(57)【要約】Ｘ線検査装置は、中心ビームライン（４）に沿って延在する中心Ｘ線を持つＸ線ビーム（８）を放射するためのＸ線源（１）を含む。Ｘ線画像をピックアップするためのＸ線検出器（２）も設けられている。Ｘ線源（１）及びＸ線検出器（２）は、回転軸（３）の周りを一緒に回転することが可能である。このＸ線検査装置は、校正システム（６，７）を具備する。校正ファントム（６）の校正画像は、Ｘ線ビーム（８）の異なる方向、好ましくは反対の方向から形成される。Ｘ線検出器（２）でのＸ線源（１）の零方位は、各々の校正画像における校正ファントムの同じアスペクトの位置における差から得られる。この中心ビームライン（４）は、前記零方位における回転軸（３）に対し垂直に延在する。
2004512131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−中心ビームラインに沿って延在する中心Ｘ線を持つＸ線ビームを放射するＸ線源、
−Ｘ線画像をピックアップするＸ線検出器、及び
−校正システムを有し、
前記Ｘ線検出器及び前記Ｘ線源は、回転軸の周りを一緒に回転可能であり、前記校正システムは、校正ファントム及び校正制御ユニットを具備し、前記校正制御ユニットは、前記Ｘ線ビームの異なる方向、特に本質的に反対の方向に対し、別々の校正画像を形成し、撮像された校正ファントムの同じアスペクトの個々の校正画像における位置間の差から前記Ｘ線検出器で前記Ｘ線源の零方位を決めるように配され、前記中心ビームラインは、前記零方位の回転軸に垂直に延在するＸ線検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線検査装置において、前記回転軸及び前記中心ビームラインは、治療中心において交差し、前記校正ファントムは、校正Ｘ線画像を形成するように、前記治療中心の外側に置かれることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線検査装置において、前記校正Ｘ線画像の少なくとも１つを形成する間に、前記治療中心と前記校正ファントムとの間の距離は、前記Ｘ線検出器と前記校正ファントムとの間の距離よりも大きいことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＸ線検査装置において、
−前記Ｘ線検出器は、前記校正Ｘ線画像から電子校正画像信号を得るように配され、
−前記校正制御ユニットは、前記校正画像の中心に対し対称に置かれる、前記電子校正画像信号の電子部分を抑制し、前記部分的に抑制された電子画像信号に基づきマスクされた校正画像を表示し、前記マスクされた校正画像に基づき前記零方位を校正する、
ように配されることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＸ線検査装置において、前記校正システムは、前記校正ファントムを支持する複数のマッチング構造要素を備えるタワーを含むことを特徴とするＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、
−中心ビームラインに沿って延在する中心Ｘ線を持つＸ線ビームを放射するＸ線源、及び
−Ｘ線画像をピックアップするＸ線検出器、
を含み、これらＸ線検出器及びＸ線源は回転軸の周りを一緒に回転可能であるＸ線検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のＸ線検査装置は、英国特許出願番号第ＧＢ２ ３１５ ３９５号から公知である。
【０００３】
この公知のＸ線検査装置は、様々な方向から検査されるべき対象物のＸ線画像を形成するのに用いられる。個々のＸ線画像のそれぞれは、別々の方位からの対象物を表している。連続する方位に対する素早い連続でのＸ線画像の表示は、検査すべき対象物の空間的表現の印象を与える。この公知のＸ線検査装置は、検査すべき対象物の実際の３次元データセットを形成するのには適していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、様々な方位に対するＸ線画像から対象物の３次元データセットを正確に復元することが可能なＸ線検査装置を提供することである。このような３次元データセットは、密度値をこの３次元の幾何学空間における位置と関連付ける。
【０００５】
本目的は、校正ファントム（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｈａｎｔｏｍ）及び校正制御ユニットを具備する校正システムを含む本発明によるＸ線検査装置を用いて達成される。この校正制御ユニットは、Ｘ線ビームの異なる方向、特に本質的に反対の方向に対し、別々の校正画像を形成し、再現された校正ファントムの同じアスペクトの個々の校正画像における位置間の差からＸ線検出器でＸ線源の零方位を決めるように配され、中心ビームラインは、この零方位の回転軸に垂直に延在する。
【０００６】
