(57)【要約】  円状の走査軌道を可能にする回転するアノードX線管を有する断層合成撮像システムであって、X線管1は、アノード10の周囲に分散配置された多数のカソード21、同22を備えている。これは、アノード10の表面15にある例えば円状の線14の上に、例えば均等に分散配置された焦点の位置11、同12に、X線41、同42を生成することを可能にする。対象物61は、X線源に対して若干の距離で、アノード10の回転軸6上にある。検査のために、対象物61は、すべての焦点の位置11、同12で連続して生成されたX線ビーム41、同42に晒され、X線管1の移動は必要とされない。伝わってきたX線の強度が、再構成された三次元画像データを得るために、フラットパネルの検出器50によって測定される。
2011513942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の表面上において複数の焦点の位置を有するアノード構成部であって、当該アノード構成部が、第1の焦点の位置及び第2の焦点の位置を備える、アノード構成部と、
第1のカソード及び第2のカソードを備える複数のカソードを有するカソード構成部と、
を有するX線管であって、
前記第1のカソードが、第1の照射立体角セクタもつ第1のX線ビームを生成するために、前記第1の焦点の位置上に焦束される第1の電子ビームを発し、
前記第2のカソードが、第2の照射立体角セクタをもつ第2のX線ビームを生成するために、前記第2の焦点の位置上に焦束される第2の電子ビームを発し、
前記第1の照射立体角セクタと前記第2の照射立体角セクタとが、重なり合うエリアをもち、
前記重なり合うエリアは、検査されるべき対象物の位置決めのための所定の位置が、前記第1のX線ビーム及び前記第2のX線ビームの各々に対して、前記検出器のビーム上流側で位置決めされるように、検出器及び前記所定の位置を、当該エリア内に位置決めし得るように寸法決めされることを特徴とする、X線管。
【請求項２】
前記複数の焦点の位置が、前記アノードの表面上における円状の線の少なくとも1つのセグメント上において、等間隔に分散配置されている、請求項１に記載のX線管。
【請求項３】
前記電子ビームの照射方向が、前記アノードの表面にある円状の線と同一平面上である、請求項２に記載のX線管。
【請求項４】
前記複数のカソードが、円状の線の少なくともセグメント上に、等間隔に分散配置されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載のX線管。
【請求項５】
前記アノードのそれぞれの表面部分の垂直線が、それぞれの前記電子ビームの入射角に対して傾いている、請求項１乃至４の何れか一項に記載のX線管。
【請求項６】
前記複数のカソードの少なくとも一部が、ナノチューブのエミッタを有する、請求項１乃至５の何れか一項に記載のX線管。
【請求項７】
前記カソード構成部が、前記X線管に回転可能に取り付けられている、請求項１乃至６の何れか一項に記載のX線管。
【請求項８】
前記カソード構成部が、長時間電子ビーム生成用の熱フィラメント・エミッタをもつ、少なくとも1つの長時間カソードを更に有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載のX線管。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のX線管と、
検出器と、
検査されるべき対象物を位置決めするための所定の位置と、
を有するX線曝露装置であって、
前記検出器と、前記検査されるべき対象物を位置決めするための所定の位置とが、重なり合うエリア内に位置され、
前記所定の位置が、前記第1のX線ビーム及び前記第2のX線ビームの各々に対して、前記検出器のビーム上流側にある、X線曝露装置。
【請求項１０】
前記X線管が回転可能に取り付けられている、請求項９に記載のX線曝露装置。
【請求項１１】
前記X線管の回転軸が、前記アノードの表面上において焦点トラックの円状の線の平面に対して垂直である、請求項１０に記載のX線曝露装置。
【請求項１２】
前記検出器がフラットパネルの検出器であり、当該検出器の垂直線は、前記X線管の回転軸に相当する、請求項９乃至１１の何れか一項に記載のX線曝露装置。
【請求項１３】
前記所定の位置が、前記X線管の回転軸上の場所にある、請求項９乃至１２の何れか一項に記載のX線曝露装置。
【請求項１４】
対象物を検査するためのX線曝露装置内においてX線管を作動する方法であって、当該方法は、
