(57)【要約】  Ｘ線システムは、 Ｘ線源と、単一の本質的に丸いコリメータと、カメラと、検出器およびモニタと、コリメータを、コリメータの平面に対して一般に平行な平面内で移動させる手段とを備え、かつ、前記コリメータは、全ての放射が通過することを可能にする開口部と、材料および材料の厚さに依存するある量で通過する放射を低減する外側環状部と、中央開口部と外側環状部の間にあり、厚さが中心からの距離の関数として変化し、中央開口部の側では厚さゼロで始まり、かつ外側環状部の側では外側環状部の厚さで終わる内側環状部とを備える。【選択図】図１８Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線システムであって、
Ｘ線源と、
単一の本質的に丸いコリメータと、
カメラと、
検出器およびモニタと、
前記コリメータの平面に対して一般に平行な平面内で前記コリメータを移動させるための手段と、
を備え、
前記コリメータは、
全ての放射が通過することを可能にする中央開口部と、
外側環状部であって、この外側環状部は、材料および材料の厚さに依存するある量で通過する前記放射を低減する、外側環状部と、
前記中央開口部と前記外側環状部の間にある内側環状部であって、厚さが中心からの距離の関数として変化し、前記中央開口部の側では厚さゼロで始まり、かつ前記外側環状部の側では前記外側環状部の厚さで終わる、内側環状部と、
を備えることを特徴とする、Ｘ線システム。
【請求項２】
前記検出器は、前記カメラによって捉えられた各フレームの信号を積分するように構成され、前記システムは、前記検出器から画素を備えるフレームを読み取るようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１に記載のＸ線システム。
【請求項３】
前記カメラによって捉えられた各フレームの終わりに１つのフレームを読み取るように構成されることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記コリメータの前記開口部、前記外側環状部および前記内側環状部の各々において異なるＤＰＰに従って、各フレームに対する利得およびオフセット補正を計算し、かつ各フレームに対する規格化因子を計算するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項３に記載のＸ線システム。
【請求項５】
前記中央開口部からの自身の距離に依存して、前記内側環状部を複数の環状部に分割し、かつ前記複数の環状部の各々に対して理論的なＤＰＰを割り振ることによって、前記内側環状部に対する前記規格化因子を計算するように構成されることを特徴とする、請求項４に記載のＸ線システム。
【請求項６】
アイトラッカーをさらに備えるＸ線システムであって、前記システムは、オペレータの凝視を追跡し、それによって関心領域（ＲＯＩ）を決定し、かつそれに従って前記コリメータを制御するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のＸ線システム。
【請求項７】
Ｘ線システムにおいて表示された露光画像を向上させる方法であって、
このＸ線システムは、
Ｘ線源と、
単一の本質的に丸いコリメータと、
カメラと、
検出器およびモニタと、
前記コリメータの平面に対して一般に平行な平面内で前記コリメータを移動させるための手段と、
を備え、
前記コリメータは、
全ての放射が通過することを可能にする中央開口部と、
外側環状部であって、この外側環状部は、材料および材料の厚さに依存するある量で通過する前記放射を低減する、外側環状部と、
前記中央開口部と前記外側環状部の間にある内側環状部であって、厚さが中心からの距離の関数として変化し、前記中央開口部の側では厚さゼロで始まり、かつ前記外側環状部の側では前記外側環状部の厚さで終わる、内側環状部と、
を備え、
前記方法は、
前記カメラによって捉えられた各フレームの信号を前記検出器によって積分するステップと、
前記検出器から画素を備えるフレームを読み取るステップと、
各フレームに対して利得およびオフセット補正を計算するステップと、
前記コリメータの前記中央開口部、前記外側環状部および前記内側環状部の各々において異なるＤＰＰに従って、各フレームに対する規格化因子を計算するステップと、
を備えることを特徴とする、方法。
【請求項８】
前記読み取りステップは、前記カメラによって捉えられた各フレームの終わりに１つのフレームを読み取るステップを備えることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記内側環状部に対して規格化因子を計算する前記ステップは、前記中央開口部からの自身の距離に従って、前記内側環状部を複数の環状部に分割し、かつ前記複数の環状部の各々に対して理論的なＤＰＰを割り振るステップを備えることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
オペレータの凝視を追跡し、それによって興味領域（ＲＯＩ）を決定し、かつそれに従って前記コリメータを制御するステップをさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
Ｘ線システムであって、
Ｘ線源と、
単一の本質的に丸いコリメータと、
検出器と、
モニタと、
前記コリメータの平面に対して一般に垂直な軸の回りに前記コリメータを回転させるための手段と、
を備え、
前記コリメータは、Ｘ線放射に対して本質的に不透明な領域と、Ｘ線に対して透明である領域とから構築されることを特徴とする、Ｘ線システム。
【請求項１２】
前記検出器は、前記コリメータの３６０度回転（露光サイクル）の間、信号を積分するための手段を備え、前記システムは、前記検出器から画素値を備えるフレームを読み取るための手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項１３】
読み取りのための前記手段は、各露光サイクルの終わりに画素値を読み取るための手段を備えることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
読み取りのための前記手段は、整数回数の露光サイクルの終わりに、画素値を読み取るための手段を備えることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
読み取りのための前記手段は、露光サイクルが終わる前に画素値を読み取るための手段を備えることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
露光サイクルの間に読み取られたフレームの数は、整数であることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
コリメータの形状、速度および位置に従って、各フレームに対して利得およびオフセット補正を計算するための手段と、各フレームに対して規格化因子を計算するための手段とをさらに備えることを特徴とする、請求項１２に記載のＸ線システム。
【請求項１８】
露光サイクル内に読み取られた全てのフレームを補正し、かつ合計することによって、露光画像を生成するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
フレームの各読み取りの後、最後に読み取られたＮ個のフレームを補正し、かつ合計することによって、露光画像を生成するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
露光サイクル内に読み取られたフレームにおける全ての露光された画素を補正し、かつ合計することによって、露光画像を生成するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
フレームの各読み取り後に、最後に読み取られたＮ個のフレームにおける全ての露光された画素を補正し、かつ合計することによって、露光画像を生成するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
各フレームに対して規格化因子を計算するための前記手段は、画素値に、ＤＰＰにおける差異を補償する理論的因子を掛けるための手段を備えることを特徴とする、請求項１７に記載のＸ線システム。
【請求項２３】
各フレームに対して規格化因子を計算するための前記手段は、較正フレームを取得するための手段と、前記較正フレームに基づいて、各画素に対する較正因子を計算するための手段とを備えることを特徴とする、請求項１７に記載のＸ線システム。
【請求項２４】
前記較正フレームは、複数のフレームの平均値を備えることを特徴とする、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記較正フレームは、Ｘ線放射がオンの状態で捉えられた１つのフレームと、Ｘ線放射がオフの状態で捉えられた１つのフレームとを備えることを特徴とする、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
各フレームに対して規格化因子を計算するための手段は、双線形補正を計算するための手段を備えることを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２７】
前記補正されたフレームから露光画像を生成するための手段と、前記露光画像をリフレッシュするための手段とをさらに備えることを特徴とする、請求項１７に記載のＸ線システム。
【請求項２８】
リフレッシュのための前記手段は、前記画像の異なるエリアに対して、異なるリフレッシュレートを使用するための手段を備えることを特徴とする、請求項２７に記載のＸ線システム。
【請求項２９】
読み取りのための前記手段は、前記検出器から１フレーム全体に連続的にアクセスし、かつこれを読み取るための手段を備えることを特徴とする、請求項１２に記載のＸ線システム。
【請求項３０】
前記透明な領域は、前記コリメータの回転中心に関して同心の円形孔と、前記コリメータの回転中心に関して同心で、かつある角度にわたる、円の扇形形状をした孔との組み合わせであることを特徴とする、請求項１２に記載のＸ線システム。
【請求項３１】
前記コリメータは、つり合いおもりをさらに備えることを特徴とする、請求項３０に記載のＸ線システム。
【請求項３２】
前記フレームは、第１ドーズのＸ線放射を受け取った前記円形孔に関連付けられた画素と、第２ドーズのＸ線放射を受け取った前記円形孔を取り囲むコリメータ領域に関連付けられた画素とを備え、前記第２ドーズは前記第１ドーズの小片部を備え、前記小片部は、３６０度に対する扇形角度の比率に比例することを特徴とする、請求項３０に記載のＸ線システム。
【請求項３３】
読み取りのための前記手段は、前記検出器からの画素に無作為にアクセスし、かつ読み取るための手段を備えることを特徴とする、請求項３２に記載のＸ線システム。
【請求項３４】
読み取りのための前記手段は、現在露光されている扇形部に隣接する十分に露光された第１扇形部から画素値を読み取り、かつ読み取り後に前記画素をリセットするように構成されることを特徴とする、請求項３３に記載のＸ線システム。
【請求項３５】
前記第１扇形部の角度範囲は、前記第１扇形部における画素を読み取り、かつリセットするのに必要な時間が、前記コリメータが同じ角度距離を回転するのに必要な時間を超えないように、選択されることを特徴とする、請求項３４に記載のＸ線システム。
【請求項３６】
露光されようとしている第２扇形部における画素値をリセットするようにさらに構成されるＸ線システムであって、前記第２扇形部は現在露光されている扇形部に隣接することを特徴とする、請求項３４に記載のＸ線システム。
【請求項３７】
前記コリメータは、前記検出器を前記コリメータ回転と同期させるための同期化手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１２に記載のＸ線システム。
【請求項３８】
前記同期化手段は、光センサを通過する、コリメータ上に構築されたタブを備えることを特徴とする、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記同期化手段は、エンコーダを備えることを特徴とする、請求項３７に記載のシステム。
【請求項４０】
前記コリメータを回転させるための前記手段は、
前記コリメータに対して同心の場所において、前記コリメータの頂部に取り付けられた第１滑車と、
モータ上に取り付けられた第２滑車と、
前記第１滑車を前記第２滑車に連結するベルトと、
コリメータに関して同心のＶ字形円形軌道と、
前記軌道のＶ字溝に接触する３つの車輪であって、前記３つの車輪の回転軸は、Ｘ線管の基準枠に固定された環形状静止部の上に取り付けられる、３つの車輪と、
を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項４１】
前記ベルトは、平ベルト、丸ベルト、Ｖ字ベルト、多重溝ベルト、リブドベルト、フィルムベルトおよびタイミングベルトから成るグループから選択されることを特徴とする、請求項４０に記載のＸ線システム。
【請求項４２】
前記コリメータを回転させるための前記手段は、歯車伝動装置を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項４３】
前記歯車伝動装置は、スプール、螺旋、斜角、ハイポイド、クラウンおよびウォーム歯車から成るグループから選択されることを特徴とする、請求項４２に記載のＸ線システム。
【請求項４４】
前記コリメータを回転させるための手段は、前記コリメータの縁に直接接触する高摩擦回転表面シリンダを備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項４５】
前記コリメータを回転させるための前記手段は、モータの回りに構築された固定子を付加することで、モータの回転子を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項４６】
前記コリメータは、固定開口部を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項４７】
前記コリメータは、可変開口部を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項４８】
２つの同心の固定開口コリメータを取り付けるための手段と、前記２つのコリメータを互いに対して回転させるための手段とを備えることを特徴とする、請求項４７に記載のＸ線システム。
【請求項４９】
前記２つのコリメータの１つをそれぞれ独立に回転させるための手段を備えることを特徴とする、請求項４８に記載のＸ線システム。
【請求項５０】
前記２つのコリメータの１つをそれぞれ異なる速度で回転させるための手段を備える、請求項４９に記載のＸ線システム。
【請求項５１】
前記コリメータを可変速度で回転させるための手段を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項５２】
前記コリメータは、一定回転速度で、２つのエリアに、２つの異なる、画素当たりの放射ドーズ（ＤＰＰ）を提供するように設計された開口形状を備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項５３】
前記コリメータは、前記コリメータ中心からの異なる距離に対して、異なるレベルのＤＰＰを提供する定性的な露光プロファイルを備えることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項５４】
アイトラッカーをさらに備えるＸ線システムであって、前記システムは、オペレータの凝視を追跡し、それによって興味領域（ＲＯＩ）を決定し、かつそれに従って前記コリメータを制御するように構成されることを特徴とする、請求項１１に記載のＸ線システム。
【請求項５５】
Ｘ線システムにおいて表示された露光画像を向上させる方法であって、
このＸ線システムは、
Ｘ線源と、
単一の本質的に丸いコリメータと、
検出器と、
モニタと、
前記コリメータの平面に対して一般に垂直な軸の回りに前記コリメータを回転させるための手段であって、前記コリメータは、Ｘ線放射に対して本質的に不透明な領域と、Ｘ線放射に対して透明である領域とから構築される、手段と、
を備え、
前記方法は、
前記Ｘ線源からの画像を前記検出器によって捉えるステップと、
前記コリメータの３６０度回転（露光サイクル）の間、前記検出器によって信号を積分するステップと、
前記検出器から画素値を備えるフレームを読み取るステップと、
各フレームに対して利得およびオフセット補正を計算するステップと、
コリメータの形状、速度および位置に従って、各フレームに対する規格化因子を計算するステップと、
前記補正されたフレームから露光画像を生成するステップと、
前記露光画像をリフレッシュするステップと、
を備えることを特徴とする、方法。
【請求項５６】
前記読み取りステップは、各露光サイクルの終わりに画素値を読み取るステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記読み取りステップは、整数回数の露光サイクルの終わりに画素値を読み取るステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
前記読み取りステップは、露光サイクルが終わる前に画素値を読み取るステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項５９】
露光サイクルの間に読み取られたフレームの数は、整数であることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
露光画像を生成する前記ステップは、露光サイクル内に読み取られた全てのフレームを補正し、かつ合計するステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項６１】
