(57)【要約】【課題】患者に提供可能な空間を増加することができ、さらに、Ｘ線反射ユニットを用いて焦点を合わせることによって、空間分解能を一定に保ちながらＸ線源の出力を高めることができる、あるいは、Ｘ線源の出力を一定に保ちながら空間分解能を向上させることができるＸ線装置を提供すること。【解決手段】本発明は、Ｘ線を発生するために形成されたＸ線源、Ｘ線検出器およびＸ線反射ユニットを含むＸ線装置に関し、このＸ線反射ユニットは、Ｘ線源で発生されたＸ線を、反射されたＸ線がＸ線検出器に入射するように反射すべく構成されている。特に、このＸ線検出器はＸ線を検出するために形成されている。さらに本発明はこのＸ線装置を操作する方法に関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線（４）を発生するために形成されたＸ線源（１）、Ｘ線検出器（２）およびＸ線反射ユニット（３．１、３．２）を含むＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）であって、
前記Ｘ線反射ユニット（３．１，３．２）が、反射されたＸ線（４‘）が前記Ｘ線検出器（２）に入射するように、前記Ｘ線源（１）で発生されたＸ線（４）を反射するように構成されているＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項２】
前記Ｘ線（４）は第１の方向（２１）に沿って前記Ｘ線源（１）と前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）の間を伝播し、
前記Ｘ線（４´）は第２の方向（２２）に沿って前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）と前記Ｘ線検出器（２）の間を伝播し、
前記第１の方向（２１）が前記第２の方向（２２）とは異なる、請求項１に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）であって、。
【請求項３】
前記Ｘ線検出器（２）が前記第２の方向（２２）に対して直交するように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項４】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）が第３の方向（２３）に対して直交するように配置されており、
前記第３の方向（２３）は前記第１の方向（２１）の反対方向と前記第２の方向（２２）との角度を二等分する方向である、請求項２または３に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項５】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）が前記Ｘ線（４、４´）を集束させるために形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項６】
前記Ｘ線反射ユニット（３．２）が凹面（７）を有し、
前記凹面（７）は前記Ｘ線源（１）によって発生されたＸ線（４）を反射するように構成されている、請求項５に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項７】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）がコーティングされたミラー、および／または、多層膜ミラー、および／または、結晶モノクロメータの少なくとも１つを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項８】
フレネルゾーンプレート（３．４）、および／または、屈折Ｘ線レンズの少なくとも一方をさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項９】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）が多層膜ミラーを含み、前記Ｘ線（４、４´）が単色であり、
前記多層膜ミラーの層厚が単色の前記Ｘ線（４、４´）の波長に整合されている、請求項１から８のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項１０】
前記Ｘ線源（１）がさらに光学可視スペクトル光（１１）を前記第１の方向（２１）に沿って放射するように構成されており、
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）が前記Ｘ線源（１）によって放射された前記光学可視スペクトル光（１１）を反射するように構成されている、請求項１から９のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項１１】
患者支持装置（５）をさらに備え、
前記患者支持装置（５）が前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）と前記Ｘ線検出器（２）との間のＸ線（４´）のビーム光路内に配置されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項１２】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）および前記Ｘ線検出器（２）が共通の第１の回転軸の周りに同時に回転可能である、請求項１から１１のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項１３】
前記Ｘ線源（１）と前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）とが、共通の第２の回転軸の周りに同時に回転可能である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）を操作する方法であって、次のステップを含む方法：
−検査領域の受領（６１）、
−前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）によって反射されたＸ線が前記検査領域を照射するための、Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）の位置および方向の少なくとも一方の第１回目の設定（６２）、
−前記Ｘ線源（１）による前記Ｘ線（４）の発生（６４）、および、
−前記Ｘ線検出器（２）による前記Ｘ線（４´）の検出（６５）。
【請求項１５】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）の位置および方向の少なくとも一方が、前記Ｘ線（４、４´）の反射角が予め決められた反射角となるように調節される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記Ｘ線検出器（２）を前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）によって反射されたＸ線（４´）に対して直交するように配置するための、Ｘ線検出器（２）の位置および方向の少なくとも一方の第２回目の設定（６３）をさらに含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
Ｘ線装置は、通常、Ｘ線撮像時に患者の両側に対向して配置されているＸ線源およびＸ線検出器を含む。例えば、Ｘ線源およびＸ線検出器がＣ字形または半円弧（略してＣアーム）の両端に配置されているＣアームＸ線装置が知られている。
【背景技術】
【０００２】
しかし、この配置によって、患者とＸ線源の間、または、患者とＸ線検出器の間の利用可能な空間が制限される。この小さなスペースは、医師が、Ｘ線装置の助けを借りて行わなければならない診断および／または治療方法を実行するのを妨げることがある。これは、特に、Ｘ線検出器として平面検出器が使用される場合、またはＸ線装置がさらに画像増幅器を有する場合に当てはまる。というのは、そのような装置は利用可能な空間をさらに制限するからである。このような診断法および／または治療法の例は、とりわけ心臓学または心臓外科、例えば、心臓のカテーテル検査または経カテーテル大動脈弁移植（英語の専門用語では「Ｔｒａｎｓｃａｔｈｅｔｅｒ  Ａｏｒｔｉｃ  Ｖａｌｖｅ  Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ」、略して「ＴＡＶＩ」）において見出すことができる。利用可能な空間を増やすために、Ｘ線源とＸ線検出器の間の距離を増やすことが知られているが（この距離の英語の専門用語は「Ｓｏｕｒｃｅ−Ｉｍａｇｅ−Ｄｉａｔａｎｃｅ」、略して「ＳＩＤ」である）、これに伴って空間分解能が低下する。
【０００３】
さらに、最新のＸ線源、特に高出力回転陽極Ｘ線管は、Ｘ線電圧、パルス時間および／またはＸ線電流（「Ｘ線電流」の別の専門用語は「管電流」である）などのパラメータを設定することができる複数のエミッタを使用する。Ｘ線撮像に際して高い空間分解能が必要とされる場合、小さな焦点を、ひいては高い位置分解能を達成するために、通常、小さなエミッタが使用される。高いＸ線電流および／または短いパルス時間を同時に使用すると、それぞれのエミッタの利用可能な寿命が短くなる。したがって、通常、そのようなエミッタでの特定のパラメータの組み合わせは設定することができず、例えば、高いＸ線電流と短いパルス幅すなわち高いパルス周波数の組合せはメーカー側で除外することができる。そこで、そのようなパラメータの組み合わせのためにより大きい寸法の複数のエミッタを使用することが知られているが、それにより空間分解能は低くなる。
【０００４】
Ｘ線装置は医用画像形成の他に、非破壊材料試験にも使用され、その場合に医用と同様の問題を引き起こすことがある。
【０００５】
したがって、本発明の課題は、空間分解能を劣化させることなく検査ボリウムとＸ線検出器ないしＸ線源との間の空間を増大させ、さらに、空間分解能を劣化させることなく大きい寸法のエミッタの使用を可能にするＸ線装置を提供することにある。ここでいう「検査ボリウム」とは、Ｘ線画像形成によって検査される領域または体積（例えば、患者の領域、または検査される材料または構成要素の領域）を指す。
【発明の概要】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載のＸ線装置および請求項１４に記載のＸ線装置操作方法によって解決される。有利な展開形態は従属請求項および明細書に記載されている。
