JP2005501631A - 診断放射線学におけるデジタルフラットパネルx線レセプター位置決め - Google Patents
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Abstract
デジタルフラットパネ二次元X線検知器(34)が立っているか、座っているか、又は横臥状態にある患者に対する異なるX線プロトコルに対し多様な位置へ信頼性を持って、安全に且つ便利に移動する。本システムは、そうでなければ異なる装置を必要の場合のある多数のプロトコルに対して同一の検知器を使用することを実際的なものとしており、且つこのような検知器の高コスト、重量及び脆弱性等の余り好ましくない特性の効果を緩和しながらフラットパネルデジタル検知器の所望の特性を利用している。
【選択図】図48
【選択図】図48
Description
【技術分野】
【0001】
本特許明細書は放射線学の分野におけるものであって、更に詳細には、デジタルフラットパネル検知器を使用するX線装置の分野に関するものである。
【背景技術】
【0002】
医学的診断用X線装置は、長い間、遮光カセット内側に収容されたX線フィルムを使用しており、該カセットが患者の片側にあり且つX線供給源が反対側にある。露光期間中、X線が所望の体位置を透過し且つX線フィルムは該フィルムにおける空間的に変化するX線露光を記録する。何年にもわたり、医学的な経験は体の種々の部分をイメージングするための多様な標準的プロトコルを開発し且つ最適化して来ており、そのことはフィルムカセットを患者に対して異なる位置に配置させることを必要とする。例えば、胸部X線は、しばしば、患者が立ったままで、胸又は背中を垂直なフィルムカセットに押しつけた状態で実施される。手の中の骨のイメージングは、カセットを表面上に水平方向に配置させ、且つ手をそのカセットの上に配置させた状態で行われる場合がある。別の手順においては、患者はカセットを腕の下側に支える場合がある。このような標準的なプロトコルの集大成は放射線学的位置及び放射線学的手順のメリルのアトレス(Merrill’s Atlas of Radiograthic Positions and Radiologic Procedures)、Philip W. Ballinger et al.著、第9版、モズビー−イヤーブックインコーポレイテッド出版において記載されており、それを引用によって本明細書に取込む。
【0003】
デジタルX線センサー技術における進化は局所的なX線露光に関連する電気的信号を発生するセンサーのアレイを開発する結果となり、記録媒体としてのフィルムを除去している。1つの例は米国特許第5,319,206号において記載されており、それを引用によって本明細書に取込む。現在のバージョンは本特許明細書の譲受人から市販されている。このようなデジタルアレイは、しばしば、フラットパネルX線検知器又は単にフラットパネル検知器と呼称され、且つX線フィルムと比較してある利点を提供している。フィルム処理の必要性は存在しない。何故ならば、イメージが作成され且つ電子的なデジタル形態でカセットから出力され且つ直接的にコンピュータへ転送することが可能だからである。X線データのデジタル形態はそのイメージを病院の記録保管システム内に組込むことを容易化させる。デジタルフラットパネル検知器又はプレートは、又、X線フィルムと比較して改善された動的範囲を提供し、従って、同一の生態の複数個のイメージをとることを必要とする場合があるX線フィルムの露光範囲制限を解消することが可能である。一方、デジタルフラットパネル検知器は、現在、フィルムカセットよりも資本費用がより高く、且つより脆弱である。しばしば、放射線に影響され易いエレクトロニクスを保護するために鉛の遮蔽を組込み、それは重たいものである場合がある。ケーブルでコンピュータと接続される場合には、カセット及び/又は患者を移動させる場合にテーブルの取扱いを考慮に入れることが必要である。一方、カセットは、例えば米国特許第5,661,309号におけるように、独立型のものとすることが可能であり、その場合には、それは電源及びイメージ情報用の格納部を包含しており、重量を増加させると共に寸法を増加させる場合がある。このような検知器は、一般的に、適宜の散乱防止即ちバッキー(Bucky)プレートを有するシステムにおいて使用される。
【0004】
該デジタル検知器の高い初期費用は、胸部用の垂直に装着したユニット及びベッド下側の水平ユニット等の多様な位置に予め装着した複数個の検知器を有するX線室の装備を妨げる場合がある。該ユニットの脆弱性、重量及び初期的費用は、患者が該検知器を支える手順において使用することを困難なものとさせる。デジタルフラットパネル検知器の独特の特性は、フラットパネル検知器と共に使用する場合に従来のフィルムカセットフォルダを非現実的なものとさせる場合がある。
【0005】
フラットパネル検知器を使用するX線システムに対して多数の提案がなされている。本譲受人の子会社が参加するコロラド洲デンバーのフィッシャーイメージングコーポレイションによるTraumexの名称でCアーム装置が提供されている。別のCアーム装置はスイスレイによりddRMulti−Systemの名称で提供されているものと思われ、且つスイスレイからの文献は、ddRCombi−Systemは2000年初頭に販売が計画されていると記載しており、且つddRMulti−Systemと同一の機能性を提供するがX線管用の既存のサードパーティ懸架装置を使用するものと記載している(それにおけるイラストは、天井に装着されるX線管支持体とは別個の構成体上に垂直に移動するために装着されている検知器装置を示しているものと思われる)。垂直方向に移動し且つ回転するイメージ増強管が米国特許第4,741,014号の図3に示されているものと思われる。米国特許第5,764,724号及び第6,155,713号はその他の形態を提案している。
【0006】
X線フィルムカセットを位置決めするための多数のその他の提案がなされているが、フラットパネル検知器システムの異なる物理的特性及び条件が、フィルムカセット位置決め用の提案を直接的に適用することを不可能なものとしている。例えば、米国特許第4,365,344号は床に装着したX線供給源支持体に対して多様な位置及び配向状態でフィルムカセットを配置させるシステムを提案している。米国特許第5,157,707号はベッドの上に座っている患者のAP(前後)及び横方向胸部イメージを撮ることを可能とするために天井に装着したX線管支持体に対して異なる位置にフィルムカセットを移動させることを提案している。スウエーデン特許文書(Utlaggningsskrift[B])463237(出願番号8900580−5)の図は、同様の提案及び床から上方へ延在する同一の構成体上にX線カセット及びX線供給源を装着することの提案を示しているものと思われる。米国特許第4,468,803号は患者テーブル上にフィルムカセット用の関節型支持体をクランプすることを提案しており、且つ米国第5,920,606号は、その上に患者が乗ることが可能であり且つその中に重さを支える足を画像形成するためにフィルムカセットを挿入することが可能なプラットフォームを提案している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
デジタルフラットパネル検知器システムの独特の特性及び条件に鑑み、多様なイメージングプロトコルに対してこのようなシステムの位置決めを行うために安全で信頼性があり便利で且つ効果的な対策を提供することの必要性が存在しているものと考えられ、且つこの特許明細書はこのような必要性を満足することに向けられたものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
例示的であり且つ非制限的な実施例は、デジタルフラットパネル二次元X線検知器システムを有しており、それはX線供給源の運動に機械的に結合されているものではなく、且つ標準又はその他のX線プロトコルに対して多様な位置のうちのいずれか1つへ安全に且つ便利に移動することが可能であり且つX線イメージを採取するために選択した位置を安全に維持することが可能であり、従ってそうでなければ複数個の検知器を必要とするようなX線プロトコルに対して単一のデジタルフラットパネル検知器でもって例えば天井に装着した供給源等のX線室において標準のX線供給源を使用することを可能としている。
【0009】
1つの例であり且つ特許請求の範囲に記載した本発明の技術的範囲を制限するものではないものとして説明する1つの好適実施例は、X線供給源との機械的接続を有するものではなく且つデジタルフラットパネルX線検知器装置及び散乱防止グリッドを包含する検知器を有している。床に支持されているベースは関節型構成体を支持しており、該関節型構成体は少なくとも自由度5で該検知器を支持し且つ選択的に移動させて立っている患者、座っている患者、横臥している患者に対し多様な標準又はその他の診断用X線プロトコルのうちのいずれか1つに対してそれを位置決めさせる。非制限的な例において、該自由度は少なくとも2つの並進運動と3個の回転運動とを包含している。例えば、第一並進運動はレールに沿って下側スライドを移動させることを包含しており、第一回転運動は下側スライド上に近端を装着した下側アームを垂直軸周りに回転させることを包含しており、第二回転運動は下側アームの遠端に装着した支柱の別の垂直軸周りの回転を包含しており、第二並進運動は該支柱に沿って上側スライドを上下に移動させることを包含しており、且つ第三回転運動は近端を上側スライドへ装着しており且つ遠端を検知器へ結合している上側アームを水平軸周りに回転させることを包含している。更に、該検知器は、自由度6の場合に、その面を横切る軸周りに回転すべく上側アームの遠端上に回転自在に装着させることが可能である。該検知器は、又、尻の軸横方向の撮影のために一般的になされるように、クロステーブル斜めイメージングのための角度を与えるために、揺動、即ち垂直に配向されている場合に垂直軸周りの回転を与えることが可能である。より一般的な場合は、該検知器が、その観察表面に沿って又は通常それに対して平行に延在する軸の周りに回転させることが可能である。
【0010】
あるX線プロトコルの場合には、該検知器の垂直運動を患者テーブルの垂直運動と結合させることが望ましい場合があり、且つこのような対策はここに開示したシステム内に包含している。該検知器を移動させ且つ位置決めさせることをより容易なものとさせるために、自由度のうちの少なくとも幾つかにおける運動が、運動を好適なステップへバイアスさせ且つ不所望の運動を防止するためにロックすることが可能な移動止めで規制させる。1つ又はそれ以上の自由度における運動をモータ駆動することが可能である。更に、幾つか又は全ての自由度における運動をコンピュータ制御することが可能である。1つ又はそれ以上の自由度における運動に対するピンチポイント及び衝突を防止することを助けるために衝突回避システムを設けることが可能である。移動するパーツと結合されたエンコーダーは運動及び位置に関するデジタル情報を与えることが可能であり、且つその情報は運動を種々の態様で制御するためにプログラムしたコンピュータにより使用することが可能である。例えば、該情報をピンチポイント及び衝突回避において及び/又は該検知器を選択した位置及び配向状態に位置決めさせるコンピュータが制御する運動において使用することが可能である。
【0011】
ここに開示するシステムはペデスタル上の患者テーブルと共に使用することが可能であり、それは該テーブルを上下に駆動し且つ該テーブルをその長さに沿って移動させることが可能であり、更に、より多様なX線プロトコルを可能とするために水平及び/又は垂直軸周りに該テーブルを回動させることが可能である。本システムは立っている患者又はベッド又はガーニー又は車椅子に乗っている患者が関与するX線プロトコルに対してテーブルなしで使用することが可能である。本検知器は矩形状のイメージング区域を有することが可能であり、その場合には、ランドスケープ配向状態とポートレート配向状態との間で検知器を回転させることが可能であり、且つ更に配向情報を与えるためにも役立つ露光センサーを設けることなどにより自動的に配向状態を検知することが可能である。本検知器は、正方形のイメージング区域で構成することが可能であり、その場合には、ランドスケープ配向状態とポートレート配向状態との間で回転させることは必要ではないが、イメージング区域の対角線に沿って四肢又は何等かのその他の構造を画像形成するため、又は散乱防止グリッドを所望の配向状態に整合させるために尚且つ回転を与えることが可能である。ここに開示したシステムの1つの変形例は、重量を支える四肢用のステップスツールと共に使用することが可能であり、その場合には、本検知器は、患者がその上に立っているスツール部分下側の水平配向状態と該スツールのその部分に沿っての垂直配向状態との間で少なくとも2つの自由度でもって移動する。別の変形例は、立っている患者の上体が関与することのないX線プロトコルに関するものとすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1を参照すると、主支持体10はX線室の床(又は移動可能なプラットフォーム(不図示))で固定させることが可能であり、且つトラック12を有しており、その上に下側スライド14がx軸に沿って移動するために乗っている。スライド14は軸受18を介してほぼ水平な下側アーム16の近端を支持しており、上方に延在する軸、例えばz軸周りにアーム16が回転することを可能としている。下側アーム16の遠端は上方へ延在し、例えば垂直な支柱20を支持しており、それは軸受17を介して上方へ延在する、例えば垂直な軸の周りに回転すべく装着されている。支柱20はその長さに沿ってスロット20aを有している。上側スライド22はスロット20aと係合して支柱20の長さに沿って移動し且つテーブル又はチェーンシステム24により支持されており、該システムは支柱20の上部及び底部におけるプーリ26において方向を逆転し(上部プーリのみが示されている)且つ支柱20の内側に存在するカウンタウエイト28へ接続している。上側スライド22は軸受装置32を介して上側アーム30を支持しており、上側アーム30の長さに沿って延在する横方向、例えば水平な軸の周りに上側アーム30が回転することを可能としている。好適には、この軸受装置は検知器システムの質量中心に沿って位置されており、そのことは、本検知器を患者に対してひっくり返すような偶発的なブレーキ又は移動止めの解除の場合における安全な特徴を提供している。上側アーム30は典型的に上掲した米国特許に示されているタイプの二次元デジタルフラットパネル検知器アレイを包含しており、且つ、典型的に、制御及びその他の信号を受取り且つデジタルイメージ及びその他の情報をテーブル(不図示)を介して及び/又は異なる態様で送り出すためのエレクトロニクス及び散乱防止グリッドを包含するX線検知器34を支持している。検知器34は、フラットパネル検知器のX線受光面に垂直な軸周りに検知器34を回転させることを可能とするために軸受装置36(図7)を介して上側アーム30へ接続することが可能である。このことは、検知器34のイメージング区域が矩形状である場合には、それをポートレート配向状態又はランドスケープ配向状態において使用することを可能とするために望ましいことである場合があり、又はこのような回転がその他の理由、例えば検知器の対角線を患者の四肢又はその他の興味のある部位と整合させるために望ましい場合がある。一方、軸受装置36を省略することが可能である。例えば軸受36が使用される場合にはハンドル38を検知器34へ取付け、又はそうでない場合には直接的に上側アーム30へ取付けることが可能であり、且つ種々の運動をロックし且つアンロックし及び/又はモータ駆動される運動を制御する等のための制御目的のために手動スイッチ又はその他の制御38aを有している。
【0013】
患者テーブル40は伸縮自在の支柱42の上に支持されており、該支柱42は床に装着するか又は移動可能な支持体の上に装着することが可能であり且つ主支持体10へ固定させるか又は固定させない場合のあるガイド44内において例えばz軸に沿って上下にテーブル40を移動させる。テーブル40はそれを介して通過するX線の空間的分布の歪みを最小とさせる物質から構成されている。所望により、テーブル40はこの特許明細書の譲受人から市販されているQDR−4500Acclaimシステムにおけるベッドと同様の態様でx軸に沿って移動可能なものとさせることが可能であり、及び/又は例えばx軸及びy軸等の1つ又はそれ以上の横方向の軸周りに傾斜させることが可能であり、及び/又は例えばz軸等の上方へ延在する軸回りに回転させることが可能である。コンソール及びディスプレイユニット41(図9)をテーブル又はその他により検知器34へ接続させて電力及び制御信号を供給し且つ処理及び表示のためにそれからのデジタルイメージデータ(及び多分その他の情報)を受取ることが可能である。ユニット41における表示は、例えば、CRT又は通常の態様で使用されるフラットパネルディスプレイスクリーン上に表示させることが可能であり且つイメージ及びその他の情報は当該技術において公知の如く適宜記録保存及び/又は印刷することが可能である。例えば表示したデジタルX線イメージのレベル及びウインドウ制御のため、イメージ倍率、ズーム、クロッピング、注釈等のために、通常のイメージ処理設備をユニット41に設けることが可能である。主支持体40と検知器34との間の関節型支持構成体の運動との干渉を回避するためにケーブルを上側アーム30、支柱20、下側アーム16を介して走らせることが可能である。一方、検知器34は何等かのその他の態様で電力を供給し且つ制御することが可能であり、且つイメージデータは何等かのその他の態様でそれから抽出することが可能である。例えば、検知器34は、内部電源を具備し且つその動作を制御するために検知器34上又は内に制御スイッチを具備する独立型の検知器とすることが可能である。検知器34は、又、1つ又はそれ以上のX線イメージのデータに対する格納部を包含することが可能である。イメージデータはワイヤレス接続により、又はイメージデータを読取る時に一時的にケーブルを接続することにより、又は何等かのその他の態様で検知器34から採取することが可能である。検知器34はX線露光を制御するために当該技術において公知である如く使用されるイオンチャンバー等の1つ又はそれ以上の露光センサー(不図示)を包含することが可能である。検知器34のいずれの配向状態においても胸部X線に対し本検知器の上部に沿って存在するように検知器34の周りに5個の露光センサーを配設し、且つ検知器34の配向状態を検知し且つその時の34の上部に沿って存在する3個の露光センサーを使用することを指示する信号を与えるためにマイクロスイッチ又は何等かのその他のセンサー(不図示)を設ける。
【0014】
検知器34は、典型的に、X線室において一般的に存在するタイプの天井に懸架させたX線供給源46と共に使用される。このようなX線供給源は、典型的に、伸縮自在な装置を介して懸架され、該伸縮自在な装置は、該供給源を垂直方向に移動させ且つ軸周りに回転させることを可能とし、従って模式的に46aとして示したX線ビームはフィルムカセット、ここに開示したシステムを使用する場合にはデジタルフラットパネル検知器等のX線レセプターと整合させることが可能である。供給源46の並進運動も可能とすることが可能である。このようなX線供給源は、典型的に、X線管を付勢した場合にコリメートさせたX線ビームが突き当たる場所を表示する光ビーム用の光学装置を有しており、且つビームのコリメーション及びX線技術係数に対する適宜の制御を有している。
【0015】
本明細書に開示する第一の実施例は検知器34の運動に対して5つの自由度を使用し、且つその面を横切る軸の周りに検知器34を回転させることが所望される場合には6番目の自由度も使用する。検知器34はX線供給源46の運動に対して機械的な接続を有するものではなく、従って検知器34の全ての運動はX線供給源の位置又は運動とは独立的である。更に、検知器34はテーブル40とも機械的接続を有するものではなく、従って検知器34の全ての運動は患者テーブルの位置又は運動とは独立的である。然しながら、以下に説明するように、ある手順に対して検知器34とテーブル40の上下運動を選択的に結合させるための対策を講じることが可能であり、且つ検知器34及びその支持構成体とテーブル40及び/又はX線供給源46との間の衝突回避のための対策を講じることが可能である。
【0016】
検知器34に対する第一の自由度は、主支持体10に沿ってのスライド14の並進運動に関するものである。第二の自由度は軸受18周りの下側アーム16の回転に関係している。第三の自由度は軸受17周りの支柱20の回転に関係している。第四の自由度は支柱20に沿っての上側スライド22の上下運動に関係している。第五の自由度は軸受32周りの上側アーム30の回転に関係している。所望により、第六の自由度は軸受36周りの検知器34の回転に関係している(図7)。
【0017】
ベース10に沿っての下側スライド14の並進及び軸受18周りの下側アーム16の回転の結合を介して、検知器34は所望によりテーブル40の長さに沿って及びそれを横断して移動する。検知器34の高さはスライド22を支柱20に沿って上又は下へ移動させることにより調節される。検知器34の配向状態は軸受32周りの回転を介して調節され、且つ設けられており且つ所望される場合には、軸受36回りの回転を介して調節される。軸受17周りの支柱20の回転は、更に、検知器34を位置決めし且つ配向させることを助ける。
【0018】
患者テーブル40及びその支持構成体42及び44は多くのX線プロトコルに対して全く使用することは必要ではなく且つ開示されているシステムの実施例から完全に省略することが可能でありその場合に、検知器34及びその関節型支持構成体は、そうでなければ、図1−9,11,12に例示したものと同一である。前述したように、図10に示した実施例は患者テーブルを使用するものではない。患者テーブル40は、あるX線手順のため、又はX線室の形態又はその他の理由のために邪魔にならない位置へ移動させることが所望される場合、例えば90度又はそれ以上の角度を介して適宜の軸受装置(不図示)を介して支柱42の周りに回転させるべく装着することが可能である。更に、又は代替的に、テーブル40はy軸、例えば支柱42の上部における軸周りに回動させるべく装着することが可能であり、及び/又は例えば支柱42の上部におけるx軸周りに回動すべく装着することが可能である。テーブル40は、又、垂直なz軸周りに回動すべく装着することが可能である。その回動は機械的装置が許容する任意の所望の角度にわたるものとすることが可能である。勿論、テーブル40を所定位置にロックするための適宜の装置を設けることが可能である。
【0019】
図1に示した検知器34の位置において、X線プロトコルは起立状態の患者の胸部X線とすることが可能である。このプロトコルの場合には、スライド14が図面中の左側へ移動し、下側アーム16がベース10から離れた位置へ回転し、支柱20が回転して上側アームをベース10及び下側アーム16に対して垂直の向きとさせ、上側アーム30が回転してその光学的配置が検知器34と適切な整合状態を示すように適宜の位置へ移動されたか又は移動されているX線供給源46と対面し且つ垂直に検知器34を配向させる。検知器34の垂直位置は、支柱20に沿って上側スライド22を摺動させることにより調節される。検知器34がポートレート及びランドスケープ配向状態を有している場合には、それは所望の配向状態へ回転され、且つ当該技術において公知の如くX線技術係数を設定し且つ患者を位置決めした後にX線露光が取られる。手動による移動を使用する実施例においては、オペレータがハンドル38上の適宜のボタン38aを押して適宜の移動のために検知器34とベース10との間の関節型構成体を解除し、且つその移動の終りにおいて適宜のボタンを押すかまたは解除して該構成体をX線手順のための所定の位置にロックさせる。移動させるために該関節型構成体の全ての部分を解除し且つX線手順のためにそれらをロックするために単一のボタン又はその他のオペレータインターフェースを使用することが可能であり、又は全ての移動より少ない組合わせの個別的な移動に対してその他のインターフェース装置の夫々のボタンを使用することが可能である。該移動の幾つか又は全てがモータ駆動されている場合には、オペレータは適宜のボタン又はその他の制御を使用して該移動をアンロックし且つモータ駆動される運動に支持を与え次いで関節型構成体を所定位置にロックさせる。
【0020】
検知器34とテーブル40との間により大きな距離が所望される場合には、下側アーム16をベース10と横切って、例えばベース10に垂直に回転させ、且つ支柱20を回転させて上側アーム30を図1に示した如くの向きを維持させる。更に、テーブル40はx軸運動として許容される図1における右側へずっと移動させることが可能であり、及び/又は前述した如くに回転又は傾斜させることが可能である。
【0021】
図2に示した位置は起立状態にある患者の片方又は両方の足のイメージング、又は車椅子又はガーニーに座っている患者のイメージング等のプロトコルのために使用することが可能である。それは、図1が示す位置と同様であり、且つ検知器34は下側の垂直位置へ移動させる点を除いて同様に移動させることが可能である。再度、テーブル40の側部からより大きな距離が所望される場合には、下側アーム16をベース10の長さを横切って角度をつけることが可能である。X線供給源46は図2においては示していないが、患者を介して検知器34にX線ビームを指向させる位置にある。
【0022】
図3は横臥状態にある患者、例えばテーブル40上の仰向けの位置においての胸部APイメージに対して適切な位置を示している。テーブル40は、患者が乗ることを容易にするために下降させ、次いで、所望により上昇させることが可能である。このX線プロトコルの場合、前述した如くに関節型支持構成体を移動させることにより検知器34を患者テーブル40下側の水平の配向状態へ移動させる。所望により、検知器34及びテーブル40は、後に一体的に上又は下へ移動させるために図示した位置にある場合にインターロックさせることが可能である。このインターロックは上側スライド30が支柱20に沿って手作業により移動される場合はクランプ又はピン(不図示)による機械的なものとすることが可能であり、従って検知器34はテーブル40のモータ駆動される垂直運動によって垂直方向に駆動される。スライド30がモータ駆動される場合には、スライド30及びテーブル40の垂直運動は既知の電子制御により同期させることが可能である。テーブル40は、この例においては、図3に示したごとく左側へずっと移動される。
