(57)【要約】  Ｘ線撮像装置と位置合わせ／走査システムは、走査軸周りに回転可能な多軸で調整可能なミラー載置台上に載置される少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーを含む。ミラー走査装置がミラー載置台と連結されてＸ線源と同期し、それによってミラー走査装置は走査軸周りにミラー載置台を移動させる。本発明は、スタック状に任意に複数のミラーを含んでもよく、好ましくは第１および第２のミラーを含み、それぞれ第１および第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成される。ウィンドウを有する移動可能な減衰板は選択的に、Ｘ線がミラーの１つによって伝達されることを可能にし、かつ他のミラーからＸ線を遮断する。複数のミラーの組は、一塊で構成されるか、または互いに点在させられてもよい。ミラー走査装置は、上記ミラーの走査速度の選択的制御を可能にするために、変更可能な速度で動作可能であってもよい。
2011510752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線焦点スポットを有する点源Ｘ線チューブを利用したＸ線撮像装置のための多層のＸ線ミラーの位置合わせおよび走査システムであって、
多軸で調整可能なミラー載置台であって、その上に少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーが載置されており、前記焦点スポットと位置合わせ可能な走査軸周りに回転可能なミラー載置台と、
前記ミラー載置台と連結され、前記点源Ｘ線チューブと動作において同期した、コンピュータ制御されるミラー走査装置と、
を備え、
前記点源Ｘ線チューブが動作させられるときに、前記ミラー走査装置は前記走査軸周りに前記ミラー載置台を移動させる、
Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項２】
前記ミラー載置台は、前記焦点スポットに対して回転可能に載置される光学ブラケットに取り付けられている、
請求項１に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項３】
前記ミラー走査装置は、前記光学ブラケットとは反対方向に力を加える線形モータドライブを備え、前記光学ブラケットと前記ミラー載置台を前記走査軸周りに、前記焦点スポットと位置合わせされたまま回転させる、
請求項２に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項４】
前記ミラー載置台はさらに、３つの直交変換および２つの直交回転を有する５軸の光学ポジショナを備え、当該光学ポジショナは、前記焦点スポットおよび前記走査軸に対する前記ミラーの位置決めを可能にするように構成されている、
請求項１に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項５】
前記Ｘ線焦点スポットに対する前記ミラー載置台の前記走査軸を位置決めするように構成された２軸調整機構をさらに備えた、
請求項１に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーは、ミラースタック内で互いに強固に固定された複数の多層ミラーを備えた、
請求項１に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項７】
前記ミラースタックはさらに、少なくとも、第１のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第１の複数の多層ミラーと、第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第２の複数の多層ミラーとを備えた、
請求項６に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項８】
ｉ）前記Ｘ線チューブと前記ミラースタックの間に介挿されるか、またはｉｉ）前記ミラースタックと撮像されるべき項目との間に介挿されるかのいずれかで配置される、少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板をさらに備え、
前記ウィンドウは、前記複数のミラーのうち少なくとも１つが、少なくとも１つの対応するエネルギーを前記撮像されるべき項目へ伝達することを選択的に可能にし、前記減衰板は、前記複数のミラーのうち他のミラーが、少なくとも１つの異なった対応するエネルギーのＸ線を伝達するのを防止する、
請求項７に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項９】
前記第１の複数のミラーは実質的に第１のブロック内ですべて互いに隣接しており、前記第２の複数のミラーは実質的に第２のブロック内ですべて互いに隣接しており、
前記ウィンドウは、Ｘ線が前記ブロックのうち一方によって伝達されることを可能にしつつ前記ブロックの他方を遮断するような寸法に合わせられたアパーチャを有する、
請求項８に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項１０】
前記第１および第２の複数の多層ミラーは、互いに点在させられ、
前記ウィンドウは、Ｘ線が前記複数のミラーのうち１つによって伝達されることを可能にしつつ前記複数のミラーのうち他のミラーを遮断するような寸法に合わせられた複数のスロットを有する、
請求項８に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項１１】
走査非散乱グリッドをさらに備え、当該グリッドは、撮像されるべき項目とＸ線センサとの間に配置され、少なくとも１つのＸ線ミラーによって生成される照明パターンに組み合わせられた、減衰用の、スロットが付けられた板を有する、
請求項１に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項１２】
前記ミラー走査装置は、選択的に変更可能な速度で動作可能であり、それによって前記ミラーの走査速度の選択的制御を可能にする、
請求項１に記載された、Ｘ線撮像装置のための位置合わせおよび走査システム。
【請求項１３】
焦点スポットを有する点源Ｘ線チューブと、
少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーと、
多軸で調整可能なミラー載置台であって、その上に前記少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーが載置されており、前記焦点スポットと位置合わせ可能な走査軸周りに回転可能なミラー載置台と、
前記ミラー載置台と連結され、前記点源Ｘ線チューブと動作において同期した、コンピュータ制御されるミラー走査装置と、
を備え、
前記点源Ｘ線チューブが動作させられるときに、前記ミラー走査装置は前記走査軸周りに前記ミラー載置台を移動させる、
Ｘ線撮像装置。
【請求項１４】
前記ミラー走査装置は、前記ミラー載置台とは反対方向に力を加える線形モータドライブを備え、前記ミラー載置台を前記走査軸周りに、前記焦点スポットと位置合わせされたまま回転させる、
請求項１３に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーは、ミラースタック内で互いに強固に固定された複数の多層ミラーを備えた、
請求項１３に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項１６】
