(57)【要約】  本発明は、デュアルエネルギーＸ線画像データを生成する装置に関する。Ｘ線源とＸ線検出器の間の領域の少なくとも一部が対象を収容する検査領域となるように、Ｘ線源に対してＸ線検出器を相対的に配置する（２１０）ことが記載されている。グリッドフィルタが、検査領域とＸ線源との間に配置される（２２０）。Ｘ線源は、Ｘ線を生成するためにターゲット上に焦点スポットを生成する（２３０）。Ｘ線源は、ターゲットの表面を横切って第１の方向に焦点スポットを移動させる（２４０）。グリッドフィルタは、第１の方向への焦点スポットの移動が、グリッドフィルタによって透過されるＸ線の強度の関連する変化をもたらすように、第１の方向の構造を有する。Ｘ線源は、ターゲットの表面上で、第１の方向と直交する第２の方向に焦点スポットを移動させる（２５０）。グリッドフィルタは、第１の方向と直交する第２の方向への焦点スポットの移動が、グリッドフィルタによって透過されるＸ線のエネルギースペクトルの関連する変化をもたらすように、第２の方向の構造を有する。Ｘ線検出器は、グリッドフィルタが透過したＸ線の少なくとも一部を検出する（２６０）。
2021506527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルエネルギーＸ線イメージングデータを生成する装置であって、
Ｘ線源と、
グリッドフィルタと、
Ｘ線検出器と、を有し、
前記Ｘ線源は、ターゲット上に焦点スポットを生成してＸ線を生成するように構成され、
前記Ｘ線源は、前記ターゲットの表面上で前記焦点スポットを第１の方向に移動させるように構成され、
前記Ｘ線源は、前記ターゲットの表面上で、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記焦点スポットを移動させるように構成され、
前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の領域の少なくとも一部が、対象を収容する検査領域となるように、前記Ｘ線源に対して相対的に配置され、
前記グリッドフィルタは、前記検査領域と前記Ｘ線源の間に配置され、
前記グリッドフィルタは、前記第１の方向への前記焦点スポットの移動が、前記グリッドフィルタによって透過されるＸ線の強度の関連する変化をもたらすように構成された、前記第１の方向の構造を有し、
前記グリッドフィルタは、前記第１の方向に直交する第２の方向への前記焦点スポットの移動が、前記グリッドフィルタによって透過されるＸ線のエネルギースペクトルの関連する変化をもたらすように構成された該第２の方向の構造を有し、
前記Ｘ線検出器は、前記グリッドフィルタによって透過されたＸ線の少なくとも一部を検出する、装置。
【請求項２】
前記グリッドフィルタが、前記第１の方向における前記構造に関連付けられる焦点距離を有し、前記グリッドフィルタが、前記Ｘ線源の焦点スポットから焦点距離に等しい距離だけ離れている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の方向の前記構造が、互いに離間された複数の第１のラメラを有し、前記第１のラメラは、第１の物質からなり、前記複数の第１のラメラの間のグリッドフィルタは、前記第１の物質で作られ又はＸ線に対して比較的透明な物質で作られる、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の第１のラメラは、前記ターゲット上のラインのほうを向いており、前記ライン上の位置にフォーカスされるときの前記焦点スポットは、前記第１の方向への移動に関して最大のＸ線透過率と関連付けられる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の方向の前記構造が、前記複数の第１のラメラの中心に関連した最小の吸収プロファイルと、前記第１のラメラの中心の両側に延びる前記第１の方向の前記構造に関連した増加する吸収プロファイルと、を有する、空間的に変化する吸収プロファイルを有する、請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
前記空間的に変化する吸収プロファイルが、前記複数の第１のラメラの個々のラメラの厚さの変化を有する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の方向の前記構造が、互いに離間された及び前記複数の第１のラメラから横方向に離間された複数の他のラメラを有し、前記第１の方向の前記構造が、前記複数の他のラメラの中心に関連付けられた最小の吸収と、前記他のラメラの中心の両側に延びる前記第１の方向の構造に関連付けられた増加吸収プロファイルと、を有する空間的に変化する吸収プロファイルを有し、前記他のラメラの前記増加吸収プロファイルは、前記第１のラメラの両側に延びる前記第１の方向の前記構造に関連付けられる増加吸収プロファイルとは異なる、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の他のラメラは、前記ターゲットのライン上の位置にフォーカスされるときの前記焦点スポットが、前記第１の方向への移動に関して最大のＸ線透過率と関連付けられるように、前記ターゲット上のラインのほうを向いている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記グリッドフィルタが、前記第２の方向の前記構造に関連付けられた焦点距離を有し、前記グリッドフィルタが、前記Ｘ線源の焦点から焦点距離に等しい距離だけ離れている、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の方向の前記構造は、互いに離間された複数の第２のラメラを有し、前記第２のラメラは、前記第１のラメラと異なる物質で作られている、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数の第２のラメラは、最大のＸ線透過率に関連した位置にあるときに、前記焦点ポイントのほうを向いている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
対象のＸ線イメージングのためのシステムであって、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の、デュアルエネルギーＸ線イメージング装置と、
処理ユニットと、
出力ユニットと、を有し、
前記処理ユニットは、前記装置を制御するように構成され、前記出力ユニットを制御するように構成され、
前記Ｘ線検出器は、Ｘ線の検出に関連するデータを前記処理ユニットに提供するように構成され、
前記出力ユニットは、対象を表すデータを出力するように構成される、システム。
【請求項１３】
デュアルエネルギーＸ線イメージングデータを生成する方法であって、
ａ）Ｘ線源とＸ線検出器の間の領域の少なくとも一部が対象を収容する検査領域となるように、前記Ｘ線源に対して前記Ｘ線検出器を位置決めするステップと、
ｂ）前記検査領域と前記Ｘ線源との間にグリッドフィルタを位置付けるステップと、
ｃ）前記Ｘ線源によって、ターゲット上に焦点スポットを生成してＸ線を生成するステップと、
ｄ）前記Ｘ線源によって、前記ターゲットの表面上で第１の方向に前記焦点スポットを移動させるステップであって、前記グリッドフィルタは、前記第１の方向への前記焦点スポットの移動が、前記グリッドフィルタによって透過されるＸ線の強度の関連する変化をもたらすように、前記第１の方向の構造を有している、ステップと、
ｅ）前記Ｘ線源によって、前記ターゲットの表面上で、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記焦点スポットを移動させるステプであって、前記グリッドフィルタは、前記第２の方向への前記焦点スポットの移動が、前記グリッドフィルタによって透過されるＸ線のエネルギースペクトルの関連する変化をもたらすように、前記第１の方向と直交する第２の方向の構造を有する、ステップと、
