Решетка и способ изготовления решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения, в частности, рентгеновского излучения



Решетка и способ изготовления решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения, в частности, рентгеновского излучения
Решетка и способ изготовления решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения, в частности, рентгеновского излучения
Решетка и способ изготовления решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения, в частности, рентгеновского излучения
Решетка и способ изготовления решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения, в частности, рентгеновского излучения
Решетка и способ изготовления решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения, в частности, рентгеновского излучения
Решетка и способ изготовления решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения, в частности, рентгеновского излучения

 


Владельцы патента RU 2538460:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL)

Изобретение относится к изготовлению решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения, в частности рентгеновского излучения. Решетка содержит конструктивный элемент со стенками, содержащими множество частиц, содержащих первый поглощающий излучение материал. Частицы спечены вместе с образованием между соседними частицами пор. Указанные поры, по меньшей мере, частично заполнены вторым твердым материалом, содержащим поглощающий излучение материал. Заполнение пор осуществляют введением в них второго материала в жидком, предпочтительно расплавленном виде. Повышается механическая стабильность решетки и повышаются ее свойства к поглощению излучения. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к решетке для селективного пропускания электромагнитного излучения, в частности рентгеновского излучения, к способу изготовления такой решетки и к медицинскому устройству формирования изображения, содержащему такую решетку.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения могут использоваться, например, в медицинских устройствах формирования изображения, таких как компьютерные томографические (КТ) сканеры, стандартные рентгеновские сканеры наподобие рентгеновского аппарата типа С-дуга (C-arm), маммографические устройства и т.д., а также компьютерные томографические устройства с однофотонной эмиссией (SPECT) или томографические сканеры с позитронной эмиссией (PET). Другие устройства, такие как рентгеновские устройства неразрушающего контроля, также могут использовать такие решетки. Эта решетка может быть расположена между источником электромагнитного излучения, такого как рентгеновское излучение, и чувствительным к излучению детектирующим устройством. Например, в КТ-сканере источником электромагнитного излучения может быть рентгеновская трубка, в то время как в приборах SPECT/PET источник электромагнитного излучения может образовывать посылаемые в пациента радиоактивные изотопы. Чувствительным к излучению детектирующим устройством может быть любой произвольный детектор излучения, такой как устройство на ПЗС, детектор на основе сцинтиллятора, прямой преобразователь и т.д. Решетка может использоваться для селективного уменьшения содержания определенного рода излучения, которое не должно попадать на чувствительное к излучению детектирующее устройство. Уменьшение излучения обычно реализуется посредством поглощения излучения. В КТ-сканере решетка может использоваться для уменьшения величины рассеянного излучения, которое порождается в освещенном объекте, поскольку такое рассеянное излучение может ухудшать качество медицинского изображения. Поскольку современные КТ-сканеры часто используют конусную геометрию зондирующего пучка, а значит "освещают" большой объем объекта, то количество рассеянного излучения часто превышает количество медицинской информации, несомой нерассеянным первичным излучением. Например, в зависимости от объекта рассеянное излучение может легко достигать вплоть до 90% или более от суммарной интенсивности излучения.

Поэтому существует большая потребность в решетках, которые эффективно уменьшают рассеянное излучение. Решетки, которые удовлетворяют эту потребность, могут быть решетками, имеющими поглощающие излучение структуры в двух измерениях, которые называются двухмерными антирассеивающими решетками (2D ASG). Так как таким двухмерным антирассеивающим решеткам может понадобиться иметь каналы пропускания, которые сфокусированы на фокальную точку источника излучения, который излучает первичное излучение, которому будет разрешено пропускание через решетку, производство такой решетки может быть времязатратным и дорогостоящим.

