(57)【要約】  複合したｘ及びｙ方向に焦点を偏向するために、陰極と陽極との間にあるＸ線管の内側又は外側に斜めに取り付けられる第１及び第２の偏向装置を有するＸ線管が設けられる。これら第１及び第２の偏向装置は、１回につき１つの偏向装置だけが稼働するように交互に稼働する。これら第１及び第２の偏向装置は、例えば焦点の既定の偏向パターンを生じるような既定のスイッチングシーケンスに従って稼働する。それにより、向上したｘ−ＦＦＳ及びｚ−ＦＦＳ方法が提供される。
2013516737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ビームを生成するのに適したＸ線管であり、
複合したｘ及びｙ方向に焦点を偏向させるための第１の偏向装置、並びに
複合したｘ及びｙ方向に焦点を偏向させるための第２の偏向装置
を有するＸ線管において、
前記第１及び第２の偏向装置は、前記Ｘ線管のｙ軸に対し斜めに配されるＸ線管。
【請求項２】
前記第１の偏向装置及び前記第２の偏向装置は、各々電磁双極子を含んでいる、請求項１に記載のＸ線管。
【請求項３】
前記第１の偏向装置及び前記第２の偏向装置は、前記Ｘ線管の陰極と陽極との間であり、ｚ方向に関して同じ位置に取り付けられる、請求項１に記載のＸ線管。
【請求項４】
前記Ｘ線管は、前記第１の偏向装置又は前記第２の偏向装置を排他的に稼働させるのに適する、請求項１に記載のＸ線管。
【請求項５】
前記第１の偏向装置は、静的場、動的場及び動的場が重畳される静的場で構成される集合から１つの場を生成するように操作される請求項１に記載のＸ線管。
【請求項６】
前記第２の偏向装置は、静的場、動的場及び動的場が重畳される静的場で構成される集合から１つの場を生成するように操作される請求項１に記載のＸ線管。
【請求項７】
１つ以上のフィラメントを持つ陽極を有する請求項１に記載のＸ線管。
【請求項８】
請求項１に記載のＸ線管、
Ｘ線ビームを検出するための検出器、及び
データ処理ユニット
を有するＸ線システム。
【請求項９】
関心対象に対する前記Ｘ線管及び検出器の動きを制御する、並びに前記関心対象の動きを制御する駆動制御ユニットをさらに有する請求項８に記載のＸ線システム。
【請求項１０】
Ｘ線管及び検出器を持つＸ線システムを操作する方法は、
既定のスイッチングシーケンスに従って、前記第１の偏向装置又は前記第２の偏向装置を排他的に交互に制御することにより、Ｘ線管にある電子ビームをｘ及びｙ方向に斜めに交互に偏向させるステップ、を有する方法。
【請求項１１】
前記スイッチングシーケンスに従う焦点の偏向は、１つのスイッチングシーケンス中に焦点トラックの焦点が２回以上トラキングされないように行われる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記Ｘ線管及び前記検出器を前記関心対象に対して位置決められるステップ、をさらに有する請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
請求項８に記載のＸ線システムのデータ処理ユニット上で実行されるとき、前記Ｘ線システムの前記Ｘ線管の前記第１の偏向装置又は前記第２の偏向装置に、既定のスイッチングシーケンスに従って、前記電子ビームの焦点をｘ及びｙ方向に斜めに交互に同時に偏向させる命令を含んでいるコンピュータプログラム要素。
【請求項１４】
前記検出器から受信した信号を処理し、関心対象の画像を生成する命令、及び前記画像を表示装置上に表示するための命令をさらに含んでいる請求項１３に記載のコンピュータプログラム要素。
【請求項１５】
