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1. DE112015005868 - Hochfrequenzabschirmung für hybride Bilderfassungsgeräte

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[ DE ]

Ansprüche  



1. Hybrides medizinisches Bilderfassungsgerät vom Typ PET/MR oder SPECT/MR, umfassend:
– mindestens ein monolithisches oder pixelisiertes Szintillatorkristall und
– mindestens ein Strahlendetektormodul, bestehend aus mindestens einer Fotodetektormatrix und einer Detektions-, Erfassungs- und Übertragungselektronik,
wobei das besagte Detektormodul eine mechanische Struktur aufweist, deren Oberfläche unterteilt ist in mindestens:
– einen ersten Abschnitt, der der Austrittsseite der im Szintillatorkristall erzeugten Photonen zugewandt ist, und
– einen zweiten Abschnitt, der den übrigen Flächen der mechanischen Struktur des Moduls zugeordnet ist und mindestens eine Fotodetektormatrix und eine Elektronikeinheit beinhaltet, die
das Szintillatorkristall nicht umgeben,
wobei diese Abschnitte eine geschlossene Struktur bilden und:
– mindestens der erste Abschnitt mit Graphen einer Stärke von ein oder zwei Atomen beschichtet ist und
– der zweite Abschnitt mit Graphen einer Stärke von ein oder zwei Atomen oder einem nicht ferromagnetischen Leitermaterial beschichtet ist und
bei der Oberfläche der mechanischen Struktur ausgewählt wird zwischen:
– Außenfläche,
– Innenfläche und
– beiden Flächen.
 
2. Hybrides Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Flächenabschnitte des Moduls beschichtet sind, einen Faradayschen Käfig bilden und geerdet sind, um die im Faradayschen Käfig aufgebaute elektrische Ladung abzuleiten.
 
3. Hybrides Gerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem nur der erste Flächenabschnitt des Detektormoduls, nämlich die dem Detektormodul zugewandte Seite des Szintillatorkristalls, mit Graphen beschichtet ist, und der zweite Flächenabschnitt mit mindestens einem nicht ferromagnetischen Leitermaterial einer Stärke von 5 Mikrometern bis zu 2 mm beschichtet ist.
 
4. Hybrides Gerät nach Anspruch 1 oder 3, bei dem die nicht ferromagnetischen Leitermaterialien ausgewählt werden zwischen:
– leitfähigen nicht ferromagnetischen Metallen, vorzugsweise Kupfer, Silber, Gold, und
– nichtmetallischen Verbundstoffen.
 
5. Hybrides Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der mit Graphen beschichtete erste Abschnitt der Oberfläche des Moduls so strukturiert ist, dass er mindestens folgende Lagen besitzt:
– eine erste Lage aus einem Substrat mit einer Stärke zwischen 50 und 200 Mikrometern,
– eine zweite Lage aus Graphen mit einer Stärke von ein oder zwei Atomen, wobei das Graphen auf alle Flächen des Substrats aufgetragen ist, sodass die graphenhaltigen seitlichen Flächen des Substrats in Kontakt sind mit der Beschichtung aus nicht ferromagnetischem Leitermaterial, die die übrigen Abschnitte der Oberfläche des Detektormoduls und damit auch die Elektronik des Detektormoduls schützt.
 
6. Hybrides Gerät nach Anspruch 5, das zusätzlich eine dritte Schutzschicht aus Kunststoff, vorzugsweise PMMA oder Polyethylenterephthalat, einer Stärke von 25 bis 50 Mikrometern besitzt, die auf das Graphen aufgetragen ist und mit diesem eine Sandwichstruktur bildet.
 
7. Hybrides Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der mit Graphen beschichtete erste Abschnitt der Oberfläche des Moduls so strukturiert ist, dass er mindestens folgende Lage besitzt:
– eine erste Lage aus Graphen, die direkt auf das Szintillatorkristall aufgetragen ist und eine Stärke von ein oder zwei Atomen aufweist, wobei die Graphenlage mit der Beschichtung aus nicht ferromagnetischem Leitermaterial in Kontakt ist, die die übrigen Abschnitte der Oberfläche des Detektormoduls und damit auch die Elektronik des Detektormoduls schützt.
 
8. Hybrides Gerät nach Anspruch 7, das zusätzlich eine dritte Schutzschicht aus Kunststoff, vorzugsweise PMMA oder Polyethylenterephthalat, einer Stärke von 50 bis 200 Mikrometern besitzt, die auf das Graphen aufgetragen ist.
 
9. Hybrides Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem:
– der erste Abschnitt, der der Austrittsseite der im Szintillatorkristall generierten Photonen entspricht, mit Graphen einer Stärke von ein oder zwei Atomen beschichtet ist und
– der zweite Abschnitt, der den übrigen Flächen der mechanischen Struktur des Moduls entspricht, die das Szintillatorkristall nicht umgeben, mit Graphen beschichtet ist
und bei der Oberfläche der mechanischen Struktur ausgewählt wird zwischen:
– Außenfläche,
– Innenfläche und
– beiden Flächen.
 
