JP2007102234A - コンピュータｘ線撮影走査のシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】イメージングプレート（２０）からデータを獲得するためのシステム（１０）を提供すること。
【解決手段】システム（１０）は、光線（１４）を生じさせるように構成された光源（１２）と、光源（１２）に動作可能に接続され、被写体の端から端まで第１の方向で光線を走査するように構成されたコントローラ（１８）とを含む。システム（１０）は、光線を被写体まで伝えるように構成された位置付け可能なアパーチャ（３４）を含むマスク（３５）をさらに含む。アパーチャ（３４）の位置は、光線（１４）の位置と同期される。
【選択図】図１

Description

本発明は、概ね、コンピュータＸ線撮影（ＣＲ）システムに関し、より詳細には、コンピュータＸ線撮影システムにおける走査速度およびイメージ品質を向上させるためのシステムおよび方法に関する。

コンピュータＸ線撮影システムは、輝尽性蛍光体を塗布されたイメージングプレートを使用して、Ｘ線が、イメージングされるべき被写体を透過する際に、Ｘ線をキャプチャするイメージング技術を使用する。イメージングされるべき被写体は、通常、Ｘ線を照射され、Ｘ線潜像が、イメージングプレート上に形成される。イメージングプレート上の輝尽性蛍光体は、低エネルギーのレーザー光線で刺激されると、Ｘ線が吸収された箇所で可視光を放出する。その光が、次に、キャプチャされ、電気信号に変換され、その信号が、その後、遠隔システムまたは遠隔ロケーションに伝送され、レーザー印刷フィルム上、またはソフトコピーワークステーション上で表示され、デジタルで格納されることが可能なデータに変換される。

従来、コンピュータＸ線撮影走査技術は、イメージングプレートが、直交方向でゆっくりと動かされながら、イメージングプレートを水平方向で繰り返し走査して、プレート表面全体を走査する、連続走査レーザー光線を使用する。理想的には、蛍光体の所与の領域からの誘発された光は、刺激レーザー光線が、次のピクセル位置に移動した直後に、０まで減衰する。しかし、実際には、減衰時間は、小さいが、有限である。レーザー光線は、イメージングプレートを連続して走査する際、イメージングプレート上のすべてのピクセルを順次に照射する。次に、プレート全体によって放出された光が、通常、グローバル集光システムによって集められ、システムは、プレート表面上のあらゆる箇所で放出された光を集め、その後、その光を光検出器に送る。このため、検出される信号は、所望されるピクセル輝度と、所与の行の、それまでに走査されたピクセルからの減衰する信号の組合せである。用途によっては、汚染を生じさせる古い光は、６〜１２個の、それまでに走査されたピクセルに及ぶことがあり得る。これは、イメージ品質および測定精度の低下につながる。

コンピュータＸ線撮影システムにおいて現在、使用されている代替の走査技術は、イメージングプレートの端から端まで、左から右に個別のステップで走査レーザー光線を順に進めることを含む。走査レーザー光線は、過去のピクセルからの光が、０の値近くまで減衰して初めて、イメージングプレートにおける次のピクセルに進み、その結果、レーザー光線の走査速度が制限される。
米国特許出願公開第２００２／００９６６５３Ａ１号公報 米国特許出願公開第２００２／００１１５７７Ａ１号公報 米国特許出願公開第２００２／０００８２１２Ａ１号公報

したがって、走査速度を高め、イメージ品質を向上させる走査技術、および向上したコンピュータＸ線撮影システムを開発することが望ましい。さらに、イメージングプレートの特定のセクションの測定が、イメージングプレートのそれまでに照射されたセクションの減衰の速度とは独立に実行されることを可能にする技術およびシステムを開発することが望ましい。

本発明の諸実施形態は、以上、およびその他のニーズに対処する。簡単に述べると、本発明の一実施形態によれば、あるシステムが、提供される。そのシステムは、光線を生じさせるように構成された光源と、その光源に動作可能に接続され、被写体の端から端まで第１の方向で光線を走査するように構成されたコントローラとを含む。システムは、光線を被写体まで伝えるように構成された位置付け可能なアパーチャを含むマスクをさらに含む。アパーチャの位置は、光線の位置と同期される。

第２の実施形態では、イメージングプレートからの補正されたアクティブな発光信号を獲得するための方法が、提供される。方法は、イメージングプレートの端から端まで第１の方向で走査して、イメージングプレートからのフォトンの放出を誘導するための光線を生じさせることを含む。方法は、第１の方向に沿って延びるセルアレイを含むマスクを使用して、ビーム位置ｘ０においてイメージングプレートまで光線を伝えることをさらに含む。さらに、セルのそれぞれが、開閉されるように構成される。方法は、ビーム位置ｘ０におけるセルを開くこと、先行するビーム位置ｘ１〜ｘＮにおけるセル群を閉じること、およびフォトンを集めて、補正されていないフォトンカウント信号測定値を生じさせることを含む、第１の測定を実行することをさらに含む。次に、方法は、少なくともＮ−１回の補正測定を実行して、それぞれのＮ−１個の補正フォトンカウント信号測定値を生じさせることを含む。補正測定のそれぞれは、先行するビーム位置ｘ１〜ｘＮにおけるセル群の少なくとも１つメンバを開き、フォトンを集めて、それぞれの補正フォトンカウント信号測定値を生じさせることを含む。方法は、その補正フォトンカウント信号測定値を使用して、補正されたアクティブな発光信号を生成することをさらに含む。

