(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギ・ビーム（１３）を所与の方向に且つ所与の立体角で指向させるコリメーション装置（１）であって、エネルギ・ビーム発生手段の出力側とエネルギ・ビームを受け取る手段との間に設けられ且つ制御ユニットに接続されるコリメーション装置（１）において、
前記エネルギ・ビーム発生手段が配置される入口（３）及び出口（４）を備える第１のケーシング（２）と、
前記第１のケーシング（２）内に設けられ、前記エネルギ・ビーム（１３）を所与の方向に指向させる複数の板（５〜１２）と、
前記第１のケーシング（２）の前記出口（４）に接して連結され、複数の異なる放射線吸収性材料のファントムのゾーン（２２〜２８）を備える第２のケーシング（１６）と、
前記複数のファントムのゾーン（２２〜２８）を移動させる手段（１８）と、
前記制御ユニットと接続し、前記複数のファントムのゾーン（２２〜２８）の位置を検出する位置センサ（１９）と、
を備えていることを特徴とする、コリメーション装置。
【請求項２】
前記第２のケーシングは、前記複数のファントムのゾーン（２２〜２８）を備える円板（１７）を備え、前記移動させる手段（１８）が、前記円板を回転させるモータ（１８）を備える請求項１に記載のコリメーション装置。
【請求項３】
前記エネルギ・ビーム発生手段の動作を試験する手段を含んでいる請求項１または２に記載のコリメーション装置。
【請求項４】
前記各手段は、前記制御ユニットによる指令を受けることが可能である前記請求項１〜３のいずれか１項に記載のコリメーション装置。
【請求項５】
前記各手段は、他の設置箇所に設けられているコンピュータにより遠隔制御されることが可能である前記請求項１〜４のいずれか１項に記載のコリメーション装置。
【請求項６】
前記第１及び第２のケーシングがねじ（３２、３３）により固定される請求項１に記載のコリメーション装置。
【請求項７】
前記エネルギ・ビーム発生手段と、前記エネルギ・ビームを受ける手段と、前記制御ユニットと、前記請求項１〜６のいずれか１項に記載のコリメーション装置とを含む放射線装置。
【請求項８】
前記エネルギ・ビーム発生手段により用いられる動作パラメータを較正する手段を含んでいる請求項７に記載の放射線装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の放射線装置を試験する方法であって、
前記エネルギ・ビームの経路上に前記複数のファントムのゾーン（２２〜２８）の内の第１のゾーンを位置付ける段階と、
収集されたエネルギ・ビームに基づいてスペクトルの質の変化についての情報を得る段階と、
前記情報に基づいて前記エネルギ・ビーム発生手段の照射パラメータを較正する段階と、
前記制御ユニット自体では補修できない故障があることが前記較正から明らかになった場合、遠隔保守センタに警報を通報する段階と、
を備えている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、様々な形式の測定及び視覚化に用いられる電磁放射線ビームの分野に関する。本発明は、例えば医療分野のＸ線撮像又は処理装置に特に適する。
【発明の背景】
【０００２】  放射線装置は一般的には、Ｘ線管及びコリメータを具備したＸ線放出手段、並びに検査したい物体を載置するのに十分な距離だけ放出手段から離隔して設けられているＸ線放出を受け取る受容手段を備えている。コリメータは、Ｘ線ビームのアパーチャ（開口）の立体角を決定する役割を果たす。これにより、Ｘ線ビームを受容器の表面に限定することができる。コリメータはまた、検査され又は処理されている物体の特定の関心のある領域にビームを限定するためにビームの立体角をさらに狭める役割も果たすことができ、物体のその他の部分がＸ線で照射されるのを防ぐことを可能にしている。コリメータは、関節式移動平面（articulated moving plane）形式のカメラの絞りの原理に従って作製された絞りを含み得る。また、チェンバに収容されている変形可能な固体又は流体から成る減衰材料を有する絞りがフランス国特許第Ａ−２，６０１，５４４号に開示されている。
【０００３】  加えて、放射線装置はさらに、Ｘ線管、コリメータ、受容器（例えばシンチレータが設けられている）及びＸ線管の高圧電源等のための電子式制御ユニットを備えている。
