(57)【要約】  本発明は、オブジェクトを描画するために、Ｘ線装置における露出を制御する方法及び構成に関する。本装置は、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備える。本方法は、検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得すること、前記取得された信号をターゲット値と比較すること、及び比較の結果に対する検出器の移動速度を制御することの諸ステップを含む。
2007521911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトを画像化するために、Ｘ線装置における露出を制御する方法であって、前記装置が、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備えており、
第１の走査を開始し、前記検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するステップと、
前記取得した信号をターゲット値と比較するステップと、
前記第１の走査中に、前記比較の結果に対して前記検出器の移動速度を制御するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記ターゲット値が、オブジェクトの厚さ及び前記オブジェクトに入射するスペクトルから計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信号が、前記検出器上の離散的な数の領域から取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記検出器が光子計数検出器であり、また前記信号がカウントされた光子数である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ターゲット信号が、事前定義の信号対雑音比（ＳＮＲ）が得られるように計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記検出器が読取り値の相互間を移動する距離が、走査方向、すなわち第１の次元におけるピクセルを定義し、また第２の次元において、前記検出器が実際のピクセルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記検出器が、露出制御並びに画像受容器として機能する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記検出器の事前定義の領域で収集された光子数に基づいて、前記走査速度が変更される、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
第１の次元のピクセルごとに、到達するカウント数を制御するために、前記領域における計数率変化に対して走査速度を変更するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記領域における計数率に基づく前記移動可能な検出器からのフィードバックを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィードバックが、実質的に実時間であり、且つ前記検出器の前記走査速度を制御する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ｘ軸に沿った各点の前記露出が前記領域の計数率に基づいて制御され、したがって、全体の画像が、前記第２の次元における少なくとも前記領域で前記第１の次元に沿って制御可能な信号レベルを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
高密度のオブジェクトにより覆われていない領域をより速く走査し、したがって、露出が短縮されることにより、全体の走査時間を最小化するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記検出器それ自体が、前記露出を制御するために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
Ｘ線装置における露出時間を制御する方法であって、
ａ．ターゲット信号を設定するステップ（４００）と、
ｂ．検出器の関心領域（ＲＯＩ）を設定するステップ（４０１）と、
ｃ．開始速度を設定するステップ（４０２）と、
ｄ．走査を開始するステップ（４０３）と、
ｅ．前記ＲＯＩから信号を収集するステップ（４０４）と、
ｆ．ＲＯＩサイズ及び効率の少なくとも一方に関して信号を補償するステップ（４０５）と、
ｇ．前記信号をターゲット信号（Ｓｔａｒｇｅｔ）と比較し、新しい最適な速度を計算するステップ（４０６）と、
ｈ．前記走査中に、新しい速度を設定するステップと
を含む方法。
【請求項１６】
前記ステップｅが、カウントされた光子数又はＳＮＲを読み取るステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記Ｘ線装置が、光子計数デバイスであり、また前記新しい速度（Ｖｎｅｗ）が、Ｖｎｅｗ＝Ｖｏｌｄ×Ｓｔａｒｇｅｔ／Ｓｍｅａｓｕｒｅｄとして計算される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップｇで、ターゲット信号が、測定された信号より高い場合（４０６’）、速度を減少させ（４０６１’）、そうでない場合は旧速度が維持される（４０６２’）、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ステップｇが、事前設定の最小速度より新しい速度が少なくとも高くなるように要求するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記ターゲット信号が、測定された信号より高い場合（４０６’’）、検出器のサイズに応じて、前記速度を減少させ（４０６１’’）、そうでない場合は、前記速度を増加させる（４０６２’’）、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
圧縮高さ（ｈｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）データ、投影、及び検査タイプに関するデータを収集するステップ（４０６２’’’）と、
前のステップに基づいて、典型的な検査オブジェクトの密度プロファイルを、事前の検査から収集するステップ（４０６３’’’）と、
