JP2008512145A - 核医学画像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、視野の実質的に同時のX線及びガンマ線撮像を可能にする核医学画像装置を提供する。
【解決手段】視野を撮像する装置は、本発明の実施形態により、視野に隣接して配置されたX線源と、X線源と視野との間に配置され、少なくとも一つの源開口を有する源マスクと、及び視野に隣接した、ガンマ線カメラのような、放出検出器と、を備えている。装置は、視野の実質的に同時のX線撮像及びガンマ線撮像を可能にする。
【選択図】図9A
【解決手段】視野を撮像する装置は、本発明の実施形態により、視野に隣接して配置されたX線源と、X線源と視野との間に配置され、少なくとも一つの源開口を有する源マスクと、及び視野に隣接した、ガンマ線カメラのような、放出検出器と、を備えている。装置は、視野の実質的に同時のX線撮像及びガンマ線撮像を可能にする。
【選択図】図9A
Description
本発明は、一般に、画像の装置及び方法、特に医学画像に関する。
医学画像装置は、本発明の出願人による係属中の特許出願に記述されたような核医学画像装置を含む、様々な形態を取り、その内容全体をここに援用する。当業者に知られているように、SPECT装置のような、核医学画像装置を用いる場合には、撮像される領域を取り囲む対象物の一部分に起因する放射線減衰量を決定することが望ましい。
SPECT(単一光子放射断層撮影)は、対象物からのガンマ線放出を検出することによって対象物の撮像を可能にする。医学画像では、放射性同位元素を含む化合物が患者に投与され、化合物が臓器のような興味の対象物に達して、ガンマ放出が対象物から検出される。
SPECTのような、ガンマ線撮像技術は、(放射性核種のような)電子放出物質の分配に興味がある、放出撮像技術である。対照的に、X線CAT走査のような、対象物のX線撮像は、対象物の減衰特性を決定する透過撮像方法である。また、対象物の放出画像は、対象物の減衰特性によっても変更される。従って、対象物の透過及び放出画像を一緒に得ることは、大変重要であり、その結果、放出画像を減衰要因のために補正することができる。
心臓又は他の臓器のSPECT撮像は、非均一方法で放射性放出物を吸収する、かさもなければ減衰する周辺組織によって複雑化され、画像の正確な再構成を妨げる。X線又はガンマ線CAT走査(透過走査とも称される)は、SPECT(放出)撮像と一緒に行なうことができ、CAT走査データは、患者の身体に起因する減衰を決定するために用いられる。しかしながら、通常行われるように、この方法は、多くの問題を提起する。まず、組織減衰の測定に対する現行の方法は、SPECT放出走査の前又は後で(X線或いはガンマ線のいずれかにより)透過CAT走査を行うことを必要とする。対象物は、減衰測定が放出画像と相関するためにはこれら二つの走査の間で絶対的に静止したままでなければならない。対象物の最善の努力にも関わらず、内部構造(例えば、結腸内容物)の動きが、何分かにわたりしばしば起ってしまう。
更に、CAT走査装置は、 “スナップショット”を提供するように迅速にかつ高光子束で動作するように設計される。他方、SPECT撮像は、もともと、画像を形成するのに十分なデータを取得するために、より長い時間を必要とする、低光子束プロセスである。そのように、患者の心臓、肺及び他の組織は、SPECT撮像期間中運動範囲を通して移動する。これは、高速CAT走査“スナップショット”と“時間平均化”SPECT画像との間の相関関係を実質的に減じる。
従って、同時時間帯にわたりX線透過信号及びSPECT放出信号を収集することが有利であり、そこで対象物の動きが透過と放出画像の両方に同様な影響を及ぼす。しかしながら、X線撮像は、典型的にSPECT撮像よりも速いプロセスであり、以前の装置は、同時X線及びガンマ線撮像を可能にすることができなかった。典型的に、X線画像が迅速に得られ、それからガンマ線画像が比較的ゆっくりと得られて、データを相関することに深刻な問題をもたらす。
いずれの場合にも、医学画像の解釈は、問題がありうるし、かつ画像を容易にかつ正確に相互に関係させることができる限り、異なる技法を用いて対象物の複数の画像を有することは、有利である。従って、改善された撮像技法は、例えば、改善された撮像データの収集及び患者の問題のより正確な診断を可能にするために重要である。
本発明による装置は、X線CAT走査のような、対象物のX線透過撮像を、ガンマ撮像のような放出撮像と一緒に行なわせる。X線撮像は、対象物の減衰特性を決定させ、減衰特性を、SPECTのような、放出撮像技法を補正するために用いることができる。対象物の透過及び放出画像を、同時に得ることができ、その結果、減衰要因について放出画像を正確に補正することができる。X線撮像は、典型的には高いX線束レベルで行なわれ、ガンマ線撮像は、典型的にはより低い束レベルで行なわれる。しかしながら、X線透過及び放出画像は、低いデューティ・サイクル(オフ時間で除算されたオン時間)を有するパルスX線源を用いて、画像データ収集の開始から画像データ収集の終了まで測定したのと、同様な撮像時間帯にわたり形成することができる。デューティ・サイクルは、1%以下、例えば、0.1%であってもよい。例えば、X線画像は、長い“オフ”時間中に蓄積された放出画像により、X線源の短い“オン”時間中に取得した走査或いは区分から復元することができる。X線源が“オン”の間に放出撮像が実行されない場合には、この方法は、デューティ・サイクルに関係付けられた要因だけ放出撮像時間を増やす。しかしながら、X線源のデューティ・サイクルが低いので、この要因は、あまり重要ではない。
複数のX線源、源開口、及び検出器開口を、X線ビームが走査処理中源及び検出器開口を通して合致したままであるように協調した方法で移動させる、改善されたX線透過撮像技術も説明する。この方法は、改善された効率を与える。更に、装置の視野にわたり実質的に発散しない、細いX線ビームの使用は、撮像対象物のX線露出を減ずる。非発散ビームの更なる効果は、X線撮像の解像度の増大である。低エネルギーX線は、典型的により多く走査され、通常のX線CAT装置でぶれ及び雑音問題を引き起す。通常のX線源を用いて、パルス動作について一定の高電圧を保持することは難しく、走査関連雑音問題を引き起す低エネルギーX線と高エネルギーX線との混合をもたらす。源及び検出器開口でコリメートされたX線ビームの使用は、この問題をかなり減じる。ベーンの使用は、係属出願の米国特許出願第10/933,036号により完全に記述されるように、性能を更に改善することができる。
しかしながら、細いビームを画成するために検出器開口を用いることによって、係る走査X線は、検出器開口を通過せず、雑音を減じ、解像度を増す。この例では、例えば、約1mmと約1.5mmの間のような、5mm以下の直径を有するビームである、細いビームも、比較的低い計数速度能力を有する検出器で放出撮像を同時に行うと共に高い光子束を取り扱うことができるように構成された検出器による高い光子束の使用を可能にする。検出器開口は、透過ビームをコリメートして視野を通る実質的なビーム発散を回避するように、(同じようなスロット幅を用いるように)画像スライスの平面内で、源開口と概ね同じ寸法であってもよい。
