CN105390174B - 准直器模块、探测器模块和用于制造准直器模块的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于射线探测器的准直器模块，其具有通过原型方法一体制作的具有平的网格结构的多个准直器层。在此多个准直器层分别具有外置的多个吸收棱边。发明人已经意识到，当多个准直器层包括具有在至少一个吸收棱边处的至少一个参考结构的第一准直器层时，准直器模块的定位会尤其精确和简单地实现，其中参考结构通过原型方法形成。由于在第一准直器层的一体制作过程中，用于定位直器层模块的参考结构会被尤其精确地制作。
Description
技术领域
本发明涉及准直器模块、探测器模块和用于制造准直器模块的方法。
背景技术
断层摄影技术(Tomograghie)是一种成像方法，其中在不同的投射角度下接收伦琴射线投影。在此围绕旋转轴以及待检查的对象地旋转包括伦琴射线源以及伦琴射线探测器的接收单元。伦琴射线探测器通常由多个探测模块构成，其线性地或者以二维网栅(Raster)的形式设置。伦琴射线探测器的每个探测模块包括多个探测元件，其中每个探测元件能够探测伦琴射线。探测元件对应于通过伦琴射线探测器接收的伦琴射线投影的单个图像单元。由探测元件探测到的伦琴射线对应于一个强度值。该强度值形成断层摄影技术的图像的重构的输出点。
由伦琴射线源输出的伦琴射线在接收伦琴射线投影时由穿射的对象散射，使得除了伦琴射线源的主射线之外也存在在伦琴射线探测器上的散射射线。该散射射线导致在伦琴射线投影或者在重构的图像中的噪声，并且因此降低在伦琴射线图像中的对比度差的可识别性。为了降低散射射线影响，伦琴射线探测器能够具有准直器，其导致仅有确定空间方向上的伦琴射线落在探测器元件上。这种准直器典型地具有多个准直器模块。单个准直器模块具有用于吸收散射射线的吸收壁并且对准伦琴射线源的焦点。
该些准直器模块必须尽可能准确地占据相对于探测表面的预定位置。为此能够使用不同的定位工具。然而，这种定位是错误易发的和工作耗费的，使得存在对于尤其是非错误易发的并且易于定位的校准器模块的需求。
发明内容
这通过根据权利要求1所述的校准器模块、根据权利要求6所述的探测器模块和根据权利要求7所述的方法来实现。
下面本发明将不仅作为方法还以物体的形式被描述。在此提及的特征、优点或者替换的实施形式同样转用于其他要求保护的物体中，反之亦然。换言之，例如针对于装置的物体的权利要求能够以与方法一起描述和要求保护的特征进行改造。方法的相应的功能性特征在此通过相应的物体模块构造。
根据本发明的用于射线探测器的准直器模块具有通过原型方法一体制作的具有平的网格结构的多个准直器层。在此所述多个准直器层具有外置的多个吸收棱边。发明人已经意识到，当多个准直器层包括具有在至少一个吸收棱边处的至少一个参考结构的第一准直器层时，准直器模块的定位会尤其精确和简单地实现，其中所述参考结构通过原型方法形成。由于在第一准直器层的一体制作过程中，用于定位直器层模块的参考结构会被尤其精确地制作。
原型方法涉及一种方法，其中通过无形状的材料制作具有给定形状的固定体。无形状的材料在此被理解为粉末和微颗粒。原型方法尤其包括平面印刷技术，其中使用凹模。所谓的“快速成型”也被被构造作为原型方法。该“快速成型”基于可取回的数据，该数据描述给定的形状。通过对应于可取回的数据的针对性的局部成型，以给定的形式制作固定体。局部成型例如能够通过选择性的激光熔化来实现。此外，准直器必须能够吸收射线、尤其是伦琴射线。因此准直器层能够具有金属的组成部分。
准直器模块的根据本发明的制作的实质性优点在于，不需要用于形成参考结构的机械精加工。因为用于形成参考结构的准直器层的机械精加工是错误易发的并且能够导致准直器层的损坏。此外，根据本发明的方法能够制作可复制的相同成型的多个准直器层。
准直器模块的层方式的制作具有以下优点，能够实现具有非并行的吸收壁的网格形式。因为准直器模块的吸收壁应当对准射线源的焦点，吸收壁必须朝向焦点。尤其在平面印刷方法中，不可能制作具有非并行的吸收壁的三维结构。因为从凹模中析取这种三维结构在此不可能或者几乎不可能不损坏凹模。
如果以方法实现本发明，则其具有以下步骤：
