JP2015508011A - トモシンセシス性能を備えた移動型放射線撮影装置／方法 - Google Patents

Abstract

移動型放射線撮影装置は、（例えば、車輪によって）移動可能な搬送フレームおよび前記フレームに取り付けられた調整可能な柱を有する。前記調整可能な柱によって支持されたブーム装置は、Ｘ線源アセンブリを支持し得る。放射線またはＸ線源アセンブリの方法および／または装置の実施形態は、Ｘ線放射を１つまたは複数の異なる線源位置から被検体に向けて方向付ける能力を、移動型放射線撮影カートに提供することが可能であり、前記Ｘ線源アセンブリは、第１のＸ線出力源および所定の空間関係で設置された第２の複数の分散型Ｘ線源を備える。

Description

本発明は、概して医用撮像の分野に関し、特に移動型放射線撮像装置に関する。さらに詳細に、本発明は、付加的なトモシンセシス性能を有する移動型放射線撮影装置に関する。

断層撮影法（Ｘ線コンピュータ断層撮影法またはコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）とも称する）は、コンピュータ処理によって作成された周知の医用デジタル撮像方法である。デジタル画像処理は、単一の回転軸の周囲で撮影された２次元Ｘ線画像の一連／集まりから、対象の内部の３次元画像を生成するために用いられる。ＣＴにおいて、線源／検出器は、そこから画像が再構成されてもよい完全なデータ量を取得している被検体の周りに３６０度完全に回転する。ＣＴシステムにより生成されたデータ量は、本体構造を生成するために操作される。画像は、（例えば、本体の長軸に直交する）軸平面または横断面において生成され得る、または種々の平面または体積３次元表現において再フォーマットされ得る。

トモシンセシスは、デジタル画像キャプチャと、断層撮影法において用いられる線源／検出器運動に関する処理とを組み合わせる。ＣＴとの類似点がいくつかあるものの、それを別の技術と見なす場合もある。上述のように、ＣＴにおいて、線源／検出器は、そこから画像が再構成されてもよい完全なデータセットを取得している被検体の周りに３６０度完全に回転する。デジタルトモシンセシスにおいて、少数の個別のスライス／露出（例えば、１０個）を伴う小さい回転角度（例えば、３０度）が用いられる。この不完全なデータセットは、デジタル的に処理されて、領域の限定的な深さを有する断層撮影法に類似した画像を産出する。画像がデジタル的に処理されるため、異なる深さで異なる厚みを有する一連のスライスが、同じ取得から再構成されることが可能であり、それによって時間および放射線露出が節約される。取得されたトモシンセシスデータが不完全であるため、トモシンセシスはＣＴが提供する狭いスライス幅を提供しない。

本願の１つの態様は、移動型Ｘ線撮影の技術を発展させることである。

本願の別の態様は、少なくとも関連技術における前述および他の欠点を全体または部分的に対処することである。

本願の別の態様は、少なくとも本明細書に記載された利点を全体または部分的に提供することである。

本願の別の態様は、それによって移動型放射線撮影カートが付加的にトモシンセシス性能を含み得る方法および／または装置を提供することである。

本願の別の態様は、それによって移動型放射線撮影カートが、第１のタイプの中央Ｘ線源を用いて対象の少なくとも１つの一般的な放射線投影画像を取得する第１のモードで動作するように、かつ、複数の第２のタイプの分散型Ｘ線源を用いて対象の複数のＸ線トモシンセシス投影画像を取得する第２のモードで動作するように修正され得る方法および／または装置を提供する。

本願の別の態様は、それによって移動型放射線撮影カートが、先述の空間関係で設置された第１の中央Ｘ線高出力源および第２の複数の分散型Ｘ線低出力源を含むＸ線源アセンブリを含み得るようになる方法および／または装置を提供する。

本願の別の態様は、それにより移動型放射線撮影カートが、複数の分散型Ｘ線出力源を含むＸ線源アセンブリであって、分散型Ｘ線出力源の少なくとも１つの中央線源が最大（例えば、標準）Ｘ線出力を有するＸ線源アセンブリを含み得るようになる方法および／または装置を提供する。

１つの実施形態によると、本発明は、移動型放射線撮影装置であって、移動可能搬送フレームと、前記移動可能搬送フレームに連結された調整可能な支持構造と、前記調整可能な支持構造に取り付けられ、Ｘ線放射を１つまたは複数の異なる線源位置から被検体に向けて方向付けるように構成されたＸ線源アセンブリであって、第１のＸ線出力源と、所定の空間関係で設置された第２の複数の分散型Ｘ線源とを含む、Ｘ線源アセンブリと、前記移動型Ｘ線撮影装置において、前記Ｘ線源アセンブリに連結された制御回路であって、トモシンセシス画像を再構成するための投影画像データセットを受信するように構成された、制御回路と、を備える、移動型放射線撮影装置を提供し得る。

１つの実施形態によると、本発明は、可搬型Ｘ線撮影装置を動作させるための方法を提供することが可能であり、前記方法は１つ以上のプロセッサを含み、前記プロセッサは第１のモードで動作するための処理を行い、前記第１のモードで動作することは、第１のタイプの中央Ｘ線源を用いて、対象の少なくとも１つの一般的な放射線投影画像を取得することと、前記少なくとも１つの一般的な放射線投影画像を用いて、前記対象の再構成を生成することとを含み、前記プロセッサは第２のモードで動作するための処理を行い、前記第２のモードで動作することは、所定の空間関係で設置された複数の第２のタイプの分散型Ｘ線源を用いて、対象の複数のＸ線トモシンセシス投影画像を取得することと、前記Ｘ線投影画像を用いて前記対象の３次元再構成を生成することとを含み得る。

これらの目的は例示された例によってのみ提供され、かつ、このような目的は本発明の１つ以上の実施形態の例であってもよい。開示された発明によって固有に達成された他の所望の目的および利点は、当業者により想到され得る、または当業者にとって自明であってもよい。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