-    第1の照射立体角セクタをもつ第1のX線ビームを生成するために、複数のカソードの第1のものからの第1の電子ビームを、第1の焦点の位置に焦束させると共に、第1の期間の間に当該第1のX線ビームによって検出器を照射するステップと、
-    第2の照射立体角セクタをもつ第2のX線ビームを生成するために、前記複数のカソードの第2のものからの第2の電子ビームを、第2の焦点の位置に焦束させると共に、第2の期間の間に当該第2のX線ビームによって前記検出器を照射するステップと、
を含み、
前記検出器、及び検査されるべき対象物を位置決めするための所定の位置が  当該所定の位置が前記第1のX線ビーム及び前記第2のX線ビームの各々に対して検出器のビーム上流側で位置決めされるよう、前記第1の照射立体角セクタと第2の照射立体角セクタとが重なり合うエリアの場所にある、方法。
【請求項１５】
それぞれの前記X線ビームの各々による前記検出器へのそれぞれの照射に基づいて、複数の画像を各々生成するステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
複数の生成された画像を組み合わせ、検査されるべき前記対象物の三次元画像を再構成するステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
結果として生じるそれぞれの照射立体角セクタの位置が、所定の線に沿った所望するサンプリング距離に対応するように、前記X線管の回転及び焦束のシーケンスを制御するステップを更に含む、請求項１４乃至１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記X線管の回転及び焦束のシーケンスを、前記位置が、連続した回転で位置インタリーブしているように制御するステップを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
プロセッサによって実行された場合、請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載の方法を実行するプログラム要素。
【請求項２０】
請求項１９に記載のプログラム要素を記憶した、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円状の断層合成撮像用のX線管及びX線検査装置、及び対応する方法に関し、特に、改善された画質を提供することができるX線管及びX線検査装置、及び対応する方法に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
デジタル断層合成撮像（DT）が、従来の乳房撮影と同等の放射線量で3次元データを得るので、次世代の胸部スクリーニング技術として、現在議論されている。乳房撮影のための現行の断層合成撮像システムでは、X線源は対象物の周りに円弧又は円状の線に沿って、データ収集の間、移動する。しかしながら、これは、複数の理由で欠点がある。例えばX線源の動きは危険で、データ収集時間を拡大する。さらに、X線源の軌道は、当該軌道が、円弧又は円状の線に沿って動くために必要な時間に起因して、非対称な画像アーチファクトに至るので、最適状態ではない。
【０００３】
例えば米国特許公開公報US2005/0281379 A1からは、複数の場所から複数のX線光線を生成するためのデバイス及び方法が知られており、陰極（カソード）上にある電子を発するピクセルが、プログラム可能なシーケンスで回転され、各ピクセルは、X線源の陽極（アノード）上にある対応する焦点に衝突する電子ビームを生成する。アノード上にある各焦点から生じたX線は、対応する検出器によって記録された対象物の1つの画像を、種々異なる角度から作り出す。X線ビームが第1の焦点から生成された場合、対象物の画像は第1の検出器によって記録され、X線ビームが第2の焦点から生成された場合、対象物の画像は第2の検波器によって記録される。
【０００４】
しかしながら、斯様なデバイスは、複数の検出器の必要性に起因して、検出器側で高いコストとなる複数の検出器を必要とする。
【０００５】
X線検査に対し、改善された画質をデバイス側のより低いコストにて提供することができる、改善された方法及びデバイスを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
独立請求項の主題によれば、本発明は、X線検査、特に円状の断層合成撮像のための方法及びデバイスと、対応するプログラム要素及びコンピュータ読み取り可能な媒体と、を提供する。更なる実施例が、従属請求項に取り入れられている。
【０００７】
