JP2022529119A - 静的ゲイン較正 - Google Patents

Abstract

イメージング用のＸ線システム１、１０及びゲイン較正方法が開示される。システムのアセンブリ４、１４は、異なるスキャン座標に移動して、アセンブリが移動する動的モードで複数のスキャン座標においてＸ線投影画像を取得できる。アセンブリはまた、所定の基準座標に移動して、アセンブリが静止する静的モードで基準座標においてＸ線投影画像を取得できる。Ｘ線システムに含まれる少なくとも１つの処理ユニット５は、複数の動的ゲイン較正パラメータを第１の入力として受信し、静的ゲイン較正パラメータを第２の入力として得て、複数の調整された動的ゲイン較正パラメータを決定する。各動的ゲイン較正パラメータは、スキャン座標のうちの１つにおいて、動的モードで取得したＸ線投影画像から得られる。静的ゲイン較正パラメータは、所定の基準座標において、静的モードで取得したＸ線投影画像から得られる。

Description

本発明は、Ｘ線システム及びＸ線システムのゲイン較正方法に関連する。

高度なＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）又はコーンビームコンピュータ断層撮影（ＣＢＣＴ）スキャナを正確かつ確実に動作させるには、フィールドサービスエンジニアが毎年実施するフル較正が必要である。頻繁に使用されるＣＴ又はＣＢＣＴスキャナでは、より一層定期的な較正が必要になり、この場合、複雑でない較正手順が最もコスト効率の高いソリューションとなる。定期的な較正スキャンの実行は、時間のかかる手順であり、その間、ＣＴ又はＣＢＣＴスキャナを患者に使用できないため、十分に事前に予定を決定する必要がある。

２０１５年４月１６日の米国特許出願第２０１５／０１０３９７２Ａ１号（ＢＲＥＤＮＯ他）に、フレキシブルなＸ線ＣＴ／ＣＢＣＴシステムにおける画像均一性補正のためのゲイン較正が、線源及び検出器を含むシステム要素の相対的な動作の結果として必要であるとして説明されている。システム要素の相対的な動作は、このようなフレキシブルなシステムに構造的剛性が不足していることにより引き起こされ、システムの摩耗やアームの動作などの影響を増幅する。システム要素間の可能な相対的な動作にもかかわらずゲイン較正を達成するために、動きレイヤ分解ユニット及び方法が開示され、これにより、取得したＸ線投影画像データが、異なるガントリ方向におけるシステム要素の相対位置の指示に分解される。分解ユニットへのさらなる入力データとしてセンサ入力が貢献し得る。補正ユニットが、このように得られた異なるガントリ方向におけるシステム要素の相対位置の指示を使用して、測定された減衰を補正する。

提案されている分解ユニット及び方法では、各システム要素の位置情報を取得する。これにより、典型的に多要素であるＸ線システムのゲイン較正がより複雑になる。正確なゲイン較正結果は、システム要素の最初の位置の正確な測定に対してのみ達成され、十分なゲイン較正を得るには、分解ユニットへの追加のセンサ入力が必要になる。さらに、説明されているゲイン較正及び均一性補正方法では、各ガントリ位置でＸ線投影画像データを取得する。これにより、様々なアームの動作を伴う多種多様なスキャン軌跡が存在し、それぞれに専用の較正スキャンが必要である、フレキシブルなＸ線ＣＴスキャナでは、較正方法は時間がかかるものになる。

