(57)【要約】  本発明はCアームX線撮像に関する。拡大されたゲーティング窓によってCアームCT画像取得を行うため、X線撮像用Cアーム構造(12)が供される。当該Cアーム構造(12)は、Cアーム(32)、可動式Cアーム支持体(34)、X線源(36)、及びX線検出器(38)を有する。前記Cアーム(32)は、第1端部(40)と第2端部(42)を有する。前記X線源(36)は、前記第1端部(40)に載置される。前記X線検出器(38)は、前記第2端部(42)に載置される。前記Cアーム(32)は、前記可動式Cアーム支持体(34)に載置される。その結果前記X線源(36)と前記X線検出器(38)は、関心対象物(44)の周りを各対応する軌跡(46)に従って可動となる。前記X線源(36)は、少なくとも第1焦点スポット(48)と第2焦点スポット(50)を有する。前記第1焦点スポット(48)と前記第2焦点スポット(50)は、オフセット方向(54)で焦点スポット距離(52)だけ互いに離間している。前記オフセット方向(54)は前記軌跡に対して位置合わせされている。
2014534884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Cアーム、可動式Cアーム支持体、X線源、及びX線検出器を有するX線撮像用Cアーム構造であって、
前記Cアームは第1端部と第2端部を有し、
前記X線源は前記第1端部に載置され、
前記X線検出器は前記第2端部に載置され、
前記Cアームは前記可動式Cアーム支持体に載置され、その結果、前記X線源と前記X線検出器は、関心対象物の周りを前記X線源と前記X線検出器にそれぞれ対応する軌跡に従って可動となり、
前記X線源は、少なくとも第1焦点スポットと第2焦点スポットを有し、
前記第1焦点スポットと前記第2焦点スポットは、オフセット方向で焦点スポット距離だけ互いに離間し、
前記オフセット方向は前記軌跡に対して位置合わせされている、
Cアーム構造。
【請求項２】
前記第1焦点スポットと前記第2焦点スポットは、前記X線源の軌跡上に位置する、請求項1に記載のCアーム構造。
【請求項３】
前記オフセット距離及び/又は前記オフセット方向は適合可能である、請求項1又は2に記載のCアーム構造。
【請求項４】
前記X線源は、2つの焦点スポットを有するステレオX線管として供される、請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載のCアーム構造。
【請求項５】
前記X線源は二重エネルギーX線管として供される、請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載のCアーム構造。
【請求項６】
請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のCアーム構造；
前記Cアーム構造を動かすための運動装置；及び、
処理ユニット；
を有するX線撮像システムであって、
前記処理ユニットは、それぞれの軌跡に沿った前記X線源と前記検出器の運動を起こすように前記運動装置を制御するように構成され、
前記処理ユニットは、前記X線源、並びに、前記第1焦点スポット及び前記第2焦点スポットからのX線の発生を制御するように構成され、
前記処理ユニットは、前記検出器を制御し、かつ、前記検出器から生の画像データを受け取るように構成される、
X線撮像システム。
【請求項７】
対象物の断層画像データを供する方法であって：
a)  Cアーム構造の第1端部に設けられたX線源を、線源の軌跡に沿って運動させ、同時に前記Cアーム構造の第2端部に設けられた検出器を、対応する検出器の軌跡に沿って運動させる段階であって、前記X線源には、オフセット方向で互いに焦点スポット距離だけ変位する第1焦点スポット及び第が焦点スポットが供され、前記オフセット方向は前記軌跡に対して位置合わせされている、段階；
b)  前記第1焦点スポットから前記検出器へ向かう第1X線を対象物へ照射するか、又は、前記第2焦点スポットから前記検出器へ向かう第2X線を対象物へ照射する段階；
c)  前記検出器によって前記第1焦点スポットからの第1X線又は前記第2焦点スポットからの第2X線を検出し、かつ、それぞれの信号を生の画像データとして供する段階；
を有する方法。
【請求項８】
前記段階b)では、前記第1X線と前記第2X線が交互に照射される、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記第1X線と前記第2X線が連続的かつ交互に照射され、
生の画像データの連続サンプリングが行われ、
前記対象物に関する同期信号が、前記生の画像データに関する連続サンプリングの間に供され、
前記の連続的にサンプリングされた生の画像データから、所定の同期信号の位相に割り当てられた生の画像データが、前記対象物の3次元画像データの再構成用に選ばれる、
請求項7又は8に記載の方法。
【請求項１０】
前記対象物の機能に関する同期信号が、前記Cアーム構造の運動中及び前記対象物への照射中に供され、
前記照射及び前記検出は、所定の同期信号位相の範囲内でのみ行われる、
請求項7又は8に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットのうちの一からのX線が、前記軌跡の全体にわたる第1数の位置から供され、かつ、
前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットのうちの他からのX線が、前記軌跡の全体にわたる多数のゲーティング窓内に配列した第2数の位置から供される、
請求項7乃至10のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットからのX線が、前記軌跡の全体にわたる多数のゲーティング窓内に配置された多数の位置からのみ供される、請求項7乃至10のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記オフセット距離及び/又は前記オフセット方向は、回転走査中に適合される、請求項7乃至12のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