ｆ）前記グリッドフィルタによって透過されたＸ線の少なくとも一部をＸ線検出器により検出するステップと、
を有する方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の装置を制御するための、及び／又は請求項１２に記載のシステムを制御するための、コンピュータプログラムであって、プロセッサによって実行されるとき、請求項１３に記載の方法を実行するように構成される、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、デュアルエネルギーイメージングデータを生成する装置、デュアルエネルギーイメージングデータを生成するシステム、デュアルエネルギーイメージングデータを生成する方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の一般的な背景は、Ｘ線スペクトルコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）の分野である。ＣＴシステムでは、Ｘ線源がＸ線放射線を放出する。放出された放射線は、被検体又は対象がその中に位置している検査領域を通過し、Ｘ線源に対向する検出器アレイによって検出される。検出器アレイは、検査領域と被検体を横切る放射線を検出し、投影データ、例えば、生の検出器データや投影画像を生成する。再構成器は、投影データを処理して、被検体又は対象のボリュメトリック画像を再構成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
Ｘ線スペクトルＣＴは、従来のＣＴシステムの機能を拡張する撮像モダリティである。スペクトルＣＴの特定の構成であるデュアルエネルギー（ＤＥ）ＣＴは、２つの異なるエネルギースペクトルで取得された２つの減衰値を利用して、物質の質量減衰係数を構成する光電効果及びコンプトン散乱の寄与を解いて、その光電効果とコンプトン散乱の寄与の値によって未知の物質を特定する。このスキームは、ヨウ素のような物質において特に有効に機能する。ヨウ素は、光電／コンプトン特性により、例えばカルシウムと区別することができるからである。２つの基底関数の任意の２つの線形独立の和が減衰係数空間全体に及ぶので、任意の物質が、水やヨウ素などのいわゆる基底物質と呼ばれる２つの他の物質の線形結合により表現されることができる。基底物質の画像は、単色画像、物質打ち消し画像、有効原子番号画像、電子密度画像などの新しいアプリケーションを提供する。
【０００４】
デュアルソース、高速ｋＶｐスイッチング、二層検出器構成など、デュアルエネルギーＣＴ取得を実行するためのいくつかのアプローチがある。しかしながら、そのようなアプローチは高価になりうる。同時に、患者身体のような検査対象は、回転対称ではない。例えば、通常、患者の断面はやや楕円形であり、前後方向は左右方向よりも薄いのが普通である。ガントリを前後方向（又は後ろ前方向）に配置したときのＸ線束（設定された期間をもつ撮影のためのＸ線強度に相当）を低減することにより、線量の節約が達成されることができる。しかしながら、ガントリ回転の速いタイムスケール（数Ｈｚ）では、線量変調は容易ではない。高電圧ケーブルの大きな容量及びカソードを熱的に制御する必要のため、電流を変更することは、通常遅すぎてしまう。グリッドスイッチングは、ビームを静電的にピンチすることにより、Ｘ線管内のビーム電流を高速に制御するやり方である。理想的には、数マイクロ秒で全電流からゼロ電流に切り替えることができる。これにより、電子ビームのデューティサイクルを変えることで、Ｘ線強度のパルス幅変調（ＰＷＭ）が可能になる。ＰＷＭは、強度変調を高速で実現するための柔軟な方法である。しかしながら、高価なジェネレータ電子機器が必要であり、それらが現場のすべてのＸ線管に搭載されているわけではないため、２つのエネルギーを同時に得るためにはシステムが非常に高価になる。
【０００５】
これらの問題に対処する必要がある。
【０００６】
デュアルエネルギーイメージングデータを生成するための改善された装置を有することは有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、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ている。本発明の以下に記述される形態及び例は、デュアルエネルギーイメージングデータを生成する装置、デュアルエネルギーイメージングデータを生成するシステム、デュアルエネルギーイメージングデータを生成する方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ可読媒体にも適用されることに留意すべきである。
【０００８】
第１の形態により、デュアルエネルギーＸ線イメージングデータを生成する装置であって、Ｘ線源と、グリッドフィルタと、Ｘ線検出器と、を有する装置が提供される。
【０００９】
Ｘ線源は、Ｘ線を生成するために、ターゲット上に焦点スポットを生成するように構成される。前記Ｘ線源は、前記ターゲットの表面上で、第１の方向に焦点スポットを移動させるように構成される。前記Ｘ線源は、前記ターゲットの表面上で、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記焦点スポットを移動させるようにも構成される。前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の領域の少なくとも一部が、対象を収容するための検査領域となるように、前記Ｘ線源に対して配置される。グリッドフィルタが、検査領域とＸ線源との間に配置される。前記グリッドフィルタは、前記第１の方向への前記焦点スポットの移動が前記グリッドフィルタによって透過されるＸ線の強度の関連する変化をもたらすように構成された、第１の方向の構造を有する。前記グリッドフィルタは、前記第１の方向に直交する第２の方向への前記焦点スポットの移動が、前記グリッドフィルタによって透過されるＸ線のエネルギースペクトルの関連する変化をもたらすように構成された、前記第２の方向の構造を有する。Ｘ線検出器は、グリッドフィルタにより透過されたＸ線の少なくとも一部を検出するように構成される。
【００１０】
言い換えると、強度変調を提供するグリッドフィルタが使用され、そのようにして、Ｘ線源及び検出器が、回転位置の関数として一定の断面積をもたない人体のような対象の周りを回転するとき、Ｘ線の強度が、ターゲットを通る深さに合わせて変調され、投与線量を最適化することができる。これは、Ｘ線がターゲットの焦点スポットから放射される当該焦点スポットが、第１の方向に移動する（又は、ある位置から別の位置に移動されるときに電子ビーム焦点スポットがオンである必要がないという点で移動される）ことによって実現され、そのようなＸ線は、Ｘ線源の異なる位置から放出され、その後、グリッドフィルタを通るわずかに異なる経路を有し、その経路の変化は、関連する移動方向におけるグリッドフィルタの構造に起因して、全体的な強度変化につながる。同時に（ここで、同時とは、ガントリが回転する例に言及しているが、正確に同時にという意味ではない）Ｘ線の放出ポイントを直交方向に移動させることによって、グリッドフィルタは、フィルタを通るＸ線の異なる経路が異なる物質と相互作用するように構成され、このようにして、Ｘ線のスペクトルが、例えば第１のエネルギースペクトルから第２のエネルギースペクトルへ変更されることができる。このように、Ｘ線源及びＸ線検出器がターゲットの周りを回転する際、焦点スポットが一方向に間隔をあけて配置された２つのポイントにフォーカスされることにより、エネルギースペクトルが、極めて高速に変調することができるデュアルエネルギー装置が提供され、同時に、直交方向への焦点スポットのあまり速くない移動は、ターゲットを通る厚さの変化に応じて線量レベルを最適化するように、Ｘ線ビームの強度を変調することができる。
