(57)【要約】【課題】マルチＸ線源を用いて高精細な透過Ｘ線画像を取得可能とする。【解決手段】Ｘ線撮影装置は、Ｘ線ターゲットに電子ビームを照射することによりＸ線を発生する複数のＸ線焦点を有するマルチＸ線源と、マルチＸ線源から照射され、検出面に到達したＸ線を検出する検出器と、検出面に対向する面内において、マルチＸ線源を移動する移動機構とを有する。Ｘ線撮影装置は、移動機構によりマルチＸ線源を移動することで、上記検出器が有する複数のＸ線焦点の位置を検出面に対して相対的にずらしながらマルチＸ線源によるＸ線の照射を行い、これにより検出器から複数のＸ線の検出信号を取得する。そして、検出器から取得された複数のＸ線の検出信号に基づいてＸ線投影画像を生成する。【選択図】    図１
2010069012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ターゲットに電子ビームを照射することによりＸ線を発生する複数のＸ線焦点を有するマルチＸ線源と、
前記マルチＸ線源から照射され、検出面に到達したＸ線を検出する検出器と、
前記検出面に対向する面内において、前記マルチＸ線源を移動する移動手段と、
前記移動手段により前記マルチＸ線源を前記検出面に対して相対的にずらしながら前記マルチＸ線源によるＸ線の複数回の照射を行い、それぞれの照射において前記検出器からＸ線の検出信号を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された複数のＸ線の検出信号に基づいてＸ線投影画像を生成する生成手段とを備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前記移動手段により前記マルチＸ線源を隣接するＸ線焦点の距離にわたって移動させる間に、前記マルチＸ線源によるＸ線の複数回の照射を行うことにより、前記検出器より複数のＸ線の検出信号を取得することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記取得手段は、
同時にＸ線を発生させても前記検出面においてＸ線が相互に干渉しないＸ線焦点によりグループを形成することで前記複数のＸ線焦点を複数のグループに分け、グループ毎に前記複数のＸ線焦点からＸ線を発生させて、前記検出器よりＸ線の検出信号を取得し、
前記複数のグループの全てについて検出信号の取得を終えた後、前記移動手段により前記マルチＸ線源を移動することを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記複数のＸ線焦点の各々について、Ｘ線を発生させるべく前記電子ビームを照射する間隔は、少なくとも前記電子ビームの照射によって上昇した前記Ｘ線ターゲットの温度が第１の温度以下となるまで冷却するのに要する期間であり、前記電子ビームを照射する時間は、前記電子ビームの照射による前記Ｘ線ターゲットの温度の上昇が温度の許容値を超えない時間であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
前記複数のＸ線焦点は２次元に配列され、
前記移動手段は、前記マルチＸ線源を２次元の方向に移動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項６】
前記複数のＸ線焦点は１次元に配列され、
前記取得手段は、
前記移動手段により前記マルチＸ線源を前記複数のＸ線焦点の配列方向へ移動しながら前記マルチＸ線源によるＸ線の照射を行って前記検出器よりＸ線の検出信号を取得する取得処理を実行し、
前記移動手段により、前記マルチＸ線源を前記配列方向と直交する方向へ移動しながら、前記取得処理を繰り返すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】
前記移動手段は、前記配列方向と直交する方向への移動においては、前記マルチＸ線源と前記検出器を共に移動させることを特徴とする請求項６に記載のＸ線撮影装置。
【請求項８】
前記マルチＸ線源の位置を検出する位置検出手段を更に備え、
