特表 2023-503408 ３ＤＸ線画像を生成するための３ＤＸ線装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-30

(54)【発明の名称】３ＤＸ線画像を生成するための３ＤＸ線装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/14 20060101AFI20230123BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20230123BHJP

【ＦＩ】

A61B6/14 300

A61B6/03 320M

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022528091

(86)(22)【出願日】2020-11-27

(85)【翻訳文提出日】2022-05-13

(86)【国際出願番号】 EP2020083700

(87)【国際公開番号】W WO2021105402

(87)【国際公開日】2021-06-03

(31)【優先権主張番号】19212720.7

(32)【優先日】2019-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519410367

【氏名又は名称】シロナ・デンタル・システムズ・ゲーエムベーハー

(71)【出願人】

【識別番号】515304558

【氏名又は名称】デンツプライ・シロナ・インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100209048

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 元嗣

(72)【発明者】

【氏名】ウルリツィ、ヨハネス

(72)【発明者】

【氏名】スタンニゲル、カイ

(72)【発明者】

【氏名】ブレッヒャー、ボルフ

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA22

4C093CA34

4C093DA05

4C093EA11

4C093FD12

4C093FE14

(57)【要約】

本発明は、Ｘ線検出器（２）と、Ｘ線源（３）と、コンピュータ（４）とを備える３ＤＸ線装置（１）であって、Ｘ線検出器（２）及びＸ線源（３）は、少なくとも１８５°の回転によって、移動経路（５、７）上で、記録されるオブジェクトボリューム（６）の周りを移動され、複数のＸ線投影画像が、異なる照射方向（８）から記録され、それによって、Ｘ線源（３）によって生成されたＸ線（９）が、照射方向（８）の１つにおいてオブジェクトボリューム（６）を照射し、Ｘ線検出器（２）によって取り込まれ、オブジェクトボリューム（６）の３ＤＸ線画像（１０）が、再構成方法によって、記録されたＸ線投影画像から算出される、３ＤＸ線装置に関する。Ｘ線検出器（２）は、３ＤＸ線装置（１）の回転の中心（１３）を通る中心軸（１２）に対して非対称に配置され、第１のファンビーム（１４）及び１８０°回転された対向する第２のファンビーム（１７）は、重複領域（１８）を形成し、少なくとも１つのＸ線フィルタ（２１）が、重複領域（１８）内側でＸ線量を減衰させるために、Ｘ線源（３）とオブジェクトボリューム（６）との間に配設される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線検出器（２）と、Ｘ線源（３）と、コンピュータ（４）とを備える３ＤＸ線装置（１）であって、
前記Ｘ線検出器（２）及び前記Ｘ線源（３）は、少なくとも１８５°の回転によって移動経路（５、７）上で頭蓋顎顔面領域内の記録されるオブジェクトボリューム（６）の周りを移動され、複数のＸ線投影画像が異なる照射方向（８）から記録され、それによって、前記Ｘ線源（３）によって生成されたＸ線（９）が前記照射方向（８）の１つにおいて前記オブジェクトボリューム（６）を照射し、前記Ｘ線検出器（２）によって取り込まれ、前記オブジェクトボリューム（６）の３ＤＸ線画像（１０）が再構成方法によって前記記録されたＸ線投影画像から算出される、３ＤＸ線装置において、
前記Ｘ線検出器（２）が前記３ＤＸ線装置（１）の回転の中心（１３）を通る中心軸（１２）に対して非対称に配置され、第１のファンビーム（１４）及び１８０°回転された対向する第２のファンビーム（１７）は重複領域（１８）を形成し、少なくとも１つのＸ線フィルタ（２１）が、前記重複領域（１８）内側のＸ線量を減衰させるために前記Ｘ線源（３）と前記オブジェクトボリューム（６）との間に配設され、前記重複領域（１８）内側に配設された前記Ｘ線フィルタ（２１）の幅（３０）とは異なる幅を有する第２のＸ線フィルタが、前記重複領域（１８）外側の前記２つのファンビーム（１４、１７）の領域（１９、２０）内に設けられることを特徴とする、３ＤＸ線装置（１）。

【請求項2】

３ＤＸ線装置（１）は、ＣＴ装置又はＤＶＴ装置であることを特徴とする、請求項１に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項3】

前記Ｘ線フィルタ（２１）の形状が、前記Ｘ線フィルタ（２１）の透過曲線（３４）が前記重複領域にわたって単調に減少又は増加するように選択されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項4】