以下に説明された本発明の例示的な実施例が、方法に対しても、デバイス、プログラム要素、及びコンピュータ読み取り可能な媒体に対しても適用する点に留意する必要がある。
【０００８】
本発明の例示的な実施例によれば、X線管は、第1の焦点の位置及び第2の焦点の位置を含む複数の焦点の位置を表面にもつアノード構成部と、第1のカソード及び第2のカソードを含む複数のカソードをもつカソード構成部と、を有し、第1のカソードは、第1の照射立体角セクタをもつ第1のX線ビームを生成するために、第1の焦点の位置に焦束される第1の電子ビームを発するように適応されており、第2のカソードは、第2の照射立体角セクタをもつ第2のX線ビームを生成するために、第2の焦点の位置に焦束される第2の電子ビームを発するように適応されており、第1の照射立体角セクタ及び第2の照射立体角セクタは、重なり合うエリアをもち、当該重なり合うエリアは、検査されるべき対象物の位置決めのための所定の位置が、第1のX線ビーム及び第2のX線ビームの各々に対して検出器のビーム上流側で位置決めされるように、検出器及び所定の位置を同エリア内に位置決め出来るように寸法決めされている。
【０００９】
照射立体角セクタは、それぞれのX線ビームが伝搬するセクタとして考えられる。このセクタは、X線のウインドウ又はコリメータによって、より狭くされてもよい。
【００１０】
したがって、複数の焦点と複数のカソードとを用いて、複数のX線ビームを生成することが可能であり、1つの検出器のみが特定の対象物を検査するために用いられることができるよう、X線ビームは特定のエリアで重なり合う。したがって、単一の検出器を用いて、第1の画像が第1のX線ビームに基づいて第1の期間の間に生成され、第2の画像が第2のX線ビームによって第2の期間の間に生成される。焦点の位置の数、カソードの数、電子ビームの本数、及びX線ビームの本数は、2という数にそれぞれ限定されることはないが、しかし2よりも大きなどのような数を含んでもよい点に留意する必要がある。それぞれの数は、それぞれの対象物を種々異なる数の透視図から例示している複数の二次元画像に基づいて三次元画像を生成するために必要とされる画像の数に基づいて、当業者によって選択されることであろう。したがって、検出器構成部に対するコストを減じ、及び/又はより高い解像度をもつ検出器を可能にし、及び/又はX線検査装置内で、より少ない所要スペースを備えた検出器構成部を可能にするであろう、唯1個の検出器が設けられる。
【００１１】
本発明の例示的な実施例によれば、複数の焦点位置が、アノード表面上にある円状の線の少なくともセグメント上に、等間隔に分散配置されている。
【００１２】
このように、X線管を円状の線に沿って移動させる必要も無く、X線管が円状の断層合成撮像に用いられることができる。円状の線に沿ってX線管を移動させる代わりに、同様の効果を実現するために、焦点の位置が、円状の線上にある場所に沿って、又は少なくとも円状の線のあるセクタの場所に沿って、連続して変えられることができる。しかしながら、X線管は円状の線に沿って移動させる必要がなく、それぞれのX線ビームを生成するためのそれぞれのカソードの制御は、X線管を円状の線に沿って移動させるよりもずっと迅速に実行することができるので、完全な診断がずっと迅速に行われることができ、この結果、検査の間に、検査される対象物の動きに起因するアーチファクトが著しく減じられることができる。更に、画像生成の間に、拡散画像につながる、高速で横方向に動くX線ビームに起因するアーチファクトが回避されることができる。
【００１３】
例示的な実施例によれば、電子ビームの照射方向は、アノードの表面上にある円状の線と同一平面上にある。
【００１４】
したがって、電子ビーム、及びそれぞれのカソードも、アノードの表面上にある焦点トラックと実質的に同じ平面に形成されることができるので、必要空間、特にX線管の高さが小さく保たれる。
【００１５】
例示的な実施例によれば、複数のカソードが、少なくとも円状の線のセグメント上に、等間隔で配置されている。
【００１６】
したがって、2本の連続したX線ビームの間のシフト角度が一定に保たれることができ、これは画像処理の間、減じられた演算労力に至るので、生成された画像の処理は、ずっと容易に行われる。円状の線の少なくともセグメント上に等間隔にカソードが配置されることは、円周に沿った等間隔の空間を含むばかりでなく、等間隔の角度も含み、カソードが、円状の線に沿って強制的に配置される必要もなく、アノードの中心軸から種々異なる半径距離に設けられてもよいことも留意する必要がある。
【００１７】
例示的な実施例によれば、アノードのそれぞれの表面部分に対する垂直線は、それぞれの電子ビームの入射角に対して傾いている。
