DE2404194A1

DE2404194A1 - Strahlungskollimator

Info

Publication number: DE2404194A1
Application number: DE2404194A
Authority: DE
Inventors: Michael Hura
Original assignee: Picker Corp
Current assignee: Philips Nuclear Medicine Inc
Priority date: 1973-01-29
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1974-08-01
Also published as: JPS49107485A; FR2215777A1; CA991760A; NL7401105A; US3829701A

Description

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den U. JAN. We/Sv - P 2231

PICKER CORPORATION 595 Miner Road, Cleveland, Ohio 4-444-3, USA

Strahlungskollimator

Die Erfindung betrifft einen Strahlungskollimator für eine Röntgenröhreneinrichtung mit einer Röntgenstrahlenquelle und dient dazu, die Röntgenstrahlung in eine bestimmte Richtung zu lenken.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Kollimatoranordnung, welche dazu dient, unerwünschte nicht fokussierte Strahlung zu blockieren.

Eine Röntgenstrahleneinrichtung der erfindungsgemäßen Art ist in der US-Bezugspatentschrift 3 023 314- näher erläutert.

Bei Strahlungsuntersuchungen wird ein für Röntgenstrahlen empfindlicher Film einer Strahlung ausgesetzt, die von einer Röntgenröhre kommt. Dabei ist es wünschenswert, die Röntgenstrahlung auf einen zu untersuchenden Bereich zu konzentrieren, und zwar

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DR. G. MANITZ ■ DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIP L.-ING. W. GRÄMK.OW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

8 MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270

TEL. (089) 22 42 11. TELEX 05-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL.(0711)56 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062-805

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nicht nur dazu, um den Patienten nur einer minimalen Strahlun~sdosis auszusetzen und weiterhin die Strahlungsdosis für das Bedienungspersonal möglichst gering zu halten, sondern vielmehr auch dazu, um Streueffekte für die Strahlung auf ein Minimum zu bringen.

Eine Streustrahlung tritt auf, wenn die Primärstrahlung auf einen Patienten oder ein anderes Objekt auftrifft und gebeugt oder abgelenkt wird. Wenn die Größe des Röntgenstrahlenbündels das erforderliche Maß übersteigt, um einen bestimmten Untersuchungsbereich entsprechend zu bestrahlen, so sind diejenigen Bereiche, welche um den Untersuchungsbereich herum von der Röntgenstrahlung getroffen werden, die Quelle für eine unnötige Menge an Streustrahlung, welche dazu führt, daß das entstehende Röntgenbild undeutlich und schwer auswertbar wird.

Als Kollimatoren bekannte Einrichtungen werden dazu verwendet, einen Rontgenstrahlungsbereich gewünschter Größe herbeizuführen. Bei Strahlungsuntersuchungen weisen diese Kollimatoren im al3^- meinen zwei Paare von gegeneinander bewegbaren Diaphragmen auf, die ein Röntgenstrahlenbündel m-it rechteckigem Querschnitt herbeiführen. Wenn diese Diaphragmen in geeigneter Weise eingestellt sind, wird die Streustrahlung auf ein Minimum gebracht, es werden £doch keineswegs sämtliche Ursachen von unscharfen Röntgenbildern beseitigt. Das Röntgenstrahlenbündel wird von einem sehr kleinen Bereich auf der Anode einer Röntgenröhre ausgesandt, der als Brennfleck bezeichnet wird. Theoretisch kann dieser Fleck so klein sein und der Beschüß mit Elektronen kann so genau durchgeführt werden, daß das Strahlenbündel in genauer und regelmäßiger konischer Ausbildung eines fokussierten Strahlungssystems emittiert wird. In der Praxis ist dieser Fleck jedoch etwas größer als es dem theoretisch optimalen Wert entspricht, und eine Röntgenröhre sendet einen Halbschatten oder ein Band einer sogenannten nicht-fokussierten Strahlung aus solchen Bereichen aus, welche den Brennfleck umgeben. In typischen Anordnungen sind die Diaphragmen um etwa 10 bis 27,5 cm von dem Brennfleck der Röntgenröhre entfernt angeordnet. Bei die-

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sem Abstand vermischt sich ein gewisser Anteil der nichtfokussierten Strahlung mit der fokussierten Strahlung, was zu dem Ergebnis führt, daß das Röntgenbild undeutlich und unscharf wird.

