(57)【要約】  ３次元コンピュータ断層撮影法又は３次元回転Ｘ線画像形成において、異なるスペクトル測定データの取り込みは、後続の取り込み期間を必要とする。本発明の模範的実施例によれば、データ取り込みの間に焦点切り換えを行うことによって同じ取込期間において即座に次々と異なるスペクトル測定データが得られるようにした検査装置が提供される。これにより、動きアーチファクトを低下させることができる。
2009532161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心対象のデュアルスペクトル検査のための検査装置であって、
焦点を有する前記関心対象からの放射ビームをフィルタ処理するよう適合されたフィルタユニットと、
前記焦点を第１の焦点位置から第２の焦点位置に切り換えるように適合された高速焦点切換ユニットと、
前記関心対象からの放射線に基づいて測定データを取り込むように適合された検出ユニットと、
を有し、前記フィルタユニット並びに前記第１及び第２の焦点位置は、
前記焦点が前記第１の位置にあるときに前記放射ビームが前記フィルタユニットを通過し、フィルタ処理された第１のスペクトル測定データをもたらし、
かつ前記焦点が前記第２の位置にあるときに前記放射ビームが前記フィルタユニットを通過せず、第２のスペクトル測定データをもたらす、
ように構成されている、
装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置であって、前記フィルタ処理された第１のスペクトル測定データ及び当該フィルタ処理されない第２のスペクトル測定データは、同じ取込期間において次々と即座に取り込まれる、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の検査装置であって、前記高速焦点切換ユニットは、高速電気的焦点切換ユニットと磁気的四極子切換ユニットの１つとして適合させられる、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の検査装置であって、前記電気的焦点切換ユニットは、グリッドスイッチ及びプレートスイッチの１つとして適合させられる、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の検査装置であって、前記フィルタユニットは、銅プレートを有する、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の検査装置であって、Ｘ線管として適合された放射源をさらに有し、前記放射ビームは、前記Ｘ線管から発せられたＸ線ビームである、装置。
【請求項７】
請求項１に記載の検査装置であって、３Ｄコンピュータ断層撮影装置及び３Ｄ回転Ｘ線装置のうちの１つとして適合させられた装置。
【請求項８】
請求項１に記載の検査装置であって、前記第１の焦点位置及び前記第２の焦点位置の距離は、前記放射ビームの公称の焦点値のオーダにある、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の検査装置であって、前記第１の焦点位置及び前記第２の焦点位置は、前記放射源の回転軸に直交するラインに位置づけられる、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の検査装置であって、前記第１の焦点位置及び前記第２の焦点位置は、前記放射源の回転軸に平行な構成部を有するラインに位置づけられる、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の検査装置であって、材料試験装置、医療用途装置及びマイクロＣＴシステムからなるグループのうちの１つとして構成される装置。
【請求項１２】
関心対象の検査のための画像処理装置であって、
前記関心対象のデータセットを記憶するためのメモリであって、前記データセットは、第１の焦点位置に対応するフィルタ処理された第１のスペクトル測定データと、第２の焦点位置に対応するフィルタ処理されていない第２のスペクトル測定データとを有し、両データは、同じ取込期間において次々と即座に取り込まれるようにしたメモリと、
前記第１のスペクトル測定データと前記第２のスペクトル測定データとの差を判定し、前記差に基づいて前記関心対象の画像を復元するよう適合させられた復元ユニットと、
を有する装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像処理装置であって、
