JP2016503721A - トモシンセシス用の方向付けられたｘ線場 - Google Patents

Abstract

トモシンセシスＸ線撮像と一般的な投影放射線撮影Ｘ線撮像との双方が可能な放射線撮像システムおよび／または方法の実施形態は、複数の分配型Ｘ線源を含む単一のＸ線源アセンブリを含むことができ、複数の分配型Ｘ線源のうちの少なくとも１つは、標準的な投影放射線撮影に十分な光線を出力するように構成され、複数の分配型Ｘ線源のうちの少なくとも２つの各々は、トモシンセシスに十分なより低い放射線量で光線を出力するように構成される。一実施形態では、放射線撮像システムおよび／または方法の実施形態は、単一のＸ線源、少なくとも２次元で調節可能であるように構成される第１のコリメータ、および固定された視準を提供するように構成される第２のコリメータを含むことができる。一実施形態では、単一のＸ線源は、単一の放射線シールドまたは単一の真空チャンバを含むことができる。

Description

本発明は、概して医用撮像の分野に関し、具体的には、放射線撮像装置に関する。より具体的には、本発明は、トモシンセシス撮像を含む放射線撮像システムおよび／または方法に関する。

デジタルＸ線トモシンセシスは、典型的には従来の（単一の投影）放射線撮影に使用される大面積デジタル検出器を使用して患者の３次元撮像を可能にする撮像技術である。典型的には２０°〜４０°の制限された角度範囲にわたる限られた数の投影画像が、Ｘ線管、患者、および検出器の様々な配向によって獲得される。これは通常、検出器とＸ線源との双方を移動させることか、または検出器（源）の位置を固定して、Ｘ線源（検出器）を移動させることかのいずれかによって達成される。検出器が固定される用途においては、複数の空間的に分配されたＸ線源が使用されてもよく、または移動可能な源が、様々なパターンもしくは軌道で変位されてもよい。３次元データが、各々が検出器面に平行である患者の解剖学的構造を通る多数のスライスの形式で捕捉された投影から、再構築される。限定された角度のスキャンの結果、深さ解像度は、再構築される物体の面内解像度よりはるかに低くなる。

米国特許出願公開第２００９／３２３８９３号

本出願の態様は、放射線撮影トモシンセシスシステムの技術を前進させることである。

本出願の別の態様は、少なくとも前述の欠点および関連技術における他の欠点に、全体的または部分的に対処することである。

少なくとも本明細書に説明される利点を全体的または部分的に提供することは、本出願の態様である。

本出願の別の態様は、それによって放射線撮像システムおよび／または方法がトモシンセシス撮像を含むことができる、方法および／または装置を提供することである。

本出願の別の態様は、それによって放射線源アセンブリが投影画像を取得して、２次元および３次元のトモシンセシス画像の再構築を発生させることができる、撮像方法および／または装置の実施形態を提供することである。

本出願の別の態様は、それによって単一のＸ線源アセンブリが複数の分配型Ｘ線源を含むことができ、複数の分配型Ｘ線源のうちの少なくとも１つは、標準的な投影放射線撮影のための光線を出力するためのものであり、複数の分配型Ｘ線源のうちの少なくとも２つの各々は、トモシンセシスのための光線を出力する、撮像方法および／または装置の実施形態を提供することである。一実施形態では、単一のＸ線源アセンブリを、単一の真空または放射線シールド内に包囲することができる。

本出願の別の態様は、それによって単一のＸ線源アセンブリが複数の分配型Ｘ線源を含むことができ、トモシンセシスのための分配型Ｘ線源の群は、例えば、異なる焦点距離、ＳＩＤ、または寸法に関して、独立して調節可能である、撮像方法および／または装置の実施形態を提供することである。

本出願の別の態様は、それによって、単一のＸ線源アセンブリが複数の分配型Ｘ線源を含み、両モードに関する独立した視準を伴って第１の投影放射線撮影モードとトモシンセシスモードとの双方で動作することができる、撮像方法および／または装置の実施形態を提供することである。一実施形態では、トモシンセシスモードに関する視準は、複数の光線形状および／または源位置を含む。

本出願の別の態様は、それによって、単一のＸ線源アセンブリが複数の分配型Ｘ線源を含み、分配型Ｘ線源のうちの２つ以上を共有するアノードを伴ってトモシンセシスモードで動作することができる、撮像方法および／または装置の実施形態を提供することである。

一実施形態に従って、本発明は、少なくとも部分的にコンピュータ上で実行され、複数の分配型Ｘ線源を含む単一のＸ線源アセンブリを、標準的な投影放射線撮影のための第１のモードで動作させることと、単一のＸ線源アセンブリを、トモシンセシスのための第２のモードで動作させることと、を含むことができる、デジタル放射線撮影３Ｄ断層画像再構築のための方法を提供することができる。一実施形態では、単一のＸ線源アセンブリを、単一の真空または放射線シールド内に包囲することができる。一実施形態では、方法は、第２のモードで視準を独立して調節することを含むことができる。

