(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線撮像システムであって、
Ｘ線発生器と、
放射線検出器と、
前記Ｘ線発生器によって放射されるＸ線ビームの軸に対して垂直に配置される回転軸を有する回転ステージと、
前記回転ステージの前記回転軸に沿って配置される動作軸を有する直線並進ステージと、
前記回転ステージの回転動作と前記直線並進ステージの直線動作とを同期させる動作制御システムと、
データ取得システムとを具備し、
前記データ取得システムが、
ユーザー入力パラメーターを受信し、
少なくとも部分的に前記ユーザー入力パラメーターに基づいて、ラジオグラフを取得するように前記Ｘ線撮像システムを構成し、
少なくとも部分的に前記ラジオグラフに基づいて、前記回転ステージ上の物体の３次元画像を生成するように構成される１または複数のプロセッサとを備え、
前記３次元画像を生成するとき、前記データ取得システムは、下記のガウス型の加重逆投影フィルタリング関数を前記ラジオグラフに適用して、低角のスライスに一層大きな重み付けるようにしたＸ線撮像システム。
【数１】
0006423415.tif 000004
ここで、
【数２】
0006423415.tif 000005
【数３】
0006423415.tif 000006
であり、ｘは、ある点ｆiから、前記Ｘ線発生器と前記放射線検出器の中心を結ぶ軸線上で点ｆiに最も近い点までの距離であり、ｄは、前記Ｘ線発生器から前記放射線検出器までの距離であり、ｄ′は、前記Ｘ線発生器から前記軸線上の前記点までの距離であり、ｐnuvは、前記放射線検出器上の位置（u,v）に対して検知された値である。
【請求項２】
前記放射線検出器はフラットパネル放射線検出器を含む請求項１に記載のＸ線撮像システム。
【請求項３】
前記Ｘ線発生器は、２０ｋｅＶ〜６００ｋｅＶのエネルギー範囲を有するＸ線を与える請求項１に記載のＸ線撮像システム。
【請求項４】
前記放射線検出器はレンズ結合高解像度Ｘ線検出器を含む請求項１に記載のＸ線撮像システム。
【請求項５】
前記レンズ結合高解像度Ｘ線検出器は、０．１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲内のピクセルサイズを有する請求項４に記載のＸ線撮像システム。
【請求項６】
前記放射線検出器は、２５マイクロメートルから３００マイクロメートルに及ぶピクセルサイズを有するフラットパネル検出器を含む請求項５に記載のＸ線撮像システム。
【請求項７】
前記放射線検出器はフラットパネル検出器を含み、前記Ｘ線撮像システムは、少なくとも前記レンズ結合高解像度Ｘ線検出器と前記フラットパネル検出器とを切り替える機械式機構を更に備える請求項４に記載のＸ線撮像システム。
【請求項８】
前記放射線検出器は、線形ダイオードアレイ型放射線検出器を含む請求項１に記載のＸ線撮像システム。
【請求項９】
前記ユーザー入力パラメーターは直線スキャン範囲を含み、
前記データ取得システムの前記１または複数のプロセッサは、
前記直線スキャン範囲に少なくとも部分的に基づいて、１または複数の更なるデータ取得パラメーターを決定する１または複数のアルゴリズムを使用し、
前記１または複数の更なるデータ取得パラメーターに少なくとも部分的に基づいて、前記ラジオグラフを取得するように前記Ｘ線撮像システムを構成するように構成される請求項１に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１０】
ユーザー入力パラメーターを受信し、
少なくとも部分的に前記ユーザー入力パラメーターに基づいて、ラジオグラフを取得するようにＸ線撮像システムを構成し、
少なくとも部分的に前記ラジオグラフに基づいて３次元画像を生成することとを含む方法であって、
前記Ｘ線撮像システムが、
Ｘ線発生器と、
１または複数の放射線検出器と、
前記Ｘ線発生器によって放射されるＸ線ビームの軸に対して垂直に配置される回転軸を有する回転ステージと、
前記回転ステージの前記回転軸に沿って配置される動作軸を有する直線並進ステージと、
前記回転ステージの回転動作と前記直線並進ステージの直線動作とを同期させる動作制御システムとを備え、
前記３次元画像を生成するとき、データ取得システムが、下記のガウス型の加重逆投影フィルタリング関数を前記ラジオグラフに適用して、低角のスライスに一層大きな重み付けるようにした方法。
【数４】
0006423415.tif 000007
ここで、
【数５】
0006423415.tif 000008
【数６】
0006423415.tif 000009
であり、ｘは、ある点ｆiから、前記Ｘ線発生器と前記放射線検出器の中心を結ぶ軸線上で点ｆiに最も近い点までの距離であり、ｄは、前記Ｘ線発生器から前記放射線検出器までの距離であり、ｄ′は、前記Ｘ線発生器から前記軸線上の前記点までの距離であり、ｐnuvは、前記放射線検出器上の位置（u,v）に対して検知された値である。
【請求項１１】
前記Ｘ線発生器は、２０ｋｅＶ〜６００ｋｅＶのエネルギー範囲を有するＸ線を与える請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記放射線検出器はレンズ結合高解像度Ｘ線検出器を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記レンズ結合高解像度Ｘ線検出器は、０．１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲内のピクセルサイズを有する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記放射線検出器は、２５マイクロメートルから３００マイクロメートルに及ぶピクセルサイズを有するフラットパネル検出器を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記放射線検出器はフラットパネル検出器を含み、前記Ｘ線撮像システムは、少なくとも前記レンズ結合高解像度Ｘ線検出器と前記フラットパネル検出器とを切り替える機械式機構を更に備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記放射線検出器は、線形ダイオードアレイ型放射線検出器を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記ユーザー入力パラメーターは直線スキャン範囲を含み、
前記方法は、
前記直線スキャン範囲に少なくとも部分的に基づいて、１または複数の更なるデータ取得パラメーターを決定する１または複数のアルゴリズムを使用することと、
前記１または複数の更なるデータ取得パラメーターに少なくとも部分的に基づいて、前記ラジオグラフを取得するように前記Ｘ線撮像システムを構成することとを更に含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
非一時的コンピューター可読データ記憶媒体であって、実行されると、コンピューティングシステムに、
ユーザー入力パラメーターを受信させ、
少なくとも部分的に前記ユーザー入力パラメーターに基づいてラジオグラフを取得するように、
Ｘ線発生器と、
１または複数の放射線検出器と、
前記Ｘ線発生器によって放射されるＸ線ビームの軸に対して垂直に配置される回転軸を有する回転ステージと、
前記回転ステージの前記回転軸に沿って配置される動作軸を有する直線並進ステージと、
前記回転ステージによって支持されるサンプル上の点がスパイラルパターンまたはヘリカルパターンを描くように、前記回転ステージの回転動作と前記直線並進ステージの直線動作とを同期させる動作制御システムとを備えるＸ線撮像システムを構成させ、
