JP2002315743A - ディジタル放射線画像イメージング・システムにおける線源−画像間距離を決定する方法及び装置 - Google Patents

ディジタル放射線画像イメージング・システムにおける線源−画像間距離を決定する方法及び装置

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JP2002315743A
JP2002315743A JP2001388708A JP2001388708A JP2002315743A JP 2002315743 A JP2002315743 A JP 2002315743A JP 2001388708 A JP2001388708 A JP 2001388708A JP 2001388708 A JP2001388708 A JP 2001388708A JP 2002315743 A JP2002315743 A JP 2002315743A
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    • A61B6/583—Calibration using calibration phantoms

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディジタル放射線画像イメージング・システ
ムの設置及び較正において、柔軟性及びシステムの信頼
性を高めつつ簡便に線源−画像間距離（ＳＩＤ）を決定
する。 【解決手段】 本手法は、Ｘ線強度、及び強度と距離と
の間の逆自乗関係を用いて線源−画像間距離を測定する
ことを含む。本手法は、ディジタル検出器システムによ
って、固定したタイミングを用いてディジタル検出器の
測定能力に頼って強度を決定することにより具現化する
こともできるし、又はフォトタイミング・アプローチを
用いて、ディジタル検出器若しくは従来のイオン・チェ
ンバのいずれかを用いて全線量を測定することにより具
現化することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には、ディジ
タル・イメージング・システムに関し、さらに具体的に
は、イメージング・システムにおいて線源とディジタル
検出器との間の離隔距離を決定する較正及び設定手順に
関する。
【０００２】
【発明の背景】ディジタル・イメージング・システムの
設置及び設定手順は複雑で時間の掛かるものである場合
がある。顧客の要求、並びに様々な規制基準及び安全基
準に適合させるために、かかる手順は一般的には、Ｘ線
検出器に対するＸ線源の正確な配置を含めた多様な因子
の決定を必要とする。例えば、Ｘ線源とＸ線検出器との
間の離隔距離を設定して、離隔距離の正確な読み出し値
が得られるようにシステムを較正するための固定した設
定点（すなわちディテント位置）の決定及び確立は典型
的な設定手順である。この離隔距離、所謂線源−画像間
距離（source-to-image distance、ＳＩＤ）の決定及び
確立を助けとして、イメージング・システムの診断利用
時にＸ線場の寸法を適当に制御することができる。ＳＩ
Ｄを用いて、Ｘ線画像受像部の物理的な寸法に関してＸ
線ビームの寸法を制御し、診断手順の過程で患者が照射
される可能性のある非診断性放射線量を最小限にする。
さらに、幾つかの規制基準は、システムの操作者又は利
用者に対して一定水準の精度でＳＩＤを明確に表示しな
ければならないと規定している。
【０００３】一般的には、固定したＳＩＤ設定点及び対
応するＳＩＤ読み出し値を確立する公知の設置及び較正
手順は現場技術者の存在を必要とし、現場技術者は試行
錯誤の過程を経てイメージング・システムを較正し、検
出器からの様々な再現可能な離隔距離にＸ線源を係止す
る固定したプリセットのディテント位置を設置する。例
えば、現場技術者は、触感又は他の知覚可能な態様で利
用者に対してＸ線源がプリセットのＳＩＤ位置の一つに
位置していることを知らせる電気機械スイッチ又は他の
装置を天井部又はＸ線源の上部構造に設置することがで
きる。多くの放射線画像イメージング・システムは、業
界標準のＳＩＤ設定点を、例えば４０インチ、６０イン
チ及び７２インチの離隔距離に含んでいる。
【０００４】しかしながら、設置及び較正手順は、検出
器が非静止型である場合にはさらに複雑化する。このよ
うな場合には、現場技術者は多数の検出器位置において
設定及び較正手順を繰り返して、対応する多数の決定さ
れたＳＩＤ位置に幾つかの設定点又はディテント装置を
設置することができる。
【０００５】一旦、プリセットのＳＩＤ位置が決定され
てディテント装置によってマークされたら、ＳＩＤ位置
が固定される。従って、イメージング・システムの利用
者は、利用者が標準的でないＳＩＤ位置を望む可能性が
ある場合でも柔軟性を享受することができない。これに
より、様々な体格の患者に対処する又は様々な解剖学的
部分をさらに容易に撮像することができるようにＸ線源
又はＸ線検出器のいずれかを多様な異なる位置に移動さ
せることができたとしても、Ｘ線源をＸ線検出器に対し
て配置することのできる実際の位置は、対応する固定し
たディテント設定点を有する僅かな位置のみに制限され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】線源−画像間距離を計
算する従来の方法は、信頼性が低く時間が掛かる。これ
らの方法は、何らかの媒介変数を測定することを常に必
要としていた。一般的には、操作者はこれらの媒介変数
を算出するためにテストを実行するが、操作者の錯誤及
び較正誤差が見受けられる場合がある。提案されている
解決法は妥当なものではあるが、これらの解決法自体
が、不正確な測定値等の幾つかの欠点を有する。これら
提案されている解決法はすべて、線源−画像間距離を算
