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【発明の名称】 Ｘ線コンピュータ断層撮影装置
【発明者】 【氏名】シュテファン ポペスク
【要約】 【課題】公知の第５世代のコンピュータ断層撮影装置に比べて改善された画質をもたらす高速画像記録のためのコンピュータ断層撮影装置を提供する。

【解決手段】固定のＸ線発生装置を備え、固定のＸ線発生装置により、コンピュータ断層撮影装置の検査空間を一平面内で少なくとも部分的に包囲するターゲット上に検査空間の周りを移動するＸ線焦点（１２）が発生可能であり、Ｘ線焦点（１２）からＸ線ビーム（１５）が、検査空間を通して、検査空間を少なくとも部分的に包囲する固定のＸ線検出器（７）のその都度瞬間に対向位置する検出器要素に向けられ、Ｘ線ビーム（１５）の１つ又は複数のＸ線パラメータに影響を与えるための１つ又は複数の成形要素（１０，１３，１４，１６）がターゲットと検出器要素との間に配置されているＸ線コンピュータ断層撮影装置において、１つ又は複数の成形要素（１０，１３，１４，１６）が、Ｘ線焦点（１２）の移動に同期してシステム軸線の周りを回転可能な支持枠（９）に配置されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定のＸ線発生装置（３）を備え、固定のＸ線発生装置（３）により、コンピュータ断層撮影装置の検査空間を一平面内で少なくとも部分的に包囲するターゲット（４）上に検査空間の周りを移動するＸ線焦点（１２）が発生可能であり、Ｘ線焦点（１２）からＸ線ビーム（１５）が、検査空間を通して、検査空間を少なくとも部分的に包囲する固定のＸ線検出器（７）のその都度瞬間に対向位置する検出器要素に向けられ、Ｘ線ビーム（１５）の１つ又は複数のＸ線パラメータに影響を与えるための１つ又は複数の成形要素（１０，１１，１３，１４，１６）がターゲット（４）と検出器要素との間に配置されているＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
１つ又は複数の成形要素（１０，１１，１３，１４，１６）が、Ｘ線焦点（１２）の移動に同期してシステム軸線の周りを回転可能な支持枠（９）に配置さ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２】
回転可能な支持枠（９）に配置された１つ又は複数の成形要素（１０，１１，１３，１４，１６）は、Ｘ線ビーム（１５）の開き角度を制限すること、Ｘ線ビーム（１５）の強度分布へ影響を及ぼすこと、およびＸ線検出器（７）のための散乱Ｘ線除去用グリッド（１０）を形成すること、の内の少なくとも１つを行なうことを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
回転可能な支持枠（９）に配置された成形要素（１０，１１，１３，１４，１６）の１つは、システム軸線に対して垂直な一平面内におけるＸ線ビーム（１５）の開き角度を制限するファイコリメータ（１３）であることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
回転可能な支持枠（９）に配置された成形要素（１０，１１，１３，１４，１６）の１つは、システム軸線方向へのＸ線ビーム（１５）の広がりを制限するＺコリメータ（１６）であることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
Ｚコリメータ（１６）は少なくとも２つの平行な制限薄板（１７）を有し、２つの平行な制限薄板（１７）の間をＸ線ビーム（１５）が通過し、Ｘ線ビーム（１５）によってＸ線検出器（７）上に投影された制限薄板（１７）の縁は、この縁の投影がＸ線検出器（７）の列制限の経過と少なくともほぼ一致するように成形されていることを特徴とする請求項４記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
回転可能な支持枠（９）に配置された成形要素（１０，１１，１３，１４，１６）の１つは、蝶ネクタイ形フィルタであることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
回転可能な支持枠（９）に、ターゲット（４）に対して同軸に配置された電子源リング（２１）のための環状遮蔽板（１９）が構成され、環状遮蔽板（１９）は、その１個所に電子源リング（２１）へ至る光線（１８）のための貫通窓を有することを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
