DE102004063710A1

DE102004063710A1 - Kollimator, Röntgenirradiator und Röntgeneinrichtung

Info

Publication number: DE102004063710A1
Application number: DE102004063710A
Authority: DE
Inventors: Zhao Yang; Xiaodong Xu
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2005-08-04
Also published as: US7206383B2; US20050152499A1; CN1635423A; JP2005192992A

Abstract

Es ist ein Kollimator geschaffen, der ein hohes Maß der Freiheit der Einstellung einer Apertur aufweist, ohne dass irgendwelche speziellen Platten oder Antriebsmechanismen erforderlich wären. Zu diesem Zweck weist der Kollimator ein Paar erster Plattenelemente, die durch einen Abstand zwischen ihren einander gegenüberliegenden Endflächen eine röntgenstrahlungsdurchlassende Apertur definieren, ein zweites Plattenelement, das in einer Richtung parallel zur Bewegungsrichtung der erten Plattenelemente bewegbar ist, ein Paar dritter Plattenelemente, die symmetrisch zueinander in einer Richtung rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des ersten Plattenelements bewegbar ist und die durch den Abstand zwischen ihren einander gegenüberliegenden Endflächen eine röntgenstrahlungsdurchlassende Apertur definieren, sowie ein viertes Plattenelement auf, das in einer Richtung parallel zu der Bewegungsrichtung der dritten Plattenelemente bewegbar ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gegenstand der Erfindung ist sowohl ein Kollimator als auch ein Röntgenirradiator (Röntgenstrahlungsquelle) als auch eine Röntgeneinrichtung. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Kollimator zur Beschränkung eines Röntgenbestrahlungsbereiches sowie einen Röntgenirradiator und eine Röntgeneinrichtung, die beide mit einem solchen Kollimator versehen sind.
Bei einem Röntgenirradiator wird ein Kollimator zur Begrenzung eines Röntgenbestrahlungsbereiches genutzt. Der Kollimator weist eine Öffnung auf, die Röntgenstrahlen durchgehen lässt und einen solchen Aufbau aufweist, dass die Röntgenstrahlen nicht durch den Kollimator sondern nur durch die Öffnung gehen können. Mit diesem Aufbau kann der Röntgenbestrahlungsbereich einjustiert werden.
Ein Kollimator mit variabler Öffnung weist bewegbare Plattenelemente, nämlich Platten auf, die Röntgenstrahlen absorbieren. Als Platten werden zwei einander mit ihren entsprechenden Endflächen gegenüber liegende Platten verwendet. Die beiden Platten sind in Richtungen entgegengesetzt zueinander bewegbar, die in einer zu ihren Flächen parallelen Ebene orientiert ist. Zur Erweiterung der Öffnung werden die Platten voneinander weg bewegt während die Platten zur Verengung der Öffnung aufeinander hin bewegt werden.

Um einen Kollimator zu schaffen, dessen Öffnung in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen verändert werden kann, werden zwei rechtwinklig zueinander orientierte Plattenpaare genutzt. Indem alle Platten unabhängig voneinander einstellbar sind, wird es bei einem solchen Kollimator möglich, nicht nur die Größe der Öffnung sondern auch deren zweidimensionale Position zu justieren (siehe dazu beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-355242 (Seiten 2 bis 3, 1 bis 2)). Um alle Platten unabhängig voneinander justierbar zu machen, ist es bei dem oben genannten Kollimator erforderlich, spezielle Platten und Antriebsmechanismen für die Platten zu verwenden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Deshalb ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kollimator mit einem hohen Maß an Freiheit hinsichtlich der Einstellung der Apertur zu schaffen, ohne irgendwelche speziellen Platten oder Antriebsmechanismen zu benötigen, sowie einen Röntgenirradiator und eine Röntgeneinrichtung zu schaffen, die mit einem solchen Kollimator versehen sind.

1. Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die oben genannte Aufgabe mit einem Kollimator gelöst, der aufweist: ein Paar erster röntgenabsorbierender Plattenelemente, die zueinander symmetrisch in einer zu ihren Oberflächen parallelen Richtung bewegbar sind und durch einen Abstand zwischen entsprechenden, aufeinander zu weisenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur (die auch Strahlendurchlassöffnung genannt wird) definieren; ein zweites von dem ersten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten Elements rechtwinkligen Richtung beabstandetes zweites Plattenelement, das röntgenabsorbierend und in einer zu einer seiner Flächen parallelen Richtung sowie parallel zur Bewegungsrichtung des ersten Plattenelements orientierten Richtung bewegbar ist; ein Paar dritter Plattenelemente, die von dem ersten und dem zweiten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten und zweiten Plattenelements rechtwinkligen Richtung beabstandet sind und Röntgenstrahlung absorbieren sowie symmetrisch zueinander in einer Richtung parallel zu ihren Oberflächen und rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der ersten Plattenelemente bewegbar sind und durch den Abstand ihrer einander gegenüber liegenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; sowie ein viertes Plattenelement, das von dem ersten, zweiten und dritten Plattenelement in einer Richtung rechtwinklig zu den Oberflächen des ersten, zweiten und dritten Plattenelements beabstandet ist, Röntgenstrahlung absorbiert und in einer Richtung bewegbar ist, die parallel zu einer ihrer Oberflächen und parallel zur Bewegungsrichtung der dritten Plattenelemente orientiert ist.