【０００４】  画像上で観察される構造の定性的精度及び定量的精度を十分なものにするためには、上述のような装置を較正しなければならない。較正は一般的には、Ｘ線ビームの経路上の物体配置箇所に載置されたファントムによって行なわれる。ファントムは装置とは別個の物体であって、所定の既知の幾何学的形状に従って構成されているＸ線不透明性の部分を含んでいる。ファントムの画像は、較正しようとしている幾何条件下の入射角で取得される。次いで、画像内で特性点の投影が認識される。物体の各々の特性点は、取得画像におけるその軌跡に関連付けられる。画像を与える投影を記述する方程式の系を数学的な意味で反転させて、最終的に、所与の視点についての投影パラメータ集合を得る。Ｘ線イメージング・システムのファントム及び較正方法は、フランス国特許第Ａ−２，７００，９０９号及び欧州特許第Ａ−０，８７４，５３６号に開示されている。
【発明の概要】
【０００５】  本発明の一実施形態は、電磁放射線を用いたシステムの較正の自動化を増強することに関する。本発明の一実施形態は、較正を制御することを提案する。本発明の一実施形態は、劣化の危険性が減少したファントムを提案する。
【０００６】  本発明の一実施形態によれば、コリメーション装置が、エネルギ・ビームを所与の方向に且つ所与の立体角で指向させることを意図した形式を有する。コリメーション装置は、エネルギ・ビーム発生手段の出力側に設けられて制御ユニットに接続されることが可能である。コリメーション装置は、エネルギ・ビーム発生手段、コリメーション装置、制御装置及び受容器によって形成されるアセンブリの動作を試験する試験手段を含んでいる。この試験手段は、例えばコリメーション要素に隣接させることにより上述の装置と一体形成することができる。また、この試験手段は、制御ユニットに直接的に又は間接的に接続することができる。コリメーション装置は、制御ユニットよって用いられることを意図した動作パラメータを較正する手段を含んでいると有利である。本発明の一実施形態では、コリメーション装置は、エネルギ・ビームを放出するＸ線管の動作を試験する試験手段を含んでいる。これら各手段は好ましくは、制御ユニットによる指示を受けることが可能である。本発明の一実施形態では、各手段は、他の設置箇所に設けられているコンピュータによって遠隔制御されることが可能である。
【０００７】  本発明の一実施形態では、上述の試験手段は、複数の試験ツールを各々のツールの位置センサと共に含んでいる。コリメーション装置は、各々のツールの運動センサを含んでいてもよい。すると、較正の進行又は時間変化を監視することができる。
【０００８】  本発明の一側面によれば、放射線装置が、エネルギ・ビームを放出する手段と、エネルギ・ビームの受容手段と、制御ユニットと、上述のようなコリメーション装置とを含んでいる。
【０００９】  本発明の一実施形態によれば、試験キットが、エネルギ・ビームを所与の方向に且つ所与の立体角で指向させるように設計された形式のコリメーション装置に対して固定させる手段と、コリメーション装置の動作を試験する手段と、エネルギ・ビームを放出する手段と、制御ユニットとを含んでいる。試験キットは、制御ユニットと交信する手段を具備していると有利である。従って、試験キットは、コリメーション装置に固定されることが可能であり、特に、エネルギ・ビームの伝播方向にコリメーション装置の下方に固定されることが可能である。試験キットは、構造的改変を殆ど又は全く施さないでコリメーション装置に固定することができる。
【００１０】  本発明はまた、放射線装置を試験する方法を提案しており、該方法において、装置の動作は、コリメーション装置の一部を形成しているツールによって試験され、ツールは、エネルギ・ビームを放出する手段、コリメーション装置及び受容器の動作を機能的に画定することを可能にしている。
【００１１】  本発明はまた、上述の方法の工程を適用するプログラム・コードを供給する手段を含んでいるコンピュータ・プログラムに関する。
【００１２】  本発明は同様に、記憶媒体に関し、該記憶媒体は、該記憶媒体に記憶されており、上述の方法の工程を適用することが可能な上述のプログラム・コードを読み取る装置によって読み取られることが可能である。
【００１３】  本発明はまた、例えばインターネット形式のネットワークを介した遠隔通信によって保守センタから遠隔制御される較正又は所与の時間間隔若しくは動作時刻での自動較正を可能にすることにより、装置、特に放射線装置の動作品質の遠隔制御を可能にする。但し、自動較正については、自動較正の結果が否定的であった場合に、やはり遠隔に設けられ得る保守センタにおいて警報を発する可能性を与えるものとする。