前記密度プロファイルの推定及び測定された信号に基づいて、最適な速度プロファイルを計算するステップ（４０６４’’’）と、
上記データに基づいて新しい速度を計算するステップと
からなる代替のステップｇを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記ＲＯＩを選択する前記ステップが、
走査方向を決定するステップと、
オブジェクトで最初に開始されるＲＯＩを選択するステップと、
十分な数の動作する検出器要素をＲＯＩが有していることを確認し、十分でない場合は次の適切なＲＯＩを選択するステップと
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
Ｘ線源（１１０）、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器（１５０）を備えるＸ線装置（１００）における露出時間を制御するための構成であって、
走査中に、前記取得した信号をターゲット値と比較するためのコンパレータ・ユニットを含む前記検出器によって検出された信号を受け取る手段（８０２）と、前記比較の結果に対して、前記走査中に、前記検出器の移動速度を制御する手段（８０４）とを備えることを特徴とする構成。
【請求項２４】
検出された信号を受け取る前記手段が処理ユニットであり、また前記検出器の移動を制御する前記手段（８０４）が、モータ制御装置である、請求項２３に記載の構成。
【請求項２５】
前記移動制御装置が、前記Ｘ線源中に回転中心を有する前記検出器の回転を制御する、請求項２３に記載の構成。
【請求項２６】
Ｘ線源（１０１）、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器（１０５）を備える光子計数タイプのＸ線装置（１００）であって、前記検出器により検出された光子数をカウントするための構成と、走査動作の下で、カウントされた光子数を事前設定された値と比較する手段（８０２）と、前記走査動作の下で、検査されるオブジェクトの密度から得られた結果に対して前記検査器の移動速度を制御する手段（８０３）とにより特徴付けられるＸ線装置（１００）。
【請求項２７】
Ｘ線装置における露出の制御を可能にするように実施されたコンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ使用可能媒体であって、オブジェクトを画像化する場合、前記装置が、Ｘ線源及び移動可能な検出器を備え、前記コンピュータ・プログラム・コードが、画像露出領域にわたり制御可能な速度で、前記検出器アレイの移動を制御するように構成されており、前記コンピュータ・プログラム・コードが、走査動作の下で、前記検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するための命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための命令セットと、前記走査動作の下で、前記比較結果に対して前記検出器の移動速度を制御するための命令セットとを含むコンピュータ使用可能媒体。
【請求項２８】
オブジェクトを画像化するために、Ｘ線装置における露出の制御を可能にするように実施されたコンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ使用可能媒体であって、前記装置が、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備え、前記コードが、走査動作の下で、前記検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するための第１の命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための第２の命令セットと、前記走査動作の下で、前記比較結果に対して前記検出器の移動速度を制御するための第３の命令セットとを含むコンピュータ使用可能媒体。
【請求項２９】
Ｘ線装置における露出を制御するためのコンピュータ・プログラムであって、オブジェクトを画像化する場合、前記装置がＸ線源及び移動可能な検出器を備え、前記コンピュータ・プログラムが、画像露出領域にわたり制御可能な速度で、前記検出器アレイの移動を制御するように構成されており、前記コンピュータ・プログラムが、走査動作の下で、前記検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するための命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための命令セットと、前記走査動作の下で、前記比較結果に対して前記検出器の移動速度を制御するための命令セットとを含むコンピュータ・プログラム。
【請求項３０】
オブジェクトを画像化するために、Ｘ線装置における露出を制御するためのコンピュータ・プログラムであって、前記装置が、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備えており、
走査動作の下で、前記検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するための第１の命令セットと、
前記取得された信号をターゲット値と比較するための第２の命令セットと、
前記走査動作の下で、前記比較結果に対して前記検出器の移動速度を制御するための第３の命令セットと
を含むコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線装置における自動露出制御（ＡＥＣ）のための方法及び構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＥＣはＸ線機器の動作モードであり、それにより、Ｘ線の出力は自動的に制御され、また画像受容器への事前に設定された放射線照射量に達した場合、それは停止する。それはまた、診断用露出の前に事前露出を行い、またセンサ、例えば、診断用イメージングのために使用されるセンサの一部分がその事前露出の結果を測定し、その測定されたデータから、診断用露出のための最適なパラメータを計算するように動作することもできる。診断用露出のために最適化され得るパラメータは、通常、Ｘ線管の電位（ｋＶ）、Ｘ線管電流（ｍＡ）、Ｘ線露出時間、Ｘ線フィルタ材料、及びＸ線アノード・ターゲット材料であり、それはまた自動的に選択され得る。
【０００３】