2. Nach einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Röntgenirradiator zur Lösung der oben genannten Aufgabe eine Röntgenröhre und einen Kollimator zur Kollimation der von der Röntgenröhre erzeugten Röntgenstrahlung auf, wobei der Kollimator aufweist: ein Paar erster röntgenabsorbierender Plattenelemente, die zueinander symmetrisch in einer zu ihren Oberflächen parallelen Richtung bewegbar sind und durch einen Abstand zwischen entsprechenden, aufeinander zu weisenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; ein zweites von dem ersten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten Elements rechtwinkligen Richtung beabstandetes zweites Plat tenelement, das röntgenabsorbierend und in einer zu einer seiner Flächen parallelen Richtung sowie parallel zur Bewegungsrichtung des ersten Plattenelements orientierten Richtung bewegbar ist; ein Paar dritter Plattenelemente, die von dem ersten und dem zweiten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten und zweiten Plattenelements rechtwinkligen Richtung beabstandet sind und Röntgenstrahlung absorbieren sowie symmetrisch zueinander in einer Richtung parallel zu ihren Oberflächen und rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der ersten Plattenelemente bewegbar sind und durch den Abstand ihrer einander gegenüber liegenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; sowie ein viertes Plattenelement, das von dem ersten, zweiten und dritten Plattenelement in einer Richtung rechtwinklig zu den Oberflächen des ersten, zweiten und dritten Plattenelements beabstandet ist, Röntgenstrahlung absorbiert und in einer Richtung bewegbar ist, die parallel zu einer ihrer Oberflächen und parallel zu der Bewegungsrichtung der dritten Plattenelemente orientiert ist.

3. Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch eine Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenröhre, einem Kollimator zur Kollimierung der von der Röntgenröhre erzeugten Röntgenstrahlung und durch Anwendung der kollimierten Röntgenstrahlung auf ein zu röntgendes Objekt sowie ein Detektormittel zur Erfassung der Röntgenstrahlung gelöst, die das zu röntgende Objekt passiert hat, wobei der Kollimator aufweist: ein Paar erster röntgenabsorbierender Plattenelemente, die zueinander symmetrisch in einer zu ihren Oberflächen parallelen Richtung bewegbar sind und durch einen Abstand zwischen entsprechenden, aufeinander zu weisenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definie ren; ein zweites von dem ersten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten Elements rechtwinkligen Richtung beabstandetes zweites Plattenelement, das röntgenabsorbierend und in einer zu einer seiner Flächen parallelen Richtung sowie parallel zur Bewegungsrichtung des ersten Plattenelements orientierten Richtung bewegbar ist; ein Paar dritter Plattenelemente, die von dem ersten und dem zweiten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten und zweiten Plattenelements rechtwinkligen Richtung beabstandet sind und Röntgenstrahlung absorbieren sowie symmetrisch zueinander in einer Richtung parallel zu ihren Oberflächen und rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der ersten Plattenelemente bewegbar sind und durch den Abstand ihrer einander gegenüber liegenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; sowie ein viertes Plattenelement, das von dem ersten, zweiten und dritten Plattenelement in einer Richtung rechtwinklig zu den Oberflächen des ersten, zweiten und dritten Plattenelements beabstandet ist, Röntgenstrahlung absorbiert und in einer Richtung bewegbar ist, die parallel zu einer ihrer Oberflächen und parallel zu der Bewegungsrichtung der dritten Plattenelemente orientiert ist.

Bei jedem Aspekt der oben genannten Erfindung bilden das erste und dritte Plattenelement, die rechtwinklig zueinander orientiert sind, miteinander eine quadratische Öffnung, die außerdem mit dem zweiten und vierten Plattenelement kombiniert ist, die rechtwinklig zueinander stehen und die dazu eingerichtet sind, unabhängig voneinander bewegt zu werden, so dass es möglich ist, die Öffnung mit einem hohen Maß an Freiheit zu justieren, ohne spezielle Platten und Antriebsmechanismen zu nutzen.