このように、ＣＴ／ＣＢＣＴスキャナの使用頻度が高く、広く普及していることから、より高速で要求の少ないゲイン較正方法が所望される。

画像誘導診断及び介入手順において、例えば血管系、心血管系、非血管系、及び神経系の介入又は診断に関連する診断及び低侵襲手術の医学分野において、よりフレキシブルなオープンガントリＸ線イメージングシステムの大規模な導入に向けた傾向がある。医用イメージング用のこれらのよりフレキシブルなオープンＸ線システムは、介入手順中に患者への及び患者周辺のより優れたアクセス可能性を提供すると同時に、イメージング目的での不要な患者の再配置を最小限に抑える。高速取得プロトコルと併用することで、例えば手術室における画像誘導に依存する手順の時間が節約でき、手術室の使用期間が効果的に短縮される。よりフレキシブルなオープンＸ線システムの欠点は、クローズドガントリを備えた永久設置されたＣＴスキャナと比較して、構造的剛性が低いことである。これにより、機械的振動、機械的荷重、オープンガントリの動作中の力学的な力などに対する感度が増加する。これらはすべて、Ｘ線源、コリメータ及びフィルタ、Ｘ線検出器、Ｘ線散乱防止グリッドなどの構成要素を含む重要なシステム構成要素の互いに対する幾何学的位置合わせに大きな影響を与える。例えば動作、回転、又は加速中にそれぞれフレキシブルなＣアーム／Ｃアーク内に存在しかつそれらに作用する振動及び曲げ力によって、一般に、線源内のＸ線管と、散乱防止グリッドが取り付けられている場合がある検出器との相対位置が変化する。Ｘ線管と検出器との位置のわずかな変化でも、検出器によって検出される白色照射野の照射パターンに顕著な変化が生じる。検出器に投影される散乱防止グリッドの影もまた、Ｃアークの速度及び加速度によって大きくずれる可能性がある。例えば適切な較正方法によって正しく考慮されなければ、通常、これらの影響により、不要なアーチファクトが発生して再構成画像の品質が悪化する。これは、Ｘ線投影画像の取得中に検出器のゲインが歪むことによって最初にかつ最も顕著になる。このゲインは、個々のシステム構成要素のそれぞれの位置が変化しない理想的な剛体システム幾何学的配置に対して記録された理想的なゲインから動的に逸脱する。

したがって、本発明の実施形態は、不要な時間依存ゲイン変動を簡単かつより迅速に低減及び／又は補正するための適切なゲイン較正方法、及びそれを適用する関連のＸ線イメージングシステムを提供することを目的とする。

上記の目的は、本発明による方法及びデバイスによって達成される。

一態様によれば、イメージング用のＸ線システムは、線源及び検出器を有するアセンブリを含む。検出器は、線源によって放出された放射線を、イメージング領域を横断した後に検出するために、線源から離れて配置されている。アセンブリは、イメージング領域の周りの少なくとも１つのスキャン軌跡によって定義される異なるスキャン座標に移動して、アセンブリが移動する動的モードで複数のスキャン座標においてＸ線投影画像を取得できる。アセンブリはまた、所定の基準座標に移動して、アセンブリが静止する静的モードで基準座標においてＸ線投影画像を取得できる。Ｘ線システムに含まれる少なくとも１つの処理ユニットは、複数の動的ゲイン較正パラメータを第１の入力として受信し、静的ゲイン較正パラメータを第２の入力として得て、少なくとも、受信した第１の入力及び得られた第２の入力に基づいて、複数の動的ゲイン較正パラメータの各々に対応する複数の調整された動的ゲイン較正パラメータを決定する。各動的ゲイン較正パラメータは、動的ゲイン較正期間中に、少なくとも１つのスキャン軌跡のスキャン座標のうちの１つにおいて動的モードで取得したＸ線投影画像から得られる。静的ゲイン較正パラメータは、静的ゲイン較正期間中に、所定の基準座標において静的モードで取得したＸ線投影画像から得られる。静的ゲイン較正期間の開始時間は、静的ゲイン較正期間と動的ゲイン較正期間とが時間的にオーバーラップしないように、動的ゲイン較正期間の開始時間よりも後に発生する。

特定の実施形態によれば、少なくとも１つの処理ユニットはまた、さらなる静的ゲイン較正パラメータを第３の入力として得て、受信した第１の入力、得られた第２の入力、及び得られた第３の入力に基づいて、複数の調整された動的ゲイン較正パラメータを決定する。さらなる静的ゲイン較正パラメータは、動的ゲイン較正期間に直ぐ続く最初の静的ゲイン較正期間中に、所定の基準座標において静的モードで取得したＸ線投影画像から得られる。最初の静的ゲイン較正期間の開始時間は、最初の静的ゲイン較正期間と後続の静的ゲイン較正期間とが時間的にオーバーラップしないように、静的ゲイン較正期間の開始時間に先行する。