前記ミラースタックはさらに、少なくとも、第１のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第１の複数の多層ミラーと、第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第２の複数の多層ミラーとを備えた、
請求項１５に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項１７】
ｉ）前記Ｘ線チューブと前記ミラースタックの間に介挿されるか、またはｉｉ）前記ミラースタックと撮像されるべき項目との間に介挿されるかのいずれかで配置される、少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板をさらに備え、
前記ウィンドウは、前記複数のミラーのうち少なくとも１つが、少なくとも１つの対応するエネルギーを前記撮像されるべき項目へ伝達することを選択的に可能にし、前記減衰板は、前記複数のミラーのうち他のミラーが、少なくとも１つの異なった対応するエネルギーのＸ線を伝達するのを防止する、
請求項１６に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項１８】
前記第１の複数のミラーは実質的に第１のブロック内ですべて互いに隣接しており、前記第２の複数のミラーは実質的に第２のブロック内ですべて互いに隣接しており、
前記ウィンドウは、Ｘ線が前記ブロックの一方によって伝達されることを可能にしつつ前記ブロックの他方を遮断するような寸法に合わせられたアパーチャを有する、
請求項１７に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項１９】
前記第１および第２の複数の多層ミラーは、互いに点在させられ、
前記ウィンドウは、Ｘ線が前記複数のミラーの１つによって伝達されることを可能にしつつ前記複数のミラーの他のミラーを遮断するような寸法に合わせられた複数のスロットを有する、
請求項１７に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項２０】
前記ミラー走査装置は、選択的に変更可能な速度で動作可能であり、それによって前記ミラーの走査速度の選択的制御を可能にする、
請求項１３に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項２１】
焦点スポットを有する点源Ｘ線チューブと、
前記Ｘ線チューブとの間で伝達し、第１のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第１の多層ミラーと、第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第２の多層ミラーとを含む、複数の多層Ｘ線ミラーと、
走査可能なミラー載置台であって、その上に前記複数のミラーが載置されており、前記焦点スポットと位置合わせ可能なミラー載置台と、
ｉ）前記Ｘ線チューブと前記ミラースタックの間に介挿されるか、またはｉｉ）前記ミラースタックと撮像されるべき項目との間に介挿されるかのいずれかで配置される、少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板であって、前記ウィンドウは、前記複数のミラーのうち少なくとも１つが、少なくとも１つの対応するエネルギーを前記撮像されるべき項目へ伝達することを選択的に可能にし、前記減衰板は、前記複数のミラーのうち他のミラーが、少なくとも１つの異なった対応するエネルギーのＸ線を伝達するのを防止する、前記減衰板と、
を備えたＸ線撮像装置。
【請求項２２】
前記複数のミラーは、ミラースタック内で互いに強固に固定されており、
前記第１のミラーはさらに第１の複数のミラーを有し、前記第２のミラーはさらに第２の複数のミラーを有し、前記第１の複数のミラーは実質的に第１のブロック内ですべて互いに隣接しており、前記第２の複数のミラーは実質的に第２のブロック内ですべて互いに隣接しており、
前記ウィンドウは、Ｘ線が前記ブロックの一方によって伝達されることを可能にしつつ前記ブロックの他方を遮断するような寸法に合わせられたアパーチャを有する、
請求項２１に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項２３】
前記複数のミラーは、ミラースタック内で互いに強固に固定されており、
前記第１のミラーはさらに第１の複数のミラーを有し、前記第２のミラーはさらに第２の複数のミラーを有し、
前記第１および第２の複数の多層ミラーは、互いに点在させられ、
前記ウィンドウは、Ｘ線が前記複数のミラーの１つによって伝達されることを可能にしつつ前記複数のミラーの他のミラーを遮断するような寸法に合わせられた複数のスロットを有する、
請求項２１に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項２４】
前記ミラー載置台は、前記焦点スポットと位置合わせ可能な走査軸周りに回転可能であって、
前記ミラー載置台と連結され、前記点源Ｘ線チューブと動作において同期した、コンピュータ制御されるミラー走査装置をさらに備え、
前記点源Ｘ線チューブが動作させられるときに、前記走査装置は前記走査軸周りに前記ミラー載置台を移動させる、
請求項２１に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項２５】
前記ミラー走査装置は、選択的に変更可能な速度で動作可能であり、それによって前記ミラーの走査速度の選択的制御を可能にする、
請求項２４に記載されたＸ線撮像装置。
【請求項２６】
焦点スポットを有する点源Ｘ線チューブと、
前記Ｘ線チューブとの間で伝達し、第１のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第１の多層ミラーと、第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第２の多層ミラーとを含む、複数の多層Ｘ線ミラーと、
走査可能な第１のミラー載置台であって、その上に少なくとも前記第１のミラーが載置されており、前記焦点スポットと位置合わせ可能な第１のミラー載置台と、
走査可能な第２のミラー載置台であって、その上に少なくとも前記第２のミラーが載置されており、前記焦点スポットと位置合わせ可能な第２のミラー載置台と、
ｉ）前記Ｘ線チューブと前記ミラースタックの間に介挿されるか、またはｉｉ）前記ミラースタックと撮像されるべき項目との間に介挿されるかのいずれかで配置される、少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板であって、前記ウィンドウは、前記ミラーのうち少なくとも一方が、少なくとも１つの対応するエネルギーを前記撮像されるべき項目へ伝達することを選択的に可能にし、前記減衰板は、前記ミラーの他方が、少なくとも１つの異なった対応するエネルギーのＸ線を伝達するのを防止する、前記減衰板と、
を備えたＸ線撮像装置。
【請求項２７】
実質的に単一エネルギーのＸ線を利用するＸ線撮像を実行する方法であって、
少なくとも、第１のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第１の多層ミラーと、第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第２の多層ミラーとを含む、複数の多層Ｘ線ミラーを準備するステップと、