ＡＥＣの機能は、オブジェクトから独立して画像が正しく露出できるようにすることである。正しく露出することは、画像が十分な統計量を受け取ることを意味する。画像中の統計量のレベルは、管電流（ｍＡ）及び露出時間（ｓ）に比例する。したがって、管負荷（ｍＡｓ）は、露出を記述するために用いられる量である。
【０００４】
フィルム・システムの光学濃度制御は、最近の高感度フィルムを正しく露出するために必須のものである。デジタル・システム、例えば、マンモグラフィにおいても、様々の胸部タイプ及び入射スペクトルに関する画像における一定の信号対雑音比（ＳＮＲ）を取得するために同様の努力が行われている。
【０００５】
ＡＥＣを実施するためにはいくつかの方法がある。特許文書には、そのいくつかが記載されている。例えば、
米国特許第４３５７７０８号は、選択することが可能な、Ｘ線管及び画像レイヤ（又はフィルム）キャリアからなる写真露出ユニットの移動経路の構成に関する。写真露出時間を決定するために、ｍＡｓ−リレー、又は放射性検出器を有する自動露出タイマを、Ｘ線管の通電を制御するために配置することができる。Ｘ線管電流又は放射性検出器の電流は積分され、また積分器のコンテンツが写真露出の開始後所定の時間でサンプリングされる。サンプリングされた値は、参照値と比較され、ｍＡｓ−リレーの切換えにより、又は自動露出タイマにより決定される写真露出時間が写真露出ユニットの動作時間にほぼ相当するように、写真露出ユニットの動作速度に影響を与える。
【０００６】
米国特許第４３８３３２７号では、マルチリニア・アレイを使用する走査型放射線写真システムが開示されている。そのシステムは、マルチリニア・アレイに入射する電子放射線源を含む。マルチリニア・アレイは、それにより感知された放射線量に応じた強度信号を生成するようにそれぞれが適合された放射線センサを含む。各センサは、そのそれぞれの強度信号を保持又は記憶するための手段と関連付けられている。このように保持された強度信号は、各センサによって感知された追加の放射線から得られた次の強度信号を反映するように、継続的に更新することができる。放射線写真システムにより走査される不透明なオブジェクトは、放射線ビームを制御された状態で通過する。制御された動作は、更新された強度信号のシフトと同期化され、且つ調整され、したがって、前記センサの所与の群の保持手段を介する特定の更新された強度信号の移動速度及びコースは、不透明な標本の所与の領域を通過する放射線の移動速度及びコースと光学的に位置合わせされる。その場合、不透明な標本の所与の領域に対応する１つの更新された強度信号が生成される。それらの更新された信号は、次いで、収集され、適切な視覚システムにより処理される。
【０００７】
国際公開第０３／０４３４９７号は、電磁放射線によるイメージングにおいて実施される自動露出制御に関し、詳細には、フィルムベースのマンモグラフィにおける自動露出制御に関し、それは、現在使用されている解決策と比較して全く新しい手法に基づいており、また、それは、実験によるテストに基づいて構築された調整曲線及び／又は表を利用する。その新しい手法は、その動作パラメータに応じて、また放射線がイメージング装置のコンポーネントを横断するときのスペクトルの減衰に応じて、放射線源から取得可能な放射線スペクトルをＡＥＣシステムにモデリングすることを含む。画像化されるオブジェクトの厚さを測定することにより、また初期のスペクトル及びその計算可能な挙動を知ることにより、ＡＥＣ信号と画像の所望の黒化（ｄａｒｋｅｎｉｎｇ）の間の対応関係は、画像化されるオブジェクトの真の密度に基づいて達成することができる。
【０００８】
他の論文は、「Ａ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｃｈｅｓｔ  ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ  ｗｉｔｈ  ｒｅｇｉｏｎａｌ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ：ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ  ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ」Ｐｌｅｗｅｓ  ＤＢ、Ｍｅｄ  Ｐｈｙｓ．１９８３年９月〜１０月、１０（５）：６４６〜５４頁を含む。この文書によると、散乱した放射線の存在、及び放射線写真フィルムの小さな有効露出範囲により、従来の胸部放射線写真法は制限される。これらの２つの影響を最小化するコンピュータ支援の走査システムの概要が記されている。そのシステムは、従来のフィルム・カセットを露光するために、ラスター・パターンで患者の胸部上を掃引する放射線の小ビームを使用し、一方、患者とフィルムの間のスリット・コリメータ走査が、散乱した光子を排除するように働く。マイクロコンピュータが、フィルムの背後に置かれた検出器を用いて、患者によるビームの減衰を測定し、それが、ビームが走査するときにフィルム露光における変動（ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ）を最小化するようにＸ線管出力を自動的に調整する。患者透過率及びフィルム露光分布を示す形式が開発され、システムの転送機能が与えられる。このようなシステムは、空間フィルタとして動作し、それは、空間周波数の構造に対するフィルム・コントラストを、逆走査ビームの幅未満に減衰させる。フィードバック・ネットワークのソフトウェア・パラメータを操作することによって、フィルタを変更することが可能となり、また低い空間周波数強調、減衰、又はコントラスト反転を有する放射線写真を生成することが可能である。
【０００９】
米国特許公開第２００３／０１７４８０６は、オブジェクトの２次元画像を記録するための装置に関する。装置は、複数の１次元検出器ユニットを備えており、それぞれのユニットは、オブジェクトを通り又は散乱されて送られた電離放射線に照射され、また放射線の１次元イメージング用に配置されている。装置は、オブジェクトの２次元イメージを生成するように繰り返し検出する検出ユニットをオブジェクトに対して移動させるためのデバイスと、移動の最初の部分の前若しくはその間の短い時間期間中に、電離放射線を検出するように検出器を制御し、短い時間期間の検出に基づき繰り返される検出に対する最適な露出時間を計算し、且つ最適な露出時間を自動的に取得するための繰り返し検出を制御する制御デバイスとを備える。
【００１０】
本文書によると、事前の走査が検査走査を行う前に実施される。その事前走査の値は、走査速度などの検査走査パラメータを調整するために使用される。
【００１１】
