-
Die Erfindung betrifft einen Streustrahlungskollimator für radiologische Strahlung und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Streustrahlungskollimators.
-
Insbesondere bei bildgebenden Tomographiegeräten, wie z. B. bei Computertomogaphiegeräten, führt Streustrahlung bekanntermaßen zur Beeinträchtigung der Bildqualität. Zur Reduzierung des detektierten Anteils der Streustrahlung in den Detektorsignalen sind den Strahlungsdetektoren solcher Computertomographiegeräte sogenannte Streustrahlungskollimatoren vorgeschaltet.
-
Bekannte Streustrahlungskollimatoren umfassen beispielsweise in einer Kollimationsrichtung nebeneinander angeordnete, bezüglich ihrer Längserstreckung unidirektional ausgerichtete Absorberelemente. Die Absorberflächen der Absorberelemente werden radial auf den Fokus einer Strahlenquelle fächerförmig ausgerichtet, so dass nur Strahlung aus einer auf den Fokus zielenden Raumrichtung auf den Strahlungsdetektor treffen kann. Die Strahlung aus dieser Raumrichtung wird üblicherweise auch als Primärstrahlung bezeichnet. Streustrahlung entsteht im Wesentlichen durch Wechselwirkungsprozesse der Primärstrahlung mit dem zu untersuchenden Objekt. Streustrahlungsanteile, die aus einer im Vergleich zur Primärstrahlung anderen Raumrichtung auf den Streustrahlungskollimator treffen, werden von den Absorberflächen weitgehend absorbiert. Durch Streustrahlungseffekte verursachte Bildartefakte im rekonstruierten Bild können auf diese Weise reduziert werden.
-
Die Absorberelemente der Streustrahlungskollimatoren sind in der Regel vergleichsweise dünn und filigran. Auf Grund dessen weisen sie als solche eine geringe mechanische Stabilität auf und sind daher wenig formstabil. Insbesondere bei Rotation des Aufnahmesystems bei einem Computertomographiegerät wirken auf die Absorberelemente Zentrifugalkräfte und senkrecht zur Kollimationsrichtung Querkräfte, die Verformungen der Absorberelemente verursachen und somit, beispielsweise durch Abschattungen der Detektorelemente, zu Artefakten in den aufgenommenen Schwächungswerten und somit im rekonstruierten Bild führen können.
-
Zur Vermeidung von Verformungen und temporären Verschiebungen bzw. zur Erhöhung der Stabilität der Absorberelemente werden im Wesentlichen zwei unterschiedliche Ansätze bei der Realisierung eines Streustrahlungskollimators verfolgt. Bei einem ersten Ansatz werden die Absorberelemente des Streustrahlungskollimators in einem Tragrahmen in Form eines Kunststoffgehäuses gehaltert. Das Kunststoffgehäuse weist zur Halterung quer zur Kollimationsrichtung an gegenüberliegenden Seiten des Tragrahmens hochpräzise korrespondierende Aussparungen auf. Der Streustrahlungskollimator ist dabei so dimensioniert, dass er den Strahlungsdetektor in z-Richtung einstückig überspannt. Ein solcher Streustrahlungskollimator wird auch als Brückenkollimator bezeichnet. Ein Nachteil dieser Ausführung besteht jedoch insbesondere darin, dass aus spritztechnischen Gründen nur sehr begrenzte Längen eines solchen Streustrahlungskollimators herstellbar sind, so dass sich diese Streustrahlungskollimatoren nur für Strahlungsdetektoren mit einer begrenzten Länge bzw. mit einer begrenzenden Z-Abdeckung einsetzen lassen. Strahlungsdetektoren werden jedoch zunehmend mit einer immer größer werdenden Anzahl von Detektorzeilen und somit mit einer höheren Abdeckung in z-Richtung aufgebaut. Der Einsatz von Brückenkollimatoren für solche Strahlungsdetektoren gestaltet sich aus diesem Grund immer schwieriger.
