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Die
Erfindung betrifft einen Kollimator für einen Computertomographen
mit mehreren Kollimatorplatten und einer Halterung für die Kollimatorplatten.
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Ein
solcher Kollimator oder Streukollimator ist beispielsweise aus der
DE 100 11 877 C2 zu
entnehmen. Der Kollimator ist in einer Detektoranordnung eines Computertomographen
angeordnet. Die Kollimatorplatten sind hierbei in radialer Richtung
zu einer Röntgenstrahlungsquelle
des Computertomographen orientiert und dienen zur Verringerung oder Unterdrückung von
Streustrahlung, die von der radialen Richtung abweicht, also nicht
in radialer Richtung zu der Strahlungsquelle gerichtet ist.
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Die
Kollimatorplatten, üblicherweise
Metallplatten mit einem hohen Absorptionsvermögen für Röntgenstrahlung, werden im Kollimator
in einer Halterung gehalten. Gemäß der
DE 100 11 877 C2 weist der
Kollimator ein Gehäuseober-
sowie Gehäuseunterteil
auf, zwischen denen die Kollimatorplatten angeordnet sind. In den
beiden Gehäuseteilen
sind schlitzartige Durchbrechungen eingearbeitet, in die die Kollimatorplatten
eingreifen. Auch für
die Stirnseiten der Kollimatorplatten sind Führungen an den Gehäuseteilen
vorgesehen. Durch die eingearbeiteten Schlitze und die Führungen
sind die Kollimatorplatten in ihrer Lage fixiert. Die Gehäuseteile
sind üblicherweise
als Kunststoff-Spritzgussteile ausgebildet. Für die Bilderzeugung mittels
des Computertomographen ist es erforderlich, dass die Kollimatorplatten hochgenau
und exakt in der vorgegebenen Position in radialer Richtung zu der
Strah lungsquelle positioniert sind. Dies erfordert, dass die Gehäuseteile
als hochgenaue Kunststoff-Spritzgussteile ausgebildet sind. Insbesondere
bei langen Kollimatorplatten besteht jedoch das Problem, dass bei
den Kunststoff-Spritzgussteilen herstellungsbedingt die Schlitze
und die zwischen benachbarten Schlitzen angeordneten Stege nicht
mehr ausreichend lagegenau gefertigt werden können oder dass die erforderliche hochgenaue
Ausbildung nur mit einem erheblichen kostenintensiven Aufwand realisierbar
ist. Wegen der Materialelastizität
sind die in der Regel dünnwandigen
Stege zudem labil und weisen eine geringe Steifigkeit auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kollimator anzugeben,
bei dem die hochgenaue Orientierung der Kollimatorplatten gewährleistet
ist.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
gelöst
durch einen Kol-limator
gemäß Anspruch
1. Danach ist vorgesehen, dass die Kollimatorplatten randseitig
mehrere voneinander beabstandete Laschen aufweisen und dass eine
Halterung für
die Kollimatorplatten den Laschen zugeordnete und voneinander beabstandete
Laschenaufnahmen aufweist, in die die Laschen der Kollimatorplatten
eingreifen.
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Dieser
Ausgestaltung liegt die Idee zugrunde, auf die Ausgestaltung von
durchgehenden, langgestreckten Ausnehmungen oder Schlitzen für die Kollimatorplatten
zu verzichten und stattdessen über die
Länge einer
Kollimatorplatte verteilt mehrere diskrete, voneinander beabstandete
Laschen oder Zungen sowie komplementär hierzu einzelne und diskrete
Ausnehmungen in der Halterung auszubilden. Die Ausnehmungen zur
Positionierung der einzelnen Kollimatorplatten erstrecken sich daher
nicht über
die gesamte Länge.
Vielmehr weisen nur noch kurze Teilstücke in der Halterung Materialfenster
auf. Diese Fenster oder Ausnehmungen sind mit geringem Aufwand hochgenau
positionierbar. Insbesondere ist hierdurch eine deutlich höhere Stabilität erreicht
und die kurzen Ausnehmungen sind von einer vergleichsweise großen Materialwandung
umgeben.