少なくとも部分的に前記ラジオグラフに基づいて３次元画像を生成させる命令とを記憶し、
前記３次元画像を生成するとき、データ取得システムが、下記のガウス型の加重逆投影フィルタリング関数を前記ラジオグラフに適用して、低角のスライスに一層大きな重み付けるようにした非一時的コンピューター可読データ記憶媒体。
【数７】
0006423415.tif 000010
ここで、
【数８】
0006423415.tif 000011
【数９】
0006423415.tif 000012
であり、ｘは、ある点ｆiから、前記Ｘ線発生器と前記放射線検出器の中心を結ぶ軸線上で点ｆiに最も近い点までの距離であり、ｄは、前記Ｘ線発生器から前記放射線検出器までの距離であり、ｄ′は、前記Ｘ線発生器から前記軸線上の前記点までの距離であり、ｐnuvは、前記放射線検出器上の位置（u,v）に対して検知された値である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年４月４日に出願された米国仮特許出願第６１／８０８４２４号の利益を主張する。この米国仮特許出願の全内容は、引用することによって本明細書の一部をなす。
【０００２】
本開示は、コンピュータートモグラフィーに関する。
【背景技術】
【０００３】
Ｘ線コンピュータートモグラフィー（ＣＴ）は、コンピューター処理されたＸ線を用いて物体の断層画像を作成する手順である。物体の断層画像は、概念上は物体の２次元「スライス」の画像である。コンピューティングデバイスは、物体の断層画像を用いて、物体の３次元画像を生成することができる。Ｘ線ＣＴは、物体の非破壊評価を行うために産業目的に用いることができる。
【発明の概要】
【０００４】
包括的には、本開示はヘリカル（すなわち、スパイラル）コンピュータートモグラフィー（ＣＴ）のためのＸ線撮像システムを記述する。そのＸ線撮像システムは、Ｘ線発生器と、１または複数の放射線検出器と、回転ステージと、直線並進ステージと、動作制御システムと、データ取得システムとを備える。Ｘ線発生器は、扇形または円錐形のＸ線ビームを放射することができる。回転ステージは、Ｘ線ビームの軸に対して実質的に垂直に配置される回転軸を有する。直線並進ステージは、回転ステージの回転軸と位置合わせされた軸に沿って回転ステージを直線的に移動させるように構成される。動作制御システムは、回転ステージによって支持されるサンプル上の点がスパイラルパターンまたはヘリカルパターンを描くように、回転ステージの回転動作と、直線並進ステージの直線動作とを同期させる。このようにして、回転ステージは、１つの軸の回りを回転しながら、同じ軸に沿って直線的に移動することができる。データ取得システムは、ユーザー入力パラメーターを受信するように構成される１または複数のプロセッサを備える。ユーザー入力パラメーターに少なくとも部分的に基づいて、１または複数のプロセッサは、ラジオグラフを取得するようにＸ線撮像システムを構成する。１または複数のプロセッサは、ラジオグラフに少なくとも部分的に基づいて３次元画像を生成する。
【０００５】
１つの例では、本開示は、Ｘ線撮像システムであって、Ｘ線発生器と、１または複数の放射線検出器と、前記Ｘ線発生器によって放射されるＸ線ビームの軸に対して垂直に配置される回転軸を有する回転ステージと、前記回転ステージの前記回転軸に沿って配置される動作軸を有する直線並進ステージと、前記回転ステージによって支持されるサンプル上の点がスパイラルパターンまたはヘリカルパターンを描くように、前記回転ステージの回転動作と前記直線並進ステージの直線動作とを同期させる動作制御システムと、データ取得システムであって、ユーザー入力パラメーターを受信し、少なくとも部分的に前記ユーザー入力パラメーターに基づいて、ラジオグラフを取得するように前記Ｘ線撮像システムを構成し、少なくとも部分的に前記ラジオグラフに基づいて、３次元画像を生成するように構成される１または複数のプロセッサを備える、データ取得システムとを備える、Ｘ線撮像システムを記載している。
【０００６】
別の例では、本開示は、ユーザー入力パラメーターを受信することと、少なくとも部分的に前記ユーザー入力パラメーターに基づいて、ラジオグラフを取得するようにＸ線撮像システムを構成することであって、前記Ｘ線撮像システムは、Ｘ線発生器と、１または複数の放射線検出器と、前記Ｘ線発生器によって放射されるＸ線ビームの軸に対して垂直に配置される回転軸を有する回転ステージと、前記回転ステージの前記回転軸に沿って配置される動作軸を有する直線並進ステージと、前記回転ステージによって支持されるサンプル上の点がスパイラルパターンまたはヘリカルパターンを描くように、前記回転ステージの回転動作と前記直線並進ステージの直線動作とを同期させる動作制御システムとを備えることと、少なくとも部分的に前記ラジオグラフに基づいて、３次元画像を生成することとを含む、方法を記載している。
【０００７】
別の例では、本開示は、非一時的コンピューター可読データ記憶媒体であって、実行されるときに、コンピューティングシステムに、ユーザー入力パラメーターを受信させる命令と、少なくとも部分的に前記ユーザー入力パラメーターに基づいて、ラジオグラフを取得するようにＸ線撮像システムを構成させる命令であって、前記Ｘ線撮像システムは、Ｘ線発生器と、１または複数の放射線検出器と、前記Ｘ線発生器によって放射されるＸ線ビームの軸に対して垂直に配置される回転軸を有する回転ステージと、前記回転ステージの前記回転軸に沿って配置される動作軸を有する直線並進ステージと、前記回転ステージによって支持されるサンプル上の点がスパイラルパターンまたはヘリカルパターンを描くように、前記回転ステージの回転動作と前記直線並進ステージの直線動作とを同期させる動作制御システムとを備える、構成させる命令と、少なくとも部分的に前記ラジオグラフに基づいて、３次元画像を生成させる命令とを記憶している、非一時的コンピューター可読データ記憶媒体を記載している。
【０００８】
１または複数の例の詳細は、添付図面および以下の説明に明らかにされている。他の特徴、目的、および利点は、以下の説明、図面、および特許請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の１または複数の例による、例示的な機器構成を示す、概略的要素およびブロック要素の両方を有するシステム図である。
【図２】本開示の１または複数の技術による、例示的なレンズ結合高解像度Ｘ線検出器を示すブロック図である。
【図３Ａ】本開示の１または複数の技術による、例示的なシステムパラメーター設定インターフェースを示す図である。
【図３Ｂ】本開示の１または複数の技術による、例示的な従来の（すなわち、非スパイラル）コンピュータートモグラフィー（ＣＴ）スキャン設定インターフェースを示す図である。
【図３Ｃ】本開示の１または複数の技術による、別の例示的な従来の（すなわち、非スパイラル）ＣＴスキャン設定インターフェースを示す図である。
【図３Ｄ】本開示の１または複数の技術による、例示的なスパイラルＣＴスキャン設定インターフェースを示す図である。
【図３Ｅ】本開示の１または複数の技術による、別の例示的なスパイラルＣＴスキャン設定インターフェースを示す図である。
【図３Ｆ】本開示の１または複数の技術による、例示的な画像プレビューインターフェースを示す図である。
【図４Ａ】スパイラルＣＴを用いて得られた例示的な３次元構造のボリュームレンダリングを示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの３次元構造の第１の例示的な断面画像を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ａの３次元構造の第２の例示的な断面画像を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ａの３次元構造の第３の例示的な断面画像を示す図である。