処理ユニットによって実行されるときに、請求項7乃至12のうちいずれか一項に記載の方法の段階を実行するように構成される、請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の装置を制御するコンピュータプログラム要素。
【請求項１５】
請求項14に記載のコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線撮像用Cアーム構造、X線撮像システム、対象物の断層画像を供する方法、コンピュータ可読プログラム、及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
CアームX線撮像においては、コンピュータ断層画像データが、ある軌跡に沿って供される。たとえば心臓Cアーム撮像では、心同期が画像再構成中に必要となりうる。これはたとえば、3D冠状動脈撮像法又は3D全心臓撮像法に用いられる。たとえば特許文献1は、Cアーム画像取得に関し、かつ、冠状動脈の反復再構成について記載している。しかしたとえば心周期の期間と比較してCアームシステムの回転時間が遅いため、有限のゲーティング窓幅を有する心同期(cardiac  gating)によって、再構成用に利用可能な投影シーケンスが中断される恐れがある。再構成画像品質の観点では、このことは、心臓ゲーティング窓の期間を増大させることによって、角度サブサンプリングによるアーティファクトが減少する一方で、時間分解能が制限されることに起因するアーティファクトが増大し、かつ、心臓ゲーティング窓の期間を減少させれば逆のことが起こることを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第2010/0098315号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
よってゲーティング窓が拡張されたCアームCT画像取得を供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、独立請求項の対象によって解決される。他の実施例は従属請求項に記載されている。
【０００６】
本発明の第1態様によると、Cアーム、可動式Cアーム支持体、X線源、及びX線検出器を有するX線撮像用Cアーム構造が供される。前記Cアームは、第1端部と第2端部を有する。前記X線源は前記第1端部に載置される。前記X線検出器は前記第2端部に載置される。前記Cアームは前記可動式Cアーム支持体に載置される。その結果、前記X線源と前記X線検出器(38)は、関心対象物の周りを各対応する軌跡に従って可動となる。前記X線源は、少なくとも第1焦点スポットと第2焦点スポットを有する。前記第1焦点スポットと前記第2焦点スポットは、オフセット方向で焦点スポット距離だけ互いに離間している。前記オフセット方向は前記軌跡に対して位置合わせされている。
【０００７】
前記軌跡に沿ったオフセットは、視野を拡張させる−具体的には前記第1焦点スポットからの第1光景のみならず、別の角度からの光景を供する前記第2焦点スポットからの第2光景の取得によって−ため、前記X線源の一の位置からの画像取得を可能にする。ゲーティング窓中での画像取得に関して、管が−たとえばステップ状に−同一速度で動かされることで、多数の地点からの画像取得が可能となる。しかし追加の−所謂新たな−視点である前記第2焦点スポットに起因して、前記ゲーティング窓内に多数の光景が供されうるだけではなく、大きな角度範囲でも−具体的には前記第2焦点スポットのオフセットによって与えられる追加の区分によって−多数の光景が供されうる。
【０００８】
典型的実施例によると、前記第1焦点スポットと前記第2焦点スポットは、前記X線源の軌跡上に位置する。
【０００９】
他の典型的実施例によると、前記オフセット距離及び/又は前記オフセット方向は適合可能である。たとえば前記オフセット距離及び/又は前記オフセット方向は、前記軌跡に沿った走査中に適合される。
【００１０】
他の典型的実施例によると、前記X線源は、2つの焦点スポットを有するステレオX線管として供される。
【００１１】
他の典型的実施例によると、前記X線源は二重エネルギーX線管として供される。たとえば、第1スペクトルを有する第1放射線が前記第1焦点スポットから供され、かつ、第2スペクトルを有する第2放射線が前記第2焦点スポットから供される。
【００１２】
たとえば前記ステレオX線管は二重エネルギーステレオX線管であって良い。
【００１３】
画像取得は、前記軌跡の少なくとも一部について行われて良い。前記軌跡は、軌跡面内に配置された円弧であって良い。
【００１４】
前記オフセット距離は、一定となるように供されて良いし、又は、適合可能すなわち可変となるように供されても良い。前記オフセット方向は、一定となるように供されて良いし、又は、適合可能すなわち可変となるように供されても良い。よって前記オフセット方向の向きは適合可能である。たとえば前記オフセット方向は前記軌跡の接線に対して位置合わせされて良い。
【００１５】
前記軌跡は螺旋状軌跡であって良い。前記軌跡は、鞍状形状を有するループとして供されて良い。前記軌跡は具体的には二軸回転軌跡であって良い。前記軌跡は、同時のプロペラ運動とロール運動に基づく。たとえば前記軌跡は所謂フィリップス社の“XperSwing軌跡”であって良い。
【００１６】
前記オフセット方向は、前記取得中に前記軌跡に対して適合可能であって良い。たとえば前記オフセット方向は回転可能である。これはたとえば、回転可能に載置されたX線源及び/又は電子偏向によって実現されて良い。よって前記第1焦点スポットと前記第2焦点スポットの位置を適合させることが可能となる。
【００１７】