Zur Erhöhung der Freiheit bei der Ausbildung der Apertur wird es bevorzugt, wenn das zweite Plattenelement und das vierte Plattenelement unabhängig voneinander bewegbar sind. Zur Erleichterung des Zusammenbaus des Kollimators wird es bevorzugt, wenn das erste und das zweite Plattenelement als zusammengefasste Baugruppe sowie das dritte und vierte Plattenelement als zusammengefasste Baugruppe aufgebaut werden.

Um es zu ermöglichen, Teileinheiten gemäß dem Anwendungszweck zu kombinieren, wird es bevorzugt, die kombinierte Einheit aus dem ersten und zweiten Plattenelement als Teilbaugruppe für jedes Plattenelement und die kombinierte Einheit der dritten und vierten Plattenelemente als Teilbaugruppe für jedes Plattenelement auszubilden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Kollimator mit einem hohen Grad der Freiheit bei der Einstellung der Apertur zu schaffen, ohne irgendwelche speziellen Platten und Antriebsmechanismen zu benötigen, sowie einen Röntgenirradiator und eine Röntgeneinrichtung zu schaffen, die beide mit einem solchen Kollimator ausgerüstet sind.

Weitere Aufgaben und Vorzüge der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wie sie in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht einen schematischen Aufbau einer Röntgeneinrichtung.
2 veranschaulicht den Grundaufbau einer Kollimatorplattenanordnung.
3 veranschaulicht den Aufbau eines Antriebsmechanismus.
4 veranschaulicht den Aufbau eines Antriebsmechanismus.
5 veranschaulicht einen Zustand der Apertur.
6 veranschaulicht einen Zustand der Apertur.
7 veranschaulicht einen Zustand der Apertur.
8 veranschaulicht einen Zustand der Apertur.
9 veranschaulicht einen Zustand der Apertur.
10 veranschaulicht einen Zustand der Apertur.
11 veranschaulicht einen Zustand der Apertur.
12 veranschaulicht einen Zustand der Apertur.
13 veranschaulicht einen Zustand der Apertur.
14 veranschaulicht einen Zustand der Apertur und
15 veranschaulicht eine prinzipielle Kollimatorplattenanordnung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. 1 veranschaulicht einen schematischen Aufbau einer Röntgeneinrichtung. Diese Einrichtung ist ein Beispiel zur Ausführung der Erfindung. Mit dem Aufbau dieser Einrichtung ist ein Beispiel zur Ausführung der Erfindung hinsichtlich des auf die Röntgeneinrichtung gerichteten Aspekts gegeben.
Wie in der gleichen Figur veranschaulicht, wird bei dieser Röntgeneinrichtung von einer Röntgenröhre 1 Röntgenstrahlung erzeugt, die durch eine Röntgenfensterumgrenzung 3 durchgelassen und durch eine Kollimatorplattenanordnung 500 kollimiert wird, die in einem Kollimator 5 angeordnet ist, wobei die kollimierte Röntgenstrahlung dann auf ein zu röntgendes Objekt 7 gerichtet und durchgelassene Röntgenstrahlung von einem Detektor 9 erfasst wird. Die Röntgenröhre 1 ist ein Beispiel zur Ausführung der Erfindung mit Bezug auf die hier definierte Röntgenröhre. Der Kollimator 5 ist ein Beispiel zur Ausführung der Erfindung hinsichtlich des auf den Kollimator gerichteten Teils der Erfindung. Der Detektor 9 ist ein Beispiel zur Ausführung der Erfindung hinsichtlich des hier definierten Detektormittels.
Der Teil, der die Röntgenröhre 1, die Röntgenfensterumgrenzung 3 und den Kollimator 5 enthält, ist ein Beispiel zur Ausführung des Teils der Erfindung, der auf einem Röntgenirradiator gerichtet ist. Mit dem Aufbau dieser Einrichtung ist ein Beispiel zur Ausführung der Erfindung hinsichtlich des Röntgenirradiators gegeben. Der Kollimator 5 ist ein Beispiel zur Ausführung der Erfindung in Bezug auf den auf den Kollimator gerichteten Teil der Erfindung. Mit dem Aufbau der Einrichtung ist ein Beispiel zur Ausführung des auf den Kollimator gerichteten Teils der Erfindung gegeben.
Die Röntgenröhre 1 weist eine Anode 101 und eine Kathode 103 auf und es wird an dem Auftreffpunkt (Fokus) der Elektronen die von der Kathode 103 in Richtung auf die Anode 101 emittiert werden, Röntgenstrahlung erzeugt. Die so erzeugte Röntgenstrahlung wird durch die Röntgenfensterumgrenzung 3 und den Kollimator 5 auf das Objekt gerichtet. Die Röntgenfensterumgrenzung 3 ist aus einem röntgenabsorbierenden Material, wie beispielsweise Blei, ausgebildet. Die Kollimatorplattenanordnung 500 des Kollimators 5 ist ebenfalls aus einem röntgenabsorbierenden Material, wie beispielsweise Blei, ausgebildet.