【図４Ｅ】図４Ａの３次元構造の例示的な断面画像を示す図である。
【図５】本開示の１または複数の技術による、加重逆投影機能構成の概念図である。
【図６】本開示の１または複数の技術による、工業用ＣＴシステムの例示的な動作を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ｘ線コンピュータートモグラフィー（ＣＴ）は、医療用撮像および工業用非破壊評価（ＮＤＥ）において、非侵襲的に、または非破壊的に３次元構造を得る一般的に使用される技術である。本開示の技術はＸ線ＣＴ技術を用いて物体（例えば、細長い物体）の３次元（３Ｄ）構造を得るための装置を提供する。また、本開示の技術は、機器使用、ユーザー制御機構、およびその装置のソフトウェアアルゴリズムも提供する。その装置は、岩石コアサンプルのような自然に発生した物体、および製造されたコンポーネントおよびシステムのＮＤＥのために使用することができる。その装置は、Ｘ線源と、放射線検出器と、回転ステージとを備えることができる。回転ステージは、種々の視角においてラジオグラフを得ることができるようにサンプルを回転させることができる。Ｘ線源、放射線検出器および回転ステージはそれぞれ、Ｘ線源、放射線検出器および回転ステージを異なる幾何学的構成に配置するために、直線位置決めステージ上に取り付けることができる。本開示において説明される１つの例示的な構成では、そのシステムは、０．５マイクロメートルから１００マイクロメートルに及ぶ解像度を提供することができる。
【００１１】
図１は、本開示の１または複数の例による、例示的な機器構成を示す、概略的要素およびブロック要素の両方を有するシステム図である。図１の例において示されるように、工業用ＣＴシステム１０が、Ｘ線源１２と、放射線検出器１４と、コンピューティングシステム２２とを備えることができる。図１の例には示されないが、工業用ＣＴシステム１０は、放射線検出器１４に加えて、１または複数の放射線検出器を備えることができる。
【００１２】
回転ステージ１６上にサンプルを取り付けることができる。例示的なタイプのサンプルは、機械類、岩石コア、または他のタイプの物体を含む。一般的な例では、回転ステージ１６の回転軸１７は、Ｘ線ビーム軸１９（すなわち、Ｘ線発生器１２によって放射されるＸ線ビーム１８の軸）に対して垂直である。従って、工業用ＣＴシステム１０は、Ｘ線ビーム１８内でサンプルが回転するときに、異なる投影角においてラジオグラフを取得することができる。図１の例では、Ｘ線ビーム１８は円錐形である。他の例では、Ｘ線ビーム１８は扇形である。幾つかの例において、Ｘ線源１２は２０ｋｅＶ〜６００ｋｅＶのエネルギー範囲を有するＸ線を与えることができる。
【００１３】
さらに、工業用ＣＴシステム１０は、垂直に移動することができる垂直ステージ２０を含むことができる。垂直ステージ２０が垂直に移動するときに回転ステージ１６が垂直に移動するように、回転ステージ１６が垂直ステージ２０に取り付けられるか、または別の方法で結合される。回転ステージ１６および／または垂直ステージ２０によって支持されるサンプル上の点がスパイラルパターンまたはヘリカルパターンを描くように、垂直ステージ２０の動作は回転ステージ１６の回転動作と同期することができる。他の例では、回転ステージ１６は、他の方向に直線的に移動することができる。例えば、工業用ＣＴシステム１０は、垂直以外の方向に回転ステージ１６を移動させるステージを含むことができる。従って、本開示は、垂直ステージ２０を「直線並進ステージ２０」と呼ぶ場合がある。このようにして、工業用ＣＴシステム１０は、回転ステージ１６の回転軸に沿って配置された動作軸を有する直線並進ステージを備えることができる。回転ステージ１６の回転軸１７に沿って直線並進ステージ２０が移動する結果として、回転ステージ１６（および回転ステージ１６上に取り付けられた任意のサンプル）が回転ステージ１６の回転軸１７に沿って移動する。
【００１４】
放射線検出器１４は、図１の例において示されるようなフラットパネルＸ線検出器（ＦＰＤ）を備えることができる。他の例では、放射線検出器１４は、レンズ結合シンチレーション検出器、線形ダイオードアレイ（ＬＤＡ）、または放射線を検出する別のタイプのデバイスを備えることができる。このようにして、工業用ＣＴシステム１０は、フラットパネル放射線検出器、レンズ結合高解像度Ｘ線検出器、および線形ダイオードアレイ放射線検出器のうちの少なくとも１つを含む、１または複数の放射線検出器を備えることができる。
【００１５】
さらに、図１の例では、工業用ＣＴシステム１０は、コンピューティングシステム２２を備える。コンピューティングシステム２２は、パーソナルコンピューター、ラップトップコンピューター、サーバーコンピューター、メインフレームコンピューター、専用コンピューター等の１または複数のコンピューティングデバイスを備えることができる。幾つかの例において、コンピューティングシステム２２は、工業用ＣＴシステム１０の他のコンポーネントから遠隔して位置することができる。例えば、コンピューティングシステム２２は、工業用ＣＴシステム１０の他のコンポーネントのユーザーの視点から見て、「クラウド」内に存在することができる。
【００１６】
コンピューティングシステム２２は、動作制御システム２４およびコンピューター制御データ取得システム２６を実現することができる。動作制御システム２４は、回転ステージ１６の回転動作と、直線並進ステージ２０の直線動作とを同期させることができる。他の例では、動作制御システム２４は、データ取得システム２４とは別に（正：separately from）実現することができる。
【００１７】
データ取得システム２６は、１または複数のユーザーから入力パラメーターを受信することができる。幾つかの例において、データ取得システム２６は、入力パラメーターのユーザー入力の指示を（例えば、キーボード、タッチスクリーン等の入力デバイスから、または遠隔コンピューティングデバイスから）受信することができる。データ取得システム２６は、ユーザー入力パラメーターに少なくとも部分的に基づいて、ラジオグラフを取得するようにＸ線撮像システムを構成することができる。さらに、データ取得システム２６は、放射線検出器１４（および／または工業用ＣＴシステム１０の他の放射線検出器）からラジオグラフを取得し、ラジオグラフをデジタル形式で記録し、ラジオグラフを処理することができる。例えば、データ取得システム２６は、ラジオグラフに少なくとも部分的に基づいて、３次元画像を生成することができる。このようにして、データ取得システム２６は、ラジオグラフを取得し、ラジオグラフをデジタル形式で記録し、ラジオグラフから３次元画像を再構成することができる。
【００１８】
例示的なＣＴサイクルでは、特定の間隔においてラジオグラフを取得しながら、１８０度の範囲にわたって被試験サンプルを回転させることができる。その後、ラジオグラフを数学的に組み合わせて、被試験サンプルの３Ｄ構造を表す３Ｄボリュームデータを生成することができる。このタイプの構成には、Ｘ線ビームコーンに露光されるサンプルの部分しか試験することができないので、視野が限られる場合があるという不都合がある。それゆえ、細長い物体の場合、各ＣＴサイクル中に、部分的なボリュームしか撮像することができない。完全なサンプルを撮像するには、サンプルの異なる部分に関して別々に一連の複数のＣＴサイクルを実行しなければならず、完全な構造の画像を得るために、その後、結果として生成された一連の３Ｄ画像を数値的に繋ぎ合わせなければならない。
【００１９】