前記生成手段は、前記位置検出手段で検出された前記マルチＸ線源の位置に基づいて前記検出信号を補正してＸ線投影画像を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項９】
Ｘ線ターゲットに電子ビームを照射することによりＸ線を発生する複数のＸ線焦点を有するマルチＸ線源と、
前記マルチＸ線源から照射され、検出面に到達したＸ線を検出する検出器と、
前記検出面に対向する面内において、前記マルチＸ線源を移動する移動手段とを備えたＸ線撮影装置の制御方法であって、
前記移動手段により前記マルチＸ線源を前記検出面に対して相対的にずらしながら前記マルチＸ線源によるＸ線の複数回の照射を行い、それぞれの照射において前記検出器からＸ線の検出信号を取得する取得工程と、
前記取得工程により取得された複数のＸ線の検出信号に基づいてＸ線投影画像を生成する生成工程とを有することを特徴とするＸ線撮影装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のＸ線撮影装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項９に記載のＸ線撮影装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線源を用いた医療機器や産業機器分野の非破壊Ｘ線撮影、診断応用等に使用するマルチＸ線撮影装置とその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なＸ線管球では、電子源に熱電子源を使用したものが使われている。この種のＸ線管球では、高温度に加熱したフィラメントから放出される広がりの多い熱電子をバルクの金属から成るＸ線ターゲットに照射することによって電子線の入射側にＸ線を発生させ、この発生したＸ線が使用される。従って、点光源型のＸ線管球は、細長いＸ線焦点を斜めに取り出すことで擬似的な点状のＸ線光源を作っている。そして、Ｘ線光源を被写体の位置から遠くに離すことでＸ線強度分布の一様性を改善していた。
【０００３】
近年、この熱電子源に代る電子源として冷陰極型マルチ電子源をＸ線源に応用することが提案されている。更に、そのような応用例として、マルチＸ線ビームの取り出し方法を工夫したフラット型のマルチＸ線発生装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
更に、従来の点光源型のＸ線管球が使われてきたＸ線ＣＴの分野にこのマルチＸ線源を使うことが提案されている。例えば、マルチＸ線源と平面型の２次元センサを組み合わせて、これを被写体の軸を中心に回転させながら当該軸に沿って移動してＸ線透過データ計測することで３次元のＣＴ画像を形成する方法が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特願２００６−０５７８４６号公報
【特許文献２】特開２００６−６１６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の焦点を持つマルチＸ線源を用いてＸ線の投影画像を形成する場合、マルチＸ線源の焦点の間隔が数ｍｍ程度であるため、被写体に対するＸ線の透過データが離散的となり２次元の高精細な透過Ｘ線画像を得るたことが難しかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、マルチＸ線源を用いて高精細な透過Ｘ線画像を取得可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための本発明の一態様によるＸ線撮影装置は以下の構成を備える。すなわち、
Ｘ線ターゲットに電子ビームを照射することによりＸ線を発生する複数のＸ線焦点を有するマルチＸ線源と、
前記マルチＸ線源から照射され、検出面に到達したＸ線を検出する検出器と、
前記検出面に対向する面内において、前記マルチＸ線源を移動する移動手段と、
前記移動手段により前記マルチＸ線源を前記検出面に対して相対的にずらしながら前記マルチＸ線源によるＸ線の複数回の照射を行い、それぞれの照射において前記検出器からＸ線の検出信号を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された複数のＸ線の検出信号に基づいてＸ線投影画像を生成する生成手段とを備える。
