JP2016516558A - 離れた焦点に対するコリメーション - Google Patents

Abstract

本発明は、Ｘ線放射のコリメーションに関する。提供される放射ビームの改善された使用により、互いに離れて配置された焦点に対して適切なＸ線コリメーションを提供するために、医療用画像化のためのＸ線光源装置が提供される。Ｘ線光源装置は、Ｘ線光源とＸ線ビームシャッター機器とを含む。Ｘ線光源は、少なくとも主放射方向を横切る方向にお互いに離れた距離に置かれている第１焦点位置および第２焦点位置においてＸ線放射を生成するように構成されている。Ｘ線ビームシャッター機器は、少なくとも第１焦点位置において生成された第１Ｘ線ビームに対する第１絞りを定めているシャッターの第１ペア、および、少なくとも第２焦点位置において生成された第２Ｘ線ビームに対する第２絞りを定めているシャッターの第２ペアを含む。シャッターの第１ペアは、第１焦点位置とＸ線検出器の中心との間の第１視線に一致して整列するように構成されており、かつ、シャッターの第２ペアは、第２焦点位置とＸ線検出器の中心との間の第２視線に一致して整列するように構成されている。第１および第２絞りは部分的にオーバーラップしている。

Description

本発明は、Ｘ線放射のコリメーション（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ）に関する。特定的には、医療用画像化のためのＸ線光源装置、および、そうした装置を包含している医療用Ｘ線画像化システムに関する。

医療用Ｘ線画像化においては、生成されたＸ線ビーム（Ｘ−ｒａｙ ｂｅａｍ）が、例えば検出器のサイズに合うようにコリメートされ得る。患者が曝される、全ての放射線が、患者によって提供されるそれぞれの減衰を伴って検出されるように、検出器に向かって発せられることを保証する要求が、その理由であり得る。放射されたビームの実際のサイズの制限の他に、くさび（ｗｅｄｇｅ）エレメントも、Ｘ線ビームにおける減衰フィルタとして提供されてよい。例えば、米国特許出願第２０１０／０３０８２２９Ａ１号公報は、コーン状ビームの中で調整可能に位置決めされるくさび形状の減衰フィルタの提供について記述している。画像品質の改善のために選択的にビームを減衰させるためのものである。しかしながら、例えば、２つの焦点がお互いに離れて配置されている案件においては、例えば固定シャッターを有する場合に、それぞれ他の画像の一部を遮ることにより視野が制限されてしまうことが示されてきた。

このように、提供された放射線ビームの改善された使用により、お互いに離れて配置された焦点に対する適切なＸ線コリメーションへの必要性が存在する。

本発明の目的は、独立請求項に係る技術的事項によって解決される。ここでは、さらなる実施例が、従属請求項の中に包含されている。以降に説明される本発明の態様は、医療用Ｘ線画像化システムと同様に医療用画像化のためのＸ線光源装置について適用されることに留意すべきである。

本発明に従って、医療用画像化のためのＸ線光源装置が提供される。本装置は、Ｘ線光源と、Ｘ線ビームシャッター機器とを含む。Ｘ線光源は、少なくとも主放射方向を横切る方向においてお互いに離れた距離に置かれている第１焦点位置および第２焦点位置においてＸ線放射を生成するように構成されている。Ｘ線ビームシャッター機器は、少なくとも第１焦点位置において生成された第１Ｘ線ビームに対する第１絞りを定めているシャッターの第１ペア、および、少なくとも第２焦点位置において生成された第２Ｘ線ビームに対する第２絞りを定めているシャッターの第２ペアを含む。第１絞りと第２絞りは部分的にオーバーラップしている。

シャッターの第１ペアおよびシャッターの第２ペアは、絞りのオーバーラップしている部分の反対側に配置された外側にある絞りを制限するために、それぞれ外側シャッターエレメントを含んでいる。外側シャッターエレメントは、放射方向において固体／不透明構造を含んでいる。シャッターの第１ペアおよびシャッターの第２ペアは、さらに、少なくとも部分的にオーバーラップしている部分に配置された内側にある絞りを制限するために、それぞれ第１および第２内側シャッターエレメントを含む。第１内側シャッターエレメントおよび第２内側シャッターエレメントは、それぞれ焦点グリッド構造を含む。第１内側シャッターエレメントのグリッド構造は、第２焦点位置上にフォーカスされた複数の第１Ｘ線通路を含み、かつ、第２内側シャッターエレメントのグリッド構造は、第１焦点位置上にフォーカスされた複数の第２Ｘ線通路を含む。

有利なことに、本発明に従った本装置は、第１および第２焦点位置に対してそれぞれに最適化されたコリメーションを提供する。従って、生成されたＸ線ビームの最適化された使用が保証される。

加えて、シャッターエレメントは絞りの中、つまりいわゆる開口に配置されているが、それぞれのシャッターエレメントは、単一のＸ線焦点位置だけから発生しているＸ線放射に対してビームサイズを制限するエレメントとして動作する。他のＸ線焦点位置から発生している放射は、グリッド構造において提供されるＸ線通路の整列のおかげでシャッターエレメントを通過することができる。

シャッターエレメントを通じたＸ線通路は、Ｘ線放射の最小量だけがグリッド構造によって減衰され、吸収されるといったものであり、そして、Ｘ線放射の大部分はそれぞれのシャッターエレメントを通過することができる。グリッド構造によって提供されるＸ線通路の境界部分、つまりいわゆる通路の側壁は、吸収構造として動作している。もしくは、Ｘ線通過方向に対して斜角の方向から、特に他の焦点位置それぞれからのＸ線放射に対して、Ｘ線非透過構造がそうである。

