JP2016507306A - プレショットに基づくx線コリメータのサイズ及び位置調整 - Google Patents
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Abstract
Description
被検体の画像取得用のX線放射を生成するように構成されたX線源と;
X線放射をコーン状放射線にコリメートするように構成されたコリメータであって、コーン状放射線は、画像を取得するときに、被検体の関心領域を照射する、コリメータと;
被検体を通過した後のX線放射を記録するように構成された可搬式放射線検出器と;
プレショット(pre-shot;予備的照射)のイメージング段階において、コリメータの仮設定で、検出器によって取得されたスカウト画像を受信するように構成された視野補正手段であって、仮設定によって検出器に衝突する低照射量のコーン状放射線がもたらされ、低照射量のコーンは、検出器の画像平面において、検出器の表面積よりも小さい第1の断面を有する、視野補正手段と;を有しており、
視野補正手段は、スカウト画像を使用して、後続のイメージング段階のための視野補正情報を定めるようにさらに構成されており、視野補正情報は、コリメータの補正後の設定を決定するためのコリメーション補正情報を含み、
ここで、後続のイメージング段階において、コリメータの補正後の設定によって、検出器に衝突する高照射量のコーン状放射線がもたらされ、高照射量は、低照射量よりも照射量が高く、高照射量のコーン状放射線は、検出器の画像平面において、第1の断面よりも大きい第2の断面を有しており、高照射量のコーン状放射線は、i)検出器の表面積と実質的に同延である、又はii)第1の断面の対称的な拡大部であり且つその全体において検出器の表面領域内に延びる。
本発明によれば、コリメータの補正設定をより正確に決定することができる。プレショットが、小さな仮コリメータ設定に適用され、検出器よりもはるかに小さい照射視野が得られる。このプレショットについて検出器上の断面及び位置を決定することにより、ユーザは、既知の仮コリメータ設定に基づいて、後続のイメージング中に使用すべきコリメータの最適な設定を計算することができる。
一実施形態によれば、補正手段は、コリメータ補正情報を定めるときに、スカウト画像を使用してイメージング装置のSID(ソースから画像レセプタまでの距離、すなわちX線源と検出器との間の距離)を計算する。
一実施形態によれば、補正手段は、スカウト画像を使用して、i)低照射量のコーン状放射線の中心ビームが検出器の表面を照射する位置と、ii)検出器の表面領域の中心点との間の偏差を計算し、偏心情報を定める。
一実施形態によれば、X線装置は、定められた視野補正情報を使用して、この補正情報を現在の仮コリメータ設定に適用し、後続のイメージング段階のための補正されたコリメータ設定を自動的に行うように構成されたコリメーション制御装置を含む。
一実施形態によれば、X線装置は、偏心情報を使用して、検出器の画像平面に対して平行な平面にX線源を移動させ、コーン状放射線の中心合わせ動作を行うように構成されたX線管の位置制御装置を含む。
本明細書で使用される「コーン状放射線」は、コリメータ開口と、殆どの一次放射線で照射され又は「あふれている(flooded)」検出器表面との間の体積の形状を指す。「コーン」は、本明細書中で広範な数学的な意味で使用されており、特に従来の円形コーンだけでなくピラミッド形状のコーンも含む。特に、本明細書で使用されるコーンは、本発明装置を「コーンビーム」のイメージング装置に限定することを意味していない(専門用語は、しばしば、例えばファンビームのイメージング装置等から区別するために使用される)。
検出器の画像平面におけるコーン状放射線の「断面」とは、検出器の放射線受光面によって規定される平面において、コーン状放射線によって形成される照射野又はFoVである。
本発明の例示的な実施形態について、以下の図面を参照しながら説明する。
一実施形態によれば、装置100は、「台車(dolly)タイプ」であり、患者PATに対して便利な位置で位置付けできるように、ローラー付きの車台を含む。イメージング装置100を操作するために臨床従事者(以下においてオペレータとも呼称される)用のオペレータ側コンソールCONがある。オペレータは、このコンソールCONを用いて、例えばこのコンソールCONに接続されたジョイスティックやペダル又は他の適切な入力手段を作動させることにより、個々のX線照射を放出することによって画像の取得を制御することができる。
