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Kollimatoren fuer die Computertomographie

IP.com Disclosure Number: IPCOM000127749D
Published in the IP.com Journal: Volume 5 Issue 9B (2005-10-10)
Included in the Prior Art Database: 2005-Oct-10
Document File: 2 page(s) / 95K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Nach derzeitigem Stand der Technik werden in der Computertomographie (CT) Festkoerperdetektoren eingesetzt, deren Aufbau in Abbildung 1 dargestellt ist. Die Detektoren bestehen aus den Modulen (1), die jeweils eine Matrix von Photodioden (2) und einen keramischen Szintillator (3) aufweisen. Zum Erzielen einer guten Trennung der Signale benachbarter Detektorelemente, sind zwischen den Detektorelementen Kollimatoren (4) angeordnet. Dazu werden in den Szintillatorkoerper Schlitze (5) eingesaegt, in die die Kollimatorbleche eingesteckt werden. Die Kollimatoren sind auf den Fokus der Roentgenroehre ausgerichtet. Aufgrund der Dicke d der Kollimatorbleche ist ein Teil der Detektorflaeche nicht fuer die Absorption der einfallenden Roentgenstrahlung und deren Umwandlung in Licht nutzbar. Der maximal erzielbare geometrische Fuellfaktor F betraegt deshalb F=b/(b+d) fuer Detektorelemente der Breite b. Ist ein hoher Fuellfaktor angestrebt, was fuer eine optimale Dosisnutzung (DQE) wuenschenswert ist, muessen die Kollimatorbleche duenn sein. Dies wird umso wichtiger, je schmaler die Detektorelemente sind. Derzeitige CT-Detektoren weisen eine Breite der Detektorelemente von b=0,9mm und eine Dicke der Kollimatorbleche von d=0,1mm auf, was zu einem geometrische Fuellfaktor von F=90% fuehrt. Die Kollimatorbleche bestehen aus Metallen mit hoher Kernladungszahl Z, meist Wolfram oder Tantal. Diese Metalle sind sehr schwer zu verarbeiten. Daher ist die Herstellung von 0,1mm dicken Blechen dieser Metalle sehr aufwendig, und duennere Bleche sind kaum wirtschaftlich herstellbar. Des Weiteren ist auch das Zuschneiden dieser Bleche mit hohem Aufwand verbunden. All das fuehrt dazu, dass die Kollimatoren wesentlich zum Preis des Detektors beitragen. Deshalb sind Kollimatorbleche wuenschenswert, die eine hohe Roentgenabsorption aufweisen, in Dicken unter 100 Mikrometer herstellbar, gut bearbeitbar, unter den auftretenden Belastungen (z.B. Beschleunigungen bis zu 100g) formstabil und kostenguenstig sind.

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Kollimatoren fuer die Computertomographie

Idee: Dr. Clemens Fiebiger, DE-Erlangen; Dr. Martin Hoheisel, DE-Forchheim

Nach derzeitigem Stand der Technik werden in der Computertomographie (CT) Festkoerperdetektoren eingesetzt, deren Aufbau in Abbildung 1 dargestellt ist. Die Detektoren bestehen aus den Modulen (1), die jeweils eine Matrix von Photodioden (2) und einen keramischen Szintillator (3) aufweisen. Zum Erzielen einer guten Trennung der Signale benachbarter Detektorelemente, sind zwischen den Detektorelementen Kollimatoren (4) angeordnet. Dazu werden in den Szintillatorkoerper Schlitze (5) eingesaegt, in die die Kollimatorbleche eingesteckt werden. Die Kollimatoren sind auf den Fokus der Roentgenroehre ausgerichtet.

Aufgrund der Dicke d der Kollimatorbleche ist ein Teil der Detektorflaeche nicht fuer die Absorption der einfallenden Roentgenstrahlung und deren Umwandlung in Licht nutzbar. Der maximal erzielbare geometrische Fuellfaktor F betraegt deshalb F=b/(b+d) fuer Detektorelemente der Breite b. Ist ein hoher Fuellfaktor angestrebt, was fuer eine optimale Dosisnutzung (DQE) wuenschenswert ist, muessen die Kollimatorbleche duenn sein. Dies wird umso wichtiger, je schmaler die Detektorelemente sind.

Derzeitige CT-Detektoren weisen eine Breite der Detektorelemente von b=0,9mm und eine Dicke der Kollimatorbleche von d=0,1mm auf, was zu einem geometrische Fuellfaktor von F=90% fuehrt. Die Kollimatorbleche bestehen aus Metallen mit hoher Kernladungszahl Z, meist Wolfram oder Tantal. Diese Metalle sind sehr schwer zu verarbeiten. Daher ist die Herstellung von 0,1mm dicken Blechen dieser Metalle sehr aufwendig, und duennere Bleche sind kaum wirtschaftlich herstellbar. Des Weiteren ist auch das Zuschneiden dieser Bleche mit hohem Aufwand verbunden. All das fuehrt dazu, dass die Kollimatoren wesentlich zum Preis des Detektors beitragen. Deshalb sind Kollimatorbleche wuenschenswert, die eine hohe Roentgenabsorption aufweisen, in Dicken unter 100 Mikrometer herstellbar, gut bearbeitbar, unter den auftretenden Belastungen (z.B. Beschleunigungen bis zu 100g) formstabil und ko...