【００１８】
アノードはテーパ体として形成されてもよく、当該テーパ面は焦点トラックを含んでもよいことに留意する必要がある。更に、例えばX線管に含まれているモータによって、アノードが回転してもよく、この結果、電子ビームの衝撃、及びこのようなアノード表面上の特定の場所へのエネルギの入力が回避されることができる点に留意する必要がある。焦点の位置が、回転するアノードの焦点トラックに沿ってこのように移動し、X線管全体に対するカソード構成部の相対的な位置が一定である場合、X線管全体に対するそれぞれの焦点の位置が一定に保たれる点に留意する必要がある。
【００１９】
例示的な実施例によれば、複数のカソードの少なくとも一部がナノチューブのエミッタを有している。
【００２０】
ナノチューブのエミッタは、それぞれのカソードの迅速な制御及び動作を可能にする。
【００２１】
例示的な実施例によれば、カソード構成部は、X線管に回転可能に取り付けられる。
【００２２】
したがって、画像の種々異なる透視図の数がカソードの数に限定されることはなく、更に、カソード構成部を回転させることによって、画像に対してインタリーブされた透視図を得ることも可能である。このように、画像生成用の多数の種々異なる透視図を維持すると同時に、必要とされるカソードの数が減じられることができる。
【００２３】
例示的な実施例によれば、カソード構成部は、長時間電子ビーム発生用の熱フィラメントのエミッタをもつ長寿命カソードを更に有する。したがって、上記のX線管は従来のX線検査に用いられることもできるが、しかしながら、概してより長い曝露期間を必要とする。このように、X線管は、従来のX線検査診断法と円状の断層合成撮像診断法との間で変えられる必要はない。
【００２４】
例示的な実施例によれば、X線曝露装置は、上で説明された本発明のX線管を有し、更に、検出器と、検査されるべき対象物を位置決めするための所定の位置とを有し、検出器、及び検査されるべき対象物を位置決めするための所定の位置は、重なり合うエリアの場所にあり、当該所定の位置は、第1のX線ビーム及び第2のX線ビームの各々に対して、検出器のビーム上流側で位置決めされている。
【００２５】
このように、X線管だけでなく、X線曝露装置もまた、円状の断層合成撮像を実施するために提供され、当該X線曝露装置は、単一の検出器のみを必要とする。検出器の位置が重なり合うエリア内にあることに起因して、単一の検出器のみを備えることが可能であるが、しかしながら、当該検出器は、複数の異なるX線ビームからの照射を受け、この結果、単一の検出器のみがあれば、検査されるべき対象物の複数の透視図が生成されることができる。
【００２６】
例示的な実施例によれば、X線管は、X線曝露装置内に回転可能に取り付けられる。したがって、X線管に回転可能に取り付けられたカソード構成部の代わりに、または同構成部に加えて、更なる透視図が、複数の画像を生成するために提供されることができ、
この結果、異なる透視図をもつ画像の数が、カソード構成部中の異なるカソードの数よりも大きい可能性がある。
【００２７】
例示的な実施例によれば、X線管の回転軸は、アノードの表面の円状の線がある平面と直交する。
【００２８】
したがって、種々異なる画像に至る異なる透視図が、円状の線に沿って配置されている。このことは、特に複数の二次元画像の組合せに基づいて三次元画像を生成する場合、画像のより簡単な処理を可能にする。
【００２９】
例示的な実施例によれば、検出器は、フラットパネルの検出器であり、
検出器の垂直線は、X線管の回転軸に相当する。
【００３０】
したがって、傾いた検出器に起因する更なる変形が、予想又は考えられる必要がないので、画像の処理も単純化されることができる。
【００３１】
例示的な実施例によれば、検出器の所定の位置は、X線管の回転軸上の場所である。
【００３２】
したがって、検出器が、複数の本数のX線ビームによって生成された種々異なる透視図用に、効率良く用いられることができる。
【００３３】
例示的な実施例によれば、対象物を検査するためのX線曝露装置のX線管を作動する方法が提供され、当該方法は、複数のカソードの第1のものの第1の電子ビームを、第1の照射立体角セクタをもつ第1のX線ビームを生成するため、及び第1の期間に第1のX線ビームによって検出器を照射するために、第1の焦点の位置に焦束させるステップと、複数のカソードの第2のものの第2の電子ビームを、第2の照射立体角セクタをもつ第2のX線ビームを生成するため、及び第2の期間に第2のX線ビームによって検出器を照射するために、第2の焦点の位置に焦束させるステップと、を含み、検出器、及び検査されるべき対象物を位置決めするための所定の位置は、当該所定の位置が、第1のX線ビーム及び第2のX線ビームの各々に対して、検出器のビーム上流側で位置決めされるよう、第1の照射立体角セクタと第2の照射立体角セクタとが重なり合うエリアの場所にある。