前記Ｘ線フィルタ（２１）の形状が、前記回転の中心（１３）に対する前記Ｘ線フィルタ（２１）の透過曲線（３４）が点対称であり、前記重複領域（１８）の中心点（４１）内で１０～７５％の前記Ｘ線量の減衰を呈するように選択されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項5】

前記Ｘ線フィルタ（２１）の形状が、直方体形状、くさび形状（４０、６０、８０）、階段形状（５０、７０）、又は重み付け曲線に適合される形状であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項6】

前記Ｘ線検出器（２）及び前記Ｘ線源（３）が、少なくとも３６０°の回転によって、移動経路（５、７）上で、記録されるオブジェクトボリューム（６）の周りを移動されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項7】

異なる幅及び形状の複数のＸ線フィルタ（７１、７２）が、前記重複領域（１８）内側の前記Ｘ線量を減衰させるために前記Ｘ線源（３）と前記オブジェクトボリューム（６）との間に配設されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項8】

前記Ｘ線フィルタ（８０）が、複数の層（８１、８２、８３）から構築され、個々の層（８１、８２、８３）が、異なるＸ線吸収特性を有する材料からなり、前記Ｘ線フィルタ（８０）の前記個々の層（８１、８２、８３）が、所望の透過曲線（３４）が生成されるように構築されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項9】

前記３ＤＸ線装置（１）が、前記ファンビーム（１４、１７）を形成するために、前記Ｘ線源（３）と前記オブジェクトボリューム（６）との間にアパーチャ（２４）を備え、前記Ｘ線フィルタ（２１）が、前記アパーチャと前記Ｘ線源（３）との間、又は前記アパーチャ（２４）と前記オブジェクトボリューム（６）との間に配設されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項10】

前記コンピュータ（４）が、前記少なくとも１つのＸ線フィルタ（２１）による前記Ｘ線量の減衰が、前記再構成方法によって、前記３ＤＸ線画像（１０）の算出に考慮されるように構成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項11】

前記Ｘ線フィルタ（２１）が、銅又はアルミニウムで作製されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項12】

前記Ｘ線フィルタ（２１）が、制御ユニット及び駆動ユニットによって、放射ビーム（１４）に対して所望の位置に自動的に移動されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載の３ＤＸ線装置（１）によって３ＤＸ線画像（１０）を生成するための方法であって、Ｘ線フィルタ（２１）によるＸ線量の減衰が、再構成方法によって、個々のＸ線投影画像からの前記３ＤＸ線画像（１０）の算出に考慮されることを特徴とする、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線検出器と、Ｘ線源と、コンピュータとを備える３ＤＸ線装置であって、Ｘ線検出器及びＸ線源は、少なくとも１８５°の回転によって、移動経路上で、記録されるオブジェクトボリュームの周りを移動され、複数のＸ線投影画像が、異なる照射方向から記録され、それによって、Ｘ線源によって生成されたＸ線が、照射方向の１つにおいてオブジェクトボリュームを照射し、Ｘ線検出器によって取り込まれ、オブジェクトボリュームの３ＤＸ線画像が、再構成方法によって、記録されたＸ線投影画像から算出される、３ＤＸ線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

いくつかの３ＤＸ線装置及び測定方法が、現況技術から知られている。

【0003】

米国特許第８，２３８，５２２（Ｂ２）号は、たとえばＸ線装置において使用され得るフィルタ変更アセンブリを開示しており、このフィルタ変更アセンブリは、放射ビームを生成するために使用されることが可能であり、たとえば、前後に移動させることができる、成形フィルタを備える。フィルタ変更アセンブリはまた、たとえばビーム硬化フィルタも含み、このビーム硬化フィルタは、放射ビームのエネルギースペクトルを変更するために使用されることが可能であり、これも前後に移動させることができる。フィルタ変更アセンブリは、フィルタの少なくとも１つを選択し、選択されたフィルタを移動させるために使用され得る制御システムを含む。

【0004】

米国特許出願公開第２０１４／０２７００６９（Ａ１）号は、Ｘ線源と、Ｘ線を変更するためのコリメータと、コリメータを制御するように動作され得る電動システムとを備えるＸ線装置を開示している。コリメータのリーフは、Ｘ線のビーム品質を変調するように構成され得る。コリメータの個々のリーフは、異なる金属、たとえばアルミニウム、銅、又はすずなどで作製されることが可能であり、また、放射吸収が所望に応じて影響され得るように、異なる厚さを有することができる。

