(57)【要約】【課題】イメージインテンシファイア電子管のひずみ修正を提供する。【解決手段】本発明はいわゆる一次電磁放射線を受けるように意図された入口スクリーン（４）、及び一次放射線に依存した放射線を放出する出口スクリーン（５）を備えたイメージインテンシファイア電子管のひずみの修正に関し、該入口スクリーン（４）は管内で電子ビームを出口スクリーン（５）に向けて放射する光電陰極（１１）を含み、電子ビームの放射は一次放射線に依存する。入口スクリーン（４）は更に該入口スクリーン（４）にわたって分布する複数のドット（２１）から形成されるテストパターン（２０）を含み、該テストパターン（２０）は一次放射線を変化させることなく、局部的に電子ビームを変化させるための手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
いわゆる一次電磁放射線を受けるように意図された入口スクリーン（４）、及び一次放射線に依存した放射線を放出する出口スクリーン（５）を備えたイメージインテンシファイア電子管であって、該入口スクリーン（４）が管内で電子ビームを出口スクリーン（５）に向けて放射する光電陰極（１１）を含み、電子ビームの放射が一次放射線に依存し、入口スクリーン（４）が更に該入口スクリーン（４）にわたって分布する複数のドット（２１）から形成されるテストパターン（２０）を含み、該テストパターン（２０）が一次放射線を変化させることなく、局部的に電子ビームを変化させるための手段を備えることを特徴とする電子管。
【請求項２】
テストパターン（２０）が入口スクリーン（４）において恒久的に存在することを特徴とする請求項１に記載の管。
【請求項３】
入口スクリーン（４）が一次放射線を、光電陰極（１１）がそれに対して高感度性を有する二次電磁放射線へと変換するシンチレータ（１０）を含み、光電陰極（１１）により放射される電子ビームが二次放射線に依存し、電子ビームを局部的に変化させるための手段が二次放射線を変化させることを特徴とする請求項１あるいは２のいずれか一項に記載の管。
【請求項４】
二次放射線を局部的に変化させるための手段が、一次放射線と二次放射線との間の伝達関数を線形に変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の管。
【請求項５】
ドット（２１）が二次放射線に対して半透明であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の管。
【請求項６】
テストパターン（２０）の各ドットに対して、二次放射線を局部的に変化させるための手段が、入口スクリーン（４）の表面（３２、３５）上に置かれた層を備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の管。
【請求項７】
該層が二次放射線を吸収することを特徴とする請求項６に記載の管。
【請求項８】
該層が二次放射線を反射することを特徴とする請求項６に記載の管。
【請求項９】
シンチレータ（１０）が基板（３５）を備え、発光物質（３６）が基板（３５）上に置かれ、そして該層が基板（３５）上に設置されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の管。
【請求項１０】
該層がシンチレータ（１０）と光電陰極（１１）との間に置かれることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の管。
【請求項１１】
電子ビームを局部的に変化させるための手段が光電陰極（１１）のゲインを変えることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の管。
【請求項１２】
電子ビームを局部的に変化させるための手段が光電陰極（１１）の材料の化学量論的変更を含むことを特徴とする請求項１１に記載の管。
【請求項１３】
出口スクリーン（５）により受けられる位置測定のテストパターン（２０）の複数のドット（２１）の分布を解析するための手段を備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の管。
【請求項１４】
光電陰極（１１）からの光の偏位を作り出すための手段を備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の管。
【請求項１５】