【００３４】
したがって、すでに上で概説されたように、検査されるべき対象物の種々異なる透視図をもつ複数の画像は、単一の検出器のみによって生成されることが可能である。
【００３５】
例示的な実施例によれば、当該方法は、複数の画像を生成するステップを含んでおり、複数の画像の各々が、それぞれのX線ビームの各々による検出器上へのそれぞれの照射に基づいている。
【００３６】
したがって、複数のX線ビーム、及び当該ビームのそれぞれの照射は、検出器によって画像を生成するためのベースとして役立ち、単一の検出器が、複数の連続して生成された画像を提供するために、連続したモードで用いられることができる。
【００３７】
例示的な実施例によれば、当該方法は、複数の生成された画像を組み合わせるステップと、検査されるべき対象物の三次元画像を、複数の生成された画像に基づいて、再構成するステップと、を更に含む。
【００３８】
したがって、検査されるべき対象物の三次元画像を生成することが画像処理によって可能であり、当該処理が、組織を覆う問題、恐らく小さな癌を隠す問題を除去することができるので、これは特に胸部スクリーニングに対して関連性がある。
【００３９】
例示的な実施例によれば、当該方法は、結果として生じるそれぞれの照射立体角セクタの位置が、所定の線に沿った所望するサンプリングの距離に相当するよう、X線管の焦束及び回転のシーケンスを制御するステップを更に含んでいる。
【００４０】
したがって、X線源は、走査の間、例えば低速で回転してもよく、この結果、カソード及び対応する焦点が、円状の線の特定のセクタのみに提供されたにもかかわらず、例えば、画像は、円状の線全体/閉じた円状の線に沿った透視図から得られることができる。言い換えると、連続した照射の度ごとに特定のシフトが行われ、円状の線のそれぞれのセクタの長さと共に、特定のシフトの総和は、結果として円状の線全体の/閉じた円状の線の長さになる。したがって、X線管の特定のセクタが他の目的のために、例えば従来のX線検査のカソード用に使われることができる。更に、X線ビームの一時停止した位置からの、より多数の透視図を提供するために、インタリーブされた透視図に達するよう特定のシフトを形成することが可能である。X線管の回転は連続的に行われてもよいし、離散的な位置をもつステップ・モードで行われてもよいことに留意する必要がある。第1の連続モードは、加速度の回避に起因して、無振動又は低い振動をもつことが出来、後者は、画像生成の間の動きの回避に起因して、改善された画質をもつことができる。同じことが、X線管内のカソード構成部で考え得る回転にもあてはまる。
【００４１】
例示的な実施例によれば、当該方法は、位置が、連続した回転でインタリーブする位置であるよう、X線管の焦束及び回転のシーケンスを制御するステップを更に含んでいる。
【００４２】
したがって、結果として得られるそれぞれの照射立体角セクタの位置は、所定の周期的にトラッキングされた線に沿った、連続した回転でインタリーブする位置にある。焦点の位置、及び/又はアノードの中心軸に対するそれぞれのカソードの位置は、インタリーブする位置に形成される点にも留意する必要がある。この目的は、インタリーブされた位置から対象物に対する更なる透視図を、インタリーブされた複数の透視図と透視図との間の場所にある透視図用に使われる利用可能なカソード、焦点の位置、及び結果として生じるX線を使用して、提供することである。
【００４３】
例示的な実施例によれば、データプロセッサによって実行される場合、上で説明した本発明の方法を実行するよう適応されたプログラム要素が提供される。
【００４４】
例示的な実施例によれば、本発明のプログラム要素を媒体上に記憶した、コンピュータ読み取り可能な媒体が提供される。
【００４５】
単一の検出器のみを使用して、検査されるべき対象物の複数の透視図を提供することができ、検査されるべき対象物の種々異なる透視図に基づいて複数の画像を生成するためのインタリーブ動作モードで使われることができるX線管、X線検査装置、及び対応する方法を提供することが、本発明の要旨とみなされる。
【００４６】
上記の特徴が組み合わせられることもできる点に留意する必要がある。上記の特徴の組合せは、詳細に明確に記述されない場合であっても、相乗効果に至る可能性もある。
【００４７】
本発明のこれらの態様及び他の態様が、これ以降説明される実施例から明らかになり、同実施例を引用して解明されることであろう。