１つの実施形態に従って、本発明は、トモシンセシスＸ線撮像と一般的な投影放射線撮影Ｘ線撮像との双方が可能な放射線撮像システムであって、複数の分配型Ｘ線源のうちの少なくとも１つが、標準的な投影放射線撮影に十分な光線を出力するように構成され、また複数の分配型Ｘ線源のうちの少なくとも２つの各々が、トモシンセシスに十分なより低い放射線量で光線を出力するように構成される複数の分配型Ｘ線源を含む単一のＸ線源アセンブリと、Ｘ線発生器と、各Ｘ線源を制御するための制御ユニットとを含むことができる、放射線撮像システムを提供することができる。

一実施形態に従って、本発明は、トモシンセシスＸ線撮像と投影Ｘ線撮像との双方が可能な放射線撮像システムであって、単一のＸ線源と、少なくとも２次元で調節可能なように構成される第１のコリメータと、固定された視準を提供するように構成される第２のコリメータと、を含むことができる、放射線撮像システムを提供することができる。

これらの目的は、単に例証的な例として付与され、かかる目的は、本発明の１つ以上の実施形態の例示的なものであってよい。開示される発明によって本質的に達成される他の望ましい目的および利点は、当業者であれば思いつく場合がある、または明白となる場合がある。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

本発明の前述のおよび他の目的、特徴、および利点は、添付の図面において例証されるように、以下の本発明の例示的な実施形態のより具体的な説明から明白となろう。

図面の要素は、必ずしも互いに対して縮尺の通りではない。

本出願の実施形態による、投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することが可能な放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリの一部分の斜視図を示す図である。 本出願の実施形態による、投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することが可能な放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリの一部分の斜視図を示す図である。 本出願の実施形態による、投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することが可能な放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリの一部分の斜視図を示す図である。 本出願の実施形態による、投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することが可能な放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリの一部分の斜視図を示す図である。 本出願の実施形態による、投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することが可能な放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリの一部分の斜視図を示す図である。 本出願の実施形態による、投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することが可能な放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリの一部分の斜視図を示す図である。 本出願の実施形態による、投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することが可能な放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリの一部分の斜視図を示す図である。 本出願の実施形態による、投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することが可能な放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリの一部分の斜視図を示す図である。 本出願の実施形態による、少なくともトポグラフィック撮像および投影撮像用の複数の光線のための少なくとも２つの視準を実装することが可能な放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリの一部分の斜視図を示す図である。 本出願による、選択可能な視準のための少なくとも２つの選択可能な位置を有する例示的な放射線源アセンブリの実施形態を示す図である。 本出願による、検出器からの異なる高さにおける平面を有する視準された場の例示的な交差を示す図である。図４は、方向付けられたＸ線場の３次元の性質を示す。 本出願の別の実施形態による、各源位置からの例示的な投影Ｘ線のシミュレーションを示す図である。 本出願の実施形態による、トモシンセシス能力を提供することができる例示的な投影Ｘ線からの例示的な再構築のシミュレーションを示す図である。 本出願の実施形態による、組み合わされたトモシンセシスおよび一般的な放射Ｘ線源を包囲する放射線シールドの実施形態を示す図である。

以下は、本発明による例示的な実施形態の説明であり、図面について参照がなされ、その中では、同一の参照番号は複数の図の各々における同一の構造要素を特定する。用語「第１の」「第２の」などは、使用されるとき、必ずしも任意の順次的または優先的な関係を意味しないが、ある要素または時間間隔を別の要素または時間間隔とより明確に区別するために使用される場合がある。

運搬可能な放射線撮影システムは、病院内で日常的に使用されている。標準的な投影放射線撮影と比較して、トモシンセシスは、被覆構造のため通常の放射線写真では見ることのできない細部の改善された描写を提供する。これらの利益は、患者の移動が、患者にさらなる損傷を与える危険性のため不可能であるか、または悪影響を及ぼす集中治療ユニット、救急外来科、および手術室内で利用することができる、運搬可能なトモシンセシスシステムを開発する推進力を提供する。

本出願による例示的なシステムおよび／または方法の実施形態は、トモシンセシス撮像における様々な問題に対処することができる。第一に、実施形態は、１つの放射線撮像システムを使用して、分配型源を有する従来の放射線撮影投影撮像とトモシンセシスとの双方を実施するための例示的なやり方を提供することができる。第二に、実施形態は、より従来的な投影Ｘ線撮像に使用される中央Ｘ線源の視準とは独立した、分配型源のための例示的な選択可能な視準場を提供することができる。第三に、実施形態は、分配型Ｘ線源の焦点がアノードに影響を及ぼすアノードの場所における（例えば、ある地点における）、アノードの加熱を低減するための例示的なやり方を提供することができる。

