(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線イメージング装置であって、
Ｘ線ビームを供給するＸ線源装置と、
少なくとも１つのグレーティングと、
複数のセンサラインを有するライン検出器であって、前記複数のセンサラインの各々が、複数のセンサ素子によって提供され、前記センサラインが、動作中、少なくとも１つのグレーティングを通過するＸ線ビームの個々の部分を検出するために提供される、ライン検出器と、
を有し、
前記Ｘ線イメージング装置は、前記ライン検出器及びイメージングされる対象を互いに対して移動させるように構成され、前記Ｘ線ビームの部分に応答して、複数の干渉パターンが、前記対象の画像を再構成するために前記ライン検出器及び前記対象の個々の異なる相対位置において検出可能であり、
前記少なくとも１つのグレーティングは、前記ライン検出器の方向に対し垂直な方向において互いに隣り合って配される少なくとも１つの第１のセグメント及び少なくとも１つの第２のセグメントを有し、
前記Ｘ線イメージング装置は、前記ライン検出器及び前記少なくとも１つのグレーティングを、少なくとも第１の相対位置及び第２の相対位置の間で相対移動させるように構成され、
前記第１の相対位置において、動作中、前記Ｘ線ビームの部分が、前記少なくとも１つの第１のセグメントを通過し、検出のために前記センサラインに到達し、前記Ｘ線ビームの他の部分が、前記第２のセグメントを通過して、隣り合う前記センサラインの間の領域に投射され、
前記第２の相対位置において、動作中、前記Ｘ線ビームの部分が、前記少なくとも１つの第２のセグメントを通過し、検出のために前記センサラインに到達し、前記Ｘ線ビームの他の部分が、前記第１のセグメントを通過して、隣り合う前記センサラインの間の領域に投射される、
Ｘ線イメージング装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のセグメントの各々は、個々の伝達特性をもつグレーティング構造を有し、前記第１及び第２のセグメントは、個々のグレーティング構造に関して異なり、前記第１及び第２のセグメントは、個々の伝達特性に関して異なる、請求項１に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項３】
前記第１のセグメントのグレーティング構造は、第１のグレーティングピッチを有し、前記第２のセグメントのグレーティング構造は、前記第１のグレーティングピッチと異なる第２のグレーティングピッチを有する、請求項２に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項４】
前記第１のセグメントのグレーティング構造は、第１の方向を有し、前記第２のセグメントのグレーティング構造は、前記第１の方向と異なる第２の方向を有する、請求項２又は３に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項５】
前記第１のセグメントのグレーティング構造は、第１のジオメトリを有し、前記第２のセグメントのグレーティング構造は、前記第１のジオメトリと異なる第２のジオメトリを有する、請求項２、３又は４に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのグレーティングが、フレームを有し、前記フレームが、少なくとも前記第１及び第２のセグメントを有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのグレーティングは、前記ライン検出器の方向に垂直な方向において前記第２のセグメントに隣り合って配される少なくとも１つの第３のセグメントを有し、
前記少なくとも１つの第３のセグメントは、個々のグレーティング構造及び個々の伝達特性に関して前記第１及び第２のセグメントと異なり、
前記Ｘ線イメージング装置は、前記ライン検出器及び前記少なくとも１つのグレーティングを、第３の相対位置に相対移動させるように構成され、前記第３の相対位置において、動作中、前記Ｘ線ビームの部分が、少なくとも１つの第３のセグメントを通過し、前記第１及び第２のセグメントが、前記Ｘ線ビームの前記部分の外側に配され、前記第１及び第２の相対位置において、前記少なくとも１つの第３のセグメントが、前記Ｘ線ビームの前記部分の外側に配される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項８】
前記Ｘ線イメージング装置が、Ｘ線微分位相コントラストイメージング装置であり、前記少なくとも１つのグレーティングが、位相グレーティングとして又は吸収体グレーティングとして提供される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項９】
２つの前記グレーティングが提供され、
前記２つのグレーティングのうち一方が、位相グレーティングであり、前記２つのグレーティングのうち他方が、前記位相グレーティングに対して前記Ｘ線ビームの下流に設けられる吸収体グレーティングであり、
前記位相グレーティングの第１のセグメントが、前記吸収体グレーティングの第１のセグメンと異なり、及び／又は、前記位相グレーティングの第２のセグメントが、前記吸収体グレーティングの第２のセグメントと異なる、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項１０】
前記ライン検出器に対し前記少なくとも１つのグレーティングを移動させるように構成される変位ユニットを更に有する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのグレーティング及び前記ライン検出器が、可動ガントリに取り付けられ、
イメージングされる対象に対して前記可動ガントリを移動させるように構成されるガントリ変位ユニットが提供される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項１２】
Ｘ線イメージングシステムであって、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のＸ線イメージング装置と、
処理ユニットと、
イメージングされる対象を受けるための対象受容装置と、
を有し、
前記処理ユニットが、前記Ｘ線イメージング装置及び前記対象受容装置の互いに対する相対移動、及び／又は前記Ｘ線イメージング装置の前記少なくとも１つのグレーティング及び前記ライン検出器の互いに対する相対移動を制御する、Ｘ線イメージングシステム。
【請求項１３】
Ｘ線イメージング方法であって、
Ｘ線源装置により、イメージングされる対象にＸ線ビームを供給するステップと、
ライン検出器の方向に垂直な方向において互いに隣り合って配される第１のセグメント及び第２のセグメントを少なくとも有する少なくとも１つのグレーティングにより、干渉パターンを生成するステップと、
複数のセンサラインを有するライン検出器と、イメージングされる対象とを、相対的に移動させるステップであって、前記センサラインは各々が複数のセンサ素子によって提供され、前記センサラインは、動作中、少なくとも１つのグレーティングを通過するＸ線ビームの個々の部分を検出するために提供され、前記Ｘ線ビームの部分に応答して、複数の干渉パターンが、前記対象の画像を再構成するために前記ライン検出器及び前記対象の個々の異なる相対位置において検出される、ステップと、
少なくとも第１の相対位置及び第２の相対位置の間で前記ライン検出器及び前記少なくとも１つのグレーティングを相対的に移動させるステップであって、前記第１の相対位置において、動作中、前記Ｘ線ビームの部分が、少なくとも１つの第１のセグメントを通過し、検出のために前記センサラインに到達し、前記Ｘ線ビームの他の部分が、前記第２のセグメントを通過して、隣り合う前記センサラインの間の領域に投射され、前記第２の相対位置において、動作中、前記Ｘ線ビームの部分が、少なくとも１つの第２のセグメントを通過し、検出のために前記センサラインに到達し、前記Ｘ線ビームの他の部分が、前記第１のセグメントを通過して、隣り合う前記センサラインの間の領域に投射される、ステップと、