X線管XRは、ハウジング内に配置されおり、このハウジングには、X線管XR(以下、「チューブ」とも言う)から放出される放射線をコリメートするコリメータが含まれる。
図1に示すように、移動式又は可搬式検出装置Dが存在する。
参照が、ここで図2について行われ、この図2は、イメージング装置の構成要素の部分切断図を提供し、且つ本明細書で提案されるモジュールの機能を明らかにするのに役立つ。モジュールMODは、視野設定の決定手段/補正手段CSを含む。一実施形態によれば、コリメーション制御装置CCが存在する。更なる実施形態では、X線管の位置調整制御装置XRCが存在する。一実施形態では、グラフィック表示制御装置GDCが存在する。
最後に、全自動の実施形態では、ブレードは、コリメータ補正情報を受信すると制御コマンドを発するコリメータ制御装置CCに応答する。換言すれば、全自動の実施形態では、ユーザとの相互作用が、コリメータブレードCBの動作中に必要とされない。
モジュールの動作について、以下でより詳細に説明する。
検出器Dの全表面に対して小さなスカウト画像SIが、好ましくは無線通信を介して、モジュールのインターフェイス又は入力ポートで受信され、次に、視野設定決定手段CSに転送される。決定手段CSは、次に、スカウト画像のそれぞれの中心点と検出器表面の既知の中心点とを比較することにより、偏心情報を定めるように動作する。前述したように、図5に示されるような面内画像ベクトルVは、偏差を測定するために確定することができる。
図3Cに示される状況は、回避すべき状況であり、且つ明確にするためにここに示されている。シナリオ3Cでは、画像は、「過度なコリメーション」で取得される。図から分かるように、画像平面πのコーン状放射線の断面は、検出器表面よりも大きく、特に画像平面を越えて延びている。この状況は、オペレータと患者との両方が不必要な放射線量を被ることになるので、回避すべきである。
検出器Dの傾斜が考慮される実施形態では、X線管の新しい中心位置は、検出器の傾斜した座標系で計算することができる。
いずれかの実施形態では、プレショット画像又はスカウト画像を他の公知の方法で使用して、これらの画像から、フォローアップ画像のために使用されるような目の前の患者についての正しい(一般的により高い)放射線量を推定することができる。その提案された放射線量は、次に、画面M上でユーザに表示され、このユーザは、そのように算出された照射量を受け入れるかどうか、又はオペレータが、データベースから検索された事前に規定した照射量に戻すことを望むかどうかを決定することができる。一実施形態では、この装置は、これらの値のいずれかを無効にする、及び完全に異なる照射量を選択するような機会を可能にする。「適切な」X線画像は、ここではイメージング段階において、以前のプレショット段階よりも高照射量の補正された視野で取得することができる。
ステップS601において、移動式X線イメージング装置が、患者に対して位置付けされ、移動式/可搬式検出器は、患者がイメージング装置のX線管と移動式検出器との間に存在するような位置にもたらされる。(コリメータ開口サイズ及び推定SIDに基づく)プレショット画像サイズ、及び対応するkV、mAs、標的SID値が、仮のFoV設定として選択される。ステップS602で、データベースに照会してこれらの値を取得することができる。X線の照射量は、達成すべき所望の画像コントラストを考えると、目の前の患者について予定される照射量未満の照射量を意図的に選択する。
次に、ステップS612において、コリメータ及び/又はX線管を電動駆動するかどうかが確定される。
ステップS660において、コリメータブレードは、1つ又は複数のアクチュエータによってコーン状放射線を形成するように通電され、検出器の画像平面におけるコーン状放射線の断面が、検出器の全表面と実質的に同延となる。
ステップS680に進む前に、ステップS655で、補正照射量が、現在の患者の特徴に応じて増量される。特に、X線管のkV、mAs値が、次に調整され、後続のイメージング又は取得段階で使用される。一実施形態では、mA値の計算は、プレショット・スカウト画像SIで測定された画像信号及び予め規定された標的値に基づくものであり、換言すると、後続のイメージング段階での最終mAsmAs値は、
