(57)【要約】  画像化されるべき物体１４に対して固定された焦点位置１２に位置される電動式Ｘ線管と、該物体を通じて透過される放射線の強度分布を検出する電動式検出器１８とを有する、Ｘ線画像化システムが記載される。物体１４により占有される全体の照射野Ｈをカバーするために、物体１４が放射線に対して晒されるべき２又はそれより多くの角度Ｏｔ１を計算するとともに、それぞれの角度Ｏｔ１の各々からの放射線に前記物体を晒すように、Ｘ線管が固定された焦点位置の周りを回転させられるように、制御システム２２が設けられる。検出器１８の移動は、前記物体１４のそれぞれの領域の２又はそれより多くのそれぞれの画像を生成するように、照射角と対応して自動的に実現され、該画像は、前記物体の完全な画像を生成するために後でまとめ合わせることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の画像を得るための画像化システムであって、該システムが、前記物体に対して固定された焦点位置に位置される放射線生成手段と、前記物体を通じて透過される放射線の強度分布を検出するとともに、前記物体を表す画像を生成するアクティブ領域を有する検出器とを有し、前記物体が、前記検出器の前記アクティブな領域よりも広い照射野を占有し、前記システムは、前記照射野の２又はそれより多くのそれぞれの領域に対応する放射線に対して、前記物体を晒す２又はそれより多くの角度を計算する手段と、それぞれの前記２又はそれより多くの角度からの放射線に対して、前記物体を連続的に晒すように、前記放射線生成手段を、前記固定された焦点位置の周りを自動的に回転させる手段と、前記物体の２又はそれより多くのそれぞれの画像を生成するように、前記２又はそれより多くの領域において、前記物体を通じて透過される放射線の強度分布を連続的に検出するように、前記検出器を自動的に移動させる手段とを更に有する、画像化システム。
【請求項２】
前記物体の合成画像を生成するように、前記２又はそれより多くの画像を縫い合わせる画像処理手段を更に有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記放射線をコリメートするため、前記放射線生成手段と前記物体との間に、コリメーティング手段を更に有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記放射線生成装置の角度と対応させるように、前記コリメーティング手段を調整する手段を更に有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記物体に対する前記検出器の移動が線形である、請求項1に記載のシステム。
【請求項６】
前記コリメーティング手段は、対称的又は非対称的な開口部を有し、前記放射線が前記開口部を通って前記物体に伝わる、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記物体の画像の隣接する領域に関して生成される前記物体の画像の縁部分が重なる、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記物体により占有される前記照射野は、前記画像の獲得に先行するステップにおいて規定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記照射野は、前記固定された焦点位置からの可視光ビームに対して前記物体を晒すとともに、前記固定された焦点位置と前記物体との間に設けられるコリメーティング手段を調整することにより規定される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
物体の画像を得る方法であって、該方法は、前記物体に対して固定された焦点位置からの放射線に対して前記物体を晒すように放射線生成手段を使用するステップと、前記物体を通じて透過される放射線の強度分布を検出するアクティブ領域を有する検出器を使用するステップと、前記物体を表す画像を生成するステップとを有し、前記物体が前記検出器の前記アクティブな領域よりも広い照射野を占有し、前記方法が、前記照射野の２又はそれより多くのそれぞれの領域に対応する放射線に対して、前記物体を晒す２又はそれより多くの角度を計算するステップと、前記２又はそれより多くのそれぞれの角度からの放射線に対して、前記物体を連続的に晒すように、前記固定された焦点位置の周りを、前記放射線生成手段を自動的に回転させるステップと、前記物体の２又はそれより多くのそれぞれを表す画像を生成するように、前記それぞれの領域における放射線に対して前記物体を晒す間、前記照射野の前記２又はそれより多くの領域において、前記物体を通じて透過される放射線の強度を検出するために、前記物体に関連して前記検出器を自動的に移動させるステップとを更に有する、物体の画像を得る方法。