CN1409326A - 制造散射光栅或准直器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造散射光栅或准直器的方法,该散射光栅或准直器具有对于一种射线类型的射入的可预定几何形状的通透区(5)和非通透区(6),按照该方法,首先确定散射光栅或准直器的通透区(5)和非通透区(6)的几何形状;然后借助一种速成样品技术并通过借助射线作用逐层使一种合成材料硬化,根据所述通透区(5)或非通透区(6)可能偏差一定层厚的几何形状构造出一个基体(16);最后基于该基体(16)制造出散射光栅或准直器。本发明方法可以简便而廉价地制造出具有非常精密的射线吸收透孔结构的散射光栅或准直器。由此实现在拍摄图像时更好地充分利用一次射线。

Description

制造散射光栅或准直器的方法
技术领域
本发明涉及一种制造散射光栅或准直器的方法,尤其是用于X射线或γ射线的制造散射光栅或准直器的方法。
背景技术
在当今的X射线成像技术中,对X射线摄影的图像质量提出了很高的要求。在这种尤其用于X射线医疗诊断的摄影中,一个被检查对象被一个近似点状的X射线源透射,并测取X射线在透射与X射线源相对一侧的被检查对象后的两维衰减分布。对X射线束透射对象体后的衰减进行逐行检测例如也可以在计算机X射线层析照相装置中进行。除了以X射线胶片和气体探索器作为X射线探测器外,人们也越来越多地采用固体探测器。这种探测器通常具有一个由许多光电半导体元件呈矩阵布置而成的光电接收器。在理想情况下,X射线图片上的每个像点应当与X射线沿一条从点状X射线源到探测器表面上与像点相对应位置的直线轴线透射被检查对象的衰减相对应。由点状X射线源发出的并沿这条轴线呈直线状地撞击到X射线探测器上的X射线束被称为一次射线。
但由X射线源发出的X射线束在对象体内基于不可避免的相互作用会发生散射,因此,除了一次射线外还有散射射线、亦即所谓的二次射线撞击到探测器上。这些散射射线视被检查对象的不同特性可能导致一个X射线探测器的所有接收信号中的90%以上为使拍摄的图片能供诊断用都需要调制。这种散射射线另外还是一种噪声源,它会因此降低对微小对比差异的识别能力。造成散射射线这一显著缺点的原因在于,由于散射射线的量子特性,在摄像中会造成明显的附加噪声分量。
因此,为了减少撞击到探测器上的散射射线成分,在波检测对象和探测器之间采用所谓的散射光栅。散射光栅由一些有序排列的吸收X射线的结构制成。在这些结构之间形成供一次射线尽可能不衰减地通过的通孔或通透缝隙。这些通孔或通透缝隙在聚焦散射光栅中根据到点状X射线源的距离,亦即到X射线管焦点的距离对准该焦点。在不聚焦的散射光栅中,在散射光栅整个面上的所有通孔或通透缝隙均垂直于散射光栅的表面定向。但这会导致一次射线在摄像边缘区内有明显的损耗,因为在这些边缘位置,大部分的一次射线会落到散射光栅上的吸收区域内。
为了获得高的图像质量,对X射线散射光栅的特性提出了很高的要求。一方面散射射线应当尽可能好地被吸收,另一方面应让绝大部分一次射线尽可能不衰减地通过散射光栅。可通过散射光栅的高度与厚度(确切地说所述通孔或通透缝隙的直径)的较大比例,亦即通过高选通比来降低撞击到探测器表面上的散射射线成分。但基于在通孔或通透缝隙之间的吸收射线用结构元件或壁元件的厚度,由于部分一次射线被吸收而导致图像干扰。而由于采用固体探测器所导致的光栅不均匀性,亦即吸收区偏离其理想位置,则会通过光栅在X射线图片中的投影显像导致图像干扰。例如在矩阵排列的探测元件中就存在这样的危险,即,探测元件结构的投影和散射光栅的投影相互干涉,由此产生Moiré-干扰现象。
为了将散射光栅造成的图像干扰降到最低,已知可在拍摄时向侧旁方向移动光栅。但在例如1至3毫秒的很短曝光时间内,也可能因光栅移动速度不够导致在图像内形成条纹。而即便曝光时间很长,因光栅运动方向在曝光过程中发生变换也会导致形成干扰性条纹。
所有已公知的散射光栅都存在一个特别的缺陷,即,吸收射线用结构元件不能随心所欲地制造得很薄和很精细,因此不管怎么样都有相当一部分一次射线被结构元件所吸收。