【０００７】
以下に、特許請求の範囲に記載された装置に関しても、特許請求の範囲に記載された方法に関しても、この課題の本発明による解決策を説明する。本明細書で言及される特徴、利点、または代替の実施形態は、他の特許請求対象にも適用され、その逆も同様である。言い換えれば、対象となっている特許請求の範囲（例えば、装置に向けられている）は、方法に関連して記載されまたは特許請求される特徴により展開することもできる。ここで、これに対応する本方法の機能的特徴は、対応する複数のモジュールによって形成される。
【０００８】
本発明は、Ｘ線を発生するために形成されたＸ線源、Ｘ線検出器、および、Ｘ線反射ユニットを含むＸ線装置に基づいており、このＸ線反射ユニットは、Ｘ線源によって発生されたＸ線がＸ線検出器に入射するように形成されている。特に、このＸ線検出器はこのＸ線を検出するために形成されている。
【０００９】
本発明者らは、１つのＸ線反射ユニットを使用することによって、検査領域とＸ線検出器とを結ぶ直線上にＸ線源を配置する必要がないことを認識した。その結果、空間分解能を低下させることなく、検査ボリウムとＸ線検出器またはＸ線源との間の空間を拡大することができる。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、Ｘ線は第１の方向に沿ってＸ線源とＸ線反射ユニットの間を伝播し、さらに、このＸ線は、この第１の方向とは異なる第２の方向に沿ってＸ線反射ユニットとＸ線検出器の間を伝播する。この場合、第１の方向は、特に、入射方向と呼ばれ、第１の方向に沿って伝播するＸ線は、特に、入射ビームまたは入射Ｘ線と呼ばれる。この場合、第２の方向は反射方向とも呼ばれ、第２の方向に沿って伝播するＸ線は、特に反射ビームまたは反射Ｘ線と呼ばれる。第１の方向は、第１の伝播方向とも呼ばれ、第２の方向は、第２の伝播方向とも呼ばれる。特に有利には、第１の方向と第２の方向との間の角度が９０°未満（すなわち、第１の方向の反対方向と第２の方向との間の角度が９０°を超える）であり、特に有利には、第１の方向と第２の方向との間の角度が６０°未満（すなわち、第１の方向の反対方向と第２の方向との間の角度が１２０°を超える）であり、そして、特に有利には、第１の方向と第２の方向との間の角度が３０°未満（すなわち、第１の方向の反対方向と第２の方向との間の角度が１５０°を超える）である。
【００１１】
方向は、特に、３次元ベクトル、３次元空間における直線、および／または、３次元空間における直線の方向ベクトルとすることができる。２つの方向または２つの方向ベクトルｖ１とｖ２の間の角αは、α＝ａｒｃｃｏｓ（ｖ１・ｖ２）によって与えられる。ｖ１・ｖ２は、ベクトルｖ１とｖ２のスカラー積を表す。
【００１２】
Ｘ線が任意の頂点を有する回転円錐内を伝播するとき、このＸ線は三次元ベクトルｖによって与えられる１つの方向に沿って伝播し、この回転円錐の軸は頂点を通る方向ベクトルｖを有する直線であり、この回転円錐の開口角は２０°より小さく、特に５°未満、特に２．５°未満、または特に１°未満である。このような回転円錐内を伝播するＸ線は、「扇形」または「円錐形」Ｘ線とも呼ばれる。特に、３次元ベクトルｖに直交する平面との扇形又は円錐形のＸ線の切断面は、伝播方向に沿って大きくなる。Ｘ線はまた、そのＸ線の複数のＸ線ビームが方向ｖに平行に、特にそれぞれが方向ｖに平行な複数のＸ線ビームの束として伝播するとき、３次元ベクトルｖによって与えられる方向に沿って伝播する。方向ｖに平行に伝播するＸ線は「平行」Ｘ線とも呼ばれる。特に、３次元ベクトルｖに直交する平面とのこの平行Ｘ線の切断面は、伝播方向に沿ってほぼ一定のままである。
【００１３】
本発明者らは、そのような第１および第２の伝播方向によって、検査ボリウムとＸ線検出器またはＸ線源との間に特に大きな空間が提供され得ることを認識した。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、Ｘ線検出器は第２の方向に対して直交するように配置されている。「直交」の別の語は「垂直」である。Ｘ線検出器の検出層が第２の方向に対して直交するように配置されている場合、そのＸ線検出器は特に第２の方向に対して直交するように配置されている。Ｘ線検出器が個々の画素を含むフラットパネル検出器である場合には、これらの画素が第１のラスタ方向及びこの第１のラスタ方向とは異なる第２のラスタ方向に対して格子状に配置され、第１のラスタ方向及び第２のラスタ方向の両方が上述の第２の方向に対して直交する場合、そのＸ線検出器は第２の方向に対して特に直交するように配置されている。
【００１５】
２つの方向が８０°と１００°の間の角度をなす場合、特にそれらが８５°と９５°の間の角度をなす場合、特にそれらが８９°と９１°の間の角度をなす場合、そして、特にそれらが９０°の角度をなす場合、これらの２つの方向は特に直交していると呼ばれる。特に、一平面内の各ベクトルまたは各直線が上記の方向に対して直交する場合、その平面は上記の方向に対して直交している。２つの方向が、１０°未満または１７０°を超える角度をなす場合、特に５°未満または１７５°を超える角度をなす場合、特に１°未満または１７９°を超える角度をなす場合、特に正確に０°または正確に１８０°のベクトルを含む場合、これらの２つの方向は特に平行である。ｖ１が第１の方向の３次元ベクトルを表し、ｖ２が第２の方向の３次元ベクトルを表す場合、第１の方向および第２の方向は、特に、φ＝ａｒｃｃｏｓ（ｖ１＊ｖ２／｜ｖ１｜｜ｖ２｜）を有する角度φをなす。ここで、ｖ１・Ｖ２は、ベクトルｖ１およびｖ２のスカラー積を表し、｜ｖ１｜および｜ｖ２｜は、ベクトルｖ１またはｖ２の量または長さを表す。
【００１６】
本発明者らは、Ｘ線検出器に対して直交するように入射するＸ線はそのＸ線検出器で特に効率よく検出することができることを認識した。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、このＸ線反射ユニットは第３の方向と直交するように配置されており、この第３の方向は、第１の方向の反対方向と第２の方向との角度を二等分する方向である。
【００１８】
第３の方向とは、その第３の方向のベクトルまたは方向ベクトルが第１の方向と第２の方向とで画成された平面上にあり（換言すれば、第１の方向と、第２の方向と、第３の方向が線形に依存する場合）、さらに、第１の方向の反対方向と第３の方向とがなす角度が、第２の方向と第３の方向とがなす角度と等しい場合に、第１の方向の反対方向と第２の方向との角度を二等分する方向である。特に、第３の方向ｖ３は、ｖ３＝−ｖ１／｜ｖ１｜＋ｖ２／｜ｖ２｜として計算することができる。
【００１９】
このＸ線反射ユニットは、そのＸ線反射ユニットの片面が第３の方向に対して直交して配置される場合、第３の方向に対して特に直交するように配置されている。Ｘ線反射ユニットのこの面は、特に、この面および／またはＸ線反射ユニットが第３の方向に対して回転対称である場合、第３の方向に対して直交する。
【００２０】
本発明者らは、角度を二等分する方向に対して直交するＸ線反射ユニットの使用により、Ｘ線の特に高い割合が第２の方向に反射されることを認識した。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、このＸ線反射ユニットは複数のＸ線ビームを集束するように形成されている。このＸ線反射ユニットは、特に、Ｘ線がＸ線源とＸ線反射ユニットとの間で円錐形Ｘ線であり、Ｘ線反射ユニットとＸ線検出器との間で平行Ｘ線である場合に、そのＸ線を集束するように形成されている。特に、この場合、円錐形Ｘ線の頂点はＸ線反射ユニットから出発して、第１の方向の反対方向によって予め決定された側に、ないし、この方向によって予め決定された半空間内に、特にＸ線源の内部にある。
【００２２】
このＸ線反射ユニットはさらに特に、Ｘ線がＸ線源とＸ線反射ユニットとの間で平行Ｘ線であり、Ｘ線反射ユニットとＸ線検出器との間で円錐形Ｘ線である場合に、そのＸ線を集束するように形成されている。特に、この場合、円錐形Ｘ線の頂点はＸ線反射ユニットから出発して、第２の方向によって予め決定された側に、ないし、この第２の方向によって予め決定された半空間内にある。
【００２３】
このＸ線反射ユニットはさらに特に、そのＸ線がＸ線源とＸ線反射ユニットとの間で第１の円錐形Ｘ線であり、Ｘ線反射ユニットとＸ線検出器との間で第２の円錐形Ｘ線である場合に、そのＸ線を集束するように形成されている。特に、この場合、第１の円錐形Ｘ線の頂点はＸ線反射ユニットから出発して、第１の方向の反対方向によって予め決定された側に、ないし、この方向によって予め決定された半空間内に、特にＸ線源の内部にある。特に、この場合、第２の円錐形Ｘ線の頂点はＸ線反射ユニットから出発して、第２の方向によって予め決められた側に、ないし、この第２の方向によって予め決められた半空間内にある。
【００２４】
Ｘ線反射ユニットが絞り、特にピンホール絞りを含む場合、このＸ線反射ユニットは特に、Ｘ線を集束するように形成することもできる。ここで、ピンホール絞りは、特に、第２の方向に沿ったＸ線のビーム光路内に配置されている。
【００２５】
本発明者らは、このようなＸ線反射ユニットにより、空間画像分解能を劣化させることなく、広い空間拡張性を有するＸ線エミッタを使用することができることを認識した。なぜなら、これらの大きい寸法のエミッタによって放射されたＸ線は集束することができるからである。寸法が大きいＸ線エミッタは特に、より小さいＸ線エミッタと比較して、より大きなＸ線出力を放射することができる。さらに、Ｘ線反射ユニットでの反射によって、平行Ｘ線を発生することができ、これは円錐形Ｘ線よりも撮像に適している。
【００２６】
さらに、Ｘ線反射ユニットに集束機能があるので、Ｘ線の集束をＸ線管自体により行う必要がない。したがって、例えば、複数の異なる集束を非常に低コストで達成することができ、その場合、それぞれ、同じＸ線源を使用するが、集束の度合いが異なるＸ線反射ユニットが使用される。代案として、この構成によって、Ｘ線反射部とＸ線検出器との距離を変化させることによっても、複数の異なる集束を実現することができる。
【００２７】
本発明の別の態様によれば、このＸ線反射ユニットは凹面を有し、この凹面はＸ線源によって発生されるＸ線を反射するように形成されている。特に、この凹面は放物面状とすることができる。特に、Ｘ線源を放物面側の焦点に配置することができる。
【００２８】