【0023】
図4は、検知器34が水平配向状態にあり且つ上側に向いているがテーブル40の頭又は足にあり且つ実質的にそれと同一面状にある位置を示している。テーブル40上に横臥している患者の四肢又は頭部のイメージング等のX線プロトコルは検知器34及びテーブル40のこの位置において実施することが可能である。テーブル40は、この例においては、図4に示した如く右側へ移動される。X線供給源46は図4には示していないが、検知器34の上方にある。
【0024】
図5はテーブル40上に横臥している患者の腕又は手のイメージング等のX線プロトコルに対して適した検知器34及びテーブル40の位置を示している。このプロトコルの場合には、検知器34は水平の配向状態で且つ上側に向いた状態でテーブル40の片側へ移動される。検知器34はテーブル40と同一面状とすることが可能であり、又は選択した距離だけそれから垂直にオフセットさせることが可能である。ここに開示したシステムは、検知器34をテーブル40のいずれかの側部へ移動させること及びテーブル40の片側に沿っての多数の位置のうちのいずれか1つとさせること及び選択した距離だけ横方向及び垂直方向の両方にテーブル40から離隔させることを可能とさせる。X線供給源46は図5には示していないが検知器34の上方にある。
【0025】
図6は、車椅子、ガーニーに座っているか又は起立状態にある患者の腕又は手のイメージング等のプロトコルに対して適切な検知器34の位置を示している。図6における位置決めは、検知器34が垂直方向において下側にあり且つ水平方向に配向されており且つ上に向いた点を除いて、図1におけるものと同様である。X線供給源46は、この場合にも、図6には示していないが検知器34の上方にある。
【0026】
図7はテーブル40上に横臥しているか又は座っている患者のクロステーブル横方向観察等のX線プロトコルに適した検知器34の位置を示している。このプロトコルの場合には、検知器34は垂直方向に配向されテーブル40の側部に対面している。典型的に、検知器34のイメージ区域の下側端部はテーブル40にあるか又はそれより一層高い。この場合におけるX線供給源46はテーブル40の反対側にあり、そのX線ビームは水平方向に検知器34へ指向される。
【0027】
図8は図7におけるものと同様の位置にある検知器34を示しており、垂直の配向状態にあるが、下側アーム16及び/又は支柱20の回転を介してテーブル40の側部エッジに対して角度がつけられている。X線供給源46は検知器34からテーブル40を横断した位置にあり、典型的に、X線ビームの中央光線は検知器34のイメージング表面に対して垂直である。
【0028】
図9は図1におけるものと同様の位置にある検知器34を示しているが、天井から懸架するX線供給源46の構造のより多くのものを示しており、且つ検知器34と、且つ所望により、X線供給源46と電子的且つ電気的に結合されており且つ既知のX線保護スクリーンの後ろ側に配置されているコンソール41を示している。
【0029】
図10は、検知器34に対して2つの自由度のみを使用することが可能であり且つ体重を支えている場合の患者の足のイメージング等のX線プロトコルに対して適切である実施例を示している。この実施例における支柱50は前述した支柱20と同様であるが、支柱50は下側アーム16上にある必要はなく、床に装着することが可能であるか又は移動可能なプラットフォーム上に装着することが可能な支持体52上に設けることが可能である。支柱50は軸受54を介して支持体52の上に回転自在に装着されており、その長手軸等の上方へ延在する軸の回りに回転する。アーム56は、例えば、ウエイト62でカウンタウエイトがかけられているチェーン及びプーリ装置60を介して支柱50に沿って移動するスライド58上に装着されている。アーム56は軸受57を介してスライド58上に装着されており、横方向、例えば水平な軸の回りに回転する。使用する場合に、患者はステップ64上に上り、所望により、床又は壁に取り付けた手すり66につかまり、基本的にX線を透過させる下側プラットフォーム68の上に立つ。検知器34は図示した如く、プラットフォーム68下側に水平の配向状態で上側に向いた状態で位置させることが可能である。X線供給源46は患者の足の上方にあり、X線ビームは検知器34へ向って下方へ指向される。手すり69を掴むことにより、オペレータはアーム56を介して支柱50を回転させることによりプラットフォーム68の下側から検知器34を引出すことが可能であり、且つ、次いで、患者の足の横方向イメージの場合に必要とされるX線プロトコルに対して、軸受57の周りにアーム56を回転させて検知器34をプラットフォーム60と隣接し且つそれと整合されるか又は上方の垂直位置へ移動させることが可能である。ステップ64と、プラットフォーム68と、それに固定した手すり66とからなる組立ユニットは、必要に応じて移動させることが可能であるように、車輪71上に設けることが可能である。
【0030】
図11及び12は上述した回転運動のうちの1つ又はそれ以上に対して使用することが可能なロッキング係止機構を示している。現在の好適な実施例においては、このような係止部は下側アーム16、支柱20、上側アーム30の回転に対して使用されており、且つ軸受36周りの検知器34の回転に対して使用することが可能である(図7)。同様の係止部を図10の実施例における支柱50及びアーム56の回転に対して使用することが可能である。下側スライド14に関する下側アーム16の回転を代表的な例として取り、且つ図11及び12を参照すると、プレート100が非回転要素、この例においてはスライド14へ固定されるか又はその一部であり、且つはめば歯車70、又はこのようなはめば歯車の1つのセグメントが回転部分、この例においては下側アーム16へ固定されている。はめば歯車70は谷部70aと歯部70bのパターンを有している。カムホイール72がレバー74上に自由回転すべく装着されており、レバー74はピボット76においてプレート100上に回動自在に装着されており且つスプリング77によってはめば歯車70に向って付勢されている(図12)。慣性及び摩擦のみならずスプリング77のバイアスに打ち勝つのに充分な力で下側アーム16を回転させると、カムホイール72がはめば歯車70の歯の上に乗るが、下側アーム16を回転させる力がスレッシュホールド未満である場合には、該機構がカムホイール72を谷部70a内へ強制的に入らせ、従って下側アーム16の回転は現在の好適実施例においては約15度離隔されている幾つかの好適な位置のうちの1つにおいて停止する。下側アーム16が所望の位置にある場合に、ソレノイド78を解除してそのスプリングが強制的にレバー80を図12に示した位置とさせることにより該係止機構がロックされ、その場合に、それはレバー74の右側の下側に来てカムホイール72を谷部内に維持し、従って下側アーム16の回転を阻止する。アーム16の回転を許容するためには、レバー80を図11に示した位置へ牽引させるためにソレノイド78を付勢させねばならず、そのことは、例えば、図1−9の実施例の場合においてはハンドル38上の制御ボタン38a又は図10の実施例においてはハンドル38′上の同様のボタン38′aの操作により行うことが可能である。各回転運動に対して同一のタイプの係止部を使用することが可能であるが、はめば歯車の歯の異なる構成が所望される場合がある。例えば、軸受36周りの回転は2つ又は3つの好適な位置Cポートレート、ランドスケープ及び対角線配向状態Cを必要とするに過ぎない場合があり、その場合には、はめば歯車は歯の間に3個の谷部を必要とするに過ぎない。その他の回転は異なる角度範囲を必要とする場合があり、その場合には、使用されるはめば歯車70のセグメントは異なるインクルージョン(inclusion)角度を有する場合がある。
【0031】
一方、互いに移動することが可能な経路の間の接続を不動化させ且つ解除するために電子的、電子機械的及び/又は機械的ブレーキ及びクラッチを使用することが可能である。このようなブレーキ及びクラッチを使用することは、手作業でオペレータが容易に検知器34を所望の位置へ移動させることを可能とし、且つ露光を行うために検知器34を所定の位置に安全に固定させることが可能である。例えば、オペレータは運動を可能とするためにこのようなクラッチ又は複数個のクラッチ及び/又はブレーキ又は複数個のブレーキを係合させるためにスイッチ38aをトリップし且つ運動を阻止するためにこのようなクラッチ及び/又はブレーキを離脱させるために該スイッチをトリップさせることが可能である。このようなクラッチ及び/又はブレーキの構成は上述した運動のうちの1つ又はそれ以上に対して使用することが可能である。別々のこのような構成を該運動の異なるものに対して使用することが可能である。
【0032】
検知器34を上述したような所望の位置へ手作業により移動させる代わりに、オペレータの制御下において上述した運動のうちの幾つか又は全てを駆動させるために夫々電子的又はその他のモータを使用することが可能である。一方、該運動のうちの幾つか又は全てが自動化させることが可能であり、その場合には、オペレータは幾つかのプリセットした運動シーケンスのうちの1つを選択することが可能であり、又は検知器34に対する垂直、水平及び角度位置を選択することが可能であり、且つコンピュータコントロールが必要なモータ制御コマンドを与えることが可能である。特に、運動が手動的ではなくパワー駆動型である場合には、近接及び/又はインパクトセンサーを安全手段として移動するパーツに使用することが可能であり、それは、移動するパーツがオブジェクト又は患者に近過ぎるか又はそれと衝突する場合に停止信号を発生する。
【0033】
検知器34は、セレン、シリコン又は酸化鉛を含有する検知層を使用して、X線を直接的にX線イメージを表わす電気的信号へ変換するフラットパネル検知器を包含することが可能である。一方、検知器34は、その上にX線が入射して光パターンを発生するシンチレーティング物質層及び該光パターンに応答してX線イメージを表わす電気的信号を発生する複数個のデバイスからなるアレイを使用するフラットパネル検知器を包含することが可能である。
【0034】
ここに開示するシステムは、断層写真合成(tomosynthesis)運動用に使用することが可能であり、その場合には、X線供給源及び検知器が互いに且つ患者に対して移動し、又は該供給源及び検知器のうちの少なくとも1つが連続的な運動において又はステップアンドシュート(step−and−shoot)態様のいずれかで移動する。各ステップ(又は各時間増分)において採取したイメージ情報は読み出すことが可能であり且つ本検知器は次のステップ(又は時間増分)においてのイメージに対してリセットする。断層写真合成を実施する別の方法を使用することが可能であり、その場合には、患者に対する該供給源及び検知器の運動は上述した如くに発生するが、全体的な運動シーケンスから単に1つのイメージが発生されるに過ぎず、それは全ての位置にわたって採取した複合イメージを表わす。
【0035】
ここに開示するシステムは、広範なイメージングプロトコルを受付けるために多数の運動を与え、X線検知器イメージ面は垂直と水平との間で回転し且つ中間の角度においてロックさせることも可能であり、本検知器は患者テーブルの長さを横断してのみならず患者テーブルの長さに沿っても水平方向に移動し、従ってそれは該テーブルのいずれの側に位置させることも可能であり、本検知器は垂直方向に移動し、本検知器は正方形でない検知器アレイに対してポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間で及び/又は正方形アレイの場合であってもアレイグリッドの所望の配向状態に対して移動することが可能であり、且つ検知器は任意の所望の位置及び配向状態を取るためにこれらの運動のうちの幾つか又は全てを結合させることが可能である。
【0036】
本検知器を手で移動させることにより安全性を向上させることが可能であり、従ってオペレータは全ての運動を観察し且つ安全性を確保することが可能である。いずれかの運動がモータ駆動される場合には衝突検知のためにセンサーを設けることが可能である。いずれかの運動がモータ駆動される場合には、安全性を向上させるために容易に停止するモータを使用することが可能である。更に、いずれかの運動がモータ駆動される場合には、移動コンポーネントの位置を追跡するためにエンコーダを設けることが可能であり、且つエンコーダ出力はソフトウエア追跡及び衝突回避制御のために使用することが可能である。運動がモータ駆動される場合には、プリセットしたモータ制御をコンピュータ内に格納することが可能であり且つ特定したイメージングプロトコル又は検知器位置に対して検知器運動を駆動するために使用することが可能であり、従って本検知器は与えられたイメージングプロトコルに対してプリセットした位置へ自動的に移動することが可能である。所望の検知器位置及び配向状態を識別し且つ維持することを助け且つグリッド振動及びフォーカシンググリッド不整合を防止することを助けるクラッチ制御、ハンドブレーキ、カウンタバランス、及び/又は係止部を使用することにより不所望の運動を回避するか又は減少させることが可能である。
【0037】
図13乃至27は別の実施例を示している。この実施例において検知器34を支持する関節型構成体は、主支持体102(図26及び27)を有しており、それは、典型的に、床に装着されるが、移動プラットフォーム上又は壁等の何等かのその他の支持体上に装着することが可能である。伸縮自在のスリーブ104が支持体102上において上下に移動する。支柱106が水平軸周りに回動するためにスリーブ104上に回動自在に装着されており、且つアーム108がその長さに沿って移動し且つ水平軸周りに回動すべく支柱106上に回動自在に装着されている。支持体110がアーム108から延在しており且つ別のアーム112がピボット軸114において支持体110へ回動自在に固定されている(図27)。検知器34がアーム112の他方の端部へ固定されており、検知器のイメージング表面と垂直な軸116周りに回動する。手作業により又は運動の幾つか又は全てをモータ駆動することにより、該関節型構成体の幾つか又は全てを移動させることによって、複数個のX線プロトコルに対し検知器34の位置決めを容易化させるために、適宜のブレーキ、クラッチ、ロック、係止部及び/又はカウンタウエイトが設けられている。検知器34の位置のうちの幾つかが図13−27に示されているが、この関節型支持構成の場合には更により多くの位置が可能であることは明らかである。患者テーブル120(図13−15)が2個のクロス部材122,124上に装着されており、該クロス部材は夫々の主支持体130,132上を上下に伸縮移動することが可能な夫々のスリーブ126,128上に支持されている。このように、テーブル120は上下に移動することが可能であり(図14及び15の間の差異参照)及び、例えば、起立状態の患者の胸部X線のために邪魔にならない位置へ移動するために傾斜することが可能である(図13及び14の間の差異参照)。従って、この実施例は、起立状態の患者、座っている患者、又は横臥している患者に対する複数個のX線プロトコルに対し、患者テーブル及びその支持体と共に又はそれら無しで使用することが可能である。
【0038】
更に別の実施例を図28−37に示してある。この実施例においては、検知器34を支持する関節型構成体が患者テーブル154に向かって及びそれから離れる方向にレールに沿っての運動のためにレール152上に装着されている主支持体150を有している。大略156で示した垂直の伸縮自在の支柱が、支柱156の垂直中心軸周りに回転するために一端が装着されているアーム158を上下に移動させる。検知器34が、少なくともそのイメージング表面に平行な軸周りに回転するためにアーム158の他端に装着されており、従って検知器34は水平配向状態と垂直配向状態との間で回転することが可能である(図28及び29を比較)。好適には、検知器34はポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間で変化するため又はその他の目的のためにイメージング表面に垂直な付加的な軸の周りにも回転するためにアーム158上に装着されている。この実施例においては、患者テーブル154は大略160で示した伸縮自在支持体上に装着されている。テーブル154は、支柱160の伸縮運動によって上下に移動し(図32及び33を比較)、且つ垂直軸の周りに回転する(図28及び29を比較)。更に、起立状態の患者、座っている患者及び横臥している患者に対する異なるX線プロトコルに対し検知器34の位置決めを更に簡単化させるためにアーム158を伸縮運動させることが可能である(図36−38)。独立的に装着したX線供給源と共に使用するために、これらの位置のうちの幾つかのみが図28−38に示されている。
【0039】
図39−41に示したように、検知器34用の関節型支持体は、テーブル154等の患者テーブルを必要としないX線プロトコルに対して使用することが可能である。図39−41において、ガーニー162が患者を支持し且つレール152上とすることが可能な検知器34用の支持体へ車輪で移動される。この実施例における検知器34は図39−42に示したような位置又はその他の位置とすることが可能であり、そのうちの幾つかが、複数個の標準のX線プロトコルに対して図28−38に関連して示してある。
【0040】
更に別の実施例を図42−45に示してある。この実施例においては、検知器34は、検知器34の水平配向状態と垂直配向状態との間(図42及び43を比較)において水平軸169周りに回動し且つ支持体168上に装着されているレール166に沿って及びそれを横断しての運動用に装着されている。患者テーブル170が、少なくとも図42及び43に示した位置の間において軸169と平行な軸周りに回動すべく支持体上に装着されている。検知器34は別の1組のレール(不図示)上において図44及び45に示した位置の間においてレール166の長さを横断して摺動することが可能である。このように、検知器34は、これらに制限する訳ではないが、起立状態にある患者又は車椅子の患者(図43)、テーブル170上に横臥している患者(検知器34がテーブルの下側)、及びテーブル170の側部へ延在する体部分に対して(図45)のX線を包含する多様なプロトコルに対して使用することが可能である。
【0041】
患者ベッドに対して検知器34を位置決めさせる別の実施例が図46−50に示されている。この実施例においては、少なくとも図48及び49の位置の間において水平軸周りに回動するために182において装着されている患者プラットフォーム180へ検知器34が固定されている。カウンタウエイト184がこの回動運動を容易とさせる。各組のレールに沿っての摺動運動のために、検知器34が、プラットフォーム180の長さに沿って延在するレール(不図示)及び該プラットフォームの長さを横断して延在するレール(不図示)を介してプラットフォーム180へ固定されている。このように、検知器34は該プラットフォームの下側をプラットフォームの長さに沿って摺動することが可能であり従って、該プラットフォームの上に横臥している患者は、例えば天井に支持されているX線供給源等の独立的に支持されているX線供給源でX線を照射することが可能である。更に、検知器34はプラットフォーム180の長さを横断して摺動することが可能であり、従ってそれは該プラットフォームをクリアし(平面図において)且つその位置において、該プラットフォームにより近いその端部における軸周りに回動して例えば図46に示したような垂直な配向状態を取ることが可能である。患者プラットフォーム180の直立位置において、患者は、例えば、運動をモータ駆動することにより直立状態のプラットフォーム180を上下へ移動させることが可能な支持体185の上に立つことが可能である。検知器34は図48及び49には示していないが、それはプラットフォームの患者とは反対側であることは明らかである。
【0042】
検知器34は、図51−53に示したように、転動関節型支持構成体上とすることが可能である。この実施例においては、車輪付きプラットフォーム200が垂直な支柱202を支持し、該支柱202は、支柱202を上下に移動可能であり(図51及び52を比較)且つ水平軸周りに回動する(図52及び53を比較)アーム204を支持している。この転動構成体は、その伸縮自在な支持体208上で上下に(図51及び52を比較)且つその長さに沿って(図52に示したベッド206の異なる位置を参照)移動することが可能な患者ベッド208と共に使用することが可能である。この検知器支持構成体は、例えば、図53に示したような起立状態にある患者の胸部X線の場合、又は多数のその他のX線プロトコルの場合に、患者ベッド無しで使用することが可能である。標準のX線供給源46を使用することが可能である。
【0043】
図54−59に示した更に別の実施例においては、検知器34を大略250で示した構成体の上に支持させることが可能であり、該構成体は患者テーブル252の長さに沿って摺動運動を行うため(図54及び55を比較)且つテーブル252の長さを横切る水平軸周りの回転のため(図54及び55aを比較)に支持されている。テーブル252は転動プラットフォーム256上の垂直に伸縮自在なペデスタル254上に装着されている。図56に示されるように、検知器34は患者テーブル252の下側の1つと患者テーブルの側部の1つとの2つの例示した位置の間で検知器を移動させることを可能とするために検知器34のイメージング表面に対して垂直な軸の回りに回転すべく260において関節が設けられているアーム258上に装着されている。更に、図57に示されるように、アーム258はその側部のうちの1つに平行な軸の周りに垂直配向状態へ回転することが可能であり、且つ患者テーブル252の長さに沿った異なる点に検知器を位置決めさせるために支持体250の長さに沿って摺動することが可能である。図58及び59は興味のある2つの軸の周りの回転のためにアーム258の装着状態を示している。更に、検知器34はポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間の回転のためにアーム250上に装着することが可能である。
【0044】
上述した本システムは、機能性を改善するため及びデジタルイメージ発生の柔軟性を利用するために多様なその他の態様で向上させることが可能である。
【0045】
X線フィルムを使用する場合には、典型的に、患者をフィルムへ出来るだけ近づけて位置させる場合に最も鮮明なイメージが発生する。このプロトコルは、又、オブジェクトの拡大を回避し且つフィルムは1:1イメージを有しており、従って、幾何学的距離を容易に測定することが可能である。デジタルイメージにおいては、イメージがオブジェクトに対して1:1である必要性はない。ディスプレイモニタは多様の寸法のものがある。デジタルイメージにおいては、オブジェクト面内のピクセル寸法を計算することが可能であり、且つイメージ上の距離を較正することが可能である。更に、デジタル検知器用の最適なオブジェクトイメージング検知器距離(OID)はフィルムに対するものと異なっている。フィルムの場合には、オブジェクト面内のオブジェクトの鮮明度を最大とさせるOIDは0であり、即ちオブジェクト面が実際上のフィルムに最も近い場合である。デジタル検知器においては、最適な距離はフォーカルスポットのぼけ及びピクセル寸法に起因するオブジェクト面内の結合実効システム分解能が最大である箇所とすることが可能である。これはゼロでないOIDに対して発生し、且つ139ミクロンのピクセル寸法及び0.5mmのX線管フォーカルスポット寸法を有するフラットパネルシステムにおいては、最適なOIDは約7cmである。
【0046】
オブジェクト面におけるピクセル寸法のキャリブレーション即ち較正は、供給源−イメージング検知器距離(SID)及びOIDの両方の関数である拡大係数に依存する。この拡大係数が決定されると、実効ピクセル寸法が既知であり、且つ拡大係数[M=SID/(SID−OID)]及び/又はピクセル寸法を、例えば、DICOMヘッダーにおける適宜のフィールドにおいて患者レコード内へ挿入することが可能である。ディスプレイワークステーションソフトウエアがピクセル寸法に対するメトリックを確立するための情報を使用するか又は表示することが可能である。一方、イメージを1の拡大係数を有するピクセル寸法のものへ再度マッピングさせることが可能であり、このことは、イメージがハードコピー上に印刷され且つ手作業の測定手段が使用される場合に有用である。拡大係数の決定はSID及びOIDを知ることを必要とする。1つの方法はSID及びOIDを測定することである。これの1つの実施例は、エンコーダ又はセンサー(不図示)がSID及びOIDを決定することが可能である。別の実施例においては、SID及びOIDは採取プロトコルから推定することが可能であり、例えば、起立状態の胸部イメージにおいて、SIDは72インチであると知られている場合がある。更に別の実施例においては、採取したイメージのイメージ処理が、視野内の既知の基準ファントムの測定を介して又は採取したイメージの直接的な解析を介して拡大係数の決定を可能とさせる場合がある。
【0047】
X線管電圧kVp及びパワーnAs等の採取パラメータ及びSID及び/又はOIDの知識を使用して患者入射線量を推定することが可能である。本システムの好適実施例においては、この線量情報は患者レコード又はDICOMヘッダー内へ挿入される。
【0048】
デジタルフラットパネルシステムにおいては最適のOIDがゼロではないという事実は、画像形成中のオブジェクトを最適なOIDに維持するための手段がデジタル放射線システムに対する有用な付加であることを暗示している。このことの1つの実施例は、ある所定の距離より近い患者が画像形成されることを防止する放射線半透過性フレーム(図面中には示していない)である。
【0049】