【0005】

米国特許出願公開第２００７／０１７２１０４（Ａ１）号は、３ＤＸ線画像の画像品質を改良するためのＸ線フィルタを備えたＣＴ装置を開示している。Ｘ線フィルタは、照射されるオブジェクトの線量を低減するように働く。

【0006】

言及された方法の１つの欠点は、１８０°を超える回転の場合、Ｘ線装置は重複領域を２回照射するため、重複領域内側のオブジェクトはより高い線量で照射されることである。

【0007】

したがって、本発明の目的は、オブジェクトボリュームにわたって分布する均質的な線量によって３ＤＸ線画像を記録する、方法及び３ＤＸ線装置を提供することである。

【発明の概要】

【0008】

本発明は、Ｘ線検出器と、Ｘ線源と、コンピュータとを備える３ＤＸ線装置であって、Ｘ線検出器及びＸ線源は、少なくとも１８５°の回転によって、移動経路上で、記録されるオブジェクトボリュームの周りを移動される、３ＤＸ線装置に関する。複数のＸ線投影画像が、異なる照射方向から記録され、それによって、Ｘ線源によって生成されたＸ線が、照射方向の１つにおいてオブジェクトボリュームを照射し、Ｘ線検出器によって取り込まれる。オブジェクトボリュームの３ＤＸ線画像は、その後、再構成方法によって、記録されたＸ線投影画像から算出される。Ｘ線検出器は、３ＤＸ線装置の回転の中心を通る中心軸に対して左右非対称に配置され、第１のファンビーム及び１８０°回転された対向する第２のファンビームは、重複領域を形成する。少なくとも１つのＸ線フィルタが、重複領域内側のＸ線量を減衰させるためにＸ線源とオブジェクトボリュームとの間に配設され、Ｘ線量を減衰させるためのＸ線フィルタ又は重複領域内側に配設されたＸ線フィルタの幅とは異なる幅を有する第２のＸ線フィルタは、重複領域外側の２つのファンビームの領域内には設けられない。

【0009】

３ＤＸ線装置は、たとえばＣＴ装置又はＤＶＴ装置であることができ、二次元Ｘ線投影画像は、異なる照射方向から生成される。回転中、Ｘ線検出器及びＸ線源は、オブジェクトボリュームの周りを少なくとも１８５°で回転される。回転中、Ｘ線検出器及びＸ線源は、３ＤＸ線装置の回転の中心が円形移動によって画定されるように、オブジェクトボリュームの周りで、たとえば円形又は楕円形の移動を描く。３ＤＸ線装置の中心軸は、Ｘ線源から回転の中心を通って延びる。Ｘ線検出器は、たとえば中心軸からＸ線検出器の第１の縁までの第１の距離が中心軸からＸ線検出器の第２の縁までの第２の距離より小さいように、この中心軸に対して非対称に配置される。３ＤＸ線装置は、アパーチャを備えることができ、このアパーチャは、ファンビームも中心軸に対して非対称に配置されるように、ファンビームがＸ線検出器のセンサ表面全体を照射するように制御される。したがって、特定の照射方向からのいずれの所与の第１のファンビームについても、１８０°回転された対向する第２のファンビームが存在し、それによって第１のファンビーム及び第２のファンビームは、中心軸に対して非対称に配置される。重複領域内側では、第１のファンビームと第２のファンビームの両方は、オブジェクトボリュームを照射する。Ｘ線フィルタは、したがって、重複領域内側のＸ線量の減衰がオブジェクトボリューム全体の内側に可能な限り均質的である線量の分布をもたらすように成形され、重複領域内側に配設される。したがって、３ＤＸ線装置の１つの利点は、左右非対称のＸ線検出器の配置及び重複領域内側のＸ線フィルタの選択及び配置により、オブジェクトボリューム全体の内側に可能な限り均質的である線量分布を達成することが可能になることである。患者に対する線量負担は、したがって、低減される。

【0010】

したがって、重複領域外側のオブジェクトボリュームの領域内には、Ｘ線量を減衰させるためのＸ線フィルタは配設されず、その理由は、前記領域は、重複領域の場合のように２回ではなく１回しか照射されないためである。また、重複領域の外側のこれらの領域内に、一定又は可変の幅及び一定又は可変の減衰を有する追加のＸ線フィルタを配設することも可能であり、それによって、Ｘ線フィルタは、オブジェクトボリューム内側の線量の進行が可能な限り均質的であるように、重複領域内側の線量を重複領域外側の値内の線量値に減衰させるように適切に成形され、重複領域内側に配設される。

