RU46109U1

RU46109U1 - COLLIMATOR

Info

Publication number: RU46109U1
Application number: RU2004122824/22U
Authority: RU
Inventors: С.И. Зайцев; Э.А. Галиулин; А.В. Евсеев
Original assignee: Зайцев Сергей Иванович; Галиулин Энвер Асадулаевич; Евсеев Александр Викторович
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2005-06-10

Abstract

Полезная модель относится к области устройств для диагностики с использованием проникающего излучения и может быть использована при изготовлении приборов для преобразовании пучков частиц и излучений, например в медицинской радиологической технике для ограничения прохождения излучения, распространяющегося в различных направлениях, набором заданным путей при подавлении распространения излучения в других направлениях.The utility model relates to the field of devices for diagnostics using penetrating radiation and can be used in the manufacture of devices for converting beams of particles and radiation, for example, in medical radiological technology to limit the passage of radiation propagating in different directions by a set of specified paths when suppressing the propagation of radiation in other directions.

Предлагаемая полезная модель решает задачу создания коллиматора высокого пространственного разрешения, в том числе и со сходимостью осей пространственно ограниченных путей прохождения рентгеновского излучения в одну точку с одновременным удешевлением технологии изготовления.The proposed utility model solves the problem of creating a high spatial resolution collimator, including with the convergence of the axes of spatially limited paths of the passage of x-ray radiation to one point with a simultaneous reduction in the cost of manufacturing technology.

Поставленная задача достигается тем, что в. коллиматоре, состоящем из выполненных послойной сшивкой молекул фотополимеризуемой композиции путей прохождения рентгеновского излучения, расположенных между материалом, поглощающим рентгеновское излучение, новым является то, что пути прохождения рентгеновского излучения соединены дополнительньми жесткими связками. 7 з.п, 1 чертеж.The task is achieved in that in. A collimator consisting of crosslinked molecules of a photopolymerizable composition of x-ray transmission paths located between the material absorbing x-ray radiation, new is that the x-ray transmission paths are connected by additional rigid ligaments. 7 zp, 1 drawing.

Description

Известен коллиматор из набора перфорированных металлических пластин, разделенных полимерными прокладками. При сложении пластин образуются пространственно ограниченные пути прохождения рентгеновского излучения, позволяющие пропускать излучение по заданному набору направлений и подавлять излучение, распространяющееся в других направлениях. В важном частном случае (оси проходов сходятся в одну точку, в фокус), изменяя толщины прокладок можно менять фокусное расстояние коллиматора. При изготовлении слоев коллиматора используется технология фотолитографии (включающая уменьшение оптического изображения) с последующим травлением. В некоторых вариантах метода изготовления материал поглощающий излучение наносится непосредственно на слои (пат. US 4,288,697, кл. G 02 В 5/00, 1981 г.).Known collimator from a set of perforated metal plates separated by polymer gaskets. When the plates are folded together, spatially limited paths of x-ray radiation are formed, allowing transmission of radiation in a given set of directions and suppression of radiation propagating in other directions. In an important special case (the axis of the passages converge at one point, into focus), changing the thickness of the gaskets, you can change the focal length of the collimator. In the manufacture of collimator layers, photolithography technology (including reduction of the optical image) is used, followed by etching. In some embodiments of the manufacturing method, the radiation absorbing material is applied directly to the layers (US Pat. US 4,288,697, class G 02 B 5/00, 1981).