例示的な実施形態は、Ｘ線源を円などの規定の形状に配置し、１つ以上の視準場の選択を可能にしながら、複数の源または源のうちの全てを同時に視準する移動可能または回転可能なコリメータを提供することによって、様々な問題に対処することができる。例示的な実施形態は、複数の分配型源および／または中央の標準的な放射線撮影投影Ｘ線源のための様々な捕捉形状を提供することができる。特定の例示的な実施形態では、分配型源の配列は、標準的な放射線撮影投影Ｘ線撮像が可能な少なくとも１つのＸ線源を含むことができる。特定の例示的な実施形態は、Ｘ線焦点におけるアノードへの潜在的な損傷を低減するようにさらに移動可能または回転可能とすることができる分配型源のための、共有アノードを提供することができる。

図１Ａ〜１Ｈは、１つの例示的な実施形態による、放射線撮像システムのための放射線源アセンブリの一部分の設計配置の斜視図を示す。図１Ａ〜１Ｈに示される通り、放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリは、本出願の実施形態による投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することができる。図２〜４は、各々少なくとも２つの位置が可能な例示的なコリメータも有する、例示的な環構造を例証する。特定の例示的な実施形態に関して、コリメータは、ある位置において、複数のまたは全ての配置された源（例えば、低出力分配型源またはトモシセシス源）のＸ線場をある領域に視準することができ、また別の位置において、コリメータは、全ての源の場を異なる領域に視準することができる。図２は、選択可能なコリメータの実施形態を示す図である。図３は、選択可能なコリメータ実施形態に関する、定位置に回転された（例えば、３Ｄ形状の視準ユニットの）２つの選択可能な位置を示す図である。図４は、異なる（例えば、検出器からの）高さにおける平面を有する視準された場の交差を示す図である。図４は、方向付けられたＸ線場の３次元の性質を示す。図５は、各源位置からの例示的な投影Ｘ線のシミュレーションを示す図である。図６は、例示的な投影Ｘ線からの例示的な再構築のシミュレーションを示す図である。

図１Ａ〜１Ｈに示される通り、放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリ１００は、本出願の実施形態による投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することができる。放射線源アセンブリ１００は、分配型源１２０ｓのうちの少なくとも１つが標準的な投影放射線撮影に十分な光線を出力することができる、規定の形状を有する分配型源１２０（例えば、ＣＮＴ Ｘ線源）の配列を含むことができる。放射線源アセンブリ１００は、規定の形状を有することができる分配型源１２０の配列のサブセット１２０ｔとすることができる、トモシンセシス撮像源を含むことができる。放射線源アセンブリ１００は、デジタル放射線撮影検出器１４０に衝突するようにＸ線光線を出力することができる。一実施形態では、分配型源１２０ｓのためのコリメータ１１２は、完全に調節可能とすることができる。一実施形態では、分配型源１２０ｔのための１つ以上のコリメータ１２２は、２つ以上の位置の間で選択的に調節可能とすることができる。１つの例示的な実施形態では、放射線源アセンブリ１００は、Ｘ線焦点における共有アノードへの潜在的な損傷を低減するように、円形様式で周囲をさらに回転することができる、分配型源１２０ｔのための共有アノード１３０を含むことができる。

図２は、投影およびトポグラフィック撮像の双方を実施することができ、また少なくとも２つの位置が可能な例示的なコリメータも有する、放射線撮像のシステムおよび／または方法のための放射線源アセンブリに関する例示的な環構造を示す図である。図２に示される通り、放射線源アセンブリ２００は、規定の形状および標準的な投影放射線撮影のための少なくとも１つの源２１０を有する、分配型源２２０（例えば、ＣＮＴ Ｘ線源）の配列を含むことができる。放射線源アセンブリ２００は、規定の形状を有することができる分配型源２２０の配列のサブセット２２０ｔとすることができる、トモシンセシス撮像源を含むことができる。図２に示される通り、１つ以上のコリメータ２２２は、ある位置において、分配型源のサブセット２２０ｔのＸ線場をある領域に視準することができ、また別の位置において、コリメータ２２２は、分配型源のサブセット２２０ｔの場を異なる領域に視準することができる。図２は、選択可能なコリメータ２２２の例示的な実施形態を示す図である。

一実施形態では、配置または分配される低出力電源は、カーボンナノチューブＸ線源の配列とすることができる。一実施形態では、円に配置されるカーボンナノチューブ源によって放射される電子線のうちの複数または全ては、単一の共有アノードに方向付けられる。このアノードの実施形態は、中心に穴を有する円板であることができる。例えば、１つのアノードの実施形態は、電子線が、Ｘ線放射に対して正しい角度でアノードの実施形態に衝突することができるように、傾斜付き縁部を有することができる。さらに、アノードの実施形態（例えば、円板）は回転することができ、これによって電子線が照射する地点が、アノードのより大きい表面積にわたってエネルギーを分配して、損傷（例えば、過熱、溶融）を低減することができる線分をなぞることができる。

