JP7025352B2 - コンパクトな（擬似）等方性多線源ｘ線撮像のためのｘ線撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線撮像装置に関する。

非回転式多線源（マルチソース）Ｘ線撮像器は、Ｃアーム撮像器又はＣＴ等の回転式対応品において必要とされるような複雑な機械構造を要することなく３Ｄ撮像のために使用することができる。

これらの多線源Ｘ線撮像器の幾つかにおいては散乱線を低減するために散乱線除去格子（ＡＳＧ）が用いられる。

改善された多線源撮像装置に対する需要が存在するであろう。

本発明の目的は、独立請求項の主題により解決され、更なる実施態様は従属請求項に含まれる。

本発明の第１態様によれば、複数のＸ線源を有するＸ線撮像装置（ＩＡ）が提供され、該Ｘ線撮像装置は少なくとも２つの組の直線状Ｘ線不透過性細条（strip）を有するＸ線撮像用の散乱線除去格子を備え、該少なくとも２つの組における細条の各々はそれぞれ長軸を有し、前記少なくとも２つの組における異なる組からの細条であって、平行でない長軸を有する少なくとも２つの細条が存在する。

一実施態様によれば、前記少なくとも２つの組における１つの組からの少なくとも１つの細条は、前記少なくとも２つの組における前記１つの組からの１つの他の細条に対して自身の長軸の回りで傾斜又は角度付けされる。言い換えると、これら細条は、対応する組の細条が散乱線フィルタリング機能を果たすことができるＸ線源が配置されるべき３Ｄ空間内のライン（“線源ライン”）上に収束される。

一実施態様によれば、前記少なくとも２つの組のうちの少なくとも１つの組における細条は面を形成する。言い換えると、当該ＡＳＧの少なくとも一部は平面とすることができるか又は少なくとも平面状部分を含む。

一実施態様によれば、前記少なくとも２つの組のうちの少なくとも１つの組における細条は湾曲した面を形成する。言い換えると、当該ＡＳＧの少なくとも一部は湾曲される。

一実施態様によれば、前記少なくとも２つの組は共通面内に配置される。ここでは、平面の及び湾曲した組の組み合わせも同様に考えられる。

一実施態様によれば、前記散乱線除去格子は少なくともｎ（ｎ≧３）個の斯様な組を有し、該少なくともｎ個の組における異なる組からのｎ個の細条の各長軸はｎ個の頂点を持つ多角形を形成する。更に詳細には、一例示的実施態様によれば、前記散乱線除去格子は３個の斯様な組を有し、該３個の組における異なる組からの３個の細条の各長軸は三角形を形成する。他の例として、前記散乱線除去格子は４個の斯様な組を有し、該４個の組における異なる組からの４個の細条の各長軸は四角形を形成する。

一実施態様によれば、前記散乱線除去格子は当該Ｘ線撮像装置のＸ線検出器の前に配置される。特に、前記散乱線除去格子は前記Ｘ線検出器のハウジングに結合することができる。

一実施態様においては、前記Ｘ線源の全てにより共用される単一の検出器が存在する。

一実施態様によれば、前記検出器に向かって各Ｘ線ビームを放出するように構成された少なくとも３つのＸ線源が存在し、これらＸ線源は前記検出器の光軸上に又は該光軸の周囲に配置される。

一実施態様によれば、前記少なくとも３つのＸ線源は前記検出器と交差しない面上に配置可能である。

一実施態様によれば、前記散乱線除去格子は前記Ｘ線ビームの何れか１つに対して指向的にフィルタリングを行うように構成される。特に、当該ＡＳＧは、前記Ｘ線源の異なる位置から異なる方向に沿って該ＡＳＧを介して伝搬するビームの何れにおける散乱も低減するために用いることができる。

一実施態様によれば、前記ビームの少なくとも１つは、前記少なくとも２つの組における異なる組からの細条を同時に照射する。言い換えると、ＡＳＧの領域は同じビームにより共有される。

一実施態様によれば、前記細条は、前記散乱光除去格子を当該撮像装置の前記Ｘ線源のうちの１つのＸ線源の焦点を通過するライン（“線源ライン”）に収束させるように、互いに対して傾斜される。

一実施態様によれば、前記少なくとも２つの組における異なる組からの細条は、前記複数のＸ線源における異なるＸ線源の焦点を通過する異なる線源ラインに収束される。

更に詳細には、細条の組は、該組内の細条の長軸に平行な線源ラインに向かって収束され、この線源ラインは一般的に該組の前面から所与の距離離れて位置される。この距離は、異なる組に対して相違し得る。

各組は、当該（複合又は“超”）ＡＳＧの異なる副格子又はモジュールに対応する。前記少なくとも２つの組からの細条を平行でない長軸に沿って各々延在させることは、１以上の交点を確定するための３Ｄにおける少なくとも２つの交差する線源ラインを定めることを可能にする。線源ラインは、当該組における細条の相互の角度付け（角形成）により定まる。一実施態様においてなされるように、これらの１以上の交点における各交点上に線源を配置することは、該線源からのビームによりＡＳＧ領域を共有することを可能にする。言い換えると、同一のＸ線源を異なる組の細条の各一部により散乱線フィルタリングすることができ、このことは、散乱線除去格子のフットプリント（占有面積）を減少させることを可能にする。複数のＸ線源のうちの１つ及び１つのみのための散乱線除去格子フィルタの専用の副領域を有する必要がないからである。このことは、全体の撮像装置の全体としての一層コンパクトなデザインにつながる。

提案される格子は、複数の線源が、通常一連の非常に異なる投影角を生じる二次元構成で配置される（線源が直線又は湾曲したラインに沿って系列として“１Ｄ”で並べられるというより）システムにおいて特に有用である。

上記において、細条の組は、通常、当該ＡＳＧのモジュール又は副格子に対応するが、このことは必ずしも全ての実施態様においてそうである必要はなく、その場合、異なる向きの長軸を各々備える２つの（又はそれ以上の）組の細条が同一／単一のモジュールの一部となる。

ここでは、以下の表記が採用される：
ｓｊ：ｊ番目のＸ線源；
Ｂｊ：線源ｓｊから放出されるビーム；
ｂｊ：ビームＢｊにより照射されるＡＳＧ上の領域；
Ｍｊ：本明細書におけるＡＳＧの細条のモジュール又は組；
ＳＴｊ：モジュールＭｊの細条；
ｓｌｊ：ＡＳＧモジュールＭｊにより発生される線源ライン。