-
Bei einem weiteren Ansatz werden die Streustrahlungskollimatoren in kleinen Einheiten hergestellt und kachelförmig oder matrixförmig auf den Strahlungsdetektor aufgeklebt. Somit können Streustrahlungskollimatoren mit einer vergleichsweise großen Z-Abdeckung, also auch für Strahlungsdetektoren mit einer Vielzahl von Detektorzeilen, aufgebaut werden. Ein solcher Streustrahlungskollimator wird auch als Kachelkollimator bezeichnet. Ein Nachteil dieser Streustrahlungskollimatoren besteht jedoch insbesondere darin, dass an den durch den kachelförmigen Aufbau zwangsläufig vorhandenen Stoßstellen zwischen benachbarten Streustrahlungskollimatoren die Gefahr einer Spaltbildung besteht, durch die Streustrahlung auf die Detektorelemente treten kann.
-
Darüber hinaus steigt in Zukunft auch die mechanische Beanspruchung der Streustrahlungskollimatoren. Bei den Computertomographiegeräten werden bisher im Untersuchungsbetrieb Drehzahlen des Aufnahmesystems von 210 U/min erreicht. In Zukunft sollen die Drehzahlen jedoch auf mindestens 300 U/min angehoben werden. Aufgrund der damit auf den Streustrahlungskollimator einwirkenden höheren Zentrifugal- und Querkräfte gewinnen die Anforderungen an Formstabilität zunehmend an Bedeutung.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Streustrahlungskollimator anzugeben, bei dem in dem Streustrahlungskollimator angeordnete Absorberelemente auch bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten und bei großer z-Abdeckung eine hohe Formstabilität aufweisen. Darüber hinaus soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Streustrahlungskollimators angegeben werden.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Streustrahlungskollimator gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Streustrahlungskollimators mit Merkmalen von dem nebengeordneten Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weitergestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
-
Der erfindungsgemäße Streustrahlungskollimator für radiologische Strahlung umfasst eine Vielzahl von in einer Kollimationsrichtung hintereinander angeordneten und in einem Tragrahmen gehalterten Absorberelementen, wobei der Tragrahmen quer zur Kollimationsrichtung an gegenüberliegenden Seiten Haltemittel zur Halterung der Absorberelemente aufweist. Erfindungsgemäß ist auf der Strahleneintrittsseite und/oder der Strahlenaustrittsseite des Streustrahlungskollimators zumindest ein streifenartiges Halteelement vorgesehen, welches die Absorberelemente in Kollimationsrichtung überspannt und an deren Längskanten zusätzlich mechanisch fixiert.
-
Die zusätzliche mechanische Fixierung der Längskanten der Absorberelemente an das streifenartige Halteelement gewährleistet, dass die Absorberelemente auch bei einer großen Z-Abdeckung und bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten in Lage und in Ausrichtung stabil bleiben. Durch das aufgebrachte streifenförmige Halteelement kompensieren sich nämlich insbesondere die bei Rotation des Aufnahmesystems an den Außenbereichen der Absorberelemente auftretenden und jeweils entgegen gesetzt gerichteten Querkräfte. Das Halteelement wird dabei lediglich auf Zug belastet und verhindert so ein Durchbiegen der Absorberelemente.
-
Durch das erfindungsgemäße Konzept können die Absorberelemente also 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 Absorberelemente weitestgehend vermieden werden. Damit kann eine für die Absorberelemente festgelegte Sollposition auch bei Krafteinwirkungen im Wesentlichen aufrecht erhalten werden, so dass durch Verformungen und dgl. der Absorberelemente verursachte Artefakte vermieden werden können. Durch den Einsatz eines streifenförmig ausgebildeten Halteelements wird also ein verwindungssteifer Streustrahlungskollimator realisiert, der insbesondere den Ansprüchen zukünftiger Computertomographiegeräte gerecht wird.