本開示の技術は、その動作軸がサンプルの長軸に平行である電動直線ステージを使用することによって、この制約を克服することができる。ＣＴスキャン中に、直線ステージ（例えば、直線並進ステージ２０）は、回転ステージ１６の回転動作と同期するようにして、Ｘ線ビームコーン（例えば、Ｘ線ビーム１８）を横切るようにサンプル全体を絶えず移動させることができる。この更なる動作によって、サンプル上の点が実効的にはスパイラルパターンまたはヘリカルパターンを描くことができる。それゆえ、この手法は、本明細書において、スパイラルＣＴまたはヘリカルＣＴと呼ばれる場合がある。この技術を用いて、ユーザーの介入も、更なる数値的繋ぎ合わせも必要とすることなく、細長いサンプルを一度のサイクルでスキャンすることができる。本開示の技術は、広範な応用形態にわたって従来の技術より優れた著しい利点を提示することができる。
【００２０】
本開示の技術は、高解像度の応用形態に焦点を合わせる工業用ＣＴシステムに主に適用することができる。工業用ＣＴシステム１０は、幾つかの新規の要素を含むことができる。例えば、工業用ＣＴシステム１０は、広範な解像度および視野の組み合わせを得るための検出器を組み込む新規の検出器設計を含む、新規の機器設計を含むことができる。別の例では、工業用ＣＴシステム１０は、ラジオグラフを処理し、ラジオグラフから３Ｄ画像を更に再構成するための新規の数値アルゴリズムを用いることができる。
【００２１】
ＦＰＤが、ガラス検出器アレイ上のアモルファスシリコン上に作製される、ヨウ化セシウムのようなシンチレーション材料層を備えることができる。シンチレーター層はＸ線を吸収し、可視光光子を放射することができ、その光子が次に固体検出器によって検出される。放射線検出器１４のピクセルサイズは、数十マイクロメートルから数百マイクロメートルに及ぶことができる。例えば、放射線検出器１４は、２５マイクロメートルから３００マイクロメートルに及ぶピクセルサイズを有するＦＰＤを含むことができる。
【００２２】
ＦＰＤは、ボリューメトリックＣＴ構成の工業用ＣＴシステムにおいて、現在最も一般的に使用される検出器である。ＦＰＤは一般に、大部分の応用形態において１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルの解像度と、１０ｍｍ〜４００ｍｍの視野とを提供する。この設計は、プリント回路基板、および機械加工部品または鋳造部品のような粗いフィーチャーを有する物体に非常に適している場合がある。０．５マイクロメートル〜１０マイクロメートルの解像度および１ｍｍ〜５０ｍｍの視野を達成するために種々の倍率のレンズを使用するレンズ結合検出器システムを使用することにより、更に高い解像度を達成することができる。この設計は、集積回路コンポーネントまたは生物系内の細胞構造のような、細かいフィーチャーサイズを有する物体に非常に適している場合がある。逆のサイズ範囲では、３００ｋｅＶより高い高エネルギーＸ線を用いて、完全に組み立てられた機械システムのような大きな物体を突き抜けることができる。これらの応用形態では、放射線が散乱することから生じるコントラスト低下を抑えるために、多くの場合にＬＤＡ検出器が使用される。
【００２３】
図２は、本開示の１または複数の技術による、例示的なレンズ結合高解像度Ｘ線検出器５０を示すブロック図である。工業用ＣＴシステム１０の放射線検出器１４が、レンズ結合高解像度Ｘ線検出器５０を含むことができる。レンズ結合Ｘ線検出器５０は、更なる光学レンズ５２を用いて、放射された可視光５４を図２の例において示されるような電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器のような検出器５６に中継することができる。放射線検出器１４のシンチレーター層は、Ｘ線発生器１２または他のＸ線源によって放射されたＸ線を吸収するときに、可視光５４を放射することができる。
【００２４】
レンズ５２は０．５ｘ〜１００ｘの範囲の倍率を与えることができ、それにより、０．１マイクロメートル〜２０マイクロメートルの、レンズ結合Ｘ線検出器５０の実効的なピクセルサイズを形成することができる。幾つかの例では、レンズ結合Ｘ線検出器５０は、０．１マイクロメートル〜１０マイクロメートルのピクセルサイズを有する。図２の例では、ミラー５８がレンズ５２からの可視光５４を検出器５６に送る。さらに、図２の例では、レンズ５２は、レンズ６２のような１または複数の更なるレンズを含む回転タレット６０内に取り付けられる。タレット６０は、放射された可視光５４が、レンズ５２の代わりに、レンズ６２を通り抜けるように、回転するか、または他の方法で再構成することができる。レンズ５２およびレンズ６２は、異なる焦点距離を有することができ、それゆえ、異なる解像度および／または視野を達成するために用いることができる。例えば、レンズ５２は、広視野レンズとすることができ、レンズ６２は高解像度レンズとすることができる。
【００２５】
各検出器技術（すなわち、ＦＰＤ技術、レンズ結合高解像度Ｘ線検出器技術およびＬＤＡ技術）の視野および解像度に関する制約を更に緩和するために、本開示の工業用ＣＴシステム１０は、これら３つのタイプの検出器技術のうちの２つ以上を組み合わせることができる。例えば、工業用ＣＴシステム１０は、完成したアセンブリによるシステムスケールＮＤＥ、およびサブマイクロメートルスケールにおける詳細な試験の両方の能力があるマルチスケール撮像システムを作製するためにＦＤＰとレンズ結合検出器とを組み合わせたシステムを備えることができる。例えば、工業用ＣＴシステム１０は、０．１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲内のピクセルサイズを有するレンズ結合高解像度検出器と、２５マイクロメートルから３００マイクロメートルに及ぶピクセルサイズを有するフラットパネル検出器とを備えることができる。この例では、工業用ＣＴシステム１０は、少なくともレンズ結合高解像度Ｘ線検出器とフラットパネル検出器とを切り替える機械式機構を含むことができる。スパイラルＣＴの使用は、完全な岩石コアサンプルまたはミサイルのような細長い物体の場合にこの解像度および視野の組み合わせを用いて、延長されたスキャン長を更に与えることができる。
【００２６】
図３Ａ〜図３Ｆは、本開示の１または複数の技術による、スパイラルＣＴのための例示的なユーザー制御インターフェースを示す図である。詳細には、図３Ａは、例示的なシステムパラメーター設定インターフェース１００を示す図である。図３Ｂは、例示的な従来の（すなわち、非スパイラル）ＣＴスキャン設定インターフェース１５０を示す図である。図３Ｃは、本開示の１または複数の技術による、別の例示的な従来の（すなわち、非スパイラル）ＣＴスキャン設定インターフェースを示す図である。図３Ｄは、例示的なスパイラルＣＴスキャン設定インターフェース２００を示す図である。図３Ｅは、本開示の１または複数の技術による、別の例示的なスパイラルＣＴスキャン設定インターフェースを示す図である。図３Ｆは、例示的な画像プレビューインターフェース２５０を示す図である。特に、画像プレビューインターフェース２５０は、エミュレーション環境を示す。
【００２７】
図３Ａのシステムパラメーター設定インターフェース１００は、工業用ＣＴシステム１０を制御するためのユーザーインターフェース（ＵＩ）要素を含む。工業用ＣＴシステム１０のＵＩ要素によって、データ取得システム２６が、スパイラルＣＴおよび非スパイラルＣＴの両方に共通のパラメーターのユーザー入力を受信することを可能にすることができる。例えば、システムパラメーター設定インターフェース１００は、テーブル回転（すなわち、回転ステージ１６）を制御するためのＵＩ要素１０２と、Ｘ線源（例えば、Ｘ線発生器１２）の位置を制御するためのＵＩ要素１０４と、放射線検出器１４の位置を制御するためのＵＩ要素１０６と、テーブル倍率（例えば、Ｘ線発生器１２および放射線検出器１４に対する回転ステージ１６の位置）を制御するためのＵＩ要素１０８と、放射線検出器１４の倍率レベルを制御するためのＵＩ要素１１０とを含む。さらに、システムパラメーター設定インターフェース１００は、ＣＴスキャン中に使用されない動作軸、例えば、１０８および１１０が無効にされるべきであるか否かを制御するための１組のＵＩ要素１１２を含む。システムパラメーター設定インターフェース１００内のホームＵＩ要素は、テーブル回転を決まった基準位置まで動かすことができる。システムパラメーター設定インターフェース１００内のリセットＵＩ要素は、現在のテーブル回転角を０に設定する。
