DE102022203544A1 - Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung - Google Patents

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Georg Walberer
Theresa Häupl
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lamelle (1) zum Kollimieren von Therapiestrahlung umfassend einen Kollimationsbereich (11) aus einem ersten Material und einen Haltebereich (12) aus einem zweiten Material. Dabei sind der Kollimationsbereich (11) und der Haltebereich (12) durch eine Verbindungsstelle miteinander verbunden. Dabei ist das erste Material zum Kollimieren von Therapiestrahlung ausgebildet. Dabei ist der Haltebereich (11) mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen der Lamelle (1) koppelbar.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung. Die Erfindung betrifft ferner einen Kollimator und ein Verfahren zum Herstellen einer Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung.
  • Es ist bekannt, eine Strahlentherapie beispielsweise für eine Tumorbehandlung oder auch für eine Behandlung einer gutartiger Erkrankung wie beispielsweise Fersensporn, Tennisellenbogen, Schulterschmerzen, Arthrosen der verschiedenen Gelenke oder Wirbelkörperhämangiome durchzuführen. Dabei wird eine Therapiestrahlung auf einen Behandlungsbereich eines Untersuchungsobjektes, beispielsweise den Tumor oder die betroffenen Gliedmaßen, ausgesendet. Die Therapiestrahlung kann dabei insbesondere eine mit einem Linearbeschleuniger erzeugte, hochenergetische elektromagnetische Strahlung, insbesondere eine Röntgenstrahlung, sein. Alternativ kann die Therapiestrahlung eine Partikelstrahlung, insbesondere eine Protonenstrahlung oder Schwerionenstrahlung oder Alphastrahlung etc. sein.
  • Ein bestrahlbarer Bereich wird dabei von einem Strahlfeld der Therapiestrahlung begrenzt. Um umliegendes Gewebe und/oder Organe des Untersuchungsobjektes innerhalb des Strahlfeldes aber außerhalb des Behandlungsbereiches vor der Therapiestrahlung zu schützen, wird die Therapiestrahlung bei der Strahlentherapie kollimiert. Dafür wird typischerweise eine Mehrzahl an Lamellen derart im Strahlfeld zwischen einer Quelle der Therapiestrahlung und dem Untersuchungsobjekt angeordnet bzw. ausgerichtet, dass lediglich der zu bestrahlende Behandlungsbereich in dem Strahlfeld von keiner Lamelle abgedeckt ist. Eine Lamelle der Mehrzahl von Lamellen ist dabei dazu ausgebildet, die Therapiestrahlung derart stark abzuschwächen bzw. zu absorbieren, dass eine Strahlenbelastung bzw. eine Intensität der Therapiestrahlung hinter der Lamelle vernachlässigbar gering ist. „Hinter“ beschreibt dabei die Anordnung aus Sicht der Quelle der Therapiestrahlung. Insbesondere ist das Untersuchungsobjekt „hinter“ der Lamelle angeordnet. Insbesondere muss somit der Bereich der Lamelle, der in dem Strahlfeld der Therapiestrahlung positioniert ist, im Folgenden als Kollimationsbereich bezeichnet, aus einem die Therapiestrahlung abschwächenden Material sein. Dafür besteht die Lamelle typischerweise aus Wolfram oder einer Wolfram umfassenden Verbindung bzw. Wolfram-Verbindung.
  • Um die Lamelle präzise anordnen bzw. verstellen zu können, umfasst die Lamelle typischerweise einen Haltebereich, mit dem die Lamelle mit einer Verstelleinrichtung koppelbar ist. Die Verstelleinrichtung ist dabei dazu ausgebildet, die Lamelle und somit insbesondere den Kollimationsbereich präzise im Strahlfeld anzuordnen bzw. zu verstellen.
  • Wolfram ist auf Grund seiner Eigenschaften schwer mit anderen Materialien zu fügen. Insbesondere weist Wolfram einen beispielsweise im Vergleich zu Stahl oder Kupfer geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten bzw. Wärmekoeffizienten auf. Um zu verhindern, dass ein Wärmeeintrag zu Spannungen in der Lamelle führt, wird die Lamelle typischerweise aus einem einzigen Material, dem Material des Kollimationsbereiches, insbesondere Wolfram oder einer Wolfram-Verbindung, gefertigt.
  • Somit ist typischerweise sowohl der Kollimationsbereich als auch der Haltebereich der Lamelle aus dem gleichen Material, insbesondere aus Wolfram oder einer Wolfram-Verbindung, gefertigt. Es ist allerdings nicht notwendig, auch den Haltebereich aus Wolfram bzw. einer Wolfram-Verbindung zu fertigen, da der Haltebereich nicht im Strahlengang angeordnet ist und nicht zum Abschwächen der Therapiestrahlung ausgebildet sein muss. Da Wolfram ein sehr teures Material ist, ist es von großem Interesse, lediglich den Kollimationsbereich aus Wolfram oder einer Wolfram-Verbindung zu fertigen.
  • Die US 2017/0148536 A1 beschreibt eine Lamelle, bei der der Haltebereich der Lamelle einen Rahmen um den Kollimationsbereich umfasst, in welchen eine Wolfram-Platte eingefasst ist. Dafür müssen zunächst die einzelnen Teile, der Haltebereich inklusive Rahmen und die Wolfram-Platte einzeln gefertigt werden und anschließend gefügt werden. Dieser Herstellungsprozess ist sehr komplex und somit zeitaufwendig und typischerweise auch kostenintensiv.
  • Es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lamelle bereitzustellen, deren Haltebereich aus einem anderen Material gefertigt ist als der Kollimationsbereich, wobei die oben genannten Genauigkeitsanforderungen eingehalten werden können.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung, durch einen Kollimator und durch ein Verfahren zum Herstellen einer Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung aufgeführt.
  • Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sowohl in Bezug auf die beanspruchten Vorrichtungen als auch in Bezug auf das beanspruchte Verfahren 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.
  • Die Erfindung betrifft eine Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung. Die Lamelle umfasst einen Kollimationsbereich aus einem ersten Material und einen Haltebereich aus einem zweiten Material. Dabei sind der Kollimationsbereich und der Haltebereich durch eine Verbindungsstelle miteinander verbunden. Dabei ist das erste Material zum Kollimieren von Therapiestrahlung ausgebildet. Dabei ist der Haltebereich mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen der Lamelle koppelbar.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Therapiestrahlung eine Röntgenstrahlung. Die Röntgenstrahlung beschreibt elektromagnetische Strahlung mit einer Energie von über 100eV. Die Röntgenstrahlung kann insbesondere für einer Strahlentherapie kollimiert werden. In der Strahlentherapie wird ein Behandlungsbereich eines Untersuchungsobjektes mit ultraharter bzw. ultrahochenergetischer Röntgenstrahlung (>lMeV) bestrahlt. Insbesondere kann der Behandlungsbereich mit einer Röntgenstrahlung mit einer Energie größer oder gleich 6MeV bestrahlt werden.
  • In einer alternativen Ausführung kann die Therapiestrahlung für die Strahlentherapie eine Partikelstrahlung, insbesondere eine Protonenstrahlung oder eine Schwerionenstrahlung oder eine Alphastrahlung etc. sein.
  • In der Strahlentherapie können beispielsweise Tumore oder Fersensporn, Tennisellenbogen, Schulterschmerzen, Arthrosen der verschiedenen Gelenke, Wirbelkörperhämangiome etc. durch Bestrahlung mit der Therapiestrahlung behandelt werden. Dafür wird das Untersuchungsobjekt, insbesondere ein Patient, in einem Strahlfeld der Therapiestrahlung positioniert. Das Untersuchungsobjekt kann dabei insbesondere ein Mensch oder ein Tier sein. Das Untersuchungsobjekt wird dabei derart positioniert, dass ein zu behandelnder Bereich bzw. ein Behandlungsbereich in dem Strahlfeld angeordnet ist. Das Strahlfeld beschreibt einen mit der Therapiestrahlung bestrahlbaren Bereich in einer Ebene senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung der Therapiestrahlung. Insbesondere beschreibt das Strahlfeld einen bestrahlbaren Bereich auf dem Untersuchungsobjekt bzw. in einer Ebene des Untersuchungsobjektes. Das Strahlfeld ist dabei durch die Ausbreitung der Therapiestrahlung begrenzt.
  • Die Ausbreitung der Therapiestrahlung wird durch einen Strahlengang beschrieben. Eine Projektion des Strahlengangs auf die Ebene des Untersuchungsobjektes kann das Strahlfeld beschreiben. Die Therapiestrahlung wird dabei von einer Quelle ausgesendet. Wenn die Therapiestrahlung eine Röntgenstrahlung ist, ist die Quelle eine Röntgenquelle. Die Röntgenquelle kann insbesondere ein Linearbeschleuniger sein.
  • Die Lamelle ist dazu ausgebildet, die Therapiestrahlung zu kollimieren. Insbesondere kann die Therapiestrahlung mit mehr als einer Lamelle kollimiert werden. Dafür wird die Lamelle zwischen dem Untersuchungsobjekt und der Quelle angeordnet. Durch das Kollimieren der Therapiestrahlung wird das Strahlfeld mit der Lamelle derart geformt, dass an den Behandlungsbereich angrenzendes Gewebe und/oder Organe, welche innerhalb des Strahlfeldes positioniert sind, durch die Lamelle von der Therapiestrahlung abgeschirmt werden. Mit anderen Worten kann ein bestrahlter Bereich auf dem Untersuchungsobjekt durch Anordnen bzw. Positionieren der Lamelle in dem Strahlengang geformt werden. Mit anderen Worten wird das Strahlfeld durch die wenigstens eine Lamelle auf den bestrahlten Bereich eingeschränkt. Insbesondere wird das Strahlfeld derart eingeschränkt, dass der tatsächlich bestrahlte Bereich dem Behandlungsbereich entspricht. Dieser Schritt wird als „Kollimieren“ bezeichnet.
  • Beim Kollimieren der Therapiestrahlung durch die Lamelle, wird eine Intensität der Therapiestrahlung beim Durchdringen der Lamelle derart abgeschwächt, dass die Intensität der Therapiestrahlung hinter der Lamelle vernachlässigbar klein ist. Für Röntgenstrahlung sind im IEC 60601-2-1 (2016) Normen für Elektronenbeschleuniger im Bereich von 1MeV bis 50MeV vorgegeben. Insbesondere ist in Absatz 201.10.1.2.103.2.1 a vorgegeben, dass die Intensität der Röntgenstrahlung hinter einer Lamelle bei maximal 2% der Eingangsintensität liegen sollte.
  • „Hinter“ der Lamelle bezieht sich dabei auf die Sicht auf die Lamelle von der Position der Quelle aus. Die Lamelle ist dabei derart angeordnet, dass die Therapiestrahlung die Lamelle wenigstens in einem Teil des Kollimationsbereiches durchdringt. Der Kollimationsbereich der Lamelle ist dafür in Strahlrichtung bzw. Ausbreitungsrichtung der Therapiestrahlung ausgedehnt. Insbesondere wird die Ausdehnung der Lamelle in Strahlrichtung im Folgenden als „Höhe“ der Lamelle bezeichnet. Insbesondere kann der Kollimationsbereich in Strahlrichtung eine Ausdehnung zwischen 5cm und 9cm umfassen. Insbesondere kann die Ausdehnung der Lamelle in Strahlrichtung 5cm, 5,5cm, 6cm, 6,5cm, 7cm, 7,5cm, 8cm, 8,5cm oder 9cm sein. Der Kollimationsbereich der Lamelle ist somit dazu ausgebildet, wenigstens teilweise in dem Strahlengang der Therapiestrahlung angeordnet zu werden.
