JP2016511924A - 多重ｘ線ビーム管 - Google Patents

Abstract

本発明は、多重Ｘ線ビームの生成に関する。コヒーレント放射線を提供するために増大された管パワー能力を有する容易にされたＸ線源を提供するために、例えば位相差コントラストイメージング（ＤＰＣＩ）において、多重Ｘ線ビームのＸ線源１０は、アノード構造１２及びカソード構造１４を具える。アノード構造は、複数の焦点ライン１８を提供する複数の液体金属ジェット１６を含む。カソード構造は、各々の液体金属ジェットにサブ電子ビームを供給する電子ビーム構造２０を提供する。液体金属ジェットの各々は、その外周の半分より小さい周表面の電子衝突部分２４に沿って、サブ電子ビームによりヒットされる。

Description

本発明は、多重Ｘ線ビームの生成に関し、特に多重Ｘ線ビームのＸ線源、位相コントラストＸ線イメージング用システム、位相コントラストＸ線イメージング用のＸ線放射線を生成する方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に関する。

位相コントラストイメージングにおいて、対象は、例えば従来のＸ線管の前にグレーティング構造を配置することによって達成されるコヒーレントなＸ線放射線を照射される。例えば、国際公開第2011/070521A1号は、位相差コントラストイメージングに関し、個々のシステムを記述する。焦点スポットの前のグレーティングは、生成されるＸ線のコヒーレンス長を高めるために提供される。グレーティングは、例えば位相シフトの改善された検出の便宜のために、小さいスリット対ピッチ比率を有する要求により低減される透過性を有することが要求される。

しかしながら、十分な画像データ品質を達成するために、増大される管パワーを有するＸ線管が必要とされ、それは高価な管につがなりうることが分かっている。Ｘ線管パワーを増大させる例は、Ｘ線放射線を生成するためのアノードとして機能する液体金属ジェットの供給である。例えば、米国特許第6,995,382B2号明細書は、プラズマ生成に基づく強力な放射線を生成する装置を記述しており、かかる装置において、ターゲット生成器は、強力な短波長放射線の生成のために、複数のターゲットジェットを有する多重チャネルノズルを有する。ターゲットジェットから生成されるプラズマは、１つの拡張されたプラズマにマージされ、これは強力な光源をもたらす。しかしながら、プラズマの生成は、位相コントラストＸ線イメージングへの適合性を低減する。更に、線源グレーティングが提供されなければならず、これはグレーティングのために必要な製造ステップにより付加の努力を意味することに注意すべきである。更に、Ｘ線吸収部分は、一層高価な材料になる金材料によって提供されるので、これは更に、負の経済効果を示す。

例えば位相差コントラストイメージング（ＤＰＣＩ）に適したコヒーレント放射線を供給する増大された管パワー能力をもつＸ線源を提供するニーズがありうる。

本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決され、他の実施形態は、従属請求項に盛り込まれる。本発明の以下に記述された見地は、多重Ｘ線ビームのＸ線源、位相コントラストＸ線イメージング用のシステム、位相コントラストＸ線イメージング用のＸ線放射線を生成する方法、コンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体にも同様に適用されることに注意すべきである。

本発明によれば、多重Ｘ線ビームのＸ線源は、アノード構造及びカソード構造を具える。アノード構造は、複数の焦点ラインを提供する複数の液体金属ジェットを有する。カソード構造は、サブ電子ビームを各々の液体金属ジェットに提供し又は供給する電子ビーム構造を提供する。液体金属ジェットの各々は、その外周の半分より小さい周表面の電子衝突部分に沿って、サブ電子ビームによりヒットされる。液体金属ジェットは、多重Ｘ線ビームを提供するライン様のアノードとして使用される。従って、幾つかのＸ線ビームの形のＸ線放射線が、提供されることができ、例えば位相コントラストイメージング用のコヒーレント放射線として機能する。液体金属ジェットの供給は、液体金属ジェット自体の温度輸送／冷却機能という意味において、改善された材料特性により、増大された放射線出力を可能にする。言い換えると、液体金属ジェットは、増大される電子衝撃を受けることができ、すなわち、より多くの電子が液体金属ジェットに当たることができ、それにより、より強力なＸ線放射線を生成する。ライン様の多重アノードは更に、Ｘ線放射線が、必要とされ使用されるＸ線放射線のコヒーレントな態様での実際の放出に関連して、集中された態様で生成されるという利点を提供する。従って、焦点「スポット」の構造は、コヒーレントなＸ線放射線に関する特定のニーズを考慮する。こうして、不所望のＸ線放射線を吸収する又は弱める必要が、低減され、最小限にされる。