本発明の先述および他の目的、特徴、および利点は、付属の図面において図示されるように、以下の本発明の例示の実施形態のより詳細な説明から明白となろう。

図面の要素は、互いに関連して必ずしも縮尺通りではない。

本願の１つの実施形態による第２のディスプレイを有する移動型放射線撮影ユニットの斜視図を示す図である。 移動用に位置付けられた図１の移動型放射線撮影ユニットの斜視図を示す図である。 本願による移動型放射線撮影ユニットのブームアセンブリに取り付けられた第２のディスプレイとしてのディスプレイ／モニタの例示の実施形態を示す図である。 本願による単一のサインオン画面の１つの実施形態を示す図である。 移動型Ｘ線撮像装置の第２のディスプレイの１つの実施形態において実施される例示の機能を示す図である。 移動型Ｘ線撮像装置の第２のディスプレイの１つの実施形態において実施される例示の機能を示す図である。 移動型Ｘ線撮像装置の第２のディスプレイの１つの実施形態において実施される例示の機能を示す図である。 移動型Ｘ線撮像装置の第２のディスプレイの１つの実施形態において実施される例示の機能を示す図である。 本願の実施形態によるトモシンセシス性能を提供し得る移動型放射線撮影ユニットの斜視図を示す図である。 本願による第１および第２の放射Ｘ線源を含み得るＸ線源アセンブリの実施形態を含む例示の移動型放射線撮像システムを示す図である。 本願による第１および第２の放射Ｘ線源を含み得るＸ線源アセンブリの実施形態を含む例示の移動型放射線撮像システムを示す図である。 投影画像を取得して、３次元トモシンセシス画像の再構成を生成するための例示の移動型放射線撮像システムを動作させる例示の方法を示すフローチャートである。

出願人は、可搬型トモシンセシスシステムおよび／または移動型放射線撮影システムにおける分散型Ｘ線源配列を用いる方法および／または同分散型Ｘ線源配列を用いるための方法の必要性を認識した。

移動型放射線撮影システムは、病院内で定期的に用いられている。標準投影放射線撮影と比較して、トモシンセシスは、重なり構造により通常の放射線撮影では不可視の精密な詳細について改善された描写を提供する。このようなトモシンセシスの例示の利点は、集中治療ユニット、救急科、および移動中の患者が、その患者がさらなる損傷を受ける危険により実用的でない、または無分別であるかのどちらかである手術室で用いられ得る移動型トモシンセシスシステムを発展させる運動力を提供する。

以下は、本発明の例示の実施形態の説明であり、図面について参照がなされ、同一の参照番号はいくつかの図のそれぞれにおける構造の同一の要素を特定する。「第１の」「第２の」などの用語は、用いられる場合、いかなる順次的、または優先関係をも意味せず、１つの要素または時間間隔を別のものとより明確に区別するために使用されてもよい。

図１は、本願の実施形態による可搬型放射線検出器またはフラットパネル検出器を用いることが可能な移動型放射線撮影ユニットの斜視図を示す図である。図１の例示の移動型Ｘ線または放射線撮影装置は、デジタル放射線撮影（ＤＲ）および／またはトモシンセシスのために利用され得る。図１に示されるように、移動型放射線撮影装置１００は、取得された画像および関連データなどの関連情報を表示するために、第１のディスプレイ１１０および随意的な第２のディスプレイ１１０’を含む可動搬送フレーム１２０を含み得る。図１に示されるように、第２のディスプレイ１１０’は、３６０度の領域から見ることができ／触ることができるようにＸ線源１４０に旋回可能に取り付けられ得る。

ディスプレイ１１０、１１０’は、取得された画像（複数を含む）の生成、格納、送信、修正、および印刷などの機能を実施し得るまたは制御し得る（例えば、タッチスクリーン）、かつ、取得された画像（複数を含む）の生成、格納、送信、修正、および印刷などの機能の実施を支援するために、一体化したまたは分離した制御パネル（図示せず）を含み得る。

移動のために、移動型放射線撮影装置１００は、１つ以上のカート輪１１５および１つ以上の取っ手１２５を有することが可能であり、典型的に、移動型放射線撮影装置１００をその意図された場所に案内することを助ける腰位置、腕位置、または手位置に設けられる。（例えば、再充電可能な）自己内蔵型バッテリパックは、電源出力付近での動作の必要性を減少させるまたは取り除くことか可能な線源出力を提供し得る。さらに、自己内蔵型のバッテリパックは電動搬送に備え得る。

格納のために、移動型放射線撮影装置１００は、１つ以上のデジタル放射線（ＤＲ）検出器または計算された放射線撮影カセットを保持する／格納するための領域／ホルダを含み得る。領域／ホルダは、少なくとも１つのデジタル放射線撮影（ＤＲ）検出器を保有するように着脱可能に構成された、（例えば、フレーム１２０上に設置された）格納領域１３０であり得る。格納領域１３０は、複数の検出器を保持するように構成され得る、かつ、１つの大きさまたは複数の大きさのＤＲ検出器および／またはそのためのバッテリを保持するようにも構成され得る。

Ｘ線源１４０を支持する支柱１３５はフレーム１２０に取り付けられ、Ｘ線源１４０は、支持部材１３５に載置可能なＸ線管、管先端、または発生装置とも称される。図１に示される実施形態において、支持部材（例えば、柱１３５）は第１部から固定／変動距離だけ外部に延在する第２部を含むことが可能であって、第２部は、第１部に対して、画像を取得するための所望の高さまで垂直に昇降するように構成される。さらに、支柱は可動フレーム１２０に回転可能に装着される。別の実施形態において、管先端またはＸ線源１４０は、支柱１３５に対して回転可能に連結され得る。別の例示の実施形態において、接合部材で屈折する支柱の関節部材は、垂直および水平な位置の範囲においてＸ線源１４０の移動を可能にする。Ｘ線源１４０に関する高さ設定は、脚部および下肢を撮像するための低い高さから、種々の位置における患者の上半身部分を撮像するための肩の高さおよびそれより上の高さまで及ぶことが可能である。

