JP2003522947A - X線照射を使用して対象の内部構造の画像を得る方法およびそれを実行する装置 - Google Patents
X線照射を使用して対象の内部構造の画像を得る方法およびそれを実行する装置Info
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Abstract
Description
体)の内部構造の画像形成手段である。本発明は、欠陥検査(defectos
copy)および医療診断で使用することを前提としている。
したものであり、公知である。このような方法および装置は、陰影のある投射と
して、対象(例えば、生体の組織)の内部構造の画像形成を獲得するのに使用さ
れる。その各ポイントで得られる密度は、その光源から検出設備で研究中の対象
を通るX線の簡単な低減(summary reduction)により、規定
される。最後の手段として、X線フィルムの蛍光スクリーンがあり、これは、画
像視覚化を得るために、化学的に処理されるはずである(Polytechni
cal Dictionary.Moscow,「Soviet Encycl
opedia」,1976[1],p.425;Physics of ima
ge visualization iin medicine.Edited
by S.Webb.Moscow,「Mir」,1991[2],p.40
〜41)。
得される。その専門家は、(特に、技術的および医学的な診断において)、この
対象を分析するが、時には、該投射の解釈に困難が伴い得るので、適当な資格お
よび経験がなければならない。その理由は、以下である:低いコントラスト、中
程度の信号−ノイズ関係、その構造要素の画像を確実に書き留めること(unf
ailingly kaying down)、その対象の別個の局所断片を密
度で定量的に比較することが不可能なこと。その画像の鮮明度およびコントラス
ト範囲も同様に、γ効果の下で低下し、二次コンプトン散乱照射の検出設備に当
たる。
法および装置も同様に、公知である(V.V.Piklov,N.G.Preo
brazhenskiy.Computational tomography
and physical experiment.The progres
s of physical sciences,v.141,3版、1983
年11月、p.469〜498[3];また、[2],p.138〜146を参
照)。異なるポイントから研究中の対象を複数回照射すること、および検出器ル
ーラーによりこの対象を通る放射線を受容することは、このような方法および装
置において、行われる。研究中の断面での対象組織の密度分布は、コンピュータ
ーを使用して、方程式体系への解により、別個の形態で得られる(その形態の次
元および解要素の量は、位置量の積に対応しており、そこから、これらの検出器
の量により、この照射が実現される)。異なる断面での照射により設定される二
次元リット−パリット(lit−parlit)画像を規準にして、三次元対象
画像を得ることができる。この画像の高い品質は、コンピューター断層撮影を使
用して得ることができ、この画像は、組織密度の分布写真を提供する(その光源
から視覚投影の一方または他方の要素への照射路に設置された物質(例えば、生
体組織)の全体的な吸収により生じる写真ではない)。しかしながら、それは、
照射位置の量的増大により、得ることができる。この場合、この物質により吸収
される照射用量は、高くなり、これは、望ましくない(それは、しばしば、医療
用途で禁止されている)。コンプトン散乱照射の存在は、マイナス要因であり、
これは、この群の公知方法および装置でも起こる。両方の試験群の方法および装
置の医療への応用は、集中的な照射により特徴付けられ、これは、照射路にある
検査対象ではない組織および器官(研究中の領域の前または後)で作用する。第
二群の方法および装置での照射は、研究中のものを取り囲んでいる異なる組織お
よび器官が照射中のとき、異なる位置の選択が原因で、第一のものよりも少ない
。
、まず第一に、この照射用量の法外な増大(prohibilitively
increasing)により、限定される。この画像の一次情報作成および引
き続いた再構成のための技術的な設備は、非常に複雑である。それは、特別なソ
フトウェアを備えた高速コンピュータの使用の必要性およびその構成の機械的な
要素に精度が要求されることの両方により、調整される。これらの要素は、それ
らを異なる点から照射するとき、研究中の領域の同じ解像要素の正確な位置確認
を保証すべきである。その最新のものは、実際のデータ(これは、異なる照射サ
イクルで推測されるが、同じ解像要素を参照する)に依存しており、これは、こ
の画像を再構成するとき、その算出に加えるべきである。
は、そこで獲得される)は、想定されたものに非常に近い。
術的手段を使わないことと組み合わせて、得られた画像の物質密度の相対指標を
規定する精度の向上。医療診断および他の研究で提案された治験を使用すると、
生体物質に対する影響と関連して、研究中のものを取り囲んでいる組織での照射
用量を低下できるようになる。
果を得るために、この照射は、そのポイントを備えたゾーンに集中するべきであ
り、それには、電流測定結果(the current results of
measurements)が参照される。二次照射(コンプトン散乱干渉お