関心対象に対する前記Ｘ線管及び検出器の動きを制御する、並びに前記Ｘ線管及び検出器に対する前記関心対象の動きを制御するための命令をさらに含んでいる請求項１３に記載のコンピュータプログラム要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管、このようなＸ線管を含むＸ線システム、並びに焦点をｘ方向及びｙ方向に複合偏向(combined deflection)させる方法に関する。特に、本発明は、焦点をｘ方向及びｙ方向に（故にｚ方向に）交互に偏向させる手段を含むＸ線管に関する。さらに、本発明は、このようなＸ線管を含むＸ線システムを制御するコンピュータプログラムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴシステムの分解能を向上させるために焦点を偏向させることの概念は十分に確立されている。シングルラインの検出器を使用している初期の応用は、ｘ−ＦＦＳ(x-flying focal spot)として知られる技術を用いている。このｘ−ＦＦＳにおいて焦点は、約１／２ピクセルだけその静止位置の周りで横方向、すなわちｘ方向に振動する。この視差の意図的な導入が分解能を効果的に２倍にする。
【０００３】
ダブルｘサンプリング(double-x sampling)は、ターゲット焦点トラックに正接する経路にあるその静止位置の周りで焦点を振動させることにより達成される。この焦点は静電格子を使用することによる又は電磁石によるかの何れか一方により約±１／２ピクセルずつ移動する。ダブルｘサンプリングの場合、電子ビーム／焦点は、ｘ方向において規定の周波数でフィラメントに対し横方向に偏向し、これはターゲット焦点トラックに正接である。１つの画像が２つの視角で得た情報を含むと共に、静止画の情報を実質的に２倍含むように、各々の極端な位置でサンプリングが行われる。米国特許番号US 6,256,369号は、ダブルｘサンプリングの概念を開示している。
【０００４】
焦点運動による分解能の向上の概念は、分解能を上げさせると共に、アーチファクトを減少させる手段としてＣＴ技術において確立されているダブルｚサンプリングの導入によりさらに洗練されている。ダブルｚサンプリング、ｚ−ＦＦＳサンプリング又はｚ−ＤＦＳ(z-dynamic forcal spot)サンプリングとしても知られるこの概念は、焦点を２つのｚ位置間を行ったり来たりさせる、故に検出器列の数を増大させずにスキャナのスライス数を２倍にすることを含んでいる。例えば、３２列の検出器の場合、この技術は６４スライスを効果的に測定する。
【０００５】
ダブルｚサンプリングは基本的に、焦点を主にｙ方向に向けられるベクトルに沿って前記ターゲット焦点トラック上を移動させることにより達成される。焦点は、前記ターゲットの平面に対し角度が付けられている（通例７又は８度）ので、焦点のｙ方向への移動は、この焦点をｚ方向にも移動させる。ここで距離はターゲット角のサイン（正弦）に比例する。ダブルｚサンプリングの正味の効果は、検出器列上において２つのｚ位置間を焦点が行ったり来たりすることである。これは、検出器列当たり２つの重畳するスライスを効果的に取得する、例えば３２列では６４スライスを得る。故に、ダブルｚサンプリングは、実際にＣＴスキャナのスライス能力を２倍することができる、つまり３２スライスのスキャナを６４スライスのスキャナにすることができることが分かる。
【０００６】
ダブルｚサンプリングの最新の強化は、いわゆる"クアッド(quad)"サンプリングがｘ及びｚ方向の両方への焦点の偏向を含んでいる。この技術は、一般に＋ｚ方向への偏向を含み、続いて−ｘ方向への偏向、続いて−ｚ方向への偏向、続いて＋ｘ方向への偏向を含んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
クアッドサンプリングは、かなり高い電力を必要とし、並びに焦点の歪みを生み出すことにつながる相互作用効果も引き起こす複雑な四重極磁石を利用することにより実現され、故に画像品質を下げる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、同じＣＴのプラットフォームを用いたｘＦＦＳ及びｚＦＦＳの両方の能力を含むことである。
【０００９】
他の目的は、ｘ−ＦＦＳ及びｚ−ＦＦＳの発生と、必要な電力の減少との間にある相互作用効果を減少させることである。
【００１０】