図１は、多線源撮像装置を示す。 図２は、図１のＸ線撮像装置で使用される散乱線除去格子の一部の斜視図を示す。 図３は、別の散乱線除去格子の別の実施態様を示す。 図４は、別の散乱線除去格子の別の実施態様を示す。 図５は、別の散乱線除去格子の別の実施態様を示す。 図６は、別の散乱線除去格子の別の実施態様を示す。 図７は、別の散乱線除去格子の別の実施態様を示す。 図８は、別の散乱線除去格子の別の実施態様を示す。

本発明の例示的実施態様を、添付図面を参照して説明する。

図１を参照すると、多線源Ｘ線撮像装置ＩＡの幾つかの構成要素の概略側面図が示されている。撮像装置ＩＡは、Ｘ線検出器Ｄに向かって各Ｘ線ビームＢ１、Ｂ２及びＢ３を放出することができる３以上のＸ線源ｓｊ（３つのＸ線源ｓ１、ｓ２及びｓ３しか図示されていないが、これは限定するものではない）を有している。上記ビームの形状は、オプションとしての前置コリメータ（図示略）により整形することができる。ビームＢｊは好ましくは円錐状ビームであるが、扇形ビームも想定することができる。更に、ここでは代替実施態様において平行な投射ビームも想定することができる。

検出器Ｄは、検出器ピクセルから形成された放射線感知面を有している。線源ｓｊと検出器Ｄとの間の検査又は撮像領域には、患者ベッド又は検査テーブル等の支持面ＳＰ上に支持された人若しくは動物の患者又は該患者の解剖学的部分等の撮像されるべき被検体ＯＢが配置される。撮像装置ＩＡは純粋に２Ｄ的な投影放射線撮影のために使用することができるが、ここでは、好ましい実施態様として３Ｄ撮像も考えられる。この目的のために、当該検査領域の周りに配置される複数のＸ線源ｓｊにより、複数の異なる投影画像πが異なる投影方向から取得される（Ｘ線ビームＢ１～Ｂ３の異なる伝搬方向に対応して）。この場合、投影画像πは、利用可能なアルゴリズムにより、当該被検体ＯＢにおける関心ボリュームＶＯＩ内に位置する部分の３Ｄ画像へと再構成することができる。該ＶＯＩは、３Ｄ空間における全てのビーム又は斯かるビームのうちの少なくとも２つの交差部として定義される。この場合、全てのＸ線源が同時に動作することは必要ではない。

撮像は、大まかに、以下の通り進行する。被検体ＯＢ内の物質を介して進行するＸ線ビームＢｊは変更される。検出器ピクセルに入射するものは、この変更された放射線である。入射する放射線は、個々の検出器ピクセルにおいて電気信号（直接又は間接変換による）を生じる。これら信号はＡＤ回路により各投影画像πに変換することができる。これらは、次いで、３Ｄ再構成アルゴリズムにより処理されて３Ｄ画像を生成することができ、該３Ｄ画像は次いでモニタ上で見るためにレンダリングされ、後の使用のために記憶され、又はそれ以外で処理することができる。ここでは、異なる実施態様において吸収イメージング、位相コントラスト撮像及び暗視野撮像（小角散乱撮像としても知られている）の全てが想定される。後者の２つの撮像用途の場合、通常、干渉計（図示略）が撮像装置ＩＡにおける追加の装置部品として必要とされる。

Ｘ線撮像装置ＩＡは、二次元広角多線源撮像型のものであると見ることができる。即ち、複数の線源は、全てが線（直線又は曲線）に沿って順に直線状に配置されるのではなく、純粋に直線状の線源配置と比較して相対的に大きな投影角度差を必要とするような当該被検体の周りの二次元の配置を定める。当該装置は特に静止Ｘ線源を使用し、従って、別々の線源は当該検出器の周囲の固定された機械的構造（フレーム等）に配置される。一実施態様においては当該線源が電動化され又はＸ線源の周りの異なる位置へ手動で移動することができるようにすることも考えられるが、ＣＴ又はＣアーム撮像等の回転式システムにおけるように撮像の間における動きは存在しない。このことは、これらの回転式システムが必要とする機械的オーバーヘッドを低減することを可能にする。簡単な実施態様において、Ｘ線検出器は操作者により移動可能ではなく、撮像されるべき被検体ＯＢの周囲の固定された幾何学的装置に永久的に固定される。

デジタルＸ線検出器Ｄは、一般的に、撮像されるべき被検体上に適切に取り付けられるハウジング内の平面長方形状（図１におけるような）を持つ平面パネル検出器である。他の例として、湾曲された放射感知性の検出器も想定される。当該検出器は、場合に応じて、天井に取付けたり、床に取り付けることができる。図１には好ましい実施態様として単一の放射線感知面を持つ単一の検出器のみが示されているが、ここでは、複数の検出器ユニットを持つ他の実施態様が必ずしも除外されるものではない。

以下においては、図１に示される構成要素に関連する種々の位置及び方向を示すために座標系を導入することが有益であろう。軸Ｘ，Ｙは、撮像されるべき被検体ＯＢが存在する水平な被検体面を定める。該面は、図１における図面の面内へと延びる。一般的に、これらの軸は、患者支持体ＳＰの各辺に平行である。

検出器Ｄの放射感知面により定められる画像面も存在し、一般的に、この面は上記Ｘ，Ｙ面と又は湾曲した検出器の場合は少なくとも接平面と平行である。

上記画像面に対して垂直に、上記検出器感知面の中心を通って、且つ、上記被検体面を介して当該撮像器の主光軸Ｚが走る。この軸Ｚは、理想的には、関心ボリュームＶＯＩを（好ましくは、中心を）通過する。“前”“背後”、“下流”又は“上流”等の本明細書で使用される空間関係用語は、Ｘ線ビームＢｊの伝搬方向に対して使用される。