【００４８】
本発明の例示的な実施例が、以下の図を引用して下記にて説明されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の例示的な実施例による、X線管、及びX線検査装置の概観的な集合図を例示している。
【図２】本発明の例示的な実施例による図1の破線A-Aから見た下面図を例示する。
【図３】図1のX線管構成部の詳細図を例示する。
【図４ａ】静的、即ち回転していないカソード構成部/回転していないX線管の、図1の破線A-Aに沿った下面図を例示する。
【図４ｂ】インタリーブされた画像用の回転しているカソード構成部/回転しているX線管の、図1の破線A-Aに沿った下面図を例示する。
【図５】例示的な実施例による、本方法の概観的なフローチャートを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図1は、X線管1を例示している。X線管1のハウジング2に、アノード構成部10が設けられ、焦点トラックの破損を回避するためにモータ3によって回転されている。当該アノード構成部10は、複数の焦点の位置11、同12を具備し、これらは、しかしながら、アノード10の表面が動作の間、回転するので、アノードの表面上の固定位置に強制的に対応してはいない。焦点の位置11、同12は、電子ビーム31、同32が、アノード構成部と交わるそれぞれの位置として考えられねばならない。アノード構成部10が、多数の焦点又は焦点の位置もまた具備してもよい点に留意する必要がある。ハウジング2内には、第1のカソード21及び第2のカソード22を含む複数のカソードをもつ、カソード構成部20も設けられている。カソードの数、及び焦点の位置の数は、2つに限定されるのではなく、2つ以上のカソードを含んでもよい点にも留意する必要がある。第1のカソード21は第1の焦点の位置11へと電子ビーム31を発し、第2のカソード22は第2の焦点の位置12へと第2の電子ビーム32を発する。第1の電子ビーム31は、第1のX線ビーム41を生成し、第1のX線ビームは、対象物61が検出器50上で第1の透視図から例示されることが出来るように、対象物61を照射するために用いられる第1の照射立体角セクタをもっている。同様に、第2の電子ビーム32は、第2のX線ビーム42を生成する。第2のX線ビームは、第1の透視図による検査の間に対象物61を照射するための第2の照射立体角セクタ44をもっている。第1の照射立体角セクタ43及び第2の照射立体角セクタ44は、重なり合うエリア45をもっている。検査されるべき対象物61及び検出器50は、第1のX線ビーム41及び第2のX線ビーム42の両方によって対象物61の撮像が出来るように、重なり合うエリア内の場所にある。検出器はインタリーブ・モードで作動されることができ、この結果、第1の期間の間、撮像は第1のX線ビーム41によって行われ、第2の期間の間、撮像は第2のX線ビーム42によって行われる。重なり合うエリア45全体が、検査されるべき対象物を位置決めするための所定の位置60として用いられる点に留意する必要がある。更に、検出器50が、重なり合うエリア内に設けられねばならない点に留意する必要がある。しかしながら、本発明の着想から逸脱することなく、検出器の一部のみが、重なり合うエリアに設けられてもよいが、しかしながら、この場合、重なり合うエリア45に設けられた検出器の一部のみが、X線ビーム41、同42の両方の撮像のために使われる点にも留意する必要がある。
【００５１】
撮像用の最適条件を得るために、アノードは回転軸6の周りを回転し、同軸は、検出器50の垂直線56に相当する。X線管1全体の回転軸は、アノード構成部10の回転軸6に相当する。電子ビーム31、同32の方向は平面17内にあり、当該平面17は円状の線13を含んでもよく、当該線13に沿って、焦点の位置11、同12の場所がある。焦点又は焦点の位置11、同12は、アノード構成部10の表面15上にある焦点トラック、又は焦点トラック14に沿った場所にある。カソード21、同22は、円状の線23の上に設けられている。カソード21、同22は、円周又は円周のセクタに沿って等間隔に分散配置されている。等間隔に配置されることは、カソードが円状の線23上の場所にあることを含むばかりか、カソード21、同22が等間隔の角度にある実施例を含んでもよい。即ち、カソード21、同22が、円状の線23に沿って設置されることを強制的に必要とするのではなく、例えば放射状に配置されてもよい。図2では、しかしながら、カソード21、同22は円状の線23の上に設けられている。本発明は全て、焦点の位置が、中心軸から異なる半径距離に設けられた場合でも機能することであろうが、しかしながら、画像処理は多少異なることに留意する必要がある。アノード表面15の垂直線16は、電子ビーム31、同32の方向17に対して傾いていてもよい。したがって、X線ビーム41，同42は、検出器50を放射線に晒すために、アノードを貫通する必要はない。