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムの放射線生成手段と関連付けられた移動手段を制御する制御システムであって、前記制御システムが、前記照射野の前記２又はそれより多くの領域に対応する放射線に対して前記物体を晒す、２又はそれより多くの角度を計算する手段と、前記それぞれの２又はそれより多くの角度からの放射線に対して、前記物体を連続的に晒すように、前記移動手段が、前記固定された焦点位置の周りを、前記放射線生成手段を回転させるようにする手段とを有する、制御システム。
【請求項１２】
前記２又はそれより多くの角度の各々と対応する前記物体に関連する前記検出器の所望の位置を決定する手段と、前記２又はそれより多くの角度の各々からの放射線に前記物体を晒す間、前記検出器と関連付けられた移動手段が、前記物体を通じて透過される放射線の強度分布を検出するように、前記検出器を移動させる手段とを更に有する、請求項１１に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してロングフォーマットデジタルＸ線撮影に関し、より詳細には、固定焦点ロングフォーマットＸ線撮影検査を実現するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば脊柱全体及び脚全体のＸ線撮影検査は、脊柱側弯症又は下肢の変形の評価のような整形外科の用途に必要とされ得る。このような検査は、標準的なサイズのＸ線撮影フィルムの長さよりも長い画像を必要とする。極めて長距離から照射される非常に長い規格外のフィルムを使用することにより、この問題を克服することが可能であるが、このアプローチは、高価であり、不便である。
【０００３】
代替の解決策において、いくつかの標準的なサイズのフィルムが、脚又は脊柱の異なる部分の２，３の副画像を得るために使用され得、該副画像は、デジタル画像処理技術を使用して、脊柱又は脚の全体の画像を生成するようにまとめられ得る。これに関して２つの異なる技術、すなわち「平行シフト」及び「固定焦点位置」が知られる。図面の図１を参照すると、平行シフト方法において、Ｘ線管（焦点）及び検出器１００は、（隣接した画像が少し重なるように）画像の長さよりもわずかに短い距離だけ、ともに平行にシフトされる。管又は焦点、及び検出器が中心のままで、コリメーションの度合い及び管角度は、調整される必要がない。この解決策は、技術的に達成するのが最も容易であるが、重なる領域１０２における異なる投影角のため、画像のシームレスな縫い合わせが、不可能であり、増大する領域の長さの伸び及び減少する焦点距離で誤りが増加するという欠点をもつ。
【０００４】
欧州特許公開公報ＥＰＡ１４８４０１６は、Ｘ線検出器の視野よりも広い患者の画像を得るＸ線システムを記載する。画像化されるべき領域をカバーする照射野は、ユーザにより手動で入力される。Ｘ線源は、画像化されるべき患者の全体の領域を照射する一方、検出器は、画像化されるべき領域の区分の副画像を集めるために、段階的な態様で移動される。それからこれらの副画像は、全体の領域の合成画像を生成するために縫い合わされる。
【０００５】
図面の図２を参照すると、簡略化された固定焦点位置法において、焦点Ｘが固定され、Ｘ線管が手動で焦点Ｘの周りで回転され、検出器１００がわずかに重なる位置を脊柱１０４に沿って移動し、脊柱１０４の画像は次々に得られる。それから画像は、既知の画像処理技術を使用して、一緒にまとめられる。利便性と正確性との両方から、焦点の周りのＸ線管の回転が自動化されるとともに、最適な検出器の移動はこれに応じて決定されることが、明らかに望ましいであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それゆえ本発明の目的は、固定焦点位置方法により、ロングフォーマットＸ線撮影を実現するシステム及び方法を提供することであり、Ｘ線管の焦点の周りの回転及び対応する検出器の位置は、最適な態様で自動化される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によると、物体の画像を得る画像化システムが設けられ、該システムは、前記物体に対して固定された焦点位置