Ｘ線装置およびラジオグラフィＸ線撮影システム
【課題】高い放射強度および可能な限り大きな照射範囲を有する可能な限り準単色のＸ線を発生させる。
【解決手段】検査対象に照射するための準単色Ｘ線を発生するために、多色Ｘ線５を放射するための点状のＸ線源２と、多色Ｘ線５を回折させるための回折装置とが設けられ、回折装置が、結晶材料からなり平らな表面１２を備えたスーパーミラー１を有し、そのスーパーミラー１において結晶材料が結晶格子の格子面間隔の少なくとも１つの連続的な変化を有し、Ｘ線源２および回折装置は、多色Ｘ線５の一部からスーパーミラー１でのブラッグ反射によって準単色Ｘ線が発生されるように配置されている。
【解決手段】検査対象に照射するための準単色Ｘ線を発生するために、多色Ｘ線５を放射するための点状のＸ線源２と、多色Ｘ線５を回折させるための回折装置とが設けられ、回折装置が、結晶材料からなり平らな表面１２を備えたスーパーミラー１を有し、そのスーパーミラー１において結晶材料が結晶格子の格子面間隔の少なくとも１つの連続的な変化を有し、Ｘ線源２および回折装置は、多色Ｘ線５の一部からスーパーミラー１でのブラッグ反射によって準単色Ｘ線が発生されるように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置ならびに医用ラジオグラフィＸ線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線に基づく医用画像化用のＸ線システムは、従来技術によれば次の構成を有する。Ｘ線装置内の点状のＸ線源（電子ビームによって陽極に生ぜしめられる制動放射）が多色Ｘ線を放出する。この多色Ｘ線は、コリメータによって、特に制限された扇形に形成される。Ｘ線が、部分的に透視すべき検査対象を透過した後に、この検査対象が、空間分解能を有する画像受信器により撮影される。このようなＸ線システムを使用する際の主な効率損失は、存在する多色制動スペクトルによって生じる。各課題に対して、即ち、規定された背景および与えられたジオメトリの範囲内で特定の検査対象を画像化することに対して、患者線量とコントラストとノイズとの間の最適な妥協の結果としての最高の効率を有する量子エネルギーが存在することが知られている。従って、多色スペクトルがその都度の課題に対して余計な又は邪魔なスペクトル成分を含んでいることは避けがたい。最適な量子エネルギーに近いエネルギーは同様に非常に高い効率を有するので、良好な画質という課題を達成するためには、例えば約１５ｋｅＶの範囲に限定された少し広くばらついた量子エネルギー（準単色）を使用することで足りる。それに比べて、完全な単色Ｘ線はほんの僅かしか効率を高めない。
【０００３】
理想的なＸ線システムにとって、同調可能な準単色の高性能のＸ線装置が前提である。しかし、多色スペクトルから準単色Ｘ線ビームを作り出すことは厄介である。かかるＸ線を近似的に得る普通の方法は、公知のＸ線源により発生された多色Ｘ線を、結晶でのブラッグ反射（図２参照）を介して回折させることである。もちろん、このような方法は、常に、スペクトル方向においても空間方向においても非常に大きな放射強度損失を含む。この理由から、従来技術に基づくこの種のＸ線装置は、とりわけ大きくて厚い組織層を透視する場合に使用できないか、又はいわゆるスキャン撮影しか実施できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、高い放射強度と可能な限り大きな照射範囲とを有する可能な限り準単色Ｘ線を発生させることを保証するＸ線装置および医用ラジオグラフィＸ線撮影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
Ｘ線装置に関する課題は、本発明によれば、検査対象に照射するための準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置であって、
多色Ｘ線を放射するための点状のＸ線源と、多色Ｘ線を回折させるための回折装置とを備え、
回折装置が、結晶材料からなり平らな表面を備えたスーパーミラーを有し、そのスーパーミラーにおいて結晶材料が結晶格子の格子面間隔の少なくとも１つの連続的な変化を有し、
Ｘ線源および回折装置は、多色Ｘ線の一部からスーパーミラーでのブラッグ反射によって準単色Ｘ線が発生されるように配置されていることによって解決される（請求項１）。
Ｘ線装置に関する本発明の実施態様は次の通りでる。
・結晶材料が、表面に沿った少なくとも１つの方向に格子面間隔の連続的な変化を有する（請求項２）。
・結晶材料が、表面に対して垂直方向に格子面間隔の連続的な変化を有する（請求項３）。
・多色Ｘ線の他の部分が、透過および／または吸収される（請求項４）。
・準単色Ｘ線が、最小で４０ｋｅＶと最大で９０ｋｅＶとの間の量子エネルギーを有する（請求項５）。
・表面に沿った結晶格子の格子面間隔の変化、特に連続的な変化は、スーパーミラーがそれの表面上に格子面間隔の直線状の互いに平行な等位線を有するように形成されている（請求項６）。
・表面に沿った結晶格子の格子面間隔の変化、特に連続的な変化は、スーパーミラーがそれの表面上に格子面間隔の円弧状の等位線を有するように形成されている（請求項７）。
・スーパーミラーは、Ｘ線源に対して、等位線がスーパーミラーへのＸ線の中心ビームの投影に対して垂直であるように配置されている（請求項８）。
・スーパーミラーは、それの表面に対して垂直方向に位置調整可能であるように配置されている（請求項９）。
・スーパーミラーが、ニッケルと炭素との材料組合せ、又はモリブデンとケイ素との材料組合せ、又はタングステンとケイ素との材料組合せから形成されている（請求項１０）。
・スーパーミラーの格子結晶が、最小で０．０２ｎｍと最大で０．２５ｎｍとの間の格子面間隔を有する（請求項１１）。
・スーパーミラーの裏面が高吸収材料、特に鉛でコーティングされているか又は覆われている（請求項１２）。
医用ラジオグラフィＸ線撮影装置に関する課題は、本発明によれば、医用ラジオグラフィＸ線撮影装置が、本発明による準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置とＸ線検出器とを有することによって解決される（請求項１３）。
【０００６】
