WO2011150438A1

WO2011150438A1 - Kollimator

Info

Publication number: WO2011150438A1
Application number: PCT/AT2011/000243
Authority: WO
Inventors: Norbert Fuchs; Klaus Scheidle; Peter Singer; Thomas Witting
Original assignee: Plansee Se
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2011-12-08
Also published as: AT12056U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kollimator zur Verwendung in einem Detektorsystem für Röntgen- oder Gammastrahlung. Er besteht aus einem plättchenförmigen Grundkörper -1- aus Wolfram mit einer Verdickung -2- an einem Ende. Erfindungsgemäß besteht die Verdickung -2- aus einem einseitig oder beidseitig auf dem Grundkörper -1- aufgebrachten Blechstreifen -3- aus Molybdän oder einer Legierung auf Basis von Molybdän.

Description

KOLLIMATOR

Die Erfindung betrifft einen Kollimator zur Verwendung in einem Detektorsystem für Röntgen- oder Gammastrahlung, bestehend aus einem plättchenförmigen Grundkörper aus Wolfram, einer Legierung auf Basis von Wolfram oder aus einem Wolframverbundwerkstoff, mit einer Verdickung an einem Ende, welche aus einem einseitig oder beidseitig auf dem Grundkörper aufgebrachten

Blechstreifen besteht. Detektorsysteme für Röntgen- oder Gammastrahlung werden für

Strahlendiagnostikgeräte verwendet. Bei diesen Diagnostikgeräten wird von einer geeigneten Einrichtung, wie beispielsweise einer Röntgenröhre,

Röntgenstrahlung erzeugt. Die Röntgenstrahlung durchdringt das zu

untersuchende Objekt und wird dann mit Hilfe eines geeigneten

Detektorsystemes auf eine Intensitätsverteilung untersucht.

Ein Detektorsystem für Röntgenstrahlung wie es beispielsweise in einem

Computertomographen angewendet wird, besteht aus sehr vielen

Einzeldetektorelementen, die linear oder kreisförmig auf die Röntgenröhre ausgerichtet angeordnet sind. Beim Durchgang der Messstrahlung durch das zu untersuchende Objekt tritt auch eine unerwünschte Streustrahlung auf, die das Bildergebnis verschlechtern würde. Um diese Streustrahlung, welche unter einem anderen Winkel als die Messstrahlung zum Detektorsystem ausgerichtet ist, weitgehend auszuschalten, werden vor dem Detektorsystem Kollimatoren angeordnet. Diese Kollimatoren bestehen aus Blechen, aus einem Material hoher Ordnungszahlen wie beispielsweise Blei oder Wolfram, welche auf die Röntgenröhre ausgerichtet sind und die Streustrahlung absorbieren. Die

Schwierigkeit ist es, diese Kollimatoren in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Detektionsbereichen des Detektorsystems so genau zu positionieren, dass eine Abschattung der Detektionsbereiche vermieden wird.

Um dieses Problem leichter in den Griff zu bekommen, wird beispielsweise in der DE 35 26 860 A1 vorgeschlagen Kollimatoren zu verwenden, deren Dicke sich über ihre Länge verändert und zwar dergestalt, dass sie am detektornahen Ende ihre größte Dicke aufweisen. Die Verdickung an diesem Ende ist dabei so groß, dass der Zwischenraum zwischen den einzelnen Detektionsbereichen des Detektorsystems vollständig überdeckt wird. Ein leichtes Verkippen der

Kollimatoren bei der Montage ist nunmehr mit keinen Nachteilen mehr verbunden, da der Schatten auf den verdickten Bereich des Kollimators fällt und keine Änderung der Abschattung auf den Detektionsbereichen mehr bewirkt wird. Auf die Herstellung der Kollimatoren wird in dieser Veröffentlichung nicht näher eingegangen, aus den Zeichnungen ist jedoch zu entnehmen, dass sie einstückig aufgebaut sind und damit nur sehr aufwändig herstellbar sind.

In der GB 2 013 877 A werden Kollimatoren beschrieben, deren dem

Detektorsystem abgewandtes Ende mit einer Verdickung versehen ist. Die Verdickung wird durch ein U-förmiges Teil gebildet, welches aus demselben Material besteht wie der Grundkörper der Kollimatoren und beispielsweise durch einen Reibungsschluss mit dem Grundkörper verbunden ist. Als geeignete Materialien für den Grundkörper und die Verdickung sind Materialien mit hoher Atomzahl wie Wolfram oder Tantal angegeben. Nachteilig dabei ist, dass bei Verwendung von Wolfram als Material für diese Teile, welches aufgrund seiner hervorragenden Absorptionseigenschaften für die

Streustrahlung besonders geeignet wäre, die Herstellung der Verdickung problematisch ist, da Wolfram nur sehr schwer verformbar ist und daher das U-förmig gebogene Teil für die Verdickung nur sehr schwer mit bedeutendem Ausschuss herstellbar ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Kollimator aus einem Grundkörper aus Wolfram, einer Legierung auf Basis von Wolfram oder aus einem Wolframverbundwerkstoff mit einer Verdickung an einem Ende zu schaffen, der leicht und ohne größeren Ausschuss herstellbar ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Blechstreifen durch den die Verdickung gebildet ist, aus Molybdän oder aus einer Legierung auf der Basis von Molybdän besteht. Dadurch, dass die Verdickung nun nicht mehr aus demselben Material wie der Grundköper hergestellt wird, ist es durch die Verwendung von Molybdän oder einer Molybdänlegierung für die Verdickung gelungen, ein Material einzusetzen, welches gut verformt werden kann und das auf einfache Weise mit dem