-通过原型方法一体制作具有平的网格结构的多个准直器层，其中，所述多个准直器层分别具有外置的多个吸收棱边，其中，所述多个准直器层包括第一准直器层，所述第一准直器层具有在至少一个吸收棱边处的至少一个参考结构，其中，所述参考结构通过原型方法形成；以及
-粘贴所述多个准直器层，其中，所粘贴的所述多个准直器层形成具有网格形地设置的多个吸收壁的所述准直器模块。
根据本发明的一方面，能够通过以下多个原型方法中的至少一个来以尤其精确的方式和方式大批量地制作所述多个准直器层：
-浇筑或喷射金属连接材料；
-通过3D打印机打印金属粉末；
-烧结陶瓷或者金属连接材料；以及
-借助于激光熔化金属粉末。
根据本发明的另一方面，准直器模块具有多个彼此直接相邻的第一准直器层，其中，所述参考结构在所述第一准直器层的所述多个吸收棱边上延伸。由此能够实现大量不同形状的以及尤其扩展的参考结构，其允许准直器模块的尤其精确的定位。
根据本发明的另一方面，多个参考结构镜面对称地设置在至少两个相对的吸收棱边处。通过在多个、尤其镜面对称地设置的参考结构处的参考结构的应用，定位能够更可靠和精确地实现。
根据本发明的另一方面，所述参考结构被构造为凹处。由此尤其好地保护参考结构不受损坏，并且此外允许相邻的准直器模块的尤其空间节约的布置。
根据本发明的另一方面，所述参考结构被构造为伸出部。尤其准直器模块能够具有不同的参考结构，其中第一参考结构被构造为凹处并且第二参考结构被构造为伸出部。
此外，本发明涉及一种用于射线探测器的探测器模块，其中，所述探测器模块具有多个子模块，其中，在每个子模块处固定根据本发明的准直器模块，其中，所述准直器模块分别借助于参考结构以及借助于定位工具被带入预定的位置。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例进一步说明和阐述本发明，其中：
图1示出了计算机断层摄影装置的示例中的断层摄影仪；
图2示出了断层摄影仪的部分透视的、部分框图形式的图示；
图3示出了用于准直器模块的准直器层的顶视图；
图4示出了第一准直器层的顶视图；
图5示出了准直器模块的侧视图；
图6示出了根据本发明的准直器模块的第一实施形式的顶视图；
图7示出了根据本发明的准直器模块的第二实施形式的顶视图；以及
图8示出了根据本发明的探测器模块。
具体实施方式
图1示出了计算机断层摄影装置的示例中的断层摄影仪。在此示出的计算机断层摄影装置具有接收单元17，其包括伦琴射线源形式的射线源8以及伦琴射线探测器形式的射线探测器9。在接收伦琴射线投影期间，围绕旋转轴5来旋转接收单元17，并且在接收期间，伦琴射线源发射伦琴射线形式的射线2。伦琴射线源在在此示出的示例中涉及伦琴射线管。伦琴射线探测器在在此示出的示例中涉及具有多个光电元件(Zeilen)的光电元件探测器。
在在此示出的示例中，患者3在接收伦琴射线投影时躺在病床6上。病床6与床基座4如此连接，使得其支撑具有患者3的病床6。病床6被设置用于，将患者3通过接收单元17的开口10沿着接收方向进行移动。接收方向通常由旋转轴5给定，以在接收伦琴射线投影时旋转接收单元17。在螺旋接收时，病床6会持续地通过开口10移动，同时接收单元17围绕患者3旋转并且接收伦琴射线投影。由此伦琴射线在患者3的表面上描述螺旋。
为了重构伦琴射线图像，在此示出的计算机断层摄影装置具有重构单元14，其设置用于重构断层摄影图像。该重构单元14能够以硬件和软件的形式实现。计算机12与输出单元11以及输入单元7相连接。此外，在以屏幕形式的输出单元11上显示所接收的伦琴射线投影的不同的视图、即重构的图像、勾勒的表面或者截面图像。输入单元7例如涉及键盘、鼠标、所谓的触摸屏或者用于语音输入的麦克风。
图2示出了断层摄影仪的部分透视的、部分框图形式的图示。射线探测器9具有带有多个探测元件19的多个探测模块18。在在此示出的示例中，探测模块18通过沿着旋转轴的粗体显示的线彼此限定，其中每个探测器模块18具有四个子模块15。探测器单元19在此没有进一步示出。此外射线探测器9具有在此没有进一步示出的准直器。该准直器能够具有多个准直器模块30。准直器的单个准直器模块30以及吸收壁21能够对准射线源8的焦点13。在计算机断层摄影装置中，射线探测器9通常沿着以φ表示的空间方向相对于z轴弯曲。射线探测器9的子模块15然而能够如此设置，使得射线探测器9相对于x轴弯曲，并且因此探测模块18沿着二维对准射线源8的焦点13。