図に示される特定の例示的な実施形態はまた、より従来的なコリメータを有する中央Ｘ線源も例証する。この中央Ｘ線源（単数または複数）は、従来のＸ線画像を捕捉するために使用することができる。さらに、中央Ｘ線源はまた、限定された角度のトモシンセシスデータセットを獲得するために（例えば、データに再構築処理を適用することによって）処理することができる複数の投影Ｘ線画像を捕捉するための、分配型源のうちの１つとして使用することもできる。一実施形態では、中央Ｘ線源もまた、加熱を低減するために移動することができるアノード（例えば、別個の追加のアノード）を使用することができる。

本明細書では分配型低出力Ｘ線源例示的な円形配置が示されているが、他の線形もしくは非線形配置またはさらには規定のパターン（例えば、形状、星型、菱形、規則的または不規則的な組み合わせ、反復）を、組み合わされたトモシンセシスおよび投影Ｘ線撮像を提供することができる視準窓の対応する選択可能な配列と共に使用することができる。一実施形態では、複数のユニット配列（例えば、６〜８個のユニット配列）を、個別の直線源として実装することができるが、略円に構成される。

１つの例示的な実施形態では、標準的な放射Ｘ線源（または標準的な放射線能力を有する少なくとも１つの分配型源）を、複数の分配型源を有する単一の放射線シールド内に包囲することができる。例えば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）配列管を、従来の管と共に同一の筐体内内にパッケージ化することができる。１つの構成では、源の組み合わせを包囲する単一の放射線シールドは、追加の複数の低出力分配型源に支障をきたすことなく、標準的な放射Ｘ線源への外部アクセスを提供することができる。図７は、組み合わされたトモシンセシスおよび一般的な放射（例えば、投影Ｘ線撮像）Ｘ線源（例えば、Ｘ線源アセンブリ）を包囲する放射線シールドの実施形態を示す図である。

図７に示される通り、放射線撮像システムおよび／または方法のための放射線源アセンブリ７００は、本出願の実施形態による投影およびトポグラフィック撮像の双方を実装することができる。放射線源アセンブリ１００は、標準的な投影放射線撮影に十分な光線を出力するための一般的な放射または第１のＸ線源７１０を含むことができる。放射線源アセンブリ７００は、規定の形状を有することができる分配型源７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃ、７２０ｄの複数の群とすることができる、トモシンセシス撮像源７２０を含むことができる。図７に示される通り、矩形形状に構成することができる複数の線形に配置された分配型源７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃ、７２０ｄとすることができる。放射線源アセンブリ７００は、デジタル放射線撮影検出器１４０に衝突するようにＸ線光線を出力することができる。一実施形態では、分配型源７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃ、７２０ｄのための１つ以上のコリメータは、２つ以上の位置の間で選択的に調節可能とすることができる。１つの例示的な実施形態では、放射線源アセンブリ７００は、分配型源７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃ、７２０ｄのための共有アノードを含むことができる。さらに、図７に示される実施形態は、トモシンセシス撮像源のための選択可能なコリメータと、一般的な放射撮像源のための（例えば、完全に調節可能な）別個のコリメータとを使用することができる。好ましくは、標準的な放射Ｘ線源７１０を、トモシンセシス撮像源７２０（例えば、分配型源７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃ、７２０ｄの群）を用いて単一の放射線シールド７５０内に包囲することができる。一実施形態では、トモシンセシス撮像源７２０のための放射線シールド７５０の部分に影響を及ぼすことなく、単一の放射線シールド７５０を通って標準的な放射Ｘ線源７１０までのアクセスを提供することができる。一実施形態では、標準的な放射Ｘ線源７１０のための放射線シールド７５０の一部分に影響を及ぼすことなく、単一の放射線シールド７５０を通ってトモシンセシス撮像源７２０（例えば、７２０ａ）までのアクセスを提供することができる。一実施形態では、分配型源７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃ、７２０ｄの群は、独立して調節されるか、または対応する光線成形された放射が衝突する検出器に対して異なる相対的位置を有することができる。

１つの実施形態では、単一の放射線撮影源アセンブリは、１つの源（例えば、一般的な放射線または分配型断層撮影源）に対応する視準された光源の使用を可能にして、単一の放射線撮影源アセンブリの別の源（例えば、分配型断層撮影源または一般的な放射）によって曝露される対象を位置付ける操作者に、可視的な誘導を提供することができる。

一実施形態では、単一の放射線撮影源アセンブリは、一般的な放射源の各々のための第１の発生器と、断層撮像源のための第２の発生器との使用を可能にすることができる。一実施形態では、単一の放射線撮影源アセンブリは、一般的な放射源および断層撮像源の各々のための単一の発生器の使用を可能にすることができる。一実施形態では、単一の放射線撮影源アセンブリは、撮像源のアノードへの単一の共通ケーブルを有する単一の発生器の使用を可能にすることができる。

