(57)【要約】本発明は、Ｘ線ビームを通過させるための少なくとも１つのスリットを形成可能である少なくとも１つの吸収要素（３０，３１；５１）を備え、Ｘ線ビームを制限する絞り装置（３）に関する。吸収要素（３０，３１；５１）は、スリット（３２；５２〜５８）がスリット長手方向（４２）に変化するスリット幅（ｌ）、特に一方のスリット端部または両方のスリット端部へ向かって増大するスリット幅（ｌ）を有するように湾曲させられ、特にスリット側に湾曲させられている。互いに相対的に移動可能な吸収要素（３０，３１）が存在するか、または１つの吸収要素（５１）が好ましくは単一部材からなる構造体として形成され、その構造体には互いに異なる平均スリット幅（ｌ）を有する複数のスリット（５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８）が設けられている。本発明は本発明による絞り装置（３）を備えたコンピュータ断層撮影装置（１）に関する。
2006500573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ビームを通過させるための少なくとも１つのスリットを形成可能である少なくとも１つの吸収要素（３０，３１；５１）を備え、Ｘ線ビームを制限する絞り装置（３）において、吸収要素（３０，３１；５１）は、スリット（３２；５２〜５８）がスリット長手方向（４２）に変化するスリット幅（ｌ）を有するように形成されていることを特徴とする絞り装置（３）。
【請求項２】
スリット長手方向（４２）に見て、スリット幅（ｌ）は、特に中央位置から出発して一方のスリット端部または両方のスリット端部に向かって増大することを特徴とする請求項１記載の絞り装置（３）。
【請求項３】
吸収要素（３０，３１；５１）はスリット側に、湾曲した外側輪郭または湾曲を多角形に近似する外側輪郭を有することを特徴とする請求項１又は２記載の絞り装置（３）。
【請求項４】
吸収要素（３０，３１；５１）は、スリット（３２）が一定のスリット幅（ｌ）の第１の範囲（４５）と、スリット長手方向（４２）に変化するスリット幅（ｌ）を持つ少なくとも１つの第２の範囲（４６，４７）とを有するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の絞り装置（３）。
【請求項５】
スリット長手方向（４２）に見て、第１の範囲（４５）は中央部に配置され、その中央部に配置された第１の範囲（４５）の両側にスリット長手方向（４２）に変化するスリット幅（ｌ）を持つそれぞれ１つの第２の範囲（４６，４７）が存在することを特徴とする請求項４記載の絞り装置（３）。
【請求項６】
互いに向かい合いかつＸ線ビームを可変に制限可能であるように相互間隔を調整可能である２つの吸収要素（３０，３１）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の絞り装置（３）。
【請求項７】
吸収要素（３０，３１）が好ましくは互いに独立してスリット長手方向（４２）に対して垂直にまたは斜めに移動可能であるように吸収要素（３０，３１）に作用する調整装置（６１）が設けられていることを特徴とする請求項６記載の絞り装置（３）。
【請求項８】
吸収要素（５１）は、好ましくは単一部材からなる構造体として形成され、この構造体には互いに異なる平均スリット幅を有する複数のスリット（５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８）が設けられ、これらのスリットのうち少なくとも１つ、好ましくは全てが、スリット長手方向（４２）に変化するスリット幅（ｌ）を有することを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の絞り装置（３）。
【請求項９】
吸収要素（５１）の構造体は平らに、特に板状または盤状に形成されていることを特徴とする請求項７又は８記載の絞り装置（３）。
【請求項１０】
システム軸線（Ｚ）の周りを回転可能なＸ線放射器（２）とＸ線検出器（５）とＸ線放射器側の絞り装置（３）とを備えたコンピュータ断層撮影装置（１）において、絞り装置（３）が請求項１乃至９の１つに基づいて構成されていることを特徴とするコンピュータ断層撮影装置（１）。
【請求項１１】
スリット幅（ｌ）はファン角（β）のコサイン関数値に依存して変化し、ファン角（β）はＸ線ビームの中心から離れたＸ線と中心Ｘ線（３６Ａ）との間の角度であること特徴とする請求項１０記載のコンピュータ断層撮影装置（１）。
【請求項１２】
スリット幅（ｌ）はｌ（β）＝Ｃ／ｃｏｓβ＋Ｄ（但し、Ｃ，Ｄは当該スリット（３２；５２〜５８）についての定数を表す）に従って変化することを特徴とする請求項１０又は１１記載のコンピュータ断層撮影装置（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ビームを通過させるための少なくとも１つのスリットを形成可能である少なくとも１つの吸収要素を備え、Ｘ線ビームを制限する絞り装置に関する。更に、本発明は、システム軸線の周りを回転可能なＸ線放射器とＸ線検出器とＸ線放射器側の絞り装置とを備えたコンピュータ断層撮影装置に関する。