-
Unter dem Begriff Strahleneintrittsseite soll dabei diejenige Seite des Streustrahlungskollimators verstanden werden, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Streustrahlungskollimators von der applizierten Strahlung zuerst durchtreten wird. Entsprechend soll unter dem Begriff Strahlenaustrittsseite diejenige Seite des Streustrahlkollimators verstanden werden, aus der die Strahlung aus dem Streustrahlkollimators austritt und anschließend auf den Strahlungsdetektor trifft.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Längskanten der Absorberelemente zur präzisen Ausrichtung der Absorberelemente mittels eines Positionierwerkzeugs zumindest auf der Strahleneintrittsseite und/oder Strahlenaustrittsseite des Streustrahlungskollimators Ausprägungen, insbesondere fahnenartige Vorsprünge, auf.
-
Solche Vorsprünge oder auch Ausprägungen entlang der Längskante sind auf einfache Weise für sämtliche Absorberelemente an denselben Positionen entlang der Längskante herstellbar und stellen ein einfaches Mittel dar, über welches die Absorberelemente in definierter Lage zueinander in einem Positionierwerkzeug gehaltert werden können.
-
Das Haltelement wird vorzugsweise in der Kollimationsrichtung jeweils in dem von zwei benachbarten Ausprägungen eines jeden Absorberelementes gebildeten Zwischenraum gelagert. Auf diese Weise ist das Halteelement auf die Absorberelemente auf einfache Weise positionierbar. Die Ausprägungen können in dem Zusammenhang der Positionierung des Halteelements dabei zusätzlich die Funktion eines mechanischen Anschlagmittels übernehmen, beispielsweise, indem das Halteelement seitlich an die jeweilige Ausprägung bei der Montage angelegt wird.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Längskanten mit dem Halteelement durch einen Kleber miteinander fixiert. Durch die Verwendung eines Klebers müssen keine hochpräzisen Haltemittel, beispielsweise Schlitze, in dem Halteelement eingebracht werden. Damit verringert sich die Gesamtaufwand in der Herstellung eines solchen Streustrahlungskollimators in einem erheblichen Maße. Die hochpräzise Ausrichtung der Absorberelemente erfolgt über den Einsatz eines Positionierwerkzeuges während des Herstellungsprozesses, welches für die Herstellung einer Vielzahl von Streustrahlungskollimatoren lediglich ein einziges Mal hergestellt werden muss, und welches nach Verkleben der Längskanten mit dem Halteelement wieder entfernt wird. Darüber hinaus kann eine Klebeverbindung im Vergleich zu anderen Verbindungsmethoden, beispielsweise im Vergleich zum Schweißen oder zur Herstellung von Schraubverbindungen, mit geringem Aufwand hergestellt werden. So kann beispielsweise auf das Halteelement vor Einsetzen lediglich einseitig eine Schicht des Klebers aufgetragen werden.
-
Der Kleber weist vorteilhaft eine geringe Schwindungseigenschaft auf, so wie es bei Epoxidharzen mit darin enthaltenen Mineralstoffen der Fall ist. Aufgrund der geringen Schwindungseigenschaft bleiben die Absorberelemente auch bei Trocknung des Klebers in Position.
-
Das streifenartige Halteelement und der Tragrahmen sind vorzugsweise aus einem Material mit geringer Wärmeausdehnung und/oder hoher Röntgenstabilität, insbesondere aus HGW, CFK oder Keramik, hergestellt.
-
Eine besonders einfache Herstellung des Streustrahlungskollimators ist möglich, wenn der Tragrahmen aus zwei segmentförmigen, sich in Kollimationsrichtung erstreckenden Trägerelementen gebildet wird, welche durch zwei Abstandselemente quer zur Kollimationsrichtung einander gegenüberliegend beabstandet angeordnet sind.
