DE102014217569B4 - Kollimatormodul, Detektormodul und Verfahren zur Herstellung eines Kollimatormoduls - Google Patents

Kollimatormodul, Detektormodul und Verfahren zur Herstellung eines Kollimatormoduls Download PDF

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Abstract

Kollimatormodul (30) für einen Strahlungsdetektor (9), wobei das Kollimatormodul (30) mehrere durch ein Urformverfahren einstückig gefertigte Kollimatorschichten (40, 41) mit einer flächigen Gitterstruktur aufweist, wobei die Kollimatorschichten (40, 41) jeweils außenliegende Absorberkanten (23) aufweisen, wobei die Kollimatorschichten (40,41) verklebt sind und die verklebten Kollimatorschichten (40,41) das Kollimatormodul (30) mit gitterförmig angeordneten Absorberwänden bilden, wobei die Kollimatorschichten (40, 41) eine erste Kollimatorschicht (41) mit wenigstens einer Referenzstruktur (25) an wenigstens einer der Absorberkanten (23) umfassen, wobei die Referenzstruktur (25) durch das Urformverfahren gebildet wird, wobei das Kollimatormodul (30) mittels eines Positionierungswerkzeuges, welches eine Positionierungsstruktur aufweist, welche eine Negativform der entsprechenden Referenzstruktur (25) bildet, positionierbar ist, wobei die Referenzstruktur (25) in einer Ebene der zugehörigen ersten Kollimatorschicht (41) liegt, so dass die Referenzstruktur (25) nicht über die Ebene der zugehörigen ersten Kollimatorschicht (41) hinauskragt, und wobei eine Breite b und eine Länge a der verschiedenen Kollimatorschichten (40) eines Kollimatormoduls (30) variieren, so dass das Kollimatormodul (30) trapezförmig ausgebildet ist.

Description

  • Die Tomographie ist ein bildgebendes Verfahren, bei dem Röntgenprojektionen unter verschiedenen Projektionswinkeln aufgenommen werden. Dabei rotiert eine Aufnahmeeinheit, umfassend eine Röntgenquelle sowie einen Röntgendetektor, um eine Rotationsachse sowie um ein zu untersuchendes Objekt. Der Röntgendetektor ist in der Regel aus einer Vielzahl von Detektormodulen aufgebaut, welche linear oder in einem zweidimensionalen Raster angeordnet sind. Jedes Detektormodul des Röntgendetektors umfasst eine Mehrzahl von Detektorelementen, wobei jedes Detektorelement Röntgenstrahlung detektieren kann. Die Detektorelemente entsprechen einzelnen Bildelementen einer mit dem Röntgendetektor aufgenommenen Röntgenprojektion. Die von einem Detektorelement detektierte Röntgenstrahlung entspricht einem Intensitätswert. Die Intensitätswerte bilden den Ausgangspunkt der Rekonstruktion eines tomographischen Bildes.
  • Die von der Röntgenquelle ausgehende Röntgenstrahlung wird bei der Aufnahme einer Röntgenprojektion von dem durchstrahlten Objekt gestreut, so dass neben den Primärstrahlen der Röntgenquelle auch Streustrahlen auf den Röntgendetektor auftreffen. Diese Streustrahlen verursachen ein Rauschen in der Röntgenprojektion bzw. im rekonstruierten Bild und verringern daher die Erkennbarkeit der Kontrastunterschiede im Röntgenbild. Zur Reduzierung von Streustrahlungseinflüssen kann ein Röntgendetektor einen Kollimator aufweisen, der bewirkt, dass nur Röntgenstrahlung einer bestimmten Raumrichtung auf die Detektorelemente fällt. Ein solcher Kollimator weist typischer Weise mehrere Kollimatormodule auf. Die einzelnen Kollimatormodule weisen Absorberwände zur Absorption von Streustrahlung auf und sind auf den Fokus der Röntgenquelle ausgerichtet.