前記少なくとも１つのグレーティングを通過する前記Ｘ線ビームの部分を検出するステップと、
を有する、Ｘ線イメージング方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のＸ線イメージング装置又は請求項１２に記載のＸ線イメージングシステムを制御するコンピュータプログラムであって、処理ユニットによって実行される場合に請求項１３に記載のＸ線イメージング方法の各ステップを実行するように適応される、コンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線イメージング装置、Ｘ線イメージングシステム、Ｘ線イメージング方法、このような装置を制御するためのコンピュータプログラム要素、及びこのようなコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像を取得する際、例えば患者のような検査される対象が、Ｘ線生成装置とＸ線検出器との間に配置される。Ｘ線生成装置から発するＸ線放射線は、検査される対象を透過し、その後、Ｘ線検出器に到達する。Ｘ線放射線の経路に位置する検査される対象は、対象内の特定の組織構造に依存して、Ｘ線ビームを空間的に減衰する。その後、Ｘ線検出器は、Ｘ線放射線の強度分布を決定することによって、空間的に減衰されたＸ線放射線を検出し、その画像情報は、検査される対象のＸ線画像を生成し、更に処理して、表示するために用いられる。
【０００３】
しかしながら、検査される対象は、Ｘ線放射線を減衰する際にほんのわずかな差のみを提供することができ、その結果、低いコントラストを有する相対的に一様に減衰されたＸ線画像を生じさせ、対象のイメージングされた内部構造の詳細を欠く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
対象内の特定の対象又は領域は、同様の減衰特性を含みうるが、その一方、対象を透過するＸ線放射線の位相は、対象の構造によって、より大きく影響を及ぼされることができる。
【０００５】
位相コントラストイメージングにおいて、Ｘ線管のようなＸ線源の近くに、例えばそれに隣接して配置されるソースグレーティングによって生成される少なくとも部分的にコヒーレントなＸ線放射線が用いられる。対象を透過するコヒーレントなＸ線は、その後の位相情報の取り出しを可能にすることができる。
【０００６】
しかしながら、波の位相は直接測定されることができず、むしろ、例えば２又はそれより多くの波が干渉することによって、位相シフトが輝度変調に変換される必要がありうる。対応する干渉パターンを生成するために、検査される対象とＸ線検出器との間に配置されるいわゆる位相グレーティングが用いられる。しかしながら、単に位相グレーティングを用いることによって生成される干渉パターンは、Ｘ線検出器の空間解像度の不足のため、今日のＸ線検出器によって検出可能であるためにはあまりに小さすぎる。
【０００７】
こうして、他のアナライザグレーティングが、位相グレーティングとＸ線検出器との間に配置されて用いられることができ、それにより、今日のＸ線検出器によって検出可能であるために十分大きい干渉パターンを提供する。
【０００８】
適当な画像情報を得るために、いわゆる位相ステッピングが実施される。位相ステッピングにおいて、ソースグレーティング、位相グレーティング及びアナライザグレーティングのうちの１つが、例えばそのグレーティングピッチの何分の一か、例えば位相グレーティングのグレーティングピッチの１／４、１／６、１／８だけ、他のグレーティング及びＸ線検出器素子に対して横方向に変位される。位相ステッピングが特定のグレーティングを使用して実施される場合、位相ステッピングはこの特定のグレーティングの完全な期間をカバーする。
【０００９】
位相ステッピングの代替例は、いわゆるスリットスキャニングアプローチである。女性乳房のような対象は、スキャンアーム又はガントリ移動によってスキャンされる。多くのパラレル検出器ラインの構成によるデータ取得の冗長性が、位相ステッピングの必要を除去するために利用されることができ、グレーティングが、互いに対して移動される必要がない。それゆえ、位相取得は、通常のスキャニング移動において実現されることができる。
【００１０】
このような位相グレーティングを用いて、更に、非コヒーレントＸ線の小角散乱から導出される画像データの生成が可能にされ、後者のタイプのイメージングは、暗視野イメージングとも呼ばれる。
【００１１】
国際公開第2012/029005A1号公報は、Ｘ線源、第１のグレーティング素子、第２のグレーティング素子、及び複数の検出器ピクセル素子を具備するＸ線検出器素子を有する位相コントラストイメージング装置を開示している。イメージングされる対象は、Ｘ線源とＸ線検出器素子との間に配置可能である。第１のグレーティング素子及び第２のグレーティング素子は、Ｘ線源とＸ線検出器素子との間に配置可能である。Ｘ線源、第１のグレーティング素子、第２のグレーティング素子及びＸ線検出器は、対象の位相コントラスト画像の取得のために、機能的に結合される。
【００１２】
しかしながら、このようなイメージング装置は、特にさまざまな異なる患者及び動作条件に対する柔軟性及び適合性の観点で、なお改善されることができる。
【００１３】
それゆえ、その柔軟性の観点で改善されたＸ線イメージング装置を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の課題は、独立請求項の主題によって解決され、他の実施形態は、従属請求項に組み込まれる。以下に記述される本発明の見地は、Ｘ線イメージング装置、Ｘ線イメージングシステム、Ｘ線イメージング方法、コンピュータプログラム素子及びコンピュータ可読媒体にも適用されることに注意すべきである。
【００１５】
本発明により、Ｘ線イメージング装置が提示される。Ｘ線イメージング装置は、Ｘ線ビームを供給するＸ線源装置と、少なくとも１つのグレーティングと、複数のセンサラインを有するライン検出器と、を有し、センサラインの各々が、複数のセンサ素子によって提供され、センサラインは、動作中少なくとも１つのグレーティングを通過するＸ線ビームの個々の部分を検出するために提供される。ライン検出器は、いくつかのセンサラインを形成するいくつかの１次元センサを有することができる。
【００１６】
Ｘ線イメージング装置は、ライン検出器及びイメージングされる対象を互いに対して移動させ、それにより、Ｘ線ビームの部分に応じて、複数の干渉パターンが、対象の画像を再構成するために、ライン検出器及び対象の個々の異なる相対位置において検出可能であるように構成される。これは、Ｘ線イメージング装置、ライン検出器及び／又は対象が移動可能であることを意味する。
【００１７】
少なくとも１つのグレーティングは、ライン検出器の方向に対し及びＸ線ビーム方向に対し垂直な方向において互いに隣り合って配置される少なくとも１つの第１のセグメント及び少なくとも１つの第２のセグメントを有する。Ｘ線ビーム方向に見て、少なくとも１つのグレーティングが、各々のセンサラインの前に配置されることができる。Ｘ線イメージング装置が、Ｘ線微分位相コントラストイメージング装置である場合、少なくとも１つのグレーティングは、位相グレーティング及び／又は吸収体グレーティングでありうる。
【００１８】
Ｘ線イメージング装置は、ライン検出器及び少なくとも１つのグレーティングを、少なくとも第１の相対位置及び第２の相対位置の間で互いに対し移動させるように構成され、第１の相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの部分が、少なくとも１つの第１のセグメントを通過し、少なくとも１つの第２のセグメントが、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置され、第２に相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの前記部分が、少なくとも１つの第２のセグメントを通過し、少なくとも１つの第１のセグメントが、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置される。
【００１９】