検知器34は患者のベッドの垂直位置とは独立的に垂直方向に位置させることが可能であるので、検知器がベッド下側に位置される状態は、検知器が誤ってベッド下側のかなりの距離にある蓋然性を許容する。このことは、検知器を対応する垂直距離にわたり上昇させることなしにベッドを上昇させる場合に発生する。従って、この不適切な状態を防止するか又はオペレータに警告を与えるシステムが有用である。このことの1つの実施例においては、エンコーダ又はセンサー(不図示)が検知器からベッドへの距離を決定する。この距離決定は、検知器をベッドから所望の距離へ自動的に移動させるため、又は不必要な露光を回避するために不適切な位置であることをオペレータへ警告するため、又は検知器が適切に位置決めされるまでインターロックを介して露光を防止するために使用することが可能である。別の実施例においては、検知器が機械的にベッドフレーム内にロックし、従ってそれは患者ベッドと共に垂直方向に移動する。
【0050】
1つの好適実施例において説明したように、本検知器は、ポートレート配向状態からランドスケープ配向状態へ回転させることが可能であり、それは、特に、正方形でないパネルの場合に有用であり、又はパネルの対角線を画像形成する長尺状のオブジェクトに整合させるために45度又は何等かのその他の角度だけ回転させることが可能である。本検知器を回転させることが可能である場合には、制御システムがパネルのオリエンテーション即ち配向状態を知ることが有用である。このことは、イメージに関しての上下及び左右の決定を行うことを可能とする。本検知器のオリエンテーション即ち配向状態を決定する1つの方法は、検知器の配向状態を測定し且つこの情報を制御システムへ送信するエンコーダ又はセンサー(図面には示していない)の使用を介してである。決定されると、この情報は多様な態様で使用することが可能である。配向状態情報は、採取したイメージの座標に関する患者レコード又はDICOMヘッダーファイル内に挿入することが可能である。この情報は、イメージ自身の上に印刷することが可能である。この情報は、又、検知器上に画像形成されることのない患者の区域に対する照射露光を最小とするためにX線供給源の自動的コリメーションを制御するために使用することも可能である。この情報は、更に、イメージを標準の表示フォーマットへ再配置させるために使用することが可能である。例えば、指の骨が水平方向に整合された状態で手のイメージを採取したが、放射線医が指を垂直方向に整合させた状態で手のイメージを見ることを所望する場合に、ソフトウエアは、格納又は表示の前に、イメージが90度だけ回転されることが必要であることを検知器の配向状態から決定することが可能である。
【0051】
検知器配向状態の測定を必要とすることのない上述したものの変形例においては、イメージをコンピュータ解析し且つ画像形成した体部分の配向状態をイメージ処理手段を介して決定することが可能である。次いで、イメージを格納又は表示する前に回転させてその体部分を標準の配向状態で提供することが可能である。
【0052】
X線供給源に対する検知器の配向状態の決定は、その他の理由について有用である。X線供給源は一様でない射出パターンを有している。特に、所謂ヒール効果が、検知器のアノードに対する相対的な角度に依存してエネルギ及びフラックスを変化させる。フィルム−スクリーンイメージングにおいては、この効果を最小とさせるためにアノードを体と相対的に位置決めさせ、X線管の高出力側を、可能である場合には、より厚い体部分の上に位置決めさせて、フィルム上により一様な照明を発生させる。デジタルイメージにおいては、ヒール効果を補正することが可能である。このことの1つの実施例においては、X線供給源に対する検知器の配向状態を使用してヒール効果に起因する非一様性に対し採取したイメージを補正する。ヒール効果非一様性は前のキャリブレーション手順において計算し、測定することが可能であり、又はイメージ処理手段を使用してイメージから推定することが可能である。
【0053】
散乱防止グリッドの使用は、X線供給源に対する検知器及び散乱防止グリッドの配向状態を測定するための別の理由である。散乱防止グリッドは、しばしば、多かれ少なかれ放射線半透過性スペーサー物質により分離された鉛等の放射線不透過物質の薄いストリップ(薄膜)から構成されている。これらのグリッドは、しばしば、入射放射の非一様な吸収で検知器に影を落とし、イメージを非一様なものとさせる。この非一様性は、しばしば、それに対して幾何学的配向状態を有しており、且つ与えられた軸に沿ってより強調される場合がある。この非一様性の強度は、又、SIDに依存する。本システムの好適実施例においては、変調非一様性の効果を消去するためにイメージを補正することが可能である。この補正方法の1実施例においては、本システムは検知器に対するグリッドの配向状態を決定するためにセンサーを使用する。この情報を、グリッドの挙動のモデルと共に使用して、採取したイメージに関するグリッドの効果を推定し且つそれを除去する。非一様性の補正の強度を変化させるためにセンサー又はSIDを測定するその他の手段を使用する。該グリッドを本システムから除去することが可能である場合には、散乱防止グリッドが存在しない場合のグリッドカットオフ補正をディスエーブルさせ且つグリッドが存在する場合にそれをイネーブルさせるためにマイクロスイッチ又はその他のセンサー手段を使用することが可能である。
【0054】
散乱防止グリッド補正方法の別の実施例は、イメージ非一様性に関する散乱防止グリッドの効果の別個の前に実施したキャリブレーションを関与させる。これらのキャリブレーションは、種々の配向状態で且つ異なるSIDにおいて散乱防止グリッドで検知器のイメージングを行い且つこれらのキャリブレーションテーブルを補正アルゴリズムにおいて使用するために格納することが関与する場合がある。検知器に対する散乱防止グリッドの存在及び配向状態及びX線供給源の検知器及びグリッド組立体に対する配向状態及び距離に依存して、適宜のキャリブレーションテーブルへアクセスし且つイメージを補正するために使用することが可能である。
【0055】
本発明の別の実施例においては、センサー手段が散乱防止グリッドの存在及び配向状態を決定するばかりか、据え付けたグリッドのタイプをも決定する。このことは、異なるタイプの散乱防止グリッドを使用する場合の据え付けにとって有用である。該イメージ補正方法は使用される特定のグリッドの特性を補正することが可能である。
【0056】
散乱防止グリッドの有無を表示するセンサー信号は、プロトコルがグリッドの使用又は不存在を特定し、且つ実際のグリッドステータスが所望のグリッドステータスと矛盾していることをシステムが決定する場合において、ユーザに警告を与え又はX線露光を阻止するために使用することも可能である。
【0057】
散乱防止グリッド補正方法の更に別の実施例ではイメージ処理手段が関与する。イメージのコンピュータ解析は、散乱防止グリッドにより発生されたゆっくり変化する非一様性を抽出し且つそれを補正するために使用することが可能である。ヒール効果を解析し且つ同様に補正することが可能である。
【0058】
散乱防止グリッド及び検知器は互いに特定された配向状態を維持することは必要ではない。グリッドと検知器との独立的な整合を可能とするために、検知器に対してグリッドを優先的に90度又はその他の角度で回転させる場合がある。本特許明細書に記載したようなシステムはこの可能性を許容することが可能である。センサー、エンコーダ又はスイッチを、これらのパラメータを測定するために使用することが可能であり、且つ本システムは制御及び補正手段に対しこの情報を使用することが可能である。
【0059】
あるイメージングプロトコルの下において、検知器及びX線供給源を互いに傾斜させ、従って、X線供給源の中心軸は検知器の表面に対して垂直ではない。散乱防止グリッドの薄膜がX線供給源に関して適切に配向状態とされていない場合には、採取したイメージにおいて公知のイメージングアーチファクト(人工的効果)及び厳しいグリッドカットオフが発生する場合がある。このことは、そのイメージを使用不可能なものとさせる場合があり、且つ患者は積極的な目的がない状態で放射線に露光されることとなる。散乱防止グリッドの有無を決定するための上述したセンサー及び測定手段、及びX線供給源に対するグリッドの配向状態は、検知器が適切に配向されているか否かを決定するために制御システムにより使用することが可能である。この場合において、インターロック手段を使用してX線露光を阻止することが可能であり、又はオペレータに対して警告を与えることが可能である。
【0060】
別の好適実施例においては、オペレータによって選択されるプロトコルに依存して、検知器に対してX線供給源を正しい配向状態及びSIDへ移動させることが可能である。検知器は所望の位置へ手動的に移動される。検知器の位置及び配向状態は、センサー又はエンコーダ手段により決定され、次いでモータ及びエンコーダ手段でもって、X線供給源を検知器に対して対応する正しい位置へ移動させる。別の実施例においては、モータ制御の下でX線供給源及び検知器が自動的にオペレータによって前に選択された手順に対して正しい位置へ移動する。充分な衝突回避及び衝突検知機構が人に対して及び装置に対しての安全性を与える。
【0061】
X線供給源及び検知器の位置及び配向状態は、多数の公知のエンコーダ及びセンサー技術のうちのいずれかを介して決定することが可能である。特に魅力のある1つのセンサー実施例は例えば現在のポルヘムス(Polhemus)コーポレイション又はアセッション(Ascension)テクノロジーコーポレイションにより製造されているようなワイヤレスRF又は電子磁気的トラッキング及びデジタル化システムを使用することである。これらのシステムは6個の自由度でセンサーの位置及び配向状態を測定する。
【0062】
イメージ上で散乱された放射のイメージ劣化特性を減少させるために放射線イメージング即ち画像形成において散乱防止グリッドがしばしば使用される。静止散乱防止グリッドは公知のモアレパターンアーチファクトを発生させる場合があり、それは、デジタル検知器においては特に厄介なものである。本特許明細書において開示するシステムの幾つかの実施例は、モアレパターンの減少又は補正を与える。1つの実施例は、モアレパターンをぼかすために露光期間中にグリッドを検知器に対して往復運動又は移動させるための機械的手段を使用する。このことは露光信号に対してグリッドの運動を同期させることを必要とする。グリッド組立体を往復運動させることは高価なものとなる場合があり、且つ不所望の振動を発生させる場合があり、従ってグリッド運動なしでモアレパターンを減少させる方法が特に魅力がある。静止グリッドに対する1つの実施例は散乱グリッドの空間周波数とピクセル寸法繰返しの空間周波数とのうなりにより発生される周期的なパターンを除去するためにイメージ処理手段を使用する。このアルゴリズムは、使用されるグリッドのタイプ及び検知器に対するその配向状態を決定するために前に説明したグリッドセンサーを使用することが可能である。
【0063】
その他の実施例は散乱防止グリッドの選択的設計を介してモアレパターンを減少させる。例えば、検知器のピクセルピッチが散乱防止グリッドピッチの周期に対して正確に1:1(又はその整数倍)の周期を有しているシステムにおいてはモアレパターンは発生することがないか又は抑圧されることが知られている。このような設計における1つの困難性は、極めて精密な寸法を有するグリッドの製造を必要とすることであり、そうでない場合には、パターンが未だに発生する蓋然性がある。散乱防止グリッドは交番する薄膜及びスペーサーから構成されており、且つ、例えば、スペーサー又は薄膜の異なるバッチは僅かに異なる寸法を有する場合がある。散乱防止グリッドが検知器のピクセルピッチDより僅かに小さい周期Pで製造される場合には(D=P+ε、尚εはPと比較して小さい)、このグリッドが検知器の前部表面上方の小さい距離に装着される場合にはモアレパターンの減少が発生し、その最適な距離はピクセルの周期及びグリッドの周期の相対的な寸法に依存する。このモアレパターンの減少は、D=NP+ε、尚Nは整数である、の関係を有するグリッド及び検知器の周期に対しても有効な場合がある。別の好適実施例においては、検知器のハウジングがプレート上方に小さいが調節可能な距離グリッドの機械的な装着を可能とさせる場合がある。これを示した概略図である図60を参照すると良い。システムキャリブレーション期間中に、最適な距離を決定し、且つグリッドをテーブルから正しい距離に位置決めさせるためにシム又はその他の手段を介して装着機構を調節する。このようなシステムはグリッド及び検知器ピクセルの製造公差に対しより大きな不感受性を有することが可能である。
【0064】
図60はフォーカシング散乱防止グリッドを示している。これらのグリッドにおいては、隔膜のピッチはオブジェクト面と相対的に検知器面上において異なっている。これらのグリッドの場合に、モアレパターンを決定する関連性のあるグリッドピッチは検知器に対面するグリッド角膜のピッチである。
【0065】
その他のシステム実施例はデジタルシステムにおいて所望され又は有用である。1つの好適な実施例は、最終的な完全な照射イメージの前に低線量プレビューイメージをシステムが実施する能力を包含している。この手順においては、患者は所望により位置決めさせ、且つ低線量の偵察撮影を行う。結果的に得られるイメージを表示し、且つ患者、検知器、X線管の適切な位置決めに対してオペレータにより解析される。整合状態が適切である場合には、2番目の完全露光イメージが採取される。
【0066】
幾つかの手順においては、患者はフィルムの場合におけるようにイメージレセプターを支える場合がある。これの1つの例は起立状態胸部APイメージであり、その場合には、患者は腕を検知器の周りに支えることが望ましい。しばしば、患者は、又、その体重を部分的に検知器で支持する。このことを簡単化させるために、本システムの好適実施例は患者が掴むために検知器ハウジング上にハンドルを包含している。検知器ハウジング上に患者が触れることが可能な制御部が存在している場合には、患者が偶発的に係合することを防止するためにこれらの制御部をディスエーブルさせることが可能であることが望ましい。患者が検知器上に部分的に体重を支持させる起立状態胸部イメージングの場合には、偶発的な検知器の運動を防止するために充分な制動抵抗を与えることが可能である。ベッド上のイメージングプロトコルも患者の手掴みから利点が得られる場合がある。1つの例は、患者がベッド上に立っている場合に取られるイメージである。提案された実施例のうちの幾つかにおいて、検知器を支持する垂直な支柱が存在しており、且つこの支柱上の患者の手掴みが上述した患者の支持理由のために有用な場合がある。垂直支柱の別の使用は、ディスプレイスクリーンに対する支持スタンドとしてのものであり、オペレータの制御使用にとって有用である。
【0067】
本システムに対する別の重要な設計基準は、体液、血液及びこぼれる可能性のあるその他の液体が偶発的に進入することから検知器を保護することである。これらの液体の敏感なエレクトロニクスへの進入は本システムにとって有害な場合があり、且つクリーニングに対するチャレンジを提供する場合がある。1つの好適な実施例においては、検知器ハウジングを、例えば平坦な前部表面を有する等クリーニングが容易であるように設計される。検知器ハウジングの開口に対する継ぎ目は前部表面から離れたハウジングの後部とさせることが可能である。平坦な前部表面は容易にクリーニングされ、且つ後方に装着した継ぎ目は検知器内へ液体を進入させる蓋然性はより低い。この継ぎ目は、液体が更に入らないようにOリングでシールすることが可能である。検知器ハウジングをプラスチック内に簡単に被覆することは所望でない場合がある。何故ならば、それはエレクトロニクスに対して必要とされる冷却ファンと干渉する場合があるからである。検知器ハウジングに対する実際的な設計は、平坦なパネル検知器と関連するエレクトロニクスにより発生される熱を考慮に入れるべきである。アナログ・デジタル変換器、増幅器、及びその他のコンポーネントは、しばしば、不所望な温度係数を有しており、従ってフラットパネルは、与えられた温度に最適に維持される。従って、好適実施例においては、検知器ハウジングは安定な温度を維持するか、又は少なくとも、温度がある限界を超えることを防止するための手段を有することが可能である。
【0068】
デジタルフラットパネルのその他の利点は、イメージのデジタル特性から発生する。1つの好適実施例においては、制御コンピュータシステムがシステム及びオペレータ性能の記録を自動的に維持する。システムが各露光及びそれと関連するパラメータ、例えば露光時間、X線管電流及びkV、供給源−検知器及び供給源−患者の距離の履歴を測定し且つ格納する。本システムは、又、イメージ再撮影及び使用したイメージングプロトコルのタイプの記録を維持する。このデータベースは、システム及びオペレータの性能を評価するために使用することが可能である。別の実施例においては、本システムは自動的品質制御及びキャリブレーションを実施する。安全性の理由のために、X線管出力は病院内の担当者により定期的に検証されることが必要である。このことは欠陥性の装置により患者に危険な照射を行うことを防止することが可能である。フィルムシステムは、オペレータが、フィルム露光が最適なものでないことに気が付くので、X線の機能障害に関する有用な警告を提供する。デジタルシステムはより大きな動的範囲を有しており、且つ問題がイメージの劣化により気がつく前にX線出力においてより大きな変動を許容する。従って、システム性能の有用なチェックは、記録されたイメージがX線管電圧及び電流に基づく予測されたイメージと一致するか否かを決定するアルゴリズムである。この解析は、特別の品質制御手順において取られたイメージに関して、又は定期的な患者のイメージに関して実施することが可能である。システムが問題がありそうで有ることを表示する場合にユーザへフィードバックが与えられる。品質制御に対する別の好適な実施例は、ピクセル原因及びオフセット等の格納されているキャリブレーションファイル及び不良ピクセルマップが正しいことを検証する自動化手順を使用するシステムである。これは、露光を行い且つフラッドフィールドの一様性をテストするシステムを包含することが可能である。これらのキャリブレーションは基本的にユーザの介入なしで進行することが可能であり、且つ自動的に日常的に実施することが可能である。別の好適実施例においては、本システムはモデム又はネットワークリンク等を介して遠隔的に制御し且つアクセスすることが可能であり、従ってシステムのデバッギング及びメンテナンスはサービス組織により提供することが可能であり且つフィールドサービスの訪問を必要とすることなしにより迅速にサービスを提供することが可能である。このシステムにおいては、遠隔のユーザはイメージ及びキャリブレーションファイルへアクセスし且つ解析し且つ自動テストを実施するためにシステムを制御することが可能である。
【0069】
本システムにおいては、オペレータが露光時間及び電圧を制御し且つ最も一般的に実施されるプロトコルを包含するリストから所望のプロトコルを選択することによりその手順に対する正しいSIDを決定する。文字通り数百個の可能なプロトコルが存在しており、且つ所望の1つへ迅速にアクセスする便利の方法は有用である。好適実施例においては、採取プロトコルの組を階層的フォルダ構成に編成することが可能である。その階層は体の部分により最も便利に編成され、各より低いレベルは更に特定的な体の領域のリストを包含している。例えば、足指のプロトコルAPオブリーク(斜め方向)は以下のようなフォルダ選択を介してアクセスされる。
【0070】
1.下側四肢
2.足
3.足指
4.APオブリーク
最終プロトコルに関する情報は、患者レコード又はイメージファイルのDICOMヘッダー内へ自動的に挿入させることも可能である。
【0071】
現在のところデジタルイメージはディスプレイ装置のものよりもより大きな動的範囲を有しており、且つイメージは、典型的に、その性能を最適化させるための表示の前に処理される。イメージは減衰される区域直下の殆ど露光を有することのない区域から非常に大きな露光で直接的にX線ビームへ露光される区域まで著しく異なるX線露光の区域を包含している。好適には、本システムは興味のある区域の位置を決定し、且つその区域の表示を最適化させるものへイメージを調節し且つマッピングさせる。1つの好適実施例においては、オペレータは解析するために所望の区域の近似的な領域をイメージ上に表示し、且つ次いで、ディスプレイがその領域における露光に対して最適化される。本システムはマウス制御されるカーソルの形態を取ることが可能であり、それは該区域をクリックオン又は輪郭形成又はその他の画定を行うために使用される。別の好適実施例においては、コンピュータが使用中のプロトコルの知識を使用し且つ興味のある体部分を位置決めし且つその部分の表示を最適化させるために画像解析を実施することが可能である。例えば、AP胸部イメージにおいて、ディスプレイはイメージプロトコルに依存して肺、背骨、又はその他の器官の表示を最適化させる場合がある。好適には、マッピング変換に関する情報を格納するか又はオリジナルのイメージと再度マッピングしたイメージの両方を格納し、従ってイメージをオリジナルへ復活させるか又はオペレータによりそのように所望される場合に異なるパラメータで再度マッピングさせることが可能である。
【0072】
更に別の好適実施例は実施した患者イメージへオペレータがアクセスする便利な方法についてである。一般的に、検査のテキストリストのみがコンピュータスクリーン上に表示され、且つオペレータは、表示又は転送又は格納のために所望のイメージを選択するためにリストを介して読まねばならない。この好適システムにおいては、検査のサムネールイメージがテキスト情報の次に表示される。これは、オペレータに対して視覚的な手掛かりを与え、正しいファイルの選択を簡単化させる。
【0073】
図61を参照すると、主支持体6110を放射線室(又は移動可能なプラットフォーム、不図示)の床へ固定することが可能であり、且つトラック6112(図66参照)を有しており、その上を、水平スライド6114がx軸に沿っての移動のために乗っている。スライド6114は軸受6118を介してほぼ水平な下側アーム6116を支持しており、アーム6116をz軸周りに回転することを可能とさせる。アーム6116の先端はz軸に沿って延在しており且つ垂直スロット6120aを具備している支柱6120を支持している。垂直スライド6122(図65参照)が支柱6120の高さに沿っての垂直方向の移動のためにスロット6120aと係合しており且つケーブル6124により支持しており、該ケーブルはプーリ6126上で方向を転換し且つ支柱6120内側で垂直方向に移動するカウンタウエイト6128へ接続している。垂直スライド6122は軸受構成6132を介して上側アーム6130を支持しており、それはアーム6130の長さに沿って延在する水平軸周りに上側アーム6130の回転を可能とさせる。上側アーム6130は上述した米国特許において開示されているタイプのフラットパネル検知器を包含するカセット6134を支持している。カセット6134は軸受構成6136を介して上側アーム6130へ接続させることが可能であり、フラットパネル検知器のX線受光面に垂直な軸周りにカセット6134が回転することを可能とさせる。このことは、カセット6134内側のパネルが矩形状である場合に望ましい場合があり、ポートレート配向状態又はランドスケープ配向状態においてそれを使用することを可能とし、又はこのような回転がその他の理由により所望される場合がある。一方、ベアリング構成6136を省略することが可能である。軸受6136が使用される場合に、ハンドル6138がカセット6134へ取付けられ、又はそうでない場合にはアーム6130へ直接的に取付けることが可能であり、且つその先端において手動スイッチ6138aを有しており、それはカセット6134を所定位置にロックするか又は再度位置決めすることを可能とするためにそれをアンロックし、又は例えばモータ駆動される運動を制御するためのその他の目的のために使用するために幾つかのスイッチ又はその他の制御部を有している。
【0074】
患者テーブル6140は伸縮自在な支柱6142上に支持されており、該支柱はテーブル6140を主支持体6110へ固定されているガイド6144内においてz軸に沿って上下へ移動させる。テーブル6140はそれを介して通過するX線の空間的分布の歪みを最小とする物質から構成されている。所望により、テーブル6140はこの特許明細書の譲受人から市販されているQDR−4500ACCLAIMシステムにおけるベッドと同様の態様で、x軸に沿って移動可能とさせることが可能であり、及び/又はx軸及びy軸の一方又は両方周りに傾斜させる構成とすることが可能である。模式的に6141で示したコンソール及びディスプレイユニットは、ケーブルによりカセット6134へ接続しそれに対してパワー及び制御信号を供給し且つ処理及び表示のためにそれからデジタルイメージデータ(および、多分、その他の情報)を受取ることが可能である。ユニット6141におけるディスプレイは、例えば、CRT又は通常の態様で使用されるフラットパネルディスプレイスクリーンとすることが可能である。通常のイメージ処理設備を、例えば、画像拡大のために表示されたデジタルX線イメージのレベル及びウインドウ制御のために、ユニット6141に設けることが可能である。トラック6112に沿ってのスライド6114の運動、軸受6118回りのアーム6116の回転、及び支柱6120に沿ってのカセット6134の垂直運動の干渉を減少させるために、ケーブルを支柱6120を介し且つ軸受構成6118及び下側アーム6116を介して走行させることが可能である。一方、カセット6134を何等かのその他の態様で電力供給し且つ制御することが可能であり、且つイメージデータを何等かのその他の態様でそれから抽出することが可能である。例えば、カセット6134は、内部電源を具備し且つカセット6134上又は内に制御スイッチを具備する独立型カセットとすることが可能であり、その動作を制御することが可能である。カセット6134は、更に、1つ又はそれ以上のX線イメージのデータ用の格納部を包含することが可能である。イメージデータはワイヤレス接続により、又はイメージデータを読取る時に一時的にケーブルをその中にプラグインすることによりカセット6134から取ることが可能である。
【0075】
