DE102006023032B4

DE102006023032B4 - Vorrichtungen eines Kollimators

Info

Publication number: DE102006023032B4
Application number: DE102006023032.9A
Authority: DE
Inventors: Douglas Albagli; Ping Xue
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2026-05-11
Also published as: US7085355B1; JP5346429B2; JP2006317440A; FR2885728B1; FR2885728A1; DE102006023032A1

Abstract

Vorrichtung (100) zum Einblenden einer elektromagnetischen Projektion, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Kollimatorblatt (102) und eine Kante (104), die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie aufweist, wobei die Kante an dem Kollimatorblatt befestigt ist, wobei die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie eine sich ändernde Dichte des Materials in der Kante (700) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf die Projektion elektromagnetischer Energie und insbesondere auf Kollimatoren zur Projektion der elektromagnetischen Energie.
Hintergrund der Erfindung
Ein Kollimator formt und/oder blockiert elektromagnetische Energie, die von einer Röntgenquelle ausgesandt wird. Der Kollimator begrenzt die elektromagnetische Energie auf ein Format, das kleiner oder gleich einem aktiven Bereich eines Röntgendetektors ist, auf den die elektromagnetische Energie projiziert wird. Die Kollimation ist z. B. nützlich, um die Röntgenbestrahlung eines Teils der Anatomie eines Patienten zu vermeiden, die nicht abgebildet zu werden braucht, aber in den aktiven Bereich des Detektors fallen könnte.
Ein Teil eines Röntgenkollimators, der die Projektion von Röntgenstrahlung abschwächt, ist typischerweise aus einem Element mit einer hohen Ordnungszahl, wie z. B. Blei oder Wolfram hergestellt. Das abschwächende Element weist typischerweise ein stumpfes Profil auf. Die Röntgenprojektion auf dem Detektor kann einen sehr scharfen und abrupten Übergang von demjenigen Bereich, der durch den Kollimator abgeschwächt wird, der ein nahezu vollständiges Abfangen der Röntgenstrahlung bei einem Signalpegel nahe bei Null ermöglicht, zu demjenigen Bereich erzeugen, der nicht durch den Kollimator abgeschwächt wird. Das Fehlen der Abschwächung ist insbesondere in den Bereichen vollständig, in denen sich kein Körperteil des Patienten befindet, um die Röntgenprojektion abzuschwächen.
Der scharfe und abrupte Übergang in dem auf dem Detektor einfallenden Strahlungsfeld erzeugt in den folgenden Bildern manchmal Bildartefakte. Bei Röntgendetektoren, die thalliumdotiertes Zäsiumjodid als Szintillator verwenden, kann die Szintillationseffizienz z. B. zeitweilig durch die Intensität der einfallenden Röntgenstrahlung verändert werden. Die Effizienz kann gemäß dem Gradienten der einfallenden Röntgenstrahlung über die Kollimatorkante variiert oder verändert sein. Wenn ein anschließendes Röntgenbild in einer Weise aufgenommen wird, in der die Anatomie des Patienten über dem betreffenden Bereich wieder neu positioniert worden ist, wird die zeitweilige Änderung der Szintillationseffizienz beim Signalniveau einen unerwünschten Übergang über der Grenze hervorrufen, wo der Kollimator zuvor abgebildet worden ist. Wenn diese Änderung im Signalniveau (Kontrast) größer als ein bestimmter Bruchteil des Hintergrundbildrauschens ist, wird dieser Übergang als ein Bildfehler bzw. Artefakt sichtbar sein. Die Artefakte sind typischerweise störende Linien in dem Bild, die in den ungünstigsten Situationen Teile der Anatomie verbergen, die erkrankt oder verletzt sind. Dieses Verbergen kann eine medizinische Fehldiagnose oder Fehlbehandlung der Anatomie zur Folge haben.
Artefakte können in Angioradiographieanwendungen, radiographischen Extremitätenanwendungen und Mammoradiographieanwendungen mit hohen Röntgenenergiedosen und verschiedenen Größen der Kollimation auftreten.
