JP2002530140A - X線ビームの動きを補正するための方法および装置 - Google Patents
X線ビームの動きを補正するための方法および装置Info
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Abstract
Description
り具体的には、イメージング・システムにおけるX線ビームのz軸方向の動きの
補正に関する。
X−Y平面(一般に「イメージング平面」と呼ばれる)内に位置するようにコリ
メートされた扇形状のビームを放出する。X線ビームは、たとえば患者などのイ
メージングしようとする対象を透過する。ビームは、この対象によって減衰を受
けたのち、放射線検出器のアレイ上に入射する。検出器アレイで受け取った減衰
したビーム状放射線の強度は、対象によるX線ビームの減衰に依存する。このア
レイの各検出器素子は、それぞれの検出器位置でのビーム減衰の計測値に相当す
る電気信号を別々に発生させる。すべての検出器からの減衰量計測値を別々に収
集して、透過プロフィールが作成される。
が画像を作成しようとする対象を切る角度が一定に変化するようにして、イメー
ジング平面内でこのイメージング対象の周りをガントリと共に回転する。あるガ
ントリ角度で検出器アレイより得られる一群のX線減衰量計測値(すなわち投影
データ)のことを「ビュー(view)」という。また、イメージング対象の「スキャ
ン・データ(scan)」は、X線源と検出器が1回転する間に、様々なガントリ角度
で得られるビューの集合からなる。
過させて得た2次元スライスに対応する画像を構成する。投影データの組から画
像を再構成するための一方法に、当技術分野においてフィルタ補正逆投影法(fil
tered back projection)と呼ぶものがある。この処理方法では、スキャンにより
得た減衰量計測値を「CT値」、別名「ハウンスフィールド値」という整数に変
換し、これらの整数値を用いて陰極線管表示装置上の対応するピクセルの輝度を
制御する。
キャンを実行することがある。「ヘリカル」スキャンを実行するには、所定のス
ライス数だけのデータを得る間、患者を移動させる。こうしたシステムでは単一
ファン・ビームのヘリカル・スキャンを1回行うと、単一らせんが1つ描かれる
。ファン・ビームが描いたらせんに沿って投影データが得られ、これを用いて所
定のスライス各位置での画像が再構成される。
出器を用いて、各ビューに対するX線ビームの位置を計測する。計測した位置か
ら、計測した位置と所望の位置の差を表すエラー信号を決定する。このエラー信
号を用いてコリメータの位置を調整して、計測した位置と所望の位置との間のz
軸エラーを減少させる。しかし、各ビュー位置で計測した位置信号は、z軸エラ
ーに近い標準偏差を有するノイズを含んでいる。このノイズはフィルタ除去する
ことができるが、このフィルタ処理により位相おくれや、スキャン中のダイナミ
ックな動きの追跡に関する位置エラーが生じる。このため、ループ・レスポンス
時間と、かなりのトラッキング・エラーを起こさせるビーム位置の計測ノイズと
の間で折衷を図る必要がある。
することが望ましい。さらに、患者の被爆線量を増加させることなく画質を向上
させるシステムを提供することが望ましい。
テムのダイナミックな動きおよび熱ドリフトに起因するX線ビームの位置エラー
すなわち動きを補正するシステムによって達成できる。より具体的に実施の一形
態では、検出器アレイからの信号を利用してダイナミック動きエラーおよび熱ド
リフト・エラーを決定する。このダイナミック動きエラーおよび熱ドリフト・エ
ラーを利用し、X線ビームの位置は位置エラーに対して補正される。
転に起因する位置エラーを計測することにより、ダイナミック動きエラー・プロ
フィールを決定する。具体的に述べると、ダイナミック動きエラーはそれぞれの
ガントリ回転に対して一貫しているため、ガントリの最初の回転に対して決定し
たダイナミック動きエラーを後続のガントリ回転でのダイナミック動きエラーに
対する補正に利用することができる。実施の一形態では、そのダイナミック動き
エラーは、計測した、即ち実際の、X線ビーム位置と所望のX線ビーム位置との
差を求めることにより決定される。複数のガントリ位置に対する差を特徴づける
ことにより、そのダイナミック動きエラーが決定される。
