(57)【要約】  Ｘ線不透過性要素を含む少なくとも１つの被検体での画像形成の際、コントラストを高めるために、ａ．少なくとも１つのＸ線ビーム源と、ｂ．少なくとも１つのエネルギ分散検出器と、ｃ．少なくとも１つの相関ユニットと、ｄ．少なくとも１つの出力ユニットを有しており、Ｘ線ビーム源は、ほぼ多色のＸ線ビームを放射し、エネルギ分散検出器は、被検体を透過したＸ線ビームの強度を第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で検出することができ、相関ユニットは、第１のエネルギＥ１での被検体の１つの画素により検出されたＸ線ビームの強度を、第２のエネルギＥ２での、画素と同じ画素により検出されたＸ線ビームの強度と相関することができ、出力ユニットは、各強度の相関によって含まれる各画素信号から、被検体を表示するように構成されている各要件を有する装置が使用される。
2007508040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線不透過性要素を含む少なくとも１つの被検体での画像形成用のＸ線装置において、
ａ．少なくとも１つのＸ線ビーム源と、
ｂ．少なくとも１つのエネルギ分散検出器と、
ｃ．少なくとも１つの相関ユニットと、
ｄ．少なくとも１つの出力ユニットを有しており、
前記Ｘ線ビーム源は、ほぼ多色のＸ線ビームを放射し、
前記エネルギ分散検出器は、被検体を透過したＸ線ビームの強度を第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で検出することができ、
前記相関ユニットは、前記第１のエネルギＥ１での前記被検体の１つの画素により検出されたＸ線ビームの強度を、前記第２のエネルギＥ２での、前記画素と同じ画素により検出されたＸ線ビームの強度と相関することができ、
前記出力ユニットは、前記各強度の相関によって含まれる各画素信号から、前記被検体を表示するように構成されていることを特徴とするＸ線装置。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線装置であって、相関ユニットは、
ｅ．被検体の個別画素の各強度を記憶することができる第1のメモリユニットと、
ｆ．前記被検体の画素の、第１のエネルギＥ１で検出されたＸ線ビームの強度を、前記被検体の画素の、第２のエネルギＥ２で検出されたＸ線ビームの強度と相関することができる計算ユニットと、
ｇ．前記相関によって前記各個別画素の各強度から得られた各値を一時記憶することができる第２のメモリユニット
を有するＸ線装置。
【請求項３】
１つの画素の検出されたＸ線ビームの各強度は、相関ユニットを用いて、事前に対数化せずに、又は、事前に対数化した後、相互に減算することができるか、又は、相互に除算することができ、又は、エネルギに関して微分を形成することができる請求項１又は２記載のＸ線装置。
【請求項４】
検出器は、フラットベッド検出器である請求項１から３迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項５】
検出器は、個別画素を検出するように構成されていて、全ての画素を検出するように動かすことができる請求項１から３迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項６】
検出器は、各々１つの画素の検出のために構成された各検出センサの1つのアレイを有していて、全ての画素を検出するように動かすことができる請求項１から３迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項７】
検出器のエネルギ解像度は、高々５ｋｅＶである請求項１から６迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項８】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２は、Ｘ線不透過性要素のＫ又はＬ吸収端のエネルギの下側に５ｋｅＶに至るところから上側に５ｋｅＶのところに至る迄の範囲内に位置している請求項１から７迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項９】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２は、当該第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２が、Ｘ線不透過性要素のＫ吸収端又はＬ吸収端のエネルギを含むように選択されている請求項１から８迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項１０】
Ｘ線不透過性要素は、Ｘ線造影剤であり、該Ｘ線造影剤は、臭素、ヨード、バリウム、ランタノイド、ビスマスを含むグループから選択された少なくとも１つの要素を含む請求項１から９迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項１１】
Ｘ線ビームを用いた、少なくとも１つのＸ線不透過性要素の画像表示用の請求項１から１０迄の何れか１記載のＸ線装置の使用において、以下の方法ステップ、
ａ．ほぼ多色のＸ線ビームを被検体に照射するステップ、
ｂ．第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で、前記被検体を透過するＸ線ビームの強度をエネルギ分散により検出するステップ、
ｃ．前記第１のエネルギＥ１で前記被検体の１つの画素を検出するＸ線ビームの強度を、前記第２のエネルギＥ２で前記被検体の前記１つの画素を検出するＸ線ビームの強度と相関するステップと、
ｄ．各強度の相関によって得られる各画素信号から前記被検体を表示するステップ
を実行することを特徴とするＸ線装置の使用。
【請求項１２】
１つの画素のＸ線ビームの各強度は、相関ユニットを用いて、事前に対数化せずに、又は、事前に対数化した後、相互に減算されるか、又は、相互に除算され、又は、エネルギに関して微分される請求項１１記載のＸ線装置の使用。
【請求項１３】
フラットベッド検出器が使用される請求項１１又は１２記載のＸ線装置の使用。
【請求項１４】
個別画素の撮影のために構成されていて、全ての画素の撮影のために動かすことができる検出器が使用される請求項１１又は１２記載のＸ線装置の使用。
【請求項１５】
各々１つの画素の撮影用に構成されている検出センサの1つのアレイを有していて、全ての画素の撮影用に動かすことができる１つの検出器が使用される請求項１１又は１２記載のＸ線装置の使用。
【請求項１６】
検出器のエネルギ解像度は、高々５ｅＶである請求項１１から１５迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項１７】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２は、Ｘ線不透過性要素の吸収端の下側に５ｋｅＶのところから上側に５ｋｅＶのところに至る迄の範囲内に位置している請求項１１から１６迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項１８】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２は、当該第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２が、Ｘ線不透過性要素のＫ端又はＬ端のエネルギを含むように選択されている請求項１１から１７迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項１９】
Ｘ線不透過性要素として、臭素、ヨード、バリウム、ランタノイド、ビスマスを含むグループから選択された少なくとも１つの要素を含むＸ線造影剤が使用される請求項１１から１８迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項２０】
Ｘ線不透過性要素として、Ｘ線造影剤が使用され、該Ｘ線造影剤は、経腸又は非経腸投与される請求項１１から１９迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項２１】
Ｘ線不透過性要素を含む少なくとも１つの被検体で画像形成するＸ線コントラスト方法において、
以下の方法ステップ、
ａ．ほぼ多色のＸ線ビームを被検体に透過照射するステップ、
ｂ．第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で、前記被検体を透過照射されるＸ線ビームの強度をエネルギ分散により検出するステップ、