に位置される放射線生成手段と、前記物体を通じて透過される放射線の強度分布の検出をするとともに、前記物体を表す画像を生成するためのアクティブな領域を有する検出器とを有し、前記物体が、前記検出器のアクティブな領域よりも広い照射野を占有し、前記システムは、前記照射野の２又はそれより多くのそれぞれの領域に対応する放射線に対して前記物体を晒す、２又はそれより多くの角度を計算する手段と、それぞれの前記２又はそれより多くの角度からの放射線に対して、前記物体を連続して晒すように、前記固定された焦点の位置の周りで、前記放射線生成手段を自動的に回転させる手段と、前記２又はそれより多くの領域において、前記物体の２又はそれより多くのそれぞれの画像を生成するように、前記物体を通じて透過される放射線の強度分布を連続的に検出するように、前記検出器を自動的に移動させる手段とを更に有する。
【０００８】
本発明の第１の態様によると、物体の画像を得る方法が提供され、該方法は、前記物体に対して固定された焦点位置からの放射線に対して前記物体を晒すために放射線生成手段を使用するステップと、前記物体を通じて透過される放射線の強度分布を検出するアクティブな領域を有する検出器を使用するステップと、前記物体を表す画像を生成するステップとを有し、前記物体が、前記検出器のアクティブな部分よりも広い照射野を占有し、前記方法は、前記照射野の２又はそれより多くのそれぞれの領域に対応する放射線に対して、前記物体を晒す２又はそれより多くの角度を計算するステップと、前記２又はそれより多くのそれぞれの角度からの放射線に前記物体を連続的にさらすように、前記固定された焦点位置の周りを、前記放射線生成手段を自動的に回転させるステップと、前記物体の２又はそれより多くを表す画像を生成するように、前記それぞれの領域において前記物体を放射線に晒す間、照射野の前記２又はそれより多くの領域において、前記物体を通じて透過される強度を検出するために、前記物体に対して前記検出器を自動的に移動させるステップとを更に有する。
【０００９】
好ましくは、画像処理手段は、前記物体の合成画像を生成するように、その後前記２又はそれより多くの画像をまとめ合わせるために設けられる。
【００１０】
したがって、本発明の一態様は、放射線に対するより大きな照射野内において、前記物体の領域を連続的に照射するように、固定された焦点位置の周りを、放射線生成手段（例えばＸ線管）を自動的に回転させるとともに、前記領域において前記物体を通じて透過される放射線を検出し、前記物体の完全な画像をつくるためにその後まとめ合わされ得る前記物体の画像を生成するように、対応して前記検出器（例えばフラットパネルＸ線検出器）を自動的に移動させるシステム及び方法を提供する。
【００１１】
本発明により得られる利点は、
長い物体が標準的な小さなフィルムを使用して画像化され得、例えば最大１２０ｃｍの物体が、標準的な４３ｃｍの検出器を使用して画像化され得、
最適な幾何学的投影が達成され得、
容易且つ直観的なワークフローが提供され、
単純且つ便利な位置決め手順が自動化された検出器及び管位置決めにより提供される
ことを含む。
【００１２】
好ましい実施例において、コリメーティング手段は、前記放射線をコリメートするために、前記放射線生成手段と前記物体との間に配置されてもよい。好ましくは、前記放射線生成手段の角度と一致するように、前記コリメーティング手段を自動的に調整する手段が設けられる。物体に対する検出器の移動は、好ましくは線形である。コリメーティング手段は、前記放射線が、前記物体を通過する対称又は非対称の開口部を有してもよい。
【００１３】
全体の物体の画像を生成するために必要とされる画像の数は、検出器のアクティブな領域のサイズと、前記物体により占有される照射野のサイズとに明らかに依存する。好ましくは、前記物体の隣接した部分に関して生成される前記物体の画像の縁部分は、重なる。好ましい実施例において、前記物体により占有される照射野は、画像処理に先行するステップにおいて規定される。１つの例示的な実施例において、照射野は、前記固定された焦点位置からの可視光ビームに対して物体を晒すとともに、光のビームの照射野が画像化されるべき物体をカバーするように、コリメーティング手段を調整することにより、規定されてもよい。
【００１４】