よび非干渉、蛍光照射)は、このゾーンから得られ、1つ以上の検出器に運搬さ
れる。研究中の対象ゾーンの走査は、該ゾーンを移動させることにより、実現さ
れる。同時に、このポイントを備えたX線集中ゾーンの座標(それには、電流測
定結果が参照される)が規定され、そして固定される。該ポイントでの対象物質
の密度は、二次照射強度の値から生じ、1つ以上の検出器から得られ、この点の
座標と同時に規定される。得られた値は、この対象物質の密度の指標として取り
扱われるが、それに対応している座標値を備えて、研究中の対象領域の物質密度
の分布画像をモデル化するのに使用される。研究中の領域を走査するためにX線
集中ゾーンを移動させることは、研究中の対象の相対的なシフト、X線源、X線
集中手段、これらの検出器への二次放射を運搬する手段、および検出器それ自体
の互いに対する静電気の相互転置により、実現される。
に、X線源を含む)の相対シフトが実現されるとき、公知([2],p.138
〜146,[3],p.471〜472)の提案方法には、研究中の対象に対す
るX線作用が共通している。
測定結果が参照される)の存在下では、他のものとは異なる。その走査は、公知
の提案方法の一般的な特徴であるが、すなわち、次のポイント(それに対して、
研究中の対象の物質密度が規定される)の近傍にX線集中ゾーンの現在位置を移
動させることにより、最後のものとは完全に異なって実現される。二次照射(コ
ンプトン散乱干渉および非干渉、蛍光照射)の運搬は、その集中ゾーンで励起さ
れるが、このゾーンから検出器まで、その独特の特徴でもある。
被験体を通る。よく知られているように、この二次照射の強度は、他の事柄と共
に、同等である(J.Jackson.Classical Electrod
ynamics.M.,「Mir」,1965,pp.537〜538[4])
が、その物質の密度に比例しており、ここで、この照射は、物質の性質とは無関
係に励起される。この事実のために、この二次散乱照射は、公知方法での妨害要
因であるが、その情報要因になる。この二次照射密度の現在値をそのポイントで
の物質密度係数(それには、電流測定結果が参照される)として使用することも
同様に、この提案方法の違いである。
の記述において、以下で特徴付けられる。これらの場合では、X線集中方法およ
び二次散乱放射運搬方法の異なる組合せを使用することが可能となる。
以上のコリメータが使用され、それには、電流測定結果が参照される。フォーマ
ット済二次照射もまた、1つ以上のコリメータにより、1つ以上の検出器に運搬
される。この場合、全てのコリメータは、そのポイントにて、それらの中心チャ
ンネルの軸を横切るように配向され、それには、電流測定結果が参照される。
、電流測定結果が参照されるが、1つ以上のX線半レンズを使用することにより
得られ、これらは、間隔を置いたX線源の適当な量の分岐照射を擬似平行に変換
する。この場合、1つ以上のX線半レンズまたはレンズは、検出器にこの照射の
焦点を合わせ、フォーマット済二次照射を1つ以上の検出器に運搬するのを可能
にする。1つ以上のX線半レンズによる二次照射の1つ以上の検出器の運搬もま
た、擬似平行照射を形成して、可能である。この場合、全てのX線レンズおよび
半レンズは、それらの光軸がこのポイントと交差するように配向すべきであり、
それには、電流測定結果が参照される。
れには、電流測定結果が参照されるが、1つ以上のX線半レンズにより実現され
、これらは、間隔を置いたX線源の適当な量の分岐照射を擬似平行に変換する。
1つ以上検出器へと運搬されるフォーマット済二次照射は、1つ以上のコリメー
タにより実現される。この場合、X線半レンズおよびコリメータは、全X線半レ
ンズの全光軸および全コリメータの中心チャンネルがこのポイントで交差するよ
うに配向すべきであり、それには、電流測定結果が参照される。
参照されるが、1つ以上の間隔を置いたX線源および適当な量のX線半レンズの
使用により実現される。これらのレンズは、このポイントで、各X線源の分岐X
線の焦点を合わせ、それには、電流測定結果が参照される。1つ以上の検出器に
運搬されるフォーマット済二次照射は、X線レンズにより実現され、それは、検
出器にこの照射の焦点を合わせ、そして該ポイントで第二焦点を有する。
には、電流測定結果が参照されるが、1つ以上の間隔を置いたX線源および適当
な量のX線半レンズの使用と共に、固定ポイントで各X線源の分岐レントゲン照
射の焦点を合わせ、フォーマット済二次照射の1つ以上検出器への運搬は、コリ
メータの使用で実現でき、これらは、同じポイントにおいて、それらの中心チャ
ンネルの光軸を交差するように配向される。
含む:研究中の対象を位置付ける手段、X線光学システム、研究中の対象を位置
付ける手段およびX線光学システムを相対的に移動する手段、データ処理および
画像手段、このポイントの座標を決定する検出器。このポイントは、研究中の対
象物質で位置付けられ、それには、その測定結果が参照される。これらの結果は
、研究中の対象を位置付ける手段およびX線光学システムと関係しており、これ
らは、それらの出力口を備えたデータ処理および画像手段に連結されている。そ
れゆえ、X線光学システムは、以下からなる:1つ以上のX線源、該1つ以上の
X線源の放射をポイントを備えたゾーンに集中する手段(それには、電流測定結
果が参照される)、フォーマット済二次照射を運搬する1つ以上の手段、および
