(57)【要約】  本発明は、電磁Ｘ線放射による撮影において実施される自動露出制御、特に、フィルムベース乳房Ｘ線撮影における自動露出制御に関しており、その自動露出制御は、現在用いられている解決策と比較すると、全く新しい手法に基づいており、経験主義的試験に基づいて構成された調整の曲線および／またはテーブルを利用する。新しい手法は、ＡＥＣシステムに対して、Ｘ線放射源から得ることができるＸ線放射スペクトルを、その動作パラメータおよびＸ線放射が撮影装置の構成要素を横切る時のスペクトルの減衰としてモデル化することを含む。撮影されるべき対象の厚みを測定し、初期スペクトルおよびその計算可能な働きを知ることによって、撮影される対象の真の濃度に基づく、ＡＥＣ信号と所望の画像の黒化の間の対応を得ることができる。
2005509482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、フィルムベース乳房撮影法を使用する装置において用いる自動露出法において、撮影されるべき対象が撮影領域内に位置決めされ、放射源を用いて、撮影プロセスにおいて用いる放射を生成し、画像情報を含む放射が画像データ受け取り手段によって検出され、少なくとも１つの撮影パラメータが露出中に制御される自動露出法であって、
少なくとも以下のアクション、すなわち、
前記撮影装置の前記放射源から取得された放射スペクトルを、少なくとも不可欠の動作パラメータと放射量子の生成量の関数としてモデル化すること、
放射の減衰について、前記放射源と前記画像データ受け取り手段の間に配置された前記撮影装置の構成要素の少なくともいくつかと露出検出器の前に配置された他の構成要素のうちの少なくともいくつかとをモデル化すること、
前記画像データ受け取り手段によって検出される画像の黒化を、前記画像データ受け取り手段に入射する放射量の関数としてモデル化すること、
撮影領域内で、撮影されるべき対象のビーム方向の厚みをもとめること、
露出を開始し、前記露出検出器から取得される信号を測定し、この信号が、放射のモデル化された減衰についてどの対象濃度に対応するかを求めること、および、
前記モデル化に基づいて、露出に用いる撮影パラメータ値、特に問題の対象の厚みと濃度について画像の所望の黒化の程度に達するのに必要とされる露出時間の変化を求め、それに応じて前記値を調整することを含むことを特徴とする自動露出法。
【請求項２】
放射が前記撮影装置の１つの前記構成要素を通過する時に起こるスペクトル変化は、可干渉性単色放射の減衰を記述する式を用いて、問題の構成要素の材料と厚みを考慮してモデル化されることを特徴とする請求項１に記載の自動露出法。
【請求項３】
前記撮影装置の前記構成要素のうちの少なくとも１つについて、種々の放射強度と前記構成要素によって生ずる放射スペクトルの減衰の間の相関関係が、経験主義的測定によって求められることを特徴とする請求項１または２に記載の自動露出法。
【請求項４】
画像データ受け取り手段として用いられるフィルムの黒化は、フィルムカセッテのカバーを透過したモデル化されたスペクトルに基づいて、フィルムカセッテのカバーを透過したためにフィルムに直接吸収されたＸ線量子、および増感紙内で光子に変化され、増感紙からフィルムへ放出された量子を考慮することによってモデル化されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動露出法。
【請求項５】
画像データを含む放射は、相互関係を表す法則に起因する黒化の偏移に関する情報があらかじめわかっているフィルムを用いて検出され、露出時間はそれに対応して補正されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動露出法。
【請求項６】
露出時間は、所望の黒化をもたらすモデル化された露出時間を考慮して補正され、用いるフィルムタイプに固有の(characteristic of)補正因子と整合性がある(consistent with)ことを特徴とする請求項５に記載の自動露出法。
【請求項７】
