(57)【要約】本発明は、Ｘ線検出器、Ｘ線装置及び強度信号を収集する方法に関する。Ｘ線検出器は、照射方向を有する一次放射線の割合及び散乱放射線の割合を有するＸ線の強度を決定するために、各々、Ｘ線を第１及び第２強度信号に変換するために備えられている少なくとも１つの第１センサ要素及び第２センサ要素と、Ｘ線の強度における散乱放射線の割合を減少させるために備えられているフィルタ要素とを有し、第２センサ要素は、フィルタ要素の後の照射方向に備えられ、フィルタ要素に固定されている第１センサ要素は、フィルタ要素を出射する前にＸ線の強度を決定するために備えられている。第１及び第２センサ要素の測定データから計算された散乱放射線の割合は、後続の画像生成のための第２強度信号を補正するために備えられている。
2008504520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線の強度を決定するためのＸ線検出器であって、照射方向を有する一次放射線の割合及び散乱放射線の割合を有する、Ｘ線検出器であり：
前記Ｘ線の前記強度における前記散乱放射線の前記割合を低減するために備えられているフィルタ要素；
前記フィルタ要素からの前記Ｘ線の出射前に前記Ｘ線を第１強度信号に変換するために、前記フィルタ要素に固定された少なくとも１つの第１センサ要素；及び
前記Ｘ線の第２強度信号への変換のために備えられ、前記フィルタ要素の後に照射方向に備えられている第２センサ要素；
を有するＸ線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線検出器であって、前記第１センサ要素は、前記照射方向の延長上に前記第１センサ要素の後に位置付けられた第２センサ要素への信号導通結合のために備えられ、前記第２センサ要素は、前記第１強度信号を送るために備えられている、Ｘ線検出器。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線検出器であって、グラスファイバー材料又はレンズ系が前記信号導通結合のために備えられている、Ｘ線検出器。
【請求項４】
請求項２に記載のＸ線検出器であって、前記第１センサ要素は、前記フィルタ要素に反転できるように固定され、そして信号導通状態に前記第２センサ要素に反転できるように結合され、前記第２センサ要素は前記照射方向の延長上に前記第１センサ要素の後に位置付けられている、Ｘ線検出器。
【請求項５】
請求項１に記載のＸ線検出器であって、前記第１センサ要素は変換層を有し、照射方向において見える前記変換層の表面は、前記フィルタ要素と同じレベルか又はそのレベルより前に位置付けられている、Ｘ線検出器。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線検出器であって、前記変換層の前記表面はドーム形状の幾何学的構造である、Ｘ線検出器。
【請求項７】
請求項５に記載のＸ線検出器であって、２つの第１センサ要素を有し、前記２つの第１センサ要素の表面ケースは異なる幾何学的構造により異なる、Ｘ線検出器。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れ一項に記載のＸ線検出器及び画像生成ユニットを有するＸ線装置であって、前記画像生成ユニットは、第１強度信号を用いて前記第２強度信号を補正するために備えられている、Ｘ線装置。
【請求項９】
請求項８に記載のＸ線装置における画像生成で実施される方法であって：
フィルタ要素の後の位置における第２強度信号から補間強度信号を決定する段階であって、前記フィルタ要素は延長された照射方向において前記第１センサ要素の後に位置付けられている、段階；
前記補間強度信号から、照射方向においてフィルタ要素の前に位置付けられている前記第１センサ要素の前記第１強度信号から及び前記フィルタ要素の縮小パラメータから前記位置における前記散乱放射線の割合を計算する段階；
先行する段階で計算された前記散乱放射線の前記割合から前記第２センサ要素について前記フィルタ要素の後の前記散乱放射線の前記割合を決定する段階；
前記フィルタ要素の後の前記散乱放射線の前記の計算された割合により前記第２強度信号を補正する段階；並びに