照射検出器(これは、これらの手段の出力口で位置付けられている)。これらの
検出器の出力口は、このデータ処理および画像手段に連結されている。
線光学システム、それらを互いに対して移動する手段、この座標検出器だけでな
く、データ処理および画像手段がある。
トを備えたゾーンでの該1つ以上のX線源の照射集中手段を含み、それには、電
流測定結果が参照される。そのほかに、このシステムは、フォーマット済二次照
射をこの照射の検出器に運搬する1つ以上の手段を含み、正確には、この事実の
ために、この照射(このX線源の照射ではなしに、研究中の被験体を通る)は、
この検出器の入力口に落ちる。これらの座標検出器は、公知のものよりも提案装
置において、他の機能を備えている:それらは、このポイントの座標を確認し、
それには、電流測定結果が参照される。このデータ処理および画像手段の機能も
また、異なる:この手段は、その入力データで操縦され、この物質の密度および
ポイントの座標についての情報を直接的に運び、それには、これらのデータが参
照される。この提案装置の構成およびその機能の原理は、全精度排除の必要条件
(the total elimination of accuracy)を
生じ、また、データ処理手段に対する解像度依存性を生じ、この装置品質の指数
は、X線集中手段の使用パラメータにより、実用的かつ全体的に規定される。
で特徴付けられる。
含む。それゆえ、このポイントを備えたゾーンでのX線源の各照射集中手段(そ
れには、電流測定結果が参照される)、およびフォーマット済二次照射を検出器
に運搬する各手段は、それらのチャンネルを備えたコリメータとして作製され、
X線源を集中する照射ゾーンに配向される。全コリメータの中心チャンネルの光
軸は、その点で交差しており、それには、電流測定結果が参照される。
i−point)であり得る。それゆえ、これらのコリメータは、それらのチャ
ンネルを有し、これらのX線源に集中させ、そして研究中の対象を位置付ける手
段の方へと分岐する(広がる)。開口部を備えたスクリーンは、各X線源の出力
口と対応するコリメータの入力口との間に位置している。
れらのコリメータは、それらのチャンネルを有し、そして研究中の対象を位置付
ける手段の方へと収束する(狭まる)。
ポイントである。このポイントを備えたゾーンでのX線集中手段は、それには、
電流測定結果が参照されるが、X線半レンズとして作製され、対応するX線源の
分岐放射を擬似平行に変換する。この検出器に向かってフォーマット済コンプト
ン二次照射を運搬する各手段は、X線半レンズから作製され、検出器にこの照射
の焦点を合わせる。それゆえ、全X線半レンズの光軸は、このポイントで交差し
、それには、電流測定結果が参照される。
テムのX線源は、擬似ポイントである。また、このポイントを備えたゾーンでの
各X線集中手段は、それには、電流測定結果が参照されるが、X線半レンズとし
て作製され、対応するX線源を擬似平行に変換する。しかしながら、先の場合と
は異なり、フォーマット済二次照射を検出器に運搬する各手段は、X線半レンズ
から作製される。レンズの焦点は、このポイントにあり、それには、電流測定結
果が参照され、レンズは、該放射を擬似平行に変換し、それを検出器に向ける。
それゆえ、全X線半レンズの光軸は、このポイントで交差し、それには、電流測
定結果が参照される。
似ポイントであり、このポイントを備えたゾーンでの各X線集中手段は、それに
は、電流測定結果が参照されるが、X線半レンズとして作製され、これは、対応
するX線源の分岐照射を擬似平行に変換する。しかしながら、先の場合とは対照
的に、フォーマット済二次照射を検出器に輸送する各手段は、X線レンズとして
作製され、この照射を検出器に集中させ、X線集中ゾーンにおいて、二次焦点を
有する。全X線半レンズおよびレンズの光軸は、このポイントで交差し、それに
は、電流測定結果が参照される。
は、擬似ポイントであり、このポイントを備えたゾーンでの各X線集中手段は、
それには、電流測定結果が参照されるが、X線半レンズとして作製され、これは
、対応するX線源の分岐照射を擬似平行に変換する。これが起こるとき、フォー
マット済二次照射を検出器に輸送する各手段は、チャンネルを備えたコリメータ
として作製され、対応する検出器の方へと分岐する(広がる)。全X線半レンズ
の光軸およびコリメータの中心チャンネルは、このポイントで交差し、それには
、電流測定結果が参照される。
のX線源は、擬似ポイントである。このポイントを備えたゾーンでの各X線集中
手段は、それには、電流測定結果が参照されるが、X線半レンズとして作製され
、これは、対応するX線源の分岐照射を擬似平行に変換する。フォーマット済二
次照射を検出器に輸送する各手段は、チャンネルを備えたコリメータとして作製
され、対応する検出器の方へと収束する(狭まる)。全X線半レンズの光軸およ
びコリメータの中心チャンネルは、このポイントで交差し、それには、電流測定
結果が参照される。
光学システムのX線源は、擬似ポイントである:このポイントを備えたゾーンで
の各X線集中手段は、それには、電流測定結果が参照されるが、X線半レンズと
して作製され、これは、X線源の分岐照射の焦点を合わせる;フォーマット済二
次照射を検出器の方に輸送する各手段は、チャンネルを備えたコリメータとして
作製され、対応する検出器の方へと狭まる(収束する)。それゆえ、全X線半レ