Ｘ線源ｓｊ（時には、単に“線源”と称する）は、検査領域を跨いで検出器Ｄの反対側に配置される。更に詳細には（そして、図１の（好ましい）実施態様において）、線源ｓｊは、撮像されるべき被検体ＯＢ（又は被検体支持体ＳＰ）の下に配置される（重力場に対して）一方、検出器は上側に配置される。図１に示される固有の幾何学的構成は限定するものではない。図１に示されるものの逆の幾何学構成も想定されるからであり、その場合、重力に対して、被検体又は被検体支持体の下側に配置されるものは検出器であり、従って、Ｘ線源は被検体／支持体の上側に取り付けられる（重力場に対して）。しかしながら、上述した座標系及び空間関係用語は斯かる再配置に対して不変であり、これら実施態様の両方に適用可能であることが理解されよう。

Ｘ線源ｓｊは、一般的に、当該検出器の主光軸の周りにおいて、Ｚ軸に沿って見た場合に円形、楕円形又は多角形等の多数の異なる（幾何学的）線源構成（ここでは、“線源幾何学構成”と称する）でグループ化される。該幾何学的線源構成は、幾つかの（又は全ての）線源位置を通過する包絡曲線により定義することができる。幾つかの実施態様において、線源ｓｊのうちの１以上は、残りの線源により形成される包絡曲線の内側に配置され得る。加えて又は代わりに、線源は単一の線に沿って又は複数の線に沿って直線状に配置することもできる。

好ましくは、上記幾何学的構成はＶＯＩを経る主光軸Ｚの周りで対称とし、前記線源の少なくとも幾つかは、好ましくは、ＶＯＩ／光学軸Ｚの周りに等角度で（“等方的に”）分散される。斯様なＶＯＩの周りでの等角的又は等方性配置は好ましい空間的実施態様であるが、ここでは、線源配置が厳格な等角的配置から変化する準等方性配置も考えられる。線源配置は、好ましくは、被検体に対して対称とするが、このことは全ての実施態様においてそうである必要はない。非対称配置も考えられるからである。幾つかの実施態様において（必ずしも全ての実施態様においてではない）、当該配置が非対称である又は準等方的に過ぎない場合、線源の少なくとも対称な又は等方的な部分組が存在する。言い換えると、さもなければ等方性の又は対称な配置は、異なる使用シナリオにおいて必要とされるように線源ライン上に追加の線源を配置することにより拡大することができる。この（少なくとも準）等方性線源幾何学構成は、良好な３Ｄ再構成又は４Ｄ再構成（３Ｄ再構成の時間系列である）を可能にすることが分かっている。Ｘ線源ｓｊは、それらの各ビームＢｊを下（又は上）から異なる方向に沿ってＸ線感知面上に或る角度で投射するように動作する。更に、被検体の前後像（AP view）を提供する中央線源ｓ５が存在し得る。該中央線源は、被検体ＯＢ／被検体支持体ＳＰの下において中心軸Ｚ上に配置され、ビームＢを該軸Ｚに沿って放出する。

必ずしも全ての実施態様においてではないが一実施態様において、Ｘ線源ｓｊは面（“線源面”）内に光学軸を該面に垂直にして配置される。もっとも、ここでは傾斜した線源面も考えられる。ＶＯＩ／関心被検体は、該線源面に交差しない。更に、ここで想定される撮像器ＩＡにおいて、検出器面は線源面とは相違し、特に検出器は該線源面と交差しない。また、前述したように、線源ｓｊは、一般的に、固定されて移動可能でないが、線源の配置を、従って線源幾何学構成を変更するために少なくとも１つ、２以上又は全ての線源が直線的に平行移動され及び／又は再配向されるような実施態様も考えられる。線源ｓｊの位置は、必ずしも面に制限されることはなく、Ｚに平行な異なるｚ位置に配置することもできる。例えば、被検体ＯＢに対して一層急な（当該ビームの一層長い組織内経路長の）投射方向を持つ線源は一層強い強度の線源を必要とし得るので、これら線源は一層遠位の一層弱い線源よりも当該患者に一層近い“面外”に配置することができる。

撮像装置ＩＡは散乱線除去格子ＡＳＧ（ここでは、同様に単にＡＳＧとも称する）を更に有し、該格子は検出器の前に、特には被検体と検出器Ｄの感知面との間に位置される。該散乱線除去格子は、一般的に検出器感知面と形状及び寸法が同一の拡がりである面（“ＡＳＧ面”）を形成する。言い換えると、該ＡＳＧは湾曲面又は平面であり得る。該ＡＳＧは検出器自体上に取り付けられるか（これは必ずしも当てはまらない）、又は取付部材により検出器から離れて取り付けられる。

当該ＡＳＧの機能は、画像品質を向上させることである。特に、吸収イメージングの場合、検出器Ｄにおいて検出される信号はＸ線ビームＢｊが撮像されるべき被検体ＯＢの物質を通過する際に受ける減衰（即ち、強度の喪失）に対応する。理想的には、この減衰は吸収事象に完全に起因するものであるべきである。しかしながら、現実には、そうとはならない。即ち、散乱からの寄与分も存在するので、該減衰の全てが吸収（即ち、光電吸収）に帰属するものとはならない。言い換えると、入射するＸ線放射に応答して記録される電気信号は吸収に完全に起因すべきである。そこで、散乱線除去格子ＡＳＧの機能は、該散乱寄与分を除去又は少なくとも減少させることである。当該ＡＳＧは、Ｘ線ビームＢ１～Ｂ３に対して指向性フィルタとして作用する。更に詳細には、該ＡＳＧは、所与の線源ｓｊに関して個々の光子を、これら光子の軌道方位に従ってフィルタリングするように構成される。即ち、好ましくは、線源ｓｊの焦点から発するＸ線は該ＡＳＧを通過することができる一方、該ＡＳＧは散乱事象から生じる全ての他の“はぐれ”Ｘ線は少なくとも部分的に阻止する。図１に示されるように、幾何学的に言うと、照射ボリュームは、焦点ＦＳｊから検出器に向かって発する一群の幾何学的光線を描くことにより画定することができる。当該散乱線除去格子は、事前に画定された幾何学的照射ボリューム内の幾何学的ラインの何れかに沿って進行する放射だけを通過させるように構成される。

概略すると、ここで提案される新規な散乱線除去格子ＡＳＧは、自身の指向性フィルタリング機能を、３Ｄ空間において異なる位置に配置された複数のＸ線源ｓｊにより放出可能な異なるＸ線ビームＢｊの如何なる１つに対しても単一の統一体として果たすように構成される。

