DE19727483A1 - Röntgenstrahl-CT-Festkörperdetektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahl-CT-Festkör­ perdetektor, der insbesondere so ausgebildet ist, daß fä­ cherförmige Röntgenstrahlen, die über einen zu prüfenden Gegenstand übertragen werden, durch eine Kollimatoreinrich­ tung mittels einer Anzahl von Strahlungsdetektorelementen erfaßt werden, die in Form einer Gruppe angeordnet sind.

Wie es in Fig. 15 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist, umfaßt eine bekannte Röntgenstrahl-CT-Vorrichtung einen Röntgenstrahl-CT-Festkörperdetektor, der eine Röntgenstrahl­ röhre 71, eine Kollimatoreinrichtung 72 und Detektorblöcke 73 aufweist und so ausgebildet ist, daß übertragene Röntgen­ strahlen, die dadurch erhalten werden, daß ein fächerförmi­ ges Röntgenstrahlbündel 75 von der Röntgenstrahlröhre 71 auf einen zu prüfenden Gegenstand abgestrahlt wird, zu den De­ tektorblöcken 73 über die Kollimatoreinrichtung 72 geführt und durch die Detektorblöcke 73 erfaßt werden.

In jedem Detektorblock 73 sind Kombinationen von Scin­ tillatoren zum Umwandeln der Strahlung in Licht und photo­ elektrische Wandlerelemente zum Umwandeln des Lichtes in elektrische Signale parallel auf einem Substrat in Form einer eindimensionalen Reihe angeordnet. In jedem Block 73 sind im allgemeinen 8 bis 30 Kombinationen von Scintillato­ ren und photoelektrischen Wandlerelementen auf dem Substrat vorgesehen. Derartige Detektorblöcke 73 sind dann in Form eines Polygonalzuges auf einem bestimmten Kreis angeordnet und mit der Kollimatoreinrichtung 72 so kombiniert, daß ein Röntgenstrahl-CT-Festkörperdetektor 74 gebildet ist.

Bei einem derartigen Röntgenstrahl-CT-Festkörperdetek­ tor sind die Kollimatoreinrichtungen 72 und jeder Detektor­ block 73 an einer Befestigungsplatte 80 befestigt, die in Fig. 16 dargestellt ist. Die Kollimatoreinrichtung 72 be­ steht aus einer Anzahl von Kollimatorplatten 72a, die in einem kastenartigen Haltekörper aufgenommen sind, der in Fig. 16 nicht dargestellt ist. Jede Kollimatorplatte 72a ist an der Befestigungsplatte 80 über den Haltekörper so ange­ bracht, daß sie zu der Stelle der Erzeugung der Röntgen­ strahlen gerichtet ist. In jedem Detektorblock 73 ist eine Anordnung aus einer Scintillatorgruppe 73a und einer Photo­ diodengruppe 73b an einer Halterung 81 angebracht. Jeder Detektorblock 73 ist an der Befestigungsplatte so ange­ bracht, daß er und die Kollimatoreinrichtung 72 in einem einteiligen Aufbau ausgebildet sind. Jede Kollimatorplatte 72a muß auf jedem Rand B zwischen benachbarten Scintillator­ elementen angeordnet sein. Dementsprechend sind Positionier­ stifte 82 an der Befestigungsplatte 80 angebracht. Durch Einsetzen der Stifte 82 in Paßlöcher, die in der Halterung 81 des Detektorblockes 73 ausgebildet sind, werden die Kol­ limatoreinrichtung 72 und jeder Detektorblock 73 zueinander positioniert.

Bei einem derartigen bekannten Festkörperdetektor ist die relative Position zwischen der Kollimatoreinrichtung 72 und den Detektorblöcken 73 nur durch die Positionierstifte 82 bestimmt. Das macht es schwierig, die Positionierungs­ genauigkeit zu erhöhen. Die Kollimatorplatten 72a werden insbesondere durch den Haltekörper gehalten, während die Scintillatorgruppen 73a durch die Halterungen 81 gehalten sind, wobei Haltekörper und Halterungen 81 über die Befesti­ gungsplatten 80 und die Stifte 82 gekoppelt sind. Das heißt, daß eine große Anzahl von Bauelementen zwischen den Kollima­ torplatten 72a und den Scintillatorgruppen 73a angeordnet ist. Das macht es schwierig, die äußerst wichtige Posi­ tionsgenauigkeit zwischen den Kollimatorplatten 72a und den Scintillatorgruppen 73a zu erhöhen.

Durch die Erfindung soll daher ein Röntgenstrahl-CT-Fest­ körperdetektor geschaffen werden, der einen relativ einfachen und wirtschaftlichen Aufbau hat und bei dem zu jedem Zeitpunkt die Kollimatorplatten und die Detektorblöcke mit hoher Genauigkeit positioniert werden können.

