(57)【要約】【課題】イオン化放射線イメージングシステム／検出器のＭＴＦおよびＤＱＥを決定するための装置を提供すること。【解決手段】本発明の装置はイオン化放射線ビームに対して透明である並んだウィンドウを有するボックスを備える。このボックスが検出器の前に配置された場合、ビームはボックスを通過する。この装置はさらに入射するフリーエアＫＥＲＭＡを測定するＫＥＲＭＡモジュール；検出器からＫＥＲＭＡモジュールへビームの後方散乱を防ぐための後方散乱調節板；ビームのＫＥＲＭＡモジュールへの散乱を防ぎ、後方散乱調節板から後方散乱を減少させるための散乱調節板；少なくとも１つのエッジ画像の獲得を可能にする少なくとも１つのＭＴＦモジュールを備える。【選択図】図６
2010519504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン化放射線イメージングシステムの変調伝達関数（ＭＴＦ）および検出量子効率（ＤＱＥ）のうちの少なくとも１つの決定を支援するための装置であって、前記イオン化放射線イメージングシステムが、イオン化放射線ソースから受け取られたイオン化放射線ビームを検出するためのイオン化放射線検出器を備え、前記装置は、
２つの略並んだウィンドウを有するボックスであって、前記２つの略並んだウィンドウは前記ボックス内における前記２つの略並んだウィンドウ間の空間を画定し、各ウィンドウは、イオン化放射線に対して略透明であり、前記イオン化放射線ビームと実質的に類似する面積領域であり、その結果、前記ボックスが前記検出器の前に配置される場合、前記イオン化放射線ビームは、前記空間を含んだ前記ボックスを実質的に通過して、前記検出器に入ることができる、ボックスと、
前記イオン化放射線ビームが前記空間を通過する場合に、前記イオン化放射線ビームの入射するフリーエアの被ばくおよび入射フリーエアＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つを測定するための、前記ボックス内に含まれる、ＫＥＲＭＡ（媒体中に放出される運動エネルギ）モジュールと、
前記ＫＥＲＭＡモジュールが使用時の場合に、前記検出器から前記ＫＥＲＭＡモジュールへの前記イオン化放射線ビームの後方散乱を防ぐための少なくとも１つの後方散乱調節板と、
前記ＫＥＲＭＡモジュールが使用時の場合に、前記ＫＥＲＭＡモジュールへの前記ボックス内の前記イオン化放射線ビームの散乱を防ぎ、前記後方散乱調節板から発生し得る後方散乱を減少させるための少なくとも１つの調節板と、
前記イオン化放射線イメージングシステムによって少なくとも１つのエッジ画像の獲得を可能にするための、前記ボックスに含まれる、少なくとも１つのＭＴＦモジュールと、
各々の前記ＫＥＲＭＡモジュールであって、前記少なくとも１つの後方散乱調節板および前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールは前記空間の内および外を独立して移動可能であり、その結果、少なくとも１つのオープン画像、暗画像、および前記少なくとも１つのエッジ画像は、前記イオン化放射線ビームが前記ボックスを通過する場合に、前記イオン化放射線イメージングシステムによって独立して獲得されることができ、ＫＥＲＭＡモジュール測定は、画像獲得とは独立して実行でき、その結果、前記画像および前記ＫＥＲＭＡモジュール測定はＤＱＥを決定するために処理可能である、各々の前記ＫＥＲＭＡモジュールと、
前記ＫＥＲＭＡモジュールからデータを獲得し、各前記ＫＥＲＭＡモジュール、前記少なくとも１つの後方散乱調節板、および前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールの、前記空間の内および外への移動を制御するためのインターフェースと
を備える、装置。
【請求項２】
前記イオン化放射線ビームを引き込み、前記入射イオン化放射線の被ばくおよびＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つに比例する信号を生成することを可能にする、少なくとも１つのモニタ・イオン化放射線検出器を前記ボックス内にさらに備え、前記インターフェースは、前記少なくとも１つのモニタ・イオン化放射線検出器からデータを獲得することを可能にする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各前記ウィンドウは、前記ボックス内の開口を覆うイオン化放射線透明部材のシートを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ＫＥＲＭＡモジュールは、イオン化放射線吸収部材のシート、および前記イオン化放射線吸収部材のシートを介する開口内に実質的に配置されたイオン化チャンバを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの散乱調節板は、前記ＫＥＲＭＡモジュールの前記イオン化放射線吸収部材のシートを備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
複数の散乱調節板をさらに備え、前記複数の散乱調節板は、前記少なくとも１つの散乱調節板、および前記ウィンドウの各々に隣接して配置されたイオン化放射線吸収部材のシートを備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記イオン化チャンバと通信する電位計および電流増幅器のうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの後方散乱調節板が、前記ＫＥＲＭＡモジュールが使用時の場合に、前記ＫＥＲＭＡモジュールと前記ボックスの検出器を向いた側との間に配置されることを可能にし、その結果、前記ＫＥＲＭＡモジュールを通過するイオン化放射線は前記後方散乱調節板によって略吸収される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの後方散乱調節板は前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ボックス内における温度を測定するために、前記インターフェースと通信する温度測定装置をさらに備え、その結果、ＤＱＥの測定が温度補正されることが可能となる、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ボックス内における圧力を測定するために、前記インターフェースと通信する圧力測定装置をさらに備え、その結果、ＤＱＥの測定が圧力補正されることが可能となる、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
各前記ＫＥＲＭＡモジュール、前記少なくとも１つの後方散乱調節板、および前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールを、前記空間の内および外へ移動させるための、少なくとも１つの運動制御ユニットをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの運動制御ユニットは、摺動可能な装置、枢動可能な装置、および回転可能な装置のうちの少なくとも１つを備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの運動制御ユニットは前記インターフェースと通信するモータを備え、前記モータは、各前記ＫＥＲＭＡモジュール、前記少なくとも１つの後方散乱調節板、および前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールを、前記空間の内および外へ移動させる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記インターフェースは、前記少なくとも１つの運動制御ユニットを手動で制御するための手動のインターフェースを備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記イオン化放射線イメージングシステムによって、少なくとも１つの形状補正画像の獲得を可能にするための形状補正モジュールをさらに備え、前記少なくとも１つの形状補正画像は、画像の形状的歪みの補正において用いられるデワーピングのアルゴリズムを可能にする形状補正係数を決定し、前記形状補正モジュールは前記空間の内および外へ独立して移動可能であり、その結果、前記形状補正画像は、前記少なくとも１つのオープン画像、前記暗画像、前記少なくとも１つのエッジ画像、および前記ＫＥＲＭＡモジュール測定とは独立して獲得可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールは、イオン化放射線を略吸収する領域およびイオン化放射線に対して略透明である領域を備え、各前記領域の交差が、ｘ方向におけるエッジおよびｙ方向におけるエッジのうちの少なくとも１つを画定する、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールは、前記少なくとも１つのエッジ画像の前記獲得の間、前記空間を移動することを可能とし、運動依存および時間依存のうちの少なくとも１つであるＭＴＦの測定を可能にする、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記イオン化放射線は、Ｘ線およびガンマ放射線のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記イオン化放射線イメージングシステムは、コンピュータ断層撮影システム、Ｘ線透視システム、マンモグラフィー・イメージングシステム、歯科用イメージングシステム、獣医用イメージングシステム、および核医学イメージングシステムのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記イオン化放射線検出器は、デジタル検出器、フラットパネル検出器、コンピューテッド・ラジオグラフィー（ＣＲ）検出器、フィルム検出器、蛍光体ベースの検出器、半導体ベースの検出器、画像増強ベースの検出器、Ｘ線検出器、およびガンマ放射線検出器のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
イオン化放射線イメージングシステムの変調伝達関数（ＭＴＦ）および検出量子効率（ＤＱＥ）のうちの少なくとも１つを決定するためのシステムであって、
請求項１の装置と、
前記少なくとも１つのオープン画像、前記暗画像、前記少なくとも１つのエッジ画像、および前記ＫＥＲＭＡモジュール測定を受信することを可能とする計算装置と
を備えるシステムであって、
前記計算装置は、
前記少なくとも１つのオープン画像、前記暗画像、前記少なくとも１つのエッジ画像、前記ＫＥＲＭＡモジュール測定、およびＤＱＥ決定ソフトウェアを保存するためのメモリであって、前記ＤＱＥ決定ソフトウェアは、
前記ＫＥＲＭＡモジュール測定、および前記ＫＥＲＭＡモジュールと前記画像平面との間の距離に基づいて、前記検出器の画像平面において、前記イオン化放射線ビームの入射するフリーエアの被ばくおよび入射フリーエアＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つを決定する工程と、
前記少なくとも１つのオープン画像、前記暗画像、前記少なくとも１つのエッジ画像を処理することによって前記イメージングシステムのＭＴＦを決定する工程と、
前記少なくとも１つのオープン画像および前記暗画像を処理することによって前記イメージングシステムのノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）を決定する工程と、
前記少なくとも１つのオープン画像および前記暗画像を処理することによって、前記少なくとも１つのオープン画像の平均画素値を決定する工程と、
ユニット領域および被ばく（Ｑ０）毎のイオン化放射線光子の数を決定する工程と、