Eine konventionelle Vorgehensweise zur Korrektur der Artefakte geschieht über einen Korrekturprozess bei der Bildverarbeitung des Röntgensystems. Die softwaregestützte Korrektur erfordert jedoch zur Entwicklung und Wartung erhebliche finanzielle Mittel.
Aus den oben genannten und weiteren, unten genannten Gründen, die für Fachleute durch das Lesen und Verstehen der vorliegenden Beschreibung deutlich werden, besteht in der Fachwelt ein Bedarf an Mitteln zur Verringerung der Bildartefakte, die durch abrupte Übergänge der Stärke einer Projektion elektromagnetischer Strahlung zwischen Bereichen der Projektion hervorgerufen werden, ohne eine Verwendung einer softwaregestützten Korrektur der Bildfehler.
Aus US 2003/0 016 790 A1 ist eine Vorrichtung zum Einblenden einer elektromagnetischen Projektion bekannt. Diese weist ein Kollimatorblatt auf, an dem eine Kante vorhanden ist, die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie aufweist.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Es wird sich hierin den oben erwähnten Unzulänglichkeiten, Nachteilen und Problemen zugewandt, wie es durch Lesen und Studieren der folgenden Beschreibung verstanden wird.
Es werden Systeme, Verfahren und Geräte geschaffen, durch die ein Kollimator eine oder mehrere sich ändernde physikalische oder körperliche Eigenschaften aufweist, die die Wirkung einer Veränderung der Absorption elektromagnetischer Energie von einem geringen Ausmaß der Absorption an einer Vorderkante bis zu dem gleichem Ausmaß der Absorption wie bei dem Rest des Kollimators aufweisen. In einigen Ausführungsformen enthält der Kollimator eine spitz zulaufende Messerschneide. Die sich ändernde Absorption elektromagnetischer Energie an verschiedenen Punkten entlang des Kollimators verringert abrupte Übergänge der Projektion elektromagnetischer Energie auf einen Detektor für elektromagnetische Energie, wodurch fehlerhafte Artefakte in einem von dem Detektor erzeugten Bild verringert werden.
Gemäß einem Aspekt enthält ein Gerät zur Kollimation bzw. zum Einblenden einer elektromagnetischen Projektion ein Kollimatorblatt und eine Kante, die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie aufweist, wobei die Kante an dem Kollimatorblatt befestigt ist. In einigen Ausführungsformen weist die Kante eine sich verjüngende bzw. spitz zulaufende Form auf. Die Kante weist eine sich ändernde Dichte auf. In einigen Ausführungsformen enthält die Kante eine sich ändernde Zusammensetzung von Materialien mit verschiedenen Atomgewichten. In einigen Ausführungsformen weist.
Vorrichtungen, Systeme und Verfahren von verschiedenem Umfang bzw. Gebiet sind hierin beschrieben. Zusätzlich zu den in dieser Zusammenfassung beschriebenen Aspekten und Vorteilen werden weitere Aspekte und Vorteile unter Bezug auf die Zeichnungen und durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Querschnittsblockdiagramm, das eine Übersicht über einen Kollimator für elektromagnetische Energie zur Reduzierung von Artefakten in einem Bild zeigt, das in Verbindung mit dem Kollimator projiziert wird,
2 zeigt ein Querschnittsdiagramm eines Gerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel, in dem sich eine Form der Kante über eine Strecke hinweg ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über die Strecke zu verändern,
3 zeigt ein Diagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform, in der sich eine teilweise rechtwinklige, monotone Form der Kante über eine Strecke hinweg verändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über die Strecke zu verändern,
4 zeigt ein Diagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform, in der die Kante eine abgerundete Form aufweist,
5 zeigt ein Diagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform, in der die Kante eine unregelmäßige Form aufweist,
6 zeigt ein Querschnittsdiagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform, in der sich die Zusammensetzung der Kante über eine Strecke hinweg verändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über die Strecke zu verändern,
7 zeigt ein Querschnittsdiagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform, in der sich die Dichte eines Materials der Kante über eine Strecke hinweg ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über die Strecke zu verändern,
8 zeigt ein Diagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform, in der die Kante eine variable Form aufweist, so dass sich das Bildsignal sich über die Kante hinweg gleichmäßig verringert,
9 zeigt ein Diagramm eines medizinischen Röntgenbildgebungssystems gemäß einer Ausführungsform, die einen Kollimator mit einer oder mehreren physikalischen Eigenschaften zur Veränderung der Fähigkeit zum Blockieren einer Röntgenstrahlungsprojektion aufweist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, die einen Teil derselben bilden und in denen im Wege der Darstellung spezielle Ausführungsbeispiele gezeigt sind, die in die Praxis umgesetzt werden können. Diese Ausführungsbeispiele sind in ausreichender Genauigkeit beschrieben, um Fachleute in die Lage zu versetzten, die Ausführungsbeispiele in die Praxis umzusetzen, und es muss erkannt werden, dass weitere Ausführungsbeispiele verwendet werden können und logische, mechanische, elektrische und andere Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Bereich der Ausführungsbeispiele abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen.
