DE69910524T2 - Röntgenstrahlung-prüfungsvorrichtung enthaltend ein röntgenstrahlungsfilter - Google Patents

Röntgenstrahlung-prüfungsvorrichtung enthaltend ein röntgenstrahlungsfilter Download PDF

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Röntgenquelle, einen Röntgendetektor und einen Röntgenfilter, der zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor angeordnet ist und mehrere Filterelemente enthält, deren Absorptionsvermögen gegenüber Röntgenstrahlen durch Anpassung röntgenabsorbierender Flüssigkeiten innerhalb einzelner Filterelemente justiert werden kann.
  • Eine Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung dieser An ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 96/13040 bekannt.
  • Die Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung erzeugt das Röntgenbild eines zu prüfenden Objekts, beispielsweise eines radiologisch zu untersuchenden Patienten. Die Röntgenquelle bestrahlt das Objekt mittels eines Röntgenstrahls, wobei aufgrund der lokal unterschiedlichen Absorption der Röntgenstrahlen innerhalb des Objekts auf dem Röntgendetektor ein Röntgenbild erzeugt wird. Der Röntgenfilter sorgt dafür, dass der Bereich der Helligkeitswerte des Röntgenbildes begrenzt bleibt. Der Röntgenfilter wird so justiert, dass einerseits die Anteile des Röntgenstrahls, die vom Objekt nur gering abgeschwächt werden, vom Röntgenfilter leicht gedämpft werden, und andererseits die Anteile des Röntgenstrahls, die vom Objekt deutlich abgeschwächt werden, vom Filter ohne eine wesentliche Dämpfung übertragen werden. Da die Helligkeitswerte des Röntgenbilds innerhalb eines begrenzten Bereichs liegen, kann das Röntgenbild auf einfache Weise weiterverarbeitet werden, wobei kleine Details mit geringem Kontrast dennoch wiedergegeben werden.
  • Der Röntgenfilter der bekannten Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung beinhaltet ein Bündel mit einer sehr großen Anzahl von Kapillarröhrchen, die alle jeweils mit einem Ende Verbindung zu der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit haben. Die Adhäsion der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit an der Innenwand einer solchen Kapillarröhrchens ist davon abhängig, welche elektrische Spannung an dem entsprechenden Kapillarröhrchen angelegt ist. Insbesondere hängt der Kontaktwinkel, der von der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit relativ zur Innenwand eines solchen Kapillarröhrchens eingeschlossen wird, von der elektrischen Spannungsdifferenz zwischen der Innenwand und der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit ab. Wenn der Kontaktwinkel größer als 90° ist, dringt kaum röntgenabsorbierende Flüssigkeit in ein solches Kapillarröhrchen ein, und wenn der Kontaktwinkel kleiner als 90° ist, wird ein solches Kapillarröhrchen mit einer Menge röntgenabsorbierender Flüssigkeit gefüllt, die von der Größe der elektrischen Potentialdifferenz abhängt. Die Kapillarwirkung der Kapillarröhrchen in Bezug auf die röntgenabsorbierende Flüssigkeit kann somit elektrisch gesteuert werden. Die Menge der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit in jedem der Kapillarröhrchen wird auf der Basis der an die Kapillarröhrchen angelegten elektrischen Spannungen gesteuert.
  • Weil es äußerst schwierig ist, eine sehr große Anzahl von Kapillaren in einer regelmäßigen Anordnung zu bündeln, ist die Herstellung des Röntgenfilters der bekannten Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung kompliziert und damit teuer.
  • Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung zu schaffen, die einen Röntgenfilter enthält, der sich leichter herstellen lässt.
  • Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung erfüllt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
    • – der Röntgenfilter einen Stapel deformierbarer Folien enthält,
    • – die einzelnen Filterelemente durch Zwischenräume zwischen den einzelnen deformierbaren Folien gebildet werden,
    • – benachbarte Folien lokal miteinander verbunden sind, und der Stapel deformierbarer Folien zwischen starren Platten angeordnet ist,
    • – die starren Platten mechanisch mit dem Stapel deformierbarer Folien gekoppelt sind,
    • – der Folienstapel quer zur Oberfläche der Folien gestreckt wird, und
    • – zwischen dem Folienstapel und mindestens einer der starren Platten ein Pufferelement vorhanden ist, das sich parallel zur Oberfläche der Folien zusammenziehen kann.