従って、本発明によるＸ線イメージング装置は、少なくとも第１のセグメントを活性化し、少なくとも第２のセグメントを非活性化することを可能にし、その逆もまた可能であり、それによって臨床的な柔軟性を増大する。
【００２０】
Ｘ線イメージング装置は、ライン検出器に対し少なくとも１つのグレーティングを移動させることにより、例えばライン検出器の方向に対し垂直な方向に並進移動させることにより、第１の相対位置から第２の相対位置への移動を実現することができる。
【００２１】
少なくとも１つのグレーティングの各々のセグメント、すなわち第１及び第２のセグメントの各々は、個々の伝達特性をもつグレーティング構造を有することができる。例えば、グレーティング構造は、更にグレーティング構造の伝達関数とも呼ばれる個々の伝達特性をもつ一種の線形ストライプとして配置されるラインを有する。第１及び第２のセグメントは、個々の伝達特性が異なるので、第１及び第２のセグメントは、個々のグレーティング構造が異なる。「異なる伝達特性」又は「異なる伝達関数」という語により、位相シフトに関して異なる吸収特性及び／又は異なる特性が、意味される。グレーティング構造は、周期的に配置される複数のバー及び間隔を形成することができる。バーは、Ｘ線放射線の位相及び／又は振幅を変えるように構成されることができる。間隔は、特にバーよりは小さい程度で、Ｘ線放射線の位相及び／又は振幅を別のものに変えることができる。間隔は、Ｘ線透過性をもつ。「Ｘ線透過性」という語は、通過するＸ線放射線がその位相を変えないことを意味し、すなわち、通過するＸ線放射線は、位相シフトされず、その振幅も変化せず、両方とも計測可能であり又は相当な量である。
【００２２】
一例において、Ｘ線イメージング装置は、ライン検出器に対し少なくとも１つのグレーティングを移動させるように構成される変位ユニットを有する。
【００２３】
一例において、Ｘ線イメージング装置は、ライン検出器及び少なくとも１つのグレーティングを、少なくとも第１の相対位置及び第２の相対位置の間で互いに対し移動させるように構成される。第１の相対位置において、少なくとも１つの第１のセグメントは、Ｘ線ビームに沿ってセンサライン上へ投射し、動作中に少なくとも１つの第１のセグメントを通過するＸ線ビームの部分は、検出のための１次元センサラインに到達し、一方で、少なくとも１つの第２のセグメントは、Ｘ線ビームの部分の外側に配置され、それは、隣り合うセンサラインの間の領域にＸ線ビームに沿って投射する。第２の相対的な位置において、少なくとも１つの第２のセグメントは、Ｘ線ビームに沿ってセンサライン上に投射し、動作中に少なくとも１つの第２のセグメントを通過するＸ線ビームの部分は、検出のための１次元センサラインに到達し、その一方、少なくとも１つの第１のセグメントは、Ｘ線ビームの部分の外側に配置され、それは、隣り合ったセンサラインの間の領域にＸ線ビームに沿って投射する。この例によるＸ線イメージング装置は、隣り合うセンサラインの間の（ライン検出器の方向に対し垂直な方向における）距離を効果的に利用して、第１の相対位置では少なくとも１つの第２のセグメントを「隠し」、第２の相対位置では少なくとも１つの第１のセグメントを「隠す」。一般に、隣り合うセンサラインの間の距離は、センサラインの高さの倍数である。第１の相対位置から第２の相対位置への移動は、ライン検出器に対し少なくとも１つのグレーティングを移動させることにより、例えばライン検出器の方向に対し垂直な方向に並進移動させることによって、実現されることができる。
【００２４】
一例において、Ｘ線イメージングは、Ｘ線ビームを個々の部分に分割し、より具体的にはスライスされたＸ線ビームを生成するためのプリコリメータを有する。ここで、プリコリメータは、Ｘ線ビームをスライスするように構成され、動作中Ｘ線ビームのスライスが、個々のセンサラインを照射し又は個々のセンサライン上に投射する。
【００２５】
一例において、少なくとも１つのグレーティングはフレームを有し、フレームは、少なくとも第１及び第２のセグメントを有する。
【００２６】
フレームによって支持される第１及び第２のセグメントの相対位置は、好適には、サブマイクロメートルの精度の範囲で正確であり、安定である。従って、フレームは、例えばスチール又はインバー合金を使用して、機械的に非常に堅固な態様で実現されることができる。
【００２７】
結果として、グレーティングのそれぞれ異なるセグメントの間の容易且つ迅速なスイッチングを可能にするので、その柔軟性の観点で改善されたＸ線イメージング装置が提供される。それによって、Ｘ線イメージング装置は、セグメントへの簡単なスイッチングによって、異なる動作条件、患者及び例えば乳房ボリュームに対し容易に且つ迅速に適応されることができ、これは、今日の状況に特に適している。
【００２８】
少なくとも１のグレーティングが提供されることに留意されたい。例えば、２又は３のグレーティングが提供される。それでもなお、以下及び更に請求項において、「少なくとも１つのグレーティング」は、「グレーティング」とも呼ばれ、すなわち、より良好な読み易さを提供するために「少なくとも１つ」の語を含まないことがある。しかしながら、適当である場合、「グレーティング」は、少なくとも１つのグレーティングにも関する。
【００２９】
本発明で用いられるライン検出器は、位相グレーティングによって生成される干渉パターンを検出するために、すなわち十分に解像するために、十分に小さいピッチを有し、ゆえに十分に大きい解像度を有する。このため、このようなライン検出器は、５０マイクロメートル又はそれ以上の解像度を有するそれ自体知られている高解像度Ｘ線検出器、又は米国特許出願公開第2014/0177795A1号公報に記述されるタイプと等価なＸ線検出器でありえ、この文献の内容は、参照によってここに盛り込まれるものとする。代替として、ライン検出器は、アナライザグレーティングと協働して、すなわち位相グレーティングと前記ライン検出器との間の光路に配置される吸収グレーティングと協働して使用される場合、高解像度を有することができる。
【００３０】
更に、少なくとも１つのグレーティングは、少なくとも１つの第１のセグメント及び少なくとも１つの第２のセグメントを具備する。例えば、２、３、４、５又はそれより多くの第１及び／又は第２のセグメントが提供される。それでもなお、以下及び請求項において、「少なくとも１つの第１（又は第２）のセグメント」は、「第１（又は第２）のセグメント」とも呼ばれ、すなわち、より良好な読み易さを提供するために「少なくとも１つ」という語がなくてもよい。しかしながら、適当である場合、「第１（又は第２）のセグメント」は、少なくとも１つの第１（又は第２）のセグメントにも関する。
【００３１】
一例において、Ｘ線イメージング装置は、Ｘ線微分位相コントラストイメージング装置である。微分位相コントラストイメージングは、位相情報を取り出すためにＸ線源とＸ線検出器との間に設置されるグレーティングの組を用いることができる。Ｘ線源装置は、ソースグレーティング有り又は無しのＸ線源でありうる。グレーティングは、位相グレーティング又は吸収体グレーティングでありうる。グレーティングは、Ｘ線ビーム方向に見て、ライン検出器の各センサラインの前に配置されることができる。第１及び第２のセグメントは、グレーティングラインに関して互いに異なりうる。グレーティングラインを異なるものにするためのオプションは、以下に示すように、例えば異なるピッチ及び／又は異なる向きである。
【００３２】
