FI68330C - Roentgenkollimator - Google Patents

Description

68330

RÖNTGENKOLLIMAATTORI

Keksinnön kohteena on röntgenkollimaattori, joka muodostuu kahdesta tai useammasta rei'illä varustetusta kollimaatto-5 rilevystä, jossa ko11imaattorilevyt on järjestetty kahdeksi ryhmäksi, joista ensimmäinen on röntgensätei1y1 äh teen ja kuvattavan kohteen välissä ja toinen kohteen ja röntgenfil-mikasetin välissä ja, että röntgensäteilylähteen polttopisteen määräämällä suoralle on ripustettu liikutettavasti 10 tanko tai vastaava tuki, johon koilimaattorilevyt on kiinnitetty siten, että tankoa liikutettaessa kuvausta suoritettaessa ääriasentojen välillä levyt pysyvät olennaisesti vaakatasossa ja levyjen reiät osuvat kohdakkain säteilylähteen polttopisteestä katsottuna.

1 5

Kollimaattoreita käytetään röntgenkuvauslaitteissa tai muissa lyhyen aallonpituuden omaavia säteilylähteitä käytettävissä kuvauslaitteissa. Koilimaattorin tarkoituksena on estää kuvattavasta kohteesta sironneen säteilyn eli ns. 20 hajasäteilyn pääsy filmille.

Hajasäteily vaikuttaa kuvan laatuun negatiivisesti; se huonontaa kontrastia ja heikentää terävyyttä. Hajasäteilyä esiintyy sitä enemmän mitä paksumpi kuvattava kohde on. Si-25 ronneen säteilyn määrä esim. potilaskuvauksessa ylittää useimmiten kuvaa muodostavan siroamattoman säteilynmäärän. Se voi olla jopa moninkertainen.

Ennestään tunnetaan kollimaattoreita, jotka koostuvat yh-30 destä tai kahdesta filmikasetin lähelle asetetusta kolli- maattorilevystä. Tällainen levy on yleensä rakennettu kapeista pystyyn asetetuista lyijylevysuikaleista, joiden välissä on muovi- tai alumiinikerros, joka läpäisee hyvin röntgensäteilyä. Sovellutukselta riippuen kollimaattorile-35 vyn paksuus ja rakojen lukumäärä pituusyksikköä kohden vaihtelevat.

2 68330

Epäkohtana edellä kuvatussa rakokollimaattorissa on ennen kaikkea se, ettei se estä raon suunnassa tulevaa hajasätei-lyä. Ko11imaattori toimii parhaiten rakoa vastaan kohtisuorassa suunnassa. Erittäin vinostikin sironneet röntgenkvan-5 tit pääsevät filmille, jos ne osuvat raon kohdalle. Tämä epäkohta voidaan tosin välttää rakentamalla kaksikerroksinen kollimaattorilevy, jossa on päällekkäin ja ristikkäin kaksi edellä kuvatun kaltaista rakokol1imaattor ia. Koska jo yhden rakokollimaattorilevyn rakenne on verraten mutkikas 10 ja siis hinta korkea, niin kaksinkertaisessa levyssä nämä ongelmat huomattavasti kasvavat. Lisäksi köliimaattori levyyn absorboituu yhä suurempi osa itse kuvaukseen tarvittavasta röntgensäteilystä.

15 Yhdysvaltalaisessa patenttijulkaisussa US 4 203 037 on esitetty röntgenkollimaattorijärjestely, jossa kahden raolla varustetun koilimaattorilevyn väliin sijoitetaan kuvattava kohde ja jossa ko11imaattorilevyjen toiselle puolelle on sopivasti sijoitettu röntgensäteilylähde ja toiselle sätei-20 lynilmaisin. Ko11imaattori levyt on kiinnitetty runkoon siten, että siirrettäessä levyjä niissä oleviin rakoihin nähden poikittain kuvattavan kohteen yli säteilylähteestä tuleva säteily kulkee ensimmäisen koilimaattorilevyn raon läpi kohteeseen ja absorboituu osittain kohteeseen ja kulkee 25 sitten toisen ko11imaattorin raon läpi ilmaisimelle. Vastaavanlainen järjestely on tunnettu myös patenttijulkaisusta US 4 096 391 .