出するための操作者への手引きを支援する何らかの既知
の測定された媒介変数を必要とする。与えられる測定値
が不正確である可能性があるので、算出されるデータの
信頼性は低く、較正目的には不適当であり得る。加え
て、前述のように、ディジタル・イメージング・システ
ムを較正する現在の手法は時間が掛かり、また誤差を生
じ易い。
【０００７】従って、ディジタル放射線画像イメージン
グ・システムを設置し較正するシステム及び方法であっ
て、固定したＳＩＤ位置を決定すると共に実際のＳＩＤ
の較正後の読み出し及び表示を可能にするために、時間
の掛かる繰り返し式手順を回避したシステム及び方法を
提供できると望ましい。さらに、かかるシステム及び方
法が、固定した設定点及び物理的な固定した設定点装置
を省くか、又は固定した設定点及び物理的な固定した設
定点装置に対する依存性を少なくし、これにより、柔軟
性を高め且つシステムの信頼性を高めることができると
望ましい。
【０００８】本発明は、前述の欠点の１以上を取り扱
う。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本手法は、既知の関係を
利用することによりＳＩＤを算出することを含む。例え
ば、一様な線源からある面積に対して垂直に表面に向か
って放射されるエネルギは上述の面積に比例し、且つ線
源からこの面積を有する表面までの距離の自乗に反比例
する。この関係を用いて、二回の別個の照射によって生
成される強度を決定することによりＳＩＤを算出する。
二回の照射についてのＳＩＤは未知であってランダムに
選定してよいが、第一のＳＩＤから第二のＳＩＤまでの
距離の変化は記録される。本手法は、一旦、同じ面積に
ついて各強度レベルが測定されたら、上述の逆自乗則を
用いてＳＩＤを算出し得ることを規定している。もう一
つの実施形態では、発生される照射の各強度レベルを一
定に保って、これらの強度レベルに関する第一及び第二
の時間を測定する。次いで、逆自乗則によって支配され
ている関係に測定された時間を当てはめて、線源−画像
間距離を決定する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、離散ピクセル画像データ
を取得して処理するイメージング・システム１０を線図
で示す。図示の実施形態では、システム１０はディジタ
ルＸ線システムであって、元の画像データを取得するこ
と、及び本手法による表示のために画像データを処理す
ることの両方を行なうように設計されている。図１に示
す実施形態では、イメージング・システム１０は、コリ
メータ１４を有するＸ線放射線源１２を含んでいる。線
源１２はＸ線ビームを発生するように構成されており、
Ｘ線ビームはコリメータの開口を通過する。このように
して、コリメータ１４は、患者１８のような被検体が配
置されている領域に向かって放射線の流れ１６を通過さ
せることができる。放射線の一部２０は被検体を通過す
るか或いは被検体の周囲を通過して、参照番号２２に全
体的に示すディジタルＸ線検出器に入射する。以降でさ
らに詳細に述べるように、検出器２２は検出器表面で受
光したＸ線フォトンをよりエネルギの低いフォトンへ変
換した後に電気信号へ変換し、これらの電気信号が取得
され処理されて、被検体の体内の特徴の画像を再構成す
る。
【００１１】尚、本手法の目的のために、コリメータ１
４は、検出器が受光する放射線２０が特定の面積内で検
出されるように配置されていることを特記しておく。本
実施形態にはコリメータ１４が図示されているが、本手
法はコリメータ１４の形式についての知識を何ら必要と
するものではないことを特記しておく。さらに、本手法
はコリメータ１４を用いなくても適用することができ
る。従って、コリメータ１４は、本手法のさらに十分な
理解を助けるためにのみ本実施形態に示されている。ま
た、図１に示す実施形態では、イメージング・システム
１０はさらに、線源１２から検出器までの距離、又は線
源−画像間距離（ＳＩＤ）を決定するための計算回路
（図示されていない）を含んでいる。この計算回路は、
照射レベルを検知することにより照射の強度レベルを記
録すると共に時間も記録するように適応構成されていて
よい。
【００１２】線源１２は、検査系列についての電力信号
及び制御信号の両方を供給する電力供給／制御回路２４
によって制御される。水平患者配置器（ポジショナ）を
付設した検出器２２又は垂直配置器を付設した検出器２
２によって検出され得るＸ線場を形成すべく線源を配置
し得るように、線源１２を長手方向、横方向及び垂直方
向に可動とすることができることを特記しておく。この
ように、線源１２が可動であることにより、線源１２に
よって発生されるＸ線ビームが検出器２２に対して中央
に位置し、且つ線源１２と検出器２２との間の離隔距離
が変化し得るような任意数の位置に線源１２を配置する
ことができる。
【００１３】図１にさらに示すように、検出器２２は、
検出器内で発生された信号の取得を指令する検出器制御
器２６に結合されている。検出器制御器２６はまた、ダ
イナミック・レンジの初期調節及びディジタル画像デー
タのインタリーブ処理等のための様々な信号処理及びフ
ィルタ処理機能を実行することもできる。電力供給／制
御回路２４及び検出器制御器２６の両方が、システム制
御器２８からの信号に応答する。一般的には、システム
制御器２８は、検査プロトコルを実行すると共に取得さ
れた画像データを処理するようにイメージング・システ
ムの動作を指令する。本例では、システム制御器２８は
また、典型的には汎用又は応用特定的なディジタル・コ
ンピュータを基本とした信号処理サーキットリ（回路要
素）、コンピュータが実行するプログラムやルーチン及
び構成パラメータや画像データを記憶する付設のメモリ
・サーキットリ、並びにインタフェイス回路等を含んで