前記補正された第２強度信号により画像生成する段階；
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検出器、Ｘ線装置及び強度信号を収集する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線装置は、Ｘ線を照射されるオブジェクトの画像を画像生成方法により与える。この点で、Ｘ線は、オブジェクトの外側のＸ線源により、又は、管理されている放射性試料の場合には、オブジェクト自体から放射される。検出されるＸ線は、照射方向に沿った一次放射線及び散乱放射線を有する。画像生成中、Ｘ線の検出強度における高い散乱放射線の割合が画像アーティファクトに繋がる。この点で、散乱放射線の割合の最小化は、定性的に良好な画像生成のための重要な因子である。
【０００３】
米国特許出願公開第２００２／０００３８６３Ａ１号明細書は、Ｘ線強度における散乱方向の割合を低減するようにＸ線検出器の前の照射方向において散乱防止放射線グリッド（ＡＳＧ）と呼ばれるものについて記載している。散乱防止放射線グリッドは、しかしながら、散乱放射線の割合を完全には排除しない。照射方向において見る場合、これは、特に、高Ｘ線吸収の領域の後の一次放射線の割合を上回る散乱放射線の割合に繋がり、それ故、定性的に良好な画像生成を妨げる。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０００３８６３Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、後続の強度データの補正のために散乱放射線の割合を決定することを可能にするＸ線検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、以下のようなＸ線検出器、Ｘ線装置及びＸ線装置におけるアプリケーションのための方法により達成される。
【０００６】
本発明にしたがったＸ線検出器はＸ線の強度を決定するために備えられ、そのＸ線強度は、照射方向における一次放射線の割合と散乱放射線の割合とを有し、Ｘ線検出器は、Ｘ線の強度における散乱放射線の割合を低減させるために備えられているフィルタ要素と、フィルタ要素に固定され且つＸ線がフィルタ要素を出射する前にＸ線を第１強度浸透に変換するために備えられている少なくとも第１センサ要素と、Ｘ線を第２強度信号に変換するための、フィルタ要素の後に照射方向に備えられている第２センサ要素とを有する。第１センサ要素のみを有する実施形態においては、散乱放射線の均一な割合が決定される点で、本発明が基づく目的（Ｘ線の強度における散乱放射線の割合の決定）が達成される。幾つかの第１センサ要素を有する他の実施形態においては、更に、散乱放射線の割合の変動が決定される。
【０００７】
他の実施形態においては、第２センサ要素への第１センサ要素の信号導通結合が与えられ、その結合は、照射方向の延長上において第１センサ要素の後に備えられている。この実施形態においては、結合された第２センサ要素は、第１センサ要素の第１強度信号の転送のために備えられている。このことは、ここでは、第２センサ要素のオブジェクトを変化させるが、その主な組成は変化させない。結合のために備えられる第２要素の表面における更なる結合コーティングが存在する場合、そのコーティングは第１強度信号の転送を妨げ、それらの第１強度信号のみが結合の前で除去される。このことが関係している限り、第１センサ要素を有しないＸ線検出器に比べて、フィルタ要素の後の照射方向におけるＸ線検出器の全ての重要な構成要素は、変化されずに維持される。製造の観点から、これは、ここで記載するＸ線検出器について変更することなく、Ｘ線検出器の製造において複数の製造ステップを用いることができる有利点を与える。これは、特に、非常に大きい回路及び多額のコストを有することがなく、及び送信損失が無視される、この種の結合を達成することができるため、グラスファイバー材料又はレンズ系のような他の光学方法を介して光結合のために可視光にＸ線を変換するための材料としてシンチレータを用いるために適用できる。