Einrichtungen zur Einstellung der Diaphragmen sind in typischen Anordnungen - in Querrichtung zum Strahl gesehen zwischen den Diaphragmen und dem Brennfleck angeordnet. Solche Einrichtungen sind gegenüber der Primärstrahlung derart versetzt angeordnet, daß es nicht zu einer Beeinflussung dieser Strahlung kommt. Die nicht-fokussierte Strahlung wird jedoch nicht notwendigerweise durch die Diaphragmen absorbiert, welche dazu dienen, den Strahlenbündelquerschnitt zu verändern, sondern kann sich vielmehr gegenüber dem theoretischen Strahlenbündel nach außen ausbreiten. Dasjenige Ausmaß, um welches die Diaphragmen von der nicht-fokussierten Strahlung verfehlt werden, kann als das Maß bezeichnet werden, um welches die Strahlung "streut". Die nicht-fokussierte Strahlung kann auch auf die Einstelleinrichtung für die Diaphragmen auftreffen sowie auf andere Teile der Kollimatoreinrichtung, wodurch ebenfalls eine Streuung verursacht wird.

Wenn die Röntgenröhrenspannung sehr hoch ist, werden große Anteile von nicht fokussierter Strahlung abgegeben. Diese zusätzliche und unerwünschte Strahlung hat bei Versuchen zu dem Ergebnis geführt, die fokussierte Strahlung um mehr als 25 % zu vermehren, wenn die·Röntgenröhre mit einer Spannung von etwa Ί25 kV betrieben wird. Somit kann derjenige Anteil der nichtfokussierten Strahlung, welcher sich mit der Primärstrahlung vermischt, zu einer ernsthaften Verschlechterung der Qualität des Röntgenbildes führen.

Es sind Versuche durchgeführt worden, um diese nicht-fokussierte Strahlung zu steuern, die bisher jedoch zu keinem nennenswerten Erfolg geführt haben. Die Probleme bei einer ordnungsgemäßen Steuerung der nicht-fokussierten Strahlung sind folgende:

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(Ί) Die Einrichtung zur Steuerung der nicht-fokussierten Strahlung sollte die gewünschte fokussierte Strahlung im Primärstrahl enbündel nicht beeinflussen, sollte jedoch gleichzeitig alle Strahlung um das Primärbündel herum absorbieren.

(2) Da der Bereich des Primärstrahlenbündels sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung einstellbar ist, sollte die Einrichtung zur Steuerung der nicht-fokussierten Strahlung mit den fokussierten oder den fokalen Diaphragmen des Kollimators justierbar sein.

Ö) Bei dem begrenzten zur Verfügung stehenden Raum ist es erwünscht, eine rechteckige Einrichtung zur Steuerung der nicht-fokussierten Strahlung zu haben, welche sowohl in Querrichtung als auch in Längsrichtung justierbar ist und bei welcher keine Streustrahlung auftritt, was bisher jedoch nicht erreicht werden konnte.

Ein bekannter Vorschlag geht dahin, ein Paar von Diaphragmen vorzusehen, die in einer Richtung fest sind und ein zweites Paar von Diaphragmen anzuordnen, die in einer anderen Richtung justierbar sind. Die festen Diaphragmen müssen offensichtlich derart angeordnet sein, daß sie der maximalen Öffnung der fokussierten Diaphragmen entsprechen. Demgemäß arbeitet die Einrichtung zur Steuerung der nicht-fokussierten Strahlung nur dann mit der gewünschten Wirkung, wenn die maximale Größe der Strahlungseinrichtung ausgenutzt wird.

Bei weiteren bekannten Einrichtungen wird versucht, einen rechteckigen Kollimator für die nicht-fokussierte Strahlung zu schaffen, der sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung einstellbar ist, bei allen entsprechenden bekannten Einrichtungen tritt jedoch eine Streustrahlung auf.