テストパターン（２０）を作り出すための全ての手段が入口スクリーン（４）に属することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイメージインテンシファイア電子管のひずみの修正に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージインテンシファイア電子管は、いわゆる一次電磁放射線を受けるように意図された入口スクリーン、及び一次放射線に依存した放射線を放出する出口スクリーンを含む。インテンシファイアは例えば医用放射線学において使用される。この場合、インテンシファイアは患者の体を通過するＸ線照射を受ける。インテンシファイアはその第二スクリーン上に、入口スクリーンで受けたＸ線照射に依存する可視画像を放射する。Ｘ線照射を、可視画像を形成する可視の放射線へと変換することに加えて、インテンシファイアは受け取った画像の輝度を増幅する。医用放射線学において、この増幅は患者が受けるＸ線照射の線量が減らされることを可能にする。増幅は従来、入口スクリーンで受けた放射線を真空下で空洞内にて放射される電子へと変換することにより達成される。電子は次に電極を用いて加速され、それから出口スクリーンにより可視画像へと変換される。
【０００３】
勿論、本発明は医用放射線学に限定されない。それはスクリーンにより受けられるか又は放出される放射線が何であれ、あらゆるタイプのインテンシファイアにおいて使用され得る。本発明は例えば光イメージインテンシファイアに適用できる。
【０００４】
電極により加速される電子の使用は、インテンシファイアの環境において発生する電磁障害に対して該イメージインテンシファイアを敏感にする。この障害は入口スクリーンで受けた画像に対する、出口スクリーンにより放射された画像の空間的ひずみを作り出す。
【０００５】
例えば、周囲の磁場における可能な変化にもかかわらず、差し引かれるべき画像の良好な重ね合わせを主張する、例えばＤＳＡ（デジタルサブトラクション血管撮影法（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ  Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ））のような幾つかの連続した画像の間に、例えば作業が実施される必要があるときに、このひずみは有害である。ひずみの修正はまた様々な視野で撮られた画像を用いて断層画像を再構築するためにも重要である。後者の用途において、該管の向きは二つの連続する画像の間に変えられ、それによって特に地磁界に敏感な電子の進路を妨げる危険性は解決された状態で留まる。
【０００６】
医用以外の多くの用途もまたひずみ低減を必要とする。Ｘ線回折及び、制御の間にモデルに対する差を識別するために、画像が差し引かれる全ての制御動作について言及され得る。
【０００７】
入口スクリーンの前面に、該入口スクリーンで受けた放射線を正確な領域内で通過させ又は止める格子を置くことにより、このひずみを修正することが可能である。出口スクリーンにより放射された画像は、格子によって定義される領域を該放射された画像内で見出し、従って各領域に対し、入口スクリーンで受けた画像と比較して、出口スクリーンにより放射された画像のひずみを決定するために解析され得る。受けた画像内の各ポイントに対して、次にひずみは領域間の補間により決定され得る。有用な画像を受け取るためにインテンシファイアを使用するとき、勿論インテンシファイアの入口スクリーンによって観察される場面から格子を取り除くことが必要である。従って画像内の各ポイントに対して決定されたひずみ値を用いて、出口スクリーンにより放射された有用な画像を修正することができる。
【０００８】
このようにして進めることにより、インテンシファイアの環境が変えられるとき、例えば或る電気機械がインテンシファイアの近くに移動したとき、又はインテンシファイア自体が移動したときには常にひずみを再度決定する必要がある。放射線学においては、患者自身が移動するよりもむしろＸ線源及びインテンシファイアを移動させる方がたびたび容易であるため、該インテンシファイアは頻繁に移される。ひずみを決定するために入口スクリーンの前面に置かれ、次に取り除かれる格子の使用は、実施するには重荷となる難しい手順に相当する。該手順は格子を取り扱うために少なからぬ時間を要するため重荷となる。該手順は入口スクリーンに対して格子の位置決めを非常に正確に管理する必要があるため難しい。
【０００９】
別の解決策は、入口スクリーン上へ光るテストパターンを投影し、その分布を出口スクリーン上で解析することにある。この解決策は格子のような機械的部品を動かす必要性を回避するが、しかしそれでもなお実施するには重荷のままであり、「有用な」画像を作り出すためにテストパターンの投影を中断する必要がある。更に、このテストパターンの十分な寸法的安定性を確保することは難しい。標準的な場合、出口スクリーン上で得られる画像をデジタル化する場合の画素サイズよりも、テストパターンの精度を良くするためには１０μｍのオーダーの安定性を確保する必要があろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、一次放射線を妨げることなくテストパターンが恒久的に存在し得るインテンシファイア管を提案することによって、上記の問題を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このため、本発明の主題はいわゆる一次電磁放射線を受けるように意図された入口スクリーン、及び一次放射線に依存した放射線を放出する出口スクリーンを備えたイメージインテンシファイア電子管であり、入口スクリーンが管内で電子ビームを出口スクリーンに向けて放射する光電陰極を含み、電子ビームの放射が一次放射線に依存し、入口スクリーンは更に該入口スクリーンにわたって分布する複数のドットから形成されるテストパターンを含み、該テストパターンは、一次放射線を変化させることなく局部的に電子ビームを変化させるための手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
