NL1025090C2

NL1025090C2 - Gegoten collimatoren voor CT-detectoren en werkwijzen voor het maken hiervan.

Info

Publication number: NL1025090C2
Application number: NL1025090A
Authority: NL
Inventors: David Michael Hoffman
Original assignee: Ge Med Sys Global Tech Co Llc
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-04-13
Also published as: IL159314A; US7769127B2; US20070025501A1; DE10358866A1; US7609804B2; US20040120464A1; JP4630541B2; NL1025090A1; IL159314A0; JP2004195235A; US20070064876A1

Description

Gegoten collimatoren voor CT-detectoren en werkwijzen voor het maken hiervan

Gebied van de uitvinding i 5 De onderhavige uitvinding heeft algemeen betrekking op collimatoren voor ge bruik in CT-beeldvormingssystemen (CT = computed tomography = computertomografie). Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op gegoten collimatoren voor gebruik in CT-beeldvormingssystemen, en werkwijzen voor het maken hiervan. De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op filters voor gebruik met 10 dergelijke collimatoren, en de keuze van materiaal/materialen voor het maken van dergelijke filters en/of collimatoren.

Achtergrond van de uitvinding 15 In CT-beeldvormingssystemen worden pre-patiënt-filters en -collimatoren ge bruikt óm een röntgenstraalbundel zodanig te vormen zodat een waaiervormige röntgenstraalbundel binnen het X-Y-vlak, of het beeld vormingsvlak, ligt, alvorens hij door een patiënt heen wordt geleid. Deze pre-patiënt-filters worden in het algemeen gebruikt om de intensiteit van de röntgenstraalbundel in de X-richting te vormen, en worden in 20 het algemeen opgenomen in een behuizing (dat wil zeggen collimator) die de breedte van de röntgenstraalbundel in de Z-richting bepaalt. De gefilterde en gecollimeerde röntgenstraalbundel wordt versterkt door het object waar een beeld van wordt gevormd (dat wil zeggen de patiënt waarop de CT-scan wordt uitgevoerd), en de röntgenstralen worden dan gedetecteerd door een array van stralingsdetectoren. Vaak lopen de rönt-25 genstralen door een post-patiënt-collimator alvorens gedetecteerd te worden door het array van stralingsdetectoren. Deze post-patiënt-collimatoren omvatten in het algemeen een aantal diverse onderdelen waarvan het zeer moeilijk kan zijn om deze accuraat uit te lijnen en te assembleren.

De pre-patiënt-filters genereren vaak significante verstrooide straling die de pati-30 ent blootstelt aan een röntgenstraaldosis die in het CT-beeldvormingsproces niet nuttig is. Een dergelijke verstrooiing wordt steeds meer een probleem aangezien CT-fabrikanten de waaiervormige röntgenstraalbundel steeds meer in de Z-richting openen om detectoren met meer schijfjes en dekking in de Z-richting te herbergen, waardoor de 1025090' 2 noodzaak voor betere ontwerpen van pre-patiënt- en post-patiënt-collimatoren toeneemt. Aangezien CT-systemen steeds dosisgevoeliger worden, zou het wenselijk zijn om systemen en werkwijzen te hebben om pre-patiënt-filter/collimator-samenstellen te maken die de daarin gecreëerde en daaruit uittredende verstrooide straling minimalise-5 ren om zo de röntgenstraaldosis te verlagen waar de patiënt aan wordt blootgesteld.

De post-patiënt-collimatoren zijn in het algemeen gecompliceerde structuren die kammen, rails, platen en draden omvatten. Thans moet elke kam aan een rail worden bevestigd, elke plaat moet individueel in geschikte sleuven in de kammen worden gestoken en daaraan worden bevestigd, en dan moeten draden individueel worden ge-10 spannen en aan de geschikte sleuven op elke plaat worden bevestigd. Dit is een zeer tijdrovend, arbeidsintensief proces, dat vaak nabewerking vereist als de componenten niet correct zijn uitgelijnd. Daarom zou het wenselijk zijn om systemen en werkwijzen te hebben om post-patiënt-collimatoren op een gemakkelijkere, efficiëntere en economischere wijze te maken dan thans mogelijk is.

15 Filters die worden gebruikt met dergelijke collimatoren zouden eveneens beter ontworpen kunnen worden om de daarin gecreëerde en daaruit uittredende verstrooide straling te minimaliseren om zo te helpen de röntgenstraaldosis Verder te verlagen waar de patiënt aan wordt blootgesteld.