仰向けの患者の胸部APイメージの場合には、患者が乗ることを容易とさせるためにテーブル6140を下降させることが可能である。勿論、カセット6134は、テーブル6140を下降させることを可能とする位置になければならない。そうでない場合には、オペレータがスイッチ6138aをトリップしてカセット6134を解放し、且つ支柱6120に沿って垂直スライド6122を上方又は下方へ摺動させるためにハンドル6138を使用して手動的に適宜の位置へそれを移動させる。一方、又は更に、オペレータは、例えば、図62又は図63に示した位置へ軸受6118周りに下側アーム6116を回転させる。仰向け位置にある患者の場合には、図61に示したように頭がテーブル6140の左側にあり、オペレータはテーブル6140をその位置のままとさせることが可能であり、又はそれをより高い方へ移動させることが可能である。テーブル6140は前記QDR−4500ユニットにおいて使用されているものと同様のモータ駆動型ドライブを具備する伸縮の自在の支柱6142を駆動することにより上方又は下方へ移動させることが可能である。一方、別のテーブル昇降機構を使用することが可能である。次いで、オペレータはカセット6134をテーブル6140の下側で患者の胸部と垂直方向に整合した図612示したような位置へ移動させる。その目的のために、オペレータはスイッチ6138aをトリップしてカセット6234を解除し、且つ手作業によりカセット6134を支柱6120の上方又は下方の所望の高さへ移動させ、且つ手作業により軸受6118の周りに下側アーム6116を回転させ且つトラック6112に沿って水平スライド6114を摺動させることが可能である。概略6146に示したX線供給源はベッド及び検知器システムから分離させることが可能であり、且つカセット6134と整合され且つそれに対面し、且つ検知器6134において適宜のX線露光を発生させるために通常の態様で付勢される。供給源6146はユニット6141からX線供給源6146を制御することを可能とするために、ケーブル又はワイヤレス接続を介して通常の態様においてコンソール及びディスプレイユニット6141と接続させることが可能である。ユニット6141及びX線供給源6146は残りの図においては示していないが、それらはそこに存在することが可能であり且つX線露光のために通常の態様で存在していることを理解すべきである。
【0076】
図61aは図61におけるように支柱6120に沿って摺動する代わりにガイド6160a内を上下に移動する伸縮自在の支柱6162aへスライド6122が固定されている点を除いて、図61の実施例と同一であるか少なくとも類似しているシステムを実現する修正例を示している。図61aにおいて、伸縮自在の支柱6162aはスライド6122を担持しており、且つそれと共にカセット6134を上下させる。この上下運動は手作業により行うことが可能であり又はモータ駆動することが可能であり、且つ手作業による動作をより簡単化させるためにカウンタウエイト又は何等かのその他の構成を使用することが可能であり、且つここに説明するその他の移動のためにクラッチ、ブレーキ等を使用することが可能である。図61aにおいてはシステムの一部が示されているに過ぎないが、その他の全ての観点において、図61aのシステムは図61のものと同一であるか少なくとも類似している。
【0077】
例えば、腕又は手のイメージング即ち画像形成の場合には、軸受6118の周りに下側アーム6616を回転させ、カセット6134を支柱6120に沿って上方又は下方へ移動させ、且つ所望により前述した如く、トラック6112に沿って水平スライド6114を摺動させることにより、図62に示したようにカセット6134の位置決めを行う。カセット6134の及びその上に患者が乗っているテーブル6140の所望の高さにおいて、X線露光に対する通常の態様において、X線供給源6146を整合させ且つ付勢させる。
【0078】
患者の頭部又は下部四肢のイメージングの場合には、テーブル6140及びカセット6134を図63に示したように位置決めさせることが可能であり、その場合に、上述した運動を使用して一方又は両方を所望の位置へ移動させ、その場合に患者の頭部、又は、例えば、足をカセット6134の上に載置させる。所望により、オペレータはハンドル6138に平行な軸周りにカセット6134を回転させて、例えば、図63に示したように、垂直に対してある角度を介してカセット6134を傾斜させることが可能である。X線供給源6146は通常の態様で整合され且つ付勢される。
【0079】
図64は例えば、車椅子の患者と共に使用するのに適した患者テーブル6140から離れた位置へ移動されたカセット6134を示している。カセット6134は前述した運動のうちの幾つか又は全てを使用して患者と相対的に位置決めされ、且つX線露光が行われる。図65において、前述したカセット及び/又はテーブルの運動の幾つか又は全てに加えて、スイッチ6138aの手動作を介してそれを解除し且つ軸受6132の回りに回転させることにより、カセット6134が垂直方向に配向されている。X線供給源6146(図面中には示していない)が患者テーブル6140を横断してカセット6134に対面しており且つ露光を行うための通常の態様で整合され且つ付勢される。
【0080】
図66は、例えば、起立状態にある患者のAP胸部イメージに対して垂直配向状態にあるカセット6134を示している。オペレータがカセット6134を患者の胸部と整合させるために前述した運動の内の幾つか又は全てを使用してカセット6134を図示した位置へ移動させる。患者を横断してカセット6134に対面するX線供給源(図面には示していない)が露光のための通常の態様で整合され且つ付勢される。
【0081】
図67は、起立状態にある患者の胸部のイメージングのために使用することが可能なカセット6134の別の位置を示している。それは、図66においては、下側アーム6116がトラック6112と同じx軸に沿って延在しているが、図67においては、アーム6116がトラック6112に対して垂直である点が異なるに過ぎない。
【0082】
図68は、例えば、起立している患者の下部四肢のイメージングに適した位置にあるカセット6134を示している。前述した運動のうちの幾つか又は全てを使用し、オペレータはカセット6134を図示した位置へ移動し、画像形成すべき患者の部分と整合させ、且つ適宜整合させたX線供給源(図面には示していない)を露光のために付勢させる。図68においては患者テーブル6140は示していない。それは、本明細書における実施例の全てにおいて存在する場合があるが必要なものではない。例えば、患者テーブル上に支持することが必要ではない場合には、テーブル6140及びその伸縮自在用の支持体6142及びガイド6144を省略することが可能であり、又は図68に示した構成に対するオプションとしてのみ提供することが可能である。
【0083】
図69は主支持体6110へ固定されている伸縮自在で水平方向に延在するレール6148が、図61におけるようにトラック6112上に乗っている水平スライド6114を使用する代わりに、x軸に沿って支柱6120を移動させる点において図61とは異なる別の構成を示している。支柱6120はレール6148に対してx軸に沿って移動することを可能とするために摺動用の構成を使用してy方向に移動させることが可能である。一方、レール6148は、z軸周りに回動することを可能とし、従って、支柱6120をx軸を横切る方向に移動させることを可能とするために支持体6144上に回動自在に装着することが可能である。ユニット6141及びX線供給源6146は図69には示していないが、存在することが可能である。
【0084】
図70は、テーブル6140がz軸に沿って移動するために伸縮運動することが可能な2つの支柱6150上に指示されており且つ支柱6120がプレート6154上に支持されているブラケット6152上に支持されている点において図61から異なる更に別の実施例を示している。主支持体6156はx軸に沿っての運動のためにプレート6154を支持するトラック6158を具備している。ブラケット6152は、垂直軸周りの支柱6120の回転のために回動自在に装着することが可能であり、且つy軸に沿っての支柱6120の運動のためにプレート6154上のトラック上に装着することが可能である。カセットを手作業により位置決めすることを助けるためにカセット6134にハンドル6160,6162を設けることが可能である。
【0085】
前述した運動を使用して、オペレータは同様のX線イメージング手順に対し、同様の多様な位置において図69及び70の実施例におけるカセット6134の位置決めを行うことが可能である。X線供給源及びユニット6141は図69及び70には示していないが、それらは存在することが可能であり且つ前述した如くに使用することが可能であることを理解すべきである。
【0086】
各実施例において、電子的、電気機械的及び/又は機械的ブレーキ及びクラッチを互いに移動することが可能なパーツの間の接続を不動化し且つ解除するために使用することが可能である。このようなブレーキ及びクラッチを使用することは、オペレータが手作業により容易にカセット6134を所望の位置へ移動させることを可能とし、且つカセット6134を露光のために所定の位置に確実に固定することを可能とする。例えば、オペレータはこのようなクラッチ及び/又はブレーキを離脱させてそれにより運動を阻止するためにスイッチをトリップすることが可能である。このようなクラッチ及び/又はブレーキ構成は上述した運動のうちの1つ又はそれ以上に対して使用することが可能である。該運動のうちの異なるものに対して別個のこのような構成を使用することが可能である。
【0087】
カセット6134に対する位置の選択を容易化させるために、種々のディテント即ち係止部及びインジケータを設けることが可能である。例えば、図61−68の実施例において、x軸及びy軸に沿って(及び/又は異なる角度位置において)各90度位置においてアーム6116を解除可能にロックするためにディテント即ち係止部を軸受構成6118に設けることが可能である。180度の回転にわたってのカセット6134の運動の各5度(又は異なる角度増分)に対して軸受6132において同様のディテントを設けることが可能である。
【0088】
上述した如く手作業によってカセット6134を所望の位置へ移動させる代わりに、オペレータの制御下において上述した運動のうちの幾つか又は全てを駆動するために夫々の電気的又はその他のモータを使用することが可能である。一方、該運動のうちの幾つか又は全てを自動化させることが可能であり、従ってオペレータは幾つかのプリセットした運動シーケンスのうちの1つを選択することが可能であり、又はカセット6134に対する垂直、水平及び角度位置を選択することが可能であり、且つコンピュータ制御が必要なモータ制御コマンドを与えることが可能である。特に、運動が手動的ではなくパワー駆動型である場合には、近接及び/又はインパクトセンサーを安全手段として移動パーツにおいて使用することが可能であり、移動パーツがオブジェクト又は患者に近づき過ぎるか又はそれと衝突する場合に運動停止信号を発生する。
【0089】
カセット6134はフラットパネル検知器を包含することが可能であり、それは、セレン、シリコン又は酸化鉛を含有する検知層を使用してX線をX線イメージを表わす電気的信号へ直接的に変換する。一方、カセット6134は、X線が入射すると光パターンを発生するシンチレーティング物質層を使用するフラットパネル検知器及びX線イメージを表わす電気的信号を発生するために該光パターンに応答する複数個のデバイスからなるアレイを包含することが可能である。
【0090】
ここに開示するシステムは、断層写真合成(tomosynthesis)運動のために使用することが可能であり、その場合に、X線供給源とカセットとが互いに且つ患者に対して移動し、又は該供給源及びカセットのうちの少なくとも1つが連続的な運動において又はステップアンドシュートの態様においてのいずれかにおいて移動する。各ステップ(又は時間増分)において採取されたイメージ情報を読み出すことが可能であり且つ該検知器は次のステップ(又は時間増分)においてイメージに対しリセットする。
【0091】
ここに開示するシステムは広範なイメージングプロトコルを受付けるために多数の運動を与え、X線検知器イメージ面は垂直と水平との間で回転し且つ昼間の角度においてロックさせることも可能であり、カセットは患者テーブルの長さに沿って及び患者テーブルの長さを横断して水平方向に移動し従ってそれはテーブルのいずれの側に位置させることも可能であり、カセットは垂直に移動し、カセットは正方形でない検知器アレイに対して及び/又は正方形なアレイであってもアレイグリッドの所望の配向状態に対してポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間で移動することが可能であり、且つカセットは任意の所望の位置及び配向状態を取るためにこれらの運動のうちの幾つか又は全てを結合させることが可能である。
【0092】
カセットを手作業によって移動させることによって安全性を向上させることが可能であり、従ってオペレータは全ての運動を観察し且つ安全性を確保することが可能である。いずれかの運動がモータ駆動される場合には衝突検知に対してセンサーを設けることが可能である。いずれかの運動がモータ駆動される場合には、容易に停止するモータを使用して安全性を向上させることが可能である。更に、いずれかの運動がモータ駆動される場合には、移動コンポーネントの位置を追跡するためにエンコーダを設けることが可能であり、且つソフトウエアトラッキング及び衝突回避制御のためにエンコーダ出力を使用することが可能である。運動がモータ駆動される場合には、コンピュータ内にプリセットしたモータ制御を格納することが可能であり且つ特定したイメージングプロトコル又はカセット位置に対してのカセット運動を駆動するために使用することが可能であり、従ってカセットは与えられたイメージングに対するプリセットした位置へ自動的に移動することが可能である。所望のカセット位置及び配向状態を識別し且つ維持することを助け且つグリッドの振動及びフォーカシンググリッドの不整合を防止することを助けるクラッチ制御、ハンドブレーキ、カウンタバランス及び/又はディテントを使用することにより不所望な運動を回避するか又は減少させることが可能である。
【0093】
図71は、使用することは可能であるが、永久的な患者ベッドなしで特に使用するのに適した別の実施例を示している。バッキー(Bucky)組立体を組込んだフラットパネルX線イメージレセプター34が直立した支柱710に装着されており、それはポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間で回転することが可能であり、そのイメージング前部表面の垂直配向状態と水平配向状態との間で傾斜することが可能であり、支柱710を上下に並進することが可能であり且つ長尺状の支柱軸周りに支柱710と共に回転することが可能である。支柱710は、図示した如く、X線室の床にボルト止めすることが可能であり、又は移動可能な支持体(不図示)上に設けることが可能である。X線供給源712は天井のトラック上に装着されている伸縮自在な支柱714により支持されており、病院のX線室における従来の如く幾つかの自由度で移動し、従ってそれからのX線ビームはその任意の所望の位置においてレセプター34へ指向させることが可能である。一方、X線供給源は、制限なしで、床の上又は移動可能なカートの上等に支持させることが可能である。
【0094】
支柱710は軸受716上の長手軸周りに回転することが可能であり、且つレセプター34はその回転に追従する。更に、レセプター34は先の実施例において説明したのと同様の態様で支柱710に沿って上下に移動することが可能である。前の実施例において説明したように、レセプター34は軸受318上の水平軸周りに回転することが可能であり、且つ図71には示していない回動点周りにそのX線検知面に対して中心に位置した軸を横切る軸周りに回転することが可能である。制御なしで、モータ駆動型の運動、運動エンコーダ、ディテント等の先の実施例におけるレセプター34に関連して説明したその他の機構を図71の実施例においても使用することが可能である。
【0095】
図72は、X線室において一般的なようにX線供給源720が伸縮自在な支柱722上の天井のトラック(不図示)から懸架されており且つフラットパネルX線レセプター724も同様の伸縮自在の支柱726上のそれ自身の天井のトラックから懸架されている実施例を示している。一方、支柱722及び726は壁又は床に支持されている何等かの構成体の上に支持されているトラック上に支持させることが可能である。伸縮自在の支柱722及び726に沿ってのトラックは、好適には、互いに独立しており、従ってX線供給源及びレセプターは夫々の独立した経路に沿って移動することが可能である。例えば、支柱722は天井のトラック728に沿って移動することが可能であり、一方支柱726はトラック728とは独立しており且つそれとは別個の天井のトラック730に沿って移動する。支柱26はレセプター726の垂直位置を調節するために伸縮運動することが可能である。レセプター724用の支持体は軸受732上の垂直軸周りに且つ軸受734上の水平軸周りに回動することが可能である。更に、先の実施例における如く、レセプター724はそのイメージング面を横切る中心軸周りに回動することが可能であり、且つその運動は前述した運動のうちの幾つか又は全てと関連付けることが可能である。この実施例に対して永久的な患者ベッドが必要とされるものではない。患者はガーニー736の上とすることが可能であり、又は車椅子に乗ることが可能であり、又は起立状態とすることが可能であり、又はその他の態様でイメージングのために位置決めすることが可能である。
【0096】
図73は、その他の点において前述した実施例に関して説明したレセプターと同様であるフラットパネルX線レセプター730をガーニー又は患者ベッド732と共に使用することが可能であり又は例えば、制限なしで壁の上又は患者により保持される等のその他の態様で使用するために除去することが可能な実施例を示している。この実施例においては、ガーニー732はスロット734を有しており、それは机の引出しに対するスロットに類似しており、図示した如くレセプター730を受納すべく寸法構成され且つ適合されている。番号を付けていないマッチング用スロットがガーニー732の他方の側部に設けられており、且つ1つ又はそれ以上の支持用レールがガーニー732の中央に設けられており、スロットにより許容される範囲にわたりガーニー732の長さに沿って摺動することを可能とする一方図示した水平位置においてレセプター730を支持する。病院及び同様の場所において一般的であるように、ポータブルなX線供給源ユニット736を使用することが可能である。レセプター730はガーニー732から除去し且つ例えば幾つかのX線プロトコルBに対して支持させることが可能であり、レセプター730は壁又は何等かのその他の支持体の上にかけることが可能であり、又は患者により保持されることが可能である。
【0097】
上述した実施例の全てにおいて、1つの実施例の特徴は他の実施例の特徴と結合して使用することが可能である。非制限的な例として、ガーニー732及びレセプター739は、例えば、図71及び72に示したような天井支持型の供給源等の異なるX線供給源と共に使用することが可能であり、且つ前述した運動補助部材(ディテント、モータ、エンコーダ等)のうちの幾つか又は全てを該実施例のうちのいずれかにおいて使用することが可能である。上述した実施例は単に例示的なものであり且つその多数の変形例及び修正例は特許請求の範囲内に属するものであることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】天井装着型X線供給源を使用して、例えば、起立している患者の胸部X線のための垂直配向状態にあるデジタルフラットパネル検知器を示した概略図。
【図2】起立している患者の足のイメージング又は車椅子、ガーニー又は何等かのその他の支持体上の患者の胸部X線のために下側の位置にある検知器を示した概略図。
【図3】患者テーブル下側の水平配向状態にある検知器を示した概略図。
【図4】患者テーブルの足の頭の隣りで且つ同一のレベルにおいて患者の四肢のイメージングのために水平配向状態にある検知器を示した概略図。
【図5】同様の水平配向状態にあるが、例えば、患者の腕又は手のイメージングのために患者テーブルの側部の隣りにある検知器を示した概略図。
【図6】水平位置にあるが、例えば、患者テーブルを使用することなしに患者の腕を画像形成するためにテーブルから離隔されている検知器を示した概略図。
【図7】患者テーブルの側部の隣りであり且つそれに平行な垂直配向状態にある検知器を示した概略図。
【図8】患者テーブルの側部の隣りであるがテーブルの側部に対して角度が付けられた垂直の配向状態にある検知器を示した概略図。
【図9】天井装着型X線供給源を具備するX線室において使用されている状態の検知器及び検知器出力を処理し且つX線検査を制御するオペレータのコンソールを示した概略図。
【図10】体重を担持する足又はその他の体部分のX線検査に適した別の実施例を示した概略図。
【図11】検知器を位置決めする場合に使用されるロッキング係止部で検知器運動期間中所定位置にある係止部を示した概略図。
【図12】ロックした位置にある係止部を示した概略図。
【図13】別の実施例を示した概略図。
【図14】別の実施例を示した概略図。
【図15】別の実施例を示した概略図。
【図16】別の実施例を示した概略図。
【図17】別の実施例を示した概略図。
【図18】別の実施例を示した概略図。
【図19】別の実施例を示した概略図。
【図20】別の実施例を示した概略図。
【図21】別の実施例を示した概略図。
【図22】別の実施例を示した概略図。
【図23】別の実施例を示した概略図。
【図24】別の実施例を示した概略図。
【図25】別の実施例を示した概略図。
【図26】別の実施例を示した概略図。
【図27】別の実施例を示した概略図。
【図28】更に別の実施例を示した概略図。
【図29】更に別の実施例を示した概略図。
【図30】更に別の実施例を示した概略図。
【図31】更に別の実施例を示した概略図。
【図32】更に別の実施例を示した概略図。
【図33】更に別の実施例を示した概略図。
【図34】更に別の実施例を示した概略図。
【図35】更に別の実施例を示した概略図。
【図36】更に別の実施例を示した概略図。
【図37】更に別の実施例を示した概略図。
【図38】更に別の実施例を示した概略図。
【図39】更なる実施例を示した概略図。
【図40】更なる実施例を示した概略図。
【図41】更なる実施例を示した概略図。
【図42】別の実施例を示した概略図。
【図43】別の実施例を示した概略図。
【図44】別の実施例を示した概略図。
【図45】別の実施例を示した概略図。
【図46】更に別の実施例を示した概略図。
【図47】更に別の実施例を示した概略図。
【図48】更に別の実施例を示した概略図。
【図49】更に別の実施例を示した概略図。
【図50】更に別の実施例を示した概略図。
【図51】更なる実施例を示した概略図。
【図52】更なる実施例を示した概略図。
【図53】更なる実施例を示した概略図。
【図54】別の実施例を示した概略図。
【図55】別の実施例を示した概略図。
【図55a】別の実施例を示した概略図。
【図56】別の実施例を示した概略図。
【図57】別の実施例を示した概略図。
【図58】別の実施例を示した概略図。
【図59】別の実施例を示した概略図。
【図60】散乱防止グリッドとフラットパネルデジタルX線検知器のピクセルとの間の関係を示した概略図。
【図61】例えば仰向けの患者のAP胸部X線のために検知器がテーブルの下側にある場合のデジタルフラットパネル検知器と患者テーブルとの位置決めシステムを示した概略図。
【図61a】図61のシステムの修正例を示した概略図。
【図62】例えば四肢のイメージングのために患者テーブルの側部に隣接した水平位置にある検知器を示した概略図。
【図63】例えば患者の頭又は足のイメージングのために患者テーブルの端部のうちの1つに隣接し水平位置にある検知器を示した概略図。
【図64】例えば車椅子にいる患者のイメージングのために水平位置にある検知器を示した概略図。
【図65】例えばクロステーブル横方向イメージングのために患者テーブルの側部に隣接した垂直位置を示した概略図。
【図66】例えば起立している患者の胸部X線のために垂直位置にある検知器を示した概略図。
【図67】図66におけるものと同じであるが患者テーブルから更に離れた垂直位置にある検知器を示した概略図。
【図68】例えば立っているか又は座っている患者の下部四肢のイメージングのために床近くの垂直位置にある検知器を示した概略図。
【図69】このようなシステムの別の実施例を示した概略図。
【図70】検知器が別の位置にある場合の図69の実施例を示した概略図。
【図71】永久的な患者ベッド無しで使用するのに特に適した別の実施例を示した概略図。
【図72】例えば天井等の上方に装着した夫々のトラックから懸架されており且つそれに沿って移動することが可能なX線供給源及びフラットパネルX線検知器用支持体を有する別の実施例を示した概略図。
【図73】フラットパネル検知器が患者ガーニーに装着されており且つ他の支持体上の装着から除去することが可能な別の実施例を示した概略図。
【0001】
本特許明細書は放射線学の分野におけるものであって、更に詳細には、デジタルフラットパネル検知器を使用するX線装置の分野に関するものである。
【背景技術】
【0002】
医学的診断用X線装置は、長い間、遮光カセット内側に収容されたX線フィルムを使用しており、該カセットが患者の片側にあり且つX線供給源が反対側にある。露光期間中、X線が所望の体位置を透過し且つX線フィルムは該フィルムにおける空間的に変化するX線露光を記録する。何年にもわたり、医学的な経験は体の種々の部分をイメージングするための多様な標準的プロトコルを開発し且つ最適化して来ており、そのことはフィルムカセットを患者に対して異なる位置に配置させることを必要とする。例えば、胸部X線は、しばしば、患者が立ったままで、胸又は背中を垂直なフィルムカセットに押しつけた状態で実施される。手の中の骨のイメージングは、カセットを表面上に水平方向に配置させ、且つ手をそのカセットの上に配置させた状態で行われる場合がある。別の手順においては、患者はカセットを腕の下側に支える場合がある。このような標準的なプロトコルの集大成は放射線学的位置及び放射線学的手順のメリルのアトレス(Merrill’s Atlas of Radiograthic Positions and Radiologic Procedures)、Philip W. Ballinger et al.著、第9版、モズビー−イヤーブックインコーポレイテッド出版において記載されており、それを引用によって本明細書に取込む。