Dazu ist der erfindungsgemäße Röntgenstrahl-CT-Festkör­ perdetektor mit Detektorblöcken, die jeweils ein Substrat, eine Photodiodengruppe, die am Substrat befestigt ist und eine Scintillatorgruppe aufweisen, die an der Photodioden­ gruppe befestigt ist, und einer Kollimatoreinrichtung ver­ sehen, die eine Vielzahl von Kollimatorplatten aufweist, die an einem Haltekörper befestigt sind, und die so angeordnet ist, daß die Röntgenstrahlen, die dadurch erhalten werden, daß ein fächerförmiges Röntgenstrahlbündel von einer Rönt­ genstrahlquelle auf einen zu prüfenden Gegenstand abge­ strahlt wird, zu den Detektorblöcken über die Kollimator­ einrichtung geführt werden. An jedem Substrat ist eine Nut­ platte befestigt, die an einer bestimmten Stelle eine Nut aufweist, in die eine Kollimatorplatte gepaßt ist.

Die Scintillator- und Photodiodengruppen sind an jedem Substrat so befestigt, daß eine bestimmte relative Position zwischen den Scintillator- und Photodiodengruppen und der Nutplatte beibehalten wird. Jeder Detektorblock und die Kollimatoreinrichtung sind aneinander so befestigt, daß die Kollimatorplatte in die Nut der Nutplatte eingepaßt ist.

Jede Seitenwand jeder Nut hat eine derartige Stärke, daß sie die Kollimatorplatten nicht stört, die der in die Nut eingepaßten Kollimatorplatte benachbart sind.

Bei einem Röntgenstrahl-CT-Festkörperdetektor mit der oben beschriebenen Ausbildung sind die Scintillator- und Photodiodengruppen jedes Detektorblockes am Substrat so befestigt, daß eine bestimmte relative Position bezüglich der Nutplatte beibehalten ist.

Wenn weiterhin die Kollimatorplatte in die Nut der Nutplatte eingepaßt ist, sind jeder Detektorblock und die Kollimatoreinrichtung in Form eines einteiligen Aufbaus fest miteinander verbunden. Bei der oben beschriebenen Ausbildung werden die Kollimatorplatten direkt bezüglich der Nutplatten positioniert und sind die Scintillator- und Photodiodengrup­ pen an den Substraten so befestigt, daß eine bestimmte rela­ tive Position bezüglich der Nutplatten beibehalten ist. Es kann daher die Genauigkeit, mit der die Scintillatorelemente und die Kollimatorplatten zueinander angeordnet sind, ver­ glichen mit der bekannten Anordnung erhöht werden, bei der die Scintillatorelemente unter Verwendung von Stiften an bestimmten Stellen über verschiedene Bauelemente wie Halte­ rungen, Befestigungsplatten und ähnliches angeordnet sind.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht jede Nutplatte aus einer rechtwinkligen Platte mit einer Breite gleich der jedes Substrats, die auf einer Stirnfläche mit einem vorstehenden Teil versehen ist, der sich in Richtung der Breite erstreckt, wobei der vorstehende Teil an seiner Mitte mit einem konvexen Teil versehen ist, der in seiner Oberseite mit einer Nut versehen ist, die entlang der Mittellinie verläuft, die die Breite der Nut­ platte in zwei gleiche Teile unterteilt, und die eine der­ artige Breite und Tiefe hat, daß eine Kollimatorplatte in die Nut gepaßt werden kann.

Jede Nutplatte kann aber auch aus einer mit einer Nut versehenen Platte bestehen,die im Querschnitt im wesentli­ chen L-förmig ist und die neben den Scintillator- und Photo­ diodengruppen auf derjenigen Oberfläche jedes Substrates angeordnet ist, auf der diese Gruppen angebracht sind. Jede Nutplatte kann auch eine stabförmige Nutplatte sein, die eine Nut aufweist und neben den Scintillator- und Photodio­ dengruppen angeordnet ist.

Gemäß der Erfindung kann der Röntgenstrahl-CT-Festkör­ perdetektor so ausgebildet sein, daß jedes Substrat an einer bestimmten Stelle mit einer Nut versehen ist, in die eine Kollimatorplatte gepaßt ist, an jedem Substrat Scintillator- und Photodiodengruppen so befestigt sind, daß ihre Mittel­ achsen zur Mittelachse der Nut ausgerichtet sind, eine Kol­ limatorplatte, die in die Nut zu passen ist, eine derartige Form hat, daß sie die Scintillator- und Photodiodengruppen überschreitet und die Kollimatorplatte in die Nut gepaßt ist.

Auch bei der oben beschriebenen Ausbildung sind die Kollimatorplatten direkt bezüglich der Nutplatten positio­ niert und sind die Scintillator- und Photodiodengruppen an den Substraten so befestigt, daß eine bestimmte relative Position bezüglich der Nutplatten beibehalten ist. Das er­ höht die Positionierungsgenauigkeit, mit der die Scintilla­ torelemente bezüglich der Kollimatorplatten positioniert sind.