  • Senkrecht zur Höhe und damit senkrecht zum Strahlengang kann die Lamelle eine Ausdehnung zwischen 0,5mm und 1cm umfassen. Insbesondere kann die Lamelle senkrecht zur Höhe und senkrecht zum Strahlengang eine Ausdehnung zwischen 1mm und 6mm umfassen. Diese Ausdehnung wird im Folgenden als „Dicke“ der Lamelle bezeichnet. Insbesondere kann die Lamelle somit zwischen 1mm und 6mm dick sein. In Ausführungen der Erfindung kann die Lamelle zwischen 1,9mm und 5,1mm dick sein.
  • Der Kollimationsbereich ist dabei aus dem ersten Material und der Haltebereich aus dem zweiten Material gefertigt. Dabei sind das erste Material und das zweite Material voneinander verschieden.
  • Der Haltebereich und der Kollimationsbereich sind durch die Verbindungsstelle miteinander verbunden. Insbesondere sind der Haltebereich und der Kollimationsbereich durch die Verbindungsstelle steif bzw. starr miteinander verbunden. Mit anderen Worten ist an der Verbindungsstelle eine Kontaktfläche des Haltebereiches mit einer Kontaktfläche des Kollimationsbereiches verbunden. Die Verbindungsstelle ist insbesondere derart ausgebildet, dass eine stabile Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Material sichergestellt werden kann. Insbesondere ist die Verbindungsstelle derart ausgebildet, dass keine Eigenspannung bzw. Spannung innerhalb der Lamelle an der Verbindungsstelle des ersten und des zweiten Materials auftritt oder diese minimal ist. Insbesondere kann die Verbindungsstelle dazu ausgebildet sein, einer Krafteinwirkung von bis zu 30N/mm^2 bei einem Fräsen bzw. Ausfräsen der Lamelle standzuhalten. Insbesondere kann die Verbindungsstelle derart ausgebildet sein, dass sie einer Krafteinwirkung von bis zu 50N/mm^2 standhält.
  • Der Haltebereich ist dazu ausgebildet, mit einer Verstelleinrichtung gekoppelt zu werden. Durch ein Verstellen des Haltebereiches mit der Verstelleinrichtung kann der Kollimationsbereich in dem Strahlengang zum Einschränken des Strahlfeldes verstellt bzw. angeordnet bzw. positioniert werden.
  • Das erste und/oder das zweite Material erfüllen dabei wenigstens eines der folgenden Kriterien: Strahlenbeständigkeit (insbesondere bis ca. 250kGy), Einsatztemperatur wenigstens zwischen 15 und 50°C, Härte von mindestens 50HV (insbesondere von mindestens 70HV, insbesondere von mindestens 75HV), Zerspanbarkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit. Insbesondere können das erste und/oder das zweite Material alle diese Kriterien erfüllen.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch das Verwenden verschiedener Materialien für den Haltebereich und den Kollimationsbereich die Materialkosten der Lamelle minimiert werden können. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass die Anforderungen an das zweite Material hinsichtlich der Abschwächung der Therapiestrahlung geringer sind als an das erste Material. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass somit für den Haltebereich als zweites Material ein kostengünstigeres Material gewählt werden kann. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass das zweite Material leichter sein kann als das erste Material. Auf diese Weise kann ein Gewicht der Lamelle reduziert werden. Dies kann insbesondere eine Handhabbarkeit der Lamelle vereinfachen. Die Erfinder haben erkannt, dass die Verbindungsstelle einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung sind der Kollimationsbereich und der Haltebereich an der Verbindungsstelle miteinander verklebt. Dabei erfolgt das Kleben insbesondere mit einem Klebstoff auf Epoxidharzbasis.
  • Zum Herstellen der Verbindungsstelle wird der Klebstoff insbesondere auf die Kontaktflächen des Haltebereiches und/oder des Kollimationsbereiches aufgebracht. Durch zusammenführen bzw. in Kontakt bringen der Kontaktflächen des Halterbereiches und des Kollimationsbereiches während eines Aushärtens des Klebers wird die Verbindungsstelle ausgebildet. Die Verbindungsstelle ist somit als Klebstelle ausgebildet.
  • In Ausführungen der Erfindung kann wenigstens eine der Kontaktflächen vor dem Verkleben vorbehandelt worden sein. Mit anderen Worten kann die Kontaktfläche des Haltebereiches und/oder die Kontaktfläche des Kollimationsbereiches vorbehandelt worden sein. Auf diese Weise kann eine stabilere Verbindung des Klebstoffes mit der bzw. den Kontaktflächen erreicht werden.
  • Der Klebstoff kann insbesondere ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis sein.
  • Alternativ kann ein auf einer anderen Basis basierender Klebstoff zum Herstellen der Verbindungsstelle verwendet werden.
  • Insbesondere kann der Klebstoff ein Ein- oder ein Zwei-Komponenten-Klebstoff sein.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass die Verbindungsstelle kostengünstig und ein einem einfachen Verfahren durch Verkleben des Haltebereiches mit dem Kollimationsbereiches ausgebildet werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis besonders strahlungsresistent ist. Die Erfinder haben erkannt, dass ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis auch bei einer großen Strahlungsbelastung über einen längeren Zeitraum nicht oder nur wenig versprödet. Die Erfinder haben erkannt, dass ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis eine Strahlung von über 250kGy über eine Lebensdauer von 10 Jahren, ohne zu verspröden, toleriert.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der Kollimationsbereich und der Haltebereich an der Verbindungsstelle miteinander verschweißt. Dabei erfolgt das Verschweißen insbesondere durch Reibschweißen, Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen.
  • Beim Schweißen wird eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Haltebereich und dem Kollimationsbereich durch Einbringen einer großen Energie ausgebildet. Diese stoffschlüssige Verbindung bildet dabei die Verbindungsstelle aus. Die Verbindungsstelle ist somit insbesondere als Schweißstelle ausgebildet. Insbesondere muss die eingebrachte Energie dabei ausreichend groß sein, um das erste und das zweite Material wenigstens an der Verbindungsstelle in eine schmelzflüssige Phase zu überführen.
  • Beim Reibschweißen wird die Energie insbesondere mechanisch eingebracht.
  • Beim Elektronenstrahlschweißen und beim Laserschweißen wird die Energie durch eine Temperaturerwärmung des Haltebereiches und/oder des Kollimationsbereiches eingebracht. Insbesondere kann dabei die Energie punktuell eingebracht werden.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch das Schweißen eine stabile Verbindungsstelle zwischen dem Haltebereich und dem Kollimationsbereich ausgebildet werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass durch das Reibschweißen und/oder das punktuelle Einbringen der Energie beim Elektronenstrahlschweißen und/oder beim Laserschweißen ein relativ geringer oder nur punktueller Temperatureintrag notwendig ist. Somit können Spannungen zwischen dem Haltebereich und dem Kollimationsbereich durch den Temperatureintrag verhindert bzw. reduziert werden. Mit anderen Worten können Spannungen zwischen dem Haltebereich und dem Kollimationsbereich auf Grund der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten des ersten und des zweiten Materials verhindert bzw. reduziert werden. Die Erfinder haben erkannt, dass das Schweißen zum Herstellen der Verbindungsstelle eine einfache und kostengünstige Möglichkeit ist, um den Halterbereich und den Kollimationsbereich stabil miteinander zu verbinden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der Kollimationsbereich und der Haltebereich an der Verbindungsstelle miteinander verlötet. Dabei erfolgt das Verlöten insbesondere durch Weichlöten.
  • Mit anderen Worten wird die Verbindungsstelle durch eine Lötstelle ausgebildet. Dafür wird ein Lot zwischen den Haltebereich und den Kollimationsbereich eingebracht.
  • Beim Weichlöten wird die Verbindungsstelle insbesondere bei einer Arbeitstemperatur von unter 450°C ausgebildet. Insbesondere kann ein für das Weichlöten verwendetes Lot in einem Bereich zwischen 150°C und 250°C schmelzen.
  • Insbesondere kann die Kontaktfläche des Halterbereiches und/oder des Kollimationsbereiches vor dem Verlöten des Haltebereiches und des Kollimationsbereiches vorbearbeitet werden, um eine gute Haftung des Lotes zu gewährleisten. Insbesondere kann dafür wenigstens die Kontaktfläche des ersten und/oder des zweiten Materials beschichtet werden. Insbesondere kann das Beschichten durch eine chemische Beschichtung oder durch eine galvanische Beschichtung oder durch eine Flammbeschichtung erfolgen.
  • Bei der chemischen Beschichtung kann insbesondere die Kontaktfläche des ersten Materials chemisch mit Nickel beschichtet werden. In Ausführungen kann auf die chemische Nickel Beschichtung eine weitere Schicht aus Gold oder Silber oder Kupfer aufgebracht werden.
  • Bei der galvanischen Beschichtung kann insbesondere die Kontaktfläche des ersten Materials versilbert oder verkupfert werden.
  • Bei der Flammbeschichtung kann insbesondere auf die Kontaktfläche des ersten Materials Kupfer oder eine Kupfer-Aluminium-Legierung (beispielsweise CuAl8) oder Zinnbronze (beispielsweise CuSn6) aufgebracht werden.
  • In Ausführungen der Erfindung kann das Lot mit einem Flussmittel kombiniert werden, um die Verbindungsstelle auszubilden. Dabei kann beispielsweise ein Flussmittel, welches auf einem Harz oder einer Borverbindung oder einem Fluorid basiert, verwendet werden. Insbesondere kann ein Lot auf einer Zinn (Sn) oder eine Bismut (Bi) Basis zum Herstellen der Verbindungsstelle genutzt werden. Insbesondere kann ein Lot verwendet werden, welchem Silber (Ag) oder Kupfer (Cu) zugesetzt ist. In weniger bevorzugten Ausführungsformen kann ein Lot verwendet werden, dem Blei (Pb) zugesetzt ist.
  • Insbesondere kann ein Folienlot verwendet werden. Mit anderen Worten kann das Lot als Folie ausgebildet sein, die zwischen den Haltebereich und den Kollimationsbereich zum Verlöten eingebracht wird. Die Folie kann dabei eine gleichmäßige Dicke aufweisen. Die Folie kann insbesondere wenigstens eine Fläche, die den Kontaktflächen entspricht, umfassen.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch Löten einfach und kostengünstig eine stabile Verbindung zwischen dem Haltebereich und dem Kollimationsbereich hergestellt werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass eine zum Weichlöten notwendige Temperatur ausreichend gering ist, um Spannungen zwischen dem Haltebereich und dem Kollimationsbereich durch das Löten zu vermeiden bzw. gering zu halten. Die Erfinder haben erkannt, dass durch Verwendung eines Folienlotes eine gleichmäßige Dicke der Verbindungsstelle bzw. der Lotstelle sichergestellt werden kann.
  • Nach einem optionalen Aspekt der Erfindung sind das erste und das zweite Material paramagnetisch.