前記フィルタ処理された第１のスペクトル測定データ及び前記フィルタ処理されていない第２のスペクトル測定データは、前記焦点を前記第１の焦点位置から前記第２の焦点位置へ切り換えることによって同じ取込期間において次々と即座に取り込まれ、
前記放射ビームは、前記焦点が前記第１の位置にあるときにフィルタユニットを通過し、前記フィルタ処理された第１のスペクトル測定データをもたらし、
前記放射ビームは、前記焦点が前記第２の位置にあるときに前記フィルタユニットを通過せず、前記フィルタ処理されていない第２のスペクトル測定データをもたらす、
装置。
【請求項１４】
検査装置による関心対象の検査の方法であって、
第１の焦点位置において焦点を有するフィルタ処理された第１の放射線を検出して、フィルタ処理された第１のスペクトル測定データをもたらすステップと、
前記焦点を前記第１の焦点位置から第２の焦点位置へ切り換えるステップと、
同じ取込期間において前記フィルタ処理された第１の放射線の検出の直後に前記第２の焦点位置において焦点を有する第２の放射線を検出して、第２のスペクトル測定データをもたらすステップと、
を有する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
前記第１のスペクトル測定データと前記第２のスペクトル測定データとの差を判定するステップと、
前記差に基づいて前記関心対象の画像を復元するステップと、
をさらに有する方法。
【請求項１６】
関心対象の検査のコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読取可能媒体であって、当該プログラムは、プロセッサにより実行されるときに、
第１の焦点位置において焦点を有するフィルタ処理された第１の放射線を検出し、フィルタ処理された第１のスペクトル測定データをもたらすステップと、
前記焦点を前記第１の焦点位置から前記第２の焦点位置に切り換えるステップと、
同じ取込期間において前記フィルタ処理された第１の放射線の検出の直後に前記第２の焦点位置において焦点を有する第２の放射線を検出し、第２のスペクトル測定データをもたらすステップと、
を実行するように適合させられている、
媒体。
【請求項１７】
関心対象の検査のプログラム要素であって、プロセッサにより実行されるときに、
第１の焦点位置において焦点を有するフィルタ処理された第１の放射線を検出し、フィルタ処理された第１のスペクトル測定データをもたらすステップと、
前記焦点を前記第１の焦点位置から第２の焦点位置に切り換えるステップと、
同じ取込期間において前記フィルタ処理された第１の放射線の検出の直後に前記第２の焦点位置において焦点を有する第２の放射線を検出し、第２のスペクトル測定データをもたらすステップと、
を実行するように適合させられている、
プログラム要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トモグラフィ画像形成の分野に関する。特に、本発明は、関心対象のデュアルスペクトル検査のための検査装置、画像処理装置、関心対象の検査の方法、コンピュータ読取可能媒体及びプログラム要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
問題のＸ線減衰は、Ｘ線管から発現する放出スペクトルに依存する。異なるスペクトルを有する患者又は器官のような同じ対象の複数の測定値は、２次元投影画像形成や３次元トモグラフィ画像形成において、組織のセグメンテーション又は物質ラべリングを向上させることを可能にする。
【０００３】
３次元コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）又は３次元回転Ｘ線（３ＤＲＸ）画像形成において、異なるスペクトル設定値は、後の取り込み期間においてのみ適用されうるものである。２つの測定の間の固有の時間遅延は、患者／器官の動き及び関連のアーチファクトの可能性を高めうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
取り込み時間を短縮することは望ましいことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、独立請求項による特徴を備えた検査装置、画像処理装置、検査装置により関心対象を検査する方法、コンピュータ読取可能な媒体及びプログラム要素を提供する。
【０００６】