図２に示すように、移動型放射線撮影装置１００の搬送を容易にするために、支持部材１３５およびＸ線源１４０は、フレーム１２０に接近して配置され得る。図２に示すように、第２のディスプレイ１１０’は、移動型放射撮影装置１００の搬送中、（例えば、動作可能な）可視位置に存在し得る。移動型放射線撮影装置１００が用いられるべき場合、支持部材１３５およびＸ線源１４０は、（例えば、オペレータ、ユーザ、またはＸ線技術者による）適切な位置決めのためのフレーム１２０および図１に示されるような可視位置まで移動した第２のディスプレイ１１０’から延在可能である。

図３は、本願による移動型放射線撮影ユニットのブームアセンブリに取り付けられた第２のディスプレイとしてのディスプレイ／モニタの例示の実施形態を示す図である。図３に示されるように、第２のディスプレイ１１０’は、移動型放射線撮影ユニットの支持部材１３５のＸ線源３４０のコリメータ３４５に載置され得る。１つの実施形態において、コリメータ３４５は、コリメータ３４５（例えば、第２のディスプレイ１１０’）が少なくとも９０度、さらに少なくとも１８０度または３６０度で旋回可能となるようにＸ線源３４０に回転可能に取り付けられ得る。図３に示されるように、第２のディスプレイ１１０’は、位置決めを容易にするために、複数のハンドルに連結される。あるいは、第２のディスプレイ１１０’は、移動型放射線撮影ユニットのブームアセンブリのコリメータ３４５の上のＸ線源３４０に（例えば、回転可能に）取り付けられ得る。

図４は、本願によるサインオン画面の１つの実施形態を示す図である。このように移動型Ｘ線撮像装置１００を動作させようとするとき、サインオン画面４１０が、ユーザに命令を与えるために表示され得る。図４に示されるように、単一のサインオン画面４１０が、「ログイン：あなたのバッジをスキャンするか、またはユーザネームおよびパスワードをメインスクリーンで入力してください。」などのサインオンのための指示を提供して、移動型Ｘ線システム１００を起動させることができる。パスキーまたはＩＤバッジの例示の実施形態は、スマートカード、磁気ストライプカード、バーコードデータなどのカードリーダ、またはＲＦＩＤ、ブルートゥース、無線通信デバイス、近接型カード、無線スマートカード、ウィーガンド技術カード、磁気リーダデバイス／カード、光学リーダデバイス／カード、赤外線リーダデバイス／カードなどのアクセス技術と互換性のある近接型リーダ、または指紋、眼球スキャンなどの生体データ、その他を含むことが可能であるがこれらに限定される意図はない。

本願の例示の実施形態によると、第１のディスプレイ１１０および第２のディスプレイ１１０’は、（ｉ）日付、時間、環境条件などの一般情報、（ｉｉ）モデルシリアル番号、動作命令、警告情報などのユニット情報、（ｉｉｉ）患者名、部屋番号、年齢、血液型などの患者データ、（ｉｖ）カート出力／バッテリ指標、検出器状態（例えば、オン／オフ）、無線信号力／接続性、格子並列補助、カート診断法などを含むがこれらに限定されない指標、および／または（ｖ）検査タイプ、露光情報などの撮像／手順情報などの情報を提供可能であるがこれらに限定されるものではない。

本願の実施形態によると、第１のディスプレイ１１０および第２のディスプレイ１１０’は、（ｉ）Ｘ線露光パラメータ、管／発生装置／技術設定を見るおよび／または変更すること、（ｉｉ）患者のために行う図（例えば、体の部分および投射）のリスト、これらの図についての関連情報、行う図を選択する能力、および取得された図のＸ線画像などの画像情報を見るおよび／または変更すること、（ｉｉｉ）患者名、部屋番号、患者ＩＤ、生年月日（例えば、正しい患者を確認するために）などの患者情報を表示するおよび／または変更すること、（ｉｖ）ユーザに検査の選択を行わせ許可するための検査リストなどの患者作業リストを表示するおよび／または変更することなどであるがこれらに限定されない性能／機能を、移動型Ｘ線撮像装置１００に提供することができる（１つの実施形態において、このような患者作業リストは、有線または無線ネットワーク／接続を用いて（例えば、マスター／病院／医師作業リストに同期して）自動的に更新され得る。１つの実施形態において、移動型Ｘ線撮像装置１００は、予定された検査を受信すると（例えば、第２のディスプレイ１１０’上に）新しい検査をハイライト／表示する。）。（ｖ）発生装置／線源現在値を表示して、ｋＶｐ、ｍＡ、ｍＡｓ、Ｔｉｍｅ、ＥＣＦ、焦点、コリメータ、フィルタ、ＡＥＣ、格子などのこれらの値を変更するように制御すること、（ｖｉ）検出器選択を表示し、技術者に異なる検出器を選択／起動させること、（ｖｉｉ）最近取得された画像を表示し、これらの画像−例示的に（例えば、最近）取得されたまたは以前の画像−がフルサイズ、部分的なサイズ、または対応する画像情報とともに表示され得るように編集させること、（ｖｉｉｉ）以前に取得された画像（例えば、患者の関連する以前の画像）を表示して、これらの画像を編集させること、または（ｉｘ）例えば、反対側（例えば、移動型Ｘ線撮像装置１００の正面側）に設置されたビデオカメラを用いて、搬送中に移動型Ｘ線撮像装置１００の正面にある物のビデオを表示することなどを含むがこれらに限定されない性能／機能性を移動型Ｘ線撮像装置１００に提供し得る。１つの実施形態において、移動型Ｘ線システム１００は、（例えば、視聴可能な）警報を伴う衝突防止システム、および（例えば、停止またはコース修正によって）検査室における接触を避けるための自動操作を含み得る。