ンズの光軸およびコリメータの中心チャンネルは、このポイントで交差し、それ
には、電流測定結果が参照される。
線光学システムのX線源は、擬似ポイントである:このポイントを備えたゾーン
での各X線集中手段は、それには、電流測定結果が参照されるが、X線半レンズ
として作製され、これは、X線源の分岐照射の焦点を合わせる;フォーマット済
二次照射を検出器の方に輸送する各手段は、チャンネルを備えたコリメータとし
て作製され、対応する検出器の方へと広げる(分岐する)。それゆえ、全X線半
レンズの光軸およびコリメータの中心チャンネルは、このポイントで交差し、そ
れには、電流測定結果が参照される。
中の領域7の所定点4で、X線レンズ2により集中される。この対象は、位置決
め手段10によって、必要に応じて、位置付けられる。その照射は、ポイント4
で集中されるが、対象物質5の分岐二次照射(コンプトン干渉または非干渉照射
、蛍光照射)を励起する。変動内での二次照射の強度は、二次照射の励起プロセ
スの確率的な性質により生じるが、そこから照射が現れる物質の密度と比例して
いる。二次X線レンズ3の焦点は、同じポイントにある。このレンズは、散乱し
た二次照射を検出器6に捕捉し、次いで、焦点を合わせるが、この検出器は、そ
れを電気信号に変換し、これは、データ処理および画像入力手段12に伝導され
る。レンズ1および3の全焦点4の位置選択は、対象を位置付ける手段10およ
び装置要素の群を互いに対して移動することにより、実現される(X線源1、X
線レンズ2、3および照射検出器6を備えたX線光学システム8)。
擬似平行ビーム集中など)は、この照射運搬用の曲線状チャンネルの組合せを示
す。これらのチャンネルでの照射は、複数の外部全反射に晒される(例えば、A
rkadiev V.A.,Kolomiytsev A.I.,Kumakh
ov M.A.ら、Broadband X−ray optic with
wide angular aperture、The Progress o
f Physics,1989,vol.157,3版、p.529〜537[
6](この場合、この種の第一レンズが記載されている);米国特許第5744
813号(1998年4月28日に公開)[7](この場合、最新レンズが記載
されている)を参照)。レンズは、全体として、バレル形状であり(すなわち、
それは、両面の方へと狭まっている)、もし、このレンズが分岐照射を集中する
と言われているなら、半バレル形状(すなわち、1面だけ狭まっている)であり
、もし、分岐照射を擬似平行変換すると言われているなら、該照射の焦点を合わ
せられる。「全レンズ」および「半レンズ」との用語は、該2種類のレンズを明
確にするために、広く使用されている。
の変型では、研究中の対象を位置付ける手段10(研究中の対象5は、その中に
設置される)は、静止している。そして、X線システムが位置をずらされ(図1
の矢印9は、X線システムの位置ずれの可能性を示す)、要素1、2、3および
6の相互配列を保持する(これは、結果的に、レンズ1および3の焦点に一致し
ている)。他の変型では、その逆もまた正しく、X線システム8は静止しており
、研究中の対象5と共に位置付ける手段10が位置をずらされる。1つの変型ま
たは他の変型を実現することの有用性は、上で枚挙した要素(X線システム8を
含めて)の群のサイズおよび要素と比較した対象5のサイズおよび質量に依存し
ている。
付け手段10(これは、検出器11に連結されている)の相対的な運動に反応す
る。検出器11は、選択した基点表示(これは、位置決め手段10に連結されて
いる)に関して、レンズ2および3の共通焦点4の現在の座標に比例して、信号
を形成するように調整しなければならない。検出器11の出力信号は、検出器6
の出力信号と同様に、データ処理および画像手段12の入力口に供給される。こ
の場合、焦点4は、そのポイントであり、それには、電流測定結果が参照される
;照射源1の照射は、実際には、X線レンズ2の焦点ゾーンの有限寸法を考慮し
て、このポイントの周囲で集中される。データ処理および画像手段12は、密度
分布の画像再構築を行い、このスクリーン上での二次元または三次元画像の一方
または他方の形成アルゴリズムを実現する(例えば、E.Lapshin.Gr
aphics for IBM PC.M.,「Solon」,1995[5]
を参照)。その最も簡単な場合では、例えば、対象5のある平面部分にて、走査
(ポイント4でのX線集中ゾーンの転置であり、それには、電流測定結果が参照
される)が実現され、このスクリーン上で長い残光を備えた手段12の画像走査
なども、同時に実施できる。次の定期的画像と共に有限数の測定結果を保存する
ことも可能である。
形成の確率)が物質密度に比例しており他の全ての因子は同等である(特に、こ
の物質に作用する一定の一次X線強度で)という事実に基づいている。
は、公知の方法および装置(ここでは、量子は、有害な効果がある)とは異なり
、情報提供者として散乱二次コンプトン照射の量子を使用することにある。
は、生体組織の照射用量が高まるとき、非常に有利となる。
50keVである;X線集中ゾーンは、50mm深さであり、1mm×1mm×
1mmの寸法を有する(これらの値は、例えば、乳房X線撮影研究における観察
状態および正確な作業に特徴的である);この検出器は、5cmの深さで始めて