Bei der oben beschriebenen Ausbildung können Substrate jeweils verwandt werden, die an bestimmten Stellen zwei daran angebrachte Blöcke aufweisen, wobei jeder Block mit einer Nut versehen ist, in die die Kollimatorplatte zu pas­ sen ist. Bei dieser Ausbildung sind die Nuten nicht direkt in den Substraten, sondern in Blöcken ausgebildet, die an den Substraten angebracht sind. Das erhöht das Maß an Frei­ heit in der Auslegung bezüglich der zu wählenden Materialien der Blöcke, der Höhe der Nuten über den Substraten und ähn­ lichem, was es erlaubt, den Blöcken eine optimale Form zu geben.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 in einer Vertikalschnittansicht ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Detektorblocks von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Hauptteile der Kollimatoreinrichtung von Fig. 1,

Fig. 4 eine Vertikalschnittansicht eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 5 eine Vertikalschnittansicht noch eines Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6 eine Vertikalschnittansicht eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Detektorblockes von Fig. 6,

Fig. 8A in einer perspektivischen Ansicht eine übliche Kollimatorplatte, die bei der Kollimatoreinrichtung von Fig. 6 verwandt wird,

Fig. 8B eine perspektivische Ansicht einer Kollimator­ platte, die bei der Kollimatoreinrichtung von Fig. 6 ver­ wandt wird und die Paßteile aufweist, die in eine Nut zu passen sind, die in einem Substrat ausgebildet ist,

Fig. 9 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Detektorblockes und einer Kollimatoreinrichtung von Fig. 6,

Fig. 10 in einer perspektivischen Ansicht das Substrat 15 eines Detektorblockes noch eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 11 in einer perspektivischen Ansicht einen Setzka­ sten, der bei einem Verfahren zum Zusammensetzen eines Aus­ führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Festkörperdetektors verwandt wird,

Fig. 12 eine Schnittansicht längs einer Ebene in Rich­ tung der Dicke der Kollimatorplatten des Setzkastens, der an der Kollimatoreinrichtung befestigt ist,

Fig. 13 eine Schnittansicht längs einer Ebene, die entlang der Oberfläche einer Kollimatorplatte verläuft, des Setzkastens, der an der Kollimatoreinrichtung befestigt ist,

Fig. 14 in einer vertikalen Schnittansicht, wie ein Detektorblock, der durch das in Fig. 13 dargestellte Ver­ fahren positioniert ist, an der Kollimatoreinrichtung befe­ stigt ist,

Fig. 15 eine Ansicht zur Erläuterung des Aufbaus einer üblichen Röntgenstrahl-CT-Vorrichtung und

Fig. 16 eine Ansicht, die den Aufbau eines bekannten Festkörperdetektors für eine Röntgenstrahl-CT-Vorrichtung zeigt.

Fig. 1 zeigt in einer Vertikalschnittansicht ein Aus­ führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ausbildung, Fig. 2 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Detektorblockes 1 in Fig. 1 und Fig. 3 zeigt eine perspekti­ vische Ansicht der Hauptteile einer Kollimatoreinrichtung 2.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt jeder Detektorblock 1 (i) ein Substrat 10, an dem ein Signalleitungs­ kabel 10a angebracht ist, das mit Photodioden 12a verbunden ist, die später beschrieben werden, (ii) eine Scintillator­ gruppe 11, bei der eine Vielzahl von Scintillatorelementen 11a in Form einer eindimensionalen Reihe angeordnet sind, und (iii) eine Photodiodengruppe 12, bei der Photodioden 12a in einer Anzahl gleich der der Scintillatorelemente 11a gleichfalls in Form einer eindimensionalen Reihe angeordnet sind, wobei die Photodioden- und Scintillatorgruppen 12 und 11 auf dem Substrat 10 angebracht sind. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel sind die Gruppen 11, 12 am Substrat 10 mittels einer Nutplatte 13 befestigt, die an der Unterseite des Substrates 10 angebracht ist. Das Substrat 10 ist an einem Endabschnitt mit einem durchgehenden Loch 10b versehen, das dazu dient, das Substrat 10 über die Nutplatte 13 an der Kollimatoreinrichtung 2 zu befestigen. Die Nutplatte 13 besteht aus einer rechtwinkligen Platte mit eine Breite gleich der des Substrates 10 und ist auf einer Außenfläche mit einem vorstehenden Teil 13a versehen, der sich in Rich­ tung der Breite der Platte erstreckt. Der vorstehende Teil 13a ist an seiner Mitte mit einem konvexen Teil versehen und eine Nut 13b ist an der Oberseite des konvexen Teils ausge­ bildet. Die Nut 13b ist auf der Mittellinie C ausgebildet, die die Breite der Nutplatte 13 in zwei gleiche Teile teilt. Die Nut 13b hat eine derartige Breite und Tiefe, daß eine Kollimatorplatte 21 der Kollimatoreinrichtung 2 eingepaßt werden kann. Die Nut hat insbesondere eine Breite von etwa 100 bis etwa 300 µm und eine Tiefe von etwa 1 bis 1,5 mm. Jede Seitenwand der Nut 13b ist so festgelegt, daß sie die Kollimatorplatte nicht stört, die der in die Nut 13b einge­ paßten Kollimatorplatten benachbart sind. Die Nut 13b ist beispielsweise mittels einer Drahtschneideelektrofunkenma­ schine, einer Schneidemaschine oder ähnlichem ausgebildet.