【0011】

３ＤＸ線装置は、有利には、ＣＴ装置又はＤＶＴ装置であることができる。

【0012】

したがって、３ＤＸ線装置は、従来のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置、又は従来のデジタルボリュームトモグラフィ（ＤＶＴ）装置であることができ、それにより、本発明の３ＤＸ線装置は、説明されたＸ線フィルタを前記装置に装備することによって技術的努力をそれほど伴わずに、従来のＣＴ装置又はＤＶＴ装置から生み出され得る。

【0013】

Ｘ線フィルタの形状は、有利には、Ｘ線フィルタの透過曲線が重複領域にわたって単調に減少又は増加するように選択され得る。

【0014】

Ｘ線フィルタのこの形状により、結果として、重複領域内の所望の線量低減が可能になる。

【0015】

Ｘ線フィルタの形状は、有利には、Ｘ線フィルタの透過曲線が回転の中心に対して点対称であり、重複領域の中心点でＸ線量の５０％の減衰を有するように選択され得る。

【0016】

特に、空間的に一定又はほぼ一定の強度を有するビームローブの場合、この構成は、オブジェクトボリューム内で可能な限り均質的である線量分布を確実にする。

【0017】

Ｘ線フィルタの透過曲線は、Ｘ線フィルタの全長に沿ったＸ座標に依存するＸ線放射の透過又は減衰の関数である。したがって、Ｘ線フィルタは、透過曲線が回転の中心に対して点対称であり、重複領域の中心点でＸ線量の５０％の減衰を有するように成形され、ファンビームに対して配設される。

【0018】

重複領域の中心点は、Ｘ線検出器上への回転の中心の投影である。

【0019】

第１のファンビームの線量及び第２の対向するファンビームの線量は、こうして、線量の合計が重複領域内側の均質的な線量進行をもたらすように合計される。

【0020】

Ｘ線フィルタの形状は、有利には、Ｘ線フィルタの透過曲線が重複領域内側で単調に、たとえば０％から１００％に増加するように選択され得る。

【0021】

Ｘ線フィルタの形状は、有利には、直方体形状、くさび形状、階段形状、又は３Ｄ再構成方法の重み付け曲線に適合される形状であることができる。

【0022】

Ｘ線フィルタは、したがって、たとえば直方体形状を有することができ、それによって、透過曲線は、重複領域の全長に沿って５０％のＸ線量の一定の減衰を有する。Ｘ線フィルタのくさび形状の場合、長さに沿ったＸ線フィルタの幅は、透過曲線が、たとえば、Ｘ線フィルタの長さに沿って透過の０％から１００％の直線を作り出すように選択される。Ｘ線フィルタの階段形状の場合、全長に沿ったＸ線フィルタの幅は、透過曲線が階段式進行を有するように選択される。透過曲線は、たとえば、重複領域の中心に対して点対称に配置された、均一の階段式増加を有することができる。Ｘ線フィルタの形状は、３Ｄ再構成方法の重み付け曲線に適合させることができ、それによって、長さに沿ったＸ線フィルタの幅は、選択された進行を有する点対称の透過曲線が生み出されるように選択される。

【0023】

Ｘ線検出器及びＸ線源は、有利には、少なくとも３６０°の回転によって、移動経路上で、記録されるオブジェクトボリュームの周りを移動され得る。

【0024】

少なくとも３６０°の回転の結果、記録されるオブジェクトボリューム全体は、いずれの所与の第１の放射ビームについても第２の対向する放射ビームが存在し、重複領域内側の均質的な線量進行が作り出されるように、２回測定される。

【0025】

重複領域内側のＸ線量を減衰させるために、異なる幅及び形状の複数のＸ線フィルタが、有利には、Ｘ線源とオブジェクトボリュームとの間に配設され得る。

【0026】

個々のＸ線フィルタは、たとえば、Ｘ線の方向に上下に重複領域内側に配設された、２つのくさび形状Ｘ線フィルタ及び直方体Ｘ線フィルタであることができる。したがって、上下に配設されたＸ線フィルタもまた、所望の透過曲線を生成する。

