(57)【要約】  本発明は、撮像装置及び対応する撮像方法に関する。検出ユニットにおけるパイルアップ効果の不利点を防止するために、焦点領域２０から撮像領域５を通る放射線を放出する放射線源２と、散乱線除去グリッド６２及び検出器６１を有し、撮像領域５からの放射線を検出する検出ユニット６と、放射線源２及び検出ユニット６が取り付けられ、前記撮像領域の周りの放射線源２及び検出ユニット６の回転を可能にするガントリ１と、前記撮像領域の周りの回転中に複数の投影位置において放射線を検出するように検出ユニット６を制御し、第１の投影位置８０において放射線源２及び／又は検出ユニット６の少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作するコントローラ９であって、前記第１の投影位置において検出器６１に入射する放射線が、残りの投影位置を表す第２の投影位置８０と比べて大きな程度で散乱線除去グリッド６２により減衰される、コントローラ９とを有する撮像装置が、提案される。
2016538940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点領域から撮像領域を通る放射線を放出する放射線源と、
散乱線除去グリッド及び検出器を有し、前記撮像領域からの放射線を検出する検出ユニットと、
前記放射線源及び前記検出ユニットが取り付けられ、前記撮像領域の周りの前記放射線源及び前記検出ユニットの回転を可能にするガントリと、
前記撮像領域の周りの回転中に複数の投影位置において放射線を検出するように前記検出ユニットを制御し、第１の投影位置において前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作するコントローラであって、前記第１の投影位置において前記検出器に入射する放射線が、残りの投影位置を表す第２の投影位置と比べて大きな程度で前記散乱線除去グリッドにより減衰される、当該コントローラと、
を有する、撮像装置。
【請求項２】
前記第１の投影位置が、前記撮像領域の周りに分布する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記コントローラが、前記撮像領域の周りの回転中に前記放射線源及び／又は前記検出ユニット及び／又はこれらの少なくとも一部を制御し、第１の投影位置における互いに対する位置及び／又は向きを変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記コントローラが、前記放射線源及び／又はその少なくとも一部を制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置における前記検出ユニットに対する相対的な位置及び／又は向きを変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記コントローラが、前記放射線源を制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置における前記検出器に対する焦点スポットを変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記コントローラが、前記検出ユニット又はその少なくとも一部を制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置における前記検出器に対する焦点スポットを変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記コントローラが、前記散乱線除去グリッドを制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置におけるラメラの角度を変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記検出ユニットに対する前記放射線源又はその少なくとも一部の相対的な位置及び／又は向きを操作する及び／又は前記放射線に対する前記検出ユニット又はその少なくとも一部の相対的な位置及び／又は向きを操作するアクチュエータを有する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記検出された放射線から画像を再構成する再構成ユニットを有する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記再構成ユニットが、第２の投影位置において検出された放射線から得られたトランケートされた投影のデータ外挿に対して前記第１の投影位置において検出された放射線を使用する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記コントローラが、第１の投影位置における前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作し、前記第１の投影位置が、全ての投影位置の０．１％より多く、５０％より小さい、特に１％より多く、２５％より小さい量である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記コントローラが、前記撮像領域内の前記検査対象の位置に依存して第１の投影位置における前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記第２の投影位置における最高の放射線フラックスを持つ前記検出器の領域に入射する放射線が前記散乱線除去グリッドによりほとんど減衰されるように第１の投影位置における前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