露光画像を生成する前記ステップは、フレームの各読み取りステップの後、最後に読み取られたＮ個のフレームを補正し、かつ合計するステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項６２】
露光画像を生成する前記ステップは、露光サイクル内に読み取られたフレームにおける全ての露光画素を補正し、かつ合計するステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項６３】
露光画像を生成する前記ステップは、フレームの各読み取りステップの後、最後に読み取られたＮ個のフレームにおける全ての露光画素を補正し、かつ合計するステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項６４】
各フレームに対して規格化因子を計算する前記ステップは、画素値に、ＤＰＰにおける差異を補償する理論的因子を掛けるステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項６５】
各フレームに対して規格化因子を計算する前記ステップは、較正フレームを取得し、かつ前記較正フレームに基づいて、各画素に対する較正因子を計算するステップを備えることを特徴とする、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記較正フレームは、複数のフレームの平均値を備えることを特徴とする、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記較正フレームは、Ｘ線放射がオンの状態で捉えられた１つのフレームと、Ｘ線放射がオフの状態で捉えられた１つのフレームとを備えることを特徴とする、請求項６５に記載の方法。
【請求項６８】
各フレームに対して規格化因子を計算する前記ステップは、双線形補正を計算するステップを備えることを特徴とする、請求項６４に記載の方法。
【請求項６９】
前記リフレッシュするステップは、前記画像の異なるエリアに対して異なるリフレッシュレートを使用するステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項７０】
前記読み取りステップは、前記検出器からの１フレーム全体に連続的にアクセスし、かつこれを読み取るステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項７１】
前記透明な領域は、前記コリメータの回転中心に関して同心の円形孔と、前記コリメータの回転中心に関して同心で、かつある角度にわたる、円の扇形形状をした孔との組み合わせであり、
前記フレームは、第１ドーズのＸ線放射を受け取った前記円形孔に関連付けられる画素と、第２ドーズのＸ線放射を受け取った前記円形孔を取り囲むコリメータ領域に関連付けられる画素とを備え、前記第２ドーズは、前記第１ドーズの小片部を備え、前記小片部は、３６０度に対する扇形角の比率に比例し、
前記読み取りステップは、前記検出器からの画素に無作為にアクセスし、かつこれを読み取るステップを備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【請求項７２】
前記読み取りステップは、現在露光されている扇形部に隣接する十分に露光された第１扇形部から画素値を読み取り、かつ読み取り後に前記画素をリセットするステップを備えることを特徴とする、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記第１扇形部の角度範囲は、前記第１扇形部における画素を読み取り、かつリセットするステップのために必要な時間が、前記コリメータが同じ角度距離を回転するのに必要な時間を超えないように選択されることを特徴とする、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
露光されようとしている第２扇形部における画素値をリセットするステップをさらに備える方法であって、前記第２扇形部は、現在露光されている扇形部に隣接することを特徴とする、請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
オペレータの凝視を追跡し、それによって関心領域（ＲＯＩ）を決定し、かつそれに従って前記コリメータを制御するステップをさらに備えることを特徴とする、請求項５５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光透視の分野に関し、かつ特に、蛍光透視の間のＸ線放射量を制御する分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
本特許出願は、２０１２年３月３日に出願された特許文献１に関連すると共に、その優先権を主張するものであり、この特許文献１の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００３】
典型的な蛍光透視システムにおいて、Ｘ線管は、比較的広い立体角にわたってＸ線放射を発生させる。患者および医療チームの両方に対して不必要な被曝を回避するために、鉛のようなＸ線吸収材料のコリメータが、余分な放射を遮断するために使用される。この方法では、必要な要素だけを露光するために、必要な立体角の有用な放射だけがＸ線管を出ていく。
【０００４】
そのようなコリメータは、通常、静止モードにおいて使用されるが、しかし様々な設計およびＸ線放射の幾何形状を仮定してもよい。コリメータは、入力として、例えば、手続きに含まれる臓器環境の寸法を用いて、手動的または自動的にセットアップされ得る。
【０００５】
蛍光透視においては、状況は、単一露光Ｘ線におけるよりも、より動的である。Ｘ線放射は比較的長い期間に対して活性であり、それを取り扱う医師は通常、患者の、それゆえにＸ線放射の近くに立たなければならない。その結果、医療チームに対する被曝を最小化する方法を提供することが望まれる。Ｘ線放射強度を低減する方法が提案されてきたが、その場合、結果として低減されるＸ線画像の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）は、デジタル画像向上によって補償される。他の方法では、Ｘ線放射の立体角を、イメージ増倍管エリアの小片部に制限するコリメータおよび、そのコリメータを移動させイメージ増倍管の入力エリア全体を交換することが提案されるが、その場合、関心領域（ＲＯＩ）は、エリアの残りの部分以上に露光される。この方法では、ＲＯＩは良好なＳ／Ｎを生成するのに十分高いＸ線放射を得るが、一方で、画像の残りの部分は、低いＸ線強度で露光され、比較的低いＳ／Ｎの画像が提供される。ＲＯＩのサイズおよび位置は、複数の方法で決定され得る。例えば、ＲＯＩは画像の中心における固定エリアであり得るか、またはＲＯＩを画像の中の最も活性なエリアの近くに自動的に集中させることが可能であり、この作業は、蛍光透視システムのビデオカメラから受信される一連のシネ画像の一時的な画像解析によって決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国仮特許出願第６１／６０６，３７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、患者および医療チームに対して被曝の少ない低いＸ線放射線量で、良好な露光画像を得るための、Ｘ線システムおよびその動作方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様によれば、Ｘ線源と、単一の本質的に丸いコリメータと、検出器と、モニタと、前記コリメータの平面に対して一般に垂直な軸の回りに前記コリメータを回転させるための手段とを備えるＸ線システムが提供され、前記コリメータは、Ｘ線放射に対して本質的に不透明な領域と、Ｘ線に対して透明な領域とから構築される。
【０００９】
検出器は、前記コリメータの３６０度回転（露光サイクル）の間に信号を積分するための手段を有してもよく、前記システムは、前記検出器から画素値を備えるフレームを読み取るための手段をさらに備える。
【００１０】
読み取りのための手段は、各露光サイクルの終わりに、画素値を読み取るための手段を備える。
【００１１】
読み取りのための手段は、整数回数の露光サイクルの終わりに、画素値を読み取るための手段を備える。
【００１２】
読み取りのための手段は、露光サイクルが終わる前に、画素値を読み取るための手段を備える。
【００１３】
露光サイクルの間のフレーム読み取りの数は、整数であってもよい。
【００１４】
システムは、コリメータの形状、速度および位置に従って、各フレームに対する利得およびオフセット補正を計算するための手段と、各フレームに対する規格化因子を計算するための手段とをさらに備えてもよい。
【００１５】
システムは、露光サイクル内に読み取られる全てのフレームを補正し、かつ合計することによって、露光画像を生成するようにさらに構成されてもよい。
【００１６】
システムは、フレームの各読み取りの後に、最後に読み取られたＮフレームを補正し、かつ合計することによって、露光画像を生成するようにさらに構成されてもよい。
【００１７】
システムは、露光サイクル内に読み取られるフレーム中の全ての露光された画素を補正し、かつ合計することによって、露光画像を生成するようにさらに構成されてもよい。
【００１８】
システムは、各フレーム読み取りの後、最後に読み取られたＮフレーム中の全ての露光された画素を補正し、かつ合計することによって、露光画像を生成するようにさらに構成されてもよい。
【００１９】
各フレームに対する規格化因子を計算するための手段は、画素値に、ＤＰＰにおける差異を補償する理論的因子を掛けるための手段を備えてもよい。
【００２０】
各フレームに対する規格化因子を計算するための手段は、較正フレームを取得するための手段と、前記較正フレームに基づいて各画素に対する較正因子を計算するための手段とを備えてもよい。
【００２１】
較正フレームは、複数のフレームの平均値を備える。
【００２２】
較正フレームは、Ｘ線放射がオンの状態で捉えられた１フレームと、Ｘ線放射がオフの状態で捉えられた１フレームとを備えてもよい。
【００２３】
各フレームに対する規格化因子を計算するための手段は、双線形補正を計算するための手段を備えてもよい。
【００２４】
システムは、前記補正されたフレームから露光画像を生成するための手段と、前記露光された画像をリフレッシュするための手段とをさらに備えてもよい。
【００２５】
リフレッシュのための手段は、前記画像の異なるエリアに対して、異なるリフレッシュレートを使用するための手段を備えてもよい。
【００２６】
読み取るための手段は、前記検出器から１フレーム全体に連続的にアクセスし、かつこれを読み取るための手段を備えてもよい。
【００２７】
透明領域は、前記コリメータの回転中心に関して同心である円形孔と、前記コリメータの回転中心に関して同心であり、かつある角度にわたる、円の扇形の形状をした孔との組合せであってもよい。
【００２８】
コリメータは、つり合いおもりをさらに備えてもよい。
【００２９】
フレームは、第１ドーズのＸ線放射を受け入れた前記円形孔に関連付けられた画素と、第２ドーズのＸ線放射を受け入れた前記円形孔を取り囲むコリメータ領域に関連付けられた画素とを備えてもよく、前記第２ドーズは、前記第１ドーズの小片部を備え、前記小片部は、３６０度に対する扇形角度の比率に比例する。
【００３０】
読み取りのための手段は、前記検出器から無作為に画像にアクセスし、かつこれらを読み取るための手段を備えてもよい。
【００３１】
読み取りのための手段は、現在露光されている扇形に隣接する十分に露光された第１扇形から画素値を読み取り、かつ読み取り後に前記画像をリセットするように構成されてもよい。
【００３２】
前記第１扇形の角度範囲は、前記第１扇形における画素を読み取り、かつこれらをリセットするために必要な時間が、前記コリメータが同じ角度距離を回転するのに必要な時間を超えないように選択されてもよい。
【００３３】
システムは、露光されようとしている第２扇形における画素値をリセットするようにさらに構成されてもよく、前記第２扇形は、現在露光されている扇形に隣接する。
【００３４】
コリメータは、検出器をコリメータの回転に同期化させるための同期化手段をさらに備えてもよい。
【００３５】
同期化手段は、光センサを通過する、コリメータ上に構築されるタブを備えてもよい。
【００３６】
同期化手段は、エンコーダを備えてもよい。
【００３７】
コリメータを回転させるための手段は、コリメータに対して同心の場所にあるコリメータの頂部の上に取り付けられた第１滑車と、モータの上に取り付けられた第２滑車と、第１滑車を第２滑車に連結するためのベルトと、コリメータに関して同心のＶ字形円形軌道と、前記軌道のＶ字溝に接触する３つの車輪と、Ｘ線管の基準枠に固定された環形状静止部の上に取り付けされた３つの車輪の回転軸とを備えてもよい。
【００３８】
ベルトは、平ベルト、丸ベルト、Ｖ字ベルト、多重溝ベルト、リブドベルト、フィルムベルト、タイミングベルトから成るグループから選ばれてもよい。  
【００３９】
コリメータを回転させるための手段は、歯車伝動装置を備えてもよい。
【００４０】
歯車伝動装置は、スプール、螺旋、斜角、ハイポイド、クラウン、ウォーム歯車から成るグループから選ばれてもよい。
【００４１】
コリメータを回転させるための手段は、コリメータの縁に直接接触する高摩擦回転表面シリンダを備えてもよい。
【００４２】
コリメータは、固定開口部を備えてもよい。
【００４３】
コリメータは、可変開口部を備えてもよい。
【００４４】
システムは、２つの同心の固定開口コリメータを取り付けるための手段と、前記２つのコリメータを互いに対して回転させるための手段とを備えてもよい。
【００４５】
システムは、前記２つのコリメータの１つをそれぞれ独立に回転させるための手段を備えてもよい。
【００４６】
システムは、前記２つのコリメータの１つをそれぞれ異なる速度で回転させるための手段を備えてもよい。
【００４７】
システムは、前記コリメータを可変速度で回転させるための手段を備えてもよい。
【００４８】
コリメータは、一定の回転速度で、２つの異なる画素当たりの放射ドーズ（ＤＰＰ）を有する２つのエリアを設けるように設計された開口形状を備えてもよい。
【００４９】
コリメータは、コリメータ中心からの異なる距離に対して、異なるレベルのＤＰＰを与える定性的露光プロファイルを備えてもよい。
【００５０】
システムはアイトラッカーをさらに備えてもよく、システムは、オペレータの凝視を追跡し、それによって関心領域（ＲＯＩ）を決定し、かつ、それに従って前記コリメータを制御するように構成される。
【００５１】
本発明の第２態様によれば、Ｘ線源と、単一の本質的に丸いコリメータと、カメラと、検出器およびモニタと、前記コリメータの平面に対して一般に平行な平面内で前記コリメータを移動させるための手段とを備えるＸ線システムが提供される。さらに、前記コリメータは、全ての放射が通過することを可能にする中央開口部と、材料および材料の厚さに依存するある量で通過する放射を低減する外側環状部と、前記中央開口部と前記外側環状部との間にあり、厚さが中央からの距離の関数として変化し、中央開口部の側では厚さゼロから始まり、かつ外側環状部の側では外側環状部の厚さで終わる内側環状部とを備えてもよい。
【００５２】
検出器は、前記カメラによって捉えられた各フレームの信号を積分するように構成され、前記システムは、前記検出器から画素を備えるフレームを読み取るようにさらに構成されてもよい。
【００５３】
システムは、カメラによって捉えられた各フレームの終わりに１つのフレームを読み取るように構成されてもよい。
【００５４】
システムは、コリメータの前記開口部、前記外側環状部および前記内側環状部の各々における異なるＤＰＰに従って、各フレームに対する利得およびオフセット補正を計算し、かつ各フレームに対する規格化因子を計算するようにさらに構成されてもよい。
【００５５】
システムは、前記内側環状部を複数の環状部に分割し、かつ、前記中央開口部からのそれぞれの距離に依存して、理論的ＤＰＰを前記複数の環状部の各々に割り振ることによって、前記内側環状部に対する前記規格化因子を計算するようにさらに構成されてもよい。
【００５６】
システムはアイトラッカーをさらに備えてもよく、システムは、オペレータの凝視を追跡し、それによって関心領域（ＲＯＩ）を決定し、かつ、それに従って前記コリメータを制御するように構成される。
【００５７】
本発明の第３態様によれば、Ｘ線システムにおいて表示される露光画像を向上させる方法が提供され、このＸ線システムは、Ｘ線源と、単一の本質的に丸いコリメータと、検出器と、モニタと、前記コリメータの平面に対して一般に垂直な軸の回りに前記コリメータを回転させるための手段とを備え、前記コリメータは、Ｘ線放射に対して本質的に不透明な領域と、Ｘ線放射に対して透明である領域とから構築され、この方法は、
前記Ｘ線源からの画像を前記検出器によって捉えるステップと、
前記コリメータの３６０度回転（露光サイクル）の間、前記検出器によって信号を積分するステップと、
前記検出器から画素値を備えるフレームを読み取るステップと、
各フレームに対して利得およびオフセット補正を計算するステップと、
コリメータの形状、速度および位置に従って、各フレームに対して規格化因子を計算するステップと、
前記補正されたフレームから露光画像を生成するステップと、
前記露光画像をリフレッシュするステップと、を備える。
【００５８】
読み取りステップは、各露光サイクルの終わりに画素値を読み取るステップを備えてもよい。
【００５９】
読み取りステップは、整数回数の露光サイクルの終わりに画素値を読み取るステップを備えてもよい。
【００６０】
読み取りステップは、露光サイクルの終わりに画素値を読み取るステップを備えてもよい。
【００６１】
露光サイクルの間に読み取られるフレームの数は、整数であってもよい。
【００６２】