  • Mit anderen Worten sind das erste und das zweite Material nicht magnetisierbar. Insbesondere ist die magnetische Permeabilität des ersten und des zweiten Materials kleiner als 1,05µ0. Dabei beschreibt µ0 die Permeabilität im Vakuum. Mit anderen Worten bedeutet „paramagnetisch“, dass das erste und das zweite Material eine Permeabilität kleiner als 1,05µ0 aufweisen.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch Verwendung von paramagnetischen Materialien die Lamelle auch in einem Magnet-Resonanz-Tomographie (Akronym: MRT) System verwendet werden kann. Insbesondere wird auf diese Weise eine Strahlentherapie unter Überwachung mittels MRT ermöglicht.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das erste Material Wolfram oder eine Wolfram umfassende Verbindung.
  • Eine Wolfram umfassende Verbindung wird im Folgenden auch als Wolfram-Verbindung bezeichnet. Die Wolfram-Verbindung umfasst dabei vorteilhafterweise einen Wolframanteil von mindestens 90%. Insbesondere kann die Wolfram-Verbindung einen Wolframanteil von mindestens 95% umfassen.
  • Insbesondere kann die Wolfram-Verbindung außerdem Nickel umfassen. Insbesondere kann eine Eisen-Nickel-Verbindung den Binder bzw. die Matrix ausbilden. Alternativ kann eine Kupfer-Nickel-Verbindung einen „Binder“ bzw. eine „Matrix“ in der Wolfram-Verbindung ausbilden, wenn die Lamelle paramagnetisch sein soll.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass Wolfram dazu geeignet ist, die Therapiestrahlung, insbesondere die Röntgenstrahlung, in der Strahlentherapie bei sinnvoller räumlicher Ausdehnung, insbesondere sinnvoller Höhe, des Kollimationsbereiches ausreichend abzuschwächen, insbesondere zu kollimieren. Die Erfinder haben erkannt, dass zum Kollimieren der Therapiestrahlung wenigstens das erste Material derart ausgebildet sein muss, dass die Therapiestrahlung beim Durchdringen des ersten Materials ausreichend abgeschwächt wird.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Verbindung ist das zweite Material Stahl oder Aluminium oder eine Kupferlegierung.
  • Insbesondere kann das zweite Material kostengünstiger sein als das erste Material. Insbesondere ist das zweite Material dazu ausgebildet, mit dem ersten Material verklebt oder verschweißt oder verlötet zu werden. Insbesondere kann das zweite Material zerspanbar sein. Insbesondere ist das zweite Material korrosionsbeständig. Insbesondere kann das zweite Material eine Härte von mindestens 50 HV, insbesondere von mindestens 70HV, insbesondere von mindestens 75HV aufweisen.
  • Insbesondere kann der Stahl ein Edelstahl sein.
  • Insbesondere kann die Kupferlegierung Messing oder Bronze sein. In weniger bevorzugten Ausführungen kann die Kupferlegierung Kupfernickel sein.
  • In alternativen Ausführungen kann das zweite Material Kupfer sein, wenn die Anforderungen an die Härte des zweiten Materials nicht so hoch sind.
  • Insbesondere ist das zweite Material dazu ausgebildet über die Verbindungsstelle eine feste Verbindung mit dem ersten Material einzugehen. Wenn die Verbindungsstelle eine Klebstelle oder eine Lötstelle ist, ist das zweite Material dazu ausgebildet, mit dem Klebstoff oder mit dem Lot zu binden, um die Verbindungsstelle auszubilden.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass das zweite Material keine speziellen Anforderungen bezüglich der Absorptionsfähigkeit der Therapiestrahlung, insbesondere der Röntgenstrahlung, erfüllen muss. Die Erfinder haben erkannt, dass durch Verwenden eines kostengünstigeren zweiten Materials, die Lamelle kostengünstiger herstellbar ist. Die Erfinder haben erkannt, dass Stahl, Aluminium und/oder eine Kupferlegierung die mechanischen Anforderungen an das zweite Material zur Verwendung als Haltebereich einer Lamelle erfüllen. Die Erfinder haben erkannt, dass eine Bearbeitung des zweiten Materials leichter ist als die des ersten Materials, da das zweite Material insbesondere weniger hart sein kann als das erste Material. Die Erfinder haben erkannt, dass somit ein Herstellungsprozess der Lamelle beschleunigt und vereinfacht werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass ein Fräsen des Haltebereiches aus dem zweiten Material vereinfacht ist im Vergleich zu einem Haltebereich, der aus dem ersten Material hergestellt wird. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass durch Verwenden eines der genannten Materialien als zweites Material, ein Gewicht der Lamelle im Vergleich zu einer Lamelle, die komplett aus Wolfram oder eine Wolfram-Verbindung besteht, reduziert werden kann. Auf diese Weise kann insbesondere eine Handhabbarkeit verbessert werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Lamelle ein Führungselement. Dabei ist das Führungselement durch das erste und das zweite Material oder nur durch das erste Material ausgebildet. Dabei ist das Führungselement dazu ausgebildet, die Lamelle in der Verstelleinrichtung zu führen.
  • Das Führungselement ist insbesondere auf der der Strahlungsquelle zugewandten Seite der Lamelle angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann ein weiteres Führungselement auf der der Strahlungsquelle abgewandten Seite der Lamelle angeordnet sein. Das Führungselement ist dazu ausgebildet, die Lamelle beim Verstellen mit der Verstelleinrichtung zu führen bzw. zu stabilisieren. Insbesondere verhindert das Führungselement ein Verdrehen bzw. Verkippen der Lamelle relativ zu der Strahlrichtung. Insbesondere wird die Lamelle beim Verstellen des Kollimationsbereiches weiter in das Strahlfeld bzw. den Strahlengang hinein oder weiter aus dem Strahlfeld bzw. dem Strahlengang hinaus entlang des Führungselementes verstellt bzw. bewegt. Mit anderen Worten gibt das Führungselement gemeinsam mit der Verstelleinrichtung einen Pfad vor, entlang welchem die Lamelle bewegt werden kann.
  • Insbesondere kann das Führungselement dazu ausgebildet sein, in einem Führungssystem der Verstelleinrichtung geführt zu werden. Das Führungssystem umfasst dabei ein Gegenstück zu dem Führungselement. Das Führungssystem kann relativ zu der Quelle der Therapiestrahlung ortsfest sein.
  • Insbesondere kann das Führungselement als Führungsschiene oder als Führungsleiste ausgebildet sein.
  • Insbesondere erststreckt sich das Führungselement wenigstens teilweise über den Kollimationsbereich und wenigstens teilweise den Haltebereich. Insbesondere wird dabei das Führungselement aus dem ersten und dem zweiten Material gebildet.
  • Alternativ kann das Führungselement auf wenigstens einer Seite der Lamelle nur durch das zweite Material ausgebildet sein. Dafür kann sich ein Teil des zweiten Materials des Haltebereiches entlang des Kollimationsbereiches erstrecken.
  • Insbesondere kann das Führungselement durch Fräsen ausgebildet werden.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass die Lamelle durch das Führungselement beim Verstellen durch die Verstelleinrichtung geführt bzw. stabilisiert werden kann. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass das Führungselement nach dem Herstellen der Verbindungsstelle eingefräst werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass die wie oben beschrieben ausgebildete Verbindungsstelle ausreichend stabil ausgebildet ist, um einer Krafteinwirkung beim Fräsen Stand zu halten. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise das Führungselement über die Verbindungsstelle hinweg ausgebildet sein kann.
  • Die Erfindung betrifft außerdem einen Kollimator. Der Kollimator umfasst eine Mehrzahl von oben beschriebenen Lamellen und eine Verstelleinrichtung. Dabei sind die Lamellen mit ihren Haltebereichen mit der Verstelleinrichtung gekoppelt. Dabei ist die Verstelleinrichtung zum Verstellen jeder Lamelle der Mehrzahl von Lamellen senkrecht zu einer Kontaktfläche des Haltebereiches und des Kollimationsbereiches ausgebildet.
  • Die Mehrzahl von Lamellen umfasst wenigstens zwei Lamellen, die gemäß einem der oben beschriebenen Aspekte ausgebildet sind. In dem Kollimator ist die Mehrzahl von Lamellen nebeneinander angeordnet. Mit anderen Worten sind die Lamellen Seitenfläche an Seitenfläche angeordnet.
  • Dabei ist jede der Lamellen über ihren Haltebereich mit der Verstelleinrichtung gekoppelt. Dabei kann der Haltebereich mit der Verstelleinrichtung beispielsweise verschraubt oder vernietet oder verschweißt etc. sein.
  • Insbesondere kann jede Lamelle in einer Ebene parallel zu ihrer Seitenfläche mit der Verstelleinrichtung verstellt werden. Insbesondere kann jede Lamelle senkrecht zu den Kontaktflächen des Haltebereiches und des Kollimationsbereiches bzw. senkrecht zu der Lötstelle mit der Verstelleinrichtung verstellt werden.
  • Eine Seitenfläche der Lamelle wird durch die Höhe der Lamelle definiert und durch das erste und das zweite Material ausgebildet. Mit anderen Worten erstreckt sich die Seitenfläche über den Haltebereich und den Kollimationsbereich. Eine Lamelle umfasst dabei zwei Seitenflächen. Die beiden Seitenflächen einer Lamelle weisen dabei einen Abstand zueinander auf, der der Dicke der Lamelle entspricht.
  • Gemäß einem optionalen Aspekt der Erfindung kann die Verstelleinrichtung ein oben beschriebenes Führungssystem umfassen. Insbesondere kann das Führungssystem dazu ausgebildet sein, die Lamellen entlang ihres wenigstens einen Führungselementes zu führen. Insbesondere ist das Führungssystem dazu ausgebildet, ein seitliches Verkippen der Lamellen zu verhindern. Mit anderen Worten stabilisiert das Führungssystem eine Ausrichtung der Lamellen.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass mehrere Lamellen in einem Kollimator angeordnet werden können. Die Erfinder haben erkannt, dass das Strahlfeld durch Verstellen der Lamellen mit der Verstelleinrichtung auf den Behandlungsbereich eingeschränkt werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass dafür der Haltebereich nicht im Strahlengang angeordnet werden muss. Die Erfinder haben erkannt, dass aus diesem Grund das zweite Material die Anforderung bezüglich der Abschwächung der Therapiestrahlung nicht erfüllen muss. Die Erfinder haben erkannt, dass der Haltebereich lediglich eine mechanische Kopplung des Kollimationsbereiches mit der Verstelleinrichtung ausbildet.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer wie oben beschrieben ausgebildeten Lamelle. Das Verfahren umfasst einen Verfahrensschritt eines Verbindens eines ersten Blocks aus dem ersten Material mit einem zweiten Block aus dem zweiten Material zu einem Kombinationsblock.
  • Der erste und der zweite Block sind insbesondere quaderförmig oder sichelförmig. Beim Verbinden des ersten und des zweiten Blockes, wird die Verbindungsstelle zwischen den beiden Blöcken ausgebildet. Die Verbindungsstelle wird somit durch eine wenigstens näherungsweise rechteckige Kontaktfläche des ersten Blockes und einer wenigstens näherungsweise rechteckigen Kontaktfläche des zweiten Blockes ausgebildet. Der Kombinationsblock umfasst dabei den über die Verbindungsstelle verbundenen ersten und zweiten Block.