WO 2008/007309 А1, поданная тем же заявителем, что и данная заявка, описывает решетку для избирательного пропускания электромагнитного излучения с конструктивными элементами, построенными селективным лазерным спеканием. В той заявке способ изготовления решетки содержит этап выращивания по меньшей мере одного конструктивного элемента селективным лазерным спеканием из порошкового материала, а именно из порошка, по существу непрозрачного для излучения материала. Селективное лазерное спекание обеспечивает большую свободу конструирования. Имея конструктивный элемент, который построен селективным лазерным спеканием, решетка может представлять собой чрезвычайно сложную трехмерную структуру, которую не так легко достичь традиционными методами формования или фрезерования.

Однако механическую стабильность (стойкость к механическим воздействиям), а также свойства поглощения излучения традиционных полученных спеканием решеток может потребоваться дополнительно улучшить. Кроме того, производство таких полученных спеканием решеток может потребоваться дополнительно упростить.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно может иметься потребность в решетке для селективного пропускания электромагнитного излучения и в способе изготовления такой решетки, а также в медицинском устройстве формирования изображения, использующем такую решетку, причем механическая стабильность и/или свойства поглощения излучения этой решетки дополнительно улучшены. Кроме того, может иметься потребность в способе изготовления такой решетки, который позволил бы упростить процесс ее изготовления.

Эти потребности могут быть удовлетворены объектом изобретения в соответствии с одним из независимых пунктов формулы изобретения. Преимущественные варианты воплощения настоящего изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен способ изготовления решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения. Этот способ включает в себя: обеспечение конструктивного элемента, содержащего множество частиц, содержащих первый поглощающий излучение материал, причем эти частицы спечены вместе, а между соседними частицами присутствуют поры; введение жидкого второго материала в поры и отверждение второго материала.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложена решетка для селективного пропускания электромагнитного излучения. Решетка включает в себя конструктивный элемент, содержащий множество частиц первого поглощающего излучение материала, причем эти частицы спечены вместе так, что между соседними частицами присутствуют поры, и при этом поры по меньшей мере частично заполнены вторым твердым материалом.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предложено медицинское устройство формирования изображения, такое как КТ-сканер, рентгеновская установка типа С-дуги, установка рентгеновской маммографии, SPECT-сканер или PET-сканер, содержащее решетку в соответствии с вышеупомянутым вторым аспектом настоящего изобретения.

Сущность настоящего изобретения можно рассматривать как основанную на следующей идее:

Сердцевина решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения может быть предусмотрена в виде конструктивного элемента, который получен спеканием частиц друг с другом, причем эти частицы содержат поглощающий излучение материал. С этой целью может использоваться хорошо известный процесс селективного лазерного спекания (SLS), иногда называемый также прямым лазерным спеканием металлов (DMLS). С его помощью могут быть реализованы сложные двухмерные или трехмерные структуры для конструктивного элемента.

Однако после процесса спекания между спеченными частицами остаются поры незаполненного пространства. В результате изысканий авторы настоящего изобретения обнаружили, что такие поры могут ухудшать механическую стабильность и целостность конструктивного элемента и что, кроме того, эти поры могут снижать свойства поглощения излучения решетки. Поэтому авторы изобретения предлагают заполнять эти поры вторым материалом. Такое заполнение может быть достигнуто введением второго материала в жидкой форме, так чтобы он мог затекать в поры. Затем этот введенный жидкий материал может быть отвержден, так что он может повышать механическую стабильность всей решетки.

Может быть особенно выгодным использовать в качестве второго материала поглощающий излучение материал, так что этот заполняющий поры второй материал еще более способствует увеличению свойств поглощения излучения всей решетки. На поверхности конструктивного элемента введенный второй материал может способствовать сглаживанию шероховатой поверхности, обеспечиваемой спеченными частицами первого материала, тем самым придавая конструктивному элементу гладкие поверхности стенок, что может в таком случае повысить свойства поглощения излучения всей решетки.