Het zou wenselijk zijn om collimatoren, zowel pre-patiënt als post-patiënt, te 20 hebben, die de röntgenstraaldosis verlagen waar de patiënt aan wordt blootgesteld door de daarin gecreëerde of daaruit uittredende verstrooide straling te minimaliseren. Het zou verder wenselijk zijn om dergelijke collimatoren te hebben die eenvoudiger, accu-rater, en efficiënter gemaakt kunnen worden dan thans mogelijk is. Het zou tevens wenselijk zijn om filters te hebben die de daarin gecreëerde en daaruit uittredende ver-25 strooide straling minimaliseren, voor gebruik in combinatie met dergelijke collimatoren, om zo te helpen de röntgenstraaldosis waaraan de patiënt wordt blootgesteld verder te reduceren. Het zou nog verder wenselijk zijn als dergelijke filters/collimatoren gemaakt zouden worden van een of meer gegoten stukken van een geschikt materiaal met hoge dichtheid en hoog atoomgetal. Tenslotte zou het wenselijk zijn om dergelijke col-30 limatoren te hebben die verbeterde röntgenstraaldosis-efficiëntie mogelijk maken. Door de onderhavige uitvinding zal tevens aan veel andere behoeften worden voldaan, zoals duidelijker zal worden uit de rest van de openbaring, die hierna volgt.

4 Λ Λ ΡΛθ Π 3

Samenvatting van de uitvinding

Derhalve worden de hierboven vermelde tekortkomingen van bestaande systemen en werkwijzen overwonnen door uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, die 5 betrekking heeft op collimatoren, zowel pre-patiënt als post-patiënt, die de röntgen-straaldosis verlagen waar de patiënt aan is blootgesteld door de daarin gecreëerde of daaruit uittredende verstrooide straling te minimaliseren. Veel uitvoeringsvormen van deze collimatoren kunnen eenvoudiger, accurater en efficiënter gemaakt worden dan thans mogelijk is. Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvatten tevens 10 filters die de daarin gecreëerde en daaruit uittredende verstrooide straling minimaliseren, voor gebruik in combinatie met dergelijke collimatoren, om zo verder te helpen de röntgenstraaldosis te reduceren waar de patiënt aan wordt blootgesteld. Dergelijke filters en/of collimatoreii zijn bij voorkeur gemaakt van een of meer gegoten stukken uit een geschikt materiaal met hoge dichtheid en hoog atoomgetal. Deze collimatoren kun-15 nen het mogelijk maken dat een verbeterde röntgenstraaldosisefficiëntie wordt bereikt.

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvatten collimatoren voor gebruik in CT-beeldvormingssystemen. Deze collimatoren kunnen een tweedimensionale honingraatstructuur omvatten die kanalen van een vooraf bepaalde vorm omvat die tussen kanaalwanden van een vooraf bepaalde dikte lopen. Deze tweedimensionale 20 honingraatstructuur is bij voorkeur gemaakt via een gietproces, en kan voldoen aan vooraf bepaalde precisie-eisen. Wanneer hij wordt gebruikt als een pre-patiënt-collimator, kan een filter operationeel hiermee gekoppeld zijn, waarbij het filter bij voorkeur is gemaakt uit een willekeurig materiaal van hoge dichtheid en met hoog atoomgetal, zoals lood, een loodlegering, tantaal, wolfraam, wolfraam gesuspendeerd 25 in een epoxymatrix, wolfraam gesuspendeerd in een slurry, of dergelijke. Het filter kan vóór de collimator zijn gepositioneerd, of kan een driedimensionaal inzetstuk omvatten dat operationeel binnen de kanalen van de tweedimensionale honingraatstructuur is gepositioneerd. Wanneer hij als een post-patiënt-collimator wordt gebruikt, kunnen er kanalen zijn die door de tweedimensionale honingraatstructuur lopen. Deze kanalen 30 zouden elke willekeurige vorm kunnen hebben, zoals rechthoekig, rond, eiervormig, trapezoïdaal, hexagonaal, vierkant of dergelijke. Bij voorkeur zijn deze kanalen taps toelopend om een eerste apertuur nabij een röntgenstraal-ingangsvlak van de collimator te creëren die groter is dan een tweede apertuur nabij een röntgenstraal-uitgangsvlak 1025090 4 van de collimator. De collimator zelf kan eveneens zijn gemaakt uit een willekeurig materiaal met hoge dichtheid en hoog atoomgetal, zoals lood, een loodlegering, tantaal, wolfraam, wolfraam gesuspendeerd in een epoxymatrix, wolfraam gesuspendeerd in een slurry, of dergelijke.

5 Andere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvatten filters voor gebruik in pre-patiënt-filter/collimatorsamenstellen in CT-beeldvormingssystemen, of voor gebruik samen met post-patiënt-collimatoren, indien gewenst. Deze filters omvatten bij voorkeur elk willekeurig geschikt materiaal met hoog atoomgetal en hoge dichtheid dat in staat is röntgenstraalstraling te absorberen, zoals lood, een loodlegering, 10 tantaal, wolfraam, wolfraam gesuspendeerd in een epoxymatrix, wolfraam gesuspendeerd in een slurry, of dergelijke.

