JP2001231778A - 最適化胸部撮影のための非対称コリメータ - Google Patents

最適化胸部撮影のための非対称コリメータ

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JP2001231778A
JP2001231778A JP2000327893A JP2000327893A JP2001231778A JP 2001231778 A JP2001231778 A JP 2001231778A JP 2000327893 A JP2000327893 A JP 2000327893A JP 2000327893 A JP2000327893 A JP 2000327893A JP 2001231778 A JP2001231778 A JP 2001231778A
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Thomas M Leeds
トーマス・エム・リーズ
Michael John Pajerski
マイケル・ジョン・パジェルスキー
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General Electric Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 X線イメージング・システム用のコリメータ
装置を提供する。 【解決手段】 本装置は、ビームの経路に沿って配置さ
れ、垂直方向に調整可能であると共にビームを対称にコ
リメートするように動作可能である第1のコリメータ
(12)と、第1のコリメータ(12)と検出器(1
4)との間に配置され、検出器に到達する対称にコリメ
ートされたビーム(30)の最上位置のX線を予め定め
た上側境界(26a)に制限する第2のコリメート用デ
バイス(24)とを有する。この第2のデバイスは、検
出器上の有効イメージング領域(14a)の上側辺縁を
定める役目を果たすと同時に、検出器に到達する対称に
コリメートされたビーム(30)の最下位置のX線(3
0b)が、有効イメージング領域の下側辺縁を規定し、
且つ第1のコリメータ(12)の選択的調整によって決
められた下側境界を構成するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】「Revolution XQ/i」と
して市場において知られているゼネラル・エレクトリッ
ク・カンパニイ社の製品など、現在使用されている多く
のX線イメージング・システムでは、撮影域、すなわち
有効イメージング領域(AIA; Active Imaging Are
a)が対称に調整できるように調整可能なコリメータ・
ブレードが配置されている。本明細書で使用する場合、
有効イメージング領域(AIA)とは、X線管により投
射された入射X線を受け取るためにX線イメージング・
システムのX線管から指定された距離に位置する矩形領
域のことをいう。AIAの寸法は一般に、患者などを透
過した投影の後にX線を受け取るように配置されたX線
フィルムやディジタル式半導体X線検出器などのX線イ
メージング用媒体の検出領域の寸法に一致するように調
整可能である。別法として、AIAは媒体の検出領域の
一部分のみに一致するように調整することができる。
【0002】対称に調整可能なコリメータでは、離隔さ
せた2対のコリメータ・ブレードをX線管上に装着す
る。これらブレードのうちの1対はAIAの垂直方向の
寸法(すなわち長さ)を調整するためのものであり、別
の1対はAIAの水平方向の寸法(すなわち幅)を調整
するためのものである。したがって、コリメータ上に装
着された小さいホイールまたはダイヤルを回転させるこ
とにより、垂直方向の寸法に関連する2つのコリメータ
・ブレードを滑らかに調整して、その寸法を選択的に増
加または減少させることができる。X線管及び検出器が
互いに対して手動で位置決めされないと仮定すると、コ
リメータ・ブレードのあらゆる設定に対して焦点の中心
線とAIAの最上部の辺縁との間の距離、すなわち間隔
が焦点の中心線と最下部の辺縁との間の間隔に等しくな
るという意味において、このコリメータ調整は対称的で
ある。焦点の中心線は、投射されたX線ビームの軸と一
致する。
【0003】AIAの水平方向の調整に関しても同様
に、その調整に関連するコリメータ・ブレードの対に対
するあらゆる設定について焦点中心線とAIAの右側及
び左側辺縁のそれぞれとの間の間隔が等しくなるという
意味において、対称的となる。
【0004】上記のように、対称に調整可能なコリメー
トはX線システムにおいて極めて有益であることが分か
っている。こうした配置によりX線技師などのユーザは
患者をX線検出器の前方に位置決めし、次いでX線ビー
ムの寸法を特定の患者及び検出器に対する要求に従って
迅速に調整することができる。対称的なコリメートは、
ディジタル式半導体X線検出器に関して、また自動追跡
X線管を利用してユーザの生産性を向上させているシス
テムに関して特に有用であると考えられる。自動追跡X
線管の特徴を有するシステムでは、検出器が移動する
と、X線管が自動により対応した移動を起こし、X線管