図５〜８は、移動型Ｘ線撮像装置の第１および／または第２のディスプレイの実施形態で示された例示の限定されない代表的な機能を示す図である。図５に示されるように、作業リストの一例が、第２のディスプレイ１１０’のモニタ上に示される。図６に示されるように、新しい検査／手順情報／その技術者および／または患者に対する要求の一例が、第２のディスプレイ１１０’のモニタ上に示される。図７に示されるように、Ｘ線源制御の一例が、第２のディスプレイ１１０’のモニタ上に示される。図８に示されるように、新たに取得された画像および患者情報の一例が、第２のディスプレイ１１０’のモニタ上に示される。

１つの実施形態において、移動型放射線撮像装置は、第１または第２のディスプレイにおいて、プログラムされた制御論理によって動作／制御され得る。例えば、プログラムされた制御論理は、プロセッサおよびディスプレイ、統合コンピュータシステム、または可搬型コンピュータおよびその上で動作するアプリケーションを含み得る。

図９は、本願の実施形態によるトモシンセシス性能を提供し得る移動型放射線撮影ユニットの斜視図を示す図である。１つの実施形態において、移動型放射線撮影ユニットは、さらにトモシンセシスシステムとして動作し得る。図９に示されるように、移動可能搬送フレーム９２０を含み得る移動型放射線撮影／トモシンセシスシステム９００の実施形態が示される。Ｘ線源アセンブリ９４０を支持する支柱は、移動可能搬送フレーム９２０に取り付けられ得る。図９に示されるように、支柱９３０は、第１部９３０ａから固定／変動距離だけ外部に延在する第２部９３０ｂを含むことが可能であって、第２部９３０ｂは、第１部９３０ａに対して、投影画像を取得するための所望の高さまで移動（例えば、垂直に上昇）するように構成される。システムは、無線で（例えば、または有線、テザリングで）内部に移動可能搬送フレーム９２０を含むシステム制御器９１５に接続されるデジタルＸ線検出器９５０も含む。システム制御器９１５は、（例えば、コンソールまたは制御ディスプレイ１００、１００’を通して機能的に提供される）移動型放射線撮影／トモシンセシスシステム９００の機能性を実施し得るおよび／または制御し得る。システム制御器９１５は、当業者にとって自明であるように、本願の技術によってプログラムされた従来の汎用プロセッサ、デジタルコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＲＩＳＣプロセッサ、信号プロセッサ、ＣＰＵ、算術論理演算ユニット（ＡＬＵ）、ビデオデジタル信号プロセッサ（ＶＤＳＰ）および／または同様のコンピュータを利用する機械のうちの１つ以上を通して提供され得る。

トモシンセシス性能を提供可能な移動型放射線撮影ユニットのある例示の実施形態において、移動可能に取り付けられたＸ線源には、さらに、複数の個々に制御された多数のＸ線源（例えば、分散型Ｘ線源アレイ）が供給され得る。図９は移動型トモシンセシスシステムの１つの実施形態を示し、ここで個々に制御された多数のＸ線源は、分散型（例えば、線形分散型）Ｘ線源を含む。図９に示されるように、Ｘ線源アセンブリは、複数の分散型Ｘ線出力源を含むことが可能であり、ここで分散型Ｘ線出力源の少なくとも１つの中央線源は、最大（例えば、標準）Ｘ線出力を有する。中央線源は、一般的な放射線撮影用に多くの異なる検査のタイプを提供するために、５０ｋＶｐ〜１５０ｋＶｐなどの広範囲のｋＶｐ設定および１０ｍＡ〜４００ｍＡまでなどの高い最大ｍＡ出力を有し得る。分散型線源は、所定の空間関係において配列され得る。分散型線源は、６０ｋＶｐ〜１２０ｋＶｐなどの狭い範囲のｋＶｐ設定および１ｍＡ〜１００ｍＡなどの低い最大ｍＡ出力を意味する低出力Ｘ線源となり得る。このように、図９に示されるように、移動型放射線撮影／トモシンセシスシステム９００は図１に示される移動型放射線撮影システム１００の性能のうち１つ以上を、また好適にはすべてを含み得る。Ｘ線源アセンブリ９４０は、検出器９５０および／または患者Ｐに向けて方向付けられる光線を形成するために、コリメータ（複数を含む）を使用し得る。Ｘ線源アセンブリ９４０はまた、検出器９５０および／または患者Ｐに向けて光線を方向付けさせるモータなどの位置決めも含む。移動可能搬送フレーム９２０は、少なくともＸ線源アセンブリ９４０を制御可能な第１のディスプレイ９１０を含み得る。さらに、システム制御器９１５は、（例えば、第１のディスプレイ９１０を用いたオペレータの行為を介して）Ｘ線源アセンブリ９４０、検出器９５０、および移動可能搬送フレーム９２０の動作を調整し得る。システム制御器９１５は、コリメータ、位置決めデバイスを含んでもよいＸ線源アセンブリの動作および線源からのＸ線の出射による画像取得の誘発を制御し得る。例えば、システム制御器９１５は、ＣＴ撮像手順および／または一般的な放射線撮像手順に関してＸ線出射を制御し得る。システム制御器９１５はまた、画像取得の誘発および取得された画像の制御器への返送を含んでもよい検出器９５０の動作を制御することも可能である。さらに、システム制御器９１５は、搬送フレーム９２０の移動を制御し得る。