  • Da sich der Folienstapel quer zur Oberfläche der Folien ausdehnt, beispielsweise indem der der Folienstapel quer zur Oberfläche der Folien gestreckt wird, entstehen bei benachbarten Folien Zwischenräume an den Stellen, an denen die Folien miteinander verbunden sind. Durch weiteres Strecken des Folienstapels vergrößern sich diese Zwischenräume, bis sie eine vorgegebene maximale Größe erreicht haben. Wenn der Folienstapel sehr stark gestreckt wird, werden die Zwischenräume wieder kleiner. Vorzugsweise haben die Zwischenräume die Form von Kapillarröhrchen, die als Filterelemente fungieren. Das Absorptionsvermögen gegenüber Röntgenstrahlen der als Filterelemente dienenden Kapillarröhrchen wird über die Menge einer röntgenabsorbierenden Flüssigkeit justiert, die sich in den genannten Kapillarröhrchen befindet. Der Folienstapel lässt sich leicht strecken, da er zwischen den starren Platten angeordnet ist, so dass die zum Strecken des Folienstapels erforderliche Kraft an den starren Platten ansetzen kann. Die mechanische Kopplung stellt sicher, dass die auf die starren Platten ausgeübte Kraft eine Kraft bewirkt, die auf den Folienstapel quer zur Oberfläche der Folien wirkt, so dass die Folien in den Bereichen, in denen sie nicht miteinander verbunden sind, auseinander gezogen werden. Die starren Platten müssen nicht vollständig unflexibel sein, sollten jedoch deutlich weniger deformierbar als die Folien sein. Dadurch wird erreicht, dass die quer zur Oberfläche der Folien ansetzende Kraft hauptsächlich den Folienstapel streckt, ohne dass dabei die starren Platten deformiert werden, oder dass deren Deformierung zumindest im Wesentlichen gering ist. Die mechanische Kopplung erfolgt durch die Pufferelemente. Beispielsweise sind der Folienstapel und mindestens eine der starren Platten mit beiden Seiten des Pufferelements verbunden. Als Reaktion auf die Kraft, die über die starren Platten quer zur Folienoberfläche auf das Pufferelement einwirkt, wird das Pufferelement im Wesentlichen parallel zur Folienoberfläche zusammengezogen. Auf diese Weise können praktisch überall im Folienstapel die benachbarten Folien in den Zwischenräumen dort gleichmäßig weit auseinander gezogen werden, wo sie miteinander verbunden sind. So können im gesamten Folienstapel zwischen den Folien Kapillarröhrchen mit im Wesentlichen gleichem Querschnitt gebildet werden. Dadurch wird erreicht, dass die räumliche Auflösung des Röntgenfilters über die gesamte Oberfläche im Wesentlichen gleichförmig ist. Artefakte und/oder Störungen im Röntgenbild aufgrund des Röntgenfilters werden so vermieden. Vorzugsweise werden zwei Pufferelemente verwendet; in diesem Fall sind die einzelnen Pufferelemente zwischen dem Folienstapel und jeder der starren Platten angeordnet, um so ein besonders hohes Maß an Gleichförmigkeit in der räumlichen Auflösung zu erzielen. Die erfindungsgemäße Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung ermöglicht dann das Erzeugen von Röntgenbildern von hoher diagnostischer Qualität, d. h. kleine kontrastarme Details können dennoch zufriedenstellend im Röntgenbild dargestellt werden.