撮像方法において、
放射線源により焦点領域から撮像領域を通る放射線を放出するステップと、
散乱線除去グリッド及び検出器を有する検出ユニットにより前記撮像領域からの放射線を検出するステップと、
放射線放出及び検出の間に前記撮像領域の周りで前記放射線源及び前記検出ユニットを回転するステップと、
前記撮像領域の周りの回転中に複数の投影位置において放射線を検出するように前記検出ユニットを制御し、第１の投影位置において前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作するステップであって、前記第１の投影位置において前記検出器に入射する放射線が、残りの投影位置を表す第２の投影位置と比べて大きな程度で前記散乱線除去グリッドにより減衰される、ステップと、
を有する、撮像方法。
【請求項１５】
コンピュータ上で実行される場合に、請求項１４に記載の方法のステップを実行するように請求項１に記載の撮像装置を前記コンピュータに制御させるプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＣＴ（コンピュータ断層撮影）に対する、撮像装置及び対応する撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光子計数ＣＴ検出器は、いわゆるパイルアップ（pile-up）効果を経験する。非常に高いフラックス（すなわち、検出器に衝突する放射線）の極端な場合、前記検出器が完全に飽和され、カウントを少しも出力しない完全な停滞（paralysis）が現れる。不幸なことに、これは、検査対象、例えば患者を通る放射線ビームの非常に小さな線長（ray length）のみを測定する全ての検出器画素に対して一貫して起こりうる。換言すると、全ての投影は、特に前記放射線が前記対象を貫通しない両側又は前記対象の薄い部分のみにおいて、トランケート（truncated）されうる。このタイプのトランケートされた投影は、画像の再構成に対して極めて望ましくない。特に、定量的再構成は、ほとんど不可能になる。
【０００３】
このパイルアップ効果及びトランケートされた投影の問題を克服するためにいくつかの試みがなされた。例えば、ＷＯ２０１３／０９３７２６Ａ１は、検出された光子を示す検出信号がパイルアップ事象により引き起こされたのか又は非パイルアップ事象により引き起こされたのか、を決定するパイルアップ決定ユニットを有する検出装置を開示し、検出値生成ユニットは、前記検出信号パルスに依存して及びそれぞれの検出信号パルスがパイルアップ事象により引き起こされたか又は非パイルアップ事象により引き起こされたかの決定に依存して検出値を生成する。前記検出信号パルスは、パイルアップ事象により引き起こされた場合、前記検出値を生成すると同時に拒絶されうる。これは、前記生成された検出値の改良された質を可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、パイルアップ効果及びトランケートされた投影から生じる問題を克服する代替解決法を提供する撮像装置及び対応する撮像方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様において、撮像装置が提示され、前記撮像装置は、
‐焦点領域から撮像領域を通る放射線を放出する放射線源と、
‐前記撮像領域からの放射線を検出する検出ユニットであって、散乱線除去グリッド及び検出器を有する当該検出ユニットと、
‐前記放射線源及び前記検出ユニットが取り付けられ、前記撮像領域の周りの前記放射線源及び前記検出ユニットの回転を可能にするガントリと、
‐前記撮像領域の周りの回転中に複数の投影位置において放射線を検出するように前記検出ユニットを制御し、第１の投影位置において前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作し、前記第１の投影位置において前記検出器に入射する放射線が、残りの投影位置を表す第２の投影位置と比べて大きな程度で前記散乱線除去グリッドにより減衰される、コントローラと、
を有する。
【０００６】
本発明の他の態様において、対応する撮像方法が提示され、前記方法は、
‐放射線源により焦点領域から撮像領域を通る放射線を放出するステップと、
‐散乱線除去グリッド及び検出器を有する検出ユニットにより前記撮像領域からの放射線を検出するステップと、
‐放射線放出及び検出中に前記撮像領域の周りで前記放射線源及び前記検出ユニットを回転するステップと、
‐前記撮像領域の周りの回転中に複数の投影位置において放射線を検出するように前記検出ユニットを制御し、第１の投影位置において前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作し、前記第１の投影位置において前記検出器に入射する放射線が、残りの投影位置を表す第２の投影位置と比べて大きな程度で前記散乱線除去グリッドにより減衰される、ステップと、
を有する。
【０００７】
本発明の更に他の態様において、コンピュータ上で実行される場合に、ここに開示された方法のステップを前記コンピュータに実行させるプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム、及びプロセッサにより実行される場合に、ここに開示された方法を実行させるコンピュータプログラムを記憶する非一時コンピュータ可読記録媒体が提供される。
【０００８】
本発明の好適な実施例は、従属請求項に規定される。請求された方法は、請求された装置と及び従属請求項に規定されたものと同じ及び／又は同一の好適な実施例を持つと理解されるべきである。