【０００８】
また、上記の課題を解決するための本発明の他の態様によるＸ線撮影装置の制御方法は、
Ｘ線ターゲットに電子ビームを照射することによりＸ線を発生する複数のＸ線焦点を有するマルチＸ線源と、
前記マルチＸ線源から照射され、検出面に到達したＸ線を検出する検出器と、
前記検出面に対向する面内において、前記マルチＸ線源を移動する移動手段とを備えたＸ線撮影装置の制御方法であって、
前記移動手段により前記マルチＸ線源を前記検出面に対して相対的にずらしながら前記マルチＸ線源によるＸ線の複数回の照射を行い、それぞれの照射において前記検出器からＸ線の検出信号を取得する取得工程と、
前記取得工程により取得された複数のＸ線の検出信号に基づいてＸ線投影画像を生成する生成工程とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マルチＸ線源を用いて高精細な透過Ｘ線画像を取得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１１】
［第１実施形態］
図１は、Ｘ線ターゲットに電子ビームを照射することによりＸ線を発生する複数のＸ線焦点を有するマルチＸ線源本体１０の構成を示す図である。マルチＸ線源本体１０の真空室１１にはマルチ電子ビーム発生部１２、Ｘ線ターゲットとしての透過型ターゲット１３が配置されている。マルチ電子ビーム発生部１２は、素子基板１４と、その上に複数個の電子放出素子１５が配列された素子アレイ１６により構成され、電子放出素子１５は駆動信号部１７により駆動が制御されるようになっている。また、電子放出素子１５から発生するマルチ電子ビームｅを制御するためにレンズ電極１９とアノード電極２０が設けられ、これらの電極１９、２０に高電圧導入部２１、２２を介して高電圧が供給されている。レンズ電極１９は、絶縁体１８を介して素子基板１４に固定されている。
【００１２】
電子放出素子１５から発生した電子ビームｅが衝突する透過型ターゲット１３は、複数の電子放出素子１５のそれぞれに対応して離散的に配置され、Ｘ線焦点を構成している。更に、ターゲット１３に重金属から成る真空内Ｘ線遮蔽板２３が設けられ、この真空内Ｘ線遮蔽板２３にＸ線取出部２４が設けられ、その前方の真空室１１の壁部２５にはＸ線透過膜２６を備えたＸ線取出窓２７が設けられている。
【００１３】
電子放出素子１５から発生した電子ビームｅは、レンズ電極１９によるレンズ作用を受け、アノード電極２０の透過型ターゲット１３の部分で最終電位に加速される。ターゲット１３で発生したＸ線ビームｘは、Ｘ線取出部２４を通り、更にＸ線取出窓２７から大気中に取り出される。このマルチＸ線源本体１０には、マルチＸ線源を、検出器３５の検出面に対向した面内で２次元的に走査するための走査機構３４が設けられており、マルチＸ線源の発生と同期してマルチＸ線源の位置が移動するようになっている。
【００１４】
検出器３５は、マルチＸ線源から照射され、検出面に到達したＸ線を検出する。また、制御装置３００は、不図示のＣＰＵ，ＲＯＭ等を備え、マルチＸ線源本体１０と検出器３５を含む本実施形態のＸ線撮影装置の全体を制御する。すなわち、制御装置３００は、走査機構３４によりマルチＸ線源を移動することで、マルチＸ線源を検出面に対して相対的にずらしながらＸ線の照射を行う。こうして、制御装置３００は、マルチＸ線源をずらした位置のそれぞれにおいて検出器３５からＸ線の検出信号を取得することにより、複数の検出信号を取得する。そして、制御装置３００は、これら複数の検出信号（Ｘ線透過強度のデータ）と、それら検出信号の取得時におけるマルチＸ線源の位置とに基づいてＸ線投影画像を生成する。以下、本実施形態のＸ線撮影動作について詳細に説明する。
【００１５】
