JP2016140762A - マルチスペクトルx線源を用いたパノラマ撮像 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つのシステムは、ガントリ、X線源、レセプタ、および少なくとも1つのコントローラを含む。X線源は、ガントリに搭載され、第1のエネルギーレベルのX線放射線と第2のエネルギーレベルのX線放射線とを交互に出力するように構成される。レセプタは、X線源からのX線放射線がレセプタに入射するようにガントリに搭載される。レセプタは、第1のフレームと、第1のフレームに連続する第2のフレームとを含む複数のフレームのデータを出力するように構成される。コントローラは、第1のフレームのデータが第1のエネルギーレベルのX線放射線に基づいて生成され、第2のフレームのデータが第2のエネルギーレベルのX線放射線に基づくよう、X線源を制御するように構成される。
【選択図】図5
Description
11 撮像装置
12 画像記憶ユニット
14 ホストコンピュータ
14a 処理ユニット
14b コンピュータ可読媒体
14c 入力/出力インターフェース
16 ディスプレイ
18 ガントリ
19 支持ベース
21 操作者パネル
22 X線源
24 X線レセプタ
25 レセプタアレイ
27 支持体
28 バイトスティック
29 顎台
30 コントローラ
30a 処理ユニット
30b コンピュータ可読媒体
30c 入力/出力インターフェース
31 X線源
31a 第1のX線源
31b 第2のX線源
32 紫外光源、UV光源
34 カソード
36 アノード
38 高電圧源
38a 第2のX線源
38b 第2の高電圧源
39a 第1の電圧源
39b 第2の電圧源
48 スイッチの組48
48a 第1の高電圧スイッチ
48b 第2の高電圧スイッチ
80 放射線エネルギー弁別検出器パネル
81 X線源
82 検出器ユニット
110 放射線源
111 X線源
112 回転放射線フィルタ
112a 第1のフィルタ部分
112b 第2のフィルタ部分
114 モータ
140 高速スイッチングX線源
150 高速スイッチングX線源
152 UV光源
154 回転2部品アノード
154a 第1のセクション
154b 第2のセクション
156 モータ
160 高速スイッチングX線源
162a UV光源
162b UV光源
164a 第1のカソード
164b 第2のカソード
166 共通アノード
170 共通アノード
172a UV光源
172b UV光源
174 カソード
174a 第1のカソード
174b 第2のカソード
176a 第1のアノード
176b 第2のアノード
180 高速スイッチングX線源
182 UV光源
184 UV光源
186a 第1のアノード
186b 第2のアノード
188a 第1の電子ステアリング板、第1の電子偏向電極
188b 第2の電子ステアリング板、第2の電子偏向電極
200 高速スイッチングX線源
202 UV光源
204 カソード
206a 第1のアノード
206b 第2のアノード
208a ステアリング磁石
208b ステアリング磁石
210 真空管エンベロープ
250 広スペクトルX線源
252 検出器
254 UV光源
256 カソード
257 アノード
258 X線放射線
262 第1の検出器素子またはレセプタ
264 第2の検出器素子またはレセプタ
266 フィルタ
302 グリッド
P 患者
Claims (37)
- ガントリ(gantry)と、
前記ガントリに搭載され、第1のエネルギー特性を有するX線放射線と第2のエネルギー特性を有するX線放射線とを選択的に出力するように構成された少なくとも1つのX線源であって、前記第2のエネルギー特性が前記第1のエネルギー特性と異なる、少なくとも1つのX線源と、
第1の期間中に前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を生成し、第2の期間中に前記第2のエネルギー特性を有するX線源を生成するよう前記少なくとも1つのX線源を制御するように構成されたコントローラと、
前記ガントリに搭載され、前記少なくとも1つのX線源からX線放射線を受信するように配置されたレセプタ(receptor)であって、前記第1の期間中に受信されたX線放射線に基づく第1のフレームの画像データと、前記第1のフレームに連続する第2のフレームの画像データとを出力するように構成され、前記第2の画像フレームが、前記第2の期間中に受信されたX線放射線に基づく、レセプタと
を備える、パノラマX線システム。 - 前記少なくとも1つのX線源が、カソードと、第1の電圧源および第2の電圧源に選択的に接続されるように構成されたアノードとを備え、前記少なくとも1つのX線源が、前記アノードが前記第1の電圧源に接続されている場合に前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を出力するように構成され、前記少なくとも1つのX線源が、前記アノードが前記第2の電圧源に接続されている場合に前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を出力するようにさらに構成された、請求項1に記載のパノラマ(panoramic)X線システム。
- 前記少なくとも1つのX線源が、
カソードと、
