DE102008032137B4 - Streustrahlungskollimator, Strahlungsdetektor und Strahlungserfassungseinrichtung - Google Patents

Streustrahlungskollimator, Strahlungsdetektor und Strahlungserfassungseinrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere einen Streustrahlungskollimator (17) für radiologische Strahlung (8), umfassend eine Vielzahl in einer Kollimationsrichtung (phi) hintereinander geschaltete Absorberelemente (11), und zumindest zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete, plattenartige Halteelemente (18) mit Absorberelementhalterungen (21) zum Haltern der Absorberelemente (11). Zur Vermeidung von Fehlpositionierungen bei einwirkenden Querkräften wird vorgeschlagen, dass die Halteelemente (18) durch stirnseitig der Absorberelemente (11) verlaufende Querstreben (22) miteinander verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft insbesondere einen Streustrahlungskollimator für radiologische Strahlung.
  • Insbesondere bei bildgebenden Tomographiegeräten, wie z. B. Röntgen-Computertomographieeinrichtungen, führt Streustrahlung bekanntermaßen zur Beeinträchtigung der Bildqualität. Aus diesem Grund umfassen solche Tomographieeinrichtungen in der Regel Strahlungsdetektoren, welchen zur Verringerung der Streustrahlung so genannte Streustrahlungskollimatoren vorgeschaltet sind.
  • Bekannte Streustrahlungskollimatoren umfassen beispielsweise in einer Kollimationsrichtung nebeneinander angeordnete, bezüglich ihrer Längserstreckung unidirektional ausgerichtete Absorberelemente, wobei Absorberflächen der Absorberelemente im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Kollimationsrichtung verlaufen. Auf diese Weise ist es möglich, in Kollimationsrichtung auftretende Streustrahlung, welche beispielsweise durch Streuung der Strahlung an einem zu untersuchenden Objekt hervorgerufen wird, zu unterdrücken.
  • Aus der DE 103 61 510 A1 ist beispielsweise ein Kollimator für einen Computertomographen bekannt, welcher ein Kollimatorunterteil und ein Kollimatoroberteil als Halterungen für Kollimatorplatten aufweist. Das Kollimatorunterteil umfasst neben bodenseitigen Laschenaufnahmen stirnseitige nutenartige Ausnehmungen für Kollimatorplatten. Das Kollimatoroberteil ist mit dem Kollimatorunterteil zur Bildung des Kollimators verschraubt.
  • In der US 2006/0233298 A1 ist ein Kollimator mit einem oberen und einem unteren ringsegmentartigen Haltelement beschrieben. Die Haltelemente weisen Nuten für Kollimatorbleche auf. Die ringsegmentartigen Haltelemente sind über Seitenteile miteinander verbunden.
  • Die Absorberelemente der bekannten Streustrahlungskollimatoren sind in der Regel vergleichsweise dünn und filigran. Auf Grund dessen weisen die Absorberelemente als solche eine geringe mechanische Stabilität auf und sind daher wenig formstabil. Insbesondere bei Krafteinwirkungen, wie z. B. bei auf die Absorberelemente wirkenden Zentrifugalkräften und quer zur Verbindungsachse Röntgenröhre-Röntgendetektor wirkenden Querkräften während des Betriebs einer Röntgen-Computertomografieeinrichtung, und anderen mechanischen Einwirkungen können die Absorberelemente derart verformt werden, dass dadurch Artefakte entstehen. Das kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die – oder einzelne – Absorberelemente so weit verformt oder verschoben werden, dass es zu einer Abschattung von Detektorelementen des Strahlungsdetektors kommt.
  • Zur Vermeidung von Verformungen und temporärer Verschiebungen bzw. Fehlpositionierungen ist es beispielsweise bekannt, die Absorberelemente mit geeignet ausgebildeten, in Zwischenräume zwischen den Absorberelementen reichende Haltenasen zu verkleben. Abgesehen vom vergleichsweise hohen Herstellungsaufwand stellt sich hier ferner das Problem, dass durch Kleberschrumpfung beim Aushärten eines zur Verklebung verwendeten Klebstoffs eine irreversible Fehlpositionierung der Absorberelemente verursacht werden kann.
  • In der DE 10 2005 028 411 A1 ist ein Kollimator für einen Strahlendetektor beschrieben, welcher mehrere nebeneinander angeordnete Kollimatorbleche aufweist, zwischen denen zur Versteifung des Kollimators jeweils wenigstens ein aus einem röntgentransparenten Material ausgebildetes, die Kollimatorbleche seitlich stützendes Stützelement angeordnet ist.