  • Bei den Folien handelt es sich um vorzugsweise um dünne Folien aus synthetischem Material. Bei Verwendung flexibler Folien können die geschichteten Folien leicht in Richtung quer zur Folienoberfläche deformiert werden, so dass sich zwischen benachbarten Folien lokale Zwischenräume bilden, die die Filterelemente darstellen. Vorzugsweise werden dünne Folien verwendet, weil diese kaum Röntgenstrahlen absorbieren und dadurch das Röntgenbild nicht beeinträchtigen. Flexible, dünne geschichtete Folien lassen sich einfach handhaben; sie sind deutlich weniger beschädigungsanfällig als vorgefertigte dünne Platten. Die Folien sind vorzugsweise dünn; verwendet werden beispielsweise Folien mit einer Stärke von ca. 5 μm. Außerdem übertragen die Folien vorzugsweise die Röntgenstrahlen so gut wie möglich, so dass die Hintergrundabsorption der Röntgenstrahlen durch den Röntgenfilter gering bleibt. Darüber hinaus ist es von Vorteil, Folien mit einer höheren mechanischen Festigkeit zu verwenden, die Röntgenstrahlen in geeigneter Weise widerstehen können. Es hat sich herausgestellt, dass Polypropylensulfon (PPS) ein geeignetes Material für Folien ist; Polyethyleneterephtalat, Polyethylen und Polyester eignen sich ebenfalls als Folienmaterialien.
  • Die geschichteten Folien werden vorzugsweise dadurch gestreckt, dass sie quer zur Folienebene eingespannt werden. Infolgedessen werden benachbarte Folien lokal in Bereichen auseinander gebracht, in denen sie nicht miteinander verbunden sind. Die gestreckten geschichteten Folien können in diesem gestreckten Zustand belassen werden, indem mechanisch eine Zugspannung aufrechterhalten wird. Die geschichteten Folien können auch dadurch gestreckt bleiben, dass nach dem Anlegen der Zugspannung die Elastizität der Folien drastisch reduziert wird, indem sie beispielsweise vorübergehend erhitzt oder Röntgen- oder Ultraviolettstrahlung ausgesetzt werden.
  • Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden im Folgenden ausführlich beschrieben, wobei auf die Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen Bezug genommen wird.
  • Muster aus versetzten Nähten bilden eine alternierende Struktur aus Nähten und Kapillarröhrchen. Die benachbarten Folien sind entlang der Nähte lokal miteinander verbunden. Eine solche alternierende Struktur ist sehr stabil, wobei dennoch viel Raum für die Kapillarröhrchen genutzt wird.
  • Folien lassen sich leicht lokal miteinander verbinden, indem sie örtlich miteinander verklebt werden. Die Folien sind vorzugsweise mit schmalen Klebenähten versehen: sie dienen als die Nähte, entlang denen die Folien miteinander verbunden werden, wobei die Folien mit den Klebenähten anschließend geschichtet und eventuell gepresst werden. Die Klebenähte können sich leicht in Form einer strukturierten Klebeschicht aufgebracht werden. Das Klebematerial in der Klebeschicht haftet in geeigneter Weise an den Folien. Die Klebeschicht hat ein zweidimensionales räumliches Muster, das die Klebenähte bildet. Bei Verwendung einer solchen Klebschicht ist es nicht erforderlich, jede einzelne Folie aus einer großen Anzahl von Folien mit einer Vielzahl von schmalen Klebenähten zu versehen. Auf diese Weise lässt sich der Stapel lokal miteinander verbundener Folien schnell und präzise für die anschließende Bildung der Kapillarröhrchen fertigen.
  • Die Folien können auch ohne Verwendung eines Klebemittels lokal miteinander verbunden werden, indem man sie unter Druck lokal erhitzt. Durch eine solche thermische Kompression werden benachbarte Folien mehr oder weniger miteinander verschmolzen. Bei Verwendung von Polymer, beispielsweise Kunststofffolien, werden die Folien vorzugsweise über die Glasübergangstemperatur des Polymers hinaus erhitzt, um eine geeignete Verbindung in den Bereichen zu erzielen, in denen die Folien lokal aufeinander gepresst werden. Zwischen den benachbarten Folien wird vorzugsweise eine Trennschicht verwendet, die der Verbindung benachbarter Folien lokal entgegenwirkt. Die Trennschicht ist so strukturiert, dass in ihr Öffnungen verbleiben. Durch die freien Öffnungen kann nach beiden Seiten der jeweiligen Trennschicht hin ein Kontakt zwischen den benachbarten Folien entstehen. Wenn auf den Folienstapel mit den Trennschichten zwischen den einzelnen Folien Druck ausgeübt wird, werden die benachbarten Folien in den Bereichen miteinander verbunden, in denen sie durch die Öffnungen in den Trennschichten hindurch in Kontakt geraten. Wenn der Folienstapel auseinander gezogen wird, bilden sich in den Bereichen, in denen die Trennschichten die benachbarten Folien lokal voneinander trennen, Zwischenräume. Die Öffnungen sind beispielsweise schmale Streifen, die die Nähte bilden, entlang denen die benachbarten Folien mittels thermischer Kompression miteinander verschmolzen werden, so dass sie entlang der genannten Nähte miteinander verbunden sind.