ｃ．前記第１のエネルギＥ１で前記被検体の１つの画素を検出するＸ線ビームの強度を、前記第２のエネルギＥ２で前記被検体の前記１つの画素を検出するＸ線ビームの強度と相関するステップと、
ｄ．各強度の相関によって得られる各画素信号から前記被検体を表示するステップ
を有することを特徴とするＸ線コントラスト方法。
【請求項２２】
Ｘ線ビームの各強度を、相関ユニットを用いて、事前に対数化せずに、又は、事前に対数化した後、相互に減算するか、又は、相互に除算し、又は、エネルギに関して導関数を形成する請求項２１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２３】
フラットベッド検出器を使用する請求項２１又は２２記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２４】
個別画素の撮影のために構成されていて、全ての画素の撮影のために動かすことができる検出器を使用する請求項２１又は２２記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２５】
各々１つの画素の検出用に構成されている検出センサのアレイを有していて、全ての画素の検出用に動かすことができる１つの検出器が使用される請求項２１又は２２記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２６】
検出器のエネルギ解像度を、高々５ｋｅＶにする請求項２１から２５迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２７】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２を、Ｘ線不透過性要素の吸収端の下側に５ｋｅＶのところから上側に５ｋｅＶのところに至る迄の範囲内に位置する請求項２１から２６迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２８】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２を、当該第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２が、Ｘ線不透過性要素のＫ又はＬ吸収端のエネルギを含むように選択する請求項２１から２７迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２９】
Ｘ線不透過性要素として、臭素、ヨード、バリウム、ランタノイド、ビスマスを含むグループから選択した少なくとも１つの要素を含むＸ線造影剤を使用する請求項２１から２８迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項３０】
Ｘ線不透過性要素として、Ｘ線造影剤を使用し、該Ｘ線造影剤を、経腸又は非経腸投与する請求項２１から２９迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項３１】
Ｘ線不透過性要素を含む容積体の特殊画像による表示、又は、定量的な表示を行う請求項２１から３０迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線不透過性要素を含む少なくとも１つの被検体での画像形成用のＸ線装置、Ｘ線ビームを用いた、被検体の画像形成用のＸ線装置の使用、並びに、被検体、例えば、ほ乳類、殊に、人体で画像形成するＸ線コントラスト方法に関する。
【０００２】
Ｘ線ビームを用いた医療診断は、病気の診断のため、例えば、早期発見のため、Ｘ線透過検査のため、女性の胸部での癌の特徴表示及び位置表示のために、技術的に高度に開発された分野である。この技術は、非常に効率的であり、高い利便性を有している。
【０００３】
Ｘ線ビームの形成のために、Ｗ，Ｍｏ、乃至、Ｒｈ回転陽極とＡｌ，Ｃｕ，Ｍｏ及びＲｈフィルタを有するＸ線管が利用されている。適切なフィルタを用いて、制動放射の一部分がフィルタにより除去され、その結果、有利な場合、ほぼ、特性Ｘ線がＸ線管から放射される。
【０００４】
検出器として、通常のＸ線フィルム、又は、最近では、デジタル式フラットベッド検出器も使われている。Ｘ線フィルムの代わりに、蛍光ディスプレイ（デジタルプレート）を用いてもよい。この蛍光ディスプレイで、照射Ｘ線ビームによって形成された画像は、Ｘ線画像増幅器で増幅することができる。ＰＩＩＴＶ技術（蛍光倍増管ＴＶ技術）では、増幅された画像が、非常に高速の光学系を介してビデオカメラに伝送される。ＰＰＣＲ技術（Ｐｈｏｔｏｓｔｉｍｕｌａｂｌｅ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）で、ＢａＦＸ：Ｅｕ２＋結晶から形成された層からなるデジタルディスプレイが使われ、その際、Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉである。ディスプレイに形成される画像は、潜像であり、ＩＲレーザ、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザによって読み出され、その際、ルミネッセンスはＵＶ領域内で形成される。ＵＶ光は、光導波路を用いてコレクトされ、フォトマルチプライヤに供給され、デジタル信号に変換される（米国特許第５４３４４１７号明細書）。Ｘ線ビームを電気信号に直接変換するために、カドミウム−亜鉛−テルル化合物（ＣＺＴ）、アモルファスセレン又はアモルファス又は結晶化シリコンからなる半導体検出器が使用されている（Ｍ．Ｊ．Ｙａｆｆｅ，Ｊ．Ａ．Ｒｏｗｌａｎｄｓ，”Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ”，Ｍｅｄ．Ｂｉｏｌ．，４２（１）（１９９７）１−３９））。そのような検出器の構造の一例は、米国特許第５４３４４１７号明細書に記載されている。検出器のエネルギ感度も可能にするために、この検出器は、複数の層から形成されている。種々異なったエネルギのＸ線ビームは、種々異なった深さで、この検出器内に入り、各々の層内で光電効果によって電気信号を形成し、この電気信号は、Ｘ線光子のエネルギについて識別可能に直接、電流パルスとして読み出すことができる。
【０００５】
コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）は、臨床現場で日常的にルーチンプロセスとしてずっと以前から使われている。ＣＴを用いると、体部の断層画像が得られ、この断層画像を用いると、従来技術のプロジェクション・ラジオグラフィー（投影放射線画像形成）を用いた場合よりも一層良好な空間分解能を達成することができる。ＣＴの密度分解能乃至減弱係数分解能（ｄｅｎｓｉｔｙ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）も、従来技術のＸ線技術の密度分解能乃至減弱係数分解能よりも明らかに高いにも拘わらず、多数の病変を確実に検出するためには、造影剤が必要である。
【０００６】
骨格に対して軟部組織、殊に、胸部領域を、高いコントラストで表示するために、デュアル・エナジー・ラジオグラフィーが開発された。この方法は、種々異なった作動電圧で作動される。種々異なるエネルギのＸ線ビームによる軟部組織と骨格との間の種々の形式の交互作用によって、適切な画像データ処理によって骨格を殆ど表示しないようにしたＸ線画像が得られる。両方の画像を連続して撮影することによって生じる運動アーチファクトをできる限り回避するために、例えば、米国特許第２００３／０１６９８４８Ａ１号明細書、及び、世界知的所有権機関特許第０２／０５２５０４Ａ２号で解決手段が提案されている。
【０００７】
多くの場合、従来技術のＸ線技術は、被検組織のコントラストがたいして十分でなかったので、利用することができない。このために、Ｘ線コントラストが高くされる組織内で、高いＸ線グラフィック密度を形成するＸ線造影剤が開発された。典型的には、ヨード、臭素、原子番号５６−６０，６２−７９，８２及び８３の要素がＸ線不透過性要素として、並びに、原子番号５６−６０，６２−７９，８２及び８３の要素が提案されている。ヨード化合物として、例えば、メグルミン（ｍｅｇｌｕｍｉｎｅ）−Ｎａ−又はリジン・ダイアトリゾエート（ｌｙｓｉｎｅ−ｄｉａｔｒｉｚｏａｔｅ）、イオタラメート（ｉｏｔｈａｌａｍａｔｅ）、イオキサラメート（ｉｏｘｉｔｈａｌａｍａｔｅ）、イオプロミド（ｉｏｐｒｏｍｉｄｅ）、イオヘキシオル（ｉｏｈｅｘｏｌ）、イオメプロル（ｉｏｍｅｐｒｏｌ）、イオパミドル（ｉｏｐａｍｉｄｏｌ）、イオバーソル（ｉｏｖｅｒｓｏｌ）、イオビトリドル（ｉｏｂｉｔｒｉｄｏｌ）、イオペントル（ｉｏｐｅｎｔｏｌ）、イオトロラン（ｉｏｔｒｏｌａｎ）、イオジキサノル（ｉｏｄｉｘａｎｏｌ）、イオキシラン（ｉｏｘｉｌａｎ）（ＩＮＮ）を使用することができる（ヨーロッパ特許公開第０８８５６１６号公報）。