本発明の第2態様によると、上述のCアーム構造のうちの一によるCアーム構造、前記Cアーム構造を動かすための運動装置、及び、処理ユニットを有するX線撮像システムが供される。前記処理ユニットは、それぞれの軌跡に沿った前記X線源と前記検出器の運動を起こすように前記運動装置を制御するように構成される。前記処理ユニットは、前記X線源、並びに、前記第1焦点スポット及び前記第2焦点スポットからのX線の発生を制御するように構成される。前記処理ユニットは、前記検出器を制御し、かつ、前記検出器から生の画像データを受け取るように構成される。
【００１８】
前記処理ユニットは、前記第1焦点スポットから前記検出器へ向けて第1X線を放射し、かつ、前記第2焦点スポットから前記検出器へ向けて第2X線を放射するように前記X線源を制御するように構成される。
【００１９】
本発明の第3態様によると、対象物の断層画像データを供する方法が供される。当該方法は以下の段階を有する。
a)  Cアーム構造の第1端部に設けられたX線源を、線源の軌跡に沿って運動させ、同時に前記Cアーム構造の第2端部に設けられた検出器を、対応する検出器の軌跡に沿って運動させる段階。前記X線源には、オフセット方向で互いに焦点スポット距離だけ変位する第1焦点スポット及び第が焦点スポットが供される。前記オフセット方向は前記軌跡に対して位置合わせされている。
b)  前記第1焦点スポットから前記検出器へ向かう第1X線を対象物へ照射するか、又は、前記第2焦点スポットから前記検出器へ向かう第2X線を対象物へ照射する段階。
c)  前記検出器によって前記第1焦点スポットからの第1X線又は前記第2焦点スポットからの第2X線を検出し、かつ、それぞれの信号を生の画像データとして供する段階。
【００２０】
前記段階a)の運動は連続的に行われて良い。
【００２１】
前記運動は一定かつ均一な運動として行われ得る間に、段階b)と段階c)が実行される。段階b)と段階c)が行われ得る間に、段階a)が実行される。
【００２２】
典型的実施例によると、段階b)では、前記第1X線と前記第2X線が交互に照射される。
【００２３】
他の典型的実施例によると、前記第1X線と前記第2X線が連続的かつ交互に照射され、かつ、生の画像データの連続サンプリングが行われる。前記対象物に関する同期信号が、前記生の画像データに関する連続サンプリングの間に供される。前記の連続的にサンプリングされた生の画像データから、所定の同期信号の位相に割り当てられた生の画像データが、前記対象物の3次元画像データの再構成用に選ばれる。これは、サンプリングの「後ろ向きの(retrospective)」評価とも呼ばれる。
【００２４】
他の典型的実施例によると、前記対象物の機能に関する同期信号が、前記Cアーム構造の運動中及び前記対象物への照射中に供される。前記照射及び前記検出は、所定の同期信号位相の範囲内でのみ行われる。これは、「前向きの(prospective)」サンプリング又はトリガリングとも呼ばれる。
【００２５】
前記所定の同期信号の位相は、ゲーティング窓として供されて良い。多数のゲーティング窓が、所定の軌跡の長さに沿って供されて良い。
【００２６】
たとえばゲーティング窓用の少なくとも5つの分配された位置を有する180°の軌跡が供される。たとえば12のゲーティング窓、つまりゲーティング窓用に12の位置が供されて良い。
【００２７】
前記同期信号はたとえば、検査中の患者のECG信号である。前記所定の同期信号の位相は、心周期の所定の部分−たとえば心周期の20%−であって良い。
【００２８】
典型的実施例によると、前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットのうちの一からのX線が、前記軌跡の全体にわたる第1数の位置から供される。前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットのうちの他からのX線が、前記軌跡の全体にわたる多数のゲーティング窓内に配列した第2数の位置から供される。
【００２９】
前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットからのX線が、前記軌跡にわたる多数のゲーティング窓内に配列した多数の位置からのみ供される。
【００３０】
他の典型的実施例によると、心臓ゲーティング窓内部の前記第2焦点スポットのみ照射されるとき、完全な回転シーケンスが、たとえば毎秒30フレームで一の焦点スポットによって得ることができる一方、前記ゲーティング窓内部では、前記第2焦点スポットが加えられることで、合計のフレーム速度が60Hzとなる。
【００３１】
他の典型的実施例によると、前記オフセット距離及び/又は前記オフセット方向は、回転走査中に適合される。たとえば前記オフセット距離を調節することによって、各異なる前記運動の速度が、たとえば前記軌跡の最初で加速され、かつ、最後で減速される間に補償されうる。
【００３２】
前記第1X線と前記第2X線がそれぞれ供される2つの連続する照射位置間での前記管の変位は、前記焦点スポット距離よりも短くて良い。たとえば段階a)の運動は、段階b)の照射に関連して行われる。その結果、第1の実効的な線源の位置と第2の実効的な線源の位置からなる対の後に、変位した第1の実効的な線源の位置と第2の実効的な線源の位置からなる後続の対が続く。それにより、前記後続の対の実効的な線源の位置のうちの一は先の第1の実効的な線源の位置と第2の実効的な線源の位置との間に配置され、かつ、前記後続の対の実効的な線源の位置のうちの他は前記先の第1の実効的な線源の位置と第2の実効的な線源の位置の変位の外側に配置される。
【００３３】
たとえば同一の視認位置からのいずれのスペクトルにも関連する画像情報を供する二重エネルギーモードでは、前記管の変位は前記焦点スポット距離にも等しくて良い。換言すると、前記焦点位置は、連続して（対として）取得され、重なり合う又は一致するように配列される。
【００３４】
前記管の変位はさらに、前記焦点スポット距離よりも長くて良い。