なお、以下に説明する本発明の模範的な実施例は、関心対象の検査の方法、コンピュータ読取可能な媒体、画像処理装置及びプログラム要素のためにも適用されるものである。
【０００７】
本発明の模範的実施例によれば、関心対象のデュアルスペクトル検査のための検査装置を提供することができ、この検査装置は、当該関心対象からの焦点を有する放射ビームをフィルタ処理するために適合させられたフィルタユニットを有するようにしている。さらに、この検査装置は、当該焦点を第１の焦点位置から第２の焦点位置に切り換えるように適合させられる高速焦点切換ユニットと、当該関心対象からの当該放射ビームに基づいて測定データを取り込むように適合させられた検出ユニットとを有し、フィルタユニット、第１の焦点位置及び第２の焦点位置は、放射ビームが当該焦点が第１の位置にあるときにフィルタユニットを透過してフィルタ処理後の第１のスペクトル測定データをもたらすとともに、放射ビームが当該焦点が第２の位置にあるときにフィルタユニットを透過せずに第２のスペクトル測定データをもたらすように構成される。
【０００８】
したがって、本検査装置は、同じ対象の２つの異なる３次元画像の２つの復元を行うように構成可能であり、２つの異なる画像に対応するこれら２つの復元のために用いられる２つのデータセットは、ガントリーの同じ回転の間に得られる。
【０００９】
放射ビームの焦点は、出現するビームが１つの焦点位置に対してスペクトルフィルタ装置を通じるように切り替えられるので、他の焦点位置に差し向けられたときに当該ビームがフィルタ装置により影響を受けないのに対して、異なるスペクトル測定値は、本発明の他の模範的実施例によれば、交互に即座に得ることができる。
【００１０】
本発明の他の模範的実施例によれば、高速焦点切換ユニットは、高速電気焦点切換ユニット及び磁気的四極子切換ユニットのうちの１つとして適合させられる。このようなユニットは、S. Schiller氏、U. Heisig氏、S. Panzer John Wiley氏及びSons氏の"Electron Beam Technology"（New York, USA 1982）に開示されており、ここで参照により編入されるものである。
【００１１】
したがって、本発明の模範的実施例によれば、２つの（又は複数の）異なるスペクトル測定値は、同じ取り込み期間の間に交互に即座にかなりの速度で得られることができるものである。これにより、全体の取込時間の大幅な短縮を図ることができる。
【００１２】
本発明の他の模範的実施例によれば、電気的焦点切換ユニットは、グリッドスイッチ及びプレートスイッチのうちの１つとして適合させられる。このようなスイッチは、S. Schiller氏、U. Heisig氏、S. Panzer John Wiley氏及びSons氏の"Electron Beam Technology"（New York, USA 1982）に開示されており、ここで参照により編入されるものである。
【００１３】
本発明の他の模範的実施例によれば、フィルタユニットは、銅プレートを有する。但し、他の材料も適用可能である。さらに、他のタイプのフィルタも適用可能であり、例えば、２．５ｍｍの厚さの付加的なアルミニウムフィルタ又はチタンフィルタなどがある。
【００１４】
本発明の他の模範的実施例によれば、本検査装置は、Ｘ線管として適合させられた放射源を有し、当該放射ビームは、Ｘ線管から発せられたＸ線ビームである。
【００１５】
したがって、放射源を、高速の時間スケールで焦点切換を行うことのできるデュアルスペクトル管の形態で適合させることができる。
【００１６】
本発明の他の模範的実施例によれば、検査装置は、３次元コンピュータ断層撮影装置及び３次元回転Ｘ線装置の１つとして適合させられる。
【００１７】
なお、この内容において、本発明は、コンピュータ断層撮影法に限定されるものではなく、同じ対象の２つの異なる画像がスペクトル設定値を変えることにより取り込まれなければならないときに常に適用可能となるものである。
【００１８】
本発明の他の模範的実施例によれば、第１の焦点位置及び第２の焦点位置の距離は、概ね放射ビームの公称の焦点の値の程度にある。
【００１９】
換言すれば、２つの焦点位置の間の距離は、投影される焦点サイズのオーダにあるものである。
【００２０】
本発明の他の模範的実施例によれば、第１の焦点位置及び第２の焦点位置は、放射源の回転軸に直交したラインの上に位置づけられる。
【００２１】
したがって、本発明のこの模範的実施例によれば、焦点は、アノードディスクの回転軸に直交して切り替えられることができる。