-
Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung ist die Herstellung eines Streustrahlungskollimators für radiologische Strahlung mit einer Vielzahl von in einer Kollimationsrichtung hintereinander angeordneten Absorberelementen durch ein Verfahren gekennzeichnet, bei dem
- a) die Absorberelemente in einem Positionierwerkzeug positioniert werden, und bei dem
- b) zumindest ein mit einem Kleber versehenes und die Absorberelemente überspannendes, streifenartiges Halteelement zur Fixierung der Absorberelemente an den Längskanten auf der Strahleneintrittsseite und/oder der Strahlenaustrittsseite des Streustrahlungskollimators positioniert wird.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden in dem Schritt a) die Absorberelemente mit entlang der einen Längskante jeweils an gleichen Positionen angeordneten Ausprägungen hergestellt, wobei die in der Position übereinstimmenden Ausprägungen der Absorberelemente in korrespondierende Schlitze eines sich quer zur Längsrichtung der Absorberelemente erstreckenden Positionierelementes des Positionierwerkzeuges eingesteckt werden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird in dem Schritt b) das Halteelement in einen bei jedem der Absorberelemente gebildeten Zwischenraum zwischen zwei der Ausprägungen positioniert.
-
Vorzugsweise werden zwischen den Schritten a) und b) oder nach dem Schritt b) die Absorberelemente an Querkanten bzw. den schmalen Kanten mit dem Tragrahmen fixiert. Vorzugsweise erfolgt die Fixierung durch Einstecken der Querkanten in korrespondierende Haltemittel, beispielsweise in Schlitze, des Tragrahmens.
-
Das Positionieren der Absorberelemente im Schritte a) und das Fixieren der Absorberelemente über ein Halteelement im Schritt b) werden in entsprechender Weise vorteilhaft zusätzlich für die gegenüberliegenden Längskanten der Absorberelemente durchgeführt. Es werden also sowohl auf der Strahleneintrittsseite als auch auf der Strahlenaustrittsseite Halteelemente angeordnet. Hierdurch wird die Formstabilität des Streustrahlungskollimators weiter erhöht.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung ein Computertomographiegerät,
-
2 einen Tragrahmen für den erfindungsgemäßen Streustrahlungskollimator,
-
3 einen erfindungsgemäßen Streustrahlungskollimator mit eingesetzten Absorberelementen und mit einem Positionierwerkzeug zur Halterung der Absorberelemente,
-
4 ein Absorberelement mit Blechfahnen,
-
5 einen Ausschnitt des in 3 gezeigten Streustrahlungskollimators,
-
6 einen Streustrahlungskollimator mit auf der Strahlenaustrittsseite aufgebrachten streifenförmigen Halteelementen zur Fixierung der Längskanten der Absorberelemente,
-
7 den in 6 gezeigten Streustrahlungskollimator mit zusätzlich auf der Strahleneintrittsseite aufgebrachten streifenförmigen Halteelementen zur Fixierung der Längskanten der Absorberelemente, und
-
8 den in 7 gezeigten, in die Strahlungsdetektormechanik integrierten Streustrahlungskollimator.
-
In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei sich wiederholenden Elementen in einer Figur, wie beispielsweise bei den Absorberelementen 2, ist jeweils nur ein Element aus Gründen der Übersichtlichkeit mit einem Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht zwingend maßstabsgetreu, wobei Maßstäbe zwischen den Figuren variieren können.
-
In 1 ist ein Computertomographiegerät 17 gezeigt, das eine Strahlenquelle 18 in Form einer Röntgenröhre umfasst, von deren Fokus 19 ein Röntgenstrahlenfächer 20 ausgeht. Der Röntgenstrahlenfächer 20 durchdringt ein zu untersuchendes Objekt 21 oder einen Patienten und trifft auf einen Strahlendetektor 22, hier auf einen Röntgendetektor.
-
Die Röntgenröhre 18 und der Röntgendetektor 22 sind einander gegenüberliegend an einer Gantry (hier nicht gezeigt) des Computertomographiegerätes 17 angeordnet, welche Gantry in eine φ-Richtung um eine Systemachse Z (= Patientenachse) des Computertomographiegerätes 17 drehbar ist. Die φ-Richtung stellt also die Umfangsrichtung der Gantry und die Z-Richtung die Längsrichtung des zu untersuchenden Objekts 21 dar.