相同的问题也出现在核放射医学中,尤其是当应用γ照相机,例如Anger相机时。和X射线诊断中类似,在这种摄像技术中也必须注意让γ射线量子尽可能少地散射到探测器。与X射线诊断技术不同的是,在核放射诊断中的γ射线源位于被检查对象体内。病人体内被注射进一种用某种不稳定的核素作标记的代谢制剂,这种制剂聚集在特定的器官处。通过验证从体内相应地发射出的衰变量子就能得到器官的显像图像。从器官内活动随时间的变化可推断出其功能。为了获得身体内的图像,必须在γ探测器前安设一个准直器,它能确定图像的投影方向。这样一种准直器在其功能和结构上都与X射线诊断仪中的散射光栅相对应。仅仅由准直器的优选方向所确定的γ射线量子可通过准直器,而与之倾斜射入的γ量子则被准直器壁吸收。基于γ量子有比X射线量子更高的能量,准直器必须比X射线散射光栅制造得高许多倍。
通过在图像中只对某一能量的量子进行考虑,可在拍摄时挑选出散射的量子。然而每一个被探测到的量子会造成γ相机例如1微秒的延迟时间,在此期间不会记录到任何东西。因此在记录到一个散射量子之后的很短时间内若随即有一个一次射线量子进入,就有可能记录不到它并因此使其从成像中消失。当一个散射量子在时间上(在一定范围内)与一个一次射线量子重合时,也会产生类似的效果。这是因为分析电子电路不能将这两个事件区分开来,从而测算出一个过高的能量且因此对该事件不予记录。上述两种情形表明,在核放射诊断中高效地抑制散射也可改善量子效率。最终可在相同剂量的放射性核素下得到改善的图像质量或者在图像质量相同时减少放射性核素的使用剂量,从而可降低对病人的辐射,使图像拍摄时间更短。
目前有用于制造X射线照射用散射光栅和γ射线照射用准直器的各种技术手段。例如已公知有层状散射光栅,它由铅条和纸条制成。铅条用于吸收二次射线,而在铅条之间的纸条则构成一次射线的通透缝隙。然而在制造这种散射光栅时的有限精度以及铅条层不能再减小的厚度一方面会导致一次射线发生不期望的损失,另一方面在一个固体探测器的呈矩阵布置的探测元件中会导致Moiré条纹和/或网目条纹状的图像质量问题。
用于γ相机的准直器一般由机械折叠的薄铅层制成。这是一个较为廉价的解决方案,但缺点是,尤其当采用具有矩阵排列的探测元件、例如镉-锌-碲化物探测器件的固体相机时,因这种准直器较为粗糙的结构会发生干扰性失真效果。
由美国专利说明书US 5,814,235A已知一种制造用于X射线照射的散射光栅的方法。其中,散射光栅由许多薄的金属膜层构成。这些金属膜层由一种可强烈吸收X射线的材料制成,并象摄影石版术那样在膜层上构造出相应的通孔。为此必须在各膜层的两侧分别安设上一个光敏电阻并通过一个光掩模对其进行照射。随后通过一个蚀刻步骤在膜层材料中刻出通孔。在去除光电层后,在蚀刻后的金属膜上敷设上一粘附层。这些金属膜随后精确地上下相互定位并相互结合构成散射光栅。通过随后的温度处理,使该结构硬化。由此可制造出具有作为通孔的空气间隙的晶胞状散射光栅,它适合应用在乳房X射线照相术中和通常的射线照相术中。与带有铅层的散射光栅相比较,摄影石版术方面的蚀刻技术在此能更精确地确定在散射光栅内的吸收射线区域和不吸收射线区域。借助这种技术通过采用不同的用于金属膜的光掩模(带有相互略有错置的通孔)也可制造出聚焦散射光栅。然而,对于一个用于X射线的散射光栅来说需要许多这种金属膜层,这又要求有许多不同的掩模和生产步骤。所述方法因此非常耗时并且耗费也很大。
由美国专利文献US6,185,278 B1已知另一种用于制造X射线和γ射线照射用散射光栅,其中,各金属膜同样通过摄影石版术蚀刻并相互重叠层压在一起。然而,在用这种方法制造聚焦散射光栅时,需要各组金属膜层带有精确地相同布置的通孔,其中,只有个别的金属膜层组带有相对错置的通孔。利用这种技术减少了为制造散射光栅所需的摄影石版术掩模。
美国专利文献US5,303,282公开了另一种制造X射线照射用散射光栅的方法。在该方法中采用一种光敏材料作衬底,在采用光掩模的情况下通过照射该衬底上相应地有待形成通孔的区域,就在衬底上蚀刻出通孔。在衬底的表面连同通孔内壁上敷设一层足够厚度的吸收X射线的材料。为了提高选通比,必要时将多个这种加工出的衬底相互重叠。类似的用于制造细胞状X射线散射光栅的制造技术在专利文献EP 0 681 736 B1或US5,970,118 A中有记述。然而在较厚的衬底上蚀刻出通孔会导致通孔几何形状精确度的损失。