Andere Versuche gehen dahin_r eine Iris-Diaphragma-Einrichtung zu verwenden, die zur Ablenkung eine im allgemeinen kreisför-

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mige Öffnung aufweist. Da bei den'Diaphragmen für die fokussierte Strahlung ein Rechteck verwendet wird, ist offensich.tui.ch, daß um das Rechteck herum eine nicht-fokussierte Strahlung vorhanden sein muß oder daß die volle Rechteckfläche des Films nicht belichtet werden kann, wenn eine Iris-Einrichtung verwendet wird.

Bei der erfindungsgemäßen Kollimatoreinrichtung werden bekannte fokussierte Strahlabienk-Diaphragmen derjenigen Art verwendet, wie sie in dem obengenannten Bezugspatent beschrieben sind, und zwar in Kombination mit zwei Paaren von einander gegenüber angeordneten justierbaren nicht-fokussierten Diaphragma-Strukturen, welche sich in die unmittelbare Nähe der Rontgenstrahlenquelle erstrecken. Die nicht-fokussierten Diaphragma-Strukturen sind mit Verbindungselementen ausgestattet, über welche sie mit den fokussierten Diaphragmen verbunden sind, um ihre gemeinsame Bewegung mit diesen fokussierten Diaphragmen zu gewährleisten.

Jede der nicht-fokussierten Diaphragma-Strukturen weist einen Bereich von Ablenkeinrichtungen auf, die von einem Stab getragen werden, und zwar in axialer Richtung auf Abstand entlang dem Röntgenstrahlenweg. Die Ablenkeinrichtungen jeder Diaphragma-Struktur sind in intermittierender Anordnung mit den Ablenkeinrichtungen von jeweils zwei benachbarten Diaphragma-Strukturen überlappt angeordnet. Die Haltestäbe sind derart schwenkbar gelagert, daß die Ablenkeinrichtungen von einem Paar der Diaphragma-Strukturen nach innen und nach außen gegenüber den Ablenkeinrichtungen des anderen Paares von den Diaphragma-Strukturen bewegbar sind.

Die Innenkanten der Ablenkeinrichtungen sind geradlinig und derart angeordnet, daß die Diaphragma-Strukturen mit den fokussierten Diaphragmen derart zusammenwirken, daß das Strahlenbündel in eine rechteckige Umfangsform gebracht wird. Eine Ablenkeinrichtung von jeder der Diaphragma-Strukturen, die nachfolgend als obere Ablenkeinrichtung bezeichnet wird, erstreckt sich in unmittelbare Nähe des Austrittsfensters der Röntgenröhre. Andere Ablenkeinrichtungen oder Ablenkbleche, die nachfolgend als untere Ablenkeinrichtung bezeichnet werden, sind auf Abstand

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entlang dem Strahlungsweg angeordnet und legen fortschreitend größere rechteckige Fenster fest.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind diejenigen Seiten der Ablenkeinrichtungen oder Ablenkbleche, welche dem Röntgenstrahlenbündel zugewandt sind, die nachfolgend als innere Seiten oder Innenseiten bezeichnet werden, in bezug auf den Strahlungsweg geneigt, um Streustrahlung zu vermeiden. Die Neigung der Innenseiten ist derart gewählt, daß die Oberseite jeder Ablenkeinrichtung sich nach innen zum Strahlungsweg hin erstreckt, und zwar um ein größeres Stück als die Unterseite. Durch diese Anordnung werden durch die Oberseite und die Unterseite jederAblenkeinrichtung die Strahlablenkkanten der Ablenkeinrichtung festgelegt. Da die Strahlung gewöhnlich nicht auf die Innenseiten der Ablenkeinrichtungen auftrifft, entsteht keine Streustrahlung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die obere Ablenkeinrichtung jeder nicht-fokussierten Diaphragma-Struktur in bezug auf ihren Haltestab derart ausgebildet ist, daß die innere Strahlablenkkante auf einem verhältnismäßig konstanten Abstand vom Austrittsfenster der Röntgenröhre angeordnet bleibt, wenn das Diaphragma nach innen und nach außen geschwenkt wird. Durch diese Anordnung wird erreicht, .daß ein minimaler Abstand zwischen den oberen Ablenkeinrichtungen und dem Röntgenröhren-Austrittsfenster ermöglicht wird, und es wird weiterhin erreicht, daß die oberen Ablenkeinrichtungen im wesentlichen denselben Abstand aufweisen, ohne Rücksicht auf die Stellung der nicht-fokussierten Diaphragmen.