Далее, предложенный способ позволяет начать с довольно грубого конструктивного элемента, полученного из частиц с большим размером частицы. С одной стороны, использование таких больших частиц может упростить процесс лазерного спекания. С другой стороны, из-за большого размера частиц и поры между частицами также могут иметь большой размер, а поверхность конструктивного элемента может быть очень неровной или шероховатой. Однако, поскольку поры затем заполняются вторым материалом, предпочтительно являющимся поглощающим излучение, никакие пустые большие поры не могут ухудшить механическую стабильность и/или свойства поглощения излучения решетки. Поэтому весь процесс изготовления может быть упрощен благодаря большему возможному размеру частиц при одновременном сохранении или даже увеличении механических свойств и свойств поглощения излучения.

Другими словами, предложенная концепция может рассматриваться как усовершенствованный способ точного и экономичного производства, например, двухмерных антирассеивающих решеток для детекторов рентгеновского излучения и детекторов в компьютерной томографии, а также для иных применений. Данный подход объединяет в себе использование предварительно изготовленных антирассеивающих решеток, например, изготовленных по технологии лазерного спекания. Вторым этапом изготовления может быть окунание предварительно изготовленной конструкции в жидкий поглощающий излучение материал. Способ обеспечивает максимальную конструктивную свободу и оптимизацию поглощения рентгеновского излучения и механической стабильности, а также скорости и стоимости производства. Данный способ может быть также использован для изготовления многих других небольших, но высокоточных устройств, где сочетание предварительно изготовленных лазерным спеканием стенок, окунутых в жидкую среду, придает большую плотность и/или механическую жесткость.

Далее будут отмечены дополнительные возможные признаки, подробности и преимущества вариантов воплощения настоящего изобретения.

Конструктивный элемент, предусмотренный в качестве исходной сердцевины для решетки, может быть выполнен в любой двухмерной или трехмерной геометрии, которая должным образом приспособлена для селективного пропускания электромагнитного излучения. Например, конструктивный элемент может иметь вертикальные стенки, которые слегка наклонены, так чтобы быть направленными в фокальную точку источника электромагнитного излучения. Поверхности конструктивного элемента могут быть искривленными, например могут быть сферической формы. В частности, двухмерная решетка со сфокусированными каналами может иметь пространственно довольно сложную структуру. Каналы могут иметь прямоугольную или шестиугольную внутреннюю форму, что требует, чтобы стенки каналов имели различные угловые наклоны.

Частицы, из которых спеканием образован конструктивный элемент, содержат первый поглощающий излучение материал, предпочтительно поглощающий рентгеновское излучение материал. При этом в зависимости от применения и/или от размера конструкции, например от толщины поглощающих излучение стенок канала, образованный этими частицами порошковый материал может рассматриваться как прозрачный для излучения или поглощающий излучение или непрозрачный для излучения. Здесь термин "прозрачный для излучения" следует определить как поглощающий, применительно к конкретному назначению, незначительную часть, например менее чем 10%, падающего излучения при прохождении через решетку. Термин "поглощающий излучение" следует определить как поглощающий значительную часть, например более чем 10%, а термин "непрозрачный для излучения" следует определить как поглощающий по существу все, например более чем 90%, падающего излучения при прохождении через решетку. В маммографических применениях могут использоваться энергии рентгеновского излучения в примерно 20 кэВ. Для этих энергий медь (Cu) может рассматриваться как по существу непрозрачная для излучения, что означает, что стенки решетки, удовлетворяющие требованиям по определенным геометрическим параметрам наподобие толщины стенки (например, 20 мкм), высоты канала (например, 2 мм) и т.д., приводят к поглощению той разновидности излучения, которое должно быть селективно поглощено, так что происходит заметное улучшение параметра качества детектирования излучения. Параметром качества может являться отношение рассеянного излучения к первичному излучению (SPR), отношение сигнал-шум (SNR) или им подобные. Для КТ-применений в диапазоне энергий, например 120 кэВ, молибден (Mo) или иные тугоплавкие материалы (например, вольфрам) могут рассматриваться как по существу непрозрачные для излучения, но и другие материалы наподобие меди или титана также являются по существу непрозрачными для излучения, если конструкция выполнена с соответствующей толщиной. Следовательно, частицы или порошок этого материала могут рассматриваться как непрозрачные для излучения, если результирующая решетка обладает удовлетворяющими свойствами селективного пропускания излучения. Например, хотя чистые пластмассовые материалы обычно принято считать прозрачными для излучения всех используемых в медицине диапазонов энергий рентгеновского излучения, наполненные металлическим порошком пластмассовые материалы могут считаться непрозрачными для излучения при условии, что содержание порошка достаточно высоко. Поскольку спеченный конструктивный элемент выполнен непосредственно из поглощающего излучение или непрозрачного для излучения материала, то этому спеченному конструктивному элементу присущи требуемые свойства поглощения излучения решетки.