【０００９】
本発明は、時々、すなわち検査対象が配置される前記撮像領域の周りで放射線が検出される全ての投影位置のうち特定数の投影位置において、前記検出器にあたるフラックスを減少させるアイデアに基づき、前記投影位置は、前記撮像領域の周りに分布する。これに関連して、用語「投影位置」は、ガントリ位置、ガントリ角度又は投影角度、すなわち、放射線が検出される前記放射線源及び前記検出ユニットの角度位置に対応すると理解されるべきである。（前記検出器に到達する一次放射線の強度の）一次フラックスの減少は、本発明によると、前記撮像領域から入射する放射線によって完全に照射されるように散乱放射線のみを抑制するように一般に提供される前記散乱線除去グリッドが、前記放射線の追加の減衰を提供するように、前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作することにより達成される。換言すると、前記第１の投影位置において、前記散乱線除去グリッドは、前記検出器画素における前記パイルアップ効果を防止するように各検出器画素において前記一次フラックスを減少させるように、前記検出器、特に各検出器画素の部分的なシャドーイング（shadowing）を提供する。このフラックスの減少は、完全な投影の正確な測定を容易化し、すなわち、減少されたフラックスは、前記第１の投影位置において前記検出器画素におけるパイルアップ効果を生じない（又は少なくとも低い程度である）。
【００１０】
「第１の投影位置」が、前記「第２の投影位置」において使用されたパラメータの設定とは異なる、前記放射線源及び／又は前記検出ユニット、すなわち、互いに対する位置及び／又は向きの設定で投影が取得される投影位置と理解されるべきである。前記第２の投影位置において、標準（ノミナル）設定が、従来のスキャンにおいて使用され、これにより、一般に、前記設定は、全ての第２の投影位置に対して同一である。前記第１の投影位置において、前記第２の投影位置における設定とは異なる設定が使用され、これにより全ての第１の投影位置において、同じ設定が使用されることができ、又は異なる設定が、各単一の第１の投影位置又は投影位置のグループに対して使用されることができる。
【００１１】
一実施例において、前記投影位置は、前記撮像領域の周りに分布している。例えば、前記第１の投影位置は、前記撮像領域の周りに等しく分布する、又は前記検査対象の位置、向き及び／又はサイズによって配置される。換言すると、一実施例において、前記第１の投影位置は、好ましくは、角度方向において互いに隣接して配置されないが、後の第１の投影位置の間に配置される。第２の投影位置において、前記放射線源及び／又は前記検出ユニットは、前記散乱線除去グリッドが検出器素子の追加のシャドーイング（すなわち入射放射線の追加の減衰）を生じないように配置及び／又は配向されるが、全部の放射線が、それぞれの検出器素子の下で衝突する。これは、第１及び第２の投影位置において検出された放射線から再構成される再構成画像の質を改良する。他の実施例において、特定のより大きな角度範囲において、第１の投影位置のみが、例えば患者の位置により不所望なパイルアップ効果が現れうるこの角度範囲における前記投影位置に続いて配置され、これは、一次放射線が前記検出器に直接的に当たり、前記検出器の側部領域において前記患者を通らないようになりうる。
【００１２】
他の実施例において、前記コントローラは、前記放射線源及び／又は前記検出ユニットを制御し、前記撮像領域の周りの回転中に第１の投影位置において互いに対する位置及び／又は向きを変更するように構成される。例えば、前記投影が、前記患者の上及び下から直接的に取られる場合、全ての放出された放射線は、前記患者を通り、したがって、前記患者により減衰されうる。しかしながら、投影が前記患者の側部から取られる場合、（前記患者の上及び下の）前記放射線の一部は、前記患者を通らないので、前記検出器に直接的に当たりうる。したがって、この角度範囲において、前記放射線源及び前記検出ユニット、又はこれらの少なくとも一部の、互いに対する位置及び／又は向きは、上で説明された（人為的な）シャドーイングを得るようにこれらの角度範囲において第１の投影位置を持つように操作されうるのに対し、残りの角度範囲において、第２の投影位置が配置される。
【００１３】
他の実施例において、この制御は、更に、相対的な向き及び／又は位置及び／又は設定の操作の量が連続的に又は一回転中に複数回変更されうるように、より適応的にされうる。例えば、患者の左側から及び患者の右側からの投影を比較すると、前記操作は、更に、反対方向になされうる。
【００１４】
好ましくは、前記放射線源及び前記検出ユニットの設計に依存して、前記検出素子が前記検出器全体に沿って不均等にシャドーイングされうるので、異なる検出器素子に到達する放射線がどの程度減衰されるかを調査するために前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きの異なる操作に対して事前に較正測定がなされる。これらの較正測定は、この場合、第１の投影位置において前記検出された放射線を修正するように再構成プロセスにおいて使用されうる。
【００１５】
前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きの操作を達成するために、別々に又は任意の組み合わせで使用されうる様々なオプションが存在する。
【００１６】