【００１４】  この目的のために、コリメーション装置は、Ｘ線を放出することにより行なわれるＸ線管の較正のための１以上の鉛板と、コリメーション装置によって形成される情報処理システム全体の利得応答の較正のための１以上の銅板であって、特にＸ線管の経時劣化を特性化することを可能にする１以上の銅板と、Ｘ線ビームのスペクトル特性化及び線量測定のための１以上のアルミニウム板とを含み得る。アルミニウムのどの厚みにおいて線量を所与のファクタで除算するかを決定するために、幾種類かのアルミニウム板を設けると好ましく、さらに、放射線吸収性材質の１以上のワイヤと、放射線吸収性材質の１以上のグリッドと、画質の較正を可能にする工程において較正される厚みを有する放射線吸収性材質の１以上の板とを設ける。
【００１５】  例えば入力信号（Ｘ線）が中途妨害されたときに出力信号を放出し続けるシンチレータによって生ずる残存性又は運動性のボケを較正することができる。残存の推移は、ビーム内に１以上の試験物体を載置して、試験物体の速度及び位置を自動的に制御することにより監視される。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  図１について述べると、コリメーション装置１がケーシング２を含んでおり、ケーシング２には、入口３、出口４、及びＸ線不透明性の複数の移動板５〜１２が設けられている。板５〜１２は、軸１４上で伝播するＸ線ビームの矩形形式に従ってコリメーションを行なう。尚、Ｘ線ビームは一点鎖線によって表わされている。ビームは、図示されていないＸ線管に位置する焦点１５から発する。コリメーションによって、フィルム、シンチレータ及びＣＣＤカメラ形式の矩形検出器若しくは固体検出器の形状に合わせて、又はＸ線ビームが交差する器官の形状に合わせてビームを適応構成することが可能になる。
【００１７】  コリメーション装置１はまた、追加のケーシング１６を含んでおり、ケーシング１６は、ケーシング２の下部開口４に接して配置されて、Ｘ線透明性となるように構成されている。ケーシング１６の内部には、回転式で装着されてモータ１８によって駆動される円板１７が設けられており、回転は、例えば図示されていない光学的符号器を読み取る光学的形式のセンサ１９によって検出される。光学的符号は器、センサ１９に対向して円板１７の円周の近くで円板１７の上面に構成されて、明るいゾーン及び暗いゾーンが交互する系列を含むことができる。
【００１８】  円板１７の一実施形態を図２に示す。円板１７は、複数、例えば７の円形ゾーン２２〜２８を含む。円板１７の円形ゾーン２２〜２８の直径及び位置は、図１に示すＸ線ビーム１３が円形ゾーン２２〜２８の一つに交差するときに、Ｘ線ビーム１３が円形ゾーン２２〜２８の一つの直径よりも僅かに小さい直径を呈するようなものとする。円形ゾーン２２は空であり、例えば患者のＸ線画像を取得する際の放射線装置の通常運転の場合に用いられる。円形ゾーン２３は、Ｘ線管の経時劣化に起因するスペクトルの質の変化の試験を可能にするような所与の厚みを有するアルミニウム板であり、放射線装置の誤動作による停止を回避するために管の交換を勧告すべき時期を決定することを可能にする。また、スペクトルの質の変化についての情報を、Ｘ線管の使用高電圧、使用電流等のような照射パラメータの較正に用いることもできる。円形ゾーン２４は、所与の材質及び厚みの金属製グリッドのような２次元ファントムを含む。円形ゾーン２５もまた、例えば所定の面取り縁を備えたシートの形状のファントムを含んでいる。これら２つのファントムによって、画質の評価が可能になる。円形ゾーン２６は、重金属板、例えば２ｍｍ厚の鉛板を含んでおり、Ｘ線ビームを全面的に遮蔽することを可能にする。円形ゾーン２７は、所与の厚み、例えば２ｍｍ厚の銅板を含んでいる。円形ゾーン２８もまた銅板を含んでいるが、円形ゾーン２７とは異なる厚みを有する。円形ゾーン２７及び２８の両方とも、Ｘ線量の較正に用いることができ、線量計を用いる必要はない。
【００１９】  放射線装置の制御ユニット２０の指示に基づいて円板１７を回転させるモータ１８は、較正の異なる工程を自動的に進めることができる。オペレータの介入を少なくすることができ、較正を開始する判断を下すだけでよい。オペレータは、装置設置箇所に配置されていてもよいし、放射線装置にディジタル結合によって接続されている遠隔保守センタに配置されていてもよい。また、ローカル警報によって且つ／又は遠隔保守センタに対して、注意を要する故障を通報することを可能にした状態であれば、例えば放射線装置の通常の稼働時間外に較正を自動的に遂行して放射線装置のパラメータの所要の調節を行なうこともできる。センサ１９は、円板１７の位置及び可能であれば回転速度を確かめることを可能にしており、放射線装置の制御ユニット２０にも接続されている。