【０００２】
Ｘ線診断装置において検査対象つまり患者を検査する際に、検査対象がＸ線源から送出されたＸ線ビーム内に搬入され、検査対象により生じるＸ線減弱がＸ線検出器によって検出される。従って、検査対象はＸ線放射器とＸ線検出器との間のＸ線経路内に位置する。一般にＸ線放射器として使用されるＸ線管は、患者での検査に必要とされるよりも著しく大きな空間角度でＸ線を放射する。従って、患者の不必要なＸ線負担を避けるために、必要でないＸ線を除去する必要がある。このために従来のＸ線装置ではＸ線経路においてＸ線放射器の直後にＸ線放射器側の絞り装置を取付けることが知られており、この絞り装置は一次Ｘ線絞りとも呼ばれる。吸収要素として互いに逆方向に移動可能な絞り板を備えたこのような一次Ｘ線絞りは、例えば欧州特許出願公開第０１８７２４５号明細書から公知である。
【０００３】
複数行Ｘ線検出器を備えたコンピュータ断層撮影装置では、Ｘ線放射器と患者との間のＸ線経路に配置されているＸ線放射器側の絞り装置のほかにさらに、患者とＸ線検出器との間のＸ線経路に配置されている検出器側つまり検出器近くのＸ線絞りもしばしば使用される。それによって、存在する複数の検出器行から１つ又は複数の検出器行を遮蔽して残りの検出器行を活性の検出器行として設定することができる。コンピュータ断層撮影装置、特に第３世代のコンピュータ断層撮影装置では、Ｘ線検出器がＸ線放射器と共に、ガントリ（回転枠）上に固定されて患者の周りを回転するので、Ｘ線検出器は一般に方位角の方向に湾曲させられている。この形状への適合において、特に一定の相互距離を実現するために、独国特許第４２２６８６１号明細書に開示されたコンピュータ断層撮影装置用の検出器側絞りは弓形絞り板を用いて構成されている。
【０００４】
Ｘ線放射器側の絞りに関しては、この絞りが、Ｘ線検出器によって、特にその活性の検出器行によって実際にも検出可能であるＸ線だけを通過させるという目標設定が存在する。他のＸ線は不必要に患者を透過して、Ｘ線負担を不必要に高めるだけである。コンピュータ断層撮影装置における複数行のＸ線検出器アレイは一般に直交する行および列に配置された検出器要素を装備し、一次Ｘ線絞りに関しては正確に矩形のＸ線ビームに絞り込む目標設定が存在する。換言するならば、生じる断層輪郭に所望の形および半値幅をとらせようとするものである。従来の平面のまたは平坦な絞り板つまり吸収要素の場合、これは、それぞれＸ線放射器の焦点から絞り板への入射点まで測ったＸ線ビームの異なるＸ線距離のために、完全には不可能である。絞込み時に相応の不都合なエッジ効果を回避するために、米国特許第６３９６９０２号明細書には、担持体つまり基体に種々のしかしそれぞれ一定の幅の複数のスリットが設けられているＸ線コリメータが記載されている。担持体は絞込みスリットも曲がるように曲げられている。スリットの曲がりは、Ｘ線検出器上に絞り込まれるＸ線ビームの横断面が正確に矩形状となることを保証する。
【０００５】
種々の検査方法のために、種々の複数の活性検出器行に絞り込まれるかまたは患者軸線の方向に種々の幅に絞り込まれるＸ線ビームにより動作することができるようにするために、米国特許第６３９６９０２号明細書から公知のＸ線コリメータでは、Ｘ線吸収材料から作られた担持体全体が移動されなければならない。そこでの開示によれば、これは担持体の回転によって行なわれ、そのために担持体はなおも第２の軸線の周りにも曲げられている（皿形）。他の絞りスリットも再び通過位置に持ち込むことができるようにするために回転軸線はＸ線の焦点の高さになければならない。これは場合によっては非常に大きな機械的な費用を要する。
【０００６】
この代替としては回転させられる担持体が押し込み移動によって正しい位置へ再調整されなければならず、これも同様に非常に高価である。
【０００７】
更に、２つの軸線の周りに曲げられた担持体の製造も同様に高コストにつながり、しかも、これはＸ線吸収材料すなわち大きい原子番号を持つ材料から製造されなければならない。更に、米国特許第６３９６９０２号明細書から公知のＸ線コリメータにおいては、その大きな構成ボリュームが欠点である。
【０００８】
本発明の課題は、僅かな費用で製造することができ、僅かなスペースしか要求せず、それにもかかわらず、場合によっては付設されたＸ線検出器の形状に整合した絞込みを可能にする絞り装置を提供することにある。このためにコンピュータ断層撮影装置も提供しようとするものである。
【０００９】
最初に述べた課題は、冒頭に述べた絞り装置において、本発明によれば、吸収要素が、スリットがスリット長手方向に変化するスリット幅を有するように形成されていることによって解決される。
【００１０】
本発明による絞り装置は、例えば矩形状の絞込みを達成するために、１つまたは複数の吸収要素が例えばバナナ状に湾曲させられた形状を有する必要がない利点を有する。むしろスリットは１つの平面内にあり、同様に３番目の次元に向かって曲げられる必要がない。従って、１つまたは複数の吸収要素は平らまたはほぼ平ら、例えば板状もしくは棒状であると好ましい。従って、絞り装置は簡単にかつ省スペースで製造可能である。