露光画像を生成するステップは、露光サイクル内に読み取られる全てのフレームを補正し、かつ合計するステップを備えてもよい。
【００６３】
露光画像を生成するステップは、各フレーム読み取りの後に、最後に読み取られたＮフレームを補正し、かつ合計するステップを備えてもよい。
【００６４】
露光画像を生成するステップは、露光サイクル内に読み取られたフレームにおいて、全ての露光された画素を補正し、かつ合計するステップを備えてもよい。
【００６５】
露光画像を生成するステップは、各フレーム読み取りの後に、最後に読み取られたＮフレームにおいて、全ての露光された画素を補正し、かつ合計するステップを備えてもよい。
【００６６】
各フレームに対して規格化因子を計算するステップは、画素値に、ＤＰＰにおける差異を補償する理論的因子を掛けるステップを備えてもよい。
【００６７】
各フレームに対して規格化因子を計算するステップは、較正フレームを取得し、かつ前記較正フレームに基づいて各画素に対する較正因子を計算するステップを備えてもよい。
【００６８】
較正フレームは、複数のフレームの平均値を備えてもよい。
【００６９】
較正フレームは、Ｘ線放射がオンの状態で捉えられた１フレームと、Ｘ線放射がオフの状態で捉えられた１フレームを備えてもよい。
【００７０】
各フレームに対して規格化因子を計算するステップは、双線形補正を計算するステップを備えてもよい。
【００７１】
リフレッシュするステップは、前記画像の異なるエリアに対して異なるリフレッシュレートを用いるステップを備えてもよい。
【００７２】
読み取りステップは、前記検出器から１フレーム全体に連続的にアクセスし、かつこれを読み取るステップを備えてもよい。
【００７３】
透明領域は、前記コリメータの回転中心に関して同心である円形孔と、前記コリメータの回転中心に関して同心であり、かつある角度にわたる円の扇形形状をした孔との組合せであってもよく、前記フレームは、第１ドーズのＸ線放射を受け入れた前記円形孔に関連付けられた画素と、第２ドーズのＸ線放射を受け入れた前記円形孔を取り囲むコリメータ領域に関連付けられた画素とを備え、前記第２ドーズは、前記第１ドーズの小片部を備え、前記小片部は、３６０度に対する扇形角度の比率に比例し、前記読み取りステップは、前記検出器からの画素に無作為にアクセスし、かつこれを読み取るステップを備える。
【００７４】
読み取りステップは、現在露光されている扇形に隣接する十分に露光された第１扇形から画素値を読み取り、かつ読み取り後に前記画素をリセットするステップを備えてもよい。
【００７５】
前記第１扇形の角度範囲は、前記第１扇形における画素を読み取り、かつリセットするために必要な時間が、前記コリメータが同じ角度距離を回転するのに必要な時間を超えないように選択されてもよい。
【００７６】
本方法は、露光されようとしている第２扇形における画素値をリセットするステップをさらに備えてもよく、前記第２扇形は、現在露光されている扇形に隣接する。
【００７７】
本方法は、オペレータの凝視を追跡し、それによって関心領域（ＲＯＩ）を決定し、かつ、それに従って前記コリメータを制御するステップをさらに備えてもよい。
【００７８】
本発明の第４態様によれば、Ｘ線システムにおいて表示される露光画像を向上させる方法が提供され、このＸ線システムは、Ｘ線源と、単一の本質的に丸いコリメータと、カメラと、検出器およびモニタと、前記コリメータの平面に対して一般に平行な平面内で前記コリメータを移動させるための手段とを備え、前記コリメータは、全ての放射が通過することを可能にする中央開口部と、材料および材料の厚さに依存するある量で通過する放射を低減する外側環状部と、前記中央開口部と前記外側環状部との間にあり、厚さが中央からの距離の関数として変化し、中央開口部の側では厚さゼロで始まり、かつ外側環状部の側では外側環状部の厚さで終わる内側環状部と、を備え、この方法は、
前記カメラによって捉えられた各フレームの信号を前記検出器によって積分するステップと、
前記検出器から画素を備えるフレームを読み取るステップと、
各フレームに対して利得およびオフセット補正を計算するステップと、
コリメータの前記中央開口部、前記外側環状部および前記内側環状部の各々において異なるＤＰＰに従って、各フレームに対して規格化因子を計算するステップと、を備える。
【００７９】
読み取りステップは、カメラによって捉えられた各フレームの終わりに１つのフレームを読み取るステップを備えてもよい。
【００８０】
前記内側環状部に対する規格化因子を計算するステップは、前記内側環状部を複数の環状部に分割し、かつ、前記中央開口部からのそれぞれの距離に依存して、理論的ＤＰＰを前記複数の環状部の各々に割り振るステップを備えてもよい。
【００８１】
本方法は、オペレータの凝視を追跡し、それによって関心領域（ＲＯＩ）を決定し、かつ、それに従って前記コリメータを制御するステップをさらに備えてもよい。
【００８２】
発明をより良く理解するために、かつ発明がいかに実施され得るかを示すために、添付図面が、純粋に例として参照されるであろう。
【００８３】
さて特別に図面を詳細に参照すると、示されている詳細は、例として示されたものであり、本発明の好ましい実施形態の例証的な議論のためだけに示されたことが強調され、さらに、示されている詳細が提示されるのは、最も有用であり、かつ発明の原理と概念的様相を容易に理解できる記述と考えられるものを提供するためである。この点に関して、発明を基本的に理解するのに必要なこと以上に、発明の構造的詳細を示すための試みは何らなされず、図面と共にとられる記述は、本技術分野の当業者に対して、発明のいくつかの形態が、実際上いかに具体化され得るかを明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１Ａ】蛍光透視臨床環境およびシステムの配置例の単純化された略図である。
【図１Ｂ】発明のシステム例の構成要素の付加的な詳細を示す、図１Ａのシステムの配置例の略図である。
【図２】蛍光透視システムのモニタ上に表示される画像例の略図である。
【図３】図１Ａのシステム例の付加的様相の略図である。
【図４】図３のパラメータに関連する検出器のＸ線露光領域例の略図である。
【図５】本発明によるコリメータ例の略図である。
【図６】図５のコリメータのある一定の回転角での、イメージ増倍管の露光された領域例の略図である。
【図７】図５のコリメータのある一定の回転角での、センサの光露光パターン例の略図である。
【図８】センサの画素値の読み取りプロセス例の略図である。
【図９】センサの画素値の読み取りプロセス例の略図である。
【図１０Ａ】発明のコリメータ例の上面図の略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａのコリメータ例の底面図の略図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａのコリメータ例の断面図の略図である。
【図１１Ａ】発明のコリメータの別の例の主要部品の略図である。
【図１１Ｂ】動作構成における図１１Ａの部品の略図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｂの断面の略図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｂのコリメータ例の部品の略図である。
【図１２Ａ】発明のコリメータの別例の主要モジュールの略図である。
【図１２Ｂ】動作構成における図１２Ａのモジュールの略図である。
【図１３Ａ】発明のコリメータの別例の略図である。
【図１３Ｂ】発明のコリメータの別例の略図である。
【図１４Ａ】発明のコリメータの別例の主要部品の略図である。
【図１４Ｂ】動作構成における図１４Ａの部品の略図である。
【図１５】発明の別のコリメータの別の４つの例、および回転中心からの距離の関数としての、コリメータによって生成された定性的露光の略図である。
【図１６】発明の別のコリメータの別の４つの例の略図である。
【図１７Ａ】回転中心の付近には一般に位置しないＲＯＩの例の略図である。
【図１７Ｂ】図１７ＡのＲＯＩの画像品質を向上させるために、コリメータの回転速度プロファイルを変化させる例の略図である。
【図１８】非回転コリメータの例、およびそれがモニタ上に表示された画像に対して与える効果の略図である。
【図１９】図１７ＡのＲＯＩ、および一般にＲＯＩの中央に回転中心をもたらすために変位させることが可能なコリメータの例である。
【図２０Ａ】図２０Ｂのコリメータと視覚的に比較するためここに提供された、図５の同じコリメータの例である。
【図２０Ｂ】コリメータの変位の間に画像シャドーイングを回避するために使用され、より大きな直径およびより長い扇形孔を有する、図５の一バージョンのコリメータ例である。
【図２１】アイトラッカーを用いた基本的な蛍光透視プロセスを説明する、図１８を参照するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００８５】
さて図１Ａを参照すると、この図は蛍光透視臨床環境の典型的な配置を示す。
【００８６】
Ｘ線管１００は、コリメータ１０４に向けた比較的大きな立体角を占めて、上方に向けられたＸ線放射１０２を発生させる。コリメータ１０４は、放射の一部を遮断し、小さな立体角の放射が、上方向に続き、通常、Ｘ線放射に対して比較的透明である材料から成るベッド１０８、およびベッド１０８上に横たわっている患者１１０を通り抜けることを可能にする。放射の一部は、患者によって吸収かつ散乱され、かつ残りの放射は、イメージ増倍管１１４の通常丸い入力エリア１１２に到達する。イメージ増倍管の入力エリアは、通常、直径で３００ｍｍのオーダーであるが、しかし型および技術ごとに変わってもよい。イメージ増倍管１１４によって生成される画像は、カメラ１１６によって捉えられ、画像プロセッサ１１７によって処理され、かつ、その後、モニタ１１８上に画像１２０として表示される。
【００８７】
発明はイメージ増倍管１１４とカメラ１１６の組み合わせに関連して主に説明されるが、これらの素子は両方とも、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ平面パネルのような任意の技術、または平面１１２に位置するシンチレータを有するアモルファスシリコンのような他の技術のデジタルＸ線撮影センサによって置き換え可能であることは、正しく認識されるであろう。そのような１つの例は、Ｃａｎｏｎ  Ｕ．Ｓ．Ａ．，Ｉｎｃ．，Ｌａｋｅ  Ｓｕｃｃｅｓｓ，ＮＹ．から入手可能なＣＸＤＩ−５０ＲＦである。用語「検出器」は、任意のカメラを有する任意のイメージ増倍管と任意のタイプの平面パネルセンサまたはＸ線を電気信号に変換する任意の他のデバイスとの組み合わせを含む、任意のこれらの技術を含めて使用されるであろう。用語「エリア」および「領域」は、発明の詳細な記述の中で二者択一的に使用され、任意のそれらは、同じものを意味するか、または同義語として使用される。用語「Ｘ線源」は、必ずしも管の形状を持たないＸ線点源を有するデバイスに対して広い解釈を与えるために使用されるであろう。用語「Ｘ線管」は、当技術分野における共通用語に関する約束ごとにおいて発明の例で使用されるが、発明の例はＸ線管の狭い解釈に限定されず、かつ任意のＸ線源がこれらの例で使用され得ることが、ここで示される（例えば、放射性物質でさえも、点源として機能するように構成される）。オペレータ１２２は、画像１２０を注視しながら、医療手続きを遂行するために患者のそばに立っている。
【００８８】
オペレータは、足踏みスイッチ１２４を有する。スイッチを押すと、連続的なＸ線放射（または、以下に説明されるように、比較的高い周波数のパルス化されたＸ線）が、シネ画像１２０を提供するために放出される。Ｘ線放射の強度は、通常、低い強度とのトレードオフにおいて最適化される。低い強度は患者およびオペレータへの被曝を低減するのに望まれ、かつ高い強度の放射は、高品質の画像１２０を可能とするのに望まれる（高Ｓ／Ｎ）。低い強度のＸ線放射、かつ、したがってイメージ増倍管入力の低い露光では、画像１２０のＳ／Ｎが低すぎて、画像１２０は役に立たなくなるかもしれない。座標系１２６は、紙面を指すＹ軸を有する基準デカルト座標系であり、かつＸ−Ｙは、コリメータ１０４のような平面およびイメージ増倍管の入力平面１１２に平行な平面である。
【００８９】
本発明の目的は、望ましいＲＯＩにおいてイメージ増倍管の入力エリアで高い露光を提供することであり、高い露光は、したがって、そこで高いＳ／Ｎ画像を提供し、その一方で、イメージ増倍管の他の部分の露光を低減し、より低い画像品質という代償を払う（より低いＳ／Ｎ）。この配置によって、オペレータは、ＲＯＩにおいて明瞭な画像を見ることができ、かつ残りの画像エリアにおける一般的な方位に対して、十分に良好な画像を得ることができる。画像中のセグメントのより複雑なマップを提供することもまた、本発明の目的であり、そこでは各セグメントは、特定の応用によって望まれるような、異なるレベルのＸ線放射に由来する。画像センサのデータを読み取るための様々な方法を提供することもまた、この発明の目的である。
【００９０】
発明の詳細な記述を通して提供される例の文脈において、１つのエリアのＳ／Ｎが別のエリアにおけるＳ／Ｎと比較される場合、Ｓ／Ｎは、（患者とオペレータの手およびツールのような）同じ物体透過率を有する画素に対して比較される。
例えば、エリアＡが、エリアＢよりも低いＳ／Ｎを有するものとして説明される場合、両方のエリアに対する、物体によるＸ線の透過率は、エリア全体にわたって均一であり、かつ同じであることが仮定される。例えば、エリアＡの中心で、物体に到達する放射の１／２がイメージ増倍管まで透過されると、その場合、エリアＢのおけるＳ／ＮはエリアＡと比較されるが、そのＢに対しても、物体に到達する放射の１／２だけがイメージ増倍管まで透過されることが仮定されている。
【００９１】
エリアＡのＳ（信号）は、エリアＡの平均読み取り値である（時間に対する平均、または統計的意味において十分な画素が含まれるとすれば、面積に対する平均）。エリアＢのＳ（信号）は、エリアＢの平均読み取り値である（時間に対する平均、または統計的意味において十分な画素が含まれるとすれば、面積に対する平均）。議論を単純化するために、散乱された放射は、発明の詳細な記述において考慮されない。散乱された放射の効果およびそれを低減する手段は、当技術分野においてよく知られている。
【００９２】
下記の例では、雑音統計がガウス分布であると仮定されているが、これは、発明を履行する上での実際的な様相を満足し、かつ発明の詳細な記述例を明瞭に示すのに役立つ。これは発明を限定するものではなく、かつ、必要に応じて、ガウス統計に関連して示される数学は、発明の範囲を低下させずに、ポアソン統計（または他の統計）によって置き換えることができる。各信号に関連付けられる雑音値は、当技術分野においてポアソン雑音として知られる、信号に対するポアソン統計の標準偏差によって表される。
【００９３】
発明の詳細な記述を通して、画素当たりのドーズ（ＤＰＰ）もまた同じ意味で議論され、すなわち、画素ＡのＤＰＰが画素ＢのＤＰＰと比較される場合、両画素に対する物体透過率は同じであることが仮定される。
【００９４】
本発明によれば、蛍光透視環境のより詳細な配置の一例が、図１Ｂおよび図２１で説明される。オペレータ１２２は、Ｘ線を活性化するために、足踏みスイッチ１２４を押す（ステップ２７２４）。（ＳＲ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌｔｄ．，Ｋａｎａｔａ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａから入手可能なＥｙｅｌｉｎｋ１０００のような）アイトラッカー１２８または任意の代替入力デバイスは、オペレータ１２２がどこを見ているかの指示を提供する（ステップ２７２８）。この情報は、通常、モニタ１１８に対して提供される。この情報「凝視点」は、例えば座標系１２６を用いて、（Ｘ，Ｚ）座標の観点で、モニタ１１８平面に提供されてもよい。この例において、モニタ１１８の平面および、それゆえに、画像１２０もまた、座標系１２６の（Ｘ，Ｚ）平面に平行であることは、正しく認識されるであろう。モニタ１１８が座標系１２６に対して回転される場合、モニタ１１８と組み合わされ、かつモニタ１１８と共に回転する座標系を含めて、他の座標系が可能である。
【００９５】
入力１２８からのデータは、任意のＰＣコンピュータのような基本的にはコンピュータであるコントローラ１２７に提供される。仮にコントローラ１２７が、オペレータの凝視が画像１２０上に固定されていないことを決定すると、Ｘ線管１００は活性化されない（ステップ２７００）。そうでなければ、ステップ２７１０において、Ｘ線管１００は活性化され、かつＸ線放射がコリメータ１０４に向けて放出される。
【００９６】
さて図２を参照すると、この図は、モニタ１１８上に表示された画像１２０の例を示している。この例において、円形破線２０４は、画像のセグメント２００と画像のセグメント２０２との間の境界を示し、両セグメントは全体画像１２０を構成する。この例において、セグメント２００に対してより高いＸ線ＤＰＰを意味するセグメント２００では、良好な画像品質を得ることが望まれ、かつ、セグメント２０２に対してより低いＤＰＰを意味するセグメント２０２では、より低い画像品質を有することが許容される。
【００９７】
正しく認識されることであろうが、２つのセグメント２００および２０２は、ここでは発明の一実施例としてのみ与えられており、発明はこの例に限定されるものではなく、かつ、コリメータにおける開口部の形状およびコリメータの移動モードを制御することによって、画像１２０は任意のセットのセグメントに分割され得る。そのような例は、以下で与えられるであろう。
【００９８】
正しく認識されることであろうが、ＤＰＰは、（患者または、オペレータの手およびツールのようなシステムの一部分ではない他の要素による吸収を除外して）、画像１２０の１つの画素を表すセグメントに向けて送達されるＸ線ドーズとして解釈されるべきであり、その結果、画像１２０を構築するのに使用される画素読み出し値を発生させる。