  • Das Querschnittsmuster der Kapillarröhrchen wird durch den Streckungsgrad des Folienstapels quer zur Folienoberfläche, den Abstand in der Richtung parallel zur Folienoberfläche zwischen den Nähten, die Nähte, entlang denen die Folien miteinander verbunden sind, sowie die Breite der genannten Nähte bestimmt. Wenn die Nähte in einem regelmäßigen Muster zwischen angrenzenden Folien ungefähr dreimal schmaler sind als ihr Abstand und der Folienstapel nur wenig gestreckt wird, erhält man ein mehr oder weniger augenförmiges Muster; wenn der Stapel weiter gestreckt wird, erscheint ein hexagonales Honigwabenmuster, und wenn der Stapel noch weiter gestreckt wird, erhält man ein Muster aus Rechtecken mit leicht abgerundeten Ecken. Bei Verwendung eines Honigwabenmusters ist deutlich erkennbar, dass der gestreckte Folienstapel eine hohe mechanische Festigkeit hat. Wenn die Nähte in einem regelmäßigen Muster zwischen benachbarten Folien etwa zweimal schmaler als ihr Abstand sind, erhält man ein rautenförmiges Muster (mit leicht abgerundeten Ecken) oder ein augenförmiges Muster, je nachdem, ob der Folienstapel mehr oder weniger gestreckt wird. Wenn die Nähte viel schmaler als ihr Abstand sind und der Folienstapel nur wenig gestreckt wird, bilden die Kapillarquerschnitte ein augenförmiges Muster. Die Ausrichtung der Kapillarröhrchen in den gestreckten Folien hängt davon ab, wie die Nähte in den gestreckten Folien relativ zueinander ausgerichtet sind. Wenn man beispielsweise gerade oder bogenförmige, wechselweise parallele Nähte verwendet, bilden sich entsprechend gerade oder bogenförmige Kapillarröhrchen, und wenn man die Nähte konvergieren lässt, bilden sich konische Kapillarröhrchen. Darüber hinaus kann man Nähte verwenden, die paarweise parallel zueinander verlaufen, wobei einzelne Nahtpaare relativ zueinander einen kleinen Winkel einschließen. In diesem Fall erhält man Filterelemente in der Form von Kapillarröhrchen, die relativ zueinander einen kleinen Winkel einschließen. Auf diese Weise erreicht man, dass praktisch alle Röntgenstrahlen eines Röntgenstrahlenbündels die entsprechenden Kapillarröhrchen im selben Winkel passieren. So lässt sich ein Röntgenfilter bilden, dessen räumliche Auflösung zwischen dem Zentrum des Röntgenfilters und dem Rand des Röntgenfilters kaum variiert.
  • Für die Verwendung als Röntgenstrahlen absorbierende Flüssigkeit eignen sich flüssige Metalle, wie vor allem Quecksilber und Gallium. Cäsium und Rubidium sind in dieser Hinsicht ebenfalls geeignete Materialien. Bei Verwendung von Gallium oder Cäsium sollten diese Materialien auf etwa 30°C erhitzt werden, um sie zu verflüssigen. Wenn Rubidium verwendet wird, muss es zur Verflüssigung auf etwa 40°C erhitzt werden. Darüber hinaus sind noch zahlreiche weitere Metalle als Röntgenstrahlen absorbierende Flüssigkeit geeignet. In dieser Hinsicht eignen sich vor allem Legierungen, die eine Kombination der Elemente Kalium, Natrium, Germanium, Lithium, Barium, Quecksilber, Mangan, Wismut, Indium, Schwefel, Gold, Kupfer oder Selen enthalten, weil Legierungen aus die sen Elementen dafür verwendet werden können, eine Zusammensetzung mit einem Schmelzpunkt unter 100°C zu bilden.