Для спекания вместе поглощающих излучение частиц может быть использован хорошо известный процесс селективного лазерного спекания (SLS). При SLS порошковый материал спекают с использованием тонкого лазерного луча соответствующей энергии. Подлежащий изготовлению объект спекают слой за слоем, и получающийся объект впоследствии погружают в порошковый материал, так чтобы поверх уже спеченных структур мог быть спечен следующий слой порошкового материала. Таким образом могут быть сформированы довольно сложные трехмерные конструкции, например, имеющие полости, комбинации выпуклых и вогнутых конструктивных элементов и т.д. Селективное лазерное спекание позволяет создавать тонкие структуры, например, из молибденового порошка, селективно освещая верхний слой этого порошка высокоинтенсивным лазерным лучом. Размер зерен металлического порошка может быть выбран в соответствии с требуемыми размером структуры и шероховатостью ее поверхности. Типичные размеры структуры (толщина стенок каналов), например, для КТ-решеток составляют примерно от 50 мкм до 300 мкм, так что могут быть достаточными размеры зерен примерно от 1 мкм до 10 мкм. Для устройств SPECT/PET типичные размеры структуры (толщина стенок каналов) могут быть от примерно 100 до 1000 мкм, так что могут быть достаточными размеры зерен примерно от 5 до 50 мкм. Для обычных применений рентгеновского излучения типичные размеры структуры могут быть примерно от 10 до 50 мкм, так что могут быть достаточными размеры зерен примерно от 0,1 до 5 мкм. Эти величины являются лишь примерными и не должны пониматься как ограничивающие.

В качестве жидкого второго материала, подлежащего заполнению, в поры спеченного конструктивного элемента может быть использован любой материал, который может быть подходящим образом ожижен так, чтобы он мог затечь в поры. Предпочтительно этот второй материал должен быть приспособлен таким образом, чтобы после отверждения второго материала он мог способствовать повышению механической стабильности конструктивного элемента. С этой целью второй материал может иметь достаточную механическую твердость и, кроме того, может быть приспособлен подходящим образом прилипать к частицам первого поглощающего излучение материала.

Предпочтительно второй материал состоит из поглощающего излучение материала или содержит поглощающий излучение материал, предпочтительно поглощающий рентгеновское излучение материал, такой, например, как металл, такой как серебро, свинец или медь или их сплавы, например сплав олово-сурьма-свинец (типографский сплав, гарт). Такой поглощающий излучение материал, введенный в поры конструктивного элемента, может еще более повысить свойства поглощения излучения конструктивного элемента и тем самым еще более повысить селективное пропускание электромагнитного излучения всей решетки. Дополнительно, жидкий второй материал не только будет затекать в поры глубоко внутрь конструктивного элемента, но и будет по меньшей мере частично заполнять открытые поры на поверхности конструктивного элемента, тем самым уменьшая шероховатость поверхности конструктивного элемента. Сглаженная за счет этого поверхность конструктивного элемента может еще более повышать свойства пропускания всей решетки.

Жидкий второй материал может быть введен в поры погружением или окунанием конструктивного элемента в ванну с ожиженным материалом. Тем самым жидкий материал может затечь в поры или полости спеченного конструктивного элемента и заполнить эти поры вплоть до почти 100%.

