(57)【要約】  本発明は、Ｘ線システム３６のＸ線管１０のステータスを決定するためのデバイス３４及び方法７０に関係する。Ｘ線管のエージング及び／又は損耗に起因して、Ｘ線管により供給されるＸ線放射３０のスペクトルは、Ｘ線管の動作時間がたつにつれて変化する。本発明は、それゆえに、Ｘ線システムのＸ線検出器構成部３２によって検出される、スペクトル的に異なる値を評価することを提案する。検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる基準値４４による、Ｘ線管の基準状態を表す基準データセット、及び、複数のスペクトル的に異なる作動値４６による、Ｘ線管のエージングされた状態を表す作動データセットが、Ｘ線管のアノード１６により放出される源Ｘ線放射２６に影響を及ぼす濾過材料に対する等価濾過関数を決定するために使用される。したがって、濾過関数は、Ｘ線管の状態、かくして、ステータスを決定するための根拠を供給する、濾過に対して使用されている材料、及び／又は、その材料の長さに関する情報を供給する。
2019503039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力インターフェイスと、
出力インターフェイスと、
処理ユニットと、
を備える、Ｘ線システムのＸ線管のステータスを決定するためのデバイスであって、
前記入力インターフェイスは、前記Ｘ線システムのあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、前記Ｘ線管の検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる基準値を表す基準データセットを受信し、
前記入力インターフェイスは、前記Ｘ線システムの同一のあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、前記Ｘ線管の検出される前記Ｘ線放射の、複数のスペクトル的に異なる作動値を表す作動データセットを受信し、前記Ｘ線管の使用によりもたらされるＸ線濾過が、前記Ｘ線管のＸ線放射経路で付与され、
前記処理ユニットは、前記基準データセット及び前記作動データセットに基づいて、前記Ｘ線濾過を指示する、前記Ｘ線管の前記Ｘ線放射に対する濾過関数を決定し、
前記処理ユニットは、前記Ｘ線管のステータスを、前記濾過関数に基づいて決定し、
前記出力インターフェイスは、前記Ｘ線管の前記ステータスを、さらなる目的のために供給し、
前記処理ユニットは、前記濾過関数に基づいて、吸収スペクトルを決定し、前記処理ユニットは、前記Ｘ線管の前記ステータスを、前記吸収スペクトルに基づいて決定する、
デバイス。
【請求項２】
前記処理ユニットは、前記濾過関数に基づいて、吸収長を決定し、前記処理ユニットは、前記Ｘ線管の前記ステータスを、前記吸収長に基づいて決定する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記処理ユニットは、前記基準データセットと前記作動データセットとの比、又はその逆の比に対応する、さらなるデータセットを決定し、前記処理ユニットは、前記濾過関数を、前記さらなるデータセットに基づいて決定する、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記処理ユニットは、前記濾過関数に基づいて、吸収材料を決定し、前記処理ユニットは、前記Ｘ線管の前記ステータスを、前記吸収材料に基づいて決定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
Ｘ線管と、
Ｘ線検出器構成部と、
Ｘ線システムコントローラと、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のデバイスと、
を備えるＸ線システムであって、
前記Ｘ線システムコントローラは、前記Ｘ線システムを制御スキームによって制御する、
Ｘ線システム。
【請求項６】
前記Ｘ線検出器構成部は、複数のスペクトル的に異なる作動値を結果的に生じさせる前記制御スキームのもとで、前記Ｘ線管のＸ線放射を検出する、請求項５に記載のＸ線システム。
【請求項７】
前記Ｘ線システムコントローラは、基準値を検出するために付与される異なるＸ線管電圧に対応する異なるＸ線管電圧が、引き続いて前記作動値を検出するために付与されるように、前記制御スキームによって、前記Ｘ線システムを制御する、請求項６に記載のＸ線システム。
【請求項８】
前記Ｘ線検出器構成部は、複数のＸ線検出器層を備え、前記Ｘ線システムコントローラは、各々のＸ線検出器層が前記作動値の１つを表す検出器サブ信号を供給するように、異なる実効応答を前記Ｘ線検出器層が含む、前記制御スキームによって、前記Ｘ線システムを制御する、請求項６又は７に記載のＸ線システム。
【請求項９】
前記Ｘ線検出器構成部は、個々のＸ線光子を検出し、その光子エネルギーを推定し、及び、各々がエネルギー区間を表すそれぞれのエネルギービン内でこれらの光子を計数する、エネルギー弁別を伴う光子計数検出器を備える、請求項６乃至８のいずれか一項に記載のＸ線システム。
【請求項１０】
Ｘ線システムのＸ線管のステータスを決定するための方法であって、
ａ）前記Ｘ線システムのあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、前記Ｘ線管の検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる基準値を表す基準データセットを供給するステップと、
ｂ）前記Ｘ線システムの同一のあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、前記Ｘ線管の検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる作動値を表す作動データセットを供給するステップであって、前記Ｘ線管の使用によりもたらされるＸ線濾過が、前記Ｘ線管の前記Ｘ線放射経路で付与される、供給するステップと、
ｃ）前記基準データセット及び前記作動データセットに基づいて、前記Ｘ線濾過を指示する、前記Ｘ線管の前記Ｘ線放射に対する濾過関数を決定し、前記濾過関数に基づいて吸収スペクトルを決定するステップと、前記Ｘ線管のステータスを、前記吸収スペクトルに基づいて決定するステップと、
ｄ）前記Ｘ線管のステータスを、前記濾過関数に基づいて決定するステップと、
ｅ）前記Ｘ線管の前記ステータスを、さらなる目的のために供給するステップと
を有する、方法。
【請求項１１】
処理ユニットにより実行されているときに、請求項１０に記載の方法のステップを遂行する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＸ線システムを制御するためのコンピュータプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のコンピュータプログラムを記憶した、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線システムのＸ線管のステータスを決定するためのデバイス及び方法、デバイスを備えるＸ線撮像システム、コンピュータプログラム要素、並びにコンピュータ可読媒体に関係する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線システムは、Ｘ線放射を供給するためのＸ線管を備える。Ｘ線放射は、撮像されることになる物体を通過することができる。物体を通過するＸ線放射は、その後、物体の画像を生成するために、Ｘ線検出器に衝突することができる。Ｘ線システムは、手術室環境で、又は、放射線医学診断のために使用される。しかしながら、Ｘ線システムは、他の目的のためにも使用される。
【０００３】