Die detaillierte Beschreibung ist in fünf Abschnitte unterteilt. In dem ersten Abschnitt wird eine Systemebenenübersicht beschrieben. In dem zweiten Abschnitt sind Vorrichtungen der Ausführungsbeispiele beschrieben. In dem dritten Abschnitt wird schließlich eine Schlussfolgerung bzw. eine Zusammenfassung aus der detaillierten Beschreibung geliefert.
Systemebenenübersicht
1 zeigt ein Querschnittsblockdiagramm, das einen Überblick über einen Kollimator 100 für elektromagnetische Energie zum Verringern von Artefakten in einem in Verbindung mit dem Kollimator projizierten Bild gibt. Das System 100 befriedigt den Bedarf in der Fachwelt an der Verringerung von Bildartefakten. In dem System 100 ändert sich über eine gegebene Abmessung einer Kante des Kollimators hinweg die Menge absorbierter elektromagnetischer Energie, und die physikalischen Eigenschaften der Kante rufen diese Änderung hervor.
Das System 100 enthält ein Kollimatorblatt 102. Das System 100 enthält auch eine Kante 104. Die Kante 104 weist eine oder mehrere körperliche bzw. physikalische Eigenschaften zur Veränderung der Fähigkeit zum Absorbieren oder umgekehrt Blockieren einer bestimmten Frequenz oder eines bestimmten Bereiches von Frequenzen der elektromagnetischen Energie 106 auf.
Die physikalischen Fähigkeiten bzw. Beschaffenheiten ändern sich über den Raum, aber nicht über die Zeit hinweg. Die physikalischen Eigenschaften ändern sich von einem geringeren Ausmaß der Dämpfung elektromagnetischer Energie 106 an einer äußeren Begrenzung 108 der Kante 104 zu einem größeren Ausmaß der Dämpfung an einer Grenzfläche 110 zwischen dem Kollimatorblatt 102 und der Kante 104. Folglich erzeugt die Kante 104 von der äußeren Grenze 108 zu dem Kollimatorblatt 102 hin ein ansteigendes Maß an Dämpfung. Die ansteigenden Grade der elektromagnetischen Dämpfung bzw. Absorption sorgen ihrerseits für einen weniger wahrnehmbaren, wenn nicht vollständig unmerklichen Übergang in der Abschwächung von der äußeren Grenze 108 zu dem Kollimatorblatt 102 hin. Der weniger wahrnehmbare Übergang in der Abschwächung verringert, wenn nicht sogar verhindert fehlerhafte und störende Artefakte in einem durch eine Projektion elektromagnetischer Energie 106 auf einen Bilddetektor erzeugten Bild. Folglich befriedigt das System 100 das Bedürfnis der Fachwelt an einer Verringerung von Bildfehlern.