Mainituissa julkaisuissa esitetyissä röntgenlaitteissa käy-30 tetyt ko.llimaattorit ovat rakokollimaattoreita so. ne on varustettu yhdellä tai useammalla raolla. Tällaisilla kol-limaattoreilla ei pystytä eliminoimaan raon suunnassa tulevaa hajasäteilyä kuten edellä on jo todettu. US-patentti-julkaisussa 4 203 037 esitetyssä kollimaattorijärjestelyssä 35 toinen kollimaattorilevy on suhteellisen ohut, joten kuvat- 3 68330 taessa esiintyy myös runsaasti rakoon nähden poikittaista hajaslteilyä raon suuntaisen hajasäteilyn lisäksi. US-patenttijulkaisussa 4 096 391 esitetyissä laitteissa tämä ongelma on ratkaistu tekemällä raot kapeiksi levyn 3 paksuuteen nähden. Tästä on seurauksena levyn painon huomattava lisääntyminen. Toisaalta julkaisussa on esitetty järjestely, jossa kollimaattorilevy on muodostettu kahdesta raoilla varustetusta osasta. Rakojen väliin on kiinnitetty toisiaan kohden esteet, joiden tarkoituksena on rakoihin 10 nähden poikittaisen hajasäteilyn estäminen. Tällaiset esteet monimutkaistavat huomattavasti kollimaattorilevyn rakennet t a.

US-patenttijulkaisussa 4 096 391 on todettu, että pitkit-15 täinen rako voidaan korvata joukolla jonkin geometrisen muodon omaavia aukkoja. Kuitenkaan tässä yhteydessä ei esitetä yksityiskohtaisesti, miten tämän tulisi tapahtua. Mikäli rako korvataan suoraan joukolla aukkoja kuvaus ei tule onnistumaan, vaan filmille muodostuu raitoja.

20

Ennestään tunnetaan myös saksalaisesta hakemusjoikaisusta DE-US 2 031 203 filmikasetin lähelle asetettava kollimaat torilevy, jossa on säännöllisin tai tietyin rajoituksin mielivaltaisin välein reikiä. Nämä estävät rakoja paremmin 25 hajasäteilyn tulon filmille. Epäkohtana tässä kollimaatto-rijärjestelyssä on se, että käytetään vain yhtä kollimaat-torilevyä lähellä fiImikasettia. Sironnutta säteilyä ei näinkään onnistuta eliminoimaan tehokkaasti. 1 35

Keksinnön tarkoituksena on edellä mainittujen epäkohtien ja yksinkertaisen röntgenkuvaukseen soveltuvan kollimaattorin aikaansaaminen. Nämä päämäärät saavutetaan niiden keksinnön tunnusomaisten piirteiden avulla, jotka käyvät ilmi patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkio^asta.

4 68330

Keksinnön mukaisen kollimaattorin suurin etu on hajasatei-lyn kielteisten vaikutusten tehokkaassa ehkäisyssä. Ennenkuin röntgensäteily osuu kuvattavaan kohteeseen se jaetaan keiloihin koilimaattori lev yllä, joka estää mm. säteilyn 5 pääsyn kuvattavan kohteen ulkopuolelle. Säteilykei1 at osuvat kohteen läpäistyään toistensa suhteen säädettäviin kol-limaattorilevyihin, joissa on reiät säteilykeilojen vastaavilla kohdilla. Nämä eliminoivat tehokkaasti lähes kaikki vinosti tulevat sironneet röntgenkvantit. Kuvaa muodostavat 10 sätei 1ykei1 at läpäisevät levyt suoraan vain kuvattavan kohteen vaimentamina.