【0027】

重複領域と第１のファンビーム及び第２の対向するファンビームの残りの領域との間の移行部において、線量進行の間欠現象が発生しないことが重要である。

【0028】

Ｘ線フィルタは、有利には、複数の層で構築されることが可能であり、個々の層は異なるＸ線吸収特性を有する材料からなり、それによって、Ｘ線フィルタの個々の層は、所望の透過曲線が生み出されるように構築される。

【0029】

Ｘ線フィルタは、したがって、所望の、可能であれば点対称の透過曲線が生み出されるように、異なる材料、たとえば銅又はアルミニウムなどの複数の層から構築される。Ｘ線フィルタの個々の層は、材料の異なるＸ線吸収特性及び個々の層の幅が所望の透過曲線を生成するように、Ｘ線ファンビームのＸ線に平行に配置され得る。

【0030】

３ＤＸ線装置は、有利には、ファンビームを形成するために、Ｘ線源とオブジェクトボリュームとの間にアパーチャを備えることができ、それによって、Ｘ線フィルタは、アパーチャとＸ線源との間、又はアパーチャとオブジェクトボリュームとの間に配設される。

【0031】

したがって、ファンビームはアパーチャによってコリメートされ、それによって、アパーチャに当たったＸ線は吸収される。Ｘ線フィルタは、したがって、アパーチャの前方又は後方に配設され得る。

【0032】

コンピュータは、有利には、少なくとも１つのＸ線フィルタによるＸ線量の減衰が、再構成方法によって、３ＤＸ線画像の算出に考慮されるように構成され得る。

【0033】

Ｘ線フィルタの減衰又は透過曲線は、したがって、潜在的歪み及び撮像誤差が防止されるように、３ＤＸ線画像の算出に考慮される。したがって、再構成方法による算出は、オブジェクトボリュームのそれぞれのボクセルについて、正しい、Ｘ線フィルタで減衰された線量を推測する。

【0034】

Ｘ線フィルタは、有利には、銅又はアルミニウムで作製され得る。

【0035】

銅及びアルミニウムの材料は、Ｘ線の目的とされる減衰に特に有利である。

【0036】

Ｘ線フィルタは、有利には、制御ユニット及び駆動ユニットによって、放射ビームに対する所望の位置に自動的に移動され得る。

【0037】

駆動ユニットは、たとえば、Ｘ線フィルタが制御ユニットの制御下で放射ビームに対して所望通りに配置されるように、電気モータを備えることができる。これは、たとえば、ファンビームのサイズがアパーチャの調整によって変更される場合に必要となり得る。したがって、Ｘ線フィルタは、たとえば透過曲線が点対称であり、重複領域の中心点でＸ線量の５０％の減衰を有するように、所望の方法で放射ビームに対して配置される。

【0038】

本発明は、さらに、上記で論じられた本発明の方法によって、３ＤＸ線装置によって３ＤＸ線画像を生成するための方法に関し、それによって、Ｘ線フィルタによるＸ線量の減衰は、再構成方法によって、個々のＸ線投影画像からの３ＤＸ線画像の算出に考慮される。

【0039】

したがって、本発明の方法の１つの利点は、説明されたＸ線フィルタを有する上記で説明された３ＤＸ線装置を使用して、線量負担を低減して３ＤＸ線画像が記録されることである。したがって、再構成方法による算出は、オブジェクトボリュームのそれぞれのボクセルについて、Ｘ線フィルタで減衰された線量を推測する。

【0040】

本発明は、以下の図を参照して説明される。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】３ＤＸ線装置のスケッチ図。