最終mAs=プレショットmAs*標的信号/プレショット_信号
である。
散乱防止グリッドが取り付けられていない場合には、偏心情報が、ステップS670で画面上に表示され、ステップS675で、画像を切り取ることなく、最大のコリメータウィンドウを与えるであろうコリメータ設定(特にその開口)を手動で変更するようにユーザ/オペレータに要請する。
フォローアップ画像は、次に、ステップS680で前述したように取得することができる。
ステップS640で、現在の視野が偏心していないことが確定された場合に、又は依然として十分に中心合わせが確定された場合に、「適切な」フォローアップ画像は、ステップS680で、イメージング段階で取得することができる。
しかしながら、ステップS640で、視野設定が偏心していることが確定された場合には、この事実が、ステップS650でユーザに示される。ユーザは、次に、前述したように、ステップS665でX線管位置を調整し、及び/又はステップS675でコリメータブレードを手動で調整することができる。フォローアップ画像は、次に、ステップS680で取得することができる。
散乱防止グリッドが所定の位置に存在しない場合には、偏心情報が、ステップS670で、画面上に表示され、ステップS675で、コリメータを手動で移動するようにユーザに要請する。
フォローアップ画像は、次に、ステップS680で取得することができる。ステップ630で、散乱防止グリッドが所定の位置に存在していることが確定された場合には、次に、ステップS615で、視野設定が偏心しているかどうかが照会される。
しかしながら、現在の視野設定が偏心していることが確定された場合には、この事実は、ステップS645でユーザに示され、ステップS665で、計算された補正情報に従ってX線管を焦点位置に手動で移動するように要請する。画像は、ステップS680で前述したように、取得することができる。
従って、コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態の一部となり得るコンピュータ装置に保存してもよい。この計算装置は、上述した方法のステップを実行するか、又はこれらステップの実行を誘導するように適合することができる。また、上述した装置の構成要素を操作するように適合してもよい。計算装置は、ユーザの命令を自動的に演算する及び/又は実行するように適合することができる。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードしてもよい。データプロセッサは、従って、本発明の方法を実行するように装備することができる。
これより先、コンピュータプログラム要素は、上述したように本方法の例示的な実施形態の手順を遂行するために必要な全てのステップを提供することができる。
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体等の適切な媒体に記憶され及び/又は分散させることができるが、インターネットや他の有線又は無線通信システム等を介して、他の形式で配布してもよい。
Claims (12)
- 画像取得用X線装置であって、当該装置は:
被検体の画像取得用のX線放射を生成するように構成されたX線源と;
前記X線放射をコーン状放射線にコリメートするように構成されコリメータであって、前記コーン状放射線は、画像を取得するときに、前記被検体の関心領域を照射する、コリメータと;
前記被検体を通過した後のX線放射を記録するように構成された可搬式放射線検出器と;
プレショットのイメージング段階において、前記コリメータの仮設定で、前記検出器によって取得されたスカウト画像を受信するように構成された視野補正手段であって、仮設定によって前記検出器に衝突する低照射量のコーン状放射線がもたらされ、低照射量のコーンは、前記検出器の画像平面において、前記検出器の表面積よりも小さい第1の断面を有する、視野補正手段と;を備えており、
前記視野補正手段は、前記スカウト画像を使用して、後続のイメージング段階のための視野補正情報を定めるようにさらに構成されており、前記視野補正情報は、前記コリメータの補正後の設定を決定するためのコリメーション補正情報を含み、