一次放射線を変化させないことによって、一次放射線のスペクトルがたとえ変化する場合でも、二次スクリーン上でのテストパターンの一定なコントラストを維持することができる。一次放射線に対して作用することにより、テストパターンのコントラストは変更され、管の出口スクリーン上で観察される画像テストパターンを除去することを更に困難にすることが見出されている。一次放射線のスペクトル変更は医用画像化において日常的である。例えば、電子ビームが目標物に衝突する管を備えたＸ線源が使用される場合、電子ビームを加速させる電極にかけられる電圧の変更はＸ線放射のスペクトルの変更をもたらす。Ｘ線放射スペクトルの変更の別の原因は、画像を得たいと望む被写体に関連する。より正確には、被写体（医用画像化における患者）の厚さは入口スクリーンで受ける一次放射線のスペクトルに対して影響を有する。
【００１３】
一次放射線の変化は、一般的に一次放射線のスペクトルと無関係でなく、それは管が再度較正されることを必要とする。一次放射線を変化させないという事実は、それゆえ二つの連続する画像間の如何なる再較正も避けることを可能にする。
【００１４】
本発明は例として与えられた、添付図面に例証されている一つの実施形態の詳細な説明を読むことによってより良く理解され、他の利点が明らかになるであろう。
【００１５】
明確化のため、同一の要素は様々な図において同じ参照番号を有するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は軸２に沿って実質的に伸びる管１を示す。管１は電子がその中で移動出来るために十分な高い真空度が内部にあるケーシング３を備える。入口スクリーン４はケーシング３の第一端を形成し、出口スクリーン５はケーシング３の第二端を形成する。入口窓６はケーシング３をその第一端において密閉する。入口窓６を省略することが可能であり、この場合、第一スクリーン４がケーシングをその第一端において密閉する。同様に、出力スクリーン５はケーシング３をその第二端において密閉し得る。
【００１７】
Ｘ線照射は実質的に軸２に沿って矢印８で描かれる方向に管１を貫通する。この放射線は、その放射線画像を得たいと望む被写体９を通過する。被写体９の下流では、一次の、例えばＸ線照射が入口窓６を通ることにより入口スクリーン４に到達する。入口スクリーン４は、Ｘ線照射を受ける該入口スクリーン４の面上にシンチレータ１０を備え、該入口スクリーン４の反対面上に光電陰極１１を備える。シンチレータ１０は入口スクリーン４で受けた一次放射線を、例えば可視光線である二次放射線へと変換する。この二次放射線は次にそれを電子へと変換する光電陰極１１によって吸収される。電子は次にケーシング３内部で出口スクリーン５に向けて放射される。ケーシング３内部での電子の進路は図１に矢印１２で概略的に描かれている。
【００１８】
管１はまた光電陰極１１により放射された電子を加速するため、及びそれらを出口スクリーン５に向けてガイドするための、ケーシング３内部に位置する幾つかの電極１３、１４及び陽極１５を含む。電子の加速は画像を強めるためのエネルギーをそれらに与える。出口スクリーン５は光電陰極１１により放射された電子を受け、それらを矢印１６の方向へケーシング３の外側に放出される放射線、例えば可視放射線へと変換する。この可視放射線は例えば図１においてその入口の瞳１７で表わされるカメラによって解析され得る。入口の瞳１７の光軸は実質的に出口スクリーンの軸、この場合は軸２に一致する。
【００１９】
図２は入口スクリーン４の部分を形成するテストパターン２０を示す。テストパターン２０は入口スクリーン４にわたって分布する複数のドット２１により形成される。ドット２１は例えば入口スクリーン４の表面にわたって均等に分布する配列を形成する。ドット２１は例えば図２に示すように円形である。例えば四角形のような、他の形状のドットは勿論可能である。テストパターン２０は、例えば一次放射線と二次放射線との間の伝達関数を線形に変更する、二次放射線を局部的に変化させるための手段を含む。言い換えれば、テストパターン２０の各ドット２１において、二次放射線と一次放射線との間のゲインは増減する。ゲインの変更は、ドット２１が被写体９の存在及び様々なＸ線照射線量の下において、第二スクリーン５上で得られる画像上で十分なコントラストを伴って現れるように決定される。図２において挿入部として示されているのは、ドット２１を通過する軸ｘに沿った、曲線の形でのゲインの変化の一例である。ドット２１の外側でゲインは最大で、その内側でゲインは減少する。試験では３０％〜５０％の間のゲイン減少は、ドット２１の幾つかが被写体９の画像内で認識されることを可能にすると示している。