貫通窓は、電子源リング（２１）上へ光線（１８）を集束させるためのコリメートレンズ（２０）として構成されていることを特徴とする請求項７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、固定のＸ線発生装置を備え、固定のＸ線発生装置により、コンピュータ断層撮影装置の検査空間を一平面内で少なくとも部分的に包囲するターゲット上に検査空間の周りを移動するＸ線焦点が発生可能であり、Ｘ線焦点からＸ線ビームが、検査空間を通して、検査空間を少なくとも部分的に包囲する固定のＸ線検出器のその都度瞬間に対向位置する検出器要素に向けられ、Ｘ線ビームの１つ又は複数のＸ線パラメータに影響を与えるための１つ又は複数の成形要素がターゲットと検出器要素との間に配置されているＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影装置は例えば医用画像化において患者の身体内画像を得るために使用される。コンピュータ断層撮影装置は、とりわけ、Ｘ線発生装置と、Ｘ線検出器と、検査対象を検査中にシステム軸線すなわちＺ軸に沿って検査空間内で移動させることができる患者寝台テーブルとを含む。Ｘ線発生装置は、検査空間の周りを回転するＸ線焦点から出射するＸ線ビームを発生する。システム軸線に対して垂直な検査空間の断層面（Ｘ−Ｙ面）においてファン状に開いたＸ線ビームが検査時に検査対象の断層、例えば患者の身体断層を透過し、Ｘ線検出器においてＸ線焦点に対向位置する検出器要素に入射する。Ｘ線ビームが患者の身体断層を透過する角度、および場合によっては患者寝台テーブルの位置は、コンピュータ断層撮影装置による撮影中に一般に連続的に変化する。
【０００３】
患者透過後にＸ線検出器に入射するＸ線ビームのＸ線強度は患者によるＸ線減弱に依存する。Ｘ線検出器の検出器列の各検出器要素は受信されたＸ線の強度に依存して電圧信号を発生する。この電圧信号はＸ線管から検出器要素までのＸ線に対する身体の包括的な透過度の測定に相当する。減弱に対応しかつ患者に対する相対的なＸ線源の特別な位置に関して取得された検出器列の検出器要素の一連の電圧信号は投影と呼ばれる。患者の周りでのＸ線焦点の移動中に異なる撮影で取得された一連の投影はスキャン（走査）と呼ばれる。コンピュータ断層撮影装置は、患者の身体の２次元スライス画像または３次元画像に相当する画像を再構成するために、患者の身体に対するＸ線焦点の異なる相対位置で多数の投影を撮影する。複数のスライス画像または１つの３次元画像の検出のために、Ｚ方向への患者テーブルの送り移動時に検査空間の周りでのＸ線焦点の多数の回転を含むボリュームスキャンが行なわれる。取得された減弱データからスライス画像または３次元画像を再構成するための通常の方法はフィルタ逆投影法として知られている。画像再構成は一般に検出器要素の測定データを取得して継続処理する画像コンピュータにより行なわれる。
【０００４】
回転するＸ線焦点は、第３世代のコンピュータ断層撮影装置の場合には、Ｘ線検出器と同様に検査空間の周りを回転可能な回転枠に固定されているＸ線管によって発生される。回転枠の回転速度は、最近において、画像記録時の高速のスキャン速度を達成するためにますます高められてきた。しかしながら、例えば心臓または血管の血流の検査のようなコンピュータ断層撮影法の新しい用途のためには、なお一層高いスキャン速度が必要である。第３世代のコンピュータ断層撮影装置においては、そうこうするうちに、機械的な安定性および安全性の理由から、被移動質量およびその結果として生じる高い加速度により回転枠の回転速度の明白な上昇がもはや許容されない限界に達している。
【０００５】
第４世代のコンピュータ断層撮影装置の場合には、Ｘ線検出器が固定のリングとして検査空間の周りに配置されているので、Ｘ線管のみが回転枠と共に移動されればよい。しかしながら、この場合にも回転枠の回転速度を更に上昇させると、Ｘ線管に著しい力が作用し、これが最大回転速度を制限する。
【０００６】