【００２２】
本発明の他の模範的実施例によれば、第１の焦点位置及び第２の焦点位置は、放射源の回転軸に平行な構成部を有するラインの上に位置づけられる。
【００２３】
したがって、切り換え方向は、アノードディスクの回転軸に平行である。
【００２４】
本発明の他の模範的実施例によれば、本検査装置は、材料テスト装置、医療向け装置及びマイクロＣＴシステムからなるグループのうちの１つとして構成される。本発明の用途の分野は、医療用の画像形成、特に３Ｄ回転Ｘ線画像形成とすることができる。
【００２５】
本発明の他の模範的実施例によれば、関心対象の検査のための画像処理装置であって、前記関心対象のデータセットを記憶するためのメモリであって、前記データセットは、第１の焦点位置に対応するフィルタ処理された第１のスペクトル測定データと、第２の焦点位置に対応するフィルタ処理されていない第２のスペクトル測定データとを有し、両データは、同じ取込期間において次々と即座に取り込まれるようにしたメモリと、前記第１のスペクトル測定データと前記第２のスペクトル測定データとの差を判定し、前記差に基づいて前記関心対象の画像を復元するよう適合させられた復元ユニットと、を有する装置を提供することができる。
【００２６】
但し、第１のスペクトル測定データと第２の測定データとの差を判定するために適用される機能は、例えば、対応する画像の階調値（強度又は線積分又はエネルギ依存型の吸収率に対応する）に対する非線形演算のような減算又は他の演算を有するようにしてもよい。
【００２７】
さらに、本発明の他の模範的実施例によれば、画像処理装置は、前記フィルタ処理された第１のスペクトル測定データ及び前記フィルタ処理されていない第２のスペクトル測定データは、前記焦点を前記第１の焦点位置から前記第２の焦点位置へ切り換えることによって同じ取込期間において次々と即座に取り込まれ、
前記放射ビームは、前記焦点が前記第１の位置にあるときにフィルタユニットを通過し、前記フィルタ処理された第１のスペクトル測定データをもたらし、
前記放射ビームは、前記焦点が前記第２の位置にあるときに前記フィルタユニットを通過せず、第２のスペクトル測定データをもたらすように適合させられることができる。
【００２８】
本発明の他の模範的実施例によれば、検査装置による関心対象の検査の方法であって、第１の焦点位置において焦点を有するフィルタ処理された放射線を検出して、フィルタ処理された第１のスペクトル測定データをもたらすステップと、  前記焦点を前記第１の焦点位置から第２の焦点位置へ切り換えるステップと、  同じ取込期間において前記フィルタ処理された第１のスペクトル測定データの検出の直後に前記第２の焦点位置において焦点を有するフィルタ処理されていない放射線を検出して、第２のスペクトル測定データをもたらすステップと、を有する方法を提供することができる。
【００２９】
これは、動きアーチファクトの低減をもたらす高速かつ高効率の検査方法を規定することができるものである。
【００３０】
本発明の他の模範的実施例によれば、この方法は、前記第１のスペクトル測定データと前記第２のスペクトル測定データとの差を判定するステップと、前記差に基づいて前記関心対象の画像を復元するステップと、をさらに有する。
【００３１】
したがって、本発明のこの模範的実施例によれば、当該方法は、同じ対象の２つの異なる３次元画像を復元するために用いることができる。これら画像の単純な減算によって、例えば血管や頭蓋骨の区別を３次元神経血管造影法（neuroangiography）により改良させることができる。
【００３２】
さらに、異なるスペクトルを持つ同じ画像形成幾何学的構造において得られる投影も、R. E. Alvarez氏及びA. Macovski氏の"Energy-selective roeconstructions in x-ray computerized tomography"（Phys. Med. Biol. 21, 733-744, 1976）及びR. E. Alvarez氏及びA. Macovski氏の"X-ray spectral decomposition imaging system"（米国特許第４，０２９，９６３号、１９７７）に開示されているように異なる物理的な（コンプトン／ローリー散乱）投影画像に分解することができるものであり、これら文献は、参照によりここに編入されるものである。
【００３３】
さらに、異なる物理的投影画像は、２次元又は３次元分析のために用いられうる。