、二次照射の5%を感知する(この仮定は、二次照射が検出器に照射を運搬する
手段の入力口に当たる前に、この放射線が患者の身体で5cmの距離を覆うこと
を意味し、それゆえ、このレンズまたはコリメータ(これは、二次照射を検出器
に送達する)の捕捉角は、0.05×4πステラジアンである)。患者の身体で
の線形光子吸収因子は、E=50keVで、水中でのものに近いことを考慮する
と、それは、2×10-1l/cmのオーダーであり、そのようにして、以下を得
る:5cmの深さで貫通している一次照射ビームの強度は、exp(2×10-1 ×5)=e〜2.71倍。二次照射(その光子エネルギーは、50keVに近い
)の強度は、同様に、e〜2.71倍で低下し、患者の身体から現れる。それゆ
え、患者の身体での放射線吸収の結果としての全強度損失は、e×e〜7.3倍
である。この概算ゲインを過小評価して、二次照射のコンプトン要素だけを考慮
してみる。厚さσkでのコンプトン二次照射の量子形成確率は、ψ=σk×Ne×
Δχであり、この場合、その二次コンプトン散乱の部分は、σk=6.55×1
0-25cm2である;水中での電子密度は、Ne=3×1023l/cm3である。そ
れゆえ、Δχ=1mm=10-1cmでは、ψ=6.55×10-25×3×1023
×10-1〜2×10-2である。言い換えれば、長さΔχ=1mmでは、1個の二
次光子を形成するために、平均して、一次照射の1:(2×10-2)=50個の
光子が必要である。
差が1%のオーダーである必要とあるとする。予想されるプロセス特性を考慮す
ると、その相対誤差の平均平方値は、σ=1(N)1/2であり、この場合、Nは
、登録光子の量である。N=10000は、σ=0.01に相当している。
コンプトン照射を形成する)の必要量−に対する簡単な等式を設定することが可
能である。それは、順に、5cm深さを貫通し、この場合、N=10000個の
光子が、この検出器に当たる。 Nx×e-2×5×10-2×2×10-2=104 ここで、この係数5×10-2は、5%=5×10-2だけの光子がこの検出器に
当たり、形成された二次光子の全量が登録されることを意味する。この等式は、
Nx=7.2×107となる。
010l/cm2であるなら、1レントゲンに等しい照射ゾーンを形成する(この
光子エネルギー、それらの量およびドーズ(doze)を表にしたデータは、例
えば、[2]を参照)。もし、一次X線ビームの断面が、患者の身体の入力口に
おいて、1cm2に等しいなら、そのフラックス7.3×107l/cm2は、患
者の身体において、2.6×10-3レントゲンに等しい照射を形成する。
ンは、通常、100÷300ミリレントゲン、すなわち、100倍大きい(V.
I.Mazurov,E.G.Zotkin.Topical questio
ns of osteoporosis diagnostics and t
reatment.Saint−Petersburg,IKF「Folian
t」,1998,p.47[8])。
ゾーンに当たり、患者の身体には保存されない)から実行されるなら、そのドー
ズは、数倍少なくできる。
、ここで、数個の間隔を置いたX線源および検出器は、相当量の照射集中手段と
、この検出器(レンズ、半レンズ、コリメータ)に向かって運搬される二次コン
プトン照射とを備えて、使用される。一方では、それにより、さらに有効な照射
集中(もし、この集中手段だけが使用されるなら、この集中は、図1で示すよう
に、X線レンズを使用してのみ、可能である)を得ることができ、また、その検
出器の出力口での信号/ノイズ関係を高めることができるようになる。他方、そ
れにより、研究中の対象に対するX線の影響を分散できるようになり、また、ド
ーズにわたる対象部分に対する照射を回避できるようになり、これらは、研究さ
れないと推測される。単純平均化(または、データ処理および画像手段12の異
なる検出器の出力信号のさらに複雑な処理(例えば、「重み」平均)、または互
いに対して近いポイントで相関した密度の存在を考慮した処理)で、数個の検出
器を使用すると、他の全ては等しいとして、精度を損なうことなく、出力の低い
X線源を使用することが可能となる。そのうえ、平均化につれて、精度を低下さ
せる他の要因の影響が少なくなる(例えば、決定する密度に対して異なる点に向
かう途中でのX線源により照射の種々の吸収、および検出器の方へと二次コンプ
トン照射を運搬する手段の入力口に向かうこれらのポイントからの途中での二次
照射)。
ている)は、ゾーン16で集中する照射に対して、この照射分布の方へと分岐し
て(広がって)、使用される。このコリメータ入力口での放射線透過用の開口部
を備えたスクリーン14は、その照射が物体に直接当たるのを防止する(これら
のコリメータを迂回して)が、X線源1とコリメータ13との間に位置している
。この二次照射は、これらのチャンネルを備えたコリメータ15により、検出器
6に運搬され、照射伝播(すなわち、検出器6)の方へと収束する(狭まる)。
これらのチャンネルは、これらの検出器の感知面において、焦点を有することが
できる。それは、検出器6(例えば、小さな入口開口部を備えた半導体検出器)
として使用することが可能である。
。その照射をゾーン16に集中させて、コリメータ18の入口開口部を十分に利
用するために、伸長X線源17を使用することが適当である。それは、広い開口
