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Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung.
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Bei Untersuchungen mit Hilfe von Röntgenstrahlen weisen die Organe eines Patienten im zu untersuchenden Bereich im Allgemeinen ein stark unterschiedliches Verhalten hinsichtlich der Absorption der applizierten Röntgenstrahlung auf. So ist beispielsweise bei Thoraxaufnahmen die Schwächung im Bereich vor den Lungenflügeln sehr groß bedingt durch die dort angeordneten Organe, während sie in den Lungenflügeln selbst sehr klein ist. Für einen Erhalt einer aussagekräftigen Aufnahme und zur Schonung des Patienten ist es sinnvoll, die applizierte Strahlendosis bereichsabhängig derart einzustellen, dass nicht mehr Röntgenstrahlung als nötig zugeführt wird. In den Bereichen mit großer Schwächung soll eine größere Röntgenstrahlendosis appliziert werden als in Bereichen mit geringerer Schwächung. Daneben gibt es Anwendungen, bei denen nur ein Teil des zu untersuchenden Bereichs mit großer diagnostischer Qualität aufgenommen werden muss. Die umgebenden Teile sind für die Orientierung, nicht aber für die eigentliche Diagnose wichtig. Diese umgebenden Bereiche können also mit einer geringeren Strahlendosis abgebildet werden, um auf diese Weise die gesamte applizierte Strahlendosis zu reduzieren.
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In röntgendiagnostischen Geräten werden Kollimatoren und Abschwächer zwischen der Röntgenquelle und dem Patienten positioniert, um die Strahlenbelastung für den Patienten zu minimieren. Heute werden die Einstellungen für Kollimator und Abschwächer vor einer Röntgenaufnahme meist manuell durch den Bediener der Röntgenanlage einmalig gewählt. Die Einstellung ist häufig nur in diskreten Schritten möglich und kann während der Aufnahme nicht variiert werden.
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In den bekannten röntgendiagnostischen Geräten werden die Röntgenstrahlform und das Röntgenstrahlprofil in drei Schritten eingestellt. Zunächst wird in einer Vorfilterung der Messstrahl aufgehärtet, indem durch einen Filter die weichen bzw. niederenergetischen Anteile des Röntgenstrahls absorbiert werden, da diese ohnehin nicht zur Bildgebung beitragen. In bekannten Röntgengeräten kann die Dicke des Filters in diskreten Schritten einmalig vor der Aufnahme eingestellt werden, indem Kupferscheiben mit verschiedener Dicke eingeschoben werden. Aus der Schrift
US 4688424 A ist eine Filteranordnung mit Löchern bekannt. Durch Bewegung der Anordnung entlang der Strahlachse kann die Absorption des Röntgenstrahls eingestellt werden. Dieses Verfahren ermöglicht die Variierung der Intensität des Röntgenstrahls.
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Wenn in einem Bildfeld stark absorbierende Gewebe oder Materialien in der Nähe von schwach absorbierendem Gewebe liegen, wird in einem zweiten Schritt die Strahlintensität innerhalb des Bildfeldes durch keilförmige Filter adaptiert. Dafür stehen nur wenige Standardgeometrien zur Verfügung und eine optimale Anpassung an den Patienten ist nur eingeschränkt möglich. Als Alternative wird in der
US 5881127 A eine Vorrichtung offenbart, bei der das Strahlprofil durch metallische Zylinder geformt wird. Diese Vorrichtung benötigt eine Vielzahl von mechanischen Komponenten, wodurch die Integration der Vorrichtung, beispielsweise in einem C-Arm, sehr erschwert wird. Zudem bedeutet es einen großen Aufwand um die Konstruktion so auszuführen, dass die mechanischen Komponenten keine Artefakte im Raum hinterlassen.
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In einem dritten Schritt wird durch einen Kollimator das Bildfeld auf den für die Diagnostik relevanten Bereich eingeschränkt. Diese Einschränkung ist heute üblicherweise nur in Form von Rechtecken in verschiedenen Größen bzw. anderen Regelgeometrien möglich. In der
EP 2 395 918 B1 wird eine einstellbare Apertur beschrieben, mit der die Ecken eines Rechtecks bei aufeinanderfolgenden Bildaufnahmen verschieden abgerundet werden.