電子放出素子１５は図２に示すように素子アレイ１６上に２次元的に配列されている。近年のナノテクノロジの進歩に伴って、決められた位置にｎｍ（ナノメートル）サイズの微細な構造体をデバイスプロセスによって形成することが可能であり、電子放出素子１５はこのナノテクノロジ技術を使って製作されている。また、これらの電子放出素子１５のそれぞれは、駆動信号部１７を介して後述する駆動信号Ｓ１、Ｓ２によって個別に電子放出量の制御が行われる。駆動信号Ｓ１，Ｓ２のマトリックス信号により素子アレイ１６の電子放出量を個別に制御することで、マルチＸ線ビームを構成する各Ｘ線ビームのＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００１６】
冷陰極型電子放出素子は数１０Ｖから数ＫＶの電圧を素子に印加するだけで放出電子を得ることが出来る。そのため、これを電子源としたＸ線発生装置は、カソードの加熱を必要とせず、Ｘ線発生のための待ち時間も必要ない。また、カソード加熱のための電力を必要としないため、マルチＸ線源を構成しても低消費電力型のＸ線源を得ることができる。そして、これら電子放出素子は駆動電圧の高速駆動で電流のオン／オフ制御が可能であることから、駆動する電子放出素子を選択し、かつ高速応答するマルチアレイ状のＸ線源を製作することができる。
【００１７】
実際にマルチＸ線ビームを形成する場合は、Ｘ線焦点ごとに発生するＸ線の放射角を制限するための遮蔽スリットとなる部材がＸ線焦点の位置の周辺に必要となるため、マルチＸ線源の間隔は、数ｍｍ以上が必要となる。
【００１８】
図３は、本実施形態による走査型マルチＸ線源３０の一例を示した図であり、１２×１２のＸ線焦点（以下、Ｘ線焦点をＸ線源ともいう）が２０ｍｍ間隔に配列されたマルチＸ線源３１を有する。このマルチＸ線源３１は、３×３のＸ線源の配列をマルチＸ線ユニットＢｉｊとして、このマルチＸ線ユニットが４×４に配列された構成を有する。各Ｘ線源は、図１及び図２で説明したように、電子放出素子１５とターゲット１３により構成される。なお、マルチＸ線源３１は、１回のＸ線照射においてマルチＸ線ユニットの各々において一つのＸ線源がＸ線を発生するよう制御される。そして、それぞれのマルチＸ線ユニット３２の中では、ユニット内の線源アレイのＸ線焦点が順次走査されるようになっている。そして、マルチＸ線源３１全体を移動させるための走査機構３４が設けられている。走査機構３４は、マルチＸ線源３１全体を、少なくともマルチＸ線源の焦点間距離、すなわち、隣接するＸ線焦点の距離にわたって移動することができる。走査機構３４によるマルチＸ線源３１の移動は、本実施形態では、マルチＸ線源本体１０を移動することと同義である。
【００１９】
なお、制御装置３００は、上述したように、不図示のＣＰＵ，ＲＯＭ等を備え、走査型マルチＸ線源３０の全体を制御する。制御装置３００は、所定の制御プログラムを実行することにより、マルチＸ線源３１、走査機構３４、検出器３５を以下に説明するように制御し、Ｘ線撮影を実行する。
【００２０】
図４は、上記マルチＸ線ユニットＢijのＸ線焦点の位置を拡大して示したもので、発生Ｘ線源の位置が、ｍ（１，１）、ｍ（１，２）、ｍ（１，３）、ｍ（３，１）、……と順次移動する例を示している。また、図５に、マルチＸ線ユニットのＸ線源が発生するＸ線ビームの広がりの様子を示す。図５は、マルチＸ線源３１がＸ線を発生する状態を横から見た図であり、マルチＸ線ユニットＢ11〜Ｂ14の配列が示されている。各マルチＸ線ユニットの中には、ユニット内のＸ線源であるところの、Ｘ線源ｍ（１，１）、ｍ（１，２）、ｍ（１，３）が並んでいる。ここで、ｘ１、ｘ２、ｘ３はそれぞれのＸ線源から放射するＸ線ビームを示す。
【００２１】
Ｘ線源ｍ（１，１）がＸ線を発生するときは、それぞれのマルチＸ線ユニットの位置のｍ（１，１）がＸ線を発生出来る状態にある。そして、全てのマルチＸ線ユニットのＸ線源ｍ（１，１）から発生するＸ線ビームは、検出器３５上で相互に干渉がないように発散角が制限されている。各マルチＸ線ユニットのそのほかのＸ線源についても同様である。すなわち、本実施形態では、全てのマルチＸ線ユニットが、Ｘ線源ｍ（１，１）→Ｘ線源ｍ（１，３）、Ｘ線源ｍ（２，１）→Ｘ線源ｍ（２，３）、Ｘ線源ｍ（３，１）→Ｘ線源ｍ（３，３）の順に、同時にＸ線源を駆動する。換言すれば、同時にＸ線を発生させても検出器３５の検出面においてＸ線が相互に干渉しないＸ線焦点によりグループが形成されるように、マルチＸ線源３１の複数のＸ線源３３を複数のグループに分ける。即ち、本実施形態では、第１のグループには各ユニットのｍ（１，１）のＸ線源が属し、第２のグループには各ユニットのｍ（１，２）のＸ線源が属するというようにグループ化する。そして、グループ毎に複数のＸ線源３３を駆動してＸ線を発生させる。