Однако, в силу ограничений используемой технологии при уменьшении диаметра пространственно ограниченных путей прохождения рентгеновского излучения необходимо использовать более тонкие пластины, так что число пластин (время и стоимость изготовления) возрастает, а в случае, когда их оси сходятся в одну точку, их форма не является гладким цилиндром, а представляет собой ступенчатое негладкое тело, поэтому прозрачность пространственно ограниченных путей прохождения рентгеновского излучения является переменной по сечению, что усложняет интерпретацию информации, собираемой с помощью такого коллиматора и ухудшает, в конечном итоге, пространственное разрешение коллиматора.However, due to the limitations of the technology used, when reducing the diameter of spatially limited paths for the passage of x-ray radiation, it is necessary to use thinner plates, so that the number of plates (time and cost of manufacture) increases, and in the case when their axes converge at one point, their shape is not smooth cylinder, and is a stepped non-smooth body, therefore, the transparency of spatially limited paths of the passage of x-ray radiation is variable in cross section, which complicates nterpretatsiyu information collected by means of such a collimator and worsens, eventually, the spatial resolution of the collimator.

Известен коллиматор, в котором пространственно ограниченные пути прохождения рентгеновского излучения формируют послойной сшивкой молекул фотополимеризуемой композиции в области путей прохождения рентгеновского излучения, после чего A collimator is known in which spatially limited X-ray transmission paths are formed by layer-by-layer crosslinking of photopolymerizable composition molecules in the region of the X-ray transmission paths, after which

заполняют свободное пространство материалом, поглощающим рентгеновское излучение. (пат. RU 2119659 С1, 27.09.1998, стр.12)fill the free space with X-ray absorbing material. (US Pat. RU 2119659 C1, 09/27/1998, p. 12)

Однако коллиматоры, изготовленные таким способам, не удовлетворяют одновременно двум основным требованиям: высокого пространственного разрешения и сходимости осей пространственно ограниченных путей прохождения рентгеновского излучения в одну точку. Обеспечение этих требований значительно удорожает стоимость коллиматораHowever, the collimators made by such methods do not simultaneously satisfy two basic requirements: high spatial resolution and the convergence of the axes of spatially limited paths of the passage of x-ray radiation at one point. Providing these requirements significantly increases the cost of the collimator

Предлагаемая полезная модель решает задачу создания коллиматора высокого пространственного разрешения, в том числе и со сходимостью осей пространственно ограниченных путей прохождения рентгеновского излучения в одну точку с одновременным удешевлением технологии изготовления. Поставленная задача достигается тем, что в. коллиматоре, состоящем из выполненных послойной сшивкой молекул фотополимеризуемой композиции путей прохождения рентгеновского излучения, расположенных между материалом, поглощающим рентгеновское излучение, новым является то, что пути прохождения рентгеновского излучения соединены дополнительньми жесткими связками.The proposed utility model solves the problem of creating a high spatial resolution collimator, including the convergence of the axes of spatially bounded paths of the passage of x-ray radiation to one point with a simultaneous reduction in the cost of manufacturing technology. The task is achieved in that in. The collimator, which consists of layer-by-layer crosslinking of the molecules of the photopolymerizable composition of the X-ray paths located between the X-ray absorbing material, is new in that the X-ray paths are connected by additional rigid ligaments.

Такое выполнение обеспечивает жесткость и неизменность формы и взаимного расположения путей прохождения рентгеновского излучения, без чего невозможно добиться необходимой точности сходимости формируемых путей прохождения рентгеновского излучения к фокусу коллиматора.This embodiment provides rigidity and the invariability of the shape and relative position of the X-ray transmission paths, without which it is impossible to achieve the necessary accuracy of convergence of the formed X-ray transmission paths to the focus of the collimator.

Проще и дешевле брать материал, поглощающий рентгеновское излучение, в виде порошка, и заполнять им свободное пространство. Для закрепления порошка можно дополнительно добавить связующее вещество.It is easier and cheaper to take X-ray absorbing material in the form of a powder and fill it with free space. To fix the powder, you can optionally add a binder.

Для уменьшения веса коллиматора в порошок можно добавлять материал-наполнитель, в качестве которого берут вещества с малым удельным весом, например, полимеры, кварц, стекло и т.п., и перемешивать его с материалом, поглощающим рентгеновское излучение или располагать его слоями между слоями материала, поглощающего рентгеновское излучение.To reduce the weight of the collimator, a filler material can be added to the powder, for which substances with a low specific gravity, for example, polymers, quartz, glass, etc., are taken and mixed with a material that absorbs x-ray radiation or place layers between layers X-ray absorbing material.