零方位の正確な校正は、検査すべき対象物、例えば検査すべき患者の３次元データセットの正確な復元を必要とする。零方位において、Ｘ線ビームの中心ビームラインは、Ｘ線源及びＸ線検出器が検査すべき患者の周りを一緒に回転する軸に垂直に延在する。このＸ線源は、錐体形状又は扇形状のＸ線ビームを放射するように配されている。中心ビームラインは、Ｘ線ビームの長手方向の対称軸である。この中心ビームラインが回転軸に垂直に延在する間のＸ線源及びＸ線検出器の方位の正確な調整は、中心ビームライン及び故にＸ線ビームにおける中心線が、Ｘ線検出器とＸ線源とが一緒に回転軸の周りを回転している間、ある平面上で正確に回転することを保証可能にする。計算されたトモグラフィ（ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）において発展した既知の復元アルゴリズムを利用する限りは、アーチファクトを取り入れること無く、よって様々な方位におけるＸ線画像から３次元のデータセットを復元することを可能にする。本発明に従い、３Ｄデータセットにおいていわゆる“筋（ｓｔｒｅａｋ）”形式及びアンシャープネス（ｕｎｓｈａｒｐｎｅｓｓ）形式のアーチファクトを回避することが特に可能である。中心ビームラインが回転軸に垂直に延在するようにＸ線源及びＸ線検査装置の方位の正確な調整は、Ｘ線検出器でＸ線源が回転軸の周りを回転するとき、錐体の表面に沿って中心ビームラインが転がることを避けることを可能にする。錐体の表面を横断して中心光線が変位する場合、正確な復元がともかく可能であるならば、より複雑な復元アルゴリズムが用いられなければならない。
【０００７】
Ｘ線画像によって異なる方位に形成される２次元の投影画像から３次元データセットを復元する復元アルゴリズムそれ自体は、論文Ｌ．Ａ． Ｆｅｌｄｋａｍｐ他著、論文“Ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃｏｎｅ ｂｅａｍ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ”ｉｎ Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ． Ａ６（１９８４）から既知である。このようなアルゴリズムを用いて得られる結果は、論文Ｊ． Ｍｏｒｅｔ他著、“３Ｄ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ： ｃｌｉｎｉｃａｌ ｖａｌｕｅ ｉｎ ｅｎｄｏｖａｓｃｕｌａｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ”ｉｎ ｍｅｄｉｃａ Ｍｕｎｄｉ ４３（１９９８）， の８頁から１４頁に述べられている。特に、検査すべき患者の血管組織の３次元での復元が２次元の減法投影画像から形成されることが分っている。このアプリケーションは３Ｄ回転血管造影法とも呼ばれる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、校正ファントムの校正画像は、本質的に反対の方向から形成される。とりわけ、回転軸に対する中心ビームラインの垂直方位における偏差は、正反対の方向の僅かな偏差を引き起こす。これら偏差自身がたとえ小さくとも、このような偏差は復元された３次元データセットにおける相当なアーチファクトとなる。校正画像が中心線の正反対の方向から形成されたとき、同じアスペクトの校正ファントムが、両方の校正画像内の同じ位置において撮像される。関連するアスペクトが２つの校正画像において撮像される位置の間の偏差は、回転軸の法線からの中心ビームラインの偏差の正確な測定を表す。この偏差に基づいて、Ｘ線源及びＸ線検出器は、中心ビームラインが回転軸に垂直に延在するやり方で容易に配置することが可能である。
【０００９】
本発明によるＸ線検査装置は、特に放射線学の心臓学用アプリケーションでの使用に適している。検査すべき患者の心臓の３次元での復元はこれにより形成される。
【００１０】
本発明のこれら及び他の特徴は、従属請求項に記載された以下の実施例に基づき説明される。
【００１１】
好ましくは、校正ファントムは、治療中心（ｉｓｏｃｅｎｔｅｒ）の外側、更に好ましくは治療中心から限りなく離れて、すなわちＸ線源又はＸ線検出器の近くに置かれる。この治療中心は、中心ビームラインと回転軸との交点に置かれる。この位置において、回転軸に対する中心ビームラインの垂直方向に関する僅かな偏差は、関連するアスペクトが校正画像に再現される位置の間に大きな差を生じさせる。これにより、僅かな偏差に関して高い感度が達成される。
【００１２】
好ましくは、校正画像は、二辺から対称的にマスクされる。これは、例えば抑制された部分が校正画像の各々の中心に対し対称的に置かれるように、校正画像を表す電子画像信号を部分的に抑制することにより達成される。校正ファントムの適切なアスペクトが再現される位置は、このようにマスクされた画像内に容易に見つけることができる。特に校正ファントムの適切なアスペクトが校正画像の中心から撮像されているか、及びどのくらい離れているかを容易に証明可能である。例えば、ユーザー自身は、この適切なアスペクトが校正画像の中心で撮像されるかが分るが、このような位置決めは、自動画像処理によっても検出することが可能である。
【００１３】
目盛りを備えるルーラは好ましくは、校正ファントムとして使用される。この目盛りは、このルーラの残りの目盛りから偏差するＸ線吸収を有するので、この目盛りは、Ｘ線を用いて明白に再現される。このようなルーラは、校正画像において容易に見ることが可能である。適切な結果は、その目盛りの移動量（ストローク）及び数字が指標からなるＸ線透過ルーラを用いて特に得られる。このようなルーラは、“指標ルーラ”とも呼ばれる。このルーラ上に関連する数字表示を持つ目盛りの移動量は、中心ビームラインの方位が決められるのに基づいて好ましくはアスペクトとして用いられる。