Ｘ線源からのＸ線が前記複数のミラーの少なくとも一方によって伝達され、前記複数のミラーの少なくとも他方からＸ線を遮断することを選択的に可能にするステップであって、それによって撮像のために伝達されるべきＸ線エネルギーを選択する、前記選択的に可能にするステップと、
を含む、実質的に単一エネルギーのＸ線撮像を実行する方法。
【請求項２８】
前記選択的に可能にするステップはさらに、
前記Ｘ線源と前記ミラーの間、または前記ミラーと撮像されるべき項目との間、のいずれかに、少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板を準備するステップと、
前記ウィンドウが前記Ｘ線ミラーのうち所望のものと位置合わせするように、前記減衰板を選択的に移動させるステップと、
を有する、請求項２７に記載された、実質的に単一エネルギーのＸ線撮像を実行する方法。
【請求項２９】
前記Ｘ線源の焦点スポットと位置合わせ可能な走査軸周りに回転可能なミラー載置台上に前記ミラーを載置するステップと、
前記Ｘ線焦点スポットとの前記走査軸の位置合わせを維持しつつ、前記ミラー載置台を前記走査軸周りに回転させるステップと、
をさらに有する、請求項２７に記載された、実質的に単一エネルギーのＸ線撮像を実行する方法。
【請求項３０】
前記走査軸周りに前記ミラー載置台の回転の速度を変更するステップであって、それによって前記ミラーの走査速度の選択的制御を可能にするステップ、
をさらに有する、請求項２９に記載された、実質的に単一エネルギーのＸ線撮像を実行する方法。
【請求項３１】
前記Ｘ線源と前記ミラーの間、または前記ミラーと撮像されるべき項目との間、のいずれかに、少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板を準備するステップと、
前記ウィンドウが前記Ｘ線ミラーのうち所望のものと位置合わせするように、選択的に前記減衰板を移動させるステップと、
をさらに有する、請求項３０に記載された、実質的に単一エネルギーのＸ線撮像を実行する方法。
【請求項３２】
撮像されるべき項目に対する位置の機能としてＸ線の強度およびエネルギーをそれぞれ制御するために、前記速度を変更するステップと、前記減衰板を移動させるステップとを利用するステップ、
をさらに有する、請求項３０に記載された、実質的に単一エネルギーのＸ線撮像を実行する方法。
【発明の詳細な説明】
【関連する出願】
【０００１】
２００８年１月３０日に出願され、“Ｘ線撮影法によるＸ線撮像システムのためのミラーの取り付け、位置合わせ、走査機構および走査方法”という題が付いている米国仮出願番号６１／０６２，９１８に基づく優先権が主張され、その全体がここに参照のために組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は撮像システムに関し、特に、医療、産業または他の用途のためのＸ線撮影法によるＸ線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
医療、工業または他の用途のためのＸ線撮影法によるＸ線撮像システムは代表的に、点源Ｘ線チューブを使用し、その点源Ｘ線チューブ内では、エネルギー値の高い電子が固体金属の目標物上に突き当り、それによって、焦点スポットから発するＸ線光の円錐状ビームを生成する。そのようなチューブから放たれるＸ線のスペクトラムは、チューブに使用されるアノード材料（一般にタングステン、またはマンモグラフィの場合にはモリブデン、ロジウム）の輝線放射特性が、印加電圧により決定される高エネルギーのカットオフまで延びる制動放射(Bremsstrahlung)による放射の広い連続体の上に重ねられるときには、多エネルギーの状態（poly-energetic）である。しかしながら、多くの撮像作業では、増加した像のコントラスト−さらに医療用途の場合には、患者に対する低量の放射線量−を、単一エネルギーの状態の放射を使用して達成することができる。
【０００４】
電子衝突のＸ線チューブ（または他のＸ線の点源）から（ほぼ）単一エネルギーの放射線を生成する１つの方法は、Ｘ線光が検討対象の組織またはサンプルに達する前にＸ線光を反射し濾光する多層のＸ線ミラーを利用することである。（例えば、'X-ray monochromator for divergent beam radiography using conventional and laser produced X-ray sources', H. W. Schnopper, S. Romaine, and A. Krol, Proc. SPIE, 4502, 24, (2001)を参照されたい。）Ｘ線ミラーは、狭エネルギー帯に亘ってのみＸ線を反射するＸ線反射の多層コーティングによって被覆された平坦な基板を含む。多層Ｘ線ミラーは、Ｘ線チューブ焦点スポットとサンプル若しくは患者の間に位置決めされる。ミラーは浅い入射角で作動するため、単一ミラーは単一エネルギーのＸ線光の薄い扇形状ビームのみを生み出す。そのため、像面で大きなフィールドに亘って単一エネルギー光を生成するために、２つのアプローチの内の１つを用いることができる。第１のアプローチでは、単一ミラーがＸ線露光中に広い角度範囲に亘って走査される。第２のアプローチでは、スタックされたミラー配列が使用されるが、これは、くさび形で高精度に共にスタックされた（積み重ねられた）多数の薄いミラーとスペーサから組み立てられるものであり、それぞれの個々のミラーは狭い扇形状ビームを生成し、ミラー配列は共同で、共に位置合わせさせられた扇形状ビームを生成する。しかしながら、ミラースタックを用いる第２のアプローチでは、照明パターンは、Ｘ線光がミラーの端で遮断される領域に対応する暗い片(dark strip)をも含む。この暗い片を補償するため、ミラースタックは露光中に、（ずっと小さな角度範囲に亘るにもかかわらず）単一ミラーが第１のアプローチで走査されるのと類似の方法で走査することができ、それによって明るい片と暗い片が共に平均化されて均一の照明を生成する。
【０００５】
如何なる場合でも、焦点スポットに対してミラーを位置決めするに当たっての要求は厳しく、特に各ミラーの角度位置は、Ｘ線の入射角が角度の端数まで制御されるようにしなければならない。例として、約２０ＫｅＶを作動するマンモグラフィシステムのために設計された多層Ｘ線ミラーの特定の場合には、およそ代表的な入射角は０．３〜０．７度の範囲であり、狭帯域の多層コーティングの受光角は、０．０２度のように小さいこともありえる。それゆえ、ミラーは、入射角の誤差がおそらく受光角の半分、すなわち０．０１度か、またはそれより小さくなるように位置決めされなければならない。より高いエネルギーのＸ線を利用するＸ線撮像システムの他のタイプに対しては、入射角と受光角はさらに小さく、そのため、位置合わせに対する要求はマンモグラフィに対するものよりもさらに厳しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したＸ線ミラー、すなわち単一ミラーまたはミラースタックを利用するいずれかのアプローチに対して、広いフィールドに亘る照明のために精密走査機構が必要とされる。そのような精密走査機構は、Ｘ線焦点スポットに対するミラーまたはミラースタックの位置合わせが走査期間中に精度良く維持され、走査範囲が正確に（すなわち１度の小さな端数まで）制御されなければならず、さらに露光不良を招来しないように走査機構が高度に繰返し可能でなければならないようにして、組み立てられなければならない。精密走査機構は、焦点スポットのサイズおよび多層ミラーの受光角によって決定される精度でもって回転軸が焦点スポットと一致するようになされることができるように、組み立てられなければならない。例えば、マンモグラフィに対しては、回転軸と焦点スポットの間の変位不良がおよそ０．０５ｍｍよりも小さくなければならない。他の撮像用途に対しては、変位不良はそれよりも大きいかも知れないし、小さいかも知れない。