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In der Druckschrift
US 2004/0105525 A1 ist eine Anordnung zur Minderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einem anpassbaren Kollimator bestehend aus einem Array von mehreren Elementen offenbart. Dabei können die Elemente als Mikroaktuatoren wie beispielsweise Klappen, selbst orientierende nematische Suspensionen oder Fluidkammern, die mit einem Mikrofluid, beispielsweise einem Ferrofluid, je nach Bedarf befüllbar sind, ausgeführt sein.
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Auch in der Schrift
US 5559853 A1 ist eine Anordnung zur Veränderung der Intensität einer Röntgenstrahlung offenbart. Hierfür sind Kammern mit Elektroden und eine Suspensionslösung mit Röntgenstrahlen absorbierendem Material vorgesehen. Durch Variierung der Spannung an den Elektroden kann die Verteilung des Röntgenstrahlen absorbierenden Materials beeinflusst und somit die gewünschte Absorption an Röntgenstrahlen erreicht werden.
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Bei der Druckschrift
FR 2599886 A1 ist eine Vorrichtung zur Filterung von Röntgenstrahlen offenbart. Ein paramagnetisches Fluid wird je nach Bedarf von einem Reservoir in mehrere parallele Kapillaren, welche von Röntgenstrahlen durchdrungen werden, verteilt. So wird die gewünschte Filterung der Röntgenstrahlung durch die Regulierung der Menge des Fluids in den Kapillaren erzielt.
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In der Schrift
US 2013/0343516 A1 wird die Verwendung von Ferrofluiden zur Erzeugung einer variablen Apertur vorgeschlagen. Die Form der Ferrofluiden wird dabei mit Hilfe von magnetischen Feldern bestimmt. Ein bisher nicht gelöstes Problem stellt die Homogenität des Ferrofluidfilms dar, insbesondere auch unter dem Einfluss der Gravitation bei verschiedenen Orientierungen des Kollimators im Raum, wie es beispielhaft bei einem C-Bogen Röntgengerät vorkommt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Anordnung und ein verbessertes Verfahren zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beansprucht eine Anordnung zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung. Die Anordnung umfasst ein Röntgenfilter mit mehreren Absorptionskammern, die mit einem Ferrofluid befüllbar sind. Ferrofluide sind Flüssigkeiten, die auf magnetische Felder reagieren, ohne zu verfestigen. Die Absorptionskammern sind in Röntgenstrahlrichtung gestapelt angeordnet. Weiterhin umfasst das Röntgenfilter mehrere Vorratsbehälter, in denen das Ferrofluid bevorratet ist. Jede Absorptionskammer ist dabei mit jeweils einem der Vorratsbehälter verbunden. Weiterhin ist die Dicke jeder Absorptionskammer und jedes Vorratsbehälters in Röntgenstrahlrichtung zwischen 50 μm und 150 μm. Die Absorption einer applizierten Röntgenstrahlung wird dadurch erreicht, dass einzelne Absorptionskammern mit dem Ferrofluid gefüllt werden. Durch die Befüllung unterschiedlich vieler Absorptionskammern kann die Absorption der Röntgenstrahlung variiert werden. Je mehr Absorptionskammern gefüllt sind, desto höher ist die Absorption der Röntgenstrahlung. Je dünner eine Absorptionskammer und je größer die Gesamtanzahl der mit dem Ferrofluid befüllbaren Absorptionskammern sind, desto feiner kann die bei einem zu Patienten zu applizierende Röntgenstrahlung durch die Absorptionskammern abgestimmt werden. Die flächige Homogenität der Abschwächung ist durch die definierte Dicke des Ferrofluid-Materials gegeben. Weiterhin wirkt auf das Ferrofluid mindestens eine Magnetkraft, welche eine lokale Verteilung des Ferrofluids in der Absorptionskammer steuert. Durch die Verteilung des Ferrofluids wird in vorteilhafter Weise eine Apertur gebildet. Bei Einsatz von mehreren Magneten, die unterschiedlich an der Absorptionskammer angeordnet sind und unterschiedlich gerichtete Magnetkräfte erzeugen, ist eine individuelle Formung der sich in der Absorptionskammer befindlichen Ferrofluidmenge möglich.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die lokale Intensität einer Röntgenstrahlung einfach, präzise und schnell verändert werden kann.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann jeweils eine der Absorptionskammern mit jeweils einem der Vorratsbehälter in einer Ebene angeordnet sein. Dies erleichtert in vorteilhafter Weise den Fluss des Ferrofluids zwischen der Absorptionskammer und dem zugehörigen Vorratsbehälter.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Anordnung eine Druckvorrichtung umfassen, die einen Überdruck oder einen Unterdruck mit dem Ferrofluid erzeugt. Mittels der Druckvorrichtung kann der Fluss des Ferrofluids gesteuert werden.