Жидкий материал может быть ожижен плавлением. Например, металл, имеющий низкую точку плавления, может быть нагрет до температуры выше точки его плавления, в результате чего образуется жидкий расплав, в который может затем быть окунут конструктивный элемент. Может быть выгодным, если температура плавления второго материала ниже, чем температура плавления первого поглощающего излучение материала частиц, образующих конструктивный элемент. Тогда конструктивный элемент можно просто погрузить в расплавленный второй материал и можно оставить его там до тех пор, пока все поры или полости не будут по существу заполнены расплавленным вторым материалом. После извлечения из расплава второй материал будет в таком случае затвердевать при охлаждении.

Альтернативно, второй материал может быть жидкостью или смолой, содержащей небольшие поглощающие излучение частицы, например, на нано- или микроуровне. Эта жидкость или смола может быть введена в поры и может быть впоследствии отверждена.

В соответствии с дополнительным вариантом воплощения настоящего изобретения конструктивный элемент имеет минимальные конструктивные размеры, а частицы первого поглощающего излучение материала имеют максимальный размер частицы, составляющий более 10%, предпочтительно - более 20%, а еще предпочтительнее - более 25% от этих минимальных конструктивных размеров. Другими словами, конструктивный элемент, образующий сердцевину решетки, может иметь "частичные" структуры, имеющие различные размеры в различных направлениях протяженности. Например, он может иметь вертикальные продольные стенки, имеющие такую толщину стенки, при которой толщина стенки гораздо меньше, чем продольная протяженность стенки, и поэтому представляет собой минимальный конструктивный размер. Например, толщина стенки может составлять между 10 и 1000 мкм. Соответственно частицы, которые используются для формирования таких "частичных" структур, должны иметь размер частицы, являющийся существенно меньшим, чем минимальные конструктивные размеры. В традиционных решетках, формируемых селективным лазерным спеканием, для формирования таких "частичных" структур обычно используются очень маленькие частицы для того, чтобы избежать больших пор или пустот внутри этих "частичных" структур. Ранее традиционно использовали размеры частиц, которые составляют менее 5% от минимальных конструктивных размеров. С предложенным здесь способом изготовления размер пор между соседними частицами гораздо меньше критичен, чем в уровне техники, поскольку эти поры могут быть впоследствии заполнены вторым материалом. Соответственно конструктивный элемент может быть спечен с использованием более крупных частиц, имеющих размеры, например, в 10% или более предпочтительно вплоть до 25% от толщины стенки, что может значительно упростить процесс спекания.

Следует заметить, что "максимальный размер частицы" относится к тому размеру, который имеют самые большие частицы, содержащиеся в порошке. Обычно порошок имеет частицы различных размеров. В традиционных методах построения решетки предпочтительным может быть использование порошков с главным образом малыми частицами для уменьшения числа и размеров пор. Однако небольшая часть более крупных частиц не может значительно ухудшить общий результат, в то время как слишком много больших частиц могут привести к очень пористой конструкции решетки. С предложенным здесь способом могут использоваться порошки, имеющие много больших частиц, среди которых, например, 90% всех частиц являются большими, чем 10% от минимальных конструктивных размеров решетки, без значительного отрицательного влияния на результирующую решетку.

Наконец, повторим некоторые признаки и преимущества настоящего изобретения другими словами. Существенный признак предложенного способа изготовления может быть усмотрен в последующей обработке спеченных геометрий. "Черновая" спеченная деталь может быть погружена в ванну, например, с жидким серебром для заполнения все еще пористой структуры стенки. При этом жидкий металл будет проходить в полости, и таким образом поверхность станет гораздо более гладкой. Серебро как материал также поглощает рентгеновское излучение, так что эффективность конструкции стенки будет выше. При этом может увеличиться стабильность, а также может быть улучшена производительность процесса спекания. Такое может быть обусловлено тем, что размер зерен может быть большим, а также более эффективно может использоваться мощность лазера, и пятно фокусировки луча может быть большим. Таким образом, стенка может быть поострена с более "грубыми" зернами, а этап финишной обработки опять же может это компенсировать.