X線ビーム位置は変更される。実施の一形態では、その熱ドリフト・エラーは、
ガントリの前回の回転からの実際の熱ドリフトおよび予測熱ドリフトを含む。こ
の予測熱ドリフトは、計測したX線ビーム位置とX線源の動作範囲に対する所望
のX線ビーム位置との差を時間の関数として求めることにより決定される。スキ
ャンの開始に先立ち、熱ドリフト・エラーを用いてX線ビームの位置を調整する
ことによりシステムの熱ドリフトに対する補正を行う。
合わせてプリペイシェント(pre-patient) コリメータの位置を変更し、イメージ
ング・システムのダイナミック動きエラーおよび熱ドリフト・エラーに対する補
正を行う。より具体的に述べると、スキャン中にガントリが回転するのに伴い、
ガントリの各位置に対するダイナミック動きエラーと熱ドリフト・エラーの組み
合わせによる決定に従って、プリペイシェント・コリメータのカムの位置を調整
する、すなわち移動させる。
ステムでのX線ビームのz軸方向の動きの補正を容易にする。さらに、記載した
システムは、画質を低下させずに患者の被爆線量を軽減させることができる。
リ12を含むものとして、コンピュータ断層撮影(CT)イメージング・システ
ム10を示している。ガントリ12は、このガントリ12の対向面上に位置する
検出器アレイ18に向けてX線ビーム16を放出するX線源14を有する。検出
器アレイ18は、放出され患者22を透過したX線を一体となって検知する検出
器素子20により形成される。各検出器素子20は、入射したX線ビームの強度
を表す電気信号、すなわち患者22を透過したX線ビームの減衰を表す電気信号
を発生する。X線投影データを収集するためのスキャンの間に、ガントリ12お
よびガントリ上に装着されたコンポーネントは回転中心24の周りを回転する。
26により制御される。制御機構26は、X線源14に電力およびタイミング信
号を供給するX線制御装置28と、ガントリ12の回転速度および位置を制御す
るガントリ・モータ制御装置30とを含む。制御機構26内にはデータ収集シス
テム(DAS)32があり、これによって検出器素子20からのアナログ・デー
タをサンプリングし、このデータを後続の処理のためにディジタル信号に変換す
る。画像再構成装置34は、サンプリングされディジタル化されたX線データを
DAS32から受け取り、高速で画像再構成を行う。再構成された画像はコンピ
ュータ36に入力として渡され、コンピュータにより大容量記憶装置38内に再
構成画像が格納される。
ユーザ・インタフェース(GUI)を介して信号のやりとりを行う。詳しく述べ
ると、キーボードおよびマウス(図示せず)を有するコンソール40を介して、
コンピュータはオペレータからのコマンドおよびスキャン・パラメータを受け取
る。付属の陰極線管表示装置42により、オペレータはコンピュータからの再構
成画像その他のデータを観察することができる。コンピュータ36は、オペレー
タの発したコマンドおよびパラメータに基づき、X線制御装置28と、ガントリ
・モータ制御装置30と、DAS32と、テーブル・モータ制御装置44とに対
して制御信号や制御情報を提供する。
8を含んでいる。各検出器モジュール58は、検出器ハウジング60に取り付け
られている。各モジュール58は、多次元のシンチレータ・アレイ62および高
密度半導体アレイ(図示せず)を含んでいる。ポストペイシェント(post-patien
t)コリメータ(図示せず)をシンチレータ・アレイの近傍でこれを覆うように配
置して散乱したX線ビームをコリメートしたのち、このX線ビームをシンチレー
タ・アレイ62上に照射する。シンチレータ・アレイ62はアレイ状に配置され
た複数個のシンチレーション素子を含む。また半導体アレイは、同一のアレイ状
に配置した複数個のフォトダイオード(図示せず)を含む。フォトダイオードは
基板64上に析出により形成されており、シンチレータ・アレイ62は基板64
を覆う位置で基板に取り付けられている。
66を含む。スイッチ装置66は、フォトダイオード・アレイと同じ大きさをも
つ多次元の半導体スイッチ・アレイを形成している。実施の一形態では、スイッ
チ装置66は、各々が入力線、出力線および制御線(図示せず)を有する電界効
果トランジスタ(FET)のアレイ(図示せず)を含んでいる。スイッチ装置6
6はフォトダイオード・アレイとDAS32との間に接続されている。具体的に