米国特許第５５８５６３８号では、自動露出制御システムのためのＸ線検出器が開示されている。装置は、基板の主要な表面上に導電性材料の第１レイヤを有する炭素繊維複合材料の基板を有しており、また均一な半導体材料の第２レイヤが第１レイヤの上に付着され（ｄｅｐｏｓｉｔ）、Ｘ線の衝突に応じて変化する導電性などの電気特性を有する。導電性材料の第３のレイヤは、半導体レイヤの表面上に形成され、半導体材料レイヤにおける複数の領域を画定する複数の電極要素に分割される。第１レイヤと各電極の間の導電性を感知することにより、様々の領域に当たるＸ線の強度が測定される。したがって、陽子を光子に変換するために、シンチレータが使用される。
【００１２】
その発明による検出器は、陽子を光子に変換し、次いで、電気信号に変換する。したがって、システムは、光子計数、すなわち検出器に入射する光子の数を使用しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
現況技術のマンモグラフィ・システム及び対応するＡＥＣの問題は、画像のすべての領域で露出が最適化されていないことであり、システムは、露出をデリバリし平均化することができるだけであり、その露出は、胸部の厚さが薄い領域、及びＸ線の減衰が低い胸部の脂肪質領域では高すぎるが、一方、Ｘ線に対してより不透明な大部分が腺組織を有する胸部の高密度領域では露出を高くすることになる。本発明は、事前の露出が、実時間システムにおける診断露出と組み合わされ、また照射は、（走査方向に直角な）一方の次元で平均する必要があるだけであり、他方の次元（走査方向）で完全に最適化され得るので、その問題を解決する。したがって、胸部上で、大幅に改善された露出を達成することができる。
【００１４】
走査システムに関する問題は、長期にわたりまた機械部品の摩耗に対して、正確且つ安定した機械的運動を得ることである。走査検出器の位置が、比較的容易に達成できることであるが、すべての条件下で正確に測定され、システムが、位置測定からのトリガで、例えば、５０μｍごとに読み取られ、またトリガ相互間の時間は、外部クロックにより正確に測定される場合、検出器で測定された露出は、システムが機械的不安定さに無反応となるように正規化することができ、したがって、非常にロバストなシステムが達成される。ＡＥＣへの入力は、検出器からの正規化された信号、すなわち真の５０μｍごとの信号であり、露出が収集される時間は、外部クロックにより測定されている。時間は、実際の速度５０μｍ／ｔを計算するのに使用され、また検出器信号を非正規化するのに使用される。
【００１５】
従来のフィルムベースのシステム、又はコンピュータで計算される放射線写真法に基づくシステムは、胸部の下のいくつかの離散的な数の領域における射出カーマ（ｋｅｒｍａ）を測定し、その領域における露出に基づいて露出を終了させる。領域検出器を有するデジタル・システムは、通常、事前露出を行って、胸部の密度を判定し、それによりＡＥＣへの入力を提供する。
【００１６】
提案の方法は、露出時間を制御する検出器を用いて、オブジェクト（胸部）を走査する。従来のシステムは、胸部の各点に対して同じ露出時間を有している。本発明による方法は、少なくとも走査方向において、その同一点での信号若しくは密度に基づいて、各点の露出を制御する。従来のフィルムベースのシステムは、露出を終了させることによって、露出を制御する。提案のシステムは、走査速度、管電流（ｍＡ）、管電圧（ｋＶ）、アノード材料、及びフィルタのうちのいずれかを変更することにより、取得中に、実時間で露出を制御することができる。本発明の好ましい実施例によると、システムは、走査速度、したがって、走査方向における各点の露出時間を変化させることにより露出を制御する。走査速度は、実質的に、照射されているすべての点における露出に基づく。
【００１７】
したがって、本発明の好ましい諸実施例による本発明の目的は、従来技術の欠点のない、自動露出制御のための新規の方法及び構成を提供することである。本発明は、従来のＸ線イメージング・システムと比べてさらに、光子計数技法を用いるＸ線診断装置に適している。本発明は、カウントされた光子とＳＮＲの間に簡単な関係があるので、特に、光子計数検出器に適している。さらに、検出器は、非常に線形であり、それは、さらに、走査速度及びターゲット信号に対する簡単な関係を意味する。好ましくは、本発明の目的は、走査中に、実質的に実時間で制御される不定の走査速度に基づくシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
したがって、前述の問題を解決し、本発明の目的を達成するために、オブジェクトを描画するためのＸ線装置における露出を制御する方法が提供される。本装置は、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備える。本方法は、検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得すること、前記取得された信号をターゲット値と比較すること、及びその比較の結果に対して検出器の移動速度を制御することの諸ステップを含む。ターゲット値は、オブジェクトの厚さ、及びオブジェクトに入射するスペクトルから計算される。信号は、前記検出器上の離散的な数の領域から取得されることが好ましい。非常に好ましくは、検出器は光子計数検出器であり、また信号は、カウントされた光子数である。ターゲット信号は、事前定義の信号対雑音比（ＳＮＲ）が得られるように計算される。
【００１９】
好ましくは、検出器が読取り値の相互間を移動する距離が、走査方向、すなわち、第１の次元におけるピクセルを定義し、また、第２の次元において、検出器は実際のピクセルを含む。検出器は、露出制御並びに画像受容器として機能する。一実施例によると、検出器の事前定義の領域で収集された光子数に基づいて走査速度が変更される。
【００２０】
好ましくは、第１の次元のピクセルごとに到達したカウント数を制御するために、前記領域における計数率変化に対して走査速度が変更される。前記領域における計数率に基づく移動可能な検出器からのフィードバック。
【００２１】
フィードバックは、実質的に実時間であり、且つ検出器の走査速度を制御することが非常に好ましい。
【００２２】
一実施例では、ｘ軸に沿った各点の露出は、前記領域の計数率に基づいて制御され、したがって、全体の画像は、第２の次元における少なくとも前記領域で第１の次元に沿って制御可能な信号レベルを有する。本方法はさらに、高密度のオブジェクトにより覆われていない領域をより速く走査し、したがって、露出が短縮されることにより、全体の走査時間を最小化することを含む。検出器それ自体が、露出を制御するために使用されることが好ましい。
