(57)【要約】患者を撮像するための多スライスＣＴスキャナは、焦点（３６）を有し、焦点から放射されるＸ線のコーンビーム（８２）を発生するＸ線源（２４）と、コーンビーム内のＸ線に応答して、患者の影像を生成するために用いられる信号を発生するＸ線検出器の複数列を含む検出器配列（８６）とを有し、スキャナの視野に位置付けられるために患者が移動される軸方向の周りで焦点を回転するよう、Ｘ線源は回転平面で移動可能であり、コーンビームは前記回転平面に対して非対称であることを特徴とする。
2006513764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点を有し、該焦点から放射されるＸ線のコーンビームを発生するＸ線源と、
前記コーンビーム内の前記Ｘ線に応答して、患者の影像を生成するために用いられる信号を発生するＸ線検出器の複数列を含む検出器配列と、
を有する患者を撮像するための多スライスＣＴスキャナであって、
当該多スライスＣＴスキャナの視野に位置付けられるために患者が移動される軸方向の周りで前記焦点を回転するよう、前記Ｘ線源は回転平面で移動可能であり、
前記コーンビームは前記回転平面に対して非対称である、
ことを特徴とする多スライスＣＴスキャナ。
【請求項２】
前記回転平面の第一側部にある前記検出器配列上に入射するＸ線の軌道は、第一最大大きさを有する、前記回転平面に対する偏角を有し、前記回転平面の第二側部にある前記検出器配列上に入射するＸ線の軌道は、第一最大大きさよりも大きな第二最大大きさを有する偏角を有することを特徴とする請求項１に記載の多スライスＣＴスキャナ。
【請求項３】
前記第二最大大きさは、前記第一最大大きさの１．２５倍よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の多スライスＣＴスキャナ。
【請求項４】
前記第二最大大きさは、前記第一最大大きさの１．５倍よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の多スライスＣＴスキャナ。
【請求項５】
前記第二最大大きさは、前記第一最大大きさの２倍よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の多スライスＣＴスキャナ。
【請求項６】
前記第一最大角度は、実質的にヒール効果によって決定されることを特徴とする請求項２乃至５のうちいずれか１項に記載の多スライスＣＴスキャナ。
【請求項７】
前記Ｘ線検出器の複数列は、前記回転平面と実質的に平行であり、前記複数列の少なくとも一部における各列の幅は、前記焦点から前記列への線の前記回転平面に対する偏角の関数であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の多スライスＣＴスキャナ。
【請求項８】
焦点を有し、該焦点から放射されるＸ線のコーンビームを発生するＸ線源と、
前記Ｘ線に応答して、患者の影像を生成するために用いられる信号を発生するＸ線検出器の複数列を含む検出器配列と、
を有する患者を撮像するための多スライスＣＴスキャナであって、
当該多スライスＣＴスキャナの視野に位置付けられるために患者が移動される軸方向の周りで前記焦点を回転するよう、前記Ｘ線源は回転平面で移動可能であり、
前記Ｘ線検出器の複数列は、前記回転平面と実質的に平行であり、前記複数列の少なくとも一部における各列の幅は、前記焦点から前記列への線の前記回転平面に対する偏角の関数である、
ことを特徴とする多スライスＣＴスキャナ。
【請求項９】
列の前記偏角は、前記第一側部から前記第二側部へ向かって増大し、前記複数列の前記少なくとも一部における各列の前記幅は、その偏角が増大するにつれて減少することを特徴とする請求項７又は８に記載の多スライスＣＴスキャナ。