-
Im Betrieb des Computertomographiegerätes 17 drehen sich die an der Gantry angeordnete Röntgenröhre 18 und der Röntgendetektor 22 um das Objekt 21, wobei aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen Röntgenaufnahmen von dem Objekt 21 gewonnen werden. Pro Röntgenprojektion trifft auf den Röntgendetektor 22 durch das Objekt 21 hindurch getretene und dadurch geschwächte Röntgenstrahlung auf. Dabei erzeugt der Röntgendetektor 22 Signale, welche der Intensität der aufgetroffenen Röntgenstrahlung entsprechen. Aus den mit dem Röntgendetektor 22 erfassten Signalen berechnet anschließend eine Auswerteeinheit 23 in an sich bekannter Weise ein oder mehrere zwei- oder dreidimensionale Bilder des Objekts 21, welche auf einer Anzeigeeinheit 24 darstellbar sind.
-
Die von dem Fokus 19 der Röntgenröhre 19 ausgehende Primärstrahlung wird u. a. in dem Objekt 21 in unterschiedliche Raumrichtungen gestreut. Diese sogenannte Sekundärstrahlung erzeugt in den Detektorelementen 25 Signale, die sich von den für die Bildrekonstruktion benötigten Signalen einer Primärstrahlung nicht unterscheiden lassen. Die Sekundärstrahlung würde daher ohne weitere Maßnahme zu Fehlinterpretationen der detektierten Strahlung und somit zu einer erheblichen Verschlechterung der mittels des Computertomographiegerätes 17 gewonnenen Bilder führen.
-
Um den Einfluss der Sekundärstrahlung einzuschränken, wird mit Hilfe eines Streustrahlungskollimators 1 im Wesentlichen nur der von dem Fokus 19 ausgehende Anteil der Röntgenstrahlung, also der Primärstrahlungsanteil, ungehindert auf den Röntgendetektor 22 durchgelassen, während die Sekundärstrahlung im Idealfall vollständig von den Absorberflächen der Absorberelemente 2 absorbiert wird.
-
Der Streustrahlungskollimator 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet und deckt den gesamten Röntgendetektor 22 sowohl in φ-Richtung als auch in z-Richung ab. Er kann aber auch entsprechend der Gliederung der Strahlendetektormodule mehrere, beispielsweise vier, in φ-Richtung hintereinander angeordnete Segmente aufweisen.
-
Die Streustrahlungskollimatoren 1 sind aus einer Vielzahl von Absorberelementen 2 aufgebaut. Die Absorberelemente 2 sind entsprechend der im vorliegenden Fall konfokalen Strahlgeometrie konfokal auf einen Fokus 19 der Röntgenröhre 18 ausgerichtet und in Azimutalrichtung φ, welche im vorliegenden Beispiel der Kollimationsrichtung entspricht, hintereinander angeordnet. Bei den Absorberelementen 2 handelt es sich in der Regel um filigrane, feine Plättchen oder Bleche mit vergleichsweise geringer Dicke, die eine Ausdehnung in Längsrichtung aufweisen, welche im Wesentlichen der Z-Abdeckung des Röntgendetektors 22 entspricht. Sie sind üblicherweise aus einem strahlenabsorbierendem Material hergestellt, beispielsweise Wolfram oder Tantal oder eine Legierung mit den Bestandteilen Wolfram und/oder Tantal. Die Strahleneinrittsrichtung 9 entspricht im vorliegenden Fall der radialen Richtung, bezogen auf den Fokus 19.
-
Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgenden Ausführungen einen Streustrahlungskollimator 1 behandeln, der zur Unterdrückung der Streustrahlung lediglich in der φ-Richtung verwendet wird. Für die Erfindung ist es jedoch dabei unwesentlich, ob der Streustrahlungskollimator 1 weiterhin, hier nicht gezeigte, in Richtung der z-Achse hintereinander angeordnete zusätzliche Absorberelemente 2 zur Unterdrückung von Streustrahlung in z-Richtung aufweist.