Ｘ線管は、使用の間に損耗を免れず、そのことによって、Ｘ線管により供給されるＸ線放射への影響が結果的に生じる。Ｘ線管の損耗の増大とともに、Ｘ線管の故障確率もまた増大する。Ｘ線管の故障は、特に、Ｘ線管を、対応するＸ線システムによってＸ線撮像を遂行するために使用している間に、故障が発生する場合、きわめて望ましくない。それゆえに、Ｘ線管の状態を指示する、Ｘ線管のステータス（状況）を供給することが望ましい。
【０００４】
独国特許ＤＥ１０３３８６９３Ｂ３は、Ｘ線源の寿命を推定するための方法に関係する。Ｘ線源により供給されるＸ線放射は、Ｘ線しきい値の値と比較され、その結果は、Ｘ線源の残りの寿命を決定するために使用される。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１３／００８３９０１（Ａ１）号は、Ｘ線アノードの損耗を決定するための方法及びデバイスを開示している。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１４／０１７７８１０（Ａ１）号は、Ｘ線管でのアノード対象物濾過を推定及び補償するためのシステム及び方法を開示している。
【０００７】
国際特許公開ＷＯ２０１５／０３２６６４Ａ１は、回転アノードの焦点スポット区域の表面を変える電子ビームの作用により、経年劣化の補正を可能とする、Ｘ線管ハウジングアセンブリを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｘ線システムのＸ線管の状態に関する、向上した予測を供給する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、独立請求項の主題により解決され、さらなる実施形態が、従属請求項に組み込まれている。本発明の、以下の説明する態様は、さらにはデバイス、システム、方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に対して適用されるということに注目すべきである。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、入力インターフェイスと、出力インターフェイスと、処理ユニットとを備える、Ｘ線システムのＸ線管のステータスを決定するためのデバイスが提供される。入力インターフェイスは、Ｘ線システムのあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、Ｘ線管の検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる基準値を表す基準データセットを受信するように構成される。入力インターフェイスは、Ｘ線システムの同一のあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、Ｘ線管の検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる作動値を表す作動データセットを受信するように構成され、Ｘ線管の使用によりもたらされるＸ線濾過が、Ｘ線管のＸ線放射経路で付与される。処理ユニットは、基準データセット及び作動データセットに基づいて、Ｘ線濾過を指示する、Ｘ線管のＸ線放射に対する濾過関数を決定するように構成される。処理ユニットは、Ｘ線管のステータスを、濾過関数に基づいて決定するように構成される。出力インターフェイスは、Ｘ線管のステータスを、さらなる目的のために供給するように構成される。処理ユニットは、濾過関数に基づいて、吸収スペクトルを決定するように構成され、処理ユニットは、Ｘ線管のステータスを、吸収スペクトルに基づいて決定するように構成される。
【００１１】
例えば、スペクトル的に異なる値は、Ｘ線放射の異なるエネルギーサブスペクトルでのエネルギーを指示する、又は表す。実例として、セットの１つの値は、例えば８０ｋＶｐの、第１のＸ線管電圧での、検出されるＸ線放射を表し、同一のセットのさらなる値は、例えば１４０ｋＶｐの、第２のＸ線管電圧での、検出されるＸ線放射を表す。
【００１２】
例えば、制御スキームは、Ｘ線システムに対する、特にＸ線管に対するセッティングに、及び／又は、Ｘ線システムに対する動作計画に関係する。
【００１３】
例えば、基準値及び作動値は、異なる時間に取得され、Ｘ線システムは、制御スキームによって各々の時間に制御される。かくして、Ｘ線システムに対する同一のセッティング、及び／又は、同一の動作計画が、Ｘ線システムに適用される。
【００１４】
さらなる例では、基準値は、Ｘ線管が新しい、又は基準状態を有するときの、検出されるＸ線放射の値を指示する。
【００１５】
さらなる例では、作動値は、Ｘ線システムの使用の後に、特に、Ｘ線管の、及び／又は、Ｘ線システムの所定の動作時間の後に検出される。
【００１６】
例えば、Ｘ線濾過は、Ｘ線管の使用の間に蓄積される、及び、Ｘ線管のＸ線放射経路に配置される、Ｘ線濾過材料によりもたらされる。Ｘ線管のＸ線放射経路は、Ｘ線管のアノードと、Ｘ線管の出力窓の外部表面との間の経路である。
【００１７】
例えば、Ｘ線濾過は、アノードでのヒール効果、出力窓での材料濾過、及び／又は、損耗に起因する任意の濾過に関係する。濾過は、カソード、アノード、アノードの軸受のエージング、及び／又は、Ｘ線管の任意の他の損耗に起因する。
【００１８】
例えば、基準データセットは、特に、デバイスの一部分である記憶手段により、デバイスの入力インターフェイスに供給される。
【００１９】
効果として、作動データセットは、特に、Ｘ線管のエージング又は損耗に起因する濾過材料による、濾過を受けた、検出されるＸ線放射のスペクトルを指す。
【００２０】
さらなる効果として、基準データセットにより指示される基準スペクトルと、作動データセットにより指示される作動スペクトルとの間の差は、濾過と等価である。したがって、濾過関数、好ましくは、実際の濾過関数に対する推定は、基準データセット及び作動データセットに基づいて決定される。
【００２１】
さらなる効果として、濾過関数は、Ｘ線濾過の種類又はタイプに依存する。例えば、アノード材料濾過、特にタングステン材料濾過は、カソード材料濾過とは異なる濾過関数をもたらすことができる。
【００２２】
さらなる例では、Ｘ線管のステータスは、Ｘ線濾過のタイプ、及び／又は、Ｘ線濾過の程度に基づいて決定される。
【００２３】
効果として、濾過関数は、Ｘ線管のステータスを決定するための良好な根拠を供給するものであり、なぜならば、濾過関数によって、Ｘ線管の、損耗、及び／又は、任意の他のエージングを、より精密に決定することが可能となるからである。
【００２４】
上記で説明したように、本発明では、処理ユニットは、濾過関数に基づいて、吸収スペクトルを決定するように構成され、処理ユニットは、Ｘ線管のステータスを、吸収スペクトルに基づいて決定するように構成される。
【００２５】
例えば、スペクトルはエネルギースペクトルを指す。
【００２６】
例えば、濾過は吸収スペクトルをもたらし、その吸収スペクトルが、Ｘ線管のステータスを決定するための根拠として、又は、その根拠の一部分として役立つ。
【００２７】
例えば、エネルギー分解測定が、式のセットによってモデリングされ、各々の式
【数１】
2019503039.tif 000003
は、１つの検出器応答の推定であり、ここで、
ｄｉは、測定ｉの予想される検出器信号に関係し、
Ｉｉは、測定ｉのｘ線管電流に関係し、
Ｒｉ（Ｅ）は、測定ｉに対する放出スペクトル（知られていないフィルタ効果を伴わない）に関係し、
Ｄｉ（Ｅ）は、測定ｉに対するスペクトル的な検出器応答に関係し、
Ｆｉ（Ｅ）は、測定ｉに対するオプション的な濾過スペクトルに関係し、
Ｌは、知られていないフィルタ材料の長さに関係し、
ｓ（Ｅ）は、知られていないものの吸収スペクトルに関係する。
【００２８】
例えば、このモデル、及び、検出器測定
【数２】
2019503039.tif 000004
のセットによって、吸収スペクトル及び／又は吸収長が決定される。
【００２９】