【０００７】
要するに、Ｘ線撮影法による撮像のための単一エネルギーのＸ線を生成する点源Ｘ線源と連結して多層のＸ線ミラーを使用するという考えが上述されてきたが、ミラーを正確に精度良く取り付け、位置合わせをし、走査する機構が未だに開発されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、点源Ｘ線チューブと連結して使用される入射Ｘ線ミラーの、取り付け、位置合わせ、および走査の機構である。本発明は、（ａ）５軸で調整可能なミラー載置台と、（ｂ）Ｘ線生成器と同期した、コンピュータ制御されるミラー走査装置と、（ｃ）Ｘ線焦点スポットに対して走査軸を精度良く位置決めするための２軸調整機構と、（ｄ）個々のＸ線露光にどのミラーが使用されるか選択するために、Ｘ線ミラースタックに対して精度良く位置決めされることが可能な、移動する入口グリッドと、（ｅ）特定のミラー配置によって定義される照明パターンに組み合わせられた、減衰用の、スロットが付けられた板を有する走査(scanning)非散乱グリッドと、を備える。走査非散乱グリッドは、１方向における散乱を最小化するのに使用される。本発明は特に、マンモグラフィの用途に向けられているが、すべての他の医療および産業のＸ線撮影法によるＸ線撮像用途に等しく適用可能である。
【０００９】
一実施形態では、本発明は、Ｘ線焦点スポットを有する点源Ｘ線チューブを利用したＸ線撮像装置のための多層のＸ線ミラーの位置合わせおよび走査システムである。この位置合わせおよび走査システムは、多軸で調整可能なミラー載置台であって、その上に少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーが載置されているミラー載置台を含む。ミラー載置台は、焦点スポットと位置合わせ可能な走査軸周りに回転可能である。コンピュータ制御されるミラー走査装置はミラー載置台と連結され、点源Ｘ線チューブと動作において同期している。点源Ｘ線チューブが動作させられるときに、ミラー走査装置は走査軸周りにミラー載置台を回転させる。ミラー載置台は好ましくは、焦点スポットに対して回転可能に載置される光学ブラケットに取り付けられている。ミラー走査装置は好ましくは、上記光学ブラケットとは反対方向に力を加える線形モータドライブを備え、光学ブラケットとミラー載置台を走査軸周りに、焦点スポットと位置合わせされたまま回転させる。好ましくは、ミラー載置台はさらに、３つの直交変換および２つの直交回転を有する５軸の光学ポジショナを備え、この光学ポジショナは、焦点スポットおよび走査軸に対するミラーの位置決めを可能にするように構成されている。好ましくは、Ｘ線焦点スポットに対するミラー載置台の走査軸を位置決めするように構成された２軸調整機構も設けられる。
【００１０】
好ましい実施形態では、少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーは、ミラースタック内で互いに強固に固定された複数の多層ミラーを含み、より好ましくは、第１のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第１の組の、若しくは複数の多層ミラーと、第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第２の組の、若しくは複数の多層ミラーとを含む。複数のミラーの２以上の組（例えば、３またはそれ以上の組）が設けられてもよく、各組がそれぞれ異なるエネルギーのＸ線を反射するように構成される。この好ましい実施形態では、少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板が、ｉ）Ｘ線チューブとミラースタックの間に介挿されるか、またはｉｉ）ミラースタックと撮像されるべき項目との間に介挿されるかのいずれかで配置され、上記ウィンドウは、複数のミラーのうち少なくとも１つが、少なくとも１つの対応するエネルギーを上記撮像されるべき項目へ伝達することを選択的に可能にし、残りの減衰板は、複数のミラーのうち他のミラーが、少なくとも１つの異なった対応するエネルギーのＸ線を伝達するのを防止する。この方法で、スタック内の複数のミラーのいくつかを選択的に遮断し、かつ同時に、Ｘ線がスタック内の他のミラーから撮像されるべき項目まで反射することを可能にすることで、撮像のために伝達されるべきＸ線エネルギー（または複数のエネルギー）を選択する。
【００１１】
ミラースタック内の複数のミラーの多数の組は異なる方法で配置されてもよい。例えば、第１の複数のミラーは実質的に第１のブロック内ですべて互いに隣接するように設けられてもよく、前記第２の複数のミラーは実質的に第２のブロック内ですべて互いに隣接するように設けられてもよい。この配置では、減衰板のウィンドウは、Ｘ線がミラーのブロックの一方に対して／一方から伝達されることを可能にしつつブロックの他方を遮断するような寸法に合わせられたアパーチャでありうる。代替的に、第１および第２の複数のミラーは、互いに点在させられうる。そのような配置では、減衰板のウィンドウは、Ｘ線が複数のミラーのうち１つから撮像されるべき項目まで反射されることを可能にしつつ複数のミラーのうち他のミラーを遮断するような寸法に合わせられた複数のスロットを含む。
【００１２】
本発明の位置合わせおよび走査システムはまた、走査非散乱グリッドを含んでもよく、当該グリッドは、撮像されるべき項目とＸ線センサ（フィルム式またはデジタル式）との間に配置され、少なくとも１つのＸ線ミラーによって生成される照明パターンに組み合わせられた、減衰用の、スロットが付けられた板を有する。
【００１３】
任意に、ミラー走査装置は、選択的に変更可能な速度で動作可能であり、それによってミラーの走査速度の選択的制御を可能にする。ミラーの走査速度（例えば、線形モータドライブが光学ブラケットを押す速度）と入口グリッドのアパーチャの位置の双方を制御することによって、本発明は、像面内の位置の機能として、Ｘ線の強度およびエネルギーのそれぞれに亘る非制限の制御を提供する。
【００１４】
本発明の他の観点は、Ｘ線撮像装置である。本発明の装置は、焦点スポットを有する点源Ｘ線チューブと、多軸で調整可能なミラー載置台上に取り付けられる少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーと、を含む。ミラー載置台は、焦点スポットと位置合わせ可能な走査軸周りに回転可能である。コンピュータ制御されるミラー走査装置がミラー載置台と連結され、点源Ｘ線チューブと動作において同期している。点源Ｘ線チューブが動作させられるときに、ミラー走査装置は走査軸周りにミラー載置台を移動させる。ミラー走査装置は好ましくは、ミラー載置台とは反対方向に力を加える線形モータドライブを含み、ミラー載置台を走査軸周りに、焦点スポットと位置合わせされた状態を保ちつつ回転させる。
【００１５】
