(57)【要約】【課題】僅かな費用でかつできるだけ少ない線量の適用のもとでシルエット画像の作成を可能にする。【解決手段】本発明は、予め与えられた第１の角度位置φ１のもとでＸ線コンピュータ断層撮影装置により第１のシルエット画像を発生させるために方法に関する。適用される線量の低減のために、本発明によれば、Ｘ線源１は、予め与えられた第１の角度位置φ１への到達時に第１のＸ線パルスＰ，Ｐ１が発生させられることによって、第１の角度位置φ１を含む予め与えられた領域Δφの通過時にだけ動作させられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め与えられた第１の角度位置（φ１）のもとでＸ線コンピュータ断層撮影装置により第１のシルエット画像を発生させるために方法であって、
ｚ軸（Ｚ）の周りを回転可能なＸ線源（１）が、これに対向配置されて取り付けられたマトリックス検出器（２）と一緒に、被検体（６）に対するスパイラル状の相対的移動の発生のために、ｚ軸（Ｚ）に平行な方向に連続的に移動させられる被検体（６）の周りを連続的に回転させられ、
被検体（６）が、Ｘ線源（１）の予め与えられた第１の角度位置（φ１）のもとでＸ線放射を照射され、その結果としてマトリックス検出器（２）によって検出された信号が、それに対応したデータセットに変換され、そして
少なくとも１つのこのようなデータセットの使用にもとに第１のシルエット画像が発生させられる方法において、
シルエット画像の発生が、被検体（６）に対する相対的なＸ線源（１）の連続的なスパイラル状の走査移動の期間中に行なわれ、
Ｘ線源（１）が、予め与えられた第１の角度位置（φ１）への到達時に第１のＸ線パルス（Ｐ，Ｐ１）が発生させられることによって、第１の角度位置（φ１）を含む予め与えられた領域Δφの通過時にだけパルス動作させられ、領域Δφの外側では遮断されたままであることを特徴とする方法。
【請求項２】
領域Δφは、高々１００°の角度を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１の角度位置（φ１）とは異なる領域Δφ内に含まれる予め与えられた第２の角度位置（φ２）のもとで第２のシルエット画像を作成するために、予め与えられた第２の角度位置（φ２）への到達時に第２Ｘ線パルス（Ｐ２）が発生させられることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
第１の角度位置（φ１）および第２の角度位置（φ２）は、１０°〜１００°、とりわけ９０°だけ互いにずらされていることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
第１および第２のシルエット画像に基づいて、断層画像の作成のために被検体（６）のその都度の照射範囲にとって最適なＸ線量が算定されることを特徴とする請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
シルエット画像の作成の後に続くボリューム照射の期間中に、求められた最適なＸ線量に応じて、Ｘ線の発生に使用される管電流が変調されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
第１および第２のシルエット画像に基づいて、深さ情報を含む３Ｄシルエット画像が作成されることを特徴とする請求項３乃至６の１つに記載の方法。
【請求項８】
第１のＸ線パルス（Ｐ１）および第２のＸ線パルス（Ｐ２）が発生させられると共に、第１の角度位置（φ１）および第２の角度位置（φ２）とは異なる領域Δφ内に含まれる予め与えられた第３の角度位置（φ３）のもとで第３のシルエット画像の作成のための第３のＸ線パルス（Ｐ３）が発生させられることを特徴とする請求項３乃至７の１つに記載の方法。
【請求項９】
第１、第２および第３のシルエット画像の使用のもとにトモシンセシス法に基づいて深さ断層画像が作成されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
第１の角度位置（φ１）および／または第２の角度位置（φ２）および／または第３の角度位置（φ３）への到達時に、その都度、高エネルギーパルスおよび低エネルギーパルスからなる２重パルスが発生させられることを特徴とする請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
領域Δφの通過時に第１のＸ線パルス（Ｐ１）および／または第２のＸ線パルス（Ｐ２）および／または第３のＸ線パルス（Ｐ３）として高エネルギーパルスが発生させられ、領域Δφのすぐ次に続く通過時に他の第１および／または第２および／または第３のＸ線パルスとして低エネルギーパルスが発生させられことを特徴とする請求項８又は９記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの高エネルギーパルスの使用のもとに得られた高エネルギー・データセットから高エネルギー画像が発生させられ、少なくとも１つの低エネルギーパルスの使用のもとに得られた低エネルギー・データセットから低エネルギー画像が発生させられることを特徴とする請求項１０又は１１記載の方法。
【請求項１３】