【００５２】
図2は、図1のアノード構成部及びX線管1の下面図を例示している。図2で分かるように、本実施例では、カソード21、同22は円状の線23上にあり、円状の線23に沿って等間隔に配置されている。しかしながら、上で概説したように、カソードは対称軸、及び焦点の位置11、同12の場所から異なる半径距離に設けられてもよい。本方法では、カソード21、同22を、円状の線23上に設けられた順序で作動させることを強制的に必要とせず、カソードは、インタリーブ・モード、又は何らかの任意の順序で作動され、例えば1つ又は2つのカソードを連続して無視し、次に円状の線に沿って第2の期間に作動されてもよい点に留意する必要がある。
【００５３】
図3は、図1のX線管の詳細図を例示している。X線管は、X線管内に設けられていたモータによって回転するアノード構成部10を具備している。第1のカソード21を備えたカソード構成部20は、X線管1内に設けられており、第1の電子ビーム31が、アノード表面15にある第1の焦点の位置11に焦束している。電子ビーム31の方向が、アノード構成部10の回転軸6に対して直角な平面内にあるとは限定されない点に留意する必要がある。電子ビーム31は傾いていてもよい。X線管は、1つ又は複数のX線ウインドウと、コリメータ4とを具備しており、X線ウインドウ及びコリメータ4を通して、X線ビーム41がX線管を、第1の照射立体角セクタ43内に去ってゆく。カソード構成部は、複数のカソード及び複数の電子ビームを提供するために、追加の第3のカソード、第4のカソード、等々を、具備してもよく、この事は、複数の焦点の位置、及び結果として生じる複数のX線ビームに至る。
【００５４】
このようにして、円状の走査軌道、又は概して直線状の走査軌道を有する断層合成撮像システム用のX線管が形成される。しかしながら、当該システムは、円状の走査軌道に限定されることはなく、更には、走査軌道はどのような形状、例えば適切であれば楕円状の線をもってもよいし、どのような自由な形状の線をもってもよい。複数のカソードは、例えば回転するアノード上にある、円状の焦点トラック上に位置する異なる焦点から現れるX線ビームを生成することが出来る。対象物は、検査のために、すべての焦点位置で連続して生成されたX線ビームに晒される。フラットパネルの検出器によって例えば測定された、伝わってきたX線の強度が三次元画像に再構成される。このように、X線管の動きは必要とされず、特に、走査軌道に沿ったX線管の動きは必要とされないであろう。しかしながら、本発明の好都合な特性は、部分的に動く上述のX線管を組み合わせたときにも実現されることに留意する必要がある。
【００５５】
カソードはカーボン・ナノチューブのエミッタを、X線生成の容易な制御のために備えてもよい。複数の焦点の位置が、回転するアノードの円状の線上に実現されるが、しかし、当該焦点の位置が、例えば、電子ビームの衝撃をアノードの表面で分散するために、2本の同心の円状の焦点トラックを形成するよう、円状の焦点トラックから外れてもよい点に留意する必要がある。更に、焦点の位置は、アノード上にある円状の線上に、等間隔に分散されることができるが、しかしながら、焦点の位置が、強制的に等間隔に分散配置される必要はない点に留意する必要がある。検査されるべき対象物は、光源に対してある距離で、アノード構成部10の回転軸6の場所にある。検査のために、対象物は、すべての焦点の位置11、同12上に連続して生成されたX線41、同42に晒される。例えばフラットパネルの検出器によって測定された、伝わってきたX線の強度が再構成され、三次元画像データになる。
【００５６】
図4は、X線管の横断面の下面図を例示している。図4aでは、カソード21、同22は固定され、アノード構成部10のみが、電子ビームに起因する過熱を回避するために回転する。
【００５７】