【００３５】
他の例によると、二重エネルギーを有するX線が供される。たとえば、第1スペクトルを有する第1放射線が供され、かつ、第2スペクトルを有する第2放射線が供される。スペクトル解析が、投影空間又は画像空間内で実行されて良い。
【００３６】
本発明のある態様によると、拡張されたゲーティング窓が、前記軌跡の方向に変位する第2焦点スポットを供することによって供される。よって同一の運動速度を適用しながら、前記心臓のさらなる画像データが供されて良い。その結果、再構成に利用可能な投影シーケンスが改善されることで、角度サブサンプリングが減少する。つまり中断効果が減少する。さらに前記ゲーティング窓の時間幅は変化しなくて良い。ただし前記のゲーティングされた投影の取得の角度範囲は、本発明による前記第2焦点スポットによって増大する。
【００３７】
他の態様によると、たとえば前記第1焦点スポットは最大4cmであって良い。たとえば毎秒30フレームの投影取得及び複数の焦点スポット位置を交互に用いた投影取得を仮定すると、後続の投影は、約2.74°の角度距離で取得される。単一の焦点スポットによる取得における冠状動脈撮像の再構成については、心臓ゲーティング窓は典型的には心周期長の20%（RR間隔）である。これは、毎分60回の典型的な心臓鼓動であれば20msecの期間に変換される。180°の回転取得は5〜7秒で取得されうる。よって各ゲーティング窓についての前記ゲーティング窓内部を網羅する角度範囲は5.14°である（7秒で取得されるとき）。よって本発明による第2焦点スポット、及び、前記第1焦点スポットと前記第2焦点スポットからの交互の投影取得を利用することによって、前記ゲーティング窓の角度範囲は、前記の取得されたデータの等しい時間分解能で約50%となる。よって顕著に改善された画質を供給することが可能となる。
【００３８】
本発明の上記及び他の態様は、以降で説明する実施例を参照することで明らかとなる。
【００３９】
本発明の典型的実施例は、以降の図面を参照しながら説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の典型的実施例によるX線撮像システムを概略的に示している。
【図２】本発明の典型的実施例によるX線撮像用Cアーム構造を示している。
【図３】本発明の典型的実施例によるCアーム構造での軌跡に沿った画像取得を概略的に示している。
【図４】本発明の実施例によるCアーム構造での軌跡に沿った画像取得の他の例を示している。
【図５】A-Cは、本発明によるCアーム構造の他の例及びとりうる軌跡を概略的に表している。
【図６】典型的実施例による対象物の断層画像データを供する方法の基本段階を示している。
【図７】本発明による方法の他の例を示している。
【図８】本発明による方法の他の例を示している。
【図９】本発明による方法の他の例を示している。
【図１０】本発明による方法の他の例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図1は、Cアーム構造12を有するX線撮像システム10を示している。さらにCアーム構造を駆動させる運動装置14が供されている。さらに処理ユニット16が示されている。
【００４２】
処理ユニット16には、インターフェース−たとえばキーボード18、マウス20、グラフィックタブレット22、及びさらなる制御入力ユニット24−とモニタユニット26が備えられている。しかし本発明によると、これらの周辺のインターフェースは必ずしもX線撮像システム10の一部でなくて良いことに留意して欲しい。同様のことは、照明装置28とさらなるディスプレイユニット30にも当てはまる。
【００４３】
X線撮像用Cアーム構造12は、Cアーム32、可動式Cアーム支持体34、X線源36、及びX線検出器38を有する。
【００４４】
Cアーム32は、第1端部40と第2端部42を有する。X線源36は、第1端部40に載置される。X線検出器38は、第2端部42に載置される。Cアーム32は、可動式Cアーム支持体34に載置される。その結果X線源36とX線検出器38は、関心対象物44の周りを各対応する軌跡46に従って可動となる。これについては図2で説明する。
【００４５】
X線源36は、少なくとも第1焦点スポット48と第2焦点スポット50を有する。第1焦点スポット48と第2焦点スポット50は、オフセット方向54で焦点スポット距離52だけ互いに離間している。オフセット方向54は軌跡に対して位置合わせされている。これについては図2で説明する。
【００４６】
図1を参照すると、対象物44が対象物支持体−たとえば患者用台56−上に供される。患者用台56は、長手方向で高さが調節され、かつ、水平面内で回転しながら調節されることで、第1の水平回転軸58と第2の垂直回転軸60によって示される所謂アイソセンター内に配置される対象物の位置が調節される。対象物44の断面62がアイソセンターである。
【００４７】
本発明は、検出器とX線源とが対向するように配置されることで、被検査対象物が前記線源と前記検出器との間に配置されうる他の装置にも関することに留意して欲しい。前記検出器とX線源は共通の運動で一緒に運動する。たとえばそのようなX線検出器とX線源の配置及びその運動は、”C”ではなく”O”が与えられる所謂Oアーム構造によっても供されうる。他の例として、線源と検出器に2つの独立なロボットアームが供されて良い。これらの2つの独立なロボットアームは、Cアーム構造のそれぞれの運動を供する。
【００４８】
処理ユニット16は、それぞれの軌跡46に沿ったX線源36と検出器38の運動を起こすように運動装置14を制御するように構成される。処理ユニット16は、X線源36、並びに、第1焦点スポット48及び第2焦点スポット50からのX線の発生を制御するように構成される。処理ユニット16は、検出器38を制御し、かつ、検出器38から生の画像データを受け取るように構成される。
【００４９】