図１に示された例示的幾何学構成を再び参照すると、異なるＸ線ビームＢｊは全検出器面における異なる副領域ｂｊを照射することがわかる。言い換えると、照射される副領域は分離されている。しかしながら、このことは必ずしも全ての実施態様においてそうであるとは限らない。Ｘ線撮像器ＩＡの一層コンパクトな構成は、異なる位置からの異なるＸ線源が同一の副領域を共有する場合、又は少なくともその様に照射される異なる副領域の間の幾何学的交差部が存在する場合に達成され得るからである。異なる線源ｓｊによる該検出器領域共有は、必ずしもではないが、ここに提案される装置ＩＡの好ましい実施態様である。当該新規な散乱線除去格子は、検出器領域共有を達成することを可能にし、Ｘ線源のうちの異なるものが同一の副領域を使用する場合、又は異なる線源から照射される検出器領域の交差部が存在する場合でさえも、共同の又は共通の単一のＡＳＧユニットとして機能するように構成される。

この共有ＡＳＧ機能が構造的にどの様に達成されるかをより良く説明するために、ここで図２を参照する。提案される散乱線除去格子ＡＳＧは、異なる（即ち、２以上の）格子部、格子モジュール又はパネルＭｊのアセンブリとして想定される。図２は、１つの斯様な格子モジュール（Ｍｊ、一例としてｊ＝１）の一部を斜視図で示す。各モジュールは、一群の又は一連の平らな放射線不透過性細条（strip）又は“薄板（lamella）”を有する。この一群の個別の細条は、実質的にＸ線を遮断するために、鉛、タングステン若しくは合金から、又は他の金属若しくは適切な高Ｚ材料の材料から形成される。各モジュールＭｊは自身の細条ＳＴｊにより固有に定まるので、当該一群の細条に対しても同様にシンボル“Ｍｊ”を入れ替え可能に使用する。

長手方向の細条ＳＴｊは、任意の２つの隣接する細条の間における対応する緩衝又は充填材料ＳＢの細条と交互に配置される。図２には解説のために３つの細条ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３のみが示されているが、通常は４以上の細条が存在すると理解される。上記緩衝材料ＳＢは、セルロース（例えば、ボール紙／紙等）、アルミニウム又はその他のＸ線放射透過性（translucent）材料から形成される。言い換えると、上記緩衝材料は、当該モジュールの構造的完全性のためのものであるが、該ＡＳＧモジュールを介しての実質的に妨害されない通過を提供するよう構成される。該緩衝細条はミリメートル厚の十分の１程度（例えば、約０.１～０.３mm）であるが、この数値は解説的例に過ぎない。

各細条は、高さｈ、厚さＷ及び最も長い辺に沿って延びる長軸を有する。解説目的で、これら細条は一実施態様では数百ミリメートル程度の長さ（例えば、４００mm）、ミリメートルの約百分の１程度の厚さ（例えば、０.０３mm）及び約ミリメートルの程度の高さ（例えば、２mm）である。当該モジュールに対して約１０００～２０００（例えば、約１５００又は１６００）の細条が存在する。これら全ての数値は純粋に例示的なもので、手元の撮像装置ＡＩの仕様に依存するであろう。異なる細条の長軸は、Ｌ１，Ｌ３と図示されている（Ｌ２は示されていない）。所与のモジュールの斯かる細条の長軸は、互いに平行である。斯かる細条の幾つか（必ずしも全てではない）は、図２において角度αにより概念的に示されているように、互いに対して且つ各長軸の回りで角度を付けられ又は傾斜されている。斯様な角度付け（角形成）にも拘わらず、これら細条は面内に位置する（即ち、長軸は全て面内に配置される）。この配置は、平らな又は平面的ＡＳＧモジュール／パネルを生じさせる。他の例として、長軸が平行ではあるが同一の面内には配置されず、非平面状の又は湾曲したＡＳＧ格子モジュールを定めるような湾曲したＡＳＧモジュールも考えられる。

この相互の角形成は、当該細条をＸ線源ｓｊのうちの特定のＸ線源の焦点ＦＳｉに収束させることを可能にする。この意味で、自身の細条群を備える各モジュールＭｉは複数のＸ線源ｓｊのうちの１つに関連付け可能である。更に詳細には（該収束幾何学構造を更に詳細に説明すると）、各細条は、当該細条が位置する面（焦点面）ＦＰijの一区分であると理解することができる。各長軸も対応する面内に位置する。当該角形成により、これらの面ＦＰijは、関連するＸ線源ｓｊの焦点ＦＳｊを通過するラインにおいて交差するであろう。所与のモジュールの各細条が位置する焦点面の交差により形成される該ラインは、ここでは、“線源ライン”ｓｌｊと称される。各ＡＳＧモジュールが３Ｄ空間において特定のＸ線源ｓｊの位置と関連付けることができるのは、自身の線源ラインを介してである。更に詳細には、所与のモジュールにおける複数の細条の固有の幾何学的向きは３Ｄ空間において１つの線源ラインを生じさせ、該モジュールは自身のＡＳＧ機能を、焦点が該線源ライン上にたまたま位置する任意のＸ線源に対しても、又は、等価的に、同一の線源ｓｊに関して該線源ライン上の異なる位置に対しても果たすことができる。言い換えると、Ｘ線源ｓｊとＡＳＧモジュールＭｊとの間の該関連付け関係は、１：１ではなく、多数対１である。２以上の線源ｓｊが同一の線源ラインｓｌｉ上に配置されるような実施態様が想定される。細条の角形成及び斯かる細条の長軸の向きは、線源ラインｓｌｊの３Ｄにおける位置を固有に決定する。特に、細条の長手方向の向き（ワールド座標枠に対する）は、所与の格子モジュールＭｊに関する線源ライン方位を固有に決定する。従って、“モジュールＭｊの線源ラインの向き”について述べることが適切且つ好都合である。所与の面内の２つのモジュールＭｊ，Ｍｋが異なる線源ライン方位を有する場合、このことは、これらモジュールの細条ＳＴｊ、ＳＴｋの長軸が異なる（即ち、これら長軸が非平行である）ことを意味する。異なるモジュールＭｉに関して、当該モジュールから該モジュールの線源ラインｓｌｊまでの距離は相違し得ることに注意すべきである。