これは各々の独立請求項の内容により達成される。他の実施例は、夫々の従属請求項において説明される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、Ｘ線管は、Ｘ線ビームを発生させるのに適する、並びに第１の偏向装置及び第２の偏向装置を有する。ここで第１及び第２の偏向装置は、Ｘ線管の陰極により放射される電子ビームの焦点を斜めに偏向させるのに適するので、焦点はｘ及びｙ方向の両方の成分を持つ。一般的なＸ線管の陽極はテーパー状(tapered)に設計されるため、ｙ方向への偏向はｚ方向への偏向につながる。この文脈において、"斜めに"という表現は、第１及び第２の偏向装置により引き起こされる偏向の力の、ｘ軸に対する有効角が４５度であることを必ずしも意味していない。
【００１２】
これら第１及び第２の偏向装置は、電磁双極子各々を構成する。これら２つの双極子磁石は、Ｘ線管の外側に取り付けられても、又は内側に取り付けられてもよく、並びに電子ビームがそれらの極間を通過するように、フィラメントとターゲットとの間に好ましくは位置決められる。
【００１３】
好ましい実施例において、第１及び第２の偏向装置は、Ｘ線管に対し等しいｚ位置に位置決められ、これら装置は、ｚ方向に距離をとらず、同じ基準面上に置かれていることを意味している。これは単に１つの好ましい実施例であり、本発明はこの実施例に限定されないと理解される。故に、第１及び第２の偏向装置がｚ方向に距離をとってもよい。
【００１４】
好ましい実施例において、電磁双極子は好ましくは、Ｘ線管のｙ軸に対し等しい角度（±Θ）で位置決められ、斜めの偏向を生じさせる。これは、ｘ及びｙ方向への複合偏向を意味している。故に、磁場はｘ及びｙ方向の両方の成分を持つ。
【００１５】
一般に使用される簡単な双極子電磁石は、必要な磁場を生成するのに少量の磁気材料しか必要とせず、故に、磁気抵抗はかなり低く、磁場を素早く振動させることを容易にし、それにより上記Ｘ線管を備えるＸ線システムの効率を増大させる。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、第１及び第２の偏向装置は別々に動作する。これは、これら装置は決して両方同時に通電されないことを意味している。それにより、これら装置が電磁双極子を構成する場合、これら双極子の磁場は互いに干渉せず、それにより、異なる位置に異なる焦点形状を生成する歪みが作成されない。
【００１７】
他の実施例によれば、第１の偏向装置及び第２の偏向装置は、入力電圧又は電流に依存して、静的場及び動的場モードの両方で操作される。例えば、焦点は、静的場の使用により一般に位置決められてもよく、静的場に動的場を重畳することによりこの位置の周りで振動してもよい。Ｘ線管の設計は、第１及び第２の偏向装置がＸ線管のｙ軸に対し等しい角度で位置決められない状況にも拡張されることもさらに理解される。例えば、第１及び第２の偏向装置は、焦点の偏向がｘ及びｙ方向に平行であるように位置決められてもよい。さらに、第１及び第２の偏向装置は、様々な極性で操作されてもよい。
【００１８】
その上、Ｘ線管の陰極は、２つ以上のフィラメントを有してもよい。偏向の技術は、２つ以上のフィラメントが存在しているとき、同等にうまく機能する。例えば、２つのフィラメントは、対応する電子ビームが別々の焦点で陽極に当たるように位置決められる。第１及び第２の偏向装置は、本発明による有利な方法で両方の焦点を偏向させる。異なるサイズのフィラメントを持つことも有利である。
【００１９】
本発明の他の態様によれば、Ｘ線システムは、上述したようなＸ線管、Ｘ線ビームを検出するための検出器及びデータ処理ユニットを有する。上記システムはさらに、関心対象に対するＸ線管及び検出器の動きを制御する、並びに同時に又は独立して関心対象自身の動きを制御する駆動制御ユニットを有する。このようなＸ線システムは例えばコンピュータ断層撮影システムであり、これはＣＴシステムとしても知られている。
【００２０】