Die Ablenkeinrichtungen oder Ablenkbleche haben gekrümmte äußere Seiten, welche dem gesamten nicht-fokussierten Kollimatorsystem einen in seiner Gesamtheit rechteckigen Querschnitt geben. Die oberen Ablenkeinrichtungen haben eine kleinere Querschnittsfläche als die unteren. Die unteren Ablenkeinrichtungen nehmen in ihrer Querschnittsfläche zu, und zwar umso mehr, je weiter sie von der Röntgenstrahlenquelle entfernt sind. Demgemäß

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v/eist das gesamte nicht-fokussierte System ein im allgemeinen konisches äußeres Erscheinungsbild auf und hat in Bereichen in der Nähe der Röntgenstrahlenquelle eine minimale Größe.

Die miteinander überlappt angeordneten Ablenkeinrichtungen haben gemäß der obigen Beschreibung die Wirkung, daß sie die nicht-fokussierte Strahlung abschirmen oder blockieren, ohne daß nennenswerte Strahlungsverluste auftreten. Die schwenkbare Anordnung der Haltestäbe an solchen Stellen, die entfernt von der Röntgenstrahlenquelle liegen, führt zu einer Konstruktion, in welcher im wesentlichen nur der wirksame Bereich der Ablenkeinrichtungen selbst sich in Bereiche erstreckt, welche in der Nähe der Röntgenröhre liegen, während die Verbindungselemente, welche die Verbindung mit den fokussierten Diaphragmen herstellen, um eine gemeinsame Bewegung der fokussierten und der nichtfokussierten Diaphragmen herbeizuführen, an solchen Stellen angeordnet sind, die von der Röntgenstrahlenquelle weiter entfernt sind, wo der Arbeitsraum weniger begrenzt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 einen teilweise schematischen Querschnitt eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Strahlungskollimators, der auf dem Gehäuse einer Röntgenröhre angebracht ist,

Fig. 2 einen teilweise schematischen Querschnitt gemäß der Linie 2-2 in der Fig. 1,

Fig. 3 und 4- jeweils eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Strahlungsproblems eines nicht-fokussierten Systems, wobei die Darstellungen dazu dienen zu veranschaulichen, wie gemäß der Erfindung die außerfokale Strahlung weitgehend vermindert wird,

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5 eine vergrößerte Draufsicht auf den außerfokalen Kollimatorbereich des in der Fig. 1 und 2 dargestellten Kollimators ,

Fig. 6 eine Seitenansicht der in der Fig. 5 dargestellten Einrichtung, und zwar in demselben Maßstab wie in der Fig.5 und

Fig. 7j 8 und 9 jeweils eine Seiten-, Stirn- und eine Ansicht von oben, welche jeweils eine der Diaphragma-Strukturen darstellt, die in der Einrichtung gemäß Fig. 5 und 6 eingebaut ist, wobei die Fig. 7 stärker vergrößert ist als die Fig. 8 und 9·

In den Fig. 1 und 2 ist eine Rontgenstrahlenexnrichtung dargestellt, welche ein Röntgenröhrengehäuse 10 aufweist, das eine Röntgenröhre 11 aufnimmt. Die Röntgenröhre 11 weist eine Anode 12 auf. Im Betrieb weist die Anode 12 einen kleinen Bereich auf, der als Brennfleck 13 zu bezeichnen ist, welcher mit Elektronen bombardiert wird, damit die Emission der Röntgenstrahlung entlang einem konischen Strahlungspfad 14 ausgelöst wird.