【００２８】
図３Ｂの従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０は、非スパイラルＣＴスキャンを実行するように工業用ＣＴシステム１０を構成するためのＵＩ要素を含むことができる。例えば、従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０は、ＣＴスキャン中に取得されることになる投影数を入力するためのフィールド１５２を含むことができる。従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０は、所望のＸ線検出器取得速度とテーブル回転速度とを同期させて、モーションブラーを軽減するために、フレーム（投影）をスキップするＵＩ要素も含むことができる。「ｆｒ．平均」ＵＩ要素を用いて、複数のフレームを合わせて平均して、１つの投影を生成し、雑音を少なくすることができる。さらに、従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０は、ＣＴスキャンを開始するボタン１５４と、工業用ＣＴシステム１０のための較正プロセスを開始する別のボタン１５６とを含むことができる。さらに、従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０は、ＣＴスキャンにおいて取得されたラジオグラフのピクセルのビット深度を制御するドロップダウンボックス１５８を含む。また、従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０は、ＣＴスキャン中に回転ステージ１６が回転する角度範囲を入力するためのテキストボックス１６０も含む。角度範囲は、０以上に設定することができる。場合によっては、角度範囲は３６０度より大きくすることができる。さらに、従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０は、データ取得システム２８がＣＴスキャン中に取得されたラジオグラフをナンバリングし始める数字を入力するためのテキストボックス１６２を含む。ラジオグラフのナンバリングは、ＣＴスキャン中に取得された個々のラジオグラフを後に参照するために用いることができる。また、従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０は、撮像システムの現在の位置においてスクリーンショットを取得する（スナップ写真を撮る）か、または或る期間にわたって撮像窓の一連のスクリーンショット（ビデオ）を記録するＵＩ要素も提供することができる。
【００２９】
上記のように、図３Ｃは、本開示の１または複数の技術による、別の例示的な従来の（すなわち、非スパイラル）ＣＴスキャン設定インターフェース１７０を示す図である。図３Ｃ内のヘリカルスキャン設定インターフェースは、「ＶｏｒｔｅＸ」を付されたチェックボックス１７２を選択することによって表示することができる。ユーザーは、「スキャン高」入力フィールド内に直線移動範囲を入力することができる。スキャンタイプは、「スキャン設定」ドロップダウン要素１７６を用いて選択することができる。「スキャン設定」ドロップダウン要素１７６内のオプションは、高速、中間または精密を含むことができ、それはスキャン持続時間と品質とのトレードオフを反映する。他のスキャン依存パラメーターを自動的に選択するために、スキャン設定選択をスキャン高と組み合わせることができる。ユーザーがスキャン高および設定を入力するとき、データ取得システム２８は、スキャニングパラメーターのユーザー入力の指示を受信することができる。
【００３０】
データ取得システム２８は、従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０内のヘリカルスキャンチェックボックス１５４および／またはアドバンストチェックボックス１５６、または従来のＣＴスキャン設定インターフェース１７０内のチェックボックス１７２および／またはアドバンストチェックボックス１７８を選択するユーザー入力の指示を受信するのに応答して、表示するために図３Ｄのスキャン設定インターフェース２００を出力することができる。本開示の１または複数の技術によれば、ユーザーは、直線ステージのスキャン範囲（すなわち、直線スキャン範囲）および任意選択で、各スパイラル回転を通しての直線移動範囲およびアドバンストメニュー内の回転数のような、少数のスキャニングパラメーターを入力することができる。直線スキャン範囲パラメーターは、図３Ｄの例では「部品高」として示される。ユーザーがスキャニングパラメーターを入力するとき、データ取得システム２８は、スキャニングパラメーターのユーザー入力の指示を受信することができる。
【００３１】
コンピューティングシステム２２が、これらのユーザー入力パラメーターと、Ｘ線源スポットサイズ、検出器ピクセルサイズ、倍率等の他の幾何学的パラメーターとに基づいて、主要データ取得パラメーター（全投影数、角度間隔、直線動作および回転動作の相対速度等）を自動的に最適化する画像取得制御プログラムを実行することができる。画像取得パラメーターは、本明細書において「データ取得パラメーター」と呼ばれる場合もある。この最適化は、１組の独自の数学アルゴリズムによって実行することができ、そのアルゴリズムは、例えば、アンダーサンプリングアーティファクトを防ぎ、取得のためのユーザーの時間限度に対応するのに必要な投影数を計算する。
【００３２】
このようにして、コンピューティングデバイスは、１または複数のアルゴリズムを用いて、直線スキャン範囲に少なくとも部分的に基づいて、１または複数の更なるデータ取得パラメーターを決定することができ、１または複数の更なるデータ取得パラメーターに少なくとも部分的に基づいて、ラジオグラフを取得するようにＸ線撮像システムを構成することができる。一例では、データ取得システム２６はユーザー入力パラメーターを受け入れることができ、ユーザー入力パラメーターは、直線スキャン範囲および持続時間／品質スキャン設定だけからなる。この例では、データ取得システム２６は、投影数、スキップするフレーム、ヘリカルピッチおよび回転数のような更なるデータ取得パラメーターを決定するアルゴリズムを使用する。
【００３３】
スパイラルＣＴ入力がより複雑になり、幾つかの主要入力パラメーターが従来のＣＴスキャン設定より直観的に理解しにくくなると、広い解像度および視野範囲に及ぶマルチスケールＸ線撮像システムの場合に特に、そのような最適化システムを有し、ユーザーが苦労しないようにすることは、本技術を実用的にするのを助けることができる。
【００３４】