一方における少なくとも１つの高エネルギーパルスの発生のための第１の電圧および第１の露出時間と、他方における少なくとも１つの低エネルギーパルスの発生のための第２の電圧および第２の露出時間とが、次のように選ばれていること、すなわち高エネルギーパルスと低エネルギーパルスとがほぼ等しいＸ線量を生じさせるように選ばれていることを特徴とする請求項１０乃至１２の１つに記載の方法。
【請求項１４】
少なくともＸ線パルス（Ｐ）の発生期間中は、Ｘ線経路内においてＸ線源（１）に後置されている絞りが全開状態にあることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の方法。
【請求項１５】
ｚ軸（Ｚ）の周りを回転可能な回転子（Ｒ）を有し、回転子（Ｒ）にＸ線源（１）とこれに対向配置されたマトリックス検出器（２）とが取り付けられているガントリと、
Ｘ線源（１）により被検体（６）に対して相対的にスパイラル状の移動が実行可能でありかつ被検体（６）がＸ線源（１）の予め与えられた第１の角度位置（φ１）のもとでＸ線放射にて照射可能であるように、ガントリ内において被検体（６）をｚ軸（Ｚ）に対して平行な方向に連続的に移動させるための移動装置（５）と、
マトリックス検出器（２）によって第１の角度位置（φ１）のもとで検出される信号をそれに対応するデータセットに変換するための変換装置（７）と、
少なくとも１つのこのようなデータセットを使用して第１のシルエット画像を発生するための第１の画像発生装置（８）とを備えたＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
シルエット画像の発生のために、被検体（６）に対する相対的なＸ線源（１）の連続的なスパイラル状の走査移動の期間中に、予め与えられた第１の角度位置（φ１）への到達時に第１のＸ線パルス（Ｐ，Ｐ１）を発生するためのパルス発生装置（１２）と、
第１の角度位置（φ１）を含む予め与えられた領域ΔφがＸ線源（１）によって通過されるときだけパルス発生装置（１２）を動作させ、領域Δφの外側ではＸ線源（１）を遮断するための制御装置（１０）とが設けられていることを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１６】
領域Δφは、高々１００°の角度を含むことを特徴とする請求項１５記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１７】
制御装置（１０）により、第１の角度位置（φ１）とは異なる領域Δφ内に含まれる予め与えられた第２の角度位置（φ２）のもとで、予め与えられた第２の角度位置（φ２）への到達時に、第２のシルエット画像の作成のための第２Ｘ線パルス（Ｐ２）が発生可能であることを特徴とする請求項１５又は１６記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１８】
第１の角度位置（φ１）および第２の角度位置（φ２）は、１０°〜１００°、とりわけ９０°だけ互いにずらされていることを特徴とする請求項１７記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１９】
第１および第２のシルエット画像に基づいて断層画像の作成のために被検体（６）のその都度の照射範囲にとって最適なＸ線量を算定するための計算装置（８）が設けられていることを特徴とする請求項１７又は１８記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２０】
少なくとも１つのシルエット画像の作成の後に続くボリューム照射の期間中に、求められた最適なＸ線量に応じて、Ｘ線の発生に使用される管電流を変調するための変調装置（８）が設けられていることを特徴とする請求項１９記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２１】
第１および第２のシルエット画像に基づいて、深さ情報を含む３Ｄシルエット画像を作成するための第２の画像発生装置（８）が設けられていることを特徴とする請求項１７乃至２０の１つに記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２２】
制御装置（１０）により、第１のＸ線パルス（Ｐ１）および第２のＸ線パルス（Ｐ２）が発生可能であると共に、第１の角度位置（φ１）および第２の角度位置（φ２）とは異なる領域Δφ内に含まれる予め与えられた第３の角度位置（φ３）のもとで第３のシルエット画像の作成のための第３のＸ線パルス（Ｐ３）が発生可能であることを特徴とする請求項１７乃至２１の１つに記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２３】
第１、第２および第３のシルエット画像の使用のもとにトモシンセシス法に基づいて深さ断層画像を作成するための第３の画像発生装置（８）が設けられていることを特徴とする請求項２２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２４】