本発明によるＸ線装置により、多色Ｘ線は、結晶格子の格子面間隔の特に連続的な変化（grading;グレーディング）を有するスーパーミラーでのブラッグ条件下の反射による回折によって、準単色Ｘ線に変換される。特にこの場合に、結晶材料は、表面に対して直角方向の格子面間隔の変化を有する。このいわゆる「局所的な」変化によってブラッグピークが幅を広げられて準単色Ｘ線が発生される。そのようにして発生された準単色Ｘ線の場合、放射強度は、公知のフィルタによって準単色に変換されるＸ線の場合よりも明らかに高い。この場合に、準単色Ｘ線とは、約１５ｋｅＶまでのエネルギー帯であると理解される。本発明のＸ線装置によってＸ線画像化時に患者線量当たりの成果つまり画質が明白に高められ、例えばラジオグラフィにおいては約３倍高められる。本発明によるＸ線装置によって比較的ごく僅かしかＸ線強度が失われないので、（非常に幅の狭いＸ線ビームが検査対象の上を移動させられるスキャン画像化と対比して）全体像のＸ線画像化を良好な画質で行なうことができる。更に量子エネルギーの必要に応じた可制御性が患者厚への露出パラメータの有利な適合化（「自動露出調整」）を可能にする。全体として、本発明によって、診断所見が簡単且つ確実になるようにＸ線画像化時の画質が高められるか、又は代わりに画質が同じままであるならば患者線量を低減することができる。表面に対して垂直方向の格子面間隔の変化は、例えば平均値を中心とするガウス分布を有するので、１５ｋｅＶまでのエネルギー帯を発生させることができる。しかし、変化の直線状又は他の連続的な分布を用いることもできる。結晶材料は例えば人工的に生成された結晶からなるとよい。
【０００７】
本発明の実施態様によれば、結晶材料が表面に沿った少なくとも１つの方向に格子面間隔の連続的な変化を有することによって、特に一定のエネルギー選択を生じることができる。
【０００８】
本発明の他の実施態様によれば、多色Ｘ線の反射された部分が、最小で４０ｋｅＶおよび最大で９０ｋｅＶを持つ量子エネルギー、特に５０〜７０ｋｅＶを持つ量子エネルギーを有する。この範囲は、特にラジオグラフィでの、つまり身体部分および器官の個別撮影の際のＸ線画像化に好適である。この範囲から選択されたエネルギー帯は、例えば１５ｋｅＶまでの幅に広がっており、従って、例えば５０ｋｅＶから６５ｋｅＶまでの範囲に及んでいる。
【０００９】
本発明の他の実施態様によれば、表面に沿った結晶格子の格子面間隔の変化、特に連続的な変化は、スーパーミラーがそれの表面上に格子面間隔の（共通な中心を持つ）円弧状の等位線を有するように形成されている。このように形成されたスーパーミラーは、適切な位置決めでエネルギー帯の格別に一様な反射を可能にし、それにより準単色Ｘ線の発生を可能にする。このようなスーパーミラーの表面は例えば矩形状に形成されるとよく、等位線はスーパーミラーの長手方向に対して垂直に延びているとよい。
【００１０】
製造が特別に簡単でありながら準単色Ｘ線の発生に有効に適用可能であるスーパーミラーを製造するために有利には、表面に沿った結晶格子の格子面間隔の特に連続的な変化は、スーパーミラーがそれの表面上に格子面間隔の直線状の互いに平行な等位線を有するように形成されている。このようなスーパーミラーの表面は同様に例えば矩形状に形成されているとよく、等位線はスーパーミラーの長手方向に対して垂直に延びるとよい。
【００１１】
本発明の他の実施態様によれば、スーパーミラーはＸ線源に対して、等位線が、スーパーミラーへのＸ線の中心ビームの投影に対して垂直であるように配置されている。これは、１次元に変化する格子面間隔を有するスーパーミラーの場合にも２次元に変化する格子面間隔を有するスーパーミラーの場合にも有利である。Ｘ線源をこのように位置決めするとＸ線の格別に効果的な反射が保証されるので、高い強度の準単色Ｘ線を発生させることができる。スーパーミラーが上述のように矩形状であり、且つ等位線が長手方向に対して垂直である場合には、Ｘ線の中心ビームの投影が長手方向に対して平行であると有利である。
【００１２】
本発明の他の実施態様によれば、スーパーミラーは、それの表面に対して垂直方向に位置調整可能であるように配置されている。このようにして同一のスーパーミラーにより異なるエネルギー帯が選択されて反射される。それゆえ、Ｘ線画像化の際に種々の応用が可能である。
【００１３】
有利には、スーパーミラーが、ニッケルと炭素との材料組合せ、又はモリブデンとケイ素との材料組合せ、又はタングステンとケイ素との材料組合せから形成されている。
【００１４】
本発明の他の実施態様によれば、格子結晶が最小で０．０２ｎｍおよび最大で０．２５ｎｍである格子面間隔を有する。このようにして、必要に応じて、４０ｋｅＶと９０ｋｅＶとの間の量子エネルギーつまりエネルギー帯が反射される。
【００１５】
多色Ｘ線の他の部分、従ってブラッグ反射により反射されない部分は、透過させられるか又は吸収されると好ましい。Ｘ線がＸ線装置の外部に存在する機器又は人に危害を加えるのを防止するために、スーパーミラー裏面が高吸収材料、特に鉛でコーティングされているか又は覆われている。このようにして、反射されないＸ線の全てが吸収される。鉛の代わりに、例えばタングステン又はモリブデンが使用されてもよい。
【００１６】
更に、本発明は、準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置とＸ線検出器とを備えた医用ラジオグラフィＸ線撮影装置を含む。
【００１７】
本発明において、「連続的な変化」とは、数学的な連続性基準を満たし、且つ跳躍を持たない変化関数であると理解される。それゆえ、この変化は、例えば直線状又は指数関数状であるとよい。
【００１８】
以下において、図面に概略的に示された実施例に基づいて、本発明ならびに従属請求項による他の有利な実施態様を更に詳細に説明する。それによって本発明がこれらの実施例に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１はフィルタ有りおよびフィルタ無しの公知のＸ線源の量子エネルギーの特性図である。
【図２】図２は従来技術による格子でのブラッグ条件下のＸ線の反射の説明図である。
【図３】図３は格子面間隔の２次元変化を有するスーパーミラーに入射するＸ線の斜視図である。
【図４】図４は格子面間隔の２次元変化を有するスーパーミラーの断面図である。
【図５】図５は本発明による医用Ｘ線撮影システムの概略図である。
【図６】図６は格子面間隔の２次元変化を有するスーパーミラーの説明図である。
【図７】図７は格子面間隔の１次元変化を有するスーパーミラーの説明図である。
【図８】図８は表面に対して垂直方向の２つの位置で入射するＸ線を有するスーパーミラーの表面の側面図である。
【図９】図９は本発明によるＸ線装置に対比した公知のＸ線源の量子エネルギーの特性図である。
【図１０】図１０はスーパーミラーの第１の模範的装置の説明図である。
【図１１】図１１はスーパーミラーの第２の模範的装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は従来技術に基づく従来の多色Ｘ線源のＸ線制動スペクトルを示し、実線はフィルタリングされていないＸ線スペクトルを示し、破線および一点鎖線は銅フィルタによりフィルタリングされたＸ線スペクトルを示している。全てのＸ線スペクトルは、Ｘ線源の約１００ｋＶのほぼ同じ管電圧により発生されている。一点鎖線のＸ線スペクトルは破線の曲線よりも強いフィルタリングにより発生された。フィルタの使用によりＸ線スペクトルの低エネルギー部分が除去される。もちろん強度も激しく低減される。従って準単色Ｘ線を発生させた際に、ほぼ１５ｋｅＶ以下のエネルギー帯に制限された量子エネルギーを有するＸ線が極めて僅かしか残らないので、全体像の撮影時には非常に薄い検査対象についてしか画像化が可能でない。Ｘ線スペクトルの最高エネルギーは管電圧によって決定される。