例えば、図３Ｄの例では、データ取得システム２８は、フィールド２０２において部品高のユーザー入力の指示を受信することができる。部品高は、被試験部品（例えば、サンプル）の高さ（または長さ）を指示することができる。それに応答して、データ取得システム２８は、部品高に少なくとも部分的に基づいて、スパイラルＣＴスキャン設定インターフェース２００内に示される他の値、例えば、ヘリカルピッチ、ヘリカルセット数、セットあたりの回転数、回転あたりの投影数、投影あたりの高差、投影あたりの角度差、ヘリカルセットあたりの適用されるフィルタリングされた重みを示すセットスケール、ＣＴスキャンにおける全高差、ＣＴスキャンにおいて回転する全度数、ＣＴスキャン中のサンプルの全回転数、およびＣＴスキャン中に取得される全投影数（例えば、全ラジオグラフ数）を計算することができる。データ取得システム２８は、ヘリカル設定高さと、ＣＴスキャン中の回転数とのユーザー入力の指示を受信することができ、データ取得システム２８は、そのパラメーター計算を更新することができる。ヘリカルセットは、その投影されたラジオグラフが垂直方向に、例えば、５０％の重なりを有するらせんにおける、連続的な回転の数を含む。ヘリカル設定高さは、ヘリカルセットの垂直方向の長さである。ユーザーがスキャニングパラメーターを入力するとき、データ取得システム２８は、スキャニングパラメーターのユーザー入力の指示を受信することができる。データ取得システム２８は、図３Ｄに示されるスキャン概要パラメーターを計算するために、スパイラルＣＴスキャン設定インターフェース２００において入力される値に加えて、従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０において入力される値も使用することができる。このようにして、ユーザーはこれらのパラメーターを手作業で計算または入力する必要はない。むしろ、スキャン高および投影あたりの高さから全投影が計算されるように、スキャン概要パラメーターが計算される。
【００３５】
上記のように、図３Ｅは、本開示の１または複数の技術による、別の例示的なスパイラルＣＴスキャン設定インターフェース２３０を示す図である。スパイラルＣＴスキャン設定インターフェース２３０は、図３ＤのスパイラルＣＴスキャン設定インターフェース２００と幾つかの点において類似であるが、幾つかの異なる特徴を含む。
【００３６】
データ取得システム２８は、従来のＣＴスキャン設定インターフェース１５０内のヘリカルスキャンアドバンストチェックボックス１６６、または従来のＣＴスキャン設定インターフェース１７０内のチェックボックス１７２および／またはアドバンストチェックボックス１７８を選択するユーザー入力の指示を受信するのに応答して、表示するために図３Ｅのスキャン設定インターフェース２００を出力することができる。本開示の１または複数の技術によれば、ユーザーは、アドバンストダイアログにおいて、直線ステージのスキャン範囲（すなわち、直線スキャン範囲）、ヘリカル設定高さ２３６および回転数２３８のような、少数のスキャニングパラメーターを入力することができる。直線スキャン範囲パラメーターは、図３Ｅの例では「スキャン高」要素２３２として示される。
【００３７】
図３Ｅの例では、データ取得システム２８は、スキャン高、ヘリカルピッチ、ヘリカル設定高さおよび／または回転数に少なくとも部分的に基づいて、ヘリカルセット数、セットあたりの回転数、回転あたりの投影数、投影あたりの高差、投影あたりの角度差、ＣＴスキャンにおける全高差、ＣＴスキャンにおいて回転する全度数、ＣＴスキャン中のサンプルの全回転数、およびＣＴスキャン中に取得される全投影数（例えば、全ラジオグラフ数）を計算することができる。
【００３８】
図４Ａ〜図４Ｅは、本開示の１または複数の技術による、スパイラルＣＴ技術および従来のＣＴ技術を用いてスキャンされるテスト構造の例示的な画像を示す。ＦＰＤ検出器を用いて、上記のようなアルゴリズムを用いて最適化されたパラメーターを使用してデータが取得された。従来のＣＴ画像は、構造全体の小さな領域のみを示す。完全な構造を得るために、幾つかのそのようなスキャンが実行され、後処理において数値的に繋ぎ合わせられる場合がある。対照的に、スパイラルＣＴ画像は一度のサイクルにおいて取得された。また、スパイラルＣＴデータは、従来のＣＴより良好なコントラストおよび解像度も示し、アーティファクトも少ない。
【００３９】
図４Ａは、スパイラルＣＴを用いて得られた例示的な３次元構造のボリュームレンダリングを示す図である。図４Ｂは、図４Ａの３次元構造の第１の例示的な断面画像を示す図である。図４Ｃは、図４Ａの３次元構造の第２の例示的な断面画像を示す図である。図４Ｄは、図４Ａの３次元構造の第３の例示的な断面画像を示す図である。言い換えると、スパイラルＣＴを用いて得られた３Ｄ構造は、図４Ａにおいてボリュームレンダリングとして示されており、その断面画像が３つの軸に沿って図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄにおいて示される。
【００４０】
図４Ｅは、図４Ａの３次元構造の例示的な断面画像を示す図である。言い換えると、比較のために、従来のボリューメトリックＣＴからの結果が図４Ｅに示される。従来のＣＴ画像におけるアーティファクトは、画像が高い円錐角でＸ線に露光された、図４Ｅに示される再構成エリアの上部および底部において最も顕著である。そのようなアーティファクトは特に、回転軸に対して垂直に位置合わせされた主に平坦な構造を含む構造の場合に共通している場合がある。これらの露光角は従来のＣＴスキャン中に固定されるが、スパイラルスキャンシーケンスでは、直線並進ステージ２０が並進するにつれて変化することができる。結果として、これらの高角アーティファクトの影響は、投影ラジオグラフをフィルタリングすることによって低減または解消することができる。従って、データ取得システム２６（図１）の１または複数のプロセッサは、Ｘ線ビームの特定の円錐角（例えば、高い円錐角）に関連付けられるアーティファクトを低減するために、取得されたラジオグラフを用いてデジタルフィルタリング計算を実行するように構成することができる。サンプルタイプに応じて、幾つかの可能なフィルターを使用することができる。
【００４１】
例えば、データ取得システム２６の１または複数のプロセッサは、取得されたラジオグラフを用いてガウス型デジタルフィルターを含むデジタルフィルタリング計算を実行するように構成することができる。言い換えると、データ取得システム２６は、ガウス型デジタルフィルターを用いて、各ラジオグラフをフィルタリングすることができる。この例では、図５の例に示されるように、ガウス型関数、
【数１】
0006423415.tif 000002
のような加重逆投影フィルタリング関数を用いて、滑らかに変化するように、低角のスライスに大きな重みを与えることができる。ただし、図５の例に示すように、ｇ＝ｅｘｐ［−（ｘ2／２σ2）］、
【数２】
0006423415.tif 000003
である。従って、図５は、本開示の１または複数の技術による、加重逆投影機能構成の概念図である。
【００４２】
別の例では、データ取得システム２６は、ステップ関数デジタルフィルターを用いて、取得された各ラジオグラフをフィルタリングすることができる。ステップ関数は、特定の角度において急峻なカットオフを形成することができる。従って、データ取得システム２６の１または複数のプロセッサは、ステップ関数デジタルフィルターを含むデジタルフィルタリング計算を実行するように構成することができる。
【００４３】
図６は、本開示の１または複数の技術による、工業用ＣＴシステムの例示的な動作を示す流れ図である。図６の例示的な動作は、図１の例示的なシステムを参照しながら説明される。然しながら、図６に示される技術は、図１のシステムにおいて使用することには必ずしも限定されず、他のシステムにおいて用いることもできる。
【００４４】
図６の例では、データ取得システム（例えば、データ取得システム２６）がユーザー入力パラメーターを受信することができる（３００）。言い換えると、データ取得システムは、ユーザー入力パラメーターのユーザー入力の指示を受信することができる。幾つかの例では、データ取得システムは、直線スキャン範囲のユーザー入力を受信することができる。直線スキャン範囲は、直線並進ステージ（例えば、直線並進ステージ２０）の直線動作範囲とすることができる。さらに、この例では、データ取得システムは、直線スキャン範囲に少なくとも部分的に基づいて、１または複数の更なるデータ取得パラメーターを決定する１または複数のアルゴリズムを使用することができる。