本発明によるＸ線管は、第１及び第２の偏向装置が斜めの偏向を生み出すので、より高い電力を可能にする。それにより、焦点は厳密にｘ方向に進まず、焦点はターゲット焦点トラックの区間をトラッキングしない。普通、焦点が前記焦点トラックに沿って移動するとき、トラックのその部分の加熱が増大する。故に、電力は通例、前記ターゲット焦点トラックがオーバーヒートするのを防ぐために減少されなければならない。電子ビームが陽極のより広い範囲に作用するので、本発明によるＸ線管はこの欠点を解消することができる。
【００２１】
本発明の他の利点は、電磁双極子を第１及び第２の偏向装置として駆動させる電源は、接地され、陰極電位で浮遊する必要はない。
【００２２】
さらに、上述したようなＸ線管及び検出器を持つＸ線システムを操作するための本発明による方法が有利である。本発明のある態様によれば、Ｘ線管にある電子ビームは、既定のスイッチングシーケンスに従って第１の偏向装置又は第２の偏向装置を排他的に交互に制御することにより、ｘ及びｙ方向に斜めに偏向する。これは、前記第１及び第２の偏向装置は、第１の偏向装置が電子ビームを偏向し、次いで第２の偏向装置が電子ビームを偏向し、さらに次いで前記第１の偏向装置が電子ビームを偏向する等のような交代方式で作動することを意味している。
【００２３】
前記第１及び第２の偏向装置により供給される偏向の力は、これら装置が作動するたびにこれらの接頭部(prefix)を変更することが好ましい。結果として、焦点の既定の偏向パターンが達成される。
【００２４】
本発明は、上述したＸ線システムのデータ処理ユニットのためのコンピュータプログラム要素にも関すると理解される。このコンピュータプログラム要素は、ｘ方向及びｙ方向への焦点の偏向を制御するのに適し、ここでｚ方向の偏向は、焦点トラックの角度配列に従って生じる。コンピュータプログラムは、第１の偏向装置及び別々に配された第２の偏向装置を制御する。好ましくは、コンピュータプログラム要素は、上述した方法のステップを行うのに適する。
【００２５】
他方、コンピュータプログラム要素は、前記システムのモニター上に描かれる再構成した２次元又は３次元の画像の基礎として検出器から受信し、このコンピュータプログラム要素により制御される、信号を処理する命令も含んでいる。
【００２６】
さらに、コンピュータプログラム要素は、関心対象に対するＸ線管及び検出器の動きを制御するため、並びにＸ線管及び検出器に対する関心対象自身の動きを制御するための命令も含んでいる。
【００２７】
コンピュータプログラム要素は、例えばＪＡＶＡ、Ｃ＋＋のような如何なる適切なプログラミング言語でコンピュータ読み取り可能な命令コードとして実施されてもよいし、コンピュータ読み取り可能媒体（リムーバブルディスク、揮発又は不揮発性メモリ、埋め込み型メモリ等）に記憶されてもよい。前記命令コードは、意図する機能を実行するようにコンピュータ又は他のプログラム可能な装置をプログラムするように動作可能であり、このコンピュータ又は他の装置の作業メモリユニットにロードされてもよい。コンピュータプログラム要素は、そこからコンピュータプログラム要素がダウンロードされてもよいネットワーク、例えばWWW(World Wide Web)から入手可能でもよい。
【００２８】
さらに、現在のＸ線システム又は医用視察システムは、上述したコンピュータプログラム要素に基づく新しいソフトウェアを用いてアップグレードされ、このソフトウェアは、処理器で実施されるとき、上述した方法のステップを本発明に従って前記システムに実行させる。
【００２９】
本発明の特徴及び副作用は本発明の異なる実施例を参照して開示したことに注意すべきである。しかしながら、当業者は、他に指定されない限り、ある実施例に属する特徴の如何なる組み合わせに加え、異なる実施例に又は製造方法に関する特徴間の如何なる組み合わせも、本出願を用いて開示されていると考えることが、上記又は以下の記載から分かるだろう。
【００３０】
上記の態様及び本発明の他の態様は、以下に開示される実施例から明らかであり、これら実施例を参照して説明される。本発明は、本発明がそれらに限定されない実施例を参照して、本発明をさらに説明する及びさらにもっと理解するために以下に詳細に説明される。異なる図面にある同一又は類似の構成要素は、同一の参照番号を設ける。図の説明は概略的であり、正確な縮尺ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるシステムの概略図を示す。