撮影のために用いる放射スペクトル、対象の厚み、および前記モデル化に従う放射の減衰を考慮して、対象における減衰が対象を表す平均の大きさであることを仮定して前記露出検出器から取得されるべき信号が求められ、前記モデル化に従い前記信号に対応する露出時間が求められ、露出が開始され、露出検出器信号が測定され、モデル化に基づいて求めた露出検出器信号と比較され、測定されたＡＥＣ信号が、事前設定された制限基準を超えて所定の信号と異なる場合、露出時間および／または他のある撮影パラメータが、前記モデル化に基づいて求めた実際の対象濃度に対応する値に調整されることを特徴とする請求項４、請求項５、または請求項６のいずれか１項に記載の自動露出法。
【請求項８】
乳房Ｘ線撮影に用いられる装置の構成要素、すなわち、放射フィルタ、圧迫板、フィルムカセットのカバー、フィルム、増感紙、フィルムカセット底部、およびＡＥＣ検出器カバーのうちの少なくともいくつかは、放射減衰の関数としてモデル化されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動露出法。
【請求項９】
前記放射源と前記画像データ受け取り手段の間にある全ての構成要素は、放射の減衰量の関数としてモデル化されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動露出法。
【請求項１０】
前記露出検出器に向かう放射の経路内にあってよい他の構成要素もまた、放射量の関数としてモデル化されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の自動露出法。
【請求項１１】
複数の露出検出器が用いられることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の自動露出法。
【請求項１２】
各検出器の信号が測定され、これらの信号に基づいて露出制御が重み付けされ、それによって、生成される画像のどの部分も明る過ぎもせず、過度に暗くもない、必要な場合、少なくともどの部分も明る過ぎないことを特徴とする請求項１１に記載の自動露出法。
【請求項１３】
対象の濃度の程度を考慮すると、対象を透過した放射領域内に、対応する露出検出器がないと思われるほどに高い露出検出器信号は、少なくとも露出時間制御の大部分において無視されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の自動露出法。
【請求項１４】
対象の外側にある前記検出器の少なくとも１つは、放射の生成量の測定に、またそれによって、放射の生成量の考えられる変動を補償するのに用いられることを特徴とする請求項１３に記載の自動露出法。
【請求項１５】
乳房撮影法を使用する装置、又は同様なタイプの撮影装置において用いられる自動露出システムにおいて、撮影装置は、撮影されるべき対象（４）を撮影領域内に位置決めする手段（３、５）と、撮影プロセスにおいて用いられる放射を生成する放射源（１）と、画像情報を含む放射を検出する手段（７）と、制御信号を生成し、撮影中に、前記制御信号に基づいて少なくとも１つの撮影パラメータを制御する手段（１０）とを備える自動露出システムであって、
少なくとも不可欠の動作パラメータと放射量子の生成量の関数としての、前記撮影装置の前記放射源から取得された放射スペクトルのモデル化と、
放射の減衰について、前記撮影装置の前記放射源（１）と前記画像データ受け取り手段（７）の間に配置される前記撮影装置の構成要素（２、３、５、６、７、８、９）の少なくともいくつかと露出検出器（１０）の前に配置される任意の他の構成要素の少なくともいくつかのモデル化と、
前記画像データ受け取り手段（７）に入射する放射量の関数としての、前記画像データ受け取り手段（７）によって検出される画像の黒化のモデル化とを含むデータ格納手段を備えること、および、
対象が撮影領域内に位置決めされている時に、撮影されるべき対象（４）のビーム方向の厚みをもとめる手段と、
露出検出器（１０）、および、前記検出器から受け取られた信号が、放射量のモデル化された減衰量についてどの対象濃度に対応するかを求める手段と、
前記モデル化に基づいて、撮影パラメータ値、特に、問題の対象の厚みと濃度について画像の所望の黒化の程度に達することが可能である露出時間を求める手段、および、それに応じて前記値を調整する手段とを備えることを特徴とする自動露出システム。
【請求項１６】