Die Nutplatte 13 ist an beiden Enden mit durchgehenden Lö­ chern 13c, 13d versehen, über die die Nutplatte 13 an der Kollimatoreinrichtung 2 befestigt ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Scintillator­ gruppe 11 und die Photodiodengruppe 12 nach dem folgenden Verfahren am Substrat 10 so befestigt, daß eine bestimmte relative Position bezüglich der Nut 13b beibehalten wird. Die Photodiodengruppe 12 wird insbesondere am Substrat 10 unter Verwendung von Klebstoffen oder ähnlichem so befestigt, daß die Mittelachse C12 der Photodiodengruppe 12 zur Mittelachse C10 des Substrates 10 ausgerichtet ist und die Scintillatorgruppe 11 wird an der Photodiodengruppe 12 unter Verwendung von Klebstoffen oder ähnlichem so befe­ stigt, daß die Mittelachse C11 der Scintillatorgruppe 11 zur Mittelachse C12 der Photodiodengruppe 12 ausgerichtet ist. Wenn insbesondere jede Scintillatorgruppe 11 und jede Photo­ diodengruppe 12 eine geradzahlige Anzahl von Elementen hat und die Breite des Substrates 10 gleich der Breite der Scin­ tillatorgruppe 11 und der Photodiodengruppe 12 jeweils ist, dann können das Substrat 10, die Scintillatorgruppe 11 und die Photodiodengruppe 12 miteinander so verbunden werden, daß eine Seite des Substrates 10, der Scintillatorgruppe 11 und der Photodiodengruppe 12 sich in derselben Ebene befin­ det. Unter Verwendung von Klebstoffen oder ähnlichem können andererseits das Substrat 10 und die Nutplatte 13 mitein­ ander so verbunden werden, daß eine Seite des Substrates 10 und der Nutplatte 13 in derselben Ebene liegt und ein Ende in Längsrichtung des Substrates 10 in Kontakt mit einer Seitenfläche des vorstehenden Teils 13a kommt. Bei einer derartigen Anordnung sind die Scintillatorgruppe 11 und die Photodiodengruppe 12 so aneinander befestigt, daß eine be­ stimmte relative Position bezüglich der Nutplatte 13 beibe­ halten ist. Das heißt, daß die Mittellinie jeder Gruppe 11, 12 zur Mittellinie C der Nutplatte 13 ausgerichtet ist. Bei einer derartigen Anordnung hat jede Gruppe 11, 12 eine ge­ radzahlige Anzahl von Elementen und ist die Nut 13b in der Nutplatte 13 auf deren Mittellinie C ausgebildet. Die Ele­ mentgrenze B in der Mitte jeder Gruppe 11, 12 befindet sich somit in der Mitte der Nut 13b der Nutplatte 13.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt die Kollima­ toreinrichtung 2 eine Anzahl von Kollimatorplatten 21, die an beiden Enden durch Halterungen 22a, 22b befestigt sind, wobei die Halterung 22a an ihrer einen Seite an einem Haupt­ gehäusekörper 30 befestigt ist. Die Kollimatoreinrichtung 2 wird in eine Röntgenstrahl-CT-Vorrichtung so eingesetzt, daß jede Kollimatorplatte 21 zu einer punktartigen Röntgen­ strahlquelle ausgerichtet ist. Jede Kollimatorplatte 21 besteht aus einer dünnen Platte mit einem hohen Röntgen­ strahlabschirmungsvermögen aus einem Material mit hoher Ord­ nungszahl wie beispielsweise Wolfram, Molybdän oder ähnli­ chem. Die Kollimatorplatten 21 sind in ihrem Anordnungsin­ tervall genauso angeordnet wie die Elemente der Scintilla­ torgruppe 11 und der Photodiodengruppe 12. Wie es im folgen­ den dargestellt wird, sind die Kollimatoreinrichtung 2 und der Detektorblock 1 aneinander so befestigt, daß sich eine Kollimatorplatte 21 auf jeder Elementgrenze B jeder der Gruppen 11, 12 befindet.

Damit die Detektorblöcke 11 an der Kollimatoreinrich­ tung 2 angebracht werden können, ist insbesondere jede Un­ terseite der Halterungen 22a, 22b der Kollimatoreinrichtung 2 in Form einer Gruppe von mehreren ebenen Kontaktflächen 23 ausgebildet, die in üblicher Weise an den Zonen angeordnet sind, in die der Umfang eines Kreises unterteilt ist, wobei der Polygonzug, der von diesen Kontaktflächen 23 gebildet wird, den Kreis approximiert. Jedes Paar von Kontaktflächen 23 weist Innengewinde 29 auf, die dem durchgehenden Loch 10b des Substrates 10 und den durchgehenden Löchern 13c, 13d der Nutplatte 13 entsprechen. Jeder Detektorblock 1 ist an jedem der Paare von Kontaktflächen 23 befestigt.