事実、本発明の第２の態様によると、画像化システムの照射野を規定する方法が提供され、該システムは、画像化されるべき物体を、該物体に対する固定された焦点位置からの放射線に対して晒す放射線生成手段と、前記物体を通じて透過される放射線の強度分布を検出する、アクティブ領域を有する検出器と、前記物体を表す画像を生成する手段と、前記放射線に対して前記物体を晒す前に、前記放射線をコリメートするコリメーティング手段とを有し、前記物体が前記検出器のアクティブな領域よりも広い照射野を占有し、前記方法は、前記固定された焦点位置において可視光ビームを生成するステップと、前記光ビームをコリメートするとともに、光領域を生成するために前記コリメーティング手段を使用するステップと、前記物体を前記光領域に配置するステップと、前記物体に従って、前記光領域のサイズを調整するように、前記コリメーティング手段を調整するステップであって、前記光領域が、前記画像化システムの前記照射野を規定するステップとを有する。
【００１５】
好ましくは、画像化する放射線の生成は、照射野を規定する上述のプロセスの間に行われる。有益には、前記方法は、前記物体に対する光領域の位置を調整するように、前記可視光ビーム源の高さを調整するステップを更に有してもよい。
【００１６】
本発明のこれら及び他の態様は、ここに記載される実施例から明らかになり、ここに記載される実施例を参照して明らかにされるであろう。
【００１７】
本発明の実施例は、単に例のみにより、添付の図面を参照して記載されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
したがって、本発明は、概して、被検体に対してＸ線焦点の位置を一定に保ちながら（通常、２５０ｃｍより長い距離において）、制限されたサイズのフラットパネル検出器を使用して、段階的な態様で画像化されるべき被検体を晒す（例えば照射野Ｈにおいて３つの重なる画像を得る）ことにより、ロング画像フォーマットデジタルＸ線撮影を実現するシステム及び方法の提供に関する。所望される位置全てにおいて検出器を照射するために、Ｘ線管は、角度をつけられることを必要とし、検出器は、これに応じて移動されることを必要とし、本発明の目的は、最適な態様でこれらの機能を自動化することである。Ｘ線ビームのコリメートがＸ線管の角度に従って適応されることを必要とするのは、理解されるであろう。
【００１９】
本発明の例示的な実施例の以下の詳細な説明において使用される略語は、以下の表１において与えられる。
【表１】
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【００２０】
図面の図３を参照すると、第１のステップにおいて、焦点１２と画像化されるべき物体１４との間に位置されるコリメータ１０の光領域調整を使用して、広い照射野Ｈが規定される。コリメート手順の間に、Ｘ線生成がある。画像化されるべき全体の解剖学的部位を正確にコリメートするとともに、可視光ビーム１６が画像化されるべき解剖学的部位をカバーするように、管の高さ及びコリメータサイズを調整することにより、必要とされる照射野Ｈを規定するために、焦点１２において可視光源が使用される。一度正しい解剖学的部位がこの態様でコリメートされると、ユーザは、画像化手順が開始されることを可能にするように、「コリメート終了」ボタン（図示略）を押す。
【００２１】
図面の図４を参照すると、以下の例において、照射野Ｈは、１２０ｃｍであり、この領域は、４３ｃｍの検出器１８を使用して３つの隣接した画像を得ることにより、画像化される。３つの位置すべてにおいて検出器１８を照射するために、焦点１２におけるＸ線管は、それに応じて角度付けされなければならない。更に図５を参照すると、本発明の例示的な実施例による完全な画像化プロセスは、ここで詳述されるであろう。この例示的な実施例によるシステムは、広い照射野Ｈを規定するために上述のインタラクティブコリメート手順の間、Ｘ線生成をできないようにするとともに、画像化プロセスの間、Ｘ線ビームを放出するための、Ｘ線管に関するＸ線制御ユニット２０と、Ｘ線管を自動的に回転させる、コリメータ１０に関連付けられた管回転ユニット２２と、ホストコンピュータ２４とを有する。
【００２２】
検出器高さ制御ユニット２６及びＳＩＤ検出器ユニット２８も設けられる。
・Ｎ＝２：ｈ１＝（ｙ１−overlap）／２；ｈ２は不要；ｈ３＝−ｈ１
・Ｎ＝３：ｈ１＝ｙ１−overlap；ｈ２＝０；ｈ３＝−ｈ１
管角度
・Ｎ＝３：α１＝atan[(ｙ１−overlap)／ＳＩＤ]
α２＝−α１
・Ｎ＝２：α１＝atan[(ｙ１−overlap)／（２×ＳＩＤ）]
α２＝−α１
・Ｎ＝１は、実際の縫い合わせがなく、管の角度付けが必要とされない。
コリメータ開口部
・ｃ１＝cos（α１）×ｙ１×ｆｃｄ／ＳＩＤ
・ｃ２＝ｙ１×ｆｃｄ／ＳＩＤ
・ｃ３＝ｃ１