【００１４】
他の目的は、校正ファントムとして用いられることでもあり、このファントムの容易に認識可能な要素は、前記校正が本発明に従って行われるのに基づくアスペクトとして用いられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のこれら及び他の特徴は、以下の実施例及び付随する図面を参照して、例として以下に詳細に記載される。
【００１６】
図１は、３Ｄ回転血管造影手順の概略表示を示す。図１は、検査すべき患者２０に対して多数の方位にＸ線源１及びＸ線検出器２を示す。矢印で示されるように、Ｘ線源及びＸ線検出器は、回転軸３の周りを一緒に回転している。このために、例えば、Ｘ線源及びＸ線検出器は共に、例えばＣアーム２０のような支持体から吊り下げられている。２次元の投影画像１０１−１０７は、前記方位の各々において形成される。このような投影画像はしばしば、事前にピックアップされたマスク画像から現在の投影画像を取り去ることで得られる減法画像となるので、この減法画像は、現在の投影画像とマスク画像との差だけを実質的に示している。多数の幾何学的訂正は、テレビジョンカメラを備えたＸ線画像増強装置がＸ線検出器として用いられるとき顕著に起こるバレル（ｂａｒｒｅｌ）及びクッション（ｃｕｓｈｉｏｎ）のような既知の画像の歪みに対し投影画像を訂正するために、訂正ユニット２１を用いて投影画像１０１−１０７に施される。３次元のデータセット２３は、復元ユニット２２を用いて前記投影画像１０１−１０７から復元される。この３次元のデータセットは、例えばこの３次元のデータセットの（擬似）空間表示に適したモニタ２４に表示される。
【００１７】
図２は、本発明を用いたＸ線検査装置を概略的に示す。この場合Ｘ線画像増強装置として構成されるＸ線源１及びＸ線検出器２は、この場合Ｃアーム２０である支持体から吊り下げられる。このＣアーム２０は、スリーブ３０内を移動可能である一方、Ｘ線源１及びＸ線検出器２は、図の平面において一緒に回転する。この動きは回転移動（ｒｏｌｌｉｎｇ ｒｏｔａｔｉｏｎ）とも呼ばれている。スリーブ３０は、回転軸３の周りも回転可能であり、このとき、Ｘ線検出器２でＸ線源１は、この図の平面の垂直な平面において回転し、後者の回転は“プロペラ運動”とも呼ばれる。特に心臓病学にとって、このようなプロペラ運動は、検査すべき患者の心臓の高い診断品質の３次元の復元を行う可能性を提供する。
【００１８】
校正ファントム６は、本発明による校正を実行するためにタワー１９上に配されている。このタワー１９は、患者テーブル３１上に置かれている。校正ファントムは従って、治療中心９の外側であり、示される位置においてＸ線画像増強装置２の近くに置かれる。この校正ファントムの第１の校正画像であるＸ線画像は、校正制御ユニット７の制御下で形成される。次いで、再び校正制御ユニット７の制御下で、Ｃアーム２０は回転軸３の周りを１８０°回転し、Ｘ線源１とＸ線検出器２との位置は従って反対となり、校正ファントム６は、治療中心９に比べＸ線源の近くに置かれる。校正制御ユニット７の制御下において、第２の校正画像である他のＸ線画像は、前記校正ファントムから形成される。校正ファントムの画像が相対的にシフトされたかを証明するために２つの校正画像の検査は、中心ビームライン４が回転軸３に対し正確に垂直に延在しているかを明らかにしている。これは、モニタ２４に２つの校正画像を表示することにより、肉眼で見ることが可能である。
【００１９】
現代のＸ線検査装置において、校正制御ユニット７及び訂正ユニット２２を具備する校正ユニット２１は、通常プログラム可能な処理器２５に含まれている。例えば、零方位となる校正の結果は、例えば校正制御ユニットのメモリに記憶される。この零方位は、従って再び容易に取り出すことができる。
【００２０】
図３は、校正ファントム用のタワーの建造物を説明している。このタワー１９は、例えばおもちゃ産業から知られる複数の積み重ねられる接合要素を使用する限りは復元される。タワーを使用しないとき、タワーは簡単に分解され、大きな保管容積を占めることなく積み込まれることが可能である。この場合、タワーが校正後に使用されないとき、じゃまではなくなる。特に、上方の建造物要素は、例えば、リード定規（ｌｅａｄ ｒｕｌｅｒ）６が正確に嵌合される凹部を備えている。最も簡単な手順は、全てがそのような凹部を備える建造物を提供することであり、このタワーの組立体上に上方の建造物要素を正確に分る必要が無くなる。実際には、適切な結果は３６ｃｍの高さを有し、４つのパースペックス（Ｒ）構造の要素３５及び４つの小さなパースペックス（Ｒ）構造の要素３６を持つタワーを用いて得られることが分っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】３Ｄ血管造影手順のセットアップを図示する。
【図２】本発明に用いられたＸ線検査装置を図示する。
【図３】校正ファントムに対するタワーの構成を示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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