Nog andere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvatten pre-patiënt-filter en -collimatorsamenstellen voor gebruik in CT-beeldvormingssystemen. Deze samenstellen kunnen omvatten: een filtercomponent; en een collimatorcompo-15 nent, waarbij de filtercomponent operationeel is gekoppeld met de collimatorcompo-nent én de collimatorcomponent een tweedimensionale honingraatstructuur omvat die kanalen van een vooraf bepaalde vorm omvat die tussen kanaalwanden van een vooraf bepaalde dikte lopen. Het filter en/of de collimator kunnen gemaakt zijn uit een willekeurig geschikt materiaal met hoge dichtheid en hoog atoomgetal, zoals lood, een lood-20 legering, tantaal, wolfraam, wolfraam gesuspendeerd in een epoxymatrix, wolfraam gesuspendeerd in een slurry, of dergelijke. Het filter kan vóór de collimator of overal elders in geschikte nabijheid van de collimator zijn gepositioneerd, of kan een driedimensionaal inzetstuk omvatten dat operationeel binnen de kanalen van de tweedimensionale honingraatstructuur is gepositioneerd.

25 Nog andere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvatten post- patiënt-collimatoren voor gebruik in CT-beeldvormingssystemen. Deze collimatoren omvatten bij voorkeur: een tweedimensionale honingraatstructuur die kanalen van een vooraf bepaalde vorm omvat die tussen kanaalwanden van een vooraf bepaalde dikte lopen, waarbij de tweedimensionale honingraatstructuur in staat is om aan vooraf be-30 paalde precisie-eisen te voldoen. Idealiter worden deze collimatoren gemaakt via een gietproces. De kanalen in deze collimatoren kunnen elke willekeurige geschikte vorm omvatten, zoals rechthoekig, rond, eiervormig, trapezoïdaal, hexagonaal, en/of vierkant. Bij voorkeur lopen deze kanalen taps toe om een eerste apertuur nabij een rönt- 5 genstraal-ingangsvlak van de collimator te creëren die groter is dan een tweede apertuur nabij een röntgenstraal-uitgangsvlak van de collimator. De tweedimensionale ho-ningraatstructuur kan elk willekeurig geschikt materiaal met hoge dichtheid en hoog atoomgetal omvatten, zoals bijvoorbeeld lood, een loodlegering, tantaal, wolfraam, 5 wolfraam gesuspendeerd in een epoxymatrix, wolfraam gesuspendeerd in een slurry of dergelijke.

Verdere eigenschappen, aspecten en voordelen aan de onderhavige uitvinding zullen voor de vakman in de loop van de volgende beschrijving duidelijker worden, waarbij wordt verwezen naar de begeleidende figuren die een aantal voorkeursvormen 10 van de onderhavige uitvinding illustreren, en waarbij soortgelijke verwijzingscijfers in alle tekeningen soortgelijke onderdelen aanduiden.

Beschrijving van de tekeningen 15 De systemen en werkwijzen van de onderhavige uitvinding worden hieronder beschreven met verwijzing naar diverse figuren.

Figuur 1 is een perspectivisch aanzicht van een bij wijze van voorbeeld gegeven CT-beeldvormingssysteem;

Figuur 2 is een perspectivisch aanzicht van een pre-patiënt-collimator met grote 20 zij den verhouding zoals gebruikt in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding;

Figuur 3 is een deel van een dwarsdoorsnede dat een aantal niet-tapse, rechthoekige vinnen en kanalen toont zoals gegoten in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding; en

Figuur 4 is een deel van een dwarsdoorsnede dat een aantal tweedimensionaal 25 taps toelopende, trapezoïdaalvormige vinnen en kanalen toont zoals gegoten in andere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding 30 Om het begrip van de uitvinding te verbeteren, zal nu worden verwezen naar een aantal voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zoals geïllustreerd in de figuren 1-4, en specifieke taal die wordt gebruikt om deze te beschrijven. De hier gebruikte terminologie dient als beschrijving, niet als beperking. Specifieke construc- 1nocnon 6 tiedetails en functionele details die hier zijn geopenbaard dienen niet geïntepreteerd te worden als beperkend, maar slechts als een basis voor de conclusies als een representatieve basis om de vakman te leren de onderhavige uitvinding op diverse wijzen te benutten. Van alle modificaties of variaties in de afgebeelde draagstructuren en werkwij-5 zen voor het maken hiervan, en dergelijke verdere toepassingen van de principes van de uitvinding zoals hier geïllustreerd, zoals normaliter zouden opkomen bij een vakman, wordt beschouwd dat ze binnen de reikwijdte van de onderhavige uitvinding liggen.