第１の角度位置（φ１）および／または第２の角度位置（φ２）および／または第３の角度位置（φ３）への到達時にその都度２重パルスが発生させられるように、高エネルギーパルスおよび低エネルギーパルスからなる２重パルスの発生のための装置が設けられていることを特徴とする請求項２２又は２３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２５】
領域Δφの通過時に第１のＸ線パルス（Ｐ１）および／または第２のＸ線パルス（Ｐ２）および／または第３のＸ線パルス（Ｐ３）として高エネルギーパルスが発生させられ、領域Δφのすぐ次に続く通過時に他の第１および／または他の第２および／または他の第３のＸ線パルスとして低エネルギーパルスが発生させられるように、少なくとも１つの高エネルギーパルスと少なくとも１つの低エネルギーパルスとの交互発生のための装置が設けられていることを特徴とする請求項２２又は２３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２６】
少なくとも１つの高エネルギーパルスにより得られる高エネルギー・データセットから高エネルギー画像を発生させ、かつ少なくとも１つの低エネルギーパルスにより得られる低エネルギー・データセットから低エネルギー画像を発生させるための第４の画像発生装置（８）が設けられていることを特徴とする請求項２４又は２５記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２７】
一方における少なくとも１つの高エネルギーパルスの発生のための第１の電圧および第１の露出時間と、他方における少なくとも１つの低エネルギーパルスの発生のための第２の電圧および第２の露出時間とを、高エネルギーパルスと低エネルギーパルスとがほぼ等しいＸ線量を生じさせるように設定するための設定装置（８）が設けられていることを特徴とする請求項２４乃至２６の１つに記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２８】
制御装置（１０）により、Ｘ線経路内においてＸ線源（１）に後置されている絞りが、Ｘ線パルスの発生期間中に全開状態にあるように制御可能であることを特徴とする請求項１５乃至２７の１つに記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１および請求項１４の上位概念事項に基づくＸ線コンピュータ断層撮影装置およびＸ線断層撮影装置を動作させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような方法は公知である（例えば、特許文献１参照）。断層画像の撮影のためのボリューム照射において適用されるＸ線量の低減のために、先ず、検査すべき範囲の各断層から０°および９０°の角度のもとで断層画像もしくはトポグラムが撮影される。これから、それぞれの断層について最適なＸ線量とこれに対応する管電流が算定される。しかる後に断層画像作成のために、各断層に前もって求められた最適なＸ線量が照射される。このために管電流が断層にわたって相応に変調される。上記の方法は患者の２回の走査を必要とし、それにともなって高い時間費用を必要とする。それは別として、患者はトポグラムの撮影時に既にかなり高いＸ線量で負担をかけられている。
【０００３】
唯一のトポグラムを用いた管電流の変調制御のための方法が公知である（例えば、特許文献２参照）。この場合には、唯一のトポグラムが、前もって保存された情報のもとに、Ｘ線放射に対して直交する方向におけるＸ線放射の減弱に関して評価される。その際に得られた結果に基づいて、各断層について管電流が最適なＸ線量を得るために変調される。この提案された方法は、唯一のトポグラムだけの作成であるために確かに時間費用は少ないが、管電流算定に必要な近似法のために不正確さが生じ、これが常に最適とは言えないＸ線量をもたらし得る。
【０００４】
患者の検査すべき範囲の断層が２つの異なる角度のもとで照射されるＸ線コンピュータ断層撮影装置を動作させるための方法は公知である（例えば、特許文献３参照）。この場合に測定される値に基づいて、深さ情報を有するトポグラムもしくは３Ｄトポグラムが算定される。この方法を実施するために、Ｘ線源が第１の角度のもとに固定保持され、患者がｚ軸に沿って移動されかつ繰り返し照射される。しかる後にＸ線源が回転させられ、第２の角度のもとに固定保持される。患者は再びｚ軸に沿って移動されかつ繰り返し照射される。この公知の方法は同様に時間費用がかかる。それは別として、異なる角度のもとでの時間のずらされた断層撮影時における器官の運動によって、トポグラムの算定の際にアーチファクトが生じさせられる。
【０００５】
いわゆるディジタルＸ線トモシンセシス法（トモシンセシス＝断層合成）は公知である（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。この場合には身体の検査すべき範囲が種々の角度のもとで照射され、検出器として平面型検出器が使用される。適切なアルゴリズムの使用のもとで身体の予め与えられた断層深さにおいて高分解能を有する断層合成画像を発生させることができる。Ｘ線トモシンセシス法は従来のＸ線断層撮影装置を使用して実施することができる。このためには、種々の予め与えられた角度において発生させられた撮影を適切なアルゴリズムを用いて処理して断層合成画像を作成することだけが必要である。
【０００６】