  • Der erste Block und der zweite Block umfassen wenigstens eine Dicke, die der Dicke der Lamelle entspricht. Mit anderen Worten sind der erste und der zweite Block wenigstens 0,5mm bis 10mm dick. Insbesondere können der erste und der zweite Block eine Dicke zwischen 1mm und 6mm umfassen. Die Dicke der Blöcke beschreibt eine Ausdehnung parallel zu den Kontaktflächen. Die Kontaktflächen sind somit in eine Richtung wenigstens 0,5mm bis 10mm, insbesondere wenigstens 1mm bis 5mm, ausgedehnt. In Ausführungen können die Kontaktflächen in eine Richtung wenigstens 1mm bis 6mm ausgedehnt sein.
  • Insbesondere können die wenigstens näherungsweise rechteckigen Kontaktflächen in die darauf senkrechte Richtung zwischen 20mm und 80mm ausgedehnt sein.
  • Insbesondere kann erste Block in die Richtung senkrecht zu der Kontaktfläche eine Ausdehnung zwischen 100mm und 180mm umfassen. Insbesondere kann die Ausdehnung des ersten Blocks senkrecht zu der Kontaktfläche 110mm bis 150mm umfassen.
  • Insbesondere kann zweite Block in die Richtung senkrecht zu der Kontaktfläche eine Ausdehnung zwischen 50mm und 150mm umfassen. Insbesondere kann die Ausdehnung des zweiten Blocks senkrecht zu der Kontaktfläche 50mm bis 130mm umfassen.
  • In einer alternativen Ausführung kann der zweite Block die Form eines T-Stückes aufweisen. Das T-Stück weist dabei drei „Arme“ auf, die miteinander verbunden sind. Zwei der Arme sind in Verlängerung zueinander angeordnet. Der dritte Arm ist senkrecht zu den anderen beiden Armen angeordnet. In diesem Fall kann der erste Block beim Verbinden in eine der rechtwinkligen Aussparungen des T-Stücks des zweiten Blockes, zwischen zwei Arme, eingefügt werden. Die Kontaktfläche wird dabei durch zwei näherungsweise rechteckige Flächen gebildet. Die Ausdehnungen des ersten Blockes können dabei näherungsweise wie oben beschrieben ausgebildet sein. Das T-Stück des zweiten Blockes ist dabei derart ausgebildet, dass zwei Arme des T-Stückes den Kollimationsbereich umschließen. Die Länge dieser Arme ist dabei an die Ausdehnung des Kollimationsbereiches angepasst. Der dritte Arm kann dabei insbesondere eine Länge zwischen 50mm und 150mm aufweisen.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass das Verbinden bzw. das Ausbilden der Verbindungsstelle vor einem präzisen Ausformen der Lamelle basierend auf zwei Blöcken erfolgt. Die Erfinder haben erkannt, dass die Wärmeeinwirkung durch das Verbinden eine bereits präzise geformte Lamelle möglicherweise derart verformen würde, dass die Genauigkeitsanforderungen nicht mehr erfüllt werden würden. Die Erfinder haben erkannt, dass dieses Problem gelöst werden kann, indem das erste und das zweite Material verbunden werden, bevor die Lamelle ausgeformt wird. Die Erfinder haben erkannt, dass eine Verformung beim Verbinden der Blöcke im Nachhinein beim Ausformen bzw. Ausfräsen der Lamelle noch ausgeglichen werden kann.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verbinden einen Verfahrensschritt eines Vorbehandelns wenigstens der Flächen des ersten und des zweiten Blocks, die über die Verbindungsstelle miteinander verbunden werden sollen. Dabei umfasst das Vorbehandeln insbesondere ein Schleifen und/oder ein Glätten und/oder ein Reinigen und/oder ein chemisches Aktivieren. Das Verbinden umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Verklebens des ersten Blocks mit dem zweiten Block, insbesondere mittels eines Klebstoffes auf Epoxidharzbasis.
  • Die Flächen, an denen der erste und der zweite Block verbunden werden wollen bzw. die über die Verbindungsstelle miteinander verbunden werden sollen werden als Kontaktflächen bezeichnet.
  • In dem Verfahrensschritt des Vorbehandelns werden die Kontaktflächen derart vorbehandelt, dass die Kontaktflächen sich gut mit dem Klebstoff verbinden können. Dafür werden die Kontaktflächen geschliffen und/oder geglättet und/oder gereinigt und/oder chemisch aktiviert.
  • Insbesondere kann durch das Schleifen oder Glätten eine maximale Rauheit der Kontaktflächen von Ra 3,2 (nach ISO 21920-2) erreicht werden.
  • Insbesondere können die Kontaktflächen beim chemischen Aktivieren mit Spiritus und/oder einem Industriereiniger behandelt werden.
  • In dem Verfahrensschritt des Verklebens wird der erste Block mit dem zweiten Block verklebt. Dabei werden der erste und der zweite Block an den Kontaktflächen miteinander verklebt. Mit anderen Worten wird die Kontaktfläche des ersten Blocks mit der Kontaktfläche des zweiten Blocks verklebt. Mit anderen Worten wird die vorbehandelte Fläche des ersten Blocks mit der vorbehandelten Fläche des zweiten Blocks verklebt. Dabei wird der Klebstoff auf die erste und/oder zweite Kontaktfläche aufgetragen und die beiden Kontaktflächen aneinandergefügt. Auf diese Weise wird die Verbindungsstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Block ausgebildet.
  • Der Klebstoff ist dabei insbesondere wie oben beschrieben ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis. Der Klebstoff kann dabei ein Ein- oder ein Zwei-Komponenten-Klebstoff sein. Alternativ kann der Klebstoff auch auf einer anderen Basis als Epoxidharz basieren.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch das Verkleben einfach und kostengünstig eine stabile Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Block ausgebildet werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass dafür kein komplexer Prozess notwendig ist. Die Erfinder haben erkannt, dass durch eine entsprechende Vorbehandlung der Kontaktflächen sichergestellt werden kann, dass sich der Klebstoff gut mit den Kontaktflächen verbindet und eine stabile Verbindung zwischen den Kontaktflächen ausgebildet werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass bei dem Verkleben kein oder nur ein geringer Wärmeeintrag in den ersten und zweiten Block erfolgt. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise ein Auftreten von Spannungen zwischen den verschiedenen Materialien des ersten und des zweiten Blocks nach dem Herstellen der Verbindungsstelle auf Grund von verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten verhindert werden kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verbinden einen Verfahrensschritt eines Verschweißens des ersten Blocks mit dem zweiten Block. Dabei erfolgt das Verschweißen insbesondere mittels Reibschweißens oder Elektronenstrahlschweißens oder Laserschweißens.
  • Insbesondere wird somit die Kontaktfläche des ersten Blocks mit der Kontaktfläche des zweiten Blocks verschweißt bzw. verbunden. Durch das Verschweißen wird somit die Verbindungsstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Block an den Kontaktflächen ausgebildet.
  • Insbesondere kann durch das Verschweißen eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Block ausgebildet werden.
  • Insbesondere kann das Verschweißen in einem Vakuum oder unter Schutzgas erfolgen. Insbesondere kann das Vakuum durch einen absoluten Luftdruck von 10-100mbar ausgebildet werden. Das Schutzgas kann beispielsweise Argon sein.
  • Beim Reibschweißen wird mechanisch Energie in eingebracht, um die beiden Kontaktflächen bzw. Blöcke zu verbinden bzw. zu verschweißen. Beim Laserschweißen und beim Elektronenstrahlschweißen wird die Energie zum Herstellen der Verbindung über eine Erhöhung der Temperatur an den Schweißstellen eingebracht. Insbesondere kann dabei die Temperatur punktuell auf den Kontaktflächen erhöht werden.
  • Insbesondere kann das Laserschweißen gegenüber dem Reibschweißen und dem Elektronenstrahlschweißen bevorzugt sein.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass eine stabile Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Block bzw. dem ersten und dem zweiten Material einfach und kostengünstig durch Verschweißen der beiden Material an den Kontaktflächen hergestellt werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass durch das mechanische Einbringen der Energie zum Schweißen beim Reibschweißen Spannungen, welche auf Grund verschiedener Wärmeausdehnungskoeffizienten des ersten und des zweiten Materials auftreten können, reduziert oder vermieden werden können. Die Erfinder haben erkannt, dass Spannungen durch verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten beim Laserschweißen und beim Elektronenstrahlschweißen verhindert werden können, indem die Blöcke nur punktuell an den zu verschweißenden Stellen erwärmt werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verbinden einen Verfahrensschritt eines Beschichtens wenigstens einer Fläche des ersten Blocks, die über die Verbindungsstelle mit dem zweiten Block verbunden werden soll. Dabei umfasst das Beschichten insbesondere ein Aufbringen von chemischem Nickel oder ein Galvanisieren oder ein Flammbeschichten. Das Verbinden umfasst außerdem einen Verfahrensschritt eines Verlötens des ersten Blocks mit dem zweiten Block. Dabei erfolgt das Verlöten insbesondere mittels Weichlötens.
  • Die Flächen des ersten und des Blocks, die miteinander verbunden werden wollen, werden wie oben beschrieben als Kontaktflächen bezeichnet.
  • In dem Verfahrensschritt des Beschichtens wird wenigstens die Kontaktfläche des ersten Blocks beschichtet. Insbesondere können beide Kontaktflächen, also die Kontaktfläche des ersten Blocks und die Kontaktfläche des zweiten Blocks beschichtet werden. Insbesondere wird die jeweilige Kontaktfläche derart beschichtet, dass ein Lot, welches zum Verlöten der beiden Blöcke genutzt werden soll, mit dem ersten bzw. zweiten Material über die Beschichtung binden kann.
  • Insbesondere kann das Beschichten ein Aufbringen von chemischem Nickel oder ein Galvanisieren oder ein Flammbeschichten umfassen. Dabei kann insbesondere die Kontaktfläche des ersten Blocks aus dem ersten Material derart beschichtet werden. Dabei kann insbesondere das erste Material Wolfram oder eine Wolfram umfassende Verbindung sein.
  • Insbesondere kann somit Nickel chemisch auf die Kontaktfläche des ersten Blocks aufgebracht werden. Zusätzlich können in Ausführungen auf das Nickel weitere Schichten, beispielsweise aus Gold, Silber und/oder Kupfer aufgebracht werden.
  • Alternativ kann beim galvanischen Beschichten bzw. beim Galvanisieren die Kontaktfläche des ersten Blocks versilbert oder verkupfert werden.
  • Alternativ kann bei der Flammbeschichtung die Kontaktfläche des ersten Blocks mit einer Kupferschicht oder einer Schicht aus einer Kupfer-Aluminium-Legierung (beispielsweise CuAl8) oder einer Zinn-Bronze-Schicht (beispielsweise CUSn6) beschichtet werden.
  • In vorteilhaften Ausführungen der Erfindung kann die Kontaktfläche des zweiten Blocks wenigstens mechanisch oder chemisch vorbehandelt werden.
  • In dem Verfahrensschritt des Verlötens werden der erste Block und der zweite Block über ihre Kontaktflächen miteinander verlötet. Dabei wird die Verbindungsstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Block ausgebildet. Insbesondere kann das Verlöten durch ein Weichlöten erfolgen. Dabei werden der erste und der zweite Block bei einer Temperatur von unter 450°C miteinander verlötet bzw. gefügt. Insbesondere wird ein Lot verwendet, welches einen Schmelzbereich zwischen 150°C und 250°C hat.