【００１１】
有利な実施態様によれば、スリット長手方向に見て、スリット幅は、特に中央位置から出発して一方のスリット端部または両方のスリット端部に向かって増大する。これにより、矩形状の検出器形状に整合した絞り込みが特に良好に達成可能である。
【００１２】
吸収要素はスリット側に、湾曲した外側輪郭または湾曲を多角形に近似する外側輪郭を有すると好ましい。例えば、１つまたは複数の吸収要素のスリット側が凸状に形成されている。
【００１３】
絞り装置の特に簡単に製造可能な実施態様では、吸収要素は、スリットが一定のスリット幅の第１の範囲と、スリット長手方向に変化するスリット幅を持つ少なくとも１つの第２の範囲とを有するように形成されている。
【００１４】
スリット長手方向に見て、第１の範囲は中央部に配置され、その中央部に配置された第１の範囲の両側にスリット長手方向に変化するスリット幅を持つそれぞれ１つの第２の範囲が存在する。
【００１５】
第１の有利な変形例では、本発明による絞り装置において、既に述べた吸収要素のほかに少なくとも１つの他の吸収要素が存在する。他の吸収要素は、同様に、スリットがスリット長手方向に変化するスリット幅を有するように形成されているとよい。特に他の吸収要素は、既に述べた吸収要素と同様に、両者の外側が等しくなるように形成されている。従って全体として、この変形例では、少なくとも２つの互いに向かい合う吸収要素が存在する。吸収要素は、Ｘ線ビームを可変に制限可能であるように相互間隔を調整可能である。
【００１６】
形状の等しい吸収要素の場合、これらの吸収要素は鏡面対称に向かい合っていると好ましく、従って、吸収要素同士の互いにぴったり合った部分が、同一基準点に関して測って等しいスリット幅変化（「等しいスリット幅」）で互いに向かい合っている。
【００１７】
第１の有利な変形例に基づく絞り装置は、個々に製造可能な、場合によっては同一のまたは等しい吸収要素から特に簡単に製造可能であるので好ましい。
【００１８】
第１の有利な変形例において、吸収要素がスリット長手方向に対して垂直にまたは斜めに移動可能であるように吸収要素に作用する調整装置が設けられていると好ましい。これから、吸収要素間つまり絞り部材間のスリット幅が無段階または自由に選択可能であり、それによりこの絞り装置を装備したコンピュータ断層撮影装置に設定可能なスライス厚が不連続の値だけを取るのではないという特別な利点がもたらされる。幅広い検出器行も部分的にだけ照射可能であり、従って検出器要素の幅よりも薄いスライスも簡単に可能である。
【００１９】
更に、なおも、作動中にＸ線放射器の焦点サイズが変化した際には絞り設定の再調整が可能である。
【００２０】
移動は、特に絞り装置を装備したＣＴ装置のシステム軸線に対して平行な方向に行なわれる。しかしながら、吸収要素の非常に省スペースの平行四辺形の移動も可能であり、吸収要素の平行整列が常に維持されながら、スリット長手方向に対して垂直な移動成分のほかに、スリット長手方向に対して平行な移動成分が生じる。このような平行四辺形の移動は、特に独国特許第４２２６８６１号明細書、特にその請求項１に記載されている。
【００２１】
第１の変形例の特に優れた実施態様によれば、吸収要素は互いに独立に移動可能である。それにより吸収要素を互いに逆方向に移動させることができるばかりでなく、同一方向に同時に移動させることも可能である。それによって、例えば、作動中にＸ線放射器の焦点位置が変化した際にも絞り再調節が可能である（焦点追跡）。これは、スライス全体がｚ方向に一定のスライス幅で移動可能であることを意味する。更に、それによりコリメート幅の動的な変化が可能であり、しかも、吸収要素の一方が走査開始時にまだ閉じられており、走査開始およびシステム軸線の方向に行なわれる患者並進移動の開始と共に初めて開かれることによって、スパイラル走査の開始時および終了時に願わしくない過剰放射を低減することができる。同じことが走査終了に対して逆に当てはまる。
【００２２】
調整装置は各吸収要素のために個別の調整手段を有し、調整手段は該当する吸収要素の直線移動のために構成されていると好ましい。この種の直線移動によって、吸収要素同士の“等しいスリット幅”を持つ互いにぴったり合った部分がシステム軸線の方向への相対移動後もなおも互いに向かい合っていることが保証されるので好ましい。
【００２３】
調整手段は、好ましくは１つの共通の直線ガイドと、吸収要素に作用するそれぞれ１つの駆動手段とを有すると特に有利である。
【００２４】
第２の有利な変形例によれば、本発明による絞り装置において、吸収要素が、好ましくは単一部材からなる構造体として形成され、この構造体には互いに異なる平均スリット幅を有する複数のスリットが設けられ、これらのスリットのうち少なくとも１つ、好ましくは全てが、スリット長手方向に変化するスリット幅を有する。平均スリット幅として、例えばスリット長手方向において異なるスリット幅の算術平均値が基礎になる。
【００２５】
スリットは、それらのスリット長手方向を好ましくは互いに平行に整列させられている。
【００２６】