【００２０】  図１で分かるように、制御ユニット２０は、円板１７、モータ１８及びセンサ１９を具備したケーシング１６によって形成されている動作試験手段への結線１７によって接続されている。但し、無線結合を設けることもできるし、又はケーシング２を介した接続を設けてもよい。制御ユニット２０は、動作試験手段専用若しくはコリメーション装置１専用としてもよいし、又はコリメーション装置１を一部品とする放射線装置の中央制御ユニットを形成していてもよい。制御ユニット２０は、１以上のプロセッサと、１以上のメモリと、メモリ内に記憶されておりプロセッサが実行することが可能な１組以上の制御命令とを含んでいる。
【００２１】  ケーシング１６及びケーシング２は、例えば図示されていないねじによって相互連結することができる。ケーシング２及び１６は、単一のユニットとして作製されていてもよい。ケーシング１６をケーシング２と別体とする場合には、図３に示すように、ケーシング１６を、既存の放射線装置のコリメーション装置に動作試験手段を付加する構成とすることができる。後者の場合には、試験手段は、図１の実施形態の試験手段と類似した全体的形状を有する試験キット２９の形態とし、加えて、コリメーション装置のケーシングの対応する雌ねじ付き孔に係合することが可能なねじ３２及び３３を各々備えた２つのラグ３０及び３１を設けてもよい。
【００２２】  図４及び図５には、試験手段ケーシングの内部に載置することのできる別の試験ツールを示している。ツール３４は円筒構造３５を有しており、円筒構造３５の周りに、図２に示した円形ゾーン２２〜２８と同じ形式の要素を含む複数の矩形要素３６が設けられている。
【００２３】  図６に示す実施形態では、試験ツール３７は、複数の方形試験要素３８〜４１を含んでおり、各々の要素が、同図では平行線をなすビームとして表わされているＸ線ビーム４３の経路に位置するように用意された軸４２上で角度をなしてヒンジ留めされている。
【００２４】  言うまでもなく、以上に述べた実施形態のいずれにおいても、ツール３４、並びにツール３７の要素３８〜４１の回転はモータ駆動され、制御ユニットがこれら異なる要素の位置及び可能な場合には運動についての情報を受け取るようにセンサ（１又は複数）によって監視される。
【００２５】  図７に示す実施形態では、試験ツール４４は、所与の放射線吸収性材料で作製されておりその各々が平行六面体を対角線に沿って二分割した形状を有する２つのブロック４５及び４６を含んでいる。２つのブロック４５及び４６は、これらブロック４５及び４６を接触させると直方体が形成されるという意味で、互いに相補関係にある。Ｘ線ビーム４３は２つのブロック４５及び４６に交差し、ブロック４５及び４６の間隔が、Ｘ線ビーム４３が交差する材料の厚みを決定する。ブロック４５及び４６の相対的位置はセンサによって検出されると共に、モータによって制御される。
【００２６】  放射線装置の制御ユニットによって用いられる異なるステップを、制御ユニットの内部メモリ又は制御ユニット外部に記憶されているルーチンによって図８に例示的に示す。
【００２７】  ステップ５０において、制御ユニットの較正専用ルーチンが、最後の較正から経過した時間を検証して、所定の上限値と比較する。経過時間が上限値よりも大きい場合にはステップ５１ヘ進み、他の場合には、後に再開する、例えば翌日の同時刻又は放射線装置の利用停止の数分後に再開するためにプログラムを中断する。ステップ５１において、プログラムは試験ツールの運動を制御すると共に、図２の円板１７を考えると、ビーム１３の経路上に空である円形ゾーン２２の代わりに円形ゾーン２３を配置するのを制御する。次いで、標準的な較正を円形ゾーン２３によって遂行する。ステップ５２〜５６において、プログラムは円形ゾーン２４〜２８の対応する動作を制御する。
【００２８】  段階５７において、ルーチンは円板１７の運動を制御して、空である円形ゾーン２２がビーム１３の経路上に配置されるようにする。ステップ５２〜５６の一つの過程で制御ユニット自体では補修できないような故障があることが較正から明らかになった場合には、プログラムは、装置設置箇所では例えば放射線装置のスクリーン上での警報通報、又は遠隔保守センタでの警報通報の段階５８を制御する。警報は、故障の性質、故障の重大度、及び放射線装置の停止時間等に関連するメッセージを伴っていると有利である。他の場合には、ステップ５９において較正を終了して、最後の較正から経過した時間をリセットする。