在G.A.Kastis等人公开发表的论文“A Small-Animal Gamma-Ray ImagerUsing a CdZnTe Pixel Array and a High Resolution Parallel Hole Collimator”中记述了一种用于制造一个细胞状结构的γ射线准直器的方法。该准直器在这种情况下也由多层重叠的金属膜层、即钨层制成。这些金属膜层通过摄影石版术被蚀刻。因此,这种方法也很麻烦并且耗费也很大。
发明内容
基于上述现有技术,本发明所要解决的技术问题是提供一种制造散射光栅或准直器的方法,使之具有高的选通比和非常细的射线吸收结构元件,并且其制造成本更低。
上述技术问题是通过一种用于制造散射光栅或准直器的方法来解决,其中,该散射光栅或准直器具有对于一个类型的射入射线的可预定几何形状的通透区和非通透区,该方法包括下述步骤:
-首先确定散射光栅或准直器的通透区和非通透区的几何形状;
-随后借助一种速成样品技术并通过借助射线作用逐层使一种合成材料硬化,根据所述通透区或非通透区可能偏差一定层厚的几何形状构造出一个基体(Grundkoerper);
-最后基于该基体制造出散射光栅或准直器。
按照本发明的方法,为制造散射光栅或准直器采用速成样品技术。其中,首先确定散射光栅或准直器的通透区和非通透区的几何形状。随后借助速成样品技术在辐射、尤其是激光照射作用下通过使一种合成材料(Aufbaumaterial)分层地硬化,根据通透区或非通透区也许有一定层厚偏差的几何形状构造出基体。该基体另外还有一块基板。该基板同样借助速成样品技术来制造。此外,当然也可以在一块可从速成样品设备的构造平台上取下的单独的支承板上构造基体。在此基体上最后制备出或加工出散射光栅或准直器。
在构造最终作为散射光栅或准直器基础的基体时采用速成样品技术,就可以制造出具有很高精度的很精细的透孔(filigran)结构。这尤其对于在散射光栅或准直器上制造出薄的吸收区或壁具有优点。此外,可用这种方法很方便地制备出基体,而不必实施许多费力的工艺步骤。得到成品散射光栅或准直器的整个制造过程因此而显著简化,并且制造成本低廉。
在速成样品技术中,3维CAD结构(在此指基体的几何形状)在CAD系统中转换成体积数据(Volumendaten)。这个用于速成样品的3维体积模型随后在一个计算机中被横向切层分割。这样的横断层面具有100μm的层厚或更低的层厚。在将数据传递到一个速成样品设备中后一层一层地构造原始模型。在本发明方法所采用的速成样品技术中,通过射线、尤其是激光射线的作用进行层的构建。正是激光束给构造非常精细的透孔结构提供了便利。
散射光栅或准直器本身可包含基体作为基础结构或者通过该基体的一次或多次成型来形成。相应的成型工艺对于本领域专业人员来说早就是已知的并且可简便廉价地实施。
采用本发明方法制造的散射光栅或准直器在其对于相应地有待吸收的散射射线或二次射线不通透的区域内可具有任意的形状。这样,在现有技术中已知的所有几何形状,例如细胞状结构或带有缝隙形透孔的结构都可以实现。尤其是在制造聚焦或平行散射光栅或准直器方面不存在任何生产技术上的不同点。而对于制造具有不同聚焦距离的散射光栅或准直器来说,在生产时也根本不必对光掩模进行任何的改变。
用于制造X射线散射光栅的技术与用于制造γ射线准直器的技术没有什么区别。仅在用于生成非通透区所采用的材料方面可以有区别。另外,一个γ射线准直器可制造成比一个X射线散射光栅的高度高许多倍。
在本发明方法的一个优选实施方式中,可采用立体石版印刷术来构造基体。在这种方法中,由计算机控制的UV激光束在液态聚合物树脂上描绘出3维体积模型各层的轮廓。该树脂通过激光的作用在其被照射的点或面上硬化。然后降下设备的构件平台,将一个新的薄层感光性树脂放置于上。通过重复这个步骤,从下至上地逐步构造出基体完整的几何形状。这样形成的构件随后可再硬化并进行机械再加工。