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Bevorzugt kann die Druckvorrichtung ein Druckbehälter oder eine Pumpe sein.
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In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann zwischen dem Vorratsbehälter und der Druckvorrichtung ein erstes Ventil angeordnet sein, mit dem der Zufluss und der Abfluss des Ferrofluids zwischen der Absorptionskammer und dem Vorratsbehälter regelbar sind. Mit Hilfe von über die Druckvorrichtung erzeugten hydrostatischen Kräften kann das Ferrofluid aus dem Vorratsbehälter in die Absorptionskammer verschoben werden. Dies wird beispielsweise durch einen Überdruck in der Druckvorrichtung bei geöffnetem ersten Ventil realisiert. Das erste Ventil ist dabei so auszuführen, dass bei geschlossenem ersten Ventil kein Ferrofluid durch das erste Ventil fließt. Gleichermaßen kann mit Hilfe von über die Druckvorrichtung erzeugtem Unterdruck das Ferrofluid bei geöffnetem ersten Ventil zurück in die Absorptionskammer verschoben werden.
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Die gestapelten Absorptionskammern können durch eine Separatorschicht voneinander getrennt sein. Die Separatorschicht sollte so ausgebildet sein, dass sie selbst nur eine sehr geringe Röntgenabsorption aufweist um den Verlust an Röntgenphotonen möglichst gering zu halten. Vorteilhaft sind daher Materialien, die Atome mit niedriger Massenzahl aufweisen und die in dünnen Schichten ausgebildet werden können.
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In vorteilhafter Weise kann die Separatorschicht aus Glas oder Polymethylmethacrylat bestehen.
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In einer weiteren Ausführungsform können die Absorptionskammer und/oder der Vorratsbehälter innen mit einer hydrophoben Schicht ausgekleidet sein. Dadurch wird eine Haftung des Ferrofluids an den Innenwänden der Absorptionskammer und/oder des Vorratsbehälters reduziert. Die Beschichtung kann beispielsweise mittels Silanisierung der Oberfläche erfolgen. Einen Überblick zu verfügbaren Verfahren gibt
DE 195 43 133 C2 .
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen der Absorptionskammer und dem mit ihr verbundenen Vorratsbehälter ein zweites Ventil angeordnet sein, durch das der Zufluss und der Abfluss des Ferrofluids zwischen der Absorptionskammer und dem Vorratsbehälter regelbar sind. Das zweite Ventil trennt die Absorptionskammer von dem Vorratsbehälter. Bei einem über die Druckvorrichtung erzeugtem Überdruck fließt das Ferrofluid aus dem Vorratsbehälter in die Absorptionskammer ein. Das zweite Ventil ermöglicht, dass auch Teilmengen des Ferrofluids aus dem Vorratsbehälter in die Absorptionskammer verschoben werden können. Gleichermaßen wird bei einem über die Druckvorrichtung erzeugten Unterdruck Ferrofluid, das sich in der Absorptionskammer befindet, aus der Absorptionskammer in den Vorratsbehälter gezogen. Das zweite Ventil ermöglicht, dass auch Teilmengen des Ferrofluids aus der Absorptionskammer in den Vorratsbehälter verschoben werden können.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Anordnung mindestens einen Elektromagneten umfassen, der eine Magnetkraft erzeugt. Der Elektromagnet ist an der Absorptionskammer angeordnet.
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Weiterhin beansprucht die Erfindung ein Verfahren zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einem Röntgenfilter. Dabei wird ein Ferrofluid in mehreren Vorratsbehältern bevorratet. Anschließend erfolgt die Befüllung von mehreren gestapelten Absorptionskammern des Röntgenfilters mit dem Ferrofluid, wobei jede der Absorptionskammern mit jeweils einem der Vorratsbehälter verbunden ist. Die Vorratsbehälter weisen eine Dicke in Röntgenstrahlrichtung zwischen 50 μm und 150 μm auf. Die lokale Verteilung des Ferrofluids in der Absorptionskammer wird über mindestens eine auf das Ferrofluid wirkende Magnetkraft gesteuert. Durch die Verteilung des Ferrofluids wird eine Apertur gebildet.