  • Aus der DE 10 2012 214 865 A1 ist ein Streustrahlungsgitter zum Aufsetzen auf einen Röntgendetektor mit einer Vielzahl von Detektorelementen, insbesondere einen Detektor eines CT-Systems oder C-Bogensystems, aufweisend eine Vielzahl von schachbrettartig angeordneten Strahlungskanälen, die seitlich durch Gitterstege begrenzt werden und eine strahlaustrittsseitige Grundflache ausbilden, wobei in mindestens einem Teilbereich der Grundfläche mindestens eine Erhebung an den Gitterstegen ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Erhebung in eine detektorseitig komplementär angeordnete und ausgebildete Vertiefung eingreifen kann.
  • Aus der US 2012 / 0 085 942 A1 sind Kollimatoren und Methoden zur Herstellung von Kollimatoren für nuklearmedizinische Bildgebungssysteme bekannt. Eine Methode umfasst das Formen einer Mehrzahl von Kollimatorsegmenten aus Wolfram-Pulver, wobei die Mehrzahl der Kollimatorsegmente gegenüberliegende Seiten mit dazwischenliegenden Kanten aufweisen.
  • Aus der DE 10 2010 011 581 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines 2D-Kollimatorelements für einen Strahlendetektor sowie ein 2D-Kollimatorelement bekannt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines 2D-Kollimatorelements für einen Strahlendetektor, bei welchem mittels einer Rapid Manufacturing Technik schichtweise sich überkreuzende Stege aus einem strahlenabsorbierendem Material ausgebildet werden, welche entlang einer phi- und einer z-Richtung ausgerichtet sind und eine zellenförmige Struktur mit zumindest im Innenbereich des 2D-Kollimatorelements seitlich umschlossenen Strahlungskanälen bilden.
  • Aus der DE 10 2007 024 156 B3 ist ein Röntgenabsorptionsgitter für die Verwendung in einem Phasenkontrast-CT-System bekannt, welches durch ein Lithographieverfahren hergestellt ist. Das Röntgenabsorptionsgitter besteht aus mindestens zwei in Strahlungsrichtung übereinander angeordneten Einzelgitter, wobei jedes Einzelgitter über eine Gitterfläche verfügt, welche als Gitterstruktur eine Vielzahl von abwechselnd auftretenden Gitterstegen und Gitterspalten aufweist, wobei jedes Einzelgitter einen Bereich außerhalb der Gitterflache aufweist und der Außenbereich der mindestens zwei Einzelgitter zumindest an zwei Stellen zueinander korrespondierende Verzahnungsstrukturen aufweist, die bei der Herstellung der Gitterstruktur miterzeugt werden, und wobei die Verzahnungsstrukturen eine relativ zur Gitterstruktur definierte Position derart aufweisen, dass bei einem Aufeinanderfügen der Einzelgitter durch ineinander greifen der Verzahnungsstrukturen aufeinander liegender Einzelgitter eine definierte Ausrichtung der Einzelgitter stattfindet.
  • Aus der US 5 231 655 A ist ein Kollimator für ein bildgebendes System mit einer punktförmigen Strahlungsquelle bekannt, wobei der Kollimator aus einer Mehrzahl von zusammengesteckten Kollimatorplatten gebildet ist.
  • Aus der DE 10 2011 083 394 A1 ist ein Kollimator für einen Detektor, insbesondere für einen Röntgenstrahlungsdetektor eines CT-Systems, mit einer Vielzahl von Kollimatormodulen bekannt, wobei die Kollimatormodule zumindest zwei äußere Kollimatorwände und mindestens eine innere Kollimatorwand aufweisen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens eine innere Kollimatorwand mehrere Stufen aufweist.
  • Aus der US 4 419 585 A ist ein Strahlungskollimator mit variablen Winkeln für medizinische diagnostische Systeme in einem Gammaphotonen-Kamera-System für radiologische Untersuchungen von Patienten bekannt. Der Kollimator bietet eine Kollimierung der Gammaphotonen entlang einer einzigen Strahlrichtung, welche entlang von zwei Achsen variiert werden kann um den Einfallswinkel anzupassen oder um eine abtastende Technik zu ermöglichen.