【００２１】
図２にＸ線のいわゆるブラッグ反射が示されている。結晶材料の原子６が、一般に規則正しい固定の格子面間隔ｄを有する格子面７内に配置されている。入射角θにて入射するＸ線５は、Ｘ線５の波長λがちょうど次の条件、即ち、
ｎλ＝２ｄｓｉｎθ
を満たす場合に反射される。ただし、ｎは任意の整数である。その他の波長は全て透過又は吸収される。
【００２２】
本発明は、平らな表面を有する反射体により多色Ｘ線から準単色Ｘ線を発生させるためにブラッグ反射を利用する。この反射体は、表面に対して垂直方向の（「局所的な」）結晶格子の格子面間隔の連続的な変化と、これと同時に表面に沿った結晶格子の格子面間隔の連続的な変化とを有する。この反射体は、いわゆる多層スーパーミラー（multilayered supermirror）と呼ばれることもある。その表面に対して垂直方向の格子面間隔ｄの連続的な変化（grading;グレーディング）によって、ブッラグ反射により、唯一の波長のみならず、それぞれのＸ線ビームが入射するそれぞれの格子面間隔に応じた全範囲、即ちエネルギー帯も反射される。その表面に沿った変化によって、Ｘ線源が点状であり且つスーパーミラーの表面が平らである場合、Ｘ線の入射角が表面に沿って変化する際に、一定の反射エネルギー帯が保証されている。その表面に対して垂直方向の格子面間隔の変化は、例えば、Ｘ線の１５ｋｅＶまでのエネルギー帯が反射されるように形成されている。その変化は、例えば平均値を中心にガウス状に分布させられているとよく、その平均値は、例えば５０ｋｅＶ又は７０ｋｅＶの反射エネルギーに相当する。（表面に対して垂直方向の）「局所的な」変化は、従来技術から、例えば望遠鏡の構成において公知である。
【００２３】
図３に示されているように、表面に対して垂直方向の変化（図示されていない）のほかに、格子面間隔はスーパーミラー１の表面１２に沿って変化する。スーパーミラー１の表面１２が、例えば縦方向および横方向を有する矩形状に形成されている。その場合に、表面に沿った格子面間隔の変化は、円弧状の等位線１５、つまり等しい格子面間隔を有する線が表面１２の上に存在するように、連続的に形成されている。等位線１５は、１つの代替案に従って、例えばスーパーミラー表面の平面内にある共通の中心を有する円周の一部として形成されていてもよい。この中心は、例えば縦方向（長手方向）においてスーパーミラーの第１の端部に又はその外側に置かれるとよい。この場合に、Ｘ線装置のＸ線源は、スーパーミラーの上方の１つの平面内における次のような位置、即ち、スーパーミラー表面の平面上への垂直な投影がちょうど前記円周の中心をさすような位置にあると好ましい。しかし、この幾何学的な配置構成に対して相違していてもよい。
【００２４】
Ｘ線源２から放射されたＸ線によって形成されたＸ線ファンはスーパーミラー１上に入射面１３を有する。入射面１３の、Ｘ線源の近くにある第１の端部では、Ｘ線源から遠くにある第２の端部とは異なる格子面間隔、特にその第２の端部におけるよりも小さい格子面間隔が形成されている。特に、格子面間隔は入射面の第１の端部から第２の端部まで入射面に沿って連続的に大きくなるように変化する。表面に対して垂直方向の格子面間隔の図示されていない変化は準単色エネルギー帯を発生し、つまりブラッグピークの幅を広げる（図９参照）。これに対して、表面に沿った変化は常に同一のエネルギー帯が維持されたままであるようにする。図６には、スーパーミラー１の表面が平面図で示されており、連続的な変化の方向１４は、スーパーミラー１の平面上へのＸ線源２の投影によって形成された中心１６（図３参照）から出発して半径方向に延びている。
【００２５】
図４には、図３のスーパーミラー１の第１の端部から第２の端部までの長手方向（図３では破線で示されている）の断面が示されている。更に、異なるＸ線が表面１２上の異なる点に、それゆえに異なる格子面間隔で入射することが示されている。反射されたＸ線５．１は、表面１２でのＸ線源２の鏡像によって生じる仮想のＸ線源８からＸ線が出発しているかのように進行する。Ｘ線源２と表面１２の平面との間には、高さ間隔Ｈおよび長さ間隔Ｌが存在する。表面に対して垂直方向に存在する格子面間隔の変化はまたしても図示されていない。
【００２６】
図７には本発明の他の構成が示されている。スーパーミラー１の製造を簡単にするために、表面に沿った格子面間隔の連続的な変化は、Ｘ線源の近くにある第１の端部からＸ線源の遠くにある第２の端部への方向１４に向かって、等位線１５がこの場合には直線状に且つ平行に形成されているように、形成されている。
【００２７】
図９には、本発明による二重変化によりＸ線装置のＸ線スペクトルがどのよう見えるかが実線曲線にて示されている。これに対比させて、銅フィルタによりフィルタリングされた従来のＸ線源のＸ線スペクトルが破線で示されている。本発明によるＸ線装置により発生されるＸ線スペクトルは準単色であり、例えば１０〜１５ｋｅＶの限定された量子エネルギー帯にわたって僅かの強度損失を有する明確な最大値を示す。その他のエネルギーは殆ど強度を持っていない。このような準単色Ｘ線スペクトルにより、１つのＸ線発射（１回限りの露出）による全領域のＸ線撮影を良好な目標どおりの画質で行なうことができる。
【００２８】
図５には模範的にラジオグラフィＸ線撮影システム１０が示されている。このラジオグラフィＸ線撮影システムは、多色Ｘ線源２とスーパーミラー１とを備えた本発明によるＸ線装置を有する。反射されたＸ線５．１が検査対象１１を透過し、引続いてＸ線検出器３に入射する。Ｘ線装置は固定して又は移動可能に設置することができる。Ｘ線装置は、例えばＸ線検出器と一緒に保持装置、例えばＣアームに配置されるとよい。例えば移動式のＸ線検出器を備えた他の装置も同様に可能である。
【００２９】
Ｘ線画像の撮影中に多色Ｘ線源２とスーパーミラーとの間の配置は動かされない。しかし、２つの撮影の間では、十分に位置調整を行うことができる。本発明の実施態様によれば、スーパーミラーは結晶表面に対して垂直方向に移動可能であるように配置されている。この種の位置調整は選択された準単色エネルギー帯の変化を生じるので、この種の位置調整可能なＸ線装置により、スーパーミラーの交換なしにも、その都度異なるエネルギー帯を選択することができる。図８には、このような位置調整９と、入射するＸ線５の位置およびそれにともなう入射面の位置に対するその位置調整の影響とが示されている。この入射面の移動によってＸ線がその都度移動前とは異なった格子面間隔上に入射する。それによって移動前とは異なったエネルギー帯も反射される。例えばモータにより位置調整が自動制御できるように、位置調整装置が設けられているとよい。
【００３０】