  • Ausgehend von dem vorstehen Beschriebenen ist es eine Aufgabe der Erfindung die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein Streustrahlungskollimator bereitgestellt werden, bei welchem die Absorberelemente in konstruktiv einfacher Weise formstabil gehaltert werden können. Unter gleichen Gesichtspunkten sollen ferner ein Strahlungsdetektor und eine Strahlungserfassungseinrichtung angegeben werden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10 und 11. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 9.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Streustrahlungskollimator für radiologische Strahlung. Der Streustrahlungskollimator umfasst eine Vielzahl in einer Kollimationsrichtung hintereinander geschaltete Absorberelemente, und zumindest zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete, plattenartige Halteelemente. Die Halteelemente können z. B. jeweils paarweise eine Grund- und eine Deckplatte umfassen. Die Grund- und Deckplatten können an gegenüberliegenden Quer- und/oder Längskanten angeordnet sein. Dabei kann ein Abstand zwischen Grund- und Deckplatte im Wesentlichen der Längs- bzw. Quererstreckung der Absorberelemente entspricht. Möglich ist es auch, dass der Abstand zwischen Grund- und Deckplatte kleiner ist als die Längs- bzw. Quererstreckung der Absorberelemente.
  • Die Halteelemente weisen Absorberelementhalterungen, z. B. in Form von Schlitzen und dgl., zum Haltern der Absorberelemente auf. Die Absorberelemente können durch die Absorberelementhalterungen beispielsweise an Quer- oder Längskanten gehaltert werden.
  • Die plattenartigen Halteelemente sind erfindungsgemäß durch Querstreben miteinander verbunden, wobei die Querstreben bezüglich der Längserstreckung und/oder bezüglich der Quererstreckung der Absorberelemente stirnseitig verlaufen.
  • Durch das erfindungsgemäße Konzept der Querstreben können die Halteelemente in einfacher und dennoch effektiver Weise relativ zueinander versteift werden, so dass eine bei mechanischen Einwirkungen, wie z. B. bei Krafteinwirkungen durch Rotation und dgl., verursachte Relativverschiebung, Verformung oder Fehlpositionierung der Halteelemente weitestgehend vermieden werden. Damit kann eine durch die Halteelemente festgelegte Sollposition der Absorberelemente auch bei Krafteinwirkungen im Wesentlichen aufrecht erhalten werden, so dass durch Verformungen und dgl. der Absorberelemente verursachte Artefakte vermieden werden können.
  • Abgesehen davon kann infolge der stabilisierenden Wirkung der Querstreben auf eine Verklebung der Absorberelemente mit zwischen die Absorberelemente greifenden Halte- und Stützelementen verzichtet werden. Insoweit kann das eingangs genannte Problem der Fehlpositionierung durch Kleberschrumpfung in einfacher Weise umgangen werden.
  • Bei den Absorberelementhalterungen kann es sich beispielsweise um Schlitze, Ausnehmungen, Vertiefungen, insbesondere Nuten oder Rillen, und/oder Vorsprünge usw. handeln. Solche Absorberelementhalterungen sind insbesondere bei plattenartigen Halteelementen vergleichsweise einfach herstellbar. Sie er möglichen z. B. ein randseitiges Haltern der Absorberelemente an Quer- und/oder Längsseiten, in einer vorgegebenen Sollausrichtung. Mögliche Sollausrichtungen der Absorberelemente, bei welchen es sich z. B. um Kollimatorbleche handeln kann, sind: eine parallele Ausrichtung der Kollimatorbleche oder eine konfokale Ausrichtung der Kollimatorbleche.
  • Damit ein besonders sicherer Halt der Absorberelemente durch die Absorberelementhalterungen gewährleistet werden kann, ist es möglich, dass die Absorberelemente randseitlich Einkerbungen und/oder vorspringende Laschen aufweisen, welche in die Absorberelementhalterungen eingreifen. Laschen bzw. Einkerbungen der vorgenannten Art können an einer oder mehreren Seiten der Absorberelemente vorgesehen sein.
  • Im Hinblick auf eine besonders hohe mechanische Stabilität des Streustrahlungskollimators gegenüber äußeren Einwirkungen ist es von Vorteil, wenn an zumindest zwei sich gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils zumindest eine Querstrebe angeordnet bzw. angebracht ist. Eine besonders hohe Stabilität kann erreicht werden, wenn an zumindest einer der sich gegenüberliegenden Stirnseiten zwei sich kreuzende Querstreben angebracht sind.