【００２０】
有利なことに、該管は光電陰極１１からの光の偏位を生み出す手段を含む。これは、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）がドット２１によるゲインの減少と同じオーダーの場合、非常に低い強度の一次放射線において、この放射線の粒子ノイズが多大で、ドット２１の認識を困難にする可能性があるからである。一つの改善方法は光の偏位、すなわち光電陰極１１の一様な光の照明を適用することである。有利なことに、この照明は入口スクリーン４の後面と呼ばれる、一次放射線を受ける面とは反対側における入口スクリーンの面を介して適用される。この光の偏位はドット２１のより良い検出を可能にする。該偏位は次に第二スクリーン５上で得られた画像から差し引かれる。該偏位はまた固有の粒子ノイズを有するが、これは実質的に一次放射線の粒子ノイズよりも低い。勿論、偏位ノイズは一次放射線信号を超えてはならない。該偏位は、例えば入口スクリーン４の後面を一様に照らす発光ダイオードにより放射される光線を用いて適用される。
【００２１】
管１の動作の間、ドット２１の配列は磁場の影響により不均一に移される。この移動を例示するため、テストパターン２０の一例が図１において入口スクリーン４の上方に示されている。出口スクリーン５上で得られるこのテストパターン２０の画像２２は、出口スクリーン５の上方に連続線で示されている。テストパターン２０とその画像２２との間のひずみが明確に見えるように、テストパターン２０のひずんでいない画像が出口スクリーン５上で画像２２に対して重ねられた破線として示されている。
【００２２】
有利なことに、管１は出口スクリーン５で受けた複数のドット２１の分布を解析する手段を含む。より正確には、このひずみはテストパターン２０の画像２２におけるドットの分布を解析することにより測定される。テストパターン２０のドット間にある画像ポイントに関して、ひずみは画像２２内の問題のポイントに最も近いテストパターン２０のドットに対して測定されたひずみに基づき、補間法によって決定され得る。該測定は絶対測定であってもよく、そして解析は画像２２内のドットの分布を理論的分布と比較することにある。該測定は相対測定であってもよく、この場合、その間に画像のひずみが管理される較正段階のときに形成される画像２２と比較される。
【００２３】
有利なことに、二次放射線を局部的に変化させる手段は、一次放射線と二次放射線との間の伝達関数を線形に変更する。伝達関数は一次放射線に含まれる情報を適切な処理によって復元可能とするため、ドット２１において一次放射線を完全にマスキングしないように決定される。より正確には、テストパターン２０が無い場合、入口スクリーン４及び、更に正確には一次放射線と二次放射線との間の変換は、基本的に増加するゲインの欠陥を表わすことが分った。言い換えれば、該欠陥は既に一次放射線と二次放射線との間の伝達関数を線形に変化させている。例えばＸ線照射が被写体９を通過するときに得られる有用な画像と呼ばれる画像を、同じＸ線照射が何らの被写体９も通過しないときに得られる基準画像によって分割することにより、そのような欠陥を如何にして修正するかが知られている。従ってテストパターン２０で清浄にされた有用な画像を回復するためには、このタイプの修正を実施することで十分である。勿論、テストパターン２０を画像から除去するこの段階は、幾何学的ひずみ修正局面の後でのみ生じる。これら二つの画像処理作業は、例えば出口スクリーン５上で得られる画像をデジタル化することにより行なわれる。
【００２４】
従って二次放射線に対して半透明なドット２１を用いてテストパターン２０を作り出すことが選択される。
【００２５】
入口スクリーン４におけるテストパターン２０の幾何学的安定性を確保するため、該テストパターンを作り出すための全ての手段は入口スクリーン４の部分を形成し、より正確には、テストパターン２０の各ドット２１に対して、二次放射線を局部的に変化させるための手段は入口スクリーン４の表面上に置かれる層を含む。この層は二次放射線を吸収又は反射し得る。図２の挿入部によって説明されたように、事実ドット２１においてゲインを減らす代わりに増加させることが可能である。
【００２６】
図３はテストパターン２０のドット２１の作用を示す。この図においてシンチレータ１０及び光電陰極１１、並びに入口窓６から形成される入口スクリーン４が再び見られ得る。その進路が矢印８で描かれる一次放射線は入口スクリーン６を通過し、次にその進路が、二次放射線を電子ビーム３１へと変換する光電陰極１１上で終わっている矢印３０で描かれる二次放射線へと変換される。テストパターン２０のドット２１はシンチレータ１０と光電陰極１１との間に位置する中間層３２の上に置かれ、二次放射線を部分的に吸収する。図３において、吸収は二次放射線がドット２１を通過した後の細い矢印３０により描かれている。