スーパーミラーは、例えばニッケルと炭素との材料組合せ、又はモリブデンとケイ素との材料組合せ、又はタングステンとケイ素との材料組合せから作ることができる。これらの材料は、簡単に、可変の格子面間隔で被着することができ、例えば堆積又は被膜することができる。この種の可変の格子面間隔を作成するために、例えば人工の結晶構造が作成される。この種の層を作るための例が、「１９９９年にコロラド州デンバー市で発行された刊行物Proceedings of SPIEの第３７７３巻の第１０７頁以降に掲載されたA.Ivan他著の論文“Design and optimization of multilayer coatings for hard x-ray mirrors”(ハードＸ線ミラーのための多層コーティングの設計および最適化)」から知られている。
【００３１】
結晶格子の格子面間隔の形成は、最小で０．０２ｎｍから最大で０．２５ｎｍまでの間に形成するのが格別に有利である。なぜならば、このようにして４０ｋｅＶと９０ｋｅＶとの間の量子エネルギーを反射させることができるからである。
【００３２】
スーパーミラーの裏面は例えば鉛でコーティングされるか又は覆われるとよい。このようにして、反射されないＸ線は吸収され、スーパーミラーの裏面で更に広がってそこで機器又は人に被害をもたすことはない。
【００３３】
本発明の他の実施態様に従って、（約５０ｋｅＶ〜１００ｋｅＶの標準的な管電圧に比べて）高い、１００ｋｅＶを超える例えば１２５ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶの管電圧（「高電圧管」）によって、特定エネルギーの量子数を増加させるとよい。なぜならば、Ｘ線装置の効率が改善されるからである。ただし、この増加の欠点は、ブラッグ式の周期性によって高次の量子も（２倍，３倍・・・のエネルギー、例えば５０ｋｅＶの場合に１００ｋｅＶおよび１５０ｋｅＶも）反射されることにある。
【００３４】
模範的なＸ線装置では、スーパーミラーが、３０ｃｍの長さと１０ｃｍの幅を有し、且つ０．０５ｎｍから０．２２ｍｍの間の格子面間隔を有する。Ｘ線の開度が両方向にそれぞれ７°であり、スーパーミラーの表面からのＸ線源の高さ間隔ＨがＨ＝１２ｍｍであり、長さ間隔ＬがＬ＝０であれば、入射面は図１０に示されているように構成され、高さ間隔ＨがＨ＝１６．９ｍｍであれば、入射面は図１１に示されているように構成される。
【００３５】
本発明によるＸ線装置により、性能、即ち使用される患者線量（患者当たりのＸ線線量）当たりの画質が明白に高められ、ラジオグラフィにおいては３倍まで高められる。本発明によって、Ｘ線強度は殆ど失われない。なおも十分に強度を維持するために、従来技術による装置の場合のようにスキャン方法によるＸ線撮影を行なうことが必ずしも必要ではない。更に、エネルギーの可制御性が、患者厚への露出パラメータの今日では通常の適合化（「自動露出調整」）を可能にする。
【００３６】
本発明は次のように短く要約される。多色Ｘ線を放射するための点状のＸ線源と、結晶材料からなり平らな表面を備えたスーパーミラーを有し多色Ｘ線を回折させるための回折装置とを備え、検査対象に照射するための準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置が、高い放射強度を有する準単色Ｘ線のために設けられ、スーパーミラーにおいては結晶材料が結晶格子の格子面間隔の少なくとも１つの特に連続的な変化を有し、Ｘ線源および回折装置は、多色Ｘ線からスーパーミラーでの部分的反射によって準単色Ｘ線が発生されるように配置されている。表面に沿った少なくとも１つの方向における格子面間隔の連続的な変化も、表面に対して垂直な方向における格子面間隔の変化も用いられると好ましい。
【符号の説明】
【００３７】
１ スーパーミラー
２ 多色Ｘ線源
３ Ｘ線検出器
４ Ｘ線装置
５ Ｘ線
５．１ Ｘ線
６ 原子
７ 格子面
８ 仮想Ｘ線源
９ 位置調整
１０ ラジオグラフィＸ線撮影装置
１１ 検査対象
１２ 表面
１３ 入射面
１４ 方向
１５ 等位線
１６ 中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置ならびに医用ラジオグラフィＸ線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線に基づく医用画像化用のＸ線システムは、従来技術によれば次の構成を有する。Ｘ線装置内の点状のＸ線源（電子ビームによって陽極に生ぜしめられる制動放射）が多色Ｘ線を放出する。この多色Ｘ線は、コリメータによって、特に制限された扇形に形成される。Ｘ線が、部分的に透視すべき検査対象を透過した後に、この検査対象が、空間分解能を有する画像受信器により撮影される。このようなＸ線システムを使用する際の主な効率損失は、存在する多色制動スペクトルによって生じる。各課題に対して、即ち、規定された背景および与えられたジオメトリの範囲内で特定の検査対象を画像化することに対して、患者線量とコントラストとノイズとの間の最適な妥協の結果としての最高の効率を有する量子エネルギーが存在することが知られている。従って、多色スペクトルがその都度の課題に対して余計な又は邪魔なスペクトル成分を含んでいることは避けがたい。最適な量子エネルギーに近いエネルギーは同様に非常に高い効率を有するので、良好な画質という課題を達成するためには、例えば約１５ｋｅＶの範囲に限定された少し広くばらついた量子エネルギー（準単色）を使用することで足りる。それに比べて、完全な単色Ｘ線はほんの僅かしか効率を高めない。
【０００３】
理想的なＸ線システムにとって、同調可能な準単色の高性能のＸ線装置が前提である。しかし、多色スペクトルから準単色Ｘ線ビームを作り出すことは厄介である。かかるＸ線を近似的に得る普通の方法は、公知のＸ線源により発生された多色Ｘ線を、結晶でのブラッグ反射（図２参照）を介して回折させることである。もちろん、このような方法は、常に、スペクトル方向においても空間方向においても非常に大きな放射強度損失を含む。この理由から、従来技術に基づくこの種のＸ線装置は、とりわけ大きくて厚い組織層を透視する場合に使用できないか、又はいわゆるスキャン撮影しか実施できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、高い放射強度と可能な限り大きな照射範囲とを有する可能な限り準単色Ｘ線を発生させることを保証するＸ線装置および医用ラジオグラフィＸ線撮影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
Ｘ線装置に関する課題は、本発明によれば、検査対象に照射するための準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置であって、
多色Ｘ線を放射するための点状のＸ線源と、多色Ｘ線を回折させるための回折装置とを備え、
回折装置が、結晶材料からなり平らな表面を備えたスーパーミラーを有し、そのスーパーミラーにおいて結晶材料が結晶格子の格子面間隔の少なくとも１つの連続的な変化を有し、
Ｘ線源および回折装置は、多色Ｘ線の一部からスーパーミラーでのブラッグ反射によって準単色Ｘ線が発生されるように配置されていることによって解決される（請求項１）。