特に、この凹面の湾曲は、円錐形Ｘ線が反射されて平行Ｘ線になるように形成することができる。このために、特に、この凹面は回転放物面として、または、ほぼ回転放物面として形成することができる。特に、この凹面の形状は微分方程式の解によっても与えられる。特に、Ｘ線の第２の方向に沿った非平行部分は絞り、特にピンホール絞りによってフィルタ除去することができる。
【００２９】
特に、一つの面の任意の２点間の線分がＸ線反射ユニットと交差しないか、または周縁部でのみＸ線反射ユニットと交差する場合、この面は凹面である。したがって、特に、部分的に直線状または部分的に平らな面は、凹面である。特に、その空間における湾曲面の数学的記述が凹面である場合、この面は凹面である。凹面が特に第１の軸に直交する第２の軸に対して湾曲していない場合、その曲面は特に第１の軸に対してのみ凹面である。しかしながら、この凹面は、特に第１の軸およびこの第１の軸とは異なる第２の軸に対しても凹面とすることができる。言い換えると、この凹面は第１の軸および第２の軸に対して湾曲しており、このような湾曲した面は「トロイダル」とも呼ばれる。
【００３０】
本発明者らは、凹面を有するＸ線反射ユニットがＸ線の集束に特に適していることを認識した。
【００３１】
本発明の別の態様によれば、このＸ線装置のＸ線反射ユニットは、コーティングされたミラーおよび／または多層膜ミラーおよび／または結晶モノクロメータを備える。特に、Ｘ線源は単色Ｘ線を発生するように形成されている。特に、結晶モノクロメータはブラッグ反射によってＸ線を反射するように形成することができる。この場合、コーティングされたミラー、多層膜ミラーおよび／または結晶モノクロメータを凹面とすることができ、さらに、このコーティングされたミラー、多層膜ミラーおよび／またはクリスタルモノクロメータをＸ線反射ユニットの凹面側に配置することができる。特に、コーティングされたミラーは、金属コーティングミラーとすることができる。
【００３２】
コーティングされたミラーの場合、Ｘ線反射ユニットは特に、Ｘ線がＸ線反射ユニットに斜め入射するように配置または構成されている。ここで、コーティングされたミラーの反射率は、第１の方向の反対方向とＸ線反射ユニットの法線との間の角度が増加するにつれて増加する。特に、第１の方向の反対方向とＸ線反射ユニットの法線との間の角度が全反射角度を超えると、全反射が生じる。特に、Ｘ線反射ユニットが、特にＸ線望遠鏡で使用することができるウォルター構成（Ｗｏｌｔｅｒｓ−Ａｎｏｒｄｎｕｎｇ）において、複数の入れ子式の（ｖｅｒｓｃｈａｃｈａｔｅｌｔ）コーティングされたミラーを有することも可能である。これらの入れ子式のコーティングされたミラーは、この場合、特に、回転放物面および／または回転双曲面として形成することができる。
【００３３】
多層膜ミラーは特に、異なる屈折率を有する２つの材料を含み、それらは交互に層状に配置されている。本出願において、「結晶モノクロメータ」は、「結晶格子」という用語と同義的に使用することができる。
【００３４】
コーティングされたミラーおよび／または多層膜ミラーを使用する場合、粗さの小さいコーティングされたミラーおよび／または多層膜ミラーを使用することが有利である。この粗さは、特に、コーティングされたミラーおよび／または多層膜ミラーの表面不純物または表面欠陥の間の平均距離、これが入射Ｘ線の拡散散乱（ｄｉｆｆｕｓｅ  Ｓｔｒｅｕｕｎｇ）を引き起こす、または、それらの平均サイズに対応する。この平均距離や凹凸の大きさが波長よりはるかに小さい場合、表面粗さの影響は小さい。しかし、この距離が光の波長に近い場合、入射ビームは主に散漫拡散され、ビームとしては反射されない。
【００３５】
本発明者らは、コーティングされたミラー、多層膜ミラーおよび／または結晶モノクロメータを用いることによって、Ｘ線を特に効率的に反射し得ることを認識した。この場合、効率的な反射とは、特に、反射前のＸ線の強度に対する反射後のＸ線の強度の比が特に大きいことを意味する。
【００３６】
本発明の別の態様によれば、このＸ線反射ユニットは、フレネルゾーンプレートおよび／または屈折Ｘ線レンズを備える。特に、このＸ線装置は、そのＸ線反射ユニットがフレネルゾーンプレートおよび／または屈折Ｘ線レンズを含むことによって、フレネルゾーンプレートおよび／または屈折Ｘ線レンズを含むことができる。特に、そのＸ線反射ユニットは、フレネルゾーンプレートまたは屈折Ｘ線レンズとして形成することができる。フレネルゾーンプレートおよび／または屈折Ｘ線レンズの総称は「Ｘ線集束ユニット」である。本発明の別の態様によれば、Ｘ線装置がＸ線集束ユニットを含み、このＸ線集束ユニットは特に、フレネルゾーンプレートおよび／または屈折Ｘ線レンズとして形成されている。
【００３７】
フレネルゾーンプレートは特に、透過性および／または光波長が異なる複数の同心リングが配置されたプレートを含む。これにより、Ｘ線は、特に環状ギャップで回折され、焦点における強め合う干渉によって増幅される。これに代えて、又はこれに加えて、Ｘ線の位相を１８０°シフトさせる厚さの透過性材料をリングとして選択すると、同様に焦点における強め合う干渉を達成することができる。フレネルゾーンプレートの代替用語は、「ゾーンレンズ」、「回折レンズ」または「キノフォーム」である。
【００３８】
フレネルゾーンプレートは、特に、被着された複数の層を有する基板を含んでもよく、個々の層は、特に、基板の部分的領域上にのみ被着されてもよく、特に、個々の層は、異なる材料を含んでもよい。特に、そのような層は、蒸着することができ、あるいは、フォトリソグラフィ方法を使用することができる。基板として特にシリコンを使用することができる。
【００３９】
屈折Ｘ線レンズでは、Ｘ線の方向は、異なる屈折率を有する材料間の境界層での屈折（スネルの法則によって記述される）によって変化する。Ｘ線光では、屈折率の１との差を屈折率減少と呼ぶ。Ｘ線の屈折率減少は全ての材料に対して１よりわずかに低いだけであるので、１つの屈折Ｘ線レンズが、特に、１列に配列された非常に小さい曲率半径の多数の（特に１０個以上、特に１００個以上）単一レンズ素子を含み、そうして、１メートルより短い焦点距離を得ることができる（そのような屈折レンズ列の英語の専門用語は「Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｌｅｎｓｅｓ」：複合屈折レンズである）。可視光線では、多くのレンズ材料の屈折率はあきらかに１より大きく、集束レンズは周縁部よりも中央部で厚く、その結果、典型的な両凸形状となる。Ｘ線光の屈折率は１より小さいので、Ｘ線集光レンズは中央部が周縁部よりも薄く、両凹形状である。特に、屈折面の放物面形状は、光軸に平行な入射Ｘ線光を集束するのに適している。
【００４０】
本発明者らは、フレネルゾーンプレートおよび／または屈折Ｘ線レンズを使用することにより、Ｘ線の特に強力な集束が可能であることを認識した。
【００４１】
本発明の別の態様によれば、Ｘ線反射ユニットが多層膜ミラーを含み、この場合、Ｘ線は単色であり、多層膜ミラーの層厚は、単色Ｘ線の波長に整合されている。この場合、特に、Ｘ線が単色であることは必須ではない、言い換えれば、この場合、多層膜ミラーの層厚はＸ線の波長に整合されている。特に、多層膜ミラーの層厚はＸ線の波長およびＸ線の入射角に対して同時に整合されている。特に、この入射角は、第一の方向の反対方向と第三の方向との間の角度である。層厚、波長および／または入射角が強め合う干渉のためのブラッグ条件を満たすとき、多層膜ミラーの層厚は、Ｘ線の波長および／または入射角と整合されている。特に、Ｘ線がいくつかの波長を有する場合には、層厚、Ｘ線の複数の波長のうちの１つの波長、および／または入射角が強め合う干渉のためのブラッグ条件を満たすとき、層厚、Ｘ線のその波長および／または入射角は、強め合う干渉のためのブラッグ条件を満たす。特に、Ｘ線の一つまたは複数の波長は８ｐｍから５０ｐｍの間とすることができる。
【００４２】
電磁放射、特にＸ線の入射角は、ここでは、入射方向または反射方向と、反射面への法線（または、Ｘ線反射ユニットへの法線、または、Ｘ線反射ユニットの当該面への法線）との間の角度として定義される。同様に、入射角度として、入射方向または反射方向と反射面（または、Ｘ線反射ユニット、または、Ｘ線反射ユニットの当該面）との間の最小角度と定義することもできる。
【００４３】
本発明者らは、整合された波長を有する多層膜ミラーを使用することにより、Ｘ線を特に効率的に反射できることを認識した。
【００４４】
本発明の別の態様によれば、Ｘ線源は、第１の方向に沿って光学可視スペクトル光を放射するように形成されている。この場合、Ｘ線反射ユニットは、このＸ線源によって放射された光学スペクトル光を反射するように形成されている。
【００４５】
Ｘ線源は、特に、光学可視スペクトル光を第１の伝播方向に沿って放射するように形成されており、そのＸ線源は偏向システムを備えており、この偏向システムは光学可視スペクトル光を反射すべく形成されたミラーを備え、このミラーはＸ線に対しては透過性である。このＸ線反射ユニットは、特に、Ｘ線源によって放射された光学可視スペクトル光を反射するように構成されており、このＸ線反射ユニットは、第１の反射ユニットと第２の反射ユニットとを含み、第１の反射ユニットはＸ線を反射するように形成され、第２の反射ユニットは光学可視スペクトル光を反射するように形成され、第２の反射ユニットはＸ線に対して透過性を有する。
【００４６】
光学可視スペクトル光は、特に、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長を有する電磁放射である。特に、この光学可視スペクトル光はレーザー光であってもよい。
【００４７】
物体を通過した後のＸ線の強度が、物体を通過する前のＸ線の強度の少なくとも９０％、特に少なくとも９５％、特に少なくとも９９％である場合、この物体は、特にＸ線に対して透過性を有する。
【００４８】
本発明者らは、Ｘ線源、Ｘ線反射ユニットおよびＸ線検出器を反射的に配置することにより、Ｘ線の空間伝播ないしＸ線が透過する空間ボリウムを決定することは困難であることを認識した。このことにより、操作者自身が非常にＸ線に曝されやすくなる。光学可視スペクトル光を追加することにより、Ｘ線の光路を可視化することができ、操作の安全性を向上させることができる。さらに、光学可視スペクトル光は患者の位置決めに使用することができる。偏向装置を用いることにより、本来のＸ線源を光学的可視媒体中の光源と安価に組み合わせることができる。
【００４９】
本発明の別の態様によれば、このＸ線装置は患者支持装置をさらに含み、この患者支持装置はＸ線反射ユニットとＸ線検出器との間のＸ線のビーム光路内に配置することができる。