第1の電圧源および第2の電圧源に選択的に接続されるように構成されたアノードであって、前記少なくとも1つのX線源が、前記アノードが前記第1の電圧源に接続されている場合に前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を出力するように構成され、前記少なくとも1つのX線源が、前記アノードが前記第2の電圧源に接続されている場合に前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を出力するようにさらに構成された、アノードと、
少なくとも1つの高電圧スイッチを含むスイッチング構成であって、前記アノードを前記第1および第2の電圧源に交互に(alternatingly)接続するように構成された、スイッチング構成と
を備える、請求項1に記載のパノラマX線システム。 - 前記X線源が、
カソードと、
アノードと、
前記第1の期間中に第1の電圧を、前記第2の期間中に第2の電圧を交互に出力するように構成された少なくとも1つの電圧源であって、前記第2の電圧が前記第1の電圧と異なる、少なくとも1つの電圧源と
を備え、前記少なくとも1つのX線源が、前記第1の電圧が前記カソードおよび前記アノードの間に印加された場合に前記第1のエネルギー特性を有する前記X線放射線を生成するように構成され、前記少なくとも1つのX線源が、前記第2の電圧が前記カソードおよび前記アノードの間に印加された場合に前記第2のエネルギー特性を有する前記X線放射線を生成するように構成された、請求項1に記載のパノラマX線システム。 - 前記少なくとも1つのX線源が、X線管と、少なくとも第1および第2のフィルタ部分を有する可動フィルタとを備え、前記X線管がX線放射線を生成するように構成され、前記フィルタが、前記X線管により生成された前記X線放射線をフィルタリングするための位置に前記第1および第2のフィルタ部分を交互に移動させるように構成された、請求項1に記載のパノラマX線システム。
- 前記少なくとも1つのX線源が第1のX線源および第2のX線源を備え、前記第1のX線源が前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるように構成され、前記第2のX線源が前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるように構成された、請求項1に記載のパノラマX線システム。
- 前記少なくとも1つのX線源が第1および第2の位置を有する可動アノードを備え、前記少なくとも1つのX線源が、前記アノードが前記第1の位置にある場合に前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を生成するように構成され、前記少なくとも1つのX線源が、前記アノードが前記第2の位置にある場合に前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を生成するように構成された、請求項1に記載のパノラマX線システム。
- 前記少なくとも1つのX線源が、第1の電圧源に接続された第1のカソードと、第2の電圧源に接続された第2のカソードとを備え、前記少なくとも1つのX線源が、電子が前記第1のカソードから放出されたとき前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を出力するように構成され、前記少なくとも1つのX線源が、電子が前記第2のカソードから放出されたとき前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を出力するように構成された、請求項1に記載のパノラマX線システム。
- 前記少なくとも1つのX線源が複数のアノードを備え、前記複数のアノードの各々が異なる電圧を有する、請求項1に記載のパノラマX線システム。
- 前記少なくとも1つのX線源が、
カソードと、
異なる電圧を各々有する第1および第2のアノードと、
前記第1および第2のアノードの一方に電子を選択的に誘導するように構成された少なくとも1つの電子偏向電極と
を備え、前記少なくとも1つのX線源が、前記電子が前記第1のアノードに誘導される場合に前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるように構成され、前記少なくとも1つのX線源が、前記電子が前記第2のアノードに誘導される場合に前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるように構成された、請求項1に記載のパノラマX線システム。 - 前記少なくとも1つのX線源が、
カソードと、
異なる電圧を各々有する第1および第2のアノードと、
前記第1および第2のアノードの一方に電子を選択的に誘導するように構成された少なくとも1つの電子偏向磁石と
を備え、前記少なくとも1つのX線源が、前記電子が前記第1のアノードに誘導される場合に前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるように構成され、前記少なくとも1つのX線源が、前記電子が前記第2のアノードに誘導される場合に前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるように構成された、請求項1に記載のパノラマX線システム。 - 前記少なくとも1つのX線源が、