本発明の以上の、およびその他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明を、添付の図面を参照して読むことでよりよく理解され、すべての図面において、同様の符号が、同様の部分を表している。

図１は、走査レーザー光線の位置と位置が同期される可動の透明なアパーチャを含むマスクを有するコンピュータＸ線撮影（ＣＲ）走査システムの図である。図１を参照すると、システム１０は、光線を生じさせる光源を含む。一実施形態では、光源は、光線１４を生じさせるレーザー１２である。ビーム偏向器１６に結合されたコントローラ１８が、光線を偏向し、光線１４の角方向を第１の方向ｘに制御し、イメージングプレート２０の端から端まで光線を繰り返し走査する。コントローラ１８に結合された並進手段２２が、移動ステージ（図１に示さず）の端から端までの、第２の方向ｙにおけるイメージングプレート２０の動きを可能にする。

動作上、および本発明の実施形態によれば、光線１４（通常、赤の）が、イメージングプレートを第１の方向ｘで走査するにつれ、光線１４は、イメージングプレート２０において捕獲されたＸ線エネルギーに対応するフォトン２５の放出を誘導する。フォトン２５は、刺激の位置における、それ以前のＸ線強度に対応する。捕獲されたＸ線エネルギーに対応するフォトンが放出されると、青紫色の光の狭いスペクトルが、イメージングプレートから放出され、集光手段２７によって集められる。１つの限定的ではない実施例では、集光手段２７は、イメージングプレート表面のすべてを「見る」、イメージングプレートの上方に位置する光ファイババンドル（光ガイド）などの光デバイスを含む。多くのインプリメンテーションの場合、光ガイドの入力端は、長方形であり、出力端は、円形であり、光検出器２８の入力フェースに行く。青紫色の光を生じさせるのに要求されない余分な（残余の）刺激光１４は、プレート２０の中、およびプレート２０上に散乱させられ、やはり、集光手段２７によって集められる。プレート２０からの集められたフォトン２５は、光検出器（光電子倍増管（ＰＭＴ））２８の前方に置かれた青色透過赤色除去フィルタ２６を通過して、光線１４から、汚染を生じさせる赤色レーザー光が除去される。つまり、光ファイバ２６は、集められたフォトン２５から残余の刺激光を濾波して、イメージングプレート２０からの望ましい誘発された光だけの透過を許す。放出された光は、光学フィルタ２６を通って検出器２８に至り、検出器２８において、光は、電子信号に変換される。電子信号は、その後、アナログ−デジタル変換器３０を使用してデジタル化されて、メモリバッファ３２の中に格納される。次に、記録装置が、メモリバッファ３２の中に格納されたイメージデータを順次に読み取る。特定の実施形態によれば、アナログ−デジタル変換器３０およびメモリバッファ３２も、コントローラ１８によって制御される。コンピュータＸ線撮影（ＣＲ）システムによって記録装置上に形成されたイメージは、その後、検査される被写体の診断のために使用されることが可能である。

本発明のさらなる態様によれば、ＣＲシステム１０は、レーザー光線１４の読み取り位置と位置が同期される位置付け可能なアパーチャ３４を含むマスク３５を含む。特定の実施形態によれば、マスク３５は、イメージングプレート２０に非常に近接して配置される。特定の実施形態では、アパーチャ３４は、プログラミング可能な形で位置付け可能である。例えば、アパーチャ３４の動きは、コントローラ１８によって制御されることが可能である。アパーチャ３４は、刺激赤色光１４が、イメージングプレート２０に当たり、プレート２０を刺激するように透過することを許すとともに、アパーチャ３４の空間的位置に対応する、プレート２０からの誘発された青紫色の光が、集光手段２７に向かって戻るように透過して、集められることも許す。アパーチャ３４は、プレート２０の他の部分からの青紫色の光が、集められたフォトン２５に寄与することもさらに防止する。一実施形態によれば、マスク３５は、第１の方向ｘに沿って延びる１次元のセルアレイ３５として実装されて、レーザー光線１４が、１次元のセルアレイの端から端まで走査するようにされる。別の実施形態では、マスク３５は、２次元で位置付け可能なビーム１４とともに機能し、したがって、並進手段２２を要さない、２次元のセルアレイとして実装されることも可能である。さらに、以下により詳細に説明するとおり、セル３４、３７のそれぞれが、第１の状態において不透明であり、第２の状態において透明であるように構成される。第１の状態と第２の状態の間の遷移は、電界、磁界、光エネルギー束、または以上の組合せの印加によって達せられることが可能である。