部を備えた検出器20(例えば、シンチレーション型のもの)を使用するのと同
じである。
、それに対応して、X線半レンズ21、22として作製される。これが起こるに
つれて、半レンズ22は、散乱二次照射を検出器6に焦点させる。
、それに対応して、X線半レンズ21、23として作製される。これが起こるに
つれて、半レンズ23は、散乱二次照射を検出器6を擬似平行に変換し、それを
、広い開口部を備えた検出器20に向ける。
射集中手段は、X線半レンズ21、23として作製され、それらの平行ビームを
ゾーン16に向ける。そして二次コンプトン照射を検出器6に運搬する手段は、
「完全」X線レンズ3として作製される。
射をそれらの検出器の方へと運搬する手段は、コリメータとして作製される。
のものは、広い入口開口部を有する。
の最後のものは、狭い入口開口部を有する。
型では、擬似鋭利X線源1の照射集中手段および二次照射を検出器6に運搬する
手段は、(この変型を、図1で示したものと比較して)、それに対応して、「完
全」レンズ2および3として作製される。
らは、擬似鋭利X線源1の照射集中手段として「完全」X線レンズ2を使用する
点で、共通している。
開口部を備えた検出器6に二次照射を運搬する手段として、示されている。
開口部を備えた検出器20に二次コンプトン照射を運搬する手段として、示され
ている。
に依存している:照射集中および運搬のためのこのような有効手段(すなわち、
X線レンズおよび半レンズ)、および必要な解像度。この最後の要因は、同様に
、これらのレンズおよび半レンズのパラメータ(例えば、焦点スポットのサイズ
、レンズの光軸に向かい焦点ゾーンの伸長など)の選択に影響を与える。それゆ
え、(一部、数ミリメトール以上の)「完全」レンズを使用するとき、高い解像
度の実現には、研究中の被験体領域のさらに長時間の走査を要することを考慮し
なければならない。他の状況もまた、同様に、考慮しなければならず、これには
、例えば、必要な性能およびサイズのX線源の利用可能性などがある。
型の利用可能性により、内部観察(intraviewing)して具体的な要
件を満たす手段を構築する種々の機会が得られる。
相互位置および主要要素接合の概略図。
線を集中し二次照射を検出器の方へと運搬するコリメータを使用する。
線を集中し二次照射を検出器の方へと運搬するコリメータを使用する。
ための「完全」X線レンズを使用するものを描写している。
ためのコリメータを使用するものを描写している。
ためのコリメータを使用するものを描写している。
めのコリメータを使用するものを描写している。
ためのコリメータを使用するものを描写している。
ためのコリメータを使用するものを描写している。
Claims (19)
- 【請求項1】 対象がX線により照射されるとき、該X線により該対象の内
部構造の画像を作成する方法であって、該対象の物質密度についての情報を得る
ために、1つ以上の放射線検出器の出力信号が使用され、ここで、該X線は、検
証下にある該対象(5)の領域(7)内のゾーンで集中される;該ゾーンは、ポ
イント(4)を含み、それには、電流測定結果が参照される;該ゾーンで生じる
二次照射は、1つ以上の検出器(6)に向けられる; 研究中の該対象(5)の領域(7)の走査は、該ゾーンの移動により、実行さ
れる; 該ポイントでの該対象の該物質密度は、1つ以上の検出器(6)によって得ら
れる該二次照射の強度の設定値fで評価され、そしてX線照射の該集中ゾーンに
おける該ポイント(4)の座標で同時に決定され、それには、電流測定結果が参
照される; 研究中の該対象(5)の領域(7)の該物質密度の分布パターンは、対応する
座標値と合同して、密度値に基づいて、再構成される、 方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、X線が、前記ポイントを含
めた前記ゾーン(16)で集中され、それには、電流測定結果が参照され、間隔
を置いて配置した対応数のX線源(1)を使用して、1つ以上のコリメータ(1
3、18)によって、研究中の前記対象の領域に設置されており; 生じる二次照射が、同様に、1つ以上のコリメータ(15、19)により、1
つ以上の検出器(6、20)に向けられ; それゆえ、全コリメータが、それらの中心チャンネルの軸が該ポイントで交差
する様式で配向され、それには、電流測定結果が参照される、 方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の方法であって、X線が、1つ以上のX線半
レンズ(21)によって、前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)で集中され
、それには、電流測定結果が参照され、間隔を置いて配置した対応数のX線源(
1)の分岐照射を擬似平行に移動させ; 生じる二次照射が、1つ以上のX線半レンズ(22、23)によって、1つ以
上の検出器(6、20)に向けられ、該検出器に該照射の焦点を合わせるかまた
は擬似平行照射を形成し; それゆえ、全X線半レンズが、それらの光軸が該ポイントで交差する様式で配
向され、それには、電流測定結果が参照される、 方法。 - 【請求項4】 請求項1に記載の方法であって、X線が、1つ以上のX線半
レンズ(21)によって、前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)で集中され