  • Aus der US 2004 / 0 052 332 A1 ist eine Methode zur Herstellung eines Röntgenstrahlungskollimators bekannt, wobei eine Mehrzahl von Kollimatorblättern gebildet wird.
  • Die Kollimatormodule müssen möglichst genau eine vorgegebene Position relativ zur Detektoroberfläche einnehmen. Zu diesem Zweck können verschiedene Positionierungswerkzeuge verwendet werden. Jedoch ist die Positionierung fehleranfällig und arbeitsaufwändig, so dass ein Bedarf für Kollimatormodule besteht, welche besonders wenig fehleranfällig und einfach zu positionieren sind.
  • Dies wird geleistet durch ein Kollimatormodul gemäß Anspruch 1, durch ein Detektormodul nach Anspruch 6 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7.
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung sowohl als Verfahren als auch gegenständlich beschrieben. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten können die gegenständlichen Ansprüche, die beispielsweise auf eine Vorrichtung gerichtet sind, auch mit den Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module ausgebildet.
  • Das erfindungsgemäße Kollimatormodul für einen Strahlungsdetektor weist mehrere durch ein Urformverfahren einstückig gefertigte Kollimatorschichten mit einer flächigen Gitterstruktur auf. Dabei weisen die Kollimatorschichten außenliegende Absorberkanten auf. Die Erfinder haben erkannt, dass die Positionierung des Kollimatormodules besonders genau und einfach erfolgt, wenn die Kollimatorschichten eine erste Kollimatorschicht mit wenigstens einer Referenzstruktur an wenigstens einer der Absorberkanten umfassen, wobei die Referenzstruktur durch das Urformverfahren gebildet wird. Denn bei der einstückigen Fertigung der ersten Kollimatorschicht wird die Referenzstruktur zur Positionierung des Kollimatormoduls besonders präzise gefertigt.
  • Bei einem Urformverfahren handelt es sich um ein Verfahren, bei dem aus einem formlosen Stoff ein fester Körper mit einer vorgegebenen Form hergestellt wird. Unter einem formlosen Stoff werden hier auch Pulver und Mikropartikel verstanden. Insbesondere umfassen Urformverfahren lithographische Techniken, bei denen eine Negativform verwendet wird. Auch kann sogenanntes „Rapid Prototyping“ als Urformverfahren ausgebildet sein. Das „Rapid Prototyping“ beruht auf abrufbaren Daten, welche die vorgegebene Form beschreiben. Durch gezielte lokale Formgebung entsprechend den abrufbaren Daten wird der feste Körper mit der vorgegebenen Form hergestellt. Die lokale Formgebung kann beispielsweise durch selektives Laserschmelzen realisiert werden. Weiterhin muss der Kollimator Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung, absorbieren können. Daher können die Kollimatorschichten metallische Bestandteile aufweisen.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Herstellung eines Kollimatormoduls ist, dass keine mechanische Nachbearbeitung zur Bildung der Referenzstruktur notwendig ist. Denn eine mechanische Nachbearbeitung einer Kollimatorschicht zur Bildung einer Referenzstruktur ist fehleranfällig und kann zur Beschädigung der Kollimatorschicht führen. Außerdem können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren reproduzierbar identisch geformte Kollimatorschichten hergestellt werden.
  • Die schichtweise Herstellung des Kollimatormoduls hat den Vorteil, dass Gitterformen mit nichtparallelen Absorberwänden realisiert werden können. Da die Absorberwände des Kollimatormoduls auf den Fokus einer Strahlungsquelle ausgereichtet sein sollen, müssen die Absorberwände auf den Fokus zulaufen. Insbesondere bei lithograhpischen Verfahren ist es nicht möglich dreidimensionale Strukturen mit nichtparallelen Absorberwänden herzustellen. Denn ein Herauslösen einer solchen dreidimensionalen Struktur aus der Negativform ist nicht oder nur schwer möglich ohne die Negativform dabei zu beschädigen.