細条の角形成は“対称”又は“非対称”とすることができる。対称な角度付け（図２に示されるような）においては、中心の細条において角度付けは存在せず、残りの細条の角度付けは当該細条が中心細条から遠くに配置されるほど強くなり、中心細条から左側の全ての細条は時計方向に角度が付けられる一方、右側の全ての細条は反時計方向に角度が付けられる。非対称角度付けにおいて、角度付けされていない中心細条は存在しない（即ち、全ての細条は反時計方向又は時計方向の何れかに角度付けされる）。これの結果は、所与の対称モジュールＭｊに対して、当該モジュールの線源ラインの該モジュールの面上への垂直投影（orthogonal projection）が該モジュールＭｊの領域（即ち、該モジュールの細条ＳＴｊによりカバーされる領域）の中心に入るというものである。非対称モジュールの場合、このことは当てはまらない。この場合、線源ラインの垂直投影は、中心が外れるか又は当該格子モジュールＭｊの領域の外側に位置し得る。即ち、非対称格子モジュールは、自身の線源ラインを該モジュールＭｊ自身が配置された場所から“離れて”又は“横方向に”定義することを可能にする。

ここに提案されるＡＳＧは、該ＡＳＧを言わば単一の超格子（super-grid）として形成するために互いに隣接した配置された図２に示される種類の複数の格子モジュールを含む。更に詳細には、本明細書では、平行でない長軸を有する各細条を備えた少なくとも２つの格子モジュールＭｉ，Ｍｊが存在するような複数の細条モジュールＭｉを含むＡＳＧが提案される。このように、当該ＡＳＧは異なる線源ラインを生じるように構成されると共に、焦点が空間内に分散される複数の異なるＸ線源に対して、これら線源の斯かる焦点の何れか１つが上記線源ラインの少なくとも１つ上に位置する限りにおいて、全く同じＡＳＧがＡＳＧ機能を提供することができる。言い換えると、単一のＡＳＧ格子（モジュール式格子Ｍｊのアセンブリとして形成された）が、３Ｄ内に分散された非常に複雑な線源幾何学構造をサポートすることができる。更に、当該ＡＳＧは交差する線源ラインを生成するように構成される。１つの線源を２つ（又は、それ以上の）線源ラインの交点上に配置することは、ＡＳＧ領域を共有することを可能にする。言い換えると、交点における線源からのビームは、当該交差する線源ラインを生じる２つのモジュールにより共同してフィルタリングされる。このことは、当該ＡＳＧの、従って全体としての当該撮像器の全体のフットプリント（面積）を低減することを可能にする。以下において、図３～図７は種々の線源ｓｊの幾何学構成を示し、各々は、全てがここで想定される異なる実施態様によりサポートするＡＳＧ細条幾何学構成によるものである。以下の図において当該ＡＳＧに関して提供される図は、光学軸Ｚに沿う上からの平面図であり、そうでない限り、検出器Ｄ、被検体ＯＢ及び支持面ＳＰは提示を容易にするために除かれている。以下のものの全ては、逆の幾何学構成（線源が被検体の上で、検出器が被検体の下）における撮像器に対して等しく適応されるものである。

ここで図３を更に詳細に参照すると、一実施態様による多線源撮像のために構成されたＡＳＧが示されている。

平面図Ｚにおける当該ＡＳＧの全体的配置は長方形（特には、正方形）であるが、如何なる他の四角形若しくは多角形又は実際に円形若しくは楕円形の配置も他の実施態様において想定される。図３のＡ）及びＢ）において、当該格子ＡＳＧは平面状である。図３に示される特定のＡＳＧは、異なる線源ライン方位（向き）を持つ５つの群（組）Ｍ１～Ｍ５を含んでいる。４つのモジュールＭ１～Ｍ４は、中心モジュールＭ５の周囲でグループ化されている。細条の長軸の方向は、この図及び後続の図４～図７において異なる斜線（ハッチング）で示され、斜線の向きは長軸の向きを表している。これらのモジュールＭｊ（ｊ＝１～５）により生ぜられる対応する線源ラインはｓｌｊ（ｊ＝１～５）として示されている。

図３に示されるように５組のＡＳＧ細条を有することは単に一実施態様によるもので、ＡＳＧ当たり５未満又は６以上のモジュールの他の数も考えられることが理解されるであろう。ＡＳＧ当たりのモジュールの数は、使用されるべきＸ線源の数の関数である。この数は、線源の数以下である。交差する線源ライン及び幾つかの線源を同一の線源ライン上に配置することができるという事実により、この数は好ましくは未満とする。

図示された実施態様においては、８個の線源ｓ１～ｓ８に対して５つの格子Ｍ１～Ｍ５が存在する。Ｘ線源ｓｊは、当該格子の軸Ｚの周りに円形線源幾何学構成で配置されたドットとして示されている。図３の固有の実施態様においては、軸Ｚの周りに配置された８個の線源が存在し、追加の中心のＸ線源ｓ８が軸Ｚ上に当該患者の上側又は下側に配置されている。この中心の線源ｓ８は、ＡＰ（前後）又はＰＡビューでの撮像を提供する。

モジュールＭ２，Ｍ３は、異なる向きの線源ラインｓｌ２，ｓｌ３を発生し、従って平行でない方向に走る細条を有する。モジュールＭ１，Ｍ４も同様である。しかしながら、対向する対のモジュールＭ２，Ｍ４及びＭ３，Ｍ１は、各々同一の向きの線源ラインを有している。このように、図３は、全てのモジュールが異なる向きを備えた線源ラインを持つというものではない実施態様である。同一の向きの線源ラインを持つ２つのモジュールが存在しないような他の代替実施態様も考えられる。

組Ｍ１、Ｍ４、Ｍ３及びＭ２の各細条の長軸、従って斯かる組の線源ラインは、一緒になって四角形を、特に点線が各交点まで辿られるなら菱形を形成する。

図３から、先ず、周辺の外側のモジュールＭ１～Ｍ４における細条は、各線源ラインが各組Ｍｉの直ぐ垂直下に位置されるのではなく、光軸Ｚから離れて横方向に僅かにオフセットされるように収束されることが理解され得る。このことは、線源ラインを患者テーブルから更に離れて位置させることを可能にする。線源ラインを光軸Ｚの近くに位置させることは、一層小さなフットプリントを持つ撮像装置を構築することを可能にする。言い換えると、周辺モジュールＭ１～Ｍ４は非対称である一方、中心格子Ｍ５は対称である。