図５に示されるマスク３５の例示的な実施形態は、１次元の光変調セル集合体３７の側面図、およびそのアレイフェースに当たる刺激線１４を示す。マスク３５（側面図に示す）は、制御可能な光透過状態を各セルが有するセルアレイ３７を含む。各セル３７は、それぞれの電極６０によって選択的に扱われる。この実施例では、電極ペア６０が導通状態にされることにより、対応するセル３７の光透過が、セル３７の２つの状態の一方の透過度値から他方の透過度値に切り替わるようにさせられる。走査透明アパーチャ３４を形成するのに、すべてのセル３７（３４を除く）が、所与のセル３７を光学的に不透明な状態にするように駆動される。透過が所望される位置（アクティブなセル３４）が、光学的に透明な状態を実現するように電極６０によって駆動される。電極システム６０は、特定のセル３７における機能的制御を示すように図示されており、セル３７に、要求されるエネルギータイプを伝えるのに適した物理的タイプ（必ずしも電気的ではない）のものである。特定の諸実施形態では、電極６０に対する制御の性質は、バイナリであり、制御信号の印加中に、セル３７の不透明性または透明性を生じさせる。より詳細には、セル３７の透明性は、電極システム６０に印加された制御信号が継続的に存在することによって決まるが、電極システム６０に対する制御信号は、信号の一時的な存在により、セル３７が、２つの所望される透明度状態の間で光学的に「切り替わる」ようにさせられるタイプのものであってもよい。さらに、アパーチャ３４の透過状態は、電気光学手段、磁気光学手段、または光学手段によって決められてもよい。図５に示された例示的な実施形態の場合、位置付け可能なアパーチャ３４を有するマスク３５は、上部基板６２、下部基板６４、ならびに上部基板６２と下部基板６４の間に配置された材料６６を含む。特定の実施形態では、使用される材料６６は、液晶または偏光可能な材料である。さらなる特定の実施形態によれば、使用される材料６６は、ネマチック液晶である。

別の実施形態によれば、１次元の走査アパーチャは、例えば、図６に示されるような、透明なウインドウ７２を有する、動く不透明な材料のバンド７０として実装されることも可能である。一実施形態では、動くバンド７０は、２つの走査手段７４によって保持される、ぴんと張られた帯状の材料である。図６に示される例示的な実施形態によれば、ＣＲシステム１０は、透明なウインドウ７２を、イメージングプレート２０の端から端まで方向ｘで、光線１４と同期して動かすための走査手段７４を含む。アパーチャ７２の動きは、走査手段７４の調整された動きによって達せられる。不透明な材料には、例えば、光学的不透明度および軽量のために選択された金属またはプラスチックが含まれることが可能である。走査手段７４は、透明なウインドウを光線１４と同期して動かすようにコントローラ１８によってさらに制御される。

図２は、本発明の諸実施形態によるアパーチャベースのビーム読み取り技術の図である。図２に示されるとおり、マスク３５の位置付け可能なアパーチャ３４は、レーザー光線１４の読み取り位置と同期される、動くアパーチャである。一実施形態によれば、マスク３５は、レーザー光線の走査方向ｘに沿って延びる１次元のセルアレイ（ａ０〜ａ１２）として実装され、走査されているイメージングプレートに非常に近接して配置される。当業者には理解されるとおり、図２に示されるセル（ａ０〜ａ１２）は、単に例示のためであり、マスク３５に存在することが可能なセルの数を限定することは意図していない。本発明のさらなる態様では、セル（ａ０〜ａ１２）のそれぞれが、第１の状態において不透明であり、第２の状態において透明であるように構成される。特定の実施形態によれば、第１の状態と第２の状態の間の遷移は、印加される電界、磁界、または光エネルギー束の少なくとも１つを変化させることによって達せられる。空間内の透明なアパーチャの走査は、透明なセルのアレイアドレスを時間で順次に変化させる一方で、他のすべてのセルを不透明な状態に保つことによってもたらされる。例示的なインプリメンテーションでは、図２に示されるとおり、アパーチャ３４は、セル位置ａ０において透過性であるように設計され、レーザー光線１４の現在の読み取り位置３６と同期される。アパーチャは、その他のセル位置ａ１〜ａ１２において不透明であるように設計される。

動作上、本発明の一実施形態によれば、レーザー光線１４は、第１の方向ｘにおいて、特定の一定の走査速度ｖで、イメージングプレート２０を端から端まで走査する。イメージングプレート２０は、ＣＲシステムによる読み取りに先立つ位置において、対象となっている被写体を透過したＸ線ビームを照射されている。読み取りレーザー光線１４は、透明なセル３４によって形成されたアパーチャを透過した後、イメージングプレート２０の輝尽性蛍光体に当たり、刺激ビーム１４が、イメージングプレート２０に当たる箇所のすぐ下に位置するイメージングプレート２０のボリュームの中に位置する１つまたは複数のトラップ中心４０からの、それまでに捕獲されたエネルギー３９の放出を誘導する。刺激ビーム１４のためにプレート２０によって放出される光は、依然として透明なアパーチャ３４を透過して、集められる。さらに、走査速度ｖは、ＣＲシステムの機械的制約、ならびに光学雑音の考慮に基づいて導出されることが可能であり、所望されるピクセル滞留時間に基づいて調整される。一実施例では、ピクセル滞留時間は、１マイクロ秒に調整される。