  • Wird die Erfindung als Verfahren realisiert, so umfasst dieses folgende Schritte:
    • - Einstückige Fertigung mehrerer Kollimatorschichten mit einer flächigen Gitterstruktur durch ein Urformverfahren, wobei die Kollimatorschichten außenliegende Absorberkanten aufweisen, wobei die Kollimatorschichten eine erste Kollimatorschicht mit wenigstens einer Referenzstruktur an wenigstens einer der Absorberkanten umfassen, wobei die Referenzstruktur durch ein Urformverfahren gebildet wird,
    • - Verkleben der Kollimatorschichten, wobei die verklebten Kollimatorschichten das Kollimatormodul mit gitterförmig angeordneten Absorberwänden bilden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Kollimatorschichten durch eines der folgenden Urformverfahren auf besonders präzise Art und Weise in hoher Stückzahl hergestellt werden:
    • - Gießen oder Spritzen eines Metallverbundstoffs,
    • - Drucken von Metallpulver mit einer 3D-Druckmaschine,
    • - Sintern einer Keramik oder eines Metallverbundstoffes,
    • - Verschmelzen von Metallpulver mittels eines Lasers.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Kollimatormodul mehrere direkt aneinandergrenzende erste Kollimatorschichten auf, wobei sich die Referenzstruktur über die Absorberkanten der ersten Kollimatorschichten erstreckt. Dadurch kann eine Vielzahl unterschiedlich geformter sowie besonders ausgedehnter Referenzstrukturen realisiert werden, welche eine besonders präzise Positionierung des Kollimatormoduls erlauben.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind mehrere Referenzstrukturen spiegelsymmetrisch an wenigstens zwei gegenüberliegenden Absorberkanten angeordnet. Durch die Verwendung von Referenzstrukturen an mehreren, insbesondere spiegelsymmetrisch angeordneten, Referenzstrukturen kann die Positionierung noch zuverlässiger und genauer erfolgen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Referenzstruktur als Aussparung ausgebildet. Dadurch ist die Referenzstruktur besonders gut gegen Beschädigungen geschützt und erlaubt darüber hinaus eine besonders platzsparende Anordnung benachbarter Kollimatormodule.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Referenzstruktur als Auskragung ausgebildet. Insbesondere kann ein Kollimatormodul unterschiedliche Referenzstrukturen aufweisen, wobei eine erste Referenzstruktur als Aussparung und eine zweite Referenzstruktur als Auskragung ausgebildet ist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Detektormodul für einen Strahlungsdetektor, wobei das Detektormodul mehrere Submodule aufweist, wobei an jedem Submodul ein erfindungsgemäßes Kollimatormodul befestigt ist, wobei die Kollimatormodule jeweils mittels der Referenzstrukturen sowie mittels eines Positionierungswerkzeuges in eine vorgegebene Position gebracht worden sind.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 ein Tomographiegerät am Beispiel eines Computertomographen,
    • 2 in teils perspektivischer, teils blockschaltbildartiger Darstellung ein Tomographiegerät,
    • 3 eine Kollimatorschicht für ein Kollimatormodul in Aufsicht,
    • 4 eine erste Kollimatorschicht in Aufsicht,
    • 5 ein Kollimatormodul in Seitsicht,
    • 6 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kollimatormoduls in Aufsicht,
    • 7 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kollimatormoduls in Aufsicht,
    • 8 ein erfindungsgemäßes Detektormodul.