各副格子Ｍｊは、対応する線源ライン上に位置するＸ線源のためにフィルタリングを行う。図３で想定されるＡＳＧは、線源ラインｓｌ２，ｓｌ３が交差しているＭ２及びＭ３等の副格子を含む。言い換えると、この交点に配置されるＸ線源ｓ８は、自身のビームＢ８を両副格子Ｍ２，Ｍ３により共同してフィルタリングさせる。言い換えると、これは、フィルタリング動作が同一のＸ線源に対して２つの格子の間で共有される前述した例である。線源ラインｓｌ３及びｓｌ２の交点上の９時の位置に配置されるＸ線源ｓ８は、自身のビームを、副格子Ｍ２及び副格子Ｍ３における細条の各部分組によりフィルタリングさせる。線源ラインｓｌ４及びｓｌ１の交点上の３時の位置に配置されたＸ線源に関係する格子Ｍ１，Ｍ４に関しても同様のことが成り立つ。

中心の副格子Ｍ５は、患者テーブルの下に（逆幾何学構成では上に）配置されるＡＰ Ｘ線源により放出されるビームをフィルタリングする。

当該ＡＳＧは、好ましくは、全体として異なる副格子Ｍ１～Ｍ５からなり、異なるモジュールの各細条がＭ２，Ｍ３及びＭ１，Ｍ４に関して示されるように或る角度で交わる統一体として形成される。

ここで提案される格子共有は、図３のＢ）に更に詳細に示されている。線源ｓ８は、線源ラインｓｌ３及びｓｌ２の交点ＩＳＰに配置される。該線源から放出されたビームＢ８は、副格子Ｍ２及びＭ３によりＡＳＧフィルタリングされる。ビームＢ８は、両格子Ｍ２及びＭ３の各部分をカバーする領域ｂ８を照射する。Ｍ２において照射される細条の部分組は“ｕｐ”として示される一方、同じビームＢ８により格子Ｍ３において照射される細条の部分組は“ｌｗ”として示されている。

図３における各線源の位置は線源ラインに沿ってシフトさせることができ、この場合、この態様により得られる線源幾何学構成の何れも、ＡＳＧ機能の点で全く同一のＡＳＧ格子によりサポートされる。従って、各線源が線源ラインの少なくとも１つの上に位置する限り、異なる線源幾何学構成に対して当該ＡＳＧ格子を再設計する必要はない。更に言い換えると、所与の格子ＡＳＧによりサポートされる全ての可能性のあるＸ線源配置の組は、線源ラインの系により定義される。交点を持つ線源ライン構成を有することが好ましく、この結果、図３のＢ）に示されるような共有ＡＳＧ領域が得られる。

図３における副格子の全ては、全て四角形、特には長方形である。これは、常にそうであるとは限らない。三角形又は多角形の形状等の他の幾何学的形状も用いることができ、その場合、当該ＡＳＧを斯かる副格子から同一又は異なる形状の組み合わせでのタイル張りとして構築することができるからである。即ち、図３において、当該ＡＳＧは長方形状の副格子Ｍ１～Ｍ５のタイル張りである。

２を超える（３以上の）線源ライン（例えば、中心副格子Ｍ５の線源ラインｓｌ５及び線源ラインｓｌ２，ｓｌ１）が、図３のＡ）に示されるように交差することができる。この交点（図示略）における他の線源の配置は、結果として、自身のビームＡＳＧを３つの副格子により共同で（例えば、中心格子Ｍ５及び副格子Ｍ１及びＭ２により）フィルタリングさせることになる。

ここで、１５個のＸ線源ｓ１～ｓ１５を持つ撮像器ＩＡのための円形線源幾何学構成の、図３におけるものに類似したＡＳＧを示す図４を参照する。図３と比較して、中心格子Ｍ５の線源ラインｓｌ５上の中心線源ｓ９の両側に２つ、及び４つの線源ラインｓｌ１～ｓｌ４上に各々配置された４つの他の線源の、６個の追加の線源が追加されている（明るいドットとして示されている）。平面図における線源位置の包絡線は、光軸の周りの円形となる。ここでは各周辺線源ライン上に３つの線源が存在し、４つの線源が中心軸Ｚ上の１つの線源を伴って中心格子の線源ラインｓｌ５上に対称に配置され、該４つの線源は中心軸から両側に２つずつオフセットされている。

この実施態様及び全ての残りの実施態様におけるのと同様に、中心格子Ｍ５の線源ラインは患者支持体の長軸と平行に走る一方、他の実施態様において該中心格子の線源ラインは交差して走る。この後者の配置は、図３、図４及び図５におけるＡＳＧを９０°時計方向又は反時計方向に回転させることにより得られる。ここでも、中心の格子Ｍ５は対称である一方、残りのものは逆対称である。上記のものは９０°の回転に限定されるものではない。ここでは、９０°以外の何れかの回転により得られ得るＡＳＧの実施態様も考えられるからである。

次ぎに、ここでは楕円配置である他の線源幾何学構成を示す図５を参照すると、図５のＡ）では９個の線源ｓ１～ｓ９が使用される一方、図５のＢ）では１５個の線源ｓ１～ｓ１５が使用されている。該ＡＳＧは、４つの周辺格子Ｍ１～Ｍ４及びＡＰビュー撮像のための１つの中心格子Ｍ５を備えた前述したものに類似している。図５のＡ）におけるＡＳＧの形状は平面な長方形である一方、図５のＢ）におけるものは平面な正方形である。これらの線源により発生される５つの線源ラインｓｌ１～ｓｌ５が存在し、４つの交点を持つ菱型形状を画定している。ｂｊは、前述と同様に、線源ｓｊにより照射される副格子の各領域を示している。例えば、ｂ５は当該ＡＳＧの下側又は上側に配置される線源ｓ５により照射される中心格子の領域を示し、長方形ｂ７は線源ｓ７により照射されｓ８によりフィルタリングされる領域を示す。