ボリューム照射時に得られるデータがトポグラム発生のために抽出されるＸ線コンピュータ断層撮影装置を動作させるための方法は公知である（例えば、特許文献４参照）。トポグラムの品質改善のために、所望の投影方向に属するデータが検出器システムの多数の列から読み出されてトポグラムの再構成のために使用される。その都度照射される断層に依存した使用されるＸ線放射の最適な線量の設定および／または算定に関して、この文献には何も述べられていない。
【０００７】
患者がスパイラル状に照射されるＸ線コンピュータ断層撮影装置による断層画像ならびにトポグラムの発生のための方法および装置は公知である（例えば、特許文献５参照）。スパイラル状の照射の際に得られる測定値が断層画像作成のために後処理される。同時に予め与えられた角度のもとで撮影された測定値が後処理されてトポグラムが作成される。断層画像もトポグラムも同時に表示される。類似の方法が公知であり（例えば、特許文献６参照）、この場合には放射線学的に認識可能な終点の到達時に撮影が中断されることが付加的に提案されている。
【特許文献１】米国特許第５４００３７８号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００４０４３８５９号明細書
【特許文献３】米国特許第６３９３０９０号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１９９２５３９５号明細書
【特許文献５】欧州特許第０５３１９９３号明細書
【特許文献６】独国特許第４１０３５８８号明細書
【非特許文献１】James T.Dobbin III,Devon J.Godfrey,"Digital x-ray tomosynthesis:current state of the art and clinical potential", Phy.Med.Biol.48 (2003)R65-R106
【非特許文献２】James T.Dobbin III,"Chest Radiography,Pt.3:Chest Tomosynthesis",http://www.imagingeconomics.com/library/tools/printengine.aspprintArticleID=200505-05
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は従来技術による欠点を除去することにある。本発明は、特に僅かな費用でかつできるだけ少ないＸ線量の適用のもとでシルエット画像の作成を可能にする方法およびＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１および１５の特徴事項によって解決される。本発明の好ましい構成は請求項２乃至１４および請求項１６乃至２８の特徴事項からもたらされる。
【００１０】
本発明にしたがって、予め与えられた第１の角度位置への到達時に第Ｘ線パルスが発生させられることによって、Ｘ線源が第１の角度位置を含む予め与えられた領域Δφの通過時にだけ動作させられることが提案されている。提案された方法によれば、シルエット画像の発生が被検体に対する相対的なＸ線源の連続的なスパイラル状の走査移動期間中に行なわれる。したがって、Ｘ線源を予め与えられた第１の角度位置へ移動し、そこに固定保持して第１のシルエット画像を発生させることはもはや必要でない。本発明にしたがって、第１の角度位置の到達時にだけ第１のＸ線パルスが発生させられる。第１の角度位置は、Ｘ線源によって各回転において通過される領域Δφ内にある。領域内においてだけ、シルエット画像の発生のために、その都度１つのＸ線パルスだけが発生させられることによって、適用されるＸ線量が著しく低減される。
【００１１】
本発明の有利な構成によれば、領域は高々１００°の角度を含む。このように制限された領域内において種々の制御技術上または診断上の目的のためのシルエット画像を作成することができる。
【００１２】
有利な構成によれば、第１の角度位置とは異なる領域Δφ内に含まれる予め与えられた第２の角度位置のもとで第２のシルエット画像を作成するために、予め与えられた第２の角度位置への到達時に第２Ｘ線パルスが発生させられる。この場合に、第１のおよび第２の角度位置は、１０°〜１００°、とりわけ９０°だけ互いにずらされていることが好ましい。この場合に、第１および第２のシルエット画像に基づいて、断層画像の作成のために被検体のその都度照射すべき範囲にとって最適なＸ線量が算定されるとよい。これは、特にシルエット画像の作成の後に続くボリューム照射の期間中に、求められた最適なＸ線量に応じたＸ線発生に使用される管電流の変調を可能にする。それにより、ボリューム照射時に作成される断層画像の品質を改善し、適用されるＸ線量を低減することができる。
【００１３】
本発明にしたがって、シルエット画像が、照射すべき被検体に対する相対的なＸ線源の連続的なスパイラル移動中に撮影されることによって、Ｘ線源およびマトリックス検出器を収容するガントリ回転子における温度を比較的狭い温度範囲に保つことができる。回転子内に取り付けられている電子装置における望ましくないドリフトを生じさせる温度変動回避することができる。
【００１４】