ここで、後続のイメージング段階において、前記コリメータの補正後の設定によって、前記検出器に衝突する高照射量のコーン状放射線がもたらされ、前記高照射量は、前記低照射量よりも照射量が高く、前記高照射量のコーン状放射線は、前記検出器の画像平面において、第1の断面よりも大きい第2の断面を有しており、前記高照射量のコーン状放射線は、i)前記検出器の表面積と基本的に同延である、又はii)第1の断面の対称的な拡大部であり且つその全体において前記検出器の表面領域内に延びる、
装置。 - 前記補正手段は、前記コリメータの補正情報を定めるときに、前記スカウト画像を使用して、ソースから画像レセプタまでの距離を計算する、
請求項1に記載の装置。 - 前記補正手段は、前記スカウト画像を使用して、i)前記低照射量のコーン状放射線の中心ビームが前記検出器の表面を照射する位置と、ii)前記検出器の表面領域の中心点との間の偏差を計算し、偏心情報を定める、
請求項1又は2に記載の装置。 - 前記補正情報をレンダリングして画面上に表示するためのグラフィック表示制御装置を含み、そのように表示された場合に、前記補正情報は、前記検出器の画像平面に対して平行な面において、ソースから画像レセプタまでの距離及び/又はX線管の位置を手動で変更するようにユーザを案内し、前記視野補正を実行するように構成されている、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の装置。 - 前記定められた視野補正情報を使用して、該補正情報を前記コリメータに適用し、後続のイメージング段階のための補正されたコリメータ設定を自動的に行うように構成されたコリメーション制御装置を含む、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の装置。 - 前記視野補正の演算の適用によって、前記検出器の表面領域の中心点に対して中心合わせされた高照射量のコーン状放射線がもたらされ、コリメーション制御装置は、前記偏心情報を使用して、前記コリメータの少なくとも一つの可動式シャッターを調整する、
請求項3に記載の装置。 - 前記偏心情報を使用して、前記検出器の画像平面に対して平行な平面に前記X線源を移動させ、コーン状放射線の中心合わせ動作を行うように構成されたX線管の位置制御装置を含む、
請求項3に記載の装置。 - 前記X線装置は、移動式装置である、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の装置。 - 前記コリメータは、非対称型コリメータであり、ここで前記中心合わせは、前記非対称型コリメータの個々のシャッターを独立して移動することによって、前記X線源を移動させずに行われる、
請求項6に記載の装置。 - X線イメージング装置の視野設定を補正する方法であって、当該方法は:
プレショットのイメージング段階において、コリメータの仮設定で、X線装置により取得されたスカウト画像を受信するステップであって、仮設定によって該スカウト画像を取得するための、移動式検出器に入射する低照射量のコーン状放射線がもたらされ、低照射量コーンは、前記検出器の画像平面において、前記検出器の表面積よりも小さい第1の断面を有する、受信するステップと;
前記スカウト画像に基づいて、その後イメージング段階のための視野補正情報を定めるステップと;を含み、
前記視野補正情報は、前記コリメータの補正された設定を決定するためのコリメーション補正情報を含み、補正された設定によって前記検出器に衝突する高照射量のコーン状放射線がもたらされ、前記高照射量は、前記低照射量よりも照射量が高く、及び前記高照射量のコーン状放射線は、前記検出器の画像平面において、第1の断面よりも大きい第2の断面を有しており、前記高照射量のコーン状放射線は、i)前記検出器の表面積と基本的に同延である、又はii)第1の断面の対称的な拡大部であり且つその全体において、前記検出器の表面領域内に延びる、
方法。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の装置を制御するためのコンピュータプログラムであって、処理装置によって実行されたときに、請求項10に記載の方法のステップを実行するように適合される、コンピュータプログラム。
- 請求項11に記載のプログラムを内部に格納したコンピュータ可読媒体。
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