【００２７】
図４ａ、４ｂ、及び４ｃは入口スクリーン４におけるテストパターン２０のドット２１配置の幾つかの例を示す。これらの図はシンチレータ１０、中間層３２、及び光電陰極１１を示す。シンチレータ１０は基板３５及び、例えばヨウ化セシウムに基づく発光物質３６を含む。図４ａにおいて、各ドット２１を作り出す層は基板３５の上、そしてより正確には発光物質３６を保持している基板３５の面上に置かれる。発光物質３６における二次放射線は、部分的に後向き、すなわち矢印８の反対方向に放出される。各ドット２１を形成している層は、二次放射線の後向きに放出された部分を反射することがあり、この場合一次放射線と二次放射線との間の変換におけるゲインは増し加えられ、或いは二次放射線のこの部分を吸収することがあり、この場合基板３５上での二次放射線の反射を減少させ、従って変換のゲインを減少させる。
【００２８】
図４ｂ及び４ｃにおいて、各ドット２１を形成している層は、シンチレータ１０を光電陰極１１から分離している中間層３２上の、図４ｂに示す場合にはシンチレータ１０に面する側に置かれ、又は図４ｃに示す場合には光電陰極１１に面する側に置かれる。言い換えれば、テストパターンはシンチレータ１０と中間層３２との間に作り出され得るか、又は中間層３２と光電陰極１１との間に作り出され得る。
【００２９】
中間層３２は光電陰極１１を提供する導電層を含み得る。テストパターン２０はこの導電層内に作り出され得る。この場合、光電陰極１１及び／又は導電層の劣化を防止するため、テストパターン２０の材料によって一つ以上の追加層を備えることは有利である。
【００３０】
図４ｄにおいて、ドット２１は特に光電陰極１１との化学的相互作用を減らすように、発光物質３６の内側に作り出される。
【００３１】
二次放射が光放射の場合、該層は二次放射線を反射する傾向があるアルミニウム粒子の真空蒸着、又は二次放射線を吸収する傾向があるカーボン粒子により作り出され得る。中間層３２と接触するシンチレータ１０の表面の物理的特性における局部的変化のような、テストパターン２０のドット２１の別の実施形態が可能である。具体的には、ヨウ化セシウムのような発光物質３６が、針状の成長の形でその基板３５上に置かれる。二次放射線を局部的に変化させるために、例えば針の先端が局部的に滑らかにされることが可能である。別の実施形態は入口スクリーン４の構成要素の一つを物理的又は化学的に変更することにある。一例として、化学量論的組成から遠ざかることができ、又は結晶特性を変更することができる。
【００３２】
テストパターン２０のドット２１が中間層３２と光電陰極１１との間に作り出される図４ｃの場合、該ドットは二次放射線を変化させることができる。一つの実施形態は、二次放射線を変化させることなく、光電陰極１１により放射される電子ビームだけを変化させるべきドットにある。該ドット２１はそれゆえ二次放射線によって運ばれるエネルギーを電子の放射へと変換する際に、光電陰極１１のゲインを変更する。該光電陰極１１は、例えばその組成が化学量論的である半導体材料を含む。ドット２１は例えば化学量論的組成から局部的に遠ざかることにより作り出され得る。
【００３３】
光電陰極１１のゲインはまた入口スクリーンが図４ｅに概略的に示されている、光イメージインテンシファイアにおいて変更され得る。該入口スクリーンはシンチレータを含まず、そして一次放射線を直接的に電子へと変換する。一次放射線を変化させることなく光電陰極１１のゲインに作用することにより、状況は一次放射線のスペクトルに無関係である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】イメージインテンシファイア電子管の主な要素を概略的に示す。
【図２】該管の入口スクリーン上に作り出されるテストパターンの一例を示す。
【図３】テストパターンのドットの作用を説明する。
【図４】該管の入口スクリーンにおけるテストパターン・ドットの配置の例を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１  管
２  軸
３  ケーシング
４  入口スクリーン、第一スクリーン
５  出口スクリーン、第二スクリーン
６  入口窓
８  矢印
９  被写体
１０  シンチレータ
１１  光電陰極
１２  矢印
１３  電極
１４  電極
１５  陽極
１６  矢印
１７  入口の瞳
２０  テストパターン
２１  ドット
２２  画像
３０  矢印
３１  電子ビーム
３２  中間層
３５  基板
３６  発光物質
【図１】
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【図２】
2008084861.tif 000004
【図３】
2008084861.tif 000005
【図４】
2008084861.tif 000006
【外国語明細書】
2008084861000001.pdf