Ｘ線装置に関する本発明の実施態様は次の通りでる。
・結晶材料が、表面に沿った少なくとも１つの方向に格子面間隔の連続的な変化を有する（請求項２）。
・結晶材料が、表面に対して垂直方向に格子面間隔の連続的な変化を有する（請求項３）。
・多色Ｘ線の他の部分が、透過および／または吸収される（請求項４）。
・準単色Ｘ線が、最小で４０ｋｅＶと最大で９０ｋｅＶとの間の量子エネルギーを有する（請求項５）。
・表面に沿った結晶格子の格子面間隔の変化、特に連続的な変化は、スーパーミラーがそれの表面上に格子面間隔の直線状の互いに平行な等位線を有するように形成されている（請求項６）。
・表面に沿った結晶格子の格子面間隔の変化、特に連続的な変化は、スーパーミラーがそれの表面上に格子面間隔の円弧状の等位線を有するように形成されている（請求項７）。
・スーパーミラーは、Ｘ線源に対して、等位線がスーパーミラーへのＸ線の中心ビームの投影に対して垂直であるように配置されている（請求項８）。
・スーパーミラーは、それの表面に対して垂直方向に位置調整可能であるように配置されている（請求項９）。
・スーパーミラーが、ニッケルと炭素との材料組合せ、又はモリブデンとケイ素との材料組合せ、又はタングステンとケイ素との材料組合せから形成されている（請求項１０）。
・スーパーミラーの格子結晶が、最小で０．０２ｎｍと最大で０．２５ｎｍとの間の格子面間隔を有する（請求項１１）。
・スーパーミラーの裏面が高吸収材料、特に鉛でコーティングされているか又は覆われている（請求項１２）。
医用ラジオグラフィＸ線撮影装置に関する課題は、本発明によれば、医用ラジオグラフィＸ線撮影装置が、本発明による準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置とＸ線検出器とを有することによって解決される（請求項１３）。
【０００６】
本発明によるＸ線装置により、多色Ｘ線は、結晶格子の格子面間隔の特に連続的な変化（grading;グレーディング）を有するスーパーミラーでのブラッグ条件下の反射による回折によって、準単色Ｘ線に変換される。特にこの場合に、結晶材料は、表面に対して直角方向の格子面間隔の変化を有する。このいわゆる「局所的な」変化によってブラッグピークが幅を広げられて準単色Ｘ線が発生される。そのようにして発生された準単色Ｘ線の場合、放射強度は、公知のフィルタによって準単色に変換されるＸ線の場合よりも明らかに高い。この場合に、準単色Ｘ線とは、約１５ｋｅＶまでのエネルギー帯であると理解される。本発明のＸ線装置によってＸ線画像化時に患者線量当たりの成果つまり画質が明白に高められ、例えばラジオグラフィにおいては約３倍高められる。本発明によるＸ線装置によって比較的ごく僅かしかＸ線強度が失われないので、（非常に幅の狭いＸ線ビームが検査対象の上を移動させられるスキャン画像化と対比して）全体像のＸ線画像化を良好な画質で行なうことができる。更に量子エネルギーの必要に応じた可制御性が患者厚への露出パラメータの有利な適合化（「自動露出調整」）を可能にする。全体として、本発明によって、診断所見が簡単且つ確実になるようにＸ線画像化時の画質が高められるか、又は代わりに画質が同じままであるならば患者線量を低減することができる。表面に対して垂直方向の格子面間隔の変化は、例えば平均値を中心とするガウス分布を有するので、１５ｋｅＶまでのエネルギー帯を発生させることができる。しかし、変化の直線状又は他の連続的な分布を用いることもできる。結晶材料は例えば人工的に生成された結晶からなるとよい。
【０００７】
本発明の実施態様によれば、結晶材料が表面に沿った少なくとも１つの方向に格子面間隔の連続的な変化を有することによって、特に一定のエネルギー選択を生じることができる。
【０００８】
本発明の他の実施態様によれば、多色Ｘ線の反射された部分が、最小で４０ｋｅＶおよび最大で９０ｋｅＶを持つ量子エネルギー、特に５０〜７０ｋｅＶを持つ量子エネルギーを有する。この範囲は、特にラジオグラフィでの、つまり身体部分および器官の個別撮影の際のＸ線画像化に好適である。この範囲から選択されたエネルギー帯は、例えば１５ｋｅＶまでの幅に広がっており、従って、例えば５０ｋｅＶから６５ｋｅＶまでの範囲に及んでいる。
【０００９】
本発明の他の実施態様によれば、表面に沿った結晶格子の格子面間隔の変化、特に連続的な変化は、スーパーミラーがそれの表面上に格子面間隔の（共通な中心を持つ）円弧状の等位線を有するように形成されている。このように形成されたスーパーミラーは、適切な位置決めでエネルギー帯の格別に一様な反射を可能にし、それにより準単色Ｘ線の発生を可能にする。このようなスーパーミラーの表面は例えば矩形状に形成されるとよく、等位線はスーパーミラーの長手方向に対して垂直に延びているとよい。
【００１０】
製造が特別に簡単でありながら準単色Ｘ線の発生に有効に適用可能であるスーパーミラーを製造するために有利には、表面に沿った結晶格子の格子面間隔の特に連続的な変化は、スーパーミラーがそれの表面上に格子面間隔の直線状の互いに平行な等位線を有するように形成されている。このようなスーパーミラーの表面は同様に例えば矩形状に形成されているとよく、等位線はスーパーミラーの長手方向に対して垂直に延びるとよい。
【００１１】
本発明の他の実施態様によれば、スーパーミラーはＸ線源に対して、等位線が、スーパーミラーへのＸ線の中心ビームの投影に対して垂直であるように配置されている。これは、１次元に変化する格子面間隔を有するスーパーミラーの場合にも２次元に変化する格子面間隔を有するスーパーミラーの場合にも有利である。Ｘ線源をこのように位置決めするとＸ線の格別に効果的な反射が保証されるので、高い強度の準単色Ｘ線を発生させることができる。スーパーミラーが上述のように矩形状であり、且つ等位線が長手方向に対して垂直である場合には、Ｘ線の中心ビームの投影が長手方向に対して平行であると有利である。
【００１２】
本発明の他の実施態様によれば、スーパーミラーは、それの表面に対して垂直方向に位置調整可能であるように配置されている。このようにして同一のスーパーミラーにより異なるエネルギー帯が選択されて反射される。それゆえ、Ｘ線画像化の際に種々の応用が可能である。
【００１３】
有利には、スーパーミラーが、ニッケルと炭素との材料組合せ、又はモリブデンとケイ素との材料組合せ、又はタングステンとケイ素との材料組合せから形成されている。
【００１４】
本発明の他の実施態様によれば、格子結晶が最小で０．０２ｎｍおよび最大で０．２５ｎｍである格子面間隔を有する。このようにして、必要に応じて、４０ｋｅＶと９０ｋｅＶとの間の量子エネルギーつまりエネルギー帯が反射される。
【００１５】
多色Ｘ線の他の部分、従ってブラッグ反射により反射されない部分は、透過させられるか又は吸収されると好ましい。Ｘ線がＸ線装置の外部に存在する機器又は人に危害を加えるのを防止するために、スーパーミラー裏面が高吸収材料、特に鉛でコーティングされているか又は覆われている。このようにして、反射されないＸ線の全てが吸収される。鉛の代わりに、例えばタングステン又はモリブデンが使用されてもよい。