【００２２】
Ｘ線源ｍ（１，１）のＸ線照射が終了して次のＸ線源に移るときは、このＸ線ビームで得たＸ線検出信号を画像データとして制御装置のメモリ（不図示）に取り込む。また、このときのマルチＸ線源３１の位置も、投影画像の生成のためにメモリに保持しておく。その後、次のＸ線源ｍ（１，２）を駆動してＸ線照射を行う。この様に、各マルチＸ線ユニット３２において順次にＸ線源を点灯しながら、被写体３６のＸ線透過画像データを検出器３５を通して収集する。
【００２３】
以上のようにして得られたＸ線透過画像データは、Ｘ線源の間隔（ここでは２０ｍｍ）だけ離れた位置からのＸ線画像となっている。そのため、これらの画像データから透過Ｘ線画像を再生する場合、被写体３６に対して斜めに入射するＸ線が飛び飛びとなる。従って、これらのデータから投影画像に変換する場合には欠陥のある画像データとなるために高画質の投影画像は望めない。
【００２４】
そこで、本実施形態では、このＸ線源間のデータ欠損を無くして高画質の近接投影撮影を実現すために、図３のマルチＸ線源３１の位置を走査機構３４で微小に移動しながら複数回のＸ線照射を行って、Ｘ線投影データを取得する。このような走査型マルチＸ線源３０を用いることにより、各マルチＸ線源の間（例えば、マルチＸ線源のｍ（１，１）とｍ（１，２）の間）のＸ線投影データが取得される。したがって、高精細画像を取得可能な近接型投影撮影装置を実現することが出来る。
【００２５】
上記の走査型マルチＸ線源３０を用いて実際に線源を移動しながらＸ線撮影する様子について、図６を用いて説明する。マルチＸ線ユニット内のＸ線源アレイのうちの一つのＸ線源ｍ（ｋ，ｌ）に注目する。まず、マルチＸ線源ｍ（ｋ，ｌ）がｐ１の位置でＸ線を照射すると、その透過Ｘ線が検出器ｄ１〜ｄ９で検出される。次に、走査機構３４によりマルチＸ線源の位置をｐ２に移動する。移動後、マルチＸ線源ｍ（ｋ，ｌ）がｐ２の位置でＸ線を照射すると、検出器ｄ２〜ｄ１０が透過Ｘ線を検出する。このようにして、マルチＸ線源を、隣接するマルチＸ線源までの間で、ｐ１〜ｐ１０まで、マルチＸ線源の移動と、ユニット内の線源アレイのＸ線源の照射とを繰り返しながら透過Ｘ線データを収集する。
【００２６】
以上のＸ線照射方法について、ユニット内線源アレイのそれぞれのＸ線源の時間的な動作を図７に示した。マルチＸ線源は、位置ｐ１において、時間Δｔの間だけＸ線源ｍ（１，１）が点灯し、以降、順次切り替わってＸ線源ｍ（３，３）まで点灯する。そして、次にマルチＸ線源３１の位置は、ｐ１からｐ２に移動して再度同じＸ線の点灯動作を繰り返す。
【００２７】
以上説明した、第１実施形態によるＸ線撮影装置の撮影動作についてまとめると、図１２のフローチャートのとおりとなる。なお、図４に示したように、マルチＸ線ユニット３２においてＸ線源は３×３で配列されており、フローチャート内のkmax及びlmaxは共に３であるとする。
【００２８】
制御装置３００は、走査機構３４を用いて、マルチＸ線源３１を検出器３５に対して所定の位置関係を有する基準位置に移動する（ステップＳ１０１）。そして、制御装置３００は、まず、各マルチＸ線ユニットのＸ線源ｍ（１，１）を選択し、これらＸ線源から同時にＸ線を発生させて検出器３５によりＸ線画像情報を得る取得処理を実行する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。その後、制御装置３００は、Ｘ線源ｍ（１，２）、ｍ（１，３）を順次に選択、駆動して、上記取得処理を繰り返す。即ち、各マルチＸ線ユニットのＸ線源ｍ（１，２）、ｍ（１，３）を順次駆動して、検出器３５によりそれぞれのＸ線画像情報を得る（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）。
【００２９】