と検出器の間の事前に指定した関係が維持される。上記
の製品「Revolution XQ/i」などのX線
システムでは、そのX線管スタンドはモータ駆動で移動
させることができ、検出器上の画像中心を自動的に追跡
する。この特徴のために、ユーザは検出器を患者に対し
て手動で位置決めするだけでよく、X線管は自動的に位
置決めされるので、撮影のためにX線システムを設定す
る際の生産性が大いに向上する。一方、患者のあご先を
検出器の最上部の近傍に位置決めし、そのX線照射を胸
部領域及び上腹部に限定するような胸部撮影に対する関
心が増大しつつある。現在のところ、こうした撮影で
は、腹部領域に対して鉛シールドや鉛エプロンを使用す
る必要があり、またX線管及びコリメータを手動により
位置決めする必要がある。対称的なコリメートをさせる
X線システムは胸部撮影に対して適応可能であるが、こ
うした適応は画質やユーザの生産性に悪影響を与えるこ
とがあり、また自動追跡X線管を十分に活用することが
できない。胸部撮影では、AIAの上側部分を狭めるこ
となく、AIAの最下部、すなわち下側部分を狭められ
ることが望ましい。
【0005】
【発明の概要】本発明は、全般的には、X線ビームを投
射するように配置されたX線管と、有効イメージング領
域内のX線ビームを受け取るためにX線管から離隔させ
た検出器とを備えるX線イメージング・システム用のコ
リメータ装置を目的としたものである。本発明による装
置は、ビームの経路に沿って配置された第1のコリメー
タを備えており、この第1のコリメータは垂直方向に調
整可能であると共にビームを対称にコリメートするよう
に動作可能である。この装置はさらに、第1のコリメー
タと検出器の間に配置された第2のコリメート用デバイ
スを備えている。第2のコリメート用デバイスは、検出
器に到達する対称にコリメートされたビームの最上位置
のX線を予め定めた上側境界に制限し、検出器上のAI
Aの上側辺縁を規定するように動作可能である。同時
に、第2のコリメート用デバイスは、検出器に到達する
対称にコリメートされたビームのAIAの下側辺縁を規
定している最下位置のX線が、第1のコリメータの選択
的調整によって決められた下側境界を有することを許容
する。したがって、検出器上のAIAの上側辺縁は固定
され、一方下側辺縁は調整可能な第1のコリメータによ
って上下させることができる。
【0006】本発明の好ましい実施形態の1つでは、第
2のコリメート用デバイスは、対称にコリメートされた
ビームの上側部分の経路内に位置するように固定可能に
配置されたコリメータ・ブレードを備え、上側部分のX
線を検出器に到達させないようにしている。第1のコリ
メータは垂直方向に調整可能な上側及び下側コリメータ
・ブレードを備えており、これらのブレードの間でビー
ムを通過させるようにそれぞれ配置されている。これら
の調整可能なコリメータ・ブレードは、互いに近づく方
向または離れる方向に移動させて、コリメートされたビ
ームを垂直方向で対称に保ちながら垂直面でのビームの
幅を変更している。調整可能なコリメータ・ブレードは
ハウジング内に配置し、固定式のコリメータ・ブレード
はこのハウジングに固定可能に連結することが好まし
い。
【0007】
【発明の好適な実施の形態】本発明によれば、上記のよ
うな対称的なコリメートをさせるX線システムを胸部撮
影向けに容易に改良することができ、この際、この改良
がシステムのアーキテクチャ全体に及ぼす影響を最小限
にでき、そのシステムによる肝心な恩恵や利点を損なう
ことはない。こうした改良は、先ず図1を参照すること
により容易に理解される。図1では、X線管10が、こ
れに隣接するコリメータ12を通過させてX線ビームを
投射するように配置されていることを示している。投射
されたビームは、有効イメージング領域内、すなわちA
IA内で、ディジタル式半導体X線検出器14の検出器
面14a上に入射する。コリメータ12は内部コリメー
タ・ブレード16及び18を備えており、これらのブレ
ードは互いに近づく方向または離れる方向に移動させ
て、AIAの垂直方向の寸法をそれぞれ減少または増加
させている。図1では、コリメータ・ブレード16及び
18が、検出器14のそれぞれ上側及び下側辺縁の方向
に向かう上側X線20a及び下側X線20bを境界とす
るX線ビーム20を提供するように調整されていること
を示している。したがって、図1のコリメータ12によ
り全撮影域が提供される、すなわち、ビーム20の垂直
方向寸法と検出器14の検出器面14aの垂直方向寸法
はこれらの交点で一致している。図1では、内部コリメ
ータ・ブレード16及び18のあらゆる調整に対して、
ブレード間に投射されたX線ビームがビームの焦点中心
線22の周りに対称になるという意味で、内部コリメー
タ・ブレード16及び18により対称的なコリメートが
提供されている。
【0008】図2を参照すると、図1に示す配置を、コ
リメータ12に固定式のコリメータ・ブレード24を連
結させることにより本発明に従った改良をした配置で示
している。より具体的には、コリメータ・ブレード24
は、コリメータ12から出た投射されたX線ビームの上
側部分の経路内に位置するように、コリメータ12に固
定可能に連結されている。したがって、ビーム20の上