【００１６】
更に、本発明は、準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置とＸ線検出器とを備えた医用ラジオグラフィＸ線撮影装置を含む。
【００１７】
本発明において、「連続的な変化」とは、数学的な連続性基準を満たし、且つ跳躍を持たない変化関数であると理解される。それゆえ、この変化は、例えば直線状又は指数関数状であるとよい。
【００１８】
以下において、図面に概略的に示された実施例に基づいて、本発明ならびに従属請求項による他の有利な実施態様を更に詳細に説明する。それによって本発明がこれらの実施例に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１はフィルタ有りおよびフィルタ無しの公知のＸ線源の量子エネルギーの特性図である。
【図２】図２は従来技術による格子でのブラッグ条件下のＸ線の反射の説明図である。
【図３】図３は格子面間隔の２次元変化を有するスーパーミラーに入射するＸ線の斜視図である。
【図４】図４は格子面間隔の２次元変化を有するスーパーミラーの断面図である。
【図５】図５は本発明による医用Ｘ線撮影システムの概略図である。
【図６】図６は格子面間隔の２次元変化を有するスーパーミラーの説明図である。
【図７】図７は格子面間隔の１次元変化を有するスーパーミラーの説明図である。
【図８】図８は表面に対して垂直方向の２つの位置で入射するＸ線を有するスーパーミラーの表面の側面図である。
【図９】図９は本発明によるＸ線装置に対比した公知のＸ線源の量子エネルギーの特性図である。
【図１０】図１０はスーパーミラーの第１の模範的装置の説明図である。
【図１１】図１１はスーパーミラーの第２の模範的装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は従来技術に基づく従来の多色Ｘ線源のＸ線制動スペクトルを示し、実線はフィルタリングされていないＸ線スペクトルを示し、破線および一点鎖線は銅フィルタによりフィルタリングされたＸ線スペクトルを示している。全てのＸ線スペクトルは、Ｘ線源の約１００ｋＶのほぼ同じ管電圧により発生されている。一点鎖線のＸ線スペクトルは破線の曲線よりも強いフィルタリングにより発生された。フィルタの使用によりＸ線スペクトルの低エネルギー部分が除去される。もちろん強度も激しく低減される。従って準単色Ｘ線を発生させた際に、ほぼ１５ｋｅＶ以下のエネルギー帯に制限された量子エネルギーを有するＸ線が極めて僅かしか残らないので、全体像の撮影時には非常に薄い検査対象についてしか画像化が可能でない。Ｘ線スペクトルの最高エネルギーは管電圧によって決定される。
【００２１】
図２にＸ線のいわゆるブラッグ反射が示されている。結晶材料の原子６が、一般に規則正しい固定の格子面間隔ｄを有する格子面７内に配置されている。入射角θにて入射するＸ線５は、Ｘ線５の波長λがちょうど次の条件、即ち、
ｎλ＝２ｄｓｉｎθ
を満たす場合に反射される。ただし、ｎは任意の整数である。その他の波長は全て透過又は吸収される。
【００２２】
本発明は、平らな表面を有する反射体により多色Ｘ線から準単色Ｘ線を発生させるためにブラッグ反射を利用する。この反射体は、表面に対して垂直方向の（「局所的な」）結晶格子の格子面間隔の連続的な変化と、これと同時に表面に沿った結晶格子の格子面間隔の連続的な変化とを有する。この反射体は、いわゆる多層スーパーミラー（multilayered supermirror）と呼ばれることもある。その表面に対して垂直方向の格子面間隔ｄの連続的な変化（grading;グレーディング）によって、ブッラグ反射により、唯一の波長のみならず、それぞれのＸ線ビームが入射するそれぞれの格子面間隔に応じた全範囲、即ちエネルギー帯も反射される。その表面に沿った変化によって、Ｘ線源が点状であり且つスーパーミラーの表面が平らである場合、Ｘ線の入射角が表面に沿って変化する際に、一定の反射エネルギー帯が保証されている。その表面に対して垂直方向の格子面間隔の変化は、例えば、Ｘ線の１５ｋｅＶまでのエネルギー帯が反射されるように形成されている。その変化は、例えば平均値を中心にガウス状に分布させられているとよく、その平均値は、例えば５０ｋｅＶ又は７０ｋｅＶの反射エネルギーに相当する。（表面に対して垂直方向の）「局所的な」変化は、従来技術から、例えば望遠鏡の構成において公知である。
【００２３】
図３に示されているように、表面に対して垂直方向の変化（図示されていない）のほかに、格子面間隔はスーパーミラー１の表面１２に沿って変化する。スーパーミラー１の表面１２が、例えば縦方向および横方向を有する矩形状に形成されている。その場合に、表面に沿った格子面間隔の変化は、円弧状の等位線１５、つまり等しい格子面間隔を有する線が表面１２の上に存在するように、連続的に形成されている。等位線１５は、１つの代替案に従って、例えばスーパーミラー表面の平面内にある共通の中心を有する円周の一部として形成されていてもよい。この中心は、例えば縦方向（長手方向）においてスーパーミラーの第１の端部に又はその外側に置かれるとよい。この場合に、Ｘ線装置のＸ線源は、スーパーミラーの上方の１つの平面内における次のような位置、即ち、スーパーミラー表面の平面上への垂直な投影がちょうど前記円周の中心をさすような位置にあると好ましい。しかし、この幾何学的な配置構成に対して相違していてもよい。
【００２４】
Ｘ線源２から放射されたＸ線によって形成されたＸ線ファンはスーパーミラー１上に入射面１３を有する。入射面１３の、Ｘ線源の近くにある第１の端部では、Ｘ線源から遠くにある第２の端部とは異なる格子面間隔、特にその第２の端部におけるよりも小さい格子面間隔が形成されている。特に、格子面間隔は入射面の第１の端部から第２の端部まで入射面に沿って連続的に大きくなるように変化する。表面に対して垂直方向の格子面間隔の図示されていない変化は準単色エネルギー帯を発生し、つまりブラッグピークの幅を広げる（図９参照）。これに対して、表面に沿った変化は常に同一のエネルギー帯が維持されたままであるようにする。図６には、スーパーミラー１の表面が平面図で示されており、連続的な変化の方向１４は、スーパーミラー１の平面上へのＸ線源２の投影によって形成された中心１６（図３参照）から出発して半径方向に延びている。
【００２５】
図４には、図３のスーパーミラー１の第１の端部から第２の端部までの長手方向（図３では破線で示されている）の断面が示されている。更に、異なるＸ線が表面１２上の異なる点に、それゆえに異なる格子面間隔で入射することが示されている。反射されたＸ線５．１は、表面１２でのＸ線源２の鏡像によって生じる仮想のＸ線源８からＸ線が出発しているかのように進行する。Ｘ線源２と表面１２の平面との間には、高さ間隔Ｈおよび長さ間隔Ｌが存在する。表面に対して垂直方向に存在する格子面間隔の変化はまたしても図示されていない。
【００２６】