用語「シャッターのペア（”ｐａｉｒ ｏｆ ｓｈｕｔｔｅｒｓ”）」は、例えば第１および第２シャッターに関する。別の実施例において、用語「ペア（”ｐａｉｒ”）」は、また、それぞれの絞りを定めている３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれ以上のシャッターにも関する。それぞれのシャッターは、異なる外形を備えてよいことに特に留意する。例えば、直線の境界線または曲線の境界線、もしくは、数個の線セグメントを有する境界線としてのものである。

Ｘ線ビームシャッターは、また、コリメーション機器、または、Ｘ線放射に対する絞りを提供するコリメーションとしても参照される。

焦点位置が置換される、方向は、カソードとアノードとの間の方向を横切って提供される。

別の実施例においては、方向、焦点位置が置換されるもの、がＸ線放射の投射方向を横切っている。例えば、その方向は、ｘ方向として参照される。一つの実施例において、回転アノードの場合に、置換方向は、アノードが回転している方向に対して平行である。つまり、円形回転平面に対する接線に対して平行である。置換方向は、回転軸を横切って、例えば垂直に、提供され得る。

Ｘ線光源は、少なくとも２つの焦点位置を提供するターゲット構造を有する回転アノードであり得る。さらなる実施例において、Ｘ線光源は、少なくとも２つの焦点位置を提供するための２つの分離したアノードまたはターゲット構造を含んでいる。さらなる実施例においては、複数のＸ線光源、例えばＸ線ナノチューブ（ｎａｎｏ−ｔｕｂｅ）が提供され、第１焦点位置に対する多数のナノチューブ、および、第１焦点位置に対するさらなる多数のナノチューブのそれぞれのクラスタを形成する。

第１および第２絞りは、少なくとも部分的にｘ方向においてオーバーラップする。

一つの実施例においては、立体（ｓｔｅｒｅｏ）Ｘ線画像化のために、２つの焦点位置が提供される。別の実施例においては、デュアルエネルギーＸ線画像化のために、２つの焦点位置が提供される。

用語「フォーカスされた（”ｆｏｃｕｓｅｄ”）」は、それぞれの焦点位置に対する焦点合わせ、つまり放射状の整列、に関する。正しい焦点合わせは、一つの実施例においては、既定の距離における場合である。

別の実施例において、焦点位置は調整可能または可変である。そうした場合に、少なくとも一つの内側シャッターエレメントが調整可能または移動可能である。例えば、エレメントは、主Ｘ線放射方向に対して平行な半径方向において移動可能である。例えば、エレメントは、代替的又は追加的に、主Ｘ線放射方向を横切る放射において移動可能または調整可能であり得る。別の実施例において、内側シャッターエレメントは、移動可能な焦点位置によって提供されるのと同様な方向において移動可能である。

別の実施例において、Ｘ線通路がラメラのような（ｌａｍｅｌｌａ−ｌｉｋｅ）エレメントによって提供される。通路は、焦点位置の変更を補償するために、焦点アライメントにおいて調整可能である。

一つの実施例においては、シャッターエレメントのアライメントメカニズムが提供される。

一つの実施例に従って、第１内側シャッターエレメントは、第２焦点位置のＸ線ビームの中に少なくとも部分的に配置されており、シャッターエレメントは、第２焦点位置からの放射に対してＸ線透過性である。第２内側シャッターエレメントは、第１焦点位置のＸ線ビームの中に少なくとも部分的に配置されており、シャッターエレメントは、第１焦点位置からの放射に対してＸ線透過性である。

用語「Ｘ線透過性（”Ｘ−ｒａｙ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ”）」は、受取り方向においてＸ線放射に対する通路を伴うグリッド構造を参照する。「Ｘ線透過性」は、非減衰の方法におけるＸ線通過の程度を参照する。少なくとも約５０％によるものであり、例えば７０％、例えば９０％、例えば９５％、または、それ以上の割合である。

一つの実施例に従って、第１内側シャッターエレメントは、第２焦点位置の周りに第１円形トラック上を移動可能であり、かつ、第２内側シャッターエレメントは、第１焦点位置の周りに第２円形トラック上を移動可能である。

一つの実施例においては、アクチュエータ装置によるシャッターエレメントの移動をコントロールするために、コントロールユニットが提供される。

一つの実施例に従えば、内側および外側シャッターエレメントは、焦点位置の一つに中心があり、リングセグメントの断面を伴って提供される。ここで、（ｉ）第１外側シャッターエレメントと第２内側シャッターエレメントは、第１焦点位置について同心円上に提供され、かつ、（ｉｉ）第１内側シャッターエレメントと第２外側シャッターエレメントは、第２焦点位置２２について同心円上に提供される。

一つの実施例に従えば、第１および第２焦点位置は、Ｘ線画像化のためにフレーム毎に交互にスイッチされる２つの静止位置として提供される。そして、第１および第２内側シャッターエレメントは、Ｘ線画像化の最中は、一時的に固定されて留まっている。

本発明のさらなる態様に従って、医療用Ｘ線画像化システムが提供される。本システムは、Ｘ線発生器と、上記の実施例のうちの一つに従ったＸ線光源装置と、Ｘ線検出器と、オブジェクト受入れ機器とを含む。オブジェクト受入れ機器は、Ｘ線光源装置とＸ線検出器との間で位置決め可能である。

Ｘ線検出器は、興味のオブジェクト、例えば患者、の放射後に、第１焦点位置からの放射および第２焦点位置からの放射が検出できるように備えられた検出器であってよい。一つの実施例において、第１焦点位置からの放射は、第２焦点位置からの放射として、検出器部分上で検出される。一つの実施例において、焦点位置は、オブジェクト受入れ機器に関して移動される。