構造体は、特に、絞り装置を装備したコンピュータ断層撮影装置のシステム軸線に対して特に平行であるスリット長手方向に対して垂直な方向に全体として移動可能であり、このために駆動手段および／または直線ガイドが存在するとよい。
【００２７】
省スペースのコンパクトな構造様式に関しては、吸収要素の構造体が平らに、特に板状または盤状に形成されていると特に有利である。このような板や盤は特に簡単に直線状に移動可能である。
【００２８】
装置に関する課題は、冒頭に述べたコンピュータ断層撮影装置において、本発明によれば、コンピュータ断層撮影装置の絞り装置が本発明による絞り装置に応じて形成されていることによって解決される。スリット長手方向は好ましくはシステム軸線すなわち回転軸線に対して垂直な方向である。
【００２９】
本発明によるコンピュータ断層撮影装置に対して、利点および有利な構成および変形例は本発明による絞り装置と同様に当てはまる。
【００３０】
コンピュータ断層撮影装置のＸ線検出器は、マトリックス状の検出器アレイ、例えば複数行検出器または平面状検出器である。
【００３１】
コンピュータ断層撮影装置の全く特別の構成によれば、スリット幅ｌ＝ｌ（β）はファン角βのコサイン関数値に依存して変化し、ファン角βはＸ線ビームの中心から離れたＸ線と中心Ｘ線との間の角度である
【００３２】
その変化は次式によって表される。
ｌ（β）＝Ｃ／ｃｏｓβ＋Ｄ
但し、Ｃ，Ｄは当該スリットについての定数として製造時に選択可能である。
【００３３】
以下において本発明を３つの実施例に基づいて且つ部分的に概略的に示された図１乃至図７により更に詳細に説明する。
図１は本発明による絞り装置を有するＣＴ装置を一部に斜視図を含むブロック図で示す。
図２は絞り装置の機能を説明するために公知の絞り装置を斜視図で示す。
図３は他の公知の絞り装置を示す。
図４は図１によるＣＴ装置の絞り装置の第１の実施例の概略図を示す。
図５は図１によるＣＴ装置の絞り装置の第２の実施例の概略図を示す。
図６は図１によるＣＴ装置の絞り装置の第３の実施例の概略図を示す。
図７は図４および図５の絞り装置を横断面図で示す。
【００３４】
図１には第３世代のＣＴ装置１の重要部分が示されている。この測定装置はＸ線放射器２とＸ線検出器５とを有する。Ｘ線放射器２は、このＸ線放射器２の前に置かれたＸ線放射器側の絞り装置３を備えている。Ｘ線検出器５は、複数の行および列に並べられている図１に４で示された検出器要素の平面状アレイとして構成され、Ｘ線検出器５の前に置かれたＸ線検出器側の光学的な（明示されていない）Ｘ線絞りを備えている。図１では、図を見やすくするために、４行の検出器要素４しか示されていない。しかしながら、Ｘ線検出器５はそれ以上の行の検出器要素４を持っていてもよいし、異なる幅ｂを有する検出器要素４を選択的に持つこともできる。
【００３５】
一方では絞り装置３を備えたＸ線放射器２と、他方ではＸ線絞りを備えたＸ線検出器５とが、（明示されていない）回転枠（ガントリ）に、ＣＴ装置１の作動時にＸ線放射器２から出射して調整可能な絞り装置３によって絞られた縁部ビーム８を有するピラミッド状のＸ線ビームがＸ線検出器５に入射するように向かい合わせに取付けられている。絞り装置３により、および必要に応じて検出器側のＸ線絞りにより、Ｘ線検出器５においてＸ線ビームが直接的に入射することのできる範囲のみが開放されるように、Ｘ線ビームの横断面（より正確には半値幅）が調整される。これは、図１に示されている作動モードでは、活性行と呼ばれる４行の検出器要素４である。場合によって存在するそれ以上の行は検出器近くのＸ線絞りによって覆われ、従って活性でない。絞り装置３は、どうせ活性行に到達しないＸ線を検査対象、特に患者から遠ざけることによって、検査対象つまり患者の不必要なＸ線負担を回避するために特に重要である。
【００３６】
回転枠は、図示されていない駆動装置によりシステム軸線Ｚの周りを回転させることができる。システム軸線Ｚは、図１に示されている直交空間座標系のｚ軸に平行に延びている。
【００３７】
Ｘ線検出器５の列は同様にｚ軸の方向に延びているのに対して、ｚ軸方向に測られる例えば１ｃｍの幅ｂを有する行はシステム軸線Ｚもしくはｚ軸に対して直角方向に延びている。Ｘ線検出器５は、ｚ軸に対して平行な軸線に対して湾曲させられているかもしくはアーチ形にされている。
【００３８】
検査対象、例えば患者をＸ線ビームのＸ線経路中に搬入することができるようにするために、システム軸線Ｚに対して平行につまりｚ軸方向に移動可能である寝台装置９が設けられ、しかも寝台装置９は、回転枠の回転運動と寝台装置９の並進運動との間に、回転速度と並進速度との比が一定となるような同期化が存在するように移動される。この比は回転枠の一回転当たりに寝台装置９の送りＨの所望値が選択されることによって調整可能である。
【００３９】
従って、寝台装置９上に存在する検査対象のボリュームをボリューム走査の過程で検査することができ、ボリューム走査は、回転枠の回転と同時の寝台装置９の並進のもとに回転枠の一回転当たりに複数の投影が異なる投影方向からの撮影されるようにスパイラル走査の形で行なわれる。スパイラル走査ではＸ線放射器２の焦点Ｆが寝台装置９に対して相対的にスパイラル軌道Ｓ上を移動する。このスパイラル走査の代わりに順次走査も可能である。