効果として、吸収スペクトルは、所定の濾過、特に、濾過のタイプ、及び／又は、濾過の程度を指示し、そのことによって、Ｘ線管の状態に関する、かくして、ステータスに関する、向上した推定が可能となる。
【００３０】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、処理ユニットは、濾過関数に基づいて、吸収長を決定するように構成され、処理ユニットは、Ｘ線管のステータスを、吸収長に基づいて決定するように構成される。
【００３１】
効果として、濾過に影響を及ぼす吸収長は、Ｘ線管のステータスの決定のための良好な根拠を供給する。
【００３２】
例えば、濾過はさらには、Ｘ線管のＸ線放射経路に配置される、濾過材料の吸収長に対応する。それゆえに、吸収長は、Ｘ線管のステータスを決定するための根拠として、又は、その根拠の一部分として役立つ。
【００３３】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、処理ユニットは、基準データセットと作動データセットとの比、又はその逆の比に対応する、さらなるデータセットを決定するように構成され、処理ユニットは、濾過関数を、さらなるデータセットに基づいて決定するように構成される。
【００３４】
効果として、さらなるデータセットは、Ｘ線束非依存であり、かくして、濾過関数を決定するための良好な根拠を供給する。
【００３５】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、処理ユニットは、濾過関数に基づいて、吸収材料を決定するように構成され、処理ユニットは、Ｘ線管のステータスを、吸収材料に基づいて決定するように構成される。
【００３６】
効果として、濾過はさらには、濾過をもたらす吸収材料に対応することができ、その吸収材料がさらには、Ｘ線管のステータスを決定するための良好な根拠として、又は、その根拠の一部分として役立つ。
【００３７】
例えば、油又は鉛を吸収材料として決定することは、特に、Ｘ線管の使用を中断することをもたらす、Ｘ線管の故障を指示する。かくして、所定の吸収材料をそのようなものとして決定することは、Ｘ線管のステータスを決定するための根拠を供給する。
【００３８】
本発明の第２の態様によれば、Ｘ線管と、Ｘ線検出器構成部と、Ｘ線システムコントローラと、上記で説明したようなデバイスとを備えるＸ線システムが提供される。Ｘ線システムコントローラは、Ｘ線システムを制御スキームによって制御するように構成される。
【００３９】
例えば、Ｘ線システムは、Ｘ線撮像システムとして構成される。
【００４０】
例えば、Ｘ線システムコントローラは、Ｘ線システムを、制御スキームによる、Ｘ線システムに対する、特にＸ線管に対する、あらかじめ規定されたセッティングによって制御するように、及び／又は、Ｘ線システムを、制御スキームによる動作計画によって制御するように構成される。
【００４１】
効果として、基準データセット及び作動データセットは、等価の状態のもとで取得される。
【００４２】
本発明によるシステムの例示的な実施形態によれば、Ｘ線検出器構成部は、複数のスペクトル的に異なる作動値を結果的に生じさせる制御スキームのもとで、Ｘ線管のＸ線放射を検出するように構成される。
【００４３】
効果として、Ｘ線検出器構成部は、作動値及び／又は作動データセットを、デバイスの入力インターフェイスに供給することができる。
【００４４】
本発明によるシステムのさらなる例示的な実施形態によれば、Ｘ線システムコントローラは、基準値を検出するために付与される異なるＸ線管電圧に対応する異なるＸ線管電圧が、引き続いて作動値を検出するために付与されるように、制御スキームによって、Ｘ線システムを制御するように構成される。
【００４５】
効果として、複数のスペクトル的に異なる作動値が検出され、各々のＸ線管電圧で、少なくとも１つの対応する作動値が検出される。
【００４６】
効果として、作動値は、エネルギースペクトルの異なる値を表す。
【００４７】
本発明によるシステムのさらなる例示的な実施形態によれば、Ｘ線検出器構成部は、複数のＸ線検出器層を備え、Ｘ線システムコントローラは、各々のＸ線検出器層が、作動値の１つを表す検出器サブ信号を供給するように、異なる実効応答をＸ線検出器層が含む、制御スキームによって、Ｘ線システムを制御するように構成される。
【００４８】
例えば、実効応答は、検出されることになるＸ線放射に関する、対応するエネルギー感度に関係する。
【００４９】
効果として、エネルギー分解測定が提供される。
【００５０】
例えば、Ｘ線検出器層は、特にＸ線放射のエネルギーに関しての、Ｘ線放射を検出する、それらのＸ線検出器層の能力において異なる。
【００５１】
効果として、Ｘ線検出器構成部は、Ｘ線管のＸ線放射を、等価の状態のもとで、基準データセット及び作動データセットに関して検出するための、信頼性の高い根拠を供給するように構成される。
【００５２】
本発明によるシステムの例示的な実施形態によれば、Ｘ線検出器構成部は、個々のＸ線光子を検出し、その光子の光子エネルギーを推定し、及び、各々がエネルギー区間を表すそれぞれのエネルギービン内でこれらの光子を計数するように構成される、エネルギー弁別を伴う光子計数検出器を備える。
【００５３】
例えば、エネルギービンは、推定される光子エネルギーに適合する。
【００５４】
効果として、分解されるエネルギーを伴うＸ線放射を検出することが簡単にされる。
【００５５】
本発明の第３の態様によれば、
ａ）Ｘ線システムのあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、Ｘ線管の検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる基準値を表す基準データセットを供給するステップと、
ｂ）Ｘ線システムの同一のあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、Ｘ線管の検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる作動値を表す作動データセットを供給するステップであって、Ｘ線管の使用によりもたらされるＸ線濾過が、Ｘ線管のＸ線放射経路で付与される、供給するステップと、
ｃ）基準データセット及び作動データセットに基づいて、Ｘ線濾過を指示する、Ｘ線管のＸ線放射に対する濾過関数を決定するステップと、
ｄ）Ｘ線管のステータスを、濾過関数に基づいて決定するステップと、
ｅ）Ｘ線管のステータスを、さらなる目的のために供給するステップと
を有する、Ｘ線システムのＸ線管のステータスを決定するための方法が提供される。
【００５６】
本発明の第４の態様による、処理ユニットにより実行されているときに、上記で説明したような方法のステップを遂行するように適応させられる、上記で説明したようなデバイス又はシステムを制御するためのコンピュータプログラム要素が提供される。
【００５７】
本発明の第５の態様によれば、コンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体が提供される。
【００５８】
本発明の態様によれば、Ｘ線システムのＸ線管のステータスを決定するためのデバイス及び方法が提供される。Ｘ線管は通常、カソードと、アノードとを備える。アノード及びカソードは、Ｘ線管の気密チャンバ内に配置される。アノードにより放出されるＸ線放射は、チャンバの側壁での出力窓を通過し、そのことによって、Ｘ線管により供給されるＸ線放射が結果的に生じる。Ｘ線システムは、Ｘ線検出器構成部をさらに備える。Ｘ線管により供給されるＸ線放射の少なくとも一部分は、Ｘ線検出器構成部に向けられる。かくして、撮像されることになる物体は、目的を撮像するために、Ｘ線管とＸ線検出器構成部との間に置かれる。
【００５９】