前記検出器、前記ＭＴＦ、前記ＮＰＳ、前記平均画素値、および前記Ｑ０の画像平面における前記イオン化放射線ビームの前記入射するフリーエア被ばくおよび入射フリーエアＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つを処理することによって、前記画像システムのＤＱＥを決定する工程と
を可能とする、メモリと、
前記ＤＱＥ決定アプリケーションを処理するためのプロセッサと
を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、イオン化放射線イメージングシステムに関し、より詳細には、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線イメージングは主要な診断放射線医学であり、毎年、カナダだけでも二千万件を超える放射線手技が行われている。Ｘ線技術は過去１００年以上もの間、開発されてきているが、診断に対するコスト、使用、および可能性は継続的に発展している。放射線の被ばくに付随する健康上のリスク、ならびに不確定で誤解を招くような診断のために、Ｘ線の医療用のイメージングシステムの設計およびメンテナンスにおける技術的長所は、高品質の画像および医療を達成するのに欠かせないものである。Ｘ線イメージングにおいて、画像の品質は、システムの性能と患者の放射線量との間のバランスである。残念なことに、全てのシステム（新しいものも古いものも）が、特定の放射線被ばくと調和した、可能な限りでの最も高品質な画質の利益を患者に提供するわけではない。このことは、放射線医療の診療に相当な影響を与え始めている低コストのデジタル技術の一部の登場に対して特に当てはまるものである。
【０００３】
最適ではない装置を使用すると、患者の健康に２つの影響を与える。１つはイオン化放射線の不必要な被ばくである。このリスクは、特定の状況下において規格化された放射線手技のための、最大許容被ばくレベルを実施することによって、カナダ、米国、および欧州の各地の多くの区域で管理されている。潜在的により大きなリスクは、最適ではない画質のために生じる、誤った、または誤解を招くような診断のものである。画像の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）は、Ｘ線被ばくレベルと、イメージング検出器上の放射線入射から可能な限りの最適な画像ＳＮＲを抽出するイメージングシステムの性能とに関連される。粗野な画像ＳＮＲは、小さな腫瘍など、低コントラストの病変の検出を妨げるゆえ、Ｘ線のイメージングシステムが、放射線の被ばくの許容可能なレベルと調和する、出来る限り最適な画像ＳＮＲを生成するよう設計およびメンテナンスされることが欠かせない。
【０００４】
医療施設は、通常、最良の診療および現状で利用可能である装置を用いて画質を監視する。これらは、空間分解能を決定するためのラインペア（ｌｉｎｅ−ｐａｉｒ）検査対象、「検出能」を決定するための低コントラスト検査対象、人体測定試験ファントムなどの測定を含む。これらが、少量の値での主要な測定であると同時に、それらは現在最も利用可能なものであり、それゆえ、広範に利用されているものである。さらに、それらは、イメージングシステムの「放射線量効率」に関して特定の情報を提供しない。粗野な放射線量効率を有するシステムは、高性能の画像を生成することができる場合もあるが、患者に届く放射線量の増加を必要とする場合もある。新たなデジタル技術の多くの場合、装置のユーザにとっては、これらの短所に気付くことはより一層困難となっている。賢い購入決定をし、装置の正しいメンテナンスを確実に行う責任はユーザにある一方で、熟練していないユーザに対しては、その装置の性能および放射線量効率を調べるために利用可能な器具が存在しない。
【０００５】
科学界は、一般に、変調伝達関数（ＭＴＦ）および検出量子効率（ＤＱＥ）の両方の使用を、システム性能の最も適切な測定手段として採用している。ＭＴＦは空間周波数の関数として表され、空間分解能を記載する。ＤＱＥもまた、空間周波数の関数として表され、システムの「放射線量効率」の測定手段であり、それゆえ、患者に対してリスクがある。高品質のイメージングシステムは、常に優れたＭＴＦおよびＤＱＥのパラメータを有する。理想的なシステムのＤＱＥは、重要な全ての空間周波数に対して１（ｕｎｉｔｙ）であるが、ほとんどのシステムは０．１〜０．５であり、大抵はさらに低い。ＤＱＥは製造者ごとに異なり、システム設計、被ばくレベル、システム年齢、アフターサービスの具合によってさまざまである。ＤＱＥは放射線量に反比例するので、Ｘ線のパラメータを最適化することによって、多くの場合、画像ＳＮＲの質を妥協することなく、２〜１０の因数で、患者への放射線量を低減することができる機会が存在する。
【０００６】
ＤＱＥの実際の重要性は、主要な供給元によって概して認められている。米国では、食品医薬品局（ＦＤＡ）は、現在、新たな放射線装置に対する認可が発行される前に、ＭＴＦおよびＤＱＥの必要書類の提出を要求する。しかしながら、ＦＤＡは、製造者の要求を立証するわけではなく、その装置の合格判定基準を保証するのはエンドユーザの責任である。ＤＱＥは、概して科学界にとってそのような重要な測定基準として考えられており、その基準は、例えば、米国医学物理学会の任務群番号１６（Ｔａｓｋ  Ｇｒｏｕｐ  ＃１６）、国際電気標準会議の作業群３３（Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  ３３）など、世界中の学会および産業界の両方における科学者および技術者によって発展されている。これらの基準は、異なるイメージングシステムおよびその製造者との間の比較、ならびにＤＱＥの値の定量的解釈を可能にする、ＤＱＥ測定基準における一貫性を確立しようとしている。
【０００７】
空間周波数の関数としてのＤＱＥの一般式は、
ＤＱＥ（ｕ）＝ＭＴＦ２（ｕ）／ＸＱ０ＮＰＳ（ｕ）／ｄ２          （式１）
式中、ｕは空間周波数であり、サイクル／ｍｍの単位でしばしば表され、
ＭＴＦ（ｕ）は測定されたＭＴＦであり、
Ｘは、レントゲン（Ｒ）、またはグレイ（Ｇｙ）中の空気ＫＥＲＭＡ（媒体中に放出される運動エネルギ）における、測定された入射するフリーエアの被ばく（ｉｎｃｉｄｅｎｔ  ｆｒｅｅ−ａｉｒ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ）であり、
Ｑ０は、入力された被ばくまたは空気ＫＥＲＭＡをｍｍ２毎の、関連された数の入射Ｘ線量に関連付け、
ＮＰＳ（ｕ）は測定されたウィーナー（ｗｉｅｎｅｒ）・ノイズ・パワースペクトル（ＮＰＳ）であり、
ｄは、そのＮＰＳを計算するために用いられるオープン・フィールド画像における、平均のダークサブトラクト（ｄａｒｋ−ｓｕｂｔｒａｃｔｅｄ）された画素値である。
【０００８】
ＤＱＥの測定は、これらのパラメータの各々を決定し、上述の式１を解くことによって、得られる。
【０００９】
しかしながら、ＤＱＥの広範な使用を制限する４つの深刻な技術的問題があるので、測定は、わずかな人数の専門家によってのみ、および、研究所または特別な検査環境においてのみ実行される。
【００１０】
１．第１の問題は、ＤＱＥの物理的過程（ｐｈｙｓｉｃｓ）において必要な専門家を獲得するために非専門家に要求される時間と労力である。これは、Ｘ線物理、フーリエ法、およびＤＱＥの理論的基礎、ならびに測定技術における専門家になることを含む。
【００１１】
２．第２の問題は、ＤＱＥを計算するために必要とされる量を測定するための施設を創設および認可するために必要とされる時間および労力である。そのような施設が建設されるべき仕方を記載するのに役立つガイドラインが確立されている（ＩＥＣ  ６２２２０−１）。測定が、誤ったＤＱＥ結果を生じ得る不十分な検討とならないように十分な配慮がなされる必要がある。これらは、Ｘ線散乱、粗野な設計の構成部品が測定において用いられること、およびＸ線の強度変動の不十分な監視を含む（これらに限定されるわけではない）。
【００１２】
３．第３の問題は、獲得された画像および測定されたデータからＤＱＥを計算するために要求される必要なソフトウェアを開発することである。ソフトウェアは、ＤＱＥの特定の成分、例えば変調伝達関数（ＭＴＦ）などを計算するために自由に利用可能であるが、有効かつ容易に利用可能で、ＤＱＥの計算を完了するソフトウェアは目下存在しない。
【００１３】
４．第４の問題は、各ＤＱＥ測定施設は、精密性および他の施設との調和の確保が認められる必要があることである。この認可は、場所が他のＸ線装置を含んでいたりすると非常に困難であり、かつその施設を標準に比して較正するかまたは場所内での比較を可能にする一般的に認可された検査対象は存在しない。むしろ、認可は、特定のイメージングシステムを用いて得られた結果と、類似のイメージングシステムを用いて他所で得られた結果とを比較することによってのみ実行可能である。複数の条件の範囲の下での、または新たなイメージングシステムに対する包括的な認可は極端に困難である。
【００１４】
特許文献１（「Ｘ線検出器の検出量子効率における変化を監視する方法」）は、初期の標準に対するＤＱＥにおける変化の決定を可能にする方法および装置を記載する。車輪上に取り付けられた作業テーブル表面を含む「携帯型」のＤＱＥ測定施設が記載される。ＤＱＥを測定するために必要とされる装置の一部は、可動テーブル上に含まれ、不使用時には邪魔にならないところに回転して動かすことができ、ＤＱＥ専用施設の必要性を低減する。しかしながら、そのシステムは非常に扱いにくいままであり、車輪とともに実験台一式を備えている。さらに、熟練の物理学者でさえ、従来の手動での器具使用および技術を用いてＤＱＥを測定することが要求される。さらには、特許文献１は、
Ｒ（ｕ）＝ＭＴＦ２（ｕ）／ＮＰＳ（ｕ）／ｄ２        （式２）
において、比Ｒ（ｕ）と比例していることを注記する。
【００１５】
ここで、ＭＴＦ（ｕ）は、空間周波数ｕの関数として表されるシステムＭＴＦであり、ｄは、均一のＸ線被ばくを用いて獲得された画像における平均画素値であり、ＮＰＳ（ｕ）は、その被ばくにおける、対応の画像ノイズ−パワースペクトルである。従って、他の全ての係数が不変のままである場合、ＭＴＦ（ｕ）またはＮＰＳ（ｕ）／ｄ２のいずれかにおける測定された変化は、Ｒ（ｕ）における変化、従って、ＤＱＥにおける変化を示し得る。しかしながら、特許文献１においては、Ｘ線検出器の実際のＤＱＥの値の決定に対してなんら方法を教示していない。むしろ、方法は、同じユニット上で得られる初期の恣意的な基準値に対するＤＱＥにおける経時的変化のみを監視することに制限される。Ｒ（ｕ）の測定がＤＱＥ（ｕ）の測定よりも、よりシンプルであり、ＤＱＥの測定施設を必要としない一方で、それは、Ｘ線イメージングシステムの性能特性を、論理的期待値、特定の産業基準、または、同じもしくは異なる製造元によって製作された他のＸ線イメージングシステムと比較するために用いられ得るＸ線検出器の実際のＤＱＥ値の決定を可能としない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第６，５２１，８８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本実施形態は、イオン化放射線イメージング検出器および／またはイオン化放射線を用いたイメージングシステムのＭＴＦ値および／またはＤＱＥ値を定量的に決定するシステム、装置、および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
ＭＴＦおよび／またはＤＱＥの決定は、内蔵のユニット内に収容された計装測定と試験システムによって獲得された画像、および、その計装から達成された測定をアルゴリズムに組み込んでＭＴＦおよび／またはＤＱＥを決定するソフトウェアを介して達成される。ホストコンピュータは、内蔵ユニットとインターフェース接続可能である。内蔵設計は内部で較正され、イオン化放射線散乱など外部からの影響からの汚染を防ぐ特殊な設計特性を有しており、正確なＭＴＦおよび／またはＤＱＥ測定を保証する。結果として、ユーザに、特殊なイオン化放射線またはＤＱＥ物理の専門知識を有することを要求せず、ユーザによるさらなる検証も必要とされない。