【００４０】
スパイラル走査中にＸ線検出器５の各活性行の検出器要素４からパラレルに読出され個々の投影に対応する測定データが、データ処理ユニット１０においてディジタル／アナログ変換を施され、シリアル化されて画像コンピュータ１１に伝達される。画像コンピュータ１１は画像再構成の結果を表示ユニット１６、例えばビデオモニタに表示させる。
【００４１】
Ｘ線放射器２、例えばＸ線管は、（オプションとして同様に共に回転する）高電圧発生装置１７によって必要な電圧および電流を供給される。これらをそれぞれ必要な値に調整できるようにするために、高電圧発生装置１７には、必要な調整を行なうキーボード１９を備えた制御ユニット１８が付設されている。
【００４２】
ＣＴ装置１のその他の操作および制御も制御ユニット１８およびキーボード１９により行なわれ、これは、制御ユニット１８が画像コンピュータ１１に接続されていることによって示されている。
【００４３】
特に、検出器要素４の活性行の個数と、絞り装置３の位置およびオプションである検出器側のＸ線絞りの位置とが調整されるとよい。このために制御ユニット１８は、絞り装置３およびオプションである検出器側のＸ線絞りに付設された調整ユニット２０もしくは２１に接続されている。更に、回転枠が全回転のために要する回転時間が調整可能であり、このことは回転枠に付設された駆動ユニット２２が制御ユニット１８に接続されていることによって示されている。
【００４４】
図２には、２つの別々の平らな吸収要素３０Ａ，３１Ａを備えた公知の絞り装置３Ａにおいてどのような絞込みが生じるかが示されている。Ｘ線放射器２Ａの焦点Ｆから出射する縁部Ｘ線８Ａを有するＸ線ビームが示されている。Ｘ線ビームは複数のＸ線を有する。各Ｘ線についてファン角βが存在する。ファン角βは、絞り装置３Ａを中央位置において垂直に通過する中央Ｘ線３６Ａに対して測定される。吸収要素３０Ａ，３１Ａからの中央Ｘ線３６Ａの距離はｈ0で示されている。
【００４５】
絞り装置３Ａの平面は焦点Fから回転軸線Ｚ（図１参照）への接続線に対して垂直な平面である。この接続線は図２では中央Ｘ線３６Ａと一致する。
【００４６】
図示の従来の絞り装置３Ａは全てのファン角βについて等しい開き幅すなわちスリット幅ｌを有する。これから次の問題点が生じる。すなわち、図２において背面側の吸収要素３０Ａを通過する両縁部Ｘ線８Ａは、焦点Ｆから出発して吸収要素３０Ａまでそれぞれ距離ｈ（β）だけ進む。距離ｈ（β）はファン角βに依存する。
ｈ（β）＝ｈ0／ｃｏｓβ＞ｈ0                  ［式１]
【００４７】
これに対して、中央Ｘ線３６Ａの同様な距離ｈ0は縁部Ｘ線８Ａよりも僅かな値を有する。同じことがスリット３２Ａの向かい側における縁部Ｘ線に対しても当てはまる。この結果、個別の検出器要素４Ａを有するＸ線検出器５Ａ上に、横断面において矩形状でない外側輪郭３４Ａを有するＸ線ビームが絞り込まれる。ここで照射された検出器行の全ての検出器要素４Ａをそれらの幅ｂに関して完全に照射するためには、縁部の幅ｄ（β）が検出器行の幅ｂにほぼ一致するように外側輪郭３４Ａが調整されなければならない。異なる距離ｈ（β）≠ｈ0の結果、検出器行の中央部にＸ線ビームの外側輪郭３４Ａのより大きな幅ｄ0が生じる。腹の形をしたこの範囲に射し込むＸ線ビーム成分は、ここでは誇張して表示されているがそれでもやはり線量に関して障害となり、結局は利用されない。
【００４８】
中央から離れたファン角βについての絞り幅ｄ（β）に関してＸ線の定理から、
ｄ（β）＝ｘ・ｌ／ｈ（β）                ［式２］
が生じ、これと式１とによって式（３）が生じる。
ｄ（β）＝ｘ・ｌ・ｃｏｓβ／ｈ0           ［式３］
【００４９】
これらの式において、ｘは焦点−検出器間距離を表す。検出器５Ａの湾曲（図１も参照）により、縁部Ｘ線８Ａについてのｘは中央Ｘ線３６Ａについてのｘと同じ大きさである。ｈ0は焦点−回転軸線間距離と絞り−回転軸線間距離との差であり、典型的には２００ｍｍである。
【００５０】
図３にはＣＴ装置の公知の他の絞り装置３Ａが概略斜視図で示されている。絞り装置３Ａは湾曲した吸収要素５１Ａを有し、この吸収要素５１Ａにはスリット３２Ａが形成され、Ｘ線放射器２Ａの焦点Ｆから出たＸ線がこのスリット３２Ａを通過する。吸収要素５１Ａは円弧状に湾曲させられ、円弧の中心点はＸ線放射器２Ａの焦点Ｆにある。それによって、式１により示された問題点に関して、それぞれ焦点から吸収要素５１Ａまで測られた縁部Ｘ線８Ａの距離も中央Ｘ線３６Ａの距離も等しい値ｈを有することが保証される。それによって、湾曲したＸ線検出器５Ａ上に絞り込まれたＸ線ビームが横断面において矩形状の外側輪郭３４Ａを有し、その一定幅ｄを１つまたは複数の検出器行の幅ｂにぴったり合わせることができる。
【００５１】
図４には湾曲した検出器５を備えた図１のＣＴ装置１に組み込まれているような本発明による絞り装置３の第１の実施例が概略図で示されている。ジオメトリ、特に焦点−検出器間距離ｘに関するジオメトリも、図２のジオメトリと大部分同じであり、このために使用された符号に関してはこの図に既に使用された符号が用いられる。