述べると、スイッチ装置の各々のFET入力はフォトダイオード・アレイの出力
と電気的に接続され、またスイッチ装置の各々のFET出力はDAS32と電気
的に接続されている。この接続にはたとえば可撓性の高い電線70が用いられる
。
スライスに対する所望のスライス分解能に従って、フォトダイオード・アレイの
出力を有効(enable)にしたり、無効(disable) にしたり、あるいは組み合わせた
りする。デコーダ68は、実施の一形態では、デコーダ・チップあるいはFET
コントローラであることが、当業者には知られている。デコーダ68は複数の出
力線および制御線を含み、これらによりスイッチ装置66とコンピュータ36と
が結合される。具体的に述べると、デコーダの出力はスイッチ装置制御線と電気
的に接続され、スイッチ装置66がスイッチ装置入力からスイッチ装置出力に適
正なデータを渡すことが可能となる。デコーダ制御線はスイッチ装置制御線と電
気的に接続されており、これによりデコーダ出力のうちのどれを有効とするかを
決定する。デコーダ68を利用することにより、スイッチ装置66内の特定のF
ETを有効にし、無効にし、あるいは組み合わせることができ、フォトダイオー
ド・アレイの特定の出力がCTシステムのDAS32と電気的に接続される。1
6スライス・モードに規定した実施の一形態では、デコーダ68によりスイッチ
装置66を有効にし、フォトダイオード・アレイのすべての列をDAS32と電
気的に接続させることができる。この結果、16スライス分のデータを別々、か
つ同時にDAS32に送ることができる。もちろん、これ以外に多くのスライス
の組み合わせが可能である。
でいる。半導体アレイおよびシンチレータ・アレイ62のアレイ・サイズは、そ
れぞれ16×16である。このため、検出器18は16行、912列(16×5
7個のモジュール)となり、ガントリ12の一回転あたり同時に16スライス分
のデータを収集できる。もちろん、本発明は特定のアレイ・サイズに限定される
ものではなく、アレイのサイズはオペレータの具体的ニーズ次第で大きくも小さ
くもできると企図される。検出器18はまた、多様なスライス厚モードやスライ
ス数モード(たとえば1スライス、2スライス、4スライス・モードなど)で動
作させることができる。たとえば、FETを4スライス・モードで構成すること
ができ、これによりフォトダイオード・アレイの1行あるいは複数行から4スラ
イス分のデータを収集できる。具体的なFETの構成をデコーダ制御線により決
めることによって、フォトダイオード・アレイの出力の様々な組み合わせについ
て、有効にしたり、無効にしたり、あるいは組み合わせることが可能となる。こ
れにより、たとえば1.25mm、2.5mm、3.75mm、5mmのスライ
ス厚が得られる。別の例としては、1.25mmから20mmまでの範囲のスラ
イス厚のうちの1つのスライスからなる単一スライス・モードや、1.25mm
から10mmまでの範囲のスライス厚のうち2つのスライスからなる2スライス
・モードがある。さらに、上記のモードを上回るモードも可能である。
84、86および88を用いて投影データを得る「4(quad)スライス」システム
である。データの収集に加え、z位置セルと呼ぶこともある検出器セル90、9
2、94および96を用いてX線ビーム16の位置を決定する。より詳しく述べ
ると、X線ビーム16はX線源14の焦点98から放出される(図2参照)。X
線ビーム16はプリペイシェント・コリメータ100によりコリメートされ、コ
リメートを受けたビーム16は検出器セル90、92、94および96に向けて
投射される。一般に「ファンビーム平面」と呼ばれる平面102は、焦点98の
中心線およびビーム16の中心線を包含する。図5では、ファンビーム平面10
2は、検出器セル90、92、94および96の照射域104の中心線D0 と一
致する。別の実施形態では、システム10は、任意のスライス数、すなわち2ス
ライス、3スライス、5スライス、6スライスなどを含むマルチスライス・シス
テムである。
よび120Bを含む。カム120Aおよび120Bの位置は、X線制御装置28
により制御される。カム120Aおよび120Bはファンビーム平面102の互
いに反対側に配置され、かつカム120Aと120Bの間隔、並びにこれらのカ
ムのファンビーム平面102に対する位置に関して別々に調整できる。カム12