【００１９】
本明細書は、ＭＴＦおよびＤＱＥのデータの測定および計算を自動化するために用いることができる装置を初めて利用可能にする。これらの実施形態に先立って、これを行うために如何なる場所においても利用可能である方法は存在しない。特に、以下。
【００２０】
１．本実施形態は、ＭＴＦおよび／またはＤＱＥを決定するために必要とされるパラメータの測定のために、制御され、かつ容易に運搬できる環境を提供する。特に、制御された環境により、検出器システムを取り除くかまたは取り外す必要なく、検出器に入射するフリーエアイオン化放射線被ばくの真なる測定を可能にし、真なるフリーエア測定を達成するか、または、検出器からの距離の補正を用いてイオン化放射線ビームの他の部分において被ばく測定を行う。さらに、内部検出器は各被ばくを監視し、ＩＥＣ６２２２０−１によって推奨されるような被ばく変動を補うために利用可能である。
【００２１】
２．本実施形態は、内蔵で、内部較正され、各パラメータの正確な測定を保証する装置を提供する。全てのデータの獲得（試験されるシステム上で獲得された画像を除く）は装置の内部にあり、各測定は、周囲環境からの影響を受けることなくなされ、この装置は、注意深く構築され、較正され、検証されたＤＱＥ研究室または試験環境の必要性なく、直接のＭＴＦおよび／またはＤＱＥの測定を可能にする。
【００２２】
３．本実施形態は、イオン化放射線被ばくの測定に適合する自動化されたアルゴリズム、およびイメージングシステムによって獲得された対応の画像を用いた他の情報を含む。このアルゴリズムは、イメージングシステムによって測定された画像間の時間間隔を用いて、測定された被ばく間の時間間隔における標準誤差を最小化する統計学的アプローチを用いる。このアルゴリズムは、装置内の内部クロックの必要性、および／またはイメージングシステム内の内部クロックと同期化されるアルゴリズムの必要性を除去する。バックアップ方法として、画像に対する被ばくの手動のマッチングを可能にする手段もまた提供される。
【００２３】
４．本実施形態は、ＤＱＥを測定するために用いられる、例えばＸ線スペクトルなどのイオン化放射線スペクトルがＩＥＣ６２２２０−１に記載された標準のスペクトルに適合することを保証するための機構および処理を提供する。この処理は、ＭＴＦおよび／またはＤＱＥの自動化測定を支援し、本実施形態においては、迅速なＭＴＦおよび／またはＤＱＥ測定のためのユーザに対する利便性として含まれる。
【００２４】
一実施形態の第１の広範な態様は、イオン化放射線イメージングシステムの変調伝達関数（ＭＴＦ）および検出量子効率（ＤＱＥ）のうちの少なくとも１つの決定を支援するための装置であって、前記イオン化放射線イメージングシステムが、イオン化放射線ソースから受け取られたイオン化放射線ビームを検出するためのイオン化放射線検出器を備える、装置を提供することを追求する。前記装置は、２つの略並んだウィンドウを有するボックスであって、前記２つの略並んだウィンドウは前記ボックス内における前記２つの略並んだウィンドウ間の空間を画定し、各ウィンドウは、イオン化放射線に対して略透明であり、前記イオン化放射線ビームと実質的に類似する面積領域であり、その結果、前記ボックスが前記検出器の前に配置される場合、前記イオン化放射線ビームは、前記空間を含んだ前記ボックスを実質的に通過して、前記検出器に入ることができる、ボックスとを備える。前記装置は、前記イオン化放射線ビームが前記空間を通過する場合に、前記イオン化放射線ビームの入射するフリーエアの被ばくおよび入射フリーエアＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つを測定するための、前記ボックス内に含まれる、ＫＥＲＭＡ（媒体中に放出される運動エネルギ）モジュールをさらに備える。前記装置は、前記ＫＥＲＭＡモジュールが使用時の場合に、前記検出器から前記ＫＥＲＭＡモジュールへの前記イオン化放射線ビームの後方散乱を防ぐための少なくとも１つの後方散乱調節板を備える。前記装置は、前記ＫＥＲＭＡモジュールが使用時の場合に、前記ＫＥＲＭＡモジュールへの前記ボックス内の前記イオン化放射線ビームの散乱を防ぎ、前記後方散乱調節板から発生し得る後方散乱を減少させるための少なくとも１つの調節板をさらに備える。前記装置は、前記イオン化放射線イメージングシステムによって少なくとも１つのエッジ画像の獲得を可能にするための、前記ボックスに含まれる、少なくとも１つのＭＴＦモジュールをさらに備える。前記装置は、各々の前記ＫＥＲＭＡモジュールであって、前記少なくとも１つの後方散乱調節板および前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールは前記空間の内および外を独立して移動可能であり、その結果、少なくとも１つのオープン画像、暗画像、および前記少なくとも１つのエッジ画像は、前記イオン化放射線ビームが前記ボックスを通過する場合に、前記イオン化放射線イメージングシステムによって独立して獲得されることができ、ＫＥＲＭＡモジュール測定は、画像獲得とは独立して実行でき、その結果、前記画像および前記ＫＥＲＭＡモジュール測定はＤＱＥを決定するために処理可能である、各々の前記ＫＥＲＭＡモジュールを備える。前記装置は、前記ＫＥＲＭＡモジュールからデータを獲得し、各前記ＫＥＲＭＡモジュール、前記少なくとも１つの後方散乱調節板、および前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールの、前記空間の内および外への移動を制御するためのインターフェースをさらに備える。
【００２５】
第１の広範な態様の一部の実施形態において、前記装置はさらに、前記イオン化放射線ビームを引き込み、前記入射イオン化放射線の被ばくおよびＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つに比例する信号を生成することを可能にする、少なくとも１つのモニタ・イオン化放射線検出器を前記ボックス内にさらに備え、前記インターフェースは、前記少なくとも１つのモニタ・イオン化放射線検出器からデータを獲得することを可能にする。
【００２６】
第１の広範な態様の一部の実施形態において、各前記ウィンドウは、前記ボックス内の開口を覆うイオン化放射線透明部材のシートを備える。
【００２７】
第１の広範な態様のさらなる実施形態において、前記ＫＥＲＭＡモジュールは、イオン化放射線吸収部材のシート、および前記イオン化放射線吸収部材のシートを介する開口内に実質的に配置されたイオン化チャンバを備える。これらの実施形態の一部において、前記装置は、前記少なくとも１つの散乱調節板は、前記ＫＥＲＭＡモジュールの前記イオン化放射線吸収部材のシートを備える。これらの実施形態の一部において、複数の散乱調節板をさらに備え、前記複数の散乱調節板は、前記少なくとも１つの散乱調節板、および前記ウィンドウの各々に隣接して配置されたイオン化放射線吸収部材のシートを備える。
【００２８】
第１の広範な態様のさらに別の実施形態において、前記装置はさらに、前記イオン化チャンバと通信する電位計および電流増幅器のうちの少なくとも１つをさらに備える。
【００２９】
第１の広範な態様の一部の実施形態において、前記少なくとも１つの後方散乱調節板が、前記ＫＥＲＭＡモジュールが使用時の場合に、前記ＫＥＲＭＡモジュールと前記ボックスの検出器を向いた側との間に配置されることを可能にし、その結果、前記ＫＥＲＭＡモジュールを通過するイオン化放射線は前記後方散乱調節板によって略吸収される。これらの実施形態の一部において、前記少なくとも１つの後方散乱調節板は前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールを備える。
【００３０】
第１の広範な態様の他の実施形態において、前記装置は、前記ボックス内における温度を測定するために、前記インターフェースと通信する温度測定装置をさらに備え、その結果、ＤＱＥの測定が温度補正されることが可能となる。
【００３１】
第１の広範な態様のさらなる実施形態において、前記装置は、前記ボックス内における圧力を測定するために、前記インターフェースと通信する圧力測定装置をさらに備え、その結果、ＤＱＥの測定が圧力補正されることが可能となる。
【００３２】
第１の広範な態様のなおさらなる実施形態において、前記装置は、各前記ＫＥＲＭＡモジュール、前記少なくとも１つの後方散乱調節板、および前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールを、前記空間の内および外へ移動させるための、少なくとも１つの運動制御ユニットをさらに備える。これらの実施形態の一部において、前記少なくとも１つの運動制御ユニットは、摺動可能な装置、枢動可能な装置、および回転可能な装置のうちの少なくとも１つを備える。他の実施形態において、前記少なくとも１つの運動制御ユニットは前記インターフェースと通信するモータを備え、前記モータは、各前記ＫＥＲＭＡモジュール、前記少なくとも１つの後方散乱調節板、および前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールを、前記空間の内および外へ移動させる。さらなる実施形態において、前記インターフェースは、前記少なくとも１つの運動制御ユニットを手動で制御するための手動のインターフェースを備える。
【００３３】
第１の広範な態様の一部の実施形態において、前記装置は、前記イオン化放射線イメージングシステムによって、少なくとも１つの形状補正画像の獲得を可能にするための形状補正モジュールをさらに備え、前記少なくとも１つの形状補正画像は、画像の形状的歪みの補正において用いられる「デワーピング」のアルゴリズムを可能にする形状補正係数を決定し、前記形状補正モジュールは前記空間の内および外へ独立して移動可能であり、その結果、前記形状補正画像は、前記少なくとも１つのオープン画像、前記暗画像、前記少なくとも１つのエッジ画像、および前記ＫＥＲＭＡモジュール測定とは独立して獲得可能である。
【００３４】
第１の広範な態様の他の実施形態において、前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールは、イオン化放射線を略吸収する領域およびイオン化放射線に対して略透明である領域を備え、各前記領域の交差が、ｘ方向におけるエッジおよびｙ方向におけるエッジのうちの少なくとも１つを画定する。
【００３５】
第１の広範な態様のさらなる実施形態において、前記少なくとも１つのＭＴＦモジュールは、前記少なくとも１つのエッジ画像の前記獲得の間、前記空間を移動することを可能とし、運動依存および時間依存のうちの少なくとも１つであるＭＴＦの測定を可能にする。
【００３６】
第１の広範な態様のさらなる実施形態において、前記イオン化放射線は、Ｘ線およびガンマ放射線のうちの少なくとも１つを含む。
【００３７】
第１の広範な態様のなおさらなる実施形態において、前記イオン化放射線イメージングシステムは、コンピュータ断層撮影システム、Ｘ線透視システム、マンモグラフィー・イメージングシステム、歯科用イメージングシステム、獣医用イメージングシステム、および核医学イメージングシステムのうちの少なくとも１つを備える。
【００３８】
第１の広範な態様の一部の実施形態において、前記イオン化放射線検出器は、デジタル検出器、フラットパネル検出器、コンピューテッド・ラジオグラフィー（ＣＲ）検出器、フィルム検出器、蛍光体ベースの検出器、半導体ベースの検出器、画像増強ベースの検出器、Ｘ線検出器、およびガンマ放射線検出器のうちの少なくとも１つを備える。
【００３９】