処理ユニット16は、第1焦点スポット48から検出器38へ向けて第1X線を放射し、かつ、第2焦点スポット50から検出器38へ向けて第2X線を放射するようにX線源36を制御するように構成される。
【００５０】
図2では、Cアーム構造12が、上述の軌跡46に関連して示されている。軌跡46は象徴的に、水平軸58を回転軸とするアイソセンター62の周りでの回転運動として示されていることに留意して欲しい。
【００５１】
しかし本発明による他の回転運動−たとえば第1水平軸58を横切るように配置された水平軸64を回転軸とする回転−も供される。
【００５２】
画像取得は軌跡46の少なくとも一部について行われて良い。
【００５３】
第1焦点スポット及び第2焦点スポットは、軌跡46の方向で互いに変位している。換言すると、オフセット方向54と軌跡46は、一例によると同一方向に配置されている。
【００５４】
軌跡46は軌跡面内に配置される円弧であって良い。
【００５５】
オフセット方向は取得中、軌跡に対して適合可能であって良い。オフセット方向はさらに、たとえば回転可能に載置されたX線源（図示されていない）、及び/又は、2つの焦点スポットの位置を適合させる電子偏向によって回転可能であって良い。
【００５６】
一例によると、図示されていないが、Cアーム32のプロペラ運動又はロール運動が供される。
【００５７】
オフセット距離52は一定となるように供されて良い。オフセット距離は適合可能すなわち可変となるように供されて良い。
【００５８】
軌跡が均等な軌跡面内に配置されない場合、オフセット方向54は軌跡の接線と位置合わせされる。
【００５９】
軌跡は螺旋状軌跡であって良い。軌跡は、鞍状形状を有するループであって良い。
【００６０】
他の例によると、第1焦点スポット48と第2焦点スポット50は、X線源36の軌跡46上に位置する。
【００６１】
本発明の典型的実施例によると、図2のX線源36は、2つの焦点スポットを有するステレオX線管であって良い。ステレオ管は、単一の電子ビームを与える単一の陰極を備えるX線管であって良い。前記単一の電子ビームは、2つの異なる焦点スポット48と50に偏向される。ステレオ管はまた、2つの異なる電子ビームを交互に供するように構成された2つの陰極を備えるX線管であって良い。前記2つの異なる電子ビームは、2つの焦点スポット48,50の各対応する焦点スポットに偏向される。
【００６２】
典型的実施例によると、図2のX線管36は二重エネルギーX線源−たとえば二重エネルギーX線管−であって良い。ステレオ管の場合、その管は二重エネルギーステレオ管であって良い。
【００６３】
本発明のある態様によると、軌跡の方向でのオフセット内に配置される2の焦点スポットが、心臓CT撮像用に供される。この画像取得処理はたとえば、3D冠状動脈撮像又は3D心臓全体撮像に用いられる。よって本発明はたとえば、心血管インターベンションにおける多数の臨床研究応用に適用可能である。
【００６４】
明確な画像を実現するため、心同期(cardiac  gating)が画像再構成中に必要となる。典型的にはECGは同期信号として用いられる。
【００６５】
そのようなECG信号を供する装置は、（図示されていないが）図1に示されたX線撮像システム10の一部であって良いことに留意して欲しい。心周期の期間と比較してCアームシステムの回転時間が遅いため、有限のゲーティング窓幅を有する心同期が供される。本発明によると、時間幅を増大させることなく、また運動速度を増大させることもなく、ゲーティング窓が拡張される。
【００６６】
図3では、軌跡66の例が半円軌跡として示されている。軌跡66に沿って、第1ゲーティング窓68と第2ゲーティング窓70が示されている。図3は、本発明の基本原理を説明するため縮尺通りに図示されていないことに留意して欲しい。
【００６７】
たとえば少なくとも5つ−たとえば好適には12−のゲーティング窓が軌跡に沿って供されて良い。しかし任意の数のゲーティング窓が供されても良い。
【００６８】
「ゲーティング窓」という用語は、この時間窓内において、各対応する画像が取得されることを示唆する。その理由は、ゲーティング窓が特定かつ所定であるために既知である心周期の位相を指称するためである。
【００６９】
ゲーティング窓68,70の範囲内で、2つの焦点スポットを備えるX線管36とX線検出器38が、多数の画像取得位置−たとえば図3に図示されている6つの画像取得位置−へ移動する。図中、各対応する数は軌跡上の円に関連して用いられる。
【００７０】
第1位置1では、X線撮像が第1焦点スポット48によって行われ、その後対応する第2焦点スポット50から画像が取得される。その対応する第2焦点スポット50は、第1焦点スポット48が位置1上に配置されるとき、同時に位置1’に配置される。続いてX線源及び当然こととしてX線検出器38が、軌跡に沿って、2,2’で示された次の位置へ移動する。ここで繰り返しになるが、第1取得は位置2から第1焦点スポット48によって行われ、その後第2取得は位置2’から第2焦点スポット50によって行われる。これはたとえば、第1焦点スポット48/第2焦点スポット50の各対応する位置を表す点3/3’、4/4’、5/5’、及び6/6’について続けられる。換言すると、位置1から位置6までの範囲である角度部分72を有する代わりに、軌跡に沿ったさらなる第2焦点スポット50とそれに対応するオフセット距離52によって、位置1から位置6’までの範囲である角度範囲が供される。換言すると、さらなる角度部分76が供される結果、拡張された角度部分74となる。
【００７１】
第1ゲーティング窓68から、Cアームはさらに軌跡に従って第2ゲーティング窓70へ向けて移動する。第2ゲーティング窓70には、投影対1/1’の各対応する列等が供される。ここでもゲーティング窓についての角度部分が拡張される。
【００７２】