特定の実施形態によれば、少なくとも１つの処理ユニットはさらに、静的ゲイン較正期間の終わりに又は静的ゲイン較正期間に続いて複数の調整された動的ゲイン較正パラメータを決定する。

別の態様によれば、イメージング用のＸ線システムのゲインパラメータの較正方法が開示される。Ｘ線システムは、線源と、複数のピクセル要素を有する検出器とを含む。線源及び検出器は、イメージング領域の周りの少なくとも１つのスキャン軌跡によって定義される異なるスキャン座標に一緒に移動して、移動する動的モードで複数のスキャン座標においてＸ線投影画像を取得でき、また、所定の基準座標に一緒に移動して、静止する静的モードで基準座標においてＸ線投影画像を取得できる。本方法は、複数の動的ゲイン較正パラメータを得るステップと、静的ゲイン較正パラメータを得るステップと、少なくとも、得られた複数の動的ゲイン較正パラメータ及び得られた静的ゲイン較正パラメータに基づいて、複数の動的ゲイン較正パラメータの各々に対応する複数の調整された動的ゲイン較正パラメータを決定するステップとを含む。各動的ゲイン較正パラメータは、動的ゲイン較正期間中に、少なくとも１つのスキャン軌跡のスキャン座標のうちの１つにおいて動的モードで取得したＸ線投影画像から得られる。静的ゲイン較正パラメータは、静的ゲイン較正期間中に、所定の基準座標において静的モードで取得したＸ線投影画像から得られる。静的ゲイン較正期間の開始時間は、静的ゲイン較正期間と動的ゲイン較正期間とが時間的にオーバーラップしないように、動的ゲイン較正期間の開始時間よりも後に発生する。

本明細書で説明するゲイン較正方法が特に有用であるイメージング用のＸ線システムは、移動式及び永久設置されたＣアームＸ線イメージングシステムなど、よりフレキシブルなオープンガントリＸ線イメージングシステムである。しかしながら、本明細書で説明するゲイン較正方法は、クローズドガントリを有する従来のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線イメージングシステムにも適用できる。

本発明の実施形態には、システムが設置されている施設のユーザ又は経験豊富なフィールドエンジニアによって行われるＸ線ＣＴ又はＣＢＣＴシステムの定期的な静的ゲイン（再）較正が促進されるという利点がある。このゲイン較正は、システムオペレータが利用できるすべての軌跡に対応する回転スキャンが必要となるわけではなく、限られた数のはるかに速い静的スキャンしか必要でないため、時間のかからないやり方で実行できる。そのため、頻繁に使用するＸ線ＣＴ及びＣＢＣＴシステムでも、コスト効率及び時間効率に優れたやり方で品質保証が保証される。

本発明の実施形態には、静的ゲイン較正が再構成画像データのアーチファクトの低減につながり、吸収係数をより正確に決定できるという利点がある。

本発明の実施形態には、取得したＸ線投影データの不均一性補正及び／又は再構成画像データの補正に静的ゲイン較正を使用できるという利点がある。

本発明の実施形態には、既存のＸ線システム及びスキャン手順、プロトコルなどに静的ゲイン較正を簡単に組み込むことができるという利点がある。

本発明の実施形態には、移動式又は固定式ＣアームＸ線システムなど、よりフレキシブルな又はオープンＸ線システムでも静的ゲイン較正を使用できるという利点がある。

本発明の実施形態には、静的ゲイン較正では、ゲイン較正パラメータの調整にエアスキャンを使用できるため、ファントムに依存しないという利点がある。

本発明のいくつかの実施形態には、例えばＸ線システムの設置時又は１回以上の定期的な点検間隔中の最初の較正スキャン中に得られた、以前のゲイン較正の結果として得られたパラメータを、Ｘ線システムのストレージユニット又はネットワークドライブ上のデータレコードに保存して、後続の静的ゲイン較正中に再利用できるという利点がある。