この問題を回避するために、そうこうするうちに、第５世代のコンピュータ断層撮影装置が知られるに至った。第５世代のコンピュータ断層撮影装置においては、Ｘ線発生装置もＸ線検出器も固定配置されている。このコンピュータ断層撮影装置の場合にはコンピュータ断層撮影装置の検査空間を一平面内で少なくとも部分的に包囲するターゲットが使用される。このターゲット上に検査空間の周りを移動するＸ線焦点が発生され、そのＸ線焦点からＸ線が出射する。従って、このコンピュータ断層撮影装置は完全に機械的に移動されるＸ線管なしに済ませることができる。ターゲットは、検査空間の周りに完全にまたは少なくとも１８０°よりも大きい角度に亘って延びている。同様にＸ線検出器は、Ｘ線焦点から出射するＸ線ビームが検査空間を通って固定のＸ線検出器のその都度瞬間に対向位置する検出器要素に入射するように、検査空間を完全にまたは少なくとも１８０°よりも大きい角度に亘って包囲している。
【０００７】
ターゲットおよびＸ線検出器が検査空間をそれぞれ完全にもしくは２１０°の角度に亘って包囲する第５世代のコンピュータ断層撮影装置は公知である（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。Ｘ線焦点の発生のために、電子銃により電子ビームが発生され、適切な偏向によってターゲット上に案内される。従って、このコンピュータ断層撮影装置は完全に機械的に回転する部分なしに済ませることができる。
【０００８】
第５世代のコンピュータ断層撮影装置の他の公知の構成においては、検査空間を完全に包囲するターゲットが使用され、そのターゲットの間近に同心の電子源リングが配置されている（例えば、特許文献３参照）。電子源リングの電子源の個別駆動によって、同様に、検査空間の周りを回転するＸ線焦点が発生される。
【０００９】
第５世代のコンピュータ断層撮影装置のさらに別の公知の構成においては、検査空間を完全に包囲するターゲット上に、検査空間の周りを移動するＸ線焦点が発生される（例えば、特許文献４参照）。これにおいては、同様にターゲットに対して同心の電子ビームリングが設けられ、電子ビームリングがその表面に入射するレーザ光線を介して駆動されて電子を放出する。
【００１０】
第５世代のコンピュータ断層撮影装置の上述の構成は、回転するＸ線管の省略により、著しく高いスキャン速度が達成されるが、しかし画質および線量効率は第３世代のコンピュータ断層撮影装置に比べて低い。これは、とりわけＸ線ビームのＸ線パラメータへの影響が限られていることによる。例えば、第３世代のコンピュータ断層撮影装置においては、その都度の断層面（Ｘ−Ｙ面）におけるＸ線ビームの開き角度を必要なＦｏＶ（＝Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ、撮像視野）に制限するいわゆるファイ（φ）コリメータが使用される。それによって、散乱Ｘ線の増加ならびにそれにともなう画像コントラストの低下および患者に対するＸ線線量の増大を招く関心領域外の不要なＸ線被曝が回避される。第５世代のコンピュータ断層撮影装置においては、回転するＸ線焦点を発生させるための技術が異なっているのでファイコリメータは使用されない。同じことは第３世代のコンピュータ断層撮影装置においてＸ線管の前に配置されＸ線ビームのＸ線分布に影響を及ぼすフィルタ、例えばいわゆる蝶ネクタイ形フィルタに対しても当てはまる。この種のフィルタは、線量効率を１５〜２０％改善し、患者に対するＸ線線量を低減し、検出器要素の過剰露出を防止する。
【００１１】
信号雑音比の改善のためにＸ線検出器の側には、一般に、検出器に入射する散乱Ｘ線の低減のための散乱Ｘ線除去用グリッドが取付けられる。散乱Ｘ線を最適に抑制するためには、この散乱Ｘ線除去用グリッドの薄板がＸ線焦点に向けられるべきである。しかしながら、これは、固定の散乱Ｘ線除去用グリッドを備えた公知の第５世代のコンピュータ断層撮影装置の場合、是認できる費用で実現されない。従って、冒頭に述べた如き構成においては、散乱Ｘ線除去用グリッドの薄板がＸ線焦点に向けられていない。
【００１２】
Ｚ方向におけるＸ線ビームの制限は、公知の第５世代のコンピュータ断層撮影装置の場合、２つの平行な固定のリングからなるＺコリメータによって行なわれる。２つの平行な固定のリングは、ターゲットリングおよび検出器リングの内側の検査空間を包囲し、それらの間隔がＺ方向へのＸ線ビームの広がりを予め与える。しかしながら、これは、多列検出器を使用した場合に、Ｚ方向におけるターゲットとＸ線検出器との相互のずれに依存して、検出器要素へのＸ線ビームの矩形（理想の場合）の横断面の歪み、とりわけバナナ状または樽状の歪みを生じる。図１は８列検出器におけるＸ線ビームの横断面１のバナナ状の歪みの例を示す。左外側の検出器列２はその中央部が全くまたは少なくとも僅かしか露出されない。これに対して右外側の検出器列２は中央部しか露出されない。検出器上におけるこのバナナ状のＸ線分布は、Ｚコリメータがさらに開かれる場合にのみ回避することができる。しかしながら、これは線量効率を低下させる。Ｚコリメータがそのように広く開かれない場合、外側の検出器チャンネルは利用できない。なぜならば外側の検出器チャンネルは全くまたは非常に僅かしかＸ線を検出しないからである。これは検出器効率および画質を低下させ、高められた部分ボリューム作用をもたらす。