【００５０】
本発明者らは、患者寝台のこのような配置によって、検査ボリウムと、Ｘ線検出器ないしＸ線源との間の特に大きな空間が提供され得ることを認識した。
【００５１】
本発明の別の態様によれば、Ｘ線反射ユニットおよびＸ線検出器は１つの共通の第１の回転軸の周りで同時に回転可能である。特に、Ｘ線反射ユニットおよびＸ線検出器はそれぞれ１つの共通構造部に取り付けることができ、この共通構造部は、上記の第１の回転軸の周りに回転可能である。特に、Ｘ線反射ユニットおよびＸ線検出器はさらに第３の回転軸の周りで一緒に回転可能であり、この第３の回転軸は第１の回転軸と直交している。特に、この共通構造部は第３の回転軸の周りを回転可能である。この共通構造部は特にＣアームとすることができる。特に、このＸ線源は第１の回転軸に沿って配置することができ、特に、このＸ線源は第１の回転軸に沿って移動可能とすることができ、および／または、第１の回転軸に対して回転可能とすることができる。
【００５２】
２つの物体が１つの回転軸の周りを回転する際に、この回転軸に対する第１の物体の相対角度、および、この回転軸に対する第２の物体の相対角度が一定であるとき、および／または、一定に維持されるとき、これらの２つの物体はこの回転軸の周りを特に同時に回転可能である。
【００５３】
本発明者らは、このような配置のＸ線反射ユニットおよびＸ線検出器により、異なる方向から検査ボリウムを撮像できることを認識した。これにより、特に、検査領域の３次元および／または４次元の画像データも撮像または再構成することができる。
【００５４】
本発明の別の態様によれば、Ｘ線源およびＸ線反射ユニットは、共通の第２の回転軸の周りで同時に回転可能である。特に、このＸ線源およびこのＸ線反射ユニットはそれぞれ共通の構造部に取り付けることができ、この共通の構造部は第２の回転軸の周りを回転可能である。特に、第１の回転軸および第２の回転軸は同一であってもよく、さらに、第１の回転軸および第２の回転軸は平行であってもよく、さらに、第１の回転軸および第２の回転軸は、回転軸の１つの共通点を有してもよい（言い換えれば、第１の回転軸が第２の回転軸と交差する）。しかし、第１の回転軸と第２の回転軸がねじれていてもよい。
【００５５】
本発明者らは、Ｘ線反射ユニットおよびＸ線源をこのように配置することにより、異なる方向から特に効率的に検査ボリウムを撮像することができることを認識した。
【００５６】
本発明の別の可能な態様によれば、Ｘ線反射ユニットおよびＸ線源が共通の構造部におよび／またはその中に配置されている。本発明の別の可能な態様によれば、Ｘ線反射ユニットおよびＸ線検出器が共通の構造部におよび／またはその中に配置されている。本発明の別の可能な態様によれば、Ｘ線反射ユニット、Ｘ線検出器、およびＸ線源が共通の構造部におよび／またはその中に配置されている。特に、この共通の構部造は、少なくとも１つの回転軸の周りを回転するように形成されている。特に、この共通構造部はＣアームＸ線装置のＣアームとすることができるが、この共通構造部はコンピュータ断層撮像装置のガントリとすることもできる。
【００５７】
本発明者らは、共通の構造部におよび／またはその中に配置することにより、このＸ線装置は、外部、特に機械的影響に対して特に安定であり、共通構造部のない構成と比較して、Ｘ線源、Ｘ線検出器および／またはＸ線反射ユニットの位置および／または方向を変えるための可動軸が少なくてすむ、すなわち、Ｘ線源、Ｘ線検出器および／またはＸ線反射ユニットをより安価に製造できることを認識した。
【００５８】
本発明およびその諸態様に係るＸ線装置は、特に医用イメージング及び／又は非破壊材料試験において使用することができる。
【００５９】
本発明はさらに、本発明の態様によるＸ線装置を操作する方法に関する。Ｘ線装置を操作するこの方法は、特に制御システムのインタフェースによって検査領域を受領することに基づく。この方法はさらに、Ｘ線反射ユニットの位置、および／または、方向が、Ｘ線反射ユニットによって反射されたＸ線が検査領域を照射するように、特に制御システムの計算ユニットによって調整されるということに基づく。この方法はさらに、Ｘ線源によってＸ線が発生され、Ｘ線検出器によってＸ線が検出されるということに基づく。Ｘ線装置を操作するこの方法は、特にコンピュータによって実行される方法である。この方法は、Ｘ線源によるＸ線の発生およびＸ線検出器によるＸ線の検出を、Ｘ線を発生するための制御コマンドを生成するための方法ステップで置き換えて構成することもできる。
【００６０】
本発明者らは、この方法が、本発明の態様によるＸ線装置を効率的に操作するのに特によく適していることを認識した。
【００６１】
本発明はまた、Ｘ線装置のＸ線反射ユニットの位置、および／または、方向が、Ｘ線反射ユニットによって反射されたＸ線が予め決められた検査領域を照射するように調整される、本発明の１態様によるＸ線装置を操作する方法にも関することができる。
【００６２】
Ｘ線装置を操作する方法の別の態様によれば、Ｘ線反射ユニットの位置、および／または、方向が、Ｘ線の反射角が予め決められた反射角となるように調節される。この場合、Ｘ線のこの反射角は、特に、Ｘ線反射ユニットに対するＸ線の反射角である。特に、この反射角は、第一の方向の反対方向と第三の方向との間の角度、及び／又は、第二の方向と第三の方向との間の角度である。
【００６３】
特に、この方法はさらに、Ｘ線の波長を受領し、このＸ線の波長に基づいて上述の予め決められた反射角を決定することに基づくことができる。特に、上述の予め決められた反射角を、ブラッグ条件が満たされるように決定することができる。
【００６４】
本発明者らは、１つの固定の反射角を設定することによって、複数のＸ線反射ユニットを最適な反射効率で動作させることができることを認識した。
【００６５】
本発明の別の態様によれば、Ｘ線装置を操作するこの方法はさらに、Ｘ線検出器がＸ線反射ユニットによって反射されたＸ線に直交して配置されるように、Ｘ線検出器の位置、および／または、方向の第２の設定を含む。
【００６６】
本発明者らは、Ｘ線検出器の効率は通常は直交入射で最も高いので、このような調整により、Ｘ線検出器がＸ線を特に効率的に検出することができることを認識した。Ｘ線検出器の検出効率が高いので、同じ画質を維持する場合に、患者の放射線負担を最小限に抑えることができる。
【００６７】
本発明はまた、本発明の態様によるＸ線装置のための制御システムに関するものでもあり、以下を含む。すなわち、
−検査領域を受領するように構成され、さらに、制御コマンドを提供するように構成されたインタフェース、
−Ｘ線反射ユニットによって反射されたＸ線を検査領域に照射すべく、Ｘ線反射ユニットの位置、および／または、方向を最初に設定するように構成され、さらに、Ｘ線源によりＸ線ビームを発生するための制御コマンドを生成するように構成された、計算ユニット。
【００６８】
このような制御システムは、特に、前述の本発明の方法およびその態様を実施するように構成することができる。この制御システムは、そのインタフェースおよび計算ユニットが複数の対応する方法ステップを実行するように構成されることによって、これらの方法およびそれらの態様を実行するように構成されている。この制御システムは、特に、Ｘ線装置の一部とすることができ、特に、この制御システムはＸ線装置と通信するように構成することもできる。
【００６９】
本発明はまた、制御システムのメモリに直接ロード可能であり複数の部分プログラムを有するコンピュータプログラムを備えた、コンピュータプログラム製品にも関するものであり、これらの部分プログラムが制御システムによって実行されると、Ｘ線装置、および／または、その諸態様を操作する方法の全てのステップを実行することができる。本発明はさらに、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体にも関し、この記憶媒体に制御システムによって読み取り可能でかつ実行可能な複数の部分プログラムが記憶されており、制御システムによってこれらの部分プログラムが実行されると、Ｘ線装置、および／または、その諸態様を操作する方法の全てのステップを実行することができる。
【００７０】
広範囲にわたるソフトウェアベースでの実施のメリットは、以前に使用された制御システムでさえソフトウェアのアップデートによる簡単な方法で更新することができ、その結果、本発明による方法で機能させることができるということにある。そのようなコンピュータプログラム製品は、そのコンピュータプログラムに加えて、必要に応じて、ドキュメント、および／または、追加コンポーネントのような追加の構成要素、ならびに．そのソフトウェアを使用するためのハードウェアキー（Ｄｏｎｇｌｅｓ：ドングルなど）のようなハードウェア構成要素を含むことができる。
【００７１】
一般に、Ｘ線は、１０ｎｍと１ｐｍの間、特に５ｐｍと１００ｐｍの間、特に８ｐｍと５０ｐｍの間の波長を有する電磁放射を意味する。特に、Ｘ線は（例えばガンマ線とは異なり）、高エネルギー電子プロセス、特に原子の電子殻の高エネルギープロセスによって発生される。特に、Ｘ線管および粒子加速器がＸ線を発生するために公知である。
【００７２】
単色Ｘ線は強度スペクトルの狭いＸ線である。特に、強度スペクトルが波長λ０付近に集中する場合、そのＸ線は波長λ０の単色Ｘ線と呼ばれる。波長λ０付近の波長区間におけるＸ線強度の比率が全Ｘ線強度の５０％よりも大きい、特に７５％よりも大きい、特に９０％よりも大きい場合、そのＸ線は特に単色Ｘ線と呼ばれる。この場合、波長区間の幅は、波長λ０の特に４０％以下、波長λ０の特に２０％以下、波長λ０の特に１０％以下、波長λ０の特に５％以下である。Ｉ（λ）が波長λのＸ線の強度を示し、Ｉｉｎｔ（λｍａｘ、λｍｉｎ）が波長λｍｉｎとλｍａｘの間の積分強度を示す場合、Ｉｉｎｔ（λ０−Δλ、λ０＋Δλ）／Ｉｉｎｔ（λｍａｘ、λｍｉｎ）＜ａであると、そのＸ線は波長λ０で単色と呼ばれ、ここで、Δλ＝ｂλｏ、特にａ＝０．５、特にａ＝０．７５、特にａ＝０．９、特にｂ＝０．２、特にｂ＝０．１、特にｂ＝０．０５である。
【００７３】
一般に、モノクロメータは、入射する電磁放射量から特定の波長をスペクトル的に分離するための光学装置である。特に、結晶モノクロメータはＸ線のためのモノクロメータであり、さらに、１つの結晶モノクロメータは、特に１つの結晶を含む。結晶モノクロメータの場合、スペクトル分離は、特に、Ｘ線が結晶の異なる格子面で反射され、その結果、光路差が形成されるという事実によってもたらされる。入射Ｘ線の波長がブラッグ条件を満たす場合にのみ、強め合う干渉が起こり、そうでなければ弱め合う干渉が起こる。その結果、ブラッグ条件を満たす波長がスペクトル的に分離される。