一実施形態の第２の広範な態様は、イオン化放射線イメージングシステムの変調伝達関数（ＭＴＦ）および検出量子効率（ＤＱＥ）のうちの少なくとも１つを決定するためのシステムを提供することを追求する。前記システムは、第１の後半な態様の装置を備える。前記システムは、さらに、前記少なくとも１つのオープン画像、前記暗画像、前記少なくとも１つのエッジ画像、および前記ＫＥＲＭＡモジュール測定を受信することを可能とする計算装置を備える。前記計算装置は、前記少なくとも１つのオープン画像、前記暗画像、前記少なくとも１つのエッジ画像、前記ＫＥＲＭＡモジュール測定、およびＤＱＥ決定ソフトウェアを保存するためのメモリを備える。前記ＤＱＥ決定ソフトウェアは、前記ＫＥＲＭＡモジュール測定、および前記ＫＥＲＭＡモジュールと前記画像平面との間の距離に基づいて、前記検出器の画像平面において、前記イオン化放射線ビームの入射するフリーエアの被ばくおよび入射フリーエアＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つを決定する工程を可能とする。前記ＤＱＥ決定ソフトウェアは、前記少なくとも１つのオープン画像、前記暗画像、前記少なくとも１つのエッジ画像を処理することによって前記イメージングシステムのＭＴＦを決定する工程をさらに可能とする。前記ＤＱＥ決定ソフトウェアは、前記少なくとも１つのオープン画像および前記暗画像を処理することによって前記イメージングシステムのノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）を決定する工程をさらに可能とする。前記ＤＱＥ決定ソフトウェアは、前記少なくとも１つのオープン画像および前記暗画像を処理することによって、前記少なくとも１つのオープン画像の平均画素値を決定する工程をさらに可能とする。前記ＤＱＥ決定ソフトウェアは、ユニット領域および被ばく（Ｑ０）毎のイオン化放射線光子の数を決定する工程をさらに可能とする。前記ＤＱＥ決定ソフトウェアは、前記検出器、前記ＭＴＦ、前記ＮＰＳ、前記平均画素値、および前記Ｑ０の画像平面における前記イオン化放射線ビームの前記入射するフリーエア被ばくおよび入射フリーエアＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つを処理することによって、前記画像システムのＤＱＥを決定する工程をさらに可能とする。前記計算装置はさらに、前記ＤＱＥ決定アプリケーションを処理するためのプロセッサを備える。
【００４０】
実施形態は、以下の図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）を決定するためのシステムを示す。
【図２】図２は、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置の斜視図を示す。
【図３】図３は、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置の内部の斜視図を示す。
【図４】図４は、非限定的な実施形態に係る、検査されるイメージングシステムの検出器の前部のＸ線ビームにおいて、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置を示す。
【図５】図５は、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置において用いられるモジュールを示す。
【図６】図６は、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置の断面略図を示す。
【図７】図７は、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置のブロック図を示す。
【図８】図８は、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置を制御するグラフィックユーザインターフェースを示す。
【図９】図９は、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）を決定するための方法を示す。
【図１０】図１０は、非限定的な実施形態に係る、所望のビーム硬度を達成するために、Ｘ線ビームに配置されたＸ線減衰器を示す。
【図１１ａ】図１１ａは、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置を用いて生成されたレポートを示す。
【図１１ｂ】図１１ｂは、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置を用いて生成されたレポートを示す。
【図１１ｃ】図１１ｃは、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置を用いて生成されたレポートを示す。
【図１１ｄ】図１１ｄは、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置を用いて生成されたレポートを示す。
【図１１ｅ】図１１ｅは、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置を用いて生成されたレポートを示す。
【図１１ｆ】図１１ｆは、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置を用いて生成されたレポートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本明細書に記載された実施形態はＸ線を用いたイメージングシステムを参照するが、本明細書に記載された装置および方法は、イオン化放射線を用いた任意のイメージングシステムに関してもよい。それゆえ、図１は、非限定的な実施形態に係るＸ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）を決定するためのシステム８００を示す。Ｘ線イメージングシステムは一般にＸ線検出器８０１を備える。この検出器８０１は一般に、Ｘ線ソース８０２から受け取られたＸ線ビームを検出することができ、そのソース８０２はＸ線ビーム１１０を検出器８０１に放射でき、その結果、Ｘ線ビーム１１０は検出器８０１とソース８０２との間に配置された対象を通過する。それゆえ、その対象の画像が、画像生成装置８０３を介して検出器８０１において検出されたＸ線を処理することによって獲得されてよい。一般に検出器８０１、ソース８０２、および画像生成装置８０３は当業者には公知である。
【００４３】
システム８００は、一般に、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置８０４および計算装置８０５を備える。この計算装置８０５は、任意の適切な有線または無線接続、および／またはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）などの適切な通信ネットワークを介して、装置８０４と通信する。一般に、装置８０４は、装置８０４との接続に類似する接続を介するか、または、任意の適切な媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュドライブ、磁気媒体などを含む）を介した画像ファイルの転送によるかのいずれかで、画像生成装置８０３から画像を受信するようにさらに構成される。これらの実施形態において、画像ファイルは、画像生成装置８０３における適切な媒体に保存され、手動で計算装置８０５に転送される。
【００４４】
計算装置８０５は、Ｘ線イメージングシステムのＤＱＥを決定するために、装置８０４および画像生成装置８０３から獲得された、画像ファイルを含むデータを処理することができる。図７を参照すると、計算装置８０５は、一般に、ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０を格納するメモリ７３０、ならびに、そのＤＱＥ決定ソフトウェア７４０、および、装置８０４および画像生成装置８０３から獲得されたデータを処理するためのプロセッサ７２０を備える。
【００４５】
装置８０４は、入射するフリーエアの被ばく（ｉｎｃｉｄｅｎｔ  ｆｒｅｅ−ａｉｒ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ）および／または入射フリーエアＫＥＲＭＡを測定することができ、下記の方法において、ＤＱＥパラメータを決定することを支援する検出器８０１に到達するＸ線のパターンを修正する。
【００４６】
ここで図２および図３を参照すると、これらの図は、非限定的な実施形態に係る、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する装置８０４を示す。図２は、装置８０４の斜視図を示し、図３は装置８０４の内部にある構成部品の斜視図を示し、各々は非限定的な実施形態に係るものである。装置８０４は、概して２つの対向して並んだウィンドウ２２０ａおよび２２０ｂ（一般的には、ウィンドウ２２０、集合的には、複数のウィンドウ２２０）を有するボックス２１０を備え、ボックス２２０内にある空間を画定し、これらのウィンドウ２１０は、Ｘ線を略透過させ、検出器８０１において、Ｘ線ビーム１１０と実質的に類似する領域を有する。ボックス２１０のソース対向表面２２２に配置された１つのそのウィンドウ２２０ａのみが図２に見えるように示されるが、他方の第２のウィンドウ２２０ｂ（図３に示す）は、ボックス２１０の検出器対向表面２２４において、ソース対向表面２２２と略並行に配置されることが理解される。それゆえ、ボックス２１０は、図１に示すように、検出器１１０の前に配置される場合、Ｘ線ビーム（例えばＸ線ビーム１１０）は、ウィンドウ２２０ａを介してボックス２１０を通過し得、かつ、ウィンドウ２２０ｂを介してボックス２１０から検出器８０１へと通過し得る。１つの非限定的な実施形態において、各ウィンドウ２２０は、各表面２２２および２２４における開口部を覆うカバー（例えば図６を参照）を備え、このカバーはＸ線を略透過させる材料からなる。非限定的な実施形態において、このカバーは炭素繊維からなるが、Ｘ線を透過させる任意の適切な材料は本実施形態の範囲内にある。さらに、このカバーは、Ｘ線を透過または半透過でき、および適切な構造的剛性を提供するのに適した厚さである。他の実施形態において、各ウィンドウ２２０は、カバーに類似する一枚の部材を備えてもよく、このカバーはボックス２１０（例えば、各表面２２２および２２４の内部側上において、各表面２２２および２２４における開口部を覆う）内にあり、所望の場合、各表面２２２および２２４に一体化されてもよい。
【００４７】
一部の実施形態において、ボックス２１０は任意のＸ線吸収部材を備えてもよい。他の実施形態において、ボックス２１０は、図６を参照して以下に記載される散乱調節板（ｓｃａｔｔｅｒ  ｂａｆｆｌｅ）６２０などの適切なＸ線吸収部材のシートが敷かれてもよい。いずれにしても、並んだウィンドウ２２０とは別に、散乱したＸ線が、以下で記載されるイオン化チャンバ５０７に入射せず、ウィンドウ２２０ｂを通過する程度に、ボックス２１０にＸ線が作用する場合に、このＸ線は略吸収される。
【００４８】
ボックス２１０（すなわち装置８０４）がソース８０２と検出器８０１との間に配置されると、Ｘ線ビームは、並んだウィンドウ２２０を通過することによってボックス２１０を通過し得る。これはさらに図４に示され、図４は検出器８０１の前部の適当な位置に、装置８０４の良好の非限定的な試作品を示す。Ｘ線ビーム１１０は領域４１０によって表される。一部の実施形態において、ボックス２１０は、ボックス２１０が検出器８０１の前部に配置された場合に、ウィンドウ２２０ａがＸ線ビーム１１０を可視化できるサイズおよび形状であり、他方で、他の実施形態において、ウィンドウ２２０ａがＸ線ビーム１１０を可視化できる方法で、検出器８０１の前部において、ボックス２１０を搭載するために搭載装置（図示せず）が用いられてもよい。
【００４９】