本発明の特定及び好ましい態様は、添付の独立請求項及び従属請求項に記載されている。従属請求項の特徴は、独立請求項の特徴や他の従属請求項の特徴と適宜組み合わせることができ、単に請求項に明示的に記載されているわけではない。

本発明、並びに先行技術を上回って達成された利点について要約するために、本発明の特定の目的及び利点については、上記で説明している。当然ながら、このような目的又は利点のすべてが、発明の特定の実施形態に従って達成されるとは限らないことを理解されたい。したがって、例えば、当業者は、本明細書で説明した１つの利点又は利点のグループを、本明細書で説明又は提案した他の目的又は利点を必ずしも達成することなく、達成又は最適化するやり方で、本発明が具現化又は実行され得ることを認識するであろう。

本発明の上記及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかになり、また、当該実施形態を参照して説明される。

本発明について、単なる一例として、添付の図面を参照してさらに説明する。

図１は、本発明の実施形態による移動式ＣアームＸ線イメージングシステムを示す。 図２は、本発明の実施形態による永久設置されたＣアームＸ線イメージングシステムを示す。 図３は、本発明の実施形態による、Ｘ線イメージングシステムのゲインパラメータを較正するための方法のフローチャートである。

図面は、概略に過ぎず、限定的ではない。図面では、要素のうちのいくつかは、サイズが誇張され、例示を目的として縮尺通りではない場合がある。寸法及び相対寸法は、必ずしも本発明の実行に対する実際の縮小に対応するものではない。

特許請求の範囲における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

異なる図面では、同じ参照記号が同じ又は類似した要素を指す。

本発明は、特定の実施形態に関して、また、いくつかの図面を参照して説明されるが、本発明は、それらに限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

特許請求の範囲において使用される「含む」という用語は、その後に列挙された手段に限定されていると解釈されるべきではないことに気付くべきである。当該用語は、他の要素又はステップを除外しない。したがって、当該用語は、参照された規定された特徴、整数、ステップ、又は構成要素の存在を明記しているが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、若しくは構成要素、又はそれらのグループの存在又は追加を除外するものではないと解釈されるべきである。したがって、「手段Ａと手段Ｂとを含むデバイス」という表現の範囲は、構成要素Ａ及びＢだけで構成されるデバイスに限定されるべきではない。当該表現は、本発明に関して、デバイスの関連性のある構成要素はＡ及びＢだけであることを意味している。

本明細書全体を通して「一実施形態」又は「実施形態」への参照は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書全体を通してさまざまな場所で「１つの実施形態では」又は「実施形態では」という語句の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、本開示から当業者には明らかな任意の適切なやり方で１つ以上の実施形態に組み合わせることができる。

同様に、本発明の例示的な実施形態の説明では、本発明の様々な特徴が、開示を合理化し、様々な発明の態様のうちの１つ以上の理解を助けるために、１つの実施形態、図、又はその説明にまとめられる場合があることを理解されるべきである。しかしながら、この開示方法は、請求項に係る発明が各請求項で明示的に記載されているものよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映しているとして解釈されるものではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映しているように、発明の態様は、前述の１つの実施形態のすべての特徴よりも少ないところにある。したがって、詳細な説明に続く特許請求の範囲は、この詳細な説明に明示的に組み込まれ、各請求項は本発明の別個の実施形態としてそれ自体で存在する。

本明細書に提供されている説明では、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの具体的な細部なしで実行され得ることが理解される。他の場合では、よく知られている方法、構造、及び技術については、本説明の理解を不明瞭にしないために詳細には示されていない。