本発明による方法の使用のもとで、第１および第２のシルエット画像に基づいて、深さ情報を含む３Ｄシルエット画像が作成されるとよい。この場合には、第１および第２の角度位置が１０°〜３０°、とりわけ１５°だけ互いにずらされていることが好ましい。これは、従来の立体視覚法に基づいて、深さ情報を有する３Ｄシルエット画像の作成を可能にする。
【００１５】
本発明の他の構成によれば、第１および第２のＸ線パルスが発生させられると共に、第１および第２の角度位置とは異なる領域Δφ内に含まれる予め与えられた第３の角度位置のもとで第３のシルエット画像の作成のための第３のＸ線パルスが発生させられることが可能である。第１、第２および第３のシルエット画像の使用のもとにトモシンセシス法に基づいて深さ断層画像が作成されるとよい。連続動作時に領域Δφ内においてだけ、第１、第２および第３のシルエット画像の作成のために必要なＸ線パルスが発生させられることによって、適用されるＸ線量が特に少なく保たれる。もちろん、トモシンセシス法による深さ断層画像の作成のために、領域Δφ内において３つよりも多いシルエット画像を撮影することも可能である。本発明によれば、領域Δφ内において１５〜８０個の断層画像が撮影され、後で更にトモシンセシス法にしたがって処理されて深さ断層画像が作成される。本発明による方法の連続動作における実施は、特に高速の深さ断層画像の作成を可能にする。
【００１６】
他の有利な構成によれば、第１の角度位置および／または第２の角度位置および／または第３の角度位置への到達時に、その都度、高エネルギーパルスおよび低エネルギーパルスからなる２重パルスが発生させられる。これに対する代替として、領域Δφの通過時に第１および／または第２および／または第３のＸ線パルスとして高エネルギーパルスが発生させられ、領域Δφのすぐ次に続く通過時に他の第１および／または第２および／または第３のＸ線パルスとして低エネルギーパルスが発生させられてもよい。少なくとも１つの高エネルギーパルスの使用のもとに得られた高エネルギー・データセットから高エネルギー画像が発生させられ、少なくとも１つの低エネルギーパルスの使用のもとに得られた低エネルギー・データセットから低エネルギー画像が発生させられるとよい。それによって、選択的に予め与えられた特定の厚さの組織を表示することができる。例えば骨画像を作成し、そして望ましくは適切な減算法を用いて組織画像を作成することができる。
【００１７】
本発明の他の有利な構成によれば、一方における少なくとも１つの高エネルギーパルスの発生のための第１の電圧および第１の露出時間と、他方における少なくとも１つの低エネルギーパルスの発生のための第２の電圧および第２の露出時間とが、次のように、すなわち高エネルギーパルスと低エネルギーパルスとがほぼ等しいＸ線量を生じさせるように選ばれている。それにより、ほぼ等しい画質を有する高エネルギー画像および低エネルギー画像を、同時に患者の少ない放射線負担にて撮影することができる。２つの操作量、すなわち電圧および露出時間の交互調整は少ない費用で実施可能である。
【００１８】
他の特に有利な構成によれば、少なくともＸ線パルスの発生期間中は、Ｘ線経路内においてＸ線源に後置されている絞りが全開状態にある。それにより、マトリックス検出器上に、それのｚ方向における列深さ全体にわたって広がるシルエット画像を投影することができる。それにより、被検体の検査すべき範囲から部分的に重複するシルエット画像を撮影することができる。適切な補間法によって、それから特に正確なシルエット画像を作成することができる。
【００１９】
更に本発明にしたがって、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、予め与えられた第１の角度位置への到達時に第１のＸ線パルスを発生するためのパルス発生装置と、第１の角度位置を含む予め与えられた領域ΔφがＸ線源によって通過されるときだけパルス発生装置を動作させるための制御装置とが設けられている。本発明によるＸ線断層撮影装置により、領域Δφ内だけにおいて少なくとも１つの予め与えられた角度位置のもとで第１のＸ線パルスを用いて第１のシルエット画像を作成することができる。第１のシルエット画像の発生のためにＸ線源が領域Δφ外においては遮断され、領域Δφ内においてだけ予め与えられた角度位置への到達時にパルス動作させられることによって、適用されるＸ線量を著しく低減することができる。同時に、Ｘ線源が被検体に対して相対的にスパイラル状に高速にて移動されるＸ線コンピュータ断層撮影装置の連続動作が可能である。シルエット画像の作成のために、特に、Ｘ線源を予め与えられた第１の角度位置に停止させ、その後で再び移動させることが必要でない。本発明による連続的な動作および領域Δφ内における予め与えられた角度位置でのＸ線パルスの発生は、同じままの温度におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置の動作を可能にする。温度変動に起因する電子構成要素のドリフトが好ましいことに回避される。
【００２０】
本発明によるパルス発生装置はＸ線パルスを発生するための従来の装置であってよい。この場合にパルス幅は、ほぼマトリックス検出器の積分時間に応じて設定される。典型的なパルス幅は、３００〜６００μｓ、とりわけ４００〜４５０μｓの範囲にある。
【００２１】