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In einer Weiterbildung der Erfindung wird zur Einstellung der Apertur für eine gewünschte Röntgenabschwächung die Menge an Ferrofluid und der anzuwendenden Magnetkraft berechnet.
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Weiterhin kann die Magnetkraft auch beim Befüllen und bei einem Entleeren der Applikationskammern appliziert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Verfahren mit einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgeführt werden.
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Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
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Es zeigen:
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1: Anordnung zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einem ersten Ventil,
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2: Anordnung zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einem ersten Ventil und einem zweiten Ventil,
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3: eine Anordnung zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einer von Elektromagneten umgebenen Absorptionskammer,
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4: eine Anordnung zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einer von Elektromagneten umgebenen Absorptionskammer und einer peristaltischen Pumpe, und
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5: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einem ersten Ventil und einem zweiten Ventil.
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1 zeigt eine Anordnung zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einem ersten Ventil. Die Anordnung umfasst eine Röntgenquelle 1 zur Erzeugung einer Röntgenstrahlung 2. Zwischen der Röntgenquelle 1 und einem nicht gezeigten Patienten ist ein Röntgenfilter 3, bestehend aus mehreren Absorptionskammern 4, angeordnet. Die Absorptionskammern 4 sind mit einem Ferrofluid 6 füllbar und in Röntgenstrahlrichtung gestapelt. Die Dicke einer Absorptionskammer 4 in Strahlrichtung beträgt beispielsweise 100 μm. Je geringer die Dicke der einzelnen Absorptionskammern 4 ist, desto feiner kann insgesamt die Röntgenstrahlung 2 auf eine zu untersuchende Körperregion des Patienten abgestimmt werden. Die Fläche einer Absorptionskammer 4 entspricht den typischen Anforderungen eines Kollimators, beispielsweise 10 × 10 cm2. Die gestapelten Absorptionskammern 4 sind durch nicht dargestellte Separatorschichten voneinander getrennt. Die Abstandshalterkontrolle zwischen den Separatorschichten kann beispielsweise durch typische Mikrofluidtechniken wie SU8 oder PDMS ausgeführt werden.
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Weiterhin umfasst die Anordnung mehrere Vorratsbehälter 5, in denen das Ferrofluid 6 bevorratbar, das heißt lagerbar, ist. Dabei ist jede der Absorptionskammern 4 mit jeweils einem der Vorratsbehälter 5 verbunden und in einer Ebene angeordnet. Alternativ sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, bei denen ein gemeinsames Reservoir 5 für alle Absorptionskammern 4 genutzt wird. Über eine Druckvorrichtung 7, bestehend aus einem Überdruck-Reservoir 8 mit einem Überdruckventil 9 und einem Unterdruck-Reservoir 10 mit einem Unterdruckventil 11 können hydrostatische Kräfte in Form eines Über- bzw. Unterdrucks mit dem Ferrofluid 6 erzeugt werden. Durch die Drücke ist es möglich, die Absorptionskammern 4 individuell zu betanken oder zu leeren. Zwischen den Vorratsbehältern 5 und der Druckvorrichtung 7 sind erste Ventile 12 angeordnet, mit denen der Zufluss und der Abfluss des Ferrofluids 6 zwischen einer Absorptionskammer 4 und dem mit ihr verbundenen Vorratsbehälter 5 regelbar sind. Über die durch die Druckvorrichtung 7 erzeugbaren hydrostatischen Kräfte kann das Ferrofluid 6 eines Vorratsbehälters 5 aus dem Vorratsbehälter 5 in die zugehörige Absorptionskammer 4 verschoben werden. Dies wird beispielsweise durch einen Überdruck im Vorratsbehälter 5 realisiert, der durch das Öffnen des zum Vorratsbehälter 5 zugehörigen ersten Ventils 12 bei ebenfalls geöffnetem Überdruckventil 9 und bei geschlossenem Unterdruckventil 11 erzeugt wird. Gleichermaßen kann das sich in einer Absorptionskammer 4 befindliche Ferrofluid 6 aus der Absorptionskammer 4 in den zugehörigen Vorratsbehälter 5 gezogen werden. Dies wird beispielsweise durch einen Unterdruck im Vorratsbehälter 5 realisiert, der durch das Öffnen des zum Vorratsbehälter 5 zugehörigen ersten Ventils 12 bei ebenfalls geöffnetem Unterdruckventil 11 und bei geschlossenem Überdruckventil 9 erzeugt wird. 1 zeigt ein geöffnetes Überdruckventil 9. Das erste Ventil 12 der obersten Absorptionskammer ist geöffnet, die oberste Absorptionskammer 4 ist mit Ferrofluid 6 aus dem zugehörigen obersten Vorratsbehälter 5 gefüllt. Die beiden darunter liegenden Absorptionskammern 4 sind im leeren Zustand, die zugehörigen Vorratsbehälter 5 im mit Ferrofluid 6 gefüllten Zustand dargestellt. Die zugehörigen beiden ersten Ventile 12, sowie das Unterdruckventil 11 sind geschlossen. Über die individuelle Befüllung der Absorptionskammern 4 mit Ferrofluid 6 lässt sich eine homogene Abschwächung der Röntgenstrahlung 2 erreichen.