【００３４】
また、本発明の他の模範的実施例によれば、コンピュータ読取可能な媒体を提供することができ、この媒体では、関心対象の検査のコンピュータプログラムが記憶され、プロセッサにより実行されるとき、上述した方法ステップを実行するように適合させられるものである。
【００３５】
さらに、本発明の他の模範的実施例によれば、関心対象の検査のプログラム要素が提供され、かかる要素は、プロセッサにより実行されるときに、上述した方法ステップを実行するように適合させられるものである。
【００３６】
関心対象の検査は、コンピュータプログラム、すなわち、ソフトウェアにより、或いは１つ又は複数の特定の電子的最適化回路によってすなわちハードウェア又はハイブリッド形態ですなわちソフトウェア構成部とハードウェア構成部とによって、実現可能である。
【００３７】
本発明の模範的実施例によるプログラム要素は、データプロセッサのワーキングメモリにロードされることができるのが好ましい。したがって、このデータプロセッサは、本発明の方法の模範的実施例を実行するように装備されうるものである。コンピュータプログラムは、例えばＣ＋＋のような適切なプログラミング言語で書かれることが可能であり、ＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ読取可能な媒体に記憶されることができる。また、コンピュータプログラムは、画像処理ユニット又はプロセッサ或いは何らかの適切なコンピュータにダウンロード可能なワールドワイドウェブのようなネットワークから入手可能である。
【００３８】
本発明の模範的実施例の主旨は、Ｘ線管の焦点が、１つの焦点位置においてフィルタリングが行われ、第２の焦点位置ではフィルタリングが行われないように切り替えられることであることが分かる。したがって、２つ以上の異なるスペクトル測定値を、高速で切り換えることによって順次に即座に得ることができる。故に、異なるスペクトル設定は、同じ取込期間において適用可能である。
【００３９】
本発明のこれらの態様及びその他の態様は、以下に説明する実施例について明らかとなる。
【００４０】
以下、本発明の模範的実施例を添付図面を参照して詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図における描写は概略的なものである。異なる図において、同様又は同一の要素には同じ参照数字が付されている。
【００４２】
図１は、本発明の模範的実施例による検査装置の簡単化した概略図を示している。
【００４３】
本発明は、３次元回転ｘ線画像形成又は３次元回転アンギオグラフィ画像形成の分野に適用可能なものである。このようなケースにおいて、当該検査は、従来のｘ線システムにより行うことができる。
【００４４】
本発明は、造影剤を骨から分離させなければならないときに特に用いられるものであり、例えば患者の神経放射線学の検査の分野におけるケースのものである。
【００４５】
高速な、エネルギ分解された画像の取得処理を有することは常に（そして３Ｄ−ＲＸでは特に）重要になりうるものである。何故なら、造影剤は、比較的に短い時間期間において対応する脈管にのみ留まるものであり、当該取り込みシステムは回転する（すなわち動く）からである。
【００４６】
図１に描かれた装置は、Ｃアームｘ線検査装置であって、付属物１１により天井（図１には描かれていない）に取り付けられたＣアーム１０を有するものである。Ｃアーム１０は、ｘ線源１２及び検出ユニット１３を保持し、これらはＣアーム１０に回転可能に取り付けられて、テーブル１４上の患者１５の複数の投影画像を異なる投影角度で取り込むことができるようにしている。
【００４７】
制御ユニット１６は、双方が患者１５の周りを回転するソース１２及び検出器１３の同期した動きを制御するように適合させられる。
【００４８】
検出ユニット１３により発生された画像データは、コンピュータにより制御される画像処理ユニット１７に伝送される。
【００４９】
さらに、ＥＣＧユニット１８は、患者の心臓の心拍を記録するために設けられるようにしてもよい。対応するＥＣＧデータは、画像処理ユニット１７に伝送される。
【００５０】
画像処理ユニット１７は、本発明による方法ステップを実行するように適合させられる。
【００５１】
さらに、このシステムは、取得した画像を視覚化するように適合させられたモニタ１９を有するようにしてもよい。
【００５２】
本発明は、コンピュータ断層撮影法の分野にも適用可能である。
【００５３】