図１０は、本願による第１および第２の（例えば、多数の）放射Ｘ線源を含み得るＸ線源アセンブリを含む例示の移動型放射線撮像システムを示す図である。図１０に示されるように、移動型放射線撮像システムのＸ線源アセンブリ１０４０は、第１の放射線撮影Ｘ線源と、コリメータと、（例えば、平行に）個々に調整可能であり、永久的に装着されるか、必要なときに（例えば、脱着可能に）装着されるかのどちらかである分散型線源（例えば、長方形）を含む第２のＸ線源とを含むことが可能である。図１０に示されるように、１つの実施形態において、第１の放射線撮影Ｘ線源は、分散型線源のうちの中央の線源となり得る。あるいは、第１の放射線撮影Ｘ線源は、分散型線源の第２のアレイの中央に位置する。図１０に示されるように、第１の放射線撮影Ｘ線源は、移動型／可搬型Ｘ線源／管であってもよく、また、低出力カーボンナノチューブＸ線源の第２の分散型アレイからの異なるタイプのＸ線源であってもよい。

図１１は、第１および第２の（例えば、多数の）放射Ｘ線源を含み得るＸ線源アセンブリを含む例示の移動型放射線撮像システムを示す図である。１つの実施形態において、移動型放射線撮像システムのＸ線源アセンブリ１１４０は、有向な第１の放射線撮影Ｘ線源と、永久的に装着されるか、必要なときに（例えば、脱着可能に）装着されるかのどちらかであり得る分散型線源（例えば、線形）を含む有向な第２のＸ線源とを含み得る。図１１に示されるように、第１の放射線撮影Ｘ線源は、分散型線源のアレイの中央に位置し得る。１つの実施形態において、第１の放射線撮影Ｘ線源は、分散型線源のうちの中央の線源となり得る。１つの実施形態において、複数の分散型Ｘ線源は支持物に沿って取り付けられ得る。１つの実施形態において、複数の分散型Ｘ線源は、所定の空間関係を有することが可能であって、所定の空間関係とは、１つ以上の線形トラック、２Ｄトラック、曲線、多角形、長方形または３Ｄ経路である。１つの実施形態において、平行分散型線源は、検出器上の対応点から単一の距離を維持するために曲がった支持物上に存在し得る。例示の分散型線源アタッチメントは、使用するための第１位置と、使われないときには格納する（例えば、折り畳まれる）ための第２位置を有し得る。

図１２を参照して、投影画像を取得して、３次元トモシンセシス画像の再構成を生成する例示の方法を示すフローチャートについて説明する。投影画像を取得して３次元トモシンセシス画像の再構成を生成する方法は、図９〜１２に示される移動型放射線撮影装置の実施形態を用いて説明され、図１および図９〜１２に示される移動型Ｘ線システム／カートに適用され得るが、図１２の方法はそれによって限定される意図はない。

図１２に示されるように、検出器およびＸ線源アセンブリは位置決めされ得る（動作ブロック１２１０）。例えば、Ｘ線源はその初期位置に移動可能であり、検出器は、患者Ｐが検出器とＸ線源との間に介在するように位置決めされ得る。

例示の移動型放射線撮影／トモシンセシスシステムの実施形態９００に関して、初期のＸ線源アセンブリの位置は、搬送フレームの場所と支柱によって設定され得る。支柱の第１部９３０ａおよび第２部９３０の高さ、広がり、回転位置決めは、Ｘ線源アセンブリを患者の上の初期の所望の場所に位置付けするために用いられ得る。

その後、一連の投影画像は、異なるＸ線源位置（動作ブロック１２２０）で取得され得る。実施形態９００において、投影画像が取得可能である一方、個々のＸ線源が誘発される。１つの実施形態において、第１の放射線撮影Ｘ線源は、分散型線源のうちの中央の線源として動作し得る。１つの実施形態において、第１の放射線撮影Ｘ線源は、分散型線源のうちの中央の線源となり得る。

その後、取得された投影画像データは、システム制御器の制御および処理成分（動作ブロック１２３０）により、受信され得る（例えば、検出器からシステムへ返送され得る）。投影画像は、さらに処理される前に、（例えば、自動的に、またはオペレータによって）ディスプレイ１１０上に表示され得る、および／または品質チェックを受け得る。投影画像データはまた、未処理、部分的に処理された、または完全に処理された画像またはトモシンセシスのスライスが、（例えば、検出器で一時的に）格納されるおよび／または遠隔地に送られることを許可するために、動作ブロック１２３０において処理されてもよい。

その後、取得された正しい投影画像データを用いて、（例えば、実時間で）トモシンセシス画像の再構成がされ得る（動作ブロック１２４０）。画像再構成は、従来のトモシンセシス撮像に用いられる処理と同様の処理を用いることが可能である。例えば、当業者によって理解されるように、逆投影、フィルタ逆投影または他の既知の再構成技術が用いられてもよい。１つの例示の実施形態において、検出器についての線源の固有の位置は、Ｘ線源アセンブリの位置を知っていることにより決定されることが可能であり、検出器は、オペレータによって設定された値に基づいて、値を調整する格子並列システムを用いるなどにより自動的に決定されるかまたは、それらの間のテザリング接続により決定される。

その後、再構成体積は、ディスプレイ１１０、１１０’の上に表示され得る（動作ブロック１２５０）、および／または、体積を表示する前に品質チェックを受ける。１つの実施形態において、再構成体積は、品質チェックの後に（例えば、その表示の前に）格納され得る。さらに、ディスプレイは、下部の投影画像、またはシステムによって生成された投影画像、またはトモシンセシス再構成自身を見るために用いられ得る。さらに、下部のデータおよび／または再生されたトモシンセシス画像は、遠隔システムに送信され得る。

