JP2006525060A - 回転エンコーダによるｃアームシステムにおいて画像収集を開始する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

物体に対して限定的な回転角度範囲内で回転軸について回転する放射源を有し、放射源は、投影データを記録するために、放射線検出器上に放射線を投影し、放射源の所定の相対的回転角度位置で、投影データの記録を開始するために用いられる信号を発生する撮像システムを用いて物体の映像を生成する方法、並びに、この方法を遂行するための装置。

Description

本発明は、撮像システムによって物体の映像を生成する方法、並びに、この方法を実施するのに適した装置に関し、撮像システムは、物体に対して定められた回転角度範囲内で回転軸について回転する放射源を有し、放射源は、投影データを記録するために、放射線を放射線検出器に投影する。

任意の所望回転角度で回転軸について回転可能なガントリを有するコンピュータ断層撮影システムと比べ、Ｃアームシステムには、Ｃアームがケーブル接続によって接続された状態で、通過可能な最大回転角度範囲が例えば２４０°に限定されるという制約がある。これらの条件の結果、最大角度範囲の通過時、必然的に加速及び減速段階があり、一定の記録周波数で、連続的な投影データ記録処理の間に異なる角度間隔があるという結果を伴う。これは、機械的、電気的、又は、他の影響に基づく、連続的な投影映像の予想又は計算された角度間隔又は角度位置からの偏差が、後続の矯正を受け得ないことを意味する。同一の問題は記録周波数における意図的せぬ変動の場合にも生じる。

上記の誤差源を排除し、且つ、所定の記録周波数又は回転速度からの偏差によって影響されることなく投影映像を記録し得る撮像のための方法及び装置を提供することが本発明の目的である。

方法に関して、この目的は、物体に対して限定的な回転角度範囲内で回転軸について回転する放射源を有し、放射源は、投影データを記録するために、放射線検出器上に放射線を投影し、放射源の所定の相対的回転角度位置で、投影データの記録を開始するために用いられる信号を発生する撮像システムを用いて物体の映像を生成する方法によって、本発明に従って達成される。

従って、本発明では、投影映像の角度位置は、２つの物理的変数（回転速度及び記録周波数）から引き出されず、むしろ、放射源の所定回転角度位置で直接的に引き起こされるので、放射源の回転速度又は記録周波数における変化又は意図せぬ変動の場合ですら、投影映像の角度間隔に望ましくない誤差はない。その結果、再構築された容積映像における特定のアーチファクト（技術的欠陥）の発生が回避される。その上、投影映像に属する回転角度は投影映像に容易に割り当てられ得るので、システムの較正は余り複雑でない。さらに、回転運動の機械的再現性（角速度の恒常性）に関する要件は余り高くない、換言すれば、特定の変動は許容され得る。

原理的には、映像周期中、回転角度位置を変えることは可能である、例えば、回転角度位置を特定のパラメータに連続的に適用し得るが、請求項２で請求されているように、回転角度位置は固定的に予め定められ、請求項３で特別に請求されているように、同一の相互角度間隔を有することが規定されているので、物体に対する特定の回転角度範囲を通じる放射源の完全な通過において、所望数の映像が同一の角度間隔で記録され得ることが検査されなければならない。

請求項４は、投影データの記録を開始するために発生する信号が如何なる技術的に便宜且つ可能な方法でも発生し得ること、具体的には、機械的、電気的、光学的、及び／又は、電磁的に発生し得ることを規定している。

装置に関して、本発明の目的は、請求項５で請求されているように、物体に対して限定的な回転角度範囲内で回転軸について回転する放射源を有し、放射源は、投影データを記録するために、放射線検出器上に放射線を投影し、回転する放射源は角度センサに連結され、角度センサは、放射源の所定の相対的回転角度位置で、投影データの記録を開始するための信号を発生する物体の映像を生成するための装置によって達成される。

請求項６で請求されているように、放射源は、Ｃアーム上に配置されたコーンビーム映像のためのＸ線放射源であり、角度センサをＣアームの旋回軸受内に一体化し得る。装置の有利な開発はさらなる従属項に示されている。

図面に示される実施態様の例を参照して以下に本発明をさらに記載するが、本発明はそれに限定されない。

図１は、回転軸１２について回転するＣアーム４０を含む容積撮像のためのＣアームシステムの形態の本発明の実施態様を示す概略図である。図面の平面に対して直交して延び且つ回転軸１２と平行に延びる脚部４２，４４を有するＣアーム４０は、Ｘ線放射源２０及び検出面２４を支持し、各場合に約２４０°の回転角度範囲に亘って移動し得る。回転駆動（図示せず）による回転軸１２について時計廻り（矢印５０）又は反時計廻り（矢印５２）のＣアームの回転を許容する、Ｃアーム４０の旋回軸受４６の領域において、固定角度センサ２８及び（矢印５０'，５２'によって示されるようにＣアームと共に回転する）回転角度センサ３０が配置されている。