【００９９】
さて図３を参照する。丸い開口部３０４を有する典型的なコリメータ１０４がＸ線経路に導入され、その結果、Ｘ線１０６だけがＸ線管１００の焦点３０６から発射され、かつ開口部３０４を通過し、イメージ増倍管１１４の丸い入力表面１１２に到達するが、その一方で、他のＸ線１０２はコリメータによって遮断される。この配置は、一般的に同じＤＰＰに対して、イメージ増倍管の入力エリア１１２全体を露光する。そのような配置は、図２のセグメント２００と関連するセグメント３００に対する１つのＤＰＰの、および図２のセグメント２０２と関連するセグメント３０２に対する別のＤＰＰの機能を提供しない。入力エリア１１２の直径は、図３に示されるように、Ｂである。
【０１００】
Ｄ１は、Ｘ線焦点３０６から開口部１０４までの距離を表す。Ｄ２は、Ｘ線焦点３０６からイメージ増倍管入力表面１１２までの距離を表す。
【０１０１】
さて図４を参照すると、この図は、発明の例を支援するための、イメージ増倍管入力表面１１２の現在例のセグメントを定義する。この例において、セグメント３００は、イメージ増倍管の円形入力エリア１１２を中心とした半径Ｒ１の円形エリアである。セグメント３０２は、内側半径Ｒ１および外側半径Ｒ２を備えた環形状を有する。Ｒ２はまた、通常、イメージ増倍管の入力エリアの半径である。
【０１０２】
さて図５を参照すると、この図は、セグメント３００に対して１つのＤＰＰを、かつセグメント３０２に対して別のＤＰＰを提供するのに機能するコリメータの一実施形態を提供する。
【０１０３】
コリメータ５００は、ｒ２よりも大きな半径の、（通常１〜４ｍｍ厚の鉛のような）Ｘ線吸収材料の丸いプレートとして基本的に構築される。コリメータ５００の開口部５０２は、コリメータの中心での半径ｒ１の円形カットアウト５０４、および半径ｒ２と角度５０８の扇形カットアウト５０６として構築される。用語「扇形」は、文脈ごとに、円形領域の扇形、および環形状エリアの扇形を共に示すように使用されることは、正しく認識されるであろう。
【０１０４】
この例では、開口部５０２のｒ１およびｒ２が、図４のＲ１およびＲ２を与えるように設計される。コリメータ５００が、図４のコリメータ１０４の場所に位置付けられる場合、ｒ１およびｒ２は、次の式を用いて計算され得る。
ｒ１＝Ｒ１／（Ｄ２／Ｄ１）
ｒ２＝Ｒ２／（Ｄ２／Ｄ１）
【０１０５】
この例では、角度範囲５０８は、３６度、１サイクルの１／１０である。コリメータ５００は、矢印５１２によって示されるように、その中心の回りに回転できる。おもり５１０は、コリメータ５００を平衡させるために付加され、かつコリメータの平面内にある重心座標の中心が回転中心と一致することを保証し、したがって、非平衡なコリメータに起因するかもしれない、システムの振動を回避することが可能である。一回の３６０度回転が完了した後では、セグメント３０２に対するＤＰＰは、セグメント３００のＤＰＰの１／１０である。
【０１０６】
角度５０８が、任意の望ましいＤＰＰ比率を達成するように設計され得ることは、正しく認識されるであろう。例えば、仮に角度５０８が１８度であるように設計されると、開口部５００の一回の完全な回転の後では、セグメント３０２に対するＤＰＰは、セグメント３００のＤＰＰの１／２０となるであろう。現在例の議論は、角度５０８が３６度である場合に関連しても、なされるであろう。
【０１０７】
コリメータ５００の一回の回転が完了した後、カメラ１１６は、コリメータ５００の一回の完全な回転時間にわたって、センサによって積分されたデータの１フレームを捉えるが、そのようなフレームは、カメラセンサの画素セットから読み取られた値から成る。さてこのことは、ＴＨＡＬＥＳ  ＥＬＥＣＴＲＯＮ  ＤＥＶＩＣＥＳ，Ｖｅｌｉｚｙ  Ｃｅｄｅｘ，Ｆｒａｎｃｅから入手可能なＴＨ８７３０ＣＣＤカメラのようなＣＣＤ（電荷結合素子）センサに基づいたカメラを例として提供することで、より詳細に説明されるであろう。
【０１０８】
この例では、コリメータ５００の回転とのカメラ１１６の同期は、ＯＭＲＯＮ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．，Ｓｃｈａｕｍｂｕｒｇ，ＩＬ，Ｕ．Ｓ．Ａ．から入手可能なＥＥ−ＳＸ３０７０のような光センサ５１６を通過する、コリメータ上に構築されるタブ５１４を用いてなされる。
【０１０９】
タブ５１４の中断信号が光センサ５１６から受信されると、カメラ１１６センサのラインがそれぞれのシフトレジスタに転送され、かつ画素が新しい積分サイクルを開始する。以前の積分サイクルのデータが、カメラから読み出される。タブ５１４が光センサ５１６を再び中断すると、積算信号がカメラセンサ１１６のシフトレジスタに再び転送され、次のフレームとして読み出される。
【０１１０】
この方法によって、各コリメータが完全に一周することに対して、１つのフレームが生成される。各フレームに対して、画像１２０のセグメント２０２におけるＤＰＰは、画像１２０のセグメント２００におけるＤＰＰの１／１０である。
【０１１１】
上記のことの付加的な見方を提供するために、図６を参照すると、この図は、回転コリメータ５００の瞬間的位置で、イメージ増倍管入力１１２の露光マップを説明している。この位置では、円形エリア６００および扇形エリア６０２は放射に対して露光されるが、その一方で、相補的扇形６０４は、コリメータ５００によって遮断される放射に対して露光されない。コリメータ５００が回転するにつれて、扇形エリア６０２よび６０４はコリメータ５００と共に回転し、その一方で、円形エリア６００は変わらないままである。コリメータ５００の一定速度回転の一サイクルの間、エリア６００の外側の各画素は、エリア６００における画素の時間の１／１０のＸ線に対して露光され、かつ、したがって、エリア６００の画素の１／１０のＤＰＰを受け取る。図７では、カメラセンサ７１０上に投影された等価光学画像が示され、そこでは図７のエリア７００が図６のエリア６００と等価であり、図７のエリア７０２が図６のエリア６０２と等価である。センサ７１０上に投影されたイメージ増倍管の出力画像は、数字表示符号７１２によって示される。７１４は典型的なセンサエリアであり、これは、イメージ増倍管出力画像の範囲の外側にある。
【０１１２】
各フレームに対して、画素直線応答特性ごとに補償するべき、典型的な利得およびオフセット補正に加えて、画像１２０を生成するためには、セグメント２０２の画素からの信号に１０の因子を掛けることが必要であり、その結果、セグメント２０２の明るさおよびコントラストの見え方が、セグメント２００と同様になるであろう。特定の例と関連して、ここで説明されたこの方法は、画素の「規格化」と呼ばれるであろう。規格化の仕組みは、Ｘ線露光の仕組み（すなわち、コリメータの形状、速度および位置）に従ってなされる。
【０１１３】
１秒当たり１０フレーム（ｆｐｓ）のシネを生成するためには、コリメータ５００は、１秒当たり１０回転（ｒｐｓ）の速度として回転されなければならない。１６ｆｐｓのシネを生成するためには、コリメータ５００は、１６ｒｐｓの速度として回転されなければならない。
【０１１４】
３６０度のそのような回転によって、入力エリア１１２の完全な露光が完了する。露光サイクル（ＥＣ）は、それゆえに、入力エリア１１２の最小限の完全に設計された露光を提供するための、コリメータ５００の最も小さな量の回転であると定義される。図５のコリメータ５００の例では、ＥＣは３６０度の回転を必要とする。図１３Ａのような他のコリメータ設計に対して、ＥＣは１８０度の回転を必要とし、かつ図１３Ｂのコリメータ設計に対しては、ＥＣは１２０度の回転を必要とする。
【０１１５】
正しく認識されることであろうが、コリメータの例、イメージ増倍管入力エリア１１２上へのＸ線投影、カメラセンサ（または平面パネルセンサ）上に投影された画像、およびモニタ１１８上に表示された画像は、一般的な方法で説明される。この一般的な方法は、レンズ結像による画像が逆さまになることのような起こるかもしれない幾何学的問題を無視するが、幾何学的問題は異なるかもしれず、それは、仮にミラーがさらに使用されるか、または記述を通して時計方向に示される回転方向が、しかし特定の設計および観察者の方位に依存して、異なるかもしれない場合である。本技術分野の当業者が、これらの選択肢を理解し、かつ任意の特定のシステム設計に対して適切な解釈を有することは、正しく認識されるであろう。
【０１１６】
コリメータ５００に関連して、上で説明されたカメラフレーム読み取りの仕組みが、以下の通り、異なる可能性があることは、正しく認識されるであろう。
１．フレーム読み取りは、タブ５１４が光センサ５１６を中断する瞬間である必要はない。フレーム読み取りは、それが全てのＥＣに対して同じ位相で行われる限り、コリメータ５００の任意の位相で行われ得る。
２．１つのＥＣの間、１フレーム以上の読み取り。しかしながら、各ＥＣに対して、整数個のフレームが読み取られことが望まれる。そうすることによって、読み取られたフレームは、１つのＥＣの完全なデータを含み、これにより、いくつかの方法でモニタ１１８上に示され得る１つの表示フレームを構築することが容易になる。
ａ．１つの完全な露光画像を生成するために、１つのＥＣの全てのフレームの画素値を合計する。その後、次の完全な露光画像を生成するために、次のＥＣの全てのフレームの画素値を合計する。このように、ＥＣが完成するたびに、モニタ上の画面は一時的に連続した画像によって置き換えられる。画素値の規格化は、各フレームに対して別々に行われるか、またはフレームの合計に対して、またはフレームの他の任意の組み合わせに対して一度だけ行われ得る。
ｂ．この方法の例に対して、カメラは、１つのＥＣの間に８フレームを供給すると仮定するとしよう。この例では、１から８までの番号が付けられた全ての８フレームは、フレーム格納装置に格納され、かつ第１表示フレームが、上で説明されたように（フレームを合計し、かつ画素値を規格化するステップ）、これらのフレームから生成される。結果として生じる画像は、その後、モニタ１１８上に表示される。フレーム９が取得されると（１／８ＥＣの後）、フレーム１はフレーム格納装置の中でフレーム９によって置き換えられ、かつフレーム９、２、３、４、５、６、７、８は、第２表示フレームを生成するために処理され（合計するステップ、規格化するステップ）、１／８ＥＣの後、第２表示フレームが今度はモニタ１１８上に表示され得る。ＥＣの別の１／８の後に、フレーム１０が取得され、かつフレーム２の位置に格納される。第３表示フレームを生成するために、フレーム９、１０、３、４、５、６、７、８が今度は処理される。このように、ＦＩＦＯ（先入れ先出し）の方法で管理されたフレーム格納装置を用い、かつセンサから取得された新しい各フレームで表示フレームを生成することによって、一連のシネ画像がユーザーのためにモニタ１１８上に表示される。
ｃ．発明の別の実施形態において、フレームの画素を合計するステップは、コリメータ形状の基準および取得されたフレームの積分時間の間の移動に従って、Ｘ線に既に露光された画素に対してのみ行われる。上の例ｂでは、これはＥＣ時間の１／８であろう。画像を作り出すために合計されるべき画素は、（１）エリア７００からの画素、および（２）２ｘのオーダーにある角度（コリメータ扇形５０６の角度範囲５０８）の扇形の中にある画素である。２ｘの理由は、積分時間の１／８の間に、コリメータはＥＣの１／８だけ回転するからである。２＊（角度５０８）よりもやや大きな扇形角度は、精度制限を補償するのに望まれるかもしれない。この合計化方法は、合計プロセスに含まれる画素の量を相当に低減し、かつ、したがって、計算時間およびコンピューティングリソースを低減する。
ｄ．発明の別の実施形態において、画素処理は、上のｃにおいて特定されたそれらの画素に制限される。この処理方法は、処理に含まれる画素の量を相当に低減し、かつ、したがって、計算時間およびコンピューティングリソースを低減する。
ｅ．発明の別の実施形態において、画素を格納するステップは、上のｃで特定されたそれらの画素に限定される。この格納方法は、格納装置に含まれる画素の量を相当に低減し、かつ、したがって、格納の必要性を低減する。
ｆ．発明の別の実施形態において、この節で説明された方法（ａ：一般概念として、ｂ：ａ、ｃ、ｄおよびｅの特定の例として）は、方法の任意の組み合わせ、または方法のいくつかを用いる履行に対して、組み合わせることが可能である。
３．１つの以上のＥＣ間に、１つのフレームを読み取るステップ。さらに別の実施形態において、コリメータは、センサから受信された１フレームごとに整数個のＥＣを提供するために、動作させることが可能である。例えば、コリメータによって２つのＥＣが作られた後に、１つのフレームがセンサから読み取られる。このフレームの画素値を規格化した後、それはモニタ１１８上に表示され得る。
【０１１７】
多くの設計では、センサから与えられるフレームレートは、センサおよび関連する電子装置とファームウェアとによって規定されることは、正しく認識されるであろう。そのような場合、コリメータ５００の回転速度はセンサ特性に合わせて調節され、その結果、１つのＥＣ時間は、センサから整数個のフレーム（１フレーム以上）を受信する時間と同じであろう。コリメータの回転速度を設定することも可能であり、その結果、整数個のＥＣが、センサから１フレームを取得するための時間サイクルの間に、完了するであろう。
【０１１８】
上記のフレーム読み取りの記述は、ＣＣＤに似たセンサに対して特に適切であり、このことは、イメージ増倍管または平面パネルセンサの上に取り付けられたＣＣＤカメラが、イメージ増倍管およびカメラの代わりに使用され、かつ一般に図３の平面１１２に位置するかどうかにかかわらない。ＣＣＤの特定の特徴は、完全なフレームの値、センサの全ての画像を一度に捉えることである。アナログからデジタルへの変換器（Ａ／Ｄ）に対して、アナログ値の連続的な転送がこれに続く。ＣＭＯＳ撮像センサのような他のセンサは、ロールシャッター法として知られる方法で、通常、フレーム画像を一つずつ読み取る。コリメータＥＣと同期してセンサフレームを読み取る方法は、フレーム読み取り方法とは無関係であるようなセンサにも同様に適用可能である。ＣＭＯＳセンサのようなセンサの画素を読み取るための「ランダムアクセス」能力は、本発明のさらに別の実施形態に対して備える。ＣＣＤセンサとは違って、ＣＭＯＳセンサからの画素読み取りのオーダーは、システム設計者によって望まれる通りに、任意のオーダーとすることが可能である。以下の実施形態は、この能力を使用する。この文脈において、ＣＭＯＳセンサは、任意のオーダーでの画素読み取りを支援する任意のセンサを表す。
【０１１９】
さて図８を参照する。図８の実施形態もまた、イメージ増倍管およびＣＭＯＳカメラの例を用いて説明されるが、しかしこの実施形態の方法は、平面パネルセンサおよび画素読み取りのためのランダムアクセスが可能な他のセンサに対しても適用可能であることは、正しく認識されるであろう。
【０１２０】
イメージ増倍管１１４の出力画像は、センサ７１０のエリア７１２上に投影される。回転コリメータ５００の瞬間的位置に従って、円形部７００および扇形部７０２は、コリメータ５００の位置に合わせて瞬間的に照明され、かつ扇形部７０４および扇形部７１４は照明されない。扇形部７０２および７０４は、矢印７０６によって示されるように、コリメータ５００の回転に合わせて回転する。
【０１２１】
この実施例の目的に対して、７０２Ａまたは８００Ａのような放射状線の前の画素は、それらの中心が放射状線の上、または放射状線から時計回り方向にある画素である。放射状線の後にある画素は、中心が放射状線から反時計回り方向にある画素である。扇形部７０２は、例えば、放射状線７０２Ａの後にあり、かつさらに放射状線７０２Ｂの前にある画素を含む。例えば、フレームが１つのＥＣの中でセンサからに一度で読み取られるような実施形態モードでは、放射状線７０２Ａに隣接する画素は、イメージ増倍管の出力画像に対してちょうど露光が開始されたところであり、かつ放射状線７０２Ｂに隣接する画素は、イメージ増倍管の出力画像に対してちょうど露光が完了したところである。扇形部７０２の中の画素は、７０２Ａと７０２Ｂとの間でそれぞれの画素の場所ごとに、部分的に露光される。この例では、放射状線７０２Ｂと８００Ｂとの間にある扇形部の中の画素は、イメージ増倍管出力に対して露光された後でも、まだ読み取られていない。
【０１２２】
この実施形態の現在例では、放射状線７０２Ａの瞬時の角度位置は、Ｋ＊３６０度である（３６０のＫ倍、Ｋは回転初期からのＥＣの回数を示す整数である）。扇形部７０２の角度範囲は、コリメータ５００の例で３６度である。それゆえに、放射状線７０２Ｂは、角度（Ｋ＊３６０−３６）度にある。コリメータのこの位置では、扇形部８００の画素の読み取りサイクルが開始される。放射状線８００Ａは、この放射状線の後の全ての画素が十分に露光されたことを保証するように定義される。この角度は、図５のＲ１および図５上に投影された画素サイズを用いて決定され得る。さらに８００Ａに隣接する画素が十分に露光されたことを保証するために、７０２Ｂと８００Ａとの間にある理論的な最小角度間隔を計算する目的で、長さが画素対角線の１／２の弦を有する、長さが半径Ｒ１の弓形が考慮されるべきである。これは、扇形部８００内の全ての画素に対して完全な露光を保証するための、７０２Ｂと８００Ａとの間の最小角度範囲を決定する。より実際的な履行において、エリア７１２は垂直方向に約１０００画素かつ水平方向に１０００画素であり、かつ、Ｒ１はＲ２の１／４〜１／２のオーダーであると仮定し（図４参照）、かつ、そのような設計および履行の公差を考慮すると、半径Ｒ１の有用な弓形長さは、例えば、５画素対角線の長さとなるであろう。これは、７０２Ｂと８００Ａとの間の角度範囲が、約２．５度となることを意味する。すなわち、図８の瞬間では、放射状線８００Ａの角度位置は、［Ｋ×３６０−（３６＋２．５）］度である。
【０１２３】
本実施形態のこの特定の例では、扇形部８００の角度範囲もまた、３６度と選択される。それゆえに、図８の瞬間では、放射状線８００Ｂの角度位置は、［Ｋ×３６０−（３６＋２．５＋３６）］度である。