図4bでは、線A-Aに沿ったX線管の横断面の下面図が例示されている。カソード構成部が、回転軸に対して回転される。カソード構成部の回転に関し、当該カソード構成部はX線管1内で斯様に回転することができるが、しかしながら、また、同じ技術的効果を実現するために、X線管全体が回転されてもよい点に留意する必要がある。記号21a及び記号22aは、すべての焦点の位置から画像を獲得する第1のシーケンスの間の、第1のカソード及び第2のカソードを指しており、記号21b及び記号22bは、すべての焦点の位置から画像を獲得する第2のシーケンスの間の、第1のカソード及び第2のカソードを指している。同じことが、第1の焦点の位置11a及び第2の焦点の位置12a、並びに第1の焦点の位置11b及び第2の焦点の位置12bにあてはまる。第2のシーケンスの間、カソード及び焦点は、それぞれ、インタリーブされた位置にある。カソード構成部又はX線管は、両シーケンスの間、この例では2本のカソードの間の角度の半分に相当する小さな角度99だけ、回転されなければならない。
【００５８】
断層合成撮像の多数の投影を実現するために、X線源は小さな角度で、アノードの回転軸6の回りに回転される。カソード構成部は、X線管内でカソード構成部を回転させることによるか、又はX線管全体を回転させることによるかの何れかで、カソード間の角度の半分で回転される。対象物がこの回転の前後で走査される場合、全走査における焦点の位置の数は２倍になる。X線源内にあるカソードの数の倍数よりも大きな数の焦点の位置でさえ、この手段によって実現されることができる。
【００５９】
代替的にはX線源は、走査の間、ゆっくり回転してもよい。例えば、15本のカソードが、23.2°だけ異なる角度でアノードの周囲に配置されてもよい。この場合、X線管は、第1の部分的な走査を、24°の等間隔の角度で15回の投影によって実行するために、各投影の間に0.8°だけ回転しなければならない。この第1の部分的な走査の後、第1のカソードが、0.8°＊15＝12°＝24/2°の角度だけ回転される。したがって、第2の部分的な走査では、インタリーブされた焦点の位置からの投影が測定されることができる。合計すると、0°、12°、24°、．.、348°＝-12°の等間隔の角度が得られる。したがって、カソード構成部の、2本のカソード間の角度の半分だけの合計シフトが、2つの走査、即ち、第1の回転の最後の走査及び第2の回転の最初の走査の間に実行されるべきなのではなく、走査と走査の間の滑らかな移行を形成するために、概ね連続的に実行されてもよい。また、カソード構成部が、2本のカソード間の角度の1/3、又は他の何らかの等分比の分だけ回転されてもよい点に留意する必要がある。
【００６０】
本システムが、従来からのデジタル乳房撮影のためにも使用されなければならない場合、1本の単一のカソードが、断層合成撮像の走査の個々の投影に対するよりも大幅に長い時間の間、電子ビームを生成するために提供される。この時間は、例えば現在のカーボン・ナノチューブに基づいたカソードに対しては長すぎるかも知れないが、しかしながら新たなナノチューブのカソードが開発される可能性がある。この場合、カソードのうちの1本は、熱フィラメントを有する従来のタイプである必要がある、即ち、長時間動作用の、何らかの他のカソード又はこのタイプの追加のカソードが加えられる必要がある。
【００６１】
図5は、本発明の方法のフローチャートを例示しており、当該方法は、第1のX線ビームを生成するために第1の電子ビームを焦束するステップS1と、第1の期間の間に第1のX線ビームによって検出器を照射するステップS2と、第2のX線ビームを生成するために第2の電子ビームを焦束するステップS3と、第2の期間の間に第2のX線ビームによって検出器を照射するステップS4と、を含んでいる。検出器は、第1の期間の間に第1の画像、及び第2の期間の間に第2の画像を生成する（ステップS5）。画像の各々は、再構成された三次元画像を得るために組み合わせられる（ステップS6)。更に、X線管の焦束及び回転のシーケンスが、結果として生じるそれぞれの照射立体角セクタの位置が、所定の線に沿った所望のサンプリング距離に相当するよう制御される（ステップS7）。更に、X線管の焦束及び回転のシーケンスが、位置が、周期的にトラックされた所定の線に沿って連続した回転でインタリーブされる位置であるよう制御される（ステップS8）。更なる詳細が、上の図4に関して説明されている。
【００６２】
用語「有する」が他の要素又はステップを排除することはなく、「a」又は「an」が複数を除外しないことに留意する必要がある。また、複数の異なる実施例に関連して説明された要素が、組み合わせられてもよい。
【００６３】
請求項中の引用符号が請求項の範囲を限定するものとして解釈されてはならない点に留意する必要がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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