【００２３】
本発明はまた、Ｘ線装置における露出時間を制御する方法に関し、本方法は、ターゲット信号を設定すること、検出器の関心領域（ＲＯＩ）を設定すること、開始速度を設定すること、走査を開始すること、前記ＲＯＩから信号を収集すること、ＲＯＩサイズ及び効率の少なくとも一方に関して信号を補償すること、信号をターゲット信号（Ｓｔａｒｇｅｔ）と比較し、新しい最適な速度を計算すること、及び新しい速度を設定することの諸ステップを含む。
【００２４】
本方法はさらに、カウントされたいくつかの光子又はＳＮＲを読み取ることを含む。非常に好ましくは、Ｘ線装置が光子計数デバイスであり、新しい速度（Ｖｎｅｗ）は、Ｖｎｅｗ＝Ｖｏｌｄ×Ｓｔａｒｇｅｔ／Ｓｍｅａｓｕｒｅｄとして計算される。
【００２５】
本方法はさらに、ターゲット信号が、測定された信号より高い場合、速度を減少させ、そうでない場合は、旧速度が維持されることを含む。本方法はさらに、新しい速度が、事前設定された最小速度よりも少なくとも高くなるように要求することを含む。ターゲット信号が、測定された信号よりも高い場合、検出器のサイズに応じて、速度を減少させ、そうでない場合は、速度を増加させることができる。
【００２６】
代替的に、本方法は、圧縮高さ（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｈｅｉｇｈｔ）データ、投影、及び検査タイプに関するデータを収集すること、前のステップに基づいて、典型的な検査オブジェクトの密度プロファイルを、事前の検査から収集すること、前記密度プロファイルの推定及び測定された信号に基づいて最適な速度プロファイルを計算すること、及び上記データに基づいて新しい速度を計算することを含む。
【００２７】
ＲＯＩを選択する本方法は、走査方向を決定すること、オブジェクトで最初に開始されるＲＯＩを選択すること、及び動作する十分な数の検出器要素をＲＯＩが有することを確認し、十分でない場合は次の適切なＲＯＩを選択することを含む。
【００２８】
本発明はまた、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備える、Ｘ線装置における露出時間を制御するための構成を指す。本構成は、前記取得した信号をターゲット値と比較するためのコンパレータ・ユニットを含む前記検出器により検出された信号を受け取る手段、及びその比較結果に対して前記検出器の移動速度を制御する手段を備える。検出された信号を受け取る手段は処理ユニットであり、また検出器の移動を制御する手段はモータ制御装置である。移動制御装置は、前記Ｘ線源中に回転中心を有する前記検出器の回転を制御する。
【００２９】
本発明はまた、光子計数タイプのＸ線装置に関し、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備える。本装置は、検出器により検出された光子数をカウントするための構成、カウントされた光子数を事前設定された値と比較する手段、及び検査されるオブジェクトの密度から得られた結果に対して検出器の移動速度を制御する手段を備える。
【００３０】
さらに、本発明は、Ｘ線装置における露出の制御を可能にするように実施されたコンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ使用可能媒体に関し、オブジェクトを画像化する場合、装置は、Ｘ線源及び移動可能な検出器を備える。コンピュータ・プログラム・コードは、画像露出領域にわたり制御可能な速度で、前記検出器アレイの移動を制御するように構成される。コンピュータ・プログラム・コードは、検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するための命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための命令セットと、その比較結果に対して検出器の移動速度を制御するための命令セットとを含む。Ｘ線装置における露出を制御するためのコンピュータ・プログラムもまた与えられ、オブジェクトを画像化する場合、装置はＸ線源、移動可能な検出器を備える。コンピュータ・プログラムは、画像露出領域にわたり制御可能な速度で、前記検出器アレイの移動を制御するように構成される。コンピュータ・プログラムは、検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するための命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための命令セットと、その比較結果に対して検出器の移動速度を制御するための命令セットとを含む。
【００３１】
一態様によると、オブジェクトを画像化するためのＸ線装置における露出の制御を可能にするように実施されたコンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ使用可能媒体が提供される。本装置は、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備える。そのコードは、検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するための第１の命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための第２の命令セットと、その比較結果に対して検出器の移動速度を制御するための第３の命令セットとを含む。オブジェクトを画像化するために、Ｘ線装置における露出を制御するためのコンピュータ・プログラムが与えられる。本装置は、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備える。プログラムは、検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するための第１の命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための第２の命令セットと、その比較結果に対して検出器の移動速度を制御するための第３の命令セットとを含む。
【００３２】
以下では、本発明を、添付の図面で概略的に示されたいくつかの好ましい実施例を参照して、それに限定されることなく説明する。
【実施例】
【００３３】