  • Insbesondere kann das Lot in Verbindung bzw. in Kombination mit einem Flussmittel verwendet werden.
  • Insbesondere kann ein Lot verwendet werden, welches auf einer Zinn oder einer Bismut Basis basiert. Insbesondere kann das Lot zusätzlich einen Silber oder einen Kupfer Zusatz umfassen. Alternativ, in weniger bevorzugten Ausführungsformen kann das Lot einen Blei Zusatz umfassen.
  • Insbesondere kann das Lot in Form eines Folienlots ausgebildet sein. Das Folienlot kann eine gleichmäßige Dicke aufweisen. Das Folienlot wird zum Verlöten zwischen die Kontaktflächen des ersten und des zweiten Blocks eingebracht. Das Folienlot kann dabei insbesondere eine Fläche abdecken, die der Fläche der Kontaktflächen entspricht.
  • Insbesondere kann das Flussmittel auf einem Harz und/oder einer Borverbindung und/oder einem Fluorid und/oder einer Zinkbasis und/oder einer Ammoniumchloridbasis basieren.
  • Konkret kann beispielsweise folgende Kombination zum Weichlöten mit Flussmittel genutzt werden: Braze Tex, Soldaflux 7000 - Basis: Zinkchlorid & Ammoniumchlorid, Wirktemperatur 150 - 400°C; Weichlot: Braze Tec Soldamoll 220 ((Sn 96,5 Ag 3,5)), Band 70,0 × 0,1mm, Schmelzbereich: 221°C - 230°C.
  • Insbesondere kann das Verlöten durch Abfahren einer wohldefinierten Temperaturkurve erfolgen. Mit anderen Worten können der erste und der zweite Block einer wohltemperierten Temperaturkurve folgend erwärmt und wieder abgekühlt werden, wobei der erst und der zweite Block an ihren Kontaktflächen verlötet werden. Insbesondere kann die Temperaturkurve in einer Ofenfahrt abgefahren werden.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass das Verlöten eine einfache und kostengünstige Möglichkeit bereitstellt, um eine stabile Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Block bzw. Material auszubilden. Die Erfinder haben erkannt, dass beim Weichlöten die eingebrachte Temperatur möglichst niedrig gehalten werden kann und auf diese Weise Spannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten des ersten und des zweiten Materials vermieden bzw. reduziert werden können. Zusätzlich können Spannungen durch das Abfahren einer wohldefinierten Temperaturkurve beim Verlöten reduziert bzw. vermieden werden. Die Erfinder haben erkannt, dass ein vorbereitendes Beschichten wenigstens einer Kontaktfläche eine stabilere Verbindung der entsprechenden Kontaktfläche mit dem Lot erlaubt. Die Erfinder haben erkannt, dass durch das zusätzliche Nutzen eines Flussmittels ein Benetzen der Kontaktflächen mit dem Lot verbessert werden kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt eines Ausfräsens wenigstens einer Seitenfläche der Lamelle aus dem Kombinationsblock.
  • Die Seitenfläche ist dabei wie oben beschrieben ausgebildet.
  • Insbesondere ist die Dicke des Kombinationsblock bei diesem Herstellungsverfahren gleich oder nur wenig größer als die Dicke der Lamelle. Die Dicke des Kombinationsblockes wird durch die Dicke des ersten oder zweiten Blockes vorgegeben. Insbesondere kann die Dicke des Kombinationsblockes gleich oder 5% oder 10% größer sein als die Dicke der Lamelle.
  • Insbesondere kann beim Fräsen eine Form der Seitenflächen ausgebildet bzw. ausgeformt werden. Insbesondere kann durch das Ausformen der Seitenflächen eine variable Dicke der Lamelle über die Höhe der Lamelle erzeugt werden.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass die Verbindungsstelle auch bei einer Krafteinwirkung durch das Fräsen unverändert stabil ausgebildet bleibt. Mit anderen Worten haben die Erfinder erkannt, dass die Verbindungsstelle auch einer Krafteinwirkung durch das Fräsen Stand hält.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt eines Ausfräsens wenigstens eines Führungselementes aus dem Kombinationsblock und/oder einen Verfahrensschritt eines Ausfräsens einer Kontur des Haltebereichs aus dem Kombinationsblock.
  • Die Führungsleiste ist dabei wie oben beschrieben ausgebildet. Dabei kann das Ausfräsen der Führungsleiste vor dem Ausfräsen wenigstens einer Seitenfläche der Lamelle aus dem Kombinationsblock erfolgen. Alternativ kann das Ausfräsen der Führungsleiste nach dem Ausfräsen wenigstens einer Seitenfläche der Lamelle aus dem Kombinationsblock erfolgen.
  • Die Kontur des Haltebereiches beschreibt eine Ausprägung der Kanten des Haltebereiches, die nicht mit dem Kollimationsbereich in Kontakt stehen. Insbesondere beschreibt die Kontur eine Kontur der Seitenfläche der Lamelle im Haltebereich.
  • Insbesondere ist die Kontur derart ausgebildet, dass der Haltebereich mit der Verstelleinrichtung koppelbar ist. Insbesondere kann die Kontur des Haltebereiches einen Steg ausbilden, mit dem der Haltebereich mit der Verstelleinrichtung koppelbar ist.
  • Insbesondere kann die Kontur derart ausgebildet sein, dass der Haltebereich möglichst gewichtssparend ausgebildet ist. Insbesondere kann der Haltebereich wenigstens eine Aussparung in dem durch den Haltebereich ausgebildeten Bereich der Seitenfläche der Lamelle umfassen. Mit anderen Worten kann die Kontur wenigstens eine Aussparung umfassen.
  • Insbesondere kann der Verfahrensschritt des Ausfräsens der Kontur des Haltebereichs vor dem Ausfräsen der wenigstens einen Seitenfläche der Lamelle aus dem Kombinationsblock ausgeführt werden. Alternativ kann der Verfahrensschritt des Ausfräsens der Kontur des Haltebereichs nach dem Ausfräsen der wenigstens einen Seitenfläche der Lamelle aus dem Kombinationsblock erfolgen. Alternativ kann die Kontur des Haltebereichs teilweise vor und teilweise nach dem Ausfräsen der wenigstens einen Seitenfläche der Lamelle aus dem Kombinationsblock erfolgen.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass das Führungselement und/oder die Kontur des Haltebereiches durch Fräsen des Kombinationsblockes ausgebildet werden kann. Die Erfinder haben erkannt das die wie oben beschrieben ausgebildete Verbindungsstelle durch das Ausfräsen nicht in ihrer Stabilität beeinträchtigt wird.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden klarer und verständlicher im Zusammenhang mit folgenden Figuren und ihren Beschreibungen. Dabei sollen die Figuren und Beschreibungen die Erfindung und ihre Ausführungsformen in keiner Weise einschränken.
  • In verschiedenen Figuren sind gleiche Komponenten mit korrespondierenden Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstabsgetreu.
  • Es zeigen
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung,
    • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung,
    • 3 ein Ausführungsbeispiel eines Kollimators,
    • 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung,
    • 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung,
    • 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Lamelle zum Kollimieren von Therapiestrahlung.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lamelle 1 zum Kollimieren von Therapiestrahlung.
  • Die Lamelle 1 umfasst einen Haltebereich 12 und einen Kollimationsbereich 11. Der Haltebereich 12 und der Kollimationsbereich 11 sind über eine Verbindungsstelle 13 miteinander verbunden. Mit anderen Worten sind der Haltebereich 12 und der Kollimationsbereich 11 miteinander verbunden. Insbesondere können der Haltebereich 12 und der Kollimationsbereich 11 miteinander verklebt, verschweißt oder verlötet sein.
  • Die Lamelle 1 kann für eine Strahlentherapie in einem Strahlengang einer Therapiestrahlung angeordnet werden. Die Therapiestrahlung kann dabei in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung eine Röntgenstrahlung sein. In alternativen Ausführungen kann die Therapiestrahlung eine Partikelstrahlung sein. Der Strahlengang beschreibt dabei eine Ausbreitung der Therapiestrahlung. Der Strahlengang begrenzt ein Strahlfeld. Das Strahlfeld beschreibt dabei einen Bereich in einer Ebene, in welchem sich die Therapiestrahlung ausbreitet, bzw. den die Therapiestrahlung bestrahlt. In der Strahlentherapie wird ein Behandlungsbereich eines Untersuchungsobjektes mit der Therapiestrahlung bestrahlt. In der Strahlentherapie mit Röntgenstrahlung als Therapiestrahlung wird typischerweise ultraharte Röntgenstrahlung (>1MeV) genutzt. Insbesondere kann eine Röntgenstrahlung mit einer Energie von größer oder gleich 6MeV genutzt werden. Um sicherzustellen, dass lediglich der Behandlungsbereich mit der Therapiestrahlung bestrahlt wird, wird das Strahlfeld durch Kollimation der Therapiestrahlung mit wenigstens einer Lamelle 1 eingeschränkt. Insbesondere kann die Lamelle 1 dabei in einem Kollimator 2 als Teil einer Mehrzahl von Lamellen 1 angeordnet werden, wie in 2 dargestellt. In der dargestellten Ausrichtung der Lamelle 1 ist eine Quelle der Therapiestrahlung, insbesondere eine Röntgenquelle, oberhalb der Lamelle 1 angeordnet. Das Untersuchungsobjekt ist unterhalb der Lamelle 1 angeordnet. Die Therapiestrahlung durchdringt die Lamelle 1 parallel zu ihrer Höhe. In der dargestellten Ausrichtung durchdringt die Therapiestrahlung die Lamelle 1 von oben nach unten. Die 1 zeigt eine Aufsicht auf eine Seitenfläche der Lamelle 1. Eine Dicke der Lamelle 1 beschreibt dabei eine Ausdehnung der Lamelle 1 in die Bildebene hinein. Die Lamelle 1 kann eine Dicke zwischen 0,5mm und 10mm umfassen. Insbesondere kann die Lamelle 1 eine Dicke zwischen 1mm und 6mm umfassen. Insbesondere kann die Lamelle 1 eine Dicke zwischen 1,9mm und 5,1mm umfassen. Insbesondere kann die Dicke der Lamelle 1 über die Höhe variieren. Insbesondere kann die Lamelle 1 an einem oberen Rand der Seitenfläche dünner sein als an einem unteren Rand. Dabei bezieht sich „oben“ und „unten“ auf die Darstellung gemäß 1. Mit anderen Worten kann ein Querschnitt senkrecht zur Bildebene durch die Lamelle 1 ein Querschnitt eines Kegelstumpfes bzw. ein Trapez sein. Insbesondere wird die Dicke der Lamelle 1 dann durch eine maximale und eine minimale Dicke definiert.
  • Der Kollimationsbereich 11 ist aus einem ersten Material gefertigt. Das erste Material ist dabei zum Kollimieren der Therapiestrahlung, insbesondere von Röntgenstrahlung, ausgebildet. Mit anderen Worten ist das erste Material dazu ausgebildet, eine Intensität der Therapiestrahlung derart abzuschwächen, dass die Intensität der Therapiestrahlung nach dem Durchdringen des Kollimationsbereiches 11 vernachlässigbar ist. Insbesondere kann, wenn die Therapiestrahlung eine Röntgenstrahlung ist, die Intensität der Röntgenstrahlung durch das Durchdringen der Lamelle 1 auf maximal 2% der einfallenden Intensität abgeschwächt werden.