【０００８】
更なる実施形態においては、第１センサ要素は、反転できるようにフィルタ要素に固定され、照射方向の延長上にその後の第２センサ要素に反転できるように結合される。第１センサ要素の位置及び数を変えることができる可能性により、検出器を、異なる基本的条件、例えば、一連の交互の強弱の散乱オブジェクトにおけるＸ線画像の生成に適合させることができる。散乱放射線の割合の大きい空間的変化を有する非常に散乱するオブジェクトの場合、散乱放射線の局所的割合を捕捉するために、本質的に均一な散乱放射線の割合を有するオブジェクトに比べて、より多い第１センサ要素が必要である。第２センサ要素は、この場合、Ｘ線の第２強度信号への変換のため又は、第１センサ要素に結合されるとき、第１強度信号の転送のために備えられている。それらの機能は、第１センサ要素の除去／設置後に反転できるように結合する場合に、第２センサ要素のために変化することが可能である。
【０００９】
Ｘ線の測定強度における散乱放射線の割合を決定するために、散乱放射線の割合における差が第１及び第２強度信号間で必要である。フィルタ要素の下部領域に固定されている第１センサ要素は、第２強度信号に比べて、散乱放射線の割合において十分に大きい差を有する第１強度信号を生成する。第１及び第２強度浸透間の散乱放射線の割合の差が大きければ大きい程、強度データの補正のために散乱光線分布を益々正確に決定することができる。それ故、変換層を有する第１センサ要素の構成であって、照射方向において見える変換層の表面は、フィルタ要素と同じレベルにあるか又はその前にあるように備えられている、構成は、有利である。この配置においては、第１強度信号は、何れのフィルタ要素により未だに低減されていない散乱放射線の割合を有する。
【００１０】
既知であるように、散乱放射線は、本質的に好ましい方向を有することなく、フィルタ要素に入射する。散乱放射線に関する第１センサ要素の感度は、変換層の表面の幾何学的構造に依存する。変換層の平面的な表面を有する第１センサ要素は、大きい入射角に対して小さい投影変換層表面のために、大きい入射角を有する散乱光線に対して殆ど感応しない。用語、入射角は、ここでは、一次放射線の照射方向と散乱放射線の伝播方向との間の角度として定義される。第１センサ要素の実施形態は、ドーム形状の変換層の幾何学的構造を有し、非常に類似する異なる方向からの散乱放射線を評価する。任意の方向からの散乱放射線の変換のために適するこのような幾何学的構造は、それ故、高い散乱放射線の割合を有する第１強度信号の測定を可能にする。ドーム形状は、ここでは、曲面化された表面を意味するとして理解される。
【００１１】
更なる実施形態においては、異なる入射角を有する散乱光線の異なる評価のために、各々の要素において異なる変換層の表面の幾何学的構造を有する２つの第１センサ要素が用いられている。この実施形態を用いる場合、散乱放射線の割合は、更に、入射角の関数として決定される。散乱放射線の割合が入射角の関数であるとして知られている場合、割合がフィルタ要素により殆ど変化しない小さい入射角を有する散乱放射線と一次放射線との間の区別がなされる。
【００１２】
本発明はまた、請求項１に記載したＸ線検出器を有するＸ線装置と画像生成ユニットであって、画像生成ユニットは、第２強度信号の補正のために備えられている一方、第１強度信号は用いられない、Ｘ線装置と画像生成ユニットに関する。
【００１３】
本発明はまた、少なくとも第１センサユニットを有する。請求項９に記載のＸ線装置における画像生成ユニットで用いられる方法であって、
−  フィルタ要素の後の位置における第２強度信号から補間信号を決定する段階であって、フィルタ要素は第１センサ要素の延長された照射方向の後に位置付けられている、段階と、
−  補間された強度信号から、照射方向において前に位置付けられている第１センサ要素の第１強度信号から及びフィルタ要素の縮小パラメータからその位置における散乱放射線の割合を計算する段階と、
−  先行する段階において計算された散乱放射線の割合から第２センサ要素についてフィルタ要素の後の散乱放射線の割合を決定する段階と、