图3示出了用于准直器模块的准直器层的顶视图。该准直器层40具有宽度b和长度a并且被平面地构造，因为其具有平的网格结构。该网格结构通过网格形式布置的吸收单元22进行构造。吸收单元22能够如在此示出的示例地形成规则的网格结构，使得相邻的吸收单元22至少沿着空间方向具有彼此相等的间距。然而吸收单元22也能够形成不规则的网格结构，其中相邻的吸收单元22沿着空间方向的间距是变化的。此外，吸收单元22能够如再次所示地沿着长度a和宽度b并行地延伸。替换地，吸收单元22能够沿着长度a和/或宽度b非并行地延伸。
准直器层40能够如在此所示地构造为矩形并且具有四条限定的吸收棱边23。直接彼此邻接的准直器层40、41的吸收棱边23形成准直器30的外置的吸收壁21。吸收棱边23的层高h、在图3中即标识层向里的扩展，典型地在0.5mm和10mm之间，尤其在1mm和5mm之间。宽度b和长度a的大小典型地在几厘米的范围内。
图4示出了第一准直器层的顶视图。第一准直器层41的特征在于，其具有至少一个参考结构25。该参考结构25与第一准直器层41一起通过原型方法被制作为一体的构件。由此不需要用于形成参考结构25的机械的精加工。参考结构25能够位于隶属于第一准直器层41的层中，使得该参考结构25并不会超过隶属于第一准直器层41的层地突出。在在此示出的示例中，第一准直器层41具有四个参考结构25，其分别位于角处。参考结构25能够如在此所示地被构造为矩形然而也能够为其他形状。参考结构25能够如图4所示地被构造为凹处，尤其该凹处能够均匀地改变层高h。替换地，该凹处能够以不规则的方式和方法来改变层高，例如通过阶梯形的结构或者通过锲形的结构。
此外，参考结构25也能够被构造为伸出部。这种伸出部能够具有不同的形状，例如矩形。该伸出部能够具有均匀的厚度，即在层厚h方向上的均匀的扩展。替换地，该伸出部能够具有变化的厚度，例如通过阶梯形的结构或者通过锲形的结构。
图5示出了准直器模块的侧视图。在此多个准直器层40形成一个准直器模块30。该单个准直器层40例如通过粘贴或者其他连接技术相互连接，使得吸收单元22形成吸收壁21。如在此所示，十个分别具有2mm的层高h的准直器层40形成具有2cm的模块高度H的准直器模块30。准直器模块30的不同的准直器层40的宽度b和长度a能够如此变化，使得准直器模块30被构造为梯形。在另外的实施形式中，准直器模块30的外轮廓不是阶梯形的，而是具有连续的过渡地或者平整地构造。吸收壁21的表面也能够平整地构造。
图6示出了根据本发明的准直器模块的第一实施形式的顶视图。在在此示出的示例中，准直器模块30具有四个参考结构25，其分别被构造为凹处并且形成围绕第一准直器模块30的结构。图7示出了根据本发明的准直器模块的第二实施形式的顶视图。在该示例中，准直器模块30具有十二个参考结构25。在此四个参考结构25分别位于角处并且分别被构造为单个第一准直器层41的凹处。另外的八个参考结构25作为椭圆形的凹处被构造在外置的吸收壁21处。参考结构25分别镜面对称地设置。
图8示出了根据本发明的具有多个子模块的探测器模块。根据本发明的准直器模块30适用于固定在一个子模块15上。通过参考结构25能够实现准直器模块30相对于子模块的探测器表面的更精确的定位。该定位此外借助于定位工具实现，其具有定位结构，该定位结构形成相应的参考结构25的凹模。于是用于在图6中示出的根据本发明的准直器模块30的实施形式的定位工具包括由定位结构组成的层。此外，定位工具能够自行定向，例如相对于探测器模块18。
为阐述附图而描述的准直器层40的特征也能够扩展至第一准直器层41上。
Claims (12)
1.用于射线探测器(9)的准直器模块(30)，其中，
所述准直器模块(30)具有通过原型方法一体制作的具有平的网格结构的多个准直器层(40、41)，
所述多个准直器层(40、41)分别具有外置的多个吸收棱边(23)，