更に、パルスX線源は、改善されたX線CATスキャナで用いることができる。例えば、1と1.5mmとの間の、細いビームを作るために源及び検出器開口コリメーション、及びそれが視野を通して走査されるときにコリメート・ビームを追跡するために開口の協調運動を用いて、低エネルギーX線走査の問題が減じられ、対象物の放射線露出も減じられる。撮像時間は、通常の装置より長いかもしれないが、係る機器の費用は、通常の装置のほんのわずかでありうる。
本発明による装置、特にX線透過撮像装置は、係属出願中の特許出願及び公開された特許出願、例えば、Juniによる米国特許出願第10/933,036号、“単一光子放出コンピュータ断層撮影”に記述されるもののような、既存のSPECT検出器で用いてもよい。X線源、源開口、及び検出器(又は関連検出器開口)は、例えば、米国特許出願第10/933,036号に記述されたような、既存のSPECTシステムと組合せることができる、弧状形態に配列することができる。ここで用いたように、用語「弧状」は、円弧部分、完全円形構成、卵形体、他の湾曲部分、及び湾曲部分を近似する他の幾何学形状を含むように広義に用いられる。本発明による装置、特にX線透過撮像装置は、概ね平坦な検出面を有するものを含む、より一般的な既存のSPECT検出器と一緒に用いてもよい。
例は、検出器及び源開口の湾曲構成を示しているが、検出器を義務的に湾曲させるような設計が存在するわけではない。同じ原理を平坦な検出器について用いることができる。係る例では、X線源は、平坦なラインに配列され、源開口は、平坦なシートに配列される。
従来技術のX線CAT走査は、可能な限り迅速に走査を完了する価値を一般的に重要視する。従って、走査の完了を遅くするので、特に低いデューティ・サイクルを有するパルスX線源を用いる理由が存在しない。しかしながら、詳細にいずれかで説明したように、パルスX線CAT走査と放出画像との組合せは、放出画像を収集するために必要な時間に対して取るに足らないようなタイム・ペナルティを有する重要で改善されたデータを与える。従って、対象物からの放出及び放射透過データを収集する改善された方法は、パルス放射源を提供し、源がオンの場合に放射透過データを収集し、源がオフの場合に放出データを収集することを含む。
本発明の実施形態に従う、視野内の対象物を撮像する装置は、視野に隣接して配置された放射源と、放射源と視野との間に配置され、放射源からの放射が少なくとも一つの源開口を有する源マスクとを含む。視野に隣接した放出検出器は、放出検出器に入射する対象物からの放出を検出し、放射検出器は、視野を通過した放射線を検出するように配置される。放射減衰画像を放射検出信号から形成することができ、放出検出器信号から放出画像を同時に形成することができる。放射検出器と放出検出器の両方は、一つの検出器組立体、例えば、放射源がオフにされたときに放出に対応し、放射源がオンにされたときに放射減衰に対応する時間割出し信号を出す検出器組立体によって提供するようにしてもよい。放射源は、脈動するのがよい。他の例では、放射検出器は、放射ビームが視野を通過した後放射ビームを受けるように位置付けられ、放出検出器は、対象物からの放出を受けるように配置される。放射は、放射シールド或いは放射検出器によって放出検出器から遮蔽され、放射経路方向が視野を通って掃引されるようにシールディングが移動する。シールディングは、放出検出器からの放出の一部を遮断してもよく、必要に応じてその効果を無視してもよいし或いは補償するようにしてもよい。必要に応じて放出画像の減衰効果を補正するために放射減衰画像を用いることができる。
本発明の実施形態では、放射源は、X線源であり、放射は、身体を透過するX線である。放出は、例えば、主体内の放射性標識物質によって放出されたガンマ放出を含む。検出器組立体は、X線透過検出器及びガンマ線放出検出器を含むようにしてもよい。他の構成では、放出検出器は、ガンマ線放射用のガンマ線検出器であり、X線透過検出器は、ガンマ線検出器と視野との間に配置され、源開口を通過するX線源からのX線を受けるように配置される。X線シールドは、視野からの放出を放出検出器に到達させると同時に、X線が放出検出器に当るのを実質的に或いは完全に遮断するように配置される。従って、一つの装置で同時放出及びX線減衰(透過)画像を提供することができる。主体内の減衰変動性についての補償を可能にすることによりガンマ線放出画像の精度を増すためにX線減衰データを用いてもよい。
本発明の実施形態では、放出検出器は、ガンマ線検出器であり、放出は、ガンマ線放射であり、装置は、X線とガンマ線情報の両方を対象物について決定させる。本発明の実施形態は、同時ガンマ線及びX線撮像を許容し、X線撮像時間及びガンマ線撮像時間は、類似し実質的に重なり合う。
X線源に対して源マスクを移動し、視野を通るX線の経路方向を変化させるためにアクチュエータを用いることができ、X線検出器がX線を受け続けるようX線検出器が経路方向の変化に応じて移動する。検出器シールドは、X線から放出検出器を遮蔽するために移動するのがよい。X線シールドにX線検出器を取り付けることができ、組合わされた組立体は、源マスクと同じ又は異なるアクチュエータによって移動される。
対象物の(ガンマ線画像のような)放出画像を提供するために放出検出器からの第1の信号を用い、放出画像と同時に得られたX線減衰画像のようなX線透過画像を提供するためにX線検出器からの第2の信号を用いることができる。生きている対象物の同時医学画像は、X線及び放出画像を容易に一緒に解釈させ、対象物の状態のより正確な診断を可能にする。実行者に画像を重ね合せて或いは並べて提供してもよい。更に、ガンマ線信号の密度変動及び可変減衰を補償することによって、ガンマ線画像の精度を改善するためにX線減衰画像を用いることができる。
X線シールドを様々な方法で構成してもよい。筐体を含む、X線検出器は、X線シールドを提供してもよい。X線検出器は、金属或いは同様な板に取り付けられていてもよい。X線シールドは、放出検出器から視野の小さな部分だけを遮断するようにしてもよく、X線経路及びX線シールドは、放出検出器の前方(放出受け面)にわたり掃引する。変形例として、X線シールドは、それを貫通する複数のシールド開口を含んでいてもよく、シールド開口は、視野からの放出を放出検出器に到達させると共にX線が放出検出器に到達するのを防ぐように配置される。
X線源は、オン状態とオフ状態との間で脈動されて、パルス幅を有するX線パルスをもたらし、該パルスは、X線源がオフ状態にあるパルス間隔で分離される。パルス幅は、約0.01ミリ秒と約200ミリ秒との間、例えば、約0.5〜20ミリ秒の間であってもよい。デューティ・サイクル(オン時間/オフ時間)は、小さくてもよく、例えば、0.01以下であってもよい。例えば、X線源は、毎秒1ミリ秒の間、オンにしてもよく、0.001のデューティ・サイクルを与える。
ガンマ線撮像は、典型的に、X線撮像と比較して低光子束方法であり、その結果、パルスX線源は、X線画像を、ガンマ線撮像時間と同時のX線撮像時間にわたり収集させる。X線撮像時間は、撮像の開始から撮像処理の終りまで、X線画像が形成される時間と考えられる。デューティ・サイクルが低ければ、X線画像を形成するために用いた同じ合計数のX線光子について、X線撮像時間が長くなる。放出画像の収集中にX線誘発雑音(放出画像と干渉する散乱X線)を更に減じるために、パルス・オフ間隔中に収集した信号だけを用いて放出画像を収集してもよい。放出撮像及び透過撮像についての期間を、X線源のデューティ・サイクルを追尾する撮像デューティ・サイクル(透過撮像時間/放出撮像時間)と、効果的に交互に配置してもよい。変形例として、放出検出器がX線から実質的に遮蔽されるならば、放出撮像は、源がオンであるときにだけ透過撮像と連続であってもよい。