線源ラインの交点に位置する線源（例えば、図５のＡ），Ｂ）における線源ｓ２及びｓ８）により見られるように、この実施態様においても副格子共有が存在する。共有される各領域は、ｂ８及びｂ２として示されている。図５のＢ）における線源幾何学構成は、図５のＡ）に示されるものから、６個の追加の線源を、２つを中心格子の線源ライン上において主光軸Ｚの両側に、４つの他の線源（一層大きなドットとして示される）が４つの各線源ライン上において図５のＡ）の線源の対の間に配置されるようにして追加することにより得られる。所与の線源ライン上に一層多くの線源を追加することは、即ち所与の線源ラインに一層多くの線源を一層密に移植することは、より多くの断層撮影情報の抽出を可能にし、このことは骨除去画像処理に役立ち得る。これが、共通線源ラインｓｌ２上に線源ｓ７及びｓ８の間で追加された追加の線源ｓｘからの主ビームに関して図５のＢ）に示されている。上述した様な平面的ＡＳＧ格子の変形例として、湾曲した実施態様が示される図６を次ぎに参照する。

この湾曲したＡＳＧは、前述したものに、さもなければ、中心格子及び４つの外側格子Ｍ１～Ｍ４を含む先のものに類似する。該湾曲したＡＳＧ格子は、対応して湾曲した面を持つ検出器と共に使用するよう構成される。

図６のＡ）は、湾曲した構成対平面的構成を示すと共に、矢印Ｌにより示されるように達成可能な一層コンパクトな構造を示している。該湾曲した格子は、平面図（上側）で示されると共に、撮像器ＩＡで使用される間のＸ，Ｚ面における側面図で示されている。

図６のＣ）は、一実施態様による、ここで提案される湾曲した格子の平面図対斜視図を示す。図示された実施態様において、湾曲されるのは中心格子Ｍ５のみであり、周辺格子Ｍ１～Ｍ４は以前と同様に平面状である。周辺副格子Ｍ１～Ｍ４は湾曲した中心格子に対して、該中心格子の直線状の1対の辺において該中心格子の接線方向の延長の形で接合される。各辺に異なる線源ライン方位を持つ２つの副格子が追加され、中心格子を跨いで対向する対は、図３～図５の先の実施態様と同様に同じ線源ライン方位を有する。中心格子Ｍ５は、初期的には角度付けされていない細条しか備えない平らな副格子を用いて得られ、該副格子は、次いで、自身の細条に平行な軸の回りに湾曲されて、これら細条全体を通して対称な角度付けを実現する。該湾曲した複合格子ＡＳＧを湾曲した及び平面状のモジュールの混合から構築するというより、当該ＡＳＧが全体を通して湾曲され、従って湾曲したモジュールのみから形成されるような他の“純粋な”実施態様も考えられる。

図６のＢ）は、平面状副格子の間に湾曲した中心格子を有することにより授かる製造上の利点を示す。図６のＢ）の上部に示されるように、平面状副格子における最大傾斜角は、中心格子が追加の角度付け成分を加えることになるので、減少させることができる。図２に示され且つ理解されるように、傾斜／角度付けは各副格子において外側部分に向かって比例的に増加し、最も外側の細条が最も強い傾きを有する。該最外側の細条の傾きは、当該格子に関する最大傾斜と称する。この場合、湾曲した格子を有することは、この最大角を、生成することを一層容易にして、増加させることを可能にする。

上述した全ての実施態様は（対称な）中心格子を含むが、このことは、図７に示されるように全ての実施態様に対して当てはまるというものではない。

図７のＡ）は、ここで想定される平面状ＡＳＧを中心の周りの四象限として配置された４つの副格子を有するものとして示している。先のように、中心格子は存在しない。当該格子は４つの線源ラインを定め、これら線源ラインは長方形等の四角形、又は特にこのケースでは正方形を形成するように交差する。図７のＢ）～図７のＤ）は、対応する線源ｓｊにより生成される異なる照射領域ｂｊを示す。線源ｓ８及びｓ２並びに線源ｓ６及びｓ４は線源ラインの交点に配置され、従って、これら線源の各ビームは共同フィルタリングのために異なる副格子の異なる部分を使用する。例えば、線源ｓ８は副格子Ｍ２及びＭ３を照射する一方、線源２は副格子Ｍ１，Ｍ４を照射し、等々となる。図７のＢ）に示されるように、線源ｓ１、ｓ３、ｓ９及びｓ７に関しては、格子共有は存在しない。照射される領域ｂ１、ｂ７、ｂ９及びｂ３は照射される副格子領域と同じ拡がりを有するが、このことは，非格子共有照射においても、例えば図５のＢ）に示されるように（線源ｓ１２の照射領域ｂ１２は副格子Ｍ２の全領域より小さい）全ての実施態様において必ずしもそうである必要はない。

図８は、８個の線源ｓ１～ｓ８（図８では、ｓｊとして示されている）を有する線源構成のＡＳＧの中心軸Ｚに沿う上からの平面図である。これらは２つの正方形に配置され、４つの線源の２つの組は、各々、斯かる２つの正方形の各頂点を定めている。該２つの正方形の副構造は互いに対して軸Ｚの回りに約１０°～１５°回転され、図８に示された構成を得ている。３以上の正方形から形成される構成及び／又は２以上の正方形が互いに対して何らかの他の角度で回転される場合等の、上記の変形例も考えられる。しかしながら、上記の何れも正方形に限定されるものではない。ここでは、頂点の数が３以上である如何なる他の多角形線源配置（三角形、五角形等）も考えられるからである。必ずしもではないが、好ましくは、前述した理由により少なくとも準等方性線源幾何学構成を達成するために該多角形は規則的（例えば、前述した正方形、二等辺三角形等）とする。

図３～図７，図８の上記実施態様の全てにおいて、当該ＡＳＧが平面状である（即ち、全てのモジュールが共通面内に位置する）場合、全てのモジュールが対称というわけではない。少なくとも１つの（前記実施態様におけるように、４等）非対称な格子（又は複数の格子）が存在する。しかしながら、少なくとも部分的に湾曲され、全ての副格子Ｍｊが対称であるような他の実施態様も考えられる。このことは、非常にコンパクトなフットプリントを達成することを可能にする。この構成は、移動式（例えば、車輪付）Ｘ線撮像器にとり有利であり得る。