  • 1 zeigt ein Tomographiegerät am Beispiel eines Computertomographen. Der hier gezeigte Computertomograph verfügt über eine Aufnahmeeinheit 17, umfassend eine Strahlungsquelle 8 in Form einer Röntgenquelle sowie einen Strahlungsdetektor 9 in Form eines Röntgendetektors. Die Aufnahmeeinheit 17 rotiert während der Aufnahme von Röntgenprojektionen um eine Rotationsachse 5, und die Röntgenquelle emittiert während der Aufnahme Strahlen 2 in Form von Röntgenstrahlen. Bei der Röntgenquelle handelt es sich in dem hier gezeigten Beispiel um eine Röntgenröhre. Bei dem Röntgendetektor handelt es sich in dem hier gezeigten Beispiel um einen Zeilendetektor mit mehreren Zeilen.
  • In dem hier gezeigten Beispiel liegt ein Patient 3 bei der Aufnahme von Röntgenprojektionen auf einer Patientenliege 6. Die Patientenliege 6 ist so mit einem Liegensockel 4 verbunden, dass er die Patientenliege 6 mit dem Patienten 3 trägt. Die Patientenliege 6 ist dazu ausgelegt den Patienten 3 entlang einer Aufnahmerichtung durch die Öffnung 10 der Aufnahmeeinheit 17 zu bewegen. Die Aufnahmerichtung ist in der Regel durch die Rotationsachse 5 gegeben, um die die Aufnahmeeinheit 17 bei der Aufnahme von Röntgenprojektionen rotiert. Bei einer Spiral-Aufnahme wird die Patientenliege 6 kontinuierlich durch die Öffnung 10 bewegt, während die Aufnahmeeinheit 17 um den Patienten 3 rotiert und Röntgenprojektionen aufnimmt. Damit beschreibt die Röntgenstrahlen auf der Oberfläche des Patienten 3 eine Spirale.
  • Zur Rekonstruktion eines Röntgenbildes verfügt der hier gezeigte Computertomograph über eine Rekonstruktionseinheit 14, ausgelegt ein tomographisches Bild zu rekonstruieren. Die Rekonstruktionseinheit 14 kann sowohl in Form von Hardware als auch Software realisiert sein. Der Computer 12 ist mit einer Ausgabeeinheit 11 sowie einer Eingabeeinheit 7 verbunden. Weiterhin können auf der Ausgabeeinheit 11 in Form eines Bildschirms verschiedene Ansichten der aufgenommenen Röntgenprojektionen - also rekonstruierte Bilder, gerenderte Oberflächen oder Schnittbilder - angezeigt werden. Bei der Eingabeeinheit 7 handelt es sich beispielsweise um eine Tastatur, eine Maus, einen sogenannten Touchscreen oder auch um ein Mikrofon zur Spracheingabe.
  • 2 zeigt in teils perspektivischer, teils blockschaltbildartiger Darstellung ein Tomographiegerät. Der Strahlungsdetektor 9 weist eine Mehrzahl von Detektormodulen 18 mit mehreren Detektorelementen 19 auf. In dem hier gezeigten Beispiel sind die Detektormodule 18 durch fett gezeichnete Linien entlang der Rotationsachse voneinander abgegrenzt, wobei jedes Detektormodul 18 vier Submodule 15 aufweist. Die Detektorelemente 19 sind hier nicht näher dargestellt. Weiterhin weist der Strahlungsdetektor 9 einen hier nicht näher dargestellten Kollimator auf. Der Kollimator kann mehrere Kollimatormodule 30 umfassen. Die einzelnen Kollimatormodule 30 sowie die Absorberwände 21 des Kollimators können auf den Fokus 13 der Strahlungsquelle 8 ausgerichtet sein. Bei einem Computertomographen ist der Strahlungsdetektor 9 in der Regel entlang der mit φ gekennzeichneten Raumrichtung gegenüber der z-Achse gekrümmt. Die Submodule 15 des Strahlungsdetektors 9 können aber auch so angeordnet sein, dass der Strahlungsdetektor 9 gegenüber der x-Achse gekrümmt ist und die Detektormodule 18 so entlang zwei Dimensionen auf den Fokus 13 der Strahlungsquelle 8 ausgerichtet sind.