【０００８】
幾つかの場合には、Ｘ線造影剤を投与しても、十分な組織コントラストを達成することができないことがある。コントラストを更に高くするために、デジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ（血管造影法）（ＤＳＡ）が採用されている；この方法は、しかし、女性の乳房の病変を表示するのには、使われなかった。理由は、多数適用するのには信頼度も感度も小さすぎ、どんな場合でも付加的な検査が必要だったからである（Ｐ．Ｂ．Ｄｅａｎ，Ｅ．Ａ．Ｓｉｃｋｌｅｓ，Ｉｎｖｅｓｔ．Ｒａｄｉｏｌ．，２０（１９８５）６９８−６９９）。
【０００９】
マンモグラフィで利用するための別のサブトラクション方法は、ヨーロッパ特許公開第０８８５６１６号公報に開示されている：プロジェクションマンモグラフィのために、そこでは、先ず、プレ−コントラストマンモグラムが撮影され、それから、患者に慣用の尿路造影用Ｘ線造影剤が迅速に生体内に（ｉ．ｖ．）注入され、注入の終了後、約３０秒〜１分の間、ポスト−コントラスト−マンモグラムが撮影される。両画像の得られたデータは、それから、相互に補正され、有利には、相互に減算される。
【００１０】
このサブトラクション方法は、しかし、２回の撮影を、時間をずらして実行する必要があるので、患者に著しく負荷をかける。その際、造影剤を注射する前に最初の撮影が行われ、注射の後、５分以内に2回目の撮影が行われる。この時間の間、運動アーチファクトを回避するために、女性患者の乳房がクランプ固定される。しかし、この撮影は、前述のように長時間に亘るので、極めて不十分にしか成功しない。同様に、ＤＳＡ（デジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ）（血管造影法）も、完全な運動の自由度は、殆ど達成不可能なので、運動アーチファクトの危険性があるために不利である。従来、造影剤によってサポートされた、女性乳房のＸ線造影検査は、僅かなＣＴ検査を除外して、実行されてこなかった。
【００１１】
ＣＴの領域での新規開発では、例えば、ＣＴでのシンクロトロン放射を用いることに関している（Ｆ．Ａ．Ｄｉｌｍａｎｉａｎ，”Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ  Ｘ−ｒａｙｓ”、Ａｍ．Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｉｍａｇｉｎｇ，３１４（１９９２）１７５−１９３）。良好なＸ線画像は、例えば、”Ｋ−ｅｄｇｅ  Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ  ＣＴ”を用いて得られ（Ｆ．Ａ．Ｄｉｌｉｍａｎｉａｎ，前掲書、１７９ページ）、その際、原子のＫ電子の結合エネルギでの吸収係数の強い上昇が利用される。ヨード元素は、３３．１７ｋｅＶのエネルギのところにＫ端を有している。この端での吸収係数の上昇は、この端の少し上側及び少し下側のエネルギでの２回の測定の差から良好な画像を得るのに極めて十分である。その際、患者に、Ｘ線検査の前に、ヨード含有のＸ線造影剤を投与することが提案されている。短時間後、Ｘ線ビームの種々異なる２つの波長で、２枚のＸ線画像が撮影される。両Ｘ線画像（乃至、両強度）は、相互に減算することができる。そうすることによって、従来技術でのＸ線画像の撮影の場合よりもずっと解像度が改善された画像が得られる。
【００１２】
残念ながら、この方法は、例えば、ＤＥＳＹの場合のような、大きなストレージリング（ｓｔｒａｇｅ  ｒｉｎｇ）で利用可能なシンクロトロン放射を用いないと機能しない。その理由は、この放射だけが、この方法にとって有利なモノクロマシー（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｓｉａ）及び強度を有しているからである。従来技術のＸ線管は、モノクロマチックな放射ではなく、連続スペクトルを供給する。従って、従来技術のＸ線管は、そのような差測定にあまり適さない。
【００１３】
択一的な手段が、ドイツ連邦共和国特許公開第１０１１８７９２号公報に記載されている：プロジェクションマンモグラムの撮影のために、種々異なる材料製の２つのＸ線陽極を有するＸ線ビーム源が使用される方法が提案されている。マンモグラムの撮影のために、患者には先ずＸ線造影剤が投与される。それから、最初のプロジェクションマンモグラムが、両Ｘ線陽極のうちの第1の陽極を用いて撮影され、その後、第2のＸ線陽極を用いて第2のプロジェクションマンモグラムが撮影される。その際、第1のマンモグラムの各個別画素を、第2のマンモグラムの相応の各個別画素と重畳することによって、相関画像が形成される。両Ｘ線陽極の特徴を示す放射は、Ｘ線造影剤の吸収スペクトルに同調される：第1のＸ線陽極の放射エネルギは、Ｘ線造影剤中のＸ線不透過性要素の吸収エネルギの少し下側に位置しており、第2のＸ線陽極の放射エネルギは、Ｘ線不透過性要素の吸収エネルギの少し上側に位置している。
【００１４】
この方法の欠点は、従来技術のＸ線管が、Ｘ線陽極を1つしか利用することができない点にある。更に、提案されている装置は、使用すべきＸ線造影剤に関してフレキシブルではない。つまり、Ｘ線造影剤中のＸ線不透過性要素は、Ｘ線ビーム源中の両Ｘ線陽極を所定のように選択することによって決められるからである。変更された装置構成で、種々異なるＸ線不透過性要素を有する種々異なるＸ線造影剤を使用する必要がある場合には、変更されたＸ線不透過性要素にＸ線陽極を適合させるために、Ｘ線ビーム源も交換する必要がある。
【００１５】
更に、ドイツ連邦共和国特許公開第１００３３４９７号公報には、Ｘ線不透過性要素の吸収端の上側及び下側のエネルギでの、２つのコントラスト画像のデジタル吸収端サブトラクションによる、要素選択したＸ線コントラストを形成するためのＸ線コントラスト方法が記載されている。この方法を実行するために、放射源として、交換可能な陽極乃至対陰極材料を有する微小焦点X線管が使用されており、この微小焦点X線管の点焦点は、結像すべき対象の中央部の投影用の発散放射を形成する。画像形成のために、微小焦点X線管の特性放射、並びに、エネルギを選択して、位置解像度のあるＸ線検出器が使用される。
【００１６】
この方法も、種々異なったＸ線陽極を、使用すべきＸ線造影剤に関して変更した要求下で使用する必要があるという欠点を有している。そのような場合には、従って、そのＸ線陽極を、別のＸ線陽極と交換する必要がある。これは手間が掛かり、双陽極管の特殊な場合を除いて、マンモグラフィでは実際には用いられない。一般的に、個別Ｘ線陽極は、種々異なった電圧も必要とし、その結果、場合によっては、種々異なったＸ線コントラストでＸ線撮影を形成することができるためには、複数の給電を保持する必要がある。
【００１７】
従って、本発明の課題は、前述の欠点を回避し、殊に、装置にあまりコストを掛けずに、種々異なるＸ線不透過性要素を用いて撮影を行うことができる装置及び方法を提供することにある。更に、Ｘ線画像を、高いコストを掛けずに、簡単に、容易に撮影可能にする必要がある。この技術は、広範なベース上で利用可能にする必要がある。被検体の体部内の小さな病変も、高い位置解像度で、できる限り僅かな放射線量で可視にすることができる必要がある。画像を時間的にずらして撮影することによって生じる運動アーチファクトも、高い信頼度で回避する必要がある。
【００１８】
この課題は、請求項１記載のように、
ａ．少なくとも１つのＸ線ビーム源と、
ｂ．少なくとも１つのエネルギ分散検出器と、
ｃ．少なくとも１つの相関ユニットと、
ｄ．少なくとも１つの出力ユニットを有しており、
Ｘ線ビーム源は、ほぼ多色のＸ線ビームを放射し、
エネルギ分散検出器は、被検体を通って出たＸ線ビームの強度を第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で検出することができ、
相関ユニットは、第１のエネルギＥ１での被検体の１つの画素により検出されたＸ線ビームの強度を、第２のエネルギＥ２での、画素と同じ画素により検出されたＸ線ビームの強度と相関することができ、
出力ユニットは、各強度の相関によって含まれる各画素信号から、被検体を表示するように構成されている、
Ｘ線不透過性要素を含む少なくとも１つの被検体での画像形成用のＸ線装置により解決され、
請求項１１記載のように、
ａ．ほぼ多色のＸ線ビームを被検体に透過照射するステップ、