いる。
【００１４】図１に示す実施形態では、システム制御器
２８は、参照番号３０に示す表示器又はプリンタのよう
な少なくとも一つの出力装置に結合されている。出力装
置は、標準的な又は特殊目的のコンピュータ・モニタ及
び付設した処理サーキットリを含み得る。さらに、シス
テム・パラメータを出力する、検査を要求する、及び画
像を観察する等のために、システムに１以上の操作者ワ
ークステーション３２が結合されていてもよい。一般的
には、表示器、プリンタ、ワークステーション、及びシ
ステム内に提供されている類似の装置はデータ取得構成
部品に対してローカルであってもよいし、或いは施設若
しくは病院内の別の箇所、又は全く異なる箇所のように
これらの構成部品からリモートに位置していて、インタ
ーネット及び仮想私設ネットワーク等の１以上の構成設
定可能なネットワークを介して画像取得システムに結合
されていてもよい。
【００１５】図２は、例示的なディジタル検出器２２の
機能構成部品の線図である。図２はまた、典型的には検
出器制御器２６の内部に構成されている撮像検出器制御
器又はＩＤＣ３４を示している。ＩＤＣ３４は、ＣＰＵ
又はディジタル信号プロセッサと、検出器からの検知信
号の取得を指令するメモリ回路とを含んでいる。ＩＤＣ
３４は、双方向光ファイバ導体を介して検出器２２の内
部の検出器制御サーキットリ３６に結合されている。こ
れにより、ＩＤＣ３４は、動作時に検出器内の画像デー
タについての命令信号をやり取りする。
【００１６】検出器制御サーキットリ３６は、参照番号
３８に全体的に示す電源からＤＣ電力を受け取る。検出
器制御サーキットリ３６は、システム動作のデータ取得
段階中に信号を伝達するのに用いられる行ドライバ及び
列ドライバに向けてタイミング命令及び制御命令を発信
するように構成されている。従って、サーキットリ３６
は、参照／調節器サーキットリ４０に電力信号及び制御
信号を送信し、サーキットリ４０からディジタル画像ピ
クセル・データを受信する。
【００１７】図示の本実施形態では、検出器２２は、検
査時に検出器表面で受光したＸ線フォトンを、よりエネ
ルギの低い（光）フォトンへ変換するシンチレータから
成っている。次いで、光検出器のアレイが光フォトンを
検出器表面の個々のピクセル領域に入射したフォトン数
及び放射線強度を表わす電気信号へ変換する。読み出し
電子回路が得られたアナログ信号をディジタル値へ変換
し、これらのディジタル値を処理し、記憶すると共に、
画像の再構成の後に表示器３０又はワークステーション
３２等に表示することができる。現在の形態では、光検
出器のアレイはアモルファス・シリコン製の単一の基材
上に形成されている。アレイの素子は行及び列を成して
構成されており、各々の素子がフォトダイオードと薄膜
トランジスタから成っている。各々のダイオードのカソ
ードはトランジスタのソースに接続されており、すべて
のダイオードのアノードは共通の負のバイアス電圧に接
続されている。各々の行のトランジスタのゲートは共に
接続されており、行電極は後述する走査電子回路に接続
されている。一列のトランジスタのドレインは共に接続
されており、各々の列の電極は、やはり後述する読み出
し電子回路に接続されている。
【００１８】図２に示す特定的な実施形態では、例え
ば、所望に応じて、行バス４２が検出器の様々な列から
の読み出しをイネーブルにし、また行をディスエーブル
にすると共に選択された行に電荷補償電圧を印加する複
数の導体を含んでいる。列バス４４が、行が相次いでイ
ネーブルにされている間に列からの読み出しを指令する
追加導体を含んでいる。行バス４２は一連の行ドライバ
４６に結合されており、行ドライバ４６の各々が、検出
器内の一連の行をイネーブルにする指令を出す。同様
に、検出器の全列の読み出しを指令する読み出し電子回
路４８が列バス４４に結合されている。
【００１９】図示の実施形態では、行ドライバ４６及び
読み出し電子回路４８は検出器パネル５０に結合されて
おり、検出器パネル５０は複数の区画５２に下位分割さ
れていてよい。各々の区画５２が行ドライバ４６の一つ
に結合されており、また一定数の行を含んでいる。同様
に、各々の列ドライバ４８が一連の列に結合されてい
る。これにより、上述のフォトダイオード及び薄膜トラ
ンジスタ構成は、行５６及び列５８を成して配列されて
いる一連のピクセル又は離散的な画素５４を画定する。
これらの行及び列は、高さ及び６２及び幅６４を有し、
既知数の行及び列を有する画像マトリクス６０を画定す
る。
【００２０】また図２に示すように、各々のピクセル５
４は全体的に、列電極６８が行電極７０と交差する行と
列との交点に画定されている。前述のように、各々の交
点位置に各々のピクセル毎に薄膜トランジスタ７２及び
フォトダイオード７４が設けられている。各々の行が行
ドライバ４６によってイネーブルにされると、各々のフ
ォトダイオードからの信号に読み出し電子回路４８を介
してアクセスすることができ、後続の処理及び画像再構
成のためにこれらの信号をディジタル信号へ変換するこ
とができる。
【００２１】図３は、図２に線図で示す構成部品の物理
的構成例を全体的に示している。図３に示すように、検
出器はガラス基板７６を含んでいてよく、ガラス基板７
６の上に以下に述べる構成部品が配設される。列電極６
８及び行電極７０が基板上に設けられて、上述の薄膜ト
ランジスタ及びフォトダイオードを含むアモルファス・
シリコン製フラット・パネル・アレイ７８が画定され
る。アモルファス・シリコン製アレイ７８の上方にシン
チレータ８０が設けられており、前述のように検査系列
時に放射線を受光する。列電極及び行電極へ、また列電
極及び行電極から信号を授受する接点フィンガ８２が形
成されており、接点フィンガと外部サーキットリとの間