【００７４】
多層膜ミラーは、特定の波長のＸ線に対して異なる屈折率を有する少なくとも２つの異なる材料（光学的に密な材料および光学的に薄い材料）を含む。ここでは、これらの材料が多重に交互に層状に配列されている。これらの層の厚さは、光路差が、予め決められた入射角に対する波長（またはその波長の倍数）または複数の波長の中の１つの波長（または複数の波長の中の１つの波長の倍数）に対応するように、互いに整合されている。そうすると、光学的に密な層での反射で、強め合う干渉を生じる。このような多層膜ミラー、特に湾曲した多層膜ミラーを製造する方法は、例えば、米国特許第５６７２２１１号で公知である。
【００７５】
コーティングされたミラー、特に金属コーティングされたミラーは、Ｘ線ビームを特に浅い入射角（入射Ｘ線と反射面との間で測定される）で反射することができる、というのは、表面の反射率は入射角が浅くなるにつれて減少するからである。特に、好適な屈折率を有する場合に発生する全反射をＸ線の反射として使用することができる。
【００７６】
本発明の上述の特性、特徴および利点、ならびに、それらが達成される方法は、図面と併せて詳細に説明される以下の実施形態の説明に基づき、より明確になり、より明確に理解されるであろう。この説明は、本発明をこれらの実施形態に限定するものではない。異なる図において、同じ構成要素には同じ参照番号が付されている。これらの図面は一般に縮尺通りではない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】Ｘ線装置の第１の実施例。
【図２】Ｘ線装置の第２の実施例。
【図３】Ｘ線装置の第３の実施例。
【図４】Ｘ線装置の第４の実施例。
【図５】Ｘ線装置の第５の実施例。
【図６】Ｘ線装置の第６の実施例。
【図７】多層膜ミラーを含むＸ線反射ユニット。
【図８】曲面多層膜ミラーを含むＸ線反射ユニット。
【図９】結晶モノクロメータを含むＸ線反射ユニット。
【図１０】曲面結晶モノクロメータを含むＸ線反射ユニット。
【図１１】Ｘ線および光学可視スペクトル光を反射するように形成されたＸ線反射ユニット。
【図１２】Ｘ線装置を操作する方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
図１は、Ｘ線装置１００の第１の実施例を示す。Ｘ線装置１００は、Ｘ線源１、Ｘ線検出器２、およびＸ線反射ユニット３．１を備える。この実施例では、このＸ線装置はさらに患者支持装置５を含み、この上に患者６または任意の検査対象物を配置することができる。
【００７９】
Ｘ線装置１００は、第１の座標軸Ｘ、第２の座標軸ｙ、および、第３の座標軸ｚで画成された空間に位置する。ｘ、ｙ、ｚの３つの座標軸はデカルト座標系を形成する。
【００８０】
図示の実施例では、Ｘ線源１はＸ線管、ならびに、有利には、モノクロメータおよびコリメータを備える。Ｘ線管から放射されたＸ線スペクトルは、一方では、Ｘ線管の陰極材料における電子の減速によって生じ、広いエネルギー分布を有するＸ線減速による成分を有し、他方では、このＸ線スペクトルは、陰極材料の原子の内殻電子の励起およびその後の緩和によって形成される特性線を有する。放射された広いＸ線スペクトルはモノクロメータでのブラッグ反射によってフィルタリングできる。この目的のために、既知の格子定数を有する既知の結晶が使用され、さらに、単色Ｘ線の所望の波長に対してブラッグ反射を得るように、Ｘ線源におけるＸ線の入射角および反射角が選択される。コリメータは、扇形Ｘ線を平行Ｘ線に変換するために、モノクロメータの前または後にＸ線源１内のＸ線のビーム光路内で使用することができる。コリメータとして特に平行孔コリメータを使用することができる。
【００８１】
代案として、Ｘ線源１はモノクロメータを有さなくてもよく、すなわち、この場合には、Ｘ線源１は非単色Ｘ線すなわち多色Ｘ線を放射するように形成されている。
【００８２】
Ｘ線管の代わりに、Ｘ線源１として、特に湾曲した軌道上の電子を加速するための粒子加速器を使用することもできる。この場合、Ｘ線は、特にシンクロトロン放射として発生する。粒子加速器によって単色Ｘ線を発生するために、特に複数のアンジュレータを使用することが知られており、１つのアンジュレータは複数の強力な磁石の周期的配置で構成されている。
【００８３】
図示の実施例では、Ｘ線源１は第１の方向２１にＸ線４を放射するように構成されている。言い換えれば、Ｘ線４はＸ線源１とＸ線反射ユニット３．１との間を第１の方向２１に沿って伝播する。図示の実施例では、Ｘ線４は特に平行Ｘ線である。
【００８４】
図示の実施例では、Ｘ線反射ユニット３．１は、反射Ｘ線４´が第２の方向２２に沿って伝播するように、第１の方向２１で入射するＸ線４を反射するように構成されている。この目的のために、Ｘ線反射ユニット３．１は、層厚が単色Ｘ線４の波長に整合された多層膜ミラーを備えている。多層膜ミラーを有するＸ線反射ユニット３．１の正確な構造は図７で説明する。この多層膜ミラーは、この実施例では、Ｘ線反射ユニット３．１の一方の面７に配置されており、Ｘ線反射ユニット３．１のこの面７は平面である。その結果、入射平行Ｘ線４は、Ｘ線反射ユニット３．１によって反射されて平行な反射Ｘ線４´が生じる。
【００８５】
Ｘ線反射ユニット３．１の上記面７は第３の方向２３に対して直交しており、この第３の方向は、第１の方向２１の反対方向と第２の方向２２との角度を二等分する方向である。第１の方向２１がベクトルｖ１によって与えられ、第２の方向２２がベクトルｖ２によって与えられる場合、第３の方向２３は特に下記のベクトルによって与えることができる。
【数１】
2020018846.tif 000003
ここで、｜｜ｖ｜｜は、ベクトルの基準または長さまたは量を表す。言い換えれば、第３の方向２３はＸ線反射ユニット３．１の面７の法線である。
【００８６】
図示の実施例では、Ｘ線検出器２はフラットパネル検出器である。特にこのフラットパネル検出器はシンチレータを含み、このシンチレータはＸ線を可視スペクトル光に変換するように構成されている。この可視スペクトル光は、フォトダイオードによって電荷に変換され、この電荷は、例えば、コンデンサに蓄えられる、および／または、トランジスタ（特に薄膜トランジスタ、英語の専門用語は「ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ」、略して「ＴＦＴ」）で読み取ることができる。この場合、コンデンサおよび／またはトランジスタは、読み取り電子回路を形成する。特に、複数のシンチレータおよびフォトダイオード、ならびに、関連する読み取り電子回路を複数の画素に配置することができる。あるいは、シンチレータの代わりに、Ｘ線放射を直接電荷に変換する材料（光導電体、例えばアモルファスセレン）を使用することも可能である。読み取り電子回路は、特に、集積回路内に配置することもできる。
【００８７】
図示の実施例では、Ｘ線検出器２は、第２の方向２２に対して直交するように配置されている。Ｘ線検出器２の複数の画素が第１の画素方向およびこの第１の画素方向とは異なる第２の画素方向に沿って配置されていて、第１の画素方向及び第２の画素方向がそれぞれ上述の第２の方向２２に直交している場合、このＸ線検出器２は第２の方向２２に対して特に直交するように配置されている。
【００８８】
図示の実施例では、患者支持装置５がＸ線反射ユニット３．１とＸ線検出器２との間のビーム光路内に配置されている。患者支持装置５は特に患者寝台であってもよい。この患者支持装置５は特に、３つの座標軸ｘ、ｙ、ｚのいずれに対しても移動可能であるように構成することもできる。患者支持装置５が３つの座標軸ｘ、ｙ、ｚのいずれかに対して移動するとき、特に３つの座標軸ｘ、ｙ、ｚに対する患者支持装置５の方向は一定であり得る。患者支持装置５は、特に患者６を支持するために形成されている。患者支持装置５は、特に平面状に形成され、さらに、患者支持装置５は、第１の座標軸ｘおよび第３の座標軸ｚによって画成される平面に略平行である。
【００８９】
図２および３は、Ｘ線装置の第２および第３の実施例２００および３００を示す。この場合、Ｘ線装置２００、３００は、Ｘ線源１、Ｘ線検出器２およびＸ線反射ユニット３．２、ならびに患者支持装置５を備える。このＸ線源１、Ｘ線検出器２、Ｘ線反射ユニット３．２、ならびに患者支持装置は、第１の実施例の対応する構成要素を参照して記載された全ての有利な実施形態およびさらなる展開形態を含むことができる。
【００９０】
第１の実施例とは異なり、図２の第２の実施例におけるＸ線源１は円錐形Ｘ線４を発生するように形成されており、この円錐形Ｘ線４は第１の方向２１に沿ってＸ線源１とＸ線反射ユニット３．２との間を伝播する。ここではＸ線源１は近似的に点状のＸ線源１とみなすことができ、この場合、このＸ線源１は円錐形のＸ線４の頂点である。この場合、さらにこのＸ線反射ユニット３．２はＸ線４を集束するように形成されている。特に、このＸ線反射ユニット３．２は円錐形のＸ線４を反射して平行Ｘ線４´を生じるように形成されている。このＸ線反射ユニット３．２は特に凹面７を有することによってＸ線４を集束するように形成されている。
【００９１】
第３の実施例において、Ｘ線反射ユニット３．２は、同様にＸ線４を集束するように形成されている。特に、このＸ線反射ユニット３．２は、特に凹面７を有することによって、平行Ｘ線４を反射して円錐形Ｘ線４´を生じるように形成されている。
【００９２】
図４は、Ｘ線装置３５０の第４の実施例を示す。この実施例におけるＸ線装置は、同様に、Ｘ線源１、Ｘ線検出器２、およびＸ線反射ユニット３．１を備える。さらに、図４には、患者５を支持することができる患者支持装置５が示されている。Ｘ線源１、Ｘ線検出器２、Ｘ線反射ユニット３．１、および患者支持装置５は、第１の実施例に対応する構成要素を参照して記載された全ての有利な実施形態およびさらなる展開形態を含むことができる。
【００９３】
この第４の実施例において、Ｘ線装置３５０はさらにフレネルゾーンプレート３．４を備えており、このフレネルゾーンプレート３．４の代替として屈折Ｘ線レンズを使用することもできる。フレネルゾーンプレート３．４は、この実施例では、Ｘ線源１とＸ線反射ユニット３．１との間に配置されている。あるいは、フレネルゾーンプレート３．４は、図４の破線で示されるように、Ｘ線反射ユニット３．１とＸ線検出器２との間のビーム光路内に配置することもできる。
【００９４】