Die Röntgenfensterumgrenzung 3 formt die von der Röntgenröhre 1 erzeugte Röntgenstrahlung, so dass der Röntgenstrahl die Form einer quadratischen Pyramide mit einem Röntgenfokus an seiner Spitze an der Anode 101 annimmt. Der Kollimator 5 definiert ein Röntgenbestrahlungsfeld V durch eine Apertur, die durch die Kollimatorplattenanordnung 500 geformt ist. Die Apertur ist variabel, um das Röntgenstrahlungsfeld V einzustellen.
Es wird auf die Kollimatorplattenanordnung 500 in dem Kollimator 5 Bezug genommen. 2 veranschaulicht den Aufbau eines Grundabschnitts der Kollimatorplattenanordnung 500. Wie in der gleichen Figur veranschaulicht ist, weist die Kollimatorplattenanordnung 500 zwei Vertikalstufen von Kollimatoren auf, nämlich eine obere Kollimatorplattenanordnung 510 und eine untere Kollimatorplattenanordnung 520. In der gleichen Figur werden drei zuein ander rechtwinklige Richtungen x, y und z angenommen, wobei z die Vertikalrichtung ist. Röntgenstrahlung wird von oben eingestrahlt.
Die obere Kollimatorplattenanordnung 510 weist ein Paar symmetrischer Platten 512, 512' und eine einzelne Platte 514 auf, die alle rechteckig und aus einem röntgenabsorbierenden Material, wie beispielsweise Blei, ausgebildet sind. Die symmetrischen Platten 512 und 512' liegen in der gleichen Ebene und ihre langen Seiten sind parallel zueinander gerichtet, während ihre kurzen einander entsprechenden Seiten jeweils auf derselben geraden Linie liegen. Die symmetrischen Platten 512 und 512' sind in der Richtung ihrer kurzen Seite (x-Richtung) verstellbar, so dass ein Abstand „a" zwischen ihren einander gegenüber liegenden Endflächen eingestellt werden kann. Die symmetrischen Platten 512 und 512' sind ein Beispiel zur Ausführung der Erfindung in Bezug auf die ersten hier definierten Plattenelemente.
Die einzelne Platte 514 liegt in einer Horizontalebene oberhalb der symmetrischen Platten 512 und 512' und ihre langen und kurzen Seiten sind zu den entsprechenden langen und kurzen der symmetrischen Platten 512 und 512' parallel. Die einzelne Platte 514 ist außerdem in Richtung ihrer kurzen Seite (x-Richtung) verstellbar. Die einzelne Platte 514 ist ein Beispiel zur Ausführung der Erfindung in Bezug auf das zweite hier definierte Plattenelement.
Die symmetrischen Platten 512 und 512' sind unabhängig voneinander in x-Richtung positionsverstellbar. In 3 ist der schematische Aufbau eines Antriebsmechanismus veranschaulicht, der eine solche Positionseinstel lung gestattet. Wie in der gleichen Figur veranschaulicht ist, haben die symmetrischen Platten 512 und 512' Arme 612 bzw. 612', die sich in y-Richtung erstrecken. Die Arme 612 und 612' stehen an ihren Enden mit einer Welle 712 in Eingriff.
Die Welle 712, die sich in x-Richtung erstreckt, ist über ihre gesamte Länge hinweg mit Gewinde versehen, wobei die Gewinde Rechtsgewinde und Linksgewinde mit einem Mittelabschnitt der Welle 712 als Grenze sind. Die Endabschnitte der Arme 612 und 612', die mit der Welle 712 in Eingriff stehen, sind entsprechend zu den Gewinden auf der Welle 712 mit Innengewinde versehen. Mit einem Ende der Welle 712 ist ein Motor 716 verbunden. Der Motor 716 ist ein drehrichtungsumkehrbarer Motor, der von einer (nicht veranschaulichten) Steuereinrichtung gesteuert ist.
Mit der Drehung des Motors 716 in einer Richtung werden die symmetrischen Platten 512 und 512' aufeinander zu verstellt, wohingegen eine Drehung des Motors in entgegen gesetzter Richtung die symmetrischen Platten 512 und 512' voneinander weg verstellt. Dies bedeutet, dass die symmetrischen Platten 512 und 512' symmetrisch zueinander verstellt werden.
Die Position der einzelnen Platte 514 ist in x-Richtung verstellbar. Eine schematische Veranschaulichung eines Antriebsmechanismus, der eine solche Positionseinstellung gestattet, ist in 4 veranschaulicht. Wie in der gleichen Figur veranschaulicht ist, weist die einzelne Platte 514 einen Arm 614 auf, der sich in x-Richtung erstreckt. Ein Endabschnitt des Arms 614 steht mit einer Welle 714 in Eingriff.
Die Welle 714, die sich in x-Richtung erstreckt, ist über ihre gesamte Länge hinweg mit Gewinde versehen. Der Endabschnitt des Arms 614 steht mit der Welle 714 in Eingriff und ist mit einem dem Gewinde der Welle 714 entsprechenden Innengewinde versehen. Ein Ende der Welle 714 ist mit einem Motor 718 verbunden. Der Motor 718 ist ein drehrichtungsumkehrbarer Motor. Durch Drehung des Motors 718 in einer Richtung wird die einzelne Platte 514 in einer Richtung entlang der Welle 714 verstellt, wohingegen die Drehung des Motors in entgegengesetzter Drehrichtung die einzelne Platte 514 in entgegengesetzter Richtung verstellt. Der Motor 718 ist durch eine (nicht veranschaulichte) Steuereinrichtung unabhängig von dem Motor 716 gesteuert.
