用于改变X射线辐射的局部强度的自适应X射线滤波器的制作方法与工艺

本发明涉及一种用于改变X射线辐射的局部强度的自适应X射线滤波器，所述X射线滤波器具有带有第一液体的第一室、带有第二液体的第二室和将第一室与第二室隔离且通过其可改变第一液体和第二液体的层厚度关系的柔性薄膜。

背景技术：
在借助于X射线进行检查时经常发生的是患者或其器官在待检查的区域内对所施加的X射线辐射具有强度不同的吸收特性。例如在胸片拍摄时，在纵隔内即在肺叶前方的区域内，由布置在此处的器官造成了很强的衰减，而衰减在肺叶自身的区域内则很小。为获得说服力强的照片且特别地为保护患者，有意义的是视区域而定地调节所施加的剂量，使得不提供超过所需的X射线辐射。即，在具有较大的衰减的区域内比具有较小衰减的区域内施加更大的剂量。此外，存在如下应用，其中仅被检查的区域的部分必须以更高的诊断质量即更低的噪声被拍摄。周围的部分对于定位是重要的，但对于诊断本身并不重要。此周围的区域因此能以更低的剂量成像，从而以此方式降低所施加的总剂量。为衰减X射线辐射，使用了滤波器。此类滤波器例如从DE4422780A1中已知。所述滤波器具有带有可控的电极矩阵的壳体，通过所述电极矩阵可产生电场，所述电场作用在与电极矩阵相关的液体上，在所述液体中存在吸收X射线的离子。此离子可自由运动且取决于所施加的场游荡。以此方式，可通过在一个或多个电极的区域内形成相应的电场而相应地积蓄或多或少的离子，从而可以此方式局部地改变滤波器的吸收行为。从现有技术中已知了通过施加电压而改变其形状的聚合物。所述聚合物称为电活性聚合物（EAP）。此电活性聚合物的示例是介电弹性体。介电弹性体将电能直接转换为机械功。基于介电弹性体的促动器可例如通过如下方式实现：将弹性体薄膜双侧以电极覆层，在所述电极上可施加电压。通过所 施加的电压使弹性体薄膜在厚度方向上压缩，其中所述弹性体薄膜侧向延伸。在此过程中，弹性体薄膜可做功，且因此作为促动器工作。如果在电极之间的电压再次被去除，则弹性体薄膜又处于其原来的形状。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是给出一种用于改变X射线辐射的局部强度的另外的自适应X射线滤波器。本发明的此技术问题通过独立权利要求的对象解决。本发明的有利的扩展在从属权利要求的特征中得到。本发明的核心在于，在平面内正交布置的可电致变形的调节元件可局部地改变吸收X射线辐射的第一液体的层厚度。由此改变了滤波器的局部吸收特性。与更高的层厚度相比，在更低的层厚度的情况下，更多的X射线辐射到达物体。X射线辐射可因此在二维上被调制。本发明请求保护一种用于改变X射线辐射的局部强度的自适应X射线滤波器。X射线滤波器包括吸收X射线辐射的第一液体（例如Galinstan合金）和可电致变形的调节元件，所述调节元件在各调节元件的位置处通过至少部分地挤压第一液体而改变第一液体的层厚度。在专业文献中，调节元件也作为促动器的概念已知且称为变换器，以所述变换器将电信号转换为机械运动或另外的物理量。本发明所提供的优点是通过自适应X射线滤波器可简单、精确且快速地调制X射线辐射的辐射场。在扩展实施方式中，调节元件可布置在与X射线辐射垂直的平面内。在另外的实施形式中，X射线滤波器包括将第一液体与调节元件隔离的对于X射线辐射透明的柔性薄膜，其中所述薄膜可由调节元件移动。调节元件在此布置在薄膜上。借助于薄膜因此局部改变了第一液体的层厚度。在另外的实施形式中，X射线滤波器包括布置在薄膜下方的对于X射线辐射透明的第二液体。第二液体具有类似于调节元件的X射线辐射吸收特征。以此，避免了由调节元件导致的在X射线图像中的不希望的结构。优选地，调节元件可被第二液体包围。在另外的实施形式中，调节元件可由至少一个电活性元件形成。电活性元件在施加电压时收缩或膨胀。以此，可实现薄膜的偏转且因此调制第一液体的吸收X射线辐射的长度，由此可设定不均匀的X射线辐射场。此外，调节元件可包括电活性聚合物。例如形式为介电弹性体的基于电活性聚合物的调节元件可例如通过将聚合物薄膜双侧以电极覆层来形成，在所述电极上施加相应的电压。在施加电压时，弹性体薄膜在厚度方向上被压缩，其中弹性体薄膜侧向膨胀。通过此膨胀可实现薄膜的偏转。如果电极之间的电压再次被移除，则弹性体薄膜又处于其原来的形状。在有利的实施形式中，在调节元件上可布置杠杆装置，所述杠杆装置放大了调节元件的调节行程，即放大了偏转。