−  フィルタ要素の後の散乱放射線の計算された割合により第２強度信号を補正する段階と、
−  補正された第２強度信号に基づいて画像生成する段階と、
を有する方法に関する。
【００１４】
本発明にしたがったＸ線検出器及び強度データの補正のために用いる方法は、特に、検査されるべきオブジェクトによる高い吸収領域における改善された画像生成を可能にする。第２センサ要素により測定される第２強度信号は、基本的に、後の画像生成のためのものである。第１強度信号は第２強度信号を補正するために用いられる。第１センサ要素の後に見える照射方向の延長上の位置において損なわれる第２強度信号の測定値は、センサ要素の全数についての第１センサ要素の相対的割合が大き過ぎるようになっていない場合、周りの第２強度信号から補間される。強い散乱のオブジェクトの場合に、一方で、数％の第１センサ要素の相対的割合は散乱光線の割合を決定するためには十分であり、他方で、画像生成のために必要なフィルタ要素の下の第２強度信号は、困難を伴うことなく補間されることができる。
【００１５】
一般に、散乱放射線の割合はまた、複雑な較正測定及びシミュレーション計算により決定される。これは、基本的には、上記方法により得られる一の画像に比べて、低品質の画像に繋がる。しかしながら、必要な時間は長いものである。アプリケーションに基づいて必要とされる本発明は、追加の必要な時間を伴うことなく、改善された画像生成が可能であり、ユーザに注目されるものである。
【００１６】
第１及び第２センサ要素間の確実な空間的近接性及びＸ線検出器における第１センサ要素の構成により、第１及び第２センサ要素の測定データは互いに適切に相関し、それ故、実際の散乱光線の補正は影響される。これは、特に、Ｘ線検出器の外側の散乱構成センサによることなく、広い幅を有する大きい表面の検出器を用いて実行され、この場合は、散乱光線センサと補正されるべき画素（第２センサ要素）との間の距離は、典型的な数ｃｍの散乱放射線の空間的変動の場合におけるデータの誤った補正に繋がる。これに関して、Ｘ線検出器の活性領域における第１センサ要素の構成（センサ要素及びフィルタ要素により与えられるボリューム）は、活性なＸ線検出器領域の外側の散乱放射線センサにより見込まれる代替の検出器に比べて良好な画像生成を可能にする。
【００１７】
本発明の実施形態の実施例について、以下、図を参照して更に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、Ｘ線装置の重要な構成要素を示している。オブジェクト３の検査のために、Ｘ線装置は、Ｘ線源１、本発明にしたがったＸ線検出器及び画像生成ユニット６を有する。Ｘ線源１から入来する放射線２は、照射方向にあるオブジェクト３に入射し、オリジナルの照射方向に沿ってオブジェクトに吸収される、散乱される又はオブジェクトを透過する。散乱されたＸ線４は、一般に、照射方向と異なる伝播方向に沿ってＸ線検出器５に入射する。散乱放射線の入射角は、散乱放射線の伝播方向と照射方向との間の角度を意味するとして理解される。それ故、一次放射線（照射方向に沿った伝播）及び散乱放射線との間の区別ができる。同様なことが、例えば、陽電子放射型断層撮影法（ＰＥＴ）又は単光子放射型コンピュータ断層投影法（ＳＰＥＣＴ）のような方法にまた、適用可能である。ここでは、Ｘ線は、放射性試料を管理した後に、Ｘ線源１によりオブジェクトの外部ではなく、オブジェクト自体の中に生成される。ここではまた、検出されるべきＸ線は、一次放射線及び散乱放射線の比率を有するため、このアプリケーションの基本を成す本発明は、そのようなＰＥＴ又はＳＰＥＣＴのような検査方法と共に画像の改善を可能にする。
【００１９】
一次放射線の強度は、オブジェクトを照射することにより非常に減少する。３０ｃｍの直径を有する、水が満たされたポリアクリルシリンダにおけるシミュレーションは、エッジにおいて１％の総強度の散乱放射線の相対的比率において、最も小さい一次Ｘ線強度の領域における２５％までの上昇を示している。他のオブジェクトについては、照射方向における一次放射線の強度は、オブジェクトの後方においてさえ、局所特性のために、大きい吸収の領域においては散乱放射線より小さい。それらの領域においては、画像アーティファクト、例えば、シェーディング又はブルーミングを観察することができる。実際の画像生成については、十分な散乱光線の抑制は重要であり、それはハードウェア及び／又はソフトウェアに関連している。