一実施例において、前記コントローラは、前記放射線源又はその少なくとも一部を制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置において前記検出ユニットに対する相対位置及び／又は向きを変更するように構成される。換言すると、前記第２の投影位置において、前記放射線源は、前記検出ユニットに対する「ノミナル」（又は「標準」）位置及び向きにあるのに対し、前記第１の投影位置において、この「ノミナル」位置及び向きは、もはや与えられないが、前記検出器素子の所望のシャドーイングを達成する目的で特定の範囲に変更される。
【００１７】
他の実施例において、前記コントローラは、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置において前記検出器に対する焦点スポットを変更するように前記放射線源を制御するように構成される。特に、前記焦点スポットを通る横断面内の前記焦点スポットの位置は、変更されうる。前記焦点スポット位置は、全ての第１の投影位置に対して同一であってもよく、又は前記第１の投影位置の中で変更されてもよく、例えば、以下に説明される前記対象の位置のような前記検査対象のパラメータに基づいて適合されてもよい。これは、前記放射線源の（例えば、焦点ユニットの）設定又は前記放射線源の一部（例えば、前記焦点ユニット）の位置及び／又は向きの操作をただ変更することにより前記第１の投影位置における所望のシャドーイングを達成するための単純な方策を提供する。可変かつ制御可能な焦点スポットを持つ放射線源は、例えば、前記焦点スポットの変更が例えば適切な電子光学により得られうるＷＯ２０１０／１３３９２０Ａ１から、当技術分野において一般に既知である。前記焦点スポットの変更は、数ｍｍ乃至数ｃｍでありうる。強度の対応する変化は、したがって、数１０％でありうる。
【００１８】
更に他の実施例において、前記コントローラは、前記検出ユニット又はその少なくとも一部を制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置における前記放射線源に対する相対的な位置及び／又は向きを変更するように構成される。したがって、前記放射線源を操作するのではなく、前記検出ユニット、又はその少なくとも一部が、この実施例において操作される。前記検出ユニットの位置及び／又は向きを操作する方法は、一般に、当技術分野において既知である。例えば、ＷＯ２０１０／１３３９２０Ａ１は、前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きの所望の変更を達成する１つの可能な手段として使用されうる前記散乱線除去グリッドの傾きを記載している。したがって、特定の実施において、前記散乱線除去グリッド（すなわち、前記検出ユニットの少なくとも一部）のみ、前記検出器のみ、又は両方の要素が、前記放射線源に対する相対的な位置及び／又は向きを変更するように制御されてもよい。例えば、前記検出ユニット全体は、前記撮像領域の周りの回転の方向において特定の範囲でシフトされてもよい。
【００１９】
前記検出ユニット又はその少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きのこの変更は、一実施例において、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置においてラメラ（lamellae）の角度を変更するように散乱線除去グリッドを制御することにより達成されうる。したがって、前記ラメラは、前記放射線源及び前記検出ユニットが散乱放射線を抑制するためだけに前記第２の投影位置にある場合に、前記「ノミナル」位置にあるのに対し、これらは、前記検出素子の所望のシャドーイングを提供するように前記放射線源の前記焦点スポットに対して異なって傾けられる。前記ラメラは、この実施例において少なくとも特定の範囲で傾斜可能である。
【００２０】
他の実施例において、前記検出ユニットに対する前記放射線源の相対的な位置及び／又は向きを操作する及び／又は前記放射線源に対する前記検出ユニットの相対的な位置及び／又は向きを操作するアクチュエータが、提供される。このようなアクチュエータは、例えばモータ、圧電素子又は他の適切な手段により、任意の形で実現されうる。
【００２１】
更に他の実施例において、前記撮像装置は、前記検出された放射線から画像を再構成する再構成ユニットを有する。検出された放射線からのこのような再構成は、一般に、当技術分野において既知であり、より詳細にはここに記載されない。
【００２２】
好ましくは、前記再構成ユニットは、第２の投影位置において検出された放射線から得られたトランケートされた投影のデータ外挿に対して前記第１の投影位置において検出された放射線を使用するように構成される。トランケートされた投影は、ＣＴにおいて広く知られた問題である。この理由で、本発明は、検出器停滞を完全に防止することによりこれを防止しようとする。トランケートされた投影が不可避であるが、切り取りの度合いが穏やかである場合、前記投影は、合理的な撮像結果を用いて（＜２０％切り取りの場合に対して）完了されることができる。利点は、大量のパイルアップを受ける場合に、前記検出器がＤＯＥ（検出量子効率）を減少させるので、より少数の画像アーチファクト及びより少ないノイズである。前記一次フラックスが減少される場合、ＤＯＥは、より少数の光子が前記検出器に当たるにもかかわらず、上昇する。これは、前記再構成画像におけるより少ないノイズにつながる。
【００２３】
これは、最終的に、前記再構成画像の改良された精度を提供する。
【００２４】
好ましくは、前記コントローラは、全ての投影位置の０．１％より多く、５０％より小さい、特に１％より多く、２５％より小さい量になる第１の投影位置における前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作するように構成される。