ｂ．第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で、被検体を透過照射するＸ線ビームの強度をエネルギ分散により検出するステップ、
ｃ．第１のエネルギＥ１で被検体の１つの画素を検出するＸ線ビームの強度を、第２のエネルギＥ２で被検体の１つの画素を検出するＸ線ビームの強度と相関するステップと、
ｄ．各強度の相関によって得られる各画素信号から被検体を表示するステップ
を実行する、Ｘ線ビームを用いた、少なくとも１つのＸ線不透過性要素の画像表示用のＸ線装置の使用により解決され、
請求項２１記載のように、
ａ．ほぼ多色のＸ線ビームを被検体に透過照射するステップ、
ｂ．第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で、被検体を透過照射されるＸ線ビームの強度をエネルギ分散により検出するステップ、
ｃ．第１のエネルギＥ１で被検体の１つの画素を検出するＸ線ビームの強度を、第２のエネルギＥ２で被検体の１つの画素を検出するＸ線ビームの強度と相関するステップと、
ｄ．各強度の相関によって得られる各画素信号から被検体を表示するステップ
を有する、Ｘ線不透過性要素を含む少なくとも１つの被検体で画像形成するＸ線コントラスト方法により解決される。本発明の有利な実施例は、従属請求項に記載されている。
【００１９】
本発明は、殊に、人体での検査に使用可能である。本発明は、空間占拠性病変、血管、血流の表示に適しており、例えば、食道−胃−腸−通過の表示用、コレグラフィ（ｃｈｏｌｅｇｒａｐｈｙ）、アンギオグラフィ及びカルジオグラフィ用、大脳アンギオグラフィ用、及び、血流測定用、マンモグラフィ、リンパ管造影法用、石灰沈着及び骨密度の定量用である。本発明は、コンピュータトモグラフィにも拡張可能である。基本的に、本発明は、非生体材料、例えば、材料検査の領域にも使用することができる。
【００２０】
この課題の解決のために、被検体には、多色Ｘ線ビームが放射され、この対象を透過したＸ線ビームは、デジタル検出器を用いて測定され、その際、この検出器は、生起した光子のエネルギを検出することができる。
【００２１】
このために、本発明のＸ線装置は、以下の要件を有している：
ａ．少なくとも１つのＸ線ビーム源と、
ｂ．少なくとも１つのエネルギ分散検出器と、
ｃ．少なくとも１つの相関ユニットと、
ｄ．少なくとも１つの出力ユニットを有しており、
前記Ｘ線ビーム源は、ほぼ多色のＸ線ビームを放射し、
前記エネルギ分散検出器は、被検体を透過したＸ線ビームの強度を第１のエネルギＥ１（例えば、Ｘ線不透過性要素のＸ線不透過性要素の吸収端の上側のエネルギ）及び第２のエネルギＥ２（例えば、Ｘ線不透過性要素の吸収端の下側のエネルギ）で検出することができ、
前記相関ユニットは、前記第１のエネルギＥ１での前記被検体の１つの画素により検出されたＸ線ビームの強度を、前記第２のエネルギＥ２での、前記画素と同じ画素により検出されたＸ線ビームの強度と相関することができ、
前記出力ユニットは、前記各強度の相関によって含まれる各画素信号から、前記被検体を表示するように構成されている。
【００２２】
Ｘ線装置は、特に、Ｘ線ビームを用いて、被検体の画像形成用に使われる。被検体内に含まれているＸ線不透過性要素は、当然被検体内に含まれている要素に基づくか、又は、Ｘ線造影剤によって導入することができる。Ｘ線装置は、本発明のＸ線コントラスト方法の実施のために使われる。この方法は、以下の方法ステップを有している：
ａ．ほぼ多色のＸ線ビームを、少なくとも1つのX線不透過性要素を含む被検体に照射するステップ、
ｂ．第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で、前記被検体を透過するＸ線ビームの強度をエネルギ分散により検出するステップ、
ｃ．前記第１のエネルギＥ１（例えば、Ｘ線不透過性要素の吸収端の上側のエネルギ）で前記被検体の１つの画素を検出するＸ線ビームの各強度を、前記第２のエネルギＥ２（例えば、Ｘ線不透過性要素の吸収端の下側のエネルギ）で前記被検体の前記１つの画素を検出するＸ線ビームの強度と相関するステップと、
ｄ．各強度値の相関によって得られる各画素から前記被検体を表示するステップ
を有している。
【００２３】
被検体を透過したＸ線ビームの強度及びエネルギを求めるために、検出された光子は、種々異なる少なくとも２つのエネルギ領域に分割され、例えば、Ｘ線不透過性要素の吸収スペクトル内の吸収端の僅かに下側の領域と、僅かに上側の領域とに分割される。
【００２４】
本発明のＸ線装置及び本発明の方法を用いると、例えば、人体内の軟部組織も高いコントラストで表示することができる。検出器によって測定された、被検体を透過したＸ線ビームのエネルギを、Ｘ線不透過性要素の種類に同調することによって、従来技術の方法に比べてコントラストを効率的に向上することができ、その際、ドイツ連邦共和国特許公開第１０１１８７９２号公報及びドイツ連邦共和国特許公開第１００３３４９７号公報に記載されている装置及び方法（フレキシビリティが小さい）の欠点はない。この方法は、簡単に実行することができ、広範な適用範囲を有している。
【００２５】
Ｘ線ビームの形成のために、市販されている、通常の、連続スペクトルのＸ線管、例えば、Ｍｏ−、Ｗ−、又は、Ｒｈ−陽極を有する管を使用することができる。連続スペクトルは、Ｘ線管に相応の電圧を印加することによって発生される。被検体内に含まれているＸ線不透過性要素の種類に応じて、１００ｋｅＶ迄、例えば、１００ｋｅＶ以上の領域内の連続放射を放射することができる。
【００２６】
基本的には、Ｘ線ビーム源は、放射ビームをフィルタリングしないで作動することができ、その結果、全スペクトル領域内の多色放射が被検体上に照射される。しかし、被検体への放射線照射を低減するために、検出に必要ないか、又は、検出にとって有利でないようなＸ線ビームを、多色Ｘ線ビーム源のスペクトルからフィルタリングすることもできる。このために、例えば、２０ｋｅＶ以下（≦２０ｋｅＶ）の範囲内のエネルギ（軟放射線）をフィルタリングするＡｌフィルタ又はＣｕフィルタが使われる。従って、連続スペクトルとは、０ｋｅＶ以上（≧０ｋｅＶ）、有利には、１５ｋｅＶ以上（≧１５ｋｅＶ）、特に有利には１７ｋｅＶ以上（≧１７ｋｅＶ）、更に特に有利には２０ｋｅＶ以上（≧２０ｋｅＶ）、１００ｋｅＶ迄の範囲内のＸ線のことであり、その際、この境界内で別のスペクトル領域に対して強調されたり、又は、排除されたりするスペクトル領域はない。放射スペクトルの上側の境界は、Ｘ線陽極に印加される電圧によって決められる。Ｘ線ビームの比較的低いエネルギ領域は、有利には、人体にとって線量が有害な（ｒｅｌｅｖａｎｔ）放射を除去するために、フィルタリングされる。
【００２７】
自然なＸ線コントラストを度外視すれば、被検体、例えば、人体に、本発明の方法を実施するために、Ｘ線造影剤が投与される。Ｘ線造影剤は、例えば、経腸又は腸管外投与され、殊に、ｉ．ｖ．つまり、静脈内、ｉ．ｍ．つまり、筋肉内、又は、皮下注射又は輸液（Ｉｎｆｕｓｉｏｎ）される。続いて、Ｘ線撮影される。殊に、吸収スペクトルのＫ端又はＬ端に、吸収係数の強い上昇を有しているような造影剤が適している。そのようなＸ線造影剤は、原子番号３５又は原子番号３５よりも大きなＸ線不透過性要素を有しており、この際、例えば、臭素含有造影剤、原子番号４７又は原子番号４７よりも大きなＸ線不透過性要素、例えば、ヨード含有造影剤、原子番号５６のＸ線不透過性要素、つまり、バリウム含有造影剤、原子番号５７又は原子番号５７よりも大きなＸ線不透過性要素、この際、ランタン含有造影剤、殊に、ガドリニウム含有造影剤、又は、原子番号８３のＸ線不透過性要素、ビスマス含有造影剤である。従って、原子番号３５（臭素）〜原子番号８３（ビスマス）のＸ線不透過性要素を含有するＸ線造影剤が適している。原子番号５３（ヨード）〜原子番号８３（ビスマス）のＸ線不透過性要素を含有する造影剤が特に適している。同様に、原子番号５６（バリウム）、原子番号５７又は原子番号５７よりも大きなＸ線不透過性要素（ランタン系列）−原子番号８３のＸ線不透過性要素（ビスマス）を有するＸ線造影剤が適しており、特に有利には、原子番号５６−７０（バリウム、ランタン系列：Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ）のＸ線不透過性要素を有する造影剤が用いられる。
【００２８】