【００１１】
このように、当該強度レベルを得るために焦点を第１の方向に移動させて第１の位置に配置することにより得られる強度レベルごとに、その位置における焦点スポットを第２の方向に移動させることで、Ｘ線を或るエネルギースペクトルから別のエネルギースペクトルに変調させることができ、こうして、強度可変のデュアルエネルギー機能を提供することができる。
【００１２】
別の言い方をすれば、Ｘ線源からのＸ線の放出ポイントを第１の方向に移動させることで、グリッドフィルタを通過するＸ線の経路を変化させ、ガントリの角度に応じて患者身体とは逆のビーム強度プロファイルを適合させることにより、変調が行われる。これにより、最適な強度プロファイルが得られる。同時に、第１の方向と直交する第２の方向へのＸ線源からのＸ線の放出ポイントの移動によって影響されるグリッドフィルタを通過するＸ線の経路の変化により、スペクトル変調が提供され、従って、そのような位置変化は、１フレームごとに（又は、複数フレームごとに、又は、所定のスペクトルで１フレーム、第２の所定のスペクトルでＮフレームといった非対称の態様（例えば１：２；１：３，１：５…）で）実現されることができ、それにより、すべての角度位置でデュアルエネルギーデータセットが提供されることを可能にし、第２の方向の焦点スポットを高速で切り替えることで、患者の２つの異なるエネルギースペクトルを実質的に同じガントリ角度位置で取得することができる。
【００１３】
Ｘ線源からのＸ線の放出ポイントを直交する２つの方向に制御し、グリッドフィルタを介してＸ線ビームの方向を変更して強度とエネルギースペクトルとの両方の変調を提供することで、取得プロトコルに大きな柔軟性をもたらし、また、ほとんどの古いＣＴシステムとの互換性のある画像取得を可能にし（言い換えれば、本装置の機能は既存のＣＴシステムに組み込まれる（レトロフィットされる）ことができる）、必要な線量レベルでデュアルエネルギー取得を達成するために効率的且つ費用効果の高いやり方を提供することができる。
【００１４】
一例において、グリッドフィルタは、第１の方向において、構造に関連付けられた焦点距離を有し、グリッドフィルタは、Ｘ線源の焦点スポットから焦点距離に等しい距離だけ離間されている。
【００１５】
このようにして、焦点スポットの或る位置においてグリッドフィルタの強度が最大となり、第１の方向への移動は、Ｘ線ビームの範囲にわたって及びすべてのエネルギーにおいて、強度の全体的な低下をもたらす。エネルギー依存の影響は、スペクトルグリッドの場合よりもはるかに小さいが、使用するグリッドフィルタの物質特性を知ることで、エネルギー依存の影響が計算され、考慮されることができる。計算ではなく、移動によるスペクトルの較正が行われることができる。
【００１６】
言い換えると、Ｘ線管に近接して格子又はフォーカスグリッドのような構造物を設置したフィルタを使用して、焦点スポットを第１の方向に偏向させることにより、このフィルタから出るＸ線束を変調することもできる。Ｘ線管に近接した回折格子又はグリッド様の構造とともにこの偏向を利用して、高速且つ動的な方法でＸ線束を変調することができる。このようにして、グリッド様の構造物をＸ線管の非常に近くに配置することにより、Ｘ線管のＸ線束を変化させることができる（通常の散乱防止グリッド使用と異なり、患者とは反対側に配置することができる）。焦点距離がＸ線の焦点までの距離に等しいフォーカスグリッドを使用することにより、グリッドを介したＸ線の透過は、焦点スポットのすべてのシフトに対してフラットなプロファイルが得られることが保証される。しかしながら、透過率が最大になるのは１つの（公称）位置のみであり、その位置から焦点スポットをずらすと全体的に透過率が低下する。このようにして、機械的な可動部品を用いることなく、非常に速い方法でＸ線束を変調することができ、ガントリの回転に伴って変化する患者の断面に合わせて、強度を高速に変化させることができる。
【００１７】
一例によれば、第１の方向の構造は、互いに間隔をおいて配置された複数の第１のラメラを有する。第１のラメラは第１の物質で作られ、第１のラメラ間のグリッドフィルタは、第１の物質又はＸ線に対して比較的透明な物質で作られる。
【００１８】
このようにして、第１の方向への焦点スポットの移動は、Ｘ線が第１の物質の異なる厚さを通過することにつながり、その結果、全体的な強度が変調され、Ｘ線が通過しなければならない物質の量に変化があっただけであるので、エネルギースペクトルは同じままである。上述したように、スペクトルの変化は、計算又は較正によって説明されることができる。
【００１９】
一例において、複数の第１のラメラは、ターゲットのライン上の位置にフォーカスされたときの焦点スポットが、第１の方向への移動に関する最大のＸ線透過率と関連付けられるように、ターゲット上のラインのほうを向く。
【００２０】
言い換えると、１次元の格子又はフィルタ構造は、ターゲット上の焦点ラインに向けて格子平面から遠ざかるほうへ延びるラメラを備える。焦点スポットがターゲットのライン上にフォーカスされるとき、回折格子又はグリッドフィルタと相互作用するＸ線は、ラメラと平行なグリッドフィルタを通過して伝播し、Ｘ線の大部分はラメラの間の薄い物質（又はラメラの間の透明な物質）と相互作用し、一部のＸ線はラメラと相互作用するので、局所的に最大の強度が得られる。しかしながら、第１の方向への焦点スポットの移動により、Ｘ線はグリッドフィルタに対して角度付けられることになり、それにより、Ｘ線が、ラメラと平行ではなくなり、従って、第１の方向の移動は、Ｘ線の強度の既知の関連した変化をもたらす。このようにして、強度変調は、不変のエネルギースペクトルについて提供される。上述したように、一定量の硬化が発生する可能性があるが、これは修正可能である。
【００２１】
一例において、第１の方向の構造は、複数の第１のラメラの中心に関連する最小の吸収と、第１のラメラの中心の両側に延びる第１の方向の構造に関連する増加する吸収プロファイルとを有する、空間的に変化する吸収プロファイルを有する。
【００２２】
言い換えると、第１の方向の構造に関連付けられた１次元の格子は、基礎となるボウタイ吸収プロファイルを有しており、中心面でのＸ線の最大強度を提供し、中心面から離れるほうへ移動するにつれてＸ線強度は低下し、これは、固定された視野角に関して、中心で最大の厚さをもち、体の端に向かって薄くなる人体のような対象を考慮することができる。しかしながら、人体は、円形の断面を有する円筒形ではなく、楕円形のタイプの断面を有するので、視角が変化すると中心線の厚さが変化し、焦点スポットの移動は、必要な線量を維持するための逆ボウタイ強度の全体的な強度の変化につながる。このように、ある方向では、グリッドフィルタは、動的ボウタイフィルタとして機能し、第１の方向への焦点スポットの移動に伴うボウタイの強度の変化を可能にする。同時に、直交する第２の方向に焦点スポットを移動させることで、デュアルエネルギー機能が提供される。
【００２３】
一例において、空間的に変化する吸収プロファイルは、複数の第１のラメラの個々のものの厚さの変化を含む。
【００２４】
一例において、第１の方向の構造は、互いに離間された及び複数の第１のラメラから横方向に離間された複数の他のラメラを有する。第１の方向における構造は、複数の他のラメラの中心に関連する最小の吸収を有する、空間的に変化する吸収プロファイルをもつ。第１の方向の構造に関連付けられた増加する吸収プロファイルは、他のラメラの中心の両側に延びており、第１のラメラの中心の両側に延びる第１の方向の構造に関連付けられた増加する吸収プロファイルとは異なる。
【００２５】
一例において、複数の他のラメラは、ターゲットのライン上の位置にフォーカスされたときの焦点スポットが、第１の方向への移動に関して最大のＸ線透過率と関連付けられるように、ターゲット上のラインを向いている。
【００２６】