【図２】本発明によるＸ線管の概略図である。
【図３ａ】第１及び第２の偏向装置の位置を説明する。
【図３ｂ】陰極及び陽極に関して好ましいスイッチングシーケンスを示す。
【図４】本出願の中身で使用される座標系を含む陽極の等角図。
【図５】第１及び第２の偏向装置の相対位置、並びに本発明によるＸ線管の陽極を説明する。
【図６】本発明によるＸ線システムを操作する方法のステップのフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明によるＸ線システム２を概略図で示す。このＸ線システム２は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）の形式であり、これは、本発明によるＸ線管が使用される"ＣＴ"スキャナとしても知られている。このＣＴスキャナ２は、ガントリ４を有し、このガントリ４は、回転軸６の周りを回転するように支持され、例えば電気モータのような駆動手段８により駆動される。
【００３３】
さらに、放射線源、例えば本発明によるＸ線管１０が示され、この放射線源は、多色放射線を放射するのに適している。ＣＴスキャナ２はさらに開口(aperture)システム１４を有し、この開口システムは、Ｘ線源１０から放射されるＸ線放射線を適切なＸ線放射ビーム１２に形成するのに適している。Ｘ線管１０から放射される放射線ビームのスペクトル分布はさらに、開口システム１４の近くに配されるフィルタ要素（図示せず）により変更されてもよい。
【００３４】
放射線ビーム１２は、円錐形又は扇形の形状を構成してもよく、このビームが関心領域、例えば患者１８の頭部又は他の身体部位を穿通(penetrate)するように、テーブル１６に向けられる。
【００３５】
患者１８は、患者の頭部がガントリ４の中心領域に配されるようにテーブル１６上に位置決められ、この中心領域はＣＴスキャナ２の検査領域を表している。関心領域を穿通した後、放射線ビーム１２は、Ｘ線画像を取得するために放射線検出器２０に当たる。患者の頭部により散乱し、斜角でＸ線検出器に当たるＸ線放射線を抑制するために、この図１には描かれていない散乱線除去グリッドが使用される。この散乱線除去グリッドは好ましくは、検出器２０のすぐ前に位置決められる。
【００３６】
Ｘ線検出器２０は好ましくは、本発明によるＸ線管１０の反対側のガントリ４上に配される。Ｘ線検出器２０は、複数の検出器要素を有し、ここで各々の検出器要素は、患者１８の頭部を通過したＸ線光子を検出することが可能である。
【００３７】
本発明の上述した態様により走査処理を向上させるために、本発明によるＸ線管１０にある陰極から放射される初期電子ビームは、第１の偏向装置及び第２の偏向装置を用いて複合したｘ及びｙ方向に偏向される。ｙ方向への偏向は、陽極のテーパー状(tapered)のマージン領域によってｚ方向への偏向をもたらす。これら要素は以下に寄り詳細に説明される。
【００３８】
関心領域の走査処理中、Ｘ線管１０、開口システム１４及びＸ線検出器２０は、ガントリ４と一緒に、例えば矢印２２で示されるように、図１の左側にある視点から時計周りに回転する。ガントリ４が適切に回転するために、駆動手段８は、制御ユニット２４に接続され、この制御ユニット２４自身はデータ処理ユニット２６に接続される。このデータ処理ユニット２６は、画像再構成ユニットを有し、この画像再構成ユニットは、本発明によるコンピュータプログラム要素の一部を構成するハードウェア及び/又はソフトウェアを用いて実現されてもよい。この再構成ユニットは、異なる観測角で得た複数の二次元画像に基づいて三次元画像を再構成するのに適する。これらは、Ｘ線管１０にある第１及び第２の偏向装置を使用して電子ビームを適切に偏向することにより付加的に調節されてもよい。
【００３９】
データ処理ユニット２６は、ガントリ４の運動をテーブル１６の運動に合わせるために、駆動制御ユニット２４と通信するための制御ユニットとしても役立つのが好ましい。テーブル１６の線形移動は、駆動手段２８により実行され、この駆動手段２８は駆動制御ユニット２４にも接続されている。