【００２０】
Ｘ線検出器の位置において散乱放射線の強度を減少させるためには、一般に、フィルタ要素が、Ｘ線検出器の前に照射方向に位置付けられる。この手段を用いて、フィルタ要素の後方で視認される照射方向におけるＸ線強度の散乱放射線の割合は、フィルタ要素の前より非常に小さい。散乱放射線の抑制のための従来の構成は、米国特許出願公開第２００２／０００３８６３Ａ１号明細書にしたがって、散乱防止用Ｘ線グリッドを示し、そのグリッドは、Ｘ線吸収材料より成る数ｃｍの高さを有する壁を有し、その壁は、一次放射線の照射方向に対して垂直に構成されている。１乃至２ｍｍ２の大きさのオーダーの位置分解能は、散乱防止用Ｘ線グリッドの下に構造化されたセンサ要素により可能である。この点で、その構造化は、散乱光線グリッドの経路に対応している。上記寸法を有する散乱防止用Ｘ線グリッドは、散乱防止用Ｘ線グリッドの前でオリジナルの散乱放射線の約５乃至１５％を尚も透過する。現実の画像生成のためには、これは、より小さい一次Ｘ線強度を有する領域に対しては尚も大き過ぎる。散乱放射線の局所的割合についての適切な知識は、センサ信号の更なる補正を可能にする。今までは、検出器活性領域の外側のセンサのみが、Ｘ線の強度の散乱放射線の割合を決定するために用いられた。この概念は、数ｃｍの散乱放射線の修正の長さ以下の幅を有する検出器に適用可能である。例えば、１０ｃｍ以上の幅を有する大きい表面の検出器及び大きいオブジェクトを用いる場合、補正されるべきセンサ要素と散乱光線センサとの間の空間的距離は大き過ぎるため、散乱放射線の割合は、検出器活性領域の外側のセンサの測定データから必要な精度を有して、もはや外挿されない。Ｘ線幅（ＲＢ）が検出器幅（ＤＢ）に適合される（例えば、ＲＢ＝ａ＊ＤＢ、ここで、ａ＝０．５５）場合、大きいＸ線ボリュームのために、大きい表面の検出器は、それに相応して、小さいＸ線ボリュームのために殆ど散乱放射線を受信しない小さい幅の検出器より、一次放射線に対して同じ一次Ｘ線のエネルギーを有する、より多い散乱放射線を受信するために、大きい表面の検出器（大きい検出器幅）を用いる場合、特に、正確な散乱光線測定が必要である。
【００２１】
図２は、Ｘ線強度についての散乱放射線の割合を減少させるために備えられているフィルタ要素８と、フィルタ要素を出る前のＸ線強度（第１強度信号）の測定のために備えられているフィルタ要素８に固定された第１センサ要素（９ａ、９ｂ）と、フィルタ要素の後の照射方向１３におけるＸ線強度の測定のために備えられている第２センサ要素７とを有する本発明にしたがってＸ線検出器を示している。第２センサ要素の上のフィルタ要素の構成は異なることが可能である。第２センサ要素の上に位置付けられたフィルタ要素を有する図２に示す構成以外に、フィルタ要素と第２センサ要素との間に特定の幅のギャップが存在する実施形態がある。このアプリケーションの基本を成す本発明は、第２センサ要素に対してフィルタ要素の特定の構成に関係せず、それ故、両方の構成を有することができる。先行技術の実施形態においては、第２センサ要素は、Ｘ線の可視光への変換のためのシンチレータ層と、光信号の電気信号への変換のための画像感応性検出器とを有する。この点で、必須の有効な光感応性センサの構造化以外に、局所分解能を、シンチレータ層における対応する付加構造化により更に最適化することができる。第２センサ要素は、光感応性検出器の方向における可視光の反射のための基本コーティングを付加的に備えることができる。他の実施形態の実施例においては、第２センサ要素は、局所分解能測定のために適切な構造において評価エレクトロニクスに結合される直接変換材料（Ｘ線を直接、電気信号に変換する、例えば、鉛酸化物、カドミウム−亜鉛−テルル）を有する。
【００２２】