前記格納手段上には、放射が前記撮影装置の前記構成要素（２、３、５、６、７、８、９）を通過する時に起こるスペクトルの変化が格納され、スペクトルの変化は、可干渉性単色放射の減衰を記述する式を用いて、問題の構成要素の材料と厚みを考慮してモデル化されることを特徴とする請求項１５に記載の自動露出システム。
【請求項１７】
前記データ格納手段には、前記撮影装置の前記構成要素（２、３、５、６、７、８、９）のうちの少なくとも１つについて、種々の放射強度と放射スペクトルの減衰量の間の、経験主義的測定によって求められた相関関係が格納されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の自動露出システム。
【請求項１８】
前記データ格納手段は、フィルムカセット・カバー（６）を透過したモデル化されたスペクトルに基づいて、フィルムカセット・カバー（６）を透過したためにフィルムに直接吸収されるＸ線量子、および増感紙内で光子に変換され、増感紙からフィルムへ放出される量子を考慮することによって生成される、画像データ受け取り手段として用いられるフィルムの黒化のモデルを含むことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の自動露出システム。
【請求項１９】
少なくとも１つの既知のフィルムタイプについて、前記データ格納手段は、所望の黒化をもたらすモデルを含み、前記モデルは、反復法則と整合性がある黒化からの、問題のフィルムタイプに固有の黒化の偏移を考慮する補正因子を用いることによって生成されることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の自動露出システム。
【請求項２０】
前記格納手段は、撮影に用いる放射スペクトル、撮影されるべき対象（４）の厚み、および前記モデル化に従う放射量の減衰量を考慮し、かつ、撮影されるべき対象（４）における減衰量が対象を表す平均の大きさであることを仮定して前記露出検出器（１０）から取得されるべき信号を求める手段と、前記モデル化に従い前記信号に対応する露出時間を求める手段と、露出中に測定され露出検出器信号を、モデル化に基づいて求めた露出検出器信号と比較し、測定されたＡＥＣ信号が、事前設定された制限基準を超えて所定の信号と異なる場合、露出時間および／または他のある撮影パラメータを、前記モデル化に基づいて求めた実際の対象濃度に対応する濃度に調整する手段とを備えることを特徴とする請求項１８または１９に記載の自動露出システム。
【請求項２１】
前記データ格納手段は、乳房Ｘ線撮影に用いられる装置の構成要素、すなわち、（２）放射フィルタ、圧迫板（３、５）、フィルムカセット・カバー（６）、フィルム（７）、増感紙（８）、フィルムカセット底部（８）、およびＡＥＣ検出器カバー（９）のうちの少なくともいくつかの、放射量の減衰量の関数としてモデル化されたモデルを含むことを特徴とする請求項１５乃至２０のいずれか１項に記載の自動露出システム。
【請求項２２】
前記データ格納手段は、前記放射源と前記画像データ受け取り手段の間にある全ての構成要素（２、３、５、６）の、放射の減衰量の関数としてモデル化されたモデルを含むことを特徴とする請求項１５乃至２１のいずれか１項に記載の自動露出システム。
【請求項２３】
前記データ格納手段はまた、前記露出検出器（１０）に向かう放射の経路内にあってよい他の構成要素の全て（７、８、９）の、放射量の関数としてモデル化されたモデルを含むことを特徴とする請求項１５乃至２２のいずれか１項に記載の自動露出システム。
【請求項２４】
複数の露出検出器を備えることを特徴とする請求項１５乃至２３のいずれか１項に記載の自動露出システム。
【請求項２５】
各検出器（１０）の信号を測定し、これらの信号に基づいて露出制御を重み付けする手段であって、それによって、生成される画像のどの部分も明る過ぎもせず、過度に暗くもない、必要な場合、少なくともどの部分も明る過ぎない、各検出器（１０）の信号を測定し、これらの信号に基づいて露出制御を重み付けする手段を備えることを特徴とする請求項２４に記載の自動露出システム。
【請求項２６】
それによって、対象（４）の濃度の程度を考慮すると、対象を透過した放射領域において対応する露出検出器がないと思われるほどに高い露出検出器信号は、少なくとも露出時間制御の大部分において無視される手段を備えることを特徴とする請求項２４または２５に記載の自動露出システム。