  • 3 zeigt eine Kollimatorschicht eines Kollimatormoduls in Aufsicht. Die Kollimatorschicht 40 weist eine Breite b und eine Länge a auf und ist flächig ausgebildet, da sie eine flächige Gitterstruktur aufweisen. Die Gitterstruktur wird durch gitterförmig angeordnete Absorberelemente 22 ausgebildet. Die Absorberelemente 22 können wie in den hier gezeigten Beispielen eine regelmäßige Gitterstruktur ausbilden, so dass benachbarte Absorberelemente 22 zumindest entlang einer Raumrichtung gleiche Abstände zueinander aufweisen. Die Absorberelemente 22 können aber auch eine unregelmäßige Gitterstruktur ausbilden, bei der die Abstände benachbarter Absorberelemente 22 entlang einer Raumrichtung variieren. Weiterhin können die Absorberelemente 22 wie hier gezeigt entlang der Länge a und der Breite b parallel verlaufen. Alternativ können die Absorberelemente 22 entlang der Länge a und/oder der Breite b nichtparallel verlaufen.
  • Die Kollimatorschicht 40 kann wie hier gezeigt rechteckig ausgebildet sein und vier begrenzende Absorberkanten 23 aufweisen. Die Absorberkanten 23 direkt aneinandergrenzender Kollimatorschichten 40, 41 bilden die außenliegenden Absorberwände 21 eines Kollimators 30. Die Schichthöhe h eines Absorberelements 22, in 3 also die Ausdehnung in die Zeichenebene hinein, beträgt typischer Weise zwischen 0,5mm und 10mm, insbesondere zwischen 1mm und 5mm. Die Größenordnung der Breite b und der Länge a liegt typischer Weise im Bereich von einigen Zentimetern.
  • 4 zeigt eine erste Kollimatorschicht in Aufsicht. Die erste Kollimatorschicht 41 zeichnet sich dadurch aus, dass sie wenigstens eine Referenzstruktur 25 aufweist. Die Referenzstruktur 25 ist zusammen mit der ersten Kollimatorschicht 41 durch ein Urformverfahren als ein einstückiges Bauteil gefertigt worden. Dadurch ist keine mechanische Nachbearbeitung zur Bildung der Referenzstruktur 25 notwendig. Die Referenzstruktur 25 kann in der Ebene der zugehörigen ersten Kollimatorschicht 41 liegen, so dass die Referenzstruktur 25 nicht über die Ebene der zugehörigen ersten Kollimatorschicht 41 hinauskragt. In dem hier gezeigten Beispiel weist die erste Kollimatorschicht 41 vier Referenzstrukturen 25 auf, welche jeweils an den Ecken platziert sind. Die Referenzstruktur 25 kann wie hier gezeigt rechteckig ausgebildet sein aber auch anderen Formen annehmen. Die Referenzstruktur 25 kann wie in 4 gezeigt als Aussparung ausgebildet sein, insbesondere kann die Aussparung die Schichthöhe h gleichmäßig verändern. Alternativ kann die Aussparung die Schichthöhe in nichtgleichmäßiger Art und Weise verändern, beispielsweise durch eine stufenförmige Struktur oder durch eine keilförmige Struktur.
  • Weiterhin kann die Referenzstruktur 25 auch als Auskragung ausgebildet sein. Eine solche Auskragung kann verschiedene Formen annehmen, beispielsweise rechteckig. Die Auskragung kann eine gleichmäßige Dicke aufweisen, also eine gleichmäßige Ausdehnung in Richtung der Schichtdicke h. Alternativ kann die Auskragung eine variable Dicke aufweisen, beispielsweise durch eine stufenförmige Struktur oder durch eine keilförmige Struktur.