Ｘ線管のエージング及び／又は損耗に起因して、Ｘ線管により供給されるＸ線放射のスペクトルは、Ｘ線管の動作時間がたつにつれて変化する。Ｘ線管により供給されるＸ線放射のスペクトルの変化は、Ｘ線管の出力窓上に配されるタングステンによりもたらされる。アノードは、少なくとも部分的に、タングステンで作製される。カソードの重い電子衝撃のもとで、一部のタングステンは、アノードから脱することができる。この脱したタングステン原子の一部は、Ｘ線管の出力窓上に配される。さらに、アノード表面は、タングステン原子が脱することに起因して、粗く、又は、より粗くなる。このことは、いわゆるヒール効果として知られている。前に説明したような両方の態様は、Ｘ線管により供給されるＸ線放射のスペクトルを変化させるものであり、なぜならば、出力窓上に配されるタングステン、及び、アノードの粗い表面は、アノードにより放出される源Ｘ線放射が、特に直接アノードの表面でのタングステンを、及び／又は、出力窓でのタングステンを越えることをもたらすからであり、そのことは、タングステン濾過と等価である。かくして、Ｘ線管のエージングの増大とともに、タングステン濾過が、さらには増大し、かくして、Ｘ線管により供給されるＸ線放射のスペクトルを変化させることをもたらす。
【００６０】
さらに、アノードは、回転アノードとして構成され、アノードは、Ｘ線管のケーシングで軸受によって装着される。特に、軸受は、液体金属、特にガリウムインジウムスズを使用する、スパイラルグルーブ軸受である。軸受での液体金属の漏れが、出力窓での液体金属の堆積物をもたらす。やはり、Ｘ線管により供給されるＸ線放射の出力スペクトルは、液体金属により引き起こされ、そのことは、液体金属濾過と等価である。
【００６１】
さらに、特にカテーテルからの、Ｘ線管の損耗が、同様の効果、並びに、それぞれの濾過、及びそれゆえに、Ｘ線管により供給されるＸ線放射の出力スペクトルの変化をもたらす。
【００６２】
本発明は、それゆえに、Ｘ線システムのＸ線検出器構成部によって検出される、スペクトル的に異なる値の評価に関係する。詳細には、検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる基準値を表す基準データセット、及び、複数のスペクトル的に異なる作動値を表す作動データセットが、Ｘ線管のアノードにより放出される源Ｘ線放射に付与される濾過を決定するために使用される。この点で、濾過、特に、濾過に対する材料、及び／又は、Ｘ線管のアノードと、Ｘ線検出器構成部との間のＸ線放射経路の方向での、その材料の長さを表す、濾過関数が決定される。したがって、濾過関数は、Ｘ線管の状態を決定するための根拠を供給する、濾過に対して使用されている材料、及び／又は、その材料の長さに関する情報を供給する。例えば、タングステンが出力窓上に堆積させられる場合、Ｘ線管により供給されるＸ線放射のスペクトルは変化させられるが、そのスペクトルは、堆積物の厚さに依存し、それゆえに、タングステン材料の長さに依存する。Ｘ線管が、さらなる使用に対する状態にあるか、それとも、メンテナンスに対する状態にあるかを評価するために、濾過関数が、Ｘ線管のステータスを決定するために使用される。同様の評価が、Ｘ線放射の他の濾過に対して履行される。実例として、軸受の液体金属が濾過をもたらす事例では、Ｘ線管の状態は、メンテナンスに対する状態と評価される。
【００６３】
Ｘ線システムは、Ｘ線システム、特にＸ線管を制御するように構成される、Ｘ線システムコントローラを備える。それゆえに、Ｘ線システムは、スペクトル的に異なる基準値、及び、スペクトル的に異なる作動値を検出するために、類するような様式で制御される。スペクトル的に異なる基準値は、Ｘ線システムのあらかじめ規定された状態で、特に、新しく組み立てられるときに決定される。それゆえに、複数のスペクトル的に異なる基準値を表す、対応する基準データセットは、Ｘ線システムの記憶手段に記憶される。スペクトル的に異なる作動値は、好ましくは、時間のそれぞれの期間でのＸ線管のステータスを評価するために、Ｘ線管のあらかじめ規定された動作区間で検出される。したがって、スペクトル的に異なる作動値は、検出されるときの、かくして、それぞれの動作区間での、Ｘ線管の状態を指す。その結果、Ｘ線管のステータスは、そのＸ線管の使用の間に観測される。
【００６４】
本発明のこれら及び他の態様は、本明細書で以降説明する実施形態から明らかになり、それらの実施形態を参照して明確にされる。
【００６５】
本発明の例示的な実施形態を、以下の図面を参照して、以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】Ｘ線管及びＸ線検出器構成部を概略的に図解する図である。
【図２】本発明による１つの例示的な実施形態でのデバイスを概略的に図解する図である。
【図３】本発明によるデバイスのさらなる実施形態を概略的に図解する図である。
【図４】スペクトル線図を概略的に図解する図である。
【図５】本発明によるＸ線システムの例を概略的に図解する図である。
【図６】Ｘ線検出器構成部の第１の実施形態を概略的に図解する図である。
【図７】Ｘ線検出器構成部の第２の実施形態を概略的に図解する図である。
【図８】本発明による方法のステートフローチャートを概略的に図解する図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１は、Ｘ線管１０を概略的に図解する。Ｘ線管１０はハウジング１２を備え、ハウジング１２はチャンバ１４を形成する。Ｘ線管１０は、アノード１６と、カソード１８とをさらに備える。アノード１６及びカソード１８は、チャンバ１４内に少なくとも部分的に配置される。アノード１６は、駆動シャフト２０に結合される。駆動シャフト２０は、Ｘ線管１０の駆動装置２２に属する。駆動装置２２は、アノード１６を回転させるように構成される。駆動装置２２は、駆動シャフト２０が回転可能であるように、軸受を備える。動作中、電位が、カソード１８及びアノード１６にわたって付与される。さらに、カソード１８は、動作温度に加熱される。そのうえに、動作の間、アノード１６は回転させられる。電位、及び、カソード１８が好ましく加熱されることに起因して、カソード１８は電子を放出し、それらの電子は、カソード１８とアノード１６との間の間隙を越える。放出される電子は、アノード１６に焦点スポット２４でぶつかり、そのことにより、源Ｘ線放射２６を生成する。源Ｘ線放射２６は、Ｘ線管１０の出力窓２８に、少なくとも部分的に向けられ、出力窓２８は、源Ｘ線放射２６により通過されるように構成される。出力窓２８を通過する源Ｘ線放射２６は、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０を形成する。
【００６８】
図１は、Ｘ線検出器構成部３２をさらに概略的に図解する。Ｘ線検出器構成部３２は、Ｘ線放射３０の少なくとも一部分が、Ｘ線検出器構成部３２の表面に衝突するように配置される。撮像されることになる対象は、Ｘ線管１０の出力窓２８と、Ｘ線検出器構成部３２との間の区域に配置される。
【００６９】
Ｘ線管は、単に図解的な目的のために、図１で概略的に示される。本発明は、Ｘ線管又はＸ線システムのタイプのいくつかに関して利用される。それゆえに、以下の論考は図１を参照するものであるが、本発明は、図１で示されるＸ線管１０に関して履行されるように制限されるものではないということを理解すべきである。
【００７０】
図２は、Ｘ線システム３６（図５で概略的に示される）のＸ線管１０のステータスを決定するための、本発明によるデバイス３４の例示的な実施形態を概略的に図解する。デバイス３４は、入力インターフェイス３８と、出力インターフェイス４０と、処理ユニット４２とを備える。入力インターフェイス３８は、Ｘ線システム３６のあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、Ｘ線管１０の検出されるＸ線放射３０の、複数のスペクトル的に異なる基準値４４を表す基準データセットを受信するように構成される。入力インターフェイス３８は、Ｘ線システム３６の同一のあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、Ｘ線管１０の検出されるＸ線放射の、複数のスペクトル的に異なる作動値４６を表す作動データセットを受信するようにさらに構成され、Ｘ線管１０の使用によりもたらされるＸ線濾過が、Ｘ線管１０のＸ線放射経路４８で付与される。処理ユニット４２は、基準データセット及び作動データセットに基づいて、Ｘ線濾過を指示する、Ｘ線管１０のＸ線放射３０に対する濾過関数を決定するように構成される。処理ユニット４２は、Ｘ線管１０のステータスを、濾過関数に基づいて決定するようにさらに構成される。出力インターフェイス４０は、Ｘ線管１０のステータスを、さらなる目的のために供給するように構成される。