【００２５】
他の好適な実施例において、前記コントローラは、前記撮像領域内の前記検査対象の位置に依存して第１の投影位置における前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作するように構成される。したがって、前記検査対象（例えば患者）の位置は、好ましくは、例えば初期スカウトスキャンの使用により又は他の位置決定手段の使用により、事前に得られる。
【００２６】
更に、一実施例において、前記コントローラは、前記第２の投影位置において最高の放射線フラックスを持つ前記検出器の領域に入射する放射線が前記散乱線除去グリッドによりほとんど減衰されるように第１の投影位置における前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作するように構成される。
【００２７】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による撮像装置の概略図を示す。
【図２】第２の投影位置（図２Ａ）及び第１の投影位置（図２Ｂ）における検出ユニットに対する放射線源の配置を示す。
【図３】第２の投影位置（図３Ａ）及び第１の投影位置（図３Ｂ）における放射線源に対する検出ユニットの配置を示す。
【図４】第２の投影位置（図４Ａ）と第１の投影位置（図４Ｂ）との間の散乱線除去グリッドのラメラの傾斜の変化を示す。
【図５】撮像領域の周りの第１及び第２の投影位置の分布の一例を示す。
【図６】本発明による撮像方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、対象を撮像する本発明による撮像装置１２を概略的かつ典型的に示し、この例において、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置である。ＣＴ装置１２は、ｚ方向に平行に延在する回転軸Ｒに関する回転が可能であるガントリ１を含む。この実施例において多色Ｘ線管である放射線源２（光子源とも称される）は、ガントリ１に取り付けられる。放射線源２は、この実施例において、放射線源２により生成された放射線（光子）から円錐放射線ビームを形成するコリメータ３を備える。前記放射線は、この実施例において円筒形である撮像領域５（検査ゾーンとも称される）内に配置された患者のような検査対象を横切る。撮像領域５を横切った後、放射線ビーム４は、二次元検出面を有する検出ユニット６に入射する。検出ユニット６も、ガントリ１に取り付けられる。
【００３０】
ＣＴ装置１２は、２つのモータ７、８を有する。ガントリ１は、モータ７により好ましくは一定であるが調節可能な角速度で駆動される。モータ８は、回転軸Ｒ又はｚ軸の方向に平行に、撮像領域５内の患者台上に配置された対象、例えば、患者を移動するために設けられる。これらのモータ７、８は、例えば、放射線源２、検出ユニット６及び撮像領域５がヘリカルディレクトリに沿って互いに対して移動するように、制御ユニット９により制御される。しかしながら、前記対象が移動されないが、放射線源２及び検出ユニット６のみが回転される、すなわち、放射線源２が前記対象又は撮像領域５に対して円形軌道に沿って移動することも、可能である。更に、他の実施例において、コリメータ３は、他のビーム形状、特に扇ビームを形成するように構成されることができ、検出ユニット６は、前記他のビーム形状、特に前記扇ビームに対応するように成形された検出面を有することができる。
【００３１】
放射線源２及び撮像領域５の相対移動中に、検出ユニット６は、検出ユニット６の検出面に入射する放射線に依存して検出値（好ましくは画素ごとに、すなわち好ましくは検出素子の二次元アレイの検出素子ごとに１つの検出値）を生成する。前記検出値は、好ましくは、前記検出値に基づいて前記対象の画像を再構成する再構成ユニット１０に提供される。再構成ユニット１０により再構成された画像は、前記再構成画像を表示する標示ユニット１１に提供されてもよい。制御ユニット９は、好ましくは、放射線源２、検出ユニット６及び再構成ユニット１０を制御するように構成される。
【００３２】
本発明によると、検出ユニット６は、図２Ａに描かれるように、検出器６１と、好ましくは複数のラメラ６３を有する散乱線除去グリッド６２とを有する。前記散乱線除去グリッドは、一般に、一次放射線（一次フラックス）のみが検出器６１の検出器素子６４に入射することを確実にするために散乱放射線を抑制するように設けられる。更に、制御ユニット９は、前記撮像領域の周りの回転中に複数の投影位置において放射線を検出するように前記検出ユニット６を制御し、第１の投影位置において検出器６１に入射する放射線が、残りの投影位置を表す第２の投影位置と比べて大きな程度で前記散乱線除去グリッド６２により減衰されるように、前記第１の投影位置（又はガントリ位置、ガントリ角度又は投影角度）における前記放射線源２及び／又は前記検出ユニット６の少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作するように構成される。
【００３３】
この制御を図示する第１の実施例は、図２に概略的に描かれる。図２Ａは、第２の投影位置における放射線源２の焦点スポット２０の位置を示し、図２Ｂは、第１の投影位置における、この図において２０'により示される前記焦点スポットの位置を示す。図２Ａは、放射線源２の焦点スポット２０から放出され、前記撮像領域を貫通した後に、散乱線除去グリッド６２のラメラ６３ａ、６３ｂのそれぞれの対を通って対応する検出素子６４ａ、６４に至る２つの典型的な放射線ビーム４ａ、４ｂを示す。検出ユニット６に対する前記放射線源の焦点スポット２０の「標準」位置を示す、図２Ａに示されるように、検出器要素６４は、完全に照射され、散乱線除去グリッド６２は、散乱放射線のみを抑制するが、放射線ビーム４ａ、４ｂの前記一次フラックスを減衰しない。