続いて、制御装置３００は、ｋ＝２について上記ステップＳ１０３〜Ｓ１０５を繰り返す。即ち、各マルチＸ線ユニットのＸ線源ｍ（２，１）〜ｍ（２，３）を順次駆動し、検出器３５によりＸ線画像情報を得る（ステップＳ１０６、Ｓ１０７）。同様に、制御装置３００は、ｋ＝３について上記ステップＳ１０３〜Ｓ１０５を繰り返す。即ち、各マルチＸ線ユニットのＸ線源ｍ（３，１）〜ｍ（３，３）を順次駆動し、検出器３５によりＸ線画像情報を得る（ステップＳ１０６、Ｓ１０７）。こうして、マルチＸ線ユニット内の全てのＸ線源による取得処理を終えたならば、制御装置３００は、走査機構３４を用いてマルチＸ線源３１を、例えば図６のｐ１からｐ２へ移動する。そして、ｐ２の位置で、上記ステップＳ１０２〜Ｓ１０７の処理を繰り返す（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）。
【００３０】
以上の処理を繰り返すことにより、マルチＸ線源３１がｐ１０の位置まで到達し、ｐ１０の位置でのＸ線照射及び検出を終えると、処理はステップＳ１０８からステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０において、制御装置３００は、ステップＳ１０３において取得したＸ線画像情報を用いて画像生成を行い、Ｘ線投影画像を得る。
【００３１】
以上のように、第１実施形態によれば、マルチＸ線源を、マルチＸ線源の面内で、且つ、Ｘ線源の間隔の範囲で移動しながらＸ線照射を行う（走査する）ことによって、マルチＸ線源を用いて高画質のＸ線投影画像のデータを収集できる。すなわち、マルチＸ線源と２次元のフラット型検出器とを近付けて配置しながらも、高精細なＸ線撮影が可能となるため、高精細で小型のＸ線投影撮影装置を得ることができる。また、Ｘ線源を近付けて撮影するためにＸ線のパワーを効率的に利用できるため、周囲への漏洩Ｘ線を低減した低コストのＸ線装置を得ることができる。また、マルチＸ線源のうち同時に駆動されるＸ線源は、検出面においてそれらのＸ線が干渉しないように選択されるので、異なるＸ線源からのＸ線の干渉が防止され、より高精細なＸ線画像を得ることができる。
【００３２】
［第２実施形態］
上述したマルチＸ線ユニット内の線源アレイのＸ線源より得られるＸ線強度は、Ｘ線ターゲット材料の融点や冷却方式、電子ビームの加速電圧、電流値と焦点サイズ、照射時間、Ｘ線の取り出し方法等に依存する。
【００３３】
従来のＸ線管球では、最大のＸ線パワーは使用するＸ線ターゲット材質の温度限界で決定されるためにＸ線ターゲットを機械的に回転して照射位置を逐次移動することで熱拡散を行い、より大きなＸ線パワーが引き出せるようにしてきた。それに対して本実施形態の方式では、マルチ電子源の位置を電気的に走査することにより、Ｘ線ターゲットの熱拡散を図り、より大きなＸパワーの投入可能としている。これらの具体的な例を図８を用いて説明する。
【００３４】
図８は、Ｘ線ターゲットに電子ビームが照射された時のターゲット表面の温度の時間変化を示したものである。図８には、電子源の駆動信号として矩形パルス信号を発生した時の電子電流（図８、下図）の波形と、Ｘ線ターゲットの表面温度の変化（図８、上図）の例が示されている。パルス電流によりＸ線が発生する１ｍｓの間に、Ｘ線ターゲットの温度Ｔｍは急速に立ち上り、パルス電流のオフから約９ｍｓの間にＸ線ターゲットの表面温度は、その周辺構造体への熱伝導により元の温度状態Ｔｏに回復している。本実施形態では、マルチＸ線源で有効にＸ線の発生するために図３のマルチＸ線ユニット毎に常に１つのＸ線源が点灯するようにしている。そして、単位ユニット内の線源アレイのＸ線源が全て消灯している時間がＸ線ターゲットの表面温度の冷却時間となるように設定されている。これにより、マルチＸ線源の特性を活かした大きなパワーのＸ線源を作ることが出来る。
【００３５】
これらのマルチＸ線源のパワーを取り出しながら、且つ、安全に稼動するためには、図７に示す単位ユニット内の各線源アレイのＸ線照射時間Δｔについて、Ｘ線ターゲットの温度限界を超えないように設定を管理することは重要である。
【００３６】
例えば、Ｘ線ターゲットの温度の許容値、Ｔｍａｘに対して、Ｘ線ターゲット表面温度Ｔｍは、マルチＸ線源の電流、電圧、Δｔのパラメータで決定されることから、