有利なことに、光源装置の中で、シャッターの第１ペアは、第１焦点位置と検出器の中心との間の第１視線に一致して整列するように構成されている。シャッターの第２ペアは、第２焦点位置と検出器の中心との間の第２視線に一致して整列するように構成されている。この発明のコンテクストにおいて、シャッターのペアと視線との「アライメント（”ａｌｉｇｎｍｅｎｔ”）」は、シャッターによって定められる絞りにおける開口の中心または中心部が視線と一致するよう整列されていることを意味するものと理解される。非静的な焦点位置の場合に、これは、そうしたアライメントが維持されるように、動作中にシャッターの再度の位置決めを要し得ることを意味する。

アライメントは、少なくとも一つのアライメント方向において提供される。さらなる実施例においては、２つのアライメント方向が横切るように提供される。

一つの実施例に従えば、シャッターの第１および第２ペアは、絞りのオーバーラップしている部分の反対側に配置された外側にある絞りを制限するために、それぞれ外側シャッターエレメントを含んでいる。そして、シャッターの第１および第２ペアは、少なくとも部分的にオーバーラップしている部分に配置された内側にある絞りを制限するために、それぞれ内側シャッターエレメントを含んでいる。外側シャッターエレメントは、Ｘ線画像化のために調整可能に固定されている。内側シャッターエレメントは、移動可能であり、そして、第１焦点位置と検出器の中心との間の第１視線に一時的に一致して整列するように構成され、かつ、第２焦点位置と検出器の中心との間の第２視線に一時的に一致して整列するように構成されている。第１および第２焦点位置は、Ｘ線画像化の最中、Ｘ線放射のために交互に使用可能である。第１および第２内側シャッターエレメントは、Ｘ線画像化の最中に、交互に整列可能（ａｌｉｇｎａｂｌｅ）である。ここで、他の第２または第１シャッターエレメントそれぞれは、Ｘ線放射の外で移動可能である。アクチュエータ装置によって第１および第２内側シャッターエレメントのアライメントをコントロールするためにコントロールユニットが提供される。

このように、本発明に従えば、２つの異なる焦点位置からＸ線ビームが提供されてよく、かつ、ビーム制限構成が、第１焦点位置に対する開口、口径とも呼ばれるもの、を提供し、かつ、第２焦点位置に対する開口／口径を提供している。２つの開口／口径は、オーバーラップしている。それでもなお、提供されるシャッターエレメントは、ビームサイズ制限、つまりＸ線ビームコリメーションが、第１および第２１焦点位置それぞれに対して適切に整列されていることを保証する。例えば、シャッターエレメントは静止位置に提供され得る。例えば、他の焦点位置それぞれに対して整列されたＸ線透過性構造であって、それぞれの焦点位置に対してはＸ線不透明であるものを提供することによるものである。さらなる実施例において、シャッターエレメントは、絞り開口がＸ線焦点それぞれと整列するように動的に移動している。

本発明に係るこれら及び他の態様は、以降に説明される実施例を参照して明確になり、かつ、解明される。

本発明の典型的な実施例が、以下の図面を参照して以降に説明される。
図１は、医療用Ｘ線画像化の一つの実施例を斜視図の設定において模式的に示している。 図２は、Ｘ線光源装置の一つの実施例を断面図において模式的に示している。 図３は、Ｘ線光源装置のさらなる態様を示している。 図４は、Ｘ線光源装置の代替的な実施例を示している。 図５は、移動可能なシャッターエレメントを伴うＸ線光源装置の一つの実施例を示している。 図６は、Ｘ線画像取得方法の一つの実施例を示している。

図１は、Ｘ線生成器１０２とＸ線検出器１０４を伴う、Ｘ線画像化システム１００を示している。一つの例として、Ｘ線生成器１０２、つまりＸ線光源、および、Ｘ線検出器１０４、つまりＸ線検出器は、Ｃアーム構造１０６の相対する端部に配置されている。Ｃアーム構造は、天井１１２に取り付けられた移動可能な天井サポート機器１１０に対して天井サスペンション１０８によって移動可能に取付けられている。さらに、オブジェクト受入れ機器１１４が提供され、そこでは、Ｘ線生成器１０２とＸ線検出器１０４との間にオブジェクト受入れ機器１１４が配置されている。例えば、オブジェクト受入れ機器１１４は、患者を受け入れるための患者用テーブルである。オブジェクト１１６が、円形構造によって示されている。

さらに、上記の装置の近傍において、さらなる装置が示されている。例えば、Ｘ線画像化システム１００をコントロールするためのコントロールインターフェイス１１８、または、ディスプレイ装置１２０であり、照明装置１２２も同様である。さらに、前景にはコントロールステーション１２４が示されている。

図１においては静止したＣアームシステムが示されているが、本発明に従えば、さらに詳細に示されなくても、他の医療用Ｘ線画像システムも提供されることに、明確に留意する。例えば、移動可能なＣアームシステム、または、ガントリと回転するＸ線光源／Ｘ線検出器の較正を伴うＣＴシステム、といったものである。さらに、また、固定Ｘ線画像化システムが提供されてもよく、部分的に固定されたＸ線画像化システムも同様である。検出器だけが調整可能であり、Ｘ線光源は静止しているシステムといったものである。さらに、患者装置に関して異なるタイプの医療用Ｘ線画像化システムも提供される。例えば、示されるように、画像化の最中に患者が横たわっている装置、または、患者が立ち位置にあるものである。例えば、肺／胸の画像化のため、または、マンモグラフィＸ線画像化のためのもの、および他のものである。

一般的に、Ｘ線生成器は、以下に説明される実施例の一つに従ったＸ線光源装置１０として提供される。

図２は、医療用画像化のためのＸ線光源装置１０の一つの実施例を断面図において模式的に示している。Ｘ線光源装置１０は、Ｘ線光源１２、および、Ｘ線ビームシャッター機器１４を含んでいる。さらに、必ずしもＸ線光源装置のコンポーネントではないが、検出器１６が示されている。