例示の移動型放射線撮影システムは、可搬型Ｘ線発生装置／カート／管／線源装置および無線デジタル検出器を含み得る。可搬型トモシンセシス性能／システムは、分散型Ｘ線源配列を（例えば、移動型放射線撮影カートに）付加することにより構成され得る。移動型トモシンセシス性能／システムは、広角にわたる患者の骨格の一連の相対的に低いＸ線露光を超高速で捕らえるように構成されている。動作において、分散型Ｘ線源アレイは、Ｘ線源／アセンブリを移動する必要なく、画像のシーケンスを超高速で捕らえられるようにし得る。いったん、その画像シーケンスが捕らえられると、その画像は骨格のスライスデータに再構成されることが可能であり、その後、その場所または遠隔地で、放射線科医またはＩＣＵの医師によって解釈され得る。このように、本願において特定の例示の実施形態は、対象の一般的な放射線投影撮像のための（例えば、少なくとも図１について説明された性能を用いる）第１のモードの動作と、対象のＸ線トモシンセシス撮像のための（例えば、少なくとも図９について説明された性能を用いる）第２のモードの動作とを含む単一の撮像システムを提供する。

特定の例示の実施形態において、トモシンセシス性能を含む移動型放射線撮像システムは、現在はＸ線撮像のためにＩＣＵから外に搬送されているＩＣＵの重篤な患者を支持し得る。例えば、さもなければ、ＣＴ検査を受けるためにＩＣＵの外に搬送されるかもしれないＩＣＵ患者は、ＩＣＵ内でトモシンセシス処置を受診し得る。例えば、複数の浸出により誘導される血液、水などの様々な種類の液体を区別するために、ＣＴ撮像は頻繁にＩＣＵ患者に必要とされており、その結果、補正動作を取ることができるようになる。しかしながら、ＩＣＵの患者をＣＴ検査領域に搬送することは、患者の深刻な病状のために、困難な作業になり得る。さらに、ＩＣＵに関連した胸部の異常の解釈を促進させるために、可視化ソフトウェアが提供され得る。例えば、（スライドデータの再構成の前に）低露光シーケンスを提示することにより、ＩＣＵの医師（局地または遠隔）に肋骨の構造などに「目を配る」ようにさせ得る。

このような理由のため、出願人は、患者が不必要に移動する必要がないように、３次元撮像様相をＩＣＵ部内のベッドサイドで直接、有することが非常に望ましいことを認識した。出願人は、例示のデジタル移動型放射線撮影システムを修正することによる、例えば、結合したＸ線源アセンブリを付加することによる可搬型臨床トモシンセシスを考案した。

トモシンセシスは、Ｘ線源／管焦点位置、Ｘ線命令方向、検出器位置および配向性、および線源から検出器までの距離の正確な測定などの特徴を要求する。しかしながら、トモシンセシスに必要なこれらの特徴は、可搬型または移動型デジタル撮像システムにとって難しいことであり、また、検出器はＸ線源／管に対する任意の機械的なリンクを有してはいない。

出願人はさらに、移動型／可搬型放射線撮像に関する格子並列の発展における進歩が、Ｘ線源／管および可搬型検出器／格子の正しい整列を提供することを認識した。したがって、本願における特定の例示の実施形態は、Ｘ線源／管位置および検出器に関する指向性を、トモシンセシスの適用に十分であり得るミリメータの正確さで検出するように構成されたシステムを提供し得る。本願に開示された実施形態は、係続中の米国特許出願第１３／２８３，６５４号、「Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｘ−ｒａｙ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」における性能に関連付けられ得る、および／またはその性能を組み込むことができ、その開示はその全体において参照により組み込まれる。あるいは、適切な格子並列方法は、位置報告のために、ＲＦ三角測量、光学参照マーカ、超音波などを用いることが可能である。

トモシンセシス性能を含む移動型放射線撮像システムの実施形態の付加的な例示の特徴は、種々の胸膜および気道の異常を区別するためのコンピュータを使ったスライドデータの分析、管またはカテーテル先端が置き間違えられた場合の管およびカテーテル先端の配置の自動検出およびＩＣＵの医師に対する自動通知、および／またはシステムが標準の検査（例えば、可搬型胸部線）を捕らえるために用いられ得るように最大（標準）Ｘ線出力を有するアレイ上の中央Ｘ線源を含み得る。本願における特定の例示の実施形態はさらに、ディスプレイおよび／または操作に、このようなトモシンセシス性能を制御させるために、コンソールまたはシステム制御器に連結されたヒューマンインターフェースデバイスを提供することがさらに可能である。

出願人は、本願に記載されたこのような例示の実施形態が、胸部Ｘ線が頻繁に取得される集中治療室（ＩＣＵ）内にあることが望ましいことに留意した。したがって、１つの実施形態において、移動型放射線撮影／トモシンセシスシステムは、胸部上に焦点を合わせ得る。

図９に示される実施形態の例示の実施は、スパーの空間的な広がりまたは分散型トモシンセシスＸ線源のための支持物を含むことが可能であり、その支持物はナノチューブＸ線源あたりｍＡｓを供給する低出力線源、いくつかの線源、無線デジタル検出器、格子および整列システム、および可搬型Ｘ線源／管を備えた移動型カート／デバイスであり得る。

本願で説明された種々の例示の実施形態は、動作の個々のモードを例示し得る。特定の例示の実施形態において、２つ以上のモードが、単一の移動型放射線撮像システムおよび／またはそれを用いた方法において／それらにより提供され得る。

少なくとも１つの実施形態と一致して、例示のシステム／方法は、電子メモリからアクセスされる画像データ上で行う格納された命令を伴うコンピュータプログラムを用いることが可能である。画像処理技術の当業者によって理解されることができるように、本発明の実施形態のコンピュータプログラムは、パソコンやワークステーションなどの、適切な、汎用コンピュータシステムによって利用されることができる。しかしながら、ネットワークプロセッサ配列を含む多くの他の種類のコンピュータシステムが、本発明のコンピュータプログラムを実行するために用いられることができる。本発明の方法を実施するためのコンピュータプログラムは、コンピュータ可読の記憶媒体の中に格納されてもよい。この媒体は、例えば、ハードドライブまたはリムーバブル装置または磁気テープなどの磁気記憶媒体、光ディスク、光テープ、または機械可読の光学符号化などの光学式記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などの固体電子記憶デバイス、またはコンピュータプログラムを格納するために採用されるあらゆる他の物理デバイスまたは媒体を含んでもよい。本発明の方法を実施するためのコンピュータプログラムはまた、インターネットや他のネットワーク、通信媒体の手段により画像プロセッサに接続されたコンピュータ可読の記憶媒体上に格納されることもできる。当業者は、かかるコンピュータプログラム製品の均等物もまたハードウェアの中に構成され得ることをさらに容易に認識するであろう。