【請求項１０】
前記焦点は前記回転平面に対して角度βで傾斜し、前記複数列の前記少なくとも一部における各列の幅は１／ｓｉｎ（β＋φ）と実質的に比例し、ここで、φは、前記列の偏角であることを特徴とする請求項９に記載の多スライスＣＴスキャナ。
【請求項１１】
前記複数列の前記少なくとも一部における各列は１／Ｌｓｉｎ（β＋φ）と実質的に同一であり、ここで、Ｌは、前記焦点が傾斜する方向に沿った前記焦点の寸法であることを特徴とする請求項１０に記載の多スライスＣＴスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線撮像に関し、より詳細には、多スライスＣＴスキャナにおけるＸ線コーンビームのサイズ及び形状並びに対応するＸ線検知器配列に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者のＣＴＸ線撮像において、Ｘ線は患者の身体の関心領域（ＲＯＩ）の内部構造及び機能を撮像するために用いられる。多スライスＣＴスキャナは、Ｘ線源と、Ｘ線検出器配列とを含むのが一般的である。Ｘ線源はその焦点から放射されるコーン形状のＸ線ビームを提供し、Ｘ線検出器配列はＸ線源に面する複数の密集したＸ線検出器の列を含む。第三世代の多スライススキャナにおいて、Ｘ線源及び検出器配列の双方はガントレのロータ内に取り付けられている。第四世代の多スライススキャナにおいて、Ｘ線源はロータに取り付けられているが、配列内に含まれる検出器が検出器の完全な円を形成するＸ線検出器配列はガントレに取り付けられている。
【０００３】
スキャナを用いて撮像される患者は一般的にベッド上に支持され、ＲＯＩをロータ内部に位置するスキャナの視野（ＦＯＶ）内に配置するために、Ｘ線源と検出器配列との間で、ベッドはＺ軸に沿って軸方向に移動される。Ｘ線源を、そして、第三世代ＣＴスキャナにおいては、検出器配列を、患者の周りの異なるコーンビーム視野角に位置付けるために、ロータはＺ軸の周りで回転可能であり、Ｘ線源はその視野角からＲＯＩをＸ線で照射する。患者の身体を異なる視野角で通過するＸ線源からのＸ線の強度の測定は、身体を通じる異なる減弱経路のためのＸ線の減弱の測定をもたらす。減弱測定はＲＯＩを撮像するために用いられる。
【０００４】
ロータが回転すると、Ｘ線源焦点の動作が、Ｚ軸に対して概ね直交する平面（以後「回転平面」と呼ぶ）で生じる。回転平面内のコーンビームの扇形状断面の頂角は、コーンビームの「扇角」である。焦点及びＺ軸を通過する回転平面に対して直交する平面におけるコーンビームの扇形状断面の頂角は、コーンビームの「コーンビーム角」である。コーンビームは回転平面に対して実質的に対称であり、回転平面はコーンビームのコーンビーム角を二等分する。対称的なコーンビームに適合するために、検出器配列におけるＸ線検出器の列は、回転平面に対して対称に配置されている、即ち、各列は回転平面において鏡像列を有する。
【０００５】
所与サイズの扇角のために、コーンビームの容積及び検出器配列のサイズは、並びに、所与サイズの検出器配列内のＸ線検出器のサイズのために、配列内の検出器列の数は、コーンビーム角によって制限される。次いで、コーンビーム角は、とりわけ、ヒール効果と呼ばれる効果によって制限される。
【０００６】
Ｘ線源焦点から放射されるＸ線が伝搬する経路の回転平面に対する角度を「偏角」と呼ぶことにしよう。偏角が回転平面の１つの側部（正の側部）では正であり、回転平面の他の側部（負の側部）では負であると定義付けるのが便利である。ヒール効果は、偏角の大きさが回転平面の１つの側部（恣意的に負側部）で増大すると、Ｘ線源から放射されるＸ線の強度を硬化し且つ減少する。硬化及び強度減少はＸ線源内に含まれる陽極の構造の結果であり、電子ビームは陽極上に集束してＸ線を発生する。この構造の結果として、負の偏角の増大のために、陽極内に発生したＸ線が標的を離れると、平均して、陽極を形成する材料のより多くの量に直面する。Ｘ線の行き交う陽極材料の量が増大すると、Ｘ線の減弱及び硬化も増大し、それによって、ヒール効果を発生する。