図１を参照して、移動式ＣアームＸ線イメージングシステム１の例示的な実施形態が示されている。移動式Ｃアームシステム１は、例えば一般的なＣ形状を採用したアーチ型の機械的支持構造であるアセンブリ４を含む。アセンブリは、その対向する端部に線源２及び検出器３が設けられている。放射Ｘ線は、Ｘ線源２によって生成され、放出され、線源２から離れて反対側に配置されている検出器３の上面に到達する前に、放射Ｘ線が散乱及び／又は吸収される関心のイメージング（ボリュメトリック）領域を横断する。被験者又は物体のスキャンにおいて、放出された放射Ｘ線は、空気中で発生する散乱及び吸収の量に加えて、被験者（例えば患者）又は物体（例えばファントム）によってさらに散乱及び／又は吸収される。検出器３は、入射した放射Ｘ線信号を、画像処理及び再構成に適した電気信号に変換する。線源から検出器までの距離は通常、スキャン対象の物体（例えばファントム）又は被験者（例えば患者）が、例えば７０ｃｍ～１４０ｃｍの範囲（例えば約１００ｃｍ）の空域に収まるような距離である。線源から検出器までの距離は、線源から検出器までの距離と比較して小さい前述の位置変化を無視して設計により固定されている場合や、ある距離範囲で調整できるように設計されている場合がある。図１では、線源２は一番上の位置に示されているが、多くの場合、好ましくは、医療スタッフの放射線防護を向上させるために、Ｃアームイメージングシステム１を、線源２が被験者サポート（例えばカウチ）の下に置かれるカウチ下構成で操作する。Ｘ線源２は、例えばＤＣ変換ブロックや高周波発生器ブロックであるＸ線発生器ブロックと、例えば固定又は回転式の陽極管であるＸ線管とを含んでＸ線を生成して放出する。放出されるＸ線スペクトルは通常、多色である。そのため、Ｃアームイメージングシステム１は、さらに１つ以上のフィルタ要素及び／又はビーム成形要素を含み得る。適切なＸ線検出器３が、好ましくは、フラットパネル検出器として提供される。つまり、Ｘ線イメージングシステム及びその較正方法は、一般にコーンビームＣＴ用に考案されている。しかしながら、本発明の実施形態による較正方法はまた、クローズドガントリを有する従来のファンビームＣＴスキャナにも適用されてもよい。ただし、後者の利点は、ガントリ構造がより剛性であることからあまり顕著ではない。検出器３がフラットパネル検出器として提供されている場合、パルス線源２が一般的に使用される。フラットパネル検出器は、その高さプロファイルが低いことを考慮して有利であり、これにより、Ｃアームアセンブリ４の端部間の大きなアクセス可能な空間、より広いダイナミックレンジ、及び歪みのないイメージング品質がもたらされる。あるいは、検出器３は、カメラユニットに結合された画像増強ユニットを含んでもよい。

アセンブリ４は、アーム１１を介して移動式ワークステーション９に機械的に接続されている。空間内のＣアームアセンブリ４の様々な向き及び位置に関連する様々な投影に対応する、複数のスキャン座標におけるＸ線投影画像データを収集するには、空間内のＣアームアセンブリ４の向きをモーションコントローラで制御する。例えばＣアームアセンブリ４は、例えば頭部／尾部のアンギュレーション方向に沿ってロール軸の周りを回転させることによって、第１の方向Ａに回転可能であり、及び／又は、例えば右角度斜め／左角度斜め回転方向に沿ってプロペラ軸の周りを回転させることによって、第２の方向Ｐに回転可能である。プロペラ軸の周りの動作は、アーム１１自体の旋回によって、又は、アーム１１に対するＣアームアセンブリ４の旋回を介して得られる。異なるスキャン座標の各々において、線源２はトリガされてＸ線パルスを放出し、検出器３は適切に設定された照射時間で対応するＸ線投影画像を捕捉する。プロペラ軸及び／又はロール軸の周りの回転は段階的に行われて、関心のボリュメトリックイメージング領域の２Ｄ又は３Ｄ画像再構成のために、様々なアンギュレーション角度及び／又はプロペラ角度におけるＸ線投影画像データのシーケンスが記録される。再構成画像を得るために、コーンビームＣＴ用のフェルトカムプ（Ｆｅｌｄｋａｍｐ）アルゴリズムやそのバリエーションなど、当業者に既知である、利用可能なコーンビームＣＴ画像再構成アルゴリズムを使用できる。回転スキャン用のスキャン軌跡には、１００度～３６０度（例えば１００度～２４０度）の角度スキャン範囲が含まれ得る。例として、回転スキャンは、＋９０度～－４５度のアンギュレーション角度について、及び／又は＋１３５度～－１３５度のプロペラ角度に対して行われる。