  • Im Falle zweier sich kreuzender Querstreben können zur Vereinfachung der Herstellung und Montage die sich kreuzenden Querstreben ein einstückig ausgebildetes Verstrebungskreuz ausbilden.
  • Zur Gewährleistung einer allseitigen Aneinanderreihbarkeit der Streustrahlungskollimatoren können die Querstreben an den Stirnseiten in die Absorberelemente zumindest teilweise versenkt sein. Dazu können die Absorberelemente stirnseitig und korrespondierend zum Verlauf der Querstreben Aussparungen aufweisen. Die Querstreben können in einem durch die Aussparungen gebildeten rinnenartigen Einschnitt versenkt werden.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Aussparungen derart ausgebildet sind, dass ein mechanischer Kontakt zwischen den Absorberelementen und den Querstreben vermieden wird. Auf diese Weise können durch einen mechanischen Kontakt möglicherweise verursachte Fehlpositionierungen der Absorberelemente vermieden werden. Solche Fehlpositionierungen können bei passgenauen Aussparungen beispielsweise durch Herstellungstoleranzen der Aussparungen und Querstreben verursacht werden. Auch könnten unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der Querstreben und der Absorberelemente zu Spannungen und damit möglicherweise zu Verformungen und Fehlpositionierungen der Absorberelemente führen.
  • Um eine durch den Streustrahlungskollimator mit Querstreben verursachte Beeinträchtigung von Messergebnissen so gering wie möglich zu halten, können die Halteelemente und die Querstreben in geeigneter Weise angeordnet und ausgebildet werden. Eine geeignete Anordnung liegt dann vor, wenn eine im Bereich der Querstreben durch die Halteelemente und Querstreben zusammen in Strahlungsdurchtrittsrichtung verursachte Schwächung der Strahlung in etwa gleich ist, wie eine in Strahlungsdurchtrittsrichtung in einem querstrebenlosen Bereich durch lediglich die Halteelemente verursachte Schwächung der Strahlung. Unter dem Begriff ”Strahlungsdurchtrittsrichtung” soll dabei diejenige Richtung verstanden werden, in welcher die Strahlung bei bestimmungsgemäßem Gebrauch durchtreten soll. Es versteht sich, dass die Absorberelemente, bedingt durch deren Dicke, auch in Strahlungsdurchtrittsrichtung eine Schwächung bewirken. Das soll jedoch nichts an der vorliegenden Definition der Strahlungsdurchtrittsrichtung ändern. Genau betrachtet wird die Strahlungsdurchtrittsrichtung durch diejenige Richtung festgelegt, in welcher die Strahlung zwischen den Absorberelementen ungehindert durchtreten soll. Im Falle von konfokal ausgerichteten Absorberelementen handelt es sich bei der Strahlungsdurchtrittsrichtung um eine von der konfokalen Ausrichtung der Absorberelemente abhängige lokale Größe.
  • Sofern es Genauigkeitsanforderungen erforderlich machen und der Herstellungsaufwand gerechtfertigt ist, können die Querstreben in denjenigen Bereichen, in welchen diese in den Aussparungen versenkt sind, derart ausgebildet sein, dass ihr Absorptionsgrad im Wesentlichen dem der Absorberelemente entspricht.
  • Eine besonders stabile und einfach herzustellende Ausführungsform kann dadurch erreicht werden, dass die Querstreben stirnseitig im Wesentlichen diagonal verlaufen. Im Wesentlichen diagonal soll dabei bedeuten, dass die Querstreben von einem Eckpunkt eines Halteelements quer über die Stirnseite hinweg zu einem Eckpunkt eines anderen Halteelements verlaufen. Die Formulierung ”im Wesentlichen diagonal” soll auch den Fall umfassen, bei welchem der lichte Abstand zweier Halteelemente kleiner ist als die Quer- bzw. Längserstreckung der Absorberelemente.
  • Zur Befestigung der Querstreben an den Halteelementen kommen u. a. vom Material und der Geometrie der Halteelemente und der Querstreben abhängige, im Wesentlichen beliebige Befestigungsmittel oder Befestigungsverfahren in Betracht. Insbesondere können die Querstreben und die Halteelemente mittels Bolzen oder Stiften und korrespondierenden Bohrungen, mittels Schrauben und/oder mittels einer Klebeverbindung miteinander verbunden sein.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor, umfassend eine Detektionseinheit zur Detektion radiologischer Strahlung und einen der Detektionseinheit vorgeschalteten Streustrahlungskollimator nach dem ersten Aspekt der Erfindung.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Strahlungserfassungseinrichtung, insbesondere eine Röntgen-Computertomografieeinrichtung, umfassend einen Strahlungsdetektor nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.