図２は、本発明によるコンピュータ断層撮影スキャナシステムの模範的実施例を示している。
【００５４】
図２に示されるコンピュータ断層撮影装置１００は、円錐ビームＣＴスキャナである。但し、本発明は、扇状ビームの幾何学的構造をもって実行されることも可能である。主たる扇状ビームを発生するため、絞りシステム１０５は、スリットコリメータとして構成可能である。図２に示されるＣＴスキャナは、回転軸１０２の周りを回転可能なガントリ１０１を有する。ガントリ１０１は、モータ１０３により駆動される。参照数字１０４は、Ｘ線源のような放射線のソースを指しており、このソースは、本発明の態様によれば、多色又は単色の放射線を放出する。
【００５５】
参照数字１０５は、当該放射源から円錐状放射ビーム１０６へと放出された放射ビームを形成する絞りシステムを指している。円錐ビーム１０６は、ガントリ１０１の中心において、すなわち、このＣＴスキャナの検査領域において配置された関心対象１０７を貫通し検出器１０８に突き当たるように方向づけられる。図２から分かるように、検出器１０８は、放射源１０４とは対向してガントリ１０１上に配置され、検出器１０８の表面が円錐ビーム１０６によりカバーされるようにしている。図２に示される検出器１０８は、各々が関心対象１０７により散乱され又は当該対象を透過したＸ線を検出することができる複数の検出素子１２３を有する。
【００５６】
関心領域１０７のスキャンの間、放射源１０４、絞りシステム１０５及び検出器１０８は、矢印１１６により示される方向においてガントリ１０１に沿って回転させられる。放射源１０４、絞りシステム１０５及び検出器１０８とともにガントリ１０１を回転するため、モータ１０３は、モータ制御ユニット１１７に接続され、このユニットは、復元ユニット１１８（計算又は判定ユニットを指すこともある）に接続される。
【００５７】
図２において、関心対象１０７は、手術テーブル１１９に配置される人である。例えば人１０７の心臓１３０のスキャンにおいて、ガントリ１０１が人１０７の周りを回転している間に、手術テーブル１１９は、ガントリ１０１の回転軸１０２に平行な方向に沿って人１０７を変位させる。これにより、心臓１３０は、ヘリカルスキャンパスに沿ってスキャンされる。手術テーブル１１９は、スキャン中にも停止させられることもでき、これにより信号スライスを測定することができる。なお、説明するケースの全てにおいて、円形スキャンを行うこともでき、この場合、回転軸１０２に平行な方向における変位がなく、回転軸１０２の周りのガントリ１０１の回転だけである。
【００５８】
さらに、人１０７の心臓１３０の心電図を計測しつつ心臓１３０により減衰したＸ線が検出器１０８により検出されるようにした心電図装置１３５が設けられるようにしてもよい。計測された心電図に関連したデータは、復元ユニット１１８に伝送される。
【００５９】
検出器１０８は、制御ユニット１１８に接続される。復元ユニット１１８は、検出結果、すなわち検出器１０８の検出素子１２３からの読取値を受信し、これら読取値に基づいてスキャン結果を判定する。さらに、復元ユニット１１８は、モータ１０３及び１２０により手術テーブル１１９とともにガントリ１０１の動きを連係動作させるために、モータ制御ユニット１１７と通信する。
【００６０】
制御ユニット１１８は、検出器１０８の読取値から画像を復元するように適合させられることができる。復元ユニット１１８により発生された復元画像は、インターフェース１２２を介してディスプレイ（図２には示されない）に出力可能である。
【００６１】
復元ユニット１１８は、検出器１０８の検出素子１２３からの読取値を処理するようデータプロセッサにより実現可能である。
【００６２】
図２に示されるコンピュータ断層撮影装置は、心臓１３０の多サイクル心臓コンピュータ断層撮影データを取り込む。換言すれば、ガントリ１０１が回転したとき、手術テーブル１１９が線状にシフトしたとき、心臓１３０に対してＸ線源１０４及び検出器１０８によりヘリカルスキャンが行われる。このヘリカルスキャンの間、心臓１３０は複数回拍動しうる。これら拍動の間において、複数の心臓コンピュータ断層撮影データが取り込まれる。同時に、心電図が、心電図ユニット１３５により測定可能である。これらデータを取り込んだ後、当該データは復元ユニット１１８に転送され、測定されたデータは、過去に遡って分析されることができる。
【００６３】