Muotoilemalla ko11imaattorilevyjen reiät vinoneliön tai suunnikkaan muotoisiksi ja järjestämällä ne sopivasti vi-15 nottain riveihin voidaan kuvaustulosta entisestään paran taa. Hajasäteily putoaa jopa 0,7 % kokonaissäteilystä, kun se normaalisti nykyisillä laitteilla saattaa nousta jopa 70-80 Ätiin. Potilaan saama säteilyannos voidaan näin ollen pienentää ainakin kolmannekseen nykyisestä, jonka lisäksi 20 kuvat paranevat huomattavasti hajasäteilyn eliminoinnin seurauksena. Keksinnön mukaisen kollimaattorin avulla sä-teilytys saadaan koko kuva-alalla tasaisesti, mikä on välttämätöntä kuvauksen onnistumiselle. Reikien ja levymateri-aalin suhde on luokkaa 1 : 1, so. 50 % levystä muodostuu 25 rei'istä, jolloin kollimaattori kevenee olennaisesti ja röntgenlaitteiston runko voidaan rakentaa kevyemmäksi.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jossa 30 Kuvio 1 esittää edestäpäin röngenlaitetta, jossa keksinnön mukaista kollimaattoria käytetään;

Kuvio 2 esittää sivusta katsottuna kuvion 1 röntgenlaitetta Kuvio 3a esittää ko11imaattori levyn erästä edullista sovel-lutusmuotoa päältä katsottuna ja 35 Kuvio 3b sen katkoviivoin rajattua osaa suurennettuna.

5 68330

Kuviot 1 ja 2 esittävät eristä keksinnön mukaisen röntgen-kollimaattorin sovellutusmuotoa. Täsmälleen säteilylähteen eli röntgenputken 1 polttopisteen 2 määräämälle suoralle (kuvio 2) on ripustettu ja laakeroitu tanko 3. Kollimaatto-5 rilevyt 4 ja 5 on laakeroitu suoraan tankoon 3 niin, että tankoa 3 heilurimaisesti liikutettaessa ne pysyvät johteiden tai vastaavien varassa olennaisesti vaakatasossa. Kol-limaattorin 4, 5 liikuttajamekanismi ja johteet on piirretty kuvioihin, mutta niitä ei ole sen tarkemmin selitetty, 10 koska ne eivät ole keksinnön kannalta olennaisia. Kolli-maat t or i lev yt on rei'itetty siten, että reiät osuvat kohdakkain säteilylähteen polttopisteestä 2 katsottuna.

Koliimaattorilevy 4 sijaitsee röntgenputken 1 ja säteilyä 15 läpäisevällä pöytälevyllä 8 olevan kuvattavan kohteen 7 välissä. Toinen kollimaattorilevyjen ryhmä 5, on muodostettu useammasta kuin kahdesta toistensa suhteen liikkuvasta päällekkäisestä levystä 51, 52, 53 ja 54. Ne sijaitsevat vuorostaan kohteen 7 ja kasetin 6 välissä. Yksi kollimaat-20 torilevyistä 5, edullisimmin lähinnä röntgenfilmikasettia 6 oleva levy 54, on muita levyjä pitempi. Se estää hajasätei-lyn pääsyn röntgenfilmikasetissa olevalle filmille, kun ko11imaattoria liikutetaan ääriasentojensa A, B välillä kuvauksen aikana.

25

Kuvaus tapahtuu siten, että kollimaattorit 4 ja 5 siirretään äärisennosta A toiseen B samalla, kun rötgenputki antaa säteilyä. Kollimaattorilevyn 4 reiästä 9 säteilykeilat kulkevat kuvattavan kohteen 7 läpi ja edelleen kollimaatto-30 rilevyjen 5 vastaavien reikien 9 läpi kasetissa olevalle filmille ja muodostavat näin halutun kuvan kohteesta 7. Ha-jasäteily, josta suurin osa muodostaa kulman kuvan muodostavan primäärisäteilyn suhteen, absorboituu kollimaattori-levyihin 5.