0Aおよび120Bは単一のカム・ドライブによって位置決めすることができる
、またその代わりに、カムの各々を別々のカム・ドライブ、たとえばモータによ
って位置決めするようにしてもよい。カム120Aおよび120Bは、X線吸収
材料、たとえばタングステンにより製作される。偏心形状であるため、カム12
0Aおよび120Bのそれぞれの回転によりX線ビーム16のz軸位置が変更さ
れる。より詳しく述べると、カム120Aおよび120Bの位置を変更すること
によりX線ビームの本影の位置および幅が変更できる。具体的に述べると、カム
120Aおよび120Bが連結されて歩進する偏心形状であるため、検出器アレ
イ18に対するX線ビーム16の位置を変更すなわち調整できる。さらに、カム
120Aの位置あるいはステップを変更するだけで、検出器アレイ18の一方の
エッジに対する本影(umbra) の幅および位置を変更できる。またカム120Bの
位置を変更するだけで、検出器アレイ18のもう一方のエッジ、すなわち第2の
エッジに対する本影の幅および位置を変更できる。
ラッキング制御回路(またはシステム)80を含む。システム80は、実施の一
形態では、制御機構26およびコンピュータ36と結合され、かつX線ビーム位
置エラー・プロフィールを利用してシステム10のX線ビーム16の位置エラー
または動きに対する補正を行う。より具体的に実施の一形態では、システム80
は第1のスキャンから得たダイナミック動きエラーおよび熱ドリフト・エラーを
利用して、後続のスキャンのそれぞれでのシステム10のダイナミック動きエラ
ーおよび熱ドリフト・エラーに対する補正、すなわち補償を行う。具体的に述べ
ると、システム80はプリペイシェント・コリメータ100の位置を変更するこ
とにより、後続の回転でのX線ビーム16の位置を調整すなわち変更し、ガント
リ12の第1の回転から得た位置エラー・プロフィールに対する補正を行う。シ
ステム80は検出器アレイ18にあたるX線ビーム16を狭いビームに保持し、
投影データの収集に対して、効果すなわち影響を及ぼすことなく患者に対するX
線量を低減できる。
因するX線ビーム16の位置エラーに対する調整すなわち補正を行う。より詳し
く述べると、X線源14や検出器アレイ18などのガントリ12のコンポーネン
トが回転するのに伴い、重力および遠心力によってX線ビーム16のz軸位置エ
ラーが生じる。実施の一形態では、線源14の物理的構造およびガントリ12の
設計の結果として、ガントリ12の回転に起因するz軸X線ビーム位置エラー量
、または動きの量は、いずれの回転でも一貫していて、かつ一定である。このた
め、ダイナミック動きエラーはガントリ12の最初の回転、すなわち第1の回転
中に生じたX線ビーム位置エラー量を計測することにより決定され、後続の回転
に対して用いることができる。
1の位置または角度に対するX線ビーム16の位置エラーを計測することにより
決定される。実施の一形態では、X線ビーム16の位置エラーは、検出器アレイ
18からの出力信号を利用して、ガントリ12の複数の位置または角度に対して
決定すなわち計測される。具体的に述べると、ガントリ12の選択した各位置、
すなわち各角度に対して、所望のすなわち期待されるX線ビーム16の位置と計
測したX線ビーム16の位置の間の差を決定することにより対応する位置エラー
が求められる。実施の一形態では、その計測した、すなわち実際のX線ビーム1
6の位置は、それぞれが検出器セル90、92、94および96により出力され
る信号強度2A、1A、2Bおよび1Bの強度値を、比[(2A/1A)−(2
B/1B)]に従って関連づけることにより決定される。実施の一形態では、そ
の比はコンピュータ36により決定し、またX線ビーム16および検出器アレイ
18の応答が均一であると仮定すると、量(2A/1A)が量(2B/1B)に
等しいときに、X線ビーム16の本影は検出器アレイ18上で中央にくる。
置毎に、X線ビームのz軸位置エラーをメモリ、たとえばコンピュータ36内に
格納することにより決定される。次いで、位置エラーを特徴づけ、ガントリ12
の特定の速度および傾斜角度に対するダイナミック動きエラーを決定する。詳細
に実施の一形態では、その計測した位置エラーを、計測した位置エラーの平均値
を決定することにより特徴づける。位置エラーが各回転に対して一貫しているた