【請求項２７】
放射の生成量の測定のための制限基準を越えた前記信号を用いることによって、放射源の放射の生成量の変動を補償する手段を備えることを特徴とする請求項２６に記載の自動露出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁放射による撮影において実施される自動露出、特に、フィルムベース乳房Ｘ線撮影における自動露出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、多数の異なる自動露出制御（ＡＥＣ）システムが知られており、多くの異なる撮影の解決策と関連して適用されてきた。診断Ｘ線撮影において、露出の自動化は、非常に重要な役割を果たしており、その理由は、Ｘ線撮影の不正確な動作によって、露出過多または露出不足、その結果、患者が受ける放射線量の増加および画質が悪いことによる不確かな、あるいはさらには間違った診断を招くからである。もちろん、不正確な露出は、繰り返して撮影することによって救済されるが、このことはさらに、患者が受ける放射線量を増加させる一方、余分な作業および費用をも伴う。
【０００３】
乳房Ｘ線撮影で用いられるフィルム／増感紙の組み合わせの開発は、フィルム／増感紙の組み合わせを、ますます感度が高くかつ応答が速い(steep)ものにしているため、今までうまく働いていた自動露出の解決策は、不十分であることがわかる場合があり、特に、当局の規制によって要求される程度に、撮影パラメータおよび対象を変えることによって、自動露出システムの動作が試験される時に、フィルムの黒化をかならずしも許容範囲内に保つことができるわけではない。
【０００４】
現在使用されている自動露出システムの動作は、経験主義的方法に基づいており、経験主義的方法において、それぞれの新しいフィルム／増感紙の組み合わせは、撮影装置の異なる撮影値を用い、かつ、厚みを変えて（一般に、撮影されるべき対象を表すのに通常用いるアクリル板の２０〜８０ｍｍの範囲内）、多数回の露出試験を受ける。それぞれの場合に用いられる自動露出システムの動作の詳細に応じて、十分に一定のフィルム黒化度があらゆる状況で達成されるまで、種々のパラメータが、得られる結果に従って調整される。新しいフィルム／増感紙の組み合わせが市場に現れるか、または、厳しい許容差の要求が設定されると、こうした一連の測定を改めて行わなければならない。
【０００５】
このように、普通用いられる上述した較正法は、撮影されるべき対象をシミュレートする一般にアクリルでできた均一の板をＸ線撮影することに基づいている。露出自動機(automatics)を試験するために、当局が実行する定期的検査は同じ方法に基づいており、同じ方法が、試験の再現性の観点からいっそう必要であることが事実である。しかし、実際の撮影の状況において、撮影される対象は必ずしも均一ではない。たとえば、乳房Ｘ線撮影法で撮影される乳房組織は、決して均一でもないし、全体の大きさ(dimensions)において、標準的なサイズまたは形状の乳房でもない。対象はまた通常、乳房Ｘ線撮影法における種々の投影方向から撮影されるため、撮影領域における対象の形状および位置はまた、こうした理由で変わる可能性がある。
【０００６】
対象の特性の変動を見込む、乳房Ｘ線撮影の初期の自動露出システムにおいてはすでに、自動露出システムの検出器部分は、移動可能に配置され、装置の操作者は、測定のために、検出器に対して最適な位置を選択することを期待された。別法として、装置は、操作者が、そのうちの最も適したものを選択するであろう、いくつかの検出器を有するであろう。しかし、検出器の手動位置決めは、ある種の問題を伴い、検出器が、不正確に、たとえば、撮影されるべき組織の外側に設置される可能性があり、その結果、検出器に直接当たる放射があまりにも速く露出を止めるであろう。一方、たとえば、撮影される組織が、たまたま正確に検出器の前に位置する局部的に密度の高い部分を含む場合、露出時間は長くなる可能性がある。したがって、特に、撮影のテンポが非常に速い撮影画像のスクリーニングにおいて、不正確な検出器の位置決めによって、フィルム黒化度に関する誤差が容易にもたらされ、したがって、上述したように撮影を繰り返す必要が生ずる可能性さえある。