Ｔｍ＝Ｔ（電圧、電流、Δｔ）
Ｔｍ  ＜  Ｔｍａｘ
となるように、Δｔを設定する。これらのデータを事前に関数、または、データとして持つことにより、Ｘ線ターゲットに照射する最大のｍＡｓ値を決定することでマルチＸ線源の安全性を高めている。また、１つのＸ線源におけるＸ線発生の時間間隔、即ち、電子ビームを照射する時間間隔は、少なくとも電子ビームの照射によって上昇したＸ線ターゲットの温度が第１の温度以下（Ｔｏ以下）となるまで冷却される期間である。
【００３７】
なお、Ｘ線の投影画像に必要なＸ線量が、このｍＡｓ値を上回る場合は、マルチＸ線源を同位置で必要なＸ線照射を自動的に繰り返すよう設定することが出来る。このような方法を採用することで、マルチＸ線源の性能を最大に引き出した状態で撮影することが出来るようになる。
【００３８】
［第３実施形態］
第１実施形態では、２次元に配列したマルチＸ線源を使った場合の投影画像撮影方法を示した。第３実施形態では、１次元配列のマルチＸ線源を使った場合の撮影装置及び撮影方法について、図９を使って説明する。
【００３９】
１次元に配列したマルチＸ線源４０とそのマルチＸ線源に対向した位置に細長い検出器４２が置かれている。被写体は１次元配列のマルチＸ線源４０と検出器４２に直行する方向に配置される。マルチＸ線源４０は、１次元配列のマルチＸ線ユニット、および、１次元のユニット内線源アレイを構成するＸ線源で構成されている。図９の例では、各マルチＸ線ユニットは、Ｘ線源ｍ（１，１）、ｍ（１，２）、ｍ（１，３）を有する。
【００４０】
マルチＸ線源におけるＸ線の発生では、第１実施形態と同様に、Ｘ線源ｍ（１，１）、ｍ（１，２）、ｍ（１，３）を順次に点灯することと、マルチＸ線源４０を配列方向に移動することが繰り返され、Ｘ線投影データが収集される。そして、Ｘ線源の配列間隔に相当する幅だけマルチＸ線源４０が走査した段階で、被写体をマルチＸ線源４０におけるＸ線源の並び方向と直角な方向に移動する。なお、被写体を移動する代わりに、マルチＸ線源４０と検出器４２を、Ｘ線源の並び方向と直角な方向に、同時に移動する方法と取っても良い。
【００４１】
図１０は、マルチＸ線源４０と検出器４２が一体に移動する構成例を示した図である。ここでは、マルチＸ線源４０と検出器４２が支持部４３で固定され、これが台４４上の駆動部４５によってＸ線源の発生と同期して移動するようにしている。
【００４２】
以上のように、第３実施形態では、複数のＸ線焦点が１次元に配列されたマルチＸ線源４０が用いられる。そして、制御装置３００は、走査機構３４によりマルチＸ線源３１を上記複数のＸ線焦点の配列方向４１へ移動しながらマルチＸ線源４０によるＸ線の照射を行い、検出器４２よりＸ線の検出信号を取得する。そして、この処理を、マルチＸ線源４０を配列方向４１と直交する方向へ移動しながら繰り返すことで、２次元のＸ線画像情報を得る。なお、検出器４２が十分に広い検出面を有する場合は、マルチＸ線源４０の配列方向４１と直交する方向への移動では、マルチＸ線源４０のみを移動するようにしてもよい。図９、図１０の構成では、検出器４２の検出面がマルチＸ線源４０の１照射分の領域に対応しているため、配列方向４１と直交する方向への移動においてマルチＸ線源４０と検出器４２が共に移動する構成となっている。
【００４３】
以上のように、第３実施形態によれば、一次元のマルチＸ線源を使うことによって非常にコンパクトで低コストの走査型マルチＸ線源を用いたＸ線投影装置を作ることが出来る。
【００４４】
［第４実施形態］
図１１は、走査型マルチＸ線源の駆動機構において、高画質のＸ線投影データを得る方法を示したものである。高精細のＸ線画像を得るためには、マルチＸ線源の姿勢制御の精度を数１０μｍ以下にする必要がある。これを実現する簡便な方法として、第４実施形態の走査型マルチＸ線源３０は、マルチＸ線源３１の走査機構３４の他にマルチＸ線源３１の位置を読み取るために光学手段を用いた位置検出器３８が取付けられている。この位置検出器３８によりＸ線照射時のマルチＸ線源３１の位置を読み取る。そして、この位置データをＸ線透過強度のデータ（検出信号）からＸ線投影画像を変換する際のＸ線源位置補正データとして使うことで高精度の投影画像の変換が可能となる。