【０１２４】
図８では、扇形部８００の角度範囲は、扇形部７０２の角度範囲よりも小さな角度であることを説明するように描かれており、その結果として、角度は同じである必要はなく、かつ、実施形態の特定例の目的だけのために、本文においてここに提供された例の中で、それらが同じであることを強調している。
【０１２５】
扇形部８００の幾何形状を決定したことで、その扇形部の画素は、今はカメラセンサから読み取られる。典型的なＣＭＯＳセンサでは、各画素の読み取りの後に、その画素に対するリセットが続き、その結果、画素は、再びゼロから信号の積分を開始することが可能である。別の実施形態において、第１段階で、扇形部８００の全ての画素が読み出され、かつ第２段階で、画素がリセットされる。扇形部８００の読み取りおよびリセットのサイクルは、ある時間内に終了されなければならない。ある時間とは、扇形部７０２が、扇形部８００の角度範囲に等しい角度距離を回転するのにかかる時間であり、そうすることで、システムは、扇形部８００としての、同じ角度範囲の次の扇形部を読み取るのに時間的に間に合うが、扇形部８００の角度位置に対する扇形部８００の角度範囲の量は、時計方向に回転される。この例では、３６度である。
【０１２６】
上の例では、コリメータ５００が１０ｒｐｓで回転するので、３６度範囲の扇形部８００は、１つのＥＣを通して１０の方位を仮定するであろう。各方位は３６度離れており、かつ画素読み取りおよびリセットのサイクルは、１０ｃｐｓ（１秒当たりのサイクル）のレートで行われるであろう。
【０１２７】
この実施形態が異なる特定の設計で履行され得ることは、正しく認識されるであろう。
【０１２８】
例えば、扇形部８００の角度範囲は１８度となるように設計してもよく、その一方で、扇形部７０２の角度範囲は依然として３６度であり、かつコリメータ５００は１０ｒｐｓで回転している。
【０１２９】
この例では、扇形部８００は１つのＥＣを通して２０の方位を仮定するであろう。各方位は１８度離れており、かつ画素読み取りおよびリセットのサイクルは、２０ｃｐｓ（１秒当たりのサイクル）のレートで行われるであろう。
【０１３０】
さらに別の実施形態において、放射状線８００Ｂの後にあり、かつ放射状線８０２Ａの前にある扇形部７０４の中に画素によって蓄積された暗雑音は、扇形部８０２（放射状線８０２Ａの後で、放射状線８０２Ｂの前）に位置する画素の別のリセットサイクルによって除去される。このリセットプロセスは、理想的には、扇形部７０２の近くまたは前に特定される扇形部８０２においてなされる。扇形部８０２の全ての画素のリセットは、回転する扇形部７０２の放射状線７０２Ａが、扇形部８０２の画素に到達する前に完了されなければならない。そうでなければ、リセット扇形部８０２の角度範囲および角度位置は、扇形部８００を決定するのに用いられたのと類似の方法および考察の下で設計される。
【０１３１】
扇形部８００から読み取られた画素は、規格化のために処理されるべきであり、かつ、「１つのＥＣの間に１つ以上のフレームを読み取る」に関して２節で説明されたのと同様な方法で表示フレームを生成するために用いることが可能であり、そこでは、現在の実施形態において、扇形部の画素だけが読み取られ、格納され、かつ処理され、しかもそれは、完全なセンサフレームではない。
【０１３２】
この実施形態では、読み取られた最後の扇形部の画素規格化の後、処理された画素は、表示フレームにおける対応画素を直接置き換えるために用いることが可能である。このように、画像の次の扇形部がリフレッシュされるたびに、表示フレームは、レーダービーム掃引と同様なモードでリフレッシュされる。３６０／（読み出し扇形部の角度範囲）のリフレッシュに続いて、表示フレーム全体がリフレッシュされる。これは、単純な画像リフレッシュの仕組みを提供する。
【０１３３】
さて図９に注意を向ける。図８とは違って、そこでは読み取り扇形部は、放射状線８００Ａの後で、かつ放射状線８００Ｂの前に位置する完全なセットの画素を含み、本発明においては、読み取りエリアの幾何形状は、２つの部分、すなわち、円形エリア７００および扇形部９００に分割される。図９の実施形態の扇形部９００は、放射状線９００Ａの後であり、かつさらに放射状線９００Ｂの前である画素を含み、しかもこれらの画素は、半径Ｒ−１の後で、かつさらに半径Ｒ−２の前に位置している。この例において、半径の前の画素とは、中心からの距離が半径Ｒよりも小さいか、または半径Ｒに等しい画素であり、かつ半径Ｒの後の画素とは、中心からの距離がＲよりも大きい画素である。エリア７００の画素は、Ｒ−１の前に位置する全ての画素である。
【０１３４】
この実施形態では、扇形部９００の画素は読み取られ、かつ図８の実施形態に関連して説明されたのと同じ方法を用いて扱われる。同じことは、リセット扇形部８０２に対しても適用される。
【０１３５】
エリア７００の画素は、異なった具合に扱われる。
【０１３６】
現在の実施形態の一履行例において、エリア７００の中の画素は、１つのＥＣの間に一度以上読み取られ、かつＣＭＯＳセンサ全体を読み取る実施形態に対して上で説明されたように扱われることが可能であるか、または、エリア７００は、１つ以上のＥＣの中で一度読み取られ、かつＣＭＯＳセンサ全体を読み取る実施形態に対して上で説明されたように、それに従って扱われることが可能である。
【０１３７】
各読み取り方法に対して、画素の規格化プロセスは、表示フレームを得るために実行されなければならず、そこでは全ての画素値が、露光に対して同じ感度を示すことは、正しく認識されるであろう。
【０１３８】
さて注意を図１０に向けると、この図は、コリメータ５００の回転機能を提供することを目的とした移動システムと組み合わせた、本発明のコリメータの設計のための一例を提供する。
【０１３９】
図１０Ａは、この例のコリメータおよび回転システムの上面図である。
【０１４０】
図１０Ｂは、この例のコリメータおよび回転システムの底面図である。
【０１４１】
図１０Ｃは、図１０Ａの断面ａ−ａの図である。
【０１４２】
図１０Ａは、コリメータ５００および開口部５０２を示している（他の詳細は、明瞭にするために除去されている）。滑車１０００は、コリメータに対する同心位置で、コリメータ５００の頂部上に取り付けられる。滑車１００２は、モータ１０１２上に取り付けられる（図１０Ｂおよび図１０Ｃにおけるモータを参照）。ベルト１００４は、滑車１００２の回転を滑車１０００に伝達するために、滑車１０００を滑車１００２に接続し、かつ、したがって、コリメータ５００の望ましい回転を提供する。ベルトおよび滑車システムの例、１０００、１００２および１００４は平ベルトシステムを表すが、しかし、丸ベルト、Ｖ字ベルト、多重溝ベルト、リブドベルト、フィルムベルトおよびタイミングベルトのシステムを含めて、他の任意のベルトシステムが使用され得ることは、正しく認識されるであろう。
【０１４３】
図１０Ａの底面側を示す図１０Ｂは、以前に示されていないより多くの構成部品を表示している。コリメータ５００と同心のＶ字形状円形軌道１００６が示される（図１０Ｃにおける１００６の断面ａ−ａを参照）。３つの車輪１００８、１０１０および１０１２は、軌道１００６のＶ字溝に接触している。３つの車輪の回転軸は、Ｘ線管の基準枠に固定された環形状静止部品１０１６（図１０Ｂに示されない）に取り付けられる。この構造は、Ｘ線管に関連して望ましい位置にコリメータ５００を支持するものを提供し（例えば、図３のコリメータ１０４の位置）、その一方で、同時に、３つの車輪１００８、１０１０および１０１２にコリメータ５００が望み通りに回転するための軌道１００６を備える。
【０１４４】
モータ１０１４の回転は、滑車１００２によって、ベルト１００４および滑車１００６を通してコリメータ５００に伝達される。コリメータ５００は、その後、車輪１００８、１０１０および１０１２の上をスライドする軌道１００６によって支持されながら回転する。ここで説明される回転機構は、回転コリメータに対して回転機構を履行可能とするための一例にすぎないことは、正しく認識されるであろう。回転機構は、その代りに、スプール、螺旋、斜角、ハイポイド、クラウンおよびウォーム歯車を含む任意の種類の歯車伝動装置を使用するかもしれない。回転機構は、滑車１００２に対して高摩擦表面シリンダを使用し、かつ滑車１００２をコリメータ５００の縁に接触させることが可能であり、その結果として、ベルト１００４および滑車１０００は必要とされない。別の履行例は、モータの回りに構築された固定子を付加することで、モータの回転子としても作用するコリメータ５００を構成してもよい。
【０１４５】
図５のコリメータの記述においては、タブ５１４および光センサ５１６は、コリメータ角度位置とセンサ読み取りプロセス間の同期を目的として、コリメータ５００の角度位置を追跡することを提供する素子として示された。これらの素子は、一履行例として示された。回転位置を追跡するための実施形態手段は、他の多くの方法で履行され得る。図１０の例では、モータ１０１４は、Ｍａｘｏｎ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｍｏｔｏｒｓ，Ｉｎｃ，Ｆａｌｌ  Ｒｉｖｅｒ，ＭＡ，ＵＳＡ．などから入手可能な付属のエンコーダを有したかもしれない。単純なエンコーダは、コリメータ５００の円周に黒と白の２進法コードの細片をテープで固定し、Ｎｅｗａｒｋ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｗａｒｋ．ｃｏｍ）から入手可能なＴＣＲＴ５０００反射光学センサのような光学センサを用いて細片を読み取ることによって、構築することが可能である。
【０１４６】
コリメータ５００は、コリメータの製造後は変更できない固定開口部を有するものとして、上記で説明された。
【０１４７】
発明の他の実施形態において、コリメータ組立品の機械的設計が、交換可能なコリメータを収容するようになされ得ることは、正しく認識されるであろう。このように、特定の応用の必要性ごとに、異なる開口部をコリメータ組立品に取り付けることが可能である。
【０１４８】
発明の付加的な履行例において、コリメータは、コリメータ組立品内に可変開口部を有するように設計することが可能である。これは、図１１に関連して実証される。
【０１４９】
図１１のコリメータは、図１１Ａに示された２つの重ねられたコリメータから構築される。１つのコリメータは、このコリメータの重心をこのコリメータの回転中心に持ってくるために、開口部１１０４およびつり合いおもり５１０を有するコリメータ１１００である。第２のコリメータは、このコリメータの重心をこのコリメータの回転中心に持ってくるために、開口部１１０５およびつり合いおもり５１１を有するコリメータ１１０２である。両方のコリメータにおいて、開口部の幾何形状は、半径ｒ１の中央円形孔と、半径ｒ２の扇形孔と、１８０度の角度範囲の扇形部との組み合わせである。実際に、コリメータ１１０２はコリメータ１１００と同じ一般的設計のものであり、それは上下逆さまにひっくり返される。
【０１５０】
コリメータ１１００および１１０２が、図１１Ｂに示されるように、互いの上に同心で配置されると、図５のコリメータ５００におけるのと同じである、組み合わされた開口部が得られる。コリメータ１１０２に対してコリメータ１１００を回転させることによって、扇形部の角度範囲５０８は、増加される、または減少されることが可能である。この例では、扇形部の角度範囲５０８は、０〜１８０の範囲に設定され得る。この例では、リング１１０８はコリメータ１１００および１１０２を一緒に保持するが、このことは、図１１Ｂの断面ｂ−ｂである図１１Ｃにも示されている。
【０１５１】
さて図１１Ｃを参照する（おもり５１０および５１１は、この断面図に示されていない）。発明のこの例では、リング１１０８は、コリメータ１１００および１１０２を一緒に保持するように示され、これによって、コリメータ１１００および１１０２が互いに対して回転し、扇形部５０６の角度範囲５０８を望み通りに設定することが可能となる。コリメータ１１００および１１０２を保持するためのロック機構に対する一例は、相対的に望ましい方位であり、これは図１１Ｄで説明される。図１１Ｄでは、リング１１０８は、明瞭にするために、コリメータ１１００および１１０２が無い状態で示されている。リング１１０８のＵ字形状１１１２を露出するために、セクション１１１０は、図では切り抜かれており、リング１１０８の内側には、コリメータ１１００および１１０２が保持される。望みの角度範囲５０８が設定された後、コリメータ１１００および１１０２を適切な場所でロックするために、ネジ穴１１１６に合うネジ１１１４が使用される。角度範囲５０８を変化させるには、オペレータはネジ１１１４を解放し、コリメータ１１００および／または１１０２の方位を再調節し、かつコリメータ位置を設定するために、ネジ１１１４を再び締める。
【０１５２】
角度範囲５０８の手動調節を含めて、図１１の例は、発明の履行の一例として提供される。多くの他の選択肢が利用可能である。もう１つの例が、図１２に関連して示される。この例では、角度範囲５０８は、コンピュータによって制御され得る。図１２の機構は、大部分は、図１０のユニットと同様な２つのユニットを含む構造であるが、滑車１０００を除外し、代わりにコリメータの縁を滑車として使用することを含めて若干の変化がある。つり合いおもり５１０および５１１は、図を明瞭にするために、ここでは示されていない。
【０１５３】
図１２Ａでは、コリメータ５００を含む底部ユニットは、本質的には図１０の組立品であるが、滑車１０００が除去され、かつ、代わりに、コリメータ５００の縁を滑車として使用している。コリメータ１２００を含む頂部ユニットでは、組立品は底部組立品と同じであり、この場合、底部組立品は、紙面に垂直な軸の回りに１８０度回転されるが、ただし例外として、モータ１２１４は別に１８０度回転され、その結果として、モータは滑車の下方にあり、これはモータ１０１４と同じである。このことは、この例を強制するものではないが、しかし、ある設計の場合には、不要な物体を除いて、図１２の組立品の上方にスペースを保つのに役立つかもしれない。さて図１２Ｂは、コリメータ５００および１２００が互いに近く、かつ同心であるように、これら２つの組立品が一緒になった図を示している。図１２Ｂの組立品では、コリメータ５００および１２００の各々が、独立して回転され得る。各コリメータに対して、角度位置は、上で与えられた例を含めて、任意のエンコードシステムによって知られる。図１２Ｂの組立品を使用する一例では、コリメータ５００は静止しており、かつコリメータ１２００が、望みの角度５０８に達するまで回転されると、角度範囲５０８が設定される。その後、上で説明されたように、Ｘ線露光パターン例を提供するために、両方のコリメータは同じ速度で回転する。角度５０８を調節するために、いずれかのコリメータを停止する必要がないことは、正しく認識されるであろう。代わりに、両方のコリメータが回転している間、一方のコリメータの回転速度を他方に対して変化させることは可能であり、これは、望みの角度５０８が達成され、かつ、その後、両コリメータの回転が同じ速度で続くまで可能である。
【０１５４】
図１２Ｂの例のような能力を有する機構が、より精巧な露光パターンを導入するために使用され得ることは、正しく認識されるであろう。そのような機構によって、角度５０８は、多数の露光パターンを生成するために、１つのＥＣの間に変化させることが可能である。例えば、角度５０８は、ＥＣの最初の半分に対しては増加され、かつＥＣの残りの半分に対しては減少されるかもしれない。これによって、３つの異なる露光の露光パターンが作り出されるであろう（正しく認識されることであるが、扇形部５０６を通して露光されるエリア間の境界は鮮明でなく、かつこれら境界の幅は、角度５０８とコリメータの回転速度に対してこの角度を変化させる速度とに依存するであろう）。
【０１５５】
発明の任意のコリメータが、ＥＣを通して可変速度で回転し、かつ露光の幾何形状に影響を及ぼし得ることもまた、正しく認識されるであろう。例えば、図５のコリメータ５００は、ＥＣの最初の１８０度にわたってある速度で回転し、ＥＣの他の１８０度の間は２倍の速度で回転することが可能である。この例では、ＥＣの最初の半分の間は扇形部５０６を通して露光されたエリアは、ＥＣの次の半分の間は扇形部５０６を通して露光されたエリアの２倍のＤＰＰを有し、これら２つの半分の間の境界にわたってＤＰＰは徐々に変化する。円形開口部５０４を通して露光された中央エリアは、第３レベルのＤＰＰを有する。他の回転速度プロファイルは、他の露光幾何形状を生成し得る。例えば、ＥＣの３つの異なる部分にわたる３つの異なる回転速度は、異なるＤＰＰを有する４つのエリアを生成するであろう。
【０１５６】
上で提供された例は、コリメータに、扇形形状の開孔と組み合わされた中央の丸い開孔から成る、同様な基本形状を有する開口部を提供した。これらの例は、発明の多くの態様を示すために使用されたが、しかし発明は、これらの例に限定されない。
【０１５７】
さて図１３Ａを参照すると、この図は、発明の開口部の別の例を示している。この例では、コリメータ１３００の開口部はコリメータの縁と同心である円形孔１３０２と、扇形形状の孔１３０４と、１３０４に対して反対方向にある扇形形状の孔１３０６とから構築される（２つの扇形は１８０度離れている）。例えば、仮に図６の環状エリア（これは扇形部６０２および６０４を含む）が、図６のエリア６００のＤＰＰの１／１０であるＤＰＰに対して露光されることが望まれるならば、その場合には、扇形部１３０４および１３０６の各々は、１８度に設定することが可能であり、かつ、その場合、１つのＥＣは単にコリメータ１３００の１８０度回転で達成され、このことは、図５のコリメータに対して必要とされる３６０度と比較される。また、１０ｆｃｐのためには、コリメータ１３００の回転速度は、５ｒｐｓとなるべきであり、かつ図５のコリメータ５００の場合におけるような１０ｒｐｓではない。さらに、図５の５１０のようなつり合いおもりは、図１３Ａのコリメータ１３００に対しては必要とされず、その理由は、コリメータ１３００が、自身の幾何形状によってつり合うからである。