一例によれば、焦点ラインは、中心ビーム方向と直交し又は中心ビーム方向と直交しない少なくとも１つの平面に配置される。

例えば、焦点ラインは、少なくとも２つの平面に配置される。

一例によれば、電子ビーム構造は、サブ電子ビームとして供給される複数の個別の電子ビームを含む。

別の例によれば、電子ビーム構造は、液体金属ジェットが互いにマスキングを提供することにより、外周の半分より小さい周表面の一部のみが単一電子ビームの一部によりヒットされるように、液体金属ジェットに供給される単一電子ビームを含む。

一例によれば、液体金属ジェットの各々は、電子ビーム伝搬方向において、個々の近傍の金属ジェットに対するマスキングを提供する。

一例によれば、液体金属ジェットは、位相コントラストイメージングのＸ線の生成の電子透過深さの約２倍のサイズであるジェット直径を具える。

他の例によれば、液体金属ジェットの形状は非円形である。

他の例によれば、液体金属ジェットは、管電圧に依存して形成可能である。

他の例によれば、液体金属ジェットの相互の距離は、干渉縞を最適化するように個別に調整可能である。

他の例によれば、液体金属ジェットの相互の距離は、管電圧に依存して調整可能である。

他の例によれば、液体金属ジェットは、金属の放物線状の飛行経路が中心ビームと直交する平面と最大源のアライメントを有するように、角度を付けられる。

他の例によれば、ステッピング装置が、液体金属ジェットの共通ステッピングのために提供される。

他の例によれば、アパーチャ構造は、Ｘ線吸収材料からの複数の液体ジェットによって形成されるダイアフラムセグメントの間に直線的な開口を具える。

これは、例えば開口幅を調整することを可能にする。

本発明によれば、Ｘ線源、位相グレーティング、アナライザグレーティング、及びＸ線検出器を有する位相コントラストイメージング用システムが提供される。対象を受ける空間が、Ｘ線源と位相グレーティングとの間に提供される。Ｘ線源は、上述の例の１つによるＸ線源として提供される。

本発明によれば、位相コントラストＸ線イメージング用のＸ線放射線を生成する方法であって、ａ）複数の焦点ラインを提供する複数の液体金属ジェットを生成するステップと、ｂ）各々の液体金属ジェットにサブ電子ビームを供給するステップと、ｃ）液体金属ジェットに当たる電子によってＸ線放射線を生成するステップと、を含み、サブ電子ビームが、液体金属ジェットを、その外周の半分より小さい周表面の電子衝突部分に沿ってヒットする、方法が提供される。

本発明の１つの見地によれば、複数の個別の焦点ラインの供給により、複数のＸ線放射線サブビームを生成するＸ線源が提供される。これらは、放射線の改善されたパワー出力を可能にする液体金属ジェットによって提供される。ジェットが、電子ビームと向き合う表面の一部分においてのみ電子によりヒットされ、一部は電子によってヒットされない場合、電子ビームは、表面の一部にのみ供給され、これは、十分に小さい焦点ライン、すなわち十分に細いラインを提供するとともに、生成されるＸ線放射線に対する使用されるＸ線放射線の比率を改善する。こうして、不所望のＸ線放射線を吸収するニーズが、最小限にされ又は完全に低減される。