図３を参照すると、装置８０４内部（すなわち、ボックス２１０内部）には、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援することができる様々なモジュールがある。全てのモジュールが図３に示されるわけではなく、モジュールの詳細は以下で検討する。一般に、各モジュールは、ボックス２１０を通過するＸ線ビームの内または外に独立して移動可能であり、すなわち、並んだウィンドウ２２０間の空間の内および外に独立して移動可能なので、各モジュールは、ウィンドウ２２０ａを介してボックス２１０に入るＸ線を引き込むことができ、各モジュールは、使用時には、並んだウィンドウ２２０と略並行となる。
【００５０】
例えば、非限定的な実施形態において、モジュール（例えば以下で記載するＫＥＲＭＡモジュール５０３）は、図３に示すように、運動制御ユニット３２０上に搭載されてもよい。この実施形態において、運動制御ユニット３２０は摺動可能な装置を備え、この装置は、対のレール３２５、およびモータ３２７（このモータはスクリュー装置３２６を回転させる）に取り付けられたスクリュー装置３２６を備える。レール３２５は、モジュールが並んだウィンドウ２２０間を摺動でき、モータ３２７が起動してスクリュー装置３２６を回転させたときに、並んだウィンドウ２２０間から外に出ることができる長さである。それゆえ、本実施形態において、並んだウィンドウ２２０間の空間に隣接する空間が存在し、モジュールがその不使用時（すなわち、ウィンドウ２２０ａに入るＸ線ビームをモジュールが引き込まない場合）にはその空間に置かれ、ボックス２１０は、この空間を取り囲み、かつモジュールが不使用時には、この空間にそのモジュールを収容するよう、適切なサイズおよび形状をしている。
【００５１】
図３に示す実施形態は、最大４つの積み重ねられたモジュール（例えば図５に示すような）で構成され、各モジュールは、上述したような、レール３２５に類似する対のレール、ならびに関連のスクリュー装置およびモータに搭載される。しかしながら、他の実施形態もまた、４つ未満のモジュールを備えてもよく、その反対に、他の実施形態は、５つ以上のモジュールを備えてもよい。空間を考慮すると、モータおよび関連のスクリュー装置は２つずつサイドに割り振られる。モジュールは、一般に、独立して可動であり、互いに並行であり、その積み重ね内で、可動性を確保するように互いに空間を空けている。一部の実施形態において、特定のモジュールが、その積み重ね内で、ウィンドウ２２０ａおよび２２０ｂの各々と、より接近しているか、またはより離れて配置されることが所望されてもよく、これを以下でさらに詳細に記載する。
【００５２】
別の非限定的な実施形態において、運動制御ユニット３２０は、並んだウィンドウ２２０間の空間をモジュールが出たり入ったりするための、枢動可能な装置（図示せず）を備えてもよい。例えば、各モジュールは、ヒンジを介して枢動可能な装置に取り付けられてもよく、その枢動可能な装置は（例えばモータを介して）起動されて、並んだウィンドウ２２０間の空間をモジュールが出たり入ったりして回転させてもよい。そのモジュールが使用時の場合、並んだウィンドウ２２０の間にあり、その並んだウィンドウ２２０と略並行である。しかしながら、不使用時には、そのモジュールは、並んだウィンドウ２２０と略直角であってもよく、ヒンジを介して並んだウィンドウ２２０間の空間から回転されている。これらの実施形態において、ボックス２１０は、並んだウィンドウ２２０間の空間をモジュールが出たり入ったりして回転できる適切なサイズおよび形状である。枢動可能な装置はさらに、モジュールと各ウィンドウ２２０との間の距離を制御できる。例えば、一部の実施形態において、使用時に、モジュールがウィンドウ２２０のうちの１つに対して非常に接近して存在することが所望されてもよい。それゆえ、ヒンジが所望のウィンドウ２２０の端部に接近して配置されてもよく、その結果、そのモジュールが適宜回転されると、所望のウィンドウ２２０に対して非常に接近して存在する。
【００５３】
なお、さらなる実施形態において、運動制御ユニット３２０は、並んだウィンドウ２２０間の空間をモジュールが出たり入ったりするための、例えば回転式コンベヤ（カルーセル）などの回転可能装置を備えてもよい。
【００５４】
なお、さらなる実施形態において、装置８０４は、並んだウィンドウ２２０間の空間にモジュールが独立して出たり入ったりするための、摺動可能装置、枢動可能装置、および回転可能装置の任意の適切な組み合わせを備えてもよく、一部のモジュールは、摺動可能であり、他のモジュールは枢動可能であり、さらなるモジュールは、並んだウィンドウ２２０間の空間をモジュールが出たり入ったりして回転可能である。さらに、別の実施形態において、並んだウィンドウ２２０間の空間をモジュールが出たり入ったりする装置はモータが取り付けられていなくてもよく、手動で操作されてもよく、例えば、インターフェース３３０が、並んだウィンドウ２２０間の空間をモジュールが出たり入ったりする装置を用いる手動のインターフェースを備える。
【００５５】
それゆえ、装置８０４は、さらに、ＫＥＲＭＡモジュール（以下で記載する）からデータを獲得し、Ｘ線検出器（以下で記載する）を監視し、もしあれば、並んだウィンドウ２２０間の空間に対する各モジュールの動きを制御するインターフェース３３０（例えば、図３の部品３３０を参照、以下で図７を参照してさらに記載される）を備える。例えば、装置８０４は、このインターフェース３３０を介して計算装置８０５と通信してもよく、かつ、どのモジュールが並んだウィンドウ２２０間の空間に移動するか、どのモジュールが並んだウィンドウ２２０間の空間から取り除かれるかを示す信号を計算装置８０５から受信してもよい。インターフェース３３０は次いでこれらのモジュールの位置を制御するためにモータに信号を送信してもよい。
【００５６】
図５は、Ｘ線イメージングシステムの検出量子効率（ＤＱＥ）の決定を支援する各モジュール５０１、５０２、５０３、および５０４の非限定的な実施形態を示し、これらのモジュールは装置８０４内に配置され（すなわち、ボックス２１０内に含まれる）、各モジュール５０１、５０２、５０３、および５０４は、上記したように、並んだウィンドウ２２０間の空間を独立して出たり入ったりできる。
【００５７】
モジュール５０１は、Ｘ線を透過しない領域５０５（例えば、領域５０５に入るＸ線は略吸収される）、およびＸ線を略透過する領域５１０を備える、ｘ端ＭＴＦモジュールを備える。領域５０５と領域５１０との交差は、ｘ方向に対してほぼ直角である（例えば、直角から１〜４度外れた）「ｘ端」を概して画定する。領域５０５は、この領域５０５は、一般に、モジュールが、並んだウィンドウ２２０間で移動され、そしてＸ線が、並んだ領域を通過する場合（例えば図１および図４のように、装置８０４が使用時の場合）、検出器８０１が、以下で記載されるように、ｘ方向のＭＴＦの決定を支援するｘ端の画像を獲得できるように、Ｘ線を吸収する素材および厚さを備える。１つの非限定的な実施形態において、領域５０５は、適切な厚さのタングステンを含み、そのｘ端は、ＭＴＦの決定を支援するために適切な許容範囲に機械加工される。しかしながら、任意の適切なＸ線吸収材料が用いられてもよく、これには鉛を含むが、それに限定されない。
【００５８】
モジュール５０２は、ｙ端ＭＴＦモジュールを備え、これはＸ線を透過しない領域５０６およびＸ線を略透過する領域５１１を含む。モジュール５０２は、上記のようにモジュール５０１と類似するが、モジュール５０２はモジュール５０１と略直交しており、領域５０６と領域５１１との交差は、ｙ方向に対してほぼ直角である（例えば、直角から１〜４度外れた）「ｙ端」を概して画定する。それゆえ、検出器８０１は、以下で記載するように、ｙ方向のＭＴＦの決定を支援するｙ端の画像を獲得し得る。
【００５９】
一部の実施形態において、装置８０４は、ＭＴＦの決定を支援する、ｘ端およびｙ端の画像を獲得するために用いられ得るモジュール５０１と類似した１つのＭＴＦモジュールを備え、このＭＴＦモジュールは、「ｘ端」位置（すなわち、モジュール５０１の方向と類似する）から「ｙ端」位置（すなわち、モジュール５０２の方向と類似する）へ、中心軸を中心として回転可能である。
【００６０】
例えば、そのようなＭＴＦモジュールは、四角／長方形の穴を有するＸ線吸収部材、または、Ｘ線透過部材上に取り付けられた四角／長方形のＸ線吸収部材を備えてもよい。
【００６１】
別の実施形態において、一定の方向において１つのＭＴＦモジュールが存在してもよく、その結果、ＭＴＦは１つの方向において測定され得、このＭＴＦは、ボックス２１０を９０度回転させることによって得られた直交する方向に置かれ、その測定プロセスを繰り返す。
【００６２】
一部の実施形態において、ＭＴＦモジュールが使用時の場合、そのＭＴＦモジュールはウィンドウ２２０ｂ、従って検出器８０１と出来る限り接近して置かれ、当業者に公知であるように、限定的な焦点サイズのために、半暗の不鮮明状態（ｐｅｎｕｍｂｒａｌ  ｂｌｕｒ）の影響を最小限にすることが所望されてもよい。Ｘ線ソース８０２中のＸ線チューブからの焦点外れ（ｏｆｆ−ｆｏｃａｌ）の放射、およびビームを硬化させるＸ線経路内に配置されたアルミニウムまたは他の材料からの散乱もまた、半暗の不鮮明状態を増加させ得る。それゆえ、これらの実施形態において、ＭＴＦモジュールの位置は、上記のような回転可能装置を介して制御されることが所望され得る。
【００６３】
代替の実施形態において、少なくとも１つのＭＴＦモジュールは、時間的なＭＴＦおよび／または時空間的なＭＴＦ、あるいは動きおよび／または時間依存した他の種類のＭＴＦの測定を得るために、ＭＴＦ測定の間、並んだウィンドウ２２０間の空間を移動することが可能となってもよい。移動および／または時間依存したＭＴＦのこの測定は、透視イメージングシステムのＤＱＥを決定するために、蛍光透視法などの用途において有用であってもよい。そのような動きは、上述のように、摺動可能な装置、ならびに／または、枢動可能な装置および／または回転可能な装置と組み合わせた摺動可能な装置を介して達成されてもよい。
【００６４】
モジュール５０３は、一般に、例えば、ボックス２１０が、図１および図４に示されるように、ソース８０２と検出器８１０との間に配置された場合に、Ｘ線ビームの入射するフリーエアの被ばくまたは入射フリーエアＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つを測定するためのＫＥＲＭＡモジュールを備える。このモジュール５０３は、一般に、そこに開口部を有する適切なＸ線吸収部材（タングステンおよび鉛を含むがそれらに限定されない）のシート５０８、およびその開口部内に配置されるイオン化チャンバ５０７を備える。イオン化チャンバは当業者には公知であり、任意の適切なイオン化チャンバは本実施形態の範囲内である。一般に、イオン化チャンバ５０７は、図１および図４にあるように、例えばこの装置８０４の使用時に、チャンバを通過するＸ線ビームの入射するフリーエアの被ばくまたは入射フリーエアＫＥＲＭＡを一般的に示す信号を生じ、このモジュール５０３は並んだウィンドウ２２０間で移動される。例えば、イオン化チャンバ５０７は、一般に、電位計、および／または、バイアス電圧がイオン化チャンバ５０７に亘って印加された場合に、このイオン化チャンバ５０７によって生成される電流を増幅する電流増幅器と通信する。電位計は、装置８０４の内部または外部のいずれかにあってもよく、インターフェース３３０と通信し、その結果、データがモジュール５０３から獲得され得、Ｘ線ビーム入射するフリーエアの被ばくまたは入射フリーエアＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つが測定され得る。一部の実施形態において、この電位計は、増幅器およびアナログデジタル変換器を介してインターフェース３３０と通信する。
【００６５】
モジュール５０４は、一般的に、ボールベアリング（ＢＢ）モジュールを備える。すなわち、ボールベアリング５０９などの、玉型のＸ線減衰部材は、Ｘ線を透過する材料中で、グリッドパターンに置かれる。任意のＸ線減衰部材がボールベアリング５０９のために用いられてもよい（これは、ステンレススチール、鉛、およびタングステンを含むがそれらに限定されない）。それらは球体または他の形状であってもよい。モジュール５０４は、一般に、画像の形状的な歪みの補正において用いられる「デワーピング（ｄｅ−ｗａｒｐｉｎｇ）」のアルゴリズムを可能とする形状補正係数を決定し、検出器８０１における検出器要素の物理的大きさを決定するために用いられる。モジュール５０４の使用は以下で記載される。