【０００７】
偏角減少の関数としての硬化及び強度減少は、Ｘ線のための最小偏角（以下「ヒール効果角」と呼ぶ）を決定する。一般的に、ヒール効果角以下のＸ線の強度及びエネルギーは、ＣＴ撮像のために効果的ではない。回転平面に対するコーンビームの対称性の結果として、Ｘ線のための最大の正の偏角は、ヒール効果角の大きさと等しい。従って、コーンビームは、ヒール効果角の大きさの約２倍と等しいコーンビーム角を有する。従って、ヒール効果はコーンビーム角を制限し、それによって、コーンビームの容積、（所与の検出器サイズのための）スキャナ内の検出器列の総数及びＣＴ走査データを同時に取得し得る患者の容積を制限する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
患者のより迅速なＣＴ撮像を提供し、且つ、例えば、心臓撮像のような、時間分解能の向上を伴った身体の移動する臓器の撮像を可能とするために、多スライススキャナによってデータが同時に取得される患者の容積を増大する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の幾つかの実施態様の特徴は、コーンビーム角及びその結果としてのコーンビーム容積が、同一の扇角を有する従来技術のコーンビームのコーンビーム角及び容積よりも大きい、多スライスＣＴスキャナを提供することに関する。
【００１０】
発明者は、ヒール効果が、ＣＴスキャナ回転平面の正の側部上のＸ線の強度及び硬度に実質的に影響を及ぼさないこと、並びに、ヒール効果角の大きさよりも大きい偏角を有するＸ線が、ＣＴ撮像に有用な強度及びエネルギーを有することに気付いた。しかしながら、ＣＴコーンビームはその回転平面に対して対称的でなければならないという先行技術の制約の結果として、ヒール効果角の大きさよりも大きな偏角を有するＸ線は、従来技術のスキャナでは用いられていない。
【００１１】
従って、本発明の幾つかの実施態様に従ったＣＴスキャナのコーンビームは、その回転平面に対して対称的でなく、回転平面の負の側部よりも正の側部でより大きい。その結果、コーンビーム角及びコーンビーム容積は、そのヒール効果角によって制限されず、同一のヒール効果角を有する対応従来技術コーンビームのコーンビーム角及び（同一の扇角のための）容積よりも大きい。適合する検出器配列は、本発明に従って、回転平面に対して非対称であり、且つ、同一の扇角のために、先行技術の検出器配列よりも大きい。従って、概して、本発明に従ったコーンビームを含むＣＴスキャナは、対応する従来技術のコーンビームを含むＣＴスキャナに比べ、患者のより大きな容積のためのデータを同時に取得し得る。
【００１２】
本発明の幾つかの実施態様の特徴によれば、回転平面の正の側部上では、適合する検出器配列内のＸ線検出器列の数は、回転平面の負の側部上の検出器列の数よりも多い。
【００１３】
本発明の幾つかの実施態様の特徴によれば、回転平面の正側部上の少なくとも１つの検出器列の幅は、回転平面の負側部上の検出器列の幅と相違する。
【００１４】
本発明の幾つかの実施態様の特徴によれば、検出器列が位置する偏角が増大すると、検出器列の幅は増大する。
【００１５】
本発明の幾つかの実施態様の特徴によれば、検出器配列内の列の少なくとも一部における各検出器列の列幅は、列から見られたときに、Ｚ軸に沿ったＸ線源焦点の見掛けのサイズと実質的に比例するか或いは同一である。Ｘ線源の焦点の見掛けのＺ軸サイズは、列の場所の偏角の増大と共に減少する。所与のコーンビーム角を有するコーンビームのための検出器配列は、もし列幅が見掛けの焦点サイズと実質的に比例し或いは同一であるならば、配列の空間分解能を実質的に妥協することなく、概してより少ない数のＸ線検出器を用いて製造され得る。より少ない数のＸ線検出器は、配列のために、概してより低い製造コストをもたらす。