カソードと、
前記カソードを照明するように構成された光源と
を備える、請求項1に記載のパノラマX線システム。 - 前記少なくとも1つのX線源が、ナノ構造材料を含むカソードを備える、請求項1に記載のパノラマX線システム。
- 前記少なくとも1つのX線源が複数のアノードを備え、前記複数のアノードの各々が異なる材料を含む、請求項1に記載のパノラマX線システム。
- ガントリと、
前記ガントリに搭載され、複数のエネルギーを有するX線放射線を出力するように構成されたX線源であって、前記複数のエネルギーが第1および第2のエネルギーを含む、X線源と、
前記ガントリに搭載され、前記X線源からX線放射線を受信するように配置された検出器パネルであって、前記第1のエネルギーを有する放射線と、前記第2のエネルギーを有する放射線とを区別し、複数の画像フレームのデータを出力するように構成された、検出器パネルと
を備える、パノラマX線システム。 - 前記複数の画像フレームが少なくとも第1および第2のフレームを含み、前記第1のフレームが前記第1のエネルギーを有する前記放射線の検出に基づき、前記第2のフレームが前記第2のエネルギーを有する前記放射線の検出に基づく、請求項15に記載のパノラマX線システム。
- 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップと、
前記第1のエネルギー特性を有する前記X線放射線に基づく第1のフレームの画像データを、ガントリに搭載されたレセプタで検出するステップと、
第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップと、
第2のフレームの画像データを前記レセプタで検出するステップであって、前記第2のフレームが、前記第1のフレームと連続しており、前記レセプタに入射した前記第2のエネルギー特性を有する前記X線放射線に基づく、検出するステップと、
前記ガントリを回転させるステップと、
前記第1および第2のフレームの画像データに少なくとも部分的に基づいてパノラマ画像を生成するステップと
を備える、パノラマ画像を取得する方法。 - 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
(a)カソードおよびアノードの間に第1の電圧を印加するステップと、
(b)前記第1の電圧を用いて第1の電子流(stream of electrons)を前記カソードから前記アノードへ加速させることで前記第1のエネルギー特性を有する前記X線放射線を発生させるステップと
を備え、第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
(c)前記カソードおよび前記アノードの間に第2の電圧を印加するステップであって、前記第2の電圧が前記第1の電圧と異なる、印加するステップと、
(d)前記第2の電圧を用いて第2の電子流を前記カソードから前記アノードへ加速させることで前記第2のエネルギー特性を有する前記X線放射線を発生させるステップと
を備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - フルスキャンが完了するまでステップ(a)から(d)までを反復するステップをさらに備える、請求項18に記載のパノラマ画像を取得する方法。
- 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、第1の電圧を少なくとも1つのX線源に印加してX線放射線を生成するステップを備え、第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、第2の電圧を前記少なくとも1つのX線源に印加してX線放射線を生成するステップであって、前記第2の電圧が前記第1の電圧と異なる、生成するステップを備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。
- 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
X線源を活性化してX線放射線を生成するステップと、
可動フィルタを、前記可動フィルタの第1のセクションを介して前記X線放射線を受信するように配置して前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップと
を備え、第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
前記可動フィルタを、前記可動フィルタの第2のセクションを介して前記X線放射線を受信するように配置して前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップ
を備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
前記第1のエネルギー特性を有する前記X線放射線を生成するように構成された第1のX線源を活性化するステップと、
前記第1のエネルギー特性を有する前記X線放射線が検出された後に前記第1のX線源を非活性化するステップと
を備え、第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