【００４０】
本発明によるＸ線システム２の操作中、ガントリ４は回転運動を行い、同時にテーブル１６は、関心領域のヘリカル走査が行われるように、回転軸６に平行に移動される。回転軸６と平行な方向に変位が行われない、及び単にガントリ４の回転運動だけが供給される円形走査を行うことも可能であることに注意すべきである。それにより、頭部の二次元のＸ線画像（"スライス"）が高い精度で取得される。患者の頭部の三次元表現は、例えば各々の離散的なテーブルの位置に対し少なくともガントリが半回転した後、離散的なステップでテーブル６をこの回転軸６と平行に連続して移動させることにより、データ処理ユニット２６にある再構成ユニットを介して得られる。
【００４１】
Ｘ線検出器２０は、このＸ線検出器２０から増幅したアナログ信号を取り出すために、プリアンプ３０を介してデータ処理ユニット２６に接続される。異なる投影角で取得した複数の異なるＸ線投影データセットに基づいて、患者の頭部の三次元表現が次いで再構成される。
【００４２】
関心領域の三次元表現を観察するために、表示装置３２が設けられ、この装置はデータ処理ユニット２６に接続されている。加えて、この三次元表現の透視図の任意のスライスはプリンター３４を用いて印刷されてもよく、このプリンター３４もデータ処理ユニット２６に接続されてもよい。さらに、このデータ処理ユニット２６は、取得した画像及び三次元表現を夫々保存するための画像アーカイブ及び通信システム３６に接続されてもよい。
【００４３】
表示装置３２、プリンター３４及び/又は本発明によるＸ線システム２に供給される他の装置は、走査処理及び/又は取得した画像データの観察が容易に可能であるように本発明によるＸ線システム２の近傍に位置決められてもよいことに注意すべきである。代わりに、これらの構成要素が本発明によるＸ線システム２から離れた場所、例えば隣接部屋、本発明によるＸ線システム２が置かれている施設若しくは病院内の全く他の場所、又は１つ以上の構成可能なネットワーク、例えばインターネット、ＶＰＮ(Virtual Private Network)等を使用することにより、本発明によるＸ線システム２にリンクされる全く異なる場所に置かれてもよい。
【００４４】
さらに、データ処理ユニット２６は好ましくは、本発明によるＸ線管１０と接続されている。この接続を介して、データ処理ユニット２６は、第１及び第２の偏向装置を夫々直接且つ交互に作動させることにより、ｘ及びｙ方向への焦点の偏向を制御することを可能にする。
【００４５】
図２は、本発明によるＸ線管１０を示し、このＸ線管は異なるＸ線の焦点から生じるＸ線ビームを生成するのに適している。このＸ線管１０は、軸４０を持つ陽極３８を有し、この軸４０は、ｘ軸の周りを回転するように回転可能に支持される。回転駆動手段４２は、機械的及び/又は磁気結合を介して軸４０に接続され、かなり速い回転速度での陽極３８の回転運動を可能にする。
【００４６】
本発明によるＸ線管１０はさらに、電子源若しくはフィラメント又は陰極４４を有し、これはｚ軸に対し横方向に配されている。ここに説明される実施例によれば、電子源４４は、操作中に電子ビーム４６を発生させる熱陰極(hot cathode)として実現され、この電子ビーム４６は陽極３８のテーパー状の表面に当たる。それにより、焦点が規定される。陽極３８がテーパー状であるため、電子ビーム４６が当たっている陽極の表面は、焦点からのＸ線ビーム４８がｚ軸から放射状に外側へ投影されるように、ｚ軸に対し斜めに配向されている。
【００４７】
焦点を正確に制御するために、本発明によるＸ線管１０は、第１の偏向装置５０及び第２の偏向装置５２を有し、これら第１の偏向装置及び第２の偏向装置は、各々２つの電磁コイルとして又は１つの電磁双極子として例示的に実現され、各々は電子ビーム４６を同時にｘ方向及びｙ方向（並びにそれ故にｚ方向に）に偏向するのに適している。これは、電子源４４を備える陰極カップと陽極３８との間にあるネック部の周りにある、前記第１及び第２の偏向装置の対角取り付け位置により達成されることができる。偏向装置５０及び５２を単数形で述べたとしても、偏向装置５０及び５２は、各々２つの電磁コイルにも言及していることにも注意すべきである。偏向装置５０又は５２は、各々２つの電磁コイルにより作られてもよいと理解される。以下において内容を簡略化するために、単に"偏向装置"という表現が使用される。