Ｘ線光源１２は、少なくとも第１焦点位置２０および第２焦点位置２２においてＸ線放射１８を生成するように構成されている。第１および第２焦点位置２０、２２は、主放射方向Ｒを横切る方向Ｄにおいて、お互いに離れた距離に置かれている。方向Ｄは両矢印を用いて示され、方向Ｒは単一矢印を用いて示されている。外側ラインの第１ペア２４ａ、２４ｂは、第１焦点位置２０において生成されたＸ線放射を示している。外側ラインの第２ペア２６ａ，２６ｂは、第２焦点位置２２において生成されたＸ線放射を示している。

Ｘ線ビームシャッター機器１４は、少なくとも一つのシャッターの第１ペア２８を含んでいる。参照記号２８ａと２８ｂを用いて示され、第１絞り（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）３０を定めており、両矢印によって示されている。第１焦点位置において生成される第１Ｘ線ビームに対するものである。ビーム境界ライン３２ａと３２ｂの第１ペアは、第１絞り３０を通過するＸ線ビームを示している。

さらに、少なくとも一つのシャッターの第２ペア３４が提供される。参照記号３４ａと３４ｂを用いて示され、第２焦点位置において生成される第２Ｘ線ビームに対する第２絞り３６を定めている。ビーム境界ライン３８ａと３８ｂの第２ペアは、第２絞り３６を通過するそれぞれのＸ線ビームを示している。

シャッターの第１ペア２８は、第１焦点位置２０と検出器の中心との間の第１視線（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ）３９に一致して整列するように構成されている。検出器は、例えば検出パネル４０である。シャッターの第２ペア３４は、第２焦点位置２２と検出器の中心との間の第２視線４２に一致して整列するように構成されている。

見てわかるように、第１および第２絞り３０、３６は、Ｘ線放射方向Ｒに関して部分的にオーバーラップしている。

点線構造４４は、医療用画像化のために、Ｘ線光源１２とＸ線検出器１６との間に配置されたオブジェクトを示している。オブジェクトは、例えば患者であってよい。

図３は、Ｘ線光源装置１０のさらなる態様を示している。特には、焦点グリッド（ｆｏｃａｌ ｇｒｉｄ）である。図においては、静止した焦点が示されている。しかしながら、焦点は、また、（以下にさらに説明されるように）移動可能な焦点としても提供されてよい。

シャッターの第１および第２ペア２８、３４は、それぞれ外側シャッターエレメントを含んでいる。絞りのオーバーラップ部分の反対に配置された外側の絞りを制限するためのものである。外側シャッターエレメントは、インデックス「ｏ」を用いて示されている。つまり、第１外側シャッターエレメントと第２外側シャッターエレメントに対して参照記号２８ｏと３４ｏがそれぞれ使用される。外側シャッターエレメント２８ｏ、３４ｏは、Ｘ線放射方向において固体構造（ｓｏｌｉｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を含んでいる。

図２は、参照記号２８ａと２８ｂを用いてシャッターの第１ペア２８を示し、かつ、参照記号３４ａと３４ｂを用いてシャッターの第２ペア３４を示していることに留意する。一つの実施例において、シャッターエレメント２８ａは、第１外側シャッターエレメントとして参照される。第１外側シャッターエレメント２８ｏといったものである。かつ、シャッターエレメント２８ｂは、第１内側シャッターエレメント２８ｉとして参照される。そして、シャッターエレメント３４ａは、第２外側シャッターエレメントとして参照される。第２外側シャッターエレメント３４ｏといったものである。かつ、シャッターエレメント３４ｂは、第２内側シャッターエレメント３４ｉとして参照される。

放射方向における第１および第２シャッターの順番は、また、逆転した方法でも一つの実施例において提供される。

シャッターの第１および第２ペア２８，３４は、それぞれ第１および第２内側シャッターエレメントを含んでいる。少なくとも部分的にオーバーラップ部分に配置された内側の絞りを制限するためのものである。内側シャッターエレメントは、インデックス「ｉ」を用いて示されている。つまり、第１内側シャッターエレメントは参照記号２８ｉを用いて示され、かつ、第２内側シャッターエレメントは参照記号３４ｉを用いて示されている。第１内側シャッターエレメント２８ｉおよび第２内側シャッターエレメント３４ｉは、焦点グリッド構造４４をそれぞれ含んでいる。第１内側シャッターエレメント２８ｉのグリッド構造は、第２焦点位置２２上にフォーカスされた複数の第１Ｘ線通路４６を含んでいる。第２内側シャッターエレメント３４ｉのグリッド構造は、第１焦点位置２０上にフォーカスされた複数の第２Ｘ線通路４８を含んでいる。

図３において、点線の第１ペア５０は第１Ｘ線ビームを示しており、そして、点線の第２ペア５２は第２Ｘ線ビームを示している。第１Ｘ線ビームは第１絞り３０を通過しており、そして、第２Ｘ線ビームは第２絞り３６を通過している。第１および第２焦点位置２０、２２からそれぞれ生成された全てのＸ線放射（ビーム）が、図２において示されたように、簡素化の目的のために図３においてはさらには示されていないことに留意する。

上述のように、第１内側シャッターエレメント２８ｉは、第２焦点位置２２からのＸ線ビーム５２の中に少なくとも部分的に配置されている。第１内側シャッターエレメント２８ｉは、第２焦点位置２２からの放射に対してＸ線透過性があり、そして同時に、第１焦点位置２０からの放射に対してはＸ線を遮断する。ビーム制限またはビームサイズのコリメート効果（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）を提供するためである。

第２内側シャッターエレメント３４ｉは、第１焦点位置２０からのＸ線ビーム５０の中に少なくとも部分的に配置されている。第２内側シャッターエレメント３４ｉは、第１焦点位置２０からの放射に対してＸ線透過性があり、そして、第２焦点位置２２からのＸ線放射に対してはＸ線不透明またはＸ線制限性である。上記のコリメート効果を提供するためである。