Jeder Detektorblock 1 wird in der folgenden Weise an der Kollimatoreinrichtung 2 befestigt. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wird eine bestimmte Kollimatorplatte 21 der Kollimatoreinrichtung 2 in die Nut 13b der Nutplatte 13 eines Detektorblockes 1 so gepaßt, daß der Detektorblock 1 und die Kollimatoreinrichtung 2 in der Elementanordnungs­ richtung positioniert sind und eine Endfläche der Nutplatte 13 so angeordnet ist, daß sie mit einer Seite des Hauptge­ häusekörpers 30 in Kontakt kommt, so daß der Detektorblock 1 und die Kollimatoreinrichtung 2 in einer Richtung unter einem rechten Winkel zur oben erwähnten Elementanordnungs­ richtung positioniert sind. Nicht dargestellte Bolzen werden dann in das durchgehende Loch 10b des Substrates 10 und in die durchgehenden Löcher 13c, 13d der Nutplatte 13 einge­ setzt und dann in die Innengewinde 29 geschraubt, derart, daß der Detektorblock 1 an der Kollimatoreinrichtung 2 befe­ stigt ist. In einem derartigen befestigten Zustand befindet sich die Nut 13d auf der Elementgrenze B in der Mitte der Scintillatorgruppe 11 und der Photodiodengruppe 12. Jede Kollimatorplatte 21 ist dementsprechend genau auf jeder Scintillatorelementgrenze B des Detektorblockes 1 angeord­ net.

Jeder Detektorblock 1 und jede Kollimatoreinrichtung 2 sind nur an einer Stelle zusammengepaßt, an der eine Kolli­ matorplatte 21 in die Nut 13b des Detektorblockes 1 gepaßt ist. Jeder Detektorblock 1 ist jedoch so positioniert, daß er mit den Kontaktflächen 23 der Halterungen 22a, 22b und mit der Oberfläche des Hauptgehäusekörpers 30 in Kontakt kommt. Wenn dementsprechend nach dem Positionieren des De­ tektorblockes 1 und der Kollimatoreinrichtung 2 die Bolzen festgezogen sind, wird sich der Detektorblock 1 niemals aufgrund einer Reibung bewegen, obwohl die Bolzen in die Innengewinde 29 nach der Positionierung eingeschraubt worden sind. Um die Positionierungsgenauigkeit zu verbessern, ist die Oberfläche des Hauptgehäusekörpers 30, die mit jeder Nutplatte 13 in Kontakt kommt, vorzugsweise mit hoher Plan­ genauigkeit ausgebildet.

Fig. 4 zeigt in einer Vertikalschnittansicht den Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung. Bei die­ sem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Nutplatte 43, die im Schnitt im wesentlichen L-förmig ausge­ bildet ist und eine Nut 43b aufweist, die der Nut 13b in Fig. 2 äquivalent ist, an derjenigen Oberfläche jedes Sub­ strates 10 befestigt, auf der eine Scintillatorgruppe 11 und eine Photodiodengruppe 12 angebracht sind, wobei die Nut­ platte 43 neben den Gruppen 11, 12 angeordnet ist. Wenn bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel jeder Detek­ torblock 1 und jede Kollimatoreinrichtung 2 aneinander befe­ stigt sind, ist eine Kollimatorplatte 21 in die Nut 43b der Nutplatte 43 gepaßt und ist die Nutplatte 43 durch das Sub­ strat 10 und eine Halterung 22a der Kollimatoreinrichtung 2 und zwischen diesen Bauteilen gehalten.

Fig. 5 zeigt eine Vertikalschnittansicht der Ausbildung eines weiteren Ausführungsbeispiels. Bei diesem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine stabartige Nut­ platte 53 mit einer Nut 53b, die der Nut 13b in Fig. 2 äqui­ valent ist, an derjenigen Oberfläche jedes Substrates 10 befestigt, auf der eine Scintillatorgruppe 11 und eine Pho­ todiodengruppe 12 angebracht sind, wobei die Nutplatte 53 neben den Gruppen 11, 12 angeordnet ist. Wenn bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel jeder Detektorblock 1 und jede Kollimatoreinrichtung 2 einander befestigt sind, ist eine Kollimatorplatte 21 in die Nut 53b der Nutplatte 53 gepaßt und kommt die Nutplatte 53 in Kontakt mit einer Sei­ tenfläche einer Halterung 22a der Kollimatoreinrichtung 2.

Fig. 6 zeigt in einer Vertikalschnittansicht den Aufbau noch eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Fig. 7 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Detek­ torblockes 1 von Fig. 6. Fig. 8A und Fig. 8B zeigen jeweils perspektivische Ansichten einer Kollimatorplatte, die in der Kollimatoreinrichtung 2 von Fig. 6 verwandt wird. Fig. 9 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Detektorblockes 1 und einer Kollimatoreinrichtung 2 von Fig. 6.