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In 2 ist eine Anordnung zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einem ersten und einem zweiten Ventil gezeigt. Die Komponenten der Anordnung entsprechen den Komponenten der 1. Zusätzlich ist zwischen jeder Absorptionskammer 4 und dem zugehörigen Vorratsbehälter 5 ein zweites Ventil 13 angeordnet, durch das der Zufluss und der Abfluss des Ferrofluids 6 zwischen der Absorptionskammer 4 und dem Vorratsbehälter 5 regelbar sind. Das zweite Ventil trennt jede Absorptionskammer 4 von dem zugehörigen Vorratsbehälter 5. Bei einem über die Druckvorrichtung 7 erzeugtem Überdruck fließt das Ferrofluid 6 bei geöffnetem ersten Ventil 12 aus dem Vorratsbehälter 5 in die Absorptionskammer 4 ein. Das zweite Ventil 13 ermöglicht, dass auch Teilmengen des Ferrofluids 4 aus dem Vorratsbehälter 5 in die Absorptionskammer 4 verschoben werden können. Gleichermaßen wird bei einem über die Druckvorrichtung erzeugten Unterdruck das sich in der Absorptionskammer 4 befindliche Ferrofluid 6 aus der Absorptionskammer 4 in den Vorratsbehälter 5 gezogen. Das zweite Ventil 13 ermöglicht, dass auch Teilmengen des Ferrofluids 6 aus der Absorptionskammer 4 in den Vorratsbehälter 5 verschiebbar sind. 2 zeigt eine teilweise Füllung der obersten und der mittleren Absorptionskammern 4 mit Ferrofluid 6, während sich die restliche Ferrofluidmenge 6 in den zugehörigen Vorratsbehältern 5 befindet. Die unterste Absorptionskammer 4 ist nicht mit Ferrofluid 6 gefüllt, die gesamte Ferrofluidmenge 6 befindet sich in dem zugehörigen untersten Vorratsbehälter 5. Im in 2 gezeigten Zustand sind alle ersten Ventile 12, alle zweiten Ventile 13, sowie das Überdruckventil 9 und das Unterdruckventil 11 geschlossen. Die Ferrofluidmengen 6 der obersten und mittleren Absorptionskammern 4 weisen eine Apertur auf, die mithilfe von nicht gezeigten Elektromagneten geformt werden. Über die individuelle Befüllung der Absorptionskammern 4 mit Ferrofluid 6 und die anschließende Formung einer Apertur für die in den Absorptionskammern 4 enthaltene Ferrofluidmenge 6 durch die Elektromagnete lässt sich ein veränderter Kollimationszustand und eine lokale Anpassung der Intensität der Röntgenstrahlung 2 erreichen. Als Alternative zum Einsatz von mehreren Elektromagneten zur Formung von individuellen Aperturen ist denkbar, dass nur ein Elektromagnet eingesetzt wird, dessen elektromagnetisches Feld auf alle Absorptionskammern 4 gleichermaßen wirkt.