【0003】
デジタルX線センサー技術における進化は局所的なX線露光に関連する電気的信号を発生するセンサーのアレイを開発する結果となり、記録媒体としてのフィルムを除去している。1つの例は米国特許第5,319,206号において記載されており、それを引用によって本明細書に取込む。現在のバージョンは本特許明細書の譲受人から市販されている。このようなデジタルアレイは、しばしば、フラットパネルX線検知器又は単にフラットパネル検知器と呼称され、且つX線フィルムと比較してある利点を提供している。フィルム処理の必要性は存在しない。何故ならば、イメージが作成され且つ電子的なデジタル形態でカセットから出力され且つ直接的にコンピュータへ転送することが可能だからである。X線データのデジタル形態はそのイメージを病院の記録保管システム内に組込むことを容易化させる。デジタルフラットパネル検知器又はプレートは、又、X線フィルムと比較して改善された動的範囲を提供し、従って、同一の生態の複数個のイメージをとることを必要とする場合があるX線フィルムの露光範囲制限を解消することが可能である。一方、デジタルフラットパネル検知器は、現在、フィルムカセットよりも資本費用がより高く、且つより脆弱である。しばしば、放射線に影響され易いエレクトロニクスを保護するために鉛の遮蔽を組込み、それは重たいものである場合がある。ケーブルでコンピュータと接続される場合には、カセット及び/又は患者を移動させる場合にテーブルの取扱いを考慮に入れることが必要である。一方、カセットは、例えば米国特許第5,661,309号におけるように、独立型のものとすることが可能であり、その場合には、それは電源及びイメージ情報用の格納部を包含しており、重量を増加させると共に寸法を増加させる場合がある。このような検知器は、一般的に、適宜の散乱防止即ちバッキー(Bucky)プレートを有するシステムにおいて使用される。
【0004】
該デジタル検知器の高い初期費用は、胸部用の垂直に装着したユニット及びベッド下側の水平ユニット等の多様な位置に予め装着した複数個の検知器を有するX線室の装備を妨げる場合がある。該ユニットの脆弱性、重量及び初期的費用は、患者が該検知器を支える手順において使用することを困難なものとさせる。デジタルフラットパネル検知器の独特の特性は、フラットパネル検知器と共に使用する場合に従来のフィルムカセットフォルダを非現実的なものとさせる場合がある。
【0005】
フラットパネル検知器を使用するX線システムに対して多数の提案がなされている。本譲受人の子会社が参加するコロラド洲デンバーのフィッシャーイメージングコーポレイションによるTraumexの名称でCアーム装置が提供されている。別のCアーム装置はスイスレイによりddRMulti−Systemの名称で提供されているものと思われ、且つスイスレイからの文献は、ddRCombi−Systemは2000年初頭に販売が計画されていると記載しており、且つddRMulti−Systemと同一の機能性を提供するがX線管用の既存のサードパーティ懸架装置を使用するものと記載している(それにおけるイラストは、天井に装着されるX線管支持体とは別個の構成体上に垂直に移動するために装着されている検知器装置を示しているものと思われる)。垂直方向に移動し且つ回転するイメージ増強管が米国特許第4,741,014号の図3に示されているものと思われる。米国特許第5,764,724号及び第6,155,713号はその他の形態を提案している。
【0006】
X線フィルムカセットを位置決めするための多数のその他の提案がなされているが、フラットパネル検知器システムの異なる物理的特性及び条件が、フィルムカセット位置決め用の提案を直接的に適用することを不可能なものとしている。例えば、米国特許第4,365,344号は床に装着したX線供給源支持体に対して多様な位置及び配向状態でフィルムカセットを配置させるシステムを提案している。米国特許第5,157,707号はベッドの上に座っている患者のAP(前後)及び横方向胸部イメージを撮ることを可能とするために天井に装着したX線管支持体に対して異なる位置にフィルムカセットを移動させることを提案している。スウエーデン特許文書(Utlaggningsskrift[B])463237(出願番号8900580−5)の図は、同様の提案及び床から上方へ延在する同一の構成体上にX線カセット及びX線供給源を装着することの提案を示しているものと思われる。米国特許第4,468,803号は患者テーブル上にフィルムカセット用の関節型支持体をクランプすることを提案しており、且つ米国第5,920,606号は、その上に患者が乗ることが可能であり且つその中に重さを支える足を画像形成するためにフィルムカセットを挿入することが可能なプラットフォームを提案している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
デジタルフラットパネル検知器システムの独特の特性及び条件に鑑み、多様なイメージングプロトコルに対してこのようなシステムの位置決めを行うために安全で信頼性があり便利で且つ効果的な対策を提供することの必要性が存在しているものと考えられ、且つこの特許明細書はこのような必要性を満足することに向けられたものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
例示的であり且つ非制限的な実施例は、デジタルフラットパネル二次元X線検知器システムを有しており、それはX線供給源の運動に機械的に結合されているものではなく、且つ標準又はその他のX線プロトコルに対して多様な位置のうちのいずれか1つへ安全に且つ便利に移動することが可能であり且つX線イメージを採取するために選択した位置を安全に維持することが可能であり、従ってそうでなければ複数個の検知器を必要とするようなX線プロトコルに対して単一のデジタルフラットパネル検知器でもって例えば天井に装着した供給源等のX線室において標準のX線供給源を使用することを可能としている。
【0009】
1つの例であり且つ特許請求の範囲に記載した本発明の技術的範囲を制限するものではないものとして説明する1つの好適実施例は、X線供給源との機械的接続を有するものではなく且つデジタルフラットパネルX線検知器装置及び散乱防止グリッドを包含する検知器を有している。床に支持されているベースは関節型構成体を支持しており、該関節型構成体は少なくとも自由度5で該検知器を支持し且つ選択的に移動させて立っている患者、座っている患者、横臥している患者に対し多様な標準又はその他の診断用X線プロトコルのうちのいずれか1つに対してそれを位置決めさせる。非制限的な例において、該自由度は少なくとも2つの並進運動と3個の回転運動とを包含している。例えば、第一並進運動はレールに沿って下側スライドを移動させることを包含しており、第一回転運動は下側スライド上に近端を装着した下側アームを垂直軸周りに回転させることを包含しており、第二回転運動は下側アームの遠端に装着した支柱の別の垂直軸周りの回転を包含しており、第二並進運動は該支柱に沿って上側スライドを上下に移動させることを包含しており、且つ第三回転運動は近端を上側スライドへ装着しており且つ遠端を検知器へ結合している上側アームを水平軸周りに回転させることを包含している。更に、該検知器は、自由度6の場合に、その面を横切る軸周りに回転すべく上側アームの遠端上に回転自在に装着させることが可能である。該検知器は、又、尻の軸横方向の撮影のために一般的になされるように、クロステーブル斜めイメージングのための角度を与えるために、揺動、即ち垂直に配向されている場合に垂直軸周りの回転を与えることが可能である。より一般的な場合は、該検知器が、その観察表面に沿って又は通常それに対して平行に延在する軸の周りに回転させることが可能である。
【0010】
あるX線プロトコルの場合には、該検知器の垂直運動を患者テーブルの垂直運動と結合させることが望ましい場合があり、且つこのような対策はここに開示したシステム内に包含している。該検知器を移動させ且つ位置決めさせることをより容易なものとさせるために、自由度のうちの少なくとも幾つかにおける運動が、運動を好適なステップへバイアスさせ且つ不所望の運動を防止するためにロックすることが可能な移動止めで規制させる。1つ又はそれ以上の自由度における運動をモータ駆動することが可能である。更に、幾つか又は全ての自由度における運動をコンピュータ制御することが可能である。1つ又はそれ以上の自由度における運動に対するピンチポイント及び衝突を防止することを助けるために衝突回避システムを設けることが可能である。移動するパーツと結合されたエンコーダーは運動及び位置に関するデジタル情報を与えることが可能であり、且つその情報は運動を種々の態様で制御するためにプログラムしたコンピュータにより使用することが可能である。例えば、該情報をピンチポイント及び衝突回避において及び/又は該検知器を選択した位置及び配向状態に位置決めさせるコンピュータが制御する運動において使用することが可能である。
【0011】
ここに開示するシステムはペデスタル上の患者テーブルと共に使用することが可能であり、それは該テーブルを上下に駆動し且つ該テーブルをその長さに沿って移動させることが可能であり、更に、より多様なX線プロトコルを可能とするために水平及び/又は垂直軸周りに該テーブルを回動させることが可能である。本システムは立っている患者又はベッド又はガーニー又は車椅子に乗っている患者が関与するX線プロトコルに対してテーブルなしで使用することが可能である。本検知器は矩形状のイメージング区域を有することが可能であり、その場合には、ランドスケープ配向状態とポートレート配向状態との間で検知器を回転させることが可能であり、且つ更に配向情報を与えるためにも役立つ露光センサーを設けることなどにより自動的に配向状態を検知することが可能である。本検知器は、正方形のイメージング区域で構成することが可能であり、その場合には、ランドスケープ配向状態とポートレート配向状態との間で回転させることは必要ではないが、イメージング区域の対角線に沿って四肢又は何等かのその他の構造を画像形成するため、又は散乱防止グリッドを所望の配向状態に整合させるために尚且つ回転を与えることが可能である。ここに開示したシステムの1つの変形例は、重量を支える四肢用のステップスツールと共に使用することが可能であり、その場合には、本検知器は、患者がその上に立っているスツール部分下側の水平配向状態と該スツールのその部分に沿っての垂直配向状態との間で少なくとも2つの自由度でもって移動する。別の変形例は、立っている患者の上体が関与することのないX線プロトコルに関するものとすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1を参照すると、主支持体10はX線室の床(又は移動可能なプラットフォーム(不図示))で固定させることが可能であり、且つトラック12を有しており、その上に下側スライド14がx軸に沿って移動するために乗っている。スライド14は軸受18を介してほぼ水平な下側アーム16の近端を支持しており、上方に延在する軸、例えばz軸周りにアーム16が回転することを可能としている。下側アーム16の遠端は上方へ延在し、例えば垂直な支柱20を支持しており、それは軸受17を介して上方へ延在する、例えば垂直な軸の周りに回転すべく装着されている。支柱20はその長さに沿ってスロット20aを有している。上側スライド22はスロット20aと係合して支柱20の長さに沿って移動し且つテーブル又はチェーンシステム24により支持されており、該システムは支柱20の上部及び底部におけるプーリ26において方向を逆転し(上部プーリのみが示されている)且つ支柱20の内側に存在するカウンタウエイト28へ接続している。上側スライド22は軸受装置32を介して上側アーム30を支持しており、上側アーム30の長さに沿って延在する横方向、例えば水平な軸の周りに上側アーム30が回転することを可能としている。好適には、この軸受装置は検知器システムの質量中心に沿って位置されており、そのことは、本検知器を患者に対してひっくり返すような偶発的なブレーキ又は移動止めの解除の場合における安全な特徴を提供している。上側アーム30は典型的に上掲した米国特許に示されているタイプの二次元デジタルフラットパネル検知器アレイを包含しており、且つ、典型的に、制御及びその他の信号を受取り且つデジタルイメージ及びその他の情報をテーブル(不図示)を介して及び/又は異なる態様で送り出すためのエレクトロニクス及び散乱防止グリッドを包含するX線検知器34を支持している。検知器34は、フラットパネル検知器のX線受光面に垂直な軸周りに検知器34を回転させることを可能とするために軸受装置36(図7)を介して上側アーム30へ接続することが可能である。このことは、検知器34のイメージング区域が矩形状である場合には、それをポートレート配向状態又はランドスケープ配向状態において使用することを可能とするために望ましいことである場合があり、又はこのような回転がその他の理由、例えば検知器の対角線を患者の四肢又はその他の興味のある部位と整合させるために望ましい場合がある。一方、軸受装置36を省略することが可能である。例えば軸受36が使用される場合にはハンドル38を検知器34へ取付け、又はそうでない場合には直接的に上側アーム30へ取付けることが可能であり、且つ種々の運動をロックし且つアンロックし及び/又はモータ駆動される運動を制御する等のための制御目的のために手動スイッチ又はその他の制御38aを有している。
【0013】
患者テーブル40は伸縮自在の支柱42の上に支持されており、該支柱42は床に装着するか又は移動可能な支持体の上に装着することが可能であり且つ主支持体10へ固定させるか又は固定させない場合のあるガイド44内において例えばz軸に沿って上下にテーブル40を移動させる。テーブル40はそれを介して通過するX線の空間的分布の歪みを最小とさせる物質から構成されている。所望により、テーブル40はこの特許明細書の譲受人から市販されているQDR−4500Acclaimシステムにおけるベッドと同様の態様でx軸に沿って移動可能なものとさせることが可能であり、及び/又は例えばx軸及びy軸等の1つ又はそれ以上の横方向の軸周りに傾斜させることが可能であり、及び/又は例えばz軸等の上方へ延在する軸回りに回転させることが可能である。コンソール及びディスプレイユニット41(図9)をテーブル又はその他により検知器34へ接続させて電力及び制御信号を供給し且つ処理及び表示のためにそれからのデジタルイメージデータ(及び多分その他の情報)を受取ることが可能である。ユニット41における表示は、例えば、CRT又は通常の態様で使用されるフラットパネルディスプレイスクリーン上に表示させることが可能であり且つイメージ及びその他の情報は当該技術において公知の如く適宜記録保存及び/又は印刷することが可能である。例えば表示したデジタルX線イメージのレベル及びウインドウ制御のため、イメージ倍率、ズーム、クロッピング、注釈等のために、通常のイメージ処理設備をユニット41に設けることが可能である。主支持体40と検知器34との間の関節型支持構成体の運動との干渉を回避するためにケーブルを上側アーム30、支柱20、下側アーム16を介して走らせることが可能である。一方、検知器34は何等かのその他の態様で電力を供給し且つ制御することが可能であり、且つイメージデータは何等かのその他の態様でそれから抽出することが可能である。例えば、検知器34は、内部電源を具備し且つその動作を制御するために検知器34上又は内に制御スイッチを具備する独立型の検知器とすることが可能である。検知器34は、又、1つ又はそれ以上のX線イメージのデータに対する格納部を包含することが可能である。イメージデータはワイヤレス接続により、又はイメージデータを読取る時に一時的にケーブルを接続することにより、又は何等かのその他の態様で検知器34から採取することが可能である。検知器34はX線露光を制御するために当該技術において公知である如く使用されるイオンチャンバー等の1つ又はそれ以上の露光センサー(不図示)を包含することが可能である。検知器34のいずれの配向状態においても胸部X線に対し本検知器の上部に沿って存在するように検知器34の周りに5個の露光センサーを配設し、且つ検知器34の配向状態を検知し且つその時の34の上部に沿って存在する3個の露光センサーを使用することを指示する信号を与えるためにマイクロスイッチ又は何等かのその他のセンサー(不図示)を設ける。
【0014】
検知器34は、典型的に、X線室において一般的に存在するタイプの天井に懸架させたX線供給源46と共に使用される。このようなX線供給源は、典型的に、伸縮自在な装置を介して懸架され、該伸縮自在な装置は、該供給源を垂直方向に移動させ且つ軸周りに回転させることを可能とし、従って模式的に46aとして示したX線ビームはフィルムカセット、ここに開示したシステムを使用する場合にはデジタルフラットパネル検知器等のX線レセプターと整合させることが可能である。供給源46の並進運動も可能とすることが可能である。このようなX線供給源は、典型的に、X線管を付勢した場合にコリメートさせたX線ビームが突き当たる場所を表示する光ビーム用の光学装置を有しており、且つビームのコリメーション及びX線技術係数に対する適宜の制御を有している。
【0015】
本明細書に開示する第一の実施例は検知器34の運動に対して5つの自由度を使用し、且つその面を横切る軸の周りに検知器34を回転させることが所望される場合には6番目の自由度も使用する。検知器34はX線供給源46の運動に対して機械的な接続を有するものではなく、従って検知器34の全ての運動はX線供給源の位置又は運動とは独立的である。更に、検知器34はテーブル40とも機械的接続を有するものではなく、従って検知器34の全ての運動は患者テーブルの位置又は運動とは独立的である。然しながら、以下に説明するように、ある手順に対して検知器34とテーブル40の上下運動を選択的に結合させるための対策を講じることが可能であり、且つ検知器34及びその支持構成体とテーブル40及び/又はX線供給源46との間の衝突回避のための対策を講じることが可能である。
【0016】
検知器34に対する第一の自由度は、主支持体10に沿ってのスライド14の並進運動に関するものである。第二の自由度は軸受18周りの下側アーム16の回転に関係している。第三の自由度は軸受17周りの支柱20の回転に関係している。第四の自由度は支柱20に沿っての上側スライド22の上下運動に関係している。第五の自由度は軸受32周りの上側アーム30の回転に関係している。所望により、第六の自由度は軸受36周りの検知器34の回転に関係している(図7)。
【0017】
ベース10に沿っての下側スライド14の並進及び軸受18周りの下側アーム16の回転の結合を介して、検知器34は所望によりテーブル40の長さに沿って及びそれを横断して移動する。検知器34の高さはスライド22を支柱20に沿って上又は下へ移動させることにより調節される。検知器34の配向状態は軸受32周りの回転を介して調節され、且つ設けられており且つ所望される場合には、軸受36回りの回転を介して調節される。軸受17周りの支柱20の回転は、更に、検知器34を位置決めし且つ配向させることを助ける。
【0018】
患者テーブル40及びその支持構成体42及び44は多くのX線プロトコルに対して全く使用することは必要ではなく且つ開示されているシステムの実施例から完全に省略することが可能でありその場合に、検知器34及びその関節型支持構成体は、そうでなければ、図1−9,11,12に例示したものと同一である。前述したように、図10に示した実施例は患者テーブルを使用するものではない。患者テーブル40は、あるX線手順のため、又はX線室の形態又はその他の理由のために邪魔にならない位置へ移動させることが所望される場合、例えば90度又はそれ以上の角度を介して適宜の軸受装置(不図示)を介して支柱42の周りに回転させるべく装着することが可能である。更に、又は代替的に、テーブル40はy軸、例えば支柱42の上部における軸周りに回動させるべく装着することが可能であり、及び/又は例えば支柱42の上部におけるx軸周りに回動すべく装着することが可能である。テーブル40は、又、垂直なz軸周りに回動すべく装着することが可能である。その回動は機械的装置が許容する任意の所望の角度にわたるものとすることが可能である。勿論、テーブル40を所定位置にロックするための適宜の装置を設けることが可能である。
【0019】
図1に示した検知器34の位置において、X線プロトコルは起立状態の患者の胸部X線とすることが可能である。このプロトコルの場合には、スライド14が図面中の左側へ移動し、下側アーム16がベース10から離れた位置へ回転し、支柱20が回転して上側アームをベース10及び下側アーム16に対して垂直の向きとさせ、上側アーム30が回転してその光学的配置が検知器34と適切な整合状態を示すように適宜の位置へ移動されたか又は移動されているX線供給源46と対面し且つ垂直に検知器34を配向させる。検知器34の垂直位置は、支柱20に沿って上側スライド22を摺動させることにより調節される。検知器34がポートレート及びランドスケープ配向状態を有している場合には、それは所望の配向状態へ回転され、且つ当該技術において公知の如くX線技術係数を設定し且つ患者を位置決めした後にX線露光が取られる。手動による移動を使用する実施例においては、オペレータがハンドル38上の適宜のボタン38aを押して適宜の移動のために検知器34とベース10との間の関節型構成体を解除し、且つその移動の終りにおいて適宜のボタンを押すかまたは解除して該構成体をX線手順のための所定の位置にロックさせる。移動させるために該関節型構成体の全ての部分を解除し且つX線手順のためにそれらをロックするために単一のボタン又はその他のオペレータインターフェースを使用することが可能であり、又は全ての移動より少ない組合わせの個別的な移動に対してその他のインターフェース装置の夫々のボタンを使用することが可能である。該移動の幾つか又は全てがモータ駆動されている場合には、オペレータは適宜のボタン又はその他の制御を使用して該移動をアンロックし且つモータ駆動される運動に支持を与え次いで関節型構成体を所定位置にロックさせる。
【0020】
検知器34とテーブル40との間により大きな距離が所望される場合には、下側アーム16をベース10と横切って、例えばベース10に垂直に回転させ、且つ支柱20を回転させて上側アーム30を図1に示した如くの向きを維持させる。更に、テーブル40はx軸運動として許容される図1における右側へずっと移動させることが可能であり、及び/又は前述した如くに回転又は傾斜させることが可能である。
【0021】
図2に示した位置は起立状態にある患者の片方又は両方の足のイメージング、又は車椅子又はガーニーに座っている患者のイメージング等のプロトコルのために使用することが可能である。それは、図1が示す位置と同様であり、且つ検知器34は下側の垂直位置へ移動させる点を除いて同様に移動させることが可能である。再度、テーブル40の側部からより大きな距離が所望される場合には、下側アーム16をベース10の長さを横切って角度をつけることが可能である。X線供給源46は図2においては示していないが、患者を介して検知器34にX線ビームを指向させる位置にある。
【0022】
図3は横臥状態にある患者、例えばテーブル40上の仰向けの位置においての胸部APイメージに対して適切な位置を示している。テーブル40は、患者が乗ることを容易にするために下降させ、次いで、所望により上昇させることが可能である。このX線プロトコルの場合、前述した如くに関節型支持構成体を移動させることにより検知器34を患者テーブル40下側の水平の配向状態へ移動させる。所望により、検知器34及びテーブル40は、後に一体的に上又は下へ移動させるために図示した位置にある場合にインターロックさせることが可能である。このインターロックは上側スライド30が支柱20に沿って手作業により移動される場合はクランプ又はピン(不図示)による機械的なものとすることが可能であり、従って検知器34はテーブル40のモータ駆動される垂直運動によって垂直方向に駆動される。スライド30がモータ駆動される場合には、スライド30及びテーブル40の垂直運動は既知の電子制御により同期させることが可能である。テーブル40は、この例においては、図3に示したごとく左側へずっと移動される。
【0023】
図4は、検知器34が水平配向状態にあり且つ上側に向いているがテーブル40の頭又は足にあり且つ実質的にそれと同一面状にある位置を示している。テーブル40上に横臥している患者の四肢又は頭部のイメージング等のX線プロトコルは検知器34及びテーブル40のこの位置において実施することが可能である。テーブル40は、この例においては、図4に示した如く右側へ移動される。X線供給源46は図4には示していないが、検知器34の上方にある。
【0024】
図5はテーブル40上に横臥している患者の腕又は手のイメージング等のX線プロトコルに対して適した検知器34及びテーブル40の位置を示している。このプロトコルの場合には、検知器34は水平の配向状態で且つ上側に向いた状態でテーブル40の片側へ移動される。検知器34はテーブル40と同一面状とすることが可能であり、又は選択した距離だけそれから垂直にオフセットさせることが可能である。ここに開示したシステムは、検知器34をテーブル40のいずれかの側部へ移動させること及びテーブル40の片側に沿っての多数の位置のうちのいずれか1つとさせること及び選択した距離だけ横方向及び垂直方向の両方にテーブル40から離隔させることを可能とさせる。X線供給源46は図5には示していないが検知器34の上方にある。
【0025】
図6は、車椅子、ガーニーに座っているか又は起立状態にある患者の腕又は手のイメージング等のプロトコルに対して適切な検知器34の位置を示している。図6における位置決めは、検知器34が垂直方向において下側にあり且つ水平方向に配向されており且つ上に向いた点を除いて、図1におけるものと同様である。X線供給源46は、この場合にも、図6には示していないが検知器34の上方にある。