Das Substrat 15 weist eine Nut 15a auf der Mittellinie C auf, die die Breite des Substrates 15 in zwei gleiche Teile teilt. Eine Photodiodengruppe 12 ist mit dem Substrat 15 so verbunden, daß die Mittelachse C12 der Photodioden­ gruppe 12 zur Mittellinie C des Substrates 10 ausgerichtet ist, und eine Scintillatorgruppe 11 ist mit der Photodioden­ gruppe 12 so verbunden, daß die Mittelachse C11 der Scintil­ latorgruppe 11 zur Mittelachse C12 der Photodiodengruppe 12 ausgerichtet ist. Die Kollimatoreinrichtung 2 umfaßt mehrere Kollimatorplatten 21, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unter­ scheidet sich jedoch von allen oben beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen dadurch, daß die Kollimatorplatten zwei Arten von Kollimatorplatten, nämlich übliche Kollimatorplat­ ten 21, wie sie in Fig. 8A dargestellt sind, und Kollimator­ platten 24 umfassen, die Paßteile 24a aufweisen, wie es in Fig. 8B dargestellt ist. Das in Fig. 6 dargestellte Ausfüh­ rungsbeispiel ist gleich den vorher erwähnten Ausführungs­ beispielen hinsichtlich des Abstandes zwischen benachbarten Kollimatorplatten und der Anzahl der Kollimatorplatten. Wenn beispielsweise jeder Detektorblock 1 N Scintillatorelemente aufweist, dann ist eine Kollimatorplatte 24 mit Paßteilen 24a pro N Kollimatorplatten eingesetzt und so angeordnet, daß sie sich auf der Mitte jedes Kollimatorblockes befindet, der jedem Detektorblock 1 entspricht. Jeder Detektorblock ist insbesondere für jedes Paar von Kontaktflächen 23 der Kollimatoreinrichtung 2 angeordnet. Die Kollimatorplatte in der Mitte jedes Kollimatorblockes besteht aus einer Kollima­ torplatte 24 mit Paßteilen 24a und die anderen Kollimator­ platten sind übliche Kollimatorplatten 21. Durch das Ein­ passen der Paßteile 24a der Kollimatorplatte 24 in die Nut 15a jedes Substrates 15 werden der Detektorblock 1 und die Kollimatoreinrichtung 2 zueinander positioniert. Die relati­ ve Position zwischen der Kollimatoreinrichtung 2 und jedem Detektorblock 1 wird somit dadurch bestimmt, daß die Paß­ teile 24a der Kollimatorplatte 24 in die Nut 15a des Detek­ torblockes 1 an seiner Mitte eingesetzt werden, und der Detektorblock 1 wird an der Kollimatoreinrichtung 2 mit Schrauben befestigt, wozu Gehäusekörperbefestigungslöcher 27 dienen, die im Substrat 15 ausgebildet sind. Übliche Kolli­ matorplatten 21 werden somit neben jeder Kollimatorplatte 24 mit Paßteilen 24a angeordnet und an den Elementgrenzpositio­ nen der Scintillatorgruppe positioniert.

Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Sub­ strates 15 für jeden Detektorblock 1 bei noch einem Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung. Bei dem in Fig. 10 dargestell­ ten Ausführungsbeispiel ist jedes Substrat 15 nicht direkt mit einer Nut versehen, sondern sind an jedem Substrat 15 Blöcke 28 angebracht. Jeder Block 28 weist eine Nut 28a auf. Eine Kollimatorplatte 24, wie sie in Fig. 8B dargestellt ist, wird in die Nuten 28a gepaßt. Diese Blöcke 28 bestehen aus maschinenbearbeitbaren Keramikmaterialien, Metallmate­ rialien, Glas oder ähnlichen Materialien und sind an den Substraten 15 unter Verwendung von Klebemitteln, Schrauben oder ähnlichem angebracht. Diese Blöcke 28 sind an den Substraten 15 an anderen Teilen als den mittleren Teilen des Substrates 15 und nicht an denjenigen Endabschnitten des Substrates 15 angebracht, die im folgenden Schritt am Gehäu­ sekörper angebracht werden.

Bei der Ausbildung des Ausführungsbeispiels von Fig. 10 ist keine Nut direkt in jedem Substrat 15 ausgebildet, viel­ mehr ist eine Nut in jedem der Blöcke 28 ausgebildet, die an jedem Substrat 15 angebracht sind. Das erhöht das Maß an Freiheit in der Auslegung hinsichtlich des für die Blöcke 28 zu wählenden Materials, der Höhe jeder Nut über dem Substrat und ähnlichem, was zur Folge hat, daß jedem Block 28 eine optimale Form gegeben werden kann. Die Genauigkeit in der maschinellen Bearbeitung von maschinell bearbeitbaren Kera­ miken oder Metall ist im allgemeinen größer verglichen mit einer gedruckten Schaltungsplatte zur Ausbildung einer elek­ trischen Schaltung. Das macht es möglich, die Breite oder eine ähnliche Abmessung jeder Nut feinmechanisch auszubil­ den. Die Position jeder Nut ist darüber hinaus höher als die Oberfläche des Substrates 15. Das macht nicht mehr eine Kollimatorplatte mit speziell vorstehenden Paßteilen notwen­ dig, vielmehr kann eine übliche Kollimatorplatte gleichfalls verwandt werden, deren Endabschnitte als Paßteile dienen.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, Kollimatorplatten in Nuten so einzupassen, daß die Detektorblöcke, die Kollimatorplatten der Kollimator­ einrichtung und die Scintillatorelemente der Detektorblöcke in passender Weise zueinander positioniert sind. Dieses Grundkonzept kann auch auf ein Verfahren zum Montieren eines Röntgenstrahl-CT-Festkörperdetektors angewandt werden. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens beschrieben.

Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Setz­ kastens 61, der für das Montageverfahren verwandt wird. Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht längs einer Ebene in Richtung der Dicke der Kollimatorplatten 21 des Setzkastens 61, der an der Kollimatoreinrichtung 2 befestigt ist. Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht längs einer Ebene, die entlang der Ober­ fläche der Kollimatorplatte 21 verläuft, des Setzkastens 61, der an der Kollimatoreinrichtung 2 befestigt ist. Bei diesem Beispiel hat die Kollimatoreinrichtung einen Aufbau, der dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau äquivalent ist, und hat jeder Detektorblock 1 einen Aufbau, der gleich dem ist, der in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, allerdings mit der Ausnahme, daß die Nutplatte 13 in Fig. 1 und 2 nicht vorgesehen ist.

Der Setzkasten 61 ist an einer seiner Oberflächen mit einer Vielzahl von Nuten 61a versehen, in jede von denen eine Kollimatorplatte zu passen ist. Auf beiden Seiten der Nuten 61a weist der Setzkasten 61 durchgehende Löcher 61b auf, mit Hilfe derer der Setzkasten 61 an den Halterungen 22a, 22b der Kollimatoreinrichtung 2 befestigt wird. Die Anordnungsintervalle und -winkel der Nuten 61a sind gleich denen der Kollimatorplatten 21 der Kollimatoreinrichtung 2. Wenn der Setzkasten 61 an der Kollimatoreinrichtung 2 befe­ stigt wird, wird eine Kollimatorplatte 21 in jede der Nuten 61a eingesetzt. Beide Endflächen 61c, 61d des Setzkastens 61 sind so abgeschrägt, daß sie jeweils entlang der Mittelli­ nien Cc, Cd der Kollimatorplatten 21 verlaufen, die an bei­ den Enden des Setzkastens 61 angeordnet sind. Wie es später beschrieben wird, dienen diese Flächen 61c, 61d als Bezugs­ kontaktflächen, auf deren Grundlage jeder Detektorblock 1 an der Kollimatoreinrichtung 2 befestigt wird. Der Abstand zwischen den oberen Enden der Flächen 61c, 61d des Setzka­ stens 61 ist gleich der Breite jedes Detektorblockes 1. Dieser Abstand wird gemessen in der Richtung, in der die Elemente der Scintillatorgruppe 11 und der Photodiodengruppe 12 angeordnet sind.

Bei einem Montageverfahren unter Verwendung des Setzka­ stens 61 mit dem oben beschriebenen Aufbau können der Reihe nach drei Detektorblöcke positioniert und befestigt werden, wie es im folgenden beschrieben wird.

Wenn eine Kollimatorplatte 21 in jede Nut 61a gepaßt ist, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, ist der Setzkasten 61 an den Halterungen 22a, 22b der Kollimatoreinrichtung 2 mit nicht dargestellten Bolzen zu befestigen, die durch die durchgehenden Löcher 61b in Fig. 13 führen. Auf der Grundla­ ge der ausgelegten Bezugskontaktflächen werden nicht darge­ stellte Setzkästen so angeordnet, daß die Seiten der Detek­ torblöcke 1a, 1b in Kontakt mit den ausgelegten Bezugskon­ taktflächen kommen und werden dann die Kollimatorplatten 21 an diesen nicht dargestellten Setzkästen befestigt. Dann werden diese nicht dargestellten Setzkästen entfernt. Der Setzkasten 61, der durch eine ausgezogene Linie in Fig. 12 dargestellt ist, wird dann angebracht und die Kollimator­ platten 21 werden an diesem Setzkasten 61 befestigt. Wenn dieser Setzkasten 61 angebracht ist, werden die Detektor­ blöcke 1a, 1b auf beiden Seiten dieses Setzkastens 61 an­ geordnet und an den Kollimatorplatten befestigt, von denen die nicht dargestellten Setzkästen entfernt worden sind. Die Detektorblöcke 1a, 1b werden dann an den Halterungen 22a, 22b der Kollimatoreinrichtung 2 unter Verwendung von nicht dargestellten Bolzen befestigt, wie es in der Schnittansicht von Fig. 14 dargestellt ist. Dann wird der Setzkasten 61 entfernt und wird der Detektorblock 1 auf der Grundlage der Detektorblöcke 1a, 1b angeordnet. Wenn somit die Detektor­ blöcke 1a, 1b positioniert und auf beiden Seiten des Setzka­ stens 61 befestigt sind und der Setzkasten 61 anschließend entfernt worden ist, wird der Raum, von dem der Setzkasten 61 entfernt wurde, durch diese beiden Detektorblöcke 1a, 1b auf beiden Seiten dieses Raumes und zwischen diesen beiden Detektorblöcken 1a, 1b beibehalten. Es kann dementsprechend ein weiterer Detektorblock 1 positioniert und mit seinen beiden Seiten so befestigt werden, daß er in Kontakt mit den Seiten der Detektorblöcke 1a, 1b kommt. Somit werden drei Detektorblöcke 1a, 1b, 1 der Reihe nach positioniert und an der Kollimatoreinrichtung 2 befestigt. Durch eine Wiederho­ lung eines derartigen Arbeitsvorganges kann eine Anzahl von Detektorblöcken der Reihe nach positioniert und an der Kol­ limatoreinrichtung 2 befestigt werden.