【００６６】
図６をここで参照すると、図６はボックス２１０内で作動中のＫＥＲＭＡモジュール（モジュール５０３）を含む、装置８０４の断面略図を示す。Ｘ線ビームは線６３０で示される。図６は、一般に、図１および図４において示される状況を表し、ここで装置は、検出器８０１の前に配置され、例えばＸ線ビーム１１０などに対する被ばくによるなど、Ｘ線６３０に対して被ばくされており、ＫＥＲＭＡモジュールは入射するフリーエアの被ばくおよび入射フリーエアＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つの測定を実行するために、並んだウィンドウ２２０間の空間へと動かされる。
【００６７】
図６から、装置８０４はまた、検出器８０１において、Ｘ線ビーム６３０が入射することを防ぎ、それゆえ、ＫＥＲＭＡモジュールが使用時にそのＫＥＲＭＡモジュールへ、検出器８０１からのＸ線ビームの後方散乱を防ぐための少なくとも１つの後方散乱（ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ）調節板６１０、ならびに、ＫＥＲＭＡモジュールが使用時にそのＫＥＲＭＡモジュールへの、ボックス２１０内におけるＸ線ビームの散乱を防ぐための少なくとも１つの散乱調節板６２０を備える。
【００６８】
この少なくとも１つの散乱調節板６１０は、一般に、Ｘ線がイオン化チャンバ５０７を通過した後にこのＸ線ビームを十分に減衰するＸ線吸収部材（鉛およびタングステンを含むがそれらに限定されない）の層を備え、検出器８０１からＫＥＲＭＡモジュールへの、あらゆる直線の戻り路を防ぐ。これにより、ＫＥＲＭＡの測定が検出器８０１からの後方散乱によって汚染されないことを保証する。また、少なくとも１つの後方散乱調節板６１０は、並んだウィンドウ２２０間の空間の内および外に独立して移動可能なので、この少なくとも１つの後方散乱調節板６１０は、ＫＥＲＭＡ測定の間、ウィンドウ２２０ｂとＫＥＲＭＡモジュールとの間に配置されるが、他の測定のために取り除かれてもよい。一部の実施形態において、少なくとも１つの後方散乱調節板６１０は、上述のモジュールとは異なる、異なる移動制御ユニットを有するモジュールを備えてもよい。しかしながら、他の実施形態において、少なくとも１つの後方散乱調節板は、モジュール５０１および／またはモジュール５０２を備えてもよく、領域５０８および／または領域５０５および／または領域５０６は、各々、ＫＥＲＭＡ測定の間、ウィンドウ２２０ｂとＫＥＲＭＡモジュールとの間に配置されて、ウィンドウ２２０ａから検出器８０１へのあらゆる直線の路を防ぐ。これは、ボックス２１０内に配置された装置を減少させることが所望されてよい。上述のように、インターフェース３３０は、ＫＥＲＭＡモジュールからデータを獲得し、各モジュールが上記の空間内および外への動きを制御することが可能である。後方散乱調節板のための異なるモジュールを含む実施形態において、インターフェース３３０はこの異なるモジュールの移動を制御することがさらに可能である。
【００６９】
一般に、少なくとも１つの後方散乱調節板６１０およびＫＥＲＭＡモジュールのイオン化チャンバ５０７は、後方散乱調節板６１０から発される放射線がイオン化チャンバ５０７に入らないようにするために、ボックス２１０内において出来る限り離される。一部の実施形態において、少なくとも１つの後方散乱調節板６１０とイオン化チャンバ５０７との距離は、およそ１０ｃｍであるが、後方散乱調節板６１０から発される放射線がイオン化チャンバ５０７に入らないようにするのに十分な他の距離であってもよい。
【００７０】
少なくとも１つの散乱調節板６２０は、一般に、モジュール５０３のシート５０８を備え（このシート５０８はイオン化チャンバ５０７を略囲む）、Ｘ線６３０がイオン化チャンバ５９７に散乱しないようにする。一部の実施形態において、この少なくとも１つの散乱調節板６２０は、さらに、上記のウィンドウ２２０の各々に隣接して配置される複数のシートにおいて、Ｘ線ビームを十分に減衰するＸ線吸収部材（鉛およびタングステンを含むがそれらに限定されない）のシートを備える。これらのさらなる散乱調節板６２０は、ボックス２１０内においてさらにＸ線を吸収する。これらのさらなる散乱調節板６２０は、さらに、任意の必要以上のＸ線がボックス２１０内において不必要な散乱を生じないようにする。
【００７１】
また、図６は、インターフェース３３０と通信する任意の少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０を備える装置８０４の非限定的な実施形態を示す。この少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０は、一般に、当業者に公知であるように、シリコンベースの検出器などの固体検出器を備える。少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０は、一般に、Ｘ線ビームを引き込み、Ｘ線ビームの入射するＸ線の被ばくおよびＸ線ビームのＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つに比例する信号を生成することが可能であり、インターフェース３３０は、少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０からデータを獲得することが可能である。この少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０は、Ｘ線ビームにおける変動を監視するために用いられてもよく、ＤＱＥの測定は、測定された変動に基づいて調整されてもよい。それゆえ、この少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０は、一般に、ウィンドウ２２０ａ内ではあるが、イオン化チャンバ５０７または検出器８０１上において作用するＸ線と干渉しない方法にて配置される。
【００７２】
一部の実施形態において、装置８０４は、ウィンドウ２２０ａの周囲に配置された２つ以上のモニタＸ線検出器６０５を備え、その結果、ウィンドウ２２０ａに入るＸ線ビームが検出され得、これらは、イオン化チャンバ５０７または検出器８０１上において作用するＸ線と干渉しない方法で取り付けられる。例えば、ボックス２１０が、図１および図４のように、検出器８０１の前に配置される場合で、ウィンドウ２２０がＸ線ビームとの位置合わせを略誤っており、その結果、Ｘ線ビームの僅かな部分のみがウィンドウ２２０ａに入る場合、１つのＸ線検出器は第２のＸ線検出器よりも高い信号を生成する。それゆえ、信号における差異は、例えば、インターフェース３３０を介して監視され得、位置合わせ誤差を決定する。
【００７３】
別の実施形態において、第１のモニタＸ線検出器６０５は、ウィンドウ２２０ａの端部に接近して配置され、他方で、第２のモニタＸ線検出器６０５は、第１のモニタＸ線検出器６０５と同一の平面において、Ｘ線ビームの経路に接近して配置され、その双方ともが、イオン化チャンバ５０７または検出器８０１上において作用するＸ線と干渉しない方法で取り付けられる。第１のモニタＸ線検出器６０５は、Ｘ線ビームの端部がウィンドウ２２０ａの端部に接近しているかどうかを監視するために用いられてもよく、その結果、第２のモニタＸ線検出器６０５がＸ線によって覆われることが保証され、その結果、第２の検出器６０５によって、Ｘ線ビームの入射するＸ線の被ばくおよびＫＥＲＭＡのうちの少なくとも１つのしっかりとした測定を保証する。
【００７４】
また、図６は、ボックス２１０内の気温を測定するために、インターフェース３３０と通信する任意の温度測定装置６６０を備え、この結果、被ばくまたはＫＥＲＭＡの測定が温度的に補正され得る、装置８０４の非限定的な実施形態を示す。例えば、ボックス２１０内に電気および電子装置が存在するために、一部の実施形態においては、ボックス２１０内の温度は経時的に変化し得る。これは、例えば、イオン化チャンバ５０７における測定に影響を与え得る。しかしながら、その温度が知られている場合、イオン化チャンバ５０７における測定は、当業者に公知であるアルゴリズムを用いて補正され得る。それゆえ、一部の実施形態において、温度測定装置６６０はイオン化チャンバ５０７に隣接して配置されることが所望される。
【００７５】
また、図６は、ボックス２１０内の空気圧を測定するために、インターフェース３３０と通信する任意の圧力測定装置６７０を備え、この結果、被ばくまたはＫＥＲＭＡの測定が圧力的に補正され得る、装置８０４の非限定的な実施形態を示す。例えば、大気圧は、イオン化チャンバ５０７の性能に影響を与え得る。しかしながら、測定の時間における空気圧が知られている場合、イオン化チャンバ５０７における測定は、当業者に公知であるアルゴリズムを用いて補正され得る。それゆえ、一部の実施形態において、圧力測定装置６７０はイオン化チャンバ５０７に隣接して配置されることが所望される。
【００７６】
ここで図７を参照すると、図７は、非限定的な実施形態によれば、図１のシステム８００内の装置８０４のブロック図を示す。インターフェース３３０は、イオン化チャンバ５０７（例えば、イオン化チャンバ５０７の電位計および／または電流増幅器）、少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０、もしあれば、運動制御ユニット３２０と通信する。また、インターフェース３３０は、温度測定装置６６０、およびもしあれば、圧力測定装置６７０と通信する。上述のように、インターフェース３３０は、計算装置８０５と通信可能であり、その結果、装置８０４からのデータがこの計算装置８０５に供給され得る。一部の実施形態において、インターフェース３３０は、さらに、このインターフェース３３０が通信するボックス２１０内の様々な装置からの信号を処理するための計算装置７１０を備える。しかしながら、一般的には、装置８０４の制御は、計算装置８０５にて保存されたＤＱＥ決定ソフトウェア７４０を介してもたらされる。さらに、このＤＱＥ決定ソフトウェア７４０は、装置８０４からデータを、画像生成装置８０３から画像を受信可能であり、次いで、Ｘ線イメージング装置のためにＤＱＥを計算可能である。非限定的な実施形態において、しかしながら、ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０は、計算装置７１０において、装置８０４において、または画像生成装置８０３中に保存されてもよく、ならびに、計算装置８０５は必須ではない。
【００７７】
ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０のグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）８９０の非限定的な実施形態が図８に示される。ＧＵＩ８９０内において、ユーザは、ソース８０２と検出器８０１との間の距離（「Ｓｒｃ−Ｉｍｇ  Ｄｉｓｔ」）、および、検出器８０１からボックス２１０上の較正マークまでの距離（「Ｐｒｏ−Ｉｍｇ  Ｄｉｓｔ」）を設定してもよい。ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０は、各モジュールが使用時に、装置８０４の各モジュールと、検出器８０１との間の距離を計算するように構成される。ＧＵＩ８９０内において、ユーザは、また、プルダウンメニュー（「「ＲＱＡ−５」）を介して測定を行うか、あるいは、Ｘ線ソース８０２（「ｋＶ」）のエネルギを入力および／または調節するために用いられる標準のＸ線スペクトル（ＩＥＣ６２２２０において記載されるような）を選択してもよい。ＲＱＡ−５などの標準のスペクトルが用いられる場合、ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０は、さらに、ソース８０２の前に、適切な半価層（「ｈｖｌ」）の厚さのアルミニウムを挿入するようにユーザを促すことによって、Ｘ線ビームの硬度を調節することにおいてユーザを支援することが可能である。これは、以下でさらに詳細に記載される。