【０１５８】
発明によるコリメータの別の例が、図１３Ｂに提供されている。コリメータ１３１０の開口部は、コリメータの縁と同心の円形孔１３１２と、扇形形状の孔１３１４と、扇形形状の孔１３１６と、扇形形状の孔１３１８とから構築され、かつ３つの扇形は１２０度離れている。例えば、仮に図６の環状エリア（これは扇形部６０２および６０４を含む）が、図６のエリア６００のＤＰＰの１／１０であるＤＰＰに対して露光されることが望まれるならば、その場合には、扇形部１３１４、１３１６および１３１８の各々は、１２度に設定することが可能であり、かつ、その場合、１つのＥＣは単にコリメータ１３１０の１２０度回転で達成され、図５のコリメータに対して必要とされる３６０度と比較される。また、１０ｆｃｐのためには、コリメータ１３００の回転速度は、１０／３ｒｐｓとなるべきであり、かつ図５のコリメータ５００の場合におけるような１０ｒｐｓではない。さらに、図５の５１０のようなつり合いおもりは、図１３Ｂのコリメータ１３１０に対しては必要とされず、その理由は、コリメータ１３１０が、自身の幾何形状によってつりあうからである。
【０１５９】
正しく認識されることであろうが、図１３Ａおよび図１３Ｂのコリメータ例を回転するための関係および方法、および図５のコリメータ例に関連して上で説明された画像センサからの画素値の読み取りは、調節をすることで、図１３Ａおよび図１３Ｂのコリメータの例と共に十分に埋め込み可能であるが、このことは、本技術分野の当業者にとって明らかである。例えば、図１３ＢのコリメータおよびＣＭＯＳカメラに対しては、図８の画素読み取り扇形部８００は、付加的な２つの画素読み取り扇形部によって補完することが可能であり、各々は、図１３Ｂの２つの付加的な扇形部の１つと共同している。
【０１６０】
これらの変化および比較のいくつかは以下の表に示されており、この表は、コリメータの３つの異なる例の間で、特徴および履行における差異の例を示している。
【０１６１】
【表１】
2015513423.tif 000003
【０１６２】
図１１および図１２は、図５のコリメータ５００が、扇形部５０６の可変角度範囲５０８を可能にする方法において、いかに構築され得るかについて一例を提供する。
【０１６３】
図１４は、扇形部１３０４および１３０６の角度範囲が望み通り調節され得るように、図１３Ａのコリメータがいかに構築され得るかについて例を提供する。
【０１６４】
図１４Ａは、２つのコリメータ１４００および１４０２の例を示す。灰色背景の長方形は、コリメータの固形物エリアおよび開口孔をより良く視覚化するために設けられたものであり、それらは構造の一部ではない。図１４Ｂに対しても、同様である。コリメータの各々は、コリメータの縁と同心である円形孔と２つの扇形孔とから成る開口部を有し、各扇形は９０度の角度範囲を有し、かつ扇形は１８０度離れている。コリメータ１４００および１４０２が互いの上に同心で配置される場合、図１４Ｂの結合されたコリメータが提供される。図１４Ｂにおけるコリメータの開口部のサイズおよび形状は、図１３Ａのコリメータの開口部のサイズおよび形状と同じである。しかしながら、図１４Ｂの組立品の場合、開口扇形部１４０４および１４０６の角度範囲は、コリメータ１４００および１４０２を互いに対して再評価することによって、変更され得る。これは、図１１および図１２に関連して上で説明された方法のいずれかを使用することによって、行うことが可能である。
【０１６５】
同様な設計が、図１３Ｂのコリメータ１３１０の開口扇形部の可変角度範囲、および他の開口設計に対して準備し得ることは、正しく認識されるであろう。
【０１６６】
上の開口設計では、開口形状は、一定の回転速度で、２つのエリアに異なる２つのＤＰＰを提供するように設計された。
【０１６７】
図１５Ａは、そのようなコリメータおよび、さらに中心からの異なる距離ｒに対する２つのレベルのＤＰＰを示す定性的な露光プロファイルを表している。他の開口部は、任意の望ましい露光プロファイルを提供するように設計され得る。いくつかの例が、図１５Ｂ、図１５Ｃおよび図１５Ｄに示されている。図１５の全てのコリメータは、１つのＥＣに対して３６０度の回転を目的とした開口設計を有する。
【０１６８】
図１５のコリメータにおける開口部の特徴は、図１３のコリメータにおける開口部の特徴と組み合わせることが可能である。そのような組み合わせの例は図１６に示され、図１６は、４つの異なる開口設計を有する４つのコリメータを示している。図１６Ａでは、開口部の左半分と右半分は対称ではなく、かつ１つのＥＣは３６０度回転を必要とする。図１６Ｂは、図１５Ｃと同様な（しかし同一ではない）露光プロファイルを提供する開口部を有するコリメータを提案するが、しかし１つのＥＣは、９０度回転だけで構成される。図１６Ｃは、図１５Ｄと同様な（しかし同一ではない）露光プロファイルを提供する開口部を有するコリメータを提案するが、しかし１つのＥＣは、３６０／８＝４５度回転だけで構成される。図１６Ｄは、図１５Ｄと同様な（しかし同一ではない）露光プロファイルを提供する開口部を有するコリメータを提案するが、しかしさらに、１つのＥＣは、１８０度回転だけで構成される。
【０１６９】
これらの例に従えば、発明が多くの設計において履行されてもよく、かつ発明は、上記で例として提供された特別な設計に限定されないことは正しく認識される。
【０１７０】
画素補正：
上で説明されたように、コリメータ設計および用途ごとに異なるＤＰＰを有する画素は、適切な表示フレームを提供するために規格化される。規格化の仕組みは、Ｘ線露光の仕組み（すなわち、コリメータの形状、速度および位置）に従って作られる。そのような規格化は、理論的パラメータに基づいて行われ得る。例えば、図７および図５に関連して、コリメータ５００が一定の速度で回転することによって、扇形部７０２および７０４を合体させる環状部の画素は、円形エリア７００のドーズの１／１０を受け取る（この例では、扇形部５０６の角度範囲５０８は３６度である）。この例を単純化するため、１つのＥＣが完了するたびに、１つのフレームがセンサから読み取られることが仮定される（すなわち、コリメータ５００は３６０度の回転を完了する）。全てのセンサ画素がイメージ増倍管出力に対して同じ応答であり、かつイメージ増倍管が均一な応答を有し、かつＸ線管からのＸ線ビームが均一であることが、さらに仮定されるであろう。画素間の差異の、唯一内蔵の（すなわち、システムレベルの）源は、コリメータおよび、コリメータが動作される方法から生じる。この例では、システム設計に基づく規格化は、１つまたは２つの因子を画素に掛けることであり、これは、ＤＰＰにおける差異を補償するであろう。
【０１７１】
一規格化例において、扇形部７０２および７０４を合体させる環状部の画素からの値は、１０を掛けることが可能である。別の規格化例において、円形エリア７００の画素からの値は、１／１０を掛けることが可能である。さらに別の規格化例において、扇形部７０２および７０４を合体させる環状部の画素からの値は、５を掛けることが可能であり、かつ円形エリア７００の画素からの値は、１／２を掛けることが可能である。
【０１７２】
正しく認識されることであろうが、この発明の記述、説明および例において、掛け算および割り算は完全に等価であり、かつ「１／１０を掛ける」のような表現は、「１０で割る」のような表現と完全に等価であり、かつある値を掛けることが述べられる場合はいつでも、それはまた、代わりとなる逆数で割ることを意味し、かつその逆も同様である。同じことは、式で使用される掛け算符号および割り算符号にも適用される。例えば、Ａ／Ｂはまた、Ａ＊Ｃ、ここでＣ＝１／Ｂ、を表す。
【０１７３】
上の例は比較的単純であり、その理由は、規格化の仕組みが、２つの既知であるＤＰＰを有する２つの既知であるエリアを合体させるからである。異なるコリメータまたはコリメータ移動の仕組みについては、状況は相対的により複雑になり得る。
【０１７４】
次の例では、コリメータ５００の回転に対して、変化が導入される。一定の回転速度の代わりに、可変の回転速度が使用されるが、それは、１つのＥＣに対して次の表に示す通りである（コリメータ５００の場合、３６０度）
【０１７５】
【表２】
2015513423.tif 000004
この回転パターンは、特に加速扇形における画像画素に関するたたみ込みと共に、規格化因子を見積ることをより難しくする。
【０１７６】
図１５Ｃおよび図１５Ｄのコリメータの例において、多くの「画素リング」（中心からある一定の距離にある画素）は、適切な規格化因子を必要としている。規格化因子の理論的見積りに含まれないシステムの製造公差は、エラーに帰着し、それは、モニタ１１８上に表示される画像中のリングパターンとして現れるであろう。次の較正方法は、規格化因子の理論的見積りに対する必要性を除去し、かつ製造公差をも補償する較正を提供する。
【０１７７】
この例では、発明の任意のコリメータが使用可能であり、かつＥＣごとに固定される任意の回転パターンが使用可能である。
【０１７８】
蛍光透視システムは、画像処理に関連する全ての固定された素子（Ｘ線源、望ましいＸ線動作モード、例えば電圧および電流、可能なＸ線フィルタ、コリメータ、患者ベッド、イメージ増倍管、カメラ）を含むが、しかし可変部分（患者、オペレータの手およびツール）のいずれもを含まないように設定される。この較正方法に従って、望ましいコリメータが、望ましい回転パターンで回転される。１セットの生フレームが、（上で述べられた方法のいずれかを用いて）取得される。生フレームは、全ての画素がエリア７１２（図７）のものであり、かつ画素の任意の掛け算なしの状態で、１以上のＥＣの整数に由来するフレームである。
取得された生フレームの数は、取得された生フレームの平均である平均生フレームについて相対的に良好なＳ／Ｎを得るのに、十分となるべきである。生フレームのＳ／Ｎよりも１０倍以上高いＳ／Ｎを有する平均生フレームは通常十分であり、これは、１００の生フレームを平均化することによって達成され得る。規格化されたフレームの望ましい品質に依存して、多かれ少なかれ生フレームが使用され得ることは、正しく認識されるであろう。
【０１７９】
１つの平均生フレームは、Ｘ線がオフの状態で、かつ別の場合はＸ線がオンの状態で作り出される。この例に対して、表示目的のための各画素に対する明るさの値は、ゼロから２５５までの範囲にあることが仮定される。さらに、５〜２５０の範囲にある理論的に雑音の無いフレームを表示することが選択される（最も暗い雑音の無い画素は値５で表示され、かつ最も明るく露光された雑音の無い画素は値２５０で表示されるであろう）。これによって、画素値を０〜４と２５１〜２５５の範囲にもたらす雑音が、表示されたフレームに対してその統計的外観を与えることが可能になる。
【０１８０】
生フレームｊの各画素ｉに対する補正Ｐｉｊ（ｊは、この例のおけるフレーム番号索引である）は、Ｘ線放射がオンの状態で作られた平均生フレームの画素の値Ａｉ、およびＸ線放射がオフの状態で作られた平均生フレームの画素の値Ｂｉを用いて計算され、その結果として、補正された画素Ｄｉｊを以下のように産み出す。
Ｄｉｊ＝（Ｐｉｊ−Ｂｉ）×（２４５／Ａｉ）＋５    式（１）
【０１８１】
さらに多少より単純なアプローチにおいて、補正は、暗いおよび明るいレベルでの雑音の視覚的様相を無視し、かつ、以下のように、表示範囲０〜２５５に対して単に補正するかもしれない。
Ｄｉｊ＝（Ｐｉｊ−Ｂｉ）×（２５５／Ａｉ）    式（２）
【０１８２】
上で示唆された補正は線形であり、かつイメージ増倍管およびカメラの相対的に線形な応答を有するシステムに対して最良に働くことは、正しく認識されるであろう。
【０１８３】
非線形応答を有するシステムに対しては、双線形補正のような、より複雑な補正の仕組みが使用されてもよい。この例では、画素値の範囲は、大まかに２つの範囲に分割される。Ｘ線の電流は、例えば、ＤＰＰが１／２に低減されるように、その通常動作モードの１／２に低減され得る。低減される電流レベルは非線形性の性質に依存し、かつ最適な双線形補正は、Ｘ線電流が１／２になる以外のことを必要とするかもしれない。ＤＰＰは、コリメータのすぐ後に置かれるアルミニウム板のような他の方法で、低減することも可能である。
【０１８４】
この例では、Ｘ線電流が１／２の状態で、別のセットの生フレームが取得される。特定の応用に対して、これらの生フレームのＳ／Ｎが通常のＸ線電流の生フレームのＳ／Ｎよりも低いことは、正しく認識されるであろう。これは、１／２のＸ線電流に対して平均生フレームを生成するために、より多くの生フレーム、例えば２００の生フレーム、を用いることによって補償されることが可能である。Ｍｉは、１／２のＸ線電流の放射がオンの状態で作られた平均生フレームの画素値を表すものとする。
【０１８５】
式（２）の補正例は、この例では、次のように履行される。
１２７以下の値を有するＰｉｊに対して、
Ｄｉｊ＝（Ｐｉｊ−Ｂｉ）×（１２７／Ｍｉ）    式（３）
１２７以上の値を有するＰｉｊに対して、
Ｄｉｊ＝（Ｐｉｊ−Ｂｉ）×（２５５／Ａｉ）    式（４）
【０１８６】
Ｍｉに対するＸ線電は異なるレベルに設定され（例えば、特定の応用に対して通常電流の１／４）、かつ式が以下の形式を仮定することになるのは、正しく認識されるであろう。
６３以下の値を有するＰｉｊに対して、
Ｄｉｊ＝（Ｐｉｊ−Ｂｉ）×（６３／Ｍｉ）    式（５）
６３以上の値を有するＰｉｊに対して、
Ｄｉｊ＝（Ｐｉｊ−Ｂｉ）×（２５５／Ａｉ）    式（６）
【０１８７】
仮に画素の非線形性が、システムの動作範囲内の異なる画素間で同様である場合（すなわち、非線形応答における差異が比較的小さい）、非線形性に対する補正は、ほとんどの場合、必要とされないこともまた、正しく認識されるであろう。仮に応用が線形応答を必要とせず、かつ表示されるフレームに関して非線形性が影響を及ぼす画素応答を低減することだけが望まれるなら、その場合には、非線形性補正は省略されてもよい。仮にこれに由来する雑音パターンが応用を妨害しない場合、全ての画素補正は省略され得る。補正は異なったレベルの精巧さでなされるか（線形、双線形、三重線形（ｔｒｉ−ｌｉｎｅａｒ）、多項式補間など）、または、応用に対して適切であるとして、補正は全くなされない可能性がある。
【０１８８】
可変ＲＯＩおよび可変回転速度プロファイル：
上の例では、異なる回転速度を有する異なる回転プロファイルが説明された。以下の例では、可変速度の回転プロファイルが、画像におけるＲＯＩの文脈において説明されるであろう。上のコリメータの例では、（図６の６００および図７の７００のような）中央円形エリアがＲＯＩとして示され、かつ、それゆえに、中央円形エリアは、より低いＤＰＰを受け取る扇形部７０２および７０４の環状部よりも多くのＤＰＰを受け取っていた。これは自明の場合であり、かつ、通常、画像の中央エリアはＲＯＩでもあるが、そこには画像のより重要な部分が位置している。ＤＰＰが高いほど、このエリアでのより高いＳ／Ｎに帰着し、かつ、それゆえに、そのエリアではより良い画像品質が提供される（より良い識別可能な詳細のような）。普通は、例えばカテーテル挿入手続きの間、カテーテルの先端をエリア７００の範囲に保つためのプロセスの間に、患者のベッドは移動される。にもかかわらず、画像の中で最も興味あるエリアは、時々、エリア７００から外へ出る。例えば、図１７Ａに関連して、数字表示符号１７００によって表されるエリアへ出る。これは、（１）カテーテル先端がエリア１７００に移動したが、患者は、カテーテル先端をエリア７００にもたらすように移動されなかった、（２）オペレータは何らかの理由でエリア１７００を見ている、のような多くの理由の結果であるかもしれない。この新しいＲＯＩ情報は、多くの方法でシステムに入力として供給されるが、この多くの方法とは、カテーテル先端に対する自動追尾または、オペレータがアイトラッカー装置（ＳＲ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌｔｄ．，Ｋａｎａｔａ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａから入手可能なＥｙｅｌｉｎｋ１０００のような）を用いて見るエリアの追尾を含み、これによって、ユーザーの凝視点と共同するか、またはコンピュータのマウスを用いることによって、あるべき望ましいＲＯＩ場所を示す。
【０１８９】
開口扇形部７０２の角度範囲で、かつコリメータ５００の一定回転速度において、エリア７００の外側の環状部におけるＤＰＰは、円形エリア７００の内側でのＤＰＰの１／１０であり、かつエリア７００の外側の環状部におけるＳ／Ｎは、エリア７００のＳ／Ｎの（１／１０）1/2倍であり、より低い画像品質に帰着する。これを克服し、かつコリメータ５００について１０ｆｐｓの表示されたフレームのリフレッシュレート、発明の基本例におけるような１秒の１／１０のＥＣを維持するために、回転プロファイルは変更され、その結果、エリア７００を含む扇形部１７０２（図１７Ｂ）におけるコリメータの回転速度は、均一速度の１／１０に低減され、かつＥＣの残りの部分での回転速度は、１秒の１／１０のＥＣを維持するために、増加されるであろう。
【０１９０】
さて、このことは、図１７Ｂに関連して、かつ実際の数の例に関して説明されるであろう。
【０１９１】
エリア１７００をちょうど含む扇形部１７０２の角度範囲は、５４度であると仮定する。扇形部１７０２の第１エッジは１７０２Ａであり、かつ角度位置６３度に位置しており、かつ１７０２Ｂのエッジは、角度位置１１７度に位置している。すなわち、扇形部１７００は、角度位置９０度を中心としている。
【０１９２】
この例では、扇形部７０２のエッジ７０２Ａが角度６３度（１７０２Ａの場所）に近づくと、コリメータ５００の回転速度は１ｒｐｓに低減される。この回転速度は、扇形部７０２のエッジ７０２Ｂが、エッジ１７０２Ｂ（１１７度）の位置に到達するまで維持される。この点から、コリメータ５００の回転速度は、再び増加される。単純化のため、加速および減速は極めて高速であり、かつ、それゆえに、加速および減速時間は、この例に対して確実に明瞭であると仮定されるであろう。上の説明によって、コリメータ５００の回転プロファイルは、その場合、１ｒｐｓの速度で５４＋３６＝９０度（ＥＣ回転の１／４）を含む。これを補償し、かつ平均１０ｒｐｓでＥＣを完了するために、ＥＣ回転の残りの３／４でのコリメータ５００の回転速度は、以下の式を満足するＸｒｐｓに増加される。