図4では、X線源36が、第1焦点スポット48と第2焦点スポット50を備える半長方形78によって概略的に表されている。第1焦点スポット48は対応する第1X線ビーム80を発生させる。第2焦点スポット50は対応する第2X線ビーム82を発生させる。第1X線ビーム80と第2X線ビーム82は、同時ではなく順に供される。X線源36−点線の四角で示されている−がゲーティング窓内の次の位置へ移動するとき、さらなる第1X線ビーム86とさらなる第2X線ビーム88−点線で示されている−が供される。
【００７３】
よって本発明によると、軌跡に沿ってオフセット方向に第2焦点スポットを供することによって、さらなる角度位置からの画像情報が供される。その結果、ゲーティング窓部部の改善されて拡張される。
【００７４】
図5Aと図5Cは、均等面内での回転運動に加えて、さらなる軌跡−つまりさらなる回転運動−の例を示している。たとえば軌跡は二軸の回転軌跡であって良い。ここで軌跡は、図5Aと図5Bに図示されているように、同時のプロペラ運動とロール運動に基づく。その結果得られる空間内での曲線が、図5Cの第1ライン90で示されている。これとは対照的に、第2ライン92は、比較的単純な種類の回転として円弧を示している。軌跡90は、フィリップスによって用いられている所謂“XperSwing軌跡”として供されて良い。
【００７５】
図5Aはプロペラ運動94を示す。図5Bはロール運動96を示す。プロペラ運動94とロール運動96が結合することで、図5Cに示されたような軌跡90となる。図6は、以下の段階を有する対象物の断層画像データを供する方法100を示している。第1段階110では、X線源が、Cアーム構造の第1端部での運動処理112において、線源の軌跡に沿って運動する。X線源には第1焦点スポットと第2焦点スポットが供される。前記第1焦点スポットと第2焦点スポットは、オフセット方向で焦点スポット距離だけ互いに変位している。前記オフセット方向は前記軌跡に対して位置合わせされている。同時に第2運動処理114では、検出器が、Cアーム構造の第2端部での第2運動処理114において、対応する軌跡に沿って運動する。第2段階116では、第1X線照射処理118において、第1焦点スポットから検出器へ向かう第1X線が対象物に照射される。あるいはその代わりに、第2X線照射処理120において、第2焦点スポットから検出器へ向かう第2X線が対象物に照射される。第3段階122では、第1焦点スポットからの第1X線又は第2焦点スポットからの第2X線はそれぞれ、検出段階124において検出器によって検出される。さらに126では、各対応する信号が、各対応する焦点スポットの生の画像データとして供される。
【００７６】
第1段階110は段階a)とも指称される。第2段階116は段階b)とも指称される。第3段階122は段階c)とも指称される。
【００７７】
段階a)の運動は連続的に行われて良い。たとえば運動は、連続で均一な運動として行われて得る間に、段階b)と段階c)が実行される。たとえばそれぞれの焦点スポット位置からのそれぞれのX線の照射期間は、Cアームの運動と比較して非常に短い場合、一の位置からのX線画像の取得の間での運動は、それぞれの画像データにさらなる影響を及ぼさない。
【００７８】
換言すると、段階b)と段階c)が供されうる間、段階a)が実行されている。
【００７９】
上述したように、段階b)では、第1X線と第2X線が交互に照射される。
【００８０】
図7に示されている他の例によると、132では、第1X線と第2X線が連続的かつ交互に照射される。これは、それぞれの四角を飛び出す点線の矢印によって示されている。生の画像データの連続サンプリング134が供される。138では、対象物の機能に関する同期信号136が、生の画像データに関する連続サンプリング134の間に供される。連続的にサンプリングされた生の画像データから、所定の同期信号の位相に割り当てられた生の画像データが、対象物の3次元画像データの再構成用に選ばれる。これは、サンプリングの「後ろ向きの」評価とも呼ばれる。
【００８１】
たとえば同期信号は患者からのECG信号であって良い。それぞれの位相の間に取得されたある生の画像データに割り当てるため、特定の心位相が事前に決定される。
【００８２】
図8に示されている他の例によると、146では、対象物の機能に関する同期信号144が、Cアーム構造の運動中及び対象物への照射中に供される。照射及び検出は、所定の同期信号位相の範囲内でのみ行われる。照射及び検出は、各対応する点線矢印148によって表されている。これは、「前向きの」サンプリング又はトリガリングとも呼ばれる。
【００８３】
多数のゲーティング窓が、所定の軌跡の長さに沿って供されて良い。たとえばゲーティング窓用の少なくとも5つの分配された位置を有する180°の軌跡が供される。たとえば12のゲーティング窓、つまりゲーティング窓用に12の位置が供されて良い。同期信号はたとえば、検査中の患者のECG信号である。所定の同期信号の位相は、心周期の所定の部分−たとえば心周期の20%−であって良い。
【００８４】
図9に示された実施例によると、第１焦点スポットと第2焦点スポットのうちの一からのX線が、軌跡の全体にわたる第1数の位置から供される。これは貫通する線矢印150で示されている。前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットのうちの他からのX線が、前記軌跡の全体にわたる多数のゲーティング窓内に配列した第2数の位置から供される。多数のゲーティング窓内のみでのこの構成は152で示されている。四角154は同期信号を供する段階を表している。
【００８５】
図10に示された他の例によると、第１焦点スポットと第2焦点スポットからのX線が、軌跡にわたる多数のゲーティング窓内に配列した多数の位置からのみ供される。これは2つの点線矢印156によって湿されている。他の四角158は同期信号を示している。
【００８６】
他の例によると（さらに図示されてはいない）、第1焦点スポット及び第2焦点スポットからのX線は、軌跡にわたる多数のゲーティング窓内に配置された多数の位置からしか供されない。たとえばゲーティング窓は互いに分離した状態で配列されて良い。
【００８７】