図１は、ｘ次元と呼ばれる１つの次元でイメージ・フィールドを走査する、光子計数検出器に基づく好ましい一実施例によるＸ線イメージング・システム１００を示す。システム１００は、ハウジング１０１内に配置されたＸ線源（管）１１０、患者サポート１３０、プリ・コリメータ・ハウジング１２０、及び圧縮パドルを備える。コリメータ１４０は、コリメータ・サポート構造中に配置され、また患者サポート１３０は、検出器のアレイ１５０を含む。
【００３４】
図２で示されるように、Ｘ線源１１０及び検出器アレイ１５０は、源１１０を中心に、半径方向に変位して配置されており、したがって、セクションＡ走査することができる。画像は、検出器を画像フィールドにわたり走査することにより取得される。検出器が、事前定義の距離を走査したとき、収集された光子計数の数が読み取られ、またカウンタはリセットされる（ゼロにする）。それは、検出器が読取り値の相互間を移動する距離が、走査方向におけるピクセルを定義することを意味する。もう一方の次元では、検出器は実際のピクセルを含む。
【００３５】
検出器は、ｙ次元の画像フィールド全体をカバーする。ｙ次元では、検出器はピクセルを含む。ｘ次元では、システムは、検出器が事前定義の長さを移動する時間中に収集されたカウント数を記憶する。その長さは、画像のｘ次元のピクセル・サイズであり、一方、検出器の実際のｙ次元ピクセルが、画像のｙ次元ピクセルを構成する。
【００３６】
事前定義の信号対雑音比（ＳＮＲ）を取得するために必要なピクセルごとの光子数は、検出器に入射するｋＶ、光子エネルギ分布、及び光子束の関数であるが、またｘ次元におけるピクセルごとの移動時間の関数でもある。走査画像受容器は、画像受容器と同様に露出制御機構としても機能することになる。走査速度は、検出器の事前定義の領域に収集された光子数に基づいて変更される。その領域は、フィードバック領域と呼ばれる。本アイデアは、フィードバック領域における計数率が変化している場合、ｘ次元のピクセル単位で、到達するカウント数を制御するように走査速度を変化させるべきであるということにある。本方法は、フィードバック領域における計数率に基づく実際の画像受容器からのフィードバックを含む。そのフィードバックは、ほぼ実時間であり、またフィードバックにより、検出器の走査速度が制御される。その効果によれば、ｘ軸に沿った各点の露出が、フィードバック領域の計数率に基づいて制御され、したがって、画像全体が、ｙ次元における少なくともフィードバック領域でｘ次元に沿って制御可能な信号レベルを有することになる。他の効果では、高密度のオブジェクトにより覆われていない領域がより速く走査され、したがって、露出が短縮されるので、全体の走査時間が最小化されることになる。
【００３７】
本発明による露出制御は、露出を制御するために検出器それ自体を用いる。走査システムでは、露出時間は走査速度の関数である。そのようにすると、検出アレイから受け取った信号に基づき走査速度を制御することによって露出を制御することができる。
【００３８】
図３は、並んだいくつかのセンサ１５１を備える検出器アレイ１５０を示す。各センサは、１つのピクセルを構成する。本発明は、検出器アレイの１つのセクション、例えば、検出器の縁部上のセンサを走査方向に一致させることにより実施することができる。すなわち、オブジェクトを走査することにより、まず走査速度を、したがって露出時間を決定する。参照番号１７０はＸ線を示す。したがって、走査システムでは、各ピクセルの露出時間を制御することができる。
【００３９】
好ましい一実施例によると、制御方法は、以下の諸ステップ（図４の流れ図）を含む。
・ターゲット信号、例えば、カウントされた光子数又はＳＮＲ（この場合光子数の平方根）を設定する、４００
・検出器の関心領域（ＲＯＩ）を設定する、４０１
・開始速度を設定する、４０２
・走査を開始する、４０３
・ＲＯＩから信号を収集する、４０４
・ＲＯＩのサイズ及び効率に関して信号を補償する、４０５
・信号をターゲット信号（Ｓｔａｒｇｅｔ）と比較し、新しい最適な速度を計算する、４０６。光子計数デバイスの場合、新しい速度Ｖｎｅｗは、Ｖｎｅｗ＝Ｖｏｌｄ×Ｓｔａｒｇｅｔ／Ｓｍｅａｓｕｒｅｄとして計算することができる。
・新しい速度を設定する、４０７
・次の読取り。
【００４０】
信号を比較するステップは、図５の以下のステップを含む。
・ターゲット信号が測定された信号よりも高い場合、４０６’、速度を減少させ、４０６１’、そうではない場合は、旧速度を維持する、４０６２’。
【００４１】
それは、胸部の最も高密度の領域に対して制御することが望ましいということによる。それは、ＲＯＩの幅が検出器の幅全体に満たない場合に適用可能である。
【００４２】
信号を比較するステップはまた、最小速度を設定することを含むことができる。
・本制御方法は、ターゲット信号が、測定された信号よりも低い場合、旧速度を維持するのではなく、速度を増加させることができる。パラメータが検出器の設計を考慮するように選択される従来の制御装置は、速度制御を実施することができる。例えば、狭い検出器は、広い検出器よりも速い応答を有する制御アルゴリズムを使用することができる。
【００４３】
他の代替の信号比較ステップはまた、以下のようになる（図７）。
・ターゲット信号が測定された信号よりも高い場合、４０６’’’、速度を減少させ、４０６１’’’、そうでない場合は、
・圧縮高さ（ｈｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）データを収集し、スタンド制御ユニットからの投影を収集し、また検査タイプ（ファントム、インプラント、検体など）に関するデータを収集する、４０６２’’’
・上記に基づき、事前の検査から典型的な胸部密度プロファイルを推定する、４０６３’’’
・推定された密度プロファイル及び測定された信号（すなわち、測定された実際の密度プロファイル）に基づいて、残りのものに対する最適な速度プロファイルを計算する、４０６４’’’。
【００４４】
ターゲット信号は、オブジェクトの厚さ及びオブジェクトに入射するスペクトルから計算することができる。
【００４５】
検査されるオブジェクトに関するデータは、事前の検査、推定などを含むデータバースから取得される。
【００４６】
ＲＯＩを選択するステップは、以下のステップを含むことができる。
・走査方向を決定する、
・胸部で最初に開始されるＲＯＩを選択する、また
・十分な数の動作する検出器要素をＲＯＩが有しているか確認し、不十分な場合、次の適切なＲＯＩを選択する。
【００４７】
図８は、図２のＸ線装置に関連する本発明の構成を示す。検査されるオブジェクト（例えば、胸部）１６０は、Ｘ線１７０の通路中のコリメータ１４０と検出器アセンブリ１５０の間に配置される。検出器からの信号は、読取りユニット８０１により読み取られ、処理ユニット８０２（モダリティ・ユニット・コンピュータ）に送られ、その出力に基づいて、モータ制御装置８０３が、装置のＸ線イメージング部分を半回転運動で駆動するモータ８０４を制御する。