本発明にしたがったＸ線検出器における第１センサ要素の位置は、Ｘ線の測定がフィルタ要素からの出射前に結果がもたらされるように選択されるようになっている。フィルタ要素からの出射前のＸ線の測定は、ここでは、第１センサ要素の厚さＤを有する変換層の全体のボリュームがフィルタ要素の範囲内にある必要があることを意味する。フィルタ要素を出射する前（第１強度信号）及びフィルタ要素の後（第２強度信号）の強度測定を用いる場合、散乱放射線の割合において異なるＸ線の強度データが得られ、一次放射線の割合は、フィルタ要素からのシェーディング効果が無視される場合には、等しい。第１及び第２強度シングのデータ記録から、散乱光線分布を以下で説明される方法を用いて計算することができ、第２強度信号の補正のために用いることができる。この方法のみの実施は、第１及び第２強度信号間の散乱光線の割合における十分に大きい差を前提とする。この前提は、フィルタ要素における第２センサ要素の構成９ｂ及びフィルタ要素の表面における構成９ａの両方により果たされる。構成９ａを用いる場合、フィルタ要素の効果を低減する散乱光線はここでは未だに開始されず、それ故、適切に評価されることができるため、散乱放射線の割合は特に大きい。
【００２３】
第１センサ要素を固定するために、好適にフィルタ要素が備えられている。第１センサ要素は、それ故、フィルタ要素にくっつけられ、フィルタ要素の壁に接着層により固定され、又は機械的クランピング装置によりフィルタ要素に固定されることができる。本発明にしたがったＸ線検出器及び更なる補正方法のために、第１センサ要素の下の照射方向の延長上に第２センサ要素を備えることは必要ない。第１強度信号は、電気信号への変換のために光電極に直接、送られる。図２は、第１センサ要素の下の及び照射方向の延長上の第２センサ要素に対して結合１０を有する実施形態を示している。この実施形態においては、結合されている第２センサ要素は、第１センサ要素の第１強度信号の転送のために備えられている。Ｘ線の強度信号への変換は、結合している第２センサ要素により影響されない。逆の機械的な、化学的な又は他のタイプの留め具を有する実施形態においては、上記の結合している第２センサ要素はまた、その第２センサ要素の上方に備えられた第１センサ要素が取り除かれた後に、Ｘ線を第２強度信号に変換する機能を引き継ぐ。
【００２４】
第１センサ要素の第２センサ要素への結合は、異なる方法で実行されることが可能である。例えば、フィルタ要素は、第１センサ要素を備えた位置に信号導通材料を満たされることが可能である。この材料は、フィルタ要素の製造中に又は後の時点で、フィルタ要素中に導入されることが可能である。結合材料は変換材料であることが可能である。第１及び第２センサ要素間のできるだけ損失のない信号転送のための実施形態の実施例は、グラスファイバー材料を介しての結合１０である。グラスファイバーと第１及び第２センサ要素との間の界面１１及び１２における可能な信号損失を、適切な屈折率を有する接着剤又はオイルを用いることにより最小化することが可能である。
【００２５】
変換層としてシンチレータ材料を有する第２センサ要素は、フォトダイオードの方向への光放射線の反射のための層（例えば、Ｘ線の照射方向に対向している変換層の表面において）を備えることが可能である。それらの層はオリジナルのＸ線を透過し、所望の方向（フォトダイオードの方）に変換された放射線を反射する。そのような層は、フォトダイオードへの第１強度信号の伝送を抑制し、それ故、第１センサ要素の結合の前に取り除かれるか、又は、Ｘ線検出器の製造中に既に回避されている必要がある。これは、例えば、適切なコーティングプリント方法であって、第１センサ要素に結合されるために備えられている第２センサ要素が除外される方法により、又は、適切なマスクをコーティングすることにより、検出器の製造過程で実施されることが可能である。代替として、フィルタ要素はセンサ要素の製造直後に好適に追加され、それ故、後の照射方向に対向する第２センサ要素表面は有効な修正のために自由にアクセス可能であるために、機械的又は化学的解決方法による第２センサ要素へのそのようなコーティングの実質的な除去が可能である。
【００２６】