【００４５】
以上説明したように、上記各実施形態によれば、走査型マルチＸ線装置で取得した透過Ｘ線データは、従来の断層画像を得る方法でＸ線投影画像に変換することが出来る。そのため、マルチＸ線源の特徴を活かした、小型で高精細な画像を取得可能なＸ線投影撮影装置を提供することが出来る。
【００４６】
尚、本発明は、ソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。
【００４７】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００４８】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
【００４９】
コンピュータプログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体としては以下が挙げられる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などである。
【００５０】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることが挙げられる。この場合、ダウンロードされるプログラムは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルであってもよい。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【００５１】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布するという形態をとることもできる。この場合、所定の条件をクリアしたユーザに、インターネットを介してホームページから暗号を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用して暗号化されたプログラムを実行し、プログラムをコンピュータにインストールさせるようにもできる。
【００５２】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどとの協働で実施形態の機能が実現されてもよい。この場合、ＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
【００５３】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれて前述の実施形態の機能の一部或いは全てが実現されてもよい。この場合、機能拡張ボードや機能拡張ユニットにプログラムが書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行なう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態によるマルチＸ線源本体の構成例を示す図である。
【図２】第１実施形態による素子基板の平面図である。
【図３】第１実施形態による、走査型マルチＸ線源を示す図である。
【図４】第１実施形態による、マルチＸ線ユニット内のＸ線源の配置、及び走査を説明する図である。
【図５】各Ｘ線源によるＸ線ビームの照射の様子を示す図である。
【図６】マルチＸ線源の照射領域の移動と、Ｘ線の検出を説明する図である。
【図７】単位ユニット内線源アレイの駆動を説明する図である。
【図８】Ｘ線ターゲットの表面温度の変化とＸ線照射のためのパルス電流の印加との関連を説明する図である。
【図９】第３実施形態による、一次元配列のマルチＸ線源の応用例を示す図である。
【図１０】第３実施形態による一次元配列のマルチＸ線源を用いたＸ線投影装置の例を示す図である。
【図１１】第４実施形態による走査型マルチＸ源を説明する図である。
【図１２】第１実施形態によるＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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