【特許文献１】米国特許第４１５８１４２号明細書
【特許文献２】米国特許第４３５２０２１号明細書
【特許文献３】独国特許第４０１５１０５号明細書
【特許文献４】米国特許第４６０６０６１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、この従来技術を基にして、公知の第５世代のコンピュータ断層撮影装置に比べて改善された画質をもたらす高速画像記録のためのコンピュータ断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題は請求項１によるＸ線コンピュータ断層撮影装置によって解決される。コンピュータ断層撮影装置の有利な実施態様は従属請求項に記載され、あるいは以下の説明並びに実施例から引き出すことができる。
【００１５】
本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置は固定のＸ線発生装置を有する。この固定のＸ線発生装置は、コンピュータ断層撮影装置の検査空間を一平面内で少なくとも部分的に包囲するターゲットを含む。ターゲット上に検査空間の周りを移動するＸ線焦点が発生可能であり、そのＸ線焦点から少なくとも１つのＸ線ビームが、検査空間を通して、検査空間を同様に少なくとも部分的に包囲する固定のＸ線検出器のその都度瞬間に対向位置する検出器要素に向けられている。更に、Ｘ線ビームの１つ又は複数のＸ線パラメータに影響を与えるための１つ又は複数の成形要素がターゲットと検出器要素との間に配置されている。本発明によるコンピュータ断層撮影装置は、１つ又は複数の成形要素が、Ｘ線焦点の移動に同期して検査空間のシステム軸線の周りを回転可能な支持枠に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
従って、本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線の発生および検出に関して、電子ビームコンピュータ断層撮影装置（ＥＢＣＴ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）とも呼ばれる公知の第５世代のコンピュータ断層撮影装置と同様に構成されている。しかしながら、このコンピュータ断層撮影装置と違って、本発明によるコンピュータ断層撮影装置は付加的に回転支持枠を有し、この支持枠にＸ線ビームの１つ又は複数のＸ線パラメータに影響を及ぼすための１つ又は複数の成形要素が配置されている。システム軸線つまりＺ軸の周りを回転可能な支持枠はターゲット上のＸ線焦点の移動と同期して移動する。このようにして一方では第３世代のＸ線コンピュータ断層撮影装置に比べて高められたスキャン速度が達成される。なぜならば、支持枠は重量物、とりわけＸ線管もＸ線検出器も支持していないからである。第３世代のコンピュータ断層撮影装置の支持枠に比べて重量が１００倍減少するので、回転速度およびそれにともなうスキャン速度の明白な上昇が画質の低下なしに達成可能である。他方では公知の第５世代のコンピュータ断層撮影装置に比べて明白な画質改善が達成される。なぜならば、Ｘ線焦点と共に回転する成形要素が最適なＸ線ビームの成形および／または散乱Ｘ線の抑制を可能にするからである。
【００１７】
支持枠の移動とＸ線焦点の移動との同期は、支持枠の駆動装置とＸ線発生装置との同期駆動によって行なわれる。更に、Ｘ線焦点の瞬間位置を検出して支持枠移動を相応に調節する制御装置に伝達する検出装置が支持枠に設けられるとよい。
【００１８】
Ｘ線ビームの１つ又は複数のＸ線パラメータに影響を及ぼすための成形要素は、断層面におけるＸ線ビームの開き角度（Ｘ−Ｙ平面；ファイコリメータ）、Ｚ方向におけるＸ線ビームの開き角度（Ｚコリメータ）、あるいは両次元におけるＸ線ビームの開き角度を制限するように構成され、配置されているとよい。更に、これらの成形要素は、Ｘ線ビームの強度分布またはそのスペクトル分布に影響を及ぼすフィルタとして構成されているとよい。更に、成形要素はＸ線検出器のための散乱Ｘ線除去用グリッドであってもよい。