図２を再び参照すると、バー４１が、アパーチャ３４が、透過性であるものと想定して、レーザー光線１４の現在の読み取り位置３６においてイメージングプレート２０から放出された、青紫色の放射光の瞬間輝度を表す。図２から観察することができるように、イメージングプレート２０からの放射光４１は、レーザー光線１４による照射のほぼ直後に（通常、ナノ秒のオーダで）現れる。レーザー光線１４が、プレート２０に当たらなくなった後、レーザー光線１４によって刺激された領域は、時とともに指数関数的に減少する時間にわたって青紫色の光を放出しつづける。例えば、図２に示されるとおり、Ｘ線照射は、最初、プレート２０の端から端まで均一である。レーザー光線１４が、位置３６にある時点で、その光線によって、それまでに照射された４つの順次の箇所における減衰する光の強度が、指数関数的に減少する信号４２によって表される。

図２から観察することができるように、本発明の諸実施形態に従って開示されるアパーチャベースの読み取り技術は、連続走査型のＣＲシステムに関して、可能な走査速度を高め、イメージ品質を向上させる。というのは、現在のピクセル位置３６の誘導放出だけが、測定され、誘発された光は、現在、刺激されていない過去のピクセル位置から放出される、指数関数的に減衰する光によって汚染されないからである。当業者には理解されるとおり、既存のＣＲシステムは、それまでに刺激されたすべてのピクセルからの光が十分に減衰して、ビーム位置３６における現在の測定を汚染しないように、通常、ゆっくりと走査する。

図３は、本発明の一実施形態による、現在のビーム読み取り位置におけるアクティブな発光信号を推定するための技術の図である。符号８０は、あらゆる箇所において一定のＸ線値で最初に照射されたプレートに関する例示的な実施例を示し、符号９０は、空間的に異なるＸ線照射で照射されたプレートに関する例示的な実施例を示す。例示的なインプリメンテーションによれば、動くアパーチャ３４を有するマスク３５は、セル位置ａ０において透過性であるように設計され、レーザー光線の現在の読み取り位置ｘ０と同期される。さらに、本発明によれば、セル（ａ０〜ａＮ）のそれぞれが、第１の状態において不透明であり、第２の状態において透明であるように構成される。開いたセルは、第１の透過係数を有し、閉じたセルは、第２の透過係数を有する。当業者には理解されるとおり、開いたセルに関して１．０、閉じたセルに関して０．０という理想的な透過係数は、実際には実現可能でない可能性がある。一実施例では、高い透過度値は、０．９８であり、低い透過度値は、０．０１である。透過度値は、安定性および繰返し性がある傾向があり、すなわち、セルが、セルの２つの状態のいずれかに駆動されるたびに、同一の透過度値がもたらされる。したがって、本発明の諸実施形態によれば、以下により詳細に説明する形で、数回の補正測定が実行されて、ビーム位置ｘ０に関する真のアクティブな発光信号が推定され、減衰する光をブロックする不完全なアパーチャの影響が除去される。

一実施形態によれば、所与の位置ｘ０におけるアクティブな発光信号を（ａ１、ａ２、ａ３、およびａ４における、それまでに走査されたピクセルからの減衰する光によって汚染されている可能性がある場合に）推定するための技術は、ビームが、位置ｘ０に位置付けられている間、セルａ０におけるアパーチャを開き、測定（その後、補正されるべき）を行い、次いで、セルａ０を迅速に閉じて、それまでに訪れられた、対象となっているすべての位置における減衰する光の強度を測定するよう設計された一連の測定を行うことを含む。一実施形態では、セルａ０を迅速に閉じることが、１０ナノ秒の時間フレーム内に実行される。先行する４つのセルにおける減衰した光の強度の知識で、ａ０における信号を補正するのに十分である、例示されるケースの場合、後続のセル（ａ１、ａ２、ａ３、およびａ４）のそれぞれも、同様に短い時間内に開閉し（いずれの遷移に関しても１０ナノ秒のオーダで）、補正信号が獲得される間、１００ナノ秒にわたって開いたままになる。このため、ａ０における補正された値をもたらすのに十分なデータを算出するのに、合計で６００ナノ秒（１２０×５ナノ秒）が要求される。４以外の数が、十分であると考えられる場合、ポイント当たりの全体的時間は、それに比例して増大または縮小する。目標は、すべての補正測定を可能な限り迅速にして、減衰する光のレベルの性質が、大幅に変化しないようにすることである。しかし、アパーチャの透過率が、０．０および１．０に十分に近づけられることが可能である場合、さらなる補正測定は、全く行われずに、ａ０における測定だけが要求されるものと予期される。これにより、可能な最高の走査速度増加がもたらされる。