Следует заметить, что аспекты и варианты воплощения настоящего изобретения были описаны со ссылкой на различные объекты изобретения. В частности, некоторые варианты воплощения были описаны со ссылкой на характеризующие способ пункты формулы изобретения, в то время как другие варианты воплощения были описаны со ссылкой на характеризующие устройство пункты формулы изобретения. Однако специалисты в данной области техники уяснят из вышесказанного, а также из нижеследующего описания, что - если не указано иное - предполагается, что в данной заявке в дополнение к любым комбинациям или признакам, относящимся к одному типу объекта изобретения, раскрыты также и любые комбинации между признаками, относящимися к различным объектам изобретения, в частности между признаками характеризующих устройство пунктов формулы изобретения и признаками характеризующих способ пунктов формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки и преимущества настоящего изобретения далее будут описаны более подробно по отношению к конкретным вариантам воплощения, показанным на сопроводительных чертежах, которыми, однако, данное изобретение не должно ограничиваться.

Фиг. 1 показывает вид в перспективе с увеличенными участками решетчатой структуры, включающей в себя каналы согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения;

Фиг. 2 схематично изображает способ изготовления решетчатой структуры согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения;

Фиг. 3 показывает вид в перспективе с увеличенным участком гребенчатой решетчатой структуры согласно альтернативному варианту воплощения настоящего изобретения;

Фиг. 4а и 4b показывают виды в разрезе стенок в решетчатой структуре согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения;

Фиг. 5 показывает вид в перспективе примера медицинского устройства формирования изображения с решеткой согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения.

Чертежи на фигурах являются лишь схематичными и выполнены не в масштабе. Похожие элементы на фигурах обозначены похожими ссылочными обозначениями.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Примерный вариант воплощения способа изготовления решетки для селективного пропускания электромагнитного излучения в соответствии с изобретением будет описан со ссылкой на фиг. 1, 2 и 4.

Решетка 1 содержит трехмерный конструктивный элемент 2, включающий в себя вертикальные стенки 3, расположенные перпендикулярно друг другу. Как можно ясно видеть на увеличенных участках фиг. 1, стенки 3 образуют продольные каналы 5, по которым может легко проходить электромагнитное излучение. Однако излучение, которое излучается под углом и не параллельно каналам 5, будет поглощено внутри стенок 3, поскольку стенки 3 содержат поглощающий излучение материал.

Как схематично показано на фиг. 2, конструктивный элемент 2 может быть построен с использованием технологии селективного лазерного спекания. При этом частицы поглощающего излучение материала помещают на подложку 7. Подложка 7 располагается на столе 9, который может перемещаться в направлении y. Используя единственный лазер и, необязательно, приспособление для отклонения лазерного луча или, альтернативно, используя матрицу 11 лазеров, можно производить спекание частиц между собой в месте(ах) фокусировки одного или более лазерных лучей. Матрицей 11 лазеров можно управлять так, что местом(ами) фокусировки одного или более лазерных лучей сканируют в х- и z-направлениях по поверхности подложки в соответствии с трехмерной моделью 13, хранящейся в блоке 31 управления, соединенном и с матрицей 11 лазеров, и со столом 9. После того как «вычерчен» первый слой 15 спеченных частиц, стол 9 может быть перемещен вниз, частицы могут быть снова равномерно распределены по поверхности уже существующей спеченной конструкции и может быть создан второй слой 17 спеченных частиц с использованием матрицы 11 лазеров. Соответственно хранящаяся в блоке 31 управления трехмерная модель 13 может быть воспроизведена спеканием частиц слой за слоем.

По окончании приготовления конструктивного элемента 2 поры между соседними частицами могут быть заполнены погружением этого конструктивного элемента 2 в ванну с расплавленным металлом. На фиг. 4а и 4b показаны увеличенные виды в разрезе стенок 3 и 3', входящих в конструктивный элемент 2. Эти стенки могут иметь прямоугольное сечение, как показано на фиг. 4, или клинообразное сечение, как показано на фиг. 4b. Частицы 19 поглощающего излучение материала, такого как молибден или вольфрам, спечены вместе. Поры 21 как внутри стенки 5, 5', так и на ее поверхности заполнены отвержденным поглощающим излучение материалом, таким как серебро или свинец.