  • Vorteile und vorteilhafte Wirkungen zum zweiten und dritten Aspekt der Erfindung ergeben sich unmittelbar aus den Vorteilen und vorteilhaften Wirkungen zum ersten Aspekt der Erfindung.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 schematisch eine Röntgen-Computertomografieeinrichtung als Beispiel einer Strahlungserfassungseinrichtung;
  • 2 in schematischer Darstellung das Auftreten von Streustrahlung;
  • 3 ein Strahlungsdetektormodul mit Streustrahlungskollimatoren;
  • 4 eine perspektivische Seitenansicht eines Streustrahlungskollimators;
  • 5 ein Halteelement des Streustrahlungskollimators;
  • 6 eine perspektivische Frontansicht des Streustrahlungskollimators;
  • 7 ein Versteifungskreuz des Streustrahlungskollimators; und
  • 8 den Streustrahlungskollimator ohne Versteifungskreuz.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente durchwegs mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu und Maßstäbe zwischen den Figuren können variieren. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird die Erfindung nachfolgend anhand der Röntgen-Computertomografie beschrieben.
  • 1 zeigt schematisch eine Röntgen-Computertomografieeinrichtung 1, umfassend einen Patientenlagerungstisch 2 zur Lagerung eines zu untersuchenden Patienten 3. Die Röntgen-Computertomografieeinrichtung 1 umfasst ferner eine Gantry 4, mit einem um eine Systemachse 5 in Azimutalrichtung φ drehbar gelagerten Röhren-Detektor-System. Das Röhren-Detektor-System wiederum umfasst eine Röntgenröhre 6 und einen dieser gegenüberliegend angeordneten Röntgendetektor 7.
  • Im Betrieb der Röntgen-Computertomografieeinrichtung 1 geht von der Röntgenröhre 6 Röntgenstrahlung 8 in Richtung des Röntgendetektors 7 aus und wird mittels des Röntgendetektors 7 erfasst. Zur Erfassung der Röntgenstrahlung 8 weist der Röntgendetektor 7 mehrere Strahlungsdetektormodule 9 auf.
  • Beim Durchtritt der Röntgenstrahlung 8 durch den Körper des Patienten 3 und dabei stattfindenden Wechselwirkungsprozessen wird Streustrahlung 10 erzeugt. Die Streustrahlung 10 führt zu verminderter Bildqualität in aus Aufnahmedaten der Röntgen-Computertomographieeinrichtung 1 erzeugten tomografischen Darstellungen bzw. Bildern.
  • Das Auftreten von Streustrahlung 10 ist in 2 für die Azimutalrichtung φ schematisch dargestellt. Analoges gilt für in Richtung der Systemachse 5 auftretende Streustrahlung, was nicht genauer beschrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgenden Ausführungen auch für Streustrahlungskollimatoren gelten, deren Kollimationsrichtung der Richtung der Systemachse entspricht.
  • Zur Unterdrückung der azimutalen Streustrahlung 10 umfassen die Strahlungsdetektormodule 9 in der Regel einen oder mehrere, z. B. modulartige, Streustrahlungskollimatoren, welche eine Vielzahl von Absorberelementen 11 aufweisen. Die Absorberelemente 11 sind entsprechend der im vorliegenden Fall konfokalen Strahlgeometrie konfokal auf einen Fokus 12 der Röntgenröhre 6 ausgerichtet.
  • Die Absorberelemente 11 sind in Azimutalrichtung φ, welche im vorliegenden Beispiel der Kollimationsrichtung entspricht, hintereinander angeordnet. Eine Strahlungsdurchtrittsrichtung 13 entspricht im vorliegenden Fall der radialen Richtung, bezogen auf den Fokus 12.
  • Sofern des Weiteren Absorberelemente zur Unterdrückung von Streustrahlung in Richtung der Systemachse 5 vorgesehen sein sollten, sind diese in Richtung der Systemachse 5 hintereinander angeordnet, und vorzugsweise konfokal auf den Fokus 12 ausgerichtet.
  • Bei den Absorberelementen 11 handelt es sich in der Regel um filigrane, feine Plättchen oder Bleche mit vergleichsweise geringer Dicke. Infolgedessen weisen die Absorberelemente 11 keine besonders hohe mechanische Stabilität auf.