Ｃアームの座標系は、アイソセンタ（例えば長手方向又は頭部／尾部方向のｘ軸、横断向又は左／右の角度斜め（ＬＡＯ／ＲＡＯ）のｙ軸、及び高さ方向又は背部／腹部方向のｚ軸）に関して定義される。したがって、システム構成要素の相対位置は、この座標系に関して指定できる。取得したＸ線投影画像の投影ビューは、このような座標系で方向指定ベクトル又は関連するスキャン座標として、また、座標系内の曲線として定義できるスキャン軌跡全体として表すことができる。スキャン軌跡の曲線は、曲線に沿った特定の投影ビューを表す、接続されたスキャン軌跡点（例えばスキャン座標）の集合を介して定義できる。補間法を使用して、（例えばイメージングプロトコルによって定義される）スキャン軌跡点の集合内の後続のスキャン軌跡点の間に配置し、結果として得られる曲線の平滑度又は経路固有のアスペクトを向上する場合に接続する追加のスキャン軌跡点を生成できる。例えば経路固有のアスペクトは、オープンガントリの速度又は加速に関連し、許容されるアンギュレーション及び回転範囲、画像解像度、全体的なスキャン速度などに関連する。例えば、取得されるＸ線画像投影（例えばビュー）が少なく、呼吸などの被験者の動きに起因する動きアーチファクトを低減する高速スキャン軌跡と、より多くのＸ線画像投影（例えばビュー）が取得されることで再構成される画像の解像度が向上する、このスキャン軌跡の対応する低速バージョンとの両方のオプションを提供することが有利であり得る。

移動式ワークステーション９は、グラフィカルユーザインターフェースを提供するディスプレイユニット８を含むか、又は代替実施形態では、例えばリモートスクリーン又はインタラクティブタッチスクリーンであるグラフィカルユーザインターフェースを提供する別のディスプレイユニットに接続可能である。グラフィカルユーザインターフェースを有するディスプレイユニット８により、Ｃアームイメージングシステム１とのユーザフレンドリな対話が可能になる。例示的な対話には、スキャン座標、スキャン軌跡、スキャン速度、視野、イメージングプロトコル、取得モダリティ（例えば線源及び検出器の設定）などの選択又は定義が含まれる。さらに、メモリ又は画像／患者データベースから取り出した再構成画像や、画像誘導診断若しくは介入手順中に使用する再構成ライブ画像を含む、患者固有の詳細及び再構成コーンビームＣＴ画像がディスプレイユニット８に表示されてもよい。この結果、医師は、画像分析、コントラスト強調、サイズ又は長さ測定などを行うために、関心領域を選択できる。

ストレージユニット６が、移動式ワークステーション９に含まれてもよい。あるいは、ストレージユニット６を、別のリモートストレージユニット、例えばファイルホスティングシステム、サーバベース又はクラウドベースのストレージサービスなどの一部である集中型又は分散型の外部ストレージユニットとして実装することもできる。ストレージユニット６には、生の投影画像データ又はデータセット（例えばスキャン軌跡のスキャン座標の各々に対して取得されたＸ線投影画像のシーケンスを含む投影画像データセット）を保存できる。さらに、ストレージユニット６には、スキャンされる被験者に関するデータレコード、再構成画像、取得モダリティに関連するデータ、製造業者が提供するイメージングシステムデータ、較正データなども保存される。