【図2】Ｘ線フィルタの矩形の実施形態の図。

【図3】Ｘ線フィルタのくさび形状の実施形態の図。

【図4】Ｘ線フィルタの階段式の実施形態の図。

【図5】Ｘ線フィルタのくさび形状の実施形態の図。

【図6】２つの部分からなるＸ線フィルタの階段式の実施形態の図。

【図7】３つの層からなるＸ線フィルタのくさび形状の実施形態の図。

【発明を実施するための形態】

【0042】

図１は、Ｘ線検出器２と、Ｘ線源３と、コンピュータ４とを備える３ＤＸ線装置１のスケッチ図を示す。Ｘ線検出器２は、少なくとも３６０°の回転によって、第１の移動経路５上で、記録されるオブジェクトボリューム６の周りを時計周りに移動され、一方でＸ線源３は、少なくとも３６０°の回転によって、第２の移動経路７上で、記録されるオブジェクトボリューム６の周りを、対応する方法で移動される。回転中、複数のＸ線投影画像が異なる照射方向８から記録され、それによって、Ｘ線源３によって生成されたＸ線９が、対応する照射方向８においてオブジェクトボリューム６を照射し、Ｘ線検出器２によって取り込まれる。オブジェクトボリューム６内に配置された患者１１の３ＤＸ線画像１０が、その後、再構成方法によって、またコンピュータ４を使用して、異なる照射方向の記録されたＸ線投影画像から算出される。Ｘ線検出器２は、回転の中心１３を通る３ＤＸ線装置１の中心軸１２に対して左右非対称に配置される。Ｘ線９の第１のファンビーム１４は、オブジェクトボリューム６を照射する。Ｘ線源３は、対向する位置１５に到達するために、移動経路７に沿って１８０°回転される。Ｘ線検出器２も同様に対応して、Ｘ線検出器２の対向する位置１６に到達するために１８０°回転される。対向する位置１５では、Ｘ線源は、第２の対向するファンビーム１７を発し、これはオブジェクトボリューム６を照射する。第１のファンビーム１４及び第２のファンビーム１７は、共通の重複領域１８を照射する。この重複領域１８は、したがって、２回測定及び照射され、それに対してオブジェクトボリューム６内側の第１のファンビーム１４の第１の残りの領域１９及び第２のファンビーム１７の第２の残りの領域２０は、１回しか照射及び記録されない。したがって、照射方向８の１つの第１のファンビーム１４ごとに、対向する第２のファンビーム１７及び重複領域１８が存在する。異なる照射方向の重複領域１８のすべてを重ね合わせることにより、重複領域１８の円筒状ボリュームが作り出され、これは、平面図では、回転の中心１３周りの円として示されている。同様に、異なる照射方向８のファンビーム１４、１７のすべてを重ね合わせることにより、オブジェクトボリューム６の円筒状ボリュームがもたらされ、これは、平面図では円として示されている。オブジェクトボリューム６の周りをＸ線検出器２が移動する間、３０から１０００のＸ線投影画像が、たとえば０．０１°から１０°の間の角度的増分で数秒ごとに記録され得る。

【0043】

重複領域１８内側のＸ線量を減衰させるために、Ｘ線フィルタ２１が、Ｘ線源３に対して、したがって第１のファンビーム１４に対して固定された位置に配設される。重複領域１８内側のＸ線量は、その結果、点線２２によって示されるように、第１のファンビーム１４の一部として減衰される。Ｘ線源３の回転及び対向する位置１５の結果、Ｘ線フィルタ２１は、対向する第２のファンビーム１７の重複領域１８が減衰されるように、対向する位置２３に移動される。この場合、たとえば銅で作製されてもよいＸ線フィルタ２１は、第１のファンビーム１４の重複領域１８内のＸ線量が５０％減衰され、それにしたがって重複領域１８内側の対向する第２のファンビーム１７も５０％の減衰が行われるように、直方体形状を有する。したがって、合計で１００％の均質的なＸ線量が、重複領域１８内側で達成される。ファンビーム１４を生成するために、アパーチャ２４がＸ線源３に対して固定された位置に配設され、それによって、アパーチャ２４は、タングステン又は鉛で作製され得る。Ｘ線源３が回転すると、アパーチャ２４もまた、第２の対向するファンビーム１７を生成するために対向する位置２５に移動される。

【0044】

図２は、図１の移動の方向５のＸ線検出器２の長さ３１の関数とする、図１の中心軸１２に沿ったＸ線フィルタ２１の幅３０の図を示す。Ｘ線検出器２上への投影とする、すなわちＸ線検出器の長さに依存するＸ線フィルタ２１の幅３０の進行は、第１の関数３２内にプロットされる。この場合、ファンビーム１４のＸ線の光子の平均エネルギーは、６０ｋｅＶである。Ｘ線フィルタは、銅で作製される。したがって、Ｘ線フィルタ２１の幅が重複領域１８内側で一定の０．５ｍｍであり、それによって第１の残りの領域１９内側にはＸ線フィルタは配設されないことが、第１の関数３２から分かり得る。０％から１００％の間の透過３３が、第２のｙ軸にプロットされる。透過曲線３４は、したがって、Ｘ線検出器２の長さ座標３１に対する透過の従属性を示し、それによって、５０％の減衰が重複領域内側で起こり、又はより具体的には、透過は５０％であり、第１の残りの領域１９内の透過は１００％である。