Материал, поглощающий рентгеновское излучение, можно брать в виде химического элемента (вольфрам, свинец, висмут, уран), его оксида, его соли и/или их смеси.X-ray absorbing material can be taken in the form of a chemical element (tungsten, lead, bismuth, uranium), its oxide, its salt and / or their mixture.

На чертеже (фиг.1) приведен общий вид коллиматора, где 1- пути прохождения рентгеновского излучения, расположенные в материале, поглощающем рентгеновское излучение, -2, и соединенные жесткими связками -3 между собой.The drawing (figure 1) shows a General view of the collimator, where 1 is the path of the x-ray, located in the material that absorbs x-ray radiation, -2, and connected by hard ligaments -3 to each other.

Коллиматор работает следующим образом. Рентгеновские лучи, испускаемые излучающей областью, проходят по путям прохождения 1, позволяющим пропускать излучение по заданному набору направлений, а поглощающий материал 2- подавлять излучение, распространяющееся в других направлениях. Выходящие лучи попадают на соответствующие приемники. Жесткие связки -3 обеспечивают необходимую точность положения путей прохождения в пространстве, что соответственно повышает прецизионность измерения. Таким образом, перемещая область фокуса коллиматора над излучающей областью, можно установить, например, границы этой области.The collimator works as follows. X-rays emitted by the emitting region pass through the paths 1, allowing transmission of radiation in a given set of directions, and the absorbing material 2 - suppress radiation propagating in other directions. Emitting rays fall on the respective receivers. Rigid ligaments -3 provide the necessary accuracy of the position of the paths in space, which accordingly increases the precision of the measurement. Thus, by moving the focus area of the collimator over the radiating region, it is possible to establish, for example, the boundaries of this region.

Изобретение иллюстрируется, но не исчерпывается следующими примерами. Пример 1.The invention is illustrated, but not limited to, by the following examples. Example 1

Пути прохождения рентгеновского излучения формируют используя метод стереолитографии. При этом из фотополимера ( например, ИПЛИТ-1, НИЦТЛ-1) сфокусированным лучом лазера, сшивая фотохимически его молекулы, изготавливают сначала основание, а затем выращивают столбики направленные к фокусу, соединенные дополнительными жесткими связками. После изготовления полимерной матрицы будущего коллиматора проводят заполнение свободного объема материалом, поглощающим рентгеновское излучение, например свинцом. Для этого изготовленный слепок помещают в раствор электролита (например, в щелочной раствор ацетата свинца). Анод выполнен из пластины свинца. Катод подведен к основанию матрицы. Далее проводят электрохимическое осаждение свинца между столбиками. По окончании осаждения коллиматор промывают и высушивают.X-ray transmission paths are formed using the stereolithography method. In this case, from a photopolymer (for example, IPLIT-1, NITsTL-1) using a focused laser beam, photochemically stitching its molecules, first a base is made, and then columns directed to the focus are grown, connected by additional rigid ligaments. After manufacturing the polymer matrix of the future collimator, the free volume is filled with material absorbing x-rays, for example, lead. To do this, the manufactured cast is placed in an electrolyte solution (for example, in an alkaline solution of lead acetate). The anode is made of a lead plate. The cathode is connected to the base of the matrix. Next, lead electrochemical deposition of lead between the columns. At the end of the deposition, the collimator is washed and dried.

Пример 2. То же что в примере 1, только для увеличения коэффициента прохождения рентгеновского излучения полимер, сшитый в месте путей прохождения рентгеновского излучения, после заполнения свободного пространства свинцом удаляют, растворяя его, например, в 20 % растворе едкого натра.Example 2. The same as in example 1, only to increase the transmission coefficient of x-ray radiation, the polymer crosslinked at the location of the x-ray transmission paths, after filling the free space with lead, is removed, dissolving it, for example, in a 20% sodium hydroxide solution.