Figuur 1 toont een bij wijze van voorbeeld weergegeven CT-beeldvormingssysteem 10. Dergelijke systemen omvatten in het algemeen een stellage 10 12, een stellage-opening 48, en een tafel 46 waarop een patiënt 22 kan liggen. Stellage 12 omvat een röntgenstraalbron 14 die een bundel röntgenstralen 16 projecteert naar een array van detectorelementen 18. In het algemeen omvat het array van detectorele-menten 18 een veelheid individuele detectorelementen die naast elkaar zijn aangebracht in de vorm van een boog die in hoofdzaak op de röntgenstraalbron 14 is gecentreerd. In 15 multi-schijf-beeldvormingssystemen kunnen parallelle rijen van arrays van detectorelementen 18 worden aangebracht, zodat elke rij detectoren gebruikt kan worden om één enkel dunne-schijf-beeld door patiënt 22 heen in hef X-Y-vlak te genereren. Elk detectorelement in het array van detectorelementen 18 registreert en detecteert de röntgenstralen 16 die door een object, zoals patiënt 22, lopen. Terwijl deze figuur de rönt-20 genstraalbron 14 en het array van detectorelementen 18 toont terwijl ze langs de X-as zijn uitgelijnd, kunnen een aantal CT-beeldvormingssystemen de röntgenstraalbron 14 en het array van detectorelementen 22 verschillend uitlijnen, zoals langs de Y-as of overal elders in het X-Y-vlak.

In veel CT-beeldvormingssystemen worden pre-patiënt-filters en -collimatoren 25 tussen röntgenstraalbron 14 en patiënt 22 gebruikt om de röntgenstraalbundel 16 die afkomstig is van de röntgenstraalbron 14 te vormen alvorens hij door patiënt 22 heen wordt geleid. De filters in deze samenstellen hebben de neiging de intensiteit van de röntgenstraalbundel in de X-richting langs de patiënt 22 te vormen, en zijn gewoonlijk omsloten in een behuizing die de breedte van de röntgenstraalbundel in de Z-richting 30 bepaalt. In het algemeen wordt de behuizingscollimatie in Z bereikt door gebruik te maken van aanpasbare collimatorbladen of -kaken om het totale gebied dat in Z is blootgesteld aan te passen. Eén belangrijk nadeel van huidige pre-patiënt-filter/collimatorsamenstellen is dat zij vaak significante verstrooide straling genereren 1 n o cn η n ' 7 die de patiënt blootstelt aan een röntgenstraaldosis die in het CT-beeldvormingsproces niet nuttig is. Zoals hierboven is vermeld, wordt verstrooiing een steeds groter probleem aangezien CT-fabrikanten de waaiervormige röntgenstraalbundel steeds meer in de Z-richting openen om detectoren met meer schijfjes en dekking in de Z-richting te 5 herbergen, waardoor de noodzaak voor betere pre-patiënt- en post-patiënt-collimatorontwerpen toeneemt. De verhoging van een dergelijke verstrooiing lijkt lineair te zijn met de vergroting van de bundelbreedte in de Z-richting. Aangezien CT-beeldvormingssystemen steeds dosisgevoeliger worden, zou het wenselijk zijn om pre-patiënt-filter/collimatorsamenstellen te hebben die de daarin gecreëerde en daaruit uit-10 tredende verstrooide straling minimaliseren, om zo de röntgenstraaldosis te verlagen waar de patiënt 22 aan is blootgesteld. De onderhavige uitvinding kan het mechanisme voor het creëren van verstrooide röntgenstraling in pre-patiënt- filter/collimatorsamenstellen reduceren, en kan tevens de collimatie en navolgende minimalisatie van de daarin gecreëerde verstrooide straling verschaffen.

15 Het gebruik van specifieke materialen voor de filters in deze pre-patiënt- filter/collimator-samenstellen kan helpen de binnen de pre-patiënt- filter/collimatorsamenstellen gegenereerde verstrooide straling te minimaliseren. Kenmerkend zijn deze filters gemaakt uit kunststoffen, Teflon®, Flexan® en/of andere materialen met lage dichtheid en laag atoomgetal die een hoge Compton-totale-doorsnede-20 verhouding hebben (dat wil zeggen hun primaire versterkingsmechanisme is via verstrooiing, niet via foto-elektrische absorptie). Het kiezen van materialen voor de filters die een hoge foto-elektrische tot totale dwarsdoorsnede verhouding hebben kan helpen de straling te minimaliseren die binnen het filter is gestrooid, door het mechanisme voor het creëren van verstrooide straling te reduceren of te elimineren. Dergelijke me-25 chanismen kunnen elk willekeurig materiaal met hoog atoomgetal en hoge dichtheid omvatten dat goed is voor het absorberen van röntgenstralen voor het minimaliseren van röntgenstraalverstrooiing, zoals bijvoorbeeld lood, een loodlegering, tantaal, wolfraam, wolfraam gesuspendeerd in een epoxymatrix, wolfraam gesuspendeerd in een slurry, of elk ander materiaal met hoge dichtheid en hoog atoomgetal dat in staat is 30 röntgenstraalabsorptie te optimaliseren. Het kan ook van voordeel zijn als de collimato-ren gemaakt zijn van dezelfde materialen met hoge dichtheid en hoog atoomgetal als de filters. De filters en collimatoren kunnen één enkel materiaal, een stapel materialen, of een samengesteld materiaal omvatten.