【００１６】
よって、本発明の実施態様に従って、焦点を有し、焦点から放射されるＸ線のコーンビームを発生するＸ線源と、コーンビーム内のＸ線に応答して、患者の影像を生成するために用いられる信号を発生するＸ線検出器の複数列を含む検出器配列と、を有する患者を撮像するための多スライスＣＴスキャナであって、当該多スライスＣＴスキャナの視野に位置付けられるために患者が移動される軸方向の周りで焦点を回転するよう、Ｘ線源は回転平面で移動可能であり、コーンビームは前記回転平面に対して非対称であることを特徴とする多スライスＣＴスキャナが提供される。
【００１７】
選択的に、前記回転平面の第一側部にある前記検出器配列上に入射するＸ線の軌道は、第一最大大きさを有する、前記回転平面に対する偏角を有し、前記回転平面の第二側部にある前記検出器配列上に入射するＸ線の軌道は、第一最大大きさよりも大きな第二最大大きさを有する偏角を有する。
【００１８】
選択的に、第二最大大きさは、第一最大大きさの１．２５倍よりも大きい。代替的に、第二最大大きさは、第一最大大きさの１．５倍よりも大きい。代替的に、第二最大大きさは、選択的に、第一最大大きさの２倍よりも大きい。
【００１９】
本発明の幾つかの実施態様において、第一最大角度は、実質的にヒール効果によって決定される。
【００２０】
本発明の幾つかの実施態様において、Ｘ線検出器の複数列は、回転平面と実質的に平行であり、複数列の少なくとも一部における各列の幅は、焦点から列への線の回転平面に対する偏角の関数である。
【００２１】
本発明の実施態様に従って、焦点を有し、焦点から放射されるＸ線のコーンビームを発生するＸ線源と、Ｘ線に応答して、患者の影像を生成するために用いられる信号を発生するＸ線検出器の複数列を含む検出器配列と、を有する患者を撮像するための多スライスＣＴスキャナであって、当該多スライスＣＴスキャナの視野に位置付けられるために患者が移動される軸方向の周りで焦点を回転するよう、Ｘ線源は回転平面で移動可能であり、Ｘ線検出器の複数列は、回転平面と実質的に平行であり、複数列の少なくとも一部における各列の幅は、焦点から列への線の回転平面に対する偏角の関数であることを特徴とする多スライスＣＴスキャナがさらに提供される。
【００２２】
追加的に或いは代替的に、列の偏角は第一側部から第二側部への方向に選択的に増大し、複数列の少なくとも一部における各列の幅はその偏角が増大するにつれて減少する。
【００２３】
選択的に、焦点は回転平面に対して角度βで傾斜し、複数列の少なくとも一部における各列の幅は１／ｓｉｎ（β＋φ）と実質的に比例し、ここで、φは、列の偏角である。
【００２４】
選択的に、複数列の少なくとも一部における各列は１／Ｌｓｉｎ（β＋φ）と実質的に同一であり、ここで、Ｌは、焦点が傾斜する方向に沿った焦点の寸法である。
【００２５】
後に説明される添付の図面を参照して、本発明の実施態様の非限定的な実施例を以下に記載する。図面において、１つ以上の図面に現れる同一の構造、要素又は部材は、それらが現れる全ての図面において、概して同一の番号で示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、従来技術に従ったＸ線検出器配列２２及びＸ線源２４を含む第三世代の多スライスＣＴスキャナ２０を示す斜視図である。この議論に密接に関係する多スライススキャナ２０の機能のみが図１に示されている。
【００２７】