Ein Kollimator 20 ist auf dem Gehäuse 10 um den Strahlungspfad 14 herum angeordnet. Der Kollimator 20 verformt den Umfang des Strahls zu einem rechteckigen Querschnitt. Der Kollimator 20 weist ein Gehäuse 21 auf, welches eine definierte Eingangsseite 22 und eine entsprechende Ausgangsseite 23 aufweist. Einander gegenüber angeordnete Diaphragma-Platten 24 sind auf schwenkbar angebrachten Armen befestigt. Die Arme sind in dem Kollimatorgehäuse 21 derart angebracht, daß sie den Umfang des Röntgenstrahlenbündels ablenken können. Die Diaphragma-Anordnung 24 entspricht derjenigen Art, wie sie in dem obengenannten Bezugspatent erläutert ist, und diese Anordnung wird unten im einzelnen erläutert.

Ein nicht-fokussiertes Kollimatorsystem 25 ist zwischen die Diaphragma-Anordnung 24 und die Röntgenröhre 11 eingesetzt. Wie nachfolgend erläutert wird, weist das nicht-ib.kussierte

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Kollimatorsystem zwei Paare von bewegbaren Diaphragma-Strukturen auf, die mit der Diaphragma-Anordnung 24 verbunden sind. Das nichtfokussierte Kollimatorsystem 25 arbeitet mit der Diaphragma-Anordnung 24 zusammen, um außer-fokale Strahlung zu blockieren.

Die Diaphragma-Anordnung 24 weist zwei Paare von oberen Diaphragma-Platten 30, 31 und 32, 33 sowie zwei Paare von unteren Diaphragma-Platten 34, 35 und 36, 37 auf. Die oberen Diaphragma-Platten 30, 31, 32, 33 sind jeweils von Armen 40, 41, 42 und 43 gehalten. Die unteren Diaphragma-Platten 34,35» 36 und 37 sind jeweils von Armen 44, 45, 46 und 47 gehalten. Die Arme 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46 und 47 sind schwenkbar an Stummelwellen 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56 und 57 angebracht, die ihrerseits Zahnräder 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 und 67 aufweisen. Die Zahnräder 60, 61, 64 und 65 stehen miteinander in Eingriff, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, um eine gemeinsame Bewegung der Diaphragma-Platten 3O, 31, und 35 herbeizuführen. Die Zahnräder 62, 63, 66 und 67 stehen miteinander im Eingriff, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, um eine gemeinsame Bewegung der Diaphragma-Platten 32, 33» 36 und 37 herbeizuführen. Gemäß Fig. 1 dreht sich das Zahnrad 65 im Uhrzeigersinn, wenn die Diaphragma-Püabten, 30," 31, 34 und sich gegeneinander bewegen, und dreht sich gegen den Uhrzeigersinn, wenn diese Diaphragma-Platten auseinanderbewegt werden. Gemäß Fig. 2 dreht sich das Zahnrad 67 im Uhrzeigersinn, wenn die Diaphragma-Platten 32, 33, 36 und 37 gegeneinander bewegt werden, und dreht sich gegen den Uhrzeigersinn, wenn diese Platten auseinanderbewegt werden. Eine derartige Diaphragma-Anordnung ist in dem obengenannten Bezugspatent näher erläutert.

Das nicht-fokussierte Kollimatorsystem 25 stellt eine Verbindung mit den Zahnrädern 65 und 67 her, um eine gemeinsame Bewegung der nicht-fokussierten Diaphragmas und der Diaphragmas 3O-37 herbeizuführen. Zu diesen Verbindungen gehören Vorsprünge 70 und 71, die auf den Zahnrädern 65 und 67 ausgebildet sind, und zwar an Stellen, die radial nach außen auf Abstand von den Drehachsen liegen, und weiterhin Steuerhebel 72 und 73, die Schlitze 74

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und 75 aufweisen, welche die Vorsprünge 70 und 71 aufnehmen. Die Steuerhebel 72 und 73 sind gemäß der nachfolgenden Erläuterung schwenkbar angebracht derart, daß sie in Reaktion auf die Drehung der Zahnräder 65 und 67 geschwenkt werden können.