上述のように、少なくとも１つの多層Ｘ線ミラーは、ミラースタック内で互いに強固に固定された複数の多層ミラーを含んでもよく、スタックは好ましくは、第１のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第１の組の、若しくは複数の多層ミラーと、第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第２の組の、若しくは複数の多層ミラーとを含む。ｉ）Ｘ線チューブとミラースタックの間に介挿されるか、またはｉｉ）ミラースタックと撮像されるべき項目との間に介挿されるかのいずれかで配置される、少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板が設けられる。ウィンドウは、複数のミラーのうち少なくとも１つが、少なくとも１つの対応するエネルギーを撮像されるべき項目へ伝達することを選択的に可能にし、残りの減衰板は、複数のミラーのうち少なくとも他のミラーが、少なくとも１つの異なった対応するエネルギーのＸ線を伝達するのを防止し、それによって、撮像のために伝達されるべき少なくとも１つのＸ線エネルギーの選択を可能にする。複数のミラーの組は、同種のブロック内で配置されてもよく、その場合には減衰板のウィンドウは、ブロックの一方に対する／一方からのＸ線の伝達を可能にしつつブロックの他方を遮断するような寸法に合わせられたアパーチャを含む。代替的に、第１および第２の複数の多層ミラーは、互いに点在させられ、その場合には、減衰板のウィンドウは、複数のミラーのうち１（またはそれ以上）のミラーに対して／からのＸ線の伝達を可能にしつつ複数のミラーのうち他のミラーを遮断するような寸法に合わせられた複数のスロットを含む。
【００１６】
本発明のＸ線撮像装置は任意に、ミラー走査装置を選択的に変更可能な速度で動作可能とし、それによって前記ミラーの走査速度の選択的制御を可能にする。撮像されるべき項目の特定の領域に亘る、より遅い走査速度は、その領域のより大きいＸ線露光に対応する一方、より速い走査速度は、より少ないＸ線露光に対応する。位置の機能としてＸ線露光を制御することによって、像の品質は最適化されることが可能であり、医療の撮像の場合には、撮像されるべき各々の特定の項目に対する患者への放射線量を最小化することが可能である。
【００１７】
本発明の他の観点では、本発明は、焦点スポットを有する点源Ｘ線チューブを有するＸ線撮像装置である。複数の多層Ｘ線ミラーがミラースタック内で互いに強固に固定され、ミラースタックは、第１のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第１の複数の多層ミラーと、第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第２の複数の多層ミラーとを含む。走査可能なミラー載置台が設けられ、その上にミラースタックが載置されており、ミラー載置台は焦点スポットと位置合わせ可能である。ｉ）Ｘ線チューブとミラースタックの間に介挿されるか、またはｉｉ）ミラースタックと撮像されるべき項目との間に介挿されるかのいずれかで配置される、少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板が設けられる。ウィンドウは、複数のミラーのうち少なくとも１つが、少なくとも１つの対応するエネルギーを撮像されるべき項目へ伝達することを選択的に可能にし、残りの減衰板は、複数のミラーのうち他のミラーが、少なくとも１つの異なった対応するエネルギーのＸ線を伝達するのを防止し、それによって、撮像のために伝達されるべき少なくとも１つのＸ線エネルギーの選択を可能にする。
【００１８】
第１の複数のミラーは実質的に第１のブロック内ですべて互いに隣接しており、第２の複数のミラーは実質的に第２のブロック内ですべて互いに隣接している。この配置において減衰板のウィンドウは、Ｘ線がブロックの一方によって伝達されることを可能にしつつブロックの他方を遮断するような寸法に合わせられたアパーチャを含む（好ましくは、１つのブロックからのＸ線の伝達を可能にしつつ他のすべてのブロックからのＸ線の伝達を遮断する）。代替的に、第１および第２の複数の多層ミラーは互いに点在させられ、この配置における減衰板のウィンドウは、複数のミラーのうちの１つのミラーに対して／からのＸ線の伝達を可能にしつつ複数のミラーの他のミラーを遮断するような寸法に合わせられた複数のスロットを含む。
【００１９】
本発明に係るＸ線撮像装置においては、ミラー載置台は好ましくは、前記焦点スポットと位置合わせ可能な走査軸周りに回転可能であり、Ｘ線撮像装置はさらに、ミラー載置台と連結され、前記点源Ｘ線チューブと動作において同期した、コンピュータ制御されるミラー走査装置を含む。点源Ｘ線チューブが動作させられるときに、ミラー走査装置は走査軸周りにミラー載置台を移動させる。ミラー走査装置は好ましくは、選択的に変更可能な速度で動作可能であり、それによってミラーの走査速度の選択的制御を可能にする。
【００２０】
本発明の他の観点は、実質的に単一エネルギーのＸ線を利用するＸ線撮像を実行する方法である。ミラースタック内で互いに強固に固定された複数の多層ミラーが準備され、そのミラースタックは、第１のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第１の複数の多層ミラーと、第２のエネルギーのＸ線を反射するように構成された第２の複数の多層ミラーとを含む。
【００２１】
Ｘ線源からのＸ線が複数のミラーのうちの１つに突き当たり、かつ複数のミラーのうち他のミラーからのＸ線を遮断することを可能にし、それによって撮像のために伝達されるべきＸ線のエネルギーを選択する。好ましくは、選択的に可能にするステップはさらに、Ｘ線チューブとミラースタックの間、またはミラースタックと撮像されるべき項目との間、のいずれかに少なくとも１つのウィンドウを有する移動可能な減衰板を準備するステップと、ウィンドウがＸ線ミラーのうち所望のものと位置合わせするように、減衰板を選択的に移動させるステップとを含む。
【００２２】
ミラースタックは好ましくは、Ｘ線源の焦点スポットと位置合わせ可能な走査軸周りに回転可能なミラー載置台上に載置される。この場合、本発明の方法は、Ｘ線焦点スポットとの走査軸の位置合わせを維持しつつ、ミラー載置台を走査軸周りに回転させるステップを含む。任意に、本発明の方法はさらに、走査軸周りにミラー載置台の回転の速度を変更するステップであって、それによってミラーの走査速度の選択的制御を可能にするステップを含む。速度を変更するステップと、減衰板を移動させるステップとを利用することによって、本発明の方法は、撮像されるべき項目に対する位置の機能としてＸ線の強度およびエネルギーのそれぞれの制御を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１ａ】図１は、単一エネルギーの撮像のための従来の点源Ｘ線チューブと連結した、平坦な多層Ｘ線ミラーの使用を示す概略図である。図１ａは、１つの単一エネルギーの扇形状ビームを生成する単一のミラーを示す。
【図１ｂ】図１ｂは、複数の単一エネルギーの扇形状ビームが共に位置合わせされた配列を生成するミラースタックを示す。
【図２ａ】図２は、本発明に係る、Ｘ線ミラースタックと、５軸の位置決めを備えたミラースタックの載置台と、走査(scanning)光学ブラケットアセンブリとドライブシステムを示し、すべて従来の点源Ｘ線チューブに載置されている。
【図２ｂ】図２は、本発明に係る、Ｘ線ミラースタックと、５軸の位置決めを備えたミラースタックの載置台と、走査光学ブラケットアセンブリとドライブシステムを示し、すべて従来の点源Ｘ線チューブに載置されている。
【図２ｃ】図２は、本発明に係る、Ｘ線ミラースタックと、５軸の位置決めを備えたミラースタックの載置台と、走査光学ブラケットアセンブリとドライブシステムを示し、すべて従来の点源Ｘ線チューブに載置されている。