  • Bei einer kreis- oder spiralförmigen Abtastung des Patienten 3, bei welcher das Röhren-Detektor-System um die Systemachse 5 rotiert wird, wirken auf die Absorberelemente 11 jedoch vergleichsweise hohe Beschleunigungskräfte. Dadurch können die Absorberelemente 11 temporär verformt und verschoben werden. Das führt zu Fehlpositionierungen der Absorberelemente 11, was wiederum zu Artefakten in den Bildern führen kann.
  • Insbesondere Verschiebungen und Fehlpositionierungen der Absorberelemente 11 können verursacht werden durch Kräfte, welche quer zur Verbindungsachse Fokus 12 – Strahlungsdetektormodul 9 wirksam werden. Solche Kräfte werden nachfolgend vereinfachend als Querkräfte bezeichnet.
  • Wie eingangs bereits erwähnt, ist es zur Vermeidung von durch Querkräfte verursachten Verschiebungen und Verformungen bekannt, in Zwischenräume zwischen den Absorberelementen Haltenasen einzubringen und diese mittels eines Klebstoffs mit den Absorberelementen zu verkleben. Jedoch führen Schrumpfungsprozesse des Klebstoffs unvermeidlich dazu, dass die Absorberelemente fehlpositioniert oder verformt werden. Insbesondere können mit der erfindungsgemäßen Lösung solche herstellungsbedingte, Artefakt induzierende Fehlpositionierungen und Verformungen vermieden werden, was im Folgenden näher erläutert wird.
  • 3 zeigt das in 1 schematisch dargestellte Strahlungsdetektormodul 9 genauer.
  • Das Strahlungsdetektormodul 9 weist zwei in Richtung der Systemachse auf einem Träger 14 montierte Detektionseinheiten 15 auf. Im Allgemeinen lassen sich beliebig viele Detektionseinheiten 15 auf einem entsprechend ausgebildeten Träger oder anderen Befestigungsvorrichtungen anordnen. Insoweit soll die gezeigte Ausgestaltung mit zwei auf dem Träger 14 montierten Detektionseinheiten 15 nicht als einschränkend angesehen werden.
  • Zur Befestigung mehrerer Träger 14 auf einem nicht gezeigtem Halterahmen des Röntgendetektors 7, z. B. mittels Schrauben, weist der Träger 14 im vorliegenden Fall Durchgangslöcher 16 auf. Wie aus 1 zu entnehmen ist, sind mehrere Strahlungsdetektormodule 9 bzw. Träger 14 in Azimutalrichtung φ hintereinander auf dem Halterahmen montiert.
  • Jeder Detektionseinheit 15 ist in der Ausgestaltung der 3 jeweils ein Streustrahlungskollimator 17 vorgeschaltet, wobei die Streustrahlungskollimatoren 17 entsprechend den Detektionseinheiten 15 kachelartig aneinander gereiht sind. Abweichend von der Darstellung der 3 ist es jedoch auch möglich, dass lediglich ein, beide Detektionseinheiten 15 überspannender Streustrahlungskollimator vorgesehen ist.
  • Die Streustrahlungskollimatoren 17 können auf die Detektionseinheiten 15 aufgeklebt oder in anderer geeigneter Weise befestigt sein.
  • 4 zeigt einen der Streustrahlungskollimatoren 17 im Detail. Wie bereits erwähnt, umfasst der Streustrahlungskollimator 17 eine Vielzahl in Kollimationsrichtung, d. h. in Azimutalrichtung φ, hintereinander geschaltete Absorberelemente 11. Zum Haltern der Absorberelemente 11 umfasst der Streustrahlungskollimator 17 zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete, plattenartige Halteelemente 18. Zur Vereinfachung wird im Folgenden eines der Halteelemente 18 mit Grundplatte 18A und das andere mit Deckplatte 18B bezeichnet. Die Halteelemente 18 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel an Längskanten 19 der Absorberelemente 11 angeordnet. Zusätzlich oder optional ist es jedoch auch möglich, dass ein oder mehrere Halteelemente an Querkanten 20 der Absorberelemente 11 angeordnet sind.
  • Jedes Halteelement 18 umfasst Absorberelementhalterungen 21 zum Haltern der Absorberelemente 11, was in 5, welche ein einzelnes Halteelement 18 zeigt, genauer zu sehen ist. Die Absorberelementhalterungen 21 sind im vorliegenden Beispiel als Schlitze ausgebildet, in welche an den Längskanten 19 der Absorberelemente 11 ausgebildete, nicht näher dargestellte Laschen eingreifen. Durch die Absorberelementhalterungen 21 werden die Absorberelemente 11 entsprechend einer jeweils gewünschten Sollposition und -lage gehaltert.