Die untere Kollimatorplattenanordnung 520 weist denselben Aufbau wie die obere Kollimatorplattenanordnung 510 auf. Dies bedeutet, dass die untere Kollimatorplattenanordnung 520 ein Paar symmetrischer Platten 522, 522' und eine einzelne Platte 524 aufweist. Die symmetrischen Platten 522 und 522' und die einzelne Platte 524 sind alle rechteckige Platten und aus einem röntgenstrahlungsabsorbierenden Material, wie beispielsweise Blei, ausgebildet.
Die horizontale Ebene, in der die symmetrischen Platten 522, 522' und die einzelne Platte 524 angeordnet sind, ist unterhalb der Horizontalebene positioniert, in der sich die symmetrischen Platten 512 und 512' sowie die obere Kollimatorplattenanordnung 510 befinden. Die Richtung der langen Seiten der symmetrischen Platten 522, 522' und der einzelnen Platte 524 ist rechtwinklig zu der Richtung der langen Seiten der symmetrischen Platten 512 und 512' der oberen Kollimatorplattenanordnung 510 orientiert.
Die symmetrischen Platten 522 und 522' sind in Richtung ihrer kurzen Seite (y-Richtung) verstellbar, so dass sie die Einstellung des Abstands „b" zwischen ihren einander gegenüber liegenden Endflächen gestatten. Eine Positionseinstellung der symmetrischen Platten 522 und 522' wird durch einen Antriebsmechanismus bewirkt, der mit dem Antriebsmechanismus gemäß 3 übereinstimmt. Der Antriebsmechanismus für die symmetrischen Platten 522 und 522' ist von dem Antriebsmechanismus der symmetrischen Platten 512 und 512' unabhängig. Die symmetrischen Platten 522 und 522' sind ein Beispiel zur Ausführung des auf die hier definierten dritten Plattenelemente gerichteten Aspekts der Erfindung.
Die einzelne Platte 524 ist außerdem in Richtung ihrer kurzen Seite (y-Richtung) verstellbar. Eine Positionseinstellung der einzelnen Platte 524 wird durch einen Antriebsmechanismus bewirkt, der mit dem Antriebsmechanismus gemäß 4 übereinstimmt. Der Antriebsmechanismus der einzelnen Platten 524 ist von dem Antriebsmechanismus der einzelnen Platte 514 unabhängig. Die einzelne Platte 524 ist ein Beispiel zur Ausführung des auf das hier definierte vierte Plattenelemente gerichteten Aspekts der Erfindung.
Durch die Kollimatorplattenanordnung 500 dieses Aufbaus wird eine viereckige (rechteckige) Apertur für die von der Röntgenröhre 1 erzeugte Röntgenstrahlung gebildet. Die 5 bis 14 veranschaulichen Positionen und Größen der Apertur.
5 veranschaulicht einen Zustand, in dem eine Apertur nur durch die vier symmetrischen Platten 512, 512', 522 und 522' gebildet wird. In diesem Fall befinden sich die einzelnen Platten 514 und 524 in ihren Rückzugspositionen und nehmen nicht an der Ausbildung der Apertur teil. Das Zentrum der nur durch die symmetrischen Platten 512, 512', 522 und 522' gebildeten Apertur a × b stimmt mit dem Zentrum C des Kollimators überein, so dass Röntgenstrahlung in Bezug auf das Zentrum C des Kollimators symmetrisch ausgesandt wird. Eine solche Apertur wird hiernach als „symmetrische Apertur" bezeichnet. Die Form der symmetrischen Apertur ist quadratisch oder rechteckig.
Die Größe a × b der symmetrischen Apertur kann wie gewünscht verändert werden, indem die Positionen der symmetrischen Platten 512, 512', 522 und 522' eingestellt werden. 6 veranschaulicht die Maximalgröße der Apertur.
Durch Einstellung der Positionen der einzelnen Platten 514 und 524, wobei die symmetrischen Platten 512, 512', 522 und 522' in ihren der Maximalapertur entsprechenden Positionen fixiert sind, kann eine Apertur geformt werden, wie sie in 7 veranschaulicht ist. Wie in der gleichen Figur veranschaulicht ist, wird die Apertur durch die einander gegenüber liegenden Endflächen der einzelnen Platten 514, 524 und der symmetrischen Platten 512', 522' definiert. Dadurch wird die Röntgenstrahlung mit Bezug auf das Zentrum C des Kollimators asymmetrisch ausgesandt. Eine solche Apertur wird nachstehend als „asymmetrische Apertur" bezeichnet. Die Größe a × b der asymmetrischen Apertur kann wie gewünscht geändert werden, indem die Positionen der einzelnen Platten 514, 524 geändert wird. Die Form der asymmetrischen Apertur ist quadratisch oder rechteckig.