例えば、シンチレーション・ガンマ線検出器は、100,000光子/秒の束で動作するようにしてもよいし、X線検出器は、数百万の光子/秒の束で動作してもよい。X線ビームがガンマ線検出器に当らないようにX線ビームを源及び検出器開口とコリメートすることによって、同時X線及びガンマ線撮像を行ってもよい。例えば、ミリ秒スケールのパルス長のX線パルスに、必要な各投射角ついて、概ね毎秒得られる新たな投射角をもたらしてもよい。X線画像は、放出画像を形成するために必要な長い時間にわたり分散されたミリ秒データ累積を用いて蓄積される。検出器信号から画像を生成する電子回路は、撮像技術の分野でよく知られているので、更に説明しない。
他の実施形態では、一つ以上のX線源を用いてもよく、源マスクは、視野を通る複数の経路方向を有するX線をもたらす複数の源開口を含んでもよい。X線源に対して源マスクを移動させることは、視野を通る複数の経路方向を変更する。複数の経路方向の全て或いはいくつかに沿ってX線を検出するために複数のX線検出器を配置してもよい。
視野内に配置された対象物を特徴付けるための更なる例示装置は、X線源と、X線源と視野との間に位置付けされ、源開口を通過するX線が視野に入るように、源開口を有する、源マスクと、視野に隣接して配置された検出器と、視野と検出器との間に配置された検出器シールドとを含む。検出器シールドは、一つ以上の検出器開口を有し、その結果、検出器に当るX線は、源開口及び検出器開口によって画成された視野を通る経路方向を有する。検出器は、源開口及び検出器開口を通過したX線を受けるように配置されるのが好ましい。アクチュエータは、視野を通るX線の経路方向を変更するように、X線源に対して源マスクを移動させる。
装置は、複数のX線源と、源マスクに設けられた複数の源開口とを更に含み、その結果、アクチュエータは、視野を通る複数の経路方向を変更するように、源マスクをX線源に対して移動させる。複数のX線源を実質的に第1の円弧に配列し、複数の源開口を実質的に第2の円弧に配列してもよく、第2の円弧は、第1の円弧の内側で第1の円弧と同軸である。検出器シールドは、その中を通る複数の検出器開口を更に有してもよい。検出器は、弧状或いは円形検出器組立体の一部であってもよく、第3の円弧の回りに配列され、視野を通過したX線を受けるように配置された複数の検出器を含むようにしてもよし、或いは弧状形状を有する一つ以上の検出器を含むようにしてもよい。X線源は、パルス幅を有し、X線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離されたX線パルスを提供するようにオン状態とオフ状態との間で脈動される。らし、検出器組立体は、視野の同時に発生したX線及びガンマ線画像を提供するように、例えば、X線源がオンであるときにX線画像を形成し、X線源がオフであるときにガンマ線画像を形成するように用いられる、X線及びガンマ線光子の両方に感応するようにしてもよい。
視野のガンマ線放出画像及びX線透過画像を提供する装置は、パルス幅を有し、X線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離された、X線パルスを提供するようにオン状態とオフ状態との間で脈動される。X線源と、放出検出器に入射するガンマ線光子に応答して放出検出器信号を出す放出検出器と、X線検出器に入射する透過X線に応答してX線検出信号を出すX線検出器とを含む。電子回路は、X線検出器信号から視野のX線透過画像を形成し、放出検出器信号から視野のガンマ線放出画像を形成するように動作可能である。画像は、同様なX線及びガンマ線撮像時間にわたり同時に形成してもよい。
本発明の実施形態は、対象物の改善された撮像を提供する。撮像は、(例えばSPECのような)X線撮像及びガンマ線撮像のような、二つの電磁波長領域を用いて行なわれる。対象物におけるガンマ線光子減衰変動に対する補正を可能にすることにより、改善されたSPEC画像を胎教するためにX線減衰測定を用いることができる。減衰係数は、減衰補正を行うようにガンマ線光子、X線光子、或いは減衰係数間で変換するために用いられる対象物のモデルに対して同じであると仮定することができる。
本発明の代表的な実施形態では、減衰測定は、対象物を通る放射線ビームの減衰を決定することによって行なわれる。放射線源は、視野に隣接して配置され、かつ放射線源からの放射線は、視野を透過した後に検出される。視野を通る放射線の経路方向を変化させることによって、視野内の対象物の放射線透過(減衰)画像を得ることができる。同時に、視野は、視野内の対象物からの放出(放射線源から供給される放射線と同じ種類又は異なる種類でありうる)を用いて視野を撮像することができる。本発明の例では、透過放射線は、X線であってもよいし、放出は、ガンマ線放出であってもよい。しかしながら、他の例では、撮像した放出は、それによって対象物が撮像される蛍光、熱放射、他のIR放射、可視、又は他の放出であってもよい。対象物の放射線減衰を決定するために用いられる放射線は、X線、又はレーザ放射線、IR、可視、UV、THz、マイクロ波、或いは核放射線のいずれかの波長のような、他の放射線が可能である。次いで、放射線減衰測定は、測定が行われる対象物又は周囲物質に対して放出減衰の変化を補償することにより、放出撮像を補正するために用いてもよい。代替的に、対象物の改善された解析に対して、放出画像の補正なしに、放射線減衰及び放出画像を別々に決定してもよい。
図1は、SPECT撮像と同時にX線減衰データをも提供するように構成された装置10を概略的に示す。装置は、我々の係属出願に記述されたごときSPECT装置の変形版であってもよい。
装置は、円弧に沿って配列された複数の検出器であってもよいし、或いは一つ以上の弧状検出器であってもよい、弧状検出器組立体12を含む。また、装置は、貫通する検出器開口を有する弧状検出器シールド14も含み、検出器開口は、小さな円16A〜16Eとして示されかつ検出器開口円弧として構成されている。
検出器組立体12及び検出器シールド14を含む、図1の装置10の下半分は、SPECT装置の実施形態に対応する。図1は、本質的が略図的であり、必ずしも一定の比率にしていない略図的である。SPECT装置の一部分は、米国特許仮出願第60/607,319号及び米国特許出願第10/933,036号で説明された例のいずれかにより構成されてもよい。
主体が位置付けされる視野を18で示す。図1の概略図は、説明の便宜のために、上面図であると考えられ、検出器開口16A〜16Eは検出器シールド14の一般的に垂直なスロットである。図示していないが、装置10は、視野と検出器組立体12との間に“水平”コリメーション・ベーンを含むのが好ましい。これらは、典型的には、検出器シールド14と検出器組立体12との間に配置される。コリメーション・ベーンは、例えば、米国特許出願第10/933,036号に記述されている。検出器シールド14及び/又は検出器組立体12は、視野18にわたって(検出器組立体の応答線に等しい)検出されたX線進路を掃引するように互いに対して及び/又は視野18に対して回転する。