1 O r η n r» 8

De verstrooide pre-patiënt-straling zou verder gereduceerd kunnen worden door een honingraatvormige collimator 200 dicht bij een filter te positioneren, om nog meer van de verstrooide straling uit te filteren, in het bijzonder de voorwaarts verstrooide straling die naar de patiënt is gericht; Een dergelijke structuur kan zeer wenselijk zijn S aangezien de pre-patiënt-fïlter/collimatorsamenstellen die thans beschikbaar zijn niet veel van een breedte-hoogteverhouding hebben, waardoor significante hoeveelheden voorwaarts verstrooide straling kunnen ontsnappen en de patiënt hieraan blootgesteld kan worden. In voorkeursuitvoeringsvormen kan dit pre-patiënt-filter/collimator-samenstel het gebruik van een driedimensionaal inzetstuk in de Z-schijfbreedte-10 collimator omvatten die kleine gaten hierin heeft, die effectief fungeert als een collimator met hoge breedte-hoogteverhouding om de verstrooide straling te absorberen die gegenereerd kan zijn in het filter dat vóór de pre-patiënt-collimator is gepositioneerd. Een dergelijk samenstel zou bij voorkeur zijn gemaakt door middel van een gietproces, dat het mogelijk zou maken dat honingraatstructuren met zeer dunne wanden of vinnen 15 worden gemaakt. Materialen met hoge dichtheid en hoog atoomgetal zouden gebruikt kunnen worden om dergelijke honingraatstructuren te maken om verder te helpen de verstrooide straling te minimaliseren, en daardoor de röntgenstraaldosis naar de patiënt te reduceren.

In uitvoeringsvormen zou het filtermateriaal binnen de honingraatstructuur zelf 20 gepositioneerd kunnen worden, net als honing in een honingraat. In nog een andere uitvoeringsvormen zouden, in plaats van deze pre-patiënt-collimatoren te gieten, gestapelde geëtste folies gebruikt kunnen worden, of zouden plaat-plaat-eierdoos-samenstellen gebruikt kunnen worden.

In één voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de pre-patiënt- 25 filter/collimatorsamenstellen een speciaal geselecteerd materiaal met hoog atoomgetal en hoge dichtheid voor het filter, en een collimator met grote zijdenverhouding die kleine kanalen daarin heeft die operationeel zijn gekoppeld met het filter. Deze collimator 200 kan een gegoten tweedimensionale honingraatstructuur omvatten, zoals de structuur die in figuur 2 is getoond, waarbij de honingraatstructuur kleine rechthoekige 30 kanalen 211 omvat die door de diepte 220 van de collimator 200 heen lopen. Het gieten van een dergelijke structuur verdient de voorkeur omdat hierdoor kleine aperturen tussen zeer dunne wanden gecreëerd kunnen worden. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat er talloze andere geschikte wijzen zijn om een dergelijke structuur te maken, 1 Π O ΓΛΛ Λ 9 zoals door stapeling van geëtste folies, gebruikmaking van plaat-plaat-eierdoossamenstellen en dergelijke, en van al dergelijke variaties wordt beschouwd dat deze binnen de reikwijdte van de onderhavige uitvinding liggen. Deze gegoten structuren kunnen één enkel gegoten stuk omvatten, of meervoudige gegoten stukken die met 5 elkaar gekoppeld kunnen worden. Zoals voor de vakman duidelijk is omvatten alle pre-patiënt- en postpatiënt-collimatoren radiale samenstellen die op het brandpunt van de röntgenstraalbuis zijn gefocusseerd.

Veel CT-beeldvormingssystemen maken tevens gebruik van post-patiënt-collimatoren tussen de patiënt 22 en het array van detectorelementen 18 om de ver-10 sterkte röntgenstralen 16 te versterken die door de patiënt 22 heen op de diverse detec- ; torelementen in het array van detectorelementen 18 terecht komen. Huidige post- i patiënt-collimatoren omvatten talloze machinaal bewerkte of gefabriceerde precisie- of semiprecisie-onderdelen die handmatig, een voor een, exact gepositioneerd en geassembleerd moeten worden. Gezien het dat een aantal huidige post-patiënt-collimatoren 15 twee rails omvatten, en twee kammen die elk aan een rail bevestigd moeten worden, 944 platen die individueel in passende sleuven in de kammen gestoken moeten worden en daaraan bevestigd moeten worden, en 17 wolffaamdraden die individueel gespannen moeten worden en bevestigd moeten worden aan de geschikte sleuven op elke plaat, is dit een zeer arbeidsintensitief, tijdrovend proces.