所述多个准直层(40、41)被粘贴，并且所粘贴的所述多个准直层(40、41)形成具有网格形地设置的多个吸收壁的所述准直器模块(30)，
所述多个准直器层(40、41)包括第一准直器层(41)，所述第一准直器层具有在至少一个吸收棱边(23)处的至少一个参考结构(25)，
所述参考结构(25)通过所述原型方法形成，
所述准直器模块(30)借助于定位工具被定位，所述定位工具具有定位结构，所述定位结构形成相应的所述参考结构(25)的凹模，
所述参考结构(25)位于隶属于第一准直器层(41)的层中，使得所述参考结构(25)不会突出而超过所述隶属于第一准直器层(41)的层，以及
所述准直器模块(30)的不同的准直器层(40)的宽度(b)和长度(a)如此变化，使得所述准直器模块(30)被构造为梯形。
2.根据权利要求1所述的准直器模块(30)，其具有多个、彼此直接相邻的第一准直器层(41)，其中，所述参考结构(25)在所述第一准直器层(41)的所述多个吸收棱边(23)上延伸。
3.根据权利要求1或2所述的准直器模块(30)，其中，多个参考结构(25)镜面对称地设置在至少两个相对的吸收棱边(23)处。
4.根据权利要求1或2所述的准直器模块(30)，其中，所述参考结构(25)被构造为凹处。
5.根据权利要求1或2所述的准直器模块(30)，其中，所述参考结构(25)被构造为伸出部。
6.用于射线探测器(9)的探测器模块(18)，其中，所述探测器模块(18)具有多个子模块(15)，其中，在每个子模块(15)处固定根据权利要求1至5中任一项所述的准直器模块(30)，其中，所述准直器模块(30)分别借助于参考结构(25)以及借助于定位工具被带入预定的位置。
7.用于制造准直器模块(30)的方法，包括以下步骤：
-通过原型方法一体制作具有平的网格结构的多个准直器层(40、41)，其中，所述多个准直器层(40、41)分别具有外置的多个吸收棱边(23)，其中，所述多个准直器层(40、41)包括第一准直器层(41)，所述第一准直器层具有在至少一个吸收棱边(23)处的至少一个参考结构(25)，其中，所述参考结构(25)通过原型方法形成，其中，所述准直器模块(30)借助于定位工具被定位，所述定位工具具有定位结构，所述定位结构形成相应的所述参考结构(25)的凹模，其中，所述参考结构(25)位于隶属于第一准直器层(41)的层中，使得所述参考结构(25)不会突出而超过所述隶属于第一准直器层(41)的层，其中，所述准直器模块(30)的不同的准直器层(40)的宽度(b)和长度(a)变化；以及
-粘贴所述多个准直器层(40、41)，其中，所粘贴的所述多个准直器层(40、41)形成具有网格形地设置的多个吸收壁(21)的所述准直器模块(30)，并且所述准直器模块(30)被构造为梯形。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，多个第一准直器层(40、41)被如此制作并且彼此直接粘贴，使得所述参考结构(25)在所述第一准直器层(41)的所述多个吸收棱边(23)上延伸。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述多个准直器层(40、41)被如此制作和粘贴，使得多个参考结构(25)镜面对称地设置在至少两个相对的吸收棱边(23)处。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述多个第一准直器层(41)被如此制作，使得所述参考结构(25)被构造为凹处。
11.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述多个第一准直器层(41)被如此制作，使得所述参考结构(25)被构造为伸出部。
12.根据权利要求7或8所述的方法，其中，借助于下面的多个原型方法中的至少一个来制作所述多个准直器层(40、41)：
-浇筑或喷射金属连接材料；
-通过3D打印机打印金属粉末；
-烧结陶瓷或者金属连接材料；以及
-借助于激光熔化金属粉末。
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