Die Kante 104 kann als eine elektromagnetische Übergangskante bezeichnet werden. Das Kollimatorblatt 102 und die Kante 104 sind nicht notwendigerweise getrennte Komponenten, sondern in einigen Ausführungsformen aus einer einzigen Komponente mit getrennt identifizierbaren Abschnitten des Kollimatorblattes und der Kante 104 hergestellt. Während das System 100 nicht auf irgendein bestimmtes Kollimatorblatt 102, eine bestimmte Kante 104, eine bestimmte elektromagnetische Energie 106, eine bestimmte äußere Grenze 108 und eine bestimmte Grenzfläche 110 beschränkt ist, werden zum Zwecke der Klarheit ein vereinfachtes Kollimatorblatt 102, eine vereinfachte Kante 104, elektromagnetische Energie 106, äußere Grenze 108 und Grenzfläche 110 beschrieben.
Vorrichtung eines Ausführungsbeispiels
In dem vorangegangenen Abschnitt wurde eine Systemebenenübersicht über den Betrieb eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesem Abschnitt werden die speziellen Vorrichtungen eines solchen Ausführungsbeispiels unter Bezug auf eine Serie von Diagrammen beschrieben.
2 zeigt ein Querschnittsdiagramm einer Vorrichtung 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel, in dem sich wenigstens eine Dimension einer Form der Kante über eine Strecke bzw. Länge hinweg ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über die Strecke zu verändern. Spezieller ist die Form spitz zulaufend und monoton. 2 ist im Vergleich zu 1 vergrößert, um mehr Details der Kante zu zeigen. Die Vorrichtung 200 befriedigt den Bedarf in der Fachwelt an einer Verringerung von Bildartefakten.
Die Vorrichtung 200 enthält eine Kante 104, in der sich eine körperliche Eigenschaft der Form verändert. Die sich ändernde Form sorgt dafür, dass sich die Menge eines elektromagnetischen Signals, die die Kante durchdringt, in direktem Verhältnis zu der Form ändert.
Spezieller ändert sich in dem in der Vorrichtung 200 gezeigten Ausführungsbeispiel die Dicke 202 der Kante über die Strecke 204 hinweg. Die sich ändernde Dicke 202 verändert das Ausmaß, in dem elektromagnetische Energie durch die Kante 104 absorbiert oder blockiert wird. Die Dicke der dickeren Bereiche 206 der Kante 104 ist größer als die Dicke der dünneren Bereiche 208 der Kante 104. Insbesondere ist die Dicke 106 der Vorderkante 212 der Kante 104 kleiner als die Dicke der inneren Kante 214. Weiterhin sind die elektromagnetischen Absorptionseigenschaften des Materials, aus dem die Kante 104 zusammengesetzt ist, über die Kante hinweg etwa gleichmäßig. Folglich blockiert oder absorbiert die Kante 104 die elektromagnetische Energie 106 an einem beliebigen (nicht gezeigten) gegebenen Punkt entlang der Strecke 204 in einer direkten Beziehung zu der Dicke der Kante 104 an diesem Punkt. Demnach blockieren oder absorbieren die dickeren Bereiche 206 der Kante 104 eine größere Menge der elektromagnetischen Energie 106 als die dünneren Bereiche 208 der Kante 104.
In einigen Ausführungsbeispielen liegt die Länge 204 in einem Bereich von 0,5 Millimeter (mm) bis 2,0 mm. In einigen Ausführungsformen ist die Strecke 204 einstellbar. Die Strecke kann durch die Entfernung (SID) von der Röntgenquelle zum Bildaufnehmer in dem System und das Rohbelichtungsniveau bestimmt werden. Materialien, aus denen die Kante 104 aufgebaut ist, enthalten Wolfram, Stahl, Blei, Magnesium, Kupfer und Aluminium.
Die sich in einer geraden Linie verjüngende Geometrie einer Fläche 210 der Kante 104, sorgt für einen gleichmäßigen, sich in gerader Linie verringernden Verlauf der elektromagnetischen Absorptionseigenschaften der Kante 104 über die Länge 204 hinweg.