Das nicht-fokussierte Kollimatorsystem 25 umfaßt hauptsächlich zwei Paare von Diaphragma-Strukturen 80, 81 und 82, 83- Die Diaphragma-Strukturen 80, 81, 82 und 83 sind schwenkbar auf Paaren von Stummelwellen 90, 91» 92 und 95 angebracht, die ebenfalls jeweils Zahnräder 100, 101, 102 und 103 haben. Die Zahnräder 100 und 101 stehen miteinander im Eingriff, um eine gemeinsame Bewegung der Diaphragma-Strukturen 80 und 81 herbeizuführen, während die Zahnräder 102 und IO3 miteinander in Eingriff stehen, um eine gemeinsame Bewegung der Diaphragma-Strukturen 82 und 83 herbeizuführen.

Gemäß E¹Xg. 5 ist der Steuerhebel72 jeweils mit einer der Stummelwellen 90 verbunden, während der Steuerhebel 73 mit einer der Stummelwellen 93 verbunden ist. Durch diese Anordnung sind an den Stummelwellen 90 und 95 cLie Steuerhebel 72 und 75 schwenkbar angebracht, um die nicht-fokussierten Diaphragma-Strukturen SO und 81 derart miteinander zu verbinden, da'3 sie eine gemeinsame Bewegung mit den Diaphragmas 30, 51» 3⁷^ und j~y ausführen, und daß die nicht-fokussierten Diaphragma-Strukturen 82 und eine gemeinsame Bewegung mit den Diaohragmas 52, j~j, 56 und J>7 ausführen.

Jede der Diaphragma-Strukturen 80, GI, 82 und 83 v/eist einen Bereich von Leitblechen auf, die auf einem zentral angeordneten Stab angebracht sind. Gemäß Fig. 7 bis 9 weist die Dia^h.ra'-p.a-Struktur 32 einen Bereich von drei Leitblechen -J4-, j 5 und '/-I auf, die nach Art von Kragarmen an einem zentral angeordneten Stab befestigt sind, mit den sie ein Stück bilden. Der Stab 57 ist mit einem Befestigungsflansch 88 ausgestattet. Eine U-förmige illamrner 95 ist atarr an den dem Umfang zugewandten Enden ihrer Beine zu

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den Stummelwellen 93 befestigt und ist weiterhin mittels einer mit Gewinde versehenen Befestigungseinrichtung 96 an dem Halteflansch 88 angebracht.

Die Leitbleche 84, 85 und 86 sind durch ebene innere Seiten 84a, 85a und 86a und durch gekrümmte äußere Seiten 84b, 85b und 86b begrenzt. Die inneren Seiten 84a, 85a und 86a arbeiten mit den Oberseiten 84c, 85c und86c der Leitbleche 84, 85 und 86 zusammen, um Strahlablenkränder oder Strahlablenkkanten 84d, 85d und 86d zu bilden. Die inneren Seiten 84a, 85a und 86a sind in bezug auf denStrahlungsweg geneigt, um zu verhindern, daß sie von der Strahlung in der Weise getroffen werden, daß eine Streuung stattfindet. Die Strahlablenkkanten 84d, 85d und 86d arbeiten mit entsprechenden Strahlablenkkanten auf den Diaphragma-Strukturen 80, 81, 82 und 83 zusammen, um den Umfangsbereich des Strahles in einen rechteckigen Querschnitt zu verformen, wie am besten aus der Fig.5 hervorgeht. Die gekrümmten äußeren Seiten 84b, 85b und 86b sowie die äußeren Seiten der leitbleche der Diaphragma-Strukturen 80, 81, 82 und 83 lassen den Bereich zu einem Minimum werden, der von den Diaphragma-Strukturen eingenommen wird, um ihre Ausdehnung in das Röntgenröhrengehäuse 10 zu ermöglichen, und zwar in unmittelbare Nähe zu der Röntgenröhre