  • In Ausführungen der Erfindung kann das erste Material insbesondere Wolfram oder eine Wolfram umfassende Verbindung bzw. Wolfram-Verbindung sein. Die Wolfram umfassende Verbindung umfasst dabei einen Wolfram-Anteil von wenigstens 90%. Die Wolfram umfassende Verbindung umfasst dabei insbesondere einen Wolfram-Anteil von wenigstens 95%. Die Wolfram umfassende Verbindung umfasst außerdem einen Binder bzw. eine Matrix. Der Binder kann insbesondere Eisen-Nickel oder Kupfer-Nickel sein.
  • Der Haltebereich 12 ist dazu ausgebildet, mit einer Verstelleinrichtung koppelbar zu sein. Insbesondere ist der Haltebereich 12 über einen Steg 121 mit der Verstelleinrichtung koppelbar. Der Steg 121 kann dabei auf einer beliebigen Höhe der Lamelle 1 ausgebildet sein. Insbesondere kann der Steg 121 bei verschiedenen Lamellen 1 in einem Kollimator 2 gemäß 2 auf unterschiedlichen Höhen ausgebildet sein, um ein leichtes bzw. einfaches Verstellen zu ermöglichen. Insbesondere kann auf diese Weise vermieden werden, dass sich die Lamellen 1 in dem Kollimator 2 beim Verstellen mit der Verstelleinrichtung gegenseitig behindern. Der Haltebereich 12 kann wenigstens eine Aussparung 122 umfassen. Durch die Aussparung 122 kann ein Gewicht des Haltebereiches 12 reduziert werden. Insbesondere kann das Gewicht reduziert werden, ohne eine Stabilität des Haltebereiches 12 zu beeinträchtigen. Insbesondere kann eine Kontur des Haltebereiches 12 durch den Steg 121 und/oder die wenigstens eine Aussparung 122 definiert sein. Der Haltebereich 12 ist aus einem zweiten Material gefertigt. Das zweite Material kann in Ausführungen der Erfindung insbesondere Stahl oder Aluminium oder eine Kupferlegierung umfassen.
  • Der Stahl kann insbesondere Edelstahl sein.
  • Die Kupferlegierung kann beispielsweise Messing oder Bronze sein. In weniger bevorzugten Ausführungen kann die Kupferlegierung Kupfernickel sein.
  • Das erste und das zweite Material können in optionalen Ausführungen der Erfindung paramagnetisch sein. Insbesondere ist die magnetische Permeabilität des ersten und des zweiten Materials dann kleiner als 1,05µ0. Insbesondere kann dann der Binder des Kollimationsbereiches 11 Kupfer-Nickel sein.
  • Das erste und/oder das zweite Material können in Ausführungen der Erfindung wenigstens eines der folgenden Kriterien erfüllen: Strahlenbeständigkeit (insbesondere bis ca. 250kGy), Einsatztemperatur wenigstens zwischen 15 und 50°C, Härte von mindestens 50HV (insbesondere von mindestens 70HV oder 75HV), Zerspanbarkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit. Insbesondere können das erste und/oder das zweite Material alle diese Kriterien erfüllen.
  • Der Kollimationsbereich 11 und der Haltebereich 12 bzw. das erste und das zweite Material sind miteinander verbunden. Insbesondere ist eine Kontaktfläche des Kollimationsbereiches 11 mit einer Kontaktfläche des Haltebereiches 12 verbunden. Insbesondere sind der Kollimationsbereich 11 und der Haltebereich 12 an der Verbindungsstelle 13 miteinander verbunden.
  • In Ausführungen der Erfindung sind der Kollimationsbereich 11 und der Haltebereich 12 an der Verbindungsstelle 13 miteinander verklebt. Insbesondere kann somit die Verbindungsstelle 13 durch eine Klebestelle ausgebildet werden. Insbesondere können der Kollimationsbereich 11 und der Haltebereich 12 an der Verbindungsstelle 13 mit einem Klebstoff auf Epoxidharzbasis verklebt bzw. verbunden sein. Der Klebstoff kann dabei ein Ein- oder ein Zwei-Komponenten-Klebstoff sein. Alternativ kann der Klebstoff auf einer anderen Basis als Epoxidharz beruhen.
  • Wenn die Verbindungsstelle 13 durch Verkleben des Kollimationsbereiches 11 und des Haltebereiches 12 ausgebildet wird, kann vor dem Verkleben wenigstens eine der Kontaktflächen, insbesondere wenigstens die Kontaktfläche des Kollimationsbereiches 11 vorbehandelt worden sein. Dafür kann die Kontaktfläche durch Glätten und/oder Schleifen und/oder Reinigen und/oder chemische Aktivierung vorbehandelt werden.
  • In alternativen Ausführungen der Erfindung sind der Kollimationsbereich 11 und der Haltebereich 12 an der Verbindungsstelle 13 miteinander verschweißt. Mit anderen Worten kann die Verbindungsstelle 13 durch eine Schweißstelle ausgebildet werden. Das Schweißen kann insbesondere ein Reibschweißen, ein Elektronenstrahlschweißen und/oder ein Laserschweißen umfassen.
  • In alternativen Ausführungen der Erfindung sind der Kollimationsbereich 11 und der Haltebereich 12 and der Verbindungsstelle 13 miteinander verlötet. Mit anderen Worten kann die Verbindungsstelle 13 durch eine Lötstelle ausgebildet werden. Dabei wird die Lötstelle insbesondere durch Weichlöten hergestellt. Mit anderen Worten erflogt das Verlöten des Kollimationsbereiches 11 und des Haltebereiches 12 mittels Weichlötens. Insbesondere erfolgt das Verlöten dann bei einer Temperatur von unter 450°C. Insbesondere kann dabei ein Lot mit einem Schmelzbereich zwischen 150°C und 250°C eingesetzt werden. Insbesondere kann dabei ein Lot auf einer Zinn- oder Bismut-Basis genutzt werden. Insbesondere kann einem solchen Lot Silber oder Kupfer zugesetzt sein. In weniger bevorzugten Ausführungsformen kann einem solchen Lot alternativ oder zusätzlich Blei zugesetzt sein. Insbesondere kann das Lot ein Folienlot sein.
  • Das Lot kann mit einem Flussmittel kombiniert werden. Insbesondere kann ein auf einem Harz oder einer Borverbindung oder einem Fluorid oder einer Zinkbasis oder einer Ammoniumchloridbasis basierendes Flussmittel mit dem Lot kombiniert werden.
  • Insbesondere kann vor dem Verlöten des Haltebereichs 11 mit dem Kollimationsbereich 12 wenigstens eine der Kontaktflächen vorbehandelt, insbesondere beschichtet worden sein. Insbesondere kann die Kontaktfläche des Kollimationsbereiches 12 beschichtet worden sein. Insbesondere kann die Kontaktfläche chemisch oder galvanisch oder durch Flammbeschichtung beschichtet worden sein. Bei der chemischen Beschichtung kann die Kontaktfläche des Kollimationsbereiches 12 mit chemischem Nickel beschichtet worden sein. In Ausführungen der Erfindung kann zusätzlich zu dem chemischen Nickel eine Gold, Silber oder Kupferschicht auf die Kontaktfläche aufgetragen bzw. aufgebracht werden. Bei der galvanischen Beschichtung bzw. bei der Galvanisierung kann die Kontaktfläche des Kollimationsbereiches 12 insbesondere versilbert oder verkupfert werden. Bei der Flammbeschichtung kann insbesondere ein Kupferschicht oder eine Kupferlegierungsschicht (beispielsweise aus CuAl8) oder eine Zinn-Bronze-Schicht (beispielsweise aus CuSn6) auf die Kontaktfläche des Kollimationsbereiches 12 aufgetragen werden.
  • In Ausführungen der Erfindung kann die Lamelle 1 wenigstens ein Führungselement 15 umfassen. Das Führungselement 15 kann an dem oberen Rand oder an dem unteren Rand der Lamelle 1 bzw. der Seitenfläche der Lamelle 1 angeordnet sein. Insbesondere kann ein Führungselement 15 an dem oberen Rand und ein Führungselement 15 an dem unteren Rand der Seitenfläche angeordnet sein. Das wenigstens eine Führungselement 15 kann eine Führungsleiste oder eine Führungsschiene sein. Das Führungselement 15 ist dazu ausgebildet ein Verkippen der Lamelle 1 beim Verstellen der Lamelle 1 mit der Verstelleinrichtung zu verhindern. Insbesondere kann die Lamelle 1 entlang des wenigstens einen Führungselementes 15 verstellt bzw. geführt werden. Das Führungselement 15 wird dabei durch das erste und das zweite Material ausgebildet. Mit anderen Worten erstreckt sich das wenigstens eine Führungselement 15 wenigstens teilweise über den Haltebereich 12 und wenigstens teilweise über den Kollimationsbereich 11. Insbesondere kann das wenigstens eine Führungselement 15 in das erste und das zweite Material gefräst sein. Mit anderen Worten kann das Führungselement 15 aus dem ersten und dem zweiten Material ausgefräst sein.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lamelle 1 zum Kollimieren von Therapiestrahlung.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel der Lamelle 1 unterscheidet sich lediglich in seiner Form, insbesondere in der Form des Haltebereiches 12 von dem ersten Ausführungsbeispiel der Lamelle 1. Die Beschreibung zu 1 gilt somit analog auch für das zweite Ausführungsbeispiel.
  • Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1, wird der Haltebereich 12 des zweiten Ausführungsbeispiels durch ein T-Stück ausgebildet. Das T-Stück umfasst dabei drei „Arme“ 12a, 12b, 12c, die miteinander verbunden sind. Einer der Arme 12a bildet dabei den Steg 121 aus. Die anderen beiden Arme 12b, 12c rahmen den Kollimationsbereich 11 von zwei Seiten ein. Der Kollimationsbereich 11 ist somit in eine rechtwinklige Aussparung des T-Stücks des Haltebereiches 12 eingepasst bzw. eingefügt. Die Verbindungsstelle 13 wird dabei durch zwei näherungsweise rechteckige Flächen ausgebildet. Die Kontaktfläche umfasst dabei die beiden Flächen. Die Ausdehnung des Kollimationsbereiches 11 entspricht dabei der Ausdehnung des Kollimationsbereiches 11 gemäß der Beschreibung zu 1. Die Ausdehnung des Halterbereiches 12 umfasst dabei zusätzlich zu der in 1 beschriebenen Ausdehnung des Halterbereiches 12 den Arm des T-Stückes, der den Kollimationsbereich 11 in der Abbildung oben einrahmt.
  • Das Führungselement 15, welches gemäß der Abbildung am oberen Rand der Lamelle 1 angeordnet ist, wird dabei durch das zweite Material ausgebildet. Das Führungselement 15, welches gemäß der Abbildung am unteren Rand der Lamelle 1 angeordnet ist, wird teilweise durch das erste und teilweise durch das zweite Material ausgebildet.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kollimators 2.