言い換えると、第１の方向において、グリッドフィルタは、１つのラメラのセットに関連付けられた１つの動的ボウタイを有するだけではなく、第１のラメラのセットの側方の別のラメラのセットに関連付けられた第２の動的ボウタイを有する。このように、第１の方向への焦点スポットの移動は、１つのラメラのセットに関連付けられたボウタイの強度の変化をもたらすことができる。次いで、第１の方向への焦点スポットのはるかに大きな移動は、グリッドフィルタの別のラメラのセットと相互作用するＸ線をもたらし、こうして第２の動的なボウタイを提供する。例えば、１つのボウタイは、身体全体で必要な線量レベルを提供する子供の身体のような小さな対象との相互作用に見合ったものであり得、一方、第２のボウタイは、大人の身体との相互作用に見合ったものであり得る。更に、このように提供される第３又は第４のボウネクタイがありうる。
【００２７】
一例において、グリッドフィルタは、第２の方向の構造に関連付けられた焦点距離を有する。グリッドフィルタは、Ｘ線源の焦点スポットから焦点距離に等しい距離だけ離れている。
【００２８】
このようにして、Ｘ線源の焦点スポットの或る位置では、グリッドフィルタの強度が最大になる。
【００２９】
一例によれば、第２の方向の構造は、互いに離間された複数の第２のラメラを有する。第２のラメラは、第１のラメラとは異なる物質で作られる。
【００３０】
一例において、第２の方向の構造は、それぞれ異なる基本的なフィルタ作用のためのそれぞれ異なる物質を有する複数のセクションを有する。
【００３１】
このようにして、最大強度では、線源によって放出されたＸ線は、第１の物質と、第２のラメラの異なる物質の特定の部分のみを伝搬し、第１のエネルギースペクトルをもつ。しかしながら、焦点スポットを第２の方向に移動させると、Ｘ線は第２の物質である第２のラメラのより多くの部分を伝搬するようになり、それによりエネルギースペクトルが変化する。言い換えると、電子ビームの焦点スポットの、第２の方向における第１の位置から第２の位置への移動は、第１の位置に関連付けられた第１のエネルギースペクトルを有する第１のＸ線ビームを提供することを可能にし、次いで、第２の位置に関連付けられた第２のエネルギースペクトルを有する第２のＸ線ビームを提供することを可能にする。このように、デュアルエネルギーのＸ線ビームを効率的に提供することができ、同時に、Ｘ線の放出ポイントを第１の方向に移動させることにより、エネルギースペクトルを変化させることなく、Ｘ線の強度を変化させることができる。
【００３２】
こうして、第２のラメラは、第１のラメラと直交している。一例において、第２のラメラは、第１のラメラの上にスタックされている。一例において、第１のラメラは、第２のラメラの上にスタックされている。例では、第１及び第２のラメラは、第１のラメラのうち特定のラメラが第２のラメラのうちの特定のラメラを通って延びるように（その逆も同様）、実質的に同じ平面内に配置され、その平面内で十字形のパターンを形成する。
【００３３】
一例において、複数の第２のラメラは、最大のＸ線透過率に関連する位置にあるときに、焦点スポットのほうを向く。
【００３４】
言い換えると、グリッドフィルタは、ターゲット上の焦点ラインを向く、格子面から離れるほうへ延びるラメラを有する第２の１次元格子又はフィルタ構造を有し、ターゲット上の焦点ラインは、複数の第１のラメラの焦点ラインと直交する。焦点スポットがそのラインにフォーカスされると、回折格子又はグリッドフィルタと相互作用するＸ線が、ラメラと平行にグリッドフィルタを伝搬し、Ｘ線の大部分がラメラの間のより薄い物質と相互作用し、Ｘ線の一部のラメラと相互作用するので、局所的な最大強度が得られる。このようにして、Ｘ線は、第１のラメラ及び第１のラメラと同じであるラメラの間の物質を通る透過に関連した、及び第２のラメラの物質の少量を通る透過に関連した特徴的なスペクトルを有する。しかしながら、第２の方向への焦点スポットの移動は、Ｘ線がグリッドフィルタを通る角度を変化させ、このとき、Ｘ線は、複数の第２のラメラと平行ではないが、第１のラメラとの相互作用に変化はなく、よって、グリッドフィルタを通過するＸ線のスペクトルは、第２のラメラの物質を通る透過率の増加に関連透けられるものによって特徴付けられる。このように、第２の方向において焦点スポットを移動させることで、グリッドフィルタによって透過されたＸ線は、既知の２つの異なるエネルギースペクトルの間で変調され、非円形対称のターゲット形状を考慮した強度変調を伴うデュアルエネルギー機能を提供することが可能になる。
【００３５】
第２の側面により、対象のＸ線イメージングのためのシステムであって、第１の側面によるデュアルエネルギーＸ線イメージングデータを生成する装置と、処理ユニットと、出力ユニットと、を有するシステムが提供される。
【００３６】
処理ユニットは、装置を制御するように構成され、出力ユニットを制御するように構成される。Ｘ線検出器は、Ｘ線の検出に関連するデータを処理ユニットに提供するように構成される。出力ユニットは、対象を表すデータを出力するように構成される。
【００３７】
第３の側面により、デュアルエネルギーＸ線画像データを生成する方法であって、ａ）Ｘ線源とＸ線検出器との間の領域の少なくとも一部が対象を収容する検査領域であるように、Ｘ線源に対してＸ線検出器を配置するステップと、ｂ）検査領域とＸ線源との間にグリッドフィルタを配置するステップと、ｃ）Ｘ線を発生させるために、Ｘ線源によりターゲット上に焦点スポットを生成するステップと、ｄ）前記Ｘ線源によって、前記ターゲットの表面において前記焦点スポットを第１の方向に移動させるステップであって、前記グリッドフィルタは、前記焦点スポットの前記第１の方向への移動が、前記グリッドフィルタによって透過されるＸ線の強度の関連する変化をもたらすような、前記第１の方向における構造を有する、ステップと、ｅ）Ｘ線源によって、前記ターゲットの表面において前記焦点スポットを第２の方向に移動させるステップであって、前記グリッドフィルタは、前記第２の方向への前記焦点スポットの移動が、前記グリッドフィルタによって透過されるＸ線のエネルギースペクトルの関連する変化をもたらすように、前記第１の方向と直交する第２の方向における構造を有する、ステップと、ｆ）グリッドフィルタによって透過されたＸ線の少なくとも一部をＸ線検出器により検出するステップと、を有する方法が提供される。
【００３８】
別の側面により、前述の装置を制御するコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラム要素が処理ユニットによって実行されるとき、前述の方法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が提供される。
【００３９】
別の側面によれば、前述したようなコンピュータ要素を記憶したコンピュータ可読媒体が提供される。
【００４０】
有利なことに、上記の側面のいずれかによって提供される利点は、他の側面のすべてに等しく適用され、またその逆も同様である。
【００４１】
上述した側面及び例は、以下に説明する実施形態から明らかになり、それらを参照して解明される。
【００４２】
以下、図面を参照して、例示的な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】デュアルエネルギーイメージングデータを生成する装置の一例を示す概略構成図。
【図２】デュアルエネルギーイメージングデータを生成するシステムの一例を示す概略構成図。
【図３】デュアルエネルギーイメージングデータを生成する方法を示す図。
【図４】Ｘ線放出位置の第１の方向への移動がＸ線強度の変化をもたらす、第１の方向におけるグリッドフィルタの構造の例を示す概略図。
【図５】ボウタイフィルタとして機能する第１の方向におけるグリッドフィルタの構造の例を示す概略図。
【図６】Ｘ線放出位置の第１の方向への移動が、あるボウタイフィルタから別のボウタイフィルタへの変化をもたらす、グリッドフィルタの第１の方向における構造の例を示す概略図。