３つのうちの画像１の準備
・管角度、コリメータ開口部、検出器位置を、α１、ｃ１及びｈ１に設定する。
・Ｘ線を放出し、画像を読み出すとともに記憶する。
・これに沿って画像２及び３を作成する。
・画像は、ホストＰＣ内に個々に記憶される。
・更に、まとめ合わされた画像は、現行のソフトウェア手順により生成されるとともに表示され得る。
【００２３】
非対称開口部を持つコリメータの場合、いくつかのパラメータが異なるように設定され得る。
管角度
・管角度は必要とされない。
コリメータ開口部
・Ｎ＝３：C_upper_1＝Ｈ／２；C_lower_1＝Ｈ／２−ｙ１
C_upper_2＝ｙ２／２：C_lower_2＝−ｙ２／２
C_upper_3＝−（Ｈ／２−ｙ３）；C_lower_3＝−Ｈ／２
・Ｎ＝２：C_upper_1＝Ｈ／２；C_lower_1＝Ｈ／２−ｙ１
C_upper_2＝−（Ｈ／２−ｙ２）；C_lower_2＝−Ｈ／２
・Ｎ＝１は、実際の縫い合わせがないC_upper_1＝Ｈ／２；C_lower_1＝−Ｈ／２
【００２４】
安全のため、ユーザは、全体の手順の間、押すことを必要とされ得る。照射設定は、各々の画像に対して必要に応じて、再プログラムされ得るということは、評価されるであろう。例えば、Ｘ線のポテンシャル散乱の量を低減するように、前記設定は調整され得る。しかしながら、本発明は、デジタルＸ線撮影のこの原理とは特に関連せず、この関連でここにおいて更なる詳細は、言及されない。
【００２５】
したがって、要求されるＸ線管の角度及び対応する検出器の移動を自動的に実現するために、コリメートは、角度に適合され、以下の等式が、様々なパラメータを計算するために使用され得る。
ｙｉ＝Ｈ／Ｎ＋（Ｎ−１）×（overlap）（すべてのｉに対して）
α１＝atan［（ｙ１−overlap）／ＳＩＤ］；αＩ＝−α１
ｃ１＝cos（α１）×ｙ１×ｆｃｄ／ＳＩＤ
【００２６】
管角度αは、３ｍのＳＩＤにおいて１ｃｍよりも小さい検出器面の誤差を達成するために、０．２度の精度で設定される必要がある。ここに提示される他のキーとなる考えは、画像化プロセスに先行するステップにおいて、コリメータの光領域調整を使用して、広い照射野Ｈを規定することである。後続して得られる画像は、既知のソフトウェア手順を使用して、後でまとめ合わされる。
【００２７】
上述の実施例は、本発明を制限するのではなく、説明し、当業者らは、請求項により規定される本発明の範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施例を設計することができるであろうということは、留意されるべきである。請求項において、括弧で括られたいかなる参照符号も、請求項を制限するものとして解釈されるべきではない。「有する」等の言葉は、全体として請求項又は明細書に列挙された以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素に対する単数の表記は、このような要素の複数の存在を排除せず、逆もまた同様である。本発明は、いくつかの異なる要素を有するハードウェアにより実現されるとともに、適切にプログラムされたコンピュータにより実現され得る。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの同一のアイテムによって実現されてもよい。ある手段が、相互に異なる従属請求項において繰り返されるという単なる事実は、これらの手段の組合せが、有利に使用できないということを示さない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、平行シフトロング画像フォーマットＸ線撮影方法の基礎となる原理を図示する概略的な図である。
【図２】図２は、固定焦点位置ロング画像フォーマットＸ線撮影方法の基礎となる原理を図示する概略的な図である。
【図３】図３は、画像化システムの照射野を規定するための、本発明の第２の態様の例示的な実施例に従う方法のキーとなるフィーチャを図示する概略図である。
【図４】図４は、物体の画像を得るための、本発明の第１の態様の例示的な実施例に従う方法のキーとなるフィーチャを図示する概略図である。
【図５】図５は、本発明の第１の態様の例示的な実施例による画像化システムのキーコンポーネントを図示する概略的なブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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