3 zeigt ein Diagramm einer Vorrichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel, in dem sich eine teilweise rechtwinklige, monotone Form der Kante über einer Länge ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über der Länge bzw. Strecke zu verändern. Die Vorrichtung 300 befriedigt den Bedarf in der Fachwelt an einer Verringerung von Bildartefakten.
Die Vorrichtung 300 enthält eine teilweise rechtwinklige Kante 104. Im Gegensatz zu der messerschneidenförmigen Vorderkante 212 der Kante 104 enthält die teilweise rechtwinklige Kante 104 eine Fläche 302, die zu der (nicht gezeigten) Längsachse der Vorrichtung 300 senkrecht ist. Die senkrechte Fläche 302 steht in einem rechten Winkel auf der Längsachse, und der rechte Winkel ergibt eine teilweise rechteckige Kante. Die Fläche 302 ist mit einer weiteren, spitz zulaufenden Fläche 304 verbunden. In einer in der Vorrichtung 300 gezeigten Ausführungsform beträgt die Länge der Fläche 302 etwa 10% der Dicke des Kollimators. In einer anderen Ausführungsform liegt die Länge der Fläche 302 innerhalb eines Bereiches von 1% bis 99% der Dicke des Kollimators.
4 zeigt ein Diagramm einer Vorrichtung 400 gemäß einer Ausführungsform, bei der die Kante 104 eine abgerundete Form aufweist. Die Vorrichtung 400 enthält eine Kante 104 mit einer abgerundeten Geometrie an einer Fläche 402. Die abgerundete Geometrie der Fläche 402 ist in einigen Ausführungsformen eine elliptische Form, eine Kreisform oder, wie es gezeigt ist, eine längliche Form. Die abgerundete Geometrie der Fläche 402 ist in einigen Ausführungsformen eine konkave Form oder, wie es gezeigt ist, eine konvexe Form.
5 zeigt ein Diagramm einer Vorrichtung 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Kante 104 eine unregelmäßige Form aufweist. Die Vorrichtung 500 enthält eine Kante 102 mit einer unregelmäßigen Geometrie auf einer Fläche 502.
6 zeigt ein Querschnittsdiagramm einer Vorrichtung 600 gemäß einer Ausführungsform, bei der sich die Zusammensetzung der Kante über eine Länge bzw. Strecke hinweg ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über die Strecke zu ändern. Die Vorrichtung 600 befriedigt den Bedarf in der Fachwelt an einer Verringerung von Bildartefakten.
Die Vorrichtung 600 enthält eine Kante 104, in der sich die Zusammensetzung des Materials verändert. Die sich ändernde Zusammensetzung des Materials bewirkt, dass sich der Anteil eines elektromagnetischen Signals, der die Kante durchdringt, in direkter Proportion zu der Änderung der Fähigkeit des Materials zur Absorption oder Blockierung der elektromagnetischen Energie 106 ändert. In der Vorrichtung 600 sind die Positionen der Materialien in der Reihenfolge von dem Material mit dem höchsten Atomgewicht nahe bei dem Kollimatorblatt bis zu dem Material mit dem niedrigsten Atomgewicht am weitesten von dem Kollimatorblatt entfernt angeordnet.
Spezieller ist in dem in der Vorrichtung 600 gezeigten Ausführungsbeispiel das Atomgewicht des Materials des Kollimatorblattes 102 größer als das Atomgewicht des Materials 602 in der Kante 104, welches größer ist als das Atomgewicht des Materials 604 in der Kante 104. Z. B. ist das Material des Kollimatorblattes 102 Blei, das Material 602 Wolfram und das Material 604 Kupfer. Das unterschiedliche Atomgewicht der Materialien 602 und 604 ändert das Ausmaß, in dem elektromagnetische Energie von der Kante 104 absorbiert oder blockiert wird. Insbesondere ist das Atomgewicht des Materials 604 der Vorderkante 212 der Kante 104 kleiner als das Atomgewicht der inneren Kante 214. Weiterhin sind die elektromagnetischen Absorptionseigenschaften der Materialien 602 und 604, aus denen die Kante 104 zusammengesetzt ist, über jedes einzelne Material hinweg etwa gleichmäßig. Folglich blockiert oder absorbiert die Kante 104 die elektromagnetische Energie 106 an jedem beliebigen (nicht gezeigten) Punkt entlang der Strecke 204 in einer direkten Beziehung zu dem Atomgewicht des Materials der Kante 104 an dieser Stelle. Demnach blockiert oder absorbiert der Bereich 206 der Kante 104 eine größere Menge elektromagnetischer Energie 106 als die dünneren Abschnitte 208 der Kante 104.