【００３４】
図２Ｂは、２０'により示される焦点スポットが、（比較のために２０により示される）「標準」位置又は設定に対して偏向される他の状況を示す。放射線ビーム４ａ'、４ｂ'は、もはや、６４ａ、６４ｂに直接的に当たらないが、それぞれの検出素子６４ａ、６４ｂを部分的にシャドーイングするラメラ６３ａ、６３ｂに少なくとも部分的に当たり、すなわち、検出器素子６４ａ、６４ｂに最終的に衝突する放射線ビーム４ａ'、４ｂ'の一次フラックスが、図２Ａに描かれた状況と比べて減少される。
【００３５】
アクチュエータ（図示されない）は、この実施例において、（前記放射線源の一部の位置を変更することにより）前記焦点スポットの位置を機械的に変更するために設けられてもよく、又は前記焦点スポットは、電子的にシフトされてもよい（すなわち、前記放射線源の設定が変更されてもよい）。他の実施例において、放射線源２（全体）の位置は、例えば、ガントリ１に対して前記放射線源を移動するモータ７又は別のモータ（図示されない）により、わずかに変更されてもよい。
【００３６】
好ましくは、一実施例において、前記焦点スポットは、撮像領域５内の前記検査対象の位置に依存して前記第１の投影位置においてシフトされる。前記対象の位置は、例えば、前記位置がかなりよく推定されることができる初期スカウトスキャンの使用により事前に得られる。例えば、患者が前記患者台上に完全に真ん中ではないが、前記患者台の左側の近くに位置する場合、前記一次放射線の一部は、前記患者を貫通せずに検出器６１の（図２において）右側において検出器領域６１ａに直接的に当たり、すなわち、大きな放射線フラックスが存在する。したがって、記載されたパイルアップは、この領域６１ａ内の前記検出器素子において起こる可能性が高い。この場合、図２Ｂに示されるように、検出器６１の右側（すなわち特に領域６１ａ）における前記検出器素子に入射する放射線が、検出器６１の左側（すなわち、特に領域６１ｂ）における前記検出器素子に入射する放射線より大きな程度で前記散乱線除去グリッド６２により減衰される。したがって、前記パイルアップ効果は、効果的に減少される又は完全に防止される。
【００３７】
したがって、前記焦点スポットのシフトの量は、一般に、放射線の減衰の領域及び量（すなわち、シャドーイングの領域及び量）を制御するのに使用されることができる。この目的に対し、上述の初期較正測定が、同様に使用されてもよい。
【００３８】
更に、前記焦点スポットが変更される場合、非常に急勾配のエッジを有する頻繁に使用されるボウタイ（bow tie）フィルタは、同様にフラックス変化に対して大きな影響を持つ。前記ボウタイフィルタは、これに関して同様に移動されることができる。
【００３９】
図３は、放射線源２の位置、設定及び／又は向きが、第２の投影位置と比べて第１の投影位置に対して操作されないが、検出ユニット６の位置、設定及び／又は向きが操作される、他の実施例を示す。図３Ａは、図２Ａにおいて既に示された「標準」位置を示し、図３Ｂは、検出ユニット６の操作された位置を示す。矢印７０により示されるように、検出ユニット６全体は、前記標準位置と比べて、図面の面に垂直な軸の周りで傾けられる。これは、検出器６１の検出素子６４が、図３Ａに示された状況と比較してシャドーイングされ、一次フラックスの所望の減少をもたらす効果を持つ。
【００４０】
他の実施例（図示されない）において、検出ユニット６（全体）は、平行移動方向（例えば、水平方向又は図面の面に垂直な軸に沿った方向）において、又は回転方向（すなわち、軸周り又は前記撮像領域の周りの回転）においてシフトされてもよく、前記検出素子をシャドーイングするのと実質的に同じ技術的効果をもたらす。更に他の実施例において、１以上の方向における及び／又は検出ユニット６の位置及び／又は向きの１以上の軸に沿った２以上の操作は、この目的に対して提供されてもよい。
【００４１】
アクチュエータ７１は、この実施例において、検出ユニット６の又は検出器６１のみの位置及び／又は向きを機械的に変更するために設けられてもよい。他の実施例において、検出ユニット６（又は検出器６１）の位置は、例えば、モータ７又は別のモータ（図示されない）により、例えばガントリ１に対して検出ユニット６を移動することにより、わずかに変更されてもよい。
【００４２】
図４は、本発明による他の実施例を示す。この図は、検出ユニットの小部分を示し、散乱線除去グリッド６２のラメラは、入射放射線に対する傾斜を変更するように操作されることができる。図４Ａは、入射放射線４ａ、４ｂが第２の投影位置において検出器素子６４ａ、６４ｂに当たるように、典型的なラメラ６３ａ、６３ｂにより示される前記ラメラの「標準」位置を示す。図４Ｂは、前記第１の投影位置における放射線の検出に対する前記操作された位置を示し、これにより、参照符号６３ａ'、６３ｂ'により示される前記ラメラの傾斜が、ここで放射線ビーム４ａ、４ｂと比べて異なる角度で配置される。これは、再び、前記検出素子に衝突する前記一次フラックスが図４Ａに示された状況と比べて減少されるように、検出素子６４ａ、６４ｂが部分的にシャドーイングされる技術的効果を持つ。
【００４３】
アクチュエータ７２、例えば圧電素子又は小さなモータは、この実施例において、前記ラメラの傾斜を機械的に変更するために設けられうる。
【００４４】