装置10は、X線源円弧20を更に含み、円弧に沿って複数のX線源22A〜22Eが配置される。装置10は、また、源マスク24を貫ぬいて設けられた複数の源開口26A〜26Eを有する源マスク円弧24も含む。源開口は、円で概略的に表され、かつX線が視野18の中へ通過するスロットであってもよいし或いは他の開口であってもよい。
源マスク20は、検出器組立体12と一般に連続的であるとして示され、かつ源マスク24は、検出器シールド14と連続的であるとして示されているが、それらは、全て個々の構成要素であるのが好ましく、ある程度まで重なり合ってもよい。患者アクセスのために、視野18へのアクセス・オープニングを提供するように装置の様々な構成要素を入れ子式に置いてもよいし又は撤回してもよい。変形例として、ある実施形態では、検出器組立体12及びX線源円弧20を相互接続してもよいし、或いは検出器シールド14と源マスク24とを相互接続してもよい。
再度、図示していないが、視野18とX線源22A〜22Eとの間に水平コリメーティング・ベーンを設けることができる。水平ベーンは、図の面に平行な面にX線源をコリメートすると同時に、源開口は、視野を通るX線経路を源ラインとも呼ばれるX線の細いビームに制限する。X線マスク円弧24は、源開口と一直線上にないX線源からのX線を遮断する。
X線源或いは源開口を、互いに回転させるか或いは視野に対して回転させることによって、X線源からのX線に対して経路方向は、視野にわたって掃引される。
本発明の更なる形態によれば、細いX線ビームが源開口を通り検出器開口の一つに延びて、検出器組立体12によって受けられるように、円弧12、14、20及び24の移動を調整することができる。この細いX線ビームの使用は、いくつかの利益をもたらす。第1に、患者のX線被ばくを制限する。第2に、源及び受け端の両方でX線をコリメートすることにより、患者のX線の散乱は、この処理中に収集された減衰データに著しい影響を及ぼすことがない。
図は、5つのX線源、5つの源開口、及び5つの検出器開口を示す。それぞれの数を変えてもよい。例えば、複数の源開口について一つのX線源を用いてもよい。源開口の数は、検出器開口の数に一致させる必要がない。
図2は、検出器組立体12に当るように細しX線ビームを対応する検出器開口と整合させるように、細いX線ビームを対応する源開口を通して放出する3つのX線源を示す。説明の明瞭化のために3つのX線源だけを示す。代表的な例として、X線源22Aは、経路方向30に沿って源開口26A及び検出器開口16Cを通過して検出器組立体12に至るX線を放出する。実際には、X線源22の各々は、X線を複数の方向に放出し、水平コリメータが、X線を平面にコリメートし検出器開口は、X線を細いビームに更にコリメートする。しかしながら、ここでは、簡略化のためにコリメーションから生じる細いビームを示す。当業者にとって明らかであるように、一つの源からのX線は、視野を通して一つ以上の経路方向を作るように一つ以上の源開口を通過する。X線減衰画像の復元のためのデータを収集するために、例えば、相対的回転(又は角度走査)により、X線源、源開口、及び検出器開口の相対的位置の変化を用いることができる。
図の平面と垂直に延びる検出器組立体を用いて3次元画像を形成することができる。開口は、図の平面と垂直なスロットでもよいし、或いは係属中の米国特許出願第10/933,036号に記述されたような湾曲スロットであってもよい。この例におけるX線源の数は、5つとして示されている。他の例では、一つの源が用いられ、より大きな範囲にわたり走査されてもよいし、或いはいかなる複数のX線源を用いてもよい。
図3〜図6は、様々な位置で視野18を横切って掃引されるビームを示す。一つの好適な実施形態では、円弧が各々検出器開口の一つに遭遇するように様々な円弧がX線ビームを割出すために異なる速さで移動する。一例では、源円弧に配列された、X線源は、比較的高速で一緒に移動し、X線マスク円弧及び対応する源開口は、中速で移動し、検出器開口は、低速で移動する。これにより、X線画像の完全な復元のために全ての投影角が得られる。X線源、源開口、及び検出器開口が走査全体を通して一列に並べられるように回転速度を選択することができ、それにより効率を増す。透過ビームがX線検出器と一致していないので、X線源をオフにする必要はない。他の組合せは、当業者にとって明らかであろう。
図3は、X線源22Aから源開口26A及び検出器開口16Dを通過して検出器組立体12に至るX線を示す。図4は、X線源22Aから源開口26A及び検出器開口16Eを通過して検出器組立体に至るX線を示す。図5では、X線源22AからのX線は、検出器組立体に到しない。源22BからのX線は、源開口26B及び検出器開口16Eを通過して検出器組立体12に至る。図6では、源22CからのX線は、源開口26C及び検出器開口16Eを通過して検出器組立体12に至る。各図について説明した経路方向は、各図において30で示され、この経路方向は、源、源開口、及び検出器開口の相対的な形態の変化で変わる。
本願発明の実施形態のX線減衰測定は、様々な方法を用いて行うことができる。一つの方法では、CAT走査方法に似た方法を用いることができ、X線源を連続的に全てオンにし、X線ビームが患者の角度の全ての組合せを通るように様々な円弧を回転させ、その結果、全一組の減衰データが得られる。次いで、X線源をオフにし、SPECT画像を得るために検出器組立体12の検出器を用いる。この方法では、視野からの透過X線とガンマ線放出の両方を検出するために検出器組立体12を用いる。X線源は、典型的には、患者からのガンマ線放出レベルよりもかなり高いレベルのX線を出し、従って実質的に円弧の検出器組立体12により検出された計数の実質的に全ては、X線源がオンである間、X線の計数であると仮定してもよい。従って、検出器組立体12からの検出器信号は、X線源がオフである場合にはガンマ線放出によるものであり、X線源がオンである場合にはX線からであると仮定してもよい。当業者に明らかなように、基準ガンマ線放出によるX線データについての補正を実行してもよい。
変形例として、X線及びガンマ線放出が異なる光子エネルギーを有しているので、検出器組立体によって提供される検出器信号は、同時にX線及びガンマ線信号に関する情報を含んでもよい。ガンマ線及びX線情報の両方を、例えば、パルス強度解析、波形弁別を用いて、或いは他の方法、例えば、検出した光子間のエネルギー弁別を考慮に入れる(複数のシンチレータ物質のような)一つ以上の検出器物質を有する層状検出器を用いて、検出器組立体からの信号から抽出してもよい。
X線源は、SPEC走査中間欠的に、比較的高いレベルで、0.5〜20ミリ秒のような、極く短い期間、例えば、1ミリ秒、X線源がオンであるように、脈動されてもよい。短い“オン”期間は、例えば0.01〜200ミリ秒の範囲で、より長くてもよいし或いはより短くてもよい。X線源を“オン”期間の間の“オフ”期間オフにするのが好ましい。“オフ”期間は、“オン”期間よりも実質的に長いのが好ましい。X線源をオンにした場合、検出器組立体12により検出された実質的に全ての“計数”をX線計数であると仮定してもよい。それらが合計撮像時間を実質的に長くするか或いはSPEC撮像精度を減じることなく時間平均減衰画像を提供するように、撮像全体にわたり広がって、合計撮像時間の非常に小さな部分の間X線をオンにしてもよい。高エネルギー及び短期間(短いデューティ・サイクル)でのX線源の脈動は、より低出力のX線源を用いてもよいし、X線源がより長く続くという利益をもたらす。