図３においては、シャッターの第１ペア２８が第１平面において提供され、そして、シャッターの第２ペア３４が第２平面において提供されていることに留意しなければならない。しかしながら、さらなる実施例においては、外側シャッターエレメント、つまり第１外側シャッターエレメント２８ｏおよび第２外側シャッターエレメント３４ｏが、共通の外側シャッターエレメント平面において提供される。内側シャッターエレメント、つまり第１内側シャッターエレメント２８ｉおよび第２内側シャッターエレメント３４ｉは、共通の内側シャッターエレメント平面において提供される（さらに詳細には示されない）。

図４は、Ｘ線光源装置１０のさらなる実施例を示している。第１内側シャッターエレメント２８ｉは、第１の両矢印５４で示されるように、第２焦点位置２２の周りに第１円形トラック上を移動可能である。第２内側シャッターエレメント３４ｉは、第２の両矢印５６で示されるように、第１焦点位置２０の周りに第２円形トラック上を移動可能である。

例えば、第１および第２アクチュエータ装置６０、６２それぞれによるシャッターエレメントの移動をコントロールするために、コントロールユニット５８が提供され得る。

さらなる実施例に従って、また上記の実施例との組合せにおいても示されるように、第１外側シャッターエレメント２８ｏも、第１の外側両矢印６４で示されるように、第１外側円形トラック上を移動可能である。第２外側シャッターエレメント３４ｏも、また、第２の外側両矢印６６で示されるように、第２外側円形トラック上を移動可能である。しかしながら、外側シャッターエレメントの移動と内側シャッターエレメントの移動は、分離したオプションとして提供されることに留意しなければならない。図４においては２つのオプションが示されているが、２つのオプションは、また、お互いに独立して提供されることに明確に留意する。つまり、追加機能として、他の各オプションなしで、つまり、この各オプションを別々に選択することもできる。

ラインの第１ペアは、第１焦点位置２０において生成された、第１Ｘ線ビーム６８を示しており、そして、ラインの第２ペアは、第２焦点位置２２において生成された、第２Ｘ線ビーム７０を示している。

例えば、内側シャッターエレメント２８ｉ、３４ｉが、画像取得プロシージャのために調整される。一方で、Ｘ線画像取得プロシージャの最中に、それらは調整された位置に固定され留まっている。

別の実施例において、内側シャッターエレメント２８ｉ、３４ｉは、画像取得プロシージャの最中に調整される。例えば、それらは、全てのＸ線ビームがそれぞれの内側シャッターエレメントのラメラ（ｌａｍｅｌｌａ）構造を通過するように、円形トラック５４、５６上で移動される。

別の実施例においては、図４において示されるように、Ｘ線ビームが部分的にだけラメラ構造を通過し、そして、このようにして提供される異なる減衰が、画像プロセッサにおける画像処理によって補償される（さらには示されない）。

さらに、図４は、シャッターエレメント、つまりリングセグメント（ｒｉｎｇ−ｓｅｇｍｅｎｔ）の断面を伴う内側シャッターエレメントと外側シャッターエレメント、を示していることに留意する。以下にさらに説明されるものである。

しかしながら、さらに、それぞれのシャッターエレメントは、長方形構造で提供される。シャッターエレメント、特に第１および第２Ｘ線通路４６、４８を伴う内側シャッターエレメントが移動する場合に、移動は、それぞれの第１および第２焦点位置２０、２２に対するフォーカスそれぞれに一致して整列するようにされる。しかしながら、ラメラ構造は、異なる断面を伴うシャッターエレメントの中に配置され得る。もちろん、外側シャッターエレメント２８ｏ、３４ｏも、また、異なる断面を用いて提供され、そして、また、円形トラック以外のトラックに沿っても移動され得る。

さらなる実施例に従えば、図４に示されるように、内側および外側シャッターエレメント２８ｉ、３４ｉおよび２８ｏ、３４ｏは、焦点位置の一つに中心があり、リングセグメントの断面を伴って提供される。第１外側シャッターエレメント２８ｏと第２内側シャッターエレメント３４ｉは、第１焦点位置２０について同心円上に提供される。第１内側シャッターエレメント２８ｉと第２外側シャッターエレメント３４ｏは、第２焦点位置２２について同心円上に提供される。

焦点グリッドの円形状は、構造によって吸収されているＸ線の量が、放射されたビームの大部分にわたり均一であるという利点を提供する。そして、このように、コリメートされたＸ線ビームによってカバーされる検出器部分の大部分にわたるものであり、または、一つの実施例においては、コリメートされたＸ線ビームによってカバーされる検出器部分の全表面にわたるものである。

別の実施例においては、内側シャッターによって焦点が完全にはカバーされない。つまり、Ｘ線通路を伴う内側シャッターエレメントは、焦点からのＸ線ビームの中に部分的にだけ配置され。従って、検出器の一部は、中間における内側シャッターなしに、焦点から直接的に放射され得る。

この同心円状の構造それぞれは、図４における移動可能な円形トラックとの組合せにおいて上記に説明されてきたことに留意しなければならない。しかしながら、リングセグメントの断面の構造も、また、シャッターエレメントを円形トラック上で移動する可能性なく、提供され得る。

さらなる実施例においては、内側シャッターエレメント２８ｉ、３４ｉが、リングセグメントの断面を用いて提供され、そして、外側シャッターエレメント２８ｏ、３４ｏは、異なる断面を用いて提供される。例えば、線形断面または長方形断面、もしくは、他の形状である。

一つの実施例に従えば、図４に示されるように、第１および第２焦点位置２０、２２は、Ｘ線画像化のためにフレーム毎に交互にスイッチされる２つの静止位置として提供される。第１および第２内側シャッターエレメント２８ｉ、３４ｉは、Ｘ線画像化の最中は、一時的に固定されて留まっている。