【0026】
図7はテーブル40上に横臥しているか又は座っている患者のクロステーブル横方向観察等のX線プロトコルに適した検知器34の位置を示している。このプロトコルの場合には、検知器34は垂直方向に配向されテーブル40の側部に対面している。典型的に、検知器34のイメージ区域の下側端部はテーブル40にあるか又はそれより一層高い。この場合におけるX線供給源46はテーブル40の反対側にあり、そのX線ビームは水平方向に検知器34へ指向される。
【0027】
図8は図7におけるものと同様の位置にある検知器34を示しており、垂直の配向状態にあるが、下側アーム16及び/又は支柱20の回転を介してテーブル40の側部エッジに対して角度がつけられている。X線供給源46は検知器34からテーブル40を横断した位置にあり、典型的に、X線ビームの中央光線は検知器34のイメージング表面に対して垂直である。
【0028】
図9は図1におけるものと同様の位置にある検知器34を示しているが、天井から懸架するX線供給源46の構造のより多くのものを示しており、且つ検知器34と、且つ所望により、X線供給源46と電子的且つ電気的に結合されており且つ既知のX線保護スクリーンの後ろ側に配置されているコンソール41を示している。
【0029】
図10は、検知器34に対して2つの自由度のみを使用することが可能であり且つ体重を支えている場合の患者の足のイメージング等のX線プロトコルに対して適切である実施例を示している。この実施例における支柱50は前述した支柱20と同様であるが、支柱50は下側アーム16上にある必要はなく、床に装着することが可能であるか又は移動可能なプラットフォーム上に装着することが可能な支持体52上に設けることが可能である。支柱50は軸受54を介して支持体52の上に回転自在に装着されており、その長手軸等の上方へ延在する軸の回りに回転する。アーム56は、例えば、ウエイト62でカウンタウエイトがかけられているチェーン及びプーリ装置60を介して支柱50に沿って移動するスライド58上に装着されている。アーム56は軸受57を介してスライド58上に装着されており、横方向、例えば水平な軸の回りに回転する。使用する場合に、患者はステップ64上に上り、所望により、床又は壁に取り付けた手すり66につかまり、基本的にX線を透過させる下側プラットフォーム68の上に立つ。検知器34は図示した如く、プラットフォーム68下側に水平の配向状態で上側に向いた状態で位置させることが可能である。X線供給源46は患者の足の上方にあり、X線ビームは検知器34へ向って下方へ指向される。手すり69を掴むことにより、オペレータはアーム56を介して支柱50を回転させることによりプラットフォーム68の下側から検知器34を引出すことが可能であり、且つ、次いで、患者の足の横方向イメージの場合に必要とされるX線プロトコルに対して、軸受57の周りにアーム56を回転させて検知器34をプラットフォーム60と隣接し且つそれと整合されるか又は上方の垂直位置へ移動させることが可能である。ステップ64と、プラットフォーム68と、それに固定した手すり66とからなる組立ユニットは、必要に応じて移動させることが可能であるように、車輪71上に設けることが可能である。
【0030】
図11及び12は上述した回転運動のうちの1つ又はそれ以上に対して使用することが可能なロッキング係止機構を示している。現在の好適な実施例においては、このような係止部は下側アーム16、支柱20、上側アーム30の回転に対して使用されており、且つ軸受36周りの検知器34の回転に対して使用することが可能である(図7)。同様の係止部を図10の実施例における支柱50及びアーム56の回転に対して使用することが可能である。下側スライド14に関する下側アーム16の回転を代表的な例として取り、且つ図11及び12を参照すると、プレート100が非回転要素、この例においてはスライド14へ固定されるか又はその一部であり、且つはめば歯車70、又はこのようなはめば歯車の1つのセグメントが回転部分、この例においては下側アーム16へ固定されている。はめば歯車70は谷部70aと歯部70bのパターンを有している。カムホイール72がレバー74上に自由回転すべく装着されており、レバー74はピボット76においてプレート100上に回動自在に装着されており且つスプリング77によってはめば歯車70に向って付勢されている(図12)。慣性及び摩擦のみならずスプリング77のバイアスに打ち勝つのに充分な力で下側アーム16を回転させると、カムホイール72がはめば歯車70の歯の上に乗るが、下側アーム16を回転させる力がスレッシュホールド未満である場合には、該機構がカムホイール72を谷部70a内へ強制的に入らせ、従って下側アーム16の回転は現在の好適実施例においては約15度離隔されている幾つかの好適な位置のうちの1つにおいて停止する。下側アーム16が所望の位置にある場合に、ソレノイド78を解除してそのスプリングが強制的にレバー80を図12に示した位置とさせることにより該係止機構がロックされ、その場合に、それはレバー74の右側の下側に来てカムホイール72を谷部内に維持し、従って下側アーム16の回転を阻止する。アーム16の回転を許容するためには、レバー80を図11に示した位置へ牽引させるためにソレノイド78を付勢させねばならず、そのことは、例えば、図1−9の実施例の場合においてはハンドル38上の制御ボタン38a又は図10の実施例においてはハンドル38′上の同様のボタン38′aの操作により行うことが可能である。各回転運動に対して同一のタイプの係止部を使用することが可能であるが、はめば歯車の歯の異なる構成が所望される場合がある。例えば、軸受36周りの回転は2つ又は3つの好適な位置Cポートレート、ランドスケープ及び対角線配向状態Cを必要とするに過ぎない場合があり、その場合には、はめば歯車は歯の間に3個の谷部を必要とするに過ぎない。その他の回転は異なる角度範囲を必要とする場合があり、その場合には、使用されるはめば歯車70のセグメントは異なるインクルージョン(inclusion)角度を有する場合がある。
【0031】
一方、互いに移動することが可能な経路の間の接続を不動化させ且つ解除するために電子的、電子機械的及び/又は機械的ブレーキ及びクラッチを使用することが可能である。このようなブレーキ及びクラッチを使用することは、手作業でオペレータが容易に検知器34を所望の位置へ移動させることを可能とし、且つ露光を行うために検知器34を所定の位置に安全に固定させることが可能である。例えば、オペレータは運動を可能とするためにこのようなクラッチ又は複数個のクラッチ及び/又はブレーキ又は複数個のブレーキを係合させるためにスイッチ38aをトリップし且つ運動を阻止するためにこのようなクラッチ及び/又はブレーキを離脱させるために該スイッチをトリップさせることが可能である。このようなクラッチ及び/又はブレーキの構成は上述した運動のうちの1つ又はそれ以上に対して使用することが可能である。別々のこのような構成を該運動の異なるものに対して使用することが可能である。
【0032】
検知器34を上述したような所望の位置へ手作業により移動させる代わりに、オペレータの制御下において上述した運動のうちの幾つか又は全てを駆動させるために夫々電子的又はその他のモータを使用することが可能である。一方、該運動のうちの幾つか又は全てが自動化させることが可能であり、その場合には、オペレータは幾つかのプリセットした運動シーケンスのうちの1つを選択することが可能であり、又は検知器34に対する垂直、水平及び角度位置を選択することが可能であり、且つコンピュータコントロールが必要なモータ制御コマンドを与えることが可能である。特に、運動が手動的ではなくパワー駆動型である場合には、近接及び/又はインパクトセンサーを安全手段として移動するパーツに使用することが可能であり、それは、移動するパーツがオブジェクト又は患者に近過ぎるか又はそれと衝突する場合に停止信号を発生する。
【0033】
検知器34は、セレン、シリコン又は酸化鉛を含有する検知層を使用して、X線を直接的にX線イメージを表わす電気的信号へ変換するフラットパネル検知器を包含することが可能である。一方、検知器34は、その上にX線が入射して光パターンを発生するシンチレーティング物質層及び該光パターンに応答してX線イメージを表わす電気的信号を発生する複数個のデバイスからなるアレイを使用するフラットパネル検知器を包含することが可能である。
【0034】
ここに開示するシステムは、断層写真合成(tomosynthesis)運動用に使用することが可能であり、その場合には、X線供給源及び検知器が互いに且つ患者に対して移動し、又は該供給源及び検知器のうちの少なくとも1つが連続的な運動において又はステップアンドシュート(step−and−shoot)態様のいずれかで移動する。各ステップ(又は各時間増分)において採取したイメージ情報は読み出すことが可能であり且つ本検知器は次のステップ(又は時間増分)においてのイメージに対してリセットする。断層写真合成を実施する別の方法を使用することが可能であり、その場合には、患者に対する該供給源及び検知器の運動は上述した如くに発生するが、全体的な運動シーケンスから単に1つのイメージが発生されるに過ぎず、それは全ての位置にわたって採取した複合イメージを表わす。
【0035】
ここに開示するシステムは、広範なイメージングプロトコルを受付けるために多数の運動を与え、X線検知器イメージ面は垂直と水平との間で回転し且つ中間の角度においてロックさせることも可能であり、本検知器は患者テーブルの長さを横断してのみならず患者テーブルの長さに沿っても水平方向に移動し、従ってそれは該テーブルのいずれの側に位置させることも可能であり、本検知器は垂直方向に移動し、本検知器は正方形でない検知器アレイに対してポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間で及び/又は正方形アレイの場合であってもアレイグリッドの所望の配向状態に対して移動することが可能であり、且つ検知器は任意の所望の位置及び配向状態を取るためにこれらの運動のうちの幾つか又は全てを結合させることが可能である。
【0036】
本検知器を手で移動させることにより安全性を向上させることが可能であり、従ってオペレータは全ての運動を観察し且つ安全性を確保することが可能である。いずれかの運動がモータ駆動される場合には衝突検知のためにセンサーを設けることが可能である。いずれかの運動がモータ駆動される場合には、安全性を向上させるために容易に停止するモータを使用することが可能である。更に、いずれかの運動がモータ駆動される場合には、移動コンポーネントの位置を追跡するためにエンコーダを設けることが可能であり、且つエンコーダ出力はソフトウエア追跡及び衝突回避制御のために使用することが可能である。運動がモータ駆動される場合には、プリセットしたモータ制御をコンピュータ内に格納することが可能であり且つ特定したイメージングプロトコル又は検知器位置に対して検知器運動を駆動するために使用することが可能であり、従って本検知器は与えられたイメージングプロトコルに対してプリセットした位置へ自動的に移動することが可能である。所望の検知器位置及び配向状態を識別し且つ維持することを助け且つグリッド振動及びフォーカシンググリッド不整合を防止することを助けるクラッチ制御、ハンドブレーキ、カウンタバランス、及び/又は係止部を使用することにより不所望の運動を回避するか又は減少させることが可能である。
【0037】
図13乃至27は別の実施例を示している。この実施例において検知器34を支持する関節型構成体は、主支持体102(図26及び27)を有しており、それは、典型的に、床に装着されるが、移動プラットフォーム上又は壁等の何等かのその他の支持体上に装着することが可能である。伸縮自在のスリーブ104が支持体102上において上下に移動する。支柱106が水平軸周りに回動するためにスリーブ104上に回動自在に装着されており、且つアーム108がその長さに沿って移動し且つ水平軸周りに回動すべく支柱106上に回動自在に装着されている。支持体110がアーム108から延在しており且つ別のアーム112がピボット軸114において支持体110へ回動自在に固定されている(図27)。検知器34がアーム112の他方の端部へ固定されており、検知器のイメージング表面と垂直な軸116周りに回動する。手作業により又は運動の幾つか又は全てをモータ駆動することにより、該関節型構成体の幾つか又は全てを移動させることによって、複数個のX線プロトコルに対し検知器34の位置決めを容易化させるために、適宜のブレーキ、クラッチ、ロック、係止部及び/又はカウンタウエイトが設けられている。検知器34の位置のうちの幾つかが図13−27に示されているが、この関節型支持構成の場合には更により多くの位置が可能であることは明らかである。患者テーブル120(図13−15)が2個のクロス部材122,124上に装着されており、該クロス部材は夫々の主支持体130,132上を上下に伸縮移動することが可能な夫々のスリーブ126,128上に支持されている。このように、テーブル120は上下に移動することが可能であり(図14及び15の間の差異参照)及び、例えば、起立状態の患者の胸部X線のために邪魔にならない位置へ移動するために傾斜することが可能である(図13及び14の間の差異参照)。従って、この実施例は、起立状態の患者、座っている患者、又は横臥している患者に対する複数個のX線プロトコルに対し、患者テーブル及びその支持体と共に又はそれら無しで使用することが可能である。
【0038】
更に別の実施例を図28−37に示してある。この実施例においては、検知器34を支持する関節型構成体が患者テーブル154に向かって及びそれから離れる方向にレールに沿っての運動のためにレール152上に装着されている主支持体150を有している。大略156で示した垂直の伸縮自在の支柱が、支柱156の垂直中心軸周りに回転するために一端が装着されているアーム158を上下に移動させる。検知器34が、少なくともそのイメージング表面に平行な軸周りに回転するためにアーム158の他端に装着されており、従って検知器34は水平配向状態と垂直配向状態との間で回転することが可能である(図28及び29を比較)。好適には、検知器34はポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間で変化するため又はその他の目的のためにイメージング表面に垂直な付加的な軸の周りにも回転するためにアーム158上に装着されている。この実施例においては、患者テーブル154は大略160で示した伸縮自在支持体上に装着されている。テーブル154は、支柱160の伸縮運動によって上下に移動し(図32及び33を比較)、且つ垂直軸の周りに回転する(図28及び29を比較)。更に、起立状態の患者、座っている患者及び横臥している患者に対する異なるX線プロトコルに対し検知器34の位置決めを更に簡単化させるためにアーム158を伸縮運動させることが可能である(図36−38)。独立的に装着したX線供給源と共に使用するために、これらの位置のうちの幾つかのみが図28−38に示されている。
【0039】
図39−41に示したように、検知器34用の関節型支持体は、テーブル154等の患者テーブルを必要としないX線プロトコルに対して使用することが可能である。図39−41において、ガーニー162が患者を支持し且つレール152上とすることが可能な検知器34用の支持体へ車輪で移動される。この実施例における検知器34は図39−42に示したような位置又はその他の位置とすることが可能であり、そのうちの幾つかが、複数個の標準のX線プロトコルに対して図28−38に関連して示してある。
【0040】
更に別の実施例を図42−45に示してある。この実施例においては、検知器34は、検知器34の水平配向状態と垂直配向状態との間(図42及び43を比較)において水平軸169周りに回動し且つ支持体168上に装着されているレール166に沿って及びそれを横断しての運動用に装着されている。患者テーブル170が、少なくとも図42及び43に示した位置の間において軸169と平行な軸周りに回動すべく支持体上に装着されている。検知器34は別の1組のレール(不図示)上において図44及び45に示した位置の間においてレール166の長さを横断して摺動することが可能である。このように、検知器34は、これらに制限する訳ではないが、起立状態にある患者又は車椅子の患者(図43)、テーブル170上に横臥している患者(検知器34がテーブルの下側)、及びテーブル170の側部へ延在する体部分に対して(図45)のX線を包含する多様なプロトコルに対して使用することが可能である。
【0041】
患者ベッドに対して検知器34を位置決めさせる別の実施例が図46−50に示されている。この実施例においては、少なくとも図48及び49の位置の間において水平軸周りに回動するために182において装着されている患者プラットフォーム180へ検知器34が固定されている。カウンタウエイト184がこの回動運動を容易とさせる。各組のレールに沿っての摺動運動のために、検知器34が、プラットフォーム180の長さに沿って延在するレール(不図示)及び該プラットフォームの長さを横断して延在するレール(不図示)を介してプラットフォーム180へ固定されている。このように、検知器34は該プラットフォームの下側をプラットフォームの長さに沿って摺動することが可能であり従って、該プラットフォームの上に横臥している患者は、例えば天井に支持されているX線供給源等の独立的に支持されているX線供給源でX線を照射することが可能である。更に、検知器34はプラットフォーム180の長さを横断して摺動することが可能であり、従ってそれは該プラットフォームをクリアし(平面図において)且つその位置において、該プラットフォームにより近いその端部における軸周りに回動して例えば図46に示したような垂直な配向状態を取ることが可能である。患者プラットフォーム180の直立位置において、患者は、例えば、運動をモータ駆動することにより直立状態のプラットフォーム180を上下へ移動させることが可能な支持体185の上に立つことが可能である。検知器34は図48及び49には示していないが、それはプラットフォームの患者とは反対側であることは明らかである。
【0042】
検知器34は、図51−53に示したように、転動関節型支持構成体上とすることが可能である。この実施例においては、車輪付きプラットフォーム200が垂直な支柱202を支持し、該支柱202は、支柱202を上下に移動可能であり(図51及び52を比較)且つ水平軸周りに回動する(図52及び53を比較)アーム204を支持している。この転動構成体は、その伸縮自在な支持体208上で上下に(図51及び52を比較)且つその長さに沿って(図52に示したベッド206の異なる位置を参照)移動することが可能な患者ベッド208と共に使用することが可能である。この検知器支持構成体は、例えば、図53に示したような起立状態にある患者の胸部X線の場合、又は多数のその他のX線プロトコルの場合に、患者ベッド無しで使用することが可能である。標準のX線供給源46を使用することが可能である。
【0043】
図54−59に示した更に別の実施例においては、検知器34を大略250で示した構成体の上に支持させることが可能であり、該構成体は患者テーブル252の長さに沿って摺動運動を行うため(図54及び55を比較)且つテーブル252の長さを横切る水平軸周りの回転のため(図54及び55aを比較)に支持されている。テーブル252は転動プラットフォーム256上の垂直に伸縮自在なペデスタル254上に装着されている。図56に示されるように、検知器34は患者テーブル252の下側の1つと患者テーブルの側部の1つとの2つの例示した位置の間で検知器を移動させることを可能とするために検知器34のイメージング表面に対して垂直な軸の回りに回転すべく260において関節が設けられているアーム258上に装着されている。更に、図57に示されるように、アーム258はその側部のうちの1つに平行な軸の周りに垂直配向状態へ回転することが可能であり、且つ患者テーブル252の長さに沿った異なる点に検知器を位置決めさせるために支持体250の長さに沿って摺動することが可能である。図58及び59は興味のある2つの軸の周りの回転のためにアーム258の装着状態を示している。更に、検知器34はポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間の回転のためにアーム250上に装着することが可能である。
【0044】
上述した本システムは、機能性を改善するため及びデジタルイメージ発生の柔軟性を利用するために多様なその他の態様で向上させることが可能である。
【0045】
X線フィルムを使用する場合には、典型的に、患者をフィルムへ出来るだけ近づけて位置させる場合に最も鮮明なイメージが発生する。このプロトコルは、又、オブジェクトの拡大を回避し且つフィルムは1:1イメージを有しており、従って、幾何学的距離を容易に測定することが可能である。デジタルイメージにおいては、イメージがオブジェクトに対して1:1である必要性はない。ディスプレイモニタは多様の寸法のものがある。デジタルイメージにおいては、オブジェクト面内のピクセル寸法を計算することが可能であり、且つイメージ上の距離を較正することが可能である。更に、デジタル検知器用の最適なオブジェクトイメージング検知器距離(OID)はフィルムに対するものと異なっている。フィルムの場合には、オブジェクト面内のオブジェクトの鮮明度を最大とさせるOIDは0であり、即ちオブジェクト面が実際上のフィルムに最も近い場合である。デジタル検知器においては、最適な距離はフォーカルスポットのぼけ及びピクセル寸法に起因するオブジェクト面内の結合実効システム分解能が最大である箇所とすることが可能である。これはゼロでないOIDに対して発生し、且つ139ミクロンのピクセル寸法及び0.5mmのX線管フォーカルスポット寸法を有するフラットパネルシステムにおいては、最適なOIDは約7cmである。
【0046】
オブジェクト面におけるピクセル寸法のキャリブレーション即ち較正は、供給源−イメージング検知器距離(SID)及びOIDの両方の関数である拡大係数に依存する。この拡大係数が決定されると、実効ピクセル寸法が既知であり、且つ拡大係数[M=SID/(SID−OID)]及び/又はピクセル寸法を、例えば、DICOMヘッダーにおける適宜のフィールドにおいて患者レコード内へ挿入することが可能である。ディスプレイワークステーションソフトウエアがピクセル寸法に対するメトリックを確立するための情報を使用するか又は表示することが可能である。一方、イメージを1の拡大係数を有するピクセル寸法のものへ再度マッピングさせることが可能であり、このことは、イメージがハードコピー上に印刷され且つ手作業の測定手段が使用される場合に有用である。拡大係数の決定はSID及びOIDを知ることを必要とする。1つの方法はSID及びOIDを測定することである。これの1つの実施例は、エンコーダ又はセンサー(不図示)がSID及びOIDを決定することが可能である。別の実施例においては、SID及びOIDは採取プロトコルから推定することが可能であり、例えば、起立状態の胸部イメージにおいて、SIDは72インチであると知られている場合がある。更に別の実施例においては、採取したイメージのイメージ処理が、視野内の既知の基準ファントムの測定を介して又は採取したイメージの直接的な解析を介して拡大係数の決定を可能とさせる場合がある。
【0047】
X線管電圧kVp及びパワーnAs等の採取パラメータ及びSID及び/又はOIDの知識を使用して患者入射線量を推定することが可能である。本システムの好適実施例においては、この線量情報は患者レコード又はDICOMヘッダー内へ挿入される。
【0048】
デジタルフラットパネルシステムにおいては最適のOIDがゼロではないという事実は、画像形成中のオブジェクトを最適なOIDに維持するための手段がデジタル放射線システムに対する有用な付加であることを暗示している。このことの1つの実施例は、ある所定の距離より近い患者が画像形成されることを防止する放射線半透過性フレーム(図面中には示していない)である。
【0049】
検知器34は患者のベッドの垂直位置とは独立的に垂直方向に位置させることが可能であるので、検知器がベッド下側に位置される状態は、検知器が誤ってベッド下側のかなりの距離にある蓋然性を許容する。このことは、検知器を対応する垂直距離にわたり上昇させることなしにベッドを上昇させる場合に発生する。従って、この不適切な状態を防止するか又はオペレータに警告を与えるシステムが有用である。このことの1つの実施例においては、エンコーダ又はセンサー(不図示)が検知器からベッドへの距離を決定する。この距離決定は、検知器をベッドから所望の距離へ自動的に移動させるため、又は不必要な露光を回避するために不適切な位置であることをオペレータへ警告するため、又は検知器が適切に位置決めされるまでインターロックを介して露光を防止するために使用することが可能である。別の実施例においては、検知器が機械的にベッドフレーム内にロックし、従ってそれは患者ベッドと共に垂直方向に移動する。
【0050】
1つの好適実施例において説明したように、本検知器は、ポートレート配向状態からランドスケープ配向状態へ回転させることが可能であり、それは、特に、正方形でないパネルの場合に有用であり、又はパネルの対角線を画像形成する長尺状のオブジェクトに整合させるために45度又は何等かのその他の角度だけ回転させることが可能である。本検知器を回転させることが可能である場合には、制御システムがパネルのオリエンテーション即ち配向状態を知ることが有用である。このことは、イメージに関しての上下及び左右の決定を行うことを可能とする。本検知器のオリエンテーション即ち配向状態を決定する1つの方法は、検知器の配向状態を測定し且つこの情報を制御システムへ送信するエンコーダ又はセンサー(図面には示していない)の使用を介してである。決定されると、この情報は多様な態様で使用することが可能である。配向状態情報は、採取したイメージの座標に関する患者レコード又はDICOMヘッダーファイル内に挿入することが可能である。この情報は、イメージ自身の上に印刷することが可能である。この情報は、又、検知器上に画像形成されることのない患者の区域に対する照射露光を最小とするためにX線供給源の自動的コリメーションを制御するために使用することも可能である。この情報は、更に、イメージを標準の表示フォーマットへ再配置させるために使用することが可能である。例えば、指の骨が水平方向に整合された状態で手のイメージを採取したが、放射線医が指を垂直方向に整合させた状態で手のイメージを見ることを所望する場合に、ソフトウエアは、格納又は表示の前に、イメージが90度だけ回転されることが必要であることを検知器の配向状態から決定することが可能である。