  • Es gibt verschiedene Verfahren, um die Menge der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit, die in den Filterelementen vorhanden ist, zu justieren. Die Menge der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit in den einzelnen Filterelementen lässt sich vor allem auf der Basis der an den Filterelementen angelegten elektrischen Spannung justieren, was bedeutet, dass zwischen den Wänden der Filterelemente und der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit ein elektrisches Potenzial existiert. Derartige Verfahren sind beispielsweise aus den internationalen Patentanmeldungen WO 96/13040 (PHN 15.044) und WO 97/03450 (PHN 15.378) bekannt.
  • Die metallenen Bahnen werden vorzugsweise durch eine streifenförmige Metallschicht gebildet, die sich auf den Teilen der Folien befindet, die nicht miteinander verbunden sind. Beispielsweise werden die Metallbahnen durch eine strukturierte Metallschicht gebildet, die gleichzeitig als Trennschicht dient. Die Metallbahnen fungieren als Elektroden, über die die elektrische Spannung an die einzelnen Filterelemente, das heißt die Kapillarröhrchen, angelegt wird. Die elektrisch isolierende Schicht stellt sicher, dass keine elektrischen Durchbrüche zwischen der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit und den Elektroden auftreten. Beispielsweise ist die elektrisch isolierende Schicht eine dielektrische Schicht. Um sicherzustellen, dass das Absorptionsvermögen der dielektrischen Schicht gegenüber Röntgenstrahlen so gering ist, dass die elektrisch leitende Schicht im Röntgenbild nicht sichtbar wird, hat die elektrisch isolierende Schicht vorzugsweise eine Dicke von wenigen bis zu 10 μm. Auf der anderen Seite darf die dielektrische Schicht nicht so dick sein, dass die Reaktionszeit der Filterelemente mehr als einige Zehntel Mikrosekunden beträgt. Die Einstellung des Röntgenfilters kann so leicht innerhalb einer Sekunde geändert werden. Auf diese Weise kann die Einstellung des Röntgenfilters präzise an unterschiedliche Röntgenbilder in rascher Abfolge angepasst werden; wenn beispielsweise dreißig, sechzig oder mehr Röntgenbilder pro Sekunde erzeugt werden, kann der Röntgenfilter genau für die einzelnen Bilder justiert werden.
  • Diese und andere Aspekte der Erfindung werden im Folgenden ausführlich anhand von Beispielen sowie unter Bezugnahme auf die folgenden Ausführungsformen und die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung, in der die Erfindung verwendet wird;
  • 2 eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines Beispiels für geschichtete Folien, die zur Herstellung eines Röntgenfilters verwendet werden;
  • 3 eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines Röntgenfilters, der durch Streckung der Folien aus 2 gebildet wird;
  • 4 eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines weiteren Beispiels für geschichtete Folien, die zur Herstellung eines Röntgenfilters verwendet werden;
  • 5 eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines Röntgenfilters, der durch Streckung der Folien aus 4 gebildet wird; und