【図２ｄ】図２は、本発明に係る、Ｘ線ミラースタックと、５軸の位置決めを備えたミラースタックの載置台と、走査光学ブラケットアセンブリとドライブシステムを示し、すべて従来の点源Ｘ線チューブに載置されている。
【図２ｅ】図２は、本発明に係る、Ｘ線ミラースタックと、５軸の位置決めを備えたミラースタックの載置台と、走査光学ブラケットアセンブリとドライブシステムを示し、すべて従来の点源Ｘ線チューブに載置されている。
【図２ｆ】図２は、本発明に係る、Ｘ線ミラースタックと、５軸の位置決めを備えたミラースタックの載置台と、走査光学ブラケットアセンブリとドライブシステムを示し、すべて従来の点源Ｘ線チューブに載置されている。
【図３】図３は、本発明に係る、図２の走査光学ブラケットアセンブリと、Ｘ線焦点スポットに対して走査軸の位置決めの方法を提供するピボットＵ形ブラケットアセンブリの切り取り図である。
【図４】図４は、本発明に従って、ミラー走査ドライブ、および任意に非散乱グリッド走査ドライブがどのようにＸ線生成器と同期させられるかを示すブロック図である。
【図５ａ】図５は、本発明に係る走査光学ブラケットアセンブリの切り取り図であって、走査(scanning)減衰板の入口グリッドを強調する図である。
【図５ｂ】図５は、本発明に係る走査光学ブラケットアセンブリの切り取り図であって、走査減衰板の入口グリッドを強調する図である。
【図６ａ】図６は、本発明に従った、多エネルギーのミラースタックと変換可能な入口グリッドと走査非散乱グリッドの例を示す。図６ａは、３つの交互に替わるミラータイプを有し、各ミラータイプが異なるＸ線エネルギーにチューニングされたミラースタックを備えたシステムを示す。
【図６ｂ】図６ｂは、３つのミラータイプを一塊に有するミラースタックを備えたシステムを示す。
【図７ａ】図７は、本発明に係る入口グリッドの例を示す。図７ａの実施形態は、図６ａに示される３つのエネルギーが交互に替わるミラースタックの使用のためのものである。
【図７ｂ】図７ｂの実施形態は、図６ｂに示される３つのエネルギーのブロック（塊）状ミラースタックの使用のためのものである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の記述は図２〜７を参照してなされる。理解されるべきことは、これらの図は例示的なものに過ぎず、以下に表れる請求項によって定義される本発明の範囲を制限するのに役立つものではない、ということである。
【００２５】
伝統的なＸ線撮影法によるＸ線撮像システムは、点源Ｘ線チューブと、Ｘ線に反応する像検出器（フィルム／スクリーン式またはデジタル式のいずれか）とを備えており、焦点スポットから放たれるＸ線光子が検討中の組織またはサンプルを通過し、そこではＸ線光子がサンプルの組成および密度に応じた量だけ減衰させられる。そして、結果として生ずる像は、Ｘ線伝播の方向に沿って統合される、サンプルの減衰マップである。
【００２６】
多くの用途に対して、増加した信号のコントラスト（医療用途の場合には、低量の放射線量）は、例えば段階的で周期的な多層Ｘ線ミラーによって生成されるような単一エネルギーのＸ線を使用して得ることができる。Ｘ線ミラーを利用する１つの構成が図１ａに示されており、そこでは単一ミラー（１０６）が単一エネルギーのＸ線の扇形状ビーム（１０７）を生成するのに使用される。他の構成は図１ｂに示されており、そこでは共に位置合わせされた複数のＸ線ミラーの配列（１０８）が平行な単一エネルギーの扇形状ビーム（１０９）の配列を生成するのに使用される。図１ａおよび図１ｂの双方は、Ｘ線チューブ（１０１）、Ｘ線焦点（１０２）、検討中の組織（１０３）、検出器（１０４）および多エネルギー状態の扇形状ビーム（１０５）を示している。
【００２７】
図２に示されるのは、従来のマンモグラフィのＸ線チューブ（１０１）に対して複数のＸ線ミラーを強固に取り付け、かつ位置合わせするための、本発明に係る機構であり、そのアセンブリ（組立体）はまた、精密走査機構をも組み込んでいる。図２に示される取り付け、位置合わせ、および走査する機構は、本発明の一部である。図２に示されるシステムはＸ線ミラースタック（１０８）を表しているが、このコンセプトは単一ミラー構成（１０６）の場合にも等しく当てはまる。
【００２８】
Ｘ線ミラースタックは、くさび形状に強固に共に取り付けられる複数の薄いＸ線ミラーと複数のスペーサを含む。ミラースタックは、それがシステム内に完全に取り付けられたときにくさび形の焦点がＸ線チューブ焦点スポット（１０２）と一致するようにして設計されている。ミラースタックは、基板（２０８）に対して不変的に取り付けられており、その基板自体は、３つの直交変換および２つの直交回転を提供する５軸の光学ポジショナ（例えば型式LP-2Aなど、カリフォルニア州のアーヴァインのNewport Corp.から商業的に入手可能なもの）の取り付け表面に取り付けられている。光学ポジショナ（２０９）（図３にも示されている）は、“光学ブラケット左側板”（２０３）に強固に取り付けられており、それゆえ、すべての必要な軸に沿って、Ｘ線チューブ焦点スポットに対してミラーまたはミラースタックの高精度な位置決めのための機構を提供する。光学ポジショナを編成するアクチュエータおよび／またはステージはロッキングタイプであり得、それによってミラーがいったん適当に位置合わせされた後は誤った位置調整を防止する。
【００２９】
（ミラーまたはミラースタックが取り付けられる）“光学ブラケット左側板”（２０３）は“光学ブラケットアセンブリ”の一部であり、“光学ブラケットアセンブリ”はまた、“光学ブラケット右側板”（２０４）と剛性向上のための２つの横断支柱(cross-brace)を含む。“光学ブラケット左側板”および“光学ブラケット右側板”（図３にも示される）はそれぞれ、円柱状のたわみピボット（２１３）（例えば型式5016- 800など、ニューヨーク州のニューハートフォードのRiverhawk Co.から商業的に入手可能なもの）の一端への取り付けのための精密に開けられた孔を含む。各たわみピボットの他端は、“ピボットＵ形ブラケット左側板”（３０４）または“ピボットＵ形ブラケット右側板”（３０２）に取り付けられ、それぞれたわみピボットを収容するため、組み合わされた精密に開けられた孔を含む。従来の回転軸受がまた、たわみピボットの代わりに使用されうる。“ピボットＵ形ブラケットアセンブリ”は、“ピボットＵ形ブラケット左側板”（３０４）、“ピボットＵ形ブラケット右側板”（３０２）および“ピボットＵ形ブラケット基板”（３０３）を含む。“ピボットＵ形ブラケット基板”（３０３）は、垂直変換のために方向付けられた線形変換ステージ（３０７）（Newport Corp.の型式M-426Aのようなもの）の一方の側に取り付けられる。その変換ステージの他方の側は“Ｌ形ブラケットアセンブリ”（３０６）に取り付けられ、“Ｌ形ブラケットアセンブリ”（３０６）は同様に、水平変換のために方向付けられた他の線形変換ステージ（３０５）に取り付けられている。水平変換ステージは、妨げられることなくＸ線ビームを通過させる中央のアパーチャ(aperture)（２１６）を含み、“Ｘ線チューブ取付板”（３１４）に強固に取り付けられており、Ｘ線チューブもまた当該取付板に対して強固に取り付けられている。
【００３０】
