图8示出用于制造散射辐射准直器2的方法的第三实施变型方案的图示。
在该变型方案中，至少部分填充的步骤S2包括借助施加装置41、例如借助插管或计量针将处于可流动或至少可成形状态的填充材料5单独地直接引入到贯通通道3中。随后，填充材料5可以被硬化。在此，单独意味着：单个地在时间上相继地借助施加装置41、例如置于贯通通道3上或能够引入到通道3中的插管或计量针来填充每个贯通通道3，或者对于至少一组贯通通道3中的每个贯通通道3分别设置施加装置41、例如插管或计量针，并且同时填充该组的贯通通道。有效填充高度g然后可以通过引入到每个贯通通道3中的填充材料5的量来确定。在此，该填入可以包括，将计量针或插管的尖端引入到贯通通道3中并且在输出填充材料5期间通过计量针或插管从贯通通道3中运动出来，其中，所排出的填充材料5保留在所述贯通通道中。
在这种情况下，较高的粘度(＞103mPa·s)也是优选的，以避免所引入的材料的流动。例如，粘度可以是至少104mPa·s。具体示例在此例如可以包括Scotch Weld DP 760以及其它的可能性。

Claims (13)

1.一种散射辐射准直器(2)，用于与一个X射线检测器(4)布置在一个堆叠结构中，所述散射辐射准直器包括至少沿着第一方向相邻布置的准直器壁(1)，其中所述准直器壁(1)被彼此间隔布置，使得分别在两个相邻的准直器壁(1)之间提供一个贯通通道(3)，并且其中通过多个准直器壁(1)的所述布置而提供的所述贯通通道(3)被至少部分地以一种填充材料(5)填充。
2.根据权利要求1所述的散射辐射准直器(2)，其中所述准直器壁(1)在射线入射方向的方向上并且垂直于第一方向具有一个壁高度(h)，并且其中在所述贯通通道(3)中，所述填充材料(5)在所述射线入射方向的方向上的有效填充高度(g)小于所述壁高度(h)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的散射辐射准直器(2)，具有一个射线输出侧(8)和在射线入射方向上相对置的一个射线输入侧(6)，其中在邻接所述射线输出侧(8)的一个子区域中、或者在邻接所述射线输入侧(6)的一个子区域中，所述贯通通道(3)被以所述填充材料(5)填充。
4.根据权利要求1或2所述的散射辐射准直器(2)，具有一个平坦的射线输出侧(8)和在射线入射方向上相对置的一个平坦的射线输入侧(6)，其中在所述贯通通道(3)的一个沿着所述射线入射方向居中的子区域中，所述贯通通道(3)被以所述填充材料(5)填充，其中所述居中的子区域不仅与所述射线输出侧(6)间隔开而且与所述射线输入侧(8)间隔开。
5.根据前述权利要求中任一项所述的散射辐射准直器(2)，其中所述填充材料(5)包括一种能硬化的填充材料(5)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的散射辐射准直器(2)，其中所述填充材料(5)包括一种光学反射材料。
7.一种X射线检测器装置，所述X射线检测器装置包括在一个堆叠结构中的一个X射线检测器(4)和一个根据前述权利要求中任一项所述的散射辐射准直器(2)，其中所述散射辐射准直器(2)在射线入射方向的方向上布置在所述X射线检测器(4)前方，以用于在以X射线辐射曝光所述X射线检测器装置期间减少入射到所述X射线检测器(4)上的散射辐射。
8.一种医学成像设备(32)，包括根据权利要求7所述的一个X射线检测器装置和与之相对地布置的一个X射线源(37)，所述X射线源被构造成，为了产生X射线图像数据组，以X射线辐射曝光所述X射线检测器装置。
9.一种用于制造一个散射辐射准直器(2)的方法，所述散射辐射准直器用于与一个X射线检测器(4)布置在一个堆叠结构中，所述方法包括以下步骤：
-提供(S1)沿第一方向相邻布置的准直器壁(1)的布置，其中所述准直器壁(1)彼此间隔布置，使得分别在两个相邻的准直器壁(1)之间提供一个贯通通道(3)，
-用一种填充材料(5)至少部分填充(S2)通过所述多个准直器壁(1)的所述布置而提供的所述贯通通道(3)，以及
-硬化(S3)在所述贯通通道(3)中的所述填充材料(5)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中对于所述至少部分填充的步骤(S2)，将沿第一方向相邻布置的准直器壁(1)的所述布置引入到以能流动或至少能变形的状态提供的填充材料(5)的一个储存器(21)中。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述至少部分填充的步骤(S2)包括借助负压方法填充所述贯通通道(3)。
12.根据权利要求9所述的方法，其中对于所述至少部分填充的步骤(S2)，将所述填充材料(5)以能流动的或能变形的状态施加到沿第一方向相邻布置的准直器壁(1)的所述布置上，并且借助于机械方法将所述填充材料引入到所述贯通通道(3)中。
13.根据权利要求9所述的方法，其中对于所述至少部分填充的步骤(S2)，借助于一个施加装置(41)将处于能流动或能变形的状态的所述填充材料(5)单独地引入到所述贯通通道(3)中。
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