【００４５】
データ取得システムは、ユーザー入力パラメーターに少なくとも部分的に基づいて、ラジオグラフを取得するようにＸ線撮像システム（例えば、工業用ＣＴシステム１０）を構成することができる（３０２）。本開示の他の場所で説明されたように、Ｘ線撮像システムは、Ｘ線発生器（例えば、Ｘ線発生器１２）と、１または複数の放射線検出器（例えば、放射線検出器１４）と、Ｘ線発生器によって放射されるＸ線ビームの軸に対して垂直に配置される回転軸を有する回転ステージ（例えば、回転ステージ１６）と、回転ステージの回転軸に沿って配置される軸を有する直線並進ステージとを備えることができる。さらに、Ｘ線撮像システムは、回転ステージの回転動作と直線並進ステージの直線動作とを同期させる動作制御システム（例えば、動作制御システム２４）も備えることができる。データ取得システムは、ラジオグラフに少なくとも部分的に基づいて、３次元画像を生成することができる（３０４）。
【００４６】
以下の段落は、本開示の追加の例示の技術を提供する。
【００４７】
例１。Ｘ線撮像システムであって、Ｘ線発生器と、１または複数の放射線検出器と、Ｘ線発生器によって放射されるＸ線ビームの軸に対して実質的に垂直に配置される回転軸を有する回転ステージと、回転ステージの回転軸に沿って配置される動作軸を有する直線並進ステージと、回転ステージの回転動作と直線並進ステージの直線動作とを同期させる動作制御システムと、データ取得システムであって、ユーザー入力パラメーターを受信し、ユーザー入力パラメーターに少なくとも部分的に基づいて、ラジオグラフを取得するようにＸ線撮像システムを構成し、ラジオグラフに少なくとも部分的に基づいて、３次元画像を生成するように構成される１または複数のプロセッサを備える、データ取得システムとを備える、Ｘ線撮像システム。
【００４８】
例２。１または複数の放射線検出器はフラットパネル放射線検出器を含む、例１に記載のＸ線撮像システム。
【００４９】
例３。データ取得システムの１または複数のプロセッサは、ラジオグラフを用いてデジタルフィルタリング計算を実行するように更に構成される、例１または２に記載のＸ線撮像システム。
【００５０】
例４。デジタルフィルター計算は、ガウス型デジタルフィルターを含む、例３に記載のＸ線撮像システム。
【００５１】
例５。デジタルフィルター計算は、ステップ関数デジタルフィルターを含む、例３または４に記載のＸ線撮像システム。
【００５２】
例６。Ｘ線発生器は、２０ｋｅＶ〜６００ｋｅＶのエネルギー範囲を有するＸ線を与える、例１〜５のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００５３】
例７。１または複数の放射線検出器はレンズ結合高解像度Ｘ線検出器を含む、例１〜６のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００５４】
例８。レンズ結合高解像度Ｘ線検出器は、０．１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲内のピクセルサイズを有する、例７に記載のＸ線撮像システム。
【００５５】
例９。１または複数の放射線検出器は、２５マイクロメートルから３００マイクロメートルに及ぶピクセルサイズを有するフラットパネル検出器を含む、例８に記載のＸ線撮像システム。
【００５６】
例１０。１または複数の放射線検出器はフラットパネル検出器を含み、Ｘ線撮像システムは、少なくともレンズ結合高解像度Ｘ線検出器とフラットパネル検出器とを切り替える機械式機構を更に備える、例７または８に記載のＸ線撮像システム。
【００５７】
例１１。１または複数の放射線検出器は、線形ダイオードアレイ型放射線検出器を含む、例１〜１０のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００５８】
例１２。ユーザー入力パラメーターは直線スキャン範囲からなり、データ取得システムの１または複数のプロセッサは、直線スキャン範囲に少なくとも部分的に基づいて、１または複数の更なるデータ取得パラメーターを決定する１または複数のアルゴリズムを使用し、１または複数の更なるデータ取得パラメーターに少なくとも部分的に基づいて、ラジオグラフを取得するようにＸ線撮像システムを構成するように構成される、例１〜１１のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００５９】
例１３。更なるデータ取得パラメーターを決定する１または複数のアルゴリズムは、１または複数の埋め込みアルゴリズムを含む、例１２に記載の方法。
【００６０】
例１４。データ取得システムはコンピューター制御される、例１〜１３のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００６１】
例１５。データ取得システムの１または複数のプロセッサは、ラジオグラフをデジタル形式で記録するように構成される、例１〜１４のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００６２】
例１６。例１〜１５のいずれかに従って構成されている、Ｘ線撮像システム。
【００６３】
例１７。本明細書において開示される技術のいずれかに従うＸ線撮像システム。
【００６４】
例１８。Ｘ線撮像システムであって、Ｘ線発生器と、フラットパネル放射線検出器、レンズ結合高解像度Ｘ線検出器および線形ダイオードアレイを含む１または複数の放射線検出器と、Ｘ線ビームの軸に対して垂直に配置される軸を有する回転ステージと、回転ステージの軸に沿って配置される軸を有する直線並進ステージと、回転ステージおよび直線並進ステージの動作を同期させるように構成される動作制御システムと、ユーザー入力パラメーターを受け取り、ラジオグラフを取得し、ラジオグラフをデジタル形式で記録し、ラジオグラフを用いてデジタルフィルタリング計算を実行し、ラジオグラフから３次元画像を再構成するコンピューターコードを実行するコンピューター制御データ取得システムとを備える、Ｘ線撮像システム。
【００６５】
例１９。Ｘ線発生器は、２０ｋｅＶ〜６００ｋｅＶのエネルギー範囲を有するＸ線を与える、例１８に記載のＸ線撮像システム。
【００６６】
例２０。レンズ結合高解像度Ｘ線検出器は、０．１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲内のピクセルサイズを有する、例１８または１９に記載のＸ線撮像システム。
【００６７】
例２１。線形ダイオードアレイ型放射線検出器を含む、例１８〜２０のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００６８】
例２２。０．１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲内のピクセルサイズを有するレンズ結合高解像度検出器と、２５マイクロメートルから３００マイクロメートルに及ぶピクセルサイズを有するフラットパネル検出器と、レンズ結合高解像度検出器とフラットパネル検出器とを切り替える機械式機構とを備える、例１８〜２１のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００６９】
例２３。ユーザー入力パラメーターは直線スキャン範囲だけからなり、更なるデータ取得パラメーターを決定する埋め込みアルゴリズムを使用する、例１８〜２２のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００７０】