【００２９】  図９について述べると、放射線装置は、中央ユニット２０及びコリメーション装置１に加えて、コリメーション装置１に一体形成されたＸ線管６０、管６０に電力を供給する高電圧発生器６１、例えばシンチレータ及びマトリクス・カメラを設けた受容器６２、並びにＸ線画像の表示用スクリーン６４を設けたモニタ６３を含んでいる。
【００３０】  本発明は、電磁線撮像及び処理装置の自動試験のためのツールを設計することを可能にする。試験ツールは、既存のコリメータに付加されるキットの形態で具現化することもできるし、又はコリメータに一体形成することもできる。このようにして、遠隔からの画質制御を、実時間での診断及び予防的保守によって行なうことができる。試験ツールは撮像装置に常置されて、電磁線ビームが障害に遭遇しないで済むような非作動位置を有するものとする。撮像装置の通常運転時に取得された画像は従って、品質の低下を一切蒙らない。
【００３１】  ビームを横断するツールの運動を正確に知ることは、その知見から残像（remanence）の推定値を求め、残像の推移、すなわち受容器６２、特にシンチレータの経時変化を時間の経過に沿って監視することを可能にするためには重要である。この目的のために、ツールがＸ線ビーム内を間欠的に一定速度で数ミリ秒で移動するようにする。
【００３２】  その制御ユニットが試験ツールに接続されているような放射線装置に、例えば保守センタへの遠隔ディジタル式結合が設けられていると有利であり、保守オペレータのサービス呼び出しを行なわずに多くの保守作業を実行することが可能になる。
【００３３】  他の保守作業は、保守オペレータのサービス呼び出しによって行なうことができる。保守オペレータは、出張前に交換すべき部品を識別しておくので、やはり、出張の回数を減少させることが可能になる。
【００３４】  装置と別体のファントムの扱いが不要になるので、較正を歪める可能性のあるファントムの損失又は劣化の虞が少なくなる。
【００３５】  当業者であれば、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱せずに構造及び／又は工程及び／又は機能に様々な改変を施すことができよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  コリメータの模式図である。
【図２】  試験ツールの遠近法による模式図である。
【図３】  試験キットの模式図である。
【図４】  試験ツールの遠近法による模式図である。
【図５】  図４の試験ツールの模式的な側面立面図である。
【図６】  試験ツールの遠近法による模式図である。
【図７】  試験ツールの遠近法による模式図である。
【図８】  動作の工程を示す線図である。
【図９】  放射線装置の構成図である。
【符号の説明】  １  コリメーション装置
２、１６  ケーシング
３  入口
４  出口
５、６、７、８、９、１０、１１、１２  コリメーション用移動板
１３  Ｘ線ビーム
１４  伝播軸
１５  焦点
１７  円板
１８  モータ
１９  センサ
２０  制御ユニット
２１  結線
２２  空の円形ゾーン
２３  アルミニウム板の円形ゾーン
２４、２５  ファントムの円形ゾーン
２６  重金属の円形ゾーン
２７、２８  銅板の円形ゾーン
２９  試験キット
３０、３１  ラグ
３２、３３  ねじ
３４、３７、４４  試験ツール
３５  円筒構造
３６  矩形要素
３８、３９、４０、４１  方形試験要素
４２  ヒンジ軸
４３  Ｘ線ビーム
４５、４６  ブロック
６０  Ｘ線管
６１  高電圧発生器
６２  受容器
６３  モニタ
６４  スクリーン
【図１】
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【図２】
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【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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