【図７】１次元ビーム強度変調構造及びそれと直交する方向の１次元ビームスペクトルエネルギー変調構造を有するグリッドフィルタの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、デュアルエネルギーＸ線撮影データを生成する装置１０の一例を示す。装置１０は、Ｘ線源２０、グリッドフィルタ３０、Ｘ線検出器４０から構成されている。Ｘ線源２０は、Ｘ線を生成するためにターゲット上に焦点スポットを生成するように構成される。Ｘ線源２０は、ターゲットの表面上で第１の方向に焦点スポットを移動させるように構成される。Ｘ線源２０は更に、ターゲットの表面上の第１の方向と直交する第２の方向に焦点スポットを移動させるようにも構成される。Ｘ線検出器４０は、Ｘ線源２０とＸ線検出器４０との間の領域の少なくとも一部が対象を収容する検査領域となるように、Ｘ線源２０に対して位置付けられる。グリッドフィルタ３０が、検査領域とＸ線源２０との間に位置付けられる。グリッドフィルタ３０は、焦点スポットの第１の方向への移動が、グリッドフィルタ３０によって透過されるＸ線の強度の関連する変化をもたらすように構成された、第１の方向における構造を有する。グリッドフィルタ３０は更に、第１の方向と直交する第２の方向への焦点スポットの移動が、グリッドフィルタ３０によって透過されるＸ線のエネルギースペクトルの関連する変化をもたらすように構成された、第２の方向における構造を有する。Ｘ線検出器４０は、グリッドフィルタによって透過されたＸ線の少なくとも一部を検出するように構成される。
【００４５】
一例において、グリッドフィルタの第１の方向における構造の物質は、モリブデン、タングステン、鉛、アルミニウムのうちの任意の１又は複数とすることができ、グリッドフィルタの第２の方向における構造の物質は、モリブデン、タングステン、鉛、アルミニウム、チタン、スズ及びその他のうち任意の１又は複数とすることができるが、第１の方向における構造の物質とは異なる物質又は物質の組み合わせでありえ、第２の方向への移動は、Ｘ線エネルギースペクトルの変化をもたらす。
【００４６】
一例において、第２の方向における移動の周波数は、第１の方向における移動の頻度よりも大きい。一例において、第２の方向における移動の周波数は、第１の方向における移動の周波数よりも１桁以上大きい。このように、第１の方向への移動によって達成される強度変調は、観察される対象の変化する厚さに合わせてＸ線ビームの強度を徐々に変化させる、比較的低周波の移動により行うことができる。しかしながら、第１の方向における非常に精巧な微調整が、強度の半連続的な変化を提供するために行われることができる。このように、移動の忠実度と変調の周波数には関連性があり、大きな移動よりも微調整のほうがより頻繁に行われる。同時に、第２の方向への移動は、２つの異なるエネルギースペクトルを有するＸ線ビームを提供するために、漸進的な変化をもたらす移動ではなく、第１の位置から第２の位置へ、そして再び第１の位置へ戻るステップ運動でありうる。往復のスイッチングは、対象の周りを回転するガントリが２つの異なるＸ線ビームに対して実質的に移動しないように、非常に高い周波数で行うことができ、それにより、デュアルビームイメージングを提供し、デュアルビームイメージングから、対象の物質的特徴及び／又はコンプトン散乱及び光電散乱係数が決定されることができ、Ｘ線装置から付加の情報を提供することができる。実際、第２の方向において、移動は、第１の位置から第２の位置へ、及び第３の位置への移動でありえ、第１の位置に戻る移動と、移動の繰り返し又は他の組み合わせが効果的に行われることができる。しかしながら、各々の位置において、Ｘ線ビームは、異なるエネルギースペクトルを有するので、デュアルエネルギーイメージングだけでなく、３つのエネルギー、更には４つのエネルギーでのイメージングも可能であり、より多くの物質を、適切な処理の後に互いに分離することが可能になる。
【００４７】
一例によれば、グリッドフィルタは、第１の方向の構造に関連付けられる焦点距離を有する。グリッドフィルタは、Ｘ線源の焦点スポットから焦点距離だけ離れている。
【００４８】
一例によると、第１の方向における構造は、互いに間隔をおいて配置された複数の第１のラメラを有する。第１のラメラは、第１の物質で作られ、第１のラメラ間のグリッドフィルタは、第１の物質又はＸ線に対して比較的透明な物質で作られる。
【００４９】
一例において、グリッドフィルタを検出器の近くではなくＸ線源の近くに配置し、グリッドフィルタの第１の方向において焦点距離をＸ線源までの距離と同じくらいに短くすることにより、第１の方向の焦点スポット移動に伴う透過率の変化が均一になる現象を利用して、電子ビームを第１の方向において理想的な公称位置から離れるほうへステアリングすることにより、グリッドを通過するＸ線束を変調することができるようになる。透過率を比較的大きく低下させるためには、ミリメートルオーダーの小さな偏差だけを達成する必要がある。第１の方向における任意のシフトに対する透過率を計算するために使用できる解析式がある。
2021506527.tif 000003
【００５０】
ここで、ｒはグリッドの比率（すなわちスペーサ素材のアスペクト比）であり、ｆはグリッドの公称焦点距離である。控えめなグリッド比１０、焦点距離１００ｍｍの場合、１ｍｍシフトすると透過率は１０％低下する。
【００５１】
一例によれば、複数の第１のラメラは、ターゲット上のラインのほうを向いており、それにより、ターゲットのライン上の位置にフォーカスされたときの焦点スポットが、第１の方向への移動に関して最大のＸ線透過率と関連付けられる。
【００５２】
一例によれば、第１の方向における構造は、複数の第１のラメラの中心に関連付けられる最小の吸収をもつ、空間的に変化する吸収プロファイルを有する。グリッドフィルタは更に、第１のラメラの中心の両側に延びる第１の方向の構造に関連して増加する吸収プロファイルを有する。
【００５３】
一例において、空間的に変化する吸収プロファイルは、複数の第１のラメラの間の物質の厚さの変化をもつ。言い換えると、グリッドフィルタは、複数の第１のラメラの中心部では薄く、複数の第１ラメラの中心部から離れるにつれて厚くなりうる。
【００５４】
一例によれば、空間的に変化する吸収プロファイルは、複数の第１のラメラのうち個々の第１のラメラの厚さの変化を有する。
【００５５】
一例によれば、空間的に変化する吸収プロファイルは、複数の第１のラメラの個々のラメラの傾斜角度の変化を有する。
【００５６】
一例によれば、第１の方向における構造は、互いに間隔をおいて及び複数の第１のラメラから横方向に間隔をおいて配置される複数の他のラメラを有する。第１の方向における構造は、複数の他のラメラの中心に関連付けられる最小の吸収を有する、空間的に変化する吸収プロファイルを有する。グリッドフィルタは更に、他のラメラの中心の両側に延びる第１の方向の構造に関連付けられた増大する吸収プロファイルを有し、この増大する吸収プロファイルは、第１のラメラの中心の両側に延びる第１の方向の構造に関連付けられた増大吸収プロファイルとは異なる。
【００５７】
一例において、他のラメラは、第１の物質で作られ、他のラメラの間の物質は、第１の物質又はＸ線に対して比較的透明な物質で作られる。
【００５８】
一例において、異なるボウタイ構造と相互作用するために、ラメラの異なるサブセクション（静止強度グリッド）への焦点スポットのより大きな「ジャンプ」に関しては、サブセクションに対してＡＳＧを全体的に移動させるために、いくつかの位置補正が必要になることがある。このようにして、焦点スポットに対するＡＳＧの調整により、対称的な性能を提供することが可能になる。
【００５９】
一例によれば、複数の他のラメラは、ターゲット上のラインのほうを向いており、そのライン上の位置にフォーカスされたときの焦点スポットが、第１の方向への移動に関して最大のＸ線透過率に関連付けられる。