水平（３０５）および垂直（３０７）変換ステージはそれゆえ、左側および右側たわみピボット（３０１）を同時に位置決めする精密調整機構を提供する。よって、この機構は、究極的には変換ステージの精度、繰返し性および安定性によって限定される精度をもってＸ線チューブ焦点スポットと一致するように、たわみピボット（または軸受）の軸を位置決めするのに使用される。商用段階は、１ミクロンかそれよりも良好な精度を容易に提供することができる。ステージおよび／またはアクチュエータはロッキングタイプであり得、それによってシステムがいったん適当に位置合わせされた後は誤った位置調整を防止する。いったん、取り付けられたミラーまたはミラースタックを含む“光学ブラケットアセンブリ”がたわみピボットに取り付けられると、ミラーまたはミラースタックはたわみピボット軸周りに、それゆえＸ線チューブ焦点スポット周りに自由に回転することができ、それは光学位置合わせにおける如何なる劣化を生じさせることがない。
【００３１】
焦点スポット周りの“光学ブラケットアセンブリ”の精度の良い制御された回転は、サインバー(sine-bar)構成で配置された、線形モータドライブ（駆動）または線形変換ステージ（２１０）を使用して達成される。線形ドライブまたはステージは、中間ドライブ板（２１１）およびドライブ用支柱（２１２）を介して光学ブラケットアセンブリの一端とは反対方向に押し、それによって右側から眺めたときに反時計方向において焦点スポット（１０２）周りのミラー（１０６）またはミラースタック（１０８）の回転を生じさせる。簡易なばね（２１７）によって補われたたわみピボットまたは軸受は、線形ドライブが収縮させられたときに時計方向に光学ブラケットアセンブリを回転させるのに必要とされる引き戻しトルクを提供する。この設計の精度は十分以上である。例えば、１ミクロンの分解能を備え、回転軸から８０ｍｍの距離まで光学ブラケットアセンブリと反対に押すように位置決めされた変換ステージを使用すると、０．００１度よりも良好な角度分解能が得られる。
【００３２】
図４のブロック図に示されるように、Ｘ線ミラーを回転させるために使用される線形モータドライブまたは線形変換ステージは、Ｘ線生成器と同期させられる電気モータ制御器／ドライバによって活性化され、それによって、Ｘ線露光中に像面に所望のＸ線照明パターンを提供するような方法でミラーが移動することを確実にする。例えば、単一のＸ線ミラーを使用した全フィールドの露光の場合には、ミラー走査は、Ｘ線露光が開始および終了したときにそれぞれ開始および停止し、ミラーの回転（すなわち、開始および停止位置）の程度は像面における所望の露光フィールドによって決定される。ミラーの回転速度は、ミラー（ヒール効果のために１方向に沿って強度を単調減少させる）を使用することなく得られるであろう照明パターンに等しいものを提供するために、露光の全体に亘って一定に維持されることができ、あるいは、回転速度は、撮像タスクに応じて、最適な撮像のために所望の任意の照明パターンであれば何であれ（例えば、１方向に沿って概ね急峻に減少する強度、非単調な強度の減少）生成するのに調節されることができる。例えば、マンモグラフィの用途では、ミラーの回転速度は、トルソ(torso)に隣接した領域に亘って走査するときには遅い速度に設定されうるが、走査がニップルに近付くにつれて増加しうる（組織のより厚い部分に対しては典型的にはより大きい強度が必要とされる）。類似した同期および照明の柔軟性はまた、単一のミラーに代わってミラースタックによっても得ることができる。
【００３３】
Ｘ線ミラーのスタックを組み込むシステムの場合には、スタック内の各ミラー上の多層コーティングの設計を制御することによって、個々の反射された扇形状ビームをすべて、同じＸ線エネルギーにチューニングすることができ、あるいは個々のミラーを異なるＸ線エネルギーにチューニングすることができる。すなわち、すべてのミラーは、単一のＸ線エネルギーにチューニングするための同一の多層で皮膜（コート）されることができ、あるいは代替的にスタックは、各ミラーの組が特定のＸ線エネルギーにチューニングされた、ミラーの複数の組を含むようにしてもよい。複数の特定のＸ線エネルギーにチューニングされたミラーの複数の組からミラースタックを組み立てることによって、さらにスタック内の特定のミラーの組を選択するための機構を提供することによって、システムは、Ｘ線技術者が具体的にエネルギーを“チューニング”する方法を提供し、それによって所定の撮像タスクのためのＸ線露光を最適化する。加えて、多エネルギーのミラー配列は、例えば、コントラストエージェントを利用した２エネルギーの拡張コントラストの撮像のような、２（または多）エネルギーによる撮像技術の発展性を可能にする。
【００３４】
本発明は、露光中の使用に対して特定のミラーの組を選択する機構を含み、その機構は、Ｘ線減衰板、またはミラースタックに対して高精度に位置決めされる類似構造を含む。減衰板は、ミラースタックにおいて複数のミラーの特定の構成に組み合わせられており、特定のミラーのみがＸ線ビームを反射かつ濾光するのを可能にする。それゆえ、減衰板の位置の調整は、手元において特定の撮像タスクに対しＸ線エネルギーの個別的な“チューニング”のための機構を提供する。図５は、ミラースタックにおいて特定のミラーを選択するための変換可能なＸ線減衰板を示し、線形変換ステージ（３１２）と、所望のグリッドパターンまたはウィンドウが形成されている薄い金属板（３１３）とを含む。金属製のグリッドは、従来の機械加工または化学的エッチングのいずれかを使用して製作することができる。１つの好ましい実施形態は、１〜２ｍｍオーダーの厚さの機械加工された真鍮の板によって作製されたグリッドを利用する。他の好ましい実施形態では、グリッドは０．５ｍｍオーダーの厚さのタンタルシートによって作製されるが、それはリソグラフィによってパターン付けられ、その後化学的にエッチングされる（例えば、米国イリノイ州シカゴの会社Fotofab（3758 W. Belmont Ave., Chicago, IL 60618）を参照されたい）。グリッドは変換ステージに強固に取り付けられ、変換ステージは光学ブラケット左側板（２０３）に取り付けられる。図５における実施形態では、ステージ／グリッドのアセンブリの全体がＸ線ミラースタック（１０８）に対し、空間上で、すなわちＸ線チューブとミラースタック（１０８）の間で固定されている。板（３１３）はここでは、Ｘ線がミラースタックの特定の位置に突き当たるのを防止しつつＸ線がミラースタックの他の位置に突き当たるのを可能にするための入口(entrance)グリッドとして働く。他のオプションとして、減衰板（３１３）は、ミラースタック（１０８）の“下流”に配置されていてもよく、それによって、ミラースタックで反射された特定のエネルギーのＸ線が撮像されるべき項目(item)に到達するのを防止する。いずれかの配置（Ｘ線チューブとミラースタックの間、またはミラースタックと撮像されるべき項目との間）において、グリッドとミラースタックの相対位置は、上述したサインバーのドライブ機構を使用してミラースタックが走査されるときには変更されない。
【００３５】
図６および図７に示されるのは、多エネルギー状態のミラースタック（図６）の２つの例と、所定の露光のためのミラーの組を選択するのに使用される対応する走査減衰板（図７で最も良く見られる）である。図６および図７において減衰板の双方の例は、入口グリッドとしてミラースタックの“上流”にあり、それらは出口(exit)グリッドとしてミラースタックの“下流”に容易に配置されうる。図６ａは３つの異なるミラータイプ（５０５、５０６、５０７）の配列を示しており、その各々がいくつかの特定のエネルギー（例えば、１８ＫｅＶ、２０ＫｅＶおよび２５ＫｅＶ）にチューニングされ、例えば５０５／５０６／５０７／５０５／５０６／５０７…のように交互に替わる配列で構成される。そのようなミラー配列のための適切な入口グリッド（５０３）が図７ａに示される。図６ｂに示されるのは、他の可能なミラースタック配置であって、この場合には、３つのタイプのミラー（５１２、５１３、５１４）が一塊（ブロック）で共にグループ化されており、この構成のための入口グリッド（５０４）が図７ｂに示される。ミラーの順序付けの可能な限り多くの数の順列をもって２またはそれ以上の異なるタイプのミラーを使用した、多くの他の配置が可能である。いずれの場合でも、実質的に単一エネルギーのＸ線の選択を可能にすることによって、像のコントラストが大幅に改善されるとともに（臨床用途では）患者に対する放射線量を減少させる。