本发明也请求保护一种用于借助于自适应X射线滤波器局部改变X射线辐射的强度的方法，其中自适应X射线滤波器的布置在一个平面内的调节元件电致变形和/或由于电气原因而在长度上改变，因此通过使调节元件至少部分地挤压第一液体而改变了被X射线辐射透射的、吸收X射线辐射的第一液体在各调节元件的位置处的层厚度。附图说明本发明的另外的特点和优点从多个实施例的如下解释中根据示意性附图显见。各图为：图1示出了自适应X射线滤波器的原理图；图2示出了通过带有调节元件的自适应X射线滤波器的横截面；图3示出了通过带有不同地调节的调节元件的自适应X射线滤波器的横截面；图4示出了通过带有电活性元件的调节元件的横截面；图5示出了通过带有在膨胀状态下的电活性聚合物的调节元件的横截面；和图6示出了通过带有杠杆设备的调节元件的横截面。具体实施方式图1示出了自适应X射线滤波器的原理图。通过自适应X射线滤波器实现了X射线辐射2的与位置相关的衰减。由X射线源3产生X射线辐射2，所述X射线辐射2首先穿过根据本发明的自适应X射线滤波器1，且然后穿过患者4，且最后被X射线检测器5测量。以控制单元6控制通过自适 应X射线滤波器1对X射线辐射2的位置性衰减。X射线辐射2在自适应X射线滤波器1前方的强度分布7在图1中在右上侧示意性地图示。x轴给出了位置，y轴图示了强度。可见，强度y具有几乎均匀的形式。在图1中右下方示意性地图示了通过自适应X射线滤波器1之后X射线辐射2的强度分布8。根据强度分布8的形状显见通过自适应X射线滤波器1决定的强度y的局部变化。在图2中图示了通过带有调节元件的自适应X射线滤波器的横截面。自适应X射线滤波器1包括壳体9，所述壳体9通过柔性薄膜10分为带有第一液体15的第一室11和带有第二液体16的第二室12。室11、12的每个具有一个入口/出口13、14，通过所述入口/出口13、14可引入/引出液体15、16。第一液体15是吸收X射线辐射的液体，第二液体16是对于X射线辐射透明的液体。在薄膜10的下侧布置了例如促动器的调节元件。调节元件17和第二液体16在此具有可比较的X射线辐射吸收特征，以此保证在所产生的X射线图像中不可见不希望的结构。通过入口/出口13、14可引入液体15、16，以及在薄膜10上施加压力差。此外，可通过此开口13、14分别在薄膜10偏转之后为平衡而引入或引出液体15、16。通过控制线路18可将控制信号（例如电压）发送到调节元件17，然后作为结果调节元件17收缩或膨胀，以此使薄膜10偏转。在图3中可见通过带有不同地调节的调节元件的自适应X射线滤波器的横截面。在此图示了带有与图2中所述不同的结构的自适应X射线滤波器1。通过控制线路18可将控制信号（例如电压）发送到调节元件17，然后作为结果调节元件程度不同程度地膨胀。因此，实现了薄膜10的偏转且因此实现了第一液体15的吸收长度的调制，以此可设定不均匀的X射线图像。图4示出了通过带有电活性元件的调节元件的横截面。调节元件17包括多个电活性元件19，所述电活性元件在施加电压时膨胀。如果再次去除电压，则电活性元件19又处于其原来的形状。为避免在待生成的X射线图像上的不希望的结构，电活性元件19应具有与将其包围的周围的材料（例如未图示的液体）类似的X射线辐射透明特征。图5示出了通过带有处于膨胀状态的电活性聚合物的调节元件的横截面。调节元件17包括介电弹性体薄膜20，所述介电弹性体薄膜20双侧以 未示出的电极覆层，在电极上可施加电压。通过施加的电压，介电弹性体薄膜20在厚度方向上收缩，其中所述介电弹性体薄膜20侧向膨胀。通过此膨胀，可实现未示出的薄膜的偏转。如果在电极之间的电压被去除，则介电弹性体薄膜20又处于其原来的平的形状。在图6中图示了通过带有杠杆设备的调节元件的横截面。调节元件17包括电活性元件19，所述电活性元件19在施加电压时缩短。电活性元件19与也布置在调节元件17内的杠杆设备21起作用地连接，使得电活性元件19的缩短导致偏转22，所述偏转22由于杠杆作用而大于电活性元件19的缩短。用于杠杆设备21的材料（电活性元件19和包围了电活性元件19和杠杆设备21的未示出的液体）在此应具有类似的X射线辐射透明特性。以此，避免了在待产生的X射线图像上的不希望的结构。附图标号列表1自适应X射线滤波器2X射线辐射3X射线源4患者5X射线检测器6控制单元7X射线辐射2在自适应X射线滤波器1前的强度分布8X射线辐射2在自适应X射线滤波器1后的强度分布9壳体10薄膜11第一室12第二室13第一室的入口/出口14第二室的入口/出口15第一液体16第二液体17调节元件18控制线路19电活性元件20介电弹性体薄膜21杠杆设备22偏转