で信号を授受する接点リード８４が設けられている。
【００２２】イメージング・システム１０を用いて検査
系列を実行し得るようにする前に、システム１０は、顧
客の必要性、性能要件及び様々な規制基準に確実に適合
するように適正に設置され較正される。ＳＩＤの正確な
確立及び計算を助けとして、システム１０の診断利用時
に発生されるＸ線場の寸法を適当に制御することができ
る。但し、ＳＩＤ設定点の確立を含んでいるＳＩＤの設
定は、ＳＩＤを正確に算出する本手法に関しては望まし
くないことを特記しておく。
【００２３】ＳＩＤを確立して較正後のＳＩＤ読み出し
値を与える手法の例は図４及び図５を参照すると理解さ
れよう。先ず、図４を参照すると、Ｘ線源１２が示され
ており、Ｘ線源１２は一般的には、可動式支持構造（図
示されていない）に装着されており、患者配置器（図示
されていない）を付設した検出器２２に対して配置され
ている。検出器２２は水平配向で図示されているが、患
者から必要とされる照射形式に応じて検出器２２を水平
方向にも垂直方向にも配置してよいことが理解されよ
う。図４に示す手法は、異なる二つの線源位置において
Ｘ線ビームを発生して、検出器においてそれぞれのＸ線
ビームを検出することを含んでいる。
【００２４】さらに図４に示すように、線源１２は、第
一の位置１２Ａに位置して第一のＸ線ビーム８８を発生
し、Ｘ線ビーム８８は検出器２２によって検出される。
Ｘ線ビーム８８の寸法はコリメータ１４の開口の寸法に
よって決まる。ビーム８８は検出器の面積９０に入射す
る。面積（区域）９０は計算回路（図示されていない）
に接続されており、計算回路を用いてビーム８８の強度
及び他の媒介変数を測定することができる。第一の線源
位置１２Ａと検出器２２との間の距離は、参照番号８６
によって全体的に示されている第一のＳＩＤ１に対応し
ている。このように、線源−画像間距離ＳＩＤ１は、検
出器２２と、線源１２が第一の線源位置１２Ａに位置し
ている間に線源１２によって発生されるＸ線ビーム８８
の焦点との間の距離となる。
【００２５】Ｘ線ビーム８８は入射面積９０において検
出器２２に入射する。このことを図４（Ａ）に示す。入
射面積９０は矩形又は方形を有するものとして図示され
ているが、入射面積９０の外周が円形又は他の場合には
曲線形となるように入射面積９０が彎曲していてもよい
ことが理解されよう。本手法では、強度レベルを検知す
るのに相対的に広い検出面積９０の内部の面積９２を用
いる。例えば、解析されるべき特定の面積として行線９
４から行線９６まで、並びに列線９８及び１００を選択
することができる。本実施形態では面積９２をこのよう
なものとして選択しているが、さらに広い面積又はさら
に狭い面積を選択してもよく、本例で与えられている面
積９２は例として設けたものに過ぎないことを特記して
おく。このようにして、検出器制御器２６及びシステム
制御器２８は、入射面積９０の寸法を決定することがで
き、さらに重要なこととして、照射の強度レベルを測定
する面積９２の寸法を決定することができる。
【００２６】図４に戻ると、第二回の照射がまた図示さ
れている。この照射については、線源１２は第二の線源
位置１２Ｂへ移動する。第一の線源位置１２Ａから第二
の線源位置１２Ｂへの距離の変化をΔＳＩＤと表わし、
参照番号１０２によって示す。参照番号１０４によって
示すＳＩＤ２は、検出器２２と、線源１２が線源位置１
２Ｂに位置している間に線源１２によって発生されるＸ
線の焦点との間の距離である。このように、第二のＸ線
ビーム１０６が位置１２Ｂにある線源１２によって発生
されて検出器２２に入射する。コリメータ１４の開口の
寸法は、第一回の照射及び第二回の照射について同じま
まであることを特記しておく。第一回の照射から第二回
の照射にかけてコリメータ１４の開口を変化させてもよ
いが、第一回及び第二回の照射から検出される何らかの
共通面積９２が存在していると好都合である。さらに、
第一の線源位置１２Ａと第二の線源位置１２Ｂとの間の
ΔＳＩＤ１０２によって示す距離は既知の量（すなわち
距離）であるが、ＳＩＤ１８６及びＳＩＤ２ １０４は
未知又は未較正の量に留まっており、これらの量を本手
法によって算出し得ることを理解されたい。
【００２７】図５は、図４及び図４（Ａ）に示す手法を
用いてＳＩＤを算出する方法を表わす流れ図を示してい
る。当業者には理解されるように、一様な線源から該線
源に垂直な面積Ａの表面へ放射されるエネルギは、面積
Ａに比例し、且つ線源から面積Ａの表面までの距離の自
乗に反比例する。本手法では、図４に示すように二回の
照射を行なって、逆自乗関係を利用してＳＩＤを算出す
ると適当である。最初に、ステップ１０８によって示す
ように、第一回の照射のために、イメージング・システ
ムを図４のＳＩＤ１によって示すランダムなＳＩＤ値に
設定する。ステップ１１０によって示すように、これに
よりコリメータ１４を較正して、検出器パネル上の選択
された面積９０における照射量を検出する。前述のよう
に、第一回及び第二回の照射の際に所定の面積９２にお
いてＸ線ビームを検出すべく検出器を適応構成し得るよ
うにコリメータ１４を設定する。ステップ１１２におい
て、第一回の照射を行なって、検出器は選択された面積
９０での照射を検出する。ステップ１１４によって示す
ように、ディジタル検出器の選択された面積９２を用い
て照射の強度Ｅ１を測定する。強度Ｅ１は、下記の関係
に従って第一の線源−画像間距離ＳＩＤ１に関係付けら
れることを述べておく。
【００２８】Ｅ１＝（ｋ＊Ａ）／（ＳＩＤ１）2 ここで、Ｅ１は照射の強度を表わし、ｋは未知の定数を
表わし、Ａは面積を表わし、ＳＩＤ１は線源位置１２Ａ
から画像までの距離を表わす。尚、照射の強度を用いる
のではなく、照射時間を監視し利用してＳＩＤを算出し
てもよいことを特記しておく。