以下の説明において、残余の赤色刺激光は、フィルタ２６のブロック作用のために考慮されないことに留意されたい。ａ０が開かれ、他のすべてのアパーチャが閉じられた状態での測定の後、次いで、いくつかの補正フォトンカウント信号測定値が、先行するビーム位置ｘ１〜ｘＮにおけるセル群ａ１〜ａＮの他の１つのメンバを迅速に開き（アパーチャａ０が、閉じたままにされながら）、光強度を測定することにより、生成される。次いで、そのアパーチャが、閉じられ、別のセルが開かれて、測定が行われる。以上のことが、残りのすべてのセルに関して素早く次々に繰り返される。一実施形態では、アパーチャを開く例示的な順序は、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４である。しかし、セルを開く他の例示的な順序も、実施されることが可能であることを理解されたい。次に、ｘ０における補正されていないフォトンカウント信号測定値が、補正フォトンカウント信号測定値を使用して補正されて、補正されたアクティブな発光信号が生成される。この実施例の場合、補正されたアクティブな発光信号は、誘発された汚染されていないフォトンカウント信号測定値に相当する。

本発明のさらなる態様によれば、Ｎ個の発光強度Ｓ（ｘ１）〜Ｓ（ｘＮ）のセットが、Ｎ個の補正フォトンカウント信号測定値に関係付けられて、いくつかの方程式（後段で示す）がもたらされる。その関係は、Ｎ個の発光強度Ｓ（ｘ１）〜Ｓ（ｘＮ）のそれぞれに、それぞれのセル透過係数ａ（１）〜ａ（Ｎ）で重み付けを行って、それぞれのセル発光寄与ａ（１）^＊Ｓ（ｘ１）．．．ａ（Ｎ）^＊Ｓ（ｘＮ）を算出することを含む。前述したとおり、開いたセルは、第１の透過係数を有し、閉じたセルは、第２の透過係数を有する（事前の測定によって算出される）。

下記の方程式（１）〜（５）を参照すると、Ｓ（ｘ０）が、位置ｘ０における汚染されていない発光の、所望される未知の値であり、同様に、Ｓ（ｘ１）、Ｓ（ｘ２）、Ｓ（ｘ３）、およびＳ（ｘ４）は、位置ｘ１、ｘ２、ｘ３、およびｘ４における減衰する光の、未知の汚染されていない値である。変数ＰＭＴ（０）、ＰＭＴ（１）、ＰＭＴ（２）、ＰＭＴ（３）、およびＰＭＴ（４）は、それぞれのアパーチャが開いている際に（他のすべてが閉じている状態で）測定された測定値である。Ｎ回の測定が行われた後、方程式群が、位置ｘ０からの汚染されていない発光の推定値である、Ｓ（ｘ０）に関して解かれる。次に、光線１４が、新たなビーム位置に進められて、Ｎ回の読み取りが行われ、補正段階が実行されて、その新たなビーム位置に関する補正されたアクティブな発光信号が生成される。このサイクルが、プレート２０上のすべての所望される位置に関して繰り返される。追加の測定を（例えば、複数のアパーチャが、同時に開いた状態で）使用して、未知数がＮ個あるＭ個の方程式（Ｍ＞Ｎ）を算出することも可能であることが、当業者には理解されよう。所望されるパラメータのますます良好な推定値を与える、そのような少なくとも変数と同数の方程式が存在する方程式群を解く技術は、存在する。これにより、もちろん、各ポイントｘ０において費やされる時間が増加し、そのため、全体的な走査速度が低下する。