【００７１】
例えば、あらかじめ規定された制御スキームは、Ｘ線システム３６の、特にＸ線管１０の、あらかじめ規定されたセッティングを、及び／又は、Ｘ線システム３６に対する、特にＸ線管１０に対する、あらかじめ規定された動作計画を指す。Ｘ線管１０に対するあらかじめ規定されたセッティングは、カソード１８とアノード１６との間の電位に関係する。さらに、Ｘ線管１０のあらかじめ規定されたセッティングは、アノード１６の回転速度を指す。そのうえに、Ｘ線管１０のあらかじめ規定されたセッティングは、カソード１８とアノード１６との間の電位の波形を、特に、その波形の周波数及び／又は振幅を指す。Ｘ線管１０に対する動作計画によって、カソード１８とアノード１６との間の電位が、あらかじめ規定された時間区間に関して適応させられ、各々の時間区間に対して、Ｘ線管１０に対するあらかじめ規定されたセッティングが付与される。例えば、第１の時間区間では、第１の電位が、カソード１８とアノード１６との間に付与される。第２の時間区間では、カソード１８とアノード１６との間の、第１の電位とは異なる第２の電位が付与される。あらかじめ規定されたセッティング、及び／又は、あらかじめ規定された動作計画はさらには、Ｘ線検出器構成部３２に対する、それぞれのセッティング及び／又はサブ計画を含む。
【００７２】
Ｘ線管のステータスを決定するための合理的なデータを供給するために、制御スキームが、スペクトル的に異なる基準値４４を取得するために、及び、スペクトル的に異なる作動値４６を取得するために使用される。したがって、基準データセット及び作動データセットは、Ｘ線管１０のエージングを決定するための良好な根拠を供給するものであり、なぜならば、基準データセット及び作動データセットは、同一の制御スキームを指す同様の状態のもとで取得されるからである。
【００７３】
例えば、スペクトル的に異なる基準値４４は、あらかじめ取得される。かくして、対応する基準データセットは、Ｘ線管１０の基準状態に関係する。
【００７４】
スペクトル的に異なる作動値は、Ｘ線管１０のあらかじめ規定された動作区間で取得される。それゆえに、スペクトル的に異なる作動値４６は、Ｘ線管１０の所定の動作時間の後の、Ｘ線管１０の状態を指す。
【００７５】
例えば、スペクトル的に異なる基準値４４は、Ｘ線放射３０の異なるサブスペクトルでのエネルギーを指示する、又は表す。実例として、これらの値の１つは、カソード１８とアノード１６との間の第１の電位、実例として８０ｋＶｐでの、検出されるＸ線放射３０のエネルギーを表す。さらに、スペクトル的に異なる基準値４４のさらなる値は、カソード１８とアノード１６との間の第２の電位、実例として１４０ｋＶｐでの、対応して検出されるＸ線放射３０のエネルギーを表す。類するような様式で、スペクトル的に異なる作動値は、Ｘ線放射の異なるサブスペクトルでのエネルギーを指示する、又は表す。実例として、スペクトル的に異なる作動値４６の１つの値は、カソード１８とアノード１６との間の第１の電位での、検出されるＸ線放射３０のエネルギーを表す。スペクトル的に異なる作動値４６のさらなる値は、カソード１８とアノード１６との間の第２の電位での、検出されるＸ線放射３０のエネルギーを表す。
【００７６】
例えば、デバイス３４は、スタンドアロンデバイスとして、又は、システム、特にＸ線システム３６の一部分として構成される。
【００７７】
例えば、アノード１６は、特に主として、タングステンで作製される。実例として、アノード１６は、タングステンを含む。電子衝撃のもとで、一部のタングステンは、アノード１６から脱することができる。電子衝撃は、焦点スポット２４での表面が粗くなることをもたらし、又は、その表面は、より粗くなる。この効果をさらには、ヒール効果と呼ぶ。電子衝撃はさらには、タングステン原子の一部が、脱すること、及び、Ｘ線管１０の出力窓２８上に堆積させられることをもたらす。かくして、アノード１６により放出される源Ｘ線放射２６は、アノード１６の焦点面２４での粗い表面での山を越えることを、及び／又は、Ｘ線管１０の出力窓２８上に堆積させられるタングステンを越えることを強いられる。両方の効果が、源Ｘ線放射２６の、濾過、特にタングステン濾過と等価であり、かくして、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０のスペクトルを変化させる。
【００７８】
例えば、Ｘ線管１０の駆動装置２２の軸受は、スパイラルグルーブ軸受により形成される。さらに、駆動装置２２の軸受は、液体金属、特にガリウムインジウムスズを含む。駆動装置２２の軸受での漏れが、Ｘ線管１０の出力窓２８での液体金属の堆積物をもたらす。出力窓２８での液体金属の堆積物は、源Ｘ線放射２６の濾過と等価であり、かくして、Ｘ線管により供給されるＸ線放射３０のスペクトルを変化させる。
【００７９】
さらなる例では、Ｘ線管１０のカソード１８は、フィラメントを含む。カソード１８のフィラメントの消磨は、Ｘ線管１０の出力窓２８でのフィラメント材料の堆積物をもたらす。例えば、フィラメントは、タングステンで作製される、又は、タングステンを含む。したがって、カソード１８のフィラメントの消磨は、源Ｘ線放射２６の、濾過、特にタングステン濾過をもたらす。カソード１８のフィラメントは、タングステン以外の材料で作製される、又は、その材料を含む。特に、カソード１８のフィラメントは、鉄（Ｆｅ）を含む。
【００８０】
したがって、Ｘ線管１０の出力窓２８で堆積させられるフィラメントは、異なる濾過をもたらす。その結果、カソード１８のフィラメントの堆積物は、源Ｘ線放射２６の濾過と等価である。
【００８１】
例えば、Ｘ線管１０、特に、チャンバ１４、及び／又は、そのチャンバ１４内に配置される要素は、ドーパント及び／又はコーティングを含む。ドーパント及び／又はコーティングがさらには、Ｘ線管１０の使用の間に損耗する。したがって、ドーパント及び／又はコーティングは、Ｘ線管１０の出力窓２８上に堆積させられる。前に解説したような、類するような様式で、ドーパント及び／又はコーティングは、源Ｘ線放射２６の濾過をもたらし、かくして、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０のスペクトルを変化させる。特に、ドーパント及び／又はコーティングは、バリウム及び／又は鉛を含む。その結果、ドーパント及び／又はコーティングの堆積物は、源Ｘ線放射２６の濾過と等価である。
【００８２】
例えば、Ｘ線管１０は、液体冷却回路を備え、対応する冷却液体は、油及び／又は鉛を含む。液体冷却回路の故障の事例では、液体、特に油は、Ｘ線管１０のチャンバ１４に入り、Ｘ線管１０の出力窓２８で堆積させられる。前に解説したような、類するような様式で、出力窓２８で堆積させられる、冷却液体、特に、対応する油及び／又は鉛は、源Ｘ線放射２６の濾過と等価であり、かくして、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０のスペクトルの変化をもたらす。
【００８３】
上記で解説したように、源Ｘ線放射２６は、Ｘ線管１０の異なる損耗に起因する、及び／又は、Ｘ線管１０の故障に起因する、濾過を免れない。かくして、基準データセットにより指示される基準スペクトルは、作動データセットにより指示される作動スペクトルとは異なる。したがって、基準データセット及び作動データセットは、Ｘ線管の損耗又は故障によりもたらされる濾過を表す濾過関数を決定するための根拠を供給する。濾過関数は、濾過によりもたらされる、作動データへの基準データの、又はその逆の変換を表す。効果として、濾過関数は、それぞれの濾過をもたらす、Ｘ線放射経路に配置される、要素又は材料の濾過を指示する。