バルク材料と比較して液体金属ジェットをアノードとして使用する利点は、生成される波面の必要なコヒーレンス長を達成するために、放射線源を小さい空間領域に制限する能力である。医療イメージングにおいて、Ｘ線スペクトルは、変化するセッティングにおいて、コントラスト対ノイズ比を最適化するためのアプリケーションに適応されるので、最適波長も同様に変化する。従って、液体金属ジェットは、それらのサイズ及び互いの距離に関して柔軟に構成されることができることが有益である。別の利点は、それらの空間安定性である。回転アノードを使用するとき、機械的許容差は、二重の不利益を有する焦点スポット位置の機械的歪みを推定する：焦点スポット又は焦点ラインの位置は、回転の位相に依存し、これは、データ読み出しに関する不所望の同期問題を生じさせる。第２に、データ統合の期間が、バルクアノード上の電子ビームのドエル時間に対して大きいとき、焦点ラインのサイズが広げられる。この広がりは、電子ビームのサイズの低減及びそれに関して焦点スポットの熱性能の低減を要求する。物理的なスポットは、Ｘ線光学焦点スポットより小さい必要がある。

液体金属ジェットの別の利点は、ほぼ円筒形状へのそれらの制約であり、Ｘ線の生成中に生じる散乱電子の大きい割合である。これらの散乱電子は、相互作用ゾーンの条件、すなわち電子ビーム及び金属ジェットのアライメントの多くの情報を保持し、情報は、線源の安定性を高めるために閉ループ制御で評価され使用されることができる。

本発明のこれらの及び他の見地は、以下に記述される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。

本発明の例示の実施形態が、添付の図面を参照して以下に記述される。

多重ビームＸ線源の例を示す概略断面図。 多重Ｘ線ビームＸ線源の他の例を示す概略上面図。 液体金属ジェットに供給される電子ビーム構造の例を示す概略断面図。 液体金属ジェットに供給される電子ビーム構造の異なる例を示す概略断面図。 多重Ｘ線ビームＸ線源の他の例を示す概略断面図。 多重Ｘ線ビームＸ線源の他の例を示す概略断面図。 一例による液体金属ジェットの詳細な断面図。 液体金属ジェットの他の例を示す図。 液体金属ジェットの例の概略断面及び結果として得られる放射線特性を示す図。 液体金属ジェットの共通ステッピングのためのステッピング装置の例を示す図。 液体金属ジェットによって提供されるアパーチャ構造の例を示す概略断面図。 位相コントラストＸ線イメージング用システムの例を示す概略図。 Ｃアーム構造の形のＸ線イメージングシステムの例を示す図。 Ｘ線放射線を生成する方法における基本的なステップの例を示す図。

図１は、アノード構造１２及びカソード構造１４を有する多重Ｘ線ビームのＸ線源１０を示す。アノード構造１２は、複数の焦点ライン１８（図２参照）を提供する複数の液体金属ジェット１６を有する。カソード構造１４は、各々の液体金属ジェット１６にサブ電子ビーム２２を供給する電子ビーム構造２０を提供する。液体金属ジェット１６の各々は、外周の半分より小さい周表面の電子衝突部分２４（図７参照）に沿って、サブ電子ビーム２２によりヒットされる。電子が電子衝突部分２４に当たると、Ｘ線放射線２６は生成され、多重Ｘ線ビームを提供し、すなわち１本のビーム（又は個別のビーム部分）は、各々の電子衝突部分（焦点ライン）に対応する。

「多重」Ｘ線ビームのＸ線源は、多重Ｘ線ビーム線源又は多重ビームＸ線源とも呼ばれる。

本発明によれば、多数の微細なラインのＸ線焦点スポットを生成するために、多数の平行な液体金属ジェットが、アノードとして使用される。多重電子ビーム、すなわち多重サブ電子ビームが、液体金属ジェット上に方向づけられ、サブ電子ビームは、割り当てられた金属ジェット上に各々方向付けられる。

液体金属ジェットは、真空構造（詳しく図示せず）において提供される。

多重Ｘ線ビームＸ線源１０は、イメージング目的で多くが使用されるＸ線放射線を生成する。アパーチャ構造によって吸収される放射線の量は、最小限に低減される。従って、必要とされないＸ線放射線の生成が、最小限にされ又は完全に回避される。