Grundkörper verbunden werden kann. Obwohl Molybdän gegenüber Wolfram aufgrund seiner niedrigeren Atomzahl deutlich schlechtere

Absorptionseigenschaften für die Streustrahlung aufweist, ergeben sich bei der Verwendung von Molybdän für die Verdickung überraschenderweise keine Probleme in der Praxis in dieser Hinsicht und die Materialkombination hat sich hervorragend bewährt.

Besonders vorteilhaft für die Erfindung ist es, wenn die Verdickung aufgrund der guten Verformbarkeit von Molybdän aus einem einstückigen Blechstreifen besteht, der zuerst V-förmig gebogen, dann über das Ende des Kollimators geschoben wird und schließlich durch Prägen festhaftend mit dem Grundkörper verbunden wird.

Auf diese Weise wird ohne Verwendung von Drittmaterial, beispielsweise in Form eines Klebstoffes oder eines Lotwerkstoffes, ein ausgezeichneter

Formschluss mit dem Grundkörper des Kollimators erreicht.

Eine andere Möglichkeit den Blechstreifen ohne Drittwerkstoff mit dem

Grundkörper zu verbinden wäre beispielsweise Diffussionsbonden. Auch mit dieser Verbindungstechnik lassen sich der Grundkörper aus Wolfram

hervorragend mit dem Blechstreifen aus Molybdän verbinden. Die

Produktionskosten sind gegenüber dem Prägeverfahren jedoch deutlich aufwändiger.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren und an Hand eines Herstellungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die Anordnung von zwei benachbarten Dektektorelementen

mit den zugehörigen Kollimatoren in Stirnansicht in vergrößerter schematischer Darstellung

Figur 2 den erfindungsgemäßen Kollimator nach Figur 1 in Seitenansicht

Figur 1 zeigt in einer vergrößerten schematischen Darstellung zwei

benachbarte Detektorelemente -4- eines Detektorsystems für

Röntgenstrahlung. Über den Abständen zwischen den einzelnen

Detektorelementen -4- sind die erfindungsgemäßen Kollimatoren - in

Stirnansicht gesehen - derart angeordnet, dass das Ende mit der Verdickung -2- an der detektornahen Seite liegt. Die Gesamtdicke des Kollimators an der Verdickung -2- ist so gewählt, dass die Abstände zwischen den einzelnen Detektorelementen -4- völlig abgedeckt sind.

Figur 2 zeigt die entsprechende Seitenansicht des Kollimators.

Herstellungsbeispiel

Für die Herstellung eines rechteckförmigen Kollimators mit den Abmessungen 70 mm x 20 mm wird der Grundkörper -1- mit diesen Abmessungen aus einem Wolframblech mit 85 pm Stärke ausgestanzt. Dann wird der Grundkörper -1- in einer Prägevorrichtung mit einem Ober- und Unterstempel geprägt um die Stanzgrate zu beseitigen. Nach dem Prägen wird der Grundkörper -1- gebeizt und bei 700°C geglüht. Die Verdickung -2- erstreckt sich etwa über eine Höhe von 2 mm beidseitig an einem Ende des Grundkörpers -1-. Zur Herstellung der Verdickung -2- wird ein Molybdänblech mit 4 mm Breite und 50 pm Stärke vom Band einem Folgeverbundwerkzeug zugeführt. Dort wird der Blechstreifen zunächst mittig auf einen Öffnungswinkel von etwa 70° umgebogen und anschließend auf die benötigte Länge von 70 mm abgelängt. Danach werden die abgelängten Blechstreifen gereinigt und über das Ende der - vorgefertigten Grundkörper -1- der Kollimatoren geschoben. Abschließend werden die derart vorbereiteten Teile in einer Prägemaschine mit feststehendem Unterstempel und beweglichem Oberstempel mit einem

Prägedruck von 200 kg zu den fertigen Kollimatoren mit der U-förmigen

Verdickung -2- an einem Ende fertiggestellt.

Claims

Patentansprüche

1. Kollimator zur Verwendung in einem Detektorsystem für Röntgen- oder Gammastrahlung, bestehend aus einem plättchenförmigen Grundkörper (1) aus Wolfram, einer Legierung auf Basis von Wolfram oder einem

Wolframverbundwerkstoff mit einer Verdickung (2) an einem Ende, welche aus einem einseitig oder beidseitig auf dem Grundkörper (1) aufgebrachten Blechstreifen (3) besteht,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Blechstreifen (3) aus Molybdän oder aus einer Legierung auf der Basis von Molybdän besteht.

2. Kollimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

Verdickung (2) aus einem einstückigen Blechstreifen (3) besteht, der beidseitig am Grundkörper (1) angeordnet ist.

3. Kollimator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen (3) durch Prägen mit dem Grundkörper (1) verbunden ist.