【００４８】
第１及び第２の電子偏向装置５０及び５２は好ましくは、制御ユニット２６と接続され、この制御ユニット２６は前記第１及び第２の電子偏向装置５０及び５２に必要な電子信号を供給する。
【００４９】
前記第１及び第２の電子偏向装置５０及び５２は、これらの装置が制御ユニット２６を介して別々に作動するので、電子ビーム４０を別々に偏向させる。本発明によれば、これは、第１及び第２の偏向装置５０及び５２の間にある相互作用効果を解消する。これは、第１の偏向装置５０又は第２の偏向装置５２が排他的に稼働することを意味している。
【００５０】
第１及び第２の偏向装置が電磁双極子として実現される場合、これら双極子はＵ字形の磁気要素により構成されてもよく、各双極子は、Ｕ字形の脚部の間にあるこのＵ字形の底部の周りに１つだけの電磁コイルが置かれている。
【００５１】
図３ａは、第１及び第２の偏向装置５０及び５２の位置を説明している。第１の偏向装置５０は、２つの個別の電磁コイルを備える電磁双極子を構成する。前記第１の偏向装置５０の２つの電磁コイル内の接続線とｙ軸との間の角度は−Θである。第２の偏向装置５２の２つの電磁コイル内の接続線とｘ軸との間の角度は＋Θである。これら第１及び第２の偏向装置５０及び５２は好ましくは、電子ビーム４６がこれらの極の間を通過するように、フィラメント／陰極４４とターゲット／陽極３８との間に位置決められる。
【００５２】
前記第１又は第２の偏向装置の一方を稼働させると、陰極４４から放射された電子ビームは、ｘ方向及びｙ方向の両方に偏向されることが図３ａから容易に推測されることができる。
【００５３】
本発明によるＸ線システム２の座標系は、従来のｘ、ｙ及びｚの方向に従って配されることに注意されたい。この座標系は図１に見られるように、患者１８を基準にしている。ｘ方向は、患者に対し横方向であり、ｙ方向は、患者に対し垂直であり、ｚ方向は、患者の長さに沿っている。
【００５４】
本発明の中心的な態様によれば、第１及び第２の偏向装置５０及び５２は、互いに独立すると共に、交代方式で稼働する。高い画像品質を常に達成するために、連続する変更又はスイッチングシーケンスが必要である。図３ｂを参照すると、１つの好ましいスイッチングシーケンスは、１、−２、−３、−４であり、このシーケンスは、［双極子／第２の偏向装置５２（＋オン）、双極子／第１の偏向装置オフ］、［双極子／第１の偏向装置５０（＋オン）、双極子／第２の偏向装置５２オフ］、［双極子／第２の偏向装置５２（−オン）、双極子／第１の偏向装置５０オフ］、［双極子／第１の偏向装置５０（−オン）、双極子／第１の偏向装置オフ］に対応している。これにより、焦点トラック上の焦点は２度"トラッキング"されることはなく、これはオーバーヒートの危険性を減少させる。本発明は、他の方法が可能であるが、１回につき１つのコイルだけが通電されると理解されるべきであるので、このスイッチングシーケンス及び焦点の偏向を有利な方法で生じるスイッチングシーケンスに限定されない。
【００５５】
好ましくは、このスイッチングシーケンスは、第１及び第２の偏向装置５０及び５２に適切に調整したパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を供給することにより実現される。
【００５６】
図４において、陽極３８のターゲットエリアにある上記スイッチングシーケンスに従う４つの偏向した焦点位置５４が示される。ｚ方向への偏向は、電子ビーム４６をｙ方向に偏向させることにより行われる。これは、前記ビームに陽極３８のテーパー状のマージン／トラックを上らせ、それにより、焦点をｚ方向にも移動させる。
【００５７】