【００２９】次に、ステップ１１６によって示すよう
に、線源１２を異なる位置１２Ｂへ移動させて、ＳＩＤ
の変化をΔＳＩＤによって示す。前述のように、線源位
置が移動した後の線源−画像間距離をＳＩＤ２によって
表わす。従って、ステップ１１８によって示す第二回の
照射については線源１２は何らかの既知の距離ΔＳＩＤ
だけ移動しており、線源位置１２Ｂから本質的に同一の
照射が行なわれる。ステップ１２０によって示すよう
に、第二回の照射の強度Ｅ２を測定する。
【００３０】一旦、測定値が記録されたら、ステップ１
２２によって示すようにＳＩＤ値を算出することができ
る。第二回の照射の強度Ｅ２は、下記の関係によってＳ
ＩＤ１又は第一の線源−画像間距離に関係付けられる。
【００３１】 Ｅ２＝（ｋ＊Ａ）／（ＳＩＤ１＋ΔＳＩＤ）2 ここで、Ｅ２は第二回の照射の強度を表わし、ｋは未知
の定数を表わし、ＳＩＤ１は第一の線源−画像間距離を
表わし、ΔＳＩＤは第一の線源位置１２Ａから第二の線
源位置１２Ｂまでの距離を表わす。以上に述べた式を結
合して得られた二次方程式を解き、負の平方根を破棄す
ると、次の関係が導き出される。
【００３２】ＳＩＤ１＝ΔＳＩＤ（Ｅ２＋（Ｅ１＊Ｅ
２）0.5）／（Ｅ１−Ｅ２） このように、上の関係を用いると、線源−画像間距離の
変化ΔＳＩＤ、並びにそれぞれの測定強度レベルＥ１及
びＥ２を入力することにより、ＳＩＤ１の値を算出する
ことができる。一旦、ＳＩＤ１が決定されたら、距離の
変化ΔＳＩＤを加算するか減算するかのいずれかにより
ＳＩＤ２の値を決定し得ることが理解されよう。ステッ
プ１２４及びステップ１２６によって示すように、一
旦、ＳＩＤ１及びＳＩＤ２の値が算出されて報告された
ら、これに従ってＸ線イメージング・システムを較正す
ることができる。
【００３３】代替的な実施形態では、時間Ｔを用いて線
源−画像間距離を算出してもよい。この実施形態では、
線源１２はＸ線ビーム８８を発生して検出器２２への第
一回の照射を行なう。この第一回の照射の経過時間Ｔ１
を測定する。次いで、線源１２を線源位置１２Ａから線
源位置１２Ｂへ移動させる。線源位置１２Ｂからの第二
のＸ線ビーム１０６が検出器２２によって検出される。
第二回の照射は、第二回の照射の全強度が第一回の照射
の強度に等しくなるまで続行される。第二回の照射の強
度Ｅ２が第一回の照射の強度Ｅ１と等しくなるまでに要
した時間Ｔ２を測定する。このようにして、第一の強度
Ｅ１に関して、時間、面積及びＳＩＤ１に対する以下の
関係が得られる。
【００３４】Ｅ１＝（Ｋ＊Ａ＊Ｔ１）／（ＳＩＤ１）2 同様に、第二回の照射の後に、時間、面積、ＳＩＤ１、
及び線源−画像間距離の変化ΔＳＩＤに対する関係は下
記によって示すことができる。
【００３５】 Ｅ１＝（Ｋ＊Ａ＊Ｔ２）／（ＳＩＤ１＋ΔＳＩＤ）2 ｋは、前の実施形態とは異なる未知の定数であることを
特記しておく。さらに、一旦、式を結合すると、以下の
関係を導き出すことができる。
【００３６】ＳＩＤ１＝ΔＳＩＤ（Ｔ１＋（（Ｔ１＊Ｔ
２）0.5））／（Ｔ２−Ｔ１） このように、時間を測定して線源−画像間距離の変化Δ
ＳＩＤと共に方程式に入力して、第一の線源−画像間距
離ＳＩＤ１を与え、これにより操作者が放射線画像イメ
ージング・システムを較正し得るようにしてもよい。
【００３７】このアプローチは、照射時間を測定する能
力を活用していて好都合であり、照射制御のためにイオ
ン・チェンバを用いる従来のフィルム式システム上で具
現化し得る利点がある。イオン・チェンバを利用するこ
とのできる特定的な実施形態では、イオン・チェンバの
前面に固定されているアパーチャ（開口）を用いて照射
面積を一定に保つことができる。
【００３８】また、一定の照射時間も一定の強度レベル
も有さないような僅かに異なるアルゴリズムを用いても
よいことを述べておく。かかる実施形態では、ＳＩＤを
変化させた結果としての強度レベルの変化を測定し、逆
自乗関係を用いてＳＩＤを決定することによりＳＩＤを
算出することができる。前述のように、逆自乗関係と
は、一様の線源からある面積に対して垂直に表面に向か
って放射されたエネルギの正比例、及び線源からこの面
積の表面までの距離の自乗に対する反比例を指す。
【００３９】さらに、逆自乗則から、一様の強度を有す
る真の点源、及び該点源を中心とする球の一部である受
像部の表面についての較正の優れた基礎が得られる。但
し、平坦な検出器表面及び非理想的な焦点線源によって
導入される誤差は、特に測定に用いられる検出器の面積
を焦点からの小さな立体角に相当するように適正に選択
する場合には極く小さくなる。代替的な実施形態では、
相対的に大きな角度を用いて、この影響を補正する計算
を導入することも可能である。
【００４０】本発明に対して様々な改変及び代替的な形
態を適用してよいが、特定的な実施形態は、例として図
面に示され本書に詳細に記載されている。しかしなが
ら、本発明は、開示されている特定の形態に限定される
ものではないことを理解されたい。寧ろ、本発明は、特
許請求の範囲によって画定される本発明の要旨及び範囲
内に属するすべての改変、均等構成及び代替構成を網羅
するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本手法を組み入れたディジタルＸ線イメージン
グ・システムの全体像の線図である。
【図２】図１のシステムの検出器において画像データを
生成する機能サーキットリの線図である。
【図３】図１のシステムの画像取得構成部品の側面図で
あって、具体的には、患者配置器を付設したディジタル
Ｘ線検出器に対するＸ線源の配向を示す図である。
【図４】図１のディジタルＸ線イメージング・システム
のための設置及び較正手法の例を示す図であって、Ｘ線
源が検出器からの二つの異なる離隔距離に位置している
状態で、Ｘ線源が固定した角度を有するＸ線ビームを発