【００３６】
上述したように、単一エネルギーのＸ線を生成するＸ線ミラーは、狭い扇形状ビームを生成するか、またはミラーの積層（スタック）した配列の場合には、共に位置合わせさせられた複数の狭い扇形状ビームの配列を生成する。像面において結果として生ずる照明パターンは、単一のミラーの場合の単一の明るい片であるか、またはミラー配列の場合の明るい複数の片の配列である。そのため、像面における‘暗い’領域は露光中にマスクされることができ、これは照明パターンに対して正確に組み合わせられる減衰用の、スロット（細長い溝）が付けられた板を使用して行われ、その板は、一方向に沿って散乱を最小化するための非散乱グリッドとして動作する。非散乱グリッドは、露光中にミラーの走査と同期して走査されうる。
【００３７】
本発明の最後のコンポーネントは、いま概説したように、走査非散乱グリッドである。従来の非散乱グリッドとは異なり、本発明は、１またはそれ以上のＸ線ミラーによって生成される像面内の照明パターンに対して正確に組み合わせられるグリッドを含む。例えば、Ｘ線露光中に像面に亘って走査される狭い扇形状ビームを生成する単一ミラーの場合には、非散乱グリッドは、像面内に生成されるＸ線光の明るい片の幅と同一の幅の単一のスロットを有する。露光中にミラーが走査されるにつれて、非散乱グリッドは、（図４のブロック図に示されるように）同期して走査され、それによって、サンプルまたは組織によって散乱させられるＸ線光が、扇形状ビームのエンベロープ（外形）の外部のＸ線検出器の領域に到達することを防止する。ミラー配列の場合には、非散乱グリッドは、平行な複数のスロットの１組を含み、各スロットの幅は、像面における明るいＸ線の片の各々の幅に等しい。ここでも非散乱グリッドは、露光中にミラー配列と同期して走査される。非散乱グリッドはまた、図６に示されるもののように、多エネルギーのミラー配列の構成とともに使用することができる。３エネルギーのミラースタックと組み合わせられる、一例の走査非散乱グリッド（５１５）が図６に示される。
【００３８】
１つの好ましい実施形態は、１〜２ｍｍオーダーの厚さの機械加工された真鍮の板によって作製された非散乱グリッドを利用する。他の好ましい実施形態では、グリッドは０．５ｍｍオーダーの厚さのタンタルシートによって作製されるが、それはリソグラフィによってパターン付けられ、その後化学的にエッチングされる。
【００３９】
作用において本発明は以下のとおり機能する。臨床環境における使用前に、システムは位置合わせされなければならない。ミラーまたはミラースタックの走査軸は、水平および垂直変換ステージ（３０５）および（３０７）を使用して、Ｘ線チューブの焦点スポットと適切に位置合わせされなければならない。ミラー／スタックの位置は、５軸の光学ポジショナを使用して走査軸と適切に位置合わせされなければならないが、この調整は、ねじ山が付けられた変換要素の手動操作を通して、または、様々な程度の自動化およびコンピュータ制御（例えば、キーボード、ジョイスティック、あるいはトラックボール、または他の類似の装置）によって達成することができる。加えて、可視光源登録システム（図示せず）もまた、Ｘ線ミラーまたはミラースタックと位置合わせされなければならず、それによってオペレータは自身がミラー／スタックからのＸ線を向けているか否かを容易に決定することができる。従来の可視光位置合わせシステムが備えられているか、または、共に係属し、共有され、発明された、２００９年１月２８日に出願され、“Ｘ線撮影法によるＸ線撮像のための光学位置合わせシステムおよび位置合わせ方法”という題が付いている米国特許出願番号１２／３６０，９２８に記述されるような可視光位置合わせシステムが備えられていてもよく、その出願の教示がここに参照のために組み込まれる。また、これらの位置合わせはすべて臨床使用の前にサービス技術者によって実行され、臨床技術者はミラーの位置合わせまたは走査装置の位置合わせのいずれかを調節すべきでない。
【００４０】
いずれの事象においても、Ｘ線が患者または撮像されるべき項目に突き当たる場所をオペレータが知るための視覚的表示装置が設けられる。手元の撮像タスクにもよるが、オペレータは、撮像されるべき項目に伝達するために１またはそれ以上のＸ線エネルギーを選択する。そのような選択をすることによって、板（３１３）上の、減衰させる入口または出口グリッド（５０３、５０４）は、線形変換ステージ（３１２）を介して移動させられ、それによって、グリッド（５０３、５０４）は適切なミラーまたは適切な１組のミラー（５１２、５１３、５１４）と位置合わせされる。
【００４１】
Ｘ線チューブが活性化され、線形変換ステージ（２１０）を光学ブラケットアセンブリ（２０３、２０４、２０５）と反対方向に押し、それよってたわみピボット（２１３）周りの回転を生じさせる。ピボット周りのアセンブリの回転は、Ｘ線ミラー／スタックに対して走査を行わせる。走査をするミラーと同期して変位するのは、散乱を最小化するための非散乱グリッド（５１５）である。ミラー／スタックの走査速度は調節可能であり、走査速度が遅いほど撮像されるべき項目に伝達させられるＸ線の強度が大きくなる。
【００４２】
本発明は、上記記述に限定されない。例えば、各々のミラーが同一のＸ線エネルギーにチューニングされた多数のミラーが一塊（ブロック）で設けられてもよく、ミラースタック内に点在させられた組として設けられてもよいが、本発明はそれに限定されず、単一のミラー（または１以上のミラー）がそれぞれ所望のＸ線エネルギーのために設けられてよい。さらに、各々のミラーが異なるＸ線エネルギーにチューニングされたこれらのミラーの各々は、共通のミラースタック内に設けられてよく、あるいはそのようにする必要がなく、または個別に独自のミラー載置台上に載置されてもよい。
【００４３】
本発明の特定の実施形態について述べてきたが、理解されるべきことは、本発明は上記記述または添付された例示的な図面に限定されないということである。それよりもむしろ、本発明の範囲は、ここに現れる請求項と、本技術分野の当業者によって正しく理解される請求項の均等物によって定義される。
【図１ａ】
2011510752.tif 000003
【図１ｂ】
2011510752.tif 000004
【図２ｄ】
2011510752.tif 000005
【図２ｅ】
2011510752.tif 000006
【図３】
2011510752.tif 000007
【図５ａ】
2011510752.tif 000008
【図５ｂ】
2011510752.tif 000009
【図６ａ】
2011510752.tif 000010
【図６ｂ】
2011510752.tif 000011
【図７ａ】
2011510752.tif 000012
【図７ｂ】
2011510752.tif 000013
【図２ａ】
2011510752.tif 000014
【図２ｂ】
2011510752.tif 000015
【図２ｃ】
2011510752.tif 000016
【図２ｆ】
2011510752.tif 000017
【図４】
2011510752.tif 000018
【国際調査報告】
2011510752.tif 000019
2011510752.tif 000020