一実施形態では、単一の放射線撮影源は、トモシンセシスと一般的な放射（例えば、投影）Ｘ線撮像との双方を提供することができる。特定の例示的な実施形態に関して、単一の放射線撮影源は、少なくとも２つのコリメータを備える。例えば、少なくとも２つのコリメータは、完全に調節可能な（例えば、３ＤのＸ線光線を成形する）一般的な放射源のための第１のコリメータと、限定された光線成形能力（例えば、２つの方向、２つの距離、または２つの開口）を使用することができるトモシンセシス撮像のための第２のコリメータとを含むことができる。トモシンセシス撮像源は、直線または規則的順序（例えば、線形または非線形）の低出力電源（例えば、ＣＮＴ Ｘ線源）などの分配型源の配列とすることができる。一実施形態では、第２のコリメータは、少なくとも２つの開口を、光線成形のために配置する（例えば、回転させる、摺動させる）ことができる、トモシンセシス撮像源の周りの管とすることができる。別の実施形態では、第２のコリメータは、光線成形のためにトモシンセシス撮像源に対して（１つ以上の開口を用いて）内または外などに移動することができる、付随ユニットとすることができる。別の実施形態では、第２のコリメータは、トモシンセシス撮像源光線成形のために、複数の位置または場所にて単一の源に取り外し可能に取り付ける（例えば、スナップ止め、ねじ込み、蝶番式またはねじ込み式締結）ことができる、付随ユニットとすることができる。一実施形態では、第１および第２のコリメータは、別個の調節可能なユニットとすることができる。一実施形態では、第１および第２のコリメータは、組み合わされたユニットとすることができる。一実施形態では、第１および第２のコリメータの双方は、単一の放射線シールド内とすることができる。別法として、第１および第２のコリメータのうちの１つは、単一の放射線シールド内とし、他のコリメータは、その外とすることができる。

（ｉ）一般的な放射線（ｇｅｎ ｒａｄ）源および（ｉｉ）特定数の源（例えば、低出力）の分配型配列を含む、２つの異なる種類のＸ線源を、本出願の実施形態による放射線撮像システムのための単一のＸ線源に含むことができる。

源の分配型配列のための１つの例示的な実施形態は、配置を作成するために、辺（例えば、中心部の周りの３〜８の辺の各々）に３〜２０個の分配型源をユニット内に含むことができる（例えば、分配型源のユニット配列）構成とすることができ、その構成を、例示的な撮像システムの機械的筐体（例えば、チューブヘッド）から分離し、ユニット配列によって個別に取り付ける（または単一物として合わせて締結される）ことができる。特定の例示的な実施形態に関して、ユニット配列は、同一平面上になく、撮像事象または検査のための異なるＳＩＤを実装することができる。例えば、ユニット配列は、例えば、異なる深さの２つの辺、異なる平面上の４つの辺のうちの３つなど、選択的に同一平面上とすることができる。さらに、ユニット配列間の（垂直、水平）距離を、同一とすることができ、または異なるようにすることができる（例えば、増加する）。別法として、隣接または対向するユニット配列の対は、等しいＳＩＤを有することができ、または同一平面上とすることができる。かかる配置の変形は、より大きい範囲の対象距離を実装するように固定されたＸ線源配置を可能にすることができる。

分配型源をいくつかのより小さい部品で実装することによって、特定の例示的な実施形態は、分配型源の複数のユニット配列の独立した移動を含むことができる。例えば、１つの例示的な実施形態は、ユニット配列（例えば、４つのアーム）を独立して調節可能に、または別々に移動可能にすることができる構成を含むことができる。したがって、個別のユニット配列または対向するユニット配列は、外側に移動して、面内または面外解像度を改善するようなより広い角度範囲を提供することができる。一実施形態では、少なくとも１つのユニット配列のかかる外側への移動は、ＤＲ検出器におけるユニット配列からのＸ線光線の所望の配置または重なり合いを維持または達成するための、ユニット配列の追加の調節を伴うことができる。例えば、個別のユニット配列は、異なる（例えば、増加または減少した）ＳＩＤのために調節して、検出器上での重なり合い（例えば、焦点合わせ）をもたらすように、独立して回転することができる（例えば、２つの対向する縁部が、増加したＳＩＤのために外向きに回転することができる）。換言すれば、かかる移動は、視準開口を回転させること、または複数の視準開口を切り替えることによる、視準調節を含むことができる。しかしながら、かかる回転は、ＳＩＤの変化にともなう、Ｘ線光線の１つの次元（例えば、Ｘ方向またはＹ方向）における変化を補償することができる。一実施形態では、追加の視準（例えば、第３の視準または光線成形）を、検出器に対してより近い距離（例えば、６インチ〜２フィート）で使用して、例えば、源の分配型配列の視準された光線への外側限界を提供することができる。