【００６０】
一例において、複数の他のラメラは、第１のラメラと同じ物質で作られ、他のラメラの個々のラメラの厚さ及び傾斜角度が、必要なボウタイ吸収プロファイルを提供するために使用される。
【００６１】
一例によれば、グリッドフィルタは、第２の方向の構造に関連付けられた焦点距離を有する。グリッドフィルタは、Ｘ線源の焦点スポットから焦点距離に等しい距離だけ離れている。
【００６２】
一例によれば、第２の方向における構造は、互いに間隔をおいて配置された複数の第２のラメラを有する。第２のラメラは、第１のラメラとは異なる物質で作られる。
【００６３】
一例によれば、複数の第２のラメラは、最大のＸ線透過率に関連する位置にあるときに、焦点スポットのほうを向く。
【００６４】
図２は、対象をＸ線でイメージングするためのシステム１００の一例を示す。システム１００は、図１に関して上述したように、デュアルエネルギーＸ線イメージングデータを生成する装置１０を有する。システム１００は更に、処理ユニット１１０と、出力ユニット１２０と、を有する。処理ユニット１１０は、装置１０を制御するように構成され、及び、出力ユニット１２０を制御するように構成される。Ｘ線検出器４０は、Ｘ線の検出に関連するデータを処理ユニットに提供するように構成される。出力ユニット１２０は、対象を表すデータを出力するように構成される。
【００６５】
一例において、出力ユニットは、対象の少なくとも一部のＸ線透過を表すデータを出力するように構成される。
【００６６】
一例において、出力ユニットは、デュアルエネルギーデータを出力するように構成される。こうして、例えば、このシステムは、デュアルエネルギーデータから対象のマルチエネルギーデータの２つの基底セットを生成することを可能にする。２つの基底セットは、コンプトンデータや光電データのようなデータでありえ、又は水やヨウ素のような２つの物質のデータセットであってもよい。基底セットであるコンプトン、光電、水、ヨウ素は、「基底物質」と考えられることができ、実際の物質に関連する必要はなく、仮想的な物質であると考えることもできる。しかしながら、対象の関心領域は、マルチエネルギー領域で表現されることができ、例えば、水とヨウ素の２つの画像として表現され、又はコンプトン散乱と光電散乱などの２つの画像として表現されることができる。このように、本システムでは、減衰データに加えて、更なる情報を得ることができるデュアルエネルギーデータを取得することが可能であり、これを、対象の大きさに合わせて強度を変えたＸ線ビームと組み合わせることで、簡単な方法で行うことができる。
【００６７】
図３は、基本的なステップでデュアルエネルギーＸ線イメージングデータを生成する方法２００を示す。方法２００は、以下を有する：ステップａ）とも呼ばれる位置決めステップ２１０において、Ｘ線源とＸ線検出器の間の領域の少なくとも一部が対象を収容する検査領域となるように、Ｘ線源に対してＸ線検出器を配置するステップ；ステップｂ）とも呼ばれる位置決めステップ２２０において、検査領域とＸ線源との間にグリッドフィルタを配置するステップｃ）とも呼ばれる生成ステップ２３０において、Ｘ線を生成するために、Ｘ線源によってターゲット上に焦点スポットを生成するステップ；ステップｄ）とも呼ばれる移動ステップ２４０において、Ｘ線源により、ターゲットの表面において第１の方向に焦点スポットを移動させるステップであって、グリッドフィルタは、第１の方向における焦点スポットの移動が、グリッドフィルタにより透過されるＸ線の強度の変化をもたらすように、第１の方向における構造を有する、ステップ；ステップｅ）とも呼ばれる移動ステップ２５０において、Ｘ線源によって、ターゲットの表面において第１の方向と直交する第２の方向に焦点スポットを移動させるステップであって、グリッドフィルタは、第２の方向における焦点スポットの移動が、グリッドフィルタによって透過されるＸ線のエネルギースペクトルの関連する変化をもたらすような、第１の方向と直交する第２の方向における構造を有する、ステップ；及びステップｆ）とも呼ばれる検出ステップ２６０において、グリッドフィルタによって透過されたＸ線の少なくとも一部をＸ線検出器により検出するステップ。
【００６８】
一例において、追加の検出器が、グリッドフィルタの背後に配置されることにより、実際に、第１及び第２の方向の位置が正しいかどうか、及び物体ビームの外側の減衰及びスペクトルフィルタが物体ビームに必要なものと一致していること、を確認するための基準信号を測定することができる。事実、これは、適切な較正を介して提供される性能チェックを提供する。
【００６９】
一例において、グリッドフィルタは、第１の方向における構造に関連した焦点距離を有し、ステップｂ）は、グリッドフィルタをＸ線源の焦点スポットから焦点距離に等しい距離だけ離して配置することを含む。
【００７０】
一例において、第１の方向における構造は、互いに間隔をおいて配置された複数の第１のラメラを有し、第１のラメラは、第１の物質で作られ、第１のラメラ間のグリッドフィルタは、第１の物質で又はＸ線に対して比較的透明な物質で作られる。
【００７１】
一例において、複数の第１のラメラは、ターゲットのライン上の位置にフォーカスされたときの焦点スポットが、第１の方向への移動に関して最大のＸ線透過率と関連付けられるように、ターゲット上のラインを向く。
【００７２】
一例において、第１の方向における構造は、複数の第１のラメラの中心に関連付けられる最小の吸収と、第１のラメラの中心の両側に延びる第１の方向における構造に関連付けられる増加する吸収プロファイルをもつ、空間的に変化する吸収プロファイルを有する。
【００７３】
一例において、空間的に変化する吸収プロファイルは、複数の第１のラメラの個々のものの厚さの変化を有する。
【００７４】
一例において、第１の方向における構造は、互いに離間され及び複数の第１のラメラから横方向に離間された複数の他のラメラを有し、第１の方向における構造は、複数の他のラメラの中心に関連した最小の吸収を有する空間的に変化する吸収プロファイルを有する。他のラメラの中心の両側に延びる第１の方向における構造は、第１のラメラの中心の両側に延びる第１の方向における構造に関連付けられた増加吸収プロファイルとは異なる増加吸収プロファイルが関連付けられる。
【００７５】
一例において、複数の他のラメラは、ターゲットのライン上の位置にフォーカスされたときの焦点スポットが、第１の方向への移動に関して最大のＸ線透過率と関連付けられるように、ターゲット上のラインのほうを向く。
【００７６】
一例において、グリッドフィルタは、第２の方向における構造に関連付けられた焦点距離を有し、グリッドフィルタは、Ｘ線源の焦点スポットから焦点距離に等しい距離だけ離れている。
【００７７】
一例において、第２の方向における構造は、互いに間隔をおいて配置された複数の第２のラメラを有し、第２のラメラは、第１のラメラとは異なる物質で作られる。
【００７８】
一例において、複数の第２のラメラは、最大のＸ線透過率に関連する位置にあるとき、焦点スポットのほうを向く。
【００７９】
デュアルエネルギーイメージングデータを生成する装置、システム、及び方法の異なる構成要素について、図４−図７を参照してより詳細に説明する。
【００８０】