図７には本発明の他の構成が示されている。スーパーミラー１の製造を簡単にするために、表面に沿った格子面間隔の連続的な変化は、Ｘ線源の近くにある第１の端部からＸ線源の遠くにある第２の端部への方向１４に向かって、等位線１５がこの場合には直線状に且つ平行に形成されているように、形成されている。
【００２７】
図９には、本発明による二重変化によりＸ線装置のＸ線スペクトルがどのよう見えるかが実線曲線にて示されている。これに対比させて、銅フィルタによりフィルタリングされた従来のＸ線源のＸ線スペクトルが破線で示されている。本発明によるＸ線装置により発生されるＸ線スペクトルは準単色であり、例えば１０〜１５ｋｅＶの限定された量子エネルギー帯にわたって僅かの強度損失を有する明確な最大値を示す。その他のエネルギーは殆ど強度を持っていない。このような準単色Ｘ線スペクトルにより、１つのＸ線発射（１回限りの露出）による全領域のＸ線撮影を良好な目標どおりの画質で行なうことができる。
【００２８】
図５には模範的にラジオグラフィＸ線撮影システム１０が示されている。このラジオグラフィＸ線撮影システムは、多色Ｘ線源２とスーパーミラー１とを備えた本発明によるＸ線装置を有する。反射されたＸ線５．１が検査対象１１を透過し、引続いてＸ線検出器３に入射する。Ｘ線装置は固定して又は移動可能に設置することができる。Ｘ線装置は、例えばＸ線検出器と一緒に保持装置、例えばＣアームに配置されるとよい。例えば移動式のＸ線検出器を備えた他の装置も同様に可能である。
【００２９】
Ｘ線画像の撮影中に多色Ｘ線源２とスーパーミラーとの間の配置は動かされない。しかし、２つの撮影の間では、十分に位置調整を行うことができる。本発明の実施態様によれば、スーパーミラーは結晶表面に対して垂直方向に移動可能であるように配置されている。この種の位置調整は選択された準単色エネルギー帯の変化を生じるので、この種の位置調整可能なＸ線装置により、スーパーミラーの交換なしにも、その都度異なるエネルギー帯を選択することができる。図８には、このような位置調整９と、入射するＸ線５の位置およびそれにともなう入射面の位置に対するその位置調整の影響とが示されている。この入射面の移動によってＸ線がその都度移動前とは異なった格子面間隔上に入射する。それによって移動前とは異なったエネルギー帯も反射される。例えばモータにより位置調整が自動制御できるように、位置調整装置が設けられているとよい。
【００３０】
スーパーミラーは、例えばニッケルと炭素との材料組合せ、又はモリブデンとケイ素との材料組合せ、又はタングステンとケイ素との材料組合せから作ることができる。これらの材料は、簡単に、可変の格子面間隔で被着することができ、例えば堆積又は被膜することができる。この種の可変の格子面間隔を作成するために、例えば人工の結晶構造が作成される。この種の層を作るための例が、「１９９９年にコロラド州デンバー市で発行された刊行物Proceedings of SPIEの第３７７３巻の第１０７頁以降に掲載されたA.Ivan他著の論文“Design and optimization of multilayer coatings for hard x-ray mirrors”(ハードＸ線ミラーのための多層コーティングの設計および最適化)」から知られている。
【００３１】
結晶格子の格子面間隔の形成は、最小で０．０２ｎｍから最大で０．２５ｎｍまでの間に形成するのが格別に有利である。なぜならば、このようにして４０ｋｅＶと９０ｋｅＶとの間の量子エネルギーを反射させることができるからである。
【００３２】
スーパーミラーの裏面は例えば鉛でコーティングされるか又は覆われるとよい。このようにして、反射されないＸ線は吸収され、スーパーミラーの裏面で更に広がってそこで機器又は人に被害をもたすことはない。
【００３３】
本発明の他の実施態様に従って、（約５０ｋｅＶ〜１００ｋｅＶの標準的な管電圧に比べて）高い、１００ｋｅＶを超える例えば１２５ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶの管電圧（「高電圧管」）によって、特定エネルギーの量子数を増加させるとよい。なぜならば、Ｘ線装置の効率が改善されるからである。ただし、この増加の欠点は、ブラッグ式の周期性によって高次の量子も（２倍，３倍・・・のエネルギー、例えば５０ｋｅＶの場合に１００ｋｅＶおよび１５０ｋｅＶも）反射されることにある。
【００３４】
模範的なＸ線装置では、スーパーミラーが、３０ｃｍの長さと１０ｃｍの幅を有し、且つ０．０５ｎｍから０．２２ｍｍの間の格子面間隔を有する。Ｘ線の開度が両方向にそれぞれ７°であり、スーパーミラーの表面からのＸ線源の高さ間隔ＨがＨ＝１２ｍｍであり、長さ間隔ＬがＬ＝０であれば、入射面は図１０に示されているように構成され、高さ間隔ＨがＨ＝１６．９ｍｍであれば、入射面は図１１に示されているように構成される。
【００３５】
本発明によるＸ線装置により、性能、即ち使用される患者線量（患者当たりのＸ線線量）当たりの画質が明白に高められ、ラジオグラフィにおいては３倍まで高められる。本発明によって、Ｘ線強度は殆ど失われない。なおも十分に強度を維持するために、従来技術による装置の場合のようにスキャン方法によるＸ線撮影を行なうことが必ずしも必要ではない。更に、エネルギーの可制御性が、患者厚への露出パラメータの今日では通常の適合化（「自動露出調整」）を可能にする。
【００３６】
本発明は次のように短く要約される。多色Ｘ線を放射するための点状のＸ線源と、結晶材料からなり平らな表面を備えたスーパーミラーを有し多色Ｘ線を回折させるための回折装置とを備え、検査対象に照射するための準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置が、高い放射強度を有する準単色Ｘ線のために設けられ、スーパーミラーにおいては結晶材料が結晶格子の格子面間隔の少なくとも１つの特に連続的な変化を有し、Ｘ線源および回折装置は、多色Ｘ線からスーパーミラーでの部分的反射によって準単色Ｘ線が発生されるように配置されている。表面に沿った少なくとも１つの方向における格子面間隔の連続的な変化も、表面に対して垂直な方向における格子面間隔の変化も用いられると好ましい。
【符号の説明】
【００３７】
１ スーパーミラー
２ 多色Ｘ線源
３ Ｘ線検出器
４ Ｘ線装置
５ Ｘ線
５．１ Ｘ線
６ 原子
７ 格子面
８ 仮想Ｘ線源
９ 位置調整
１０ ラジオグラフィＸ線撮影装置
１１ 検査対象
１２ 表面
１３ 入射面
１４ 方向
１５ 等位線
１６ 中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象に照射するための準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置（４）であって、
多色Ｘ線（５）を放射するための点状のＸ線源（２）と、多色Ｘ線（５）を回折させるための回折装置とを備え、
回折装置が、結晶材料からなり平らな表面（１２）を備えたスーパーミラー（１）を有し、そのスーパーミラー（１）において結晶材料が結晶格子の格子面間隔（ｄ）の少なくとも１つの連続的な変化を有し、