特定の例示的な実施形態は、異なる検査またはＳＩＤを実装するように、分配型源の複数のユニット配列の独立した移動を含むことができる。例えば、胸部Ｘ線検査は、頭部Ｘ線検査より長いＳＩＤを使用することができ、したがって、ユニット配列の移動（例えば、空間的な位置づけおよび／または回転）は、各分配型源のための単一の開口（例えば、固定された視準、ピンホール）による多数の距離またはＳＩＤの実装を可能にすることができる。

特定の例示的な実施形態は、可動式Ｘ線撮像カートまたは運搬可能なＸ線撮像システム上での異なる編制を実装するために、分配型源の複数のユニット配列の独立した移動を含むことができる。したがって、複数のユニット配列の独立した移動は、可動式Ｘ線カートのための撮像構成の著しい長さ（例えば、３〜８フィート）を有することができる、ユニット配列の延在された編制を使用することができ、可動式Ｘ線カートは、小さい区域に戸口を通って適合できるように、低減されたサイズまたは３Ｄ設置面積に折り畳むかまたは分解することができる。

一実施形態では、ユニット配列は、ツールを用いずに取り付け、調節、および／または取り外すことができる。一実施形態では、ユニット配列を、２つの位置の間に、取り付けおよび／または回転することができ、第１の位置は、中央Ｘ線光線（例えば、一般的な放射光線）が横断する区域の外側であり、第２の位置は、中央Ｘ線光線が横断する区域を横切るかまたは覆う。かかる構成における第２の位置は、分配型Ｘ線源配列からの光線の角度支出を低減することができる。

一実施形態では、複数のユニット配列（例えば、６〜８個のユニット配列）は、小さい収縮した構成間を移動し、幾度も展開して、中央光線から／中央光線の周囲の多数の方向に延在することができる規定の線形または非線形構成（例えば、源またはユニット配列の多数の直線）を形成するように、実装することができる。

本出願による例示的なシステムおよび／または方法の実施形態を、室内用放射線撮像システムおよび／または運搬可能なトモシンセシスのために使用することができる。運搬可能なトモシンセシス撮像は、患者を放射線学に移送する危険性にさらすことなく、求める情報をベッドサイドにて提供することを可能にする場合がある。例えば、トモシンセシス撮像は、胸部Ｘ線などの標準的な投影Ｘ線撮像では区別不可能な患者の状態を（例えば、患者を移動することなく）診断するために必要な情報を供給することができる。

少なくとも一実施形態と一致して、例示的な方法は、電子メモリからアクセスされる画像データ上で機能する記憶された命令を有するコンピュータプログラムを使用することができる。画像処理技術分野の当業者が理解することができる通り、本出願の実施形態のコンピュータプログラムを、パーソナルコンピュータまたはワークステーションなどの好適な汎用コンピュータシステムによって利用することができる。しかしながら、例えば、ネットワーク化されたプロセッサの配置を含む、他の多くの種類のコンピュータシステムを、本発明のコンピュータプログラムを実行するために使用することができる。本出願による例示的な方法を実施するためのコンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。この媒体は、例えば、ハードドライブもしくは取り外し可能なデバイスもしくは磁気テープなどの磁気ディスクなどの磁気記憶媒体、光ディスク、光テープ、もしくは機械可読光コード化などの光記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、もしくは読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などの固体状態電子記憶デバイス、またはコンピュータプログラムを記憶するために採用される任意の他の物理的デバイスもしくは媒体を含んでもよい。本出願による例示的な方法を実施するためのコンピュータプログラムはまた、インターネットまたは他のネットワークまたは通信媒体によって画像プロセッサに接続されるコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されてもよい。当業者は、かかるコンピュータプログラム製品の等価物もまたハードウェア内に構築されてもよいことを、さらに容易に認識するであろう。

用語「メモリ」は、本開示の文脈において「コンピュータアクセス可能メモリ」と等価であり、画像データを記憶し、かつその上で動作するために使用され、例えばデータベースを含むコンピュータシステムにアクセス可能である、任意の種類の一時的またはより永続的なデータ記憶作業空間を指すことができることに留意すべきである。メモリは、例えば、磁気または光記憶などの長期記憶媒体を使用する、不揮発性とすることができる。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る、より揮発性のある性質とすることができる。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記憶され、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、この用語を本開示において使用するとき、メモリと考えることができる。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または記憶するためのデータ作業空間として用いることもできる。コンピュータアクセス可能メモリは、揮発性タイプ、不揮発性タイプ、または揮発性タイプと不揮発性タイプとのハイブリッドな組み合わせとすることができる。