め、このダイナミック動きエラーを次に後続のスキャンに対して利用する。詳し
く述べると、、ガントリ12の速度および傾斜角度を決定したのち、決定された
ダイナミック動きエラーを利用してコリメータ100の位置を変更し、X線ビー
ム16のダイナミック動き位置エラーに対する補正を行う。より詳しく述べると
、、カム120Aおよび120Bのうちの少なくとも1つの位置を変更すなわち
調整し、X線ビーム16の位置を変更する。
、94および96からの出力信号2A、1A、1Bおよび2Bを、ガントリ12
の各30度回転毎にDAS32を用いて計測すなわち収集する。関係[(2A/
1A)−(2B/1B)]を用いて、X線ビーム16の位置を計測すなわち決定
し、さらにX線ビーム16の所望の位置と比較してz軸ダイナミック動き位置エ
ラーを決定する。より詳しく述べると、計測した量[(2A/1A)−(2B/
1B)]と、ガントリ12の12カ所(360度/30度)の位置のそれぞれに
対するX線ビーム16の所望の位置との差を決定する。次いで、この差は格納さ
れ、特定のガントリ速度および角度に対して特徴づけられ、ダイナミック動きお
よびエラーが決定される。
、ダイナミック動きエラーに対する補正が可能となる。詳しく述べると、ガント
リ12の選択した各位置に対して、カム120Aおよび120Bの位置を変更し
、X線ビーム16の位置が調整され、ダイナミック動きエラーに対する補正がな
される。具体的に述べると、カム120Aおよび120Bの位置は、選択した各
位置に対するダイナミック動きエラーに従った随伴をする、すなわち移動する。
たとえば、特徴づけられたダイナミック動きエラーが線形近似を示す実施の一形
態では、ガントリ12が回転するのに伴い100ms毎に、そのカム120Aお
よび120Bの位置を移動させ、すなわち位置変更し、X線ビーム16のダイナ
ミック動き位置エラーに対する補正を行う。
線ビームの中心線102に関するX線ビーム16の第1の部分と第2の部分に対
するz軸ダイナミック動き位置エラーを決定する。より詳しく述べると、(2A
/1A)の関係を用い、検出器18に関するX線ビーム16の第1の部分の位置
、すなわちセル90および92に関するX線ビーム16の中心線102からの幅
を決定する。同様に、関係(2B/1B)を用いて、検出器18に関するX線ビ
ーム16の第2の部分の位置、すなわちセル94および96に関するX線ビーム
16の中心線からの幅を決定する。次いで、X線ビーム16の各部分について、
計測した量(2A/1A)とX線ビーム16の第1の部分の所望の位置との差を
決定する。同様に、計測した量(2B/1B)とX線ビーム16の第2の部分の
所望の位置との差を決定する。第1の部分と第2の部分との差を格納し、特定の
ガントリ速度および角度に対して特徴づけし、上記のようにしてダイナミック動
きおよびエラーを決定する。次いで、X線ビーム16の各部分の位置を変更し、
ダイナミック動きエラーに対する補正を行う。詳しく述べると、ガントリ12の
選択した各位置に対し、カム120Aの位置を変更して、X線ビーム16の第1
の部分のダイナミック動きエラーに対する補正を行う。同様に、ガントリ12の
選択した各位置に対し、カム120Bの位置を変更して、X線ビーム16の第2
の部分のダイナミック動きエラーに対する補正を行う。具体的に述べると、カム
120Aの位置は、選択した各位置に対する第1の部分のダイナミック動きエラ
ーに従って独立に追従する、すなわち動く。同様に、カム120Bの位置は選択
した各位置に対する第2の部分のダイナミック動きエラーに従って独立に追従す
る、すなわち動く。
熱ドリフト・エラーを決定する。この熱ドリフト・エラーを利用し、システム8
0はシステム10の熱ドリフトに起因するX線ビーム16の位置エラーに対する
調整すなわち補正を行う。実施の一形態では、その熱ドリフト・エラーは実際の
熱ドリフトおよび予測熱ドリフトを含む。実際の熱ドリフトは、ガントリ12の
先行する回転中のシステム10の温度変化に起因するX線ビーム16の動きの計
測量またはエラーの計測量を含む。予測熱ドリフトは、先行するスキャンから経
た時間量、すなわちの経過時間に従ってシステム10の全温度範囲から生じるX
線ビームの熱ドリフトの総量の一部分を含む。実施の一形態では、そのX線ビー
ム16のz軸方向の位置を変更し、線源14により生じる予測熱ドリフトおよび