Die Vorrichtung 600 zeigt eine Kante 104, die aus zwei Materialien 602 und 604 zusammengesetzt ist. Weitere Ausführungsbeispiele, die nicht gezeigt sind, weisen jedoch eine Kante 104 mit einer größeren Anzahl von mehreren Materialien auf.
7 zeigt ein Querschnittsdiagramm der Vorrichtung 700 gemäß einer Ausführungsform, in der sich die Dichte eines Materials der Kante über eine Strecke hinweg ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über die Strecke zu ändern. Die Vorrichtung 700 befriedigt den Bedarf in der Fachwelt an einer Verringerung von Bildartefakten.
Die sich ändernde Dichte des Materials der Kante 104 bewirkt, dass die Menge eines elektromagnetischen Signals, das die Kante durchdringt, sich in direkter Proportion zu der Änderung der Dichte des Materials der Kante 104 ändert. Demnach blockiert oder absorbiert die Kante 104 die elektromagnetische Energie 106 an einem beliebigen (nicht gezeigten) Punkt entlang der Strecke 204 in direkter Beziehung zu der Dichte des Materials der Kante 104 an dieser Stelle. Demnach blockiert oder absorbiert der Bereich 706 der Kante 104 eine größere Menge elektromagnetischer Energie 106 als die weniger dichten Bereiche 708 der Kante 104.
Die sich ändernde Dichte wird von der inneren Kante 214 zu der Vorderkante 212 gleichmäßig geringer, was zu einer gleichmäßigen Änderung der elektromagnetischen Absorptionseigenschaften der Kante 104 entlang der Strecke 204 führt.
8 zeigt ein Diagramm einer Vorrichtung 800 gemäß einer Ausführungsform, bei der die Kante 104 eine variable Form aufweist, so dass das Bildsignal über die Kante hinweg gleichförmig abfällt.
Die Querschnittsabmessungen der Kante 104 sind durch Formel 1 beschrieben: s = s_max(exp(–μt)) Formel 1
In Formel 1 bezeichnet s ein Signal, s_max ein Maximalsignal, μ den Auslöschungskoeffizienten für die elektromagnetische Energie 106 und t die Dicke. In einigen Ausführungsformen wird t stufenlos verringert, so dass Δs/s auf einem verarbeiteten Bild konstant ist, wodurch sich die Kurve 802 ergibt.
9 zeigt ein Diagramm eines medizinischen Röntgenbildgebungssystems 900 gemäß einer Ausführungsform, die einen Kollimator mit einer oder mehreren physikalischen Eigenschaften zur Veränderung der Fähigkeit zum Blockieren einer Röntgenstrahlungsprojektion aufweist. Die Vorrichtung 900 befriedigt den Bedarf in der Fachwelt an einer Verringerung von Bildartefakten.