適切なヨード含有Ｘ線造影剤は、例えば、三ヨウ化物−芳香族化合物を含有する化合物であり、例えば、アミドトリゾ酸（ａｍｉｄｏｔｒｉｚｏａｔｅ）、イオヘキソール（ｉｏｈｅｘｏｌ）、イオパミドール（ｉｏｐａｍｉｄｏｌ）、ヨーパン酸（ｉｏｐａｎｏｉｃ  ａｃｉｄ）、イオポジン酸（ｉｏｐｏｄｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）、イオプロミド（ｉｏｐｒｏｍｉｄｅ）、イオプロン酸（ｉｏｐｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）、イオピドン（ｉｏｐｙｄｏｎｅ）、イオタラミン酸（ｉｏｔａｌａｍｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）、イオペントール（ｉｏｐｅｎｔｏｌ）、イオベルソール（ｉｏｖｅｒｓｏｌ）、イオクサグラート（ｉｏｘａｇｌａｔ）、イオトロラン（ｉｏｔｒｏｌａｎ）、イオジクサノール（ｉｏｄｉｘａｎｏｌ）、イオトロキシン酸（ｉｏｔｒｏｘｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）、イオクサグリン酸（ｉｏｘａｇｌｉｎｉｃｉｃ  ａｃｉｄ）、イオキシタラミン酸（ｉｏｘｉｔａｌａｍｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）（ＩＮＮ）である。ヨード含有Ｘ線造影剤の商品名は、（Ｕｒｏｇｒａｆｉｎ（登録商標））（シェーリング）、Ｇａｓｔｒｏｇｒａｆｉｎ（登録商標）（シェーリング）、Ｂｉｌｉｓｃｏｐｉｎ（登録商標）（シェーリング）、Ｕｌｔｒａｖｉｓｔ（登録商標）（シェーリング）、Ｉｓｏｖｉｓｔ（登録商標）（シェーリング）である。
【００２９】
同様に、Ｘ線造影剤として、金属錯体、例えば、Ｇｄ−ＤＴＰＡ（Ｍａｇｎｅｖｉｓｔ（登録商標））（シェーリング）、Ｇｄ−ＤＯＴＡ（Ｇａｄｏｔｅｒａｔｅ，Ｄｏｔａｒｅｍ）、Ｇｄ−ＨＰ−ＤＯ３Ａ（Ｇａｄｏｔｅｒｉｄｏｌ，Ｐｒｏｈａｎｃｅ（登録商標）（ＢＧｒａｃｃｏ）），Ｇｄ−ＤＯＢ−ＤＴＰＡ（Ｇａｄｏｘｅｔａｔ，Ｐｒｉｍａｖｉｓｔ），Ｇｄ−ＢＯＰＴＡ（Ｇａｄｏｂｅｎａｔ，ＭｕｌｔｉＨａｎｃｅ），Ｇｄ−ＤＴＰＡ＝ＢＭＡ（Ｇａｄｏｄｉａｍｉｄｅ，Ｏｍｎｉｓｃａｎ（登録商標）（Ａｍｅｒｓｈａｍ  Ｈｅａｌｔｈ），Ｄｙ−ＤＴＰＡ−ＢＭＡ，Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ポリリジン，Ｇｄ−ＤＴＰＡ−カスケードポリマー（ｃａｓｃａｄｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）が適している。
【００３０】
ガドリニウムのＫ端は、約５０．２ｋｅＶのところにあり、即ち、約３３．２ｋｅＶのところにあるヨードのＫ端のずっと上側である。金属錯体は、ガドリニウム原子の代わりに、例えば、ランタン又はジスプロシウム原子を含有していてもよい。
【００３１】
デジタル検出器は、ここ数年来、種々の製造業者によって提供されている（例えば：Ｔｈｅ  ＢＢＩ  Ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ，１９９９，２月、３４ページ；Ｈ．Ｇ．Ｃｈｏｔａｓ，Ｊ．Ｔ．Ｄｏｂｂｉｎｓ，Ｃ．Ｅ．Ｒａｖｉｎ，”Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ  ｗｉｔｈ  Ｌａｒｇｅ−Ａｒｅａ，Ｅｌｅｍｅｎｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｒｅａｄａｂｌｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ：Ａ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｂａｓｉｃｓ”，Ｒａｄｉｏｌ．，２１０（１９９９）５９５−５９９ページ）。デジタル検出器は、アモルファスシリコン又は他の半導体材料製であることがよくある。本発明のＸ線装置では、特に、以下の検出器が適している：蛍光体プレート（例えば、Ｆｕｊｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｋｏｎｉｃａ）を有する検出器、アモルファスシリコン（例えば、ＧＥ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｍｅｄｉｃａｌ）を有する検出器、セレン（例えば、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｔｏｓｈｉｂａ）を有する検出器、ガドリニウム・チオ硫酸塩（例えば、Ｋｏｄａｋ製）を有する検出器、ガドリニウム・テルル化物、又は、カドミウム−亜鉛−テルル化物（ＣＺＴ）半導体を有する検出器、イットリウムオキシオルトケイ酸塩を有する検出器、ルテチウムオキシオルトケイ酸塩を有する検出器、ヨウ化ナトリウム又はビスマスゲルマニウム酸塩を有する検出器が適している。特に良好な結果は、所謂ＣＺＴ検出器、つまり、カドミウム−亜鉛−テルル化物（ＣＺＴ）半導体を有する検出器を用いて達成される。
【００３２】
半導体製のエネルギ分散型検出器の構成は、米国特許第５４３４４１７号明細書に記載されている。この場合、セグメント化された半導体ストリップが設けられており、この半導体ストリップは、前面からＸ線ビームが照射される。Ｘ線ビームは、半導体材料内に透過して、半導体材料と交互作用するようになる。透過深さは、Ｘ線光子のエネルギに依存する。Ｘ線光子の比較的大きなエネルギの場合、放射は、当該放射が検出器材料と交互作用して、光電子効果によって、電流パルスを発生するに至るまで、Ｘ線光子の比較的小さなエネルギの場合よりも深く浸透する。電流パルスは、検出器の個別セグメント内で、形成された電子コンタクト接続を用いて導出することができる。この電流パルスは、プリアンプを用いて処理される。
【００３３】
検出器は、Ｘ線ビームの強度をエネルギ分散により検出することができ、即ち、測定の際、Ｘ線ビームは、固定されたエネルギ間隔から検出されるに過ぎないことを特徴としている。このエネルギ間隔は、エネルギＥ１及びＥ２での両測定の重畳を回避するために、できる限り狭くする必要がある。他方で、エネルギ間隔が狭すぎるのは不利である。その理由は、この場合、検出可能な強度が小さくなりすぎることがあるからである。有利には、（検出器のエネルギ感度がガウス型であるとした場合）高々５ｋｅＶ、有利には、高々３ｋｅＶ、特に有利には、１．５ｋｅＶ、極めて特に有利には、１ｋｅＶの分解能にするとよい（σ）。
【００３４】
一方では、エネルギ分散型検出器は、フラットベッド検出器の形式乃至種類で構成してもよい。この実施例では、全ての画素は同時に検出され、評価のために相関ユニットに転送される。検出器は、この場合、個別検出器センサが平坦に配列されたものから構成され、有利には、そのようなセンサを有するマトリックスが、行及び列に配列されたものから構成される。
【００３５】
エネルギ分散型フラットベッド検出器の代わりに、個別画素の撮影に適している複数のエネルギ分散型検出器マトリックスを用いてもよい。この検出器には、被検体からのＸ線ビームが、Ｘ線光導波路を介して同時に供給される。そのような多数の導波路は組み合わされて、1つの平坦な検出器を構成している。
【００３６】
更に、検出器を、個別画素の撮影のために構成してもよいし、全ての画素の撮影のために動かすことができるようにしてもよい。この実施例では、検出器は、測定中、個別画素でエネルギ依存の強度でしか検出することができない。個別画素の強度は、順次連続して検出され、例えば、行毎に検出され、後続の処理のために相関ユニットに転送される。
【００３７】
更に、検出器は、各々1つの画素の撮影用に構成された検出器センサのアレイを有するようにして、全ての画素の撮影のために動かしてもよい。この実施例では、検出器は、個別画素の強度を行毎に検出する。全ての強度を撮影するために、検出器は、測定中、有利には、アレイの主軸に対して垂直方向に動かされる。測定中検出される強度は、相関ユニットに供給される。
【００３８】
プリアンプにより形成された信号は、それから、少なくとも1つの相関ユニットに供給されて、この相関ユニットで、例えば、Ｘ線不透過性要素の吸収端の上側のエネルギで、被検体の1つの画素の、検出されたＸ線ビームの強度が、例えば、Ｘ線不透過性要素の吸収端の下側のエネルギで、同じ画素の、検出されたＸ線ビームの強度と相関可能である。相関ユニットは、相応の、プログラミングされたデータ処理装置にするとよい。
【００３９】
適切なＸ線不透過性要素の選択の際、検出器を用いて検出可能な２つの種々異なったエネルギ領域のＸ線光子がカウントされ、相関ユニットで相互に相関される。両エネルギ領域内での光子は、有利には、Ｘ線造影剤の不透過性要素の吸収端のエネルギの下側１０ｋｅＶ〜上側１０ｋｅＶ、特に下側５ｋｅＶ迄〜特に上側５ｋｅＶ迄、極めて特に有利には、吸収端のエネルギの上側３ｋｅＶ迄〜下側３ｋｅＶ迄の領域内に位置しているエネルギを有している。検出された光子のエネルギが、不透過性要素の、求められた吸収端に近付けば近付く程、これら両領域内での光子のエネルギの絶対差が大きくなり、画素の形成に使われる信号が大きくなる。