実際の熱ドリフトに対する補正を行う。具体的に述べると、コリメータ・カム1
20Aおよび120Bのうちの少なくとも1つの位置を、X線ビーム16の位置
が熱ドリフト・エラーに対して補正されるように移動させる。たとえば、実際の
熱ドリフト・エラーは、ガントリ12の先行する1秒間の回転の間に最大0.0
02mmであり、システム10の予測熱ドリフト・エラーは先行するスキャンが
完了して60分後の時点で0.6mmとなることがある。
って、予測熱ドリフト・プロフィールを決定する。この予測熱ドリフト・プロフ
ィールは、システム10の熱ドリフトを時間の関数として計測することにより決
定する。システム10の予測熱ドリフト・プロフィールは、少なくとも1つの時
点に対するシステム10の熱ドリフト量を検出器18を用いて計測すなわち決定
することにより決定される。詳細に実施の一形態では、システム10の予測熱ド
リフト・プロフィールは、線源14の温度が室温から最大動作温度まで変化し再
び室温まで自然に降下する際の、複数の時点に対して決定される。各時点に対し
て、熱ドリフト・エラーの量を検出器18を利用して計測すなわち決定する。よ
り詳しく述べると、上記のように、それぞれセル90、92、94および96か
らの2A、1A、1Bおよび2Bの出力信号と所望の位置との差を利用して熱ド
リフトによるX線ビーム16のz軸位置を決定する。
は、システム10の温度範囲の全体にわたる各時点に対する計測した、すなわち
決定した熱ドリフト・エラーに線形関数をあてはめることにより決定される。別
の実施の形態では、その予測熱ドリフト・プロフィールは、X線ビーム16の決
定した熱ドリフト・エラーに指数関数的減衰関数をあてはめることにより決定さ
れる。予測熱ドリフト・プロフィールおよび先行する(すなわち前回の)スキャ
ンからの経過時間を利用して、システム10の予測熱ドリフトが決定される。
完了させる、すなわち実行する。このスキャンの実行に先立って、コリメータ1
00を用いてX線ビーム16の位置を調整し、予測熱ドリフトに対する補正を行
う。スキャンが完了しようとするときに、検出器18を用いて、X線ビーム16
の少なくとも1つの実際の熱ドリフト位置を決定する。詳しく述べると、ガント
リ12が第1の回転、または扇形移動(segment) を完了するのに伴い、検出器1
8を用いて複数の実際の熱ドリフト位置を決定すなわち計測する。実施の一形態
では、次いで、計測した実際の熱ドリフト位置の平均値を決定することにより、
第1の回転に対する実際の熱ドリフトを決定する。次いで、この実際の熱ドリフ
トを後続の回転に対して利用して、ガントリ12の先行する回転からの実際の熱
ドリフトに対する調整すなわち補正を行う。
キャンに先だち、システム10の熱ドリフト・エラーに基づいてコリメータ10
0を位置変更、すなわち移動させるだけでよい。より詳しく述べると、実際の熱
ドリフトと予測熱ドリフトを組み合わせて、システム10の熱ドリフトに対する
補正を行う。具体的に述べると、このスキャンの間に、直前の回転または扇形移
動からの経過時間を、タイマ(図示せず)を用いて決定する。予測熱ドリフト・
プロフィールおよび先行する回転からの経過時間を利用して、予測熱ドリフトを
決定する。実施の一形態では、次いで、実際の熱ドリフトを予測熱ドリフトと組
み合わせて、コリメータ100の位置を決定する。より詳しく述べると、カム1
20Aおよび120Bの位置を位置変更、すなわち移動させて、先行する回転か
らの予測熱ドリフトと実際の熱ドリフトの組み合わせに対する補正を行う。
め、X線ビーム16の実際の熱ドリフトは、短縮させた更新間隔を用いて計測す
なわち決定し、コリメータ100がガントリ12の回転開始前に適正に位置決め
されるようにする。詳しく述べると、、ガントリ12の回転の直前にX線ビーム
16の計測した位置と所望の位置との差を決定することにより、実際の熱ドリフ
トを上記のように決定する。カム120Aおよび120Bの位置は、所望の位置
と計測した位置の間のいかなる差に対しても補正ができるように調整される。
16のz軸位置を調整し、システム10のダイナミック動きエラーおよび熱ドリ
フト・エラーに対する補正を行う。より詳しく述べると、、ガントリ12の回転
に伴い、コリメータ100の位置を調整し、ダイナミック動きエラーおよび熱ド