20 Daarom zou het wenselijk zijn om systemen en werkwijzen te hebben om derge lijke collimatoren op een eenvoudigere, efficiëntere en economischere wijze dan thans mogelijk is te maken.

De post-patiënt-collimatoren van de onderhavige uitvinding zijn bij voorkeur gemaakt via gieten, waardoor dunne, taps toelopende vinnen gecreëerd kunnen worden, 25 waardoor niet-lineariteiten en beeldartefacten worden gereduceerd die gewoonlijk worden veroorzaakt door foutief uitgelijnde collimatorvinnen in bestaande post-patiënt-collimatoren. Niet-lineariteiten in bestaande post-patiënt-collimatoren kunnen worden veroorzaakt wanneer de röntgenstraalbron tijdens bedrijf enigszins beweegt, zoals gebruikelijk is als gevolg van de warmte die wordt gegenereerd door de roterende anode 30 binnen de röntgenstraal-genereringsbron, waardoor de röntgenstraalbundels op niet-parallelle wijze worden uitgelijnd met betrekking tot de kanalen in de collimator, wat leidt tot beschaduwing aan het röntgenstraal-uitgangsvlak 215 van de collimator. Dergelijke niet-lineariteiten worden in bestaande post-patiënt-collimatoren vaak gecorri- 1025090' 10 geerd door de vinnen te hellen om de platen in de collimator enigszins foutief uit te lijnen; hierdoor worden de kanaal-kanaal-nietlineariteiten die worden geïnduceerd door de brandpuntbeweging van de röntgenstraalbundel tijdens bedrijf in grote mate gereduceerd. Het gieten van deze post-patiënt-collimatoren kan helpen de röntgenstraaldosis-5 benutting en -efficiëntie te verbeteren doordat dunnere, tapse vinnen daarin gebruikt kunnen worden, waardoor de noodzaak om de vinnen te hellen wordt geëlimineerd. Het zou haast ondenkbaar zijn om taps toelopende vinnen op een andere wijze dan gieten te creëren.

Terwijl gegoten collimatorsamenstellen thans worden benut in atoom- en/of 10 gamma-camerasystemen zijn dergelijke collimatoren niet zo accuraat als de collimato-ren die nodig zijn voor CT-collimatoren, noch zijn ze structuren met dunne wanden. Recente vooruitgangen in de giettechnologie hebben gieten echter aantrekkelijker gemaakt voor de fabricage van goedkope CT-precisiecollimatoreii. Het gietproces zelf leent zichzelf voor een aantal nieuwe vooruitgangen wanneer dit wordt toegepast voor 15 de fabricage van CT-collimatoren, zowel voor pre-patiënt- als post-patiënt-collimatoren. Het gieten maakt het mogelijk dat collimatoren met zeer dunne wanden met zeer kleine kanalen of aperturen daartussen gevormd kunnen worden. Het gieten maakt het tevens mogelijk dat taps toelopende vinnen in dergelijke collimatoren worden gecreëerd. In de honingraatstructuur die hierboven is beschreven in pre-patiënt-20 collimatoren, waren de kanalen enkel rechthoekvormige kanalen 211 in het beeldvor-mingsvlak. Door gebruik te maken van de giettechnologie kan het mogelijk zijn om taps toelopende kanalen Van variërende vormen in zowel pre-patiënt- als post-patiënt-collimatoren te vormen, indien tapsheid gewenst is.

Deze gegoten kanalen zouden in één dimensie of twee dimensies taps kunnen 25 toelopen, afhankelijk van welke dimensie gewenst is. Deze kanalen kunnen bijvoorbeeld in alleen de X-richting of in de Y-richting taps toelopen (dat wil zeggen 1-D tapsheid), of ze zouden in zowel de X-richting als in de Y-richting taps kunnen toelopen (dat wil zeggen 2-D tapsheid). Terwijl veel uitvoeringsvormen gebmik maken van rechthoekvormige vinnen en kanalen, maakt gieten het mogelijk dat diverse andere 30 gevormde vinnen en kanalen daarin worden gevormd, zoals bijvoorbeeld ronde kanalen of hexagonale kanalen, die beide eveneens in één dimensie of twee dimensies taps toe zouden kunnen lopen, afhankelijk van welke dimensie gewenst is. Een deel van een dwarsdoorsnede die een aantal niet-tapse, rechthoekvormige vinnen 210 en rechthoek- 1025090 11 vormige kanalen 211 toont, zoals gegoten in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, zijn te zien in figuur 3. Een deel van een dwarsdoorsnede die een aantal taps toelopende, trapezoïdaalvormige vinnen 212 en trapezoïdaalvormige kanalen 213 toont, zoals gegoten in andere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, is getoond 5 in figuur 4. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat talrijke andere gevormde kanalen gecreëerd zouden kunnen worden in deze collimatoren, en er wordt beschouwd dat al dergelijke variaties binnen de reikwijdte van de onderhavige uitvinding liggen.