  • Der Kollimator 2 umfasst eine Mehrzahl von Lamellen 1. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Kollimator 2 Lamellen 1, die gemäß des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet sind. Alternativ kann der Kollimator 1 Lamellen 1 umfassen, die gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels aus 2 ausgebildet sind. Alternativ kann der Kollimator 1 auch andere Ausführungen der erfindungsgemäßen Lamelle 1 umfassen. Jede der Lamellen 1 ist mit einem Steg 121 mit einer Verstelleinrichtung gekoppelt. Dabei können die Lamellen 1 gemäß der mit dem Doppelpfeil dargestellten Richtung verstellt werden. Die Stege 121 der verschiedenen Lamellen 1 sind dabei auf verschiedenen Höhen an der entsprechenden Lamelle 1 angeordnet. Insbesondere kann auf diese Weise das Verstellen der Lamellen 1 vereinfacht werden. Insbesondere kann auf diese Weise verhindert werden, dass sich die Lamellen 1 beim Verstellen gegenseitig behindern.
  • In einer alternativen Ausführung des Kollimators 2 können die Stege 121 aller Lamellen 1 auf der gleichen Höhe, insbesondere an einem Rand der Lamelle 1, wie beispielsweise in 2 dargestellt, angeordnet sein. In diesem Fall sind jeweils zwei in dem Kollimator 2 benachbart angeordnete Lamellen 1 um 180° um eine Achse parallel zu einer langen Seite der Lamelle 1 verdreht angeordnet. Mit anderen Worten sind jeweils zwei benachbarte Lamellen 1 in dem Kollimator 2 in diesem Fall derart angeordnet, dass bei der einen Lamelle 1 der Steg 121 unten und bei der anderen Lamelle 1 der Steg 121 oben angeordnet ist.
  • Der Kollimator 2 umfasst außerdem ein Führungssystem 21. Die Lamellen 1 können mit dem Führungssystem 21 beim Verstellen stabilisiert werden. Insbesondere werden die Lamellen 1 dabei entlang ihrer Führungselemente 15 in dem Führungssystem 21 geführt. Insbesondere kann auf diese Weise ein seitliches Verkippen der Lamellen 1 verhindert werden.
  • 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Lamelle 1 zum Kollimieren von Therapiestrahlung.
  • Insbesondere ist ein Verfahren zum Herstellen einer Lamelle 1 gemäß den in den 1 und 2 dargestellten ersten und zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt.
  • Die gestrichelt dargestellten Verfahrensschritte sind optionale Verfahrensschritte, die in Abhängigkeit der Eigenschaften der hergestellten Lamelle 1 von dem Verfahren umfasst sein können.
  • Das Verfahren umfasst einen Verfahrensschritt eines Verbindens S1 eines ersten Blocks aus dem ersten Material und eines zweiten Blocks aus dem zweiten Material zu einem Kombinationsblock.
  • Beim Verbinden S1 wird die Verbindungsstelle 13 zwischen dem ersten und dem zweiten Block ausgebildet. Der erste und der zweite Block sind dabei insbesondere quaderförmig oder sichelförmig.
  • Der erste Block und der zweite Block umfassen wenigstens eine Dicke, die der Dicke der Lamelle entspricht. Mit anderen Worten sind der erste und der zweite Block wenigstens 0,5mm bis 10mm, insbesondere wenigstens 1mm bis 6mm, dick. Die Dicke der Blöcke beschreibt eine Ausdehnung parallel zu den Kontaktflächen. Die Kontaktflächen sind somit in eine Richtung wenigstens 0,5mm bis 10mm, insbesondere wenigstens 1mm bis 6mm, ausgedehnt.
  • Insbesondere können die wenigstens näherungsweise rechteckigen Kontaktflächen in die darauf senkrechte Richtung zwischen 20mm und 90mm ausgedehnt sein.
  • Insbesondere kann erste Block in die Richtung senkrecht zu der Kontaktfläche eine Ausdehnung zwischen 100mm und 180mm umfassen. Insbesondere kann die Ausdehnung des ersten Blocks senkrecht zu der Kontaktfläche 110mm bis 150mm umfassen.
  • Insbesondere kann zweite Block in die Richtung senkrecht zu der Kontaktfläche eine Ausdehnung zwischen 50mm und 150mm umfassen. Insbesondere kann die Ausdehnung des zweiten Blocks senkrecht zu der Kontaktfläche 50mm bis 130mm umfassen.
  • Dabei können der erste und der zweite Block näherungsweise quaderförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist der zweite Block dann quaderförmig ausgebildet, wenn eine Lamelle 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus 1 hergestellt wird.
  • Wenn eine Lamelle 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus 2 hergestellt wird, ist der zweite Block t-förmig ausgebildet.
  • Wenn der zweite Block t-förmig ausgebildet ist, kann der die genannte Ausdehnung die Ausdehnung des Arms 12a beschreiben, der den Steg 121 ausgebildet. Zusätzlich ist der zweite Block derart ausgedehnt, dass die anderen beiden Arme des T-Stückes den Kollimationsbereich 11 also den ersten Block einrahmen können. Die Ausdehnung des zweiten Blocks ist somit an die Ausdehnung des ersten Blocks angepasst.
  • Der Verfahrensschritt des Verbindens S1 umfasst einen optionalen Verfahrensschritt eines Vorbehandelns S1.1a wenigstens der Flächen des ersten und des zweiten Blocks, die über die Verbindungsstelle miteinander verbunden werden sollen, und einen optionalen Verfahrensschritt eines Verklebens S1.2a des ersten Blocks mit dem zweiten Block. Dabei werden die zu verbindenden Flächen wie oben beschrieben als Kontaktflächen bezeichnet.
  • In dem Verfahrensschritt des Vorbehandelns S1.1a wird somit insbesondere wenigstens eine der Kontaktflächen einer der beiden Blöcke vorbehandelt. Bevorzugt können beide Kontaktflächen vorbehandelt werden.
  • Beim Vorbehandeln S1.1a werden die Kontaktflächen bezüglich ihrer Ebenheit und/oder Rauheit und/oder Reinigung und/oder chemischen Aktivierung vorbehandelt. Insbesondere können somit die Kontaktflächen geglättet und/oder geschliffen und/oder gereinigt und/oder chemisch aktiviert werden. Dabei werden die Kontaktflächen vorteilhafterweise derart behandelt, dass sie sich besonders gut mit einem im Verfahrensschritt des Verklebens S1.2a verwendeten Klebstoff verbinden.
  • Insbesondere kann durch das Schleifen oder Glätten eine maximale Rauheit der Kontaktflächen von Ra 3,2 (nach ISO 21920-2) erreicht werden.
  • Insbesondere können die Kontaktflächen beim chemischen Aktivieren mit Spiritus und/oder einem Industriereiniger behandelt werden.
  • In dem Verfahrensschritt des Verklebens S1.2a werden der erste und der zweite Block miteinander verklebt. Dabei werden die (in Ausführungen vorbehandelten) Kontaktflächen des ersten und des zweiten Blockes miteinander verklebt. Beim Verkleben S1.2a wird die Verbindungsstelle 13 ausgebildet. Dabei wird die Verbindungsstelle 13 in Form einer Klebstelle ausgebildet. Vorteilhafterweise werden der erste und der zweite Block mit einem Klebstoff verklebt, der eine Strahlendosis von über 150 kGy über 10Jahre toleriert. Vorteilhafterweise versprödet der Klebstoff auch bei einer Strahlenexposition der genannten Höhe über 10 Jahre nicht oder nur geringfügig. Insbesondere ist der Klebstoff ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis. Der Klebstoff kann dabei ein Ein- oder Zwei-Komponenten-Klebstoff sein. Alternativ kann der Klebstoff auch auf einer anderen Basis basieren.
  • Das Verfahren kann optional einen Verfahrensschritt eines Ausfräsens S2 wenigstens einer Seitenfläche der Lamelle 1 aus dem Kombinationsblock umfassen.
  • Insbesondere können in dem Verfahrensschritt des Ausfräsens S2 beide Seitenflächen der Lamelle 1 aus dem Kombinationsblock ausgefräst werden. Mit anderen Worten kann durch das Ausfräsen S2 der Seitenfläche die Seitenfläche der Lamelle 1 ausgeformt werden. Insbesondere ist die Formulierung „die Seitenfläche wird aus dem Kombinationsblock ausgefräst“ gleichbedeutend zu der Formulierung „die Lamelle 1 wird aus dem Kombinationsblock ausgefräst“. Insbesondere entspricht die Dicke des Kombinationsblockes der (maximalen) Dicke der Lamelle 1. Alternativ ist der Kombinationsblock nur wenig, insbesondere maximal 10% dicker als die Lamelle.
  • In einem optionalen Verfahrensschritt eines Ausfräsens S3 wenigstens eines Führungselementes 15 kann das wenigstens eine Führungselement 15 vor dem Ausfräsen S2 der Lamelle 1 aus dem Kombinationsblock ausgefräst werden. Insbesondere wird das wenigstens eine Führungselement 15 parallel zu der Seitenfläche der Lamelle 1 ausgefräst. Das wenigstens eine Führungselement 15 ist dabei wie in der Beschreibung zu den 1 und 2 ausgebildet.
  • Alternativ kann der Verfahrensschritt des Ausfräsens S3 des wenigstens einen Führungselementes 15 nach dem optionalen Verfahrensschritt des Ausfräsens S2 wenigstens einer Seitenfläche der Lamelle 1 ausgeführt werden.
  • Das Verfahren umfasst außerdem einen optionalen Verfahrensschritt eines Ausfräsens S4 einer Kontur des Haltebereiches 12 aus dem Kombinationsblock.
  • Insbesondere werden dabei der Steg 121 und die wenigstens eine Aussparung 122 des Haltebereiches 12 ausgefräst. Insbesondere wird somit die Kontur des Haltebereiches 12 in dem Bereich des Kombinationsblockes ausgefräst, der durch das zweite Material ausgebildet wird. Der Verfahrensschritt des Ausfräsens S4 der Kontur des Haltebereiches 12 kann vor oder nach dem Ausfräsen S3 des wenigstens einen Führungselementes 15 ausgeführt werden.
  • Insbesondere kann der Verfahrensschritt des Ausfräsens S4 der Kontur des Haltebereiches 12 vor dem Ausfräsen S2 der wenigstens einen Seitenfläche der Lamelle 1 ausgeführt werden. Alternativ kann die Kontur des Haltebereiches 12 aus der bereits abgeschnittenen bzw. ausgefrästen Lamelle 1 ausgefräst werden. Mit anderen Worten kann der Verfahrensschritt des Ausfräsens S4 der Kontur des Haltebereichs 12 nach dem Verfahrensschritt des Ausfräsens S2 der wenigstens einen Seitenfläche der Lamelle 1 ausgeführt werden. Alternativ kann der Verfahrensschritt des Ausfräsens S4 der Kontur des Haltebereiches 12 teilweise vor und teilweise nach dem Verfahrensschritt des Ausfräsens S2 der wenigstens einen Seitenfläche der Lamelle 1 ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Steg 121 vorher ausgefräst werden und die wenigstens eine Aussparung 122 danach.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Lamelle 1 zum Kollimieren von Therapiestrahlung.
  • Grundsätzlich ist der Verfahrensschritt des Verbindens S1 analog zu der Beschreibung zu 4 ausgebildet. Die optionalen Verfahrensschritte des Ausfräsens S2 wenigstens einer Seitenfläche, des Ausfräsens S3 wenigstens eines Führungselementes 15 und des Ausfräsens S4 einer Kontur des Haltebereiches 12 sind analog zu der Beschreibung zu 4 ausgebildet. Die grundsätzliche Beschreibung bezüglich des ersten und des zweiten Blockes zu 4 können auf das im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel analog übertragen werden.