【００４０】
両領域の各光子の強度の相関のために、これらの光子が画素毎に相互に相関され、有利には、相互に減算され、又は、相互に除算される。測定された強度は、例えば、最初、対数化され、それに続いて減算されるようにしてもよい。これら全ての場合に、有利には、被検体の組織内に天然に存在しているか、又は、Ｘ線造影剤によって導入された不透過性要素の吸収端の上側１−５ｋｅＶ〜下側１−５ｋｅＶ迄の領域内のエネルギでの強度が相互に相関される。このために、一方の場合には比較器が画素毎の相関のために使用され、他方の場合には除算部材が画素毎の相関のために使用される。
【００４１】
当然、別の数学的演算を、被検体を透過して1つの画素から出たＸ線ビームの各強度の相関のために使用してもよい。例えば、Ｘ線ビームの強度を、吸収端の直接領域内、例えば、吸収端に対して相対的な±２ｋｅＶの領域内で、比較的小さなステップで、例えば、０．２ｋｅＶステップで測定して、エネルギを介して微分してもよい。このために、微分要素を使用してもよい。それにより、吸収端の領域内で、画素内の有意義な信号として生じる強度の1次導関数の比較的大きな変化を検出することができる。
【００４２】
前述のことから、検出器を用いて、Ｘ線ビームの強度が、所定のエネルギ値（狭いエネルギ間隔、例えば、±０．２ｋｅＶ）で求められるか、又は、所定のスペクトル領域（例えば、±３ｋｅＶ、吸収端に対して相対的）に亘って求められることが明らかである。
【００４３】
Ｘ線造影剤がある被検体内の領域から、できる限り大きな信号を得ることができるためには、検出されたＸ線ビームの強度が、有利には、不透過性要素の吸収スペクトルのＫ端の下側及び上側で検出される。しかし、基本的には、Ｌ吸収端又はもっと高い端の領域内で測定してもよい。
【００４４】
画素の測定された強度の処理のために、有利には、データ処理装置で実施することができる、以下の装置が設けられており、即ち：
ｅ．被検体の個別画素のエネルギの関数Ｉ（Ｅ）として記憶することができる第1のメモリユニットと、
ｆ．例えば、Ｘ線造影剤の不透過性要素の吸収端の上側のエネルギで、被検体の画素の、検出されたＸ線ビームの強度（Ｅ１）を、例えば、Ｘ線造影剤の不透過性要素の吸収端の下側のエネルギで、同じ画素の、検出されたＸ線ビームの強度（Ｅ２）と相関することができる、例えば、
Ｉ（Ｅ１）／Ｉ（Ｅ２）を計算する計算ユニットと、
ｇ．相関によって各個別画素の各強度から得られた各値を一時記憶することができる第２のメモリユニット
が設けられている。
【００４５】
そうすることによって、先ず、吸収端の下側又は上側の全ての画素の強度を検出して、その後、全ての画素の別の全ての強度を検出し、それに続いて、測定されたデータセットを画素毎に相互に相関して、画像形成のために利用するか、又は、択一的に、画素毎に各々の強度を測定し、相関し、続いて、得られたデータを画素毎に、例えば、モニタ（陰極線管（ＣＲＴ）又はＬＣＤディスプレイ）、又は、プロッタを含む出力ユニットに供給される。
以下、本発明について、図示の実施例を用いて詳細に説明する。その際：
図１は、第１のファントムの概略図、
図２は、第１のファントム内の測定試料のグレイスケール分析を示す図、
図３は、第１のファントムの試料のスペクトルを示す図、
図４は、第１のファントム内の２つの測定キュベットの範囲内でのＸ線ビーム強度を示す図、
図５は、第１のファントム内のヨードＩのＫ端乃至ガドリニウムＧｄのＫ端の上側及び下側の強度差を示す図、
図６は、第１のファントムの断面図、
図７は、図６の断面領域内での全強度経過特性を示す図、
図８は、第２のファントムの概略図、
図９は、図７のファントム内での全信号強度ＳＩｇｅｓの減衰を示す図、
図１０は、第２のファントムの位置３０ｍｍ，４０ｍｍ，６０ｍｍでのＸ線スペクトルを示す図、
図１１は、図１０のＸ線スペクトルの、エネルギに関しての１次微分を示す図
である。
【００４６】
実例１：
ファントムの表示のために、以下の測定仕様が選択される：
Ｘ線ビーム源は、タングステン陽極と４ｍｍ厚のＡｌフィルタを有するＸ線管（１０ｘ１５管）によって形成されている。Ｘ線源（ＲＴ２５０）は、以下の作動条件：つまり、９０ｋＶ，５（１０）ｍＡ，露光時間ｔ＝１ｓで作動する。Ｘ線ビームの検出のために、３ｍｍｘ３ｍｍｘ２ｍｍの大きさのカドミウム−亜鉛−テルル化合物−結晶、及び、１００／４００μｍ開口のＣＺＴ検出器が使用される（Ａｍｐｔｅｋ  Ｉｎｃ．，ＵＳＡ）。データは、Ｘ線検出器からマルチチャネルアナライザに転送され、続いて、Ｅｘｃｅｌ−スプレッドシートに供給される。従って、信号強度ＳＩ＝ＳＩ（Ｅ）は、デジタル形式で、エネルギＥの関数として利用することができる。
【００４７】
投影画像は、９０ｋＶ、４ｍＡｓで作動されるＳｉｅｍｅｎｓ  Ｐｏｌｙｄｏｒｏｓ  Ｘ線管を用いて、１１０ｃｍの距離で、ＡＧＦＡデジタルプレート（ｄｉｇｉｔａｌ  ｐｌａｔｅｓ／Ｓｐｅｉｃｈｅｒｆｏｌｉｅｎ）で撮影された。ワークステーションでデジタルにより利用することができる画像から、所望の位置でのグレイスケール値が読み出される。
【００４８】
被検体は、アクリラートガラスベース上の２ｃｍ厚の脂肪（Ｂａｕｓｐｅｃｋ）と、その上に配置された４つの１ｃｍプラスチックキュベットから形成されていて、当該の各プラスチックキュベットは、
１）３０ｍｇ／ｍｌのヨードＩ（＝２３６ｍｍｏｌ  Ｉ／Ｌ）（ヨード化合物の形、Ｕｌｔｒａｖｉｓｔ（登録商標））を含む水溶液、
２）１００ｍｍｏｌ  Ｇｄ／Ｌ（ガドリニウム化合物の形、Ｇａｄｏｖｉｓｔ（登録商標））を含む水溶液、
３）５ｍｇ／ｍｌのヨードＩ（ヨード化合物の形）を含む水溶液、
４）水
で充填されている。ファントムは、ビーム経路内に配置される。
【００４９】
配列全体を光学的に表示するために、先ず、検出器が蛍光ディスプレイ（Ａｇｆａ  Ｉｍａｇｅ  Ｐｌａｔｅ）によって代えられ、この蛍光ディスプレイに、形成された投影画像が、捕捉電子の形で潜在的に記憶されており、この投影画像がレーザで読み出される（可視にされる）。記録された配列は、図１に示されている。下側の画像縁部には、アクリルガラス板が、その縁部によって示されている。脂肪（Ｂａｕｓｐｅｃｋ）は、特に左側及び右側の縁部に縞模様が形成されることによって可視となる。図のほぼ真ん中の部分に見える比較的暗い構造は、下から上の順番で、試料１），２），３）及び４）が含まれている測定キュベットである。
【００５０】
各測定キュベットを透過したＸ線ビームの各強度を求めるために、読み出された蛍光ディスプレイ上のグレイスケール値が、キュベットの領域内で決められる。各キュベットによるＸ線ビームの減弱は、図２に示されている。図２のバー（棒）は、各々バックグランドと比較したグレイスケール値を指示する。放射の最大減弱は、３０ｍｇ／ｍｌのヨードＩを含むキュベットで得られる。５ｍｇ／ｍｌのヨードＩを有するキュベットは、水を含むキュベットに比べて、減弱の有意な差は小さい。
【００５１】
スペクトルの配列を求めるために、ファントムは、検出器を介してｘ−ｙスライドテーブル上に取り付けられている。検出器に対してファントムを相対的にシフトするために、このテーブルは、ｘ方向にだけシフトする。
【００５２】
先ず、放射されたＸ線ビームは、ファントム下の種々の位置で検出される。このために、ファントムは、ｘ方向に５ｍｍステップで、固定のＸ線検出器の上で動かされる。検出器によって求められたカウントレート値は、エネルギの関数としてＥｘｃｅｌ−スプレッドシートに記録される。そうすることによって、ｘ，Ｅフィールド（ｘ＝ｘ方向のシフト、Ｅ＝エネルギ）が得られ、その際、各点（ｘ，Ｅ）に、［ｃｐｓ］単位で示した信号強度ＳＩが関連付けられる。２０〜１００ｋｅＶの範囲でだけ考察される。表示し易くするために、測定されたＳＩがエネルギ領域に亘って平均化されたエネルギバンドが考察される。このエネルギ領域は、２２．５ｋｅＶ，３２．３ｋｅＶ，３４．２ｋｅＶ，４０．９ｋｅＶ，５１．２ｋｅＶ及び５６．９ｋｅＶである。領域２２．５ｋｅＶ，４０．９ｋｅＶ及び５６．９ｋｅＶは、Ｘ線不透過性要素ヨードＩ乃至ガドリニウムＧｄのＫ端の外側に位置している。Ｋ端を含めて、更に、ＳＩの差が形成され、即ち、差Δ１＝ＳＩ（Ｅ＝３４．２ｋｅＶ）−ＳＩ（Ｅ＝３２．２ｋｅＶ）及びΔ２＝ＳＩ（Ｅ＝５１．２ｋｅＶ）−ＳＩ（Ｅ＝４９．２ｋｅＶ）が形成される。更に、全信号強度ＳＩｇｅｓも利用可能である。
【００５３】