この第４の実施例では、Ｘ線反射ユニット３．１はＸ線を集束するために形成されているのではなく、Ｘ線はフレネルゾーンプレート３．４のみによって集束される。代案として、Ｘ線反射ユニット３．１がＸ線を集束するように形成することもでき、その場合、Ｘ線反射ユニット３．１とフレネルゾーンプレート３．４とが協働してＸ線を集束する。
【００９５】
図５および６は、Ｘ線装置の第５および第６の実施例４００および５００を示す。この実施例におけるＸ線装置は同様に、Ｘ線源１、Ｘ線検出器２、およびＸ線反射ユニット３．１、３．２を含む。さらに、図５および６は、患者６を支持することができる患者支持装置５を示す。Ｘ線源１、Ｘ線検出器２、Ｘ線反射ユニット３．１、３．２、および患者支持装置５は、第１の実施例の対応する構成要素を参照して説明された全ての有利な実施形態およびさらなる発展形態を含むことができる。
【００９６】
第５の実施例では、Ｘ線反射ユニット３．１及びＸ線検出器２の両方がＣアーム８に配置されている。特に、Ｘ線反射ユニット３．１は、Ｃアーム８の第１の端部８．１に配置され、Ｘ線検出器２は、Ｃアームの第２の端部８．２に配置されている。この場合、Ｃアームの第１端部８．１及び第２端部８．２は、Ｘ線画像の撮像時に、患者６ないし患者支持装置５の両側で対向している。第６の実施例では、Ｘ線源１、Ｘ線検出器２およびＸ線反射ユニット３．２は、Ｃアームに配置されている。特に、Ｘ線源１およびＸ線反射ユニット３．２はＣアームの第１の端部８．１に配置され、Ｘ線検出器はＣアーム８の第２の端部８．２に配置されている。このＸ線検出器２は、特に静止Ｃアームの場合、第２の方向ｙに、または、その反対方向に移動することができる。
【００９７】
この場合、Ｃアーム８はホルダ９に配置されている。このホルダを用いてＣアーム８は異なる回転軸の周りを回転することができる。このアームを、ホルダ９の代わりに６軸の関節ロボットに配置することもできる。例えば、このＣアームは、第３の座標軸ｚに平行な回転軸の周りを回転可能である。さらに、このＣアームは、第１の座標軸ｘおよび第２の座標軸ｙで画成された平面に平行な別の回転軸の周りを回転可能である。したがって、Ｘ線検出器２もＸ線反射ユニット３．１、３．２も、それぞれの回転軸のまわりに同時に回転可能である。さらに、第６の実施例では、Ｘ線源１、Ｘ線検出器２、およびＸ線反射ユニット３．１、３．２は、それぞれの回転軸の周りで同時に回転可能である。ホルダ９の空間位置は移動可能であり、例えば、ホルダ９自身を複数の移動軸を有する可動アームに配置することができ、または、ホルダ９が走行可能であるように構成することができる。
【００９８】
代案として、Ｘ線反射ユニット３．１およびＸ線検出器２の両方が、もう一つの共通構造部に配置されてもよく、このもう一つの共通構造部は特に回転可能に構成することができる。このもう一つの共通構造部は、特に、コンピュータ断層撮像装置のガントリであってもよい。
【００９９】
第５の実施例では、Ｘ線源１はさらに可視スペクトル光１１を放射するように構成されている。この目的のために、Ｘ線源１は、Ｘ線４を発生するように形成された１つの本来のＸ線源１．１と、光学可視スペクトル光１１を発生するように形成された１つまたは複数の光源１．２とを備えている。この場合、本来のＸ線源１．１は特にＸ線管を含み、この１つまたは複数の光源１．２は特に、１つまたは複数のレーザーとすることができる。
【０１００】
可視スペクトル光１１は、光源１．２によって同様に好適に第１の方向に沿って放射されるが、Ｘ線４に対して平行にずらされる。偏向系１２により光学スペクトル光１１をＸ線４と一致させることができる。偏向系１２は、例示された第５の実施例１２において、光学スペクトル光を反射するように形成された２つのミラー１２．１、１２．２を備える。Ｘ線４のビーム光路内のミラー１２．２はＸ線に対して透過性を有する。偏向系１２はＸ線源１の一部とすることもできる。図示の実施例では、光源１．２は、本来のＸ線源がＸ線４を発生させないときでも、可視光スペクトル光１１を放出する。代案として、光源１．２と実際のＸ線源１．１とを同期させることも可能であり、すなわち、光源１．２は実質的に、本来のＸ線源１．１がＸ線４を発生するときにのみ、光学可視スペクトル光１１を放出する。
【０１０１】
この実施例では、Ｘ線反射ユニット３．１は、Ｘ線４と同等にまたは同一に光学可視スペクトル光１１を反射するように形成されている。特に、第１の方向２１に沿って伝播する光学可視スペクトル光１１は、Ｘ線反射ユニット３．２によって第２の方向２２に反射される。
【０１０２】
図７は多層膜ミラーを含むＸ線反射ユニット３．１を示す。この多層膜ミラーは、第１の方向２１（ベクトルｖ１で表される）に沿う入射Ｘ線４を反射して、第２の方向２２（ベクトルｖ２で表される）に沿う反射Ｘ線４´を生じさせる。特に、この多層膜ミラーは、第１の伸長方向およびこの第１の伸長方向とは異なる第２の伸長方向に関して平面状に形成されており、これらの第１および第２の伸長方向はそれぞれ第３の方向２３（ベクトルｖ３によって表される）に直交している。この第３の方向２３は特に、第１の方向２１の反対方向と第２の方向２２との角度を二等分している。
【０１０３】
この多層膜ミラーは複数の層４１、４２からなり、これらの層は第１および第２の伸長方向に対して平面状に延びている。層４１、４２は異なる光学特性、特に電磁波に対する異なる屈折率、を有する２つの異なる材料からなる。特に、第１の層４１と第２の層４２はそれぞれ交互に配置されている。第３の方向２３に対する、第１の層４１および第２の層４２の延伸は層厚ｄと呼ばれる。
【０１０４】
λが入射Ｘ線４の波長を示し、φが第３の方向２３と第１の方向２１の反対方向との間の角度、ないし、第３の方向２３と第２の方向２２との間の角度を示す場合、条件ｎ・λ＝ｄ・ｃｏｓ（φ）が満たされていると（ｎ＞＝１は自然数）、入射Ｘ線は反射される。特に、ｃｏｓ（φ）＝ｖ１・ｖ２／｜ｖ１｜・｜ｖ２｜であり、ここでｖ１・ｖ２はベクトルｖ１とｖ２のスカラー積を表す。
【０１０５】
例えば、図示の実施例では、λ＝１３．５ｎｍの波長を選択することができ、第１の層４１はシリコン（光学的に薄い媒体）からなり、第２の層４２はモリブデン（光学的に密な媒体）からなっている。
【０１０６】
多層膜ミラーでは、層４１、４２は特に１つの基板（例えば、シリコン）に被着することができる。これらの層４１、４２は、特に上記の基板上に蒸着することができ、あるいは、フォトリソグラフィの方法を使用することもできる。
【０１０７】
図８はＸ線４、４´を集束するために形成された多層膜ミラーを含むＸ線反射ユニット３．２を示す。図８にはこの多層膜ミラーの複数のセグメント４３．０、４３．１、４３．２が示されている。セグメント４３．０は、特に、この多層膜ミラーの中心または放射状の対称中心に位置することができる。セグメント４３．０、４３．１、４３．２の外側の多層膜ミラーの部分は図示されていない。特に、図示の多層膜ミラーは湾曲している、または、凹面であるとみなすことができる。
【０１０８】
この多層膜ミラーは、特に、平面状に形成された複数のセグメント４３．０、４３．１、４３．２で構成することもでき、この場合には、これらのセグメント４３．０、４３．１、４３．２は実質的に曲率がない。言い換えれば、この多層膜ミラーは個々のセグメント４３．０、４３．１、４３．２から切子面状に構成されている。この場合、これらの個々のセグメントは隣接するセグメントと１つの点または１つの線分を共有してもよい。代案として、平面状のセグメント４３．０、４３．１、４３．２は凹面とすることができる。代案として、この多層膜ミラーは曲面、特に連続的な曲面、特に凹面とすることができる。この場合、これらのセグメント４３．０、４３．１、４３．２は極く微小であると仮定することができる。セグメント４３．０、４３．１、４３．２の特性（特に、セグメント４３．０、４３．１、４３．２の方向およびそれぞれのセグメントの層厚）は、特に、両方の場合、多層膜ミラーの放射状の対称中心からのそれぞれのセグメント４３．０、４３．１、４３．２の距離のみに依存する。
【０１０９】
多層膜ミラーでは、層４１、４２またはセグメント４３．０、４３．１、４３．２は、特に１つの基板（例えば、シリコン）に被着することができる。層４１、４２またはセグメント４３．０、４３．１、４３．２は、特に、基板上に蒸着することができ、代替として、特にこれらのセグメントないし連続湾曲を作るために、フォトリソグラフィの方法を使用することもできる。
【０１１０】
図示の実施例では、Ｘ線４はＸ線源１とＸ線反射ユニット３．２との間を平行Ｘ線として第１の方向２１に沿って伝播する。さらに、Ｘ線４´はＸ線反射ユニット３．２とＸ線検出器２との間を第２の方向２２に沿って円錐形Ｘ線として伝播する。ここで、このＸ線は焦点Ｆに集束される。その代わりに、Ｘ線源１とＸ線反射ユニット３．２との間のＸ線４は、第１の方向２１に沿って凹Ｘ線として伝播することもでき、さらに、Ｘ線４´はＸ線反射ユニット３．２とＸ線検出器２との間を第２の方向２２に沿って円錐形Ｘ線として伝播することもできる。さらに代案として、Ｘ線源１とＸ線反射ユニット３．２との間のＸ線４は、第１の方向２１に沿って凹Ｘ線として伝播することもでき、さらに、Ｘ線反射ユニット３．２とＸ線検出器２との間のＸ線は第２の方向２２に沿って円錐形Ｘ線として伝播することもできる。
【０１１１】
このＸ線は全てのセグメント４３．０、４３．１、４３．２に第１の方向２１で入射する、すなわち、特にセグメント特有の入射方向２１．０、２１．１、２１．２は、全てのセグメント４３．０、４３．１、４３．２に関して第１の方向２１と同一である。しかしながら、焦点を結ばせるために、セグメント特有の反射方向２２．０、２２．１、２２．２は、（対称の中心にあるセグメント４３．０を除いて）第２の方向２２とは異なる。従って、セグメント特有の法線２３．０、２３．１、２３．２は、第３の方向とは異なる。
【０１１２】
したがって、特に、入射方向２１．０、２１．１、２１．２の反対方向とセグメント特有の法線２３．０、２３．１、２３．２との間の角度、ないし、反射方向２２．０、２２．１、２２．２間の角度は、セグメント特有である。φｉがｉ番目のセグメント４３．０、４３．１、４３．２におけるこの角度を示す場合、ｉ番目のセグメント４３．０、４３．１、４３．２の層厚ｄｉはブラッグ条件ｎλ＝２ｄｉ・ｃｏｓ（φｉ）を満たさなければならない、すなわち、特にｉ番目のセグメント４３．０、４３．１、４３．２の層厚ｄｉはそれぞれの反射角φｉに依存する。
【０１１３】