図7は、本発明の変形実施形態を示す。この実施形態では、X線センサ40A〜40Dを検出器開口間で検出器シールド14の内側に設けている。例えば、X線検出器40Aを検出器開口16Aと16Bとの間に配置する。この実施形態では、X線源からのX線ビームは、X線検出器40A〜40Dに当り、検出器開口を通って検出器組立体12に到しないように割出される。対象物から放出されたガンマ線光子を検出するために検出器組立体を用いる。
他の実施形態では、X線検出器と視野との間に水平コリメータを設けている。例えば、米国特許出願第10/933,036号に記述された様々な実施形態に関して説明されたように、開口円弧と称される検出器シールドを開口円弧と検出器組立体との間のコリメーティング・ベーンの代わりに、或いはそれに加えて、開口円弧と視野との間のコリメータ・ベーンとともに視野から離して配置してもよい。
図7の装置では、異なる感知システムが用いられるので、SPECT撮像が行なわれると同時にX線を透過してもよい。検出器組立体12は、ガンマ線放出を検出するために用いられ、検出器シールド14によりX線から遮蔽される。より多くのガンマ線放出を検出器組立体に通すように、例えば、X線検出器間の角度範囲の大部分を占めるために、検出器開口を拡大してもよい。
更なる変形例として、X線センサを違うように配置してもよいし、或いは、より多くの角度のX線を検出してもよいように、開口円弧の大部分に及ぶようにしてもよい。
図8は、源マスク62の源開口64(スロット)を通過し、(人間又はペット、例えば、犬、猫、又は他の動物のような患者でもよいし、或いは器官若しはその他の部分でもよいし、或いはパッケージ、スーツケース、食品、等のような、無生物であってもよい)対象物66を通過して、X線検出器組立体に入射するX線ビームを出すX線源60を含む装置を示す。X線検出器組立体は、(半導体検出器のような)X線検出器70と、検出器シールド68(例えば、鉛遮蔽体)と、をむ。源マスク62は、X線を源開口64に通過させることによってコリメータ又は焦点合せ装置として作用する。当業者に知られているように、シールド62を、X線の所望のコリメーション又は焦点合せを達成するのに十分、X線源60から離れて配置するのが好ましい。この距離は、図8に示す距離より大きくてもよく、図8に示す距離は、一定の比率に拡大している必要はない。
源マスクがもっと容易に移動されるので、源ではなく源マスクを移動させることが、有利である。X線ビームが対象物の角度走査を行なうときに、ガンマ線検出器74を含むガンマ線カメラ72は、検出器シールド68によってX線ビームから遮蔽される。X線ビームは、ガンマ線カメラの開口を通過してガンマ線検出器物質に到達するのを防止される。
例示の装置では、X線検出器70は、X線ビームの直接入射によって飽和(又は麻痺)されない種類である。例示のX線検出器材料は、CZT(テルル化亜鉛カドミウム)、テルル化亜鉛、他のカルコゲニド、他の半導体、或いは他の高速X線検出器材料を含む。X線検出器は、変形例として、ガス形比例検出器装置からなっていてもよい。X線ビームを脈動させることができ、パルス周波数をX線検出器物質の回復時間と逆に相関させてもよい。X線検出器に用いられてもよい他の手段は、(一般的に冷却を必要とする、単一光子熱量計を含む)マイクロ熱量計、マイクロチャネルプレート装置、比例計数管、(CMOSを含む)半導体検出器、シンチレータ、及び蛍光物質を含む。
図8の構成は、この構成により防止される状況である、X線ビームへの露出を導くためにX線ビームのパルス周波数をガンマ検出器の回復時間から独立させる。従って、(X線検出器物質に対して)スローなガンマ線検出器物質を高速パルスX線ビームで用いることができる。ガンマ線検出器の遮断により、さもなければ、X線ビームの直接入射によって飽和されるガンマ線検出器物質を使用させる。例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化セシウム、ゲルマン酸ビスマス、或いはプラスチック・シンチレータのような他別のシンチレーション物質をガンマ線検出器物質として用いることができる。図7の構成は、SPECT情報を感知するために用いられる物質の飽和なしに高出力高速パルスX線源の使用も許容するというのは、X線がSPECT情報を感知するために用いられる物質に衝突しないからである。その代わり、X線は、スロット16間のレシーバ40に衝突するのが好ましい。変形例として、SPECT情報を得るために非麻痺物質からなるガンマ線検出器が用いられる場合には、X線遮蔽を必要としなくてもよい。
ガンマ線検出器74は、スロット64によるX線ビームのコリメーション、及びシールド68の遮蔽により、X線ビームを直接受け入れない。例えば、他のスロット、スロット・アレイ、開口、金属毛細管、遮蔽板、指向性X線源、等を使用して追加のコリメーションを得ることができる。X線検出器組立体は、X線検出器70の前に一つ以上のX線コリメータを更に含んでもよい。
例えば、ガンマ線検出器への浮遊散乱X線の入射を減らすために、所望ならば、ガンマ線カメラの遮蔽を追加して設けることもできる。
図9Aは、放出検出器84の前の(検出器シールド82及びX線検出器80を含む)X線検出器組立体の図を示す。この例では、放出検出器は、ガンマ線カメラである。図9Bは、図9Aに対して、視野を横切るX線ビームの角度掃引に対応する、ガンマ線カメラ84の一方の側に移動した検出器シールド82及びX線検出器80を示す。
この例では、X線ビームは、走査角全体中掃引する。この例では、X線検出器は、図に示すように、垂直配向を有する、半導体材料のストリップのような、高い光子束に応答する材料からなるのがよい。X線検出器組立体は、X線ビームの角度走査に相関する角運動で走査し、その結果、(少なくとも興味がある角度について、又はさもなけえれば、X線ビームがガンマ線カメラに当る角度について)角度走査中X線ビームがX線検出器に入射したままである。検出器シールドは、リード・シールドであってもよいし、或いは他のX線吸収物質からなっていてもよい。
X線検出器組立体がガンマ線カメラの開口の前を通るとき、開口は、(例えば、2〜3秒の間)瞬間的に遮断される。しかしながら、これは、ガンマ線カメラの操作を著しく害さないし、ガンマ線カメラからの信号を、カメラの中の開口の一時的遮断について数値的に補正することができる。装置は、視野からの光子のほとんどがガンマ線カメラに達し、検出器シールドによって遮断されないように構成することができる。
放出検出器の一例である、ガンマ線カメラは、ガンマ線放出を検出し、検出したガンマ線光子についての空間分布情報を提供する。ガンマ線カメラは、シンチレーション結晶、例えば、タリウムドープヨウ化ナトリウム又はヨウ化セシウムと、シンチレーション結晶と視野との間の検出器コリメータのアレイと、及びシンチレーション結晶のガンマ放射によって生成されたシンチレーション光子を検出するための光電子増倍管のアレイとを含むようにしてもよい。シンチレーション光子は、可視であってもよいし、フォトダイオード及び他の光子応答半導体装置を含む光学検出器によって検出されてもよい。ガンマ線カメラは、検出されたシンチレーション光子の空間分布に相関された検出器信号を出し、これらの検出器信号は、二次元又は三次元画像を形成するために用いてもよい。次いでこの技術分野で知られた方法を用いて、検出器信号から主体のガンマ線画像を得るために電子回路を用いることができる。本発明の実施形態を主体の二次元及び三次元ガンマ線或いはX線撮像について用いてもよい。