  • Der Verfahrensschritt des Verbindens S2 umfasst einen optionalen Verfahrensschritt eines Verschweißens Sl.lb des ersten Blocks mit dem zweiten Block. Dabei werden der erste und der zweite Block an ihren Kontaktflächen miteinander verschweißt. Dabei wird die Verbindungsstelle 13 in Form einer Schweißstelle ausgebildet.
  • Das Verschweißen Sl.lb kann dabei insbesondere durch Reibschweißen und/oder Elektronenstrahlschweißen und/oder Laserschweißen erfolgen. Das Verschweißen Sl.lb kann dabei insbesondere unter einem Vakuum oder einer Schutzgasatmosphäre erfolgen. Insbesondere kann das Vakuum durch einen absoluten Luftdruck von 10-100mbar ausgebildet werden. Das Schutzgas kann beispielsweise Argon sein.
  • 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Lamelle 1 zum Kollimieren von Therapiestrahlung.
  • Grundsätzlich ist der Verfahrensschritt des Verbindens S1 analog zu der Beschreibung zu 4 ausgebildet. Die optionalen Verfahrensschritte des Ausfräsens S2 wenigstens einer Seitenfläche, des Ausfräsens S3 wenigstens eines Führungselementes 15 und des Ausfräsens S4 einer Kontur des Haltebereiches 12 sind analog zu der Beschreibung zu 4 ausgebildet. Die grundsätzliche Beschreibung bezüglich des ersten und des zweiten Blockes zu 4 können auf das im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel analog übertragen werden.
  • Der Verfahrensschritt des Verbindens S2 umfasst einen optionalen Verfahrensschritt eines Beschichtens S1.1c wenigstens einer Fläche des ersten Blocks, die über die Verbindungsstelle mit dem zweiten Block verbunden werden soll und einen optionalen Verfahrensschritt eines Verlötens S1.2c des ersten Blocks mit dem zweiten Block.
  • In dem Verfahrensschritt des Beschichtens S1.1c wird somit wenigstens die Kontaktfläche des ersten Blocks beschichtet. Alternativ können die Kontaktflächen des ersten und des zweiten Blocks beschichtet werden. Dabei wird die entsprechende Kontaktfläche derart beschichtet, dass das erste bzw. zweite Material durch die Beschichtung besser mit einem in dem Verfahrensschritt des Verlötens S1.2c genutzten Lot bindet.
  • Insbesondere kann die Kontaktfläche des ersten Blocks chemisch und/oder galvanisch und/oder mittels Flammbeschichtung beschichtet werden.
  • Bei einer chemischen oder galvanischen Beschichtung kann eine Schicht mit einer Schichtdicke zwischen 0,005mm und 0,1mm auf wenigstens die Kontaktfläche des ersten Blocks aufgebracht werden.
  • Bei einer Flammbeschichtung kann eine Schicht mit einer Schichtdicke beispielsweise zwischen 0,1mm und 0.5mm auf wenigstens die Kontaktfläche des ersten Blocks aufgebracht werden. Alternativ sind höhere Schichtdicken bei der Flammbeschichtung möglich.
  • Bei der chemischen Beschichtung kann die Kontaktfläche insbesondere mit einem chemischen Nickel beschichtet werden. In Ausführungen der Erfindung kann eine zusätzliche Schicht aus Gold, Silber und/oder Kupfer auf die chemische Nickel-Schicht aufgebracht werden.
  • Bei der galvanischen Beschichtung bzw. Galvanisierung kann die Kontaktfläche insbesondere versilbert oder verkupfert werden.
  • Bei der Flammbeschichtung kann insbesondere Kupfer oder eine Kupferlegierung (beispielsweise CuAl8) oder Zinn-Bronze (beispielsweise CuSn6) auf die Kontaktfläche aufgebracht werden.
  • In vorteilhaften Ausführungen der Erfindung kann die Kontaktfläche des zweiten Blocks wenigstens mechanisch und/oder chemisch vorbehandelt werden.
  • In dem Verfahrensschritt des Verlötens 51.2.c wird die Kontaktfläche des ersten Blocks mit der Kontaktfläche des zweiten Blocks verlötet. Dabei wird die Verbindungsstelle 13 zwischen dem ersten und dem zweiten Block in Form einer Lötstelle ausgebildet.
  • Insbesondere werden der erste und der zweite Block mittels Weichlötens miteinander verlötet. Dabei erfolgt das Verlöten S1.2c bei einer Arbeitstemperatur von unter 450°C.
  • Beim Weichlöten werden Lote genutzt, die einen Schmelzbereich zwischen 150°C und 250°C aufweisen. Insbesondere kann ein Lot auf einer Zinn oder Bismut Basis verwendet werden. Dem Lot kann dabei Silber oder Kupfer zugesetzt sein. In weniger bevorzugten Ausführungsformen kann dem Lot Blei zugesetzt sein.
  • Als Flussmittel können Flussmittel verwendet werden, die auf einem Harz oder einer Borverbindung oder einem Fluorid oder einer Zinkbasis oder einer Ammoniumchloridbasis basieren.
  • Konkret kann folgende Kombination aus Flussmittel und Lot zum Verlöten S1.2c des ersten und des zweiten Blocks verwendet werden: Braze Tex, Soldaflux 7000 - Basis: Zinkchlorid & Ammoniumchlorid, Wirktemperatur 150 - 400°C; Weichlot: Braze Tec Soldamoll 220 ((Sn 96,5 Ag 3,5)), Band 70,0 × 0,1mm, Schmelzbereich: 221°C - 230°C.
  • Zum Löten können der erste und der zweite Block mit dem Lot und gegebenenfalls mit dem Flussmittel durch eine Ofenfahrt einer wohldefinierten Temperaturkurve ausgesetzt werden. Die Temperaturkurve wird definiert durch eine Vorheizzeit, eine Lötzeit und eine Abkühlzeit. Bei der Vorheizzeit werden der erste und der zweite Block sowie das Lot und gegebenenfalls das Flussmittel auf eine erforderliche Löttemperatur gebracht. Während der Lötzeit wird die Temperatur auf oder oberhalb der Löttemperatur gehalten, um den Lötvorgang durchzuführen. In der Abkühlzeit wird der durch das Lot und gegebenenfalls durch das Flussmittel verbundene Kombinationsblock auf Raumtemperatur abgekühlt.
  • Das Lot kann insbesondere in Form eines Folienlots zwischen die Kontaktflächen eingebracht werden. Dabei weist das Folienlot eine konstante Dicke auf. Insbesondere umfasst das Folienlot wenigstens eine Fläche, die den Kontaktflächen entspricht.
  • Wo noch nicht explizit geschehen, jedoch sinnvoll und im Sinne der Erfindung, können einzelne Ausführungsbeispiele, einzelne ihrer Teilaspekte oder Merkmale miteinander kombiniert bzw. ausgetauscht werden, ohne den Rahmen der hiesigen Erfindung zu verlassen. Mit Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschriebene Vorteile der Erfindung treffen ohne explizite Nennung, wo übertragbar, auch auf andere Ausführungsbeispiele zu.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20170148536 A1 [0007]

Claims (14)

  1. Lamelle (1) zum Kollimieren von Therapiestrahlung umfassend - einen Kollimationsbereich (11) aus einem ersten Material und - einen Haltebereich (12) aus einem zweiten Material, wobei der Kollimationsbereich (11) und der Haltebereich (12) durch eine Verbindungsstelle miteinander verbunden sind, wobei das erste Material zum Kollimieren von Therapiestrahlung ausgebildet ist, wobei der Haltebereich (11) mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen der Lamelle (1) koppelbar ist.
  2. Lamelle (1) nach Anspruch 1, wobei der Kollimationsbereich (11) und der Haltebereich (12) an der Verbindungsstelle (13) miteinander verklebt sind, wobei das Verkleben (S1.2a) insbesondere mit einem Klebstoff auf Epoxidharzbasis erfolgt.
  3. Lamelle (1) nach Anspruch 1, wobei der Kollimationsbereich (11) und der Haltebereich (12) an der Verbindungsstelle (13) miteinander verschweißt sind, wobei das Verschweißen (S1.1b) insbesondere durch Reibschwei-ßen, Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen erfolgt.
  4. Lamelle (1) nach Anspruch 1, wobei der Kollimationsbereich (11) und der Haltebereich (12) an der Verbindungsstelle (13) miteinander verlötet sind, wobei das Verlöten (S1.2c) insbesondere durch Weichlöten erfolgt.
  5. Lamelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Material Wolfram oder eine Wolfram umfassende Verbindung ist.
  6. Lamelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Material Stahl oder Aluminium oder eine Kupferlegierung ist.
  7. Lamelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Führungselement (15), wobei das Führungselement (15) durch das erste und das zweite Material oder nur durch das zweite Material ausgebildet ist, wobei das Führungselement (15) dazu ausgebildet ist, die Lamelle (1) in der Verstelleinrichtung zu führen.
  8. Kollimator (2) umfassend eine Mehrzahl von Lamellen (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und eine Verstelleinrichtung, wobei die Lamellen (1) mit ihren Haltebereichen (12) mit der Verstelleinrichtung gekoppelt sind, wobei die Verstelleinrichtung zum Verstellen jeder Lamelle (1) der Mehrzahl von Lamellen (1) senkrecht zu einer Kontaktfläche des Haltebereiches (12) und des Kollimationsbereiches (11) ausgebildet ist.
  9. Verfahren zum Herstellen einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten Lamelle (1) umfassend folgende Verfahrensschritte: - Verbinden (S1) eines ersten Blocks aus dem ersten Material und eines zweiten Blocks aus dem zweiten Material zu einem Kombinationsblock.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verbinden folgende Verfahrensschritte umfasst: - Vorbehandeln (S1.1a) wenigstens der Flächen des ersten und des zweiten Blocks, die über die Verbindungsstelle miteinander verbunden werden sollen, wobei das Vorbehandeln insbesondere ein Schleifen und/oder Glätten und/oder Reinigen und/oder chemisches Aktivieren umfasst, - Verkleben (S1.2a) des ersten Blocks mit dem zweiten Block insbesondere mittels eines Klebstoffes auf Epoxidharzbasis.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verbinden folgenden Verfahrensschritt umfasst: - Verschweißen (S1.1b) des ersten Blocks mit dem zweiten Block insbesondere mittels Reibschweißen oder Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verbinden folgende Verfahrensschritte umfasst: - Beschichten (S1.1c) wenigstens einer Fläche des ersten Blocks, die über die Verbindungsstelle mit dem zweiten Block verbunden werden soll, wobei das Beschichten insbesondere ein Aufbringen von chemischem Nickel oder ein Galvanisieren oder ein Flammbeschichten umfasst - Verlöten (S1.2c) des ersten Blocks mit dem zweiten Block, wobei das Verlöten insbesondere mittels Weichlötens erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Verfahren außerdem folgenden Verfahrensschritt umfasst: - Ausfräsen (S2) wenigstens einer Seitenfläche der Lamelle (1) aus dem Kombinationsblock.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, außerdem umfassend: - Ausfräsen (S3) wenigstens eines Führungselementes (15) aus dem Kombinationsblock, und/oder - Ausfräsen (S4) einer Kontur des Haltebereichs (12) aus dem Kombinationsblock.
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