セグメント４３．０、４３．１、４３．２は特に、微小セグメント４３．０、４３．１、４３．２とすることもできる。この場合、微小セグメント４３．０、４３．１、４３．２の反射角φ（ｒ）は、対称の中心からのこの微小セグメント４３．０、４３．１、４３．２までの距離ｒの関数であり、特に、この微小セグメント４３．０、４３．１、４３．２の層厚ｄ（ｒ）も、対称の中心から微小セグメント４３．０、４３．１、４３．２までの距離ｒの関数であり、ここでも、ブラッグ条件ｎλ＝２ｄ（ｒ）＊ｃｏｓ（φ（ｒ））は、すべての半径ｒについて満たされなければならない。このような湾曲した多層膜ミラーを製造する方法は、例えば、米国特許第５６７２２１１号から公知である。
【０１１４】
図９は結晶モノクロメータを含むＸ線反射ユニット３．１を示す。この結晶モノクロメータは、第１の方向２１（ベクトルｖ１に対応する）に沿って入射するＸ線４を反射して、第２の方向２２（ベクトルｖ２に対応する）に沿う反射Ｘ線４´を生じさせる。特に、この結晶モノクロメータは、第１の延伸方向およびこの第１の延伸方向とは異なる第２の延伸方向に関して平面状に形成されており、ここで、この第１および第２の延伸方向はそれぞれ、第３の方向２３（ベクトルｖ３によって表される）に直交している。第３の方向２３は、特に、第１の方向２１の反対方向と第２の方向２２との角度を二等分する方向である。
【０１１５】
この結晶モノクロメータは、結晶格子状に配置された複数の原子４４．１、４４．２、４４．３、４４．４を含む。ここで、これらの原子は、第３の方向に対して直交する複数の層内に配列されており、例えば、第１の層は複数の原子４４．１を含み、第２の層は複数の原子４４．２を含み、第３の層は複数の原子４４．３を含み、第４の層は複数の原子４４．４を含む。これらの層の間隔は層厚ｄと呼ばれる。これらの層は結晶モノクロメータの任意の層とすることができ、これらは結晶格子の基本ベクトルを必ずしも含まない。結晶格子の基本ベクトルがｅ１、ｅ２、ｅ３である場合、原理的には、２つの線形の独立平面ベクトルによって画成される全ての平面が層を形成することができ、線形な独立平面ベクトルの各々は、整数ａ、ｂ、ｃとの基本ベクトルの線形結合ａｅ１＋ｂｅ２＋ｃｅ３として表すことができる。非基本格子（例えば、立方体心格子または立方面心格子）の場合には、非整数ａ、ｂ、ｃとの特定の線形結合さえも使用することができる。
【０１１６】
一般に、Ｘ線４、４´は、結晶内に侵入することができる、すなわち、Ｘ線は結晶表面で反射されるだけでなく、結晶格子の多数の格子面でも反射される。この場合、最も外側の格子面で反射されるＸ線４、４´は、結晶内部の格子面で反射されるＸ線よりも短い距離を移動する。この距離の差を光路差と呼ぶ。この光路差の違いによって、異なる格子面で反射されるＸ線に強め合う干渉、または、弱め合う干渉が生じる。
【０１１７】
λが入射Ｘ線４の波長を示し、φが第３の方向２３と第１の方向２１の反対方向との間の角度、ないし、第３の方向２３と第２の方向２２との間の角度を示す場合、条件ｎ・λ＝ｄ・ｃｏｓ（φ）が満たされていると（ｎ＞＝１は自然数）、強め合う干渉が生じる。特に、ｃｏｓ（φ）＝ｖ１・ｖ２／｜ｖ１｜・｜ｖ２｜であり、ここでｖ１・ｖ２はベクトルｖ１とｖ２のスカラー積を表す。他のすべての方向では弱め合う干渉が生じ、その結果、入射Ｘ線は、条件ｎ・λ＝ｄ・ｃｏｓ（φ）が満たされる場合にのみ反射される。
【０１１８】
結晶モノクロメータの結晶としては、例えば、ｄ＝０．２０１ｎｍのフッ化リチウム結晶を用いることができる。さらに、ｄ＝０．２７ｎｍの塩化ナトリウム結晶を用いることができる。代わりに、ｄ＝１３．５ｎｍのシリコンモリブデン結晶を用いることもできる。もちろん、他の結晶を結晶モノクロメータに使用することもできる。
【０１１９】
図１０は、Ｘ線４を集束させるように形成された湾曲結晶モノクロメータ（または湾曲結晶）を含むＸ線反射ユニット３．２を示す。この場合、第１の方向２１に伝播する平行入射Ｘ線４は反射されて頂点Ｆを有する円錐形Ｘ線４‘となり、この反射Ｘ線は第２の方向２２に伝播する。この場合、この結晶モノクロメータは第３の方向２３に対して回転対称であり、この第３の方向２３は、第１の方向２１の反対方向と第２の方向２２との角度を二等分するものである。
【０１２０】
ここでは、この結晶モノクロメータは湾曲されており、それによって、結晶モノクロメータの結晶層４５．１、４５．２、４５．３も湾曲されている。さらに、この結晶モノクロメータからフライス加工により凹状湾曲が作られた。この代わりに、結晶モノクロメータの成長プロセスに影響を及ぼすことによって、凹状湾曲を作ることもできる。
【０１２１】
図示の実施例では、結晶モノクロメータは湾曲して形成されている。しかしながら、別法として、結晶モノクロメータは、特に、結晶モノクロメータの結晶層４５．１、４５．２、４５．３を湾曲しないことにより、平面にすることもできる。この場合も、この結晶モノクロメータからフライス加工により凹状湾曲を作ることができる。この代わりに、この場合も、結晶モノクロメータの成長プロセスに影響を及ぼすことによって、凹状湾曲を作ることができる。
【０１２２】
図１１は、Ｘ線４を反射し、さらに、光学可視スペクトル光１１を反射するように形成されたＸ線反射ユニット３．１を示す。図示の実施例では、第１の方向２１に伝播する入射Ｘ線４は反射されて、第２の方向２２に伝播する反射Ｘ線４´となる。さらに、第１の方向２１に伝播する光学可視スペクトルの入射光１１は反射されて、第２の方向２２に伝播する光学可視スペクトル光１１´となる。
【０１２３】
図示されたＸ線反射ユニット３．１は、第１の反射ユニット４６と第２の反射ユニット４７とを備え、これらは第３の方向２３に対して積層して配置されている。第１の反射ユニット４７は光学的可視スペクトル光１１、１１´を反射するように形成され、さらにＸ線４、４‘に対しては透過性を有する。第１の反射ユニット４６はＸ線４、４´を反射するように形成されている。
【０１２４】
図示の実施例では、光学可視スペクトルの平行入射光１１の幅および位置は、入射Ｘ線４および反射Ｘ線４´の両方が常に光学的可視スペクトルの入射光１１ないし光学可視スペクトルの反射光１１´の内側を通るように選択されている。それによって、Ｘ線４、４´の全空間でのビーム光路を光学可視スペクトル光によって可視化することが保証される。
【０１２５】
例示した、第３の方向２３に関して積層して配置された第１の反射ユニット４６および第２の反射ユニット４７の代替として、例えば図５で示されるように、Ｘ線透過性ミラー１２．１、１２．２をＸ線４、４´のビーム光路内に部分的に配置することも可能である。ミラー１２．１、１２．２によって、光学可視スペクトル光１１を、入射Ｘ線４のビーム光路から外れて第１の反射ユニット４６上に導くことができる。第１の反射ユニットで反射された光学可視スペクトルの光１１´は、さらなるミラー１２．１、１２．２を通って、再び、反射Ｘ線４´のビーム光路内に反射され得る。この場合、上記の第１の反射ユニットは空間的に自由に配置できる。
【０１２６】
図１２は、Ｘ線装置１００、２００、３００、３５０、４００、５００の操作方法の実施例のフローチャート６０を示す。
【０１２７】
図示の実施例の第１のステップは、インタフェースを用いての検査領域の受領６１である。図示の実施例では、この検査領域は操作者によって、Ｘ線装置１００、２００、３００、３５０、４００、５００に対応した機器固有の座標により入力され、代替として、空間的に固定された座標を使用することもできる。その代わりに、この検査領域は操作者によって、Ｘ線装置１００、２００、３００、３５０、４００、５００の回転可能軸を動かすことによって、および／または、Ｘ線装置１００、２００、３００、３５０、４００、５００を変位させることによって設定することもできる。特に、Ｘ線装置１００、２００、３００、３５０、４００、５００の固定部分に対する検査領域の相対位置は操作者および制御システムにとって既知である。特に、この場合、検査領域のＲＥＣを受け取るために、Ｘ線装置１００、２００、３００、３５０、４００、５００の座標（特に可動軸の位置も）を受領することができ、次いで、これらは検査領域の、機器固有の、および／または、空間的に固定された座標に変換される。
【０１２８】
例示された実施例の第２のステップは、Ｘ線反射ユニット３．１、３．２によって反射されたＸ線（４´）が検査領域を照射するための、Ｘ線反射ユニット３．１、３．２の位置、および／または、方向の第１回目の設定62である。
【０１２９】
以下では、Ｘ線反射ユニット３．１、３．２およびＸ線検出器が、座標原点を通りかつ第３の座標軸ｚに平行な共通の第１の回転軸の周りで、同時に回転可能であることを前提としている。さらに、Ｘ線反射ユニット３．１、３．２、Ｘ線源１およびＸ線検出器２が、第１の座標軸ｘと第２の座標軸ｙとで画成され座標原点を通る平面内に配置されていることを前提としている。特に、この平面および回転軸の選択は一般性を制約することなく行われる。
【０１３０】
次に、Ｘ線源１の座標ＸＱ、Ｘ線検出器２の座標ＸＤ、およびＸ線反射ユニット３．１、３．２の座標ＸＲを次のように導入する。
【数２】
2020018846.tif 000004
ここで、ｑ＞０、ｂ＞０およびａ＞０は実数である。これにより、第１の方向２１および第２の方向２２を表示するか、または、決定するベクトルｖ１およびｖ２を決定することができる。
【数３】
2020018846.tif 000005
次いで、第３の方向２３は、第１の方向２１の反対方向と第２の方向２２との角度を二等分する方向として決定することができる。
【数４】
2020018846.tif 000006
第１回目の設定６２に際して、特に、Ｘ線反射ユニット３．１、３．２の方向は、Ｘ線反射ユニットが第３の方向２３に直交して配置されるように設定することができる。この第３の方向は、特に、座標の原点からＸ線検出器２までの距離ｂとは無関係である。
【０１３１】
Ｘ線源１が座標（ｑ、０）ではなく座標（ｑ１、ｑ２）に配置されている場合、第１の方向２１および第２の方向２２に関して以下の関係が生じる。
【数５】
2020018846.tif 000007
さらに、これにより第３の方向２３に対して次の関係が生じる。
【数６】
2020018846.tif 000008
【０１３２】
Ｘ線検出器２およびＸ線反射ユニット３．１、３．２を、共通の第１の回転軸を中心として角度αだけ回転させると、座標ＸＤおよびＸＲは次のように与えられる。
【数７】
2020018846.tif 000009
したがって、第１の方向２１および第２の方向２２については以下のようになる。