本開示の文脈内で「コンピュータでアクセス可能なメモリ」と均等である、例えば、データベースを含む「メモリ」という用語は、格納および画像データ上で動作するために用いられ、コンピュータシステムにアクセス可能である、あらゆる種類の一時的またはさらに永続的なデータ記憶装置作業空間を指すことができることに留意されたい。メモリは、例えば、磁気または光学式記憶などの長期記憶媒体を用いた不揮発性であることができる。代替的に、メモリは、マイクロプロセッサまたは他の制御論理プロセッサデバイスによって一時的なバッファまたは作業空間として用いられるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの電子回路を用いて、より揮発性のある性質であることができる。表示データは、例えば、表示デバイスに直接関連付けられる一時的記憶バッファに典型的に格納され、および表示されたデータを提供するために必要に応じて定期的に再読み込みされる。この一時的な記憶バッファもまた、この用語が本開示において使用される際、メモリと考えられることができる。メモリはまた、計算および他の処理の中間および最終結果を実行するまたは格納するためのデータ作業空間として用いられることもできる。コンピュータでアクセス可能なメモリは、揮発性、不揮発性、または揮発性と不揮発性のハイブリッドな組み合わせであることができる。

本願のコンピュータプログラム製品は、周知の多様な画像操作アルゴリズムおよび処理を利用してもよいことが理解されよう。本願における例示のコンピュータプログラム製品の実施形態は、実施に有益であるが、本願において特に示されたり説明されたりしないアルゴリズムおよび処理を具体化してもよいことがさらに理解されよう。このようなアルゴリズムおよび処理は、画像処理技術の分野において通常の技術範囲にある従来の効用を含んでもよい。かかるアルゴリズムおよびシステム、および画像の製作および別様の処理のための、または本発明のコンピュータプログラム製品と協調するためのハードウェアおよび／またはソフトウェアの追加的な態様は、本願において具体的に示されたり説明されたりしておらず、当技術分野で周知のアルゴリズム、システム、ハードウェア、コンポーネント、および要素から選択され得る。

例示の機能は図１２の図面により行われシステムプロセッサまたは移動型放射線撮影ユニットは、それらに限定されないが、例えば、当業者にとって自明であるように、本明細書の技術によってプログラムされた従来の汎用プロセッサ、デジタルコンピュータ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＲＩＳＣ（縮小命令セットコンピュータ）プロセッサ、ＣＩＳＣ（複数命令セットコンピュータ）プロセッサ、ＳＩＭＤ（単一命令複数データ）プロセッサ、信号プロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、算術論理演算ユニット（ＡＬＵ）、ＧＰＵ、ビデオデジタル信号プロセッサ（ＶＤＳＰ）および／または同様のコンピュータを利用する機械のうちの１つ以上を用いて実施されてもよい。適切なソフトウェア、ファームウェア、符号化、ルーティン、命令、命令コード、マイクロコード、および／またはプログラムモジュールは、当業者にとっても自明であるように、本開示の教示に基づいて熟練のプログラマによって容易に準備されてもよい。ソフトウェアは概して、機械に実装されたプロセッサのうちの１つ以上により、１つの媒体またはいくつかの媒体から実行される。

本願の説明および例が、人間または他の被検体の放射線医用撮像に第一に向けられる一方、本願の装置および方法の実施形態が、他の放射線撮像装置にも適用され得ることを理解すべきである。これは非破壊試験（ＮＤＴ）などの用途を含んでもよく、撮像された被検体の異なる特徴を強調するために、それに関して、放射線撮影画像が取得され、異なる加工処理を提供されてもよい。

本発明は１つ以上の実施について例示されている一方、代替例および／または修正例は、添付の特許請求の範囲およびその精神から逸脱することなく、示された例についてなされ得る。さらに、本発明の具体的な特徴はいくつかの実施／実施形態のうちの唯一のものについて開示され得る一方、このような特徴は、それが所望されることが可能であり、所与のまたは具体的な機能に関して利点があるため、他の実施／実施形態のうちの１つ以上の他の特徴と結び付けられ得る。「少なくとも１つ」という用語は、掲載された項目のうちの１つ以上が選択され得ることを意味するために用いられている。「およそ」という用語は、示された実施形態に対して処理または構造における不適合が生じない限り、掲載された値がいくらか変更され得ることを示している。最終的に、「例示の」は、説明が理想的であることを暗示するよりはむしろ一例として用いられていることを示す。本発明の他の実施形態は、本願に開示された本発明の明細および実践を考慮することにより、当業者に明白になるであろう。明細書および例は例示のみとして考慮されることが意図されており、本発明の真の範囲および精神は下記の特許請求の範囲によって示されている。

Claims (20)