「電子衝突部分」という語は、電子によってヒットされる部分、すなわち電子が衝突する部分をさす。一例において、電子衝突部分２４は、外周の半分の約２／３より小さい。例えば、電子衝突部分２４は、外周の約四分の一より小さい。「外周」という語は、液体金属ジェット１６の断面における外周ライン及びその長さに関する。従って、一方向から当たる電子ビームに関して、液体金属ジェット１６の電子ビームと向き合う表面すべてでなく、液体金属ジェット１６の一部のみが電子によりヒッされる。

上述したように、アノード構造１２は、複数のＸ線ビーム２６を提供する。その多重Ｘ線ビーム２６を有するＸ線源１０の構造は、アノード構造１２から生じる。焦点ライン１８は、離散的なＸ線源を提供する。

例えば、焦点ライン１８の前に各々配置される複数のＸ線ビームアパーチャ３０を有するアパーチャ構造２８が提供されることができる。不所望の方向におけるＸ線放射線を阻止するために、Ｘ線不透過部分３２が、Ｘ線ビームアパーチャ３０を区分するように提供される。しかしながら、アパーチャ構造２８が図１との関係において示されているが、アパーチャ構造２８が、多重Ｘ線ビームのＸ線源の必須の部分ではなくゆえに、選択的なフィーチャとして図示されていることに注意すべきである。

例えば、液体金属ジェットは、互いに平行に配置される。図１の装置の上面図を示す図２に示されるように、液体金属ジェット１６が図示される。第１のパターン３４は、焦点ライン１８の配置を示しており、焦点ラインには、サブ電子ビーム２２を形成する複数の矢印３６によって示されるように電子が方向付けられ、サブ電子ビームは、外周の半分より小さい周表面の電子衝突部分２４をヒットする。他のパターン３８は、上述したようにオプションとして示されるアパーチャ構造２８のＸ線不透過部分３２を示す。更に、矢印ｚは、図１に示されるｘ−ｙ座標構造に加えて、空間方向を示す。

小さい矢印４０は、液体金属ジェットの流れる方向を示す。液体金属ジェットは、同じ流れ方向と平行に配置されるように示されている。他の例（図示せず）において、液体金属ジェットは、交互する流れ方向を供給されることができる。焦点ライン１８は、直線形状の焦点スポットとも呼ばれる。

上述したように、電子ビーム構造２０は、複数のサブ電子ビーム２２を有する。サブ電子ビーム２２は、電子サブビーム又はサブ電子ビームとも呼ばれる。

図３は、サブ電子ビーム２２として供給される個別の電子ビーム４４の複数４２を含む電子ビーム構造２０の例を示す。第３のパターン４６は、生成されたＸ線放射線を示す。

図４は、外周の半分より小さい周表面の一部のみが単一電子ビーム４８の一部によりヒットされるように、液体金属ジェット１６がマスキング又はシャドウィングを互いに提供するような態様で、電子ビーム構造２０が液体金属ジェット１６に供給される単一電子ビーム４８を含む例を示す。こうして、液体金属ジェット１６の各々が、単一電子ビーム４８の矢印先端５０によって示される電子ビーム伝搬方向において、個々の近傍の金属ジェット１６に対するマスキングを提供する。例えば、液体金属ジェット１６は、互いの電子ビームシャドウに部分的に配置される。

図５は、同一構造の液体金属ジェット１６の場合に焦点ライン１８及びゆえに液体金属ジェット１６が、矢印５４によって示される中心ビーム方向と直交しない点線５２によって示される少なくとも１つの平面に配置される例を示す。従って、図示される角度５６は９０度より小さい。例えば、容易にされた電子光学素子が達成される。更に、これは、位相差コントラストイメージングとの適合性を支援する。「中心ビーム方向」という語は、焦点ラインの個別のＸ線ビームが平行に配置される方向をさす。

他の例（図示せず）によれば、焦点ライン１８は、中心ビーム方向５４と直交する平面に配置される。

上述したように、焦点ライン１８は、少なくとも１つの平面に配置される。液体金属ジェット１６がすべて同じ断面、特に同じ直径を有する場合、液体金属ジェット１６は１つの平面に配置される。しかしながら、それぞれ異なるジェット直径が提供されることもでき、その場合、わずかに角度のついた個々の平面をもつ、又は焦点ライン及びジェットの平面が１つの平面内にない、異なる構成をもたらす。