-
Die 2 zeigt einen Tragrahmen 3 für einen Streustrahlungskollimator 1 zur Halterung der einzelnen Absorberelemente 2. Der Tragrahmen 3 besteht dazu aus zwei segmentförmigen Trägerelementen 4, die mit zwei seitlichen Abstandselementen 5 verbunden sind. In diese Trägerelemente 4 sind fächerförmig hochpräzise Haltemittel 6 in Form von Schlitzen eingebracht, die zur Aufnahme und Fokus-Ausrichtung der Absorberelemente 2 an deren kurzen Seiten bzw. Querkanten, welche in 4 mit dem Bezugszeichen 13 versehen sind, dient. Die Haltemittel 6 können im Allgemeinen Ausnehmungen und/oder Vertiefungen, insbesondere Nuten oder Rillen, sein. Die Schlitze, Rillen oder Vertiefungen können dabei beispielsweise so ausgestaltet sein, dass die Absorberelemente 2 randseitig mit den Querkanten 13 einfach eingesteckt und damit in ihrer Position fixiert werden können. Andersartig ausgebildete Haltemittel 6 sind denkbar, wie beispielsweise Vorsprünge in Form von paarweise angeordneten Stiften, Leisten und dgl.. Die Haltemittel 6 befinden sich gegenüberliegend an den Innenseiten der beiden Trägerelemente 4.
-
Die Absorberelemente 2 werden für die nachfolgenden Fertigungsprozesse zum Aufbau des Streustrahlungskollimators 1 mit Hilfe eines Positionierwerkzeugs 14 zueinander präzise ausgerichtet und in Position gehalten. Zu diesem Zweck weisen die Absorberelemente 2, so wie in der 4 gezeigt, an ihren Längskanten 12 verteilt angeordnete fahnenförmige Ausprägungen 11, hier in Form von Blechfahnen, oder Vorsprünge auf.
-
Das Positionierwerkzeug 14 ist mit dem Tragrahmen 3 des Streustrahlungskollimators 1, so wie in 3 und in einem Detailausschnitt in 5 gezeigt, zur Herstellung einer definierten Lagebeziehung zu den Haltemitteln 6 des Tragrahmens 3 lösbar mechanisch koppelbar, beispielsweise über entsprechende Nut-, Feder- oder Steckverbindungen. Das Positionierwerkzeug 14 weist in Kollimationsrichtung φ über den gesamten Streustrahlungskollimator 1 erstreckende stegförmige Positionierelemente 17 auf. Die Positionierelemente 17 umfassen an der zum Streustrahlungskollimator 1 zugewandten Seite zu den Blechfahnen der Absorberelemente 2 korrespondierende Aufnahmemittel in Form von Schlitzen 16 auf. Die Positionierelemente 26 bzw. die Blechfahnen der Absorberelemente 2 sind so angeordnet, dass die Zwischenräume 15 zwischen den Ausprägungen 11 noch zugänglich sind.
-
Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle der Ausprägungen, beispielsweise in Form von Blechfahnen, auf Seiten der Absorberelemente 2 und der Schlitze 16 auf Seiten der Positionierelemente 26 andere Halterungsformen denkbar wären. Beispielsweise könnte auf die Ausprägungen 11 an den Längskanten 12 der Absorberelemente 2 verzichtet werden. Die Absorberelemente 2 könnten nämlich auch, ohne einen Vorsprung aufweisen zu müssen, bei entsprechender Ausgestaltung der Positionierelemente 26 in deren Schlitze 16 eingesteckt werden.
-
Da bei einer kreis- oder spiralförmigen Abtastung des zu untersuchenden Objektes 21, bei welcher das Aufnahmesystem 18, 22 um die z-Achse mit hoher Drehzahl rotiert wird, auf die Absorberelemente 2 hohe Beschleunigungskräfte wirken, besteht die Gefahr, dass die Absorberelemente 2 ohne weitere stabilisierende Maßnahmen temporär verformt und verschoben werden würden. Das würde zu Fehlpositionierungen der Absorberelemente 2, und dies wiederum zu Artefakten in den Bildern führen.