【０００７】
検出器の位置決めに関する上述の問題をなくすために、複数の検出器を用いた解決策が開発されてきており、その解決策において、所与の事前設定レベルを超える放射量を受けたこれらの検出器が生成する信号は、自動的に考慮されないままとなる。この限界レベルは、このレベルに達するには、検出器が明らかに、撮影される組織の完全に外側か、または部分的に外側に配置されるように規定される。２、３の検出器を用い、その出力信号が最も適しているように見える、その中の１つが選択される解決策もまた開発された。これらの解決策は、露出誤差を大幅に減らしてきたが、その運用(operation)は、良いことがわかった経験主義的知識に基づくのみで、新しいかつ／またはより要求の厳しい要件に従って、こうした機能を拡張または調整することは、非常に難しく、面倒で、不可能でさえある。当局によって提出された最新の提案を考慮すると、将来、こうした要件は、たとえば、フィルムの平均的な暗さは、±０．１５ＯＤ（光学濃度）（数値は、一定であるが、新しい研究結果によれば１．２ＯＤ〜１．８ＯＤの間で変わり、国によって重み付けが変わる）の精度で求められるべきであるが、フィルムの最も明るい領域において、ある最小の黒化が保証されて、こうした密度の高い組織の領域にある場合が多い腫瘍を確実に診断できるようにすることを含む。
【０００８】
要約すると、自動露出制御の基本的なアイデアは、撮影に用いられる放射によってＡＥＣ検出器上に生成される信号を測定し、この測定値に基づいて、フィルムが受ける露出を推定することである。従来技術において、たとえば、撮影で用いる放射源の電圧、放射源から発せられる放射のろ過、ならびに撮影される組織の厚みおよび密度によって影響を受けるこの関係は、経験主義的手段によって、しかも、これらの相関を見つけるために、アクリル板の密度などのただ１つの対象の密度を用いることによって発見された。撮影中の放射源の撮影パラメータの実際の調整は、これらの測定結果に基づいて構成された調整の曲線および／またはテーブルに従って行われる。乳房Ｘ線撮影装置の場合、実際には、このことは、多数の異なる変数を考慮して数千の撮影試験を行い、これらの撮影試験から得られた結果を文書化し、このデータから上述した相関テーブル／曲線を構築することを意味する。
【非特許文献１】Phys. Med. Biol. Vol.24, 505 (1997)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、現在用いられている解決策と比べて、全く新しい手法に基づく自動露出制御を実施する解決策が得られ、したがって、自動露出制御システムが、初期のシステムと比べて、より正確で、撮影されるべき対象の解剖学的構造により適応できることを可能にすることであり、そのシステムの動作は、撮影に用いられる実際の放射のスペクトル、およびスペクトルの変化の知識およびモデル化に基づく。
【００１０】
一方、本発明の特別な目的の１つによれば、目的は、撮影される組織のタイプについての平均からの任意の局部的偏差を求めることであって、それによって、撮影パラメータが、問題の対象について最適値に調整されることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
正確に言えば、本発明の目的は、添付特許請求の範囲に規定される解決策によって達成される。したがって、フィルムベース乳房Ｘ線撮影において露出を制御するための、本発明の好ましい実施形態は、現在知られている方法と全く異なる手法に基づいており、その、手法において、用いる撮影パラメータおよび本発明が教示するモデル化に基づいて、撮影が開始される時に、撮影されるべき対象に向かう、さらに、露出検出器および撮影情報を受け取るデバイスに向かう放射経路上の放射スペクトルの働き(behavior)と同様に、放射源が発する放射スペクトルがすでに知られている。放射が異なる材料層を通過する時に放射スペクトルに起こる変化は、単色放射の減衰を記述する既知の式を用いて計算されることができる。すなわち、
Ｉ＝Ｉ０×ｅ−１μ
である。
ここで、Ｉ＝対象を出る放射の強度、Ｉ０＝対象に入射する放射強度、１＝放射が横切った対象の距離、μ＝対象の原子組成および放射の量子エネルギーに依存する線形減衰係数である。