１ｒｐｓ×１／４＋Ｘｒｐｓ×３／４＝１０ｒｐｓ    式（７）
それゆえに、
Ｘｒｐｓ＝（１０ｒｐｓ−１ｒｐｓ×１／４）／（３／４）    式（８）
すなわち、ＥＣの残りの２７０度回転の間、回転速度は１３ｒｐｓとなるべきである。
【０１９３】
この回転プロファイルによって、扇形部１７０２は、エリア７００と同じＤＰＰで露光され、かつエリア１７００のＳ／Ｎもまた、望み通り、エリア７００と同じである。
【０１９４】
コリメータの回転速度が１３ｒｐｓに増加される扇形部１７０２の外側の扇形範囲では、ＤＰＰは一定回転速度のＤＰＰ未満で、エリア７００のＤＰＰの１／１３に低減されることは、正しく認識されるであろう。
【０１９５】
異なるＲＯＩの幾何形状に従って回転プロファイルの設計を実証するために、エリア１７００が一例としてここで示されたこともまた、正しく認識されるであろう。エリア１７００は、形状および場所において異なるかもしれず、かつ１つ以上のＲＯＩが、円形部７００の基本ＲＯＩに付加されることも可能かもしれない。そのような変形例は、上で説明された同じ概念のプロファイル変形例で扱われる。
【０１９６】
上で述べられた加速および減速は、ＥＣの信頼性の低い部分を占め、かつ考慮されなければならないことは、正しく認識されるであろう。次の例では、加速および減速が各回転の４５度を占め、かつそれらが一様であることを仮定する。この場合、加速は、エッジ７０２Ａがエッジ１７０２Ａの位置に到達する前に４５度から開始しなければならず、かつエッジ７０２Ｂが１７０２Ｂの位置に到達する際に減速が開始されなければならない。システムの他の全てのパラメータは同じである。仮にＸがＥＣの１８０度の間の回転速度を示し、かつＹが４５度加速減速扇形部の各々の間の平均回転速度であるとすると、その場合、０．１秒のＥＣ（または１０ｒｐｓの平均回転速度）を維持するために、以下の式が満足される必要がある。
１ｒｐｓ×１／４＋２×Ｙｒｐｓ×１／８＋Ｘｒｐｓ×１／２＝１０ｒｐｓ    式（９）
１ｒｐｓと１０ｒｐｓの間で一定の加速および減速を仮定すれば、Ｙ＝（１＋１０）／２＝５．５であり、１８０度の間での高回転は１６．７５ｒｐｓである。
【０１９７】
上の例によって示されたこのアプローチが、さらに他の加速プロファイル、他のコリメータおよび他の動作仕組み（異なるｆｐｓレートのような）にも適用可能であることは、正しく認識されるであろう。上で説明された画素補正方法が、さらに可変回転速度プロファイルにも十分適用可能であることは、正しく認識されるであろう。
【０１９８】
画像の異なるエリアに対する異なるリフレッシュレート：
（図５のコリメータ５００の例、および、１０ｒｐｓでのコリメータの一定回転速度および１０ｆｐｓの表示フレームリフレッシュレートの動作モードに関して）上で示されてきたのは、図７の円形エリア７００のＤＰＰは、扇形部７０２および７０４で構築された環状エリア（略して「環状部」と表す）のＤＰＰよりも１０倍高いということである。それゆえに、エリア７００でのＳ／Ｎもまた、環状エリアでのＳ／Ｎよりも１０1/2倍良好である。画像１２０（図２）全体のリフレッシュレートは、同じ１０ｆｐｓである。フレーム全体の一時的な解像度は０．１秒である。前の例では、各表示フレームは、カメラ１１６から取得された１フレームのデータから構築される。表示装置１１８上のエリア２００は、センサ上のエリア７００と等価である。エリア２００は、エリア２０２のＤＰＰの１０倍で露光され、かつエリア２００でのＳ／Ｎは、環状エリア２０２でのＳ／Ｎよりも１０1/2倍良好である。コリメータ５００の各ＥＣに関して、データはセンサ７１４から読み取られ、処理され、かつモニタ１１８上に表示される。完成画像１２０は、その後、０．１秒ごとにリフレッシュされる。発明の以下の実施例では、環状部２０２のＳ／Ｎを改善することが望まれる。
【０１９９】
第１実施例では、データがセンサ７１４から読み取られる状態で、エリア２００が０．１秒ごとにリフレッシュされるのに対して、環状部２０２は、１秒ごとにしかリフレッシュされない。この１秒の間、環状部２０２の画素のためにセンサ７１４から受信されたデータは、以前の１０フレームの合計である環状部画像を生成するために使用される。単純化された形式では、ｊ＝１からｊ＝１０までの索引が付けられた全ての１０フレームが格納される。その後、環状部２０２の範囲にある画素ｉの各々に対して、値の合計が計算される、すなわち、Ｐｎｉ＝Σｐｉｊとなる。Ｐｎｉは、その後、補正されかつ表示されるが、ここでｎは、１０フレームの各セットに対する索引番号である。それゆえに、ｊ＝１からｊ＝１０に対して、合計フレームの画素はＰ１ｉである。ｊ＝１１からｊ＝２０に対して、合計フレームの画素はＰ２ｉである。ｊ＝２１からｊ＝３０に対して、合計フレームの画素はＰ３ｉであり、同様に続く。それゆえに、この例に関して、画像１２０の表示が得られ、その場合、環状部２０２はエリア２００の各単位時間に１／１０のＤＰＰしか受け取っていないが、環状部２０２のＳ／Ｎは、エリア２００のＳ／Ｎと同様である。妥協としては、環状部２０２が、エリア２００の０．１秒ごとと比較して、１秒ごとにリフレッシュしており、かつ環状部２０２の一時的な解像度は、エリア２００の０．１秒と比較して、１秒であることである。
【０２００】
第２実施例では、ｊ＝１からｊ＝１０でまでの索引が付けられた最初の１０フレームが取得され、かつ格納され、かつ環状部２０２に対する画素の合計として表示された後、環状部２０２のリフレッシュが、異なる方法で行われる。ｊ＝１１からｊ＝２０までのフレームが取得されるまで、環状部２０２の表示を１秒間保持する代わりに、表示された画像は、以下のように、０．１秒後にリフレッシュされる。フレーム１の代わりに、フレームｊ＝１１が取得され、かつ格納される。それゆえに、以前に格納されたフレーム１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０の代わりに、次のフレームである１１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０が格納される。このセットのフレームは、以前のセットと同じ方法で扱われ、かつ環状部２０２はリフレッシュされる。付加的な０．１秒の後、１２の索引が付けられたフレームが取得され、かつ２で索引されるフレームの代わりに格納され、すなわち、１１、１２、３、４、５、６、７、８、９、１０が格納される。今度はそのセットが、同じ方法で処理され、かつ環状部２０２がリフレッシュされる。このプロセスは、それ自体が繰り返され、かつ、その結果、環状部は０．１秒ごとにリフレッシュされるが、これはエリア２００と同じである。環状部２０２の一時的な解像度は、０．１秒の一時的解像度を有するエリア２００と比較すると、依然として１秒である。環状部２０２でのＳ／Ｎは、エリア２００のＳ／Ｎと同様である。
【０２０１】
第３実施例では、中間的アプローチが示される。第１実施例に従って、１０フレームを合計し、かつ環状部２０２を１秒ごとにリフレッシュする代わりに、合計は５フレームごとに行い、かつ環状部２０２のリフレッシュは、０．５秒ごとに行うことが可能である。環状部２０２のＳ／Ｎは、今はエリア２００のＳ／Ｎの（１／２）1/2倍となるであろうが、しかしコリメータ５００の基本例の（１／１０）1/2倍よりも依然として良好であり、かつ一時的な解像度は、この方法の第１実施例の１秒と比較すると、わずかに０．５秒である。
【０２０２】
さらに第２実施例では、中間的なアプローチが用いられ、そこでは、１０フレームの１つを毎回置き換える代わりに、置き換えは５フレームセットの中の１フレームとなり、すなわち、１、２、３、４、５の後、６、２、３、４、５となり、その後は６、６、３、４、５となり、同様に続く。ここで、０．１秒ごとの環状部２０２のリフレッシュが再び得られるが、しかし０．５秒の一時的な解像度で、環状部２０２のＳ／Ｎは、今はエリア２００のＳ／Ｎの（１／２）1/2倍であり、しかしコリメータ５００の基本例の（１／１０）1/2倍よりも依然として良好である。
【０２０３】
この方法は、図１８の１つのような、回転コリメータではないコリメータに対しても履行され得ることは、正しく認識されるであろう。図１８Ａはコリメータの上面図を提供し、かつ図１８Ｂは、図１８Ａの断面ｃ−ｃである。コリメータ１８００は、発明のコリメータと同様なＸ線低減の機能を提供する。コリメータ１８００は、そのエリア内で全ての放射が通過することを可能にする開口部１８０２と、そのエリアを通過する放射を、材料（通常はアルミニウム）およびその材料の厚さに依存する量で低減する環状部１８０６と、環状部１８０４とを有し、環状部１８０４の厚さは、中心からの距離の関数として変化し、開口部１８０２の側では厚さゼロで始まり、環状部１８０６の側では環状部１８０６の厚さで終わる。図１８Ｃは、中心からの距離ｒの関数としての、概略的なＤＰＰのグラフを提供する。
【０２０４】
環状部１８０６の向こうでは、放射は完全に遮断されることが仮定される。この例を記述する目的のために、コリメータ１８００から散乱される放射は無視される。この例に対して、環状部１８０６を通過するＤＰＰは、開口部１８０２を通過するＤＰＰの１／１０であることが、さらに仮定される。フレームレートは１０ｆｐｓであり、かつ表示フレームのリフレッシュレートは１０／秒である。上の例で説明したように、環状部１８０６に関連付けられた画像部分のＳ／Ｎは、開口部１８０２に関連付けられたＳ／Ｎの（１／１０）1/2倍である。環状部１８０６に関連付けられたエリアのＳ／Ｎが、開口部１８０２に関連付けられたエリアのＳ／Ｎと同様である画像を表示するために、上記の方法のいずれかが使用され得る。
【０２０５】
図１８Ｄは、コリメータ１８００に関連付けられた表示されたフレームを有する、モニタ１１８の表現を提供している。円１８２２は、コリメータ１８００の開口部１８０２を通って到達する放射に関連付けられたエリアである。環状部１８２４は、コリメータ１８００の環状部１８０４を通って到達する放射に関連付けられたエリアである。環状部１８２６は、コリメータ１８００の環状部１８０６を通って到達する放射に関連付けられたエリアである。図１８Ｂにおける環状部１８０４の例が厚さの線形変化であるのに対し、図１８Ｃにおける１８１４の放射における変化の例は、非線形な厚さ変化によるものである。すなわち、図１８Ｂの環状部１８００と環状部１８０６との間での放射における望ましいゆるやかな変化に適合させるべく、厚さ１８０４における傾斜を生成するために、多くの異なる関数が使用される可能性がある。
【０２０６】
第１実施例において、データがセンサ７１４から読み取られる状態で、エリア１８２２が０．１秒ごとにリフレッシュされる一方で、環状部１８２６は１秒ごとにしかリフレッシュされない。この１秒の間、環状部１８２６の画素のための、センサ７１４から受信されたデータは、以前の１０フレームの合計である環状部画素を生成するために使用される。単純化された形式では、ｊ＝１からｊ＝１０までの索引が付けられた全ての１０フレームは、格納される。その後、環状部１８２６の範囲にある画素ｉの各々に対して、値の合計が計算され、すなわち、Ｐｎｉ＝Σｐｉｊとなる。Ｐｎｉは、その後、補正され、かつ表示されるが、ここでｎは、各１０フレームのセットに対する索引番号である。それゆえに、ｊ＝１からｊ＝１０に対して、合計フレームの画素はＰ１ｉである。ｊ＝１１からｊ＝２０に対して、合計フレームの画素はＰ２ｉである。ｊ＝２１からｊ＝３０に対して、合計フレームの画素はＰ３ｉであり、同様に続く。それゆえに、この例に関しては、画像１２０の表示が得られ、その場合、環状部１８２６はエリア１８２２の各単位時間に１／１０のＤＰＰしか受け取らないが、環状部１８２６のＳ／Ｎは、エリア１８２２のＳ／Ｎと同様である。妥協としては、環状部１８２６が、エリア１８２２の０．１秒ごとと比較して、１秒ごとにリフレッシュしており、かつ環状部１８２６の一時的な解像度は、エリア１８２２の０．１秒と比較して、１秒となることである。
【０２０７】
環状部１８２４に対して、ＤＰＰが、環状部１８２０の幅にわたって、１８２２のＤＰＰからこのＤＰＰ（環状部１８２６のＤＰＰ）の１／１０に直線的に減少する例を、ここでは使用することにする。
【０２０８】
この例では、環状部１８２４は、等しい半径区切りの８つの環状部に分割されてもよく、その結果、最も小さい環状部＃１における平均ＤＰＰは、１８２２の９／１０であり、次の環状部＃２における平均ＤＰＰは、１８２２の８／１０であり、環状部＃３は７／１０であり、１８２２のＤＰＰの２／１０を有する最後の環状部＃８まで、同様に続く。
【０２０９】
値が、上記セグメント（環状部＃１から＃８まで）に関連して述べられる時はいつでも、その値は、そのセグメントにわたるコリメータの厚さ変化を考慮して、そのセグメントの平均値である。目的が、表示される画像１２０全体について同じＳ／Ｎを提供し、かつ１秒までの一時的な解像度を保つことである場合、環状部＃５（エリア１８２２におけるＤＰＰの１／２）および環状部＃８（エリア１８２２のＤＰＰの１／５）に対して、目的は単純な方法で達成することが可能であるが、その理由は、エリア１８２２におけるＤＰＰと環状部＃５におけるＤＰＰの比率が整数になるためである。同じことは、環状部＃２に対しても当てはまる。
【０２１０】
環状部＃５の場合には、上の方法のいずれかで説明されたように（上で説明されたように、十分な画素補正を用いて）一時的に連続した２つのフレームを付加することで、エリア１８２２と同様なＳ／Ｎが提供されるであろう。この例での一時的な解像度は、０．２秒であろう。
【０２１１】
環状部＃８の場合には、上の方法のいずれかで説明されたように（上で説明されたように、十分な画素補正を用いて）一時的に連続した５つのフレームを付加することで、エリア１８２２と同様なＳ／Ｎが提供されるであろう。この例での一時的な解像度は、０．５秒であろう。
【０２１２】
他の環状部（＃１、＃３、＃４、＃６、＃７および＃８）に対しては、エリア１８２２におけるＤＰＰとこれらの環状部のいずれかにおけるＤＰＰの比率は、整数ではない。それゆえに、ある数（整数）のフレームの画素を付加することで（１秒の一時的な解像度以上でないという、望ましい制限を考慮して１０まで）、望ましいＳ／Ｎを超えるか、または望ましいＳ／Ｎよりも小さい、という結果が得られるであろう。
【０２１３】
この例の要求の下で望ましいＳ／Ｎを達成するために、以下の方法が適用され得る。
１．各環状部＃ｍに対して、最小数の一時的に連続したフレームの画素を付加し、それによって、エリア１８２２のＳ／Ｎと等しいか、またはそれよりもより高いＳ／Ｎを提供する。
２．画素補正（上で説明されたようなオフセット、規格化など）を実行する。
３．環状部＃ｍにおける各画素に雑音を加え、エリア１８２２におけるよりも高いＳ／Ｎの場合を補償する。
上のステップは、環状部＃１に関連して、より詳細に議論されるであろう。環状部＃１におけるＤＰＰは、エリア１８２２のＤＰＰの９／１０倍である。環状部＃１におけるＳ／Ｎは、エリア１８２２におけるＳ／Ｎの（９／１０）1/2倍である。それゆえに、上のステップ１に従って、環状部＃１のエリアにおいて一時的に連続した２つのフレームの画素が付加される必要があり、これによって、環状部＃１における画素のＳ／Ｎが、エリア１８２２のＳ／Ｎと等しいか、またはそれよりも高くなる。
【０２１４】
環状部＃１のエリアにおいて一時的に連続した２つのフレームの画像を付加することによって、環状部１で結果として生じるフレームにおける実効的なＤＰＰは、エリア１８２２におけるＤＰＰの１８／１０倍である。環状部＃１におけるＳ／Ｎは、今はエリア１８２２におけるＳ／Ｎの（１８／１０）1/2倍である。高すぎるＳ／Ｎ（それゆえに、画像１２０において起こり得る視覚的な人工的効果に帰着する）を補償するために、ガウシアン雑音が各画素に付加され、その結果、以下の式を満足する。
（Ｎ1822）2＝（Ｎ#1）2＋（Ｎadd）2    式（１０）
ここでＮ1822は、特定の物体透過率に対して、エリア１８２２内の特定の画素に関連付けられた雑音であり、Ｎ#1は、画素に関連付けられた雑音であり、この画素は、環状部＃１内の一時的に連続した２つの画素の合計であり（合計画素）、かつ合計画素が画素補正プロセスを通過した後は（最も単純な補正形式において、エリア１８２２におけるのと同じように、実効的なＤＰＰを１８／１０から１０／１０へもたらすために、合計された画素の値を１．８で割ることを含めて）、同じ物体透過率を有し、かつＮaddは、そのＳ／Ｎをエリア１８２２における等価的画素と同じレベルにもたらすために、合計画素に付加されるべき雑音である。
【０２１５】
上の例では、環状部＃１の合計画素内にあるＸ線光子の数は、エリア１８２２の等価的画素（同じ物体透過率）の１．８倍であるため、合計画素の雑音は、エリア１８２２内の等価的画素の（１．８）1/2倍であり、かつＳ／Ｎもまた、エリア１８２２内の等価的画素の（１．８）1/2倍である。Ｎaddの量を計算するために、次の形式の式（１１）が使用される。
Ｎadd＝（（Ｎ1822）2−（Ｎ#1）2）1/2    式（１１）
画素補正によって１．８で割る。
以下の数を利用する。
Ｎadd＝（１2−（（１．８1/2）／１．８）2）1/2
Ｎadd＝０．６６７
それゆえに、このポアソン雑音を合計画素に付加することによって、エリア１８２２内の等価的画素と同様な雑音が、その画素に提供される。
【０２１６】
全ての例が、相対的基礎に基づいて計算され、かつ、それゆえに、エリア１８２２の画素が１であることは、正しく認識される。
【０２１７】
式（１０）における雑音値は、画素値に依存し、かつ、通常、画素平均レベルの平方根である。同じ補正方法は、適切な調節によって、環状部１８２４の全てのセグメントに適用可能である。
【０２１８】