Кроме того, со ссылкой на фиг. 3 будет описан альтернативный примерный вариант воплощения способа изготовления решетки 1' для селективного пропускания электромагнитного излучения в соответствии с изобретением.

На первом этапе металлический лист 104, который выполнен, например, из молибдена или вольфрама, помещают в рабочую камеру устройства селективного лазерного спекания (SLS). Точное позиционирование относительно положения лазерного луча SLS-устройства может быть достигнуто предварительной калибровкой системы. Металлический лист может быть обратимо вклеен в рабочую камеру для фиксации. После того, как на металлическом листе расположили слой металлического порошка, используют селективное лазерное спекание для спекания первого слоя подлежащей изготовлению спеченной конструкции. По завершении первого слоя поверх металлического листа и ранее спеченных конструкций располагают следующий слой металлического порошка. Этот процесс может сочетаться с небольшим наклоном рабочей камеры, так чтобы следующий спекаемый слой имел предопределенный наклон относительно металлического листа.

Фиг. 3 показывает с левой стороны гребенчатую решетчатую конструкцию 102, которая получается после того, как были спечены несколько слоев металлического порошка. С правой стороны фиг. 3 показан увеличенный участок М1 этой гребенчатой конструкции, выделенный на левой части фиг. 3 окружностью. Эта гребенчатая конструкция имеет основание, которое образовано металлическим листом 104. Показаны также конструкции 103 спеченных продольных стенок, которые простираются по всей длине металлического листа 104. Наверху стенок 103 изображены структуры 106 совмещения.

Следует заметить, что использование металлического листа 104 в качестве подложки-основания не обязательно. Альтернативно, вся решетка может быть выполнена из конструктивного элемента, полностью полученного спеканием.

На фиг. 5 показан пример медицинского устройства 200 формирования изображения. Фиг. 5 показывает основные элементы КТ-сканера, а именно - источник 220 рентгеновского излучения, детектор 210 излучения и кушетку 230 для пациента. Этот КТ-сканер может вращаться вокруг обследуемого объекта и может снимать проекционные изображения посредством детектирования излучения с помощью детектора 210. В детекторе 210 может быть использована описанная выше решетка в соответствии с изобретением для уменьшения величины рассеянного излучения, возникающего в обследуемом объекте.

В заключением следует заметить, что термины "содержащий", "включающий" и т.д. не исключают наличия других элементов или этапов, а термины в единственном числе не исключают наличия множества элементов. Кроме того, элементы, описанные в связи с различными вариантами воплощения, могут комбинироваться. Следует также заметить, что ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны истолковываться как ограничивающие объем формулы изобретения.

1. Способ изготовления решетки (1) для селективного пропускания электромагнитного излучения, включающий в себя:
обеспечение конструктивного элемента (2, 102), содержащего множество частиц (19), содержащих первый поглощающий излучение материал, причем частицы (19) спечены вместе, а между соседними частицами (19) присутствуют поры (21);
введение жидкого второго материала, содержащего поглощающий излучение материал, в поры (21); и
отверждение второго материала.

2. Способ по п.1, в котором частицы первого поглощающего излучение материала спечены вместе селективным лазерным спеканием.

3. Способ по п.1 или 2, в котором жидкий второй материал вводят в поры (21) окунанием конструктивного элемента в ванну с ожиженным материалом.

4. Способ по п.1, в котором жидкий второй материал ожижают плавлением.

5. Решетка (1) для селективного пропускания электромагнитного излучения, включающая в себя конструктивный элемент (2, 102), содержащий множество частиц (19), содержащих первый поглощающий излучение материал, причем частицы (19) спечены вместе так, что между соседними частицами (19) присутствуют поры (21), и при этом поры (21), по меньшей мере, частично заполнены вторым твердым материалом, содержащим поглощающий излучение материал.

6. Решетка по п.5, в которой температура плавления второго материала ниже, чем температура плавления первого поглощающего излучение материала.

7. Решетка по п.5 или 6, в которой второй материал является металлом.