【0051】
検知器配向状態の測定を必要とすることのない上述したものの変形例においては、イメージをコンピュータ解析し且つ画像形成した体部分の配向状態をイメージ処理手段を介して決定することが可能である。次いで、イメージを格納又は表示する前に回転させてその体部分を標準の配向状態で提供することが可能である。
【0052】
X線供給源に対する検知器の配向状態の決定は、その他の理由について有用である。X線供給源は一様でない射出パターンを有している。特に、所謂ヒール効果が、検知器のアノードに対する相対的な角度に依存してエネルギ及びフラックスを変化させる。フィルム−スクリーンイメージングにおいては、この効果を最小とさせるためにアノードを体と相対的に位置決めさせ、X線管の高出力側を、可能である場合には、より厚い体部分の上に位置決めさせて、フィルム上により一様な照明を発生させる。デジタルイメージにおいては、ヒール効果を補正することが可能である。このことの1つの実施例においては、X線供給源に対する検知器の配向状態を使用してヒール効果に起因する非一様性に対し採取したイメージを補正する。ヒール効果非一様性は前のキャリブレーション手順において計算し、測定することが可能であり、又はイメージ処理手段を使用してイメージから推定することが可能である。
【0053】
散乱防止グリッドの使用は、X線供給源に対する検知器及び散乱防止グリッドの配向状態を測定するための別の理由である。散乱防止グリッドは、しばしば、多かれ少なかれ放射線半透過性スペーサー物質により分離された鉛等の放射線不透過物質の薄いストリップ(薄膜)から構成されている。これらのグリッドは、しばしば、入射放射の非一様な吸収で検知器に影を落とし、イメージを非一様なものとさせる。この非一様性は、しばしば、それに対して幾何学的配向状態を有しており、且つ与えられた軸に沿ってより強調される場合がある。この非一様性の強度は、又、SIDに依存する。本システムの好適実施例においては、変調非一様性の効果を消去するためにイメージを補正することが可能である。この補正方法の1実施例においては、本システムは検知器に対するグリッドの配向状態を決定するためにセンサーを使用する。この情報を、グリッドの挙動のモデルと共に使用して、採取したイメージに関するグリッドの効果を推定し且つそれを除去する。非一様性の補正の強度を変化させるためにセンサー又はSIDを測定するその他の手段を使用する。該グリッドを本システムから除去することが可能である場合には、散乱防止グリッドが存在しない場合のグリッドカットオフ補正をディスエーブルさせ且つグリッドが存在する場合にそれをイネーブルさせるためにマイクロスイッチ又はその他のセンサー手段を使用することが可能である。
【0054】
散乱防止グリッド補正方法の別の実施例は、イメージ非一様性に関する散乱防止グリッドの効果の別個の前に実施したキャリブレーションを関与させる。これらのキャリブレーションは、種々の配向状態で且つ異なるSIDにおいて散乱防止グリッドで検知器のイメージングを行い且つこれらのキャリブレーションテーブルを補正アルゴリズムにおいて使用するために格納することが関与する場合がある。検知器に対する散乱防止グリッドの存在及び配向状態及びX線供給源の検知器及びグリッド組立体に対する配向状態及び距離に依存して、適宜のキャリブレーションテーブルへアクセスし且つイメージを補正するために使用することが可能である。
【0055】
本発明の別の実施例においては、センサー手段が散乱防止グリッドの存在及び配向状態を決定するばかりか、据え付けたグリッドのタイプをも決定する。このことは、異なるタイプの散乱防止グリッドを使用する場合の据え付けにとって有用である。該イメージ補正方法は使用される特定のグリッドの特性を補正することが可能である。
【0056】
散乱防止グリッドの有無を表示するセンサー信号は、プロトコルがグリッドの使用又は不存在を特定し、且つ実際のグリッドステータスが所望のグリッドステータスと矛盾していることをシステムが決定する場合において、ユーザに警告を与え又はX線露光を阻止するために使用することも可能である。
【0057】
散乱防止グリッド補正方法の更に別の実施例ではイメージ処理手段が関与する。イメージのコンピュータ解析は、散乱防止グリッドにより発生されたゆっくり変化する非一様性を抽出し且つそれを補正するために使用することが可能である。ヒール効果を解析し且つ同様に補正することが可能である。
【0058】
散乱防止グリッド及び検知器は互いに特定された配向状態を維持することは必要ではない。グリッドと検知器との独立的な整合を可能とするために、検知器に対してグリッドを優先的に90度又はその他の角度で回転させる場合がある。本特許明細書に記載したようなシステムはこの可能性を許容することが可能である。センサー、エンコーダ又はスイッチを、これらのパラメータを測定するために使用することが可能であり、且つ本システムは制御及び補正手段に対しこの情報を使用することが可能である。
【0059】
あるイメージングプロトコルの下において、検知器及びX線供給源を互いに傾斜させ、従って、X線供給源の中心軸は検知器の表面に対して垂直ではない。散乱防止グリッドの薄膜がX線供給源に関して適切に配向状態とされていない場合には、採取したイメージにおいて公知のイメージングアーチファクト(人工的効果)及び厳しいグリッドカットオフが発生する場合がある。このことは、そのイメージを使用不可能なものとさせる場合があり、且つ患者は積極的な目的がない状態で放射線に露光されることとなる。散乱防止グリッドの有無を決定するための上述したセンサー及び測定手段、及びX線供給源に対するグリッドの配向状態は、検知器が適切に配向されているか否かを決定するために制御システムにより使用することが可能である。この場合において、インターロック手段を使用してX線露光を阻止することが可能であり、又はオペレータに対して警告を与えることが可能である。
【0060】
別の好適実施例においては、オペレータによって選択されるプロトコルに依存して、検知器に対してX線供給源を正しい配向状態及びSIDへ移動させることが可能である。検知器は所望の位置へ手動的に移動される。検知器の位置及び配向状態は、センサー又はエンコーダ手段により決定され、次いでモータ及びエンコーダ手段でもって、X線供給源を検知器に対して対応する正しい位置へ移動させる。別の実施例においては、モータ制御の下でX線供給源及び検知器が自動的にオペレータによって前に選択された手順に対して正しい位置へ移動する。充分な衝突回避及び衝突検知機構が人に対して及び装置に対しての安全性を与える。
【0061】
X線供給源及び検知器の位置及び配向状態は、多数の公知のエンコーダ及びセンサー技術のうちのいずれかを介して決定することが可能である。特に魅力のある1つのセンサー実施例は例えば現在のポルヘムス(Polhemus)コーポレイション又はアセッション(Ascension)テクノロジーコーポレイションにより製造されているようなワイヤレスRF又は電子磁気的トラッキング及びデジタル化システムを使用することである。これらのシステムは6個の自由度でセンサーの位置及び配向状態を測定する。
【0062】
イメージ上で散乱された放射のイメージ劣化特性を減少させるために放射線イメージング即ち画像形成において散乱防止グリッドがしばしば使用される。静止散乱防止グリッドは公知のモアレパターンアーチファクトを発生させる場合があり、それは、デジタル検知器においては特に厄介なものである。本特許明細書において開示するシステムの幾つかの実施例は、モアレパターンの減少又は補正を与える。1つの実施例は、モアレパターンをぼかすために露光期間中にグリッドを検知器に対して往復運動又は移動させるための機械的手段を使用する。このことは露光信号に対してグリッドの運動を同期させることを必要とする。グリッド組立体を往復運動させることは高価なものとなる場合があり、且つ不所望の振動を発生させる場合があり、従ってグリッド運動なしでモアレパターンを減少させる方法が特に魅力がある。静止グリッドに対する1つの実施例は散乱グリッドの空間周波数とピクセル寸法繰返しの空間周波数とのうなりにより発生される周期的なパターンを除去するためにイメージ処理手段を使用する。このアルゴリズムは、使用されるグリッドのタイプ及び検知器に対するその配向状態を決定するために前に説明したグリッドセンサーを使用することが可能である。
【0063】
その他の実施例は散乱防止グリッドの選択的設計を介してモアレパターンを減少させる。例えば、検知器のピクセルピッチが散乱防止グリッドピッチの周期に対して正確に1:1(又はその整数倍)の周期を有しているシステムにおいてはモアレパターンは発生することがないか又は抑圧されることが知られている。このような設計における1つの困難性は、極めて精密な寸法を有するグリッドの製造を必要とすることであり、そうでない場合には、パターンが未だに発生する蓋然性がある。散乱防止グリッドは交番する薄膜及びスペーサーから構成されており、且つ、例えば、スペーサー又は薄膜の異なるバッチは僅かに異なる寸法を有する場合がある。散乱防止グリッドが検知器のピクセルピッチDより僅かに小さい周期Pで製造される場合には(D=P+ε、尚εはPと比較して小さい)、このグリッドが検知器の前部表面上方の小さい距離に装着される場合にはモアレパターンの減少が発生し、その最適な距離はピクセルの周期及びグリッドの周期の相対的な寸法に依存する。このモアレパターンの減少は、D=NP+ε、尚Nは整数である、の関係を有するグリッド及び検知器の周期に対しても有効な場合がある。別の好適実施例においては、検知器のハウジングがプレート上方に小さいが調節可能な距離グリッドの機械的な装着を可能とさせる場合がある。これを示した概略図である図60を参照すると良い。システムキャリブレーション期間中に、最適な距離を決定し、且つグリッドをテーブルから正しい距離に位置決めさせるためにシム又はその他の手段を介して装着機構を調節する。このようなシステムはグリッド及び検知器ピクセルの製造公差に対しより大きな不感受性を有することが可能である。
【0064】
図60はフォーカシング散乱防止グリッドを示している。これらのグリッドにおいては、隔膜のピッチはオブジェクト面と相対的に検知器面上において異なっている。これらのグリッドの場合に、モアレパターンを決定する関連性のあるグリッドピッチは検知器に対面するグリッド角膜のピッチである。
【0065】
その他のシステム実施例はデジタルシステムにおいて所望され又は有用である。1つの好適な実施例は、最終的な完全な照射イメージの前に低線量プレビューイメージをシステムが実施する能力を包含している。この手順においては、患者は所望により位置決めさせ、且つ低線量の偵察撮影を行う。結果的に得られるイメージを表示し、且つ患者、検知器、X線管の適切な位置決めに対してオペレータにより解析される。整合状態が適切である場合には、2番目の完全露光イメージが採取される。
【0066】
幾つかの手順においては、患者はフィルムの場合におけるようにイメージレセプターを支える場合がある。これの1つの例は起立状態胸部APイメージであり、その場合には、患者は腕を検知器の周りに支えることが望ましい。しばしば、患者は、又、その体重を部分的に検知器で支持する。このことを簡単化させるために、本システムの好適実施例は患者が掴むために検知器ハウジング上にハンドルを包含している。検知器ハウジング上に患者が触れることが可能な制御部が存在している場合には、患者が偶発的に係合することを防止するためにこれらの制御部をディスエーブルさせることが可能であることが望ましい。患者が検知器上に部分的に体重を支持させる起立状態胸部イメージングの場合には、偶発的な検知器の運動を防止するために充分な制動抵抗を与えることが可能である。ベッド上のイメージングプロトコルも患者の手掴みから利点が得られる場合がある。1つの例は、患者がベッド上に立っている場合に取られるイメージである。提案された実施例のうちの幾つかにおいて、検知器を支持する垂直な支柱が存在しており、且つこの支柱上の患者の手掴みが上述した患者の支持理由のために有用な場合がある。垂直支柱の別の使用は、ディスプレイスクリーンに対する支持スタンドとしてのものであり、オペレータの制御使用にとって有用である。
【0067】
本システムに対する別の重要な設計基準は、体液、血液及びこぼれる可能性のあるその他の液体が偶発的に進入することから検知器を保護することである。これらの液体の敏感なエレクトロニクスへの進入は本システムにとって有害な場合があり、且つクリーニングに対するチャレンジを提供する場合がある。1つの好適な実施例においては、検知器ハウジングを、例えば平坦な前部表面を有する等クリーニングが容易であるように設計される。検知器ハウジングの開口に対する継ぎ目は前部表面から離れたハウジングの後部とさせることが可能である。平坦な前部表面は容易にクリーニングされ、且つ後方に装着した継ぎ目は検知器内へ液体を進入させる蓋然性はより低い。この継ぎ目は、液体が更に入らないようにOリングでシールすることが可能である。検知器ハウジングをプラスチック内に簡単に被覆することは所望でない場合がある。何故ならば、それはエレクトロニクスに対して必要とされる冷却ファンと干渉する場合があるからである。検知器ハウジングに対する実際的な設計は、平坦なパネル検知器と関連するエレクトロニクスにより発生される熱を考慮に入れるべきである。アナログ・デジタル変換器、増幅器、及びその他のコンポーネントは、しばしば、不所望な温度係数を有しており、従ってフラットパネルは、与えられた温度に最適に維持される。従って、好適実施例においては、検知器ハウジングは安定な温度を維持するか、又は少なくとも、温度がある限界を超えることを防止するための手段を有することが可能である。
【0068】
デジタルフラットパネルのその他の利点は、イメージのデジタル特性から発生する。1つの好適実施例においては、制御コンピュータシステムがシステム及びオペレータ性能の記録を自動的に維持する。システムが各露光及びそれと関連するパラメータ、例えば露光時間、X線管電流及びkV、供給源−検知器及び供給源−患者の距離の履歴を測定し且つ格納する。本システムは、又、イメージ再撮影及び使用したイメージングプロトコルのタイプの記録を維持する。このデータベースは、システム及びオペレータの性能を評価するために使用することが可能である。別の実施例においては、本システムは自動的品質制御及びキャリブレーションを実施する。安全性の理由のために、X線管出力は病院内の担当者により定期的に検証されることが必要である。このことは欠陥性の装置により患者に危険な照射を行うことを防止することが可能である。フィルムシステムは、オペレータが、フィルム露光が最適なものでないことに気が付くので、X線の機能障害に関する有用な警告を提供する。デジタルシステムはより大きな動的範囲を有しており、且つ問題がイメージの劣化により気がつく前にX線出力においてより大きな変動を許容する。従って、システム性能の有用なチェックは、記録されたイメージがX線管電圧及び電流に基づく予測されたイメージと一致するか否かを決定するアルゴリズムである。この解析は、特別の品質制御手順において取られたイメージに関して、又は定期的な患者のイメージに関して実施することが可能である。システムが問題がありそうで有ることを表示する場合にユーザへフィードバックが与えられる。品質制御に対する別の好適な実施例は、ピクセル原因及びオフセット等の格納されているキャリブレーションファイル及び不良ピクセルマップが正しいことを検証する自動化手順を使用するシステムである。これは、露光を行い且つフラッドフィールドの一様性をテストするシステムを包含することが可能である。これらのキャリブレーションは基本的にユーザの介入なしで進行することが可能であり、且つ自動的に日常的に実施することが可能である。別の好適実施例においては、本システムはモデム又はネットワークリンク等を介して遠隔的に制御し且つアクセスすることが可能であり、従ってシステムのデバッギング及びメンテナンスはサービス組織により提供することが可能であり且つフィールドサービスの訪問を必要とすることなしにより迅速にサービスを提供することが可能である。このシステムにおいては、遠隔のユーザはイメージ及びキャリブレーションファイルへアクセスし且つ解析し且つ自動テストを実施するためにシステムを制御することが可能である。
【0069】
本システムにおいては、オペレータが露光時間及び電圧を制御し且つ最も一般的に実施されるプロトコルを包含するリストから所望のプロトコルを選択することによりその手順に対する正しいSIDを決定する。文字通り数百個の可能なプロトコルが存在しており、且つ所望の1つへ迅速にアクセスする便利の方法は有用である。好適実施例においては、採取プロトコルの組を階層的フォルダ構成に編成することが可能である。その階層は体の部分により最も便利に編成され、各より低いレベルは更に特定的な体の領域のリストを包含している。例えば、足指のプロトコルAPオブリーク(斜め方向)は以下のようなフォルダ選択を介してアクセスされる。
【0070】
1.下側四肢
2.足
3.足指
4.APオブリーク
最終プロトコルに関する情報は、患者レコード又はイメージファイルのDICOMヘッダー内へ自動的に挿入させることも可能である。
【0071】
現在のところデジタルイメージはディスプレイ装置のものよりもより大きな動的範囲を有しており、且つイメージは、典型的に、その性能を最適化させるための表示の前に処理される。イメージは減衰される区域直下の殆ど露光を有することのない区域から非常に大きな露光で直接的にX線ビームへ露光される区域まで著しく異なるX線露光の区域を包含している。好適には、本システムは興味のある区域の位置を決定し、且つその区域の表示を最適化させるものへイメージを調節し且つマッピングさせる。1つの好適実施例においては、オペレータは解析するために所望の区域の近似的な領域をイメージ上に表示し、且つ次いで、ディスプレイがその領域における露光に対して最適化される。本システムはマウス制御されるカーソルの形態を取ることが可能であり、それは該区域をクリックオン又は輪郭形成又はその他の画定を行うために使用される。別の好適実施例においては、コンピュータが使用中のプロトコルの知識を使用し且つ興味のある体部分を位置決めし且つその部分の表示を最適化させるために画像解析を実施することが可能である。例えば、AP胸部イメージにおいて、ディスプレイはイメージプロトコルに依存して肺、背骨、又はその他の器官の表示を最適化させる場合がある。好適には、マッピング変換に関する情報を格納するか又はオリジナルのイメージと再度マッピングしたイメージの両方を格納し、従ってイメージをオリジナルへ復活させるか又はオペレータによりそのように所望される場合に異なるパラメータで再度マッピングさせることが可能である。
【0072】
更に別の好適実施例は実施した患者イメージへオペレータがアクセスする便利な方法についてである。一般的に、検査のテキストリストのみがコンピュータスクリーン上に表示され、且つオペレータは、表示又は転送又は格納のために所望のイメージを選択するためにリストを介して読まねばならない。この好適システムにおいては、検査のサムネールイメージがテキスト情報の次に表示される。これは、オペレータに対して視覚的な手掛かりを与え、正しいファイルの選択を簡単化させる。
【0073】
図61を参照すると、主支持体6110を放射線室(又は移動可能なプラットフォーム、不図示)の床へ固定することが可能であり、且つトラック6112(図66参照)を有しており、その上を、水平スライド6114がx軸に沿っての移動のために乗っている。スライド6114は軸受6118を介してほぼ水平な下側アーム6116を支持しており、アーム6116をz軸周りに回転することを可能とさせる。アーム6116の先端はz軸に沿って延在しており且つ垂直スロット6120aを具備している支柱6120を支持している。垂直スライド6122(図65参照)が支柱6120の高さに沿っての垂直方向の移動のためにスロット6120aと係合しており且つケーブル6124により支持しており、該ケーブルはプーリ6126上で方向を転換し且つ支柱6120内側で垂直方向に移動するカウンタウエイト6128へ接続している。垂直スライド6122は軸受構成6132を介して上側アーム6130を支持しており、それはアーム6130の長さに沿って延在する水平軸周りに上側アーム6130の回転を可能とさせる。上側アーム6130は上述した米国特許において開示されているタイプのフラットパネル検知器を包含するカセット6134を支持している。カセット6134は軸受構成6136を介して上側アーム6130へ接続させることが可能であり、フラットパネル検知器のX線受光面に垂直な軸周りにカセット6134が回転することを可能とさせる。このことは、カセット6134内側のパネルが矩形状である場合に望ましい場合があり、ポートレート配向状態又はランドスケープ配向状態においてそれを使用することを可能とし、又はこのような回転がその他の理由により所望される場合がある。一方、ベアリング構成6136を省略することが可能である。軸受6136が使用される場合に、ハンドル6138がカセット6134へ取付けられ、又はそうでない場合にはアーム6130へ直接的に取付けることが可能であり、且つその先端において手動スイッチ6138aを有しており、それはカセット6134を所定位置にロックするか又は再度位置決めすることを可能とするためにそれをアンロックし、又は例えばモータ駆動される運動を制御するためのその他の目的のために使用するために幾つかのスイッチ又はその他の制御部を有している。
【0074】
患者テーブル6140は伸縮自在な支柱6142上に支持されており、該支柱はテーブル6140を主支持体6110へ固定されているガイド6144内においてz軸に沿って上下へ移動させる。テーブル6140はそれを介して通過するX線の空間的分布の歪みを最小とする物質から構成されている。所望により、テーブル6140はこの特許明細書の譲受人から市販されているQDR−4500ACCLAIMシステムにおけるベッドと同様の態様で、x軸に沿って移動可能とさせることが可能であり、及び/又はx軸及びy軸の一方又は両方周りに傾斜させる構成とすることが可能である。模式的に6141で示したコンソール及びディスプレイユニットは、ケーブルによりカセット6134へ接続しそれに対してパワー及び制御信号を供給し且つ処理及び表示のためにそれからデジタルイメージデータ(および、多分、その他の情報)を受取ることが可能である。ユニット6141におけるディスプレイは、例えば、CRT又は通常の態様で使用されるフラットパネルディスプレイスクリーンとすることが可能である。通常のイメージ処理設備を、例えば、画像拡大のために表示されたデジタルX線イメージのレベル及びウインドウ制御のために、ユニット6141に設けることが可能である。トラック6112に沿ってのスライド6114の運動、軸受6118回りのアーム6116の回転、及び支柱6120に沿ってのカセット6134の垂直運動の干渉を減少させるために、ケーブルを支柱6120を介し且つ軸受構成6118及び下側アーム6116を介して走行させることが可能である。一方、カセット6134を何等かのその他の態様で電力供給し且つ制御することが可能であり、且つイメージデータを何等かのその他の態様でそれから抽出することが可能である。例えば、カセット6134は、内部電源を具備し且つカセット6134上又は内に制御スイッチを具備する独立型カセットとすることが可能であり、その動作を制御することが可能である。カセット6134は、更に、1つ又はそれ以上のX線イメージのデータ用の格納部を包含することが可能である。イメージデータはワイヤレス接続により、又はイメージデータを読取る時に一時的にケーブルをその中にプラグインすることによりカセット6134から取ることが可能である。
【0075】
仰向けの患者の胸部APイメージの場合には、患者が乗ることを容易とさせるためにテーブル6140を下降させることが可能である。勿論、カセット6134は、テーブル6140を下降させることを可能とする位置になければならない。そうでない場合には、オペレータがスイッチ6138aをトリップしてカセット6134を解放し、且つ支柱6120に沿って垂直スライド6122を上方又は下方へ摺動させるためにハンドル6138を使用して手動的に適宜の位置へそれを移動させる。一方、又は更に、オペレータは、例えば、図62又は図63に示した位置へ軸受6118周りに下側アーム6116を回転させる。仰向け位置にある患者の場合には、図61に示したように頭がテーブル6140の左側にあり、オペレータはテーブル6140をその位置のままとさせることが可能であり、又はそれをより高い方へ移動させることが可能である。テーブル6140は前記QDR−4500ユニットにおいて使用されているものと同様のモータ駆動型ドライブを具備する伸縮の自在の支柱6142を駆動することにより上方又は下方へ移動させることが可能である。一方、別のテーブル昇降機構を使用することが可能である。次いで、オペレータはカセット6134をテーブル6140の下側で患者の胸部と垂直方向に整合した図612示したような位置へ移動させる。その目的のために、オペレータはスイッチ6138aをトリップしてカセット6234を解除し、且つ手作業によりカセット6134を支柱6120の上方又は下方の所望の高さへ移動させ、且つ手作業により軸受6118の周りに下側アーム6116を回転させ且つトラック6112に沿って水平スライド6114を摺動させることが可能である。概略6146に示したX線供給源はベッド及び検知器システムから分離させることが可能であり、且つカセット6134と整合され且つそれに対面し、且つ検知器6134において適宜のX線露光を発生させるために通常の態様で付勢される。供給源6146はユニット6141からX線供給源6146を制御することを可能とするために、ケーブル又はワイヤレス接続を介して通常の態様においてコンソール及びディスプレイユニット6141と接続させることが可能である。ユニット6141及びX線供給源6146は残りの図においては示していないが、それらはそこに存在することが可能であり且つX線露光のために通常の態様で存在していることを理解すべきである。