生する様子を示す図である。
【図４(Ａ)】図４に示す要素をさらに詳細に示す図であ
って、明確に述べると、Ｘ線ビームが例示的な放射線画
像ディジタル検出器において検出される面積を示す図で
ある。
【図５】例示的なイメージング・システムにおいて線源
−画像間距離を決定する本手法における工程を示す流れ
図である。
【符号の説明】
１０ イメージング・システム １２ Ｘ線放射線源 １２Ａ、１２Ｂ Ｘ線源位置 １４ コリメータ １６ 放射線の流れ １８ 患者 ２０ 放射線の通過部分 ２２ ディジタルＸ線検出器 ３８ 電源 ４２ 行バス ４４ 列バス ４６ 行ドライバ ４８ 読み出し電子回路 ５０ 検出器パネル ５２ 検出器パネルの区画 ５４ ピクセル又は画素 ５６ ピクセルの行 ５８ ピクセルの列 ６０ 画像マトリクス ６２ 画像マトリクスの高さ ６４ 画像マトリクスの幅 ６８ 列電極 ７０ 行電極 ７２ 薄膜トランジスタ ７４ フォトダイオード ７６ ガラス基板 ７８ アモルファス・シリコン製フラット・パネル・ア
レイ ８０ シンチレータ ８２ 接点フィンガ ８４ 接点リード ８６ ＳＩＤ１ ８８、１０６ Ｘ線ビーム ９０ 入射面積 ９２ 強度レベル検知用の面積 ９４、９６ 強度レベル検知用の面積を画定する行線 ９８、１００ 強度レベル検知用の面積を画定する列線 １０２ ΔＳＩＤ １０４ ＳＩＤ２
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA11 CA01 DA02 DA09 GA01 GA05 JA06 PA14 4C093 AA01 AA07 AA16 CA16 CA35 EA02 EA12 EB12 EB13 EB17 EC29 FA15 FA32 FA53 FF22 GA05

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｘ線源と、該Ｘ線源により発生されるＸ
    線ビームを検出するように配置されているディジタルＸ
    線検出器との間の距離を決定する方法であって、 第一の線源対検出器位置（８６）を有し、前記検出器
    （２２）が第一のＸ線ビーム（８８）を受光する面積
    （９０）を有するようにイメージング・システム（１
    ０）を配置する動作（１０８）と、 前記システムが前記第一の線源対検出器位置に配置され
    ている状態で第一の持続時間にわたって第一回の照射を
    発生させる動作（１１２）と、 前記検出器により検出される前記第一のＸ線ビーム（８
    ８）の第一の強度レベルを測定する動作（１１４）と、 前記検出器（２２）が第二のＸ線ビーム（１０６）を受
    光する面積（９０）を有するように前記イメージング・
    システム（１０）を第二の線源対検出器位置（１０４）
    に再設定する動作と、 前記システムが前記第二の線源対検出器位置に配置され
    ている状態で第二の持続時間にわたって第二回の照射を
    発生させる動作（１１８）と、 前記検出器により検出される前記第二のＸ線ビーム（１
    ０６）の第二の強度レベルを測定する動作（１２０）
    と、 前記第一回及び第二回の照射、並びに前記第一及び第二
    の位置に基づいて、前記Ｘ線源（１２）から前記ディジ
    タル検出器（２２）までの前記距離を算出する動作（１
    ２２）とを備えた方法。
  2. 【請求項２】 前記ディジタル検出器（２２）は、画像
    マトリクス（６０）を画定する複数の行（５６）及び列
    （５８）を成すピクセル（５４）を含んでおり、前記第
    一及び第二の強度レベルは、既知の行及び列を成すピク
    セルにより画定される同じ面積（９０）について測定さ
    れる請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記イメージング・システム（１０）を
    再設定する動作は、前記第一の位置から前記第二の位置
    までの前記距離の差（１０２）を記録する動作を含んで
    いる請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記Ｘ線源（１２）から前記Ｘ線ディジ
    タル検出器（２２）までの前記距離を算出する動作（１
    ２２）は、関係ＳＩＤ１＝ΔＳＩＤ（Ｅ２＋（（Ｅ１＊
    Ｅ２）0.5））／（Ｅ１−Ｅ２）を用いて前記Ｘ線源か
    ら前記ディジタルＸ線検出器までの前記距離を決定する
    動作を含んでおり、ここで、ＳＩＤ１は前記第一の位置
    （８６）における前記線源から前記検出器までの前記距
    離を表わし、ΔＳＩＤは、前記第一の位置と前記第二の
    位置との間での前記線源対検出器距離の差（１０２）を
    表わし、Ｅ１及びＥ２はそれぞれ前記第一及び第二の強
    度を表わす請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記測定する動作は、前記第一回及び第
    二回の照射についての前記第一の持続時間及び前記第二
    の持続時間を記録する動作を含んでおり、前記第二の持
    続時間は、前記第二の強度レベルが前記第一の強度レベ
    ルに等しくなるまでの時間に等しい請求項１に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 前記Ｘ線源から前記ディジタル検出器ま
    での前記距離を算出する動作（１２２）は、関係ＳＩＤ
    １＝ΔＳＩＤ（Ｔ２＋（Ｔ１＊Ｔ２）0.5））／（Ｔ２
    −Ｔ１）を用いて前記第一の位置（８６）から前記検出
    器（２２）までの前記距離を決定する動作を含んでお
    り、ＳＩＤ１は前記第一の位置における前記線源から前