8. Решетка по п.7, в которой второй материал выбран из группы, содержащей серебро, свинец, медь и их сплавы.

9. Решетка по п.5 или 6, в которой первый поглощающий излучение материал выбран из группы, содержащей молибден и вольфрам.

10. Медицинское устройство (200) для формирования изображения, содержащее решетку по любому из пп.5-9.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области рентгенотехники. Переносная рентгеновская система (200) имеет воспринимающее средство, чтобы обнаруживать, прикреплена ли отсеивающая решетка (230) к переносному детектору (240) или нет.
Изобретение может использоваться в квантовой радиофизике, при изготовлении коллиматоров атомно-лучевых трубок, необходимых для формирования атомных пучков, например, в квантовых стандартах частоты.

Изобретение относится к отражательной рентгеновской оптике, а более конкретно, к технологии изготовления рентгенооптических осесимметричных фокусирующих элементов.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для получения терапевтических и диагностических пучков тепловых и промежуточных нейтронов различной геометрической конфигурации, спектрального состава и интенсивности, применяемых при нейтронной терапии злокачественных опухолей человека и животных на одном источнике нейтронов без его реконструкции.

Изобретение относится к области рентгенографии. .

Изобретение относится к области нейтронной физики, неразрушающих методов контроля с использованием тепловых нейтронов. .

Изобретение относится к области оптики нейтронов и предназначено для получения пучков тепловых нейтронов различной конфигурации, применяемых для исследования внутренней структуры и элементного состава материалов, в том числе и в микрообъектах, нейтронной терапии и пр.

Изобретение относится к области радиационной техники, а более конкретно к устройствам для управления потоками частиц или электромагнитного излучения с использованием коллиматора.
Изобретение относится к области диагностики с использованием проникающего излучения и может быть использовано при изготовлении приборов для преобразовании пучков частиц и излучений, например в медицинской радиологической технике для ограничения прохождения излучения, распространяющегося в различных направлениях, набором заданных путей при подавлении распространения излучения в других направлениях.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению буровых долот для бурения земли путем пропитки. Подготавливают рабочую литейную форму, в которой размещен твердый элемент из связующего материала, содержащего металл или металлический сплав.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению алмазной буровой коронки методом пропитки. Разовую графитовую пресс-форму изготавливают со сквозными отверстиями, формы и размеры которых соответствуют нижней проекции сечения секторов матрицы коронки, при укладке алмазов, загрузке, формовании и прессовании шихты матрицы под графитовую пресс-форму помещают основание, верхняя поверхность которого повторяет профиль поверхности нижней части секторов матрицы, при спекании в вакуумной печи основание удаляют, при этом под каждым сектором матрицы коронки располагают таблетки из пропитываемого металла или сплава так, чтобы пропитка происходила снизу вверх.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению шарового затвора из кермета на основе карбида титана. Структура кермета шарового затвора состоит из чередующихся зон с неперывной металлической матрицей и равномерно расположенными в ней изолированными друг от друга карбидными зернами и зон с напрерывной металлической матрицей и равномерно расположенными в ней карбидными зернами, образующими непрерывный каркас.

Изобретение относится к области производства конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, в установке для силицирования паро-жидкофазным методом.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения пропиткой композиционных материалов с армирующим углеграфитовым каркасом, которые работают в условиях трения в качестве электротехнических изделий, таких как токосъемники, вставки пантографов, электротехнические щетки и т.д.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству изделий из псевдосплавных материалов состава вольфрам-медь и молибден-медь. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлополимерных композиционных материалов. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности получению изделий из металлических композиционных материалов Al-SiC. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению износостойких изделий из композита на основе карбида титана. .
Изобретение относится к средствам управления положением стрелочного перевода железнодорожного, трамвайного пути, в частности, к стрелочной гарнитуре. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению металлических изделий из порошков селективным лазерным спеканием. Наносят слой керамического порошка, проводят селективное спекание на заданных участках слоя и удаляют указанный материал из неспеченных участков.
Наверх