Die Vorrichtung 900 enthält eine medizinische Röntgenstrahlenquelle 902, die ein Röntgenstrahlenbündel 106 projiziert, und einen konventionellen Kollimator 904. Die Vorrichtung 900 enthält auch einen Kollimator 200 mit einer spitz zulaufenden Kante. Der Zweck der Verwendung von zwei Schichten Kollimatorblätter 904 ohne spitz zulaufende Kante und 200 mit einer spitz zulaufenden Kante besteht in der Steuerung beider Kollimatorblätter. Zum Beispiel wird eine spitz zulaufende Kollimation bei einer geringen Röntgenbelichtung oder wenn der Sichtbereich des Kollimators zur Abdeckung eines vollständigen Bildgebungsbereiches voll geöffnet ist, nicht verwendet. Eine spitz zulaufende Kollimation ist erforderlich, wenn eine Bildgebung bei hoher Belichtung stattfindet und das Sichtfeld bzw. Field of View des Kollimators innerhalb des Bildgebungsbereiches geöffnet ist. Die Kollimatoren 200 und 904 können auch als ein einziger kombiniert werden, wenn die spitz zulaufende Kollimation auf alle Fälle in dem Bildgebungssichtfeld angewandt wird. D. h., dass einige Anwendungen ein Blatt mit einer spitz zulaufenden Kante oder zwei Blätter, davon eines mit einer spitz zulaufenden Kante und eines ohne eine spitz zulaufende Kante enthalten. Beide Blätter werden in Abhängigkeit von den Anwendungsbedingungen getrennt gesteuert.
In weiteren Ausführungsformen enthält die Vorrichtung 900 einen Kollimator 100, einen Kollimator 300, einen Kollimator 400, einen Kollimator 500, einen Kollimator 700 oder einen Kollimator 900 anstelle des Kollimators 200. Der Kollimator 200 blendet das projizierte Röntgenstrahlenbündel 106 ein, und ein Röntgendetektor 906 erkennt das eingeblendete Röntgenstrahlenbündel. In einigen Ausführungsformen ist der Röntgendetektor 906 ein digitaler Röntgendetektor. In einigen Ausführungsformen ist der Röntgendetektor 906 ein filmgestützter Röntgendetektor.
Zusammenfassung
Es wird ein Röntgenkollimator mit einem spitz zulaufenden Kantenquerschnitt beschrieben. Obwohl hierin spezielle Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben worden sind, wird von Fachleuten erkannt, dass jede beliebige Anordnung, die dazu eingerichtet ist, denselben Zweck zu erfüllen, für die gezeigten speziellen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden kann. Es ist beabsichtigt, dass diese Anmeldung beliebige Anpassungen oder Abwandlungen einschließt. Ein Fachmann wird erkennen, dass Anwendungen mit einer Anzahl von Äquivalenten vorgenommen werden können, die die erforderliche Funktion haben.
Insbesondere wird ein Fachmann leicht erkennen, dass es nicht beabsichtigt ist, dass die Namen der Verfahren und Vorrichtungen die Ausführungsbeispiele beschränken. Weiterhin können zusätzliche Verfahren und Vorrichtung zu den Komponenten hinzugefügt werden, Funktionen können unter den Komponenten neu angeordnet werden, und neue Komponenten, die mit zukünftigen Vergrößerungen bzw. Verbesserungen zusammenhängen, und physikalische bzw. körperliche Vorrichtungen, die in den Ausführungsbeispielen verwendet werden, können eingefügt werden, ohne von dem Bereich der Ausführungsbeispiele abzuweichen. Ein Fachmann wird leicht erkennen, dass die Ausführungsbeispiele auf zukünftige elektromagnetische Quellen, unterschiedliche Kollimatoren und neue elektromagnetische Detektoren anwendbar sind.
Systeme, Verfahren und Vorrichtungen werden geschaffen, durch die ein Kollimator 102 eine oder mehrere physikalische Eigenschaften 104 aufweist, die eine Veränderung der Absorption elektromagnetischer Energie 106 von einem geringen Ausmaß der Absorption an einer Vorderkante 212 bis zu demselben Ausmaß der Absorption wie bei dem Rest des Kollimators bewirken. In einigen Ausführungsformen weist der Kollimator eine spitz zulaufende Messerschneide 212 auf. Die sich ändernde Absorption elektromagnetischer Energie an verschiedenen Punkten entlang des Kollimators verringert abrupte Übergänge bei der Projektion elektromagnetischer Energie auf einen Detektor 906 für elektromagnetische Energie, wodurch irreführende Artefakte in einem von dem Detektor 906 erzeugten Bild verringert werden.