    記検出器までの前記距離（８６）を表わし、ΔＳＩＤ
    は、位置と前記第二の線源位置との間での前記線源対検
    出器距離の差（１０２）を表わし、Ｔ１及びＴ２はそれ
    ぞれ前記第一及び第二の持続時間を表わす請求項５に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 ディジタルＸ線検出器（２２）と、Ｘ線
    ビーム（１６）を発生するように構成されており、前記
    検出器から変位して設けられており、前記検出器におい
    て検出されるときに第一の入射面積を有する第一のＸ線
    ビーム（８８）を生ずる第一回の照射（１１２）、及び
    前記検出器において検出されるときに第二の入射面積を
    有する第二のＸ線ビーム（１０６）を生ずる第二回の照
    射（１１８）を発生させるように構成されているＸ線源
    （１２）であって、前記第一回の照射は、第一の線源対
    検出器位置（８６）において当該線源から発生されるよ
    うに適応構成されており、前記第二回の照射は、第二の
    線源対検出器位置（１０４）において当該線源から発生
    されるように適応構成されている、Ｘ線源（１２）と、 面積（９０）上で検出される第一及び第二の強度レベ
    ル、並びに前記検出器により検出される前記第一のＸ線
    ビームから前記検出器により検出される前記第二のＸ線
    ビームへの当該線源対検出器位置の変化（１０２）に基
    づいて前記線源と前記検出器との間の線源対検出器距離
    を決定するように構成されている計算回路（２６、２
    ８）とを備えたディジタル放射線画像イメージング・シ
    ステム。
  8. 【請求項８】 前記第一及び第二の入射面積は等しい請
    求項７に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記ディジタル検出器（２２）は、画像
    マトリクス（６０）を画定する複数の行（５６）及び列
    （５８）を成すピクセル（５４）を含んでおり、前記第
    一の強度レベルは、前記入射面積の外周辺に対応する一
    対の行（９４、９６）及び一対の列（９８、１００）を
    成すピクセルを検出することにより決定され、前記第二
    の強度レベルは、前記入射面積の外周辺に対応する一対
    の行及び一対の列を成すピクセルを検出することにより
    決定される請求項７に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記計算回路は、関係ＳＩＤ１＝ΔＳ
    ＩＤ（Ｅ２＋（（Ｅ１＊Ｅ２）0.5））／（Ｅ１−Ｅ
    ２）により算出される前記線源−画像間距離を決定する
    ように構成されており、ここで、ＳＩＤ１は前記第一の
    線源対検出器位置（８６）における前記線源（１２）か
    ら前記検出器（２２）までの前記距離（８６）を表わ
    し、ΔＳＩＤは、前記第一の線源対検出器位置から前記
    第二の線源位置（１０４）への前記線源から前記検出器
    までの前記距離の変化（１０２）を表わし、Ｅ１及びＥ
    ２はそれぞれ前記第一回及び第二回の照射の前記第一及
    び第二の強度を表わす請求項７に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記第一回及び第二回の照射について
    の第一及び第二の持続時間が記録され、該第一及び第二
    の持続時間は前記第一及び第二の強度レベルに関係付け
    られている請求項７に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記第二の持続時間は、前記第一の強
    度レベルに等しい前記第二の強度レベルに関して測定さ
    れる請求項１１に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記計算回路は、関係ＳＩＤ１＝ΔＳ
    ＩＤ（Ｔ２＋（（Ｔ１＊Ｔ２）0.5））／（Ｔ２−Ｔ
    １）により算出される前記第一の線源−画像間距離を決
    定するように構成されており、ここで、ＳＩＤ１は前記
    第一の位置における前記線源（１２）から前記検出器
    （２２）までの前記距離（８６）を表わし、ΔＳＩＤ
    は、前記第一の位置から前記第二の位置（１０４）への
    前記線源から前記検出器までの前記距離の変化（１０
    ２）を表わし、Ｔ１及びＴ２はそれぞれ前記第一回及び
    第二回の照射についての前記第一及び第二の持続時間を
    表わす請求項７に記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 Ｘ線源と、該Ｘ線源により発生される
    Ｘ線ビームを検出するように配置されているディジタル
    Ｘ線検出器との間の距離を決定する方法であって、 第一の線源位置（８６）を有するようにイメージング・
    システム（１０）を配置する動作と、 前記線源（１２）が前記第一の線源位置に配置されてい
    る状態で第一の持続時間にわたって第一回の照射を発生
    させる動作（１２）と、 前記第一回の照射について第一の強度レベル及び前記第
    一の持続時間を測定する動作（１１４）と、 前記イメージング・システム（１０）を第二の線源位置
    （１０６）に再設定する動作（１１６）と、 前記線源（１２）が前記第二の線源位置に配置されてい
    る状態で第二の持続時間にわたって第二回の照射を発生
    させる動作（１１８）と、 前記第二回の照射について前記第一の強度レベルに等し
    い第二の強度レベル及び前記第二の持続時間を測定する