【0076】
図61aは図61におけるように支柱6120に沿って摺動する代わりにガイド6160a内を上下に移動する伸縮自在の支柱6162aへスライド6122が固定されている点を除いて、図61の実施例と同一であるか少なくとも類似しているシステムを実現する修正例を示している。図61aにおいて、伸縮自在の支柱6162aはスライド6122を担持しており、且つそれと共にカセット6134を上下させる。この上下運動は手作業により行うことが可能であり又はモータ駆動することが可能であり、且つ手作業による動作をより簡単化させるためにカウンタウエイト又は何等かのその他の構成を使用することが可能であり、且つここに説明するその他の移動のためにクラッチ、ブレーキ等を使用することが可能である。図61aにおいてはシステムの一部が示されているに過ぎないが、その他の全ての観点において、図61aのシステムは図61のものと同一であるか少なくとも類似している。
【0077】
例えば、腕又は手のイメージング即ち画像形成の場合には、軸受6118の周りに下側アーム6616を回転させ、カセット6134を支柱6120に沿って上方又は下方へ移動させ、且つ所望により前述した如く、トラック6112に沿って水平スライド6114を摺動させることにより、図62に示したようにカセット6134の位置決めを行う。カセット6134の及びその上に患者が乗っているテーブル6140の所望の高さにおいて、X線露光に対する通常の態様において、X線供給源6146を整合させ且つ付勢させる。
【0078】
患者の頭部又は下部四肢のイメージングの場合には、テーブル6140及びカセット6134を図63に示したように位置決めさせることが可能であり、その場合に、上述した運動を使用して一方又は両方を所望の位置へ移動させ、その場合に患者の頭部、又は、例えば、足をカセット6134の上に載置させる。所望により、オペレータはハンドル6138に平行な軸周りにカセット6134を回転させて、例えば、図63に示したように、垂直に対してある角度を介してカセット6134を傾斜させることが可能である。X線供給源6146は通常の態様で整合され且つ付勢される。
【0079】
図64は例えば、車椅子の患者と共に使用するのに適した患者テーブル6140から離れた位置へ移動されたカセット6134を示している。カセット6134は前述した運動のうちの幾つか又は全てを使用して患者と相対的に位置決めされ、且つX線露光が行われる。図65において、前述したカセット及び/又はテーブルの運動の幾つか又は全てに加えて、スイッチ6138aの手動作を介してそれを解除し且つ軸受6132の回りに回転させることにより、カセット6134が垂直方向に配向されている。X線供給源6146(図面中には示していない)が患者テーブル6140を横断してカセット6134に対面しており且つ露光を行うための通常の態様で整合され且つ付勢される。
【0080】
図66は、例えば、起立状態にある患者のAP胸部イメージに対して垂直配向状態にあるカセット6134を示している。オペレータがカセット6134を患者の胸部と整合させるために前述した運動の内の幾つか又は全てを使用してカセット6134を図示した位置へ移動させる。患者を横断してカセット6134に対面するX線供給源(図面には示していない)が露光のための通常の態様で整合され且つ付勢される。
【0081】
図67は、起立状態にある患者の胸部のイメージングのために使用することが可能なカセット6134の別の位置を示している。それは、図66においては、下側アーム6116がトラック6112と同じx軸に沿って延在しているが、図67においては、アーム6116がトラック6112に対して垂直である点が異なるに過ぎない。
【0082】
図68は、例えば、起立している患者の下部四肢のイメージングに適した位置にあるカセット6134を示している。前述した運動のうちの幾つか又は全てを使用し、オペレータはカセット6134を図示した位置へ移動し、画像形成すべき患者の部分と整合させ、且つ適宜整合させたX線供給源(図面には示していない)を露光のために付勢させる。図68においては患者テーブル6140は示していない。それは、本明細書における実施例の全てにおいて存在する場合があるが必要なものではない。例えば、患者テーブル上に支持することが必要ではない場合には、テーブル6140及びその伸縮自在用の支持体6142及びガイド6144を省略することが可能であり、又は図68に示した構成に対するオプションとしてのみ提供することが可能である。
【0083】
図69は主支持体6110へ固定されている伸縮自在で水平方向に延在するレール6148が、図61におけるようにトラック6112上に乗っている水平スライド6114を使用する代わりに、x軸に沿って支柱6120を移動させる点において図61とは異なる別の構成を示している。支柱6120はレール6148に対してx軸に沿って移動することを可能とするために摺動用の構成を使用してy方向に移動させることが可能である。一方、レール6148は、z軸周りに回動することを可能とし、従って、支柱6120をx軸を横切る方向に移動させることを可能とするために支持体6144上に回動自在に装着することが可能である。ユニット6141及びX線供給源6146は図69には示していないが、存在することが可能である。
【0084】
図70は、テーブル6140がz軸に沿って移動するために伸縮運動することが可能な2つの支柱6150上に指示されており且つ支柱6120がプレート6154上に支持されているブラケット6152上に支持されている点において図61から異なる更に別の実施例を示している。主支持体6156はx軸に沿っての運動のためにプレート6154を支持するトラック6158を具備している。ブラケット6152は、垂直軸周りの支柱6120の回転のために回動自在に装着することが可能であり、且つy軸に沿っての支柱6120の運動のためにプレート6154上のトラック上に装着することが可能である。カセットを手作業により位置決めすることを助けるためにカセット6134にハンドル6160,6162を設けることが可能である。
【0085】
前述した運動を使用して、オペレータは同様のX線イメージング手順に対し、同様の多様な位置において図69及び70の実施例におけるカセット6134の位置決めを行うことが可能である。X線供給源及びユニット6141は図69及び70には示していないが、それらは存在することが可能であり且つ前述した如くに使用することが可能であることを理解すべきである。
【0086】
各実施例において、電子的、電気機械的及び/又は機械的ブレーキ及びクラッチを互いに移動することが可能なパーツの間の接続を不動化し且つ解除するために使用することが可能である。このようなブレーキ及びクラッチを使用することは、オペレータが手作業により容易にカセット6134を所望の位置へ移動させることを可能とし、且つカセット6134を露光のために所定の位置に確実に固定することを可能とする。例えば、オペレータはこのようなクラッチ及び/又はブレーキを離脱させてそれにより運動を阻止するためにスイッチをトリップすることが可能である。このようなクラッチ及び/又はブレーキ構成は上述した運動のうちの1つ又はそれ以上に対して使用することが可能である。該運動のうちの異なるものに対して別個のこのような構成を使用することが可能である。
【0087】
カセット6134に対する位置の選択を容易化させるために、種々のディテント即ち係止部及びインジケータを設けることが可能である。例えば、図61−68の実施例において、x軸及びy軸に沿って(及び/又は異なる角度位置において)各90度位置においてアーム6116を解除可能にロックするためにディテント即ち係止部を軸受構成6118に設けることが可能である。180度の回転にわたってのカセット6134の運動の各5度(又は異なる角度増分)に対して軸受6132において同様のディテントを設けることが可能である。
【0088】
上述した如く手作業によってカセット6134を所望の位置へ移動させる代わりに、オペレータの制御下において上述した運動のうちの幾つか又は全てを駆動するために夫々の電気的又はその他のモータを使用することが可能である。一方、該運動のうちの幾つか又は全てを自動化させることが可能であり、従ってオペレータは幾つかのプリセットした運動シーケンスのうちの1つを選択することが可能であり、又はカセット6134に対する垂直、水平及び角度位置を選択することが可能であり、且つコンピュータ制御が必要なモータ制御コマンドを与えることが可能である。特に、運動が手動的ではなくパワー駆動型である場合には、近接及び/又はインパクトセンサーを安全手段として移動パーツにおいて使用することが可能であり、移動パーツがオブジェクト又は患者に近づき過ぎるか又はそれと衝突する場合に運動停止信号を発生する。
【0089】
カセット6134はフラットパネル検知器を包含することが可能であり、それは、セレン、シリコン又は酸化鉛を含有する検知層を使用してX線をX線イメージを表わす電気的信号へ直接的に変換する。一方、カセット6134は、X線が入射すると光パターンを発生するシンチレーティング物質層を使用するフラットパネル検知器及びX線イメージを表わす電気的信号を発生するために該光パターンに応答する複数個のデバイスからなるアレイを包含することが可能である。
【0090】
ここに開示するシステムは、断層写真合成(tomosynthesis)運動のために使用することが可能であり、その場合に、X線供給源とカセットとが互いに且つ患者に対して移動し、又は該供給源及びカセットのうちの少なくとも1つが連続的な運動において又はステップアンドシュートの態様においてのいずれかにおいて移動する。各ステップ(又は時間増分)において採取されたイメージ情報を読み出すことが可能であり且つ該検知器は次のステップ(又は時間増分)においてイメージに対しリセットする。
【0091】
ここに開示するシステムは広範なイメージングプロトコルを受付けるために多数の運動を与え、X線検知器イメージ面は垂直と水平との間で回転し且つ昼間の角度においてロックさせることも可能であり、カセットは患者テーブルの長さに沿って及び患者テーブルの長さを横断して水平方向に移動し従ってそれはテーブルのいずれの側に位置させることも可能であり、カセットは垂直に移動し、カセットは正方形でない検知器アレイに対して及び/又は正方形なアレイであってもアレイグリッドの所望の配向状態に対してポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間で移動することが可能であり、且つカセットは任意の所望の位置及び配向状態を取るためにこれらの運動のうちの幾つか又は全てを結合させることが可能である。
【0092】
カセットを手作業によって移動させることによって安全性を向上させることが可能であり、従ってオペレータは全ての運動を観察し且つ安全性を確保することが可能である。いずれかの運動がモータ駆動される場合には衝突検知に対してセンサーを設けることが可能である。いずれかの運動がモータ駆動される場合には、容易に停止するモータを使用して安全性を向上させることが可能である。更に、いずれかの運動がモータ駆動される場合には、移動コンポーネントの位置を追跡するためにエンコーダを設けることが可能であり、且つソフトウエアトラッキング及び衝突回避制御のためにエンコーダ出力を使用することが可能である。運動がモータ駆動される場合には、コンピュータ内にプリセットしたモータ制御を格納することが可能であり且つ特定したイメージングプロトコル又はカセット位置に対してのカセット運動を駆動するために使用することが可能であり、従ってカセットは与えられたイメージングに対するプリセットした位置へ自動的に移動することが可能である。所望のカセット位置及び配向状態を識別し且つ維持することを助け且つグリッドの振動及びフォーカシンググリッドの不整合を防止することを助けるクラッチ制御、ハンドブレーキ、カウンタバランス及び/又はディテントを使用することにより不所望な運動を回避するか又は減少させることが可能である。
【0093】
図71は、使用することは可能であるが、永久的な患者ベッドなしで特に使用するのに適した別の実施例を示している。バッキー(Bucky)組立体を組込んだフラットパネルX線イメージレセプター34が直立した支柱710に装着されており、それはポートレート配向状態とランドスケープ配向状態との間で回転することが可能であり、そのイメージング前部表面の垂直配向状態と水平配向状態との間で傾斜することが可能であり、支柱710を上下に並進することが可能であり且つ長尺状の支柱軸周りに支柱710と共に回転することが可能である。支柱710は、図示した如く、X線室の床にボルト止めすることが可能であり、又は移動可能な支持体(不図示)上に設けることが可能である。X線供給源712は天井のトラック上に装着されている伸縮自在な支柱714により支持されており、病院のX線室における従来の如く幾つかの自由度で移動し、従ってそれからのX線ビームはその任意の所望の位置においてレセプター34へ指向させることが可能である。一方、X線供給源は、制限なしで、床の上又は移動可能なカートの上等に支持させることが可能である。
【0094】
支柱710は軸受716上の長手軸周りに回転することが可能であり、且つレセプター34はその回転に追従する。更に、レセプター34は先の実施例において説明したのと同様の態様で支柱710に沿って上下に移動することが可能である。前の実施例において説明したように、レセプター34は軸受318上の水平軸周りに回転することが可能であり、且つ図71には示していない回動点周りにそのX線検知面に対して中心に位置した軸を横切る軸周りに回転することが可能である。制御なしで、モータ駆動型の運動、運動エンコーダ、ディテント等の先の実施例におけるレセプター34に関連して説明したその他の機構を図71の実施例においても使用することが可能である。
【0095】
図72は、X線室において一般的なようにX線供給源720が伸縮自在な支柱722上の天井のトラック(不図示)から懸架されており且つフラットパネルX線レセプター724も同様の伸縮自在の支柱726上のそれ自身の天井のトラックから懸架されている実施例を示している。一方、支柱722及び726は壁又は床に支持されている何等かの構成体の上に支持されているトラック上に支持させることが可能である。伸縮自在の支柱722及び726に沿ってのトラックは、好適には、互いに独立しており、従ってX線供給源及びレセプターは夫々の独立した経路に沿って移動することが可能である。例えば、支柱722は天井のトラック728に沿って移動することが可能であり、一方支柱726はトラック728とは独立しており且つそれとは別個の天井のトラック730に沿って移動する。支柱26はレセプター726の垂直位置を調節するために伸縮運動することが可能である。レセプター724用の支持体は軸受732上の垂直軸周りに且つ軸受734上の水平軸周りに回動することが可能である。更に、先の実施例における如く、レセプター724はそのイメージング面を横切る中心軸周りに回動することが可能であり、且つその運動は前述した運動のうちの幾つか又は全てと関連付けることが可能である。この実施例に対して永久的な患者ベッドが必要とされるものではない。患者はガーニー736の上とすることが可能であり、又は車椅子に乗ることが可能であり、又は起立状態とすることが可能であり、又はその他の態様でイメージングのために位置決めすることが可能である。
【0096】
図73は、その他の点において前述した実施例に関して説明したレセプターと同様であるフラットパネルX線レセプター730をガーニー又は患者ベッド732と共に使用することが可能であり又は例えば、制限なしで壁の上又は患者により保持される等のその他の態様で使用するために除去することが可能な実施例を示している。この実施例においては、ガーニー732はスロット734を有しており、それは机の引出しに対するスロットに類似しており、図示した如くレセプター730を受納すべく寸法構成され且つ適合されている。番号を付けていないマッチング用スロットがガーニー732の他方の側部に設けられており、且つ1つ又はそれ以上の支持用レールがガーニー732の中央に設けられており、スロットにより許容される範囲にわたりガーニー732の長さに沿って摺動することを可能とする一方図示した水平位置においてレセプター730を支持する。病院及び同様の場所において一般的であるように、ポータブルなX線供給源ユニット736を使用することが可能である。レセプター730はガーニー732から除去し且つ例えば幾つかのX線プロトコルBに対して支持させることが可能であり、レセプター730は壁又は何等かのその他の支持体の上にかけることが可能であり、又は患者により保持されることが可能である。
【0097】
上述した実施例の全てにおいて、1つの実施例の特徴は他の実施例の特徴と結合して使用することが可能である。非制限的な例として、ガーニー732及びレセプター739は、例えば、図71及び72に示したような天井支持型の供給源等の異なるX線供給源と共に使用することが可能であり、且つ前述した運動補助部材(ディテント、モータ、エンコーダ等)のうちの幾つか又は全てを該実施例のうちのいずれかにおいて使用することが可能である。上述した実施例は単に例示的なものであり且つその多数の変形例及び修正例は特許請求の範囲内に属するものであることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】天井装着型X線供給源を使用して、例えば、起立している患者の胸部X線のための垂直配向状態にあるデジタルフラットパネル検知器を示した概略図。
【図2】起立している患者の足のイメージング又は車椅子、ガーニー又は何等かのその他の支持体上の患者の胸部X線のために下側の位置にある検知器を示した概略図。
【図3】患者テーブル下側の水平配向状態にある検知器を示した概略図。
【図4】患者テーブルの足の頭の隣りで且つ同一のレベルにおいて患者の四肢のイメージングのために水平配向状態にある検知器を示した概略図。
【図5】同様の水平配向状態にあるが、例えば、患者の腕又は手のイメージングのために患者テーブルの側部の隣りにある検知器を示した概略図。
【図6】水平位置にあるが、例えば、患者テーブルを使用することなしに患者の腕を画像形成するためにテーブルから離隔されている検知器を示した概略図。
【図7】患者テーブルの側部の隣りであり且つそれに平行な垂直配向状態にある検知器を示した概略図。
【図8】患者テーブルの側部の隣りであるがテーブルの側部に対して角度が付けられた垂直の配向状態にある検知器を示した概略図。
【図9】天井装着型X線供給源を具備するX線室において使用されている状態の検知器及び検知器出力を処理し且つX線検査を制御するオペレータのコンソールを示した概略図。
【図10】体重を担持する足又はその他の体部分のX線検査に適した別の実施例を示した概略図。
【図11】検知器を位置決めする場合に使用されるロッキング係止部で検知器運動期間中所定位置にある係止部を示した概略図。
【図12】ロックした位置にある係止部を示した概略図。
【図13】別の実施例を示した概略図。
【図14】別の実施例を示した概略図。
【図15】別の実施例を示した概略図。
【図16】別の実施例を示した概略図。
【図17】別の実施例を示した概略図。
【図18】別の実施例を示した概略図。
【図19】別の実施例を示した概略図。
【図20】別の実施例を示した概略図。
【図21】別の実施例を示した概略図。
【図22】別の実施例を示した概略図。
【図23】別の実施例を示した概略図。
【図24】別の実施例を示した概略図。
【図25】別の実施例を示した概略図。
【図26】別の実施例を示した概略図。
【図27】別の実施例を示した概略図。
【図28】更に別の実施例を示した概略図。
【図29】更に別の実施例を示した概略図。
【図30】更に別の実施例を示した概略図。
【図31】更に別の実施例を示した概略図。
【図32】更に別の実施例を示した概略図。
【図33】更に別の実施例を示した概略図。
【図34】更に別の実施例を示した概略図。
【図35】更に別の実施例を示した概略図。
【図36】更に別の実施例を示した概略図。
【図37】更に別の実施例を示した概略図。
【図38】更に別の実施例を示した概略図。
【図39】更なる実施例を示した概略図。
【図40】更なる実施例を示した概略図。
【図41】更なる実施例を示した概略図。
【図42】別の実施例を示した概略図。
【図43】別の実施例を示した概略図。
【図44】別の実施例を示した概略図。
【図45】別の実施例を示した概略図。
【図46】更に別の実施例を示した概略図。
【図47】更に別の実施例を示した概略図。
【図48】更に別の実施例を示した概略図。
【図49】更に別の実施例を示した概略図。
【図50】更に別の実施例を示した概略図。
【図51】更なる実施例を示した概略図。
【図52】更なる実施例を示した概略図。
【図53】更なる実施例を示した概略図。
【図54】別の実施例を示した概略図。
【図55】別の実施例を示した概略図。
【図55a】別の実施例を示した概略図。
【図56】別の実施例を示した概略図。
【図57】別の実施例を示した概略図。
【図58】別の実施例を示した概略図。
【図59】別の実施例を示した概略図。
【図60】散乱防止グリッドとフラットパネルデジタルX線検知器のピクセルとの間の関係を示した概略図。
【図61】例えば仰向けの患者のAP胸部X線のために検知器がテーブルの下側にある場合のデジタルフラットパネル検知器と患者テーブルとの位置決めシステムを示した概略図。
【図61a】図61のシステムの修正例を示した概略図。
【図62】例えば四肢のイメージングのために患者テーブルの側部に隣接した水平位置にある検知器を示した概略図。
【図63】例えば患者の頭又は足のイメージングのために患者テーブルの端部のうちの1つに隣接し水平位置にある検知器を示した概略図。
【図64】例えば車椅子にいる患者のイメージングのために水平位置にある検知器を示した概略図。
【図65】例えばクロステーブル横方向イメージングのために患者テーブルの側部に隣接した垂直位置を示した概略図。
【図66】例えば起立している患者の胸部X線のために垂直位置にある検知器を示した概略図。
【図67】図66におけるものと同じであるが患者テーブルから更に離れた垂直位置にある検知器を示した概略図。
【図68】例えば立っているか又は座っている患者の下部四肢のイメージングのために床近くの垂直位置にある検知器を示した概略図。
【図69】このようなシステムの別の実施例を示した概略図。
【図70】検知器が別の位置にある場合の図69の実施例を示した概略図。
【図71】永久的な患者ベッド無しで使用するのに特に適した別の実施例を示した概略図。
【図72】例えば天井等の上方に装着した夫々のトラックから懸架されており且つそれに沿って移動することが可能なX線供給源及びフラットパネルX線検知器用支持体を有する別の実施例を示した概略図。
【図73】フラットパネル検知器が患者ガーニーに装着されており且つ他の支持体上の装着から除去することが可能な別の実施例を示した概略図。
Claims (3)
- 多様な診断X線プロトコルに対してデジタルフラットパネルX線レセプターを位置決めするシステムにおいて、
X線ビームを選択的に射出する少なくとも1個のX線供給源、
イメージング面を具備するデジタルフラットパネルX線レセプター、
前記レセプターが上下に移動する軸を横切る横方向軸周りで且つ上方向に延在する軸に沿って上下の異なる位置へ移動させるために前記レセプターを支持する上方向に延在する床に支持された支柱、
を有しており、前記レセプター及び少なくとも1個のX線供給源が互いに独立的に移動するために別々の支持体上に装着されており、前記少なくとも1個のX線供給源及び前記レセプターが多様な診断X線プロトコルに対し前記X線ビームを前記レセプターの前記イメージング面に対して指向させるために並置されているシステム。 - 多様な診断X線プロトコルに対してデジタルフラットパネルX線レセプターを位置決めするシステムにおいて、
X線ビームを選択的に射出するX線供給源、
イメージング面を具備しているデジタルフラットパネルX線レセプター、
多様なX線イメージングプロトコルに対して前記X線ビームを位置決めし且つ配向させるために第一上下軸の周り及び前記第一上下軸を横切る第一横方向軸周りに上下に移動させるために前記供給源を支持する第一の下方向へ延在する伸縮自在の支柱を第一トラックに沿って移動させるために支持する第一トラック、
前記多様なX線イメージングプロトコルに対して前記X線ビームの位置及び配向とマッチさせるべく前記レセプターの前記イメージング面を位置決めし且つ配向させるために第二上下軸及び前記第二上下軸を横切る第二横方向軸周りに上下に移動させるために前記レセプターを支持する第二の下方向へ延在する伸縮自在な支柱を第二トラックに沿って移動させるために支持する第二トラック、
を有しており、前記第一及び第二トラックが、前記第二トラックに沿っての前記第二支柱の運動と独立的に前記第一トラックに沿って前記第一支柱の運動を可能とさせるために、互いに離隔されているシステム。 - 多様な診断X線プロトコルに対してデジタルフラットパネルX線レセプターを位置決めするシステムにおいて、
X線ビームを選択的に射出し且つ前記ビームを多様なX線イメージングプロトコルに対する位置及び配向に位置決めするX線供給源及び前記X線供給源用の支持構成体、
イメージング面を具備しているデジタルフラットパネルX線レセプター、
前記多様なX線イメージングプロトコルに対しての前記X線ビームの位置及び配向とマッチさせるために前記レセプターの前記イメージング面を位置決め及び配向させるために上下軸周りに及び前記上下軸を横切る横方向軸周りに前記レセプターの上下の移動を支持する下方向に延在する伸縮自在の支柱をトラックに沿って移動すべく支持するトラック、
を有しており、前記X線供給源又はその支持体の移動とは独立的に前記トラックに沿って前記支柱の移動を可能とさせるために前記トラックが前記X線供給源用の前記支持構成体から離隔されているシステム。
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