「吸収体グレーティング」及び「位相グレーティング」の語は、通過するＸ線放射線に対するそれらの効果に関するグレーティングの機能に関連することに留意されたい。しかしながら、これらの語は、ある意味では、位相コントラストイメージングのために使用される干渉計内のロケーション又は位置にも関連することができる。例えば、位相グレーティングとしてのグレーティングは、ピッチｐ１を有するＧ１として知られる第１のグレーティングとして提供されることができ、ピッチｐ０を有するＧ０は、ソースグレーティングをさし、（ライン検出器のインプリメンテーションに依存して）更に任意のグレーティングが、ピッチｐ２を有するＧ２であるアナライザグレーティングとして、ライン検出器の前に設けられる。Ｇ０とＧ２との間の距離ｓ、Ｇ０とＧ１との間の距離ｌ、及びＧ１とＧ２との間の距離ｄ（もしあれば）を導入する場合、さまざまなジオメトリが、前記量に基づいて規定されることができる。第１のオプションとして、干渉計は、いわゆる「従来のジオメトリ」において実現されることができ、この場合、ｌ＞ｄ及びｐ０＞ｐ１＞ｐ２である。従来のジオメトリにおいて、イメージングされる対象は、一般にＧ０とＧ１との間に配置される。第２のオプションとして、干渉計は、いわゆる「逆のジオメトリ」において実現されることができ、この場合、ｌ＜ｄ及びｐ０＜ｐ１＜ｐ２である。逆のジオメトリにおいて、イメージングされる対象は、一般に、Ｇ１とＸ線検出ユニットとの間（すなわち、Ｇ２が存在する場合はＧ１とＧ２との間）に配置される。第３のオプションとして、干渉計は、いわゆる「対称的なジオメトリ」において実現されることができ、この場合、ｄ＝ｌ及びｐ０＝ｐ１＝ｐ２である（πシフティンググレーティングＧ１であるとする）。より詳しくは、Tilman Donath et al, "Inverse geometry for grating based x-ray phase contrast imaging", JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 106, 054703, 2009を参照されたい（参照によって本願明細書に盛り込まれる）。
【００３３】
一例において、グレーティングは、ソースグレーティングである。ソースグレーティングは、グレーティングの機能に関して、吸収体グレーティングとして提供されることができる。ソースグレーティングは、グレーティングの機能に関して、位相グレーティングとして提供されることもできる。
【００３４】
グレーティング干渉計の設計エネルギーは、装置が（少なくとも理論的に）最も良く作動するエネルギーである。例えば位相グレーティングπ及び設計エネルギーＥｄを有するタルボット干渉計を考える場合、位相グレーティングの溝の高さは、位相グレーティングπの所望の位相変化が達成されるように選択される必要がある。位相グレーティングと吸収体グレーティングとの間の所与の一定の距離ｄについて、位相グレーティングのピッチは、関係p2=8 n d λdを満たさなければならず、ここで、ｎは、奇数の整数であり、λｄは、設計エネルギーにおける光子の波長である。ソースグレーティングのピッチは、位相グレーティングのピッチに合わせられる必要がある。結果として、タルボット・ロー干渉計の設計エネルギーを変えることは容易でない。良好な実用性能のために、対象を通り抜けるスペクトルのピークが設計エネルギーの近くにあるように、Ｘ線管の電圧が調整される必要がある。従って、一例において、第１のセグメントのグレーティング構造は、第１のグレーティングピッチを有し、第２のセグメントのグレーティング構造は、第１のグレーティングピッチと異なる第２のグレーティングピッチを有する。「ピッチ」は２本の隣接するグレーティングラインの間の距離であることが理解されるべきである。第１のセグメントは、相対的に大きいグレーティングピッチを有し、それゆえ、相対的に低い設計エネルギーに適している。第２のセグメントは、相対的に小さいグレーティングピッチを有することができ、それゆえ、相対的に高い設計エネルギーに適している。
【００３５】
結果として、設計エネルギーは容易に変えられることができる。更に、各スキャンごとに現在患者のための適切な設計エネルギーを選択することを可能にする微分位相コントラストイメージング用の干渉計設計が提供される。所与の患者について、例えば乳房厚さは、スキャンの前に知られており、適当な設計エネルギーを有する適切なグレーティングが、スキャンに先立って各々のライン検出器センサの前に移動されることができる。
【００３６】
グレーティングは、ライン構造とも呼ばれるグレーティングラインのグレーティング構造を含むことができるので、干渉計は、異方性の感度を有することができる。これは、例えばグレーティングラインが検出器ラインに平行である場合に、ラインに平行な対象構造のみが検出可能であることを意味する。ラインに対し垂直な方向のオブジェクト構造は、ほとんど検出可能でない。従って、相互に垂直な方向における位相勾配の検出が望まれ、これは以下に示すように達成されることができる。一例において、第１のセグメントのグレーティング構造（例えばグレーティングライン）は第１の方向を有し、第２のセグメントのグレーティング構造（例えばグレーティングラインも）は第１の方向と異なる第２の方向を有する。言い換えると、検出器に設けられたグレーティングは、方向「ｘ」においてグレーティング構造を有する第１のセグメントと、ｘに対し回転された方向「ｙ」においてグレーティング構造を有する第２のセグメントと、を有する。一例において、第１及び第２の方向は、本質的に互いに垂直である。
【００３７】
結果として、相互に垂直な方向の位相勾配の非常に正確な検出が達成される。更に、２つの続くスキャンによる両方の勾配方向の取得を容易にする微分位相コントラストイメージング用の干渉計設計が提供される。適所に配置されるこれらの構造によって、（ｉ）第１の相対位置を用いる一方向のスキャニング、（ｉｉ）前記一方向のスキャニングの後、第１の相対位置から第２の相対位置へのライン検出器及びグレーティングの相対移動、及び（ｉｉｉ）その後の、第２の相対位置を用いた反転された方向でのスキャニング、によって、例えば２つの勾配を取得することが容易である。ソースグレーティングが、少なくとも１つのグレーティングの第１及び第２のセグメントにそれぞれ適合する第１及び第２のセグメントではなく、単一セグメントを具備する場合、Ｘ線イメージング装置は、好適には、これら２つのスキャンの間に、ソースグレーティングを、光軸を中心に９０°回転させるように構成される。
【００３８】
一例において、第１のセグメントのグレーティング構造及び第２のセグメントのグレーティング構造、並びに可能性として第３又はそれ以上のセグメントのグレーティング構造が、ピッチ及び／又はジオメトリ及び／又は方向に関して、他のセグメントの個々の他のグレーティング構造とは異なる。
【００３９】
一例において、第１のセグメント及び第２のセグメントを有するグレーティングは、第１のセグメント及び第２のセグメントにおいて同様の又は異なるグレーティング構造を有することができる。例えば同じグレーティングの同じフレームとして、グレーティングの第１のセグメントにおける位相グレーティングラインのような位相グレーティング構造と、第２のセグメントにおける吸収体グレーティングラインのような吸収体グレーティング構造と、の組み合わせを有することが可能である。
【００４０】
当然ながら、より離散的な設計エネルギー及び／又はより離散的な方向を有する均一なより多くのセグメントがあってもよい。一例において、グレーティングは、ライン検出器の方向に対して垂直な方向の第２のセグメントに隣り合って配置される少なくとも１つの第３のセグメントを有し、少なくとも１つの第３のセグメントは、個々のグレーティング構造及び個々の伝達特性に関して第１及び第２のセグメントと異なる。Ｘ線イメージング装置は、第３の相対位置に、ライン検出器及び少なくとも１つのグレーティングを相対移動させるように構成され、それにより、第３の相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの部分が、少なくとも１つの第３のセグメントを通過し、第１及び第２のセグメントが、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置され、第１及び第２の相対位置においては、少なくとも１つの第３のセグメントが、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置される。
【００４１】
一例において、３つのセグメントは、それらのグレーティングピッチが異なる。別の例において、１つのセグメントＡは、通常のデータの取得のために提供され、１つのセグメントＢは、方向「ｘ」における勾配の取得のために提供され、１つのセグメントＣは、方向「ｙ」における勾配の取得のために提供され、ｙは、ｘに対し回転された方向である。この構造は、３つの異なる動作モードを容易にする：セグメントＡが、それがセンサライン上に投影するように設置される場合、通常のスキャニングが実施され、セグメントＢが、それがセンサライン上へ投影するように設置される場合、ｘ方向における勾配が測定され、セグメントＣが、それがセンサライン上へ投影するように設置される場合、ｙ方向における勾配が測定され、ここで、ｘはｙと異なる。