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In 3 ist eine Anordnung zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einer von Elektromagneten umgebenen Absorptionskammer dargestellt. Eine Absorptionskammer 4 ist von Elektromagneten 14 umgeben. Durch ein zweites Ventil 13 wird die Absorptionskammer 4 von einem Vorratsbehälter 5, in dem ein Ferrofluid 6 bevorratbar ist, getrennt. Der Vorratsbehälter 5 ist über ein erstes Ventil 12 mit einer Druckvorrichtung 7, bestehend aus einem Überdruck-Reservoir 8, einem Überdruckventil 9, einem Unterdruck-Reservoir 10 und einem Unterdruckventil 11, verbunden. Über das erste Ventil 12 und das zweite Ventil 13 sind der Zu- und Abfluss des Ferrofluids 6 zwischen dem Vorratsbehälter 5 und der Absorptionskammer 4 regelbar. Die Zuleitung des Ferrofluids 6 in die Absorptionskammer 4 erfolgt beispielsweise über Schläuche an einer Ecke der Absorptionskammer 4. Alternativ zur gezeigten kubischen Form der Absorptionskammer 4 kann diese auch rund oder oval ausgeführt sein. Dies hat den Vorteil, dass bei der Leerung der Absorptionskammer 4 mit weniger Rückständen an Ferrofluid 6 zu rechnen ist. Mittels der Elektromagnete 14 kann für die sich in der Absorptionskammer 4 befindliche Ferrofluidmenge 6 eine Apertur 15 geformt und somit eine lokale Anpassung der Intensität einer senkrecht auf die Absorptionskammer 4 ausgerichteten Röntgenstrahlung erreicht werden.
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4 zeigt eine Anordnung zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einer von Elektromagneten umgebenen Absorptionskammer und einer peristaltischen Pumpe.
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In einem geschlossenen Kreislauf befinden sich in einem Vorratsbehälter 5 jeweils zur Hälfte ein Ferrofluid 6 und ein Trägeröl 17. Durch eine peristaltische Pumpe 16 kann das Ferrofluid 6 in eine Absorptionskammer 4, die durch zweite Ventile 13 von dem Vorratsbehälter 5 getrennt ist, gepumpt und auch wieder entfernt werden. Die Absorptionskammer 4 ist im Ausgangszustand ebenfalls mit dem Trägeröl 17 gefüllt. Weiterhin ist die Absorptionskammer 4 von Elektromagneten 14 umgeben. Mittels der Elektromagnete 14 kann für Ferrofluidmenge 6, die sich in der Absorptionskammer 4 befindet, eine Apertur 15 geformt werden. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass das mikrofluidische System luftfrei ist. Beim Abpumpen des Ferrofluids 6 aus der Absorptionskammer 4 kann das Ferrofluid 6 unter Zuhilfenahme der Elektromagnete 14 in eine mit einem Auslass versehene Ecke der Absorptionskammer 4 gespült werden.
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In 5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Veränderung der lokalen Intensität einer Röntgenstrahlung mit einem ersten Ventil und einem zweiten Ventil beschrieben. In einem ersten Verfahrensschritt 100 erfolgt die Auswahl einer gewünschten Form eines Kollimators an einem Computerarbeitsplatz. Anschließend wird im Verfahrensschritt 110 eine benötigte Menge an einem Ferrofluid 6 und eine Charakteristik der erforderlichen Magnetfelder zur Realisierung der gewünschten Kollimatorform berechnet. Im Schritt 120 wird die berechnete Menge des Ferrofluids in mindestens einer Vorratskammer bevorratet. Anschließend erfolgt im Verfahrensschritt 130 das Einstellen der ermittelten Charakteristik der Magnetfelder in einem Röntgenfilter. Im Schritt 140 werden mehrere Absorptionskammern des Röntgenfilters mit dem Ferrofluid befüllt, wobei jede der Absorptionskammern mit jeweils einem der Vorratsbehälter verbunden ist. Anschließend erfolgt im Schritt 150 das Steuern der lokalen Verteilung des Ferrofluids in der Absorptionskammer, indem Magnetfelder gemäß der ermittelten Charakteristik erzeugt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Röntgenquelle
- 2
- Röntgenstrahlung
- 3
- Röntgenfilter
- 4
- Absorptionskammer
- 5
- Vorratsbehälter
- 6
- Ferrofluid
- 7
- Druckvorrichtung
- 8
- Überdruck-Reservoir
- 9
- Überdruckventil
- 10
- Unterdruck-Reservoir
- 11
- Unterdruckventil
- 12
- erstes Ventil
- 13
- zweites Ventil
- 14
- Elektromagnet
- 15
- Apertur
- 16
- peristaltische Pumpe
- 17
- Trägeröl
- 100
- Auswahl Kollimatorform
- 110
- Berechnung Ferrofluidmenge und Charakteristik Magnetfelder
- 120
- Bevorraten Ferrofluid in Vorratsbehälter
- 130
- Einstellen Charakteristik Magnetfelder
- 140
- Befüllen Absorptionskammer mit Ferrofluid
- 150
- Steuern lokale Verteilung des Ferrofluids in Absorptionskammer über Magnetfelder