ｘ方向への偏向は、２つの異なる視角での物体の情報を得て、それにより、画像が静止画よりも事実上２倍の情報を含んでいるので、分解能は向上する。ｚ方向への偏向は、２倍のスライス数で画像を取得する能力を提供する。
【００５８】
図５は、第１の偏向装置５０、第２の偏向装置５２及び陽極３８の一区分の配列の詳細図を示す。第１の偏向装置５０及び第２の偏向装置５２は、ｘ及びｙ軸に沿って取り付けられていないことが分かる。電子ビームを陽極３８に向けて放射する電子放射陽極４４が示される。陽極４４から生じる場合、電子は第１及び第２の偏向装置５０及び５２の中間領域を通過する。第１又は第２の偏向装置５０又は５２の稼働時、電子ビームは、夫々の磁場によって偏向される。図５の矢印"Ａ"は、２つの電磁コイルを電磁双極子として備える第１の偏向装置５０の稼働を表している。矢印"Ｂ"は、第２の電磁双極子により構成される第２の偏向装置を表している。
【００５９】
最後に、図６は、本発明によるＸ線システム２を操作する方法の例示的なステップを用いたフローチャートを示す。これらステップは好ましくは、本発明によるコンピュータプログラム要素内の命令として実施される。全ての述べられるステップは、以下にはっきりと述べていない下位ステップも有する主要な上位ステップと理解される。
【００６０】
先ず初めに、本発明によるＸ線管１０及び検出器２０が駆動手段８及び２８を制御する（５６）ことにより関心対象に対し位置決められる。
【００６１】
次いで、本発明によるＸ線管１０にある陰極４４により放射される電子ビームは、第１の偏向装置５０又は第２の偏向装置５２を既定のスイッチングシーケンスに従って排他的に制御する（５８）ことにより、ｘ及びｙ方向に偏向される。
【００６２】
さらに、ステップ６０において、偏向した電子ビームは本発明によるＸ線管１０を離れ、関心対象を穿通し、検出器２０の検出器要素に当たる。
【００６３】
最後に、検出器要素２０から受信した信号に基づいて、データ処理ユニット２６により画像が生成される。
【００６４】
本発明による方法ステップの次の段階において、電子ビーム４６の他の偏向方向は、前記既定のスイッチングシーケンスによってさらに繰り返すことにより達成される。
【００６５】
本発明が図面及び上記説明において詳細に説明及び開示されていたとしても、このような説明及び開示は、説明的又は例示的であると考えられ、制限的であるとは考えない。本発明は開示した実施例に限定されない。
【００６６】
開示した実施例に対する様々な変形例は、図面、明細書及び添付の特許請求の範囲を研究することにより、請求する本発明を実施する当業者により理解される及び行われることができる。請求項において、"有する"という言葉は他の要素又はステップを排除するものではなく、複数あることを述べないことがそれらが複数あることを排除するものではない。単一の処理器又は他のユニットが請求項に挙げた幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。ある手段が互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示しているのではない。
【符号の説明】
【００６７】
２  Ｘ線システム
４  ガントリ
６  回転軸
８  駆動手段
１０  Ｘ線管
１２  回転ビーム
１４  開口システム
１６  テーブル
１８  患者
２０  検出器
２２  回転方向
２４  駆動制御ユニット
２６  データ処理ユニット
２８  駆動手段
３０  プリアンプ
３２  表示装置
３４  プリンター
３６  通信システム
３８  陽極
４０  軸
４２  駆動手段
４４  電子源／陰極
４６  電子ビーム
４８  Ｘ線ビーム
５０  第１の偏向装置／電磁コイル
５２  第２の偏向装置／電磁コイル
５４  焦点位置
５６  駆動手段を制御
５８  第１の偏向装置又は第２の偏向装置を制御
６０  検出器信号の生成
６２  画像の生成
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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