Het taps laten toelopen in deze post-patiënt-collimatoren maakt het mogelijk dat de veeleisende precisie die van dergelijke collimatoren vereist is, op slechts één opper-10 vlak van de collimator vereist is, bijvoorbeeld op het röntgenstraal-uitgangsvlak 215, maar niet op het röntgenstraal-ingangsvlak 216. Als de vinnen in dergelijke collimatoren taps toelopen, kan het niet-precisie-vlak van dergelijke collimatoren (dat wil zeggen het röntgenstraal-ingangsvlak 216) verborgen zijn achter of binnen de schaduw van het precisievlak (dat wil zeggen het röntgenstraal-uitgangsvlak 215), waardoor de nood-15 zaak voor precisienauwkeurigheid op beide vlakken wordt gereduceerd, aangezien de schaduw die door het niet-precisie-vlak is gecreëerd enigszins kan rondbewegen zolang hij binnen de schaduw blijft die door het precisievlak is gecreëerd. Aangezien het creëren van precisiedimensies op sléchts één vlak veel gemakkelijker is dan het creëren van precisiedimensies op meerdere vlakken, wordt de waarschijnlijkheid veel groter dat de 20 veel goedkopere giettechnologie toegepast kan worden voor de fabricage van CT-collimatoren. Het taps laten toelopen van de vinnen kan eveneens de variërende schaduweffecten elimineren die gewoonlijk veroorzaakt worden door foutief uitgelijnde collimatorvinnen in bestaande post-patiënt-collimatoren. Verder wordt door het taps laten toelopen van de vinnen de noodzaak geëlimineerd om de vinnen te hellen, zoals 25 gewoonlijk wordt gedaan in bestaande post-patiënt-collimatoren om de efficiëntie van de röntgenstraaldosis te verbeteren.

Terwijl het taps laten toelopen van deze vinnen en kanalen veel voordelen verschaft, hoeven de vinnen en kanalen in deze pre-patiënt- en post-patiënt-collimatoren niet taps toe te lopen. Verder kan de honingraatstructuur van deze collimatoren ge-30 maakt worden met tweedimensionale tussenwanden, eendimensionale tussenwanden, of het equivalent van de huidige platen en draden die in dergelijke collimatoren worden gebruikt. Zoals voor de vakman duidelijk zal zijn, zijn talloze gietontwerpen van deze collimatoren mogelijk. De collimatoren kunnen gegoten zijn als uit één stuk bestaande Λ Λ Λ Λ Π""" 12 structuren, of ze kunnen gegoten worden als meerdere stukken die operationeel met elkaar gekoppeld kunnen worden.

Zoals hierboven beschreven maken de systemen en werkwijzen van de onderhavige uitvinding het mogelijk dat zowel de pre-patiënt- als de post-patiënt-collimatoren 5 via een gietproces gemaakt kunnen worden, waardoor zeer accurate collimatoren veel gemakkelijker en economischer vervaardigd kunnen worden dan thans mogelijk is. Op voordelige wijze helpen deze collimatoren tevens om verstrooide röntgenstraling te minimaliseren, waardoor de röntgenstraaldosis wordt gereduceerd waar patiënten aan zijn blootgesteld. De materialen die zijn geselecteerd voor het maken van dergelijke 10 collimatoren kunnen helpen de verstrooide straling te minimaliseren die binnen dergelijke collimatorsamenstellen wordt gecreëerd of daaruit wordt gestrooid, en de honing-raatstructuren kunnen verder helpen met het reduceren van de verstrooide straling waar patiënten aan zijn blootgesteld. Dit is in het bijzonder van voordeel aangezien CT-beeldvormingssystemen steeds dosisgevoeliger worden, en het is gewenst om de patiënt 15 aan niet meer straling bloot te stellen dari noodzakelijk is.