側X線20aはコリメータ・ブレード24により阻止さ
れる。図2により示すように、コリメータ12が投射す
ることができる任意のビームでは、その最上位置部分は
X線26aが境界となる。
【0009】図4に関連させて以下で記載するが、検出
器14はX線管10及びコリメータ12に対して垂直方
向に調整可能である。したがって、図2ではさらに、投
射されたビームのX線26aが検出器14の上側辺縁と
交わるように垂直方向に調整されている検出器14を表
している。検出器面14a上で全撮影域を提供し、画像
の収集に検出器面の全面積を使用できるようにするに
は、コリメータ・ブレード16及び18を、図1で示す
ブレード位置と比較して互いに離れる方向に選択的に移
動させて、X線ビーム28を得る。ビーム28は、ビー
ム20と比べてより幅広であり、検出器14の下側辺縁
と交差する下側X線28bを有する。しかし、ビーム2
8の上側X線28aは固定式のコリメータ・ブレード2
4により阻止される。
【0010】図3を参照すると、上側X線30a及び下
側X線30bを有するX線ビーム30を投射するよう
に、図2に示すブレード位置と比較して互いに近づく方
向に移動させたコリメータ・ブレード16及び18を示
している。上側X線30aは固定式のコリメータ・ブレ
ード24により阻止され、またX線26aは検出器14
の上側辺縁と交差したままである。一方、X線30b
は、検出器面14aの下側辺縁から上方に距離xclose
の位置で検出器面14aと交差している。したがって、
検出器14の下側領域14bはX線ビーム30を受け取
っていない。さらに、下側領域14bの寸法x
close は、コリメータ・ブレード16及び18の調整に
より、検出器の残りの部分が引き続きX線放射を受け取
るようにしながら、以下に記載する限界まで容易に変更
することができる。したがって、図2及び3に示すコリ
メータ配置は、コリメータを通過するように投射された
X線ビームを非対称にコリメートするように動作可能で
ある。
【0011】こうした配置は、上述したように胸部撮影
に容易に利用することができる。患者は、検出器14の
直ぐ前方で、そのあご先を検出器の最上部の近傍に位置
させるように位置決めされる。次いで、コリメータ・ブ
レード16及び18を調整し検出器14の下側領域14
bと、X線照射から除外すべき患者の腹部領域とが一致
関係となるようにする。したがって、図2及び3の配置
により、非対称コリメートを要するような用途において
も対称性のX線コリメータ12を使用することができ、
同時に画質も維持される。さらに、上記した種類の面倒
なシールドやエプロンを使用することなく、患者が受け
る実効放射線量を減少させることができる。その上、上
記の「Revolution XQ/i」などの製品で
は、顧客の全体的な生産性を目的として設計された自動
追跡X線管を利用して、ユーザは従来通りの方式で患者
を位置決めすることができる。
【0012】コリメータ12はさらに、AIAの水平方
向の寸法を調整するために使用する1対の内部コリメー
タ・ブレード(図示せず)を備えている。これらのコリ
メータ・ブレードも利用可能ではあるが、一般に本発明
の本実施形態に関連しては使用していない。
【0013】図4を参照すると、支柱32に沿った垂直
方向の選択された位置に装着されているX線管10及び
コリメータ12を示している。検出器14も、同様に支
柱34に沿った垂直位置に装着されているように示して
ある。さらに、コリメータ12は図2に関連して上述し
たように調整され、図4のX線システムを全撮影域動作
向けの設定としている。すなわち、AIAは検出器14
の全検出器面14aと一致している。この様子を図5で
図示している。図5にも検出器14の直ぐ上方にある領
域24aを示している。領域24aはX線管10により
投射されたX線が固定ブレード24の作用により阻止さ
れる領域を意味している。さらに図4を参照すると、検
出器14の中心線36が固定式のコリメータ・ブレード
24の働きによりX線管10の焦点中心線22から量x
offsetだけ偏位していることを示している。
【0014】図6を参照すると、図3に関連して上述し
たように調整されているコリメータ12を示している。
したがって、検出器14上のAIAは、上述すると共に
図7に示すように、長さがxclose の下側領域14bの
分だけ狭くなる。コリメータ・ブレード16及び18を
互いに近づけるように移動させると、検出器14上のX
線撮影域は検出器の最下部が上昇して、xclose =2x
offsetの位置になるまで狭められる。この点を過ぎる
と、その撮影域は検出器14の最上部及び最下部が同じ
割合で互いに狭まり、最終的にコリメータ・ブレード1
6及び18が焦点中心線22の位置で閉じ合わされるま
で収斂する。
【0015】上記の教示に照らして、本発明に対して他
の多くの修正形態や変形形態が可能であることは明白で
ある。したがって、本発明は、開示した概念の範囲にお
いて具体的に記載してきたものとは別の形態により実行
することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】対称性のコリメータを備えるX線イメージング
・システムの概略図である。