【0045】

図３は、図２にあるような図を示し、ここでは幅３０の関数３２は、Ｘ線検出器２の長さ座標３１に基づいて急激に降下している。Ｘ線フィルタは、その結果、くさび形状４０を有する。したがって、透過曲線３４は、重複領域１８内側で０％から１００％に線形に増加し、残りの領域１９内では１００％で一定のままである。重複領域１８の中心点４１における透過は、５０％である。したがって、線形に増加する関数３４は、図１の第１のファンビーム１４の線量及び第２のファンビーム１７の線量の追加により、１００％の均質的な線量分布がもたらされるように、重複領域の中心点４１に対して重複領域１８内側で点対称である。

【0046】

図４は、可変の幅３０を有する階段形状５０を有するＸ線フィルタのさらなる実施形態を示し、それによって、関連する図は、Ｘ線検出器２の長さ座標に依存する幅３０の階段関数３２を示す。透過曲線３４は、その結果、重複領域１８の中心点４１に対して点対称である、重複領域１８内側の階段式増加を示す。残りの領域１９内の透過は、１００％である。重複領域の中心点４１における透過は、その結果５０％である。

【0047】

図５は、第２のくさび形状６０を有するＸ線フィルタのさらなる実施形態を示し、それによって幅３０は、図３のＸ線フィルタの場合よりも減少する。したがって、長さ座標３１に依存する幅３０の関数３２の進行により、重複領域の中心点４１に対して重複領域１８内側で点対称である、増加する透過曲線３４がもたらされる。重複領域１８の中心点４１における透過は、５０％である。残りの領域１９内側の透過は、１００％に留まる。

【0048】

図６は、第１の部分７１と、第２の部分７２とを備えるＸ線フィルタ７０のさらなる実施形態を示し、それによって、第１の部分７１は、たとえばアルミニウムで作製され、第２の部分７２は、たとえば銅で作製される。２つの部分７１及び７２の異なるＸ線吸収特性ならびに隣接する座標３１に依存する幅３０の選択された関数３２により、重複領域１８の中心点４１に対して重複領域１８内側で点対称に延びる、所望の階段式透過曲線３４がもたらされる。中心点４１における透過３３は、５０％である。

【0049】

図７は、第１の部分８１と、第２の部分８２と、第３の部分８３とを備えるＸ線フィルタ８０のさらなる実施形態を示し、それによって、個々の部分８１、８２、及び８３は、照射方向８に上下に配設される。部分８１、８２、及び８３は、異なる材料で作製され得る。したがって、長さ座標３１に依存する幅３０の関数３２ならびに個々の材料は、重複領域１８内側の透過曲線３４の所望の線形進行が達成されるように選択される。重複領域１８の中心点４１における透過３３は、５０％である。

【符号の説明】

【0050】

１ ３ＤＸ線装置
２ Ｘ線検出器
３ Ｘ線源
４ コンピュータ
５ 移動経路
６ オブジェクトボリューム
７ 第２の移動経路
８ 照射方向
９ Ｘ線
１０ ３ＤＸ線画像
１１ 患者
１２ 中心軸
１３ 回転の中心
１４ 第１のファンビーム
１５ Ｘ線源３の対向する位置
１６ Ｘ線検出器２の対向する位置
１７ 第２の対向するファンビーム
１８ 重複領域
１９ 第１の残りの領域
２０ 第２の残りの領域
２１ Ｘ線フィルタ
２２ 点線
２３ Ｘ線フィルタの対向する位置
２４ アパーチャ
２５ Ｘ線源の対向する位置
３０ Ｘ線フィルタの幅
３１ Ｘ線検出器の長さ
３２ 第１の関数
３３ 透過
３４ 透過曲線
４０ くさび形状Ｘ線フィルタ
４１ 重複領域の中心点
５０ 階段式Ｘ線フィルタ
６０ 第２のくさび形状Ｘ線フィルタ
７０ さらなるＸ線フィルタ、２部分
７１ Ｘ線フィルタの第１の部分
７２ Ｘ線フィルタの第２の部分
８０ さらなるＸ線部分、３部分
８１ Ｘ線フィルタの第１の部分
８２ Ｘ線フィルタの第２の部分
８３ Ｘ線フィルタの第３の部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】