【００８４】
さらなる効果として、濾過関数は、特に、濾過に対して原因となる材料に関する、濾過のタイプに関する情報を含む。さらに、濾過関数は、濾過の程度に関する情報、特に、基準値４４及び作動値４６で、対応して見出される値の減少を含む。さらに、濾過の程度は、濾過をもたらす材料の密度及び／又は長さに関する情報を与える。
【００８５】
さらなる効果として、Ｘ線管のステータスは、濾過関数に基づいて決定されるものであり、なぜならば、濾過関数は、濾過のタイプ及び／又は程度に関する情報を含むからである。実例として、濾過関数は、材料、及び／又は、濾過をもたらす材料の厚さに関する情報を含む。材料、及び／又は、材料の厚さに依存して、Ｘ線管の状態、かくして、ステータスは、決定及び／又は評価される。特に、Ｘ線管１０の出力窓２８でのタングステンの非常に薄い堆積物は、Ｘ線管１０の状態への小さな影響を有し、同一の材料の厚さの増大によって、特に、対応するしきい値厚さより大きいときに、Ｘ線管１０の異なる状況が、かくして、Ｘ線管１０の異なるステータスが結果的に生じる。Ｘ線管１０のステータスは、値である。しかしながら、Ｘ線管のステータスはさらには、濾過をもたらす材料、その材料の厚さ、及び／又は、その材料の密度に関する情報を含む。Ｘ線管１０のステータスが値に関係する事例では、この値は、Ｘ線管１０の状態に関する値を評価することを可能とする、あらかじめ規定された区間に関係する。
【００８６】
アノード１６により供給される源Ｘ線放射２６は、Ｘ線放射経路４８に配置される、及び、源Ｘ線放射２６の変化をもたらす、濾過材料により濾過され、そのことによって、Ｘ線管により供給されるＸ線放射３０が結果的に生じるということを想定する。さらに、濾過材料を表す実際の濾過関数の知識、及び、源Ｘ線放射信号２６に関する知識が、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０を算出するのに十分であるということを想定する。したがって、Ｘ線源放射２６、及び、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０の所有知識が、今度は、実際の濾過関数を算出するための根拠として役立つということを想定する。しかしながら、源Ｘ線放射２６は通常知られていない。しかし、基準データセットの所有知識が、Ｘ線源放射２６の近似として想定される。さらに、作動データセットが、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０の近似として役立つ。効果として、基準データセット及び作動データセットの所有知識は、Ｘ線放射経路４８に配置される濾過材料に対する、実際の濾過関数とまさに同様である、濾過関数を推定するための良好な根拠として想定される。換言すれば、源Ｘ線放射２６は知られていないので、基準データセットは、源Ｘ線放射２６に対する良好な近似であり、作動データセットは、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０に対する良好な近似であり、それゆえに、濾過関数を算出又は決定するための根拠として役立つ。
【００８７】
図３は、本発明によるデバイス３４のさらなる例示的な実施形態を概略的に図解する。
【００８８】
例えば、デバイス３４は、記憶手段５０をさらに備える。記憶手段５０は、基準データセットを記憶するように構成される。そのうえに、記憶手段５０は、基準データセットを入力インターフェイス３８に供給するように構成される。かくして、処理ユニット４２は、基準データセットを、入力インターフェイス３８を介して記憶手段５０から読み出すように構成される。
【００８９】
さらなる例では、入力インターフェイス３８は、処理ユニット４２の一部分である。かくして、処理ユニット４２は、基準データセットを記憶手段５０から直接読み出すように構成される。
【００９０】
効果として、基準データセットは、スペクトル的に異なる基準値４４の検出が、Ｘ線管１０によって、Ｘ線管１０の製造区域の外側であるときに、必ずしも履行されることにならないように、あらかじめ取得され、記憶手段５０に記憶される。代わりに、基準データセットの取得は、Ｘ線管１０の製造プロセスに統合される。したがって、スペクトル的に異なる作動値４６だけが、Ｘ線管１０のあらかじめ規定された動作区間の間に検出され、そのことによって、デバイス３４の使いやすさが増大する。
【００９１】
デバイス３４のさらなる例示的な実施形態によれば、処理ユニット４２は、濾過関数に基づいて、吸収スペクトルを決定するように構成され、処理ユニットは、Ｘ線管のステータスを、吸収スペクトルに基づいて決定するように構成される。
【００９２】
吸収スペクトルは、源Ｘ線放射２６の濾過をもたらす、特に等価の、吸収材料の吸収を指示する。換言すれば、濾過は吸収スペクトルをもたらし、その吸収スペクトルが、Ｘ線管１０のステータスを決定するための根拠として、又は、その根拠の一部分として役立つ。
【００９３】
例えば、エネルギー分解測定が、式のセットによってモデリングされ、各々の式
【数３】
2019503039.tif 000005
は、１つの検出器応答の推定であり、ここで、
ｄｉは、測定ｉの予想される検出器信号に関係し、
Ｉｉは、測定ｉのｘ線管電流に関係し、
Ｒｉ（Ｅ）は、測定ｉに対する放出スペクトル（知られていないフィルタ効果を伴わない）に関係し、
Ｄｉ（Ｅ）は、測定ｉに対するスペクトル的な検出器応答に関係し、
Ｆｉ（Ｅ）は、測定ｉに対するオプション的な濾過スペクトルに関係し、
Ｌは、知られていないフィルタ材料の長さに関係し、
ｓ（Ｅ）は、知られていないものの吸収スペクトルに関係する。
【００９４】
例えば、このモデル、及び、検出器測定
【数４】
2019503039.tif 000006
のセットによって、吸収スペクトル及び／又は吸収長が決定される。
【００９５】
例えば、吸収長は、吸収材料の物理長に必ずしも関係しない。特に、吸収は、仮想又は等価濾過に関係し、かくして、吸収長は、等価濾過をもたらす、Ｘ線放射経路４８に配置される仮想要素に関係する、材料の長さ、又は、材料の厚さに関係する。
【００９６】
図４は、Ｘ線放射の変化に基づく、Ｘ線管１０のエージングを概略的に図解する。横座標は、Ｘ線管１０の出力窓２８上に配置される吸収材料の長さ又は深さを例示的に指示する。Ｘ線管の製造の後、出力窓２８上に配置される吸収材料は、ない、又は、ほとんどない。かくして、長さ又は深さはゼロである。したがって、スペクトル的に異なる基準値４４が、図４で示される線図に配置され、横座標は値ゼロを示す。第１の基準値４４ａ、及び、第２の基準値４４ｂが、適宜検出される。
【００９７】
Ｘ線管１０を使用する後、損耗又はエージングが、Ｘ線管１０で発生する。対応して、及び、例として解釈されるように、タングステンが、Ｘ線管１０の出力窓２８上に堆積させられる。したがって、対応する濾過材料の深さ又は長さが増大する。かくして、さらなる検出ステップが、作動値４６を取得するために履行される。第１の作動値４６ａ、及び、第２の作動値４６ｂが、０．０１５の値を有する濾過材料の深さ又は長さに対応して、図４で例示的に示される。各々のデータセットの値は、カソード１８とアノード１６との間の異なる電位を指す。
【００９８】
例えば、基準データセット及び作動データセットに対応する、以前に解説した値は、式の２つのセットをモデリングするために使用され、各々の式は、上記で解説した式に関係する。これらの２つの式を確立したならば、知られていない濾過材料の長さが算出される。さらに、さらには式のセットに基づいて決定される吸収スペクトルが、さらには、吸収材料を決定するための根拠として役立つ。
【００９９】