【００１２】
したがって、もっと正確に言えば、本発明は、開始時に知られている初期データが、たとえば、放射源のｋＶ、ならびに撮影に用いるＸ線管の陽極材料および陽極角度を含むため、放射ビームのスペクトルが、それ自体知られている手段によって極めて正確に求められる（たとえば、Phys. Med. Biol. Vol.24, 505 (1997)を参照されたい）という原理に基づいている。一方、撮影中に放射源と対象の間にある撮影装置のこれらの構成要素の材料および材料の厚みが前もってわかっているため、撮影されるべき組織を透過する放射スペクトルはさらに、計算で正確に求められる。さらに本発明によれば、その撮影位置で撮影されるべき対象の厚みが、撮影が開始される前に求められるため、対象の成分、または実際には、撮影に用いられる放射に対するその密度が、対象を表しかつ「平均レベル」である場合、対象を通過した放射スペクトルがどのようなものかを事前に計算することも可能である。ＡＥＣ検出器の構造および動作原理、ならびに対象とＡＥＣ検出器の間にある撮影装置の構成要素の材料および材料の厚みも前もって正確にわかっているため、この場合、露出検出器から得られるであろう信号の種類、および、一方で、その種類の信号が相当するであろう、生成される画像の黒化度も計算することがさらに可能である。この時、撮影開始後、ＡＥＣ信号が仮定した信号と異なることがわかると、これが、仮定していたものと異なる（用いる放射に対する）対象の密度によるものであることがわかるであろう。ＡＥＣ信号および対象の厚みデータに基づいて、測定されたＡＥＣ信号がどの程度の対象密度に相当するかを計算で求めること、次に、さらにスペクトルに関する（その密度が今や既知である）対象の作用を計算すること、換言すれば、対象の背後のスペクトルを計算することが可能である。次に、とりわけ、露出検出器によって測定された信号単位当たりのフィルムが吸収する光子数を正確に求めること、次に、撮影パラメータを最適値に調整することがさらに可能である。
【００１３】
以下において、本発明は、典型的なフィルムベース乳房Ｘ線撮影装置の自動露出制御の実施態様に適用して詳細に、また、添付図面を参照することによって述べられるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、Ｘ線管（１）が生成するＸ線ビームによって、撮影中に透過される典型的な乳房Ｘ線撮影装置のこれらの構造の断面図である。図１に示すように、これらの構造は、フィルタ（２）、撮影領域にある乳房を圧迫する上部圧迫板（３）、乳房（４）、下部圧迫板（５）、フィルムカセッテ・カバー（６）、フィルム（７）、増感紙を有するフィルムカセッテ底部（８）、およびＡＥＣ検出器のカバー（９）を含む。これら全ての構成要素の材料およびビーム方向のその厚みに関する情報は、本発明の自動露出システムに包含される計算プロセスにおいて必要とされる情報、すなわち、装置で用いられるべき種々のフィルタ、種々のフィルムカセッテにおいて用いられるフィルムおよびその増感紙、露出検出器のエピタキシャル層の厚みなどに関する情報と共に、撮影装置または撮影装置に接続可能なコンピュータのメモリに格納されることができる。本発明によれば、必ず経験主義的試験に基づいている、メモリに格納されるべき情報の唯一の項目は、その動作パラメータのいくつか（残りの全ては計算されることができる）によってＸ線管が生成する放射量のテーブルである。
【００１５】
撮影プロセスの開始時に、たとえば、撮影に用いるべきｋＶおよびｍＡが最初にＸ線装置に入力される。または、別法として、乳房が圧迫板の間でその撮影位置に圧迫された後、圧迫板の間の距離に応じて最適であると考える値を装置の制御システムが自動で選択することができる。メモリに格納された情報に基づいて、Ｘ線管が放出する放射スペクトルはこの時点で、すなわち、露出が開始される前にすでに正確にわかっている。さらに、Ｘ線管から得られる放射をろ過するのに用いる材料およびその厚み、ならびに、圧迫板についての対応するデータもまたわかっているため、撮影される乳房を透過するＸ線スペクトルは、計算で正確に求められることができる。図２ａおよび図２ｂは、一定のＸ線管の動作パラメータおよびフィルタ材料を用いて得られるスペクトル（図２ａ）が、フィルタを通過した後にどのように変わるか（図２ｂ）の例を示す。