【００７８】
図１のように、イメージングシステムのためにＤＱＥを決定する方法９００が、図９を参照してここで記載され、装置８０４は、ＤＱＥの決定を支援するために用いられる。さらに、以下の議論が装置８０４についてのさらなる理解を導く。しかしながら、方法９００および装置８０４は可変であり、互いに関連して本明細書において検討されるように、正確に作動する必要はなく、そのような変化は本実施形態の範囲内であることは理解される。
【００７９】
式１から、ＭＴＦ、Ｘ、Ｑ０、および（ＮＰＳ／ｄ２）が知られている場合、ＤＱＥが決定され得ることが想起される。それゆえ、ＤＱＥソフトウェア７４０は、一般に、装置８０４から信号を、および画像生成装置８０３から画像を獲得することが可能であり、これらによって、ＤＱＥソフトウェア７４０はＭＴＦ、Ｘ、および（ＮＰＳ／ｄ２）を決定することを可能にする。Ｑ０は、標準のＸ線スペクトルの表属性（ｔａｂｕｌａｔｅｄ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ）から決定され得るか、または非標準のＸ線スペクトルおよび半価層の厚さの測定に基づいて計算され得るかのいずれかであってよい。それゆえ、方法９００は、一般に、４つの事柄の各々を決定することに注意し、その結果、ＤＱＥが決定され得る。
【００８０】
ステップ９０１において、装置８０４は、図１における、例えば検出器８０１などの、イメージング検出器または試験されるシステムの入力表面の前において、Ｘ線ビームに置かれる。一部の実施形態において、装置８０４を入力表面に出来る限り接近して置くことが所望され得る。他の実施形態において、装置８０４を、別の場所、患者がいる場所など、例えば、Ｘ線ソースとイメージング検出器の入力表面との間などに置くことが所望され得る。Ｘ線ビームは、例えば、図４にあるように、Ｘ線システムの通常のコリメーション性能を用いて、ウィンドウ２２０ａに曝すために、ソース８０２において調節され得る。装置８０４は、データ入力、制御、およびデータ転送のために、計算装置８０５に接続される。
【００８１】
一部の実施形態において、図１０に示されるように、さらなるＸ線減衰器１０１０は、Ｘ線ビームにおいて、Ｘ線ソース８０２に出来る限り近くに配置されてもよく、ビームの半価層の厚さによって特徴付けられる所望のビーム硬度でＸ線ビームを生成する。ＩＥＣ６２２２０における代表的なスペクトルのために複数の標準が提案されている。この処理のさらなる記載を以下に提供する。
【００８２】
ステップ９０２において、情報は、ＧＵＩ８９０を介してＤＱＥ決定ソフトウェア７４０、および計算装置８０５に関連付けられた入力装置に入る。この情報は、ソース８０２と検出器８０１との間の距離、検出器８０１と装置８０４（例えば、上述のようにボックス２１０上の較正マークなど）との間の距離、およびＸ線スペクトル記述（ｍＡｓ、ｍＡ、標準のスペクトル表示またはｋＶ、および追加のろ過材、ならびにその厚さ）を含んでもよい。
【００８３】
ステップ９０３において、ＤＱＥ決定は、様々な制御信号を装置８０４に送信することによって開始される。
【００８４】
ステップ９０４において、Ｘを決定するためのデータは、少なくとも１つの後方散乱調節板６１０（あるいは、少なくとも１つのＭＴＦモジュール５０１および／または５０２）、およびＫＥＲＭＡモジュール（すなわちモジュール５０３）を、図６におけるように、並んだウィンドウ２２０の間の空間へと移動させ、そしてイオン化チャンバ５０７をＸ線ビームに対して被ばくさせることによって測定される。これは、制御信号をインターフェース３３０に送信し、次に、様々なモータ（例えばモータ３２７）を制御して、適切なモジュールおよび／または調節板を配置場所へと移動させることによって達成され得る。次いで、信号は、Ｘ（入射するフリーエアの被ばくまたは入射フリーエアＫＥＲＭＡ）を示すインターフェース３３０を介して、イオン化チャンバ５０７から受信される。このイオン化チャンバ５０７は、上述で検討したように、電位計によって測定された変化（または差動電流）において実現される、較正被ばくを得るために、Ｘ線ビームに対して被ばくされる。少なくとも１つの後方散乱調節板６１０を適切な位置に配置し、少なくとも１つの散乱調節板６２０と共に、装置８０４内のＸ線散乱は、略取り除かれ、従って、イオン化チャンバ５０７に入射する全て（または殆ど全て）のＸ線は直接Ｘ線ビームから来るものである。このようにして、本測定は、異なる検出器の設計、形状、および構成を含む周囲環境によって影響されることがない。
【００８５】
測定時におけるボックス内の温度および／または気圧は、温度測定装置６６０および／または圧力測定装置６７０が存在する場合、インターフェース３３０を介して、ステップ９０５において獲得されてもよい。
【００８６】
さらに、少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０を較正するための較正データはステップ９０５の間に獲得されてもよく、ここでこの少なくとも１つのモニタＸ線検出器６０５からの信号は較正被ばくの間に獲得される。それゆえ、イオン化チャンバ５０７および少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０から得られた信号を用いて、較正係数がこの少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０のために決定されてもよく、この少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０は、後の画像獲得の間に生じるＸの変動を決定するために用いられてもよい。
【００８７】
ステップ９０５において、「暗画像（ｄａｒｋ  ｉｍａｇｅ）」が獲得され、暗画像とは、Ｘ線のためのはっきりとした経路が装置８０４を介して（すなわちＸ線が吸収される）存在しない場合の、検出器８０１の反応であり、以下で記載するように、ＤＱＥの決定において用いられる。これは、ユーザに、Ｘ線被ばくを実行させ、Ｘ線の検出器８０１への路をブロックするためにＸ線の経路にＸ線吸収部材を配置した後に画像を獲得させるように促すことによって達成され得る。あるいは、別個の暗画像の獲得のステップが実行されてもよく、これは、制御信号がインターフェース８０４に送信されて、少なくとも１つの後方散乱モジュール６１０（または少なくとも１つのＭＴＦモジュール５１０および／または５２０）を、獲得される画像に先立って、並んだウィンドウ２２０の間の空間に移動させる。
【００８８】
ステップ９０６において、少なくとも１つの「オープン画像（ｏｐｅｎ  ｉｍａｇｅ）」が獲得され、オープン画像とは、Ｘ線のためのはっきりとした経路が装置８０４を介して（すなわちＸ線が吸収されない）存在する場合の、検出器８０１の反応であり、以下で記載するように、ＤＱＥの決定において用いられる。これは、制御信号をインターフェース３３０に送信し、この装置３３０に、並んだウィンドウ２２０（すなわちＸ線経路）の間の空間から全てのモジュールを取り除くように命令することによって達成され得る。一部の実施形態において、単一のオープン画像が十分である場合がある一方で、複数のオープン画像、例えば、約２４枚の画像を獲得することが一般的に所望される。もしあれば、少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０からの信号もまた、各画像獲得の間に獲得される。
【００８９】
ステップ９０７において、ＭＴＦの画像／エッジ画像が、信号をインターフェース３３０に送信することによって獲得され、このインターフェース３３０は、少なくとも１つのＭＴＦモジュール（例えば、モジュール５０１および／またはモジュール５０２）を並んだウィンドウ２２０（すなわちＸ線経路）の間の空間に移動させる。ユーザは、次いで、画像を獲得するよう促される。ステップ９０７は、所望のように追加のエッジモジュールを用いて繰り返される。もしあれば、少なくとも１つのモニタＸ線検出器６５０からの信号もまた、各画像獲得の間に獲得される。代替の実施形態において、時間的なＭＴＦおよび／または時空間的なＭＴＦ、あるいは、動き依存および／または時間依存の他の種類のＭＴＦの測定を得るために、並んだウィンドウ２２０の間の空間を介して少なくとも１つのＭＴＦモジュールが移動する間に、エッジ画像が獲得可能である。移動依存および／または時間依存のＭＴＦのこの測定は、Ｘ線透視法などの用途において有用であってもよく、Ｘ線透視法イメージングシステムにおいてＤＱＥを決定するのにも有用であってもよい。
【００９０】
任意のステップ９０８において、画像デワーピングの画像が、信号をインターフェース３３０に送信することによって獲得され、このインターフェース３３０は、モジュール５０４（すなわちＢＢモジュール）を、並んだウィンドウ２２０（すなわちＸ線経路）の間の空間に移動させる。ユーザは、次いで、画像を獲得するように促される。同様の測定もまた、画素サイズの決定において用いられてもよい。
【００９１】
ＫＥＲＭＡモジュール、少なくとも１つの後方散乱調節板、および少なくとも１つのＭＴＦモジュールの各々は、ボックス２１０を通過するＸ線ビームの内および外を独立して移動可能なので、少なくとも１つのオープン画像、暗画像、および少なくとも１つのエッジ画像（すなわちＭＴＦ画像）は、Ｘ線イメージングシステムによって独立して獲得され得、ＫＥＲＭＡモジュール測定は画像獲得とは独立して実行され得るので、その結果、画像およびＫＥＲＭＡモジュール測定は、以下で記載するように、ＤＱＥを決定するために処理されてもよい。
【００９２】
ステップ９０９において、獲得された画像は、必要であれば計算装置８０５に転送される（すなわち、計算装置８０５が画像生成装置８０３から獲得された画像をいまだに受信していない場合、獲得された画像は、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、ネットワークインターフェースなどを介して転送される）。獲得された各画像からの被ばくデータもまた、転送され、獲得された各画像に適合される。この画像生成装置８０３は、暗電流のオフセット、粗野な画素、または画素ゲインの補正のために、獲得された画像を補正してもよく、そうでなければ、獲得された画像は処理されないか、または「生のまま（ｒａｗ）」の画像であることが所望される。画像が非線形のアルゴリズムを用いて処理されている場合、平均的な画素値（ｄ）が、ＤＱＥの決定に先立って、検出器に入射するエアー被ばくまたはＫＥＲＭＡと比例することを保証するために、画像を線形化することが所望されてもよい。
【００９３】
ステップ９１０において、検出器８０１において、特に、検出器８０１の画像平面において（すなわち、画像が検出器において一般に獲得される平面）、Ｘは計算される。イオン化チャンバ５０７におけるＸが、ステップ９０５において獲得された、測定された値（ｃｈａｒｇｅ）から決定され得ると、検出器８０１の画像平面の位置に対応する入射するエアーＫＥＲＭＡの値（および／または入射するフリーエア被ばく）は、イオン化チャンバ５０７から検出器８０１への距離が既知であり、当業者に公知であるので、逆二乗の法則を用いて計算され得る。さらに、検出器８０１におけるＸは空気の温度および圧力、ならびに、Ｘ線ビームの半価層（ＨＶＬ）を用いたエネルギ反応に対して補正され得る。
【００９４】