【００４８】
信号は、検出器が事前設定された値を移動するごとに収集される。その場合、その値は、取得された画像のピクセル幅と等しくなるはずである。ピクセル・データは、最後の読取りから経過した時間を用いて正規化される。しかし、ＡＥＣに対する信号は正規化されない。こうすることにより、走査速度から独立した画像品質が得られる。システムは、走査の間中、走査速度を変更することができ、また描画されるオブジェクトに応じて、画像の様々の部分が異なる露出時間を有するようにすることができる。
【００４９】
走査速度を制御するために、検出器アレイの一部分を使用することも可能である。その部分の信号又は計算レートが変化している場合、画像中の統計量レベルを制御するために、走査速度を変化させるべきである。検出器アレイから走査速度へのフィードバックは、実質的に実時間で行うことができる。
【００５０】
提案の露出制御の一効果は、高密度のオブジェクトにより覆われていない領域はより速く走査されるので、走査時間全体が低減されることになる。
【００５１】
本発明は、示された諸実施例に限定されることなく、添付の特許請求の範囲から逸脱することのないいくつかの方法で変更することが可能であり、また本構成及び方法は、用途、機能ユニット、必要性、及び要件に応じて様々の方法で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】概略的なＸ線イメージング装置の斜視図である。
【図２】図１によるＸ線装置の概略的な正面図である。
【図３】検出器アセンブリの一部分を概略的に示す図である。
【図４】本発明の一実施例による諸ステップを示す流れ図である。
【図５】本発明の一実施例による代替のステップを示す流れ図である。
【図６】本発明の一実施例によるさらに他の代替ステップを示す流れ図である。
【図７】本発明の一実施例によるさらに他の代替ステップを示す流れ図である。
【図８】本発明によるＸ線装置のブロック図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年4月18日(2006.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトを画像化するために、Ｘ線装置における露出時間を制御する方法であって、前記装置が、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備え、前記検出器が前記検出器の移動方向の第１の縁部、及び第２の縁部を有しており、
ａ．事前定義の信号対雑音比（ＳＮＲ）を得るように計算されたターゲット信号を設定するステップ（４００）と、
ｂ．前記第１の縁部上にセンサ（１５１）を備える検出器関心領域（ＲＯＩ）を設定するステップ（４０１）と、
ｃ．開始速度を設定するステップ（４０２）と、
ｄ．走査を開始するステップ（４０３）と、
ｅ．前記ＲＯＩから信号を収集するステップ（４０４）と、
ｆ．ＲＯＩサイズ及び効率の少なくとも一方に関して信号を補償するステップ（４０５）と、
ｇ．前記信号をターゲット信号（Ｓｔａｒｇｅｔ）と比較し、新しい最適な速度を計算するステップ（４０６）と、
ｈ．前記走査中に、新しい速度を設定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記ターゲット値が、オブジェクトの厚さ及び前記オブジェクトに入射するスペクトルから計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信号が、前記検出器上の離散的な数の領域から取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記検出器が光子計数検出器であり、また前記信号がカウントされた光子数である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記検出器が読取り値の相互間を移動する距離が、走査方向、すなわち第１の次元におけるピクセルを定義し、また第２の次元において、前記検出器が実際のピクセルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記検出器が、露出制御並びに画像受容器として機能する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記検出器の事前定義の領域で収集された光子数に基づいて、前記走査速度が変更される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第１の次元のピクセルごとに、到達するカウント数を制御するために、前記領域における計数率変化に対して走査速度を変更するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記領域における計数率に基づく前記移動可能な検出器からのフィードバックを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィードバックが、実質的に実時間であり、且つ前記検出器の前記走査速度を制御する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ｘ軸に沿った各点の前記露出が前記領域の計数率に基づいて制御され、したがって、全体の画像が、前記第２の次元における少なくとも前記領域で前記第１の次元に沿って制御可能な信号レベルを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
高密度のオブジェクトにより覆われていない領域をより速く走査し、したがって、露出が短縮されることにより、全体の走査時間を最小化するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記検出器それ自体が、前記露出を制御するために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップｅが、カウントされた光子数又はＳＮＲを読み取るステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１５】