【００１６】
撮影される乳房の圧迫厚みがわかっている時、露出が開始される前でも、組織が平均的な特性を有している場合、用いる撮影パラメータで乳房を透過した放射スペクトルがどうなるかを計算で確立すること、したがって、放射がさらに、下部圧迫板（５）、フィルムカセッテとその増感紙（６、７、８）およびカバー（９）を通過した後に、図１に示す実施形態と同様に、この場合、装置に用いるＡＥＣ検出器（１０）上に当たる放射スペクトルがどうなるかを求めることがさらに可能である。（原理上、ＡＥＣ検出器はまた、カセッテの背後以外の他のところに設置されるであろう。しかし、乳房Ｘ線撮影法において、検出器が、撮影されるべき実際の対象の画像と干渉するように検出器を設置することは許容されないことである。）次に、この算出されたスペクトルおよびＡＥＣ検出器として通常用いられるダイオードのエピタキシャル層の厚みに基づいて、既知の手段によって、検出器で生ずる電気信号がどうあるべきかを計算することもまた可能である。
【００１７】
実際のＡＥＣ機能は、撮影の開始後すぐに始まる。ＡＥＣ検出器から得られる信号ならびに既知の撮影パラメータおよび組織の厚みデータに基づいて、この時、測定されたＡＥＣ信号が相当する組織の密度を求めることができ、その後、組織を透過した放射スペクトルに関する（その密度が今や既知である）組織の作用を計算することがさらに可能である。次に、以下にある程度詳細に述べるように、露出検出器によって測定された信号単位当たりのフィルムが吸収する正確な光子数を求めること、および撮影パラメータ、特に露出時間を最適値に調整することが可能である。
【００１８】
撮影に用いるフィルムの黒化の調整が、ここである程度詳細に述べられる。露出の前に、上述したように求めることおよびモデル化が行われた結果として、「平均的な」組織（４）の場合に、一方でフィルムカセッテ内部のフィルムに吸収され、他方で増感紙（８）に吸収される放射の量およびスペクトルを求めることが可能である。増感紙（８）（Ｘ線カセッテの底部にある材料層であり、Ｘ線量子を吸収し、Ｘ線量子をさらに光子に変換して放出する）の既知の特性に基づいて、生成した光子数（フィルム（７）の黒化に正比例する）を計算することがさらに可能である。次に、原理上、仮定した密度を有する組織について必要とされる露出時間は、この段階ですでにわかっており、もちろん、直接この情報に基づいて、露出を実行することによって撮影を行うこと、および、ＡＥＣ信号が計算した値と大幅に異なる場合にのみ補正した撮影パラメータを用いることも可能である。乳房Ｘ線撮影法において、こうした機能と、対象の厚みデータに基づく補正因子を１つにまとめ、それによって、平均より小さな厚みについて、撮影される対象は、平均より高い密度を有していると推定される場合もあり、その逆の場合もある。換言すれば、厚みの値が小さい場合、露出時間は、上述のように求めることから得られた露出時間に対して少し増える場合もあり、その逆の場合もある。しかし、乳房組織の密度は、非常に変わるため、実際には、こうした手段だけでは十分な精度で所望の黒化に達することは一般に可能ではないであろう。しかし、本発明によれば、撮影される組織の密度、したがって対象を透過した放射スペクトルは、撮影中に行った測定に基づいて計算されることができるため、フィルムに直接吸収されるＸ線量子の数を計算すること、および、フィルムカセッテの増感紙に吸収される放射スペクトル、その結果、増感紙によって生成される光子数、次にさらに必要とされる露出時間を求めることがさらに可能である。
【００１９】
本発明の基本的な考え方から逸脱せずに、経験主義的試験に基づくか、または経験主義的試験からの多くの他の情報項目、ならびに他の組の情報および計算モデルをメモリに格納して、それらが自動露出システムで利用されることを可能にする。こうした情報は、たとえば、露出時間以外の他の撮影パラメータの調整のための、それ自体知られている制御アルゴリズムを含んでよい。制御アルゴリズムは、たとえば、開始状況において最適であると仮定した撮影パラメータ値が、測定されたＡＥＣ信号に基づいて、最適な撮影結果が、たとえば、露出時間、ｋＶ、ｍＡ、用いるＸ線管の焦点サイズなど、およびこれらの種々の組み合わせの関数として達成されることを可能にするであろう値から大幅に異なることがわかった時に利用される。