さらなる実施例において、第１および第２焦点位置２０、２２は、移動可能な位置として提供される（図４においてさらには示されない）。第１および第２内側シャッターエレメント２８ｉ、３４ｉは、焦点位置の変更を補償するために調整可能である。例えば、図４における第２焦点位置２２が第１焦点位置２０に向かって上に移動する場合には、それに応じて、第１シャッターエレメント２８ｉも、また、移動され、もしくは、その位置が調整されねばならないであろう。Ｘ線通路のグリッド構造を、移動した第２焦点位置２２に一致、つまり、整列させるためである。

図５は、Ｘ線光源装置１０のさらなる実施例を示している。例えば、ゆっくり移動する焦点、または、静止した焦点位置に対するものである。シャッターの第１および第２ペア、参照記号２８’および３４’で示されるものは、それぞれ第１外側シャッターエレメントおよび第２外側シャッターエレメントを含んでいる。第１外側シャッターエレメントは参照記号２８ｏ’を用いて示され、そして、第２外側シャッターエレメントは参照記号３４ｏ’を用いて示されている。第１および第２外側シャッターエレメントそれぞれは、絞りのオーバーラップしている部分の反対側に配置された外側にある絞りを制限するために提供されている。シャッターの第１および第２ペア２８’、３４’は、さらに、第１および第２内側シャッターエレメントそれぞれを含んでいる。参照記号２８ｉ’および３４ｉ’を用いて示されているものである。

第１および第２内側シャッターエレメント２８ｉ’、３４ｉ’は、少なくとも部分的にオーバーラップしている部分に配置された内側にある絞りを制限するために提供されている。

図５においては、シャッターの第１ペア２８’が第１平面において提供され、そして、シャッターの第２ペア３４’が第２平面において提供されていることに留意しなければならない。しかしながら、さらなる実施例においては、外側シャッターエレメント、つまり第１外側シャッターエレメント２８ｏ’および第２外側シャッターエレメント３４ｏ’が、共通の外側シャッターエレメント平面において提供される。内側シャッターエレメント、つまり第１内側シャッターエレメント２８ｉ’および第２内側シャッターエレメント３４ｉ’は、共通の内側シャッターエレメント平面において提供される（さらに詳細には示されない）。

図４においては、内側シャッターエレメントが第１曲面において提供され、そして、外側シャッターエレメントが第２曲面において提供されている。しかしながら、さらなる実施例においては、第１シャッターエレメントが第１共通曲面において提供され、そして、第２シャッターエレメントが第２共通曲面において提供される（さらには示されない）。

一つの実施例に従えば、外側シャッターエレメントは、Ｘ線画像化のために調整可能に固定されている。このことは、図５においてさらには示されていないことに留意する。

さらなる実施例に従えば、図５において示されるように、内側シャッターエレメント２８ｉ’、３４ｉ’は、移動可能であり、第１焦点位置２０と検出器１６の中心との間の第１視線に一時的に一致して整列するように構成され、かつ、第２焦点位置２２と検出器１６の中心との間の第２視線に一時的に一致して整列するように構成されている。

第１内側シャッターエレメント２８ｉ’の移動可能性と調節可能性は、第１の両矢印７２を用いて示されており、そして、第２内側シャッターエレメント３４ｉ’の移動可能性／調節可能性は、第２の両矢印７４を用いて示されている。

第１および第２焦点位置２０、２２は、Ｘ線画像化の最中、Ｘ線放射のために交互に使用可能である。第１および第２内側シャッターエレメント２８ｉ’、３４ｉ’は、Ｘ線画像化の最中に、交互に整列可能（ａｌｉｇｎａｂｌｅ）である。さらに、アクチュエータ装置７９によって第１および第２内側シャッターエレメント２８ｉ’、３４ｉ’のアライメント（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）をコントロールするために、コントロールユニット７６が提供され得る（さらに詳細には示されない）。

例えば、図５は、第１焦点位置からＸ線放射が生成される状況を示しており、第１Ｘ線ビーム８０を提供している。この状況において、第２内側シャッターエレメント３４ｉ’は、Ｘ線ビーム８０の外へ移動される。点線で示されるように、第２焦点位置２２に対する第２Ｘ線ビーム８２を生成するために、点線構造８４で示されるように、第２内側エレメント３４ｉ’が第２位置へ移動される。そして、点線の位置標識８６で示されるように、第１内側シャッターエレメント２８ｉ’も、また、移動される。すなわち、第２Ｘ線ビーム８２の外へである。

一つの実施例に従えば、第１および第２焦点位置２０、２２は、Ｘ線画像取得の最中に、移動可能な位置として提供される（図４においてさらには示されない）。第１および第２内側シャッターエレメント２８ｉ、３４ｉは、Ｘ線画像化の最中に整列される。

さらなる実施例に従えば、第１および第２内側シャッターエレメント２８ｉ、３４ｉは、組合わされた方法で整列される。

図６は、Ｘ線画像取得のための方法２００の基本的なステップを示しており、以下のステップを含んでいる。
−第１ステップ２１０において、Ｘ線放射が第１焦点位置において生成される。
−第２ステップ２２０において、Ｘ線放射が第２焦点位置において生成される。第２焦点位置は、主放射方向を横切る方向において第１焦点位置と離れた距離に置かれている。
第１ステップ２１０は、また、ステップａ）として参照され、かつ、第２ステップ２２０は、ステップｂ）として参照される。生成されたＸ線放射は、オブジェクト、例えば患者の、画像化のために使用され得る。第１ステップ２１０において第１焦点位置に対する第１矢印２１２で示され、かつ、第２ステップ２２０において第２焦点位置に対する第２矢印２２２で示されるようにである。シャッターの第１ペアは、第１焦点位置において生成された第１Ｘ線ビームに対する第１絞りを定めており、かつ、少なくともシャッターの第２ペアは、第２焦点位置において生成された第２Ｘ線ビームに対する第２絞りを定めている。第１絞りはステップａ）において提供され、かつ、第２絞りはステップｂ）において提供される。シャッターの第１ペアは、第１焦点位置と検出器の中心との間の第１視線に一致するように整列され、かつ、シャッターの第２ペアは、第２焦点位置と検出器の中心との間の第２視線に一致するように整列される。第１および第２１絞りは、部分的にオーバーラップしている。