在本发明方法的一个具有优点的实施方式中,根据非通透区有一定层厚缩减的几何形状制备出基体。随后直接在该基体可接触到的表面上敷设上一层由一种可强烈吸收散射射线的材料制成的有一定层厚的材料层,使非通透区因此可按散射光栅或准直器所期望的几何形状来构造。例如可通过喷镀一金属起始层和随后电镀来完成所述材料层的敷设。按照这种方法,所述借助速成样品技术制造出的基体就成为成品散射光栅或准直器的组成构件。当然,也可在基体的通孔内侧壁上涂层。
按照另一种实施方式,基体精确地根据通透区的几何形状来构造。在这种情况下,需要在一个可从构造平台上取下的支承板上来构造基体或者借助速成样品技术将该支承板作为基体的组成构件来制备。所述在基体中形成的与散射光栅或准直器上以后不通透的区域相对应的中间空隙,随后可用一种可强烈吸收散射射线的材料充填。这一充填优选通过浇注低共熔混合物、合金或元素来进行。所述元素优选包含铅、锡、铋、镉、铟、水银或镓。此外也可以将吸收射线的元素溶解在一种液态粘接剂中或与之一起机械地安设在空隙中。这例如可通过刮铲、压制、浇铸或其它压力技术方法来完成。此外比较有利的是,在充填时利用减小的空气压力或真空来减少或避免气体夹杂。
采用这种方法获得用吸收射线的材料制成的带有结构元件或壁元件的散射光栅或准直器。所述基体可随后去除,或者在采用一种对于相应的一次射线基本上通透的合成材料的情况下,为提高稳定性作为散射光栅或准直器的组成构件保留下来。
在另一种实施方式中,基体精确地根据非通透区的几何形状来构造。该基体随后通过成型可形成一个阴模(Negativform)。在这个阴模中随后根据前述实施方式所述将吸收射线的材料填充到空隙中。这种成型技术具有这样的优点,即,可采用一种对于相应的一次射线具有高通透性和/或高稳定性的材料来制造阴模。
这种成型技术也可随意变化应用,以便用相同的材料或另一种材料制备出基体的复制件。这种复制件然后可按照相同的方式用于制造散射光栅或准直器,就象按照前述实施方式用基体本身制造散射光栅或准直器那样。通过分别利用两次成型(首先成型为一个阴模,然后利用该阴模成型出阳模)制备出多个基体复制件,就能基于唯一一个作为母体的基体非常快速并且廉价地制造出许多散射光栅或准直器。而用于制造母体-基体的费时工序只须进行一次。
此外,也可以根据通透区有一定层厚扩大的几何形状制备出基体,并随后成型为一个阴模。该阴模可随后如在第一个实施方式中那样敷设一吸收射线材料层,直至非通透区获得精确的几何形状。
除了以立体石版印刷术作为速成样品技术来制备基体外,当然也可以采用微立体石版印刷术。在这种技术中,(根据有待照射的区域)用一个掩模进行一次性照射。在此,可以象现有技术中那样,例如采用微镜面阵列(Mikrospiegel-Arrays)来制造层与层之间有偏差的模型样品。
此外,也可以为制备基体采用有选择性的激光烧结或激光熔接方法。这种技术是一种通过CO2激光用粉末状原材料进行局部的熔接或焊接。这种材料可逐层地在一个构造平台上构成。利用3维体积模型数据沿各层的构件横断面控制激光束。逐层地加工或硬化出约0.1至0.2μm的层厚。在降下构造平台时,粉末容器为另一层提供粉末,然后用一相应的找平元件使粉末均匀地分布。激光能量被粉末吸收后导致材料局部硬化。采用这种方式也可直接用相应的射线吸收材料构造出一个散射光栅或准直器,使得在基体制造完毕之后(除可能所需进行的对基体去毛刺和去除支承结构之外)不再需要其它更多用于制造出散射光栅或准直器的步骤。
当然除了迄今所提到的其它速成样品方法之外,按照本发明也可采用例如LAM(Laminated Objekt Manufacturing:层状物体制造)方法来制造散射光栅或准直器。
具体实施方式
下面借助附图所示实施方式对本发明予以详细说明,当然本发明的思想并不受这些实施方式限制,附图中:
图1是用X射线拍摄物体时散射光栅作用的示意图;
图2是在按照核放射医学拍摄物体时采用一准直器情况的示意图;
图3是立体石版印刷术的简化示图;
图4是进行选择性激光烧结或激光熔接技术的示意图;
图5是利用基体制造散射光栅或准直器的一个实施方式的示意图;
图6是利用基体制造散射光栅或准直器的另一个实施方式的示意图;
图7是利用基体制造散射光栅或准直器的又一实施方式的示意图;