、それには、電流測定結果が参照され、間隔を置いて配置した対応数のX線源(
1)の分岐照射を擬似平行に移動させ; 生じる二次照射が、1つ以上のX線レンズ(3)によって、1つ以上の検出器
(6)に向けられ、該検出器(6)に該照射の焦点を合わせ; それゆえ、全X線半レンズおよびレンズが、それらの光軸が該ポイントで交差
する様式で配向され、それには、電流測定結果が参照される、 方法。 - 【請求項5】 請求項1に記載の方法であって、X線が、1つ以上のX線半
レンズ(21)によって、前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)で集中され
、それには、電流測定結果が参照され、研究中の前記領域内で設置され、間隔を
置いて配置した対応数のX線源(1)の分岐照射を擬似平行に移動させ; 生じる二次照射が、1つ以上のコリメータ(19)によって、1つ以上の検出
器(20)に向けられ; それゆえ、X線半レンズおよびコリメータが、該半レンズおよび該コリメータ
の中心チャンネルの光軸が該ポイントで交差する様式で配向され、それには、電
流測定結果が参照される、 方法。 - 【請求項6】 請求項1に記載の方法であって、X線が、1つ以上のX線源
(1)および対応数のX線レンズ(2)によって、前記ポイントを含めた前記ゾ
ーン(4)に集中され、それには、電流測定結果が参照され、研究中の前記領域
内で設置され、該ポイント(4)に各X線源(1)の分岐X線の焦点を合わせ、
それには、電流測定結果が参照され; 生じる二次照射が、X線レンズ(3)によって、1つ以上の検出器(6)に向
けられ、該検出器(6)に該照射の焦点を合わせ、そして該ポイントで二次焦点
を有する、 方法。 - 【請求項7】 請求項1に記載の方法であって、X線が、間隔を置いて配置
した1つ以上のX線源(1)および対応数のX線レンズ(2)を使用して、1つ
以上のX線源(1)によって、前記ポイントを含めた前記ゾーン(4)に集中さ
せ、それには、電流測定結果が参照され、研究中の前記領域内で設定され、該ポ
イント(4)に各X線源(1)の分岐X線の焦点を合わせ、それには、電流測定
結果が参照され; 生じる二次照射が、コリメータ(15、19)によって、1つ以上の検出器(
6、20)に向けられ、それらの中心チャンネルの光軸が該ポイントで交差する
様式で配向される、 方法。 - 【請求項8】 X線により対象の内部構造の画像を作成する装置であって、
該装置は、以下の部分を含む: 研究中の該対象(5)を位置付ける手段(10); X線システム(8); 研究中の該対象(5)および該X線システム(8)を位置付ける手段(10)
の相対的な配置手段; データ処理および画像化の手段(12)であって、ここで、 該X線システム(8)は、1つ以上のX線源(1)を含む; ポイント(4)を含めたゾーンで1つ以上の該X線源(1)の照射を集中する
手段(2)であって、それには、電流測定結果が参照される; 二次照射を生じる1つ以上の手段(3); 該照射の検出器(6)であって、該検出器は、該手段(3)の出力口で設置さ
れている; 該検出器の出力口は、該データ処理および画像化の手段(12)に連結されて
いる; 該ポイント(4)の座標を決定する検出器(11)は、研究中の該対象(5)
および該X線システム(8)を位置付ける手段(1)に連結されている; 該ポイント(4)は、研究中の該対象(5)領域内にあり、該測定結果が参照
される; 該検出器(11)は、それらの出力口により、該データ処理および画像化の手
段(12)に連結されている、 装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載の装置であって、X線システムが、数個のX
線源(1;17)を含み; 該X線源照射用の各手段が、前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)で集中
し、それには、前記電流測定結果が参照され、該ポイントで生じる前記二次照射
を検出器(6/20)に向ける各手段が、コリメータ(13、15、18、19
)として作製され; 該コリメータが、チャンネルを有し、該X線源の照射の集中する該ゾーン(1
6)で配向され; それゆえ、全コリメータの該中心チャンネルの光軸が、該ポイントで交差し、
それには、電流測定結果が参照される、 装置。 - 【請求項10】 請求項9に記載の装置であって、前記X線源で構成される
X線源(1)が、擬似鋭利であり; コリメータ(13、15)が、前記チャンネルを有し、該X線源に焦点を合わ
せ、そして研究中の前記対象(5)を位置付ける手段に分岐しており; 開口部を備えたスクリーン(4)が、各X線源(1)の出力口と対応コリメー
タ(13)の入力口との間で設置されている、装置。 - 【請求項11】 請求項9に記載の装置であって、前記X線システムで構成
されるX線源(17)が、伸長されており; コリメータ(18、19)が、チャンネルを有し、研究中の前記対象を位置付
ける前記手段に狭まっている、 装置。 - 【請求項12】 請求項8に記載の装置であって、前記X線システムで構成
される前記X線源(1)が、擬似鋭利であり; 前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)でX線を集中する各手段が、X線半