Ｘ線検出器配列２２は、Ｘ線検出器２８の複数の列２６を含む。例として、図１において、検出器配列２２は、４つの検出器列２８を含むものとして示されている。Ｘ線源２４は、陽極３０と、陰極３２とを含む。陽極３０は、シャフト４９と共に形成され、或いは、シャフト４９に取り付けられている。陰極はブロック矢印３４によって表現された電子ビームをもたらし、電子ビームは陽極の表面３９上の焦点３６に集束される。陽極３０に入射するビーム内の電子によって発生する制動Ｘ線及び蛍光Ｘ線は、線３８によって輪郭の描写されたＸ線コーンビームにおける焦点３６の近傍における材料から放射される。コーンビームはその輪郭を描写する線を示す番号３８によって以後参照される。コーンビーム中のＸ線は、Ｘ線検出器配列２２を照射する。Ｘ線源２４に含まれる少なくとも１つのコリメータ（図示せず）が、焦点３６から放射されるＸ線を平行化することで、コーンビーム３８は全ての検出器配列２２及び検出器配列２２のみを実質的に照射する。
【００２８】
Ｘ線源２４及び検出器配列２２は、スキャナに含まれるロータ（図示せず）に取り付けられている。Ｘ線源２４及び検出器配列２２をＺ軸の周りの異なるコーンビーム視野角に位置付けるよう、ロータは座標系４０のＺ軸周りで回転可能である。ロータ回転中の焦点３６の動作は、破線の円によって示されたＣＴスキャナ２０の回転平面を定める。破線４３は、回転平面４２におけるコーンビーム３８の断面を示している。断面４３の頂角Θは、コーンビーム３８の扇角である。破線４４は、Ｚ軸を通過し且つ回転平面４２に対して直交する平面におけるコーンビーム３８の断面を示している。断面４４の頂角Φは、コーンビーム３８のコーン角である。回転平面４２と断面４４の平面との交差線４６は、コーンビーム３８の軸である。
【００２９】
コーンビーム３８は回転平面４２に対して対照的であり、回転平面はコーンビーム角Φを二等分し、同数の検出器列２６が回転平面の両側部に位置している。焦点３６から放射されるＸ線の偏角は、Ｘ線の伝搬経路が回転平面４２と生成する角度である。偏角は、座標系４０の始点に面する回転平面４２の側部で負であり、他の側部で正である。負の斜角φを有するＸ線伝搬経路４８が図１に示されている。
【００３０】
電子ビーム３４による陽極３０内の材料の局地的加熱が陽極を急速に損傷するよう、Ｘ線源２４は十分に高い電力レベルで動作されるのが典型的である。陽極の磨耗を低減するために、焦点３６が表面３９の同一領域に常に位置しないよう、陽極は軸５０の周りで回転され、且つ、電子ビーム３４は軸５０に対し径方向に沿って移動される。加えて、エネルギー付与を径方向に分散するために、焦点３６は径方向に沿って引き延ばされている。図１において、陽極３０の回転は湾曲矢印５２によって指し示されている。
【００３１】
焦点３６が検出器配列２２によって「見られる」ことを可能にし、且つ、陽極３０内の材料によって検出器配列２２方向に伝搬する陽極内に発生したＸ線の遮蔽を低減するために、表面３９はコーン角αを有する切頭円錐面である。しかしながら、検出器配列２２によって見られるような焦点３６の有効サイズが十分に小さいよう、コーン角αは概して比較的大きくされるので、焦点の延長された長さはＣＴスキャナ２０のＺ軸に沿った分解能を損なわない。
【００３２】
４３／０３３３７  Ａ０１
【００３３】
円錐面３９焦点３６、コーンビーム３８及び検出器配列２２のジオメトリの間の空間的関係は、コーンビーム３８の断面４４の平面におけるＣＴスキャナ２０を図式的に示す断面図である図２に便利に見られる。円錐面３９のコーン角αの結果として、焦点３６が位置する表面の領域は、回転平面４２に対して傾斜し、回転平面に対してβ＝（９０°−α）の「スロープ角」を有する。もしＬが表面３９上の焦点３６の径方向の広がりであるならば、検出器配列２２によって見られるときのＺ軸と平行な焦点３６の平均的な有効「Ｚ軸」サイズＬＺは、検出器配列上の焦点の突起の長さと同一である。