【００１９】
本発明によるコンピュータ断層撮影装置においては、あらゆる場合に瞬間のＸ線焦点への１つ又は複数の成形要素の最適な調整が可能にされる。なぜならば、成形要素が回転支持枠によってＸ線焦点と同期して移動するからである。このようにして一方では第３世代のコンピュータ断層撮影装置と同様にファイコリメータおよび／または蝶ネクタイ形フィルタの使用が可能である。他方では支持枠に配置された散乱Ｘ線除去用グリッドの薄板もしくは壁をＸ線焦点に最適に向けることができる。両措置は画質を改善し、患者をさらすＸ線量を低減する。回転移動によって、この場合には散乱Ｘ線除去用グリッドの個々のセルがＸ線検出器の区分に合わせられる必要はない。むしろ、散乱Ｘ線除去用グリッドとＸ線検出器との統計的な関係を利用するとよい。
【００２０】
支持枠にＺコリメータを配置する場合、検出器面でのＸ線ビームの投影の歪みをこのＺコリメータの薄板の適切な成形によって防止することができる。このために、Ｚコリメータの両制限薄板のＸ線焦点とは反対側の縁は、Ｘ線検出器の外側境界経過に、検出器面上でのＸ線ビームの投影縁がこの経過に従うように合わせられる。
【００２１】
本発明による軽量の支持枠は、例えば特許文献４から公知であるコンピュータ断層撮影装置の更なる改善のためにも使用できる。このコンピュータ断層撮影装置では、移動するＸ線焦点がレーザ光線を介して発生される。レーザ光線は、リング状ターゲットに対して僅かな間隔で配置された電子源リングに当たる。レーザ光線はそこで電子を発生させ、発生された電子はターゲットと電子源リングとの間に印加された電圧によってターゲットの方向に加速され、そこに衝突した際にＸ線を発生する。電子源リング上でのレーザ光線の移動はスキャンメカニズムを介して行なわせることができ、レーザ光線のこの移動によって、検査空間の周りでのＸ線焦点の回転が達成される。この種のコンピュータ断層撮影装置の本発明による実施態様においては、支持枠に、電子源リングへレーザ光線を入射させる装置も取付けられ、それは最も簡単な場合には入射窓を有する電子源リングの環状カバーである。このようにして、レーザ光線が常に電子源リング上の正しい位置に入射することが保証される。これは願わしくない光反射による誤動作または損傷を低減する。この実施態様の発展例では収束レンズ（コリメートレンズ）が入射窓に配置され、この収束レンズによりレーザ光線が付加的に電子源リングに集束される。これは光放出効率を高める。
【００２２】
本発明によるコンピュータ断層撮影装置において、Ｘ線発生装置およびＸ線検出器は、冒頭に述べた第５世代のコンピュータ断層撮影装置と同様に構成することができる。これは、一巡する環状の完全リングとして、又は検査空間の周りに少なくとも１８０°延びている部分リングとしてのターゲットおよび検出器ユニットの構成に関する。検出器リングおよびターゲットリングは、この場合にも、従来技術と同様に同一平面上にも非同一平面上にも配置することができる。
【００２３】
本発明によるコンピュータ断層撮影装置において使用された軽量の支持枠は電気的受動要素として実施することができるので、コンピュータ断層撮影装置の固定部分と支持枠との間でいかなる電気信号も又はいかなる電力も伝達する必要がない。成形要素の調整、例えばＺコリメータの開き幅の変更のために、あるいはフィルタの交換のために、支持枠の回転移動が止められる。その後、支持枠は特定の角度位置もしくは回転位置にもたらされる。コンピュータ断層撮影装置の一実施態様では、その位置において、固定部分の機械的アクチュエータが支持枠の機械的位置調整装置に結合され、成形要素の変更調整が機械的アクチュエータを介して行なわれる。
【００２４】
当該支持枠には散乱Ｘ線除去用グリッドもコリメータ（ファイおよびＺ）も取付けられていると好ましい。しかしながら、もちろん、コンピュータ断層撮影装置は、利点の一部を放棄するのであれば上述の成形要素の１つのみでもって運転されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下において、特許請求の範囲によって予め与えられる保護範囲に限定することなく、本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置を実施例に基づいて図面を参照しながらもう一度手短に説明する。