【図2】図1に示すイメージング・システムに対する1
つの改良を含む本発明の実施の一形態の概略図である。
【図3】図1に示すイメージング・システムに対する1
つの改良を含む本発明の実施の一形態の概略図である。
【図4】図2の配置をより詳細に示した図である。
【図5】図4の線5−5に沿って切り取って見た図であ
る。
【図6】図3の配置をより詳細に示した図である。
【図7】図6の線7−7に沿って切り取って見た図であ
る。
【符号の説明】
10 X線管 12 コリメータ 14 検出器 14a 検出器面 14b 検出器の下側領域 16 内部コリメータ・ブレード 18 内部コリメータ・ブレード 20 X線ビーム 20a 上側X線 20b 下側X線 22 焦点中心線 24 固定式コリメータ・ブレード 24a 検出器の直ぐ上方にある領域 26a 予め定めた上側境界 28 X線ビーム 28a 上側X線 28b 下側X線 30 X線ビーム 30a 上側X線 30b 下側X線 32 支柱 34 支柱 36 検出器の中心線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・ジョン・パジェルスキー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ワー ケシャー、ウエスターン・アベニュー、 912番

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線ビーム(30)を投射するように配
    置されたX線管(10)と、前記X線ビーム(30)を
    有効イメージング領域(14a)の範囲内で受け取るた
    めに前記X線管(10)から離隔させた検出器(14)
    とを備えるX線イメージング・システムにおけるコリメ
    ータ装置であって、 前記ビームの経路に沿って配置されると共に、垂直方向
    に調整可能であり、かつ前記ビームを対称にコリメート
    するように動作可能である第1のコリメータ(12)
    と、 前記第1のコリメータ(12)と前記検出器(14)の
    間に配置される第2のコリメート用デバイス(24)で
    あって、前記検出器(14)に到達する前記対称にコリ
    メートされたビーム(30)の最下位置のX線が前記第
    1のコリメータ(12)の選択的調整により決定される
    下側境界(30b)を有するようにさせながら、前記検
    出器(14)に到達する前記対称にコリメートされたビ
    ーム(30)の最上位置のX線を予め定めた上側境界
    (26a)に制限するように動作可能である第2のコリ
    メート用デバイス(24)と、を備えているコリメータ
    装置。
  2. 【請求項2】 前記第2のコリメート用デバイスが、前
    記対称にコリメートされたビーム(30)の上側部分の
    経路内に位置するように固定可能に配置され、これによ
    り前記上側部分のX線が前記検出器(14)に到達する
    ことを防止するコリメータ・ブレード(24)を備えて
    いる請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記第1のコリメータ(12)が、垂直
    方向に調整可能な上側及び下側コリメータ・ブレード
    (16、18)のそれぞれを、この両者の間に前記ビー
    ム(30)を通過させるように配置して備える請求項2
    に記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記第1のコリメータ(12)の前記コ
    リメータ・ブレード(16、18)が、前記コリメート
    されたビーム(30)を垂直方向で対称に保ちながら垂
    直面での前記コリメートされたビーム(30)の幅を変
    更できるように調整可能である請求項3に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記調整可能なコリメータ・ブレード
    (16、18)がハウジング内に配置されており、前記
    固定したコリメータ・ブレード(24)が前記ハウジン
    グに固定可能に連結されている請求項4に記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記検出器(14)に到達する前記X線
    の前記上側及び下側境界(26a、28b)に関連して
    前記検出器(14)を選択的に位置決めするために、前
    記X線管(10)及び前記検出器(14)がこれらの間
    で垂直方向の移動が可能なようにしてそれぞれ装着され
    ており、前記上側及び下側境界により前記有効イメージ
    ング領域(14a)の上側及び下側辺縁のそれぞれが構
    成されている、請求項3に記載の装置。
  7. 【請求項7】 中心線(22)を有するX線ビーム(3
    0)を投射するように配置されたX線管(10)と、 前記X線ビーム(30)を有効イメージング領域(14
    a)の範囲内で受け取るために前記X線管(10)から
    離隔させた検出器(14)と、 垂直面で前記中心線(22)を基準にして対称となるよ