図６に示される他の例によれば、焦点ラインは、図６の２つの点線５８、６０によって示されるように、少なくとも２つの平面に配置される。１つの例に示されるように、それぞれの平面は、互いに平行である。

他の例（詳しく図示せず）において、それぞれの平面は、互いに平行でなく、傾いている。

他の例（詳しく図示せず）によれば、例えば平面５８、６０のようなそれぞれの平面は、中心ビーム方向５４と直交する。

図６を参照して、例えば２つの平面、３つの平面、４つの平面、５つの平面又は任意のより多くの平面のような少なくとも２つの平面は、中心ビーム方向５４と直交しない。

複数の平面、例えば２つの平面に液体金属ジェット１６を配置することに関して、ｙ方向、すなわち中心ビーム方向５４に平行な方向における金属ジェット間の距離は、線源から対象までの距離と比較して小さいものでありうる。これは、電子光学素子及び更に液体金属ジェットの設計を容易にし、位相差コントラストイメージングとの適合性をも改善する。電子ビーム構造２０は、複数の平面に対して単一電子ビームとして提供されることができ、又は各平面に配置される液体金属ジェットの個別の単一電子ビームのために提供されることができる。

他の例では、上述したように個別の電子ビーム４４が、各液体金属ジェット１６ごとに提供されることができる。

図７は、Ｘ線放射線４６の生成のために液体金属ジェット１６を打つ複数のライン６２によって示されるサブ電子ビーム２２のより詳しい図を示す。更に、アパーチャ構造２８の吸収部分３２が、オプションとして示されていることに注意すべきである。

第１の極太線６４は、例えば円形断面によって示される液体金属ジェットのカソード構造の電子衝突部分２４を示しており、電子衝突部分は、外周の半分より小さい。

サブ電子ビーム２２は、完全な視野が各々のＸ線ビームによってカバーされるように、金属ジェット１６上に位置を定められる。サブ電子ビーム２２は更に、Ｘ線輝度が最大であるように構成される。輝度の１／ｓｉｎ（アノード）規則のため、すなわち線源のサイズによって除算される規定された空間角度に入る光子束のため、これは、電子ビームが出来る限り中心から側方へ配されることを必要とする。制限は、ヒール効果によって規定される。

最大の輝度（最大の電子流密度を有する最小光学焦点領域）は、最大ノーマル電子流密度のラインを通る液体金属ビームの接線平面に沿って生じる。最大ノーマル電子流密度のラインは、図の平面に垂直に延び、図７において小さい円６６によって示されている。最大ノーマル電流密度のラインは、例えば電子ビームの横断方向の電流密度が一定であるケースである。

第１の破線６８は、最大輝度の平面を示す。視野６０が、ライン６８と更なる点線７２との間に提供される。第１の放射パターン７４によって示される部分は、中心ビーム方向５４の周りに配置され、集中されたＸ線放射線を示す。第２の放射パターン７６は、中心部分の両側に配置される部分を示し、視野の周縁部を示す。

適切なカソードを使用する例において、金属ジェットに熱的な過負荷をかけることなく全体のＸ線フラックスを最大にするために、電子ビーム密度は、金属ジェット上のパワー密度が実質的にイコライズされるように不均一でありうる（パワー密度?１／ｓｉｎ（インパクト角度））。

図８に示される別の例において、金属ジェットは、Ｘ線システムにおいて、矢印７８によって示されるように遠心力を受けることができるとき、ジェットは、金属の放物線状の飛行経路が、中心ビーム方向５４と直交する平面８２と最大限のアライメントを有するように、屈曲角度８０によって示されるように角度を付けられることができる。図７は、平面８２が金属ジェットに触れるポイントで図８を切り取った断面図である。