図３には、ｘ座標位置０ｍｍでの空気のスペクトル（曲線Ａ）、ｘ座標位置２５ｍｍでの脂肪（Ｂａｕｓｐｅｃｋ）のスペクトル（曲線Ｂ）、ｘ座標位置４０ｍｍでの３０ｍｇ／ｍｌのヨードＩを水溶液中に含んでいるキュベットのスペクトル（曲線Ｃ）、ｘ座標位置５５ｍｍでの１００ｍＭのガドリニウムＧｄを水溶液中に含んでいるキュベットのスペクトル（曲線Ｄ）が示されている。キュベットによって記録されたスペクトル内の３３．２ｋｅＶのところのヨードＩのＫ端、及び、５０ｋｅＶのところのガドリニウムＧｄのＫ端が、図からよく分かる。
【００５４】
更に、検出器の強度は、ファントムのシフトに依存して種々の検出器エネルギで検出される。曲線は、図４に示されている。個別の曲線は、種々異なる検出器エネルギで記録されている（曲線Ａ：３０．９７ｋｅＶ，曲線Ｂ：３４．８６ｋｅＶ，曲線Ｃ：４０．０１ｋｅＶ，曲線Ｄ：４８．８４ｋｅＶ，曲線Ｅ：５１．３０ｋｅＶ，曲線Ｆ：６０．１９ｋｅＶ）。ファントムのプロフィールは、よく分かる。スキャンの位置解像度は、５ｍｍのステップ幅によって測定される。従って、キュベットは、強度経過特性において垂直方向の側縁によって示されない。透過率は、Ｘ線エネルギに連れて増大する。差の画像から分かるように（図５）、例外により、Ｋ端が形成される。図５では、各々Ｋ端エネルギを含む各エネルギでの信号強度の差が形成されて、図示されている。３５で示された曲線は、５１で示されたようなガドリニウムのヨードＫ端を含んでいる。曲線経過特性によると、ヨードだけが可視である場合と、ガドリニウムＧｄだけが可視である場合とが明らかに分かる。ヨード曲線（３５）では、３０ｍｇ  Ｉ／ｍｌを含む試料でのはっきりとした信号変化をちょうど画像の中央部に有している他に、５ｍｇ  Ｉ／ｍｌを含むキュベットも右側の画像側縁に示されている。
【００５５】
全信号強度ＳＩｇｅｓのプロフィールとファントムの配列とを一致させるために、ファントムの断面図が、全信号強度ＳＩｇｅｓのプロフィールに対比して示されている。図６には、ファントムの断面が、蛍光ディスプレイ（Ａｇｆａ  Ｉｍａｇｅ  Ｐｌａｔｅ）を用いて示されている。図７（下側）には、全信号強度ＳＩｇｅｓが、ｘ方向での８０ｍｍのシフト経路に亘って示されており、このシフト経路は、キュベットを交差している。プロフィールの左側全体は、アクリラートガラスベースが、一定強度で示されている。その横方向右側には、脂肪（Ｂａｕｓｐｅｃｋ）が、約３５ｍｍのところ迄、低減する強度で続いている。その横方向右側には、３０ｍｇ／ｍｌのヨードＩを含む測定キュベットが（更に、強度が低下して）位置している。僅かに強度が上昇した後、１００ｍＭのガドリニウムＧｄを有する測定キュベットによる吸収によって低減した強度の領域が続いている。６５〜７５ｍｍのｘ座標領域内には、脂肪（Ｂａｕｓｐｅｃｋ）だけで吸収される領域が続いている。右側全体では、強度が新たに低下しているのが分かり（約８０ｍｍのｘ座標領域）、これは、５ｍｇ／ｍｌのヨードＩを含む測定キュベットによるＸ線ビームの吸収に起因している。
【００５６】
実例２：
被検体として、ファントムが、２つの１ｃｍのプラスチックキュベット、並びに、プラスチックストリップをアクリラートガラスベース上に配列して形成されている。キュベットは、０．５ｍｏｌ  Ｇｄ／Ｌ（水溶液中のガドリニウム化合物の形で）乃至０．４７ｍｏｌ  Ｉ／Ｌ（水溶液中のヨード化合物の形で）充填されている。
【００５７】
先ず、配列の全画像形成が、蛍光ディスプレイ（Ａｇｆａ  Ｉｍａｇｅ  Ｐｌａｔｅ）で形成されている。検査を実行する際の詳細については、実例１に示されている。配列は、図８に示されている。
【００５８】
ファントムのｘ方向シフトの関数として、全信号強度ＳＩｇｅｓが示されている。プラスチックフィルム、ヨードを含む測定キュベット及びガドリニウムを含む測定キュベット（左側から）によるＸ線強度の減弱がよく分かる。
【００５９】
これは、それと並行して形成される全強度ＳＩｇｅｓのプロフィールでも分かり、これは、ｘ−ｙプロットテーブルとＣＺＴ検出器を有する測定装置を用いて得られる。このプロフィールは、図９に示されている。このプロフィールは、図８の略図では、対角線方向に沿って右上側から左下側に形成されている。図１０には、位置３０，４０及び６０ｍｍでのＸ線スペクトルが示されており、図１１には、信号強度の、エネルギについての１次微分が示されている（各スペクトルからの特徴的な輝線での効果を抑制するために、６０ｋｅＶ以下の領域だけが示されている）。この１次微分は、エネルギの関数として、信号強度の上昇を示している。この１次微分では、ヨード及びガドリニウムがバックグラウンド（曲線の３０ｍｍのところ）とは異なって際だっていることが明らかに分かる。
【００６０】
ここに記載されている実例及び実施例は、単に説明のためのものであって、この実例乃至実施例を種々に変形したり変更したり、乃至、各実施例及びここに記載されている各要件を組み合わせることは、当業者にはよく分かり、本発明の開示の一部分とみなし、並びに、本発明の保護範囲内であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１のファントムの概略図
【図２】第１のファントム内の測定試料のグレイスケール分析を示す図
【図３】第１のファントムの試料のスペクトルを示す図
【図４】第１のファントム内の２つの測定キュベットの範囲内でのＸ線ビーム強度を示す図
【図５】第１のファントム内のヨードＩのＫ端乃至ガドリニウムＧｄのＫ端の上側及び下側の強度差を示す図
【図６】第１のファントムの断面図
【図７】図６の断面領域内での全強度経過特性を示す図
【図８】第２のファントムの概略図
【図９】図７のファントム内での全信号強度ＳＩｇｅｓの減衰を示す図
【図１０】第２のファントムの位置３０ｍｍ，４０ｍｍ，６０ｍｍでのＸ線スペクトルを示す図
【図１１】図１０のＸ線スペクトルの、エネルギに関しての１次微分を示す図
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月27日(2005.4.27)
【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線不透過性要素を含む少なくとも１つの被検体での画像形成用のＸ線装置であって、
ａ．少なくとも１つのＸ線ビーム源と、
ｂ．少なくとも１つのエネルギ分散検出器と、
ｃ．少なくとも１つの相関ユニットと、
ｄ．少なくとも１つの出力ユニットを有しており、
前記Ｘ線ビーム源は、連続スペクトルの、ほぼ多色のＸ線ビームを放射し、
前記エネルギ分散検出器は、被検体を透過したＸ線ビームの強度を第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で検出することができ、
前記相関ユニットは、前記第１のエネルギＥ１での前記被検体の１つの画素により検出されたＸ線ビームの強度を、前記第２のエネルギＥ２での、前記画素と同じ画素により検出されたＸ線ビームの強度と相関することができ、
前記出力ユニットは、前記各強度の相関によって含まれる各画素信号から、前記被検体を表示するように構成されている
画像形成用のＸ線装置において、
連続スペクトルのＸ線ビームを検出するための手段がエネルギ分散検出器に設けられていることを特徴とするＸ線装置。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線装置であって、相関ユニットは、
ａ．被検体の個別画素の各強度を記憶することができる第1のメモリユニットと、
ｂ．前記被検体の画素の、第１のエネルギＥ１で検出されたＸ線ビームの強度を、前記被検体の画素の、第２のエネルギＥ２で検出されたＸ線ビームの強度と相関することができる計算ユニットと、
ｃ．前記相関によって前記各個別画素の各強度から得られた各値を一時記憶することができる第２のメモリユニット
を有するＸ線装置。
【請求項３】
１つの画素の検出されたＸ線ビームの各強度は、相関ユニットを用いて、事前に対数化せずに、又は、事前に対数化した後、相互に減算することができるか、又は、相互に除算することができ、又は、エネルギに関して微分を形成することができる請求項１又は２記載のＸ線装置。
【請求項４】
検出器は、フラットベッド検出器である請求項１から３迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項５】
検出器は、個別画素を検出するように構成されていて、全ての画素を検出するように動かすことができる請求項１から３迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項６】