【００５２】
重金属、例えばタングステンまたは／およびタンタルから作られた両吸収要素３０，３１は、互いに独立に、特に同期してまたは逆方向に移動可能または搬送可能であり、これは図４に両方向矢印４０，４１によって示されている。吸収要素３０，３１はスリット側に、スリット３２がスリット長手方向に変化しスリット端部へ向かって増大するスリット幅ｌを有するように湾曲させられた外側輪郭を有する。吸収要素３０，３１はスリットを形成する縁部が対応した輪郭を描いている。
【００５３】
本発明は、式１からもたらされる問題が、式３から出発して、絞り幅ｄ（β）を一定としてすなわちｄ（β）≡ｄとし、その後式３がファン角βにともなって変化すると仮定されたスリット幅ｌ＝ｌ（β）に基づいて解かれることによって解決されるという考えに基づいている。
ｌ（β）＝ｄ・ｈ0／（ｘ・ｃｏｓβ）                ［式４］
【００５４】
従って、スリット幅ｌ＝ｌ（β）は、一般にファン角βにともなって、
ｌ（β）＝Ｃ／ｃｏｓβ＋Ｄ＝Ｃ・ｓｅｃβ＋Ｄ        ［式５］
に従って変化する。但し、Ｃ，Ｄは、当該スリット３２について、ファン角βに依存しない定数とみなされている。
【００５５】
大きすぎない角度については、級数展開に基づいて近似された曲線経過が使用可能である。
ｌ（β）＝Ｅ＋Ｆ・β2                                ［式６］
但し、Ｅ，Ｆは当該スリット３２についての定数として選択可能である。
【００５６】
図５には、図１のＣＴ装置１に組み込むことができるような本発明による絞り装置３の第２の実施例が示されている。図４の実施例と違って、吸収要素３０，３１のスリットを形成する縁部４３Ａもしくは４４Ａは、湾曲させられているのではなく、複数の直線区間から合成されている。従って、吸収要素３０，３１は湾曲を多角形状に近似する外側輪郭を有する。中央における約５０ｍｍの長さの第１の範囲４５において、スリット幅ｌは一定である。第１の範囲４５の両側に隣接する第２の範囲４６，４７（長さ：約７５ｍｍ）のそれぞれにおいて、スリット幅ｌは端部に向かって直線的に増大する。スリット幅ｌの増大分Δｌは例えば０．４ｍｍである。
【００５７】
図５による絞り装置３の構成は、調整装置が絞り開きの変更時に吸収要素３０，３１間に平行四辺形の相対的な移動を発生させる場合に特に有利である。というのは次のことが明らかになったからである。すなわち、平行四辺形の移動の際にとりわけｘ方向に起こり吸収要素３０，３１の中心の位置ずれを生じる移動は、絞り装置３が３つの範囲４５，４６，４７により構成されている場合には特にほとんど現われず、特にこれに関する誤差は測定の開始時に行なわれた較正によって十分に修正される。
【００５８】
図６には、図１のＣＴ装置１に同様に組み込むことができるような本発明による絞り装置３の第３の実施例が示されている。この実施例において、単一部材からなる板状または盤状の唯一の吸収要素５１だけが存在し、この吸収要素５１には互いに異なる平均スリット幅を有する複数のスリット４２，５３，５４，５５，５６，５７，５８が設けられている。スリット４２，５３，５４，５５，５６，５７，５８はスリット長手方向４２において平行に整列させられ、すべてがスリット長手方向４２に変化するスリット幅ｌを有する。吸収要素５１のｚ方向に測った長さＬは約７０ｍｍであり、ｘ方向に測ったその幅Ｂは約２００ｍｍである。従って、吸収要素５１は、図６では、輪郭を描かれた開口をよりよく表示するために、統一のとれた尺度で表示されていない。吸収要素５１は、ｚ方向に、つまりスリット長手方向に対して垂直な方向に直線的に移動可能であり、これは両方向矢印５９で示されている。駆動手段６０およびガイド要素６１を含む相応の調整手段は概略的にのみ示されている。
【００５９】
図７には図４および図５の絞り装置３がｚ方向の横断面図でもう一度示されている。この図７から、絞り装置３の完全な閉鎖のために必要な吸収要素３０，３１の部分的な重なりを達成するために、出射したＸ線ビームの方向にほぼ対応する高さ方向ｙにおいて、吸収要素３０，３１が僅かに互いにずらされていることが明らかである。
【００６０】
更に、図７から、調整装置６１として、一方の吸収要素３０のために第１の駆動手段６３が存在し、他方の吸収要素３１のために別の第２の駆動手段６７が存在することが明らかであり、これらの駆動手段は歯付きベルトおよび／または歯車装置を介して共通な直線ガイド６５に沿って移動可能な吸収要素３０，３１に作用する。調整装置６１はその代替として両吸収要素３０，３１を１つの共通のモータで駆動するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による絞り装置を有するＣＴ装置を示すブロック図
【図２】公知の絞り装置を示す斜視図
【図３】他の公知の絞り装置を示す斜視図
【図４】図１のＣＴ装置の絞り装置の第１の実施例を示す概略図
【図５】図１のＣＴ装置の絞り装置の第２の実施例を示す概略図