図９は、液体金属ジェット１６及びサブ電子ビーム２２の衝突電子を示す。第１のダイアグラム８４は、左側ビームの輝度、有効焦点スポット幅を示し、第２のダイアグラム８６は、中心ビームについて同じものを示し、第３のダイアグラム８８は、右側ビームに関する。ダイアグラムにおいて、グラフ線９０は、さまざまな異なる方向から焦点スポットカメラで見たときの、見かけの焦点スポットＸ線強度プロファイルを示し、矢印９２は、フルピークの半値幅（ＨＷＦＭ）を示す。扇状のＸ線は、さまざまな方向をカバーするので、Ｘ線画像全体のすべての方向において等しいサイズの焦点スポットが現れるわけではない。

他の例によれば、液体金属ジェット１６は、図７のライン９４の測定によって示されるジェット直径を与えられ、ジェット直径は、例えば、位相コントラストイメージングにおけるＸ線生成のための電子透過深さの約２倍のサイズである。

例えば、液体金属ジェット１６は、位相コントラストイメージングにおけるＸ線生成のための電子透過深さの約２倍のサイズより小さいジェット直径９４を与えられる。

電子透過深さは、５マイクロメートルでありうる。

例えば、液体金属ジェット１６は、１０マイクロメートル又は５マイクロメートルのジェット直径９４を与えられる。

これは、個別の焦点ラインの物理的な幅を、電子の透過深さより小さく制限し、これは、バルクターゲットによっては達成できない。Ｘ線に関する光学焦点幅は一層小さい。

他の例（詳しく図示せず）によれば、液体金属ジェット１６の形状は円形でない。例えば、形状は、卵形又は楕円形である。

他の例（詳しく図示せず）によれば、液体金属ジェットは、管電圧に依存して形成可能である。例えば、液体金属ジェットの直径は、管電圧に依存する。別の例において、液体金属ジェットの形状が、管電圧に依存する。

例えば、管電圧に依存する形成可能性は、機械的構造（詳しく図示せず）によって提供される。例えば、ポンプ圧力、調整可能なノズル等の調整が提供される。図１０は、多重Ｘ線ビームのＸ線源１０の他の例を示しており、ステッピング装置１００が、二重矢印１０２によって示されており、液体金属ジェットの共通ステッピングのために提供される。

例えば、ジェットのステッピングは、液体金属ジェットを提供するノズル構造体の機械的ステッピングとして提供されることができる。別の例（図示せず）において、ジェットのステッピングは、焦点ラインを提供するジェットの全長に少なくとも沿う液体金属ジェットの静電的又は磁気的変位として提供されることができる。例えば、磁気的変位は、ジェットを通じて送られる電流によって提供される。

アパーチャ構造の場合、アパーチャ構造もまた、液体金属ジェットと一緒にステッピング（ステップ移動）されることができる。

例えば、ジェットのステッピングは、図１０に示されるように、生成されるＸ線放射線のステッピングを生じさせ、図１０は、液体金属ジェット１６の起こりうる位置１０４を示しており、これは、生成されるＸ線放射線の異なる位置１０６をもたらす。

ステッピングは、位相コントラストイメージング及び全体の構成において必要とされるステッピングのために、使用されることができる。可能にされるより大きい許容差のため、この位相コントラストステッピングは、アナライザグリッド対位相グリッドのステッピングにまさる利点を有する。

図１１は、アパーチャ構造１１０を有する多重Ｘ線ビームのＸ線源１０の例を示しており、アパーチャ構造１１０は、Ｘ線吸収材料による複数の液体ジェット１１６によって形成されるダイアフラムセグメント１１４間の直線的な開口１１２を有する。例えば、複数の液体ジェットは、Ｘ線不透過材料から作られる。

図１１に示されるように、単一液体ジェットは、ダイアフラムセグメント１１４を形成することができ、又は同じに又は異なって形成される複数の液体ジェットがありうる。従って、液体金属ジェット１６によって生成されるＸ線放射線は、ライン１１８によって示されるように、アパーチャ構造１１０を通過することができる。