図３は、フィルタ要素と同じレベルかそれより前にある照射方向に表面を有する少なくとも１つの変換層を有する第１センサ要素（９ａ、９ｃ、９ｄ）であって、この表面の幾何学的実施形態においては異なっている第１センサ要素を示している。それらの実施形態を用いる場合、非常に変化する散乱放射線の入射角度について更に考慮することが可能である。平面的な検出器表面を有する第１センサ要素９ａは、小さい入射角を有する散乱放射線に対して、それらの小さい角度のための対応する変換層の大きい投影表面のために、特に感応する。ドーム形状表面を有する第１センサ要素９ｃは、大きい及び小さい入射角を有する散乱放射線に対して同じように感応する。ドーム形状は、ここでは、第３空間寸法において一様に曲面化した表面を意味するとして理解される。第１センサ要素９ｄは、Ｘ線吸収層１４を付加して備えている。センサ要素９ｄを用いる場合、Ｘ線強度の一次放射線の割合は抑えられる一方、大きい入射角を有する散乱光線が主に検出される。異なる表面の幾何学的構成を有する第１センサ要素の構成は、散乱光線分布の角度依存性の決定を可能にする。散乱放射線の角度分布の知識を用いることにより、一次放射線と小さい入射角を有する散乱放射線との間の区別、それ故、散乱放射線の更なる補正が可能である。従来、小さい入射角を有する散乱放射線の割合は、フィルタ要素により低減される及び／又は数学的に補正されることは可能でなかった。
【００２７】
測定された強度データの補正のために与えられる方法については、図４に示されている。その方法は、第１センサ要素の第１強度信号Ｉ１及び第２センサ要素の第２強度信号Ｉ２の値を入力値として用いる。Ｉ２−ＳＥ１は、第１センサ要素の下の照射方向の延長上のフィルタ要素の後の位置において第２強度信号から補間された強度信号を表す。Ｓ２−ＳＥ１は、第１センサ要素の下の照射方向の延長上のフィルタ要素の後の位置における計算された散乱放射線の割合を表す。フィルタ要素の後の全ての位置について、散乱放射線の割合及び第２強度信号の完全なデータマトリクスは、Ｉ２−ＳＥ１−ＳＥ２及びＳ２−ＳＥ１−ＳＥ２で表される。後続の画像生成のためのフィルタ要素の後の補正された強度信号はＩ２′で表される。第２センサ要素ｑ毎に、強度Ｉｑ＝αｑ＊Ｐｑ＋βｑ＊Ｓｑが存在し、ここで、Ｐｑ及びＳｑはフィルタリングされていない一次放射線及び散乱放射線の割合を表し、α及びβは縮小パラメータであり、それらはフィルタ要素の位置及び幾何学的構成に依存する。フィルタ要素は、このとき、βの最小化のために備えられている。入射Ｘ線は、縮小パラメータβｑ＝０を有する理想的なフィルタ要素からの出射の後、Ｉｑ∝ＰｑであるＸ線強度を有する。実際のフィルタ要素を用いる場合、βｑ＞０である。後の信号補正のために縮小パラメータを決定するために、特異な較正手順が、フィルタ要素を有する又は有しないテストオブジェクトにおけるＸ線の強度測定により与えられる。Ｘ線検出器の第１及び第２センサ要素の本発明にしたがった構成においては、ｑ個の第２センサ要素が、画像生成のために第２強度信号を測定するために備えられ、ｍ個の第１センサ要素が、第２強度データの補正のための第１強度信号を測定するために備えられ、ここで、ｎ＝ｍ＋ｑ及びｑ＞ｍである。フィルタ要素からの出射の前のｍ個の第１強度信号Ｉ１（ボックス１６）及び第１要素の後のｑ個の第２強度信号Ｉ２（ボックス１５）の測定の後、第１センサ要素の後の照射方向の延長上のフィルタ要素の後の位置における強度Ｉ２−ｉｎｔ（ボックス１７）はＩ２についてのデータから補間される。第１センサ要素は、フィルタ要素を出射する前にＸ線を既に変換しているため、Ｉ２−ｉｎｔの直接測定は可能ではない。第１センサ要素の下の照射方法の延長上に第２センサ要素がある場合、その第２センサ要素は、第１強度信号の転送のためにのみ備えられている。フィルタ要素の後の第２強度信号のデータマトリクスＩ２−ＳＥ１−ＳＥ２は、ここでは、第１要素の後の全てのｎ個のセンサ要素／位置を有し（ボックス１８）、ｑ個の測定された第２強度信号及びｍ個の補間された強度信号を有する。フィルタ要素の後の照射方向の延長上の散乱放射線Ｓ２−ＳＥ２の割合を、例えば、段階（ボックス１６）及び（ボックス１７）の後、明白な次式のシステムを解くことにより、全てのｍ個の第１センサ要素について計算することができ、
（ａ）Ｉ１＝Ｐ１−ＳＥ１＋Ｓ１−ＳＥ１の