    うに前記ビーム(30)をコリメートするために、前記
    ビーム(30)の経路に沿って配置されている第1のコ
    リメータ手段(12)と、 前記検出器に到達する前記対称にコリメートされたビー
    ムの最上位置のX線を、前記有効イメージング領域(1
    4a)の上側辺縁を規定している予め定めた上側境界
    (26a)に制限するために、前記第1のコリメータ手
    段(12)と前記検出器(14)の間に配置されている
    第2のコリメータ手段(24)であって、前記検出器に
    到達する前記対称にコリメートされたビーム(30)の
    最下位置のX線(30b)が前記有効イメージング領域
    (14a)の下側辺縁の規定するようにしている、第2
    のコリメータ手段(24)と、を備えているX線イメー
    ジング・システム。
  8. 【請求項8】 前記第1のコリメータ手段(12)が、
    前記コリメートされたビーム(30)を垂直方向で対称
    に保ちながら垂直面での前記コリメートされたビーム
    (30)の幅を変更できるように調整可能である1対の
    コリメータ・ブレード(16、18)を備えている請求
    項7に記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記第2のコリメータ手段が、前記対称
    にコリメートされたビーム(30)の上側部分の経路内
    に位置するように固定可能に配置され、これにより前記
    上側部分のX線が前記検出器(14)に到達することを
    防止するコリメータ・ブレード(24)を備えている請
    求項8に記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記有効イメージング領域(14a)
    の前記上側及び下側辺縁に関連して前記検出器(14)
    を選択的に位置決めするために、前記X線管(10)及
    び前記検出器(14)がこれらの間で垂直方向の移動が
    可能なようにしてそれぞれ装着されている請求項9に記
    載の装置。
  11. 【請求項11】 離隔させた検出器(14)に向けて中
    心線(22)を有するX線ビーム(30)を投射して、
    有効イメージング領域(14a)の範囲内で検出器(1
    4)上のX線が受け取られるように配置されたX線管
    (10)を備える配置において、有効イメージング領域
    の辺縁を調整するための方法であって、 前記投射されたビーム(30)に対して第1のコリメー
    ト動作を実行させ、選択的に調整が可能である第1の上
    側境界(30a)及び第1の下側境界(30b)を前記
    ビーム(30)に対して適用するステップと、 前記投射されたビームに対して第2のコリメート動作を
    実行させ、前記ビーム(30)に対して固定した第2の
    上側境界(26a)を適用するステップであって、前記
    固定した上側境界(26a)により前記有効イメージン
    グ領域(14a)の上側辺縁が決定されると共に、前記
    調整可能な第1の下側境界(30b)により前記有効イ
    メージング領域(14a)の下側辺縁が決定されるよう
    にするステップと、を含む方法。
  12. 【請求項12】 前記第1の上側境界(30a)及び前
    記第1の下側境界(30b)が、前記第1の上側及び下
    側境界のあらゆる調整に対しても、前記ビームの前記中
    心線(22)を基準として互いに対称である請求項11
    に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記X線管(10)及び前記検出器
    (14)が、これらの間で垂直方向の移動が可能なよう
    にしてそれぞれ装着されている請求項12に記載の方
    法。
  14. 【請求項14】 前記有効イメージング領域(14a)
    の上側辺縁と前記検出器(14)の上側辺縁を互いに実
    質的に一致させるために、前記X線管(10)と前記検
    出器(14)の間の前記垂直方向の移動を設定するステ
    ップを含む請求項13に記載の方法。
  15. 【請求項15】前記X線管(10)と前記検出器(1
    4)の間に患者を配置し、前記有効イメージング領域
    (14a)の上側辺縁を前記患者の胸部領域に近接させ
    るようにするステップと、 前記ビーム(30)の前記第1の下側境界(30b)を
    調整して、前記有効イメージング領域の下側辺縁を前記
    患者の腹部領域よりも上に位置決めするステップと、を
    含む請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記ビーム(30)の前記中心線(2
    2)と前記検出器(14)上の中心点(36)との間の
    指定した関係を維持させるために、前記X線管(10)
    が、前記検出器(14)の移動に応答して垂直方向に移
    動するように配置されている請求項15に記載の方法。
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