【数８】
2020018846.tif 000010
さらに、その結果、第３の方向２３に対しては；
【数９】
2020018846.tif 000011
【０１３３】
図示の実施例の別のオプションとしてのステップは、Ｘ線検出器２がＸ線反射ユニット３．１、３．２によって反射されたＸ線４´に直交して配置されるための、Ｘ線検出器２の位置、および／または、方向の第２回目の設定６３である。この実施例では、Ｘ線検出器の方向は、このＸ線検出器が第２の方向２２に直交して配置されるように設定され、この第２の方向２２は計算されたベクトルｖ２によって与えられる。
【０１３４】
代案として、特に、Ｘ線検出器２の座標ＸＤおよびＸ線反射ユニット３．１、３．２の座標ＸＲが予め決められ、並びに、反射角φ（第１の方向２１の反対方向と第３の方向２３との間、ないし、第２の方向２２と第３の方向２３との間）が予め決められた場合でも、Ｘ線源１の座標ＸＲを決定することもできる。予め決められた座標として次式を使用すると、
【数１０】
2020018846.tif 000012
第３の方向２３および第１の方向２１について下記の単位ベクトルが得られる。
【数１１】
2020018846.tif 000013
したがって、Ｘ線源１の座標ＸＲは、次のように選択されなければならない。
【数１２】
2020018846.tif 000014
ここで、ｒは、Ｘ線源１のＸ線反射ユニット３．１、３．２からの自由に選択可能な距離を示す。同様に、座標変換によってＸ線源１の位置も既知であると仮定することができ、Ｘ線反射ユニット３．１、３．２、および／または、Ｘ線検出器２の位置を決定することができる。この場合、Ｘ線反射ユニット３．１、３．２の方向は、それぞれ、第３の方向２３によって明確に決定される。
【０１３５】
図示の方法の次の２つのステップは、Ｘ線源１によるＸ線４の発生６４と、Ｘ線検出器２によるＸ線４‘の検出６５である。これらの２つのステップは、計算ユニットによる制御指令の決定６６、および、インタフェースを介してのＸ線装置１００、２００、３００、３５０、４００、５００へのこの制御指令の送信６７によって置き換えることができ、この場合、Ｘ線装置１００、２００、３００、３５０、４００、５００は上記制御指令に基づいてＸ線画像の撮影を開始する。
【０１３６】
まだ明示されてはいないが、本発明の範囲内で有用であれば、個々の実施例、個々の部分的態様または特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、組み合わせるまたは置き換えることができる。一実施例に関して記載された本発明の利点は、適用可能であれば、明示的な言及なしに、他の実施例にも転用可能である。特に、図１〜４に示された実施例の特徴は、図５および６に示された実施例においても実現可能である。特に、図１〜６に示されたＸ線装置１００、２００、３００、３５０、４００、５００は、図７〜１１に示されたＸ線反射ユニット３．１、３．２を有することができる。
【図１】
2020018846.tif 000015
【図２】
2020018846.tif 000016
【図３】
2020018846.tif 000017
【図４】
2020018846.tif 000018
【図５】
2020018846.tif 000019
【図６】
2020018846.tif 000020
【図７】
2020018846.tif 000021
【図８】
2020018846.tif 000022
【図９】
2020018846.tif 000023
【図１０】
2020018846.tif 000024
【図１１】
2020018846.tif 000025
【図１２】
2020018846.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月1日(2019.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線（４）を発生するために形成されたＸ線源（１）、Ｘ線検出器（２）およびＸ線反射ユニット（３．１、３．２）を含むＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）であって、
前記Ｘ線反射ユニット（３．１，３．２）が、反射されたＸ線（４´）が前記Ｘ線検出器（２）に入射するように、前記Ｘ線源（１）で発生されたＸ線（４）を反射するように構成されているＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項２】
前記Ｘ線（４）は第１の方向（２１）に沿って前記Ｘ線源（１）と前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）の間を伝播し、
前記Ｘ線（４´）は第２の方向（２２）に沿って前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）と前記Ｘ線検出器（２）の間を伝播し、
前記第１の方向（２１）が前記第２の方向（２２）とは異なる、請求項１に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項３】
前記Ｘ線検出器（２）が前記第２の方向（２２）に対して直交するように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項４】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）が第３の方向（２３）に対して直交するように配置されており、
前記第３の方向（２３）は前記第１の方向（２１）の反対方向と前記第２の方向（２２）との角度を二等分する方向である、請求項２または３に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項５】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）が前記Ｘ線（４、４´）を集束させるために形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項６】
前記Ｘ線反射ユニット（３．２）が凹面（７）を有し、
前記凹面（７）は前記Ｘ線源（１）によって発生されたＸ線（４）を反射するように構成されている、請求項５に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項７】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）がコーティングされたミラー、多層膜ミラー、および、結晶モノクロメータの少なくとも１つを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項８】
フレネルゾーンプレート（３．４）、および、屈折Ｘ線レンズの少なくとも一方をさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項９】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）が多層膜ミラーを含み、前記Ｘ線（４、４´）が単色であり、
前記多層膜ミラーの層厚が単色の前記Ｘ線（４、４´）の波長に整合されている、請求項１から８のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項１０】
前記Ｘ線源（１）がさらに光学可視スペクトル光（１１）を前記第１の方向（２１）に沿って放射するように構成されており、
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）が前記Ｘ線源（１）によって放射された前記光学可視スペクトル光（１１）を反射するように構成されている、請求項１から９のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項１１】
患者支持装置（５）をさらに備え、
前記患者支持装置（５）が前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）と前記Ｘ線検出器（２）との間のＸ線（４´）のビーム光路内に配置されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項１２】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）および前記Ｘ線検出器（２）が共通の第１の回転軸の周りに同時に回転可能である、請求項１から１１のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）。
【請求項１３】
前記Ｘ線源（１）と前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）とが、共通の第２の回転軸の周りに同時に回転可能である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のＸ線装置（１００、２００、３００、３５０、４００、５００）を操作する方法であって、次のステップを含む方法：
−検査領域の受領（６１）、
−前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）によって反射されたＸ線が前記検査領域を照射するための、Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）の位置および方向の少なくとも一方の第１回目の設定（６２）、
−前記Ｘ線源（１）による前記Ｘ線（４）の発生（６４）、および、
−前記Ｘ線検出器（２）による前記Ｘ線（４´）の検出（６５）。
【請求項１５】
前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）の位置および方向の少なくとも一方が、前記Ｘ線（４、４´）の反射角が予め決められた反射角となるように調節される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記Ｘ線検出器（２）を前記Ｘ線反射ユニット（３．１、３．２）によって反射されたＸ線（４´）に対して直交するように配置するための、Ｘ線検出器（２）の位置および方向の少なくとも一方の第２回目の設定（６３）をさらに含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【外国語明細書】
2020018846000001.pdf