連続したフレームの画素付加は、表示フレームリフレッシュの前に、または上で説明されたＦＩＦＯ方法を用いて、新しいフレームを毎回付加することによって行われ得ることは、正しく認識されるであろう。
【０２１９】
環状部１８２４を８つのセグメント（環状部＃１から環状部＃８まで）に分割することが、例としてのみ提供されることは、正しく認識されるであろう。セグメントの数が高くなるほど、環状部１８２４にわたるＳ／Ｎは、より均一になるであろう。にもかかわらず、Ｓ／Ｎ調節の非均一性の可視性は、画像のＳ／Ｎによって不明瞭になり、それゆえに、ある一定の数のセグメントを超えると、より多くのセグメントの視覚的寄与が低く、かつオペレータにとっては区別できないかもしれない。それゆえに、環状部セグメントの数は、特定の手続きにおいて、画像のＳ／Ｎ統計に従って、制限されてもよい。
【０２２０】
コリメータ例１８００の環状部１８２４のような、非均一なＤＰＰ領域を扱うための同じ方法は、図１５Ｃ、図１５Ｄのような本発明のコリメータに対してもまた、使用することが可能であり、かつ図１６の全てのコリメータもまた、非均一なＤＰＰ領域を産み出す。これらの方法は、異なる露光領域を生成する任意のコリメータに関して使用することが可能であり、このことは、コリメータによって使用される方法、すなわち、異なる露光領域が、コリメータの形状によって、コリメータの移動によって、または形状と移動の組み合わせによって生成されるかどうかには無関係である。コリメータの移動の全ての場合において、同じ移動パターンのサイクルは、上で説明されたように、画像向上を単純化するが、しかしそれは、上で説明された画像向上を可能にするための必要条件ではない。
【０２２１】
発明のさらに別の例において、そこでは、図１７Ｂに関連して説明されたように、コリメータ５００の回転プロファイルを調節する代わりに、ＲＯＩは図１７Ａに示されるようにエリア１７００にシフトし、コリメータ全体が、コリメータ５００の平面に平行な方向に直線的に変位することが可能であり、その結果、図５の円形開口部５０４を通過するＸ線放射は、カメラセンサ７１０上で図１９Ａに示されるように、エリア１７００の近くに今は集中している。
【０２２２】
コリメータ入力表面１１２に到達し得る放射だけが、コリメータ５００の開口部（円形孔５０５および扇形孔５０６）を通過する放射である。それゆえに、センサ内のエリア１９０２は、図１９Ａで網掛けされており（イメージ増倍管入力１１２の対応エリアに、放射は全く到達しない）、かつ境界７１２によって制限される７００、７０２および７０４を含むエリアだけが露光される。露光されるエリアは、その場合、互いに対してシフトした中心を有する２つの円の間の重なりであり、かつ数字表示符号１９００によって図１９Ａに示される。
【０２２３】
発明のこの望ましい機能は、ここでは円形孔５０４によってエリア１９００内に提供され、このことは、エリア７００においてより高いＤＰＰを可能にし、かつ画像エリアの残りの部分に関連付けられる扇形孔５０６は、孔５０４のＤＰＰの１／１０だけを可能にする。
【０２２４】
図１９Ｂは、図１９Ａの例に従う、図２の概観バージョンを示す。
【０２２５】
コリメータ５００は、任意の一般的なＸ−Ｙ機械系を用いて、Ｘ−Ｙ平面内（図１の座標系１２６を参照）で移動することが可能である。例えば、図１０Ｃの環形状の静止部品１０１６は、Ｘ線管構造に接続される代わりに、Ｘ−Ｙ系に接続され、かつＸ−Ｙ系はＸ−Ｙ管の構造に接続され、これによって、図１０Ｃのコリメータは、この例において、図１９Ａの例に対して望ましいように、Ｘ−Ｙ面内で移動することが可能になる。
【０２２６】
画素補正、Ｓ／Ｎ調節、他のフレームの付加のような上記方法が、コリメータの変位を調節することで、図１９Ａの例に十分適用可能であることは、正しく認識されるであろう。Ｘ−Ｙシフト方法は、この発明のコリメータのいずれかに対して適用可能である。
【０２２７】
Ｘ−Ｙの代わりに線（例えばＸ軸）に沿って変位することも、同じ方法で適用することが可能であるが、その場合、ＲＯＩエリアが、画像１２０エリアにわたってこの方法で扱われ得るという制限があることは、正しく認識されるであろう。
【０２２８】
Ｘ−Ｙ機械系は、Ｓｈａｎｇｈａｉ  ＺｈｅｎｇＸｉｎ  Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｊａｉ，Ｃｈｉｎａから入手可能な電動ＸＹテーブルＺＸＷ０５０ＨＡ０２のようなものを含めて、多くの設計を仮定することが可能である。Ｘ−Ｙ機械系の注文設計は、当技術分野では一般的であり、かつ、しばしば、応用の必要性に最適に適合させるために設計が行われる。注文設計されたＸ−Ｙ機械系のそのような１つの供給業者は、ＬｉｎＴｅｃｈ，Ｍｏｎｒｏｖｉａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡである。
【０２２９】
コリメータ５００の直径は増加されることが可能であり、その結果、扇形部７０２の長さが、図２０Ｂに示されるように、ｒ３まで増加されることは、正しく認識されるであろう。図２０Ａは図５のコリメータであり、ここでは、図２０Ｂのコリメータとの比較を容易にするために、図２０Ａとして提供されている。角度５０８は同じであり（この例では３６度）、円形孔５０４の直径は同じである（ｒ１）。Ｒ３は、図１９に関連して説明されたように、コリメータが横に変位した場合にも、イメージ増倍管入力１１２の完全な視野を合体させるほどに十分大きい。この設計によって、図１９Ｂの完全な画像エリア１２０は、図１９の例における１９０２のような影のエリアがどこにも無く、活性なままとなる。このコリメータ拡大は、発明の任意のコリメータにおいて履行され得る。
【０２３０】
図１９の例に対して、そこでは、望ましい最大の変位は、円形孔７００の縁が画像７１２の縁上のどこかでちょうど一点で接触しているような点（そのような点の一例は、図１９Ａにおける点１９０４）にまで及び、扇形孔の必要な半径ｒ３は、図２０Ｂに関連して、以下のように計算され得る。
ｒ３＝Ａ−ｒ１    式（１２）
ここでＡは、イメージ増倍管入力１１２（図３参照）の直径Ｂが、コリメータ平面においてその投影として計られる。すなわち、
Ａ＝Ｂ×（Ｄ１／Ｄ２）    式（１３）
【０２３１】
コリメータをＸ−Ｙ平面内で移動させるプロセスでは、（エリア５０４を通って）フルＤＰＰで露光された画像は、状態を変化させて１／１０のＤＰＰで露光されてもよく、その理由は、エリア５０４が移動し、かつそのような画素は、そのエリアにはもはや含まれないからである。正しく認識されることであろうが、この例の動作モードを考慮すると、１秒の間に、画素は状態を、エリア５０４に含まれ、かつフルＤＰＰの状態から、エリア５０４の外側にあり、かつ１／１０のＤＰＰの状態へ変化させ、１／１０のＤＰＰの１０フレームは既に取得され、かつ表示のためのこの画素の処理は、上で説明された方法のいずれかにおいてなされるが、その方法は、エリア５０４内と同じＳ／Ｎを提供するために、最後の１０フレーム（または、別の例では０．５秒後に５フレーム）を使用する。１秒の遷移の間、この画素のＳ／Ｎをエリア５０４に含まれていた場合のＳ／Ｎと同じに保つために、別の扱いが必要とされる。
【０２３２】
この例では、０．１秒のリフレッシュレート、および０．１秒から１秒に変わる一時的な解像度で、以下の手続きが履行されるが、そこでＮは、その画素に対する最後のフルＤＰＰのフレームの索引である。
１．時間０で、フレームＮの最後のフルＤＰＰデータが１００％の画素に対して表示する。一時的な解像度は０．１ｓである。
２．時間０．１秒で、フレームＮの最後のフルＤＰＰデータが９０％の加重和の画素、およびフレームＮ＋１の新しいＤＰＰデータが１００％の画素に対して表示する。
３．時間０．２秒で、フレームＮの最後のフルＤＰＰデータが８０％の加重和の画素、およびフレームＮ＋１のＤＰＰデータが１００％の、およびＮ＋２のＤＰＰデータが１００％の画素に対して表示する。
４．  ．．．．
５．  ．．．．
６．  ．．．．
７．  ．．．．
８．  ．．．．
９．  ．．．．
１０．時間０．９秒で、フレームＮの最後のフルＤＰＰデータが１０％の加重和の画素、およびフレームＮ＋１、Ｎ＋２、．．．．、Ｎ＋９の各々の新しいＤＰＰが１００％の画素に対して表示する。
１１．時間１．０秒で、フレームＮの最後のフルＤＰＰデータが０％の加重和の画素、およびフレームＮ＋１、Ｎ＋２、．．．．、Ｎ＋９、Ｎ＋１０の各々の新しいＤＰＰデータが１００％の画素に対して表示する。一時的な解像度は、今は１秒に変化している。
１２．１／１０のＤＰＰの領域に対する画像向上のために、上で説明された方法を継続する。一時的な解像度は１秒であろう。
【０２３３】
正しく認識されることであろうが、わずか１ｆｐｓのレートで１／１０のＤＰＰの画素をリフレッシュする方法の場合、画素が１／１０のＤＰＰの露光へ変化した後、最後のフルＤＰＰデータは１秒間示され、その後は、１／１０のＤＰＰの最後の１０フレームの平均が、画素をリフレッシュするために使用されるであろう。
【０２３４】
画素が反対方向に状態を変化させる場合、すなわち、１／１０のＤＰＰのエリアからフルＤＰＰのエリアに変化する場合、この遷移は瞬間的であり、かつ状態変化の後の最初の０．１秒の内に、表示された画像は、フルＤＰＰの最初の０．１秒フレームでリフレッシュされる。
【０２３５】
図１に関連して説明されたように、上の方法は、比較的高い周波数のパルスＸ線に対しても適用可能である。用語「比較的高い周波数」は、コリメータ設計および動作モードに対するものである。３６度の扇形角度範囲を有し、かつ１０ｒｐｓで回転する、図５のコリメータ５００の例では、パルス周波数は、少なくとも１００／秒の周波数となるべきであり、その結果、１フレームの各３６度のエリア当たり、少なくとも１つのＸ線パルスがある。画素補正の仕組みを単純化するためには、Ｘ線パルス周波数は、最小周波数に正の整数を掛けたものとなることがさらに望まれる。この例では、２００／秒、３００／秒、４００／秒などである。この例では、１，０００／秒（最小周波数の１０倍）が、比較的高い周波数と考えることができる。
【０２３６】
いずれのコリメータも、Ｘ線に対して全くの不透明ではなく、かつコリメータは、不透明な領域でほとんどのＸ線を遮断するように構築されている。（鉛の場合と同様な）０．２５ｍｍのＨＶＬ（半値層）によって、３ｍｍ厚のコリメータは、入射Ｘ線放射の０．５（3/0．25）＝１／４０９６が（散乱することなく）通過することを可能にするであろう。用語「本質的に不透明な」は、これら実際のコリメータを説明するために使用されるであろう。上記で説明されたほとんどのコリメータは、図５の５１８のような本質的に不透明な領域と、図５の５０４および５０６としての開口または孔とから構築される。図１８の例のようなコリメータは異なるが、その理由は、本質的に不透明な領域１８０６および開口部１８０２に加えて、それらが、図１８Ａの１８０４のような部分的に不透明な領域を含むからである。
【０２３７】
この発明によるコリメータは、スタンドアローンとしてＸ線システムに取り付けることが可能であり、または別のコリメータと一緒に取り付けることが可能であり、例えば、それによって、イメージ増倍管の入力エリア１１２の一部にＸ線を制限するように設計される。発明のコリメータおよび他のコリメータは、Ｘ線経路に沿って任意の順番で配置してもよい。エリア１１２の露光された部分は、Ｘ線経路中の全てのコリメータが遮断するエリアを重ね合わせた残りの部分であろう。そのような連続した配列の設計において、Ｘ線源から各コリメータまでの距離およびエリア１１２までの距離は、望ましい機能を得るために、上で説明されたように、コリメータの幾何形状と共に考慮される必要がある。
【０２３８】
上で説明された方法および技術は、本明細書において、上で例として述べられた構成および方法に限定されないことは、本技術分野の当業者によって、正しく認識されるであろう。これらは例として提供され、かつ他の構成および方法が、特定の設計およびその設計の生産において履行される技術セットに依存して、最終結果を最適化するために使用され得る。
【０２３９】
上記実施形態は、例としてのみ説明され、かつ発明の限定された範囲を特定しない。発明の範囲は、下記に提供される請求項によってのみ定義される。
【図１Ａ】
2015513423.tif 000005
【図１Ｂ】
2015513423.tif 000006
【図２】
2015513423.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月27日(2014.10.27)
【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】
Ｘ線システムであって、
Ｘ線源と、
本質的に丸いコリメータと、
検出器およびモニタと、
前記コリメータを、前記コリメータの平面に対して一般に平行な平面内で移動させる手段と、
を備え、
前記コリメータは、
全ての放射が通過することを可能にする開口部と、
外側環状部であって、この外側環状部は、材料および材料の厚さに依存するある量で通過する前記放射を低減する、外側環状部と、
前記開口部と前記外側環状部の間にある内側環状部であって、厚さが前記開口部からの距離の関数として変化し、前記開口部の側では厚さゼロで始まり、かつ前記外側環状部の側では前記外側環状部の厚さで終わる、内側環状部と、
を備え、
前記検出器は、Ｘ線放射を捉えるように構成され、前記システムは、各フレームが前記検出器によって捉えられた後に、画素を備えるフレームを前記検出器から読み取るようにさらに構成され、
前記システムは、各フレームに対して利得およびオフセット補正を計算するようにさらに構成され、
前記システムは、前記コリメータの前記開口部、前記外側環状部および前記内側環状部の各々おける異なる放射ＤＰＰ（画素当たりのドーズ）に起因する規格化因子を、各フレームに対して計算するようにさらに構成されることを特徴とする、Ｘ線システム。
【請求項２】
前記開口部からの自身の距離に依存して、前記内側環状部を複数の環状部に分割し、かつ前記複数の環状部の各々に対して単一のＤＰＰを用いることによって、前記内側環状部に対する前記規格化因子を計算するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のＸ線システム。
【請求項３】
アイトラッカーをさらに備えるＸ線システムであって、前記システムは、オペレータの凝視を追跡し、それによって興味領域（ＲＯＩ）の場所を決定し、かつそれに従って前記コリメータを移動させることを特徴とする、請求項１に記載のＸ線システム。
【請求項４】
Ｘ線システムにおいて表示された露光画像を向上させる方法であって、
このＸ線システムは、
Ｘ線源と、
単一の本質的に丸いコリメータと、
検出器およびモニタと、 
前記コリメータを、前記コリメータの平面に対して一般に平行な平面内で移動させる手段と、
を備え、
前記コリメータは、
全ての放射が通過することを可能にする開口部と、
外側環状部であって、この外側環状部は、材料および材料の厚さに依存するある量で通過する前記放射を低減する、外側環状部と、
前記開口部と前記外側環状部の間にある内側環状部であって、厚さが前記開口部からの距離の関数として変化し、前記開口部の側では厚さゼロで始まり、かつ前記外側環状部の側では前記外側環状部の厚さで終わる、内側環状部と、
を備え、
前記方法は、
画素を備えるフレームを前記検出器から取得するステップと、
各フレームに対して利得およびオフセット補正を計算するステップと、
前記コリメータの前記開口部、前記外側環状部および前記内側環状部の各々において異なるＤＰＰに従って、各フレームに対する規格化因子を計算するステップと、
を備え、
前記内側環状部に対する規格化因子を計算するステップは、前記開口部からの自身の距離に依存して、前記内側環状部を複数の環状部に分割し、かつ単一の理論的ＤＰＰを前記複数の環状部の各々に割り振るステップを備えることを特徴とする、方法。
【請求項５】
オペレータの凝視を追跡し、それによって興味領域（ＲＯＩ)の場所を決定し、かつそれに従って前記コリメータを移動させるステップをさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
Ｘ線システムであって、
Ｘ線源と、
本質的に丸いコリメータと、
検出器およびモニタと、
前記コリメータの平面に対して一般に平行な面内で前記コリメータを移動させる手段と、
を備え、
前記コリメータは、
全ての放射が通過することを可能にする開口部と、
外側環状部であって、この外側環状部は、材料および材料の厚さに依存するある量で通過する前記放射を低減する、外側環状部と、
前記開口部と前記外側環状部の間にある内側環状部であって、厚さが前記開口部からの距離の関数として変化し、前記開口部の側では前記外側環状部の厚さよりも小さな厚さで始まり、かつ前記外側環状部の側では前記外側環状部の厚さで終わる、内側環状部と、
コンピュータであって、このコンピュータは、フレームの数にわたって画素を合計し、その結果、フレームの数にわたる各特定の画素の値が合計されるように構成される、コンピュータと、
を備えることを特徴とする、Ｘ線システム。
【請求項７】
少なくとも１つの画素に対して画素値を合計するためのフレームの前記数は、前記画素のＤＰＰに依存することを特徴とする、請求項６に記載のＸ線システム。
【請求項８】
画素値を合計するためのフレームの前記数は、少なくとも１つの画素において、開口部画像部分に含まれる画素のＳ／Ｎと同様なＳ／Ｎを得るように選択されることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
画素値を合計するためのフレームの前記数は、前記コリメータの同じ厚さに関連付けられる画像部分に対して、同じであることを特徴とする、請求項６に記載のＸ線システム。
【請求項１０】
雑音値が、少なくとも１つの画素に付加されることを特徴とする、請求項６に記載のＸ線システム。
【国際調査報告】
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