【００４２】
位相−感度の異方性は、互いに垂直な第１及び第２のセグメントの間で例えば４５°のグレーティング方向を有する他のセグメントを少なくとも用いることによって、一層低減されることができる。
【００４３】
一例において、第１のセグメントのグレーティング構造は、第１のジオメトリを有し、第２のセグメントのグレーティング構造は、第１のジオメトリと異なる第２のジオメトリを有する。
【００４４】
一例において、グレーティングは、第１及び第２のセグメントについて又は更に第３のセグメントについて、異なるグレーティングジオメトリを具備する。例えば、グレーティングジオメトリは、線形の構造として、又は三角形の構造として、又は長方形の構造として、又は放物線状の構造その他として提供される。Ｘ線ビームに対するグレーティングの可動性のため、さまざまなグレーティングジオメトリの間の切り替が可能である。
【００４５】
一例において、グレーティングは、Ｘ線源に隣り合って配置される及び少なくとも部分的にコヒーレントなＸ線放射線を生成するソースグレーティングである。ソースグレーティングは、フレーム、第１のセグメント、及び第２のセグメントを有することができ、第１のセグメント及び第２のセグメントは、ライン検出器の方向に対し垂直な方向において互いに隣り合って配置される。フレームは、第１の相対位置と第２の相対位置との間で移動可能であり、第１の位置において、Ｘ線ビームは、第１のセグメントを通過し、第２のセグメントは、Ｘ線ビームの外側に配置され、第２の位置において、Ｘ線ビームは、第２のセグメントを通過し、第１のセグメントは、Ｘ線ビームの外側に配置される。ソースグレーティングの第１及び第２のセグメントは、少なくとも１つのグレーティングと同じである必要はないが、それらは、それぞれ、例えば機能的干渉計ユニットを構成するために、少なくとも１つのグレーティングの第１及び第２のセグメントと適合性をもつべきである。
【００４６】
一例において、Ｘ線イメージング装置は、Ｘ線微分位相コントラストイメージング装置であり、少なくとも１つのグレーティングは、位相グレーティングとして又は吸収体グレーティングとして提供される。
【００４７】
一例において、少なくとも１つのグレーティングの２つのグレーティングが、提供される。２つのグレーティングの一方が、位相グレーティングであり、２つのグレーティングの他方が、位相グレーティングに対して、Ｘ線ビームの下流に設置される吸収体グレーティングである。
【００４８】
一例において、位相グレーティングの第１のセグメントは、吸収体グレーティングの第１のセグメントと異なり、及び／又は位相グレーティングの第２のセグメントは、吸収体グレーティングの第２のセグメントとは異なる。
【００４９】
別の例において、位相グレーティングの第１のセグメントは、吸収体グレーティングの第１のセグメントに等しく、及び／又は、位相グレーティングの第２のセグメントは、吸収体グレーティングの第２のセグメントに等しい。
【００５０】
別の例において、グレーティングは、位相グレーティングであり、Ｘ線ビームの方向に沿って位相グレーティングの後ろに吸収体グレーティングがあり、位相グレーティング及び吸収体グレーティングの各々は、前述したようなグレーティング構造を有する。吸収体グレーティングは、位相グレーティングに適応されることができ、これは、吸収体グレーティングのピッチ及び／又は方向が、吸収体グレーティングの位置において位相グレーティングにより生成される干渉パターンのピッチ及び／又は向きに応じて、選択されることを意味する。適所に配置されるこれらの構造によって、例えば２つの勾配を取得することは、第１のセグメントによる一方向のスキャニングのすぐあとに、第２のセグメントにより反転されたスキャン方向でのスキャンを行うことにより、相対的に簡単である。ソースグレーティングが、例えば機能干渉計ユニットを構成するように少なくとも１つのグレーティングの第１及び第２のセグメントとそれぞれ適合性がある第１及び第２のセグメントではなく、単一セグメントを具備する場合、Ｘ線イメージング装置は、好適には、これらの２つのスキャンの間で、光軸を中心にソースグレーティングを９０°回転させるように構成される。
【００５１】
一例において、位相グレーティングは三角形の形状を具備することができ、それは、バイナリ構造を有するグレーティングと比較してより短い伝播距離のためより高い可視性をもたらす。
【００５２】
一例において、Ｘ線イメージング装置は、微分差位相コントラストを評価するＸ線微分位相コントラストイメージング装置であるだけでなく、付加的に又は代替として、タルボット干渉計によって供給される暗視野を評価するための装置でもある。
【００５３】
例において、検出器ラインは、約１１０μｍ高い。グレーティングは、フレームに取り付けられるグレーティング対でありうる。フレームは、剛体スチールフレームでありうる。
【００５４】
一例において、グレーティング及びライン検出器は、対象に対して移動可能であるように、可動ガントリに取り付けられ、それにより、Ｘ線ビームに応答して、ガントリの異なる位置からの複数の干渉パターンが、対象の微分位相画像を再構成するために検出可能である。別の例において、Ｘ線源、ソースグレーティング、位相グレーティング、吸収体グレーティング及びライン検出器は、共通のガントリに固定され、対象に対して移動可能であり、それにより、Ｘ線ビームに応答して、ガントリの異なる位置からの複数の干渉パターンが、対象の微分位相画像を再構成するために検出可能である。更に、Ｘ線イメージング装置は、イメージングされる対象に対してガントリを移動させるように構成されるガントリ変位ユニットを有することができる。
【００５５】
一例において、イメージングされる対象に対して可動ガントリを移動させるように構成されるガントリ変位ユニットが提供される。
【００５６】
本発明によれば、更に医療Ｘ線イメージングシステムが提示される。Ｘ線イメージングシステムは、上述したようなＸ線イメージング装置、処理ユニット、及びイメージングされる対象を受容するように構成される対象受容装置を有する。処理ユニットは、Ｘ線イメージング装置及び対象受容装置の互いに対する相対移動を制御するように構成される。付加的に又は代替として、処理ユニットは、Ｘ線イメージング装置の少なくとも１つのグレーティング及びライン検出器の互いに対する相対移動を制御するように構成される。
【００５７】
Ｘ線イメージングシステムは、選択可能な設計エネルギーを有するスキャニング位相コントラストマンモグラフィーシステムに関して使用されることができる。Ｘ線イメージングシステムは、両方向の勾配を取得するスキャニングシステムについて更に使用されることができる。
【００５８】
本発明によれば、Ｘ線イメージング方法が更に提示される。方法は、必ずしも以下の順序である必要はないが、Ｘ線源装置により、イメージングされる対象にＸ線ビームを供給するステップと、ライン検出器の方向に対し垂直な方向において互いに隣り合って配置される少なくとも第１のセグメント及び第２のセグメントを有する少なくとも１つのグレーティングにより、干渉パターンを生成するステップと、複数のセンサラインを有するライン検出器とイメージングされる対象を相対移動させるステップであって、センサラインは各々が複数のセンサ素子によって提供され、センサラインは、動作中にグレーティングを通過するＸ線ビームの個々の部分を検出するために提供され、Ｘ線ビームの前記部分に応答して、複数の干渉パターンが、対象の画像を再構成するためにライン検出器及び対象の個々の異なる相対位置において検出される、ステップと、少なくとも第１の相対位置及び第２の相対位置の間でライン検出器及びグレーティングを相対移動させるステップであって、第１の相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの部分が、少なくとも１つの第１のセグメントを通過し、少なくとも１つの第２のセグメントが、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置され、第２の相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの前記部分が、少なくとも１つの第２のセグメントを通過し、少なくとも１つの第１のセグメントが、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置される、ステップと、グレーティングを通過するＸ線ビームの部分を検出するステップと、を有する。