点線フレーム２３０は、Ｘ線放射の検出を示している。さらなる画像データ処理が提供され得るが、より詳細には示されない。

一つの実施例において、さらには示されないが、方法が提供される。その方法では、第１および第２焦点位置が、Ｘ線画像化のためにフレーム毎に交互にスイッチされる２つの静止した位置として提供される。第１および第２内側シャッターエレメントは、Ｘ線画像化の最中は、固定されて留まっている。シャッターの第１および第２ペアは、それぞれ第１外側シャッターエレメントを含んでいる。絞りのオーバーラップしている部分の反対側に配置された外側にある絞りを制限するためのものである。ここで、外側シャッターエレメントは、Ｘ線放射方向において固体構造を含んでいる。シャッターの第１および第２ペアは、第１および第２内側シャッターエレメントをそれぞれ含んでいる。少なくとも部分的にオーバーラップしている部分に配置された内側にある絞りを制限するためのものである。ここで、第１内側シャッターエレメントおよび第２内側シャッターエレメントは、焦点グリッド構造をそれぞれ含んでいる。さらに、第１内側シャッターエレメントのグリッド構造は、第２焦点位置上にフォーカスされた複数のＸ線通路を含んでいる。第２内側シャッターエレメントのグリッド構造は、第１焦点位置上にフォーカスされた複数のＸ線通路を含んでいる。

さらなる実施例において、第１および第２焦点位置は、Ｘ線画像化のためにフレーム毎に交互にスイッチされる移動可能な位置として提供される。

例えば、第１および第２内側シャッターエレメントは、一時的な方法において固定されて留まっている。つまり、それらは所定の画像化においては固定されて留まっているが、画像化の前または後で、移動もしくは調整され得るものである。

一つの実施例においては、シャッターを正しい位置に移動するためにリニアモータ（ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ）が使用され得る。例えば、繊細な調整または繊細な移動のために、ピエゾ素子も、また、提供され得る。

移動は、一つの実施例においては、一つの方向において提供されることに留意しなければならない。別の実施例においては、移動を修正するために２つ以上の方向が提供され得る。

本発明に従って、一つの実施例が提供される。そこでは、シャッター、または、くさび（ｗｅｄｇｅ）もまた、画像において、移動する焦点と相対的に固定されて留まっている。

一つの実施例において、方法が提供される。そこでは、第１および第２焦点位置がＸ線画像取得の最中に移動可能な代替的焦点位置として提供される。シャッターの第１および第２ペアの外側シャッターエレメントは、絞りのオーバーラップ部分の反対に配置された外側の絞りを制限している。シャッターの第１および第２ペアの内側シャッターエレメントは、内側にある絞りを制限している。ここで、内側シャッターエレメントは、少なくとも部分的にオーバーラップ部分に配置されたものである。外側シャッターエレメントは、Ｘ線画像化のために固定され留まっており、そして、内側シャッターエレメントは、第１焦点位置と検出器の中心との間の第１視線に一致するように整列しており、かつ、第２焦点位置と検出器の中心との間の視線に一致するように整列している。

本発明の別の典型的な実施例において、コンピュータプログラムまたはコンピュータプログラムエレメントが提供される。適切なシステム上で、上記の実施例のうちの一つに従った方法ステップまたは方法を実行するように適合されていることによって特徴付けられるものである。

コンピュータプログラムエレメントは、従って、コンピュータユニットに保管され、それもまた、本発明の一つの実施例の一部分であり得る。このコンピューティングユニットは、上記のステップの実施を実行または誘発するように適合され得る。さらに、上記装置のコンポーネントを動作するように適合され得る。コンピューティングユニットは、ユーザのオーダーを自動的に動作及び/又は実行するように適合され得る。コンピュータプログラムは、データプロセッサのワーキングメモリの中にロードされてよい。データプロセッサは、従って、本発明の方法を実行するように装備され得る。

本発明のこの典型的な実施は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラム、および、アップデート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へと転換するコンピュータプログラムの両方をカバーする。

さらに、コンピュータプログラムエレメントは、上述のように、本方法の典型的な実施例に係るプロシージャを遂行するために必要な全てのステップを提供することが可能であり得る。

本発明のさらなる典型的な実施に従えば、ＣＤ−ＲＯＭといった、コンピュータで読取り可能な媒体が提供される。コンピュータで読取り可能な媒体は、上記のセクションによって説明されたコンピュータプログラムを保管している。

コンピュータプログラムは、適切な媒体上で保管及び/又は配送され得る。他のハードウェア又はその一部と一緒に供給される光記録媒体または半導体媒体といったものである。しかし、インターネットもしくは他の有線又は無線通信システムを介してといった、他の形式において配送されてもよい。

しかしながら、コンピュータプログラムは、また、ワールドワイドウェブ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）といったネットワークにわたり提供され、そうしたネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリの中にダウンロードされてもよい。本発明のさらなる典型的な実施に従って、ダウンロードのために利用可能なコンピュータプログラムエレメントを作成するための媒体が提供される。コンピュータプログラムエレメントは、以前に説明された本発明の実施例のうちの一つに従った方法を実行するように構成されている。