特に、方程式（１）は、刺激ビーム１４が、位置ｘ０においてイメージングプレート２０に当たった場合における、他のすべてのアパーチャ（ａ１）〜（ａ４）が閉じた状態での開いたアパーチャａ０を表す。方程式（２）〜（５）は、アパーチャａ０が閉じている場合の条件を表す。特に、数式（２）は、アパーチャａ１が開いており、他のすべてのアパーチャが閉じている場合の条件を表す。同様に、方程式（３）は、アパーチャａ２が開いており、他のすべてのアパーチャが閉じている場合の条件を表す。方程式（４）および（５）も、これと同様のパターンに従う。解かれるべき数式の数は、実験的に測定されることが可能な、使用されている特定の輝尽性蛍光体の減衰特性に依存することを理解されたい。一般に、コンピュータＸ線撮影蛍光体の場合、３つ乃至５つの先行するアパーチャを考慮することにより、十分な補正がもたらされる。しかし、よりゆっくりした蛍光体減衰速度では、より多くの方程式を解くことが要求される。方程式（１）〜（５）を以下に示す。
ＰＭＴ（０）＝ａ０^＊Ｓ（ｘ０）＋ａ１^＊Ｓ（ｘ１）＋ａ２^＊Ｓ（ｘ２）＋ａ３^＊Ｓ（ｘ３）＋ａ４^＊Ｓ（ｘ４）・・・（１）
ＰＭＴ（１）＝ａ０^＊Ｓ（ｘ０）＋ａ１^＊Ｓ（ｘ１）＋ａ２^＊Ｓ（ｘ２）＋ａ３^＊Ｓ（ｘ３）＋ａ４^＊Ｓ（ｘ４）・・・（２）
ＰＭＴ（２）＝ａ０^＊Ｓ（ｘ０）＋ａ１^＊Ｓ（ｘ１）＋ａ２^＊Ｓ（ｘ２）＋ａ３^＊Ｓ（ｘ３）＋ａ４^＊Ｓ（ｘ４）・・・（３）
ＰＭＴ（３）＝ａ０^＊Ｓ（ｘ０）＋ａ１^＊Ｓ（ｘ１）＋ａ２^＊Ｓ（ｘ２）＋ａ３^＊Ｓ（ｘ３）＋ａ４^＊Ｓ（ｘ４）・・・（４）
ＰＭＴ（４）＝ａ０^＊Ｓ（ｘ０）＋ａ１^＊Ｓ（ｘ１）＋ａ２^＊Ｓ（ｘ２）＋ａ３^＊Ｓ（ｘ３）＋ａ４^＊Ｓ（ｘ４）・・・（５）
以上の方程式（１）〜（５）を再び参照すると、ａ０、ａ１、ａ２、ａ３、およびａ４の値は、２つの実験的に測定されたアプリオリアパーチャ透過度値のいずれかである。前述したとおり、一実施例では、高い透過度値は、０．９８であり、低い透過度値は、０．０１である。これらの透過係数を有するセルは、おそらく、補正を要さない。しかし、０．１０により近い値、および０．９０により近い値は、前述した補正手続きを利用する。一実施形態によれば、ビーム位置ｘ０に関するアクティブな発光信号は、Ｓ（ｘ０）に相当し、Ｓ（ｘ０）は、アパーチャが、理想的とは言えない場合の、ビーム位置ｘ０における誘発された汚染されていないフォトンカウント信号測定値を表す。順次のＰＭＴ値（要求されたアパーチャ状態における）は、輝尽性蛍光体の減衰速度に対して迅速に算出されなければならないことが、当業者には理解されよう。一実施形態では、迅速にとは、減衰の時定数の２０％の範囲内で５つのＰＭＴ値の算出となるように定義される。

図４は、図３で説明された技術による、アクティブな発光信号を推定するように構成された補正モジュールを有するＣＲ走査システムの図である。補正モジュール４４は、一連の測定を実行するように構成される。第１の測定は、特定のビーム位置ｘ０におけるセルを開き、他のビーム位置ｘ１〜ｘＮにおけるセル群を閉じることを含む。検出器２８が、フォトンを集めて、補正されていないフォトンカウント信号測定値を生じさせる。補正モジュールは、少なくともＮ−１回のさらなる測定を実行して、いくつかのＮ−１個の補正フォトンカウント信号測定値を生じさせるようにさらに構成される。補正測定のそれぞれは、その他のビーム位置ｘ１〜ｘＮにおけるセル群の少なくとも１つのメンバを開き、検出器２８を使用してフォトンを集めて、それぞれの補正フォトンカウント信号測定値を生じさせることを含む。次に、補正モジュール４４が、その補正フォトンカウント信号測定値を使用して、補正のアクティブな発光信号を生成するように構成される。

特定の実施形態では、補正モジュール４４は、いくつかのＮ個の発光強度Ｓ（ｘ１）〜Ｓ（ｘＮ）をＮ個の補正フォトンカウント信号測定値に関係付けて、いくつかの数式をもたらすようにさらに構成される。関係は、Ｎ個の発光強度Ｓ（ｘ１）〜Ｓ（ｘＮ）のそれぞれに、それぞれの透過係数ａ（１）〜ａ（Ｎ）で重み付けを行い、それぞれの発光寄与ａ（１）^＊Ｓ（ｘ１）〜ａ（Ｎ）^＊Ｓ（ｘＮ）を算出することを含む。前述したとおり、開いたアパーチャは、第１の透過係数を有し、閉じたアパーチャは、第２の透過係数を有する。前述したとおり、もたらされる、未知数がＮ個あるＮ個の方程式を解くことにより、問題の位置に関する推定値Ｓ（ｘ０）がもたらされる。開いたシャッタと閉じたシャッタの各組合せにつき１つの、Ｎ個の測定されたＰＭＴ値［ＰＭＴ（０）、ＰＭＴ（１）、．．．ＰＭＴ（Ｎ−１）］、およびＮ個の既知のアパーチャ透過度値［ａ（０）、ａ（１）、．．．ａ（Ｎ−１）］により、［Ｓ（ｘ０）、Ｓ（ｘ１）．．．Ｓ（ｘＮ−１）］が、誘導放出、および減衰する誘導されていない発光の未知の実際の値である方程式群の作成が可能になる。所望される変数は、Ｓ（ｘ０）であり、Ｓ（ｘ０）は、減衰する発光からの寄与を全く伴わない、位置ｘ０における発光強度の推定値である。ピクセル走査メモリ４６が、推定されたアクティブな発光信号を格納し、以上の技術が、イメージングプレート上に連続して位置する次のピクセルに関して繰り返される。一般に、通常の前進は、プレート２０の全幅を左から右への走査で横断する。補正モジュール４４および走査ピクセルメモリ４６は、制御コンピュータ１８によって制御される。当業者には理解されるとおり、透過係数が、１および０に十分に近い場合、ｘ０につき１回だけの測定が要求され、ビーム走査速度が、大幅にスピードアップされる。