レンズ(21)として作製され、それには、前記電流測定結果が参照され、該対
応X線源(1)の分岐照射を擬似平行に移動させ; 前記検出器(6)に運搬する二次照射を生じる各手段が、X線半レンズ(22
)として作製され、該検出器(6)に該照射の焦点を合わせ; それゆえ、全X線半レンズの光軸が、該ポイントで交差し、それには、該電流
測定結果が参照される、 装置。 - 【請求項13】 請求項8に記載の装置であって、前記X線システムで構成
される前記X線源(1)が、擬似鋭利であり; 前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)でX線を集中する各手段が、X線半
レンズ(21)として作製され、それには、前記電流測定結果が参照され、該対
応X線源(1)の分岐照射を擬似平行に移動させ; 前記検出器に運搬する二次照射を生じる各手段が、X線半レンズ(23)とし
て作製され、擬似平行照射を形成し、そして該照射集中ゾーン(16)で焦点を
有し; それゆえ、全X線半レンズの光軸が、該ポイントで交差し、それには、該電流
測定結果が参照される、 装置。 - 【請求項14】 請求項8に記載の装置であって、前記X線システムで構成
される前記X線源(1)が、擬似鋭利であり; 前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)でX線を集中する各手段が、X線半
レンズ(21)として作製され、それには、前記電流測定結果が参照され、該対
応X線源(1)の分岐照射を擬似平行に移動させ; 前記検出器(6)に運搬する二次照射を生じる各手段が、X線レンズ(3)と
して作製され、該検出器(6)に該照射の焦点を合わせ、そして該照射集中ゾー
ン(16)で二次焦点を有し; 全X線半レンズおよびレンズの光軸が、該ポイントで交差し、それには、該電
流測定結果が参照される、 装置。 - 【請求項15】 請求項8に記載の装置であって、前記X線システムで構成
される前記X線源(1)が、擬似鋭利であり; 前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)でX線を集中する各手段が、X線半
レンズ(21)として作製され、それには、前記電流測定結果が参照され、該対
応X線源(1)の分岐照射を擬似平行に移動させ; 前記検出器(20)に運搬する二次照射を生じる各手段が、チャンネル付きコ
リメータ(19)として作製され、該対応検出器を分岐し; 全X線レンズ、半レンズおよび該コリメータの中心チャンネルの光軸が、該ポ
イントで交差し、それには、該電流測定結果が参照される、 装置。 - 【請求項16】 請求項8に記載の装置であって、前記X線システムで構成
される前記X線源(1)が、擬似鋭利であり; 前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)でX線を集中する各手段が、X線半
レンズ(21)として作製され、それには、前記電流測定結果が参照され、該対
応X線源の分岐照射を擬似平行に移動させ; 前記検出器(6)に運搬する二次照射を生じる各手段が、チャンネル付きコリ
メータ(16)として作製され、該対応検出器を収束し; 全X線半レンズおよび該コリメータの中心チャンネルの光軸が、該ポイントで
交差し、それには、該電流測定結果が参照される、 装置。 - 【請求項17】 請求項8に記載の装置であって、前記X線システムで構成
される前記X線源(1)が、擬似鋭利であり; 前記ポイント(4)を含めた前記ゾーンでX線を集中する各手段が、X線レン
ズ(2)として作製され、それには、前記電流測定結果が参照され、X線源(1
)の分岐照射に焦点を合わせ; 前記検出器(6)に運搬する二次照射を生じる各手段が、X線レンズ(3)と
して作製され、該対応検出器に該照射の焦点を合わせ; 全X線レンズの光軸が、該ポイントで交差し、それには、該電流測定結果が参
照される、 装置。 - 【請求項18】 請求項8に記載の装置であって、前記X線システムで構成
される前記X線源(1)が、擬似鋭利であり; 前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)でX線を集中する各手段が、X線レ
ンズ(2)として作製され、それには、前記電流測定結果が参照され、X線源(
1)の分岐照射の焦点を合わせ; 前記検出器(6)に運搬する二次照射を生じる各手段が、チャンネル付きコリ
メータ(15)として作製され、該対応検出器を収束し; 全X線レンズおよび該コリメータの中心チャンネルの光軸が、該ポイントで交
差し、それには、該電流測定結果が参照される、 装置。 - 【請求項19】 請求項8に記載の装置であって、前記X線システムで構成
される前記X線源(1)が、擬似鋭利であり; 前記ポイントを含めた前記ゾーン(16)でX線を集中する各手段が、X線レ
ンズ(2)として作製され、それには、前記電流測定結果が参照され、X線源(
1)の分岐照射の焦点を合わせ; 前記検出器(20)に運搬する二次照射を生じる各手段が、チャンネル付きコ
リメータ(19)として作製され、該対応検出器に分岐し; それゆえ、全X線レンズおよび該コリメータの中心チャンネルの光軸が、該ポ
イントで交差し、それには、該電流測定結果が参照される、 装置。
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