ＬＺは、Ｌｓｉｎβと実質的に同一である。焦点３６はＸ線の点源に接近しているのが理想的である。従って、熱分散を向上するためにＬが増大すると、ＬＺがＣＴスキャナ２０のための所望分解能仕様に合致するために十分に小さいままであるよう、スロープ角βは概して減少する。しかしながら、コーン面角αが増大し、且つ、陽極３０のスロープ角βが減少すると、コーンビーム３８のヒール効果角（及びその結果としてのコーンビーム角）は減少する。ヒール効果角「φＨ」は約（−β＋γ）と概ね同一であり、ここで、γは、陽極が形成される材料によって実質的に決定される。その結果、ヒール効果角の約２倍と概ね同一であるコーンビーム角Φは、約２（β−γ）と同一である。αは約８０°〜約８３°の間の値を有し、スロープ角βは約１０°〜約７°の間の対応する値を有するのが典型的である。タングステンに関して、γは約３．５°である。
【００３４】
図３は、約８３°に等しいコーン面角α及び約７°に等しいスロープ角βのための偏角φの関数としての、図１及び２で示されているＸ線源３０によって提供されるＸ線の強度及び平均エネルギーを図式的に示すグラフ６０である。陽極のために、γ＝３．５°であり、且つ、Ｘ線源３０が「φＨ」＝約−３．５°のヒール効果角を有するよう、陽極３０はタングステンから成ると想定される。Ｘ線平均エネルギーの偏角への依存は実線曲線６２によって示され、強度は破線曲線６４によって示されている。グラフ６０の縦座標に沿う単位は任意的である。
【００３５】
一般的に、Ｘ線源２４のようなＸ線源によって提供されるＸ線の強度は、偏角が（−β）に接近すると、偏角の故に、比較的急速にゼロまで減少する。例えばグラフ６０から、スロープ角β＝７０°に関して、Ｘ線の強度は偏角の減少のために急速に減少し、約−７°の偏角で実質的にゼロに等しくなることが分かる。偏角φが減少すると、Ｘ線の平均エネルギーも比較的急速に増大する。ヒール効果角φＨ以下の偏角φに関して、Ｘ線源２４によって提供されたＸ線は、患者への最小投与でＣＴ撮像を遂行するための十分な強度及び適切な平均エネルギーを有さない。従って、コーンビーム３８（図１及び２）は約−３．５°の有効で最小な負の偏角に限定される。従来技術はＣＴコーンビームがそれらの回転平面に対して対称的であることに制約されるので、コーンビーム３８は最大のＸ線偏角φ＋〜｜φＨ｜〜３．５°に制限され、コーンビーム角は約７°に等しい。コーンビーム３８のコーンビーム角を決定するヒール効果角φＨ＝−３．５°及び対応する最大の正の偏角φ＋＝｜φＨ｜＝３．５°がグラフ６０に表示されている。
【００３６】
発明者は、グラフ６０に示されているように、Ｘ線源２４によって提供されるＸ線の強度が、負の偏角に関して急速に低下するのに対し、正の偏角の相当程度の範囲に関して比較的高いままであることに気付いた。加えて、Ｘ線の平均エネルギーの減少率は、ゼロより大きい偏角に関して抑制されている。従って、従来技術の対称性の制約を緩和し、非対称なコーンビームを備えるスキャナを提供し、且つ、それによって、｜φＨ｜よりも大きな正の偏角を有するＸ線を用いることによって、従来技術のスキャナに比べより大きなコーンビーム及びより大きな検出器配列を有するＣＴスキャナを提供することが可能である。従って、本発明の実施態様に従えば、ＣＴスキャナは、ヒール効果角｜φＨ｜の大きさよりも大きな最大の正の偏角φ＋によって特徴付けられた非対称コーンビームを含む。
【００３７】
スロープ角βを増大するようＸ線源２４を傾斜することによって、従来技術のスキャナよりも大きなコーンビーム及び検出器配列を備えたＣＴスキャナを提供することも勿論可能である。これはより大きなコーン角を有する対称なコーンビームを備えたスキャナを提供するが、スロープ角の増大はスキャナによって提供される影像の分解能を低減する傾向がある。スロープ角の増大は、９０００回転／分で回転する、陽極３０及び陽極を支持する軸受（図示せず）のシャフト４９に対する望ましくない付加も招く。