1. 移動型Ｘ線撮影装置であって、
   移動可能搬送フレームと、
   前記移動可能搬送フレームに連結された調整可能な支持構造と、
   前記調整可能な支持構造に取り付けられ、Ｘ線放射を１つまたは複数の異なる線源位置から被検体に向けて方向付けるように構成されたＸ線源アセンブリであって、第１のＸ線出力源と、所定の空間関係で設置された第２の複数の分散型Ｘ線源とを含む、Ｘ線源アセンブリと、
   前記移動型Ｘ線撮影装置において、前記Ｘ線源アセンブリに連結された制御回路であって、トモシンセシス画像を再構成するための投影画像データセットを受信するように構成された制御回路と、
   を備える移動型Ｘ線撮影装置。
2. 前記複数の分散型Ｘ線源は、約５〜１２０度の第１の角度を形成する、
   請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
3. 前記複数の分散型Ｘ線源は、検出器に対して約５〜３０度の第２の角度を形成する、
   請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
4. 複数の断層撮影投影画像は、９〜２５枚の画像を含むか、または２５〜１００枚の画像を含む、
   請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
5. 前記第１のＸ線出力源は、標準の投影放射線撮影画像を捕らえる、または最大１５０ｋＶｐの露光を提供するために十分なＸ線出力を有する、
   請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
6. 前記複数の分散型Ｘ線源は、トモシンセシス画像または３次元トモシンセシス対象を再構成するために用いられる投影画像データセットを捕らえるために十分なＸ線出力を含む低出力Ｘ線源である、
   請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
7. Ｘ線検出器は、１秒あたり２〜６０枚の間のフレームを１〜２０秒の撮像間隔で、または１秒あたり２〜３０枚の間のフレームを１〜１０秒の撮像間隔で捕らえることにより動作するように構成される、
   請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
8. 前記複数の分散型Ｘ線源は、支持物に沿って取り付けられ、前記所定の空間関係は、１つ以上の線形トラック、２Ｄトラック、曲線、長方形または３Ｄ経路である、
   請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
9. 前記複数の分散型Ｘ線源のうちのそれぞれによって生成されたＸ線光線は調整可能である、
   請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
10. 前記複数の分散型Ｘ線源のうちのそれぞれによって生成されたＸ線光線は、特定のＳＩＤおよび検出器の大きさに固定されている、
    請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
11. 前記トモシンセシス画像は三次元であり、対象に関する初期投影画像は、前記複数の異なる線源位置に関する前記投影画像データセットが取得される前に撮影される、
    請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
12. 取っ手と、
    前記移動可能搬送フレーム、制御回路、および前記Ｘ線源に電力を供給するように構成された可搬型電源と、
    前記制御回路に連結された可搬型ヒューマンインターフェースデバイスであって、前記制御回路は、第１の中央Ｘ線源を用いて取得された対象の少なくとも１つの一般的な放射線投影画像または前記複数の分散型Ｘ線源を用いて取得された投影画像データセットを、一般的な放射線撮影画像またはトモシンセシス画像を計算するための遠隔システムに送信するように構成された可搬型ヒューマンインターフェースデバイスを備え、
    前記移動可能搬送フレームまたは前記調整可能な支持構造は前記複数の異なる線源位置における前記Ｘ線源を位置決めするように構成される、
    請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
13. 前記Ｘ線源アセンブリから放射線を受信するように構成された可搬型デジタル検出器を備え、
    前記検出器は、少なくとも画像データを前記制御回路に送信するための、および／または制御信号を前記制御回路から前記検出器に送信するための前記制御回路に無線で連結されている、
    請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
14. 前記可搬型デジタル検出器は、画像キャプチャ中に、前記検出器で最大ですべての放射線撮影画像データおよびトモシンセシス画像データを格納するように、かつ、画像キャプチャの後に、前記画像データの少なくとも一部を、前記移動型Ｘ線撮影装置に送信するように構成される、
    請求項１３に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
15. 前記Ｘ線源アセンブリから放射線を受信するように構成された可搬型デジタル検出器を備え、
    前記検出器は、少なくとも放射線撮影画像データを前記制御回路に送信するための前記制御回路に無線で連結され、前記検出器は、前記移動型Ｘ線撮影装置にテザリングされて、少なくともトモシンセシス画像データを前記制御回路に送信する、
    請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
16. 前記線源から放射線を受信し、かつ、前記複数の異なる線源位置から放射線を受信している間、静止するように構成された可搬型デジタル検出器アセンブリまたは格子を備え、
    前記Ｘ線源アセンブリおよび前記検出器アセンブリは、前記Ｘ線源アセンブリおよび検出器アセンブリの距離および指向性を互いに検出するように協調的に配置されたセンサおよび／または送信機を含む、
    請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
17. 前記複数の異なる線源位置の撮像形状が決定された後、前記複数の異なる線源位置の前記撮像形状におけるＸ線検出器の位置を決定することを含む、
    請求項１６に記載の移動型Ｘ線撮影装置。
18. １つ以上のプロセッサを含む移動型Ｘ線撮影装置において用いられる方法であって、前記プロセッサは第１のモードで動作し、
    前記第１のモードで動作することは、
    第１のタイプの中央Ｘ線源を用いて、対象の少なくとも１つの一般的な放射線投影画像を取得することと、
    前記少なくとも１つの一般的な放射線投影画像を用いて、前記対象の再構成を生成することと、を含み、
    前記プロセッサは第２のモードで動作し、前記第２のモードで動作することは、
    所定の空間関係で設置された複数の第２のタイプの分散型Ｘ線源を用いて、対象の複数のＸ線トモシンセシス投影画像を取得することと、
    前記Ｘ線投影画像を用いて前記対象の３次元再構成を生成することと、
    を含む方法。
19. 前記第２のモードにおいて、前記第１のタイプの中央Ｘ線源は、前記複数の分散型Ｘ線源のうちの１つとして動作するように構成された、
    請求項１８に記載の方法。
20. 移動型Ｘ線撮影装置であって、
    移動可能搬送フレームと、
    前記移動可能搬送フレームに連結された構造を支持するための調整可能な支持手段と、
    前記調整可能な支持手段に取り付けられた有向放射線を生成するための複数の分散型Ｘ線生成手段であって、所定の空間関係を含み、さらに少なくとも４つの低出力Ｘ線生成手段と少なくとも１つの高出力中央Ｘ線生成手段とを備える複数の分散型Ｘ線生成手段と、
    前記複数の分散型Ｘ線生成手段に連結されて、前記移動型Ｘ線撮影装置を制御するための制御手段であって、トモシンセシス画像を再構成するための投影画像データセットを受信する前記制御手段と、
    を備える移動型Ｘ線撮影装置。