-
Zur Erhöhung der Formstabilität und der Positioniergenauigkeit der Absorberelemente 2 werden, so wie in 6 zunächst für die Strahlenaustrittsseite 8 gezeigt, auf beiden Seiten des Streustrahlungskollimators 1 bogenförmige oder biegbare Haltelemente 7 bzw. Haltestreifen aufgebracht. Die Haltestreifen 7 überspannen dabei in Kollimationsrichtung φ sämtliche Absorberelemente 2 und fixieren deren Längskanten 12. Es wäre ebenso denkbar, dass die Haltestreifen 7 segmentiert sind und sich jeweils nur über einen gewissen Abschnitt in Kollimationsrichtung φ über einen Teil der vorhandenen Absorberelemente 2 erstrecken. Die durchstrahlten Haltestreifen 7 bestehen vorzugsweise aus Materialien mit geringer Wärmeausdehnung und guter Röntgenstabilität bei gleichzeitig geringer Röntgenabsorption, um das Nutzsignal nicht zu schwächen, z. B. aus CFK oder aus geeigneten Kunststoffen, wie z. B. LCP.
-
Der Haltestreifen 7 wird vorher einseitig mit einer Kleberschicht eingestrichen werden. Der Kleber muss geringe Schwindungseigenschaften aufweisen, damit sich die mit dem Positionierwerkzeug 14 voreingestellten Absorberelementpositionen beim Aushärten nicht verändern. Hier bieten sich insbesondere mit Mineralstoffen hochgefüllte Epoxidharze an. Die Kleberschicht wird in den mit dem Positionierwerkzeug 14 vorpositionierten Fächer aus Absorberelementen 2 eingetaucht und stabilisiert nach dessen Aushärtung die Absorberelemente 2.
-
Die Haltestreifen 7 werden sowohl an der Strahlenaustrittsseite 8 des Streustrahlungskollimators 1, so wie in der 6 gezeigt, als auch an dessen Strahleneintrittsseite 9 aufgeklebt, so wie in 7 gezeigt, so dass ein verwindungssteifer Streustrahlungskollimator 1 gefertigt wird, bei dem alle vier Seiten 12, 13 der Absorberelemente 2 fixiert sind.
-
In 8 ist ein fertiggestellter Streustrahlungskollimator 1 gezeigt, der in die Detektormechanik 10 verbaut ist.
-
Obwohl der hier beschriebene Streustrahlungskollimator für den Einsatz in ein Computertomographiegerät 17 und somit für den Einsatz von Röntgenstrahlung beschrieben ist, eignet sich die Erfindung auch für den Einsatz unterschiedlicher Modalitäten, beispielsweise für PET- oder SPECT-Geräte, und unterschiedlicher Art von Strahlung, beispielsweise Gammastrahlung.
-
Zusammenfassend kann gesagt werden:
Die Erfindung betrifft einen Streustrahlungskollimator 1 für radiologische Strahlung mit einer Vielzahl von in einer Kollimationsrichtung φ hintereinander angeordneten und in einem Tragrahmen 3 gehalterten Absorberelementen 2, wobei der Tragrahmen 3 quer zur Kollimationsrichtung φ an gegenüberliegenden Seiten Haltemittel 6 zur Halterung der Absorberelemente 2 aufweist, und wobei zumindest ein streifenartiges Halteelement 7 die Absorberelemente 2 in Kollimationsrichtung φ auf der Strahleneintrittsseite 9 und/oder der Strahlenaustrittsseite 8 des Streustrahlungskollimators 1 überspannt und an deren Längskanten 12 zusätzlich mechanisch fixiert. Durch die Halteelemente 7 werden durch Fliehkräfte hervorgerufene Verformungen langer Absorberelemente 2 weitgehend verhindert. Hierdurch können Streustrahlungskollimatoren 1 mit einer hohen Z-Abdeckung realisiert werden, die einer Forderung an Formstabilität und Positioniergenauigkeit der Absorberelemente 2 gerecht werden. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Streustrahlungskollimators 1.