中央制御ユニット（図示せず）が、Ｘ線放射源２０、検出面２４でのデータの記録、及び、Ｃアーム４０の回転駆動（回転速度及び位置）を制御する。本発明によれば、制御ユニットは、Ｃアーム４０上に配置された固定角度センサ２８及び角度センサ３０から、回転−角度−位置関連信号も受信する。ここで、角度センサ３０が固定角度センサ２８の１つを通過するとき、信号が常に発生する。角度センサ２８，３０は図１に概略的に示されているだけであり、信号は機械的、電気的、光学的、及び／又は、電磁的に発生し得る。例として、電気機械的な接点を設けることが可能であり、それによって電気信号が発生する。代替的に、光バリアのような光センサを用い得る。例えばホールセンサのような、磁気的又は電磁的な信号発生器も同様に考え得る。

固定角度センサ２８は、Ｃアームによってカバーされる回転角度範囲内で、同一の相互角度間隔で配置されている。

図１では、多数の固定角度センサと、Ｃアームと共に移動する単一の角度センサとが設けられているが、配置を逆転することも勿論可能である。即ち、１つの固定角度センサと、移動する多数の角度センサを設けることも可能である。固定角度センサは一定の相互間隔を有するのが好ましいが、それとは異なる配置或いは可変ですらある配置も選択し得る。最後に、比較的多数の角度センサを設けることも可能である。その場合には、撮像周期中、場合によっては全ての個別の角度センサが信号を発生するわけでなく、或いは、場合によっては撮像を開始するためにその信号が実際には用いられず、むしろ、個々の信号のみ、例えば、ｎ番目の信号のみが用いられので、如何なる特定の場合にも望ましければ、角度センサの有効数が削減されるか或いは有効相互角度間隔が増大される。このようにして、Ｃアームの完全な通過中、異なる間隔での映像又は投影データを記録可能であり、その相互角度間隔は特に関心のある領域においてより狭く、そこでは、例えば、各個別の連続的な角度センサの信号は投影データ記録を開始するために用いられるのに対し、関心のより少ない領域では、より大きな撮像間隔で十分であり、より大きな相互角度間隔が生成される（この場合には、例えば、連続的な角度センサからの２回に１回又は３回に１回等々の信号のみが記録を開始するために用いられる）。選択された信号の全て又は一部だけのそのような使用の技術的実施は、所望の信号を選択することによって、コンピュータ及びソフトウェアを用いて、個々の角度センサ、角度センサの全体的グループ、又は、その他をスイッチオフすることによって機械的又は電気的に実現され得る。

本発明によって、上記の欠点は回避される。本発明のさらなる利点は、タイマ及び機械的不正確性の故に各場合に他のシーケンスの角度と一致しない新しい絶対角度が生成されるために必要であった、各記録モード（回転速度、記録周波数）のために従来必要とされた専用の較正を今や省略し得ることである。何故ならば、絶対角度位置が異なる回転速度で最早変化しないからである。記録周波数を調節することなく、回転速度を引き続き任意に変化し得る。

それ自体は既知のＣアーム容積撮像システムを概略的に示す軸方向図であり、本発明に従って角度センサを備える。

符号の説明

１０ 撮像システム
１２ 回転軸（長手軸）
２０ Ｘ線放射源
２２ Ｘ線束
２４ 検出面
２６ 制御ユニット
２８ 固定角度センサ
３０ 角度センサ
４０ Ｃアーム
４２，４４ 脚部
４６ 旋回軸受
５０，５２ 矢印
５０'，５２' 矢印

Claims (9)

1. 物体に対して限定的な回転角度範囲内で回転軸について回転する放射源を有し、該放射源は、投影データを記録するために、放射線検出器上に放射線を投影し、前記放射源の所定の相対的回転角度位置で、前記投影データの記録を開始するために用いられる信号を発生する撮像システムを用いて物体の映像を生成する、方法。
2. 前記回転角度位置は固定的に予め定められている、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記回転角度位置は同一の相互角度間隔を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記信号は機械的、電気的、光学的、及び／又は、電磁的に発生する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 物体に対して限定的な回転角度範囲内で回転軸について回転する放射源を有し、該放射源は、投影データを記録するために、放射線検出器上に放射線を投影し、前記回転する放射源は角度センサに連結され、該角度センサは、前記放射源の所定の相対的回転角度位置で、前記投影データの記録を開始するための信号を発生する、物体の映像を生成するための装置。
6. 前記放射源は、Ｃアーム上に配置されたコーンビーム映像のためのＸ線放射源であり、前記角度センサは、前記Ｃアームの旋回軸受内に一体化されている、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記角度センサは、機械的、電気的、光学的、及び／又は、電磁的な角度センサである、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
8. 前記回転角度位置は固定的に予め定められている、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
9. 前記回転角度位置は同一の相互角度間隔を有する、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。

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