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Gemäß einer
zweckdienlichen Weiterbildung sind die Laschenaufnahmen zweier benachbarter Kollimatorplatten
versetzt zueinander angeordnet. Vorzugsweise überlappen sich dabei die Laschenaufnahmen
benachbarter Kollimatorplatten nicht. Dies führt dazu, dass die durch die
Ausnehmungen bedingte Materialschwächung und Verringerung der Steifigkeit
gering gehalten ist, da die Ausnehmungen zueinander durch ihre versetzte
Anordnung möglichst
weit beabstandet sind. Insgesamt ist dadurch eine Halterung mit
hoher Eigensteifigkeit und hoher ortsgenauer Ausbildung der Ausnehmungen
ermöglicht.
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Zweckdienlicherweise
umfasst die Halterung ein Kollimatoroberteil und ein Kollimatorunterteil,
in denen jeweils die Laschenaufnahmen angeordnet sind. Die Kollimatorplatten
sind daher zwischen zwei Gehäuseteilen
mit den jeweiligen Laschenaufnahmen eingespannt. Dies erlaubt eine
einfache Montage bei gleichzeitiger Gewährleistung einer hohen Lagegenauigkeit.
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Vorzugsweise
weisen die Kollimatorplatten entlang ihrer beiden gegenüberliegenden
Längsseiten
Laschen auf, wobei die Laschen der gegenüberliegenden Längsseiten
versetzt zueinander angeordnet sind. Durch die versetzte Anordnung
wird bei eingebauter Kollimatorplatte eine hohe Verwindungssteifigkeit
erzielt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung weisen die Laschenaufnahmen zweier benachbarter Kollimatorplatten
zwei unterschiedliche Rastermaße auf.
Zugleich sind die Laschen an den Längsseiten der Kollimatorplatten
derart angeordnet, dass durch jeweils eine 180°-Drehung der Kollimatorplatte
um ihre Mittelsenkrechte die Laschen wechselweise die beiden Rastermaße einnehmen.
Unter Rastermaß der
Laschen wird hierbei der Abstand der Laschen zu den Stirnseiten
der Kollimatorplatten und ihr Abstand untereinander verstanden.
Durch diese Ausges taltung wird nur ein Typ an Kollimatorplatten
benötigt und
die Kollimatorplatten sind durch eine 180°-Drehung für beide Rastermaße verwendbar.
Die Kollimatorplatten sind daher derart ausgebildet, dass sie auf „Umschlag" eingebaut werden
können.
Jede Kollimatorplatte weist beide Rastermaße auf.
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Um
eine einfache Herstellung zu ermöglichen,
sind die Laschenaufnahmen zweckdienlicherweise als Durchbrüche, also
durchgehende Materialfenster, ausgebildet.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung reichen die Laschen der Kollimatorplatten
durch die Halterung hindurch. Durch diese Maßnahme besteht die Möglichkeit,
dass die Laschen, also die Kollimatorplatten selbst, an der genauen
Positionierung des Kollimators auf einem zugeordneten Sensorelement teilnehmen.
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Zweckdienlicherweise
weisen die Kollimatorplatten eine Länge von > 40 mm, insbesondere eine Länge von
etwa 60 mm auf.
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Durch
die insbesondere versetzte Anordnung der einzelnen, diskreten Laschenaufnahmen
ist selbst bei dieser relativ großen Länge der Kollimatorplatten eine
hochgenaue Positionierung der Kollimatorplatten selbst bei einem
relativ dünnwandigen
Aufbau der Halterung ermöglicht.
Für ein
einfaches Herstellen ist die Halterung zweckdienlicherweise ein Kunststoff-Spritzgussteil.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen jeweils in schematischen und vereinfachten Darstellungen:
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1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Kollimators,
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Kollimatorunterteils,
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3 eine
Kollimatorplatte und
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4 eine
grob vereinfachte schematische Darstellung eines Computertomographen.