本発明の諸実施形態によって開示されるアパーチャベースの読み取り技術は、高い走査速度、および向上したイメージ品質を含め、いくつかの利点を提供する。アパーチャベースの読み取り技術は、一定の速度で光出力をサンプリングすることから位置を推測するのではなく、プレート表面上の実際のピクセル位置を定義し、そのため、イメージ雑音が低減され、イメージ品質が向上させられる。また、前述したとおり、アパーチャ読み取り技術により、連続走査型システムに関するイメージ品質が向上させられる。というのは、現在のピクセルからの光とともに、過去のすべての（指数関数的に減衰する）照射されたピクセルからの光の合計ではなく、現在のピクセル位置の発光だけが、測定されるからである。

本発明のいくつかの特徴だけを本明細書で例示し、説明したが、多くの改変および変更が、当業者には思い浮かべられよう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨の範囲内に含まれる、すべてのそのような改変および変更を範囲に含むことが意図されていると理解されたい。

本発明の諸実施形態による、走査レーザー光線の位置と位置が同期される可動の透明なアパーチャを含むマスクを有するコンピュータＸ線撮影（ＣＲ）走査システムを示す図である。 本発明の諸実施形態によるアパーチャベースのビーム読み取り技術を示す図である。 本発明の一実施形態による、現在のビーム読み取り位置におけるアクティブな発光信号を推定するための技術を示す図である。 図３に説明された技術に従ってアクティブな発光信号を推定するように構成された補正モジュールを有するＣＲ走査システムを示す図である。 例示的なアパーチャ構成を示す図である。 別の例示的なアパーチャ構成を示す図である。

符号の説明

１０ システム
１２ 光源
１６ ビーム偏向器
１８ コントローラ
２０ イメージングプレート
２２ 並進手段
２６ フィルタ
２７ 集光手段
２８ 光検出器
３０ アナログ−デジタル変換器
３２ メモリバッファ
３４、３７ セル
３５ マスク

Claims (10)