10. Hybrides Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Graphen eine Beschichtung bildet, die wie folgt aufgebaut ist:
– eine erste Gruppe von Graphenbahnen einer Breite von 5 bis 20 mm, die durch einen Abstand von 0,01–1 mm voneinander getrennt sind, wobei diese Bahnen auf alle Innenflächen oder alle Außenflächen der mechanischen Struktur jedes Detektormoduls oder sowohl auf die Innen- als auch auf die Außenflächen aufgetragen sind, und
– eine zweite Gruppe von Graphenbahnen, die mit der ersten Gruppe eine Sandwichstruktur bildet, wobei die Bahnen der zweiten Gruppe so angeordnet sind, dass sie die Zwischenräume der Bahnen der ersten Gruppe so bedecken, dass stets eine räumliche Überlappung zwischen beiden Gruppen besteht, und
– eine Folie aus einem dielektrischen Material, die zwischen den beiden Gruppen der Graphenbahnen installiert ist.
 
11. Hybrides Gerät nach Anspruch 10, bei dem als dielektrisches Material Polymethylmethacrylat, Polyethylenteraphthalat, Polylactid, Nylon oder Kombinationen aus diesen Stoffen mit einer Schichtdicke von 10 Mikrometern bis 2,0 mm verwendet werden.
 
12. Hybrides Gerät nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das dielektrische Material auch auf die dem Kontakt und der Handhabung ausgesetzte zweite Gruppe von Graphenbahnen aufgetragen ist.
 
13. Hybrides Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das nicht ferromagnetische Leitermaterial eine Beschichtung bildet, die wie folgt aufgebaut ist:
– eine erste Gruppe von Bahnen aus nicht ferromagnetischem Leitermaterial mit einer Breite von 5 bis 20 mm, die durch einen Abstand von 0,01–1 mm voneinander getrennt sind, wobei diese Bahnen auf alle Innenflächen oder alle Außenflächen der mechanischen Struktur jedes Detektormoduls oder sowohl auf die Innen- als auch auf die Außenflächen aufgetragen sind, und
– eine zweite Gruppe von Bahnen aus nicht ferromagnetischem Leitermaterial, die mit der ersten Gruppe eine Sandwichstruktur bildet, wobei die Bahnen der zweiten Gruppe so angeordnet sind, dass sie die Zwischenräume der Bahnen der ersten Gruppe so bedecken, dass stets eine räumliche Überlappung zwischen beiden Gruppen besteht,
– wobei die erste und die zweite Gruppe von Bahnen, wenn sie aus Graphen bestehen, mit seitlichen Graphenlagen verbunden sind, um die in diesen Graphenbahnen aufgebaute elektrische Ladung abzuleiten,
– wobei diese Bahnen, wenn sie aus nicht ferromagnetischem Leitermaterial bestehen, durch einen dünnen Streifen nicht ferromagnetischen Leitermaterials einer Stärke von wenigen Mikrometern bis zu 1 mm miteinander verbunden sind, um die in den Bahnen aufgebaute elektrische Ladung abzuleiten, und
– eine Folie aus einem dielektrischen Material, die zwischen den beiden Gruppen der Bahnen aus nicht ferromagnetischem Leitermaterial oder aus Graphen und nicht ferromagnetischem Leitermaterial installiert ist.
 
14. Hybrides Gerät nach Anspruch 13, bei dem als dielektrisches Material Polymethylmethacrylat, Polyethylenteraphthalat, Polylactid, Nylon oder Kombinationen aus diesen Stoffen mit einer Schichtdicke von 10 Mikrometern bis 2,0 mm verwendet werden.
 
15. Hybrides Gerät nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das dielektrische Material auch auf die dem Kontakt und der Handhabung ausgesetzte zweite Gruppe von Bahnen aus nicht ferromagnetischem Leitermaterial aufgetragen ist.
 
16. Hybrides Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das Detektormodul ein Gammastrahlendetektor ist.
 
17. Gebrauch eines Bilderfassungsgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 16 für die Aufnahme anatomischer oder struktureller Bilder.
 
18. Panzerung oder Abschirmung gegen die Hochfrequenzstrahlung (HF) für ein medizinisches Bilderfassungsgerät, enthaltend:
– mindestens ein Szintillatorkristall, monolithisch oder pixelisiert, und
– mindestens ein Strahlungsdetektormodul, bestehend mindestens aus einer Fotodetektormatrix und einer elektronischen Einheit,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung folgende Bestandteile umfasst:
– eine Abschirmung aus Graphen als durchgehende oder aus Bahnen zusammengesetzte Beschichtung aller Oberflächen der mechanischen Struktur des Detektormoduls, oder
– eine Beschichtung oder Abschirmung aus Graphen als durchgehende oder aus Bahnen zusammengesetzte Beschichtung mindestens einer Fläche, insbesondere der dem Detektormodul zugewandten Seite des Szintillatorkristalls, kombiniert mit einer Beschichtung der übrigen Flächen, die das Szintillatorkristall nicht umgeben, aus mindestens einem nicht ferromagnetischen Leitermaterial, durchgehend oder in Bahnen,
wobei diese Panzerung einen Faradayschen Käfig bildet, der geerdet ist, um die darin aufgebaute elektrische Ladung abzuleiten.
 