  • Alternativ oder zusätzlich können Absorberelementhalterungen 21 auch in Form von Ausnehmungen und/oder Vertiefungen, insbesondere Nuten oder Rillen, ausgebildet sein. Die Rillen oder Vertiefungen können dabei beispielsweise so ausgebildet sein, dass die Absorberelemente 11 randseitig mit Längs- 19 oder Querkanten 20 eingesteckt und damit gehaltert werden können. Andersartig ausgebildete Absorberelementhalterungen sind denkbar, wie beispielsweise Vorsprünge in Form von paarweise angeordneten Stiften, Leisten und dgl.
  • Wie aus 4 ersichtlich ist, sind die Halteelemente 18, d. h. die Grundplatte 18A und die Deckplatte 18B, durch Quer streben 22 miteinander verbunden. Die Querstreben 22 verlaufen bezüglich der Längserstreckung der Absorberelemente 11 stirnseitig, d. h. an der durch die Querkanten 20 aufgespannten Stirnseite des Streustrahlungskollimators 17.
  • In der perspektivischen Seitenansicht der 4 ist lediglich eine Stirnseite sichtbar. Jedoch verlaufen an der nicht sichtbaren, in der Darstellung abgewandten Stirnseite Querstreben 22 in analoger Weise. Das ist in der perspektivischen Frontansicht der 6 ersichtlich.
  • Mit den angebrachten Querstreben 22 kann in konstruktiv und herstellungstechnisch einfacher Weise insbesondere einer durch Querkräfte verursachten Verschiebung, Verformung und Fehlpositionierung der Absorberelemente 11 entgegengewirkt werden. Das Konzept der Querstreben 22 ermöglicht demnach eine zuverlässige und stabile Positionierung der Absorberelemente 11.
  • Die Halteelemente 18 und die Querstreben 22 können beispielsweise mittels Spritzgussverfahren vergleichsweise einfach, daher kostengünstig, und darüber hinaus mit hoher Präzision hergestellt werden.
  • Im vorliegenden Bespiel sind an den sich gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils zwei sich kreuzende Querstreben 22 angeordnet. Die Querstreben 22 verlaufen an den Stirnseiten diagonal. Der diagonale Verlauf der Querstreben 22 ist aus Stabilitätsgesichtspunkten besonders vorteilhaft. Ferner eröffnet ein solcher Verlauf vergleichsweise unkomplizierte Befestigungsmöglichkeiten der Querstreben 22 an den Halteelementen 18, worauf weiter unten noch eingegangen wird.
  • Denkbar, und im Rahmen der Erfindung gelegen ist es, wenn an einer oder jeder Stirnseite lediglich eine Querstrebe 22 vorhanden ist. Dabei sollten aus Gründen der Stabilität jedenfalls zumindest zwei Querstreben 22 in gegenläufiger, sich kreuzender Anordnung vorhanden sein.
  • Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn an einer oder an beiden Stirnseiten sich jeweils nicht kreuzende Querstreben vorhanden sind. Solche Querstreben könnten beispielsweise im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die Halteelemente 18 miteinander verbinden.
  • Weitere Anordnungen und Ausbildungen von Querstreben 22, zur Vermeidung von Verschiebungen, Verformungen und Fehlpositionierungen bei einwirkenden Querkräften sind denkbar. Beispielsweise wäre es auch denkbar, dass Halteelemente 18 an den Stirnseiten angebracht sind und die Querstreben 22 quer über die Längskanten 19 verlaufen.
  • Zurückkommend auf die in Bezug zu den Figuren gezeigte Ausgestaltung, sind an jeder Stirnseite zwei sich kreuzende Querstreben 22 angeordnet. Dabei können die Querstreben 22 an einer Stirnseite als voneinander unabhängige Verstrebungselemente ausgebildet sein. Alternativ ist es auch möglich, dass die Querstreben 22 an einer jeweiligen Stirnseite zu einer Einheit zusammengefasst sind. Das ist in 7 gezeigt, wobei die Querstreben 22 miteinander verbunden sind und auf diese Weise ein einstückig ausgebildetes Verstrebungskreuz 23 ausbilden. Mit solchen Verstrebungskreuzen 23 kann der Montageaufwand der Querstreben 22 an den Halteelementen 18 verringert werden.