Die in dieser Anmeldung verwendete Terminologie ist darauf gerichtet, alle Umgebungen und alternativen Technologien einzuschließen, die die gleiche Funktionalität wie hierin beschrieben bereitstellen.
Bezugszeichenliste

100: Kollimator für elektromagnetische Energie
102: Kollimatorblatt
104: Kante
106: Elektromagnetische Energie
108: Grenze der Kante
110: Grenzfläche zwischen dem Kollimatorblatt und der Kante
200: Vorrichtung, bei der sich wenigstens eine Dimension einer Form der Kante über einer Strecke ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über der Strecke zu variieren
202: Dicke der Kante
204: Strecke
206: Dickere Bereiche
208: Dünnere Bereiche
210: Fläche
212: Messerschneidenförmige Vorderkante
214: Innere Kante
300: Vorrichtung, bei der sich eine teilweise rechtwinklinge, monotone Form der Kante über einer Strecke ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über der Strecke zu variieren
302: Fläche, die senkrecht zu der Längsachse steht
304: Spitz zulaufende Fläche
400: Vorrichtung, bei der die Kante eine abgerundete Form aufweist
402: Fläche
500: Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Kante eine unregelmäßige Form hat
502: Fläche
600: Vorrichtung, bei der sich die Zusammensetzung der Kante über einer Strecke ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über der Strecke zu variieren
602: Material in der Kante
604: Material in der Kante
700: Vorrichtung, bei der sich die Dichte eines Materials der Kante über einer Strecke ändert, um die Abschwächung eines elektromagnetischen Signals über der Strecke zu variieren
706: Bereich mit höherer Dichte der Kante 104
708: Bereich mit geringerer Dichte der Kante 104
800: Vorrichtung, bei der die Kante eine variable Form aufweist, so dass das Bildsignal über die Kante hinweg gleichmäßig abnimmt
802: Kurve
900: Medizinisches Röntgenbildgebungssystem, das einen Kollimator mit einer oder mehreren physikalischen Eigenschaften zur Veränderung der Fähigkeit zur Blockierung einer Röntgenstrahlungsprojektion enthält
902: Medizinische Röntgenstrahlenquelle
904: Konventioneller Kollimator
906: Röntgendetektor

Claims

Vorrichtung (100) zum Einblenden einer elektromagnetischen Projektion, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Kollimatorblatt (102) und eine Kante (104), die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie aufweist, wobei die Kante an dem Kollimatorblatt befestigt ist, wobei die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie eine sich ändernde Dichte des Materials in der Kante (700) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie weiterhin umfasst: eine sich verjüngende Form (210).
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie weiterhin umfasst: eine teilweise rechtwinklige, sich verjüngende Form (302).
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie weiterhin umfasst: eine Mehrzahl von Materialien mit unterschiedlichen Atomgewichten (602, 604) in der Kante (700).
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie weiterhin umfasst: eine Mehrzahl von Materialien mit unterschiedlichen Atomgewichten (602, 604), bei der die Positionen der Materialien in der Reihenfolge von dem Material (602) mit dem höchsten Atomgewicht, das dem Kollimatorblatt am nächsten ist, zu dem Material (604) mit dem niedrigsten Atomgewicht, das von dem Kollimator am weitesten entfernt ist, angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Mehrzahl der Materialien weiterhin aufweist: zwei Materialien (602, 604).
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie weiterhin umfasst: eine von einer inneren Kante (214) zu einer Vorderkante (212) gleichmäßig geringer werdende Dichte des Materials in der Kante (104).
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die wenigstens eine physikalische Beschaffenheit zur Veränderung der Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Energie weiterhin umfasst: eine sich entlang einer Strecke (204) ändernde Dicke der Kante (800), so dass sich die Absorption elektromagnetischer Energie (106) entlang der Strecke (204) ändert.