図１２は、概略的な構成の位相コントラストＸ線イメージング用システム２００を示している。システム２００は、Ｘ線源２０２、位相グレーティング２０４、アナライザグレーティング２０６、及びＸ線検出器２０８を有する。対象受け入れ空間２１０が、例えば対象２１２を受け入れるために、Ｘ線源２０２と位相グレーティング２０４との間に提供される。更に、点線２１４は、中心ビーム軸を示す。グラフィック構造２１６は、検出器平面２０８上への対象２１２の投影を非常に概略的に示している。Ｘ線源２０２は、上述の例の１つによる、コヒーレントＸ線放射線を提供するＸ線源１０として提供され、Ｘ線源２０２のライン構造によって示されている。

図１３は、Ｃアーム構造３０２を有するＸ線イメージングシステム３００を示しており、Ｃアーム構造３０２は、Ｃアーム３０８の両端に搭載された線源３０４及び検出器３０６を有する。線源３０４及び検出器３０６は、上述した位相コントラストＸ線イメージング用システム２００に従って提供されることができる。Ｃアーム構造３０２は、アイソセンタ３１０を中心に線源／検出器の移動を可能にする。例えば、患者支持体３１２が、患者を受け取るために提供される。

しかしながら、例えば固定的に取り付けられるＸ線源／Ｘ線検出器装置を有する他のＸ線イメージングシステムが提供されてもよいことに注意すべきである。例えば円形ガントリを有するＣＴ構造のようなＸ線イメージングシステムの他の形態が、上述したような位相コントラストイメージング用システム２００を具備することもできる。

医療イメージングの他に、上述したような多重Ｘ線ビームＸ線源１０を有する位相コントラストＸ線イメージング用システム２００は、例えば物質管理又はセキュリティ検査のような他の目的にも更に適している。

図１４は、位相コントラストＸ線イメージング用のＸ線放射線を生成する方法４００を示している。方法４００は、複数の焦点ラインを提供する複数の液体金属ジェットを生成する第１のステップ４０２を有する。第２のステップ４０４において、各々の液体金属ジェットへのサブ電子ビームの供給が行われる。第３のステップ４０６において、液体金属ジェットに当たる電子によるＸ線放射線の生成が行われ、サブ電子ビームは、液体金属ジェットを、その外周の半分より小さい周表面の電子衝突部分に沿ってヒットする。第１のステップ４０２は、ステップａ）とも呼ばれ、第２のステップ４０４はステップｂ）とも呼ばれ、第３のステップ４０６はステップｃ）とも呼ばれる。

本発明の別の例示的な実施形態において、適当なシステムにおいて上述の実施形態のうちの１つによる方法の方法ステップを実行するように適応されることによって特徴付けられるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態の一部でありうるコンピュータユニットに記憶されることができる。このコンピューティングユニットは、上述した方法のステップを実施させる又はその実施を引き起こすように適応されることができる。更に、コンピューティングユニットは、上述した装置のコンポーネントを作動させるように適応されることができる。コンピューティングユニットは、自動的に作動し及び／又はユーザの命令を実行するように適応されることができる。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリへロードされることができる。こうして、データプロセッサは、本発明の方法を実施する能力が有することができる。

本発明のこの例示的な実施形態は、始動時からすぐに本発明を使用するコンピュータプログラムと、更新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に変えるコンピュータプログラムと、の両方をカバーする。

更に、コンピュータプログラム要素は、上述したような方法の例示的な実施形態のプロシージャを実現するためのすべての必要なステップを提供することが可能でありうる。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、先行するセクションによって記述されたコンピュータプログラム要素が記憶された例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ可読媒体が提示される。コンピュータプログラムは、例えば他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体に記憶され及び／又は配布されることができるが、他の形で、例えばインターネット又は他のワイヤード又はワイヤレスの通信システムを介して、更に配布されることもできる。しかしながら、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブのようにネットワークを通じて提供されることもでき、このようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされることができる。本発明の他の例示的な実施形態により、本発明の上述した実施形態の１つに従って方法を実施するように構成されるコンピュータプログラム要素をダウンロードできるようにする媒体が提供される。