  • Damit die Streustrahlungskollimatoren 17 an den Stirnseiten unter Vermeidung vergleichsweise großer Lücken aneinander gereiht werden können, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Querstreben 22 stirnseitig in die Absorberelemente 11 zumindest teilweise versenkt sind. Dazu können die Absorberelemente 11 korrespondierend zum – hier diagonalen – Verlauf der Querstreben 22 Aussparungen 24 aufweisen. Das ist in 8 ersichtlich, welche den Streustrahlungskollimator 17 ohne Querstreben 22 zeigt.
  • Die Aussparungen 24 sind derart ausgebildet, dass die Querstreben 22 zumindest teilweise darin versenkt werden können. Die Tiefe der Aussparungen 24, d. h. der Grad wie weit die Querstreben 22 in den Aussparungen 24 versenkt werden können, kann entsprechend dem gewünschten, bzw. zulässigen, Überstand der Querstreben 22 über die Querkanten 20 der Absorberelemente 11 gewählt werden.
  • Vorzugsweise sind die Aussparungen 24 derart ausgebildet, dass ein mechanischer Kontakt zwischen den Absorberelementen 11 und den Querstreben vermieden wird. Die Aussparungen 24 können z. B. so groß ausgebildet werden, dass, unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen von Aussparungen 24 und Querstreben 22, auch nach Montage der Querstreben 22 ein Spalt zwischen Querstreben 22 und Aussparungen 24 verbleibt. Ansonsten könnte es beispielsweise bei der Montage der Querstreben 22, d. h. beim Einsetzen der Querstreben 22 in die Aussparungen 24, zu einer durch mechanischen Kontakt verursachten Fehlpositionierung der Absorberelemente 11 kommen. Die Form der Aussparungen 24 ist, vorbehaltlich der Bedingung, dass die Querstreben 2 in gewünschtem Maße, vorzugsweise unter Vermeidung eines mechanischen Kontakts mit den Absorberelementen 11, versenkt werden können, im Wesentlichen frei wählbar. Es können beispielsweise besonders einfach und kostengünstig herstellbare Formen, wie z. B. rechteckige, kreisförmige Formen, gewählt werden.
  • Die Halteelemente 18 und die Querstreben 22 verursachen in Strahlungsdurchtrittsrichtung 13 eine – wenn auch vergleichweise kleine – Absorption der Röntgenstrahlung 8. Damit der Streustrahlungskollimator 17 in Strahlungsdurchtrittsrichtung 13 ein möglichst gleichmäßiges Absorptionsprofil aufweist ist es von Vorteil, wenn die Halteelemente 18 und die Querstreben 22 derart angeordnet und ausgebildet sind, dass eine im Bereich der Querstreben 22 durch die Halteelemente 18 und Querstreben 22 in Strahlungsdurchtrittsrichtung 13 verursache Schwächung der Röntgenstrahlung 8 in etwa gleich ist wie eine in Strahlungsdurchtrittsrichtung 13 in einem querstrebenlosen Bereich durch lediglich die Halteelemente 18 verursachte Schwächung der Röntgenstrahlung 8. Eine entsprechende Ausgestaltung im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in Zusammensicht der 5, 7 und 8 deutlich. Wie aus 5 und 8 zu entnehmen ist, weisen die Halteelemente 18 jeweils in demjenigen Bereich, in welchem die Querstreben 22 zu liegen kommen, einen Versatz 25 an der jeweiligen Stirnseite auf. Der Versatz 25 ist derart gewählt, dass sich Halteelemente 18 und Querstreben 22 in Strahlungsdurchtrittsrichtung 13 betrachtet nicht überlappen. Damit ein einheitliches Absorptionsprofil sichergestellt werden kann, sind die Querstreben 22 der jeweiligen Stirnseiten derart ausgebildet, dass deren Absorption – in Strahlungsdurchtrittsrichtung 13 betrachtet – lokal im Wesentlichen gleich der lokalen Absorption der beiden Halteelemente 18 außerhalb des Bereichs der Querstreben 22 ist. Um die im Wesentlichen gleiche Absorption zu erreichen, können Querstreben 22 mit entsprechend großem Querschnitt und/oder mit geeigneter Materialzusammensetzung gewählt werden.
  • Unter dem Gesichtspunkt eines gleichmäßigen Absorptionsprofils des Streustrahlungskollimators 17 sollten auch Befestigungselemente zur Befestigung der Querstreben 22 an den Halteelementen 18, sofern vorgesehen, entsprechend ausgebildet sein.