前記Ｘ線装置が、光子計数デバイスであり、また前記新しい速度（Ｖｎｅｗ）が、Ｖｎｅｗ＝Ｖｏｌｄ×Ｓｔａｒｇｅｔ／Ｓｍｅａｓｕｒｅｄとして計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップｇで、ターゲット信号が、測定された信号より高い場合（４０６’）、速度を減少させ（４０６１’）、そうでない場合は旧速度が維持される（４０６２’）、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップｇが、事前設定の最小速度より新しい速度が少なくとも高くなるように要求するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ターゲット信号が、測定された信号より高い場合（４０６’’）、検出器のサイズに応じて、前記速度を減少させ（４０６１’’）、そうでない場合は、前記速度を増加させる（４０６２’’）、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
圧縮高さ（ｈｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）データ、投影、及び検査タイプに関するデータを収集するステップ（４０６２’’’）と、
前のステップに基づいて、典型的な検査オブジェクトの密度プロファイルを、事前の検査から収集するステップ（４０６３’’’）と、
前記密度プロファイルの推定及び測定された信号に基づいて、最適な速度プロファイルを計算するステップ（４０６４’’’）と、
上記データに基づいて新しい速度を計算するステップと
からなる代替のステップｇを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＲＯＩを選択する前記ステップが、
走査方向を決定するステップと、
オブジェクトで最初に開始されるＲＯＩを選択するステップと、
十分な数の動作する検出器要素をＲＯＩが有していることを確認し、十分でない場合は次の適切なＲＯＩを選択するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
Ｘ線源（１１０）、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器（１５０）を備えるＸ線装置（１００）における露出時間を制御するための構成であって、
前記検出器が、移動方向に前縁（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅ）として構成された第１の縁部を備えており、前記構成が、事前定義の信号対雑音比（ＳＮＲ）が得られるように計算されたターゲット信号を設定する（４００）手段をさらに備え、前記検出器が前記第１の縁部にセンサを備える関心領域（ＲＯＩ）を有しており（４０１）、さらに、前記構成が、開始速度を取得する（４０２）手段と、前記ＲＯＩから信号を収集する（４０４）手段と、ＲＯＩサイズ及び効率の少なくとも一方に関して信号を補償する（４０５）手段と、前記信号をターゲット信号（Ｓｔａｒｇｅｔ）と比較する圧縮手段と、新しい最適な速度を計算する（４０６）手段と、前記走査中に新しい速度を設定する手段とを含むことを特徴とする構成。
【請求項２２】
検出された信号を受け取る前記手段が処理ユニットであり、また前記検出器の移動を制御する前記手段（８０４）が、モータ制御装置である、請求項２１に記載の構成。
【請求項２３】
前記移動制御装置が、前記Ｘ線源中に回転中心を有する前記検出器の回転を制御する、請求項２１に記載の構成。
【請求項２４】
Ｘ線源（１０１）、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器（１０５）を備える光子計数タイプのＸ線装置（１００）であって、移動方向に前縁として構成された端部を備える検出器により検出された光子数をカウントするための構成と、走査動作の下で、前記端部のセンサからカウントされた光子数を事前設定された値と比較するための手段（８０２）と、前記走査動作の下で、検査されるオブジェクトの密度に対応する前記センサの信号から取得された結果に対して、前記検出器の移動速度を制御する手段（８０３）とにより特徴付けられるＸ線装置（１００）。
【請求項２５】
Ｘ線装置における露出の制御を可能にするように実施されたコンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ使用可能媒体であって、オブジェクトを画像化する場合、前記装置が、Ｘ線源及び移動可能な検出器を備え、前記コンピュータ・プログラム・コードが、画像露出領域にわたり制御可能な速度で、前記検出器アレイの移動を制御するように構成されており、前記コンピュータ・プログラム・コードが、走査動作の下で、走査方向における前記検出器の縁部分に入射する光子に関する信号を取得するための命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための命令セットと、前記走査動作の下で、前記比較結果に対して前記検出器の移動速度を制御するための命令セットとを含むコンピュータ使用可能媒体。
【請求項２６】
オブジェクトを画像化するために、Ｘ線装置における露出の制御を可能にするように実施されたコンピュータ可読プログラム・コードを有するコンピュータ使用可能媒体であって、前記装置が、Ｘ線源、及び画像露出領域にわたり制御可能な速度で移動するように構成された移動可能な検出器を備え、前記コードが、走査動作の下で、前記検出器の少なくとも一部分に入射する光子に関する信号を取得するための第１の命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための第２の命令セットと、前記走査動作の下で、前記比較結果に対して前記検出器の移動速度を制御するための第３の命令セットとを含むコンピュータ使用可能媒体。
【請求項２７】
Ｘ線装置における露出を制御するためのコンピュータ・プログラムであって、オブジェクトを画像化する場合、前記装置がＸ線源及び移動可能な検出器を備え、前記コンピュータ・プログラムが、画像露出領域にわたり制御可能な速度で、前記検出器アレイの移動を制御するように構成されており、前記コンピュータ・プログラムが、走査動作の下で、走査方向における前記検出部の縁部分に入射する光子に関する信号を取得するための命令セットと、前記取得された信号をターゲット値と比較するための命令セットと、前記走査動作の下で、前記比較結果に対して前記検出器の移動速度を制御するための命令セットとを含むコンピュータ・プログラム。
【国際調査報告】
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