  • 6 ist eine schematische Draufsicht auf ein Detail von einem der Filterelemente des Röntgenfilters der erfindungsgemäßen Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung 1. Die Röntgenquelle 2 emittiert einen Röntgenstrahl 3 zur Bestrahlung eines Objekts 4. Aufgrund von Unterschieden bei der Absorption der Röntgenstrahlen im Objekt 4, beispielsweise eines radiologisch zu untersuchenden Patienten, wird auf einer röntgenempfindlichen Oberfläche 25 des Röntgendetektors 5, die gegenüber der Röntgenquelle angeordnet ist, ein Röntgenbild erzeugt. Eine Hochspannungsversorgung 51 versorgt die Röntgenquelle 2 mit einer elektrischen Hochspannung. Der Röntgendetektor 5 der vorliegenden Erfindung ist eine Bildverstärker-Aufnahmekette, bestehend aus einem Röntgenbildverstärker 16, um das Röntgenbild in ein Lichtbild auf einem Austrittsfenster 17 umzuwandeln, und einer Videokamera 18, um das Lichtbild aufzunehmen. Der Eintrittsschirm 19 fungiert als röntgenempfindliche Oberfläche des Röntgenbildverstärkers, der einfallende Röntgenstrahlen in einen Elektronenstrahl umwandelt, der wiederum mit Hilfe eines elektronenoptischen Systems 20 auf dem Austrittsfenster abgebildet wird. Die einfallenden Elektronen erzeugen das Lichtbild auf einer Leuchtschicht 21 auf dem Austrittsfenster 17. Die Videokamera 18 ist mittels einer optischen Kopplung 22, beispielsweise eines Linsensystems oder einer Lichtwellenleiterkopplung, mit dem Röntgenbildverstärker 16 verbunden. Die Videokamera 18 leitet ein elektronisches Bildsignal vom Lichtbild ab, das einem Monitor 23 zugeführt wird, um die Bildinformationen im Röntgen bild sichtbar zu machen. Das elektronische Bildsignal kann auch einer Bildverarbeitungseinheit 24 zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
  • Zwischen der Röntgenquelle 2 und dem Objekt 4 ist ein Röntgenfilter 6 zur lokalen Dämpfung des Röntgenstrahls angeordnet. Das Röntgenstrahlen-Absorptionsvermögen einzelner Filterelemente 7 des Röntgenfilters 6 wird mit Hilfe einer Justiereinheit 50 justiert. Die Justiereinheit 50 ist mit der Hochspannungsversorgung 51 gekoppelt, so dass der Röntgenfilter 6 auf der Basis der Intensität des von der Röntgenquelle emittierten Röntgenstrahls 3 justiert werden kann. Darüber hinaus ist die Justiereinheit 50 mit der Videokamera verbunden. Der Röntgenfilter kann somit auf der Basis des elektronischen Bildsignals, d. h. auf der Basis der Bildinformationen des Röntgenbilds, justiert werden.
  • 2 zeigt eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines Beispiels für geschichtete Folien 10, die zur Bildung eines Röntgenfilters verwendet werden. 2 zeigt den Stapel flacher, annähernd paralleler Folien 10, die sich senkrecht zu der Ebene erstrecken, welche in der Zeichnung in Vorderansicht dargestellt ist. Zwischen benachbarten Folien befindet sich jeweils eine entsprechend strukturierte Klebeschicht 14. Die Klebeschicht besteht beispielsweise aus Klebestreifen, die senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufen und immer zwischen benachbarten Folien angeordnet sind. Der Folienstapel ist zwischen zwei mehr oder weniger starren Platten 11 angeordnet. Die Verformbarkeit der starren Platten ist erheblich geringer als die der Folien und der Klebeschichten. Zwischen den starren Platten und dem Folienstapel 10 sind jeweils Pufferelemente 12 angeordnet. Die starren Platten sind mit den jeweiligen Pufferelementen 12 verbunden, wobei jedes der Pufferelemente mit dem Folienstapel verbunden ist. Beispielsweise ist jedes der Pufferelemente mit der jeweils äußersten (unteren und oberen) Folie im Stapel, beispielsweise mittels einer Klebeschicht 14, verbunden. Die benachbarten Folien werden lokal miteinander verbunden, indem der Folienstapel mit den dazwischenliegenden Klebeschichten quer zur Folienebene zusammengepresst wird; dabei kommen die benachbarten Folien insbesondere nahe der Klebestreifen 33 in Kontakt miteinander, während sie zwischen den Klebestreifen getrennt voneinander bleiben. Die Klebestreifen bilden auf diese Weise Nähte 30, wobei benachbarte Folien lokal miteinander verbunden sind.