図４は、グリッドフィルタの第１の方向の構造を概略的に示す。このグリッドフィルタの構造は、Ｘ線源と患者との間のＸ線源の放出窓の近くに配置される。この方向におけるグリッドフィルタの構造は、Ｘ線源の焦点スポットに向かって角度付けられた一連のラメラを有する１次元格子又はグリッド様の構造を有しており、電子は、アノードのターゲット表面にフォーカスされ、そこからＸ線が放出される。焦点スポットがこのアラインされた位置にあるとき、グリッドフィルタのこの１次元構造を通る透過率は最大になる。しかしながら、焦点スポットを移動させて、例えば、横方向に変位した位置で再びフォーカスを行うと、Ｘ線は、ラメラに対して角度付けられ、その結果、この方向ではグリッドフィルタはより低い透過率を有するので、Ｘ線の強度を低下させる。これを図４に示す。このように、Ｘ線管の近くに配された格子又はフォーカスグリッド様の構造からなるグリッドフィルタは、焦点スポットのＸ偏向を利用して、このフィルタから出るＸ線束を変調するために使用されることができる。今日のＸ線管の多くは、アノードに当たる電子スポットを移動させる手段を有する。この移動は、画像再構成における特定の問題を回避するためにしばしば使用される。この偏向を必要としない再構成アルゴリズムを使用することにより、偏向は、Ｘ線管の近くに格子又はグリッド様の構造とともに、高速かつ動的なやり方Ｘ線束を変調することができる。このようにして、Ｘ線管のＸ線束を変化させることができるようにする新しい方法により、グリッド状の構造をＸ線管の非常に近くに（従って、通常の散乱防止グリッドの使用の場合と異なり患者の反対側に）配置することによって、及びＸ線の焦点までの距離に等しい焦点距離を有するフォーカスグリッドを使用することによって、グリッドを介したＸ線の透過が、この方向の焦点スポットのすべてのシフトについてフラットなプロファイルを与えることが保証される。しかしながら、唯一の（公称）位置に関して透過率が最大であり、この位置から離れるほうへラメラに垂直な方向に焦点スポットをシフトすることにより、全体的な透過率が低下する。このように、電子ビームを理想的な公称位置から遠ざけるようにステアリングすることにより、グリッドを通過するＸ線束を変調するように、焦点スポットをラメラの方向に垂直な方向へ、理想的な位置から遠ざけるとき、均一な透過率の低下が得られる。このように、機械的な可動部をもたずに、非常に高速にＸ線束（強度）を変化（変調）させることができるので、既存のほとんどのＣＴ装置において利用されることができる。更に、この１次元構造だけでは、Ｘ線はラメラを通る角度が同じであるため、焦点スポットが直交方向に移動してもフィルタの透過率が変わらないことに留意すべきである。
【００８１】
今日のシステムにおいて、ＣＴスキャナが患者の周りを回転するとき、患者の断面は一定ではなく、やや楕円形である。ＡＰ又はＰＡ投影では、患者は通常、腹部イメージングのための側面投影よりも厚さが薄い。今日のＣＴシステムにおいて、Ｘ線束は、最も困難な投影が十分なＳＮＲを有するように制御されているので、各投影は再構成に使用可能であり、ＡＰイメージング及びＰＡイメージングでは、ＳＮＲは、最小要件よりも良好であり、これらの投影におけるＸ線束が低減される場合、線量の節約が達成されることができる。今日のシステムでは、ＣＴ装置の回転数が高いため、必要な速度及び精度でＸ線束を変化させることが困難である。通常、Ｘ線束はＸ線管内の電子ビーム電流によって制御され、これはカソードの温度と加速電圧にわずかに依存する（Ｘ線管の正確な設計に依存する）。カソードの温度は、ほとんどのＸ線カソードに印加される高電圧に重畳される電流によって制御される。今日のシステムでは、電圧ケーブルの容量が大きいため、カソード電流を高速で切り替えることは困難である。これに加えて、カソードが加熱され又は冷却されるのに時間がかかるので、電子ビーム電流の切り替えるのは本質的にゆっくりになる。最近、静電開口部（いわゆる高速管グリッドスイッチングＧＳ）を管内に導入して、ビーム電流を素早くオン／オフできるようにしている。このようにして、パルス幅変調によって平均ビーム電流が制御されることができる。しかしながら、これは高価なソリューションであり、追加のケーブルと高電圧電源を必要とする。そのため、このソリューションはハイエンドのＣＴ  Ｘ線管に限られる。
【００８２】
しかしながら、図４に関して上述した１次元構造を有するグリッドフィルタを使用することにより、高価なハードウェア変更は必要なく、多くの（ＣＴ）Ｘ線管の能力と一緒に安価に製造することができる、製作するのが非常に容易なグリッド様の構造が、Ｘ線の焦点スポットをアノードの方向にわずかに移動させるために使用される。これにより、患者を通過するＸ線束（Ｘ線強度）を変調することが可能になる。Ｘ線の焦点スポットを大きく移動させることができる他のＸ線管も使用されることができる。
【００８３】
図４に示すグリッドフィルタのこの方向の１次元構造に続き、鉛やタングステン、モリブデンなどで作られる中間スペーサ物質であるラメラは、ラメラが空間の一点又は一本の線の方向を向くように配置されている。この組み合わせにより、この点が有限の距離にある場合には、フォーカスグリッドが得られる。グリッドは、物理的な有害物及び／又は湿気からラメラの繊細なスタックを保護するためのカバープレートを有することができる。スタッキングプロセスを使用して、各ラメラを非常に正確に位置決めし、その後、既に存在するスタックに接着することで、グリッドを製造することができる。このようにして、最新の製造装置を使用して、ラインペア／ｃｍ、比率又は焦点距離などのさまざまなパラメータをもつグリッドが製造されることができる。この１次元格子構造をＸ線管の近くに、好ましくはコリメータの内側又は真下に配置することにより、焦点スポットがわずかに移動されたときに急激に低下する透過率が実現さされることができる。これは、１次元格子構造が十分な比率（＝Ｘ線吸収層間のスペーサ物質のアスペクト比）をもっている場合に、患者に入射するＸ線束を変化（変調）させることができるためである。
【００８４】
図５は、図４を参照して説明したグリッドフィルタの１次元構造に関連する更なる詳細を図式的に示す。１次元構造の吸収プロファイルは、実際にはボウタイプロファイルを有する。このようにして、焦点スポットの移動によって図４に関して論じたようなＸ線ビーム全体の強度を均一に変化させることができることに加えて、Ｘ線ビームの中心部は、人体の断面に合致するように、端部よりも高い強度を有する。これは、ラメラ間の基礎構造が適切な吸収プロファイルを有することで、中央部での吸収が少なく、側方に向かって吸収が増加し、及び／又はラメラの厚さを変化させることで、中央部から離れるに従って厚さが増大し、及び／又はラメラが公称最大位置ですべて焦点スポットに向かないようにラメラを角度付けて、端部へ向かって吸収が増大することによって達成される。
【００８５】
こうして、図４−図５を参照して、グリッドフィルタの１次元構造は、動的なボウタイ能力を提供し、ボウタイ吸収プロファイルは、強度変調されることが可能である。
【００８６】
更に、患者の大きさはさまざまであり、例えば小さな子供の胸は、大柄な男性の胸よりも小さい。そのため、この方向のグリッドフィルタの構造は、図６に示すように、１次元の動的ボウタイ構造を１つだけもつのではなく、複数のボウタイ構造が横に並んで重ねられている。焦点スポットのわずかな移動は、特定のボウタイ、例えば大人用に最適化されたボウタイの強度変調を可能にし、その後、小さな子供を検査する場合には、焦点スポットを大きく移動して、子供用に最適化された別のボウタイを利用することができる。そのボウタイの場合、上記と同じやり方で、焦点スポットの小さな移動を使用して、子供用のボウタイの強度を変調することができる。
【００８７】
しかしながら、デュアルエネルギーデータセットが提供される場合、Ｘ線検査から更なる診断情報が提供されることができる。従って、図７に示すように、グリッドフィルタは、第１の１次元構造と直交する第２の１次元構造を有する。第１の１次元構造を簡単にビーム変調グリッドと呼ぶことができ、第２の１次元構造をスペクトルグリッドフィルタと呼ぶことができる。スペクトルグリッドフィルタは、ビーム変調グリッドに類似しており、ラメラから作られるが、これらは、第１のラメラとは異なる物質である。従って、上述したように、焦点スポットが第１の方向に移動されると、ビーム強度の均一な変化があり、ここで、このＸ線ビームは第１のエネルギースペクトルを有する。しかしながら、焦点スポットは、スペクトルグリッドフィルタのラメラに垂直な方向に移動されることができ、これにより、エネルギースペクトルの変化が生じる。このようにして、ガントリが患者の周りを回転するとき、強度は、患者の回転的に非対称なプロファイルに一致するように、おそらく低周波数で徐々に変調されることができる。しかしながら、取得フレームごとに、焦点スポットは、この第２の方向における第１の位置から第２の位置へ、そして第１の位置へと繰り返し移動されることができる。このようにして、各視野角において、取得と取得の間に非常にわずかな回転運動を伴うだけで、デュアルエネルギーデータが取得され、その結果として得られる画像は、畳み込みを解かれ、物質の基底セットが生成されることができる。このように、強度変調はＨｚ、数十Ｈｚ、数百Ｈｚの周波数で、スペクトル変調は５ｋＨｚ、１０ｋＨｚなどの周波数で行われることができる。また、１フレームだけフィルタ濾過なしで撮影した後、２フレーム、３フレーム、４フレーム、５フレームが高フィルタ濾過で取得されることができる。