本発明によるデバイスの例示的な実施形態によれば、処理ユニット４２は、濾過関数に基づいて、吸収長を決定するように構成され、処理ユニット４２は、Ｘ線管１０のステータスを、吸収長Ｌに基づいて決定するように構成される。
【０１００】
例えば、濾過はさらには、濾過材料の吸収長に対応し、その吸収長はさらには、Ｘ線管１０のステータスを決定するための根拠として、又は、その根拠の一部分として役立つ。
【０１０１】
本発明のデバイス３４のさらなる例示的な実施形態によれば、処理ユニット４２は、濾過関数に基づいて、吸収材料を決定するように構成され、処理ユニット４２は、Ｘ線管１０のステータスを、吸収材料に基づいて決定するように構成される。
【０１０２】
例えば、濾過はさらには、濾過に対する吸収材料に対応し、その吸収材料はさらには、Ｘ線管１０のステータスを決定するための根拠として、又は、その根拠の一部分として役立つ。
【０１０３】
効果として、特定の材料が、異なって評価され、Ｘ線管１０の異なるステータスをもたらす。実例として、吸収が油又は鉛によりもたらされる場合、ステータスの決定は、タングステンを吸収材料として決定することとは異なる。
【０１０４】
本発明によるデバイス３４の例示的な実施形態によれば、処理ユニット４２は、基準データセットと作動データセットとの比、又はその逆の比に対応する、さらなるデータセットを決定するように構成され、処理ユニット４２は、濾過関数を、さらなるデータセットに基づいて決定するように構成される。
【０１０５】
効果として、比、かくして、さらなるデータセットは、束非依存であり、そのことから、濾過関数を推定するための良好な根拠を供給する。対応する比値５２、５４が、図４で概略的に図解される。
【０１０６】
図５は、本発明によるＸ線システム３６の例示的な実施形態を概略的に図解する。Ｘ線システム３６は、Ｘ線管１０と、Ｘ線検出器構成部３２と、Ｘ線システムコントローラ５６と、上記で解説したようなデバイス３４とを備える。Ｘ線システムコントローラ５６は、Ｘ線システム３６を制御スキームによって制御するように構成される。
【０１０７】
ここでは繰り返すことなく、デバイス３４を参照して提供される、すべての例及び解説は、さらには、Ｘ線システム３６により実施されているものとして意図されるべきものであるということが理解される。したがって、デバイス３４によって実現される利点及び／又は効果は、さらには、Ｘ線システム３６により、類似的な様式で実現される。かくして、適する場合は、デバイス３４の解説への参照を行う。
【０１０８】
例えば、Ｘ線システムコントローラ５６は、カソード１８とアノード１６との間の電位を調整するように構成される。さらに、Ｘ線システムコントローラ５６は、カソード１８とアノード１６との間の電位の波形及び／又は周波数を調整するように構成される。
【０１０９】
さらなる例では、Ｘ線システムコントローラ５６は、駆動装置２２を制御するように構成される。特に、Ｘ線システムコントローラ５６は、駆動シャフト２０の、かくして、アノード１６の回転速度を制御するように構成される。
【０１１０】
例えば、Ｘ線システムコントローラ５６は、Ｘ線システム３６の動作に対する、さらなる調整可能なセッティングを供給するように構成される。
【０１１１】
例えば、Ｘ線システムコントローラ５６は、Ｘ線システム３６を、動作計画によって制御するように構成される。動作計画は、あらかじめ規定された時間区間によって、Ｘ線システム３６のセッティングを調整するための根拠を供給する。例えば、第１の時間区間で、Ｘ線システムコントローラ５６は、第１の電位、例えば８０ｋＶｐが、カソード１８とアノード１６との間に付与されるように、Ｘ線システム３６を制御する。第２の時間区間で、Ｘ線システムコントローラ５６は、第２の電位、実例として１４０ｋＶｐを、カソード１８とアノード１６との間に付与するように構成される。
【０１１２】
例えば、Ｘ線システムコントローラ５６は、スペクトル的に異なる基準値４４、かくして、基準データセットを取得するために使用された制御スキームによって、Ｘ線システム３６を制御するように構成される。
【０１１３】
効果として、作動データセットは、等価の状態であって、それらのもとで基準データセットが取得された、等価の状態のもとで取得される。
【０１１４】
本発明によるＸ線システム３６の例示的な実施形態によれば、Ｘ線検出器構成部３２は、Ｘ線管１０のＸ線放射３０を、制御スキームのもとで検出し、複数のスペクトル的に異なる作動値４６を結果的に生じさせるように構成される。
【０１１５】
例えば、第１の作動値４６ａが、Ｘ線検出器構成部３２によって検出され、第１の電位が、カソード１８とアノード１６との間に付与される。
【０１１６】
さらなる例では、第２の作動値４６ｂが、後続のステップで検出され、異なる電位、好ましくはより高い電位が、カソード１８とアノード１６との間に付与される。かくして、両方の作動値は、Ｘ線管１０の同一の状態を、特に、同一の濾過材料によりもたらされる濾過の共通の状態を指す。これらの作動値４６ａ、４６ｂを、基準値４４ａ、４４ｂとの関係で使用して、Ｘ線管１０の損耗及び／又はエージングを指示する、それぞれの濾過関数が決定される。
【０１１７】
本発明によるＸ線システム３６のさらなる例示的な実施形態によれば、Ｘ線システムコントローラ５６は、基準値を検出するために付与される異なるＸ線管電圧に対応する異なるＸ線管電圧が、引き続いて作動値４６を検出するために付与されるように、Ｘ線システム３６を制御スキームによって制御するように構成される。
【０１１８】
例えば、Ｘ線管電圧は、カソード１８とアノード１６との間の電位を形成する。
【０１１９】
例えば、スペクトル的に異なる基準値４４を取得するために、異なるＸ線管電圧が、カソード１８とアノード１６との間に付与されており、異なるＸ線管電圧の各々に対して、少なくとも１つの基準値４４が取得される。作動値４６を、Ｘ線システム３６の同様の状態のもとで取得するために、Ｘ線システム３６は、Ｘ線システムコントローラ５６により、同一の制御スキームのもとで制御される。結果的に生じる、スペクトル的に異なる作動値４６、及び、スペクトル的に異なる基準値４４は、濾過関数を決定するための良好な根拠を供給する。
【０１２０】
さらなる効果として、複数のスペクトル的に異なる作動値４６が検出され、各々のＸ線管電圧で、少なくとも１つの対応する作動値４６が検出される。
【０１２１】
図６は、Ｘ線検出器構成部３２の例示的な実施形態を概略的に図解する。
【０１２２】
本発明によるＸ線システム３６の例示的な実施形態では、Ｘ線検出器構成部３２は、複数のＸ線検出器層５８を備え、Ｘ線システムコントローラ５６は、Ｘ線システム３６を制御スキームによって制御するように構成され、Ｘ線検出器層５８は、各々のＸ線検出器層５８が、作動値４６の１つを表す検出器サブ信号を供給するように、異なる実効応答を含む。
【０１２３】
例えば、各々のＸ線検出器層５８は、シンチレータ６０と、フォトダイオード６２とを備える。シンチレータ６０は好ましくは、Ｘ線管１０のＸ線放射３０により励起させられているときに光を放出するように構成される。シンチレータ６０の光は、対応するＸ線検出器層５８のフォトダイオード６２により検出される。
【０１２４】
例えば、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０は、少なくとも部分的に、Ｘ線検出器層５８の各々を通過する。
【０１２５】
さらなる例では、Ｘ線検出器層５８の実効応答は、Ｘ線放射の吸収能力に対応する。例えば、Ｘ線検出器層５８は、異なるエネルギー吸収能力を有し、かくして、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０がＸ線検出器層５８を通過するときに、異なる実効応答を結果的に生じさせる。
【０１２６】
効果として、単一のＸ線検出器構成部３２は、Ｘ線システム３６のセッティングを変化させることなく、単一の測定時間区間の間に、複数のスペクトル的に異なる作動値４６を供給することができる。