  • 3 zeigt eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines Röntgenfilters, der durch Strecken des Folienstapels aus 2 gebildet wird. Der Folienstapel 10 wurde in Pfeilrichtung 40 gestreckt. Das Strecken erfolgt beispielsweise dadurch, dass man eine oder beide der starren Platten 11 in Pfeilrichtung zieht. Durch das Strecken des Folienstapels bilden sich zwischen benachbarten Folien lokal Freiräume, d. h. an den Stellen, an denen sie nicht miteinander verbunden sind. Aufgrund der Klebestreifen haben die Freiräume zwischen den benachbarten Folien die Form von Kapillarröhrchen 7, die sich ungefähr senkrecht zur Zeichenebene und parallel zu den Nähten 30 erstrecken. Der Grad, in dem der Folienstapel gestreckt wird, bestimmt die Abmessungen der Kapillarröhrchen 7 in Verbindung mit den Abmessungen der Nähte und deren Abständen. Da die Streckung in Richtung quer zu den Folien erfolgt, werden die Pufferelemente in Richtung parallel zu den Folien etwas zusammengezogen. Dadurch wird erreicht, dass die Folien im Stapel hauptsächlich quer zu den Folien gestreckt werden. Die Pufferelemente sind vorzugsweise Pufferschichten aus Akrylband.
  • 4 zeigt eine schematische Seiten- und Vorderansicht eines weiteren Bespiels für einen Folienstapel, der zur Bildung eines Röntgenfilters verwendet wird. Die einzelnen Folien 10 im Stapel wechseln sich mit strukturierten Trennschichten 15 ab. Die Trennschichten 15 bestehen vorzugsweise aus Aluminiumstreifen, die eine Stärke von ca. 5 bis 500 nm aufweisen; bevorzugt werden Aluminiumstreifen mit einer Stärke von ca. 20 nm verwendet. Wenn man die Folien unter Druckeinwirkung auf einen Wert erhitzt, der die Glasübergangstemperatur überschreitet, werden die benachbarten Folien teilweise an Stellen geschmolzen, an denen kein Aluminium zwischen den benachbarten Folien vorhanden ist. Mit Hilfe einer solchen Thermokompressionsbehandlung werden die benachbarten Folien lokal miteinander verbunden. An Stellen, an denen sich zwischen benachbarten Folien ein Streifen aus Aluminium befindet, werden die Folien durch die Thermokompressionsbehandlung nicht miteinander verbunden. Es hat sich herausgestellt, dass Folien mit einer Glasübergangstemperatur zwischen 70 und 500°C sehr gut für die Anwendung des Thermokompressionsverfahrens geeignet sind.
  • 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Röntgenfilter, der durch Strecken des Folienstapels aus 4 gebildet wurde. Der Folienstapel 10 wurde in Pfeilrichtung 40 gestreckt. Das Strecken erfolgt beispielsweise dadurch, dass man eine oder beide starre(n) Platte(n) 11 in Pfeilrichtung zieht. Durch das Strecken des Folienstapels bilden sich zwischen benachbarten Folien lokal Freiräume, d. h. an den Stellen, an denen sie nicht miteinander verbunden sind. Bei Verwendung paralleler Trennstreifen bilden sich annähernd parallele Nähte, entlang denen die benachbarten Folien, beispielsweise durch Thermokompression, miteinander verbunden werden. Aufgrund derartiger in etwa paralle len Nähte haben die Freiräume zwischen den Folien die Form von Kapillarröhrchen, die sich ungefähr senkrecht zur Zeichenebene und parallel zu den Nähten erstrecken. Der Grad, in dem der Folienstapel gestreckt wird, bestimmt die Abmessungen der Kapillarröhrchen in Verbindung mit den Abmessungen der Nähte und deren Abständen. Da die Streckung in Richtung quer zu den Folien erfolgt, werden die Pufferelemente in Richtung parallel zu den Folien etwas zusammengezogen. Dadurch wird erreicht, dass die Folien im Stapel hauptsächlich quer zu den Folien gestreckt werden.