Пример 3. То же что в примере 1, только в качестве материала, поглощающего рентгеновское излучение, берут порошок металла, например вольфрама, и заполняют им жесткую форму, в которой и были сформированы пути прохождения рентгеновского излучения.Example 3. The same as in example 1, only as a material absorbing x-ray radiation, take a powder of a metal, such as tungsten, and fill it with a rigid form, in which the paths of the passage of x-ray radiation were formed.

Пример 4. То же что в примере 3, только для обеспечения жесткости объема коллиматора порошок вольфрама смачивают клеем («Момент») и дают затвердеть в течение 24 часов. Пример 5. То же что в примере 4, только порошок вольфрама для уменьшения веса и удешевления коллиматора предварительно перемешивают с материалом наполнителем, в качестве которого берут порошок кварца.Example 4. The same as in example 3, only to ensure rigidity of the collimator volume, the tungsten powder is moistened with glue (“Moment”) and allowed to harden for 24 hours. Example 5. The same as in example 4, only tungsten powder to reduce weight and reduce the cost of the collimator is pre-mixed with a filler material, which is taken as a quartz powder.

Пример 6. То же что в примере 4, только в качестве материала, поглощающего рентгеновское излучение, берут порошок оксида металла, например окись висмута, в качестве материала-наполнителя берут стекло и располагают его слоями, чередуя со слоями оксида висмута.Example 6. The same as in example 4, only as an X-ray absorbing material, metal oxide powder, for example bismuth oxide, is taken, glass is taken as a filler material and placed in layers, alternating with layers of bismuth oxide.

Пример 7. То же что в примере 6, только в качестве материала, поглощающего рентгеновское излучение берут порошок соли, например вольфрамата натрия, в качестве материала-наполнителя берут полимер (например, полиметилметакрилат).Example 7. The same as in example 6, only as an X-ray absorbing material, a powder of salt, for example sodium tungstate, is taken, and a polymer (for example, polymethyl methacrylate) is taken as a filler material.

Как видно из приведенных примеров заявляемый коллиматор позволяет просто и дешево изготавливать коллиматоры, не уступающие по своим характеристикам известным из современного уровня техники, т.е. значительно упрощается технология изготовления, повышается разрешающая способность, улучшаются эксплуатационные качества (за счет уменьшения веса коллиматора), снижается стоимость.As can be seen from the above examples, the inventive collimator makes it possible to easily and cheaply produce collimators that are not inferior in their characteristics to those known from the state of the art, i.e. manufacturing technology is greatly simplified, resolution is increased, performance is improved (by reducing the weight of the collimator), cost is reduced.

Claims

1. A collimator consisting of crosslinked molecules of a photopolymerizable composition of x-ray transmission paths located between the material absorbing x-ray radiation, characterized in that the x-ray transmission paths are connected by additional rigid ligaments.

2. The collimator according to claim 1, characterized in that the material absorbing x-ray radiation is taken in the form of a powder.

3. The collimator according to claim 1, characterized in that the powder absorbing x-ray radiation further comprises a binder.

4. The collimator according to claim 1, characterized in that the powder absorbing x-ray radiation further comprises a filler material.

5. The collimator according to claim 4, characterized in that the filler material is arranged in layers between the layers of the material absorbing x-ray radiation.

6. The collimator according to claim 4, characterized in that the filler material is mixed with X-ray absorbing material.

7. The collimator according to claim 4, characterized in that as the filler material use substances with a low specific gravity, for example, polymers, quartz, glass.

8. The collimator according to claim 1, characterized in that as the material absorbing the x-ray radiation, substances in the form of a chemical element (tungsten, lead, bismuth, uranium), its oxide, its salt and / or their mixture are used.