【００５９】
本発明により、更に、コンピュータプログラム要素が提示される、コンピュータプログラム素子は、コンピュータプログラムがイメージング装置を制御するコンピュータ上でランされるとき、装置の独立請求項に規定されるイメージング装置に、方法の独立請求項に規定されるイメージング方法の各ステップを実施させるためのプログラムコード手段を有する。
【００６０】
独立請求項に記載のＸ線イメージング装置、Ｘ線イメージングシステム、Ｘ線イメージング方法、このような装置を制御するためのコンピュータプログラム要素、及びこのようなコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体は、具体的には従属請求項に規定される同様の及び／又は同一の好適な実施形態を有することが理解される。更に、本発明の好適な実施形態は更に、個々の独立請求項と従属請求項の任意の組み合わせでありうることが理解される。
【００６１】
本発明によるＸ線イメージング装置、Ｘ線イメージングシステム、Ｘ線イメージング方法、このような装置を制御するためのコンピュータプログラム要素、及びこのようなコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体は、位相コントラストイメージング及び／又は暗視野イメージングのために構成される。本発明は、例えば病院のような臨床環境において有用なアプリケーションを提供する。より具体的には、本発明は、患者の医用検査を非限定的に含むイメージングモダリティにおけるアプリケーションに非常に適している。更に、本発明は、産業環境において有用なアプリケーションを提供する。より具体的には、本発明は、非破壊テスティング（例えば組成物に関する解析、生物学的及び非生物学的サンプルの構造及び／又は特性）、並びにセキュリティスキャニング（例えば空港における手荷物スキャニング）におけるアプリケーションに非常に適している。
【００６２】
本発明のこれらの及び他の見地は、以下に記述される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。
【００６３】
本発明の例示的な実施形態は、添付の図面を参照して以下に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】Ｘ線イメージングシステムの一例の概略図。
【図２】検出器ジオメトリを概略的及び例示的に示す図。
【図３】グレーティングの実施形態を概略的及び例示的に示す図。
【図４】グレーティングの別の実施形態を概略的及び例示的に示す図。
【図５】Ｘ線イメージング方法の一例における基本的なステップを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
図１は、本発明による、Ｘ線イメージングシステム１の一実施例を概略的及び例示的に示す。垂直方向及び水平方向の軸は異なってスケーリングされていることに留意されたい。Ｘ線イメージングシステム１は、位相コントラストイメージングに適しており、Ｘ線イメージング装置１０、処理ユニット（図示せず）、及び対象受容装置２０を有する。対象受容装置２０は、イメージングされる対象２１を受けるように構成され、対象は、ここでは、圧縮プレート１７によって圧縮される乳房として図示されている。Ｘ線イメージング装置１０は、Ｘ線ビーム１１を供給するＸ線源（図示せず）、ソースグレーティング１２、位相グレーティング１３、吸収体グレーティング１４、及び複数のセンサライン１５１を有するライン検出器１５を有し、センサライン１５１はそれぞれが、複数のセンサ素子を具備し、センサラインは、動作中、グレーティング１２、１３、１４を通過するＸ線ビーム１１の個々の部分を検出するように提供される。
【００６６】
少なくとも部分的に且つ空間的にコヒーレントなＸ線放射線が、ここではＸ線管であるＸ線源に隣り合って配置されるソースグレーティング１２によって生成される。対象２１を通り抜けるコヒーレントＸ線は、その後の位相情報の取り出しを可能にすることができる。波の位相は、直接測定されることができないので、位相シフトが、２又はそれ以上の干渉する波によって、輝度変調に変換されることを必要とする。対応する干渉パターンを生成するために、検査される対象２１とＸ線検出器１５との間に配置される位相グレーティング１３が用いられる。位相グレーティング１３によって生成される干渉パターンは、Ｘ線検出器１５の空間解像度の不足のため、Ｘ線検出器１５によって検出可能であるためにはあまりに小さすぎることがあるので、吸収体又はアナライザグレーティング１４が、位相グレーティング１３とＸ線検出器１５との間に配置され、それにより、Ｘ線ライン検出器１５によって検出可能であるために十分大きい干渉パターンを提供する。
【００６７】
ライン検出器１５は、複数のセンサ素子によって提供される（多かれ少なかれ）いくつかの１次元センサを有し、センサ素子は、いくつかのセンサライン１５１を形成する。図２は、検出器ジオメトリを概略的及び例示的に示す。図２の各々のセンサライン１５１は、例えば最大７６８個の検出器ピクセルを有するセンサを表す。
【００６８】
Ｘ線イメージング装置１は、ライン検出器１５及びイメージングされる対象２１を相対移動させるように構成され、それにより、Ｘ線ビームの部分に応答して、複数の干渉パターンが、対象２１の画像を再構成するためにライン検出器１５及び対象２１の個々の異なる相対位置において検出可能である。
【００６９】
検出器のセンサラインの線形伸張（すなわち方向）に関して、ライン検出器の線形伸張に平行な方向が、ライン検出器の方向と呼ばれる。図２において、ライン検出器の方向は、センサライン１５１と平行に、すなわち図面に対して水平に延びる。
【００７０】
図３及び図４は、グレーティングの実施形態を概略的及び例示的に示す。図３及び図４から分かるように、ソースグレーティング１２、位相グレーティング１３又は吸収体グレーティング１４のの少なくとも１つは、ライン検出器１５の方向及びＸ線ビーム１１方向に垂直な方向において互いに隣り合って配置される少なくとも１つの第１のセグメント１６１及び少なくとも１つの第２のセグメント１６２を有する。グレーティングの少なくとも１つの第１及び第２のセグメント１６１、１６２の各々は、例えば異なる伝達特性をもつストライプとも呼ばれるグレーティングライン１６３の形の、個々の伝達特性をもつグレーティング構造を有する。第１及び第２のセグメント１６１、１６２は、個々のグレーティング構造に関して相互に異なり、ゆえに、第１及び第２のセグメント１６１、１６２は、図３及び図４に関して詳しく後述されるように、個々の伝達特性が異なる。
【００７１】
図１を参照して、Ｘ線イメージング装置１は、ライン検出器１５と、ソースグレーティング１２、位相グレーティング１３又は吸収体グレーティング１４のうち少なくとも１つとを、第１の相対位置と第２の相対位置との間で移動させるように構成され、それにより、第１の相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの部分が、第１のセグメント１６１を通過し、その後、個々のセンサライン１５１を照射し、第２のセグメント１６２は、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置され、第２に相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの前記部分が、第２のセグメント１６２を通過し、その後、前記個々のセンサライン１５１を照射し、第１のセグメント１６１が、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置される。Ｘ線イメージング装置１は、ソースグレーティング１２、位相グレーティング１３又は吸収体グレーティング１４の少なくとも１つを、ライン検出器１４に対し移動させることによって、例えばライン検出器１５の方向に対して垂直な方向に並進移動させることによって、第１の相対位置から第２の相対位置への移動を実現することができる。Ｘ線イメージング装置は、第１及び第２の相対位置の間のこのような移動を実現するために、当業者にそれ自体知られているアクチュエータを用いることができる。