図５は、撮像領域５の周りの第１及び第２の投影位置の分布の一例を概略的に示す。第１の投影位置８０は、「ｘ」により示され、第２の投影位置８１は、「ｏ」により示される。実際の状況において、全ての投影位置の０．１より多く、５０％より少ない、又は１％より多く、２５％より少ないものが、第１の投影位置である。更に、図５に示されるように、第１の投影位置８０は、好ましくは、（例えば、撮像領域５の左及び右側における）所定の第１の角度範囲９０、９１に分布するのに対し、他の第２の角度範囲９２、９２において、第２の投影位置８１のみが配置される。
【００４５】
例えば、前記撮像領域内の前記検査対象のサイズ、位置及び／又は向きに依存して、更に多くの第１及び／又は第２の角度範囲が存在してもよい。この情報は、例えば、初期スカウトスキャン又は他の検出ユニット（例えば対象検出アルゴリズムを使用する撮像ユニット）において得られてもよく、又はユーザ、例えば、前記装置のオペレータ又は看護師により入力されてもよい。この情報は、この場合、第１の投影位置における前記放射線源及び前記検出ユニットの互いに対する位置及び／又は放射線の操作の量の、及び前記第１の投影位置の場所の更に正確な制御を提供するのに使用されてもよい。
【００４６】
例えば、一般に、撮像領域５の周りの各角度位置に対して、これが第１又は第２の投影位置であるかが、決定されてもよく、これが第１の投影位置である場合、所望のシャドーイングを得るために、どの程度、前記放射線源及び前記検出ユニットの互いに対する位置及び／又は向きの操作がなされるべきかが、決定されてもよい。したがって、一般に、各第１の位置に対して、前記放射線源及び前記検出ユニットの互いに対する位置及び／又は向きの異なる操作（又は設定）が、使用されることができる。このような速い変化は、例えば、前記放射線源の焦点スポットが１つの角度位置から次の角度位置に変更されることができる電子集束光学を用いて可能である。より正確でない実施例において、このような制御は、番号ｘの投影位置の後のみに行われてもよく、ｘは、例えば２乃至５００の範囲内であり、又は前記操作は、全ての第１の投影位置に対して同一であってもよい。
【００４７】
第１及び第２の投影位置の数並びにこれらの分布の割合、並びに撮像領域５の周りのこれらの分布は、一例としてのみ理解されるべきであると理解されるべきである。多くの他の実施が可能であり、図５に示される総数は、現実的な例を示さないが、分布の例示目的に対してのみ提供される単純化された例を表す。
【００４８】
図６は、本発明による撮像方法のフローチャートを示す。第１のステップ１０１において、放射線が、放射線源により焦点領域（焦点スポット）から撮像領域を通って放出される。第２のステップ１０２において、放射線が、散乱線除去グリッド及び検出器を有する検出ユニットにより前記撮像領域から検出される。第３のステップ１０３において、前記放射線源及び前記検出ユニットが、放射線放出及び検出の間に前記撮像領域の周りで回転される。第４のステップ１０４において、前記検出ユニットが、前記撮像領域の周りの回転中に複数の投影位置において放射線を検出し、第１の投影位置において前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作するように制御され、前記第１の投影位置における前記検出器に入射する放射線が、残りの投影位置を表す第２の投影位置と比べて大きい程度で前記散乱線除去グリッドにより減衰される。本発明による撮像装置の上で説明された実施例に実質的に対応する前記撮像方法の他の実施例が存在することが、明らかである。
【００４９】
本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び記載されているが、このような図示及び記載は、例示的又は典型的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。
【００５０】
請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"a"又は"an"は、複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載された複数のアイテムの機能を満たしてもよい。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【００５１】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は一部として供給される光記憶媒体又は半導体媒体のような適切な媒体に記憶／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形式で分配されてもよい。
【００５２】
請求項内のいかなる参照符号も、範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【図１】
2016538940.tif 000003
【図２Ａ】
2016538940.tif 000004
【図２Ｂ】
2016538940.tif 000005
【図３Ａ】
2016538940.tif 000006
【図３Ｂ】
2016538940.tif 000007
【図４Ａ】
2016538940.tif 000008
【図４Ｂ】
2016538940.tif 000009
【図５】
2016538940.tif 000010
【図６】
2016538940.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月2日(2016.6.2)
【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】
焦点領域から撮像領域を通る放射線を放出する放射線源と、