当該測定されたデータ、すなわち心臓コンピュータ断層撮影データ及び心電図データは、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１４０を介してさらに制御されることの可能な復元ユニット１１８により処理される。この過去に遡る分析は、遡及的ＥＣＧゲーティングを用いたヘリカル心臓円錐ビーム復元法に基づいている。但し、本発明は、この特定のデータ取り込み及び復元に限定されるものではない。
【００６４】
一方、検査装置１００は、図３及び図４について説明したように、フィルタ２０４及び高速焦点切換ユニット（図２には示されない）を有する。
【００６５】
図３は、本発明の模範的実施例によるフィルタリング装置２０４によるデュアル焦点幾何学構造の概略図を示している。放射源は、アノード２０１を有し、これからＸ線ビームが関心対象（図２には示されない）に向けて発せられる。Ｘ線ビームは、第１の焦点位置２０２か、又は第２の焦点位置２０３に焦点合わせさせられる。２つの焦点位置２０２と２０３との切り換えは、矢印２０６により象徴的に表わされる方向において回転軸２０５に直交して行われる。
【００６６】
Ｘ線管の焦点は、発現するＸ線ビームが第１の焦点位置２０２に対してスペクトルフィルタ装置２０４（例えば銅プレート）を透過する一方、他の焦点位置２０３に対しては、Ｘ線ビームがフィルタリング装置２０４により影響を受けないものとなるように切り換えられる。フィルタ装置２０４を通過した後、Ｘ線ビームは、検出ユニット２０８により検出される。
【００６７】
但し、第２の焦点位置２０３に対しては、ビームは、第２のフィルタ（図３には示されない）によりフィルタ処理されるか、或いはフィルタ処理されないままとされうる。第２のフィルタは、第１のフィルタと同じ材料を有するものとすることができるが、異なるフィルタ特性（例えば、第２のフィルタは第１のフィルタ２０４よりも厚いものとすることができる）を有してもよいし、或いは、第２のフィルタは、異なるタイプのフィルタとしてもよい。
【００６８】
高速の電気的（グリッド／プレートスイッチ）又は磁気的四極子スイッチングにより、２つ（又は複数）の異なるスペクトル測定値は、次々と即座に得ることができる。
【００６９】
２つ以上の異なる焦点２０２，２０３は、電子ビームの異なる加速電圧に対応し、測定されたデータの対応の異なるスペクトル特性をもたらすものとすることができる。
【００７０】
２つ（又はこれより大なる数）の焦点位置の距離は、代表的なＸ線管では１ｍｍのオーダにある、公称焦点値（投影スポットサイズ）のオーダにあるものとしなければならない。回転軸に直交して切り換えるために、これは、同様の変位Δｆｘ≒１ｍｍに一致してもよい。回転軸に平行に切り換えるため、１１度のアノード角に対しては、変位Δｆｙ≒１ｍｍ＊１／ｔａｎ（アノード角）＝５．１ｍｍである。
【００７１】
なお、２つを超える数の焦点をアノード２０１上に作ってもよく、例えば４つの焦点で、全てがｘ線ビームの異なるフィルタリングに対応するものとしてもよい。さらに、アノード２０１におけるトラックに沿って焦点を移動させるようにしてもよい。このトラックに沿って、ビームは、変化する形で（焦点位置が変わるにつれて連続的又は段階的に変化するフィルタ特性で）フィルタ処理されるようにしてもよい。
【００７２】
図４は、本発明の他の模範的実施例によるフィルタリング装置２０４によるデュアル焦点幾何学構造の概略図を示している。ここでは、焦点位置の切り換え方向は、矢印２０７により象徴的に表わされるように、アノードディスク２０１の回転軸に平行にしてなされる。
【００７３】
図４から分かるように、焦点が位置２０３にあるとき、放射ビーム２０８は、フィルタ２０４を通過する。一方、焦点が位置２０２にあるとき、対応の放射ビーム２０９は、フィルタ２０４を通過せず、検出器１０８においてフィルタ処理されない測定データをもたらすことになる。
【００７４】
図５は、人の頭骨とヨウ素造影剤の充填されたフレキシブルな管によるファントム研究の概略図を示している。図５の左の部分１は、フレキシブルな管１５，３０，６０，１５０とともに疑似頭部を示している。管１５には、１５ｍｇ／ｍｌ濃度のヨウ素造影剤が充填され、管３０には３０ｍｇ／ｍｌ濃度のヨウ素造影剤が充填され、管６０には６０ｍｇ／ｍｌ濃度のヨウ素造影剤が充填され、管１５０には、１５０ｍｇ／ｍｌ濃度のヨウ素造影剤が充填される。
【００７５】
図５の第２の部分２は、フィルタリング装置なしで得られる疑似頭部の復元画像を示している。図５の第３の部分は、フィルタリング装置（したがって図３又は図４の焦点位置２０２に対応する）としての９ｍｍ厚さの銅プレートを用いて装備された疑似頭部の復元画像を示している。