【０１２７】
図７は、Ｘ線検出器構成部３２のさらなる例示的な実施形態を概略的に図解する。
【０１２８】
本発明によるＸ線システム３６の例示的な実施形態によれば、Ｘ線検出器構成部３２は、個々のＸ線光子を検出するように、その光子の光子エネルギーを推定するように、及び、各々がエネルギー区間を表すそれぞれのエネルギービン内の、これらの光子を計数するように構成される、エネルギー弁別を伴う光子計数検出器を備える。
【０１２９】
例えば、Ｘ線検出器構成部３２は、変換要素６４を備え、その変換要素６４は、変換要素６４に衝突するＸ線光子を変換するように、及び、電気的に帯電したパルス６６を放出するように構成される。
【０１３０】
さらなる例では、Ｘ線検出器構成部３２は、光子エネルギーを、変換要素６４により供給される電気的に帯電したパルス６６に基づいて推定するように構成される、評価手段６８を備える。さらに、評価手段６８は、推定される光子エネルギーに適合するそれぞれのエネルギービン内の、推定される光子エネルギーを計数するように構成される。それゆえに、推定される光子エネルギーは、振り分けられ、それぞれのエネルギービンを割り当てられる。さらに、各々のビンに対して割り当てられる、計数される、推定される光子は、Ｘ線検出器構成部結果のための根拠を供給する。換言すれば、各々のエネルギービンに対する、計数される光子の数は、対応する作動値４６を表す。
【０１３１】
さらなる例では、Ｘ線検出器構成部３２は、Ｘ線管１０により供給されるＸ線放射３０を、複数の検出ステップで検出するように、及び、各々の検出されるＸ線放射３０を、複数の検出器ビンの１つの検出器ビンに割り当てることを、検出されるＸ線放射３０のエネルギーが、割り当てられるビンの、下方エネルギーしきい値と、対応する上方エネルギーしきい値との間にある場合に行うように構成される。ビンは、共通の下方エネルギーしきい値を含む。複数の検出器ビンの各々に対して、対応する下方エネルギーしきい値、及び、対応する上方エネルギーしきい値が、あらかじめ規定される。各々の検出器ビンは、スペクトル的なエネルギーセクションを表す。検出器ビンに対する、割り当てられる検出器Ｘ線放射の数は、それぞれのスペクトル的なエネルギーセクションに対する作動値を表す。
【０１３２】
図８は、以下のステップを有する、Ｘ線システム３６のＸ線管１０のステータスを決定するための、本発明による方法７０の例示的な実施形態を概略的に図解する。
【０１３３】
ステップａ）で、Ｘ線システム３６のあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、Ｘ線管１０の検出されるＸ線放射３０の、複数のスペクトル的に異なる基準値４４を表す基準データセットが供給される。
【０１３４】
ステップｂ）で、Ｘ線システム３６の同一のあらかじめ規定された制御スキームのもとでの、Ｘ線管１０の検出されるＸ線放射３０の、複数のスペクトル的に異なる作動値４６を表す作動データセットが供給され、Ｘ線管の使用によりもたらされるＸ線濾過が、Ｘ線管１０のＸ線放射経路４８で付与される。
【０１３５】
ステップｃ）で、基準データセット及び作動データセットに基づいて、Ｘ線濾過を指示する、Ｘ線管１０のＸ線放射３０に対する濾過関数が決定される。
【０１３６】
ステップｄ）で、Ｘ線管１０のステータスが、濾過関数に基づいて決定される。
【０１３７】
ステップｅ）で、Ｘ線管のステータスが、さらなる目的のために供給される。
【０１３８】
ここでは、デバイス３４及び／又はＸ線システム３６を参照して提供される、すべての例、解説、及び／又は効果を繰り返すことなく、本発明の方法７０は、前に類似的に提供された方法のステップを履行するように構成されているものとして意図されるということが理解される。かくして、すべての上記の例、解説、及び効果は、最初にデバイス３４及び／又はＸ線システム３６を参照して提供されるが、さらには、方法７０により実施されているものとして意図されるべきものである。
【０１３９】
例えば、方法のステップｃ）は、濾過関数に基づいて、吸収長及び／又は吸収材料を決定するサブステップを含む。さらに、方法のステップｄ）は、Ｘ線管のステータスを、吸収長及び／又は吸収材料に基づいて決定するサブステップを含む。
【０１４０】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、処理ユニットにより実行されているときに、上記で説明した方法を履行するように適応させられる、コンピュータプログラム要素が提供される。
【０１４１】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、プログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体が提供される。
【０１４２】
コンピュータプログラム要素は、さらには本発明の実施形態の一部分である、コンピュータユニット上に記憶される。このコンピューティングユニットは、上記で説明した方法のステップを遂行する、又は、それらのステップの遂行することを誘導するように適応させられる。なおまた、そのコンピューティングユニットは、上記で説明した装置の構成要素を動作させるように適応させられる。コンピューティングユニットは、自動的に動作するように、及び／又は、ユーザの命令を実行するように適応させられる。コンピュータプログラムは、データプロセッサのワーキングメモリ内にロードされる。データプロセッサは、かくして、本発明の方法を履行するように整えられる。
【０１４３】
本発明の実施形態は、異なる主題を参照して説明されるということに注目しなければならない。特に、一部の実施形態は、デバイスを参照して説明され、しかるに、他の実施形態は、方法を参照して説明される。しかしながら、当業者は、上記のことから、別段の通知がない限り、１つの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、さらには、異なる主題に関係する特徴の間の任意の組み合わせが、本出願によって開示されると考えられるということを推測するであろう。しかしながら、すべての特徴は、特徴の単純な足し合わせを超えるものである、相乗効果を提供するように、組み合わされる。
【０１４４】
本発明を、図面、及び、上述の説明で、詳細に図解及び説明したが、そのような図解及び説明を、図解的又は例示的と、及び、制約的ではないと考えるべきである。本発明は、開示される実施形態に制限されない。開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により、請求される発明を実践する際に、図面、開示、及び従属請求項の考究から、理解され、生み出される。
【０１４５】
特許請求の範囲では、単語「備える・含む・有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を排除しない。検出器、又は、他のユニットは、特許請求の範囲で記載されるいくつかの項目の機能を満たす。所定の手段が、相互に異なる従属請求項で記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利には使用されないということを指示しない。特許請求の範囲でのいかなる参照符号も、範囲を制限すると解するべきではない。
【図１】
2019503039.tif 000007
【図２】
2019503039.tif 000008
【図３】
2019503039.tif 000009
【図４】
2019503039.tif 000010
【図５】
2019503039.tif 000011
【図６】
2019503039.tif 000012
【図７】
2019503039.tif 000013
【図８】
2019503039.tif 000014
【国際調査報告】
2019503039.tif 000015
2019503039.tif 000016
2019503039.tif 000017