検出器組立体は、一つ以上の二次元検出器アレイを含むのがよい。検出器アレイは、検出された放射線の波長に従って選択された、放出検出器を含むのがよい。ガンマ線放出検出器について、CZT(テルル化カドミウム亜鉛)、テルル化亜鉛、他のカルコゲニドを含む固体検出器を用いるのがよい。検出器は、光電子倍増管のような関連したシンチレーション放出検出器又はフォトダイオードのような他の光検出器を有する、ヨウ化ナトリウムやヨウ化セシウムのようなシンチレーション物質を含んでいてもよい。検出器組立体は、並んで組立てられたシンチレーション物質の複数の片、或いはシンチレーション物質の一つの大きな湾曲結晶を含むのがよい。シンチレーション検出器は、位置感応シンチレーション放出検出器や、適当な検出器にシンチレーション光子を導く光ファイバ・アレイも含むのがよい。
従って、改良型組合せCAT及びSPECT装置は、X線ビームを供給するX線源と、対象物の中を通してX線ビームの角度走査を行うための機構と、ガンマ線カメラと、及び、X線ビームの角度走査に相関された角運動を有するX線検出器組立体と、高速X線検出器及びガンマ線カメラへのX線ビームの直接入射を防ぐX線シールドを含むX線検出器とを含む。他の例では、ガンマ線カメラは、省いてもよいし、他の検出器システム、例えば、PET探知カメラ、熱探知カメラ、ビデオ或いは他の撮像システムを用いてもよい。
好適には、組合せCT及びPET装置を提供するために本方法を用いてもよい。いずれの組合せでも、CT/X線部分は、減衰補正を可能にし、興味がある領域の身体構造の局所化も可能にする。例えば、SPECT走査が、関心がある領域を見つける場合には、体器官及び骨格の相対位置を見つけるために同じ領域のCT走査を有することは、有利である。本発明は、この能力を提供する。更なる変形例として、ここに示された設計のいずれかを、SPECT或いはPET形態がないCT/X線装置として用いてもよい。SPECT或いはPET部分を動作することなくCT/X線モードで設計を用いてもよいし、CT/X線機能だけを装置に設けてもよい。即ち、ここに示された設計は、ここに説明する別の形態とは無関係に、新規で多いに有用なCT装置を提供する。
X線ビームの角度走査を提供する機構は、開口、開口アレイ、X線反射装置、指向性X線源或いは他の構造体を含む回転構造体、を含んでもよい。
他の例では、関連したX線検出器組立体がガンマ線カメラへの直接入射を防ぎ、対象物を通して二つ以上のX線ビームを走査してもよい。
他の例では、X線ビームは、例えば、円形開口による、適当なコリメーションを有する、ペンシル状のビームであってもよいし、二つの直交平面のような、一つ以上の平面を通して走査されてもよい。更なる例では、X線源は、(図8に関して)左右に直線的に移動するようにしてもよいし、レシーバ或いは計数器と共に移動してもよい。一例として、源は、各位置を走査するレシーバと共に複数の位置に移動してもよい。説明した実施形態が現行として好ましいが、更なる変形例として、レシーバは、移動する源に対して静止していてもよい。
例示の応用では、撮像される対象物は、心臓のような、患者の器官(臓器)であってもよい。例えば、米国特許出願第10/933,036号に記述されているように、患者に、放射性物質を注射し、放射性物質は、心筋が酸素を使用するときに心筋によって吸収される。次いで、ガンマ線放出は、この心臓組織から生じてガンマ線検出器によって検出される。検出されたガンマ線放出は、次いで心筋の画像を復元するのに用いられる。しかしながら、患者の心臓は、様々な密度の様々な種類の組織によって取り囲まれている。この周囲組織は、非均一な方法で放射性放射を吸収或いはそれ以外では減衰して、画像の正確な復元を複雑にする。これは、撮像の深刻な問題である。しかしながら、本発明の実施形態による装置は、患者の同時X線減衰及びガンマ線撮像を実行させて、組織のような、周囲材料の密度の変動についてガンマ線画像を補正させる。
本発明の実施形態による装置により、X線減衰画像のような、X線画像がガンマ線撮像と同時に得られる。X線源の脈動により、X線画像が、ガンマ線画像を得るのに必要であったタイム・スケールと同様なタイム・スケールにわたり得られる。
他の例では、例えば、共通のタイム・スケールにわたり器官(臓器)機能のX線及びガンマ線画像データ誘導映像を提供するために、X線画像をダイナミックSPECTイメージングと組合せることができる。
他の例では、各々の処理の同じ段階、例えば、心拍の特定の段階の同時画像を得るためにゲートSPECT撮像をパルスX線画像データと組合せることができる。X線源は、興味がない時間に長いオフ期間を有してもよい。
上述した例は、例えば、CT撮像或いは他の走査のための、X線検出器と、例えば、SPECT医学画像のための、ガンマ線カメラとの組合せを示す。しかしながら、本発明の例は、単独型CTスキャナも含む。ここに開示された装置のSPECT撮像、或いは他のガンマ線撮像機能は、任意である。応用は、心臓、脳、腎臓、或いはその他の身体器官或いはその機能の撮像を含む。
本発明の別の例を異なる種類の放射線で用いてもよい。例えば、任意の関連した放射線シールドがレーザ放射線検出器及びレーザ・ビームとともに移動し、対象物を通してレーザ放射線を走査することによりレーザ減衰測定を行なうことができる。対象物から放出される放射線、例えば、熱放射、レーザ励起蛍光、IR、マイクロ波、テラヘルツ(THz)、或いは他の放射線を用いて画像データを得るために放出検出器、或いは他の検出器を同時に用いてもよい。本発明に従う装置は、レーザ減衰及び放射線撮像を同時に実行させる。本発明の他の例では、X線撮像をPET(ポジトロン断層撮影)撮像と組合せてもよい。
医学画像の更なる詳細
本発明の実施形態に用いられてもよい、医学画像装置の更なる形態は、米国特許出願第10/933,036号及び第10/872,253号(その両方とも“単一光子放出コンピュータ断層撮影システム”と題する);第10/993,012号(“結晶についてのエッジ効果処理”);第10/358,961号;及び米国特許第6,525,321号及び第6,525,320号(その両方とも“単一光子放出コンピュータ断層撮影システム”と題する)を含む、係属中の特許出願に記述されており、それらの全ての内容は全体がここに援用される。
本発明の実施形態に用いられてもよい、医学画像装置の更なる形態は、米国特許出願第10/933,036号及び第10/872,253号(その両方とも“単一光子放出コンピュータ断層撮影システム”と題する);第10/993,012号(“結晶についてのエッジ効果処理”);第10/358,961号;及び米国特許第6,525,321号及び第6,525,320号(その両方とも“単一光子放出コンピュータ断層撮影システム”と題する)を含む、係属中の特許出願に記述されており、それらの全ての内容は全体がここに援用される。