35 6 68330

Kollimaattorilevyt 4, 5 on rei'itetty edullisimmin kuvion 3a ja 3b osoittamalla tavalla. Reiät ovat säännöllisin välein toistuvia vinoneliöitä tai suunnikkaita. Ne sijaitsevat kollimaattorilevyllä siten, että reikärivit kulkevat 3 kollimattorin siirtosuuntaan nähden vinottain niin, että ensimmäisen rivin loppupää on seuraavan rivin alkupään kohdalla. Kussakin rivissä perättäisten reikien vierekkäiset sivut ovat siirtosuunnassa D kohdakkain. Tämä peräkkäisten reikien sijoittelun periaate on osoitettu kuviossa 3b kat-10 koviivoin E, F. Tällaisilla rei'illä ja niiden sijoittelulla taataan se, että kuvattaessa ilman kohdetta 7 filmille saadaan joka kohtaan yhtä paljon säteilyä ts. tasainen sä-teilytys eikä raidoitusta tai vastaavaa esiinny. Toisen muotoisilla rei'illä ei voida täyttää tasaisen säteilytyk-15 sen vaatimusta.

Kollimaattorilevyt on valmistettu sellaisesta tunnetusta suuren atomipainon omaavasta aineesta tai aineseoksesta, joka voimakkaasti absorboi säteilylähteen antamaa sätei-20 lyä. Kyseeseen tulevat tällöin sellaiset metallit kuin lyijy tai tantaali tai sellaiset metalliseokset kuin teräs.

Ko11imaattorilevyjen paksuus on edullisimmin 0,1 ... 1 mm, reikien koko halkaisijaltaan luokkaa 1 ... 20 mm ja reikien 25 välit 0,5 ... 5 mm.

Keksintöä on edellä selitetty vain yhteen sen edulliseen suoritusmuotoon viittaamalla. On selvää, että tämä suoritusmuoto on tarkoitettu vain esimerkiksi, eikä keksintöä 30 ole millään tavoin tarkoitus rajata vain mainittua esimerkkiä koskevaksi. Koi1imaattorilevy 4 voi esim. koostua useammasta kollimaattorilevystä. Monet muutokset keksinnön mukaisen laitteen rakenteessa ovat siis mahdollisia pysyen silti vielä patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen 35 ajatuksen puitteissa.

Claims (3)

7 68330

1. Röritgenkollimaattori , joka muodostuu kahdesta tai useammasta rei'illa varustetusta koilimaattori levystä, jossa 5 kollimaattorilevyt on järjestetty kahdeksi ryhmäksi, joista ensimmäinen (4) on röntgensäteily lähteen (1) ja kuvattavan kohteen (7) välissä ja toinen (5) kohteen (7) ja röntgen- filmikasetin (6) välissä ja, että röntgensätei1ylähteen (1) polttopisteen määräämällä suoralle on ripustettu liikutet-1Π tavasti tanko (3) tai vastaava tuki, johon kollimaattorile vyt (4, 5) on kiinnitetty siten, että tankoa (3) liikutettaessa kuvausta suoritettaessa ääriasentojen välillä (A, B) levyt (4, 5) pysyvät olennaisesti vaakatasossa ja levyjen reiät osuvat kohdakkain säteilylähteen (1) polttopisteestä 13 (2) katsottuna tunnettu siitä, että ko11imaattori- levyjen (4, 5) reijät (9) ovat vinoneliön tai suunnikkaan muotoisia ja järjestetty kollimaattorin siirtosuuntaan nähden vinottain riveihin niin, että kussakin rivissä perättäisten reikien vierekkäiset sivut ovat siirtosuunnassa 20 kohdakkain.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koi1imaattori, tunnettu siitä, että toinen kollimaattorilevyjen ryhmä (3) on muodostettu useammasta kuin kahdesta toistensa suh- 23 teen liikkuvasta päällekkäisestä levystä (51, 52, 33 ja 54) .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kollimaattori, tunnettu siitä, että jokin koilimaattori ievyistä (5) 30 edullisimmin lähinnä röntgenfilmikasettia (6) oleva levy (54), on muita levyjä pitempi ja pituudeltaan sellainen, että se estää hajasäteilyn pääsyn röntgenfilmikasetissa (6) olevalle filmille, kun koilimaattoria liikutetaan ääriasen-tojensa välillä (A, B) kuvauksen aikana. 35