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In
den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Ein
Kollimator 2 gemäß den 1 bis 3 umfasst
ein Kollimatorunterteil 4, ein Kollimatoroberteil 6 sowie
eine Mehrzahl von blechartigen Kollimatorplatten 8, die
in etwa parallel zueinander angeordnet und fächerförmig zu einem Strahlenfokus
einer Röntgenquelle
orientiert sind. Das Kollimatorunterteil 4 und das Kollimatoroberteil 6 bilden
eine Halterung für
die Kollimatorplatten 8 und sind nach Art von zwei Gehäuseteilen
im montierten Zustand miteinander verbunden.
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Die
Kollimatorplatten 8 müssen
im Kollimator 2 sehr exakt positioniert sein. Um selbst
bei sehr langgestreckten Kollimatorplatten 8, die im Ausführungsbeispiel
etwa 60 mm lang sind, eine hochgenaue Positionierung zu gewährleisten,
sind an jeder der Kollimatorplatten 8 randseitig an den
Längsseiten einzelne
Laschen 12 ausgebildet. Diese Laschen stehen nach Art von
Zungen von den Längsseiten
ab. Die einzelnen Laschen 12 an der jeweiligen Längsseite
sind in gleichmäßigen Abständen voneinander beabstandet.
Die Laschen 12 an den beiden gegenüberliegenden Längsseiten
sind beispielsweise zueinander versetzt angeordnet (nicht dargestellt).
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Den
einzelnen Laschen 12 zugeordnet sind sowohl im Kollimatorunterteil 4 als
auch im Kollimatoroberteil 6 als Materialdurchbrüche ausgebildete Laschenaufnahmen 14.
Diese schlitzförmigen
Laschenaufnahmen 14 werden im montierten Zustand von den
einzelnen Laschen 12 der jeweiligen Kollimatorplatten 8 durchgriffen.
Zusätzlich
sind am Kollimatorunterteil 4 stirnseitig nutartige Ausnehmungen 16 vorgesehen,
in denen die Kollimatorplatten 8 mit ihren Stirnseiten
geführt
und gehalten sind.
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Durch
die Anordnung der Laschen 12 an den Kollimatorplatten 8 und
die hierzu korrespondierende Ausbildung der Laschenaufnehmen 14 ist
eine genaue Positionierung der Kollimatorplat ten 8 innerhalb des
Kollimators 2 gewährleistet.
Da die Laschenaufnahmen 14 jeweils nur eine relativ kurze
Länge aufweisen
und nicht über
die gesamte Länge
der Kollimatorplatten 8 reichen, ist insgesamt eine im
Vergleich zu einem durchgehenden Schlitz geringe Materialaussparung
vorgenommen. Dadurch sind das Kollimatorunterteil 4 und
das Kollimatoroberteil 6 durch die Einarbeitung der Laschenaufnahmen 14 vergleichsweise
wenig geschwächt,
so dass eine hohe Formstabilität
der üblicherweise
als Kunststoff-Spritzgussteile hergestellten Teile 4, 6 gewährleistet
ist. Zudem ist aufgrund der relativ kurzen Länge und der diskreten oder
einzelweisen Anordnung der Laschenaufnahmen 14 beim Herstellungsprozess
des Spritzgießens
problemlos die exakte Anordnung der einzelnen Laschenaufnahmen 14 möglich. Diese
hochgenaue Positionierung kann zudem selbst bei geringen Wandstärken der
Teile 4, 6 erreicht werden, da insgesamt vergleichsweise
wenig Material ausgespart ist.
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Wie
den 1 und 2 zu entnehmen ist, sind die
Laschenaufnahmen 14, die für benachbarte Kollimatorplatten 8 vorgesehen
sind, versetzt zueinander angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die versetzte
Anordnung dabei derart ausgebildet, dass sich die einzelnen Laschenaufnahmen 14 nicht überlappen.