視野は、心臓撮像を行うように、人間の患者の胴を収容するように構成されるのがよい。胴は、撮像のために水平であってもよいし或いは垂直であってもよい。一実施形態では、検出器組立体及び検出器シールドを患者の回りに同軸に配置する。米国特許出願第10/933,036号に記述された、心臓撮像のための一実施形態は、各々、個々の素子或いは画素のアレイからなる、約64個の放出検出器モジュールを含む。この実施形態では、検出器シールドは、約30cmの半径を有する検出器開口円弧を提供し、検出器組立体は、40cmの内側半径を有する円弧を形成する。この例では、約50cmの直径を有する患者視野領域は、視野内にちょうど収まる。視野は、源マスク及び検出器シールド、或いは他の撮像構成要素で囲まれた領域によって画成されるのがよい。検出器開口円弧及び検出器組立体は、視野の中心を通る長手方向軸上に共通円弧中心を有する正確な幾何学円弧で構成されるのがよい。変形例として、いずれか或いは両方は、楕円形であってもよいし、非共通円弧中心を有する弓形であってもよい。例えば、円弧中心を、円弧半径を大きくするように長手方向軸から離れて配置してもよい。源、源開口、検出器開口、或いは検出器構造を弓形でないようにすることもできる。例えば、一つ以上の直線部分として、或いは部分的に弓形であり部分的に弓形でないように構成してもよい。
本発明の例に従う装置は、例えば、撮像前に心臓に負荷をかけるために、患者の物理的活動のためにエルゴメータを更に含むようにしてもよい。装置は、心電図、細動除去器(除細動器)、或いは放射性標識調合薬又は他の化合物用の静脈内注入ポンプを更に含むようにしてもよい。
更なる実施形態では、光子放出放射性同位元素の三次元分布を表す種類の多数の断層画像を生じさせるための単一光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)装置は:患者の一部が長手方向軸を定める視野内に配置されるように患者を支持するための患者支持体を含むベースと;視野に隣接し、視野への入口開口を画成するように離間された、第1の終端と第2の終端との間で視野の回りに少なくとも部分的に延びていて、光子が検出器組立体に当るかどうかを検出するように動作可能である検出器組立体と;ベーンの各々検出器組立体と視野との間に配置されている、光子減衰材料の少なくとも二つの離間したコリメーティング・ベーンを含む、コリメーティング・組立体と;視野と検出器組立体との間に配置された、光子遮断部材を含むほぼ弧状検出器シールドと、を有し、光子遮断部材は、開口スロットと整合した光子の通過のための前記部材に沿う間隔で画成された複数の検出器開口(例えばスロット)を有し、検出器組立体のための応答線が検出器組立体から検出器開口を通って定められ更に、;検出器組立体に対して開口スロットが変位され、応答線が視野の少なくとも一部にわたり掃引されるように検出器組立体に対して光子遮断部材を移動させるように動作可能な変位アクチュエータ、を含む。装置は、視野に隣接して配置された複数のX線源を更に含む。例えば、X線源が作動していない場合にガンマ線放出射画像を形成する、X線撮像及びガンマ線放出撮像の両方に検出器組立体を用いてもよい。変形例として、検出器組立体は、X線源からのX線から遮蔽され、X線は、検出器視野と一致しない経路方向を有し、別のX線検出器が設けられていてもよい。X線検出器、及び任意の関連したX線シールドは、X線が検出器組立体に達することを阻止するように動作してもよい。検出器組立体は、ガンマ線カメラ或いは他の放出検出器を含むのがよい。
源或いは検出器開口は、例えば、調整可能な幅を有するスロットを含む、調整可能な寸法を有するのがよい。これは、撮像の感度及び解像度の調整を可能にする。
例は、検出器及び源開口の湾曲構成を示しているとしても、検出器を義務的に湾曲させるような設計が存在するわけではない。同じ原理を平坦な検出器で用いることができる。係る例では、X線源は、平坦なラインに配列され、源開口は、平坦なシートに(即ち、直線或いは疑似直線配列に)配置される。図10は、この例ではシンチレータ102と光検出器100、検出器シールド104の検出器開口106、X線源112、源マスク108の源開口110を含む、検出器組立体114を含む装置を示す。X線ビームは、検出器開口及び源開口でコリメートされ、検出器組立体に当る。X線ビームは、細いもの、例えば、幅が約5mm以下、例えば、約1mmから約1.5mmの範囲の幅であってもよく、実質的に発散しないものであってもよい。源開口、検出器開口、及び(任意で)X線源の移行は、検出器がX線ビームを検出することが続けて可能であるように調整することができる。一つ以上のX線源を用いてもよく、X線源を脈動してもよい。ビームが脈動ではない場合には、開口の移行中にX線ビームの連続検出が可能である。矢印(D)は、別の動きが可能であるが、源及び検出器開口の動きの可能な例示方向を示す。アクチュエータのような、移行機構、及び別の特徴は、ここに援用される、Juniへの米国特許第6,525,320号に記述されている。
ここに記述した様々な例は、X線として透過放射線及びガンマ線として放出を説明した。しかしながら、本発明の他の例では、透過放射線或いは放出は、他の種類であってもよい。
この明細書で述べた特許、特許出願、或いは刊行物は、あたかも個々の文献が援用されるべく特にそして個々に指示されたかのごとくと同じ程度までにここに援用される。特に、2004年9月3日に出願された米国仮特許出願第60/607,319号、2005年2月11日に出願された米国仮特許出願第60/652,424号、及び米国特許出願第10/933,036号は、その全体がここに援用される。
この明細書で述べた特許、特許出願、或いは刊行物は、あたかも個々の文献が援用されるべく特にそして個々に指示されたかのごとくと同じ程度までにここに援用される。特に、2004年9月3日に出願された米国仮特許出願第60/607,319号、2005年2月11日に出願された米国仮特許出願第60/652,424号、及び米国特許出願第10/933,036号は、その全体がここに援用される。
本発明は、上述した説明例に限定されるものではない。これらの例は、本発明の適用範囲の制限を意図するものではない。ここに説明した方法、装置、複合物、等は、例示であり本発明の適用範囲の制限を意図するものではない。その中の変形及び別の使用は、当業者が思い付くであろう。本発明の適用範囲は、特許請求の適用範囲によって定められる。
80 X線検出器
82 検出器シールド
84 放出検出器
82 検出器シールド
84 放出検出器
Claims (27)
- 視野からの放出及び視野のX線透過率を特徴とする装置であって、
視野に隣接して配置され、X線を出すX線源と、
上記X線源と上記視野との間に配置され、該視野を通る経路方向を有するX線が通過するX線源開口を有する源マスクと、
視野に隣接して配置され、上記視野からの放出を検出する放出検出器と、
上記放出検出器と上記視野との間に配置され、X線ビームが上記視野を通過した後に該X線ビームを受ける、X線検出器と
を備え、
上記放出検出器は、上記X線から遮蔽され、上記視野からの上記放出と相関された放出信号を出し、
上記X線検出器は、上記経路方向について上記視野のX線透過率と相関されたX線検出器信号を出すことを特徴とする装置。 - 上記視野を通る上記経路方向の変化をもたらすように、上記源開口を上記X線源に対して移動させるように作動するアクチュエータを更に備え、
上記X線検出器は、当該X線検出器がX線を受け続けるように上記経路方向の上記変化に応じて移動し、