一方、上述したフィルムベースＡＥＣ機能は、フィルムが反復法則に従って働かないという、フィルムに固有の特徴を考慮するようにして実施されることによってさらに改善されることができる。この場合、用いるフィルムタイプについて正確なフィルム黒化をもたらす露出時間、およびフィルムタイプに依存する補正因子（露出時間が長くなれば、露出時間を長くなるように補正する）はまたシステム内にモデル化される。この偏差を考慮する、最適露出時間の計算に必要とされる値は通常、フィルムの製造業者によって供給される。実際、対象の厚みの関数として、対象からの散乱した放射がＡＥＣ検出器信号に与える作用のモデル、およびおそらく装置自体の構成要素から散乱した放射の作用のモデルもまた、システムに含まれるのがさらに得策である。
【００２０】
本発明によれば、小さな局部領域からのできる限り多くの点から対象を測定するのがさらに有利である。こうして、検出器が、たまたま、組織を表さない部分の背後にあるか、または部分的か完全に対象の外側にある場合に、ただ１つの検出器を用いる場合に生ずる可能性がある、先に述べた問題を回避することが可能である。最新の技術を用いれば、たとえば図３に示すように、対象領域において互いに離れて配列した多数の小さな検出器（１０’、１０’’、…）を設けることは、実際には費用の問題とはならない。この解決策の利点として、組織（４）のどれくらいの割合が、平均的密度であるか、かつ／または、いずれの方向に平均的密度からはずれているかについて代表的なビューが得られる。この情報に基づいて、次に、撮影パラメータが調整され、それによって、より密度が高い領域は、生成される画像において明るくなり過ぎず、より密度が低い領域は、読み取るのに暗過ぎることはなくなる。一方、こうした解決策を用いれば、対象がこのように広範囲に変わる密度を持つ領域を含み、全ての点において最適である結果を得る可能性がない、換言すれば、必要とされるダイナミックレンジが広過ぎる状況を少なくともうまく制御することが可能である。こうした場合、撮影パラメータが最適化されて、撮影される組織の最大限の部分が画像からさらに読み取り可能である結果を得ることが可能になる。
【００２１】
本発明によるモデル化に基づいて、上述したタイプの適用形態においても、明らかに、完全にまたは部分的に乳房組織の外側にある検出器を区別することは容易である。その理由は、検出器が生ずる測定結果が明る過ぎる、換言すれば、乳房は通常、こうした低密度の組織を含まないためである。同様に、システムに組み込まれた適当な基準に基づいて、撮影される組織の縁部に近接する検出器が特定され、検出器が与える信号が補正される。完全に対象の外側にある検出器によって生成される信号は、組織の特性を表さないため、その検出器を撮影パラメータの調整に用いることは、せいぜいわずかの部分を除いて(except for a minor proportion for the most)ほとんど意味がない。しかし、望まれる場合、こうした検出器が供給する信号は、装置の放射出力を測定するのに、したがって、装置の可能性のある変動を補償するのに用いられることができる。
【００２２】
先に述べたように、本発明は、第１に、フィルムベース乳房Ｘ線撮影装置に適用されて述べられたが、もちろん、本発明は、他の撮影適用形態および画像データ受け取り手段と共に、また任意の既知のＡＥＣ検出器技術を用いて、使用されることもできる。したがって、本発明およびその実施形態は、上述した解決策に限定されず、代わりに、添付特許請求の範囲内で変わることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】撮影中にビーム領域内にある典型的な乳房Ｘ線撮影装置の構造を示す断面図である。
【図２】図２ａおよび図２ｂは、ろ過前のＸ線管から得られた放射の典型的なスペクトルを示す図である。
【図３】複数の小さな検出器からなる、本発明を実施するのに有利な露出検出器構造を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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