19. Panzerung oder Abschirmung nach Anspruch 18, bei der das nicht ferromagnetische Leitermaterial eine Stärke von 5 Mikrometern bis 2 mm besitzt.
 
20. Panzerung oder Abschirmung nach Anspruch 18 oder 19, bei der das nicht ferromagnetische Leitermaterial ausgewählt ist zwischen:
– leitfähigen nicht ferromagnetischen Metallen, vorzugsweise Kupfer, Silber, Gold, und
– nichtmetallischen Verbundstoffen.
 
21. Panzerung oder Abschirmung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem die Graphenbeschichtung so aufgebaut ist, dass sie mindestens folgende Bestandteile besitzt:
– eine erste Lage mit einem Substrat einer Stärke von 50 bis 200 Mikrometern,
– eine zweite Lage aus Graphen mit einer Stärke von ein oder zwei Atomen, wobei das Graphen auf alle Flächen des Substrats aufgetragen ist, sodass die graphenhaltigen seitlichen Flächen des Substrats in Kontakt sind mit der Beschichtung aus nicht ferromagnetischem Leitermaterial, die die übrigen Abschnitte der Oberfläche des Detektormoduls und damit auch die Elektronik des Detektormoduls schützt.
 
22. Panzerung oder Abschirmung nach Anspruch 21, die zusätzlich eine dritte Schutzschicht aus Kunststoff, vorzugsweise PMMA oder Polyethylenterephthalat, einer Stärke von 25 bis 50 Mikrometern besitzt, die auf das Graphen aufgetragen ist und mit diesem eine Sandwichstruktur bildet.
 
23. Panzerung oder Abschirmung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei dem das Graphen direkt das Szintillatorkristall bedeckt.
 
24. Panzerung oder Abschirmung nach Anspruch 23, die eine zusätzliche Schutzschicht aus Kunststoff, vorzugsweise PMMA oder Polyethylenterephthalat, einer Stärke von 50 bis 200 Mikrometern besitzt, die auf das Graphen aufgetragen ist.
 
25. Panzerung oder Abschirmung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, bei der das Graphen, das nicht ferromagnetische Leitermaterial oder beide zusammen eine Beschichtung bilden, die wie folgt aufgebaut ist:
– eine erste Gruppe von Bahnen mit einer Breite von 5 bis 20 mm, die durch einen Abstand von 0,01–1 mm voneinander getrennt sind, wobei diese Bahnen auf alle Innenflächen oder alle Außenflächen der mechanischen Struktur jedes Detektormoduls oder sowohl auf die Innen- als auch auf die Außenflächen aufgetragen sind, und
– eine zweite Gruppe von Bahnen, die mit der ersten Gruppe eine Sandwichstruktur bildet, wobei die Bahnen der zweiten Gruppe so angeordnet sind, dass sie die Zwischenräume der Bahnen der ersten Gruppe so bedecken, dass stets eine räumliche Überlappung zwischen beiden Gruppen besteht,
– wobei die erste und die zweite Gruppe von Bahnen, wenn sie aus Graphen bestehen, mit seitlichen Graphenlagen verbunden sind, um die in diesen Graphenbahnen aufgebaute elektrische Ladung abzuleiten,
– wobei diese Bahnen, wenn sie aus nicht ferromagnetischem Leitermaterial bestehen, durch einen dünnen Streifen nicht ferromagnetischen Leitermaterials einer Stärke von wenigen Mikrometern bis zu 1 mm miteinander verbunden sind, um die in den Bahnen aufgebaute elektrische Ladung abzuleiten, und
– eine Folie aus einem dielektrischen Material, die zwischen den beiden Bahnengruppen installiert ist.
 
26. Panzerung oder Abschirmung nach Anspruch 25, bei der als dielektrisches Material Polymethylmethacrylat, Polyethylenteraphthalat, Polylactid, Nylon oder Kombinationen aus diesen Stoffen mit einer Schichtdicke von 10 Mikrometern bis 2,0 mm verwendet werden.
 
27. Panzerung oder Abschirmung nach Anspruch 26, bei der das dielektrische Material auch auf die dem Kontakt und der Handhabung ausgesetzte zweite Bahnengruppe aufgetragen ist.
 
28. Panzerung oder Abschirmung gegen Hochfrequenzstrahlung (HF) nach einem der Ansprüche 18 bis 27, bei der das medizinische Bilderfassungsgerät ein Gerät ist, wie es in einem der Ansprüche 1 bis 17 definiert wird.
 
29. Hybrides medizinisches Bilderfassungsgerät, dadurch gekennzeichnet, dass es eine elektromagnetische Panzerung oder Abschirmung enthält, wie sie in einem der Ansprüche 18 bis 28 definiert ist.