例２４。ガウス型デジタルフィルターを用いて、各ラジオグラフを処理する、例１８〜２３のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００７１】
例２５。ステップ関数デジタルフィルターを用いて、各ラジオグラフを処理する、例１８〜２４のいずれかに記載のＸ線撮像システム。
【００７２】
例２６。例１８〜２５のいずれかに従って構成されている、Ｘ線撮像システム。
【００７３】
本開示の技術は、多種多様のデバイスまたは装置において実施することができる。開示された技術を実行するように構成されたデバイスの機能的態様を強調する様々なコンポーネント、モジュール、またはユニットが本開示に説明されているが、必ずしも異なるハードウェアユニットによる実現を必要とするものではない。逆に、上記で説明したように、様々なユニットは、適したソフトウェアおよび／またはファームウェアとともに１つのハードウェアユニット内に組み合わせることもできるし、適したソフトウェアおよび／またはファームウェアとともに、上記で説明したような１または複数のプロセッサを含む、相互動作するハードウェアユニットの集合体によって提供することもできる。
【００７４】
１または複数の例では、説明した特定の機能を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実施することができる。これらの機能は、ソフトウェアで実施される場合、１または複数の命令またはコードとして、コンピューター可読媒体上に記憶することもできるし、コンピューター可読媒体を介して送信することもでき、ハードウェアベースの処理ユニットによって実行することができる。コンピューター可読媒体は、データ記憶媒体等の有形の媒体に対応するコンピューター可読記憶媒体、または、例えば、通信プロトコルに従った或る場所から別の場所へのコンピュータープログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体を含むことができる。このように、コンピューター可読媒体は、一般に、（１）非一時的である有形のコンピューター可読記憶媒体または（２）信号若しくは搬送波等の通信媒体に対応することができる。データ記憶媒体は、１つ若しくは複数のコンピューターまたは１つ若しくは複数のプロセッサが、本開示において説明した技術を実施するためにアクセスして、命令、コード、および／またはデータ構造体を取り出すことができる任意の利用可能な媒体とすることができる。コンピュータープログラム製品は、コンピューター可読媒体を含むことができる。
【００７５】
限定ではなく例として、そのようなコンピューター可読記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶デバイス、フラッシュメモリ、または所望のプログラムコードを命令若しくはデータ構造体の形態で記憶するのに用いることができるとともにコンピューターがアクセスすることができる他の任意の媒体を含むことができる。また、任意の接続が、適宜、コンピューター可読媒体と呼ばれる。例えば、命令が、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波等の無線技術を用いて、ウェブサイト、サーバー、または他のリモートソースから送信される場合、この同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波等の無線技術は、媒体の定義に含まれる。ただし、コンピューター可読記憶媒体およびデータ記憶媒体は、接続も、搬送波も、信号も、他の一時的な媒体も含まず、代わりに、非一時的な有形の記憶媒体を対象としていると理解されるべきである。ディスクは、本明細書において用いられるとき、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク、およびブルーレイディスクを含む。ここで、ディスクは、通常、磁気的にデータを再現する一方、ディスクは、レーザーを用いて光学的にデータを再現する。上記を組み合わせたものも、コンピューター可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００７６】
命令は、１または複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルロジックアレイ（ＦＰＧＡ）、または他の同等の集積論理回路部若しくはディスクリート論理回路部等の１または複数のプロセッサが実行することができる。従って、「プロセッサ」という用語は、本明細書において用いられるとき、上述の構造体のうちの任意のものまたは本明細書において説明した技術の実施に適した他の任意の構造体を指すことができる。加えて、幾つかの態様では、本明細書において説明した機能は、専用のハードウェアモジュールおよび／またはソフトウェアモジュール内に設けることができる。また、上記技術の特定の部分は、１または複数の回路または論理素子において実施することができる。
【００７７】
様々な例が説明されてきた。これらの例および他の例は、添付の特許請求の範囲の範囲内にある。
【符号の説明】
【００７８】
１０    システム
１２    Ｘ線発生器
１４    放射線検出器
１６    回転ステージ
１７    回転軸
１８    Ｘ線ビーム
１９    Ｘ線ビーム軸
２０    直線並進ステージ
２０    垂直ステージ
２２    コンピューティングシステム
２４    動作制御システム
２６    データ取得システム
２８    データ取得システム
５０    Ｘ線検出器
５２    レンズ
５４    可視光
５６    検出器
５８    ミラー
６０    回転タレット
６０    タレット
６２    レンズ
１００    システムパラメーター設定インターフェース
１５０    スキャン設定インターフェース
１５２    フィールド
１５４    ヘリカルスキャンチェックボックス
１５４    ボタン
１５６    ボタン
１５６    アドバンストチェックボックス
１５８    ドロップダウンボックス
１６０    テキストボックス
１６２    テキストボックス
１６６    ヘリカルスキャンアドバンストチェックボックス
１７０    スキャン設定インターフェース
１７２    チェックボックス
１７６    ドロップダウン要素
１７８    アドバンストチェックボックス
２００    スキャン設定インターフェース
２０２    フィールド
２３０    スキャン設定インターフェース
２３６    ヘリカル設定高さ
２５０    画像プレビューインターフェース
【図１】
0006423415.tif 000013
【図２】
0006423415.tif 000014
【図３Ａ】
0006423415.tif 000015
【図３Ｂ】
0006423415.tif 000016
【図３Ｃ】
0006423415.tif 000017
【図３Ｄ】
0006423415.tif 000018
【図３Ｅ】
0006423415.tif 000019
【図３Ｆ】
0006423415.tif 000020
【図４Ａ】
0006423415.tif 000021
【図４Ｂ】
0006423415.tif 000022
【図４Ｃ】
0006423415.tif 000023
【図４Ｄ】
0006423415.tif 000024
【図４Ｅ】
0006423415.tif 000025
【図５】
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【図６】
0006423415.tif 000027