【００７２】
図３及び図４を参照して、一例において、ソースグレーティング１２、位相グレーティング１３、又は吸収体グレーティング１４の少なくとも１つが、複数の第１のセグメント１６１及び同じ複数の第２のセグメント１６２を有する。より具体的には、セグメント１６１、１６２の数は、ライン検出器１５に含まれるセンサライン１５１の数に等しい。ここで、第１のセグメント１６１及び第２のセグメント１６２は、ライン検出器１５の方向に対し垂直な方向において、交互する態様で互いに隣り合って配置される。この例において、Ｘ線イメージング装置１は、第１の相対位置と第２の相対位置との間で、ライン検出器１５と、ソースグレーティング１２、位相グレーティング１３又は吸収体グレーティング１４の少なくとも１つとを相対移動させるように構成される。第１の相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの部分は、個々の第１のセグメント１６１を通過し、その後、検出のためにライン検出器１５の個々のセンサライン１５１を照射し、第２がセグメント１６２は、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置される。更に具体的には、第２の相対位置において、第２のセグメント１６２は、隣り合うセンサライン１５１の間の個々の空間上に、Ｘ線に沿ってビームを投影する。第２の相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの部分は、個々の第２のセグメント１６２を通過し、その後、検出のためにライン検出器１５の前記個々のセンサライン１５１を照射し、第１のセグメント１６１は、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置される。更に具体的には、第２の相対位置において、第１のセグメント１６１は、隣り合うセンサライン１５１の間の前記空間上へＸ線に沿ってビームを投射する。
【００７３】
他の例において、位相グレーティング１３及び吸収体グレーティング１４が、複数の第１のセグメント１６１及び同じ複数の第２のセグメント１６２を有する。ここで、セグメント１６１、１６２の数は、ライン検出器１５に含まれるセンサライン１５１の数に等しい。位相グレーティング１３に含まれる第１のセグメント１６１は、吸収体グレーティング１４に含まれるものと同一である必要はないが、それらは、機能干渉計ユニットを構成するように吸収体グレーティング１４に含まれる第１のセグメント１６１と適合性がある。これは、必要な変更を加えて、位相グレーティング１３に含まれる第２のセグメント１６２と、吸収体グレーティング１４に含まれるものにも当てはまる。この例において、Ｘ線イメージング装置１は、第１の相対位置と第２の相対位置との間で、ライン検出器１５と、位相グレーティング１３及び吸収体グレーティング１４の組み合わせとを相対移動させるように構成される。第１の相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの部分は、位相グレーティング１３及び吸収体グレーティング１４の両方の第１のセグメント１６１を通過し、その後、検出のためにライン検出器１５の個々のセンサライン１５１を照射し、位相グレーティング１３及び吸収体グレーティング１４の両方の第２のセグメント１６２は、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置される。更に具体的には、第２に相対位置において、第２のセグメント１６２は、隣り合うセンサライン１５１の間の個々の空間上へ、Ｘ線に沿ってビームを投影する。第２に相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの部分は、位相グレーティング１３及び吸収体グレーティング１４の両方の第２のセグメント１６２を通過し、その後、検出のためにライン検出器１５の前記個々のセンサライン１５１を照射し、位相グレーティング１３及び吸収体グレーティング１４の両方の第１のセグメント１６１は、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置される。更に具体的には、第２の相対位置において、第１のセグメント１６１は、隣り合うセンサライン１５１の間の前記空間上に、Ｘ線に沿ってビームを投影する。オプションとして示される一例において、第１及び第２のセグメントを有するフレーム１６が提供される。
【００７４】
Ｘ線イメージングシステム１の処理ユニットは、Ｘ線イメージング装置１０と対象受容装置２０との間の相対移動を制御するように構成される。例えば、Ｘ線イメージングシステム１は、動作中、対象受容装置２０を静止状態に保持し、対象受容装置２０に対し可動ガントリを移動させることにより、例えば回転させることにより、前記相対移動を実現するように、構成され、可動ガントリには、ライン検出器１５、及びソースグレーティング１２、位相グレーティング１３又は吸収体グレーティング１４のうちの少なくとも１つのグレーティングが、好適には全てのグレーティングが取り付けられる。一例において、Ｘ線イメージングシステム１の処理ユニットは、代替として又は付加的に、第１の相対位置から第２の相対位置への（及びその逆の）、ライン検出器及び少なくとも１つのグレーティングの互いに対する移動を制御するように構成される。
【００７５】
図３は、グレーティングの実施形態を概略的及び例示的に示す。グレーティングは、ライン検出器１５の方向に対し垂直な方向において互いに隣り合って配置される第１のセグメント１６１及び第２のセグメント１６２を有するフレーム１６を有することができる。グレーティングの第１及び第２のセグメント１６１、１６２の各々は、異なる伝達特性をもつ、すなわち異なる伝達機能をもつストライプとして、グレーティングライン１６３を有する。第１及び第２のセグメント１６１、１６２は、グレーティングライン１６３の観点で互いに異なる。図３に示すように、第１のセグメント１６１のグレーティング構造、例えばグレーティングライン１６３は、第１のグレーティングピッチを有し、第２のセグメント１６２のグレーティング構造、例えばグレーティングライン１６３は、第１のグレーティングピッチと異なる第２のグレーティングピッチを有する。第１のセグメント１６１は、相対的に大きいグレーティングピッチを有し、それゆえ、相対的に低い設計エネルギーに適している。第２のセグメント１６２は、相対的に小さいグレーティングピッチを有し、ゆえに、相対的に高い設計エネルギーに適している。
【００７６】
ここで、概念は、位相グレーティング１３と吸収体グレーティング１４との間に固定の距離ｄを有する剛体干渉計ボックスを有することである。図３に概略的に示されるように、第１のセグメント１６１のグレーティングピッチｐは、第２のセグメント１６２のものより大きく、従って、固定の距離ｄが、設計波長λ=p2/8dの関係によって与えられる相対的に小さい設計エネルギーに関連し、又は、言い換えると、固定の距離ｄにおいて、設計エネルギーの関係Edesign∝1/p2が当てはまる。位相グレーティングの高さは更に、所望の位相シフトを達成するために異なっていてもよい。更に、グレーティングの形状は異なっていてもよく、例えば、第１のグレーティングは、矩形のグレーティングでありえ、第２のグレーティングは、三角形のグレーティングでありうる。
【００７７】