ステップ９１１において、ＮＰＳ／ｄ２は、ステップ９０６において獲得されたオープン画像を用いて決定される。１つの非限定的な実施形態において、ＮＰＳ／ｄ２は、以下の計算を用いて計算されてもよく、この式は、ＢｅｌｌｉｎｇｈａｍのＳＰＩＥ出版によって発行された、Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  Ｐｈｙｃｈｏｐｈｙｓｉｃｓ、１巻、医学画像ハンドブックにおける２章、「Ａｐｐｌｉｅｄ  ｌｉｎｅａｒ−ｓｙｓｔｅｍ  ｔｈｅｏｒｙ」に教示されており、本明細書において、参照することにより援用される。
【００９５】
ｘ方向における空間周波数ｕの関数として、画像ノイズのスペクトル分解を記述する正規化されたＮＰＳは、
【数１】
2010519504.tif 000003
によって与えられ、ここで、ｄは、ＮＰＳを決定するために用いられるオープン画像における平均的なダークサブトラクトされた画素値であり（すなわち、各オープン画像の平均画素値から、ステップ９０５で獲得された暗画像から決定された暗画素値を減算する）、ａｘおよびａｙは、ｘおよびｙの画素次元であり、ＮｘおよびＮｙは、各々、ｘおよびｙ方向における各サブ画像における画素数であり、ＮＰＳを決定するために用いられる（一般に、各オープン画像は、サブ画像の数に分けられ、この計算に対しては、例えば１６個のサブ画像に分けられる）。さらに、この計算は、離散フーリエ変換ＤＦＴ｛｝を利用し、ｄｉｊは、当業者には公知であるように、サブ画像のｉ番目の列およびｊ番目の行におけるダークサブトラクトされた画素値である。この式を用いて計算されたＮＰＳは、画像データに存在する任意のノイズエイリアシングを含む。しかしながら、ＮＰＳ／ｄ２を計算する他の方法は本実施形態の範囲内である。さらに、各画像は、較正係数、および画像獲得の間に獲得された少なくとも１つのＸ線検出器６５０からの信号に基づいて補正されてもよい。類似の式がｙ方向におけるＮＰＳのために存在する。
【００９６】
ステップ９１２において、ＭＴＦはステップ９０７において獲得されたエッジ画像を用いて計算される。１つの非限定的な実施形態において、ＭＴＦは、Ｅ．Ｓａｍｅｉ、Ｍ．Ｆｌｙｎｎ、およびＤ．Ａ．Ｒｅｉｍａｎｎによる、Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ１１、２８７（１９８４年）によって教示されるような「傾斜したエッジ（ｓｌａｎｔｅｄ−ｅｄｇｅ）」を用いて計算され、これは当業者には公知である。この方法において、ステップ９０６において獲得された少なくとも１つのオープン画像、ステップ９０５において獲得された暗画像、およびステップ９０７において獲得されたエッジ画像が処理される。時間的なＭＴＦもまた、並んだウィンドウ２２０の間の空間を移動するＭＴＦモジュールの画像が獲得された実施形態における、ステップ９１２において計算されてもよい。
【００９７】
ステップ９１３において、Ｑ０は、必要であれば、表１などのように、標準化されたスペクトルの表から、Ｑ０を得ることによって決定されてもよい。
【表１】
2010519504.tif 000004
【００９８】
表１：標準化されたスペクトルの性質
【００９９】
あるいは、Ｑ０は、当業者に公知であるように、非標準のＸ線スペクトルおよぶ半価層の厚さの測定の知識に基づいて決定されてもよい。
【０１００】
ステップ９１４において、ステップ９１０、９１１、９１２、および９１３において決定される、Ｘ、ＮＰＳ／ｄ２、ＭＴＦ、およびＱ０の値は、式１を用いてＤＱＥを決定するために用いられる。
【０１０１】
方法９００が、示された順序においてステップ９０２からステップ９１４までを参照して記載されているが、ステップ９０２からステップ９１４までのこの順序は変更されてもよいことは理解される。例えば、画像獲得のステップは、イオン化チャンバ５０７からのデータの獲得に先立って生じてもよい。さらに、決定のステップは画像およびデータ獲得のステップと並行して生じてもよい。
【０１０２】
一部の実施形態において、イメージングシステムの形状の精度もまた、決定されてもよい。これは、ＢＢモジュール（モジュール５０４）をＸ線ビームに移動させ、形状の補正（または「ＢＢ」）画像を獲得することによって達成される。この画像と、オープン画像および暗画像との組み合わせを用いて、画像平面におけるｘ方向およびｙ方向における各画素の中心間（ｃｅｎｔｅｒ−ｔｏ−ｃｅｎｔｅｒ）の間隔が決定されてもよい。この処理は自動化されてもよく、画像におけるＢＢの検出および画素次元の計算は自動であり、オペレータの介入を必要としない。一部のイメージングシステムは、画像における形状的な歪み（画素の次元および位置は所望されない方法において画像を横断して変化する）を導入する。これらのシステムのために、ＢＢ画像は、画像の形状的な歪みを補正するために用いられる、当業者に公知の「デワーピング」のアルゴリズムを可能にする補正係数を決定するために用いられる。ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０はそのようなデワーピングのアルゴリズムを備えてもよい。
【０１０３】
一部の実施形態において、ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０は、Ｘ線ソース８０２において発生器のｋＶを調整するために半自動の方法を実施することを可能にし得、ビームの半価層（ＨＶＬ）の厚さが標準のスペクトルのために所望の、表にされた（ｔａｂｕｌａｔｅｄ）値に等しいことを保証する。ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０は、ユーザに、Ｘ線ソース８０２に近いＸ線ビームに、標準の厚さのアルミニウムを配置し、被ばくを獲得することを促す。装置８０４は、次いで、較正被ばくのために、ステップ９０４を参照して上記したように、フリーエア被ばくを測定するためにトリガされる。ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０は次いで、ユーザに、所望のＨＶＬの厚さに等しい厚さを用いてＸ線ビームにさらなるアルミニウムを配置し、別の被ばくを獲得することを促す。装置８０４は次いで、第２の被ばくのためにフリーエア被ばくを測定するためにトリガされる。ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０は次いで、発生器のｋＶ設定において、必要であれば、第２の被ばくが第１の被ばくの半分に等しいことを保証するためにどの程度の変化が必要とされるかを推定する。ｋＶ設定におけるさらなる変化が必要とされない場合、ビームＨＶＬは所望のＨＶＬと等しい。
【０１０４】
装置８０４およびＤＱＥ決定ソフトウェア７４０の首尾良い原型が構築された。Ｘ線イメージングシステムの試験がこの原型を用いて実行され、ＤＱＥはこのイメージングシステムのために決定された。この原型を介して決定されたＤＱＥは、類似のイメージングシステムのための公にされたＤＱＥの５％以内であった。ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０の原型はさらに、測定のレポートを提供するように構成された。このレポートの非限定的な実施形態は図１１ａおよび図１１ｆにおいて示される。図１１ａは獲得された暗画像および獲得されたオープン画像を示す。図１１ｂは獲得されたオープン画像、獲得されたＢＢ画像、および獲得されたエッジ画像を示す。図１１ｃおよび図１１ｄはＭＴＦの決定についてのレポートを示す。図１１ｅはＮＰＳの決定についてのレポートを示す。図１１ｆはＤＱＥの決定についてのレポートを示す。
【０１０５】
複数の実施形態がＸ線イメージングシステムにおけるＸ線検出器を参照して記載されているが、装置８０４は、適切なイオン化放射線の任意の種類の検出器を用いる任意の種類のイオン化放射線イメージングシステムのＤＱＥの決定を支援するために用いられてもよいことは理解される。例えば、装置８０４は、放射性同位体からのガンマ放射線を用いる核医学イメージングシステムにおいて用いられてもよい。さらに、装置８０４は、デジタル検出器、フラットパネル検出器、コンピューテッド・ラジオグラフィー（ＣＲ）検出器、フィルム検出器、蛍光体ベース（ｐｈｏｓｐｈｏｒ−ｂａｓｅｄ）の検出器、半導体ベースの検出器、画像増強ベースのシステムを含む、コンピュータ断層撮影システム、Ｘ線透視システム、マンモグラフィーシステム、歯科用システム、獣医用システムなどにおいて用いられるＤＱＥ検出器の決定を支援するために用いられてもよい。他の種類の検出器も当業者にはなじみである。
【０１０６】
最後に、装置８０４が、イオン化放射線イメージングシステムのＤＱＥの決定を支援することを参照して記載されているが、一部の実施形態において、必ずしもＤＱＥを決定することなしに、イオン化放射線イメージングシステムのＭＴＦの決定を支援するために、装置８０４を用いることが所望されてもよい。それゆえ、装置８０４は、イオン化放射線イメージングシステムの変調伝達関数（ＭＴＦ）および検出量子効率（ＤＱＥ）のうちの少なくとも１つの決定を支援するために用いられてもよい。
【０１０７】
当業者は、一部の実施形態において、ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０の機能性が、前もってプログラムされたハードウェアまたはファームウェア要素（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電気的消去・プログラム可能型読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）など）、あるいは他の関連の構成要素を用いて実施されてもよいことを理解する。他の実施形態において、ＤＱＥ決定ソフトウェア７４０の機能性は、計算装置の作動のためのコンピュータ読取可能のプログラムコードを保存するコードメモリ（図には示さず）に対するアクセスを有する計算装置を用いて達成されてもよい。コンピュータ読取可能のプログラムコードは、固定され、有形で、かつこれらの構成要素（例えば着脱可能のディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、固定ディスク、ＵＳＢドライブなど）によって直接に読取可能な媒体に保存可能であるか、あるいは、コンピュータ読取可能なプログラムコードは、リモートで保存可能であるが、送信媒体を介して、ネットワーク（インターネットを含むがこれに限定されない）に接続されたモデムまたは他のインターフェース装置を介してこれらの構成要素に送信可能である。送信媒体は、非無線媒体（例えば光ケーブルまたはアナログ通信線）または無線媒体（例えばマイクロ波、赤外波、自由空間光または他の送信機構）、あるいはそれらの組み合わせのいずれかであってもよい。
【０１０８】
さらに別の代替的な実施および実施形態を実施するために可能な変形が存在し、上述の実施および例は１つ以上の実施形態を例示するのみであることを当業者は理解する。それゆえ、その範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2010519504.tif 000005
【図２】
2010519504.tif 000006
【図３】
2010519504.tif 000007
【図４】
2010519504.tif 000008
【図５】
2010519504.tif 000009
【図６】
2010519504.tif 000010
【図７】
2010519504.tif 000011
【図８】
2010519504.tif 000012
【図９】
2010519504.tif 000013
【図１０】
2010519504.tif 000014
【図１１ａ】
2010519504.tif 000015
【図１１ｂ】
2010519504.tif 000016
【図１１ｃ】
2010519504.tif 000017
【図１１ｄ】
2010519504.tif 000018
【図１１ｅ】
2010519504.tif 000019
【図１１ｆ】
2010519504.tif 000020
【国際調査報告】
2010519504.tif 000021
2010519504.tif 000022