【００３８】
図４Ａ及びＢは、各々、本発明の実施態様に従って、コーンビーム８２を提供するためにＸ線源２４が平行化されたＣＴスキャナ８０を図式的に示す斜視図及び断面図である。コーンビーム８２は、Ｚ軸を通過し且つ回転平面４２に対し直交する平面において断面８４を有する。コーンビーム８２内のＸ線は適合するＸ線検出器配列８６を照射し、Ｘ線検出器配列８６は複数の検出器２８の列２６を含む。コーンビーム８２及び検出器配列８６を除き、ＣＴスキャナ８０の部材及び機能は、例として、従来技術のスキャナ２０（図１）の対応する部材と類似する。
【００３９】
コーンビーム８２は非対称であり、選択的に、ＣＴスキャナ２０に含まれるコーンビーム３８よりも大きい。例として、コーンビーム８２は、Ｘ線源２４のヒール効果角｜φＥ｜の大きさよりも大きな最大の正の偏角φ＋によって特徴付けられている。その結果、コーンビーム８２は、２｜φＨ｜と等しい典型的な従来技術のコーンビーム角よりも大きなコーンビーム角Φ＝（｜φＨ｜φ＋）を有する。本発明の幾つかの実施態様において、φ＋は１．２５｜φＨ｜以上である。本発明の幾つかの実施態様において、φ＋は１．２５｜φＥ｜以上である。本発明の幾つかの実施態様において、φ＋は２｜φＥ｜以上である。例として、ＣＴスキャナ８０に関して、φ＋は２｜φＥ｜と等しく、コーンビーム３８はコーンビーム角Φ＝２｜φＨ｜を有するのに対し、コーンビーム８２はΦ＝３｜φＨ｜より実質的に大きいコーンビーム角を有する。
【００４０】
非対称なコーンビーム８２に適合するために、検出器配列８６も非対称であり、ＣＴスキャナ２０に含まれる対応する検出器配列２２よりも大きい。本発明の幾つかの実施態様において、検出器配列８６は、回転平面の負の偏角側よりも、回転平面４２の正の偏角側に、より大量の検出器列２８を含む。例として、ＣＴスキャナ８０は、回転平面４２の負の側に２つの検出器の列２８を有し、回転平面の正の側に４つの検出器の列２８を有するように示されている。
【００４１】
本発明の幾つかの実施態様において、図４Ａ及び４Ｂにおけるように、検出器配列８６内の全ての検出器はＺ軸方向において実質的に同一幅を有し、且つ、検出器配列８６内の全ての列２８は同一の幅を有する。本発明の幾つかの実施態様において、ＣＴスキャナの少なくとも１つの検出器列内の検出器は、スキャナの異なる検出器列内の検出器よりも大きなＺ軸の幅を有する。本発明の幾つかの実施態様において、検出器列の幅は、検出器列が位置する偏角φの関数である。本発明の幾つかの実施態様において、列が位置する偏角φが減少すると、スキャナ内の検出器列の少なくとも一部内の各検出器列の幅は増大する。
【００４２】
図５は、検出器１０６の列１０４を有する検出器配列１０２を含むＣＴスキャナ１００を図式的に示す断面図である。ＣＴスキャナ１００では、本発明の実施態様に従って、偏角の増大に伴い、配列内の列の幅は増大する。
【００４３】
選択的に、本発明の実施態様に従って、焦点３６のための所与の半径長さＬ及びスロープ角βに関して、列１０４の少なくとも一部における各列の幅は、ＬＺ（φ）＝Ｌｓｉｎ（β＋φ）に対応して決定され、ここで、φは、列が位置する偏角である。例として、図５において、偏角φは列１０４に関して示されている。偏角は、軸４６と、検出器１０６列を区切るよう示された線１０７との間の角度である。ＬＺ（φ）は、偏角φでの、列１０４上の焦点３６の突起のＺ軸長さ、よって、列によって見られるような焦点３６の有効Ｚ軸長さである。本発明の幾つかの実施態様において、列１０４の少なくとも一部における列の幅は、ＬＺ（φ）と実質的に比例する。本発明の他の実施態様において、列１０４の少なくとも一部における列の幅は、ＬＺ（φ）と実質的に同一である。