Der Abstand zweier aufeinander folgender Laschenaufnahmen 14,
die jeweils einer Kollimatorplatte zugeordnet sind, ist dabei größer als
die Länge einer
Laschenaufnahme 14. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Rastermaße A,B für die Laschenaufnahmen 14 vorgesehen,
wobei sich die beiden Rastermaße
A,B jeweils abwechseln. Unter Rastermaß wird hierbei der Abstand
der einzelnen Laschenaufnahmen 14 zu den jeweiligen Stirnseiten
des Kollimatorunterteils 4 bzw. des Kollimatoroberteils 6 sowie
ihre Abstände
untereinander verstanden. Die auf einer Linie entlang der Längserstreckung
der Kollimatorplatten 8 angeordneten Laschenaufnahmen 14 sind
daher alternativ einem Rastermaß A
bzw. einem Rastermaß B
zugeordnet, wie dies in 2 dargestellt ist. Durch diese
alternierende Abfolge bilden sich quer zur Längserstreckung verlaufende
Reihen von Laschenaufnahmen 14, wobei die Laschenaufnahmen 14 einer
Reihe jeweils dem gleichen Rastermaß A,B zugehörig sind. Einander benachbarte
Reihen der Laschenaufnahmen 14 sind daher jeweils einem unterschiedlichen
Rastermaß A,B
zugeordnet.
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Korrespondierend
hierzu sind auch die Laschen 12 an den Kol-limatorplatten 8 entsprechend den
Rastermaßen
A,B angeordnet. Hierbei können zwei
Sätze von
Kollimatorplatten 8 vorgesehen sein, bei denen die Laschen 12 jeweils
nur für
ein Rastermaß ausgebildet
sind.
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Die
Laschen 12 sind im Ausführungsbeispiel derart
angeordnet, dass bei einer 180°-Drehung
der jeweiligen Kollimatorplatte 8 um ihre Mittelsenkrechte 18 abwechselnd
die unterschiedlichen Rastermaße A,B
eingenommen werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß der 3 bedeutet
dies beispielsweise, dass ausgehend von der linken Stirnseite die
oberen Laschen 12 derart zu der linken Stirnseite und untereinander
beabstandet sind, dass beispielsweise das Rastermaß A verwirklicht
ist. Umgekehrt sind ausgehend von der rechten Randseite der Kollimatorplatte 8 gleichzeitig
die Abstände
der einzelnen Laschen 12 zu der rechten Randseite sowie
untereinander derart gewählt,
dass von dieser Seite her das Rastermaß B verwirklicht ist. Dadurch
lässt sich
die Kollimatorplatte 8 für beide Rastermaße A,B verwenden
und es ist nur ein Typ von Kollimatorplatten 8 erforderlich.
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Wie
aus 4 hervorgeht, sind eine Vielzahl von Kollimatoren 2 entlang
einer Bogenlinie nebeneinander angeordnet und bilden zusammen mit
einer ebenso großen
Anzahl von den Kollimatoren 2 nachgeordneten Sensor- oder
Detektorelementen 20 einen Detektor 22 eines Computertomographen 24 aus.
Dieser umfasst gemäß der vereinfachten
Darstellung nach 4 neben dem Detektor 22 weiterhin
eine Röntgenquelle 26,
die von einem Steuergerät 28 angesteuert
wird. Im Betrieb wird von der Röntgenquelle 26 ein
fächerförmiges Röntgenstrahlbündel 30 erzeugt,
welches ein scheibenförmiges
Volumen eines Patienten 32, welcher üblicherweise auf einer Liege 34 liegt,
durchstrahlt. Die Röntgenstrahlung
wird vom Detektor 22 erfasst. von dort werden die erfassten
Signale einer Auswerteeinheit 36 zugeleitet, die dann die
Signale in Bildsignale umwandelt, die beispielsweise an einem Anzeigeelement 38 dargestellt
werden.