Bei dem oben erwähnten Montageverfahren kann jeder Detektorblock 1 in seinem Aufbau vereinfacht werden. Jeder Detektorblock 1 kann weiterhin in passender Weise bezüglich der Kollimatoreinrichtung 2 auf der Grundlage der Kollima­ torplatten 21 positioniert werden. Das erhöht merklich die Positionierungsgenauigkeit der Scintillatorelemente bezüg­ lich der Kollimatorplatten verglichen mit der bekannten in Fig. 16 dargestellten Ausbildung.

Claims (6)

1. Röntgenstrahl-CT-Festkörperdetektor mit Detektor­ blöcken, von denen jeder ein Substrat, eine Photodiodengrup­ pe, die am Substrat befestigt ist, und eine Scintillator­ gruppe aufweist, die an der Photodiodengruppe befestigt ist, und mit einer Kollimatoreinrichtung, die eine Vielzahl von Kollimatorplatten aufweist, die an einem Haltekörper befe­ stigt sind, und die so angeordnet sind, daß übertragene Röntgenstrahlen, die dadurch erhalten werden, daß ein fä­ cherförmiges Röntgenstrahlbündel von einer Röntgenstrahl­ quelle auf einen zu prüfenden Gegenstand abgestrahlt wird, zu den Detektorblöcken über die Kollimatoreinrichtung ge­ führt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
an jedem Substrat (15) eine Nutplatte (13, 43, 53) befestigt ist, die an einer bestimmten Stelle eine Nut (13b, 43b, 53b) aufweist, in die eine Kollimatorplatte (21) gepaßt ist,
die Scintillator- und Photodiodengruppen (11, 12) an jedem Substrat (15) so befestigt sind, daß eine bestimmte relative Position zwischen den Scintillator- und Photodio­ dengruppen (11, 12) und der Nutplatte (13, 43, 53) beibehal­ ten ist, und
der Detektorblock (1) und die Kollimatoreinrichtung (2) aneinander so befestigt sind, daß eine Kollimatorplatte (21) in die Nut (13b, 43b, 53b) der Nutplatte (13, 43, 53) gepaßt ist.

2. Festkörperdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
jede Nutplatte (13) eine rechtwinklige Platte mit einer Breite gleich der jedes Substrates (10) ist und auf einer Außenfläche mit einem vorstehenden Teil (13a) versehen ist, der sich in Richtung der Breite der Nutplatte erstreckt,
der vorstehende Teil (13a) an seiner Mitte mit einem konvexen Teil versehen ist und
eine Nut (13b) in der Oberseite des konvexen Teils ausgebildet ist, die entlang der Mittellinie verläuft, die die Breite der Nutplatte (13) in zwei gleiche Teile teilt, wobei die Nut (13) eine Breite und Tiefe hat, derart, daß eine Kollimatorplatte (21) eingepaßt werden kann.

3. Festkörperdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutplatte (43) im Querschnitt im wesentlichen L-förmig ist und an der Oberfläche jedes Sub­ strates (10) befestigt ist, auf der die Scintillatorgruppe (11) und die Photodiodengruppe (12) angebracht sind, wobei die Nutplatte (43) neben diesen Gruppen (11, 12) angeordnet ist und an einer bestimmten Stelle eine Nut (43b) aufweist, in die eine Kollimatorplatte (21) gepaßt ist.

4. Festkörperdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine stabartige Nutplatte (53) an der Oberfläche jedes Substrates (10) befestigt ist, auf der eine Scintillatorgruppe (11) und eine Photodiodengruppe (12) angebracht sind, wobei die Nutplatte (53) neben den Gruppen (11, 12) angeordnet ist und an einer bestimmten Stelle eine Nut (53b) aufweist, in die eine Kollimatorplatte (21) gepaßt ist.

5. Röntgenstrahl-CT-Festkörperdetektor mit Detektor­ blöcken, von denen jeder ein Substrat, eine Photodiodengrup­ pe, die am Substrat befestigt ist, und eine Scintillator­ gruppe aufweist, die an der Photodiodengruppe befestigt ist, und mit einer Kollimatoreinrichtung, die eine Vielzahl von Kollimatorplatten aufweist, die an einem Haltekörper befe­ stigt sind, und die so angeordnet ist, daß übertragene Rönt­ genstrahlen, die dadurch erhalten werden, daß ein fächerför­ miges Röntgenstrahlbündel von einer Röntgenstrahlquelle auf einen zu prüfenden Gegenstand abgestrahlt wird, zu den De­ tektorblöcken über die Kollimatoreinrichtung geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes Substrat (15) an einer bestimmten Stelle mit einer Nut (15a) versehen ist, in die eine Kollimatorplatte (24) gepaßt ist,
an jedem Substrat (15) Scintillator- und Photodioden­ gruppen (11, 12) so befestigt sind, daß deren Mittelachsen in einer Linie zur Mittelachse der Nut (15a) ausgerichtet sind,
eine Kollimatorplatte (24), die in die Nut (15b) zu passen ist, eine derartige Form hat, daß sie über die Scin­ tillatorgruppe (11) und die Photodiodengruppe (12) hinaus­ geht und
die Kollimatorplatte (24) in die Nut (15b) gepaßt ist.

6. Festkörperdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Blöcke (28) jeweils mit einer Nut (28a), in die die Kollimatorplatte (24) zu passen ist, an jedem Substrat (15) an bestimmten Positionen befestigt sind.