パルス発生装置の作動および制御のための制御装置は、一般に適切な制御プログラムを有するコンピュータである。したがって、領域Δφ内において、１つ以上のシルエット画像を作成しようとする第１の角度位置および場合によってはその他の角度位置を設定することができる。
【００２２】
領域Δφは高々１００°の角度を含む。このような領域Δφにおいて、制御パラメータを求めるためと診断目的のために必要なシルエット画像が発生させられる。シルエット画像の発生のためのＸ線源が少なくとも領域Δφ外において動作させられないことによって、適用されるＸ線量を著しく低減することができる。
【００２３】
有利な構成によれば、制御装置により、第１の角度位置とは異なる領域Δφ内に含まれる予め与えられた第２の角度位置のもとで、予め与えられた第２の角度位置への到達時に、第２のシルエット画像の作成のための第２Ｘ線パルスが発生可能である。第１および第２の角度位置は、１０°〜１００°、とりわけ９０°だけ互いにずらされている。
【００２４】
本発明の他の構成によれば、第１および第２のシルエット画像に基づいて断層画像の作成のために被検体のその都度の照射範囲にとって最適なＸ線量を算定するための計算装置が設けられている。特に、第１および第２のシルエット画像が９０°だけずらされた角度位置において撮影されるならば、特に効果的に、その都度照射される範囲にとって断層画像の作成のために必要な最適なＸ線量を求めることができる。計算装置は、ここでも適切なプログラムを有するコンピュータであってよい。
【００２５】
他の構成によれば、少なくとも１つのシルエット画像の作成の後に続くボリューム照射の期間中に、求められた最適なＸ線量に応じて、Ｘ線の発生に使用される管電流を変調するための変調装置が設けられている。かかる変調装置により、適用されるＸ線量を最小限に保ち、同時に最適な画像作成を保証することができる。
【００２６】
他の構成によれば、第１および第２のシルエット画像に基づいて、深さ情報を含む３Ｄシルエット画像を作成するための第２の画像発生装置が設けられている。このために、第１および第２のシルエット画像は、１２°〜２０°、とりわけ１５°だけ互いにずらされた角度位置において撮影されるとよい。このような撮影は立体視覚的な投影およびそれにともなう３Ｄシルエット画像の作成を可能にする。
【００２７】
他の構成によれば、制御装置により、第１および第２のＸ線パルスが発生可能であると共に、第１および第２の角度位置とは異なる領域Δφ内に含まれる予め与えられた第３の角度位置のもとで第３のシルエット画像の作成のための第３のＸ線パルスが発生可能である。この場合には、第１、第２および第３のシルエット画像の使用のもとにトモシンセシス法に基づいて深さ断層画像を作成するための第３の画像発生装置が設けられているとよい。
【００２８】
本発明の他の構成によれば、第１および／または第２および／または第３の角度位置への到達時にその都度２重パルスが発生させられるように、高エネルギーパルスおよび低エネルギーパルスからなる２重パルスの発生のための装置が設けられている。これに対する代替として、領域Δφの通過時に第１および／または第２および／または第３のＸ線パルスとして高エネルギーパルスが発生させられ、領域Δφのすぐ次に続く通過時に他の第１および／または他の第２および／または他の第３のＸ線パルスとして低エネルギーパルスが発生させられるように、少なくとも１つの高エネルギーパルスと少なくとも１つの低エネルギーパルスとの交互発生のための装置が設けられてもよい。更に、少なくとも１つの高エネルギーパルスにより得られる高エネルギー・データセットから高エネルギー画像を発生させ、かつ少なくとも１つの低エネルギーパルスにより得られる低エネルギー・データセットから低エネルギー画像を発生させるための第４の画像発生装置が設けられているとよい。高エネルギー・データセットにより、特に正確に、高い密度を有する被検体部分、例えば骨等を表示することができる。低エネルギー・データセットにより、低い密度を有する被検体部分、例えば軟部、器官等を表示することができる。相応の減算法によって、その都度異なるエネルギーの使用のもとで作成されるＸ線画像の分解能を著しく改善することができる。
【００２９】
他の有利な構成によれば、一方における少なくとも１つの高エネルギーパルスの発生のための第１の電圧および第１の露出時間と、他方における少なくとも１つの低エネルギーパルスの発生のための第２の電圧および第２の露出時間とを、高エネルギーパルスと低エネルギーパルスとがほぼ等しいＸ線量を生じさせるように設定するための設定装置が設けられている。高エネルギー動作から低エネルギー動作への切替は、特に領域Δφの外側で行なわれる。これは比較的緩慢な切替特性を有するＸ線源の使用も可能にする。
【００３０】
本発明の特に有利な他の構成によれば、制御装置により、Ｘ線経路内においてＸ線源に後置されている絞りが、Ｘ線パルスの発生期間中に自動的に完全に開かれているように制御可能である。それにより、マトリックス検出器が、それのｚ方向に広がる列深さ全体にわたって照射されるように、Ｘ線源から出射されるＸ線ファンがｚ方向に開く。それにより、ｚ方向に最大限の広がりを有するシルエット画像を発生させることができる。
【００３１】