前記第2のエネルギー特性を有する前記X線放射線を生成するように構成された第2のX線源を活性化するステップと、
前記第2のエネルギー特性を有する前記X線放射線が検出された後に前記第2のX線源を非活性化するステップと
を備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
カソードから第1の電子流を放出するステップと、
可動アノードを、前記アノードの第1のセクションで前記第1の電子流を受信するように配置して前記第1のエネルギー特性を有する前記X線放射線を生成するステップと
を備え、第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
前記カソードから第2の電子流を放出するステップと、
前記可動アノードを、前記アノードの第2のセクションで前記第2の電子流を受信するように配置して前記第2のエネルギー特性を有する前記X線放射線を生成するステップと
を備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
第1のカソードおよび少なくとも1つのアノードの間に第1の電圧を印加するステップと、
前記第1の電圧により第1の電子流を前記第1のカソードから前記少なくとも1つのアノードへ加速させることで前記第1のエネルギー特性を有する前記X線放射線を発生させるステップと
を備え、第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
第2のカソードおよび前記少なくとも1つのアノードの間に第2の電圧を印加するステップと、
前記第2の電圧により第2の電子流を前記第2のカソードから前記少なくとも1つのアノードへ加速させることで前記第2のエネルギー特性を有する前記X線放射線を発生させるステップと
を備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
第1の電圧を第1のカソードに印加するステップと、
第2の電圧を第1のアノードに印加するステップと、
前記第1のアノードと相互作用する電子流を発生させて前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップとを備え、第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
第3の電圧を第2のアノードに印加するステップと、
前記第1の電圧および第4の電圧の少なくとも一方を第2のカソードに印加するステップと、
前記第2のアノードと相互作用する電子流を発生させて前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップと
を備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
第1の電圧をカソードに印加するステップと、
第2の電圧を第1のアノードに印加するステップと、
前記カソードから電子流を発生させるステップと、
少なくとも1つの電子偏向電極を活性化して(activating)前記電子流を前記第1のアノードへ誘導する(guide)ことで前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップと
を備え、第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
第3の電圧を第2のアノードに印加するステップと、
前記少なくとも1つの電子偏向電極を活性化して前記電子流を前記第2のアノードへ誘導することで前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップと
を備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - 第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
第1の電圧をカソードに印加するステップと、
第2の電圧を第1のアノードに印加するステップと、
前記カソードから電子流を発生させるステップと、
少なくとも1つの電子偏向(electron deflecting)磁石を活性化して前記電子流を前記第1のアノードへ誘導することで前記第1のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップと
を備え、第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させる前記ステップが、
第3の電圧を第2のアノードに印加するステップと、
前記少なくとも1つの電子偏向磁石を活性化して前記電子流を前記第2のアノードへ誘導することで前記第2のエネルギー特性を有するX線放射線を発生させるステップと
を備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - パノラマ画像を生成するステップが、前記第1のフレームの少なくとも一部と前記第2のフレームの少なくとも一部とを減算操作(subtraction operation)を用いて結合するステップを含む、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。