  • 5 zeigt ein Kollimatormodul in Seitsicht. Dabei bilden mehrere Kollimatorschichten 40 ein Kollimatormodul 30. Die einzelnen Kollimatorschichten 40 werden beispielsweise durch Kleben oder andere Fügetechniken miteinander verbunden, so dass die Absorberelemente 22 Absorberwände 21 ausbilden. Wie hier gezeigt können zehn Kollimatorschichten 40 mit jeweils einer Schichthöhe h von 2mm das Kollimatormodul 30 mit einer Modulhöhe H von 2cm ausbilden. So können die Breite b und die Länge a der verschiedenen Kollimatorschichten 40 eines Kollimatormoduls 30 variieren, so dass das Kollimatormodul 30 trapezförmig ausgebildet ist. In weiteren Ausführungsformen ist die äußere Kontur eines Kollimatormoduls 30 nicht stufenförmig, sondern mit kontinuierlichen Übergängen oder glatt ausgebildet. Auch die Oberflächen der Absorberwände 21 können glatt ausgebildet sein.
  • 6 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kollimatormoduls in Aufsicht. In dem hier gezeigten Beispiel weist das Kollimatormodul 30 vier Referenzstrukturen 25 auf, welche jeweils als Aussparungen ausgebildet sind und eine um das erste Kollimatormodul 30 umlaufende Struktur ausbilden. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kollimatormoduls in Aufsicht. In diesem Beispiel weist das Kollimatormodul 30 zwölf Referenzstrukturen 25 auf. Dabei liege vier Referenzstrukturen 25 jeweils an den Ecken und sind jeweils als Aussparung einer einzigen ersten Kollimatorschicht 41 ausgebildet. Weitere acht Referenzstrukturen 25 sind als ovale Aussparungen an den außenliegenden Absorberwänden 21 ausgebildet. Die Referenzstrukturen 25 sind jeweils spiegelsymmetrisch angeordnet.
  • 8 zeigt ein erfindungsgemäßes Detektormodul mit mehreren Submodulen. Ein erfindungsgemäßes Kollimatormodul 30 ist dazu geeignet auf einem Submodul 15 befestigt zu werden. Durch die Referenzstrukturen 25 kann die Positionierung des Kollimatormoduls 30 relativ zu der Detektoroberfläche des Submoduls 15 genauer erfolgen. Die Positionierung erfolgt weiterhin mittels eines Positionierungswerkzeuges, welches eine Positionierungsstruktur aufweist, welche eine Negativform der entsprechenden Referenzstruktur 25 bildet. So kann das Positionierungswerkzeug für die in 6 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kollimatormoduls 30 eine Schiene aus Positionierungsstruktur umfassen. Weiterhin kann das Positionierungswerkzeug selbst ausgerichtet werden, beispielsweise relativ zu einem Detektormodul 18.
  • Die zur Erläuterung der Figuren beschriebenen Eigenschaften einer Kollimatorschicht 40 können sich auch auf die erste Kollimatorschicht 41 erstrecken.

Claims (12)

  1. Kollimatormodul (30) für einen Strahlungsdetektor (9), wobei das Kollimatormodul (30) mehrere durch ein Urformverfahren einstückig gefertigte Kollimatorschichten (40, 41) mit einer flächigen Gitterstruktur aufweist, wobei die Kollimatorschichten (40, 41) jeweils außenliegende Absorberkanten (23) aufweisen, wobei die Kollimatorschichten (40,41) verklebt sind und die verklebten Kollimatorschichten (40,41) das Kollimatormodul (30) mit gitterförmig angeordneten Absorberwänden bilden, wobei die Kollimatorschichten (40, 41) eine erste Kollimatorschicht (41) mit wenigstens einer Referenzstruktur (25) an wenigstens einer der Absorberkanten (23) umfassen, wobei die Referenzstruktur (25) durch das Urformverfahren gebildet wird, wobei das Kollimatormodul (30) mittels eines Positionierungswerkzeuges, welches eine Positionierungsstruktur aufweist, welche eine Negativform der entsprechenden Referenzstruktur (25) bildet, positionierbar ist, wobei die Referenzstruktur (25) in einer Ebene der zugehörigen ersten Kollimatorschicht (41) liegt, so dass die Referenzstruktur (25) nicht über die Ebene der zugehörigen ersten Kollimatorschicht (41) hinauskragt, und wobei eine Breite b und eine Länge a der verschiedenen Kollimatorschichten (40) eines Kollimatormoduls (30) variieren, so dass das Kollimatormodul (30) trapezförmig ausgebildet ist.