リフト・エラーに対する補正を行う。具体的に述べると、ガントリ12の回転に
伴い、コリメータ100の位置を調整し、所望の各位置に関し、一定である先行
する回転の熱ドリフト・エラーと変動するダイナミック動きエラーとの組み合わ
せに対する調整を行う。カム120Aおよび120Bの位置は、組み合わせた位
置エラー・プロフィール、たとえば一定である熱ドリフト・エラーにダイナミッ
ク動きエラーを加えた量の線形近似に従って追随、すなわち移動させる。たとえ
ば、図8に示す実施の一形態では、カム120Aおよび120Bの位置を、ガン
トリ12の1秒間の回転の間に50回、移動すなわち位置変更させる。詳しく述
べると、カム120Aおよび120Bの位置は、ガントリ12の選択した速度お
よび傾斜角度に対するダイナミック動きエラーと熱ドリフト・エラーとの同期し
た組み合わせを反映するように移動させる。その結果、X線ビーム16の位置が
調整され、ダイナミック動きエラーおよび熱ドリフト・エラーに対する補正が行
われ、これにより画質を低下させずに患者線量を軽減することができる。
ラーは、選択した時間ベースまたは事象発生ベースで更新される。たとえば、そ
れぞれのエラーは、選択した時間単位、たとえば100時間稼働毎に置換すなわ
ち更新されることがあり、また選択した日数、たとえば暦日30日毎に置換すな
わち更新されることがある。同様に、ダイナミック動きエラーおよび熱ドリフト
・エラーは、ガントリ12内のあるコンポーネントを交換または修理する毎に、
たとえば線源14や検出器18を交換または修理する毎に、置換すなわち更新さ
れることがある。追加として実施の一形態では、少なくとも2つの履歴の、すな
わち過去のダイナミック動きエラーを利用して、差分履歴(difference history)
ダイナミック動きエラーを決定することもできる。次いで、この差分履歴ダイナ
ミック・エラーを用いてダイナミック動きエラーを決定することができる。具体
的に実施の一形態では、その各履歴エラーを互いに平均し、ダイナミック動きエ
ラーを決定する。別の実施の形態では、この履歴エラーにリカーシブ・フィルタ
(recursive filter)を適用し、ダイナミック動きエラーを決定する。
の位置エラーを求める、すなわち決定する。実際の位置エラーによりシステム1
0を監視して、過大エラーを検出する。実際の位置エラーが、あらかじめ選択し
た限度または範囲を超えた場合には、補正動作を実行、すなわち完了させる。た
とえば、実際のエラーがあらかじめ選択した限度を超えた場合、その補正動作は
現在のスキャンの中止または終了を含む。別の実施形態では、その補正動作は修
理要求の記録を含む。さらに別の実施形態では、検出器アレイ18の遮断(block
age)により実際のエラーが発生する場合、システム80は、実際の過大エラーが
規定の回数、すなわち選択した回数起きたのちに補正動作を起動させる。
テムのダイナミック動きおよび温度動きが補正される。さらに、X線ビーム位置
が最適化され、画質を低下させずに患者線量を軽減することができる。
は明白であろう。本発明を詳細に記載し図示してきたが、これらは説明および例
示のためのものに過ぎず、本発明を限定する意図ではないことを明瞭に理解され
たい。たとえば本明細書に記載したCTシステムは、X線源および検出器の両方
がガントリと共に回転する「第3世代」のシステムである。検出器が全環状で静
止しておりX線源のみがガントリと共に回転する方式の「第4世代」のシステム
など、他の多くのCTシステムを用いることもできる。同様に、本明細書に記載
したCTシステムは4スライス形であるが、任意のマルチスライス形システム、
たとえば2スライス、3スライス、6スライス形を用いることもできる。また、
トラッキング補正システムを詳細に記載してきたが、X線源14および/または
検出器アレイ18の位置を変更することによってX線ビーム位置を調整すること
も可能である。したがって、本発明の精神および範囲は、特許請求の範囲によっ
て限定されるべきものである。
グ・システムの略図である。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 z軸に沿って変位して配置された少なくとも2行の検出器セ
ル(20)を有するマルチスライス形検出器アレイ(18)と、X線ビーム(1