图8是在制造出散射光栅之前基体多次成型的实施方式的示意图。
借助图1概括地示出了在X射线诊断仪中用X射线拍摄一个物体3时的典型情况。该物体3位于一X射线管的管焦点1和一个探测器面7之间。该管焦点1可看作是一个近似点状的X射线源。由X射线源的焦点1发射出的X射线2沿朝着X射线探测器的方向直线传播并穿透物体3。撞击到探测器面7上的一次射线2a从X射线源1发出后直线穿过物体3,然后在探测器面7上提供一个局部可分辨出的有关物体3的衰减值分布。一部分由X射线焦点1发出的X射线2在物体3内被散射。所产生的散射射线2b没有有助于形成所期望的图像信息,并且在撞击到探测器7上时明显地恶化了信噪比状况。因此为了改善图像质量,将一个散射光栅4设置在探测器7之前。该散射光栅4具有通孔5和吸收射线区6。通孔5朝向管焦点1定向,以便让射入的一次射线2a沿直线路径通过后撞击到探测器表面上。不沿这个方向射入的射线,尤其是散射射线2b则被射线吸收区阻挡或被显著减弱。然而,吸收区基于迄今已公知的生产技术至少要有一定的厚度,由此会导致一次射线2a中的较大部分被吸收,这对成像结果不利。
图2示出在核诊断仪中拍摄图像时的状况。在该图中可看到有待检查的身体3内的一个器官3a。通过将发射γ射线的制剂注入人体内,这些制剂聚集在器官3a中,γ射线量子8a从该部位发射出,然后撞击到探测器7亦即一个Anger照相机上。通过在探测器7前设置的准直器4(它在吸收γ射线的区域6之间具有直线定向的通孔5),相应确定拍摄图像的投影方向。沿另一个方向发射出的或散射的γ射线量子8b,也就是没有沿所述投影方向确定的直线路径传播的γ射线量子8b会被准直器4吸收。但基于射线吸收区6不能做到任意薄,在这种技术中仍然会有可观的一次射线8a被吸收掉。
本发明提供了这样一种方法,它能非常精确地制造出具有非常薄的通孔5之间的吸收射线用结构或壁6的散射光栅或准直器。在此,为了制造散射光栅或准直器采用一种速成样品技术。这种技术的一个示例就是图3概略地示出的立体石版印刷术。在这种技术中,一束UV激光射线12对准容器9中的液态可形成UV网状的聚合物10的表面。UV激光射线12借助所要制备基体13的一个三维体积模型在液态聚合物10的表面上移动,以便逐层地构造出基体13。在一层硬化后,通过构造平台11将该层降低一个层厚,然后通过UV激光束12的作用按照三维体积模型使下一层硬化。由此利用网状UV硬化聚合物10逐层地构造出基体13。由于UV激光射线12可良好聚焦,可以实现具有很高精度的非常细密的透孔结构。基体13可直接在构造平台11上构造出,或者在图中没有示出的位于构造平台11上的另一个支承板上构造出。此外,也可直接利用立体石版印刷术构造出一块底板,然后在这块底板上按所期望的几何形状构造出基体13。
在图4中示出按照本发明用于制造一个作为散射光栅或准直器基础的基体的另一种技术。图4概略地示出选择性激光熔接或激光烧结技术的实施过程。在这种技术中,一束CO2激光射线12穿透材料粉末14的表面,使材料粉末14熔融,这样在其硬化凝固后结成块。这种熔融或熔结逐层重复进行。在制备出一层后,将构造平台11降低一个层厚,然后通过一推板15将新的材料粉末14分洒在构造平面上。随后,以相同的方式用激光12使这后面的一层硬化,最终逐层地构造出构件13。材料粉末14可以是金属粉末或者是外面涂覆有塑料层的金属粉末。
基本上利用图3和图4所示两种方法可使制造出的在通孔5之间的射线吸收结构或吸收壁6有大约50μm的低厚度。通过适当调节参数,还可将该厚度降低到20μm。
利用例如按照图3或图4所示技术制造出的基体,可按照不同的方式方法制造出一个散射光栅或准直器。在图5中为此示出一个示例。在这个实施方式中,根据所要制备散射光栅或准直器的非通透区6减小一定层厚ds的几何形状制造出一个基体16。在该实施方式中示出的由合成材料、例如UV硬化聚合物制成的基体16的区域6a的厚度,因此比散射光栅或准直器有待制造的不通透隔片6的厚度小2*ds。这一情况同样这也适用于该区域6a的高度。这样制造出的基体16随后用更高级数(Ordnungszahl)的射线吸收材料涂覆(涂覆步骤17)。该层18的层厚在此是ds,基体16的结构6a相对于有待制造的散射光栅或准直器非通透区6要小上该层厚ds。以此方式最终得到一个在图5右半侧示出的散射光栅或准直器。在图5中分别示出基体16和利用它制造出的散射光栅或准直器的横剖图(上)和俯视图(下)。散射光栅或准直器在这一实施方式中因此由带有作为基础底架的合成材料区域6a的基体16构成,在区域6a上涂覆了一射线吸收层18以构成不通透的区域6。在这些优选形成薄隔片的非通透区6之间是通孔5。这些通孔5可根据所期望的散射光栅或准直器的特性朝向管焦点定向。