- 少なくとも1つの光活性化可能(light-activatable)カソードと少なくとも1つのアノードとを備える少なくとも1つのX線源を設けるステップをさらに備え、前記生成するステップの各々が、前記少なくとも1つのカソードを光で照明するステップを備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。
- カソードおよびアノードを備えるX線源を設けるステップであって、前記カソードがナノ構造材料を含む、設けるステップをさらに備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。
- 前記生成するステップの各々が、少なくとも1つのX線源からのX線放出をオンにするステップを備え、前記方法が、
前記第1のフレームを検出する前記ステップの後であって、前記第2のエネルギー特性を有する前記X線放射線を発生させる前記ステップの前に、前記少なくとも1つのX線源からの前記放出をオフにするステップ
をさらに備える、請求項17に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - 複数のエネルギーを有するX線放射線を発生させるステップであって、前記複数のエネルギーが第1および第2のエネルギーを含む、発生させるステップと、
前記X線放射線を被験者に向けるステップと、
前記被験者(subject)を通過したX線放射線の第1の部分を、ガントリに搭載された検出器パネルを用いて検出する第1のステップであって、前記第1の部分が前記第1のエネルギーを有するX線放射線の第1の成分と前記第2のエネルギーを有するX線放射線の第2の成分とを含み、前記検出器パネルが前記第1のエネルギーを有する放射線と前記第2のエネルギーを有する放射線とを区別する(distinguish)ように構成され、前記第1の検出するステップが、
前記第1および第2のX線成分を区別する第1のステップと、
第1および第2の画像フレームのデータを出力するステップであって、前記第1の画像フレームが少なくとも前記第1の成分(component)に基づき、前記第2の画像フレームが少なくとも前記第2の成分に基づく、出力するステップと
を備える、第1の検出するステップと、
前記第1の検出するステップの後に前記ガントリの角度位置(angular position)を変更するステップと、
前記被験者を通過したX線放射線の第2の部分を、前記検出器パネルを用いて検出する第2のステップであって、前記第2の部分が前記第1のエネルギーを有するX線放射線の第3の成分と前記第2のエネルギーを有するX線放射線の第4の成分とを含み、前記第2の検出するステップが前記角度位置を変更する前記ステップの後に行われ、前記第2の検出するステップが、
前記第3および第4の成分を区別する第2のステップと、
第3および第4の画像フレームのデータを出力するステップであって、前記第3の画像フレームが少なくとも前記第3の成分に基づき、前記第4の画像フレームが少なくとも前記第4の成分に基づく、出力するステップと
を備える、第2の検出するステップと
を備える、パノラマ画像を取得する方法。 - 前記第1の画像フレームの少なくとも一部と前記第2の画像フレームの少なくとも一部とを減算操作を用いて結合するステップと、
前記第3の画像フレームの少なくとも一部と前記第4の画像フレームの少なくとも一部とを減算操作を用いて結合するステップと
をさらに備える、請求項32に記載のパノラマ画像を取得する方法。 - ガントリと、
前記ガントリに搭載され、X線放射線を出力するように構成された少なくとも1つのX線源と、
X線放射線を生成するよう前記少なくとも1つのX線源を制御するように構成されたコントローラと、
前記ガントリに搭載され、前記少なくとも1つのX線源からX線放射線を受信するように配置された検出器であって、第1のレセプタ(receptor)および第2のレセプタを含み、前記第1のレセプタが第1のエネルギースペクトルのX線放射線に基づく第1のフレームの画像データを出力するように構成され、前記第2のレセプタが第2のエネルギースペクトルのX線放射線に基づく第2のフレームの画像データを出力するように構成された、検出器と
を備える、パノラマX線システム。 - 前記検出器が、前記第1のレセプタおよび前記第2のレセプタの間に配置されたフィルタをさらに備える、請求項34に記載のシステム。
- X線放射線を発生させるステップと、
ガントリに搭載され第1のレセプタおよび第2のレセプタを有する検出器を用いて、第1のエネルギー特性を有する前記X線放射線に基づいて第1のフレームの画像データを前記第1のレセプタで検出するステップと、
前記第1のエネルギー特性と異なる第2のエネルギー特性を有する前記X線放射線に基づいて第2のフレームの画像データを前記第2のレセプタで検出するステップと、
前記ガントリを回転させるステップと、
前記第1および第2のフレームの画像データに少なくとも部分的に基づいてパノラマ画像を生成するステップと
を備える、パノラマ画像を取得する方法。 - 前記第1のレセプタおよび前記第2のレセプタの間で放射線をフィルタリングするステップをさらに備える、請求項36に記載の方法。
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