  2. Kollimatormodul (30) nach Anspruch 1 mit mehreren, direkt aneinandergrenzenden ersten Kollimatorschichten (41), wobei sich die Referenzstruktur (25) über die Absorberkanten (25) der ersten Kollimatorschichten (41) erstreckt.
  3. Kollimatormodul (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere Referenzstrukturen (25) spiegelsymmetrisch an wenigstens zwei gegenüberliegenden Absorberkanten (25) angeordnet sind.
  4. Kollimatormodul (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Referenzstruktur (25) als Aussparung ausgebildet ist.
  5. Kollimatormodul (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Referenzstruktur (25) als Auskragung ausgebildet ist.
  6. Detektormodul (18) für einen Strahlungsdetektor (9), wobei das Detektormodul (18) mehrere Submodule (15) aufweist, wobei an jedem Submodul (15) ein Kollimatormodul (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 befestigt ist, wobei die Kollimatormodule (30) jeweils mittels der Referenzstrukturen (25) sowie mittels eines Positionierungswerkzeuges in eine vorgegebene Position gebracht worden sind.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Kollimatormoduls (30), umfassend folgende Schritte: - Einstückige Fertigung mehrerer Kollimatorschichten (40, 41) mit einer flächigen Gitterstruktur durch ein Urformverfahren, wobei die Kollimatorschichten (40, 41) jeweils außenliegende Absorberkanten (25) aufweisen, wobei die Kollimatorschichten (40, 41) eine erste Kollimatorschicht (41) mit wenigstens einer Referenzstruktur (25) an wenigstens einer der Absorberkanten (25) umfassen, wobei die Referenzstruktur (25) durch das Urformverfahren gebildet wird, wobei das Kollimatormodul (30) mittels eines Positionierungswerkzeuges, welches eine Positionierungsstruktur aufweist, welche eine Negativform der entsprechenden Referenzstruktur (25) bildet, positionierbar ist, wobei die Referenzstruktur (25) in einer Ebene der zugehörigen ersten Kollimatorschicht (41) liegt, so dass die Referenzstruktur (25) nicht über die Ebene der zugehörigen ersten Kollimatorschicht (41) hinauskragt, und wobei eine Breite b und eine Länge a der verschiedenen Kollimatorschichten (40) eines Kollimatormoduls (30) variieren,- Verkleben der Kollimatorschichten (40, 41), wobei die verklebten Kollimatorschichten (40, 41) das Kollimatormodul (30) mit gitterförmig angeordneten Absorberwänden (21) bilden, und das Kollimatormodul (30) trapezförmig ausgebildet ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei mehrere erste Kollimatorschichten (40, 41) derart gefertigt und direkt aneinandergrenzend miteinander verklebt werden, so dass sich die Referenzstruktur (25) über die Absorberkanten (23) der ersten Kollimatorschichten (41) erstreckt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Kollimatorschichten (40, 41) derart gefertigt und verklebt werden, dass mehrere Referenzstrukturen (25) spiegelsymmetrisch an wenigstens zwei gegenüberliegenden Absorberkanten (23) angeordnet sind.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die ersten Kollimatorschichten (41) derart gefertigt werden, dass die Referenzstruktur (25) als Aussparung ausgebildet ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die ersten Kollimatorschichten (41) derart gefertigt werden, dass die Referenzstruktur (25) als Auskragung ausgebildet ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Kollimatorschichten (40, 41) mittels wenigstens einer der folgenden Urformverfahren gefertigt werden: - Gießen oder Spritzen eines Metallverbundstoffs, - Drucken von Metallpulver mit einer 3D-Druckmaschine, - Sintern einer Keramik oder eines Metallverbundstoffes, - Verschmelzen von Metallpulver mittels eines Lasers.
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