図１は公知の第５世代のコンピュータ断層撮影装置における固定のＺコリメータによるＸ線ビーム投影の歪みを概略図で示し、
図２は本発明によるコンピュータ断層撮影装置の構成例を概略図で示し、
図３は本発明による回転可能な支持枠における成形要素の配置例を示し、
図４は図３のＺコリメータおよび蝶ネクタイ形フィルタの部分斜視図を示し、
図５は検出器上へのＸ線ビームのＺコリメータで調整された投影を示し、
図６は図３の散乱Ｘ線除去用グリッドの部分斜視図を示し、
図７は本発明の他の構成によるコンピュータ断層撮影装置の一部を例示し、
図８は図７による構成の詳細図を示す。
【００２６】
図１は従来技術と関連して既に説明された。この図１は、公知の第５世代のコンピュータ断層撮影装置における８列のＸ線検出器の検出器列２上へのＸ線ビームの投影１のバナナ状の歪みを示す。この歪みは、Ｘ線検出器およびターゲットが同一平面上に配置されていない場合に、このコンピュータ断層撮影装置において使用されたリング状のＺコリメータによって生じる。
【００２７】
この種の歪みは、本発明による断層撮影装置により、回転する支持枠におけるＺコリメータの薄板の適切な成形によって防止可能である。図２は、本発明によるコンピュータ断層撮影装置の考え得る構成の概略図を示す。この例においてコンピュータ断層撮影装置は、部分リングとして検査空間の周りに約２１０°延びているターゲット４を備えたＸ線発生装置３からなる。例えばタングステンからなるターゲット４上のＸ線焦点は、電子銃６から種々の集束・偏向装置を介してターゲット４のそれぞれの個所に集束させられる電子ビーム５によって生じさせられる。ターゲット４の部分リング上への電子ビーム５の適切な偏向によって検査空間の周りを移動するＸ線焦点が発生され、Ｘ線焦点からＸ線が出射して対象を照射する。この例では全回転（すなわち一回転）ではなく、２１０°の角度の部分回転しか行なわれない。
【００２８】
同様にして、１つ又は複数の列の検出器要素を有するＸ線検出器７がターゲット４に対して平行に検査空間の周りに２１０°の部分リングとして延びている。Ｘ線検出器７の部分リングは、ターゲット４に対して相対的に、ターゲット４上の各焦点位置にＸ線検出器７の検出器要素が検査空間に関して対向位置するように配置されている。このコンピュータ断層撮影装置においては、ターゲット４もＸ線検出器７も固定配置されている。
【００２９】
検査対象、例えば患者が患者寝台テーブル８上に置かれ、画像記録中は一般に少なくとも部分的にＺ軸に沿って移動される。検査空間の周りにはＺ軸を中心に回転可能な支持枠９が延びており、この支持枠９には散乱Ｘ線除去用グリッド１０が固定され、かつファイおよびＺコリメータ１１が対向して固定されている。支持枠９の回転は画像記録時にターゲット４上を回転するＸ線焦点と同期して行なわれるので、ファイおよびＺコリメータ１１はその都度Ｘ線焦点の前にあり、散乱Ｘ線除去用グリッド１０は支持枠９の対向側においてＸ線検出器７の検出器要素の前にあり、Ｘ線焦点から出射するＸ線ビームが真っ直ぐにＸ線検出器７に入射する。
【００３０】
図３は、Ｚ軸方向に見た回転可能な支持枠９の例を概略図で示す。この図では認識できないターゲット上のＸ線焦点１２が示されている。Ｘ線焦点１２からＸ線が放出される。支持枠９においてファイコリメータ１３が認識可能であり、ファイコリメータ１３はＸ線焦点１２から出射するＸ線を断層平面において角度を限定するので、Ｘ線ビーム１５は定められた開き角度で検査空間内に達する。ファイコリメータ１３の下側に蝶ネクタイ形フィルタ１４が取付けられ、蝶ネクタイ形フィルタ１４は断層平面におけるＸ線ビーム１５の強度分布に影響を及ぼす。更に、Ｚ方向へのＸ線ビームの広がりを制限するＺコリメータ１６の制限薄板の１つがこの図に示されている。コリメータ１３，１６に対向して散乱Ｘ線除去用グリッド１０が配置され、散乱Ｘ線除去用グリッド１０は正確にＸ線焦点１２に向けられている。これはＸ線焦点１２と共に回転する支持枠９により可能である。この最適化された散乱Ｘ線除去用グリッド１０によってＸ線検出器における散乱Ｘ線が明らかに低減されるので、画像コントラストが改善される。
【００３１】