画像発生装置ならびに制御装置は、この場合にも画像発生ならびに絞り制御のための適切なプログラムを備えさせられたコンピュータであることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下において、本発明の実施例を図面に基づいて更に詳細に説明する。図１はコンピュータ断層撮影装置の動作態様の概略図を示し、図２はシルエット画像の撮影時における測定装置の概略図を示し、図３は最適なＸ線量を求めるための２つの断層画像の撮影時における測定装置の概略図を示し、図４は立体的３Ｄ断層画像の作成のための２つの断層画像の撮影時における測定装置の概略図を示し、図５は深さ断層画像の作成のための３つの断層画像の撮影時における測定装置の概略図を示す。
【００３３】
図１においては、Ｘ線源１およびマトリックス検出器２が、ｚ軸Ｚを中心に回転可能な（ここでは図示されていない）ガントリの回転子Ｒに対向配置にて取り付けられている。マトリックス検出器２は回転方向φに広がっている多数の列３を含み、列３のそれぞれは、並べられて配置された多数の検出器エレメントからなる。ｚ方向に並んでいる列３によって形成されるマトリックス検出器２の深さは、本発明との関連において列深さとも呼ばれる。
【００３４】
回転子Ｒ内にはｚ軸Ｚに対して平行に、連続的に移動可能な患者用テーブル５が配置されていて、患者用テーブル５の上には被検体６、例えば患者が収容されている。マトリックス検出器２の後段に配置された電子評価装置７がコンピュータ８に接続されている。コンピュータ８には更に画面９ならびにここには詳しく示されていない入力装置、例えばキーボードおよび／またはマウスが接続されている。更に、コンピュータ８は制御装置１０を含み、制御装置１０は、Ｘ線源１のその都度の角度位置を検出するためのセンサ１１と、高電圧パルスを発生するためのパルス発生装置１２とに接続されている。
【００３５】
次に、図１に示されたＸ線コンピュータ断層撮影装置の動作を図２ないし図５を参照して更に詳細に説明する。
【００３６】
個々のシルエット画像もしくはトポグラムの作成のために、先ず所望の角度位置φ１が、コンピュータ８上に設けられた制御プログラムに引き渡される。制御プログラムにより、回転子Ｒの回転、高電圧パルスの発生のためのパルス発生装置１２の制御および電子評価装置７が、センサ１１によって供給される信号の使用のもとに、次のように制御される。すなわち、Ｘ線源１の予め与えられた第１の角度位置φ１の到達時にパルス発生装置１２により高電圧パルスおよびそれにともなうＸ線源１によるＸ線パルスＰ１が発生させられるように制御される。マトリックス検出器２により検出されたシルエット画像は評価装置７によりディジタル化される。その際に発生させられるデータセットが、同様にコンピュータ８上に設けられている第１の画像評価プログラムに引き渡される。第１の画像評価プログラムにより、相次いで撮影されるｚ方向に部分的に重複するシルエット画像が従来のアルゴリズムの使用のもとに処理されて全体シルエット画像が形成される。
【００３７】
図３は、本発明による方法の変形を示す。ここでは９０°の領域Δφ内において予め与えられた第１の角度位置φ１のもとで第１のＸ線パルスＰ１の発生によって第１のシルエット画像が撮影され、そしてそれから９０°ずれた第２の角度位置φ２のもとで第２のＸ線パルスＰ２の発生によって第２のシルエット画像が撮影される。両シルエット画像から、従来の方法に基づいて、断層画像の作成のために被検体６のその都度の範囲の照射に最適なＸ線量が算定される。ひき続く断層画像の作成のためのボリューム照射の際に、算定された最適なＸ線量にしたがって、これに対応する管電流がＸ線源１のｚ方向における位置に依存して相応に変調される。それにより、作成される断層画像の特に良好な品質を達成することができ、同時に適用されるＸ線量を最小限に保つことができる。
【００３８】
図４は、本発明による方法の他の変形を示す。この場合には、１０°〜２０°、好ましくは１５°の領域Δφ内において、ここでも第１の角度位置φ１のもとで第１のシルエット画像が撮影され、そして第２の角度位置φ２のもとで第２のシルエット画像が撮影される。両角度位置φ１，φ２が存在する領域Δφは、この場合には高々２０°である。このような角度位置φ１，φ２のもとで撮影されたシルエット画像は、立体視覚原理にしたがって、従来の方法に基づく３Ｄシルエット画像の作成のために適している。３Ｄシルエット画像は深さ情報を含むことが好ましい。この場合にも第１および第２のシルエット画像を作成するための本発明による方法にしたがって、その都度、領域Δφ内において第１のＸ線パルスＰ１および第２のＸ線パルスＰ２だけを発生させることによって、適用されるＸ線量を特に少なく保つことができる。Ｘ線パルスＰ１，Ｐ２の発生は、回転子Ｒの連続回転およびｚ方向における被検体６の連続移動の期間中に行なわれる。本方法は特に時間を節約する。
【００３９】