为敷设涂层18,例如可首先通过在区域6a的表面上喷镀来敷设一薄铜层。该铜层的厚度在0.1μm数量级上。最后在这一层上再电镀上一铅-锡合金层。该合金层的厚度使二次射线按所需的那样被吸收。
尤其对于应用在乳房X射线照相术中来说,所采用的X射线光谱的能量比较低,在基体16的结构6a上涂覆一很薄的射线吸收层18就足够了。例如在拍摄乳房的X射线能量为平均值(20keV)的情况下,用一2μm厚的铅层就能吸收大约84%的能量。因此在两侧涂覆的情况下(就象该实施方式中一样),为达到相同的吸收度,涂层18的厚度ds为1μm便足够很好地吸收二次射线。这样一种很薄的涂层另外还有这样的优点,即,它能显著降低富含能量的一次射线的吸收,由此使散射光栅对射线有更好的选择性。
图6示出另一个利用基体制备散射光栅或准直器的实施方式。该基体16在此情形下放置在一底板19上或者与其一同构成。该基体16在此根据所要制造的散射光栅或准直器的通透区5的几何形状被制造出来。由于通透部位5通常不相互连通,底板19对于制备这样一种基体而言是必需的。在基体16的空隙6b内最终可充入一种更高级数的液态材料21(填充步骤20),这种材料基本上能吸收相应的二次射线。这种材料21例如是铅一锡-铟合金,它在冷却后会固化。由此制成这样一个散射光栅或准直器,它具有优选作为薄隔片6的非通透区,在这些薄隔片6之间形成通透区5,该通透区5优选设计成具有高纵横(尺寸)比的通道。这些通道在此可由基体16的合成材料制成,只要这种合成材料对于一次射线来说是通透的。也可按照相同的方式将底板19作为散射光栅或准直器的组成构件保留下来,以提高该散射光栅或准直器的稳定性。当然,基体16的材料随后也可去除,仅将所述吸收射线的材料21制成的基架保留下来作为散射光栅或准直器。
图7最后示出利用一个借助速成样品技术制造出的基体16来生产散射光栅的实施方式。在这个实施方式中,基体16根据散射光栅或准直器的吸收区6的几何形状来构造。构造区6a的厚度和高度因此精确地和散射光栅或准直器的射线吸收区或隔片6的厚度和高度相对应。这种基体16随后通过向一个阴模22中充入或注入液态镍来成型,由此使阴模的材料区与散射光栅或准直器的通透区5相对应。随后按照图6所示方法利用该阴模22制备出一个散射光栅或准直器。
也可按照相同的方式制备出一个阴模,随后按照图5所示实施方式在该阴模上涂层。为此,有待首先被制备的基体16必须根据通透区5扩展一定层厚ds的几何形状来构造。通过基体16的成型形成一个阴模22,它具有与图5所示基体16一样的形状。
图8最后示出利用一个借助速成样品技术制备的基模16来制造一个散射光栅或准直器的另一实施方式。在这个实施方式中,基模16首先成型为一个阴模22,随后又成型为一个阳模23、亦即基体16的一个精确复制件。这一技术的优点在于,由基体16作为母体几乎可制备出任意多的复制件23,利用这些复制件23最终都能构造出散射光栅。非常耗费时间地制备基体16的速成样品过程只需进行一次。
为了制备复制件23,基体16(它例如可通过立体石版印刷术由一种聚合物材料制成)首先被涂覆一80nm厚的钛-附着层和一160nm厚的镍-起始层。这一涂覆优选通过喷镀来进行。随后通过无电沉积在这些薄涂层上再涂覆一10μm厚的NiP-层25。在下一个工艺步骤中,在已形成的结构上电镀上一0.5mm厚的镍层。这样所述结构就转移到镍材料上,该镍材料现在作为基体16的阴模22可从该基体上分离。在所形成的阴模22上最后涂覆一钝化层26。随后在该阴模22上再电镀上一1.5-2.5mm厚的镍层。以此方式获得一个阳模23,它精确地具有原始基体22的结构形状。该阳模23在从阴模22中分离出后,可直接用作散射光栅或准直器,或者也可再用来作为制备这种光栅或准直器的铸模。