【００７６】
さらに、図５の最も右の部分４は、本発明の模範的実施例により得られる復元された差の画像を示している。３０ｍｇ／ｍｌ濃度のヨウ素造影剤を伴う管３０の視認性は、（セクション２及び３の画像と比較して）復元される差の画像のこのボリューム変換表示において大幅に改善される。
【００７７】
図６は、関心対象のデュアルスペクトル検査を行う本発明による模範的方法のフローチャートを示している。この方法は、第１の焦点位置において焦点を有するＸ線ビームのようなビームの放出を伴うステップ１で開始する。そして、ステップ２において、放射ビームがフィルタ処理される。ステップ３において、フィルタ処理されたビームは、第１の焦点位置において焦点を有するものであり、検出されて、フィルタ処理された第１のスペクトル測定データをもたらす。
【００７８】
ステップ４において、焦点は、第１の焦点位置から第２の焦点位置に切り換えられる。その後、ステップ５において、第２の焦点位置において焦点を有しフィルタを通過しないフィルタ処理されていないビームが検出され、フィルタ処理されていない第２のスペクトル測定データをもたらす。
【００７９】
この第２のデータは、同じ取り込み期間において第１のスペクトル測定データの取り込みの直後に取り込まれる。
【００８０】
ステップ６において、第１のスペクトル測定データと第２のスペクトル測定データとの間の差が判定される。そして、ステップ７において、関心対象の画像の復元は、この差に基づいて行われる。
【００８１】
これは、当該差のスペクトル設定値が１つの取込期間において適用されるので、全体の取込時間の縮減をもたらしうる。
【００８２】
図７は、本発明による方法の模範的実施例を実行する本発明によるデータ処理装置４００の模範的実施例を示している。図７に示されるデータ処理装置４００は、患者又は鞄の品目のような関心対象を示す画像を記憶するためのメモリ４０２に接続される中央処理ユニット（ＣＰＵ）又は画像プロセッサ４０１を有する。データプロセッサ４０１は、ＣＴ装置のような複数の入力／出力ネットワーク又は診断装置に接続されることが可能である。データプロセッサ４０１はさらに、データプロセッサ４０１において計算又は適合された情報又は画像を表示するために例えばコンピュータモニタなどの表示装置４０３に接続されるようにすることができる。オペレータ又はユーザは、キーボード４０４及び/又は図７には示されない他の出力装置を介してデータプロセッサ４０１と対話動作することができる。
【００８３】
さらに、バスシステム４０５を介して、画像処理及び制御プロセッサ４０１を、例えば、関心対象の動きを監視する動きモニタに接続することもできる。例えば、患者の胸が画像形成される場合、この動きセンサは、呼気センサとすることができる。心臓が画像形成される場合、この動きセンサを心電計とすることができる。
【００８４】
本発明の模範的実施例は、ＣＴスキャナコンソール、画像形成ワークステーション又はＰＡＣＳワークステーションへのソフトウェアオプションとして販売されるようにしてもよい。
【００８５】
なお、「有する」なる文言は、他の要素又はステップを排除するものではなく、「１つの」又は「１の」なる文言は複数を排除しない。また、異なる実施例に関連して説明した要素を組み合わせてもよい。
【００８６】
請求項における参照符号は、請求項の範囲を限定するものと解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の模範的実施例による検査装置の簡単化した概略図。
【図２】本発明の他の模範的実施例による検査装置の簡単化した概略図。
【図３】本発明の模範的実施例によるフィルタリング装置を伴うデュアル焦点幾何学的構造の概略図。
【図４】本発明の他の模範的実施例によるフィルタリング装置を伴うデュアル焦点幾何学的構造を示す図。
【図５】本発明による画質の改善を表すファントム研究の概略図。
【図６】本発明による模範的方法のフローチャートを示す図。
【図７】本発明による方法の模範的実施例を実行するための本発明による画像処理装置の模範的実施例を示す図。
【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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【国際調査報告】
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