【００８８】
こうして、グリッドフィルタは、動的ボウタイ機能に関して最適化された第１のグリッドを有し、一方向に制御されるゆっくりと変化する焦点スポット位置とアラインされる。グリッドフィルタは更に、第１のグリッドの上（又は下）にある第２のグリッドを有し、これは回転され、主にスペクトルフィルタとして設計される。焦点スポットの直交方向への移動は、フィルタラメラを通る経路、又はフィルタリングされない直接経路を制御して、２つの異なるＸ線ビームエネルギースペクトルを提供する。両方の要素が回転されアラインされるので、高速スペクトル変調から独立した強度変調（低速）の制御が可能である。
【００８９】
上述したように、両グリッドのラメラ構造は、箔層スタッキング技術において製造されることができる。次に、両方のグリッドをスタックグリッドに接続するために、いくつかのラメラ（ｘ番目のラメラ）の延長部が、ダイシングされたスロットにフィットして、他のグリッドと機械的に交差し、それらが互いに接着され又は溶接される。付加の製造技術は更に、２つのグリッドの構成要素をフレームに固定したり、規定された位置に接着又は固定する前に、機械的な微調整要素を使用して２つの個々の層の周りに簡単なフレームを固定したりするような複雑な構造も可能にする。レーザー焼結による鉛又はタングステン又はモリブデンのようなＸ線吸収物質を用いた個々の３Ｄプリントフレームが、箔層スタックラメラのためのフレームを構築するために使用されることができる技術である。
【００９０】
別の例示的な実施形態において、適切なシステム上で、上述の実施形態の１つに従った方法のステップを実行するように構成されることを特徴とする、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。
【００９１】
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てもよく、これはまた、一実施形態の一部であってもよい。このコンピューティングユニットは、上述の方法のステップを実行し又は実行を引き起こするように構成されてもよい。更に、このコンピューティングユニットは、上述した装置及び／又はシステムの構成要素を動作させるように構成されることもできる。この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構成されてもよい。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てもよい。データプロセッサは、このようにして、上述の実施形態のいずれかに従った方法を実行するように装備されることができる。
【００９２】
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と、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変えるコンピュータプログラムとの両方をカバーする。
【００９３】
更に、コンピュータプログラム要素は、上記のような方法の例示的な実施形態の手順を実行するために必要なすべてのステップを提供することができる。
【００９４】
本発明の他の例示的な実施形態によれば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提示され、コンピュータ可読媒体は、その上に記憶されたコンピュータプログラム要素を有し、そのコンピュータプログラム要素は、前項で説明されたコンピュータプログラム要素である。
【００９５】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に、又は他のハードウェアの一部として提供される光記憶媒体や固体媒体などの適切な媒体に記憶され及び／又は配布されてもよいが、他の形態で、例えばインターネットや他の有線又は無線の電気通信システムを介して配布されてもよい。
【００９６】
しかしながら、コンピュータプログラムは更に、ワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提示されてもよく、そ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てもよい。本発明の他の例示的な実施形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロード可能にするための媒体が提供され、このコンピュータプログラム要素は、本発明の上記で説明した実施形態の１つに従った方法を実行するように構成される。
【００９７】
本発明の実施形態が、個々の異なる主題に関して記載されていることに留意しなければならない。特に、いくつかの実施形態は、方法タイプの請求項に関して記載されているのに対し、他の実施形態は、装置タイプの請求項に関して記載されている。しかしながら、当業者であれば、別段の記述がない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴の間の任意の組み合わせも本願で開示されていると考えられることを、上記及び以下の説明から理解するであろう。しかしながら、すべての特徴は、特徴の単純な合計以上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。
【００９８】
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されてきたが、そのような図示及び説明は、例示的又は例示的なものであり、制限的なものではないと考えるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形例は、図面、開示、及び従属請求項の検討から、請求項に記載の発明を実施する際に当業者によって理解され、実現されるることができる。
【００９９】
請求項において、「有する、含む（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に記載の複数の項目の機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項で言及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を有利に使用することができないことを示すものではない。請求項のいかなる参照符号も、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
2021506527.tif 000004
【図２】
2021506527.tif 000005
【図３】
2021506527.tif 000006
【図４】
2021506527.tif 000007
【図５】
2021506527.tif 000008
【図６】
2021506527.tif 000009
【図７】
2021506527.tif 000010
【国際調査報告】
2021506527.tif 000011
2021506527.tif 000012
2021506527.tif 000013