本出願のコンピュータプログラム製品は、周知の様々な画像操作アルゴリズムおよびプロセスを使用されてもよいことが理解されるであろう。さらに、本明細書における例示的なコンピュータプログラム製品の実施形態は、実装に有用である、本明細書において具体的に示されないかまたは説明されないアルゴリズムおよびプロセスを具現化する場合があることが理解されるであろう。かかるアルゴリズムおよびプロセスは、画像処理技術分野の通常の技術の範囲内の従来のユーティリティを含む場合がある。画像を生成ないしは別の方法で処理する、または本発明のコンピュータプログラム製品と協働するためのかかるアルゴリズムおよびシステム、ならびにハードウェアおよび／またはソフトウェアのさらなる態様は、本明細書には具体的に示されないか、または説明されず、当該技術分野において既知であるアルゴリズム、システム、ハードウェア、構成要素、および要素から選択されてもよい。

本明細書に説明される通り、Ｘ線源は、１つ以上のコリメータを使用して、対象を通り検出器に向かって方向付けられる光線を形成することができる。Ｘ線源はまた、光線を検出器に向かって方向付けることを可能にする、モータなどの位置決めを含んでもよい。放射線撮像システムは、少なくとも１つのディスプレイ／コンソールを含むことができ、Ｘ線源は、それに連結されることができる。システム制御装置または制御ユニットは、Ｘ線源、検出器（例えば、無線または有線）、および追加の放射線撮像システム構成要素の動作を連係させることができる。システム制御装置は、Ｘ線源またはＸ線源アセンブリの動作を制御することができ、それは、コリメータ、デバイスの位置決め、およびＸ線の放射による画像取得のトリガを含んでもよい。システム制御装置はまた、検出器の動作を制御することもでき、それは、画像取得のトリガ、および取得した画像の制御装置への返信を含むことができる。それに加えて、システム制御装置１０１５は、可動式放射線撮像システムのための移動可能な移送フレームの移動を制御することができる。

本明細書に説明されるおよび／または図１〜７の図によって実施される例示的な機能、システムプロセッサまたは放射線撮像システム／ユニットは、例えば、限定するものではないが、本明細書の教示に従ってプログラムされ、関連技術分野（単数または複数）の当業者に明白であろう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、マイクロ制御装置、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、シグナルプロセッサ、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／または類似の計算機のうちの１つ以上を使用して実装されてもよい。適切なソフトウェア、ファームウェア、コーディング、ルーチン、命令、オペコード、マイクロコード、および／またはプログラムモジュールは、本開示の教示に基づいて熟練したプログラマによって容易に準備される場合があり、また関連技術分野（単数または複数）の当業者には明白であろう。ソフトウェアは、概して、機械実装のプロセッサのうちの１つ以上によって媒体または複数の媒体から実行される。

本出願による例示的な実施形態は、本明細書に説明される様々な特徴を（個別に、または組み合わせて）含むことができる。

本明細書および実施例は、主にヒトまたは他の対象の放射線医用撮像に関するが、本出願の装置および方法の実施形態は、他の放射線撮像用途にも適用することができることが留意されるべきである。これには、放射線撮影画像を獲得し、撮像対象の異なる特徴を強調するための異なる加工処理を提供する場合がある非破壊検査（ＮＤＴ）などの用途が挙げられる。

本願と同一譲受人に譲渡された、同時係属中のＭｉｃｈａｅｌ Ｄ．Ｈｅａｔｈらの名で２０１３年１月２３日に出願された「ＤＩＲＥＣＴＥＤ Ｘ−ＲＡＹ ＦＩＥＬＤＳ ＦＯＲ ＴＯＭＯＳＹＮＴＨＥＳＩＳ」と題される米国仮特許出願第６１／７５５，４８８号の優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に完全に組み込まれる。

本発明を１つ以上の実装に関して説明してきたが、変更および／または修正を、添付の特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱することなく、例証される実施例に対して行うことができる。それに加えて、本発明の特定の特徴を、複数の実装／実施形態のうちの１つのみに関して開示することが可能であるが、かかる特徴は、任意の所与のまたは特定の機能に関して望ましく、また有利である可能性があるように、他の実装／実施形態の１つ以上の他の特徴と組み合わせることができる。用語「のうちの少なくとも１つ」は、列挙される項目のうちの１つ以上を選択することができることを意味するために使用される。用語「約」は、列挙される値が、その変更が例証される実施形態に対するプロセスまたは構造の不適合をもたらさない限り、多少変更することが可能であることを示す。最後に、「例示的な」は、説明が理想的であることを示唆するのではなく、むしろ例として使用されることを示す。本発明の他の実施形態は、本明細書の考慮および本明細書に開示される本発明の実践から、当業者に明らかとなろう。本明細書および実施例は、単に例示的なものとみなされ、本発明の真の範囲および精神は、以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。

Claims (15)