1. 光線（１４）を生じさせるように構成された光源（１２）と、
   前記光源（１２）に動作可能に接続され、被写体の端から端まで少なくとも第１の方向（ｘ）で前記光線を走査するように構成されたコントローラ（１８）と、
   前記光線（１４）を前記被写体まで伝えるように構成された位置付け可能なアパーチャ（３４）を含むマスク（３５）とを含むシステム（１０）であって、
   前記アパーチャ（３４）の位置は、前記光線（１４）の位置と同期されるシステム（１０）。
2. 前記被写体は、コンピュータＸ線撮影イメージングプレート（２０）を含み、前記光源（１２）は、レーザー（１２）を含み、前記光線（１４）は、前記イメージングプレート（２０）からの複数のフォトンの放出を誘導する位置付け可能なレーザー光線（１４）を含む、請求項１に記載のシステム（１０）であって、
   ビーム偏向器と、
   前記イメージングプレート（２０）を第２の方向（ｙ）で動かすように構成された並進手段（２２）と、
   前記イメージングプレート（２０）から放出された前記フォトン（２５）を集めるように構成された集光手段（２７）と、
   前記集められたフォトン（２５）から残余の刺激光を濾波して除去するように構成された光学フィルタ（２６）と、
   前記光学フィルタ（２６）から前記フォトン（２５）を集めるための検出器（２８）とをさらに含み、前記コントローラ（１８）は、前記ビーム偏向器、前記並進手段（２２）、および前記アパーチャ（３４）を制御するようにさらに構成された、システム（１０）。
3. 前記マスク（３５）は、前記第１の方向（ｘ）に沿って延びる１次元のセルアレイ（３５）を含み、前記レーザー光線（１４）が、前記１次元のセルアレイ（３５）の端から端まで走査するようになっており、前記セル（３４、３７）のそれぞれは、第１の状態において不透明であり、第２の状態において透明であるように構成され、前記第１の状態と前記第２の状態の間の遷移は、電界、磁界、および光エネルギー束の少なくとも１つの印加によって達せられる請求項２記載のシステム（１０）。
4. 前記位置付け可能なアパーチャ（３４）は、電気光学アパーチャ、磁気光学アパーチャ、または光学的に切り替え可能なアパーチャの少なくとも１つを含む請求項１記載のシステム（１０）。
5. 前記位置付け可能なアパーチャ（３４）は、
   材料が間に挟まれた上部基板と下部基板と、
   電界、磁界、または光エネルギー束の少なくとも１つ、あるいは電界、磁界、および光エネルギー束の組合せを選択されたセル群に印加して、所望される光透過率を生じさせることにより、前記セル群（３４、３７）を選択的に扱うように構成された複数の電極とをさらに含む請求項４記載のシステム（１０）。
6. 前記マスク（３５）は、透明なウインドウ（７２）を有する不透明な材料を含む可動のバンド（７０）を含む請求項１記載のシステム（１０）であって、
   前記透明なウインドウを、前記被写体（２０）の端から端まで前記第１の方向（ｘ）で、前記光線（１４）と同期して動かすための走査手段をさらに含む、システム（１０）。
7. 前記マスク（３５）は、ビーム位置ｘ０で前記イメージングプレート（２０）に前記光線（１４）を伝えるようにさらに構成され、前記マスク（３５）の前記１次元のセルアレイの各セルは、開閉されるように構成された請求項３に記載のシステム（１０）であって、
   前記ビーム位置ｘ０におけるセルを開き、先行するビーム位置ｘ１〜ｘＮにおけるセル群を閉じて、前記検出器（２８）が、前記フォトン（２５）を集めて、補正されていないフォトンカウント信号測定値を生じさせることを含む第１の測定を実行し、
   少なくともＮ−１回の追加の測定を実行して、それぞれの複数のＮ−１個の補正フォトンカウント信号測定値を生じさせ、前記補正測定の各測定は、先行するビーム位置ｘ１〜ｘＮにおける前記セル群の少なくとも１つのメンバを開き、前記検出器（２８）を使用して前記フォトンを集めて、前記それぞれの補正フォトンカウント信号測定値を生じさせ、かつ
   前記補正フォトンカウント信号測定値を使用して、補正されたアクティブな発光信号を生成するように構成された補正モジュール（４４）をさらに含む、システム（１０）。
8. 前記補正モジュール（４４）は、
   複数のＮ個の発光強度Ｓ（ｘ１）〜Ｓ（ｘＮ）をＮ個の補正フォトンカウント信号測定値に関係付けて、複数の方程式をもたらし、前記関係は、前記Ｎ個の発光強度Ｓ（ｘ１）〜Ｓ（ｘＮ）のそれぞれに、それぞれの透過係数ａ（１）〜ａ（Ｎ）で重み付けを行って、それぞれの発光寄与ａ（１）^＊Ｓ（ｘ１）〜ａ（Ｎ）^＊Ｓ（ｘＮ）を算出することを含み、開いたセルは、第１の透過係数を有し、閉じたセルは、第２の透過係数を有しており、かつ
   前記方程式を解いて、前記ビーム位置ｘ０に関する前記補正されたアクティブな発光信号を生成するようにさらに構成された請求項７記載のシステム（１０）。
9. イメージングプレートから補正されたアクティブな発光信号を獲得するための方法であって、
   前記イメージングプレート（２０）の端から端まで第１の方向（ｘ）で走査して、前記イメージングプレート（２０）からの複数のフォトン（２５）の放出を誘導するための光線（１４）を生じさせること、
   前記第１の方向（ｘ）に沿って延びるセルアレイ（３５）を含むマスク（３５）を使用して、ビーム位置ｘ０で前記イメージングプレート（２０）まで前記光線（１４）を伝え、前記セル群（３４、３７）の各セルは、開閉されるように構成されること、
   前記ビーム位置ｘ０におけるセルを開き、先行するビーム位置ｘ１〜ｘＮにおけるセル群を閉じ、前記フォトン（２５）を集めて、補正されていないフォトンカウント信号測定値を生じさせることを含む第１の測定を実行すること、
   少なくともＮ−１回の補正測定を実行して、それぞれの複数のＮ−１個の補正フォトンカウント信号測定値を生じさせ、前記補正測定の各測定は、先行するビーム位置ｘ１〜ｘＮにおける前記セル群の少なくとも１つのメンバを開き、前記フォトン（２５）を集めて、前記それぞれの補正フォトンカウント信号測定値を生じさせること、および
   前記補正フォトンカウント信号測定値を使用して、補正されたアクティブな発光信号を生成することを含む方法。
10. 前記補正する段階は、
    複数のＮ個の発光強度Ｓ（ｘ１）〜Ｓ（ｘＮ）をＮ個の補正フォトンカウント信号測定値に関係付けて、複数の方程式をもたらし、前記関係は、前記Ｎ個の発光強度Ｓ（ｘ１）〜Ｓ（ｘＮ）のそれぞれに、それぞれの透過係数ａ（１）〜ａ（Ｎ）で重み付けを行って、それぞれの発光寄与ａ（１）^＊Ｓ（ｘ１）〜ａ（Ｎ）^＊Ｓ（ｘＮ）を算出することを含み、開いたセルは、第１の透過係数を有し、閉じたセルは、第２の透過係数を有すること、および
    前記方程式を解いて、前記ビーム位置ｘ０に関する前記補正されたアクティブな発光信号を生成することを含む請求項９記載の方法。

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