  • 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Detail eines der Filterelemente des Röntgenfilters der erfindungsgemäßen Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung. 6 zeigt vor allem im Querschnitt die Längsachse von einem der Kapillarröhrchen, die, wie unter Bezugnahme auf die 2, 3, 4 und 5 erläutert, durch das Strecken eines Stapels lokal miteinander verbundener Folien gebildet wurde. Die Wände der Kapillarröhrchen werden durch die Folien 10 gebildet. Auf der nach innen gewandten Seite der Wand 10 befindet sich eine leitende Schicht 15. Bei der leitenden Schicht handelt es sich beispielsweise um dieselbe Schicht wie die im Beispiel der 4 und 5 verwendete strukturierte Aluminiumtrennschicht 14. Falls keine Trennschicht verwendet wird, wie beispielsweise in den 2 und 3 veranschaulicht, ist die Trennschicht separat vorhanden. Die leitenden Schichten der einzelnen Kapillarröhrchen sind elektrisch voneinander isoliert, um sicherzustellen, dass die Menge der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit in den einzelnen Kapillarröhrchen unabhängig voneinander elektrisch kontrolliert werden kann. Auf der leitenden Schicht befindet sich eine elektrisch isolierende Schicht. Die dielelektrische Schicht stellt sicher, dass keine elektrischen Durchbrüche zwischen der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit in den Kapillarröhrchen en und der leitenden Schicht auftreten. Darüber hinaus ist die leitende Schicht mit einer hydrophoben Schicht 31 überzogen. Zwischen der hydrophoben Schicht und der röntgenabsorbierenden Flüssigkeit besteht nur geringe Affinität.

Claims (10)

  1. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung (1), die Folgendes umfasst: – eine Röntgenquelle (2), – einen Röntgendetektor (5) und – einen Röntgenfilter (6), der zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor angeordnet ist, – wobei der Röntgenfilter (6) mehrere Filterelemente (7) enthält, deren Absorptionsvermögen gegenüber Röntgenstrahlen durch Anpassung der Menge röntgenabsorbierender Flüssigkeiten (30) innerhalb einzelner Filterelemente (7) justiert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass – der Röntgenfilter einen Stapel deformierbarer Folien (10) enthält, – die einzelnen Filterelemente durch Freiräume (7) zwischen den einzelnen deformierbaren Folien gebildet werden, – benachbarte Folien lokal miteinander verbunden sind, – der Stapel deformierbarer Folien zwischen starren Platten (11) angeordnet ist, – die starren Platten mit dem Stapel deformierbarer Folien mechanisch gekoppelt sind, – der Folienstapel quer zur Oberfläche der Folien gestreckt wird, und – zwischen dem Folienstapel und mindestens einer der starren Platten ein Pufferelement (12) vorhanden ist, das sich parallel zur Oberfläche der Folien zusammenziehen kann.
  2. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – lokal benachbarte Folien (11) miteinander verklebt oder verschmolzen sind.
  3. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – Muster von Nähten der einzelnen Paare benachbarter Folien, die miteinander verbunden sind, relativ zueinander versetzt sind.
  4. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen separaten Folien eine strukturierte Klebeschicht (14) vorgesehen wird.
  5. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen den einzelnen Folien eine strukturierte Trennschicht (15) vorgesehen wird.
  6. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die benachbarten Folien (11) entlang den Nähten lokal miteinander verbunden sind, wobei das Verhältnis der Breite der einzelnen Nähte zum Abstand zwischen benachbarten Nähten im Bereich von 0,1 bis 0,4 liegt und vorzugsweise ungefähr 1/4 oder 1/3 beträgt.
  7. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die benachbarten Folien (11) entlang den Nähten lokal miteinander verbunden sind, wobei die Breite der einzelnen Nähte viel kleiner ist als der Abstand zwischen benachbarten Nähten.
  8. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die röntgenabsorbierende Flüssigkeit (32) ein flüssiges Metall ist.
  9. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die einzelnen Folien mit Metallbahnen versehen sind, auf den Metallbahnen eine elektrisch isolierende Schicht vorhanden ist, und – die elektrisch isolierende Schicht einen hydrophoben Überzug hat.
  10. Röntgenstrahlung-Prüfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das Pufferelement (12) durch Gummi, ein viskoelastisches oder Elastomer-Material gebildet wird.
DE69910524T 1998-05-22 1999-05-14 Röntgenstrahlung-prüfungsvorrichtung enthaltend ein röntgenstrahlungsfilter Expired - Fee Related DE69910524T2 (de)

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