  • In der vorliegenden Ausgestaltung, insbesondere unter Berücksichtigung der 7 und 8, weisen die Querstreben 22 vorspringende Stifte 26 bzw. Bolzen auf, welche zur Montage der Querstreben 22 an den Halteelementen 18 in korrespondierende Bohrungen 27 der Halteelemente 18 eingesetzt bzw. eingedrückt werden. Sofern zumindest die Stifte 26 aus dem gleichen Material wie die Halteelemente 18 gefertigt sind, kann auch im Bereich der Befestigungselemente eine sprungartige Veränderung des Absorptionsverhaltens vermieden werden.
  • Im Rahmen der Erfindung liegt es, wenn Bohrungen 27 und Stifte 26 vertauscht sind, oder die Querstreben 22 und Halteele mente 18 jeweils Bohrungen 27 aufweisen, in welche zur Montage der Querstreben 22 ein Stift eingesetzt wird. Im Rahmen der Erfindung können auch andere oder zusätzliche Befestigungsmöglichkeiten zum Einsatz kommen. In Frage kommt beispielsweise eine Kleverbindung zwischen Querstreben 22 und Halteelementen 18.
  • Mit dem Konzept kann ein Streustrahlungskollimator 17 bereitgestellt werden, welcher eine besonders formstabile Halterung der Absorberelemente 11, insbesondere bei Einwirkung von Querkräften, ermöglicht. Ferner kann der Streustrahlungskollimator 17 besonders einfach und daher kosteneffizient hergestellt werden. Insgesamt, und insbesondere durch die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele, wird deutlich, dass die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe gelöst wird.

Claims (11)

  1. Streustrahlungskollimator (17) für radiologische Strahlung (8), umfassend eine Vielzahl in einer Kollimationsrichtung (φ) hintereinander geschaltete Absorberelemente (11), und zumindest zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete, plattenartige Halteelemente (18, 18A, 18B) mit Absorberelementhalterungen (21) zum Haltern der Absorberelemente (11), wobei die Halteelemente (18, 18A, 18B) durch bezüglich der Längs- (19) und/oder Quererstreckung (20) der Absorberelemente (11) stirnseitig verlaufende Querstreben (22) miteinander verbunden sind.
  2. Streustrahlungskollimator (17) nach Anspruch 1, wobei die Absorberelementhalterungen (21) als Schlitze, Ausnehmungen, Vertiefungen, insbesondere Nuten oder Rillen, und/oder Vorsprünge ausgebildet sind.
  3. Streustrahlungskollimator (17) nach Anspruch 2, wobei die Absorberelemente (11) randseitlich Einkerbungen und/oder vorspringende Laschen aufweisen, welche in die Absorberelementhalterungen (21) eingreifen.
  4. Streustrahlungskollimator (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei an zumindest zwei gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils zumindest eine Querstrebe (22), vorzugsweise zwei sich kreuzende Querstreben (22), angeordnet sind.
  5. Streustrahlungskollimator (17) nach Anspruch 4, wobei jeweils zwei Querstreben (22) ein einstückig ausgebildetes Verstrebungskreuz (23) ausbilden.
  6. Streustrahlungskollimator (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Absorberelemente (11) stirnseitig, korrespondierend zum Verlauf der Querstreben (22) Aussparungen (24) aufweisen, in welche die Querstreben (22), vorzugsweise unter Vermeidung eines mechanischen Kontakts mit den Absorberelementen (11), zumindest teilweise versenkt sind.
  7. Streustrahlungskollimator (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Querstreben (22) stirnseitig im Wesentlichen diagonal verlaufen.
  8. Streustrahlungskollimator (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Querstreben (22) und die Halteelemente (18, 18A, 18B) mittels Bolzen oder Stiften (26) und korrespondierenden Bohrungen (27), mittels Schrauben und/oder mittels einer Klebeverbindung miteinander verbunden sind.
  9. Streustrahlungskollimator (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Absorberelemente (11) konfokal auf einen Fokus (12) ausgerichtet sind.
  10. Strahlungsdetektor (7), umfassend zumindest eine Detektionseinheit (15) zur Detektion radiologischer Strahlung (8) und einen der Detektionseinheit (15) vorgeschalteten Streustrahlungskollimator (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  11. Strahlungserfassungseinrichtung, insbesondere Röntgen-Computertomographieeinrichtung (1), umfassend einen Strahlungsdetektor (7) nach Anspruch 10.
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