Die asymmetrische Apertur kann außerdem, wie in den 8 bis 10 veranschaulicht ist, festgelegt werden. In 8 ist eine Apertur durch einander gegenüber liegende Flächen der Einzelplatten 514, 524 und der symmetrischen Platten 512, 522' definiert. In 9 ist eine Apertur durch einander gegenseitig gegenüber liegende Endflächen der einzelnen Platten 514, 524 und der symmetrischen Platten 512, 522 geformt. In 10 ist eine Apertur durch einander gegenseitig gegenüber liegende Endflächen der einzelnen Platten 514, 524 und der symmetrischen Platten 512', 522 geformt.
Durch Einstellen aller Positionen der symmetrischen Platten 512, 512', 522, 522' und der einzelnen Platten 514, 524 ist es möglich, eine Apertur, wie in 11 veranschaulicht, zu bilden. Wie in der gleichen Figur veranschaulicht ist, wird eine Apertur durch einander gegenseitig gegenüber liegende Endflächen der einzelnen Platten 514, 524 und der symmetrischen Platten 512', 522' gebildet, so dass Röntgenstrahlung exzentrisch zu der Kollimatorachse C ausgesandt wird. Eine solche Apertur wird nachstehend als „exzentrische Apertur" bezeichnet. Die Größe a × b der exzentrischen Apertur kann wie gewünscht geändert werden, indem die Position der symmetrischen Platten 512, 512', 522, 522' und der einzelnen Platten 514, 524 geändert wird. Die Form der exzentrischen Apertur ist quadratisch oder rechteckig.
Es ist außerdem möglich, solche exzentrischen Aperturen zu bilden, wie sie in den 12 bis 14 veranschaulicht sind. In 12 wird eine Apertur durch einander gegenseitig gegenüber liegende Endflächen der einzelnen Platten 514, 524 und der symmetrischen Platten 512, 522' gebildet. In 13 wird eine Apertur durch einander gegenseitig gegenüber liegende Endflächen der ein zelnen Platten 514, 524 und der symmetrischen Platten 512, 522 gebildet. In 14 wird eine Apertur durch einander gegenseitig gegenüber liegende Endflächen der einzelnen Platten 514, 524 und der symmetrischen Platten 512', 522 gebildet.
Somit weist die Kollimatorplattenanordnung 500 die einzelnen Platten 514 und 524' zusätzlich zu den symmetrischen Platten 512, 512', 522 und 522' auf, so dass durch Justage der Positionen dieser Platten es möglich ist, jede symmetrische Apertur, jede asymmetrische Apertur und jede exzentrische Apertur zu erhalten. Indem die Kollimatorplattenanordnung 500 außerdem aus einfachen Plattenelementen und linearen Zustellmechanismen besteht, wird außerdem jede spezielle Platte und jeder spezielle Antriebsmechanismus überflüssig.
Wie in 15 veranschaulicht, können die obere Kollimatorplattenanordnung 510 und die untere Kollimatorplattenanordnung 520 mit ihren Antriebsmechanismen als Baueinheiten aufgebaut werden. In diesem Fall wird es bevorzugt, dass der symmetrische Plattenteil und der Einzelplattenteil jeder Einheit voneinander als Teilbaueinheiten getrennt werden können, wie durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist.
Indem so vorgegangen wird, wird es möglich, verschiedene Kombinationen von Teilbaueinheiten zu schaffen. Beispielsweise ist es, wenn lediglich eine symmetrische Apertur erforderlich ist, möglich, eine redundanzfreie Kollimatorplattenanordnung 500 zu bauen, die für diesen Einsatzzweck geeignet ist, beispielsweise indem die Teilbaueinheiten 518 und 528 weg gelassen und lediglich die Teilbaueinheiten 516 und 526 benutzt werden.
Es ist ein Kollimator geschaffen, der ein hohes Maß der Freiheit der Einstellung einer Apertur aufweist, ohne dass irgendwelche speziellen Platten oder Antriebsmechanismen erforderlich wären. Zu diesem Zweck weist der Kollimator ein Paar erster Plattenelemente, die durch einen Abstand zwischen ihren einander gegenüber liegenden Endflächen eine röntgenstrahlungsdurchlassende Apertur definieren, ein zweites Plattenelement, das in einer Richtung parallel zur Bewegungsrichtung der ersten Plattenelemente bewegbar ist, ein Paar dritter Plattenelemente, die symmetrisch zueinander in einer Richtung rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des ersten Plattenelements bewegbar ist und die durch den Abstand zwischen ihren einander gegenüber liegenden Endflächen eine röntgenstrahlungsdurchlassende Apertur definieren, sowie ein viertes Plattenelement auf, das in einer Richtung parallel zu der Bewegungsrichtung der dritten Plattenelemente bewegbar ist.
Es können viele unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammengestellt werden, ohne den Geist und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es sollte sich verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen, in der Beschreibung geoffenbarten Ausführungsformen sondern nur durch die nachfolgenden Patentansprüche beschränkt ist.