他の例によると（これもさらに図示されてはいない）、段階a)の運動は段階b)の照射に関連して行われる。その結果、第1の実効的な線源の位置と第2の実効的な線源の位置からなる対の後に、変位した第1の実効的な線源の位置と第2の実効的な線源の位置からなる後続の対が続く。それにより、後続の対の実効的な線源の位置のうちの一は先の第1の実効的な線源の位置と第2の実効的な線源の位置との間に配置され、かつ、前記後続の対の実効的な線源の位置のうちの他は前記先の第1の実効的な線源の位置と第2の実効的な線源の位置の変位の外側に配置される。たとえばこれは既に図3で述べた。
【００８８】
第1X線と第2X線は二重エネルギーX線として供されて良い。たとえば、第1スペクトルを有する第1放射線が供され、かつ、第2スペクトルを有する第2放射線が供される。第1スペクトルと第2スペクトルは互いに分離した状態で供されて良い。
【００８９】
本発明によると、第2焦点スポットとX線管の同一の位置をさらに位置設定することで、さらなる光景が得られる。すなわち第2焦点スポットとX線管の同一の位置をさらに位置設定することで、ゲーティング窓内での一連の取得に関してさらなる光景が得られる。その結果、（複数の）画像が保有する様々な幾何学的情報のため、再構成の精度が向上して改善される。
【００９０】
本発明の他の典型的実施例では、適切なシステム上で上述の実施例のうちの一による方法の段階を実行するように構成されることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が供される。
【００９１】
従って、コンピュータプログラム要素は、コンピュータユニットに保管され、これは、本発明の実施例の一部であっても良い。この計算ユニットは、前述の方法の工程を実行するように、または発生するように適合される。また、これは、前述の機器の部材を作動させるように適合されても良い。計算ユニットは、自動で作動し、および／またはユーザの命令を実行するように適合され得る。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作動メモリにロードされても良い。従って、データプロセッサは、本発明の方法を実行するように備えられても良い。
【００９２】
本発明のこの一実施例は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラム、およびアップデートにより、既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変更するコンピュータプログラムの両方を網羅する。
【００９３】
また、コンピュータプログラム要素は、前述の方法の一実施例の手順を満たす、全ての必要な工程を提供可能であっても良い。
【００９４】
本発明の別の一実施例（図示されていない）では、CD-ROMのようなコンピュータ可読媒体が提供され、コンピュータ可読媒体は、それに保管されたコンピュータプログラム要素を有し、このコンピュータプログラム要素は、前述のものである。
【００９５】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに供給され、あるいは他のハードウェアの一部として提供された、光記憶媒体または半導体媒体のような、適当な媒体に保管されおよび／または配布され、あるいはインターネットまたは他の有線もしくは無線通信システムを介した、他の形態で配布される。
【００９６】
しかしながら、コンピュータプログラムは、World  Wide  Webのようなネットワークを介して提供されても良く、そのようなネットワークから、データプロセッサの作動メモリにダウンロードすることも可能である。本発明の別の一実施例では、ダウンロード利用可能なコンピュータプログラム要素を作成する媒体が提供され、このコンピュータプログラム要素は、本発明の前述の実施例の一つによる方法を実行するように配置される。
【００９７】
本発明の実施例は、異なる主題を参照して示されていることに留意する必要がある。特に、いくつかの実施例は、方法形式の請求項に関して示されており、他の実施例は、装置形式の請求項に関して示されている。しかしながら、前述のおよび以下の記載から、特に説明のない限り、一つのタイプの主題に属する特徴のいかなる組み合わせに加えて、異なる主題に関する特徴の間のいかなる組み合わせも、本願に開示されていると見なされることは、当業者には明らかである。しかしながら、全ての特徴は、特徴の単なる合計を超えるシナジー効果を得るため、組み合わせることができる。コンピュータプログラム  特許請求の範囲において、「有する」と言う用語は、他の素子または工程を排斥するものではなく、「一つの」と言う用語は、複数の存在を否定するものではない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、請求項に記載のいくつかの事項の機能を満たしても良い。単に、ある手段が相互に異なる従属請求項に記載されていることから、これらの手段の組み合わせが有意に使用されないと解してはならない。
【図１】
2014534884.tif 000003
【図２】
2014534884.tif 000004
【図３】
2014534884.tif 000005
【図４】
2014534884.tif 000006
【図５ａ】
2014534884.tif 000007
【図５ｂ】
2014534884.tif 000008
【図５ｃ】
2014534884.tif 000009
【図６】
2014534884.tif 000010
【図７】
2014534884.tif 000011
【図８】
2014534884.tif 000012
【図９】
2014534884.tif 000013
【図１０】
2014534884.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月10日(2014.7.10)