【図６】図１のＣＴ装置の絞り装置の第３の実施例を示す概略図
【図７】図４および図５の絞り装置を示す横断面図
【符号の説明】
【００６２】
１            コンピュータ断層撮影装置
２            Ｘ線放射器
３            絞り装置
４            検出器要素
５            Ｘ線検出器
８            縁部Ｘ線
９            寝台装置
１０          データ処理ユニット
１１          画像コンピュータ
１６          表示ユニット
１７          高電圧発生装置
１８          制御ユニット
１９          キーボード
２０          調整ユニット
２１          調整ユニット
２２          駆動ユニット
３０，３１    吸収要素
３２          スリット
３４          外側輪郭
３６          中央Ｘ線
４０，４１    両方向矢印
４２          スリット長手方向
４３，４４          縁部
４３Ａ，４４Ａ    縁部
４５，４６，４７  範囲
５１          吸収要素
５２〜５８          スリット
５９          両方向矢印
６０          駆動手段
６１          ガイド要素
６３          駆動手段
６５          直線ガイド
６７          駆動手段
Ｆ            焦点
Ｓ            スパイラル軌道
Ｚ            システム軸線
ｘ，ｙ，ｚ    直交空間座標軸
ｂ            検出器行の幅
β            ファン角
ｌ            平均スリット幅
ｘ            焦点−検出器間距離
【図１】
2006500573.tif 000003
【図２】
2006500573.tif 000004
【図３】
2006500573.tif 000005
【図４】
2006500573.tif 000006
【図５】
2006500573.tif 000007
【図６】
2006500573.tif 000008
【図７】
2006500573.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月5日(2005.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに向かい合いかつ調整装置（６１）により相互間隔を調整可能である２つの吸収要素（３０，３１）を備え、この２つの吸収要素（３０，３１）によってＸ線ビームを通過させるための１つのスリット（３２）を可変に形成可能であり、吸収要素（３０，３１）は、スリット（３２）がスリット長手方向（４２）に変化するスリット幅（ｌ）を有し、このスリット幅（ｌ）がスリット長手方向（４２）に見て中央位置から出発して両方のスリット端部に向かって増大するように形成されている、Ｘ線ビームを制限する絞り装置（３）において、
吸収要素（３０，３１）は、スリット（３２）がスリット長手方向（４２）に見て、一定のスリット幅（ｌ）の第１の中央範囲（４５）と、第１の中央範囲（４５）の両側にそれぞれスリット長手方向（４２）に直線的に増大するスリット幅（ｌ）を持つ第２の範囲（４６，４７）とを有するように形成され、調整装置（６１）が吸収要素（３０，３１）間に平行四辺形の相対的な移動を発生させることを特徴とする絞り装置。
【請求項２】
吸収要素（５１）の構造体は平らに形成されていることを特徴とする請求項１記載の絞り装置。
【請求項３】
システム軸線（Ｚ）の周りを回転可能なＸ線放射器（２）と、Ｘ線検出器（５）と、Ｘ線放射器側の絞り装置（３）とを備えたコンピュータ断層撮影装置（１）において、絞り装置（３）が請求項１又は２に基づいて構成されていることを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
吸収要素（３０，３１）の形状によって、スリット幅（ｌ）がファン角（β）のコサイン関数値に依存して変化するように近似され、ファン角（β）はＸ線ビームの中心から離れたＸ線と中心Ｘ線（３６Ａ）との間の角度であること特徴とする請求項３記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
吸収要素（３０，３１）の形状によって、スリット幅（ｌ）がｌ（β）＝Ｃ／ｃｏｓβ＋Ｄ（但し、Ｃ，Ｄは当該スリット（３２；５２〜５８）についての定数を表す）に従って変化するように近似されていることを特徴とする請求項３又は４記載のコンピュータ断層撮影装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、互いに向かい合いかつ調整装置により相互間隔を調整可能である２つの吸収要素を備え、この２つの吸収要素によってＸ線ビームを通過させるための１つのスリットを可変に形成可能であり、吸収要素は、スリットがスリット長手方向に変化するスリット幅を有し、このスリット幅がスリット長手方向に見て中央位置から出発して両方のスリット端部に向かって増大するように形成されている、Ｘ線ビームを制限する絞り装置に関する。更に、本発明は、システム軸線の周りを回転可能なＸ線放射器と、Ｘ線検出器と、Ｘ線放射器側の絞り装置とを備えたコンピュータ断層撮影装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