Diverse uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zijn beschreven die voorzien in de diverse behoeften die de uitvinding verwezenlijkt. Er dient erkend te worden dat deze uitvoeringsvormen slechts dienen ter illustratie van de principes van diverse uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. Talloze modificaties en aan-20 passingen daarvan zullen voor de vakman duidelijk zijn zonder af te wijken van de geest en reikwijdte van de onderhavige uitvinding. Terwijl taps toelopende vinnen bijvoorbeeld zijn beschreven met betrekking tot gegoten post-patiënt-collimatoren, zouden ze tevens, indien gewenst, gebruikt kunnen worden in gegoten pre-patiënt-collimatoren. Derhalve is het de bedoeling dat de onderhavige uitvinding alle geschikte 25 modificaties en variaties dekt zoals die vallen binnen de reikwijdte van de bijgevoegde conclusies en de equivalenten daarvan.

Λ ftocnfi Π-

Claims

1. Collimator (200) voor een CT-beeldvormingssysteem (10), waarbij de collima-tor (200) omvat: 5 een tweedimensionale honingraatstructuur, waarbij de tweedimensionale honingraatstructuur is gemaakt via een gietproces, waarbij de tweedimensionale honingraatstructuur kanalen (211, 213) van een vooraf bepaalde vorm omvat die tussen kanaalwanden (210, 212) van een vooraf bepaalde dikte lopen, en de tweedimensionale honingraatstructuur aan vooraf bepaalde precisie-eisen 10 kan voldoen.

2. Collimator volgens conclusie 1, waarbij de collimator wordt benut als een pre-patiënt-collimator en verder een filter omvat dat operationeel daarmee is gekoppeld.

3. Collimator volgens conclusie 2, waarbij het filter een driedimensionaal inzet-stuk omvat dat operationeel binnen de kanalen van de tweedimensionale honingraat- 15 structuur is gepositioneerd.

4. Collimator volgens conclusie 3, waarbij hét filter een geschikt materiaal met hoge dichtheid en hoog atoomgetal omvat.

5. Collimator volgens conclusie 4, waarbij het geschikte materiaal met hoog atoomgetal en hoge dichtheid ten minste één van de volgende materialen omvat: lood, 20 een loodlegering, tantaal, wolfraam, wolfraam gesuspendeerd in een epoxymatrix, en wolfraam gesuspendeerd in een slurry.

6. Collimator volgens conclusie 1, waarbij de collimator wordt benut als een post-patiënt-collimator.

7. Collimator volgens conclusie 6, waarbij de vooraf bepaalde vorm van de kana- 25 len ten minste één van de volgende vormen omvat: rechthoekig, rond, eiervormig, tra- pezoïdaal, hexagonaal, en vierkant.

8. Collimator volgens conclusie 6, waarbij de kanalen taps toelopen om een eerste apertuur nabij een röntgenstraal-ingangsvlak (216) van de collimator te creëren die groter is dan een tweede apertuur nabij een röntgenstraal-uitgangsvlak (215) van de colli- 30 mator,

9. Filter voor gebruik in pre-patiënt-filter/collimator-samenstellen in CT-beeldvormingssystemen, waarbij het filter een geschikt materiaal met hoge dichtheid en hoog atoomgetal omvat dat röntgenstraling kan absorberen. Λ n o r η η Π

10. Filter volgens conclusie 9, waarbij het geschikte materiaal met hoge dichtheid en hoog atoomgetal ten minste één van de volgende materialen omvat: lood, een lood-legering, tantaal, wolfraam, wolfraam gesuspendeerd in een epoxymatrix, en wolfraam gesuspendeerd in een slurry.

11. Pre-patiënt-filter en -collimatorsamenstel voor gebruik in CT- beeldvormingssystemen, waarbij het samenstel omvat: een filtercomponent; en een collimatorcomponent (200), waarbij de filtercomponent operationeel is gekoppeld met de collimatorcomponent en 10 de collimatorcomponent een tweedimensionale honingraatstructuur omvat die kanalen (211, 213) van een vooraf bepaalde vorm omvat die tussen kanaalwanden (210, 212) van een vooraf bepaalde dikte lopen.

12. Post-patiënt-collimator voor gebruik in CT-beeldvormingssystemen, waarbij de collimator (200) omvat: 15 een tweedimensionale honingraatstructuur die kanalen (211, 213) van een vooraf bepaalde vorm omvat die tussen kanaalwanden (210,212) van een vooraf bepaalde lopen, waarbij de tweedimensionale honingraatstructuur aan vooraf bepaalde precisie-eisen kan voldoen.

13. Post-patiënt-collimator volgens conclusie 12, die is gemaakt via een gietpro- 20 ces.

14. Post-patiënt-collimator volgens conclusie 12, waarbij de kanalen taps toelopen om een eerste apertuur nabij een röntgenstraal-ingangsvlak (216) van de collimator te creëren die groter is dan een tweede apertuur nabij een röntgenstraal-uitgangsvlak (215) van de collimator. 25 ********* «te# 4 ΛΛ ΓΛΛ Π