Die Leitbleche auf den gegenüberliegenden Paaren von Diaphragma-Strukturen 80, 81 und 82, 83 sind derart' angeordnet, daß sie· gemäß den Fig. i, 2 und 6 einander überlappen. Insbesondere sind die Leitbleche der Diaphragma-Strukturen 80 und 81 unter den entsprechenden Leitblechen der Diaphragma-Strukturen 82 und 83 angeordnet. Durch diese Anordnung ist jedes Paar der einander gegenüber angeordneten Diaphragma-Strukturen unabhängig bewegbar, und zwar unabhängig von dem anderen Paar von gegenüberliegenden Diaphragma-Strukturen und weiterhin derart, daß der Betrieb dieses anderen Paares nicht gestört wird.

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Die oberen Leitbleche aller Diaphragma-Strukturen 80, 81, 82 und 83 sind unter einem Winkel in bezug auf die entsprechenden Haltestäbe derart gespannt, daß die inneren Strahlablenkkanten, beispielsweise die Kante 84d, einen im wesentlichen konstanten, minimalen Abstand von dem Austrittsfenster der Röntgenröhre aufweist. Wenn die Diaphragma-Strukturen nach innen und nach außen geschwenkt werden, bleiben die inneren Strahlablenkkanten der gespannten oberen Ablenkplatten in unmittelbarer Nähe des Röntgenröhrenfensters.

Gemäß Fig. 3 und 4 dient die Diaphragma-Anordnung 24 hauptsächlich dazu, um den Umfangsbereich des Strahls einer nichtfokussierten Strahlung abzulenken, die von dem Anodenbrennfleck 13 ausgeht, und weiterhin dazu, um die fokussierte Strahlung auf einen ausgewählten Untersuchungsbereich 15 zu konzentrieren. Die nicht-fokussierte Strahlung, welche von den Anodenbereichen ausgeht, die von dem Brennfleck 13 entfernt sind, kann zwischen den Platten der Diaphragma-Anordnung 24 hindurchgehen, wie es in der Fig.3 dargestellt ist, und zwar in der Weise, daß ein Bereich 16 getroffen wird, der zwar den Untersuchungsbereich 15 einschließt, jedoch wesentlich größer ist als dieser. Diejenige nicht fokussierte Strahlung, die außerhalb des Untersuchungsbereiches auftrifft, führt zu einer unerwünschten und völlig nutzlosen Bestrahlung des Patienten. Die nicht-fokussierte Strahlung, die innerhalb des Untersuchungsbereiches 15 auftrifft, führt dazu, daß das Aufnahmematerial überbelichtet wird, so daß die Bilder undeutlich werden.

Gemäß Fig. 4 ist das nach der Erfindung ausgebildete nichtfokussierte Kollimatorsystem 25 derart ausgebildet, daß es bewegbar und sich überlappende Leitbleche aufweist, die gemäß der obigen Beschreibung sich in unmittelbarer Nachbarschaft der Röntgenröhre erstrecken, um die außerfokale Strahlung zu blockieren. Wie aus der Fig. 4 hervorgeht, führen die Leitbleche des nicht-fokussierten Kollimatorsystems 25 die Röntgenstrahlen in ein solches Bündel über, welches eine fokussierte Strahlung von Brennbleck 13 und einen minimalen

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Anteil niäit-fokussierter Strahlung aufweist. Diese Anordnung führt nicht nur im wesentlichen den gesamten nicht-£>kussierten Strahlungsbereich 16 auf den Untersuchungsbereich 15 zurück, sondern vermindert darüberhinaus die nicht-fokussierte Strahlung erheblich, die in den Untersuchungsbereich 15 fällt. Demgemäß ist der Patient einer geringeren Strahlungsdosis ausgesetzt und das entstehende Röntgenbild ist schärfer und leichter auszuwerten.

