[发明专利]栅格以及制造用于选择性地透射电磁辐射特别是用于乳房摄影应用的X射线辐射的栅格的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造用于选择性地透射电磁辐射——特别是用于乳房摄影应用的X射线辐射——的栅格的方法。此外，本发明涉及对应的栅格以及包括这种栅格的医学成像设备。

背景技术

用于选择性地透射电磁辐射的栅格可以被用在例如医学成像设备中，诸如计算断层摄影扫描器(CT)、标准X射线扫描器——如C形臂设备或乳房摄影设备、单光子发射计算断层摄影设备(SPECT)或正电子发射断层摄影扫描器(PET)中。诸如非破坏性X射线测试设备的其他设备也可以使用这种栅格。该栅格可以被定位在诸如X射线辐射源的电磁辐射源与辐射敏感探测设备之间。例如，在CT扫描器中，电磁辐射源可以是X射线管，而在SPECT/PET中，注入患者体内的放射性同位素可以形成电磁辐射源。该辐射敏感探测设备可以是任意辐射探测器，诸如CCD设备、基于闪烁体的探测器、直接转换器等。

栅格可以被用于选择性地减少必须不碰撞到辐射敏感探测设备上的某种辐射的含量。在CT扫描器中，栅格可以被用于减少在被照射对象中产生的可能使医学图像质量恶化的散射辐射的量。由于现今的扫描器经常应用锥形束几何结构，以此来照射对象的较大体积，因此散射辐射的量经常超过承载医学信息的非散射主辐射的量。例如，根据对象的不同，散射辐射的量可以很容易达到总辐射强度的90％或更多。

因此，可能需求一种有效减少散射辐射的栅格。满足这种需求的栅格可能具有二维的辐射吸收结构，其形成选择性透射结构并且被称为二维抗散射栅格(2D ASG)。由于这种二维抗散射栅格可能需要具有聚焦到用于发射应该被允许透射通过栅格的主辐射的辐射源的焦斑的透射通道，因此该栅格可能必须表现出复杂的几何结构并且制造这种栅格可能是复杂的、耗时的且昂贵的。

由本申请的同一申请人提交的WO 2008/007309A1描述了一种用于选择性地透射电磁辐射的栅格，其具有通过选择性激光烧结而构建的结构元件。其中，用于制造栅格的方法包括借助于选择性激光烧结而从粉末材料——特别是基本不透辐射的材料的粉末——至少生长结构元件的步骤。选择性激光烧结允许大的设计自由度。当具有通过选择性激光烧结而构建的结构元件时，栅格可以是高度复杂的三维结构，其不容易通过常规模塑或铣削技术来实现。其中，选择性激光烧结——有时也被称为直接金属激光烧结——的技术不再是样机技术，而是成为用于制造具有所需求的几何结构的三维设备的生产技术。

就CT应用而言，针对模块化探测器系统，二维栅格的覆盖区(footprint)的典型尺寸在2cm×2cm的范围内，高度例如为大约27mm。

与此相对比，通常用于乳房摄影应用的栅格的尺寸可以在例如18cm×24cm的范围内，其为大得多的覆盖区但是高度仅为大约2mm。与此同时，与在大约100μm范围内的CT栅格的壁厚相比，通常要求的壁厚可能更小。

生产这种大覆盖区的栅格的问题可能是栅格与通常用于较小设备的金属载体的分离。

具有2cm×2cm覆盖区的设备可以通过划片、金属丝腐蚀或甚至通过产生一种穿孔来与载体分离，这可以通过以下方式实现，即通过适当停止激光功率来非连续地烧结烧结材料以建立预定断裂点。

然而，对于适用于例如乳房摄影应用的具有大覆盖区和低厚度的栅格，在利用选择性激光烧结的制备之后，将栅格与下层金属载体分离可能是复杂的。例如，相对于这种栅格的大约为2mm的厚度，由利用划片的分离工艺造成的材料损失——其厚度可能为大约1mm——在烧结材料和工作付出方面都是显著的损失。此外，即使有可能有效地将栅格与必要的载体或构建平台分离，处理如此薄且不很稳定的栅格层也可能是一个问题。

发明内容

因此，可能需要一种制造用于选择性地透射电磁辐射的栅格的改进方法，该方法可以减少或防止与将栅格与下层载体基底分离相关的问题，和/或可以简化在制造程序过程中对这种栅格的处理，特别是在栅格具有大面积或覆盖区以及小厚度的情况下。此外，可能需要对应的栅格和包括这种栅格的医学成像设备，由于改进的制造方法，可以以更低的成本和/或更高的可靠性生产这种栅格。

这些需要可以通过如独立权利要求之一所述的主题来满足。本发明的有利实施例在从属权利要求中描述。

根据本发明的第一方面，提出一种用于制造用于选择性地透射电磁辐射——特别是X射线辐射——的栅格的方法。该方法包括：提供具有自支撑稳定性的支撑元件，其中所述支撑元件由基本不吸收选择性地透射通过所述栅格的电磁辐射的材料制成；在所述支撑元件的表面上施加金属层；以及用吸收选择性地透射通过所述栅格的电磁辐射的材料在所述金属层的表面上构建选择性透射结构，其中所述透射结构是利用选择性激光烧结构建的。