ここに提案されるＡＳＧの製造は、一般的に、使用されるべき当該撮像器の撮像幾何学構成の仕様を必要とする。特に、当該撮像器の寸法及び該撮像器のフットプリントが分からねばならない。更に詳細には、周辺Ｘ線源の概略配置及びＡＰビューが必要とされるかが分からねばならない。また、Ｘ線源に対する検出器の位置も分からねばならない。これらの幾何学構造的仕様が与えられた場合、必要とされる線源ラインを計算することができ、これらを、副格子を製造するために用いることができる。３Ｄにおける線源ラインの位置から、必要とされる傾斜角、特に細条の最大傾斜角を計算することができる。

一実施態様において、前記細条はモノリシック構造として構成され、異なるモジュールにおける細条は、曲げられる１つの連続した超細条の一部であり、必要とされるパターンを配置するために角度付けされる。この形状は、完成したＡＳＧを得るために充填材料により充填される。半モノリシック的方法においては、複数の細条が、累進的に増加する寸法の一連の入れ子状の多角形状に形成される。

しかしながら、好ましくは、当該格子は、各々が所要に応じて角度付けされ且つ充填材料により分離された一連の細条により別個に作製された所望の数の副格子から製造されるものとする。このように形成された副格子は、次いで、それらの縁部において結合され（接着される等）て、複合ＡＳＧを形成する。言い換えると、当該ＡＳＧは副格子のアセンブリである。好ましくは、副格子は異なる組の隣接する細条の間に間隙が存在しないように結合され、フィルタリングされていない放射線の通過を防止するために、これらは半田付け等により接続することが好ましい。

副格子を作製する１つの方法は、自身の辺の１つに隆起された肩部を備える平面状の作業プレートを使用することである。次いで、Ｘ線不透過性細条ＳＴｊが、この肩部に当接されて緩衝細条と交互の態様で積み上げられ、副格子を構築する。この細条系を一緒に接着するために、上記緩衝細条／Ｘ線不透過性細条の界面に接着剤が介挿される。次いで、細条積層体は作業プレートから解放され、所望の寸法に（必要なら）切断されて、ＡＳＧ格子モジュールＭｊを得る。被着の前又は後に、前記充填細条は切断工具により適切な角度で切断され、前記Ｘ線不透過性細条ＳＴｊが次いで被着される角度付けされた面を形成しなければならず、かくして当該細条の角度付けを実行する。他の例として且つ好ましくは、前記充填細条及びＸ線不透過性細条を結合するために十分な厚さ及び柔軟性の接着層が塗布され、次いで各細条の斯かる細条の中間の隣接する細条に対する僅かな角度付けを可能にするのは、この接着層である。

本発明の実施態様が異なる主題に関して説明されたことに注意すべきである。特に、幾つかの実施態様は方法のタイプの請求項に関して説明され、他の実施態様は装置のタイプの実施態様に関して説明されている。しかしながら、当業者であれば、上記及び下記の記載から、そうでないと注記しない限り、１つのタイプの主題に属するフィーチャの如何なる組み合わせにも加えて、異なる主題に関するフィーチャの間の如何なる組み合わせも、この出願により開示されていると見なされることが分かるであろう。しかしながら、全てのフィーチャは、これらフィーチャの単なる寄せ集め以上の相乗効果を呈するように組み合わせることができるものである。

以上、本発明を図面及び上記記載において詳細に図示及び説明したが、このような図示及び説明は解説的又は例示的なもので限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は開示された実施態様に限定されるものではない。開示された実施態様に対する他の変形例は、当業者によれば、請求項に記載の本発明を実施するに際して当該図面、開示内容及び従属請求項の精査から理解し、実施することができるものである。

尚、請求項において、“有する”なる文言は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。また、単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかの項目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に用いることができないということを示すものではない。また、請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。

Claims (14)

1. 複数のＸ線源を有するＸ線撮像装置であって、複数の直線状Ｘ線不透過性細条を有する格子モジュールを少なくとも２つ含むＸ線撮像用の散乱線除去格子（ＡＳＧ）を備え、前記細条の各々はそれぞれ長軸を有し、異なる格子モジュールの前記細条は、それぞれの前記長軸が互いに平行でない、Ｘ線撮像装置。
2. 前記格子モジュールの少なくとも１つの細条が、当該格子モジュールの他の細条に対して、自身の長軸の回りで傾斜されている、請求項１に記載のＸ線撮像装置。
3. 前記格子モジュールの細条が平面を形成する、請求項１又は請求項２に記載のＸ線撮像装置。
4. 前記格子モジュールの細条が湾曲した面を形成する、請求項１から３の何れか一項に記載のＸ線撮像装置。
5. 前記少なくとも２つの格子モジュールが共通面内に配置される、請求項１から３の何れか一項に記載のＸ線撮像装置。
6. 少なくともｎ（ｎ≧３）個の格子モジュールを有し、異なる格子モジュールの細条の各長軸がｎ個の頂点を持つ多角形を形成する、請求項１から５の何れか一項に記載のＸ線撮像装置。
7. 前記散乱線除去格子が当該Ｘ線撮像装置のＸ線検出器の前に配置される、請求項１から６の何れか一項に記載のＸ線撮像装置。
8. 前記Ｘ線検出器に向かって各Ｘ線ビームを放出する少なくとも３つのＸ線源が存在し、これらＸ線源が前記Ｘ線検出器の光軸の周囲に配置される、請求項７に記載のＸ線撮像装置。
9. 前記少なくとも３つのＸ線源が前記Ｘ線検出器と交差しない面上に配置可能である、請求項８に記載のＸ線撮像装置。
10. 前記散乱線除去格子がＸ線ビームの何れか１つに対して指向的にフィルタリングを行う、請求項１から９の何れか一項に記載のＸ線撮像装置。
11. Ｘ線ビームの少なくとも１つが、異なる前記格子モジュールの細条を同時に照射する、請求項１から１０の何れか一項に記載のＸ線撮像装置。
12. 前記細条が、前記散乱線除去格子を当該Ｘ線撮像装置の前記Ｘ線源のうちの少なくとも１つのＸ線源の焦点を通過するラインに収束させるように、互いに対して傾斜される、請求項２から１１の何れか一項に記載のＸ線撮像装置。
13. 異なる前記格子モジュールの細条が、前記複数のＸ線源における異なるＸ線源の焦点を通過する異なるラインに収束される、請求項１から１２の何れか一項に記載のＸ線撮像装置。
14. 異なる前記格子モジュールの細条が、前記焦点において交差する異なるラインに収束される、請求項１２に記載のＸ線撮像装置。

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