- Patentansprüche

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Claims

Patentansürüche

iöntgeneinrichtung mit einer Röntgenstrahlennuelle, welche ' Röntgenstrahlen entlang einem Strahlungsweg aussendet, mit fokalen Diaphragmaelemen-ten zur Ablenkung eines Strahlenumfangsbereich.es vorgegebener Konfiguration und mit einer außerfokalen Kollimatoreinrichtung, welche zwischen der Ouelle und der fokalen Diapliagma-Einrichtung angeordnet ist, um außerfokale Strahlung zu blockieren, dadurch gekennzeich net, daß zwei Paare von einander gegenüber angeordneten Diaphragma-Strukturen vorgesehen sind, welche in der Weise mit den fokalen Diaphragma-Elementen verbunden sind, daß sie sich gemeinsam und gleichförmig mit denselben bewegen, um den Röntgenstrahlenumfangsbereich abzulenken, daß jede der Diaphragma-Strukturen eine Vielzahl von Leiteinrichtungen aufweist, die an solchen Stellen angeordnet sind, welche auf Abstand in Längsrichtung entlang dem Strahlungsweg angeordnet sind, daß sie sich als Einheit gemeinsam auf die Strahlenachse zu oder von derselben hinweg bewegen und daß die Leiteinrichtungen von einem Paar von Diaohragma-Strukturen mit den Leiteinrichtungen des anderen Paares von Diaphragma-Strukturen überlappt angeordnet sind und unabhängig von der Stellung des anderen Paares von Diaphragma-Strukturen gegenüber diesem nach innen und außen bewegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diaphragma-Strukturen des nicht-fokussierten Kollimatorsystems einen Haltestab aufweisen, der sich entlang dem Strahlungsweg erstreckt und im allgemeinen Darallel zur Strahlenachse ausgerichtet ist und daß die Haltestäbe bewegbar angebracht sind, um die Leiteinrichtungen iuer zum Strahlungsweg zu bewegen.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestäbe schwenkbar um Achsen bewegbar sind, welche von der Röntgenstrahlenquelle auf Abstand angeordnet sind, und daß die Leiteinrichtungen auf den Haltestäben an solchen Stellen angebracht sind, die zwischen den Achsen und der Quelle liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» -dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen, um welche die Haltestäbe schwenkbar sind, sich im allgemeinen parallel zu der Längsabmessung der Leiteinrichtungen erstrecken und daß die Achsen auf Abstand von solchen Leiteinrichtungen angeordnet sind, welche derart ausgebildet sind, daß sie sich in unmittelbarer Nähe der Strahlungsquelle erstrecken.

5. Vorrichtung nach einem.der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Leiteinrichtungen näher an der Quelle angeordnet sind als andere und daß bestimmte Leiteinrichtungen in ihrer Querschnittsfläche kleiner sind als andere Leiteinrichtungen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Leiteinrichtungen derart ausgebildet sind, daß ihre inneren Strahlungsablenkkanten auf einem im wesentlichen konstanten Abstand von der Röntgenstrahlenquelle bleiben, wenn die anderen Leiteinrichtungen nach innen und nach außen sowie zu der Röntgenstrahlenachse hin und von derselben hinweg bewegt werden.

.7· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Leiteinrichtungen innere Strahlungsablenkkanten aufweisen, und zwar an der Verbindung der Innenseiten der Leiteinrichtungen und der Oberseiten der Leiteinrichtungen, und daß die Innenseiten von dem Strahlungsweg hinweg geneigt sind, um zu verhindern, daß sie von der Strahlung getroffen werden.

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8. Vorrichtung nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten der Leiteinrichtungen gekrümmt sind, um einen Leiteinrichtungsbereich zu bilden, der in senkrecht au der Strahlungsachse verlaufenden Querschnittsebenen im allgemeinen kreisförmig ist.

9· Vorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsOrüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtungen jeder Diaphragma-Struktur, die am weitesten von der Röntgenstrahlenquelle entfernt ist, eine größere Länge und einen
größeren Querschnittsbereich aufweisen als solche Leiteinrichtungen, die näher an der Quelle liegen.

10. Vomchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diaphragma-Strukturen derart zu betreiben sind, daß sie den Strahlenurnfangsbereich in einen Querschnitt verformen, dessen Größe und Konfiguration der Größe sowie der Konfiguration des Querschnittes Oronortional entspricht, der durch die fokale Dianhragma-Einrichtung abgelenkt wird.

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