検出器は、各々１つの画素の検出のために構成された各検出センサの1つのアレイを有していて、全ての画素を検出するように動かすことができる請求項１から３迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項７】
検出器のエネルギ解像度は、高々５ｋｅＶである請求項１から６迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項８】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２は、Ｘ線不透過性要素のＫ又はＬ吸収端のエネルギの下側に５ｋｅＶに至るところから上側に５ｋｅＶのところに至る迄の範囲内に位置している請求項１から７迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項９】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２は、当該第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２が、Ｘ線不透過性要素のＫ吸収端又はＬ吸収端のエネルギを含むように選択されている請求項１から８迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項１０】
Ｘ線不透過性要素は、Ｘ線造影剤であり、該Ｘ線造影剤は、臭素、ヨード、バリウム、ランタノイド、ビスマスを含むグループから選択された少なくとも１つの要素を含む請求項１から９迄の何れか１記載のＸ線装置。
【請求項１１】
Ｘ線ビームを用いた、少なくとも１つのＸ線不透過性要素の画像表示用の請求項１から１０迄の何れか１記載のＸ線装置の使用であって、以下の方法ステップ、
ａ．連続スペクトルの、ほぼ多色のＸ線ビームを被検体に照射するステップ、
ｂ．第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で、前記被検体を透過するＸ線ビームの強度をエネルギ分散により検出するステップ、
ｃ．前記第１のエネルギＥ１で前記被検体の１つの画素を検出するＸ線ビームの強度を、前記第２のエネルギＥ２で前記被検体の前記１つの画素を検出するＸ線ビームの強度と相関するステップと、
ｄ．各強度の相関によって得られる各画素信号から前記被検体を表示するステップ
を実行するＸ線装置の使用において、
エネルギ分散検出器を用いて、連続スペクトルのＸ線ビームが検出されることを特徴とするＸ線装置の使用。
【請求項１２】
１つの画素のＸ線ビームの各強度は、相関ユニットを用いて、事前に対数化せずに、又は、事前に対数化した後、相互に減算されるか、又は、相互に除算され、又は、エネルギに関して微分される請求項１１記載のＸ線装置の使用。
【請求項１３】
フラットベッド検出器が使用される請求項１１又は１２記載のＸ線装置の使用。
【請求項１４】
個別画素の撮影のために構成されていて、全ての画素の撮影のために動かすことができる検出器が使用される請求項１１又は１２記載のＸ線装置の使用。
【請求項１５】
各々１つの画素の撮影用に構成されている検出センサの1つのアレイを有していて、全ての画素の撮影用に動かすことができる１つの検出器が使用される請求項１１又は１２記載のＸ線装置の使用。
【請求項１６】
検出器のエネルギ解像度は、高々５ｅＶである請求項１１から１５迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項１７】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２は、Ｘ線不透過性要素の吸収端の下側に５ｋｅＶのところから上側に５ｋｅＶのところに至る迄の範囲内に位置している請求項１１から１６迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項１８】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２は、当該第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２が、Ｘ線不透過性要素のＫ端又はＬ端のエネルギを含むように選択されている請求項１１から１７迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項１９】
Ｘ線不透過性要素として、臭素、ヨード、バリウム、ランタノイド、ビスマスを含むグループから選択された少なくとも１つの要素を含むＸ線造影剤が使用される請求項１１から１８迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項２０】
Ｘ線不透過性要素として、Ｘ線造影剤が使用され、該Ｘ線造影剤は、経腸又は非経腸投与される請求項１１から１９迄の何れか１記載のＸ線装置の使用。
【請求項２１】
ａ．
Ｘ線不透過性要素を含む少なくとも１つの被検体で画像形成するＸ線コントラスト方法であって、
以下の方法ステップ、
ａ．連続スペクトルの、ほぼ多色のＸ線ビームを被検体に透過照射するステップ、
ｂ．第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２で、前記被検体を透過照射されるＸ線ビームの強度をエネルギ分散により検出するステップ、
ｃ．前記第１のエネルギＥ１で前記被検体の１つの画素を検出するＸ線ビームの強度を、前記第２のエネルギＥ２で前記被検体の前記１つの画素を検出するＸ線ビームの強度と相関するステップと、
ｄ．各強度の相関によって得られる各画素信号から前記被検体を表示するステップ
を有するＸ線コントラスト方法において、
エネルギ分散検出器を用いて、連続スペクトルのＸ線ビームが検出されることを特徴とするＸ線コントラスト方法。
【請求項２２】
Ｘ線ビームの各強度を、相関ユニットを用いて、事前に対数化せずに、又は、事前に対数化した後、相互に減算するか、又は、相互に除算し、又は、エネルギに関して導関数を形成する請求項２１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２３】
フラットベッド検出器を使用する請求項２１又は２２記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２４】
個別画素の撮影のために構成されていて、全ての画素の撮影のために動かすことができる検出器を使用する請求項２１又は２２記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２５】
各々１つの画素の検出用に構成されている検出センサのアレイを有していて、全ての画素の検出用に動かすことができる１つの検出器が使用される請求項２１又は２２記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２６】
検出器のエネルギ解像度を、高々５ｋｅＶにする請求項２１から２５迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２７】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２を、Ｘ線不透過性要素の吸収端の下側に５ｋｅＶのところから上側に５ｋｅＶのところに至る迄の範囲内に位置する請求項２１から２６迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２８】
第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２を、当該第１のエネルギＥ１及び第２のエネルギＥ２が、Ｘ線不透過性要素のＫ吸収端又はＬ吸収端のエネルギを含むように選択する請求項２１から２７迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項２９】
Ｘ線不透過性要素として、臭素、ヨード、バリウム、ランタノイド、ビスマスを含むグループから選択した少なくとも１つの要素を含むＸ線造影剤を使用する請求項２１から２８迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項３０】
Ｘ線不透過性要素として、Ｘ線造影剤を使用し、該Ｘ線造影剤を、経腸又は非経腸投与する請求項２１から２９迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【請求項３１】
Ｘ線不透過性要素を含む容積体の特殊画像による表示、又は、定量的な表示を行う請求項２１から３０迄の何れか１記載のＸ線コントラスト方法。
【国際調査報告】
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