本発明の実施例は異なる技術的事項に関して説明されていることに留意しなければならない。特に、いくつかの実施例は方法タイプ（ｍｅｔｈｏｄ ｔｙｐｅ）の請求項に関して説明されているが、一方で、他の実施例は装置タイプ（ｄｅｖｉｃｅ ｔｙｐｅ）の請求項に関して説明されている。しかしながら、当業者であれば、上記及び以降の説明から、そうでないものと記載されていなければ、一つのタイプの技術的事項に属する特徴のあらゆる組合せに加えて、異なる技術的事項に関する特徴間でのあらゆる組合せもまた、本特許出願と供に開示されていると考えられることが理解されよう。しかしながら、全ての特徴は、特徴の単なる足し算以上であるシナジー効果を提供するように組合され得るものである。

本発明は、図面または前出の記載において、その詳細が説明され記述されてきたが、そうした説明および記載は、説明的または例示的なものであり、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、開示された実施例に限定されるものではない。図面、明細書、および添付の特許請求の範囲を研究すれば、請求された本発明の実施において、当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され、もたらされ得る。

請求項において、用語「含む（“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ“）」は、他のエレメントまたはステップの存在を排除するものではなく、不定冠詞「一つの（”ａ“または”ａｎ“）」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、請求項で述べられる数個のアイテムに係る機能を満たし得る。特定の手段が、お互いに異なる従属請求項の中で引用されているという事実だけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照番号も、発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (9)

1. 医療用画像化のためのＸ線光源装置であって、
   Ｘ線光源と、
   Ｘ線ビームシャッター機器と、を含み、
   前記Ｘ線光源は、少なくとも主放射方向を横切る方向においてお互いに離れた距離に置かれている第１焦点位置および第２焦点位置においてＸ線放射を生成するように構成されており、
   前記Ｘ線ビームシャッター機器は、少なくとも前記第１焦点位置において生成された第１Ｘ線ビームに対する第１絞りを定めているシャッターの第１ペア、および、少なくとも前記第２焦点位置において生成された第２Ｘ線ビームに対する第２絞りを定めているシャッターの第２ペアを含み、前記第１絞りと前記第２絞りは部分的にオーバーラップしており、
   前記シャッターの第１ペアおよび前記シャッターの第２ペアは、絞りのオーバーラップしている部分の反対側に配置された外側にある絞りを制限するために、それぞれ外側シャッターエレメントを含んでおり、前記外側シャッターエレメントは、放射方向において固体構造を含んでおり、かつ、
   前記シャッターの第１ペアおよび前記シャッターの第２ペアは、少なくとも部分的にオーバーラップしている部分に配置された内側にある絞りを制限するために、それぞれ第１内側シャッターエレメントおよび第２内側シャッターエレメントを含み、
   内側シャッターエレメントは、それぞれ焦点グリッド構造を含み、前記第１内側シャッターエレメントのグリッド構造は、前記第２焦点位置上にフォーカスされた複数の第１Ｘ線通路を含み、かつ、前記第２内側シャッターエレメントのグリッド構造は、前記第１焦点位置上にフォーカスされた複数の第２Ｘ線通路を含む、
   Ｘ線光源装置。
2. 前記第１内側シャッターエレメントは、前記第２焦点位置のＸ線ビームの中に少なくとも部分的に配置され、前記第１内側シャッターエレメントは、前記第２焦点位置からの放射に対してＸ線透過性があり、かつ、
   前記第２内側シャッターエレメントは、前記第１焦点位置のＸ線ビームの中に少なくとも部分的に配置され、前記第２内側シャッターエレメントは、前記第１焦点位置からの放射に対してＸ線透過性がある、
   請求項１に記載のＸ線光源装置。
3. 前記第１内側シャッターエレメントは、前記第２焦点位置の周りに第１円形トラック上を移動可能であり、かつ、
   前記第２内側シャッターエレメントは、前記第１焦点位置の周りに第２円形トラック上を移動可能である、
   請求項１または２に記載のＸ線光源装置。
4. 前記内側シャッターエレメントと前記外側シャッターエレメントは、焦点位置のうち一つに中心があるリングセグメントの断面を伴って提供され、
   ｉ）第１外側シャッターエレメントと前記第２内側シャッターエレメントは、前記第１焦点位置について同心円上に提供され、かつ、
   ｉｉ）前記第１内側シャッターエレメントと第２外側シャッターエレメントは、前記第２焦点位置について同心円上に提供される、
   請求項１乃至３いずれか一項に記載のＸ線光源装置。
5. 前記第１焦点位置および第２焦点位置は、Ｘ線画像化のためにフレーム毎に交互にスイッチされる２つの静止位置として提供され、
   前記第１内側シャッターエレメントおよび前記第２内側シャッターエレメントは、Ｘ線画像化の最中は一時的に固定されて留まっている、
   請求項１乃至４いずれか一項に記載のＸ線光源装置。
6. 前記第１焦点位置および前記第２焦点位置は、移動可能な位置として提供され、
   前記第１内側シャッターエレメントおよび前記第２内側シャッターエレメントは、焦点位置の変更を補償するために調整可能である、
   請求項１乃至５いずれか一項に記載のＸ線光源装置。
7. 請求項１乃至６いずれか一項に記載のＸ線光源装置と、
   Ｘ線検出器と、
   オブジェクト受入れ機器と、を含み、
   前記オブジェクト受入れ機器は、前記Ｘ線光源装置と前記Ｘ線検出器との間で位置決め可能である、
   医療用Ｘ線画像化システム。
8. 電源装置の前記シャッターの第１ペアは、前記第１焦点位置と前記Ｘ線検出器の中心との間の第１視線に一致して整列するように構成されており、かつ、
   電源装置の前記シャッターの第２ペアは、前記第２焦点位置と前記Ｘ線検出器の中心との間の第２視線に一致して整列するように構成されている、
   請求項７に記載の医療用Ｘ線画像化システム。
9. 前記第１内側シャッターエレメントと前記第２内側シャッターエレメントは、組合わされた方法で整列される、
   請求項８に記載の医療用Ｘ線画像化システム。

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