図５は、本発明による方法の他の変形を示す。約５０°の領域Δφ内において、ここでも第１の角度位置φ１のもとで第１のシルエット画像が撮影され、第２の角度位置φ２のもとで第２のシルエット画像が撮影され、そして第３の角度位置φ３のもとで第３のシルエット画像が撮影される。第１の角度位置φ１、第２の角度位置φ２および第３の角度位置φ３は、その都度互いに約２５°だけずらされている。このようにずらされた角度位置のもとで撮影された第１、第２および第３のシルエット画像を用いて、従来のトモシンセシス法に基づいて深さ断層画像が作成される。この場合にも、８０°以下、好ましくは６０°以下の比較的小さい領域Δφ内において、各断層画像の作成のために、その都度、例えば４３０μｓのパルス幅を有する短いＸ線パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３が発生させられるだけである。断層画像の発生は、ここでも被検体６に対して相対的なＸ線源のスパイラル状の移動の期間中に行なわれる。もちろん、トモシンセシス法に基づく特に正確な深さ断層画像の作成のために、３つの断層画像のみならず、例えば１５〜８０個の断層画像を、例えば１０°〜３０°、好ましくは２０°の領域Δφ内においてＸ線パルスの使用のもとで撮影し、引き続き相応して更に処理することもできる。シルエット画像が大量に上る場合でも、Ｘ線パルスのみを使用すればよいので、印加されるＸ線量は僅かに保たれる。
【００４０】
本発明による方法では、各回転においてその都度、それぞれの角度位置φ１，φ２，φ３の到達時にＸ線パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３が発生させられ、そしてその結果としてシルエット画像が発生させられる。有利な構成によれば、領域Δφの通過後にその都度、パルス発生装置１２に前置された操作装置（ここには図示されていない。）により、ほぼ等しいままのＸ線量においてＸ線パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３のエネルギーが交互に変化させられるように、管の電圧ならびに露出時間が変化させられる。例えば、１つの回転において先ず高エネルギーＸ線パルスが発生させられ、そして次の回転において低エネルギーＸ線パルスが発生させられるというように変化させられる。高エネルギーＸ線パルスと低エネルギーＸ線パルスとの間の切替は、Ｘ線管１が領域Δφを去った時にすでに行なわれていてよい。これは従来の比較的緩慢なＸ線源１または調整装置の使用も可能にする。本発明による高エネルギーＸ線パルスと低エネルギーＸ線パルスとによるシルエット画像の交互の作成により、付加的な情報、特に照射された組織、骨等の構造に関する情報を得ることができる。相応する異なった画像の作成のために、従来の画像発生方法を使用することができる。
【００４１】
個々のシルエット画像、３Ｄシルエット画像またはトモシンセシス法に基づく深さ断層画像の作成のために、コンピュータ８には、発生させられたシルエット画像を従来の方法にしたがって相応して処理する画像発生装置もしくは画像発生プログラムが設けられている。
【００４２】
本発明による有利な構成によれば、Ｘ線源１に後置された絞り（ここでは図示されていない。）が、コンピュータ８内に設けられた制御プログラムにより、本発明による方法を実行するための機能、すなわちシルエット画像を発生させるための機能の選択時に、自動的に最大に開かれるので、発生させられるＸ線パルスＰにより、マトリックス検出器２の列深さ全体にＸ線放射が当てられる。これは、角度位置のそれぞれφ１，φ２またはφ３における部分的に重複した断層画像の作成を可能にする。部分的に重複した断層画像は、適切な方法により、例えば補間法により補正されるとよく、それにより特に正確な全体シルエット画像が作成可能である。
【００４３】
本発明による方法は、もちろん、回転子Ｒに、対向配置にてＸ線源１およびマトリックス検出器２のみならず、例えばこれに対して垂直構造にて他のＸ線源およびこれに対向配置の他のマトリックス検出器が取り付けられているＸ線コンピュータ断層撮影装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】コンピュータ断層撮影装置の動作態様を示す概略図
【図２】シルエット画像の撮影時における測定装置の概略図
【図３】最適なＸ線量を求めるための２つの断層画像の撮影時における測定装置の概略図
【図４】立体的３Ｄ断層画像の作成のための２つの断層画像の撮影時における測定装置の概略図
【図５】深さ断層画像の作成のための３つの断層画像の撮影時における測定装置の概略図
【符号の説明】
【００４５】
１        Ｘ線源
２        マトリックス検出器
３        列
４        検出器エレメント
５        患者用テーブル
６        被検体
７        電子評価装置
８        コンピュータ
９        画面
１０        制御装置
１１        センサ
１２        パルス発生装置
φ          回転方向
φ１        第１の角度位置
φ２        第２の角度位置
φ３        第３の角度位置
Δφ        領域
Ｐ          Ｘ線パルス
Ｐ１        第１のＸ線パルス
Ｐ２        第２のＸ線パルス
Ｐ３        第３のＸ線パルス
Ｒ          回転子
Ｚ          ｚ軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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