図４は、グレーティングの実施形態を概略的及び例示的に示す。グレーティングは、ライン検出器１５の方向に及びＸ線ビーム１１方向に垂直な方向において互いに隣り合って配置される、第１のセグメント１６１、第２のセグメント１６２及び少なくとも１つの第３のセグメント１６４を有するフレーム１６を（オプションとして）有することができる。グレーティングの３つのセグメントの各々は、異なる伝達特性のグレーティングライン１６３を有する。一例において、Ｘ線イメージング装置は更に、第３の相対位置へ、ライン検出器１５及び少なくとも１つのグレーティングを相対移動させるように構成され、第３の相対位置において、動作中、Ｘ線ビームの部分は、少なくとも１つの第３のセグメントを通過し、第１及び第２のセグメント１６１、１６２は、Ｘ線ビームの前記部分の外側に配置され、第１及び第２の相対位置において、少なくとも１つの第３のセグメントは、Ｘ線ビームの部分の外側に配置される。
【００７８】
一例において、第１のセグメント１６１は、通常のデータの取得のために提供され、第２のセグメント１６２は、方向「ｘ」における勾配の取得のために提供され、第３のセグメント１６４は、方向「ｙ」における勾配の取得のために提供され、ここで、ｙは、本質的にｘに対し垂直である。第１のセグメント１６１が、ライン検出器センサの上に配置される場合、通常のスキャニングが実施され、第２のセグメント１６２が、ライン検出器センサの上に配置される場合、ｘ方向の勾配が測定され、第３のセグメント１６４がライン検出器センサの上に配置される場合、ｙ方向の勾配が測定される。第２及び第３のセグメント１６２、１６４の間に例えば４５°のグレーティング方向を有する少なくとも１つの他のセグメント（図示せず）を用いることも可能である。
【００７９】
図４は、Ｘ線イメージング方法の各ステップの概要を示す。方法は、必ずしもこの順序である必要はないが、以下のステップを含む：
−第１のステップＳ１において、Ｘ線ビーム１１が、Ｘ線源装置により、イメージングされる対象に提供される。
−第２のステップＳ２において、干渉パターンは、ライン検出器１５の方向に対し垂直な方向において互いに隣り合って配置される第１のセグメント１６１及び第２のセグメント１６２を少なくとも有する少なくとも１つのグレーティング１３、１４によって生成される。
【００８０】
−第３のステップＳ３において、複数のセンサラインを有するライン検出器１５と、イメージングされる対象２１が互いに対して移動され、ここで、センサラインの各々は、複数のセンサ素子によって提供され、センサラインは、動作中、グレーティングを通過するＸ線ビーム１１の個々の部分を検出するために提供され、それにより、Ｘ線ビームの部分に応答して、複数の干渉パターンが、対象２１の画像を再構成するために、ライン検出器及び対象の個々の異なる相対位置において検出される。
【００８１】
−第４のステップＳ４において、ライン検出器１５及びグレーティングは、少なくとも第１の相対位置及び第２の相対位置の間で相対移動され、第１の相対位置において、動作中、Ｘ線ビーム１１の部分が、少なくとも１つの第１のセグメント１６１を通過し、少なくとも１つの第２のセグメント１６２が、Ｘ線ビーム１１の前記部分の外側に配置され、第２に相対位置において、動作中、Ｘ線ビーム１１の前記部分は、少なくとも１つの第２のセグメント１６２を通過し、少なくとも１つの第１のセグメント１６１は、Ｘ線ビーム１１の前記部分の外側に配置される。
−第５のステップＳ５において、グレーティングを通過するＸ線ビーム１１の部分が検出される。
【００８２】
本発明の別の例示的な実施形態において、適当なシステム上で、上述の実施形態のうちの１つに従う方法の各ステップを実行するように適応されることによって特徴付けられるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
【００８３】
従って、コンピュータプログラム要素は、コンピュータユニットに記憶されることができ、これもまた、本発明の実施形態の部分でありうる。このコンピューティングユニットは、上述の方法における各ステップを実施するように又はその実施をもたらすように適応されることができる。更に、コンピューティングユニットは、上述した装置のコンポーネントを作動させるように適応されることができる。コンピューティングユニットは、自動的に動作するように及び／又はユーザの命令を実行するように適応されることができる。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードされることができる。こうして、データプロセッサは、本発明の方法を実施する能力を具えることができる。
【００８４】
本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラム、及び更新によって既存のプログラムを本発明を使用するプログラムにするコンピュータプログラムの両方をカバーする。
【００８５】
更に、コンピュータプログラム要素は、上述した方法の例示的な実施形態のプロシージャを実現するために必要なすべてのステップを提供することが可能でありうる。
【００８６】
本発明の他の例示的な実施形態により、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ可読媒体であって、それに記憶された、上述のセクションによって記述されるコンピュータプログラム要素が提示される。
【００８７】
コンピュータプログラムは、例えば他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体に記憶され及び／又は分散されることができるが、他の形式で、例えばインターネット又は他のワイヤード又はワイヤレス通信システムを通じて、分散されることもできる。
【００８８】
しかしながら、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブのようなネットワークを通じて提供されてもよく、このようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされることができる。本発明の他の例示的な実施形態により、コンピュータプログラム要素をダウンロードに利用できるようにする媒体が提供され、かかるコンピュータプログラム要素は、本発明の上述の実施形態の１つによる方法を実施するように構成される。
【００８９】
本発明の実施形態は、それぞれ異なる発明の主題に関して記述されていることに留意する必要がある。特に、ある実施形態は、方法タイプの請求項に関して記述されているが、他の実施形態は、装置タイプの請求項に関して記述されている。しかしながら、当業者であれば、上述及び後述の説明から、他の場合が示されない限り、発明の主題の１つのタイプに属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる発明の主題に関連する特徴の間の任意の組み合わせもまた、本願によって開示されていると考えられることが分かるであろう。しかしながら、すべての特徴は、特徴の単純な足し合わせよりも多くの相乗効果を提供するように組み合わせられることができる。
【００９０】
本発明は、図面及び上述の説明において詳しく図示され記述されているが、このような図示及び記述は、制限的なものではなく、説明的又は例示的なものであると考えられることができる。本発明は、開示される実施形態に制限されない。開示される実施形態に対する他の変更は、当業者によって、図面、開示及び従属請求項の検討から、請求項に記載の本発明を実施する際に理解され達成されることができる。
【００９１】
請求項において、「含む、有する（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に列挙されるいくつかのアイテムの機能を実現することができる。特定の手段が相互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、これらの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さない。請求項における参照符号は、請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図１】
0006475315.tif 000002
【図２】
0006475315.tif 000003
【図３】
0006475315.tif 000004
【図４】
0006475315.tif 000005
【図５】
0006475315.tif 000006