上記放出検出器は、上記経路方向が変化するときに上記X線から遮蔽されたままであることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 上記X線検出器は、X線シールドに取り付けられ、
上記X線検出器及び上記X線シールドは、上記経路方向の上記変化に応じて一緒に移動することを特徴とする請求項2に記載の装置。 - 上記放出検出器は、ガンマ線検出器であり、上記放出は、上記視野からのガンマ線放出であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 上記装置は、上記放出検出器からの第1の信号を用いて上記視野のガンマ線放出画像を提供し、
上記装置は、上記X線検出器からの第2の信号を用いて上記視野のX線透過画像を更に提供することを特徴とする請求項4に記載の装置。 - 複数のシールド開口を有するX線シールドを更に備え、
上記シールド開口は、上記視野からの放出が上記放出検出器に到するのを可能にするように配置され、上記X線シールドは、X線が上記放出検出器に到することを防止することを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 上記X線源は、パルス幅を有しているX線パルスを出すように、オン状態とオフ状態との間で脈動され、上記パルスは、上記X線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離され、上記X線源は、上記パルス間隔によって除された上記パルス幅に等しいデューティ・サイクルを有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 上記パルス幅は、約0.01ミリ秒〜約200ミリ秒であることを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 上記源マスクは、視野を通る複数の経路方向を有するX線を出す、複数の源開口を含み、
上記視野を通る上記複数の経路方向を変更するように、上記源マスクを上記X線源に対して移動させるように作動するアクチュエータを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 上記複数の経路方向を有する上記X線の少なくとも一部を検出するように配置された複数のX線検出器を更に備えていることを特徴とする請求項9に記載の装置。
- ほぼ第1の円弧に配列された複数のX線源を更に備え、上記複数の源開口は、ほぼ第2の円弧に配列されることを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 視野を特徴とする装置であって、
X線源と、
上記X線源と上記視野との間に配置され、かつ源開口を有し、上記源開口を通過するX線ビームが上記視野に入るようにする、源マスクと、
上記視野に隣接して配置され、かつ検出器開口を有し、上記X線ビームが上記検出器開口を通過した後に上記X線ビームを受けるようにする、検出器と、
上記視野を通る上記X線ビームの上記経路方向を走査するように、上記源マスクを上記X線源に対して移動させるように作動する、アクチュエータとを備え、
上記源開口及び上記検出器開口は、上記X線ビームが上記視野を通して実質的に発散しないように寸法決めされることを特徴とする装置。 - 上記装置は、
複数のX線源と、
上記源マスク内の複数の源開口と、
複数の検出器開口と、
を備え、
上記アクチュエータは、上記視野を通る複数のX線ビームを走査するように、上記源マスクを上記複数のX線源に対して移動させるように作動することを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 上記複数のX線源は、ほぼ第1の円弧に配列され、
上記複数の源開口は、ほぼ第2の円弧に配列され、
上記複数の検出器開口は、ほぼ第3の円弧に配列されることを特徴とする請求項13に記載の装置。 - 上記視野を通る上記X線ビームの走査中、上記X線源、上記源開口、及び上記検出器開口の移動は、上記X線ビームが上記検出器によって連続的に受けることができるように調整されることを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記検出器は、弓形検出器組立体の一部であることを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 上記X線源は、パルス幅を有するX線パルスを出すように、オン状態とオフ状態との間で脈動され、該パルスは、X線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離されることを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 上記装置は、X線源がオン状態にあるときに得た検出器信号を用いて上記視野のX線画像を提供し、上記装置は、上記X線源がオフ状態にあるときに得た上記検出器信号を用いて上記視野の放出画像を更に提供することを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 上記放出画像は、上記視野からのガンマ線放出の画像であることを特徴とする請求項18に記載の装置。
- 上記パルス幅は、約0.01秒〜約200ミリ秒であることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 上記パルス幅は、約0.5ミリ秒〜約20ミリ秒であることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 上記パルス間隔は、上記パルス長よりも少なくとも10倍長いことを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 視野の放出画像及びX線画像を提供する装置であって、
パルス幅を有しているX線パルスを出すように、オン状態とオフ状態との間で脈動されるX線源を含み、該パルスは、X線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離され、
上記視野からの放出に応じて放出検出器信号を出す、放出検出器、
上記視野を通過して入射するX線に応じてX線検出器信号を出すX線検出器、及び
上記X線検出器信号から上記視野のX線画像を形成し、上記放出検出器信号から上記視野の放出画像を形成するように作動する電子回路、
を備え、上記放出画像が上記視野からの放出の画像であることを特徴とする装置。 - 上記放出検出器及び上記X線検出器は、両方とも同じ検出器組立体によって提供され、上記検出器組立体は、検出器信号を出し、
上記X線検出器信号は、上記X線源がオン状態にあるときの上記検出器信号であり、
上記放射検出器信号は、上記X線源がオフ状態にあるときの上記検出器信号であることを特徴とする請求項23に記載の装置。 - 上記パルス間隔は、上記パルス長よりも100倍以上大きいことを特徴とする請求項23に記載の装置。
- 上記X線画像及び上記放出画像は、両方とも実質的に同時期間にわたり形成されることを特徴とする請求項23に記載の装置。
- 上記放出は、ガンマ線放出であることを特徴とする請求項23に記載の装置。
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