本発明の実施形態は、それぞれ異なる発明の主題に関して記述されていることに注意しなければならない。特に、ある実施形態は、方法タイプの請求項に関して記述され、他の実施形態は、装置タイプの請求項に関して記述されている。しかしながら、当業者であれば、上述の及び後述の説明から、他の場合が示されない限り、発明の主題の１つのタイプに属するフィーチャの組み合わせに加えて、それぞれ異なる主題に関連するフィーチャ間の任意の組み合わせが、本願において開示されていると考えられることが分かるだろう。しかしながら、すべてのフィーチャが組み合わせられることができ、それにより、フィーチャの簡単な足し合わせより多くの相乗効果を提供する。

本発明は、図面及び上述の説明において詳しく図示され記述されているが、このような図示及び記述は、制限的でなく、説明的又は例示的なものとして考えられるべきである。本発明は、開示された実施形態に制限されない。開示された実施形態に対する他の変更は、図面、開示及び従属請求項の検討から、請求項に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され達成されることができる。

請求項において、「有する、含む（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数性を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に列挙される幾つかのアイテムの機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。

Claims (15)

1. 多重Ｘ線ビームのＸ線源であって、
   アノード構造及びカソード構造を有し、
   前記アノード構造は、複数の焦点ラインを提供する複数の液体金属ジェットを有し、
   前記カソード構造は、各々の液体金属ジェットにサブ電子ビームを供給する電子ビーム構造を提供し、
   前記液体金属ジェットの各々は、その外周の半分より小さい周表面の電子衝突部分に沿って、前記サブ電子ビームによりヒットされる、多重Ｘ線ビームのＸ線源。
2. 前記焦点ラインは、ｉ）中心ビーム方向と直交する、又はｉｉ）中心ビーム方向と直交しない、少なくとも１つの平面に配される、請求項１に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
3. 前記電子ビーム構造は、サブ電子ビームとして供給される個別の電子ビームの複数を含む、請求項１又は２に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
4. 前記電子ビーム構造は、前記液体金属ジェットが互いにマスキングを提供し、それにより前記液体金属ジェットの外周の半分より小さい周表面の部分のみが単一電子ビームの一部によりヒットされるように、前記液体金属ジェットに供給される単一電子ビームを含む、請求項１又は２に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
5. 前記液体金属ジェットの各々は、電子ビーム伝搬方向にいて個々の近傍の金属ジェットに対するマスキングを提供する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
6. 前記液体金属ジェットは、位相コントラストイメージングにおけるＸ線生成のための電子透過深さの約２倍のサイズのジェット直径を与えられる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
7. 前記液体金属ジェットの形状が円形でない、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
8. 前記液体金属ジェットが、管電圧に依存して形成可能である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
9. 前記液体金属ジェットは、金属の放物線状の飛行経路が中心ビームと直交する平面と最大のアライメントを有するように、角度を付けられる、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
10. ステッピング装置が、前記液体金属ジェットの共通ステッピングのために提供される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
11. アパーチャ構造が提供され、前記アパーチャ構造は、Ｘ線吸収材料による複数の液体ジェットによって形成されるダイアフラムセグメントの間に直線的な開口を提供する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源。
12. 位相コントラストＸ線イメージング用のシステムであって、
    Ｘ線源と、
    位相グレーティングと、
    アナライザグレーティングと、
    Ｘ線検出器と、
    を有し、対象受け入れ空間が、前記Ｘ線源と前記位相グレーティングとの間に提供され、前記Ｘ線源は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源として提供される、システム。
13. 位相コントラストＸ線イメージング用のＸ線放射線を生成する方法であって、
    ａ）複数の焦点ラインを提供する複数の液体金属ジェットを生成するステップと、
    ｂ）前記液体金属ジェットの各々にサブ電子ビームを供給するステップと、
    ｃ）前記液体金属ジェットに当たる電子によってＸ線放射線を生成するステップと、
    を有し、前記サブ電子ビームは、前記液体金属ジェットを、その外周の半分より小さい周表面の電子衝突部分に沿ってヒットする、方法。
14. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の多重Ｘ線ビームのＸ線源又は請求項１２に記載のシステムを制御するためのコンピュータプログラムであって、請求項１３に記載の方法の各ステップを処理ユニットに実施させるコンピュータプログラム。
15. 請求項１４に記載のコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体。

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