【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】
Cアーム、可動式Cアーム支持体、X線源、及びX線検出器を有するX線撮像用Cアーム構造であって、
前記Cアームは第1端部と第2端部を有し、
前記X線源は前記第1端部に載置され、
前記X線検出器は前記第2端部に載置され、
前記Cアームは前記可動式Cアーム支持体に載置され、その結果、前記X線源と前記X線検出器はそれぞれ、関心対象物の周りを線源の軌跡と検出器の軌跡に従って可動となり、
前記X線源は、少なくとも第1焦点スポットと第2焦点スポットを有し、
前記第1焦点スポットと前記第2焦点スポットは、オフセット方向で焦点スポット距離だけ互いに離間し、
前記線源の軌跡と前記検出器の軌跡は、前記Cアームの同時のプロペラ運動とロール運動に基づく二軸回転軌跡であり、
前記オフセット方向は前記線源の軌跡に対して位置合わせされている、
Cアーム構造。
【請求項２】
前記第1焦点スポットと前記第2焦点スポットは、前記X線源の軌跡上に位置する、請求項1に記載のCアーム構造。
【請求項３】
前記オフセット距離及び/又は前記オフセット方向は適合可能である、請求項1又は2に記載のCアーム構造。
【請求項４】
前記X線源は、2つの焦点スポットを有するステレオX線管として供される、請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載のCアーム構造。
【請求項５】
前記X線源は二重エネルギーX線管として供される、請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載のCアーム構造。
【請求項６】
請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のCアーム構造；
前記Cアーム構造を動かすための運動装置；及び、
処理ユニット；
を有するX線撮像システムであって、
前記処理ユニットは、それぞれの軌跡に沿った前記X線源と前記検出器の運動を起こすように前記運動装置を制御するように構成され、
前記処理ユニットは、前記X線源、並びに、前記第1焦点スポット及び前記第2焦点スポットからのX線の発生を制御するように構成され、
前記処理ユニットは、前記検出器を制御し、かつ、前記検出器から生の画像データを受け取るように構成される、
X線撮像システム。
【請求項７】
対象物の断層画像データを供する方法であって：
a)  Cアーム構造の第1端部に設けられたX線源を、線源の軌跡に沿って運動させ、同時に前記Cアーム構造の第2端部に設けられた検出器を、対応する検出器の軌跡に沿って運動させる段階であって、前記X線源には、オフセット方向で互いに焦点スポット距離だけ変位する第1焦点スポット及び第が焦点スポットが供され、前記オフセット方向は前記線源の軌跡に対して位置合わせされ、かつ、前記線源の軌跡と前記検出器の軌跡は、前記Cアームの同時のプロペラ運動とロール運動に基づく二軸回転軌跡である、段階；
b)  前記第1焦点スポットから前記検出器へ向かう第1X線を対象物へ照射するか、又は、前記第2焦点スポットから前記検出器へ向かう第2X線を対象物へ照射する段階；
c)  前記検出器によって前記第1焦点スポットからの第1X線又は前記第2焦点スポットからの第2X線を検出し、かつ、それぞれの信号を生の画像データとして供する段階；
を有する方法。
【請求項８】
前記段階b)では、前記第1X線と前記第2X線が交互に照射される、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記第1X線と前記第2X線が連続的かつ交互に照射され、
生の画像データの連続サンプリングが行われ、
前記対象物に関する同期信号が、前記生の画像データに関する連続サンプリングの間に供され、
前記の連続的にサンプリングされた生の画像データから、所定の同期信号の位相に割り当てられた生の画像データが、前記対象物の3次元画像データの再構成用に選ばれる、
請求項7又は8に記載の方法。
【請求項１０】
前記対象物の機能に関する同期信号が、前記Cアーム構造の運動中及び前記対象物への照射中に供され、
前記照射及び前記検出は、所定の同期信号位相の範囲内でのみ行われる、
請求項7又は8に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットのうちの一からのX線が、前記軌跡の全体にわたる第1数の位置から供され、かつ、
前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットのうちの他からのX線が、前記軌跡の全体にわたる多数のゲーティング窓内に配列した第2数の位置から供される、
請求項7乃至10のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１焦点スポットと前記第2焦点スポットからのX線が、前記軌跡の全体にわたる多数のゲーティング窓内に配置された多数の位置からのみ供される、請求項7乃至10のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記オフセット距離及び/又は前記オフセット方向は、回転走査中に適合される、請求項7乃至12のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
処理ユニットによって実行されるときに、請求項7乃至12のうちいずれか一項に記載の方法の段階を実行するように構成される、請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の装置を制御するコンピュータプログラム要素。
【請求項１５】
請求項14に記載のコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体。
【国際調査報告】
2014534884.tif 000015
2014534884.tif 000016
2014534884.tif 000017