1. トモシンセシスＸ線撮像と一般的な投影放射線撮影Ｘ線撮像との双方の能力を有する放射線撮像システムであって、
   複数の分配型Ｘ線源を備える単一のＸ線源アセンブリであって、前記複数の分配型Ｘ線源のうちの少なくとも１つは、標準的な投影放射線撮影に十分な光線を出力するように構成され、前記複数の分配型Ｘ線源のうちの少なくとも２つの各々は、トモシンセシスに十分なより低い放射線量で光線を出力するように構成される、単一のＸ線源アセンブリと、
   Ｘ線発生器と、
   各Ｘ線源を制御するための制御ユニットと、を備える、放射線撮像システム。
2. 各前記トモシンセシスのためのＸ線源は、トモシンセシスのための全ての前記源からの前記Ｘ線が、規定の距離にて、またはＸ線検出器にて重なり合うように焦点合わせが行われるように、そのそれぞれのコリメータに取り付けられ、前記一般的な放射線撮影のためのＸ線源は、異なる放射場サイズに関して少なくとも２次元で調節可能であるように構成されるコリメータに取り付けられる、請求項１に記載の放射線撮像システム。
3. トモシンセシスのための全ての前記Ｘ線源は、トモシンセシスのための全ての前記源からの前記Ｘ線が、規定の距離にて、またはＸ線検出器にて重なり合うように焦点合わせが行われるように、単一のコリメータに取り付けられ、各前記単一のコリメータは、各前記トモシンセシスのためのＸ線源からの個々の放射場が、異なる源から検出器までの距離および放射場サイズに適応するために再度焦点合わせが行われるように、協働的に調節可能である、請求項１に記載の放射線撮像システム。
4. 前記分配型Ｘ線源が、同一の真空チャンバ内に収納されるか、または前記分配型Ｘ線源が、同一の放射線シールド内に収納される、請求項１に記載の放射線撮像システム。
5. 移動可能な移送フレームと、
   前記移動可能な移送フレームに連結される調節可能な支持構造と、を備え、
   前記単一のＸ線源アセンブリが、Ｘ線放射を複数の異なる源位置から対象に向かって方向付けるように構成される前記調節可能な支持構造に装着される、請求項１に記載の放射線撮像システム。
6. 前記トモシンセシスのためのＸ線源の各々が、独立して視準および位置付けられるように構成される複数の群に分けられ、前記複数の群の各々が、第１の位置と第２の位置との間を相互に移動するように構成される、請求項１に記載の放射線撮像システム。
7. トモシンセシスＸ線撮像と投影Ｘ線撮像との双方の能力を有する放射線撮像システムであって、
   単一のＸ線源と、
   少なくとも２次元で調節可能であるように構成される第１のコリメータと、
   提供される固定された視準に対して構成される第２のコリメータと、を含む、放射線撮像システム。
8. 前記単一のＸ線源が、複数の分配型Ｘ線源を備え、前記複数の分配型Ｘ線源のうちの少なくとも１つが、標準的な投影放射線撮影に十分な光線を出力するように構成される、請求項７に記載の放射線撮像システム。
9. 前記単一のＸ線源が、単一の放射線シールドまたは単一の真空チャンバを備える、請求項７に記載の放射線撮像システム。
10. 前記単一のＸ線源が、Ｘ線管用の第１の発生器と、複数の分配型低出力Ｘ線源用の第２の発生器と、を備える、請求項７に記載の放射線撮像システム。
11. 前記単一のＸ線源が、
    低出力分配型源の規則配列であって、前記第２のコリメータが、第１および第２の位置の間を摺動または回転して、前記低出力分配型源の規則配列に異なる焦点距離または寸法を提供する、低出力分配型源の規則配列と、
    投影放射線撮影源であって、前記第１のコリメータが、回転可能ユニットを備える、投影放射線撮影源と、を備える、請求項７に記載の放射線撮像システム。
12. 前記単一のＸ線源が、
    低出力分配型源の規則配列であって、前記第２のコリメータが、第１および第２の位置の間を移動する少なくとも４つのユニットを備えて、前記低出力分配型源の規則配列のうちの少なくとも２つに異なる焦点距離または寸法を提供する、低出力分配型源の規則配列を備える、請求項７に記載の放射線撮像システム。
13. 前記単一のＸ線源が、低出力分配型源の規則配列を備え、前記分配型源の全てが、少なくとも２つの分配型源に共通のアノードを使用する、請求項７に記載の放射線撮像システム。
14. 前記単一のＸ線源は、少なくとも２つの低出力分配型源の規則配列を備え、前記少なくとも２つの低出力分配型源の規則配列の各々が、共通のアノードを使用する、請求項７に記載の放射線撮像システム。
15. 移動可能な移送フレームと、
    前記可動移送フレームに連結される調節可能な支持構造と、
    可動式Ｘ線放射線撮影装置においてＸ線源アセンブリに連結される制御回路であって、トモシンセシス画像の再構築のために、複数の異なる源位置に関する投影画像データセットを受信するように構成される、制御回路と、を備え、
    前記単一のＸ線源が、Ｘ線放射を前記複数の異なる源位置から対象に向かって方向付けるように構成される前記調節可能な支持構造に装着される、請求項７に記載の放射線撮像システム。