（ｂ）Ｉ２−ｉｎｔ＝α＊Ｐ１−ＳＥ１＋β＊Ｓ１−ＳＥ１＝Ｐ２−ＳＥ１＋Ｓ２−ＳＥ１
ここで、Ｐ２−ＳＥ１＝α＊Ｐ１−ＳＥ１及びＳ２−ＳＥ１＝β＊Ｓ１−ＳＥ１であり、α及びβは既知の縮小パラメータである。全てのｑ個の第２センサ要素についての第２強度信号における散乱放射線Ｓ２−ＳＥ２の割合は、第１センサ要素の後の照射方向の延長上のフィルタ要素の後の全てのｍ個の位置についてのｍ個の計算された値Ｓ２−ＳＥ１（ボックス２０）からの補間及び／又は外挿により決定される。ｍ＝１の特定の場合については、散乱放射線Ｓ２−ＳＥ２の割合を決定することは、データマトリクスＳ２−ＳＥ１−ＳＥ１の全ての残りのｑ個の値についてのＳ２−ＳＥ１の定数の転送を意味するとして理解される。散乱放射線の割合についてのデータマトリクスＳ２−ＳＥ１−ＳＥ２は、ここでは、全てのｎ個のセンサ要素についてのｎ個の値を有し（ボックス２１）、それらの全てのｎ個のセンサ要素は、ｍ＝１の特定の場合には、全て同じである。画像計算のためのフィルタ要素の後の第２強度浸透の補正（ボックス２２）は、データマトリクスＩ２−ＳＥ１−ＳＥ２（ボックス１８）の対応するｎ個の値からデータマトリクスＳ２−ＳＥ１−ＳＥ２（ボックス２１）のｎ個の値の減算を有する。画像は、このとき、補正されたｎ個の強度データＩ２′により生成される（ボックス２３）。
【００２８】
フィルタ要素の後のＸ線強度における散乱放射線（ボックス１９）の割合を決定する代替の方法は反復計算であり、その反復計算を用いて、フィルタ要素の後の散乱放射線の割合は初期値として０に設定され、散乱放射線の対応する比率は、第１及び第２強度データの反復される補間及び補正により計算される。適切な中断基準に達するまで、この反復方法が実施される場合、同じ結果を得ることができる。この代替の計算の不利点は多い計算作業である。
【００２９】
図５ａ、５ｂ及び５ｃは、長さが２０ｃｍ及び直径が４０ｃｍの水のシリンダに関するシミュレーション計算に基づいて示され、異なる直径及び異なる吸収挙動を有する円筒形基礎構造が更に備えられ、明確な画像改善が、本発明にしたがった強度データの補正により達成される。Ｘ線検出器は、６４ｘ６７２の第２センサ要素のマトリクスを有する。Ｘ線吸収の程度は、図中に異なる階調色調で示されている。図５ａは、散乱光線の割合を有しない理想的な検出器による上記シリンダの画像を示している。図５ｂは、縮小パラメータがα及びβであるフィルタ要素を有するこのＸ線検出器の第２強度信号に基づく画像生成を示し、ここで、β＝０．１（３０ｍｍの厚さのフィルタ要素に対応する）である。本発明の強度信号の補正を用いない場合、画像アーティファクトが、この構成のための基礎構造の“影付け”としてはっきりと視認できる。図５ｃについては、一次放射線の同じ強度及びフィルタ要素の上の散乱放射線の割合及び図５ｂ示すような減衰パラメータが用いられた。更に、第２センサ要素の０．４％の前の照射方法の延長上のこのシミュレーションについて、第１センサ要素は第１強度信号の測定のために備えられ、第２強度信号に対応する強度にしたがった方法が実行された。図５ｂにおける可視的な画像アーティファクトは、図５ｃにはもはや示されていず、そのことは、本発明にしたがった方法の有効性を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】Ｘ線装置を示す図である。
【図２】異なる第１センサ要素の位置を有するＸ線検出器の斜視図である。
【図３】異なる第１センサ要素の実施形態を有するＸ線検出器の斜視図である。
【図４】強度信号に補正するための方法のシーケンスを示す図である。
【図５Ａ】異なる検出器の構成のためのシミュレーション計算の結果を示す図である。
【図５Ｂ】異なる検出器の構成のためのシミュレーション計算の結果を示す図である。
【図５Ｃ】異なる検出器の構成のためのシミュレーション計算の結果を示す図である。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【国際調査報告】
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