Ｘ線診断装置において検査対象つまり患者を検査する際に、検査対象がＸ線源から送出されたＸ線ビーム内に搬入され、検査対象により生じるＸ線減弱がＸ線検出器によって検出される。従って、検査対象はＸ線放射器とＸ線検出器との間のＸ線経路内に位置する。一般にＸ線放射器として使用されるＸ線管は、患者での検査に必要とされるよりも著しく大きな空間角度でＸ線を放射する。従って、患者の不必要なＸ線被曝を避けるために、必要でないＸ線を除去する必要がある。このために従来のＸ線装置ではＸ線経路においてＸ線放射器の直後にＸ線放射器側の絞り装置を取付けることが知られており、この絞り装置は一次Ｘ線絞りとも呼ばれる。吸収要素として互いに逆方向に移動可能な絞り板を備えたこのような一次Ｘ線絞りは、例えば欧州特許出願公開第０１８７２４５号明細書から公知である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
Ｘ線放射器側の絞りに関しては、この絞りが、Ｘ線検出器によって、特にその活性の検出器行によって実際にも検出可能であるＸ線だけを通過させるという目標設定が存在する。他のＸ線は不必要に患者を透過して、患者のＸ線被曝を不必要に高めるだけである。コンピュータ断層撮影装置における複数行のＸ線検出器アレイは一般に直交する行および列に配置された検出器要素を装備し、一次Ｘ線絞りに関しては正確に矩形のＸ線ビームに絞り込む目標設定が存在する。換言するならば、生じる断層輪郭に所望の形および半値幅をとらせようとするものである。従来の平面のまたは平坦な絞り板つまり吸収要素の場合、これは、それぞれＸ線放射器の焦点から絞り板への入射点まで測ったＸ線ビームの異なるＸ線距離のために、完全には不可能である。絞込み時に相応の不都合なエッジ効果を回避するために、米国特許第６３９６９０２号明細書には、担持体つまり基体に種々のしかしそれぞれ一定の幅の複数のスリットが設けられているＸ線コリメータが記載されている。担持体は絞込みスリットも曲がるように曲げられている。スリットの曲がりは、Ｘ線検出器上に絞り込まれるＸ線ビームの横断面が正確に矩形状となることを保証する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
絞り装置に関する課題は、冒頭で述べた絞り装置において、本発明によれば、吸収要素は、スリットがスリット長手方向に見て、一定のスリット幅の第１の中央範囲と、第１の中央範囲の両側にそれぞれスリット長手方向に直線的に増大するスリット幅を持つ第２の範囲とを有するように形成され、調整装置が吸収要素間に平行四辺形の相対的な移動を発生させることによって解決される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
一方では絞り装置３を備えたＸ線放射器２と、他方ではＸ線絞りを備えたＸ線検出器５とが、（明示されていない）回転枠（ガントリ）に、ＣＴ装置１の作動時にＸ線放射器２から出射して調整可能な絞り装置３によって絞られた縁部ビーム８を有するピラミッド状のＸ線ビームがＸ線検出器５に入射するように向かい合わせに取付けられている。絞り装置３により、および必要に応じて検出器側のＸ線絞りにより、Ｘ線検出器５においてＸ線ビームが直接的に入射することのできる範囲のみが開放されるように、Ｘ線ビームの横断面（より正確には半値幅）が調整される。これは、図１に示されている作動モードでは、活性行と呼ばれる４行の検出器要素４である。場合によって存在するそれ以上の行は検出器近くのＸ線絞りによって覆われ、従って活性でない。絞り装置３は、どうせ活性行に到達しないＸ線を検査対象、特に患者から遠ざけることによって、検査対象つまり患者の不必要なＸ線被曝を回避するために特に重要である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
図５による絞り装置３の構成は、調整装置が絞り開きの変更時に吸収要素３０，３１間に平行四辺形の相対的な移動を発生させる場合に特に有利である。というのは、平行四辺形の移動の際にとりわけｘ方向に起こり吸収要素３０，３１の中心の位置ずれを生じる移動は、絞り装置３が３つの範囲４５，４６，４７により構成されている場合には特にほとんど現われず、特にこれに関する誤差は測定の開始時に行なわれた較正によって十分に修正されることが明らかになったからである。
【国際調査報告】
2006500573.tif 000010
2006500573.tif 000011
2006500573.tif 000012
2006500573.tif 000013
2006500573.tif 000014
2006500573.tif 000015