1

1: Röntgenröhre
101: Anode
103: Kathode
3: Röntgenfenster
5: Kollimator
500: Kollimatorplattenanordnung
7: zu röntgendes Objekt
9: Detektor

2

514: einzelne Platte
512: symmetrische Platte
510: obere Kollimatorplattenanordnung
520: untere Kollimatorplattenanordnung
524: einzelne Platte
522': symmetrische Platte
522: symmetrische Platte

3

612, 612': Arm
712: Schaft
716: Motor

4

614: Arm
714: Schaft
718: Motor

15

510: obere Kollimatorplatteneinheit
520: untere Kollimatorplatteneinheit
516, 518, 528, 526: Teilbaueinheiten

Claims

Kollimator mit: einem Paar erster röntgenabsorbierender Plattenelemente, die zueinander symmetrisch in einer zu ihren Oberflächen parallelen Richtung bewegbar sind und durch einen Abstand zwischen entsprechenden, aufeinander zu weisenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; einem zweiten von dem ersten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten Elements rechtwinkligen Richtung beabstandeten zweiten Plattenelement, das röntgenabsorbierend ausgebildet und in einer zu einer seiner Flächen parallelen Richtung sowie parallel zur Bewegungsrichtung des ersten Plattenelements orientierten Richtung bewegbar ist; einem Paar dritter Plattenelemente, die von dem ersten und dem zweiten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten und zweiten Plattenelements rechtwinkligen Richtung beabstandet sind und Röntgenstrahlung absorbieren sowie symmetrisch zueinander in einer Richtung parallel zu ihren Oberflächen und rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der ersten Plattenelemente bewegbar sind und durch den Abstand ihrer einander gegenüber liegenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; sowie mit einem vierten Plattenelement, das von dem ersten, zweiten und dritten Plattenelement in einer Richtung rechtwinklig zu den Oberflächen des ersten, zweiten und dritten Plattenelements beabstandet ist, Röntgen strahlung absorbierend ausgebildet und in einer Richtung bewegbar ist, die parallel zu einer ihrer Oberflächen und parallel zur Bewegungsrichtung der dritten Plattenelemente orientiert ist.
Kollimator gemäß Anspruch 1, bei dem das zweite Plattenelement und das vierte Plattenelement unabhängig voneinander bewegbar sind.
Kollimator gemäß Anspruch 1, bei dem die ersten Plattenelemente und das zweite Plattenelement als Baueinheit aufgebaut sind und wobei die dritten Plattenelemente und das vierte Plattenelement ebenfalls als Baueinheit aufgebaut sind.
Kollimator gemäß Anspruch 3, bei dem die kombinierte Baueinheit der ersten und zweiten Plattenelemente für die Plattenelemente in Teilbaueinheiten unterteilt und die Baueinheit der dritten und vierten Plattenelemente für die jeweiligen Plattenelemente in Teilbaueinheiten unterteilt sind.
Röntgenirradiator mit: einer Röntgenröhre und einem Kollimator zur Kollimierung der von der Röntgenröhre erzeugten Röntgenstrahlung, wobei der Kollimator aufweist: ein Paar erster röntgenabsorbierender Plattenelemente, die zueinander symmetrisch in einer zu ihren Oberflächen parallelen Richtung bewegbar sind und durch einen Abstand zwischen entsprechenden, aufeinander zu wei senden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; ein zweites von dem ersten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten Elements rechtwinkligen Richtung beabstandetes zweites Plattenelement, das röntgenabsorbierend ausgebildet und in einer zu einer seiner Flächen parallelen Richtung sowie parallel zur Bewegungsrichtung des ersten Plattenelements orientierten Richtung bewegbar ist; ein Paar dritter Plattenelemente, die von dem ersten und dem zweiten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten und zweiten Plattenelements rechtwinkligen Richtung beabstandet sind und Röntgenstrahlung absorbieren sowie symmetrisch zueinander in einer Richtung parallel zu ihren Oberflächen und rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der ersten Plattenelemente bewegbar sind und durch den Abstand ihrer einander gegenüber liegenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; sowie ein viertes Plattenelement, das von dem ersten, zweiten und dritten Plattenelement in einer Richtung rechtwinklig zu den Oberflächen des ersten, zweiten und dritten Plattenelements beabstandet ist, Röntgenstrahlung absorbierend ausgebildet und in einer Richtung bewegbar ist, die parallel zu einer ihrer Oberflächen und parallel zur Bewegungsrichtung der dritten Plattenelemente orientiert ist.
Röntgenirradiator gemäß Anspruch 5, bei dem das zweite Plattenelement und das vierte Plattenelement unabhängig voneinander bewegbar sind.
Röntgenirradiator gemäß Anspruch 5, bei dem die ersten Plattenelemente und das zweite Plattenelement als Baueinheit aufgebaut sind und wobei die dritten Plattenelemente und das vierte Plattenelement ebenfalls als Baueinheit aufgebaut sind.
Röntgenirradiator gemäß Anspruch 7, bei dem die kombinierte Baueinheit der ersten und zweiten Plattenelemente für die Plattenelemente in Teilbaueinheiten unterteilt und die Baueinheit der dritten und vierten Plattenelemente für die jeweiligen Plattenelemente in Teilbaueinheiten unterteilt sind.
Röntgeneinrichtung mit: einer Röntgenröhre, einem Kollimator zur Kollimierung der von der Röntgenröhre erzeugten Röntgenstrahlung und Aussendung der kollimierten Röntgenstrahlung auf ein zu röntgendes Objekt und einer Detektoreinrichtung zur Erfassung der Röntgenstrahlung, die das zu röntgende Objekt durchlaufen hat, wobei der Kollimator aufweist: einer Röntgenröhre und einem Kollimator zur Kollimierung der von der Röntgenröhre erzeugten Röntgenstrahlung, wobei der Kollimator aufweist: ein Paar erster röntgenabsorbierender Plattenelemente, die zueinander symmetrisch in einer zu ihren Oberflächen parallelen Richtung bewegbar sind und durch einen Abstand zwischen entsprechenden, aufeinander zu weisenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; ein zweites von dem ersten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten Elements rechtwinkligen Richtung beabstandetes zweites Plattenelement, das röntgenabsorbierend ausgebildet und in einer zu einer seiner Flächen parallelen Richtung sowie parallel zur Bewegungsrichtung des ersten Plattenelements orientierten Richtung bewegbar ist; ein Paar dritter Plattenelemente, die von dem ersten und dem zweiten Plattenelement in einer zu den Oberflächen des ersten und zweiten Plattenelements rechtwinkligen Richtung beabstandet sind und Röntgenstrahlung absorbieren sowie symmetrisch zueinander in einer Richtung parallel zu ihren Oberflächen und rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der ersten Plattenelemente bewegbar sind und durch den Abstand ihrer einander gegenüber liegenden Endflächen eine Röntgenstrahlung durchlassende Apertur definieren; sowie ein viertes Plattenelement, das von dem ersten, zweiten und dritten Plattenelement in einer Richtung rechtwinklig zu den Oberflächen des ersten, zweiten und dritten Plattenelements beabstandet ist, Röntgenstrahlung absorbierend ausgebildet und in einer Richtung bewegbar ist, die parallel zu einer ihrer Oberflächen und parallel zur Bewegungsrichtung der dritten Plattenelemente orientiert ist.
Röntgeneinrichtung nach Anspruch 9, bei dem das zweite Plattenelement und das vierte Plattenelement unabhängig voneinander bewegbar sind.