6)を検出器アレイ(18)に向けて放射するためのX線源(14)とを含むイ
メージング・システム(10)において、X線ビームのz軸ドリフトを補正する
ための方法であって、 第1のスキャンに対するX線ビーム位置エラー・プロフィールを決定するステ
ップと、 前記決定されたX線ビーム位置エラー・プロフィールに基づいて、後続のスキ
ャンに対するX線ビーム位置を調整するステップと、 を含む方法。 - 【請求項2】 前記検出器アレイ(18)および前記X線源(14)が回転
自在のガントリ(12)に結合されており、前記X線ビーム位置エラー・プロフ
ィールを決定する前記ステップが前記ガントリ(12)の第1の回転に対するX
線ビームz軸ダイナミック動きエラーを決定するステップを含む、請求項1に記
載の方法。 - 【請求項3】 前記X線ビームz軸ダイナミック動きエラーを決定する前記
ステップが、 前記検出器アレイ(18)を用いて、前記ガントリ(12)の少なくとも第1
の位置に対する計測したX線ビーム位置を決定するステップと、 各計測したX線ビーム位置に対する所望のX線ビーム位置を決定するステップ
と、 各計測したX線ビーム位置と各所望のX線ビーム位置との差を決定するステッ
プと、 を含む、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記検出器アレイ(18)を用いて前記計測したX線ビーム
位置を決定する前記ステップが、 前記検出器アレイ(18)の第1の検出器セル行内の少なくとも第1の検出器
セル(20)、第2の検出器セル行内の少なくとも第2の検出器セル(20)、
第3の検出器セル行内の少なくとも第3の検出器セル(20)、および第4の検
出器セル行内の少なくとも第4の検出器セル(20)から別々に信号を獲得する
ステップと、 これらの別々の信号の強度からX線ビームのz軸位置を決定するステップと、
を含む、請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 少なくとも第1の位置に対して前記計測したX線ビーム位置
を決定する前記ステップが、複数のガントリ位置に対する計測したX線ビーム位
置を決定するステップを含む、請求項3に記載の方法。 - 【請求項6】 さらに、X線ビームのz軸熱ドリフト・エラーを決定するス
テップを含む請求項2に記載の方法。 - 【請求項7】 前記X線ビームのz軸熱ドリフト・エラーを決定する前記ス
テップが、実際の熱ドリフトを決定するステップと、予測熱ドリフトを決定する
ステップとを含む、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記予測熱ドリフトを決定する前記ステップが、予測熱ドリ
フト・プロフィールを決定するステップと、前記ガントリ(12)の前回の回転
からの経過時間を決定するステップとを含む、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 前記システム(10)がさらに、X線ビーム(16)のz軸
位置を変更するために複数の位置を有するプリペイシェント・コリメータ(10
0)を含んでおり、前記決定したX線ビーム位置エラー・プロフィールに基づき
後続のスキャンに対するX線ビーム位置を調整する前記ステップが、前記プリペ
イシェント・コリメータ(100)の位置を変更するステップを含む、請求項1
に記載の方法。 - 【請求項10】 前記プリペイシェント・コリメータ(100)が、X線ビ
ーム(16)に対し互いに反対側に配置された少なくとも第1のカム(120A
)および第2のカム(120B)を含んでおり、前記プリペイシェント・コリメ
ータ(100)の位置を変更する前記ステップが、第1のカム(120A)およ
び第2のカム(120B)のうちの少なくとも1つの位置を変更するステップを
含む、請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 第1のスキャンの間に少なくとも1つの実際の位置エラー
を決定するステップと、 その差が事前に選択した限度を超えているか否かを決定するステップと、 決定した前記差が前記事前に選択した限度を超えていた場合に補正動作を実行
するステップと、 をさらに含む請求項1に記載の方法。
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