Ｘ線源（２）および回折装置は、多色Ｘ線（５）の一部からスーパーミラー（１）でのブラッグ反射によって準単色Ｘ線（５．１）が発生されるように配置されている、Ｘ線装置。
【請求項２】
結晶材料が、表面（１２）に沿った少なくとも１つの方向に格子面間隔（ｄ）の連続的な変化を有する請求項１記載のＸ線装置。
【請求項３】
結晶材料が、表面（１２）に対して垂直方向に格子面間隔（ｄ）の連続的な変化を有する請求項１又は２記載のＸ線装置。
【請求項４】
多色Ｘ線（５）の他の部分が、透過または吸収される請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項５】
準単色Ｘ線（５．１）が、４０ｋｅＶと９０ｋｅＶとの間の量子エネルギーを有する請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項６】
表面に沿った結晶格子の格子面間隔（ｄ）の連続的な変化は、スーパーミラー（１）がそれの表面（１２）上に格子面間隔（ｄ）の直線状の互いに平行な等位線（１５）を有するように形成されている請求項２記載のＸ線装置。
【請求項７】
表面に沿った結晶格子の格子面間隔（ｄ）の連続的な変化は、スーパーミラー（１）がそれの表面（１２）上に格子面間隔（ｄ）の円弧状の等位線（１５）を有するように形成されている請求項２記載のＸ線装置。
【請求項８】
スーパーミラー（１）は、Ｘ線源（２）に対して、等位線（１５）がスーパーミラー（１）へのＸ線の中心ビームの投影に対して垂直であるように配置されている請求項６又は７記載のＸ線装置。
【請求項９】
スーパーミラー（１）は、それの表面（１２）に対して垂直方向に位置調整可能であるように配置されている請求項１から８のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１０】
スーパーミラー（１）が、ニッケルと炭素との材料組合せ、又はモリブデンとケイ素との材料組合せ、又はタングステンとケイ素との材料組合せから形成されている請求項１から９のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１１】
スーパーミラー（１）の格子結晶が、０．０２ｎｍと０．２５ｎｍとの間の格子面間隔（ｄ）を有する請求項１から１０のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１２】
スーパーミラー（１）の裏面が高吸収材料でコーティングされているか又は覆われている請求項１から１１のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の準単色Ｘ線（５．１）を発生するためのＸ線装置（４）とＸ線検出器（３）とを有する医用ラジオグラフィＸ線撮影装置。
【請求項１】
検査対象に照射するための準単色Ｘ線を発生するためのＸ線装置（４）であって、
多色Ｘ線（５）を放射するための点状のＸ線源（２）と、多色Ｘ線（５）を回折させるための回折装置とを備え、
回折装置が、結晶材料からなり平らな表面（１２）を備えたスーパーミラー（１）を有し、そのスーパーミラー（１）において結晶材料が結晶格子の格子面間隔（ｄ）の少なくとも１つの連続的な変化を有し、
Ｘ線源（２）および回折装置は、多色Ｘ線（５）の一部からスーパーミラー（１）でのブラッグ反射によって準単色Ｘ線（５．１）が発生されるように配置されている、Ｘ線装置。
【請求項２】
結晶材料が、表面（１２）に沿った少なくとも１つの方向に格子面間隔（ｄ）の連続的な変化を有する請求項１記載のＸ線装置。
【請求項３】
結晶材料が、表面（１２）に対して垂直方向に格子面間隔（ｄ）の連続的な変化を有する請求項１又は２記載のＸ線装置。
【請求項４】
多色Ｘ線（５）の他の部分が、透過または吸収される請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項５】
準単色Ｘ線（５．１）が、４０ｋｅＶと９０ｋｅＶとの間の量子エネルギーを有する請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項６】
表面に沿った結晶格子の格子面間隔（ｄ）の連続的な変化は、スーパーミラー（１）がそれの表面（１２）上に格子面間隔（ｄ）の直線状の互いに平行な等位線（１５）を有するように形成されている請求項２記載のＸ線装置。
【請求項７】
表面に沿った結晶格子の格子面間隔（ｄ）の連続的な変化は、スーパーミラー（１）がそれの表面（１２）上に格子面間隔（ｄ）の円弧状の等位線（１５）を有するように形成されている請求項２記載のＸ線装置。
【請求項８】
スーパーミラー（１）は、Ｘ線源（２）に対して、等位線（１５）がスーパーミラー（１）へのＸ線の中心ビームの投影に対して垂直であるように配置されている請求項６又は７記載のＸ線装置。
【請求項９】
スーパーミラー（１）は、それの表面（１２）に対して垂直方向に位置調整可能であるように配置されている請求項１から８のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１０】
スーパーミラー（１）が、ニッケルと炭素との材料組合せ、又はモリブデンとケイ素との材料組合せ、又はタングステンとケイ素との材料組合せから形成されている請求項１から９のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１１】
スーパーミラー（１）の格子結晶が、０．０２ｎｍと０．２５ｎｍとの間の格子面間隔（ｄ）を有する請求項１から１０のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１２】
スーパーミラー（１）の裏面が高吸収材料でコーティングされているか又は覆われている請求項１から１１のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の準単色Ｘ線（５．１）を発生するためのＸ線装置（４）とＸ線検出器（３）とを有する医用ラジオグラフィＸ線撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２５５１７４（Ｐ２０１１−２５５１７４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９３３６（Ｐ２０１１−１１９３３６）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【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
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【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
【Ｆターム（参考）】
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