散乱線除去グリッド及び検出器を有し、前記撮像領域からの放射線を検出する検出ユニットと、
前記放射線源及び前記検出ユニットが取り付けられ、前記撮像領域の周りの前記放射線源及び前記検出ユニットの回転を可能にするガントリと、
前記撮像領域の周りの回転中に複数の投影位置において放射線を検出するように前記検出ユニットを制御するコントローラと、
を有する撮像装置において、前記コントローラが、第１の投影位置において前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作し、前記第１の投影位置において前記検出器に入射する放射線が、残りの投影位置を表す第２の投影位置と比べて大きな程度で前記散乱線除去グリッドにより減衰される、
撮像装置。
【請求項２】
前記第１の投影位置が、前記撮像領域の周りに分布する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記コントローラが、前記撮像領域の周りの回転中に前記放射線源及び／又は前記検出ユニット及び／又はこれらの少なくとも一部を制御し、第１の投影位置における互いに対する位置及び／又は向きを変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記コントローラが、前記放射線源及び／又はその少なくとも一部を制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置における前記検出ユニットに対する相対的な位置及び／又は向きを変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記コントローラが、前記放射線源を制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置における前記検出器に対する焦点スポットを変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記コントローラが、前記検出ユニット又はその少なくとも一部を制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置における前記検出器に対する焦点スポットを変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記コントローラが、前記散乱線除去グリッドを制御し、前記第２の投影位置と比べて前記第１の投影位置におけるラメラの角度を変更する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記検出ユニットに対する前記放射線源又はその少なくとも一部の相対的な位置及び／又は向きを操作する及び／又は前記放射線に対する前記検出ユニット又はその少なくとも一部の相対的な位置及び／又は向きを操作するアクチュエータを有する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記検出された放射線から画像を再構成する再構成ユニットを有する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記再構成ユニットが、第２の投影位置において検出された放射線から得られたトランケートされた投影のデータ外挿に対して前記第１の投影位置において検出された放射線を使用する、
請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記コントローラが、第１の投影位置における前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作し、前記第１の投影位置が、全ての投影位置の０．１％より多く、５０％より小さい、特に１％より多く、２５％より小さい量である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記コントローラが、前記撮像領域内の前記検査対象の位置に依存して第１の投影位置における前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記第２の投影位置における最高の放射線フラックスを持つ前記検出器の領域に入射する放射線が前記散乱線除去グリッドによりほとんど減衰されるように第１の投影位置における前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
撮像方法において、
放射線源により焦点領域から撮像領域を通る放射線を放出するステップと、
散乱線除去グリッド及び検出器を有する検出ユニットにより前記撮像領域からの放射線を検出するステップと、
放射線放出及び検出の間に前記撮像領域の周りで前記放射線源及び前記検出ユニットを回転するステップと、
前記撮像領域の周りの回転中に複数の投影位置において放射線を検出するように前記検出ユニットを制御し、第１の投影位置において前記放射線源及び／又は前記検出ユニットの少なくとも一部の位置、設定及び／又は向きを操作するステップであって、前記第１の投影位置において前記検出器に入射する放射線が、残りの投影位置を表す第２の投影位置と比べて大きな程度で前記散乱線除去グリッドにより減衰される、ステップと、
を有する、撮像方法。
【請求項１５】
コンピュータ上で実行される場合に、請求項１４に記載の方法のステップを実行するように請求項１に記載の撮像装置を前記コンピュータに制御させるプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2016538940.tif 000012
2016538940.tif 000013