【００４４】
検出器１０６の所与の列１０４によって提供されるＺ軸分解能は列幅の関数であり、検出器列の幅が減少すると概ね向上する。しかしながら、約ＬＺ（φ）以上の幅に関して、幅の減少に伴い、向上は比較的急速であるが、ＬＺ（φ）より小さい幅に関して、幅の減少に伴い、向上はより遅い。その結果、対応するＬＺ（φ）を有する所与の偏角φでの検出器列に関して、検出器列幅を減少するための誘引はあるが、ＬＺ（φ）より小さい列幅を減少するための誘引は一般的に僅かである。
【００４５】
従って、もし列幅がＬＺ（φ）と実質的に比例するか或いは同一であるならば、配列の空間分解能を実質的に妥協することなく、所与のコーンビーム角を有するコーンビームのための検出器配列は、少数のＸ線検出器で概ね製造し得る。より少数のＸ線検出器は、概して、配列のためのより低い製造コストをもたらす。列幅がＬＺ（φ）と比例し或いは同一であるＸ線検出器配列を製造することのコスト優位性は、比較的大きな偏角で位置する列を有する比較的大きな検出器配列に関して特に有利であり得る。
【００４６】
本発明に従った検出器列幅の上記議論において、検出器配列１０２は非対称な検出器配列であるが、その議論は対称的な検出器配列にも同等によく当て嵌まる。
【００４７】
本願の明細書及び特許請求の範囲において、「含む」、「包含する」及び「有する」の各動詞並びにそれらの活用形は、動詞の目的語（複数を含む）が、動詞の主語（複数を含む）の部材、部品、素子又は部品を必ずしも完全に列挙する必要がないことを指し示すために用いられている。
【００４８】
本発明はその実施態様の詳細な記述を用いて記載されたが、それは例示のために提供されているのであって、本発明の範囲を制限することは意図されていない。記載された実施態様は異なる機能を含み、それらの全てが本発明の全ての実施態様において必要とされない。本発明の幾つかの実施態様は、一部の機能又は機能の考え得る組み合わせのみを利用している。当業者であれば、本発明の実施態様及び記載された実施態様において言及された機能の異なる組み合わせを含む本発明の実施態様の変形を考え付くであろう。本発明の範囲は請求項によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来技術に従った、Ｘ線コーンビーム及び検出器配列を含む多スライスＣＴスキャナを図式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示された多スライスＣＴスキャナを図式的に示す断面図である。
【図３】ヒール効果の結果、コーンビーム内のＸ線の強度減少及び硬化を図式的に示すグラフである。
【図４Ａ】本発明の実施態様に従ったＸ線コーンビーム及び検出器配列を含む多スライスＣＴスキャナを図式的に示す斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の実施態様に従ったＸ線コーンビーム及び検出器配列を含む多スライスＣＴスキャナを図式的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施態様に従って、検出器列を有する検出器配列を含み、列の位置する偏角が増大すると、列の少なくとも一部の幅が減少するＣＴスキャナを図式的に示す断面図である。
【図１】
2006513764.tif 000003
【図２】
2006513764.tif 000004
【図３】
2006513764.tif 000005
2006513764.tif 000006
2006513764.tif 000007
【図５】
2006513764.tif 000008
【国際調査報告】
2006513764.tif 000009
2006513764.tif 000010
2006513764.tif 000011