    動作（１２０）と、 Ｘ線源から前記ディジタル検出器までの前記距離を算出
    する動作（１２２）とを備えた方法。
  15. 【請求項１５】 前記第二の持続時間は、前記第二の強
    度レベルが前記第一の強度レベルに等しくなるのに要す
    る時間である請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記イメージング・システムを再設定
    する動作は、前記第一の線源位置（８６）から前記第二
    の線源位置（１０６）への差（１０２）を記録する動作
    を含んでいる請求項１４に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記Ｘ線源から前記ディジタルＸ線検
    出器までの前記距離を算出する動作（１２２）は、関係
    ＳＩＤ１＝ΔＳＩＤ（Ｔ１＋（（Ｔ１＊Ｔ２）0.5））
    ／（Ｔ２−Ｔ１）を用いて前記Ｘ線源から前記ディジタ
    ルＸ線検出器までの前記距離を決定する動作を含んでお
    り、ここで、ＳＩＤ１は前記第一の線源位置における前
    記線源（１２）から前記検出器（２２）までの前記距離
    （８６）を表わし、ΔＳＩＤは、前記第一の線源位置と
    前記第二の線源位置（１０４）との間での前記線源から
    前記検出器までの前記距離の差（１０２）を表わし、Ｔ
    １及びＴ２はそれぞれ前記第一回及び第二回の照射につ
    いての前記第一及び第二の持続時間を表わす請求項１６
    に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 Ｘ線源と、該Ｘ線源により発生される
    Ｘ線ビームを検出するように配置されているディジタル
    Ｘ線検出器との間の距離を決定するシステムであって、 第一の線源対検出器位置（８６）にイメージング・シス
    テム（１０）を配置する手段と、 前記システムが前記第一の線源対検出器位置に配置され
    ている状態で第一回の照射を発生させる（１１２）手段
    と、 前記第一回の照射について第一の強度レベルを測定する
    （１１４）手段と、 前記イメージング・システムを第二の線源対検出器位置
    （１０６）に再設定する手段と、 前記システムが前記第二の線源対検出器位置に配置され
    ている状態で第二回の照射を発生させる（１１８）手段
    と、 前記照射について第二の強度レベルを測定する（１２
    ０）手段と、 前記第一回及び第二回の照射、並びに前記第一及び第二
    の位置に基づいてＸ線源から前記ディジタル検出器まで
    の前記距離を算出する（１２２）手段とを備えたシステ
    ム。
  19. 【請求項１９】 前記ディジタル検出器（２２）は、画
    像マトリクス（６０）を画定する複数の行（５６）及び
    列（５８）を成すピクセル（５４）を含んでおり、前記
    第一及び第二の強度レベルを測定する手段は、既知の行
    及び列を成すピクセルにより画定される同じ面積（９
    ０）についての前記強度レベルを決定する請求項１８に
    記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 前記イメージング・システムを再設定
    する手段は、前記第一の位置（８６）から前記第二の位
    置（１０４）への前記線源と前記検出器との間の前記距
    離の差（１０２）を記録する手段を含んでいる請求項１
    ８に記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 前記Ｘ線源から前記ディジタルＸ線検
    出器までの前記距離を算出する手段は、関係ＳＩＤ１＝
    ΔＳＩＤ（Ｅ２＋（（Ｅ１＊Ｅ２）0.5））／（Ｅ１−
    Ｅ２）を用いて前記第一回の照射について前記Ｘ線源か
    ら前記ディジタルＸ線検出器までの前記距離を決定する
    手段を含んでおり、ＳＩＤ１は前記第一の位置から前記
    検出器までの前記線源と前記検出器との間の前記距離
    （８６）を表わし、ΔＳＩＤは、前記第一の位置（８
    ６）から前記第二の位置（１０４）への前記距離の差
    （１０２）を表わし、Ｅ１及びＥ２はそれぞれ前記第一
    及び第二の強度を表わす請求項１８に記載のシステム。
  22. 【請求項２２】 前記第一回の照射の第一の持続時間及
    び前記第二回の照射の第二の持続時間を検出する手段を
    含んでおり、前記第二の持続時間は、前記第一回の照射
    の前記強度レベルが前記第二回の照射の前記第二の強度
    レベルと等しくなるときまで測定される請求項１８に記
    載のシステム。
  23. 【請求項２３】 前記第二回の照射を発生させる手段
    は、前記第二の強度レベルが前記第一の強度レベルに等
    しくなるような前記第二の持続時間にわたって前記第二
    回の照射を発生させる請求項２２に記載のシステム。
  24. 【請求項２４】 前記距離を算出する手段は、関係ＳＩ
    Ｄ１＝ΔＳＩＤ（Ｔ１＋（（Ｔ１＊Ｔ２）0.5））／
    （Ｔ２−Ｔ１）を用いて前記第一回の照射について前記
    Ｘ線源から前記ディジタルＸ線検出器までの前記距離を
    決定する手段を含んでおり、ここで、ＳＩＤ１は前記第
    一の位置からの前記線源から前記検出器までの前記距離
    （８６）を表わし、ΔＳＩＤは、前記第一の位置から前
    記第二の位置への前記距離の差（１０２）を表わし、Ｔ
    １及びＴ２はそれぞれ前記第一及び第二の持続時間を表
    わす請求項２３に記載のシステム。
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