利用上述实施方式例如可制备出其网格状格栅的尺寸为55mm×95mm×2mm,格栅宽度为700μm的散射光栅或准直器。射线吸收间壁的厚度为50μm,它由一种低熔点的液态低共熔(主要包含铅的)材料制成。此外,例如还可以制造出相同尺寸的散射光栅或准直器,其中在吸收射线的间壁上涂覆一5-10μm厚的含铅合金层。

Claims (14)

1.一种用于制造散射光栅或准直器的方法,该散射光栅或准直器具有对于一个类型的射入射线的可预定几何形状的通透区(5)和非通透区(6),该方法包括下述步骤:
-确定该散射光栅或准直器的通透区(5)和非通透区(6)的几何形状;
-借助一种速成样品技术并通过借助射线作用逐层使一种合成材料硬化,根据所述通透区(5)或非通透区(6)可能偏差一定层厚的几何形状构造出一个基体(16);
-基于该基体(16)制造出该散射光栅或准直器。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采用立体石版印刷方法作为用于构造基体(16)的速成样品技术。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采用选择性激光熔接或激光烧结方法作为用于构造基体(16)的速成样品技术。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,根据所述非通透区(6)缩减一定层厚的几何形状来构造基体(16),然后为制造出散射光栅或准直器在该基体上涂覆一层可强烈吸收所述类型射线的材料直至达到所述一定层厚,所述一定层厚的材料层足以将所射入的所述类型射线的二次射线几乎全部吸收掉。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,通过喷涂和/或电镀来进行所述涂覆。
6.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,根据通透区(5)的几何形状来构造基体(16),然后为构造出散射光栅或准直器,将一种可强烈吸收所述类型射线的材料(21)填充到所形成的空隙(6b)冲,该材料(21)随后硬化。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述强烈吸收射线的材料(21)硬化后,去除基体(16)的合成材料。
8.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述基体(16)根据非通透区(6)的几何形状来构造,随后通过成型来构成一个阴模(22),然后为构造出散射光栅或准直器,将一种可强烈吸收所述类型射线的材料(21)填充到该阴模中形成的空隙中,该材料(21)随后硬化。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,在所述强烈吸收射线的材料(21)硬化后,去除所述阴模(22)。
10.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,利用所述基体(16)的多次成型来制备一个复制件(23),然后利用该复制件取代所述基体(16)来进一步执行权利要求4至7中的其它工艺步骤。
11.如权利要求1或3所述的方法,其特征在于,根据所述非通透区(6)的几何形状用一种可强烈吸收所述类型射线的合成材料来构造基体(16),以直接构造出所述散射光栅或准直器。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,确定所述通透区(5)和非通透区(6)的几何形状,以构造出一个聚焦散射光栅或准直器。
13.如上述任一项权利要求所述的方法,用来制造X射线散射光栅。
14.如上述任一项权利要求所述的方法,用来制造γ射线准直器。
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