検出器面上へのＸ線ビームの投影の樽状またはバナナ状の歪みを回避するために、Ｚコリメータ１６の制限薄板の形状を投影ジオメトリおよび検出器ジオメトリに整合させるとよい。図４は部分斜視図でＺコリメータ１６の両薄板１７を示す。弓形構成によって、検出器面上の投影がＸ線検出器の境界に正確に従う。個々の薄板の適切な形状は計算により求めることができる。図５はこの投影を模範的に示す。図５には、Ｘ線ビーム１５のＺ方向への幅調整のためにＺ方向へのＺコリメータ１６の位置調整も示されている。本発明によるコンピュータ断層撮影装置において可能なこの種の調整によって、線量効率および検出器効率が最大にされ、かつ画質が改善される。
【００３２】
図６は図３による散乱Ｘ線除去用グリッド１０の構成例を斜視図で示す。
【００３３】
図７および図８は本発明によるコンピュータ断層撮影装置の他の実施例を示す。ここではターゲット４、Ｘ線検出器７および支持枠９だけが詳細に示されている。ターゲット４およびＸ線検出器７は、検査空間をそれぞれ完全にリング状に包囲している。この構成は、Ｘ線焦点の発生のための電子が、レーザ光線１８によって、適切な材料、例えば金属材料または半導体材料からなる陰極として作動させられる電子源リング２１から発生される。このためにレーザ光線１８が電子源リング２１の相応の個所に集束させられる。電子源リング２１は陽極を形成するリング状ターゲット４から間隙だけによって隔てられている。レーザ光線は適切なスキャナにより電子源リング２１に案内される。光作用によって電子源リング２１の相応の個所で電子が発生され、発生された電子は電子源リング２１とターゲット４との間にある電圧によりターゲット４へ向けて加速され、そこで所望のＸ線を発生させる。この種のＸ線発生の詳細は例えば冒頭に述べた特許文献３から知ることができる。
【００３４】
Ｘ線検出器７のリングは図７において同様に認識することができる。Ｘ線焦点で発生したＸ線によって、相応のコリメータとの関連にて、対向位置する検出器７の検出器要素に入射するＸ線ビーム１５が発生される。この例においても、回転可能な支持枠９は、コリメータ１０と、幅を機械的に調整可能なＺコリメータ１６とを備えている。付加的にこの支持枠９は環状遮蔽板１９を含む。環状遮蔽板１９は、入射するレーザ光線１８のために、ちょうどＸ線焦点を発生させるべき個所のみが窓によって開口されている。この窓にはコリメータレンズ２０が取付けられている。コリメータレンズ２０によって、入射するレーザ光線１８が付加的に電子源リング２１上に集束される。図８はこの装置の細部をもう一度詳しく示す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】公知の第５世代のコンピュータ断層撮影装置における固定のＺコリメータによるＸ線ビーム投影の歪み示す概略図
【図２】本発明によるコンピュータ断層撮影装置の構成例を示す概略図
【図３】本発明による回転可能な支持枠における成形要素の配置例を示す概略図
【図４】図４は図３のＺコリメータおよび蝶ネクタイ型フィルタの部分斜視図
【図５】検出器へのＸ線ビームのＺコリメータで調整された投影を示す斜視図
【図６】図３の散乱Ｘ線除去用グリッドの部分斜視図
【図７】本発明の他の構成によるコンピュータ断層撮影装置の一部の例を示す概略図
【図８】図７による構成の部分詳細図
【符号の説明】
【００３６】
１ 投影
２ 検出器列
３ Ｘ線発生装置
４ ターゲット
５ 電子ビーム
６ 電子銃
７ Ｘ線検出器
８ 患者寝台テーブル
９ 支持枠
１０ 散乱Ｘ線除去用グリッド
１１ ファイおよびＺコリメータ
１２ Ｘ線焦点
１３ ファイコリメータ
１４ 蝶ネクタイ形フィルタ
１５ Ｘ線ビーム
１６ Ｚコリメータ
１７ 薄板
１８ レーザ光線
１９ 調整板
２０ コリメータレンズ
２１ 電子源リング
【出願人】 【識別番号】３９００３９４１３
【氏名又は名称】シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【出願日】 平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【代理人】 【識別番号】１０００７５１６６
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 巖
【公開番号】 特開２００６−１７５２３０（Ｐ２００６−１７５２３０Ａ）
【公開日】 平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願番号】 特願２００５−３６４４９１（Ｐ２００５−３６４４９１）