さらに、移動式ワークステーション９はまた、例えばローカルエリア又はワイドエリアネットワーク（プライベートセキュアネットワークなど）、パブリックネットワーク（例えばインターネット）、クライアント－サーバ通信ネットワークなどのネットワーク７に接続できる有線又はワイヤレスネットワークインターフェースを提供する。これにより、分散アプリケーション配備の利点がもたらされる。これには、クライアント－サーバアプリケーションとして実行されるアプリケーション、サーバ及びクラウドベースのコンピューティング、リモート（グリッド）コンピューティングなどが含まれるが、これらに限定されない。加えて、ネットワークへのアクセス機能は、リモートストレージユニット／サービスに同時にアクセスできる。例えばワークステーション９を含むＣアームイメージングシステム１は、保存及び／又はサーバベースの画像再構成のために、取得したＸ線投影画像データをサーバに送信する。そして、サーバは、例えば表示又はローカルでのアーカイブのために、再構成された画像をクライアントワークステーション９に戻してもよい。

１つ以上の処理ユニット５が、Ｃアームイメージングシステム１に含まれ、例えば施設内のワークステーション９に含まれてもよい。あるいは、１つ以上の処理ユニット５の一部又はすべてが、分散処理に依存するイメージングシステム１の異なるサーバの場所など、複数の場所にあってもよい。このような場合、１つ以上のサーバ又はリモートコンピューティングデバイスが１つ以上の処理ユニット５を表し、ネットワーク７又は同等の通信リンクを介してワークステーション９によってアクセスされる。本発明の実施形態では、この１つ以上の処理ユニット５がゲイン較正方法のステップを行う。このステップについては、以下でより詳細に説明する。これに加えて、通常、処理ユニット５は、例えば均一性補正や前述の画像再構成を行うために、様々な画像処理タスクを行う。

図２を参照して、永久設置されたＣアームＸ線イメージングシステム１０の例示的な実施形態が示されている。このようなＣアームイメージングシステムは、天井マウントを介して永久設置され得る。天井マウントは、例えば最大２ｍ以上の横断方向の動作範囲及び最大２ｍ以上（例えば４ｍよりも大きい）の長手方向の動作範囲である、懸架Ｃアーム／Ｃアークアセンブリ１４の横断（横）方向及び／又は長手方向の変位を可能にする天井マウントレールシステムを含み得る。本発明の実施形態は、天井に取り付けられたオープンガントリに限定されない。代替の実施形態は、例えば床に取り付けられたＣアームアセンブリを含む。Ｃアームアセンブリ１４の懸架機構は、１つ以上の継ぎ手を有する機械的なリンク機構を含み得る。例えば１つ以上の回転継ぎ手により、懸架Ｃアームアセンブリ１４の非常にフレキシブルな位置決めを可能にして、関心のボリュメトリック領域周辺のＸ線投影画像をその関心領域（例えば人工弁の位置決め中の心臓）へのアクセス性を損なうことなく収集できる。図２では、回転継ぎ手が例示されており、懸架Ｃアームアセンブリ１４の単軸回転Ｑを可能にしている。しかしながら、本発明の実施形態は、単一の回転軸Ｑに限定されず、Ｃアームアセンブリ１４の機械的なリンク機構は、他の継ぎ手及びリンク（例えば懸架Ｃアームアセンブリ１４をターンテーブルの周りで回転させる回転可能なＬアーム）を含んで、さらなる自由度を提供できる。懸架Ｃアームアセンブリ１４自体が通常、２軸回転を可能にして、２つのさらなる自由度、すなわち、頭部／尾部方向の第１の回転動作Ａ（ロール軸の周りのアンギュレーションとも呼ばれる）、及びＲＡＯ／ＬＡＯ方向の第２の回転動作Ｐ（プロペラ軸の周りのプロペラ回転とも呼ばれる）を提供する。２つの回転動作Ａ及びＰは、従来のクローズドガントリＣＴスキャナと同様に、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）を使用した画像再構成のために複数のＸ線投影画像が収集される角度スキャンを可能にするが、より多くの自由度を提供し、被験者へのアクセス可能性を保証する。

一例として、Ｃアームイメージングシステム１０は、懸架Ｃアームアセンブリ１４の位置決め及び／又は例えばスキャン軌跡に沿った様々なＸ線投影ビューの収集のために、８自由度を含む。Ｃアームイメージングシステム１０の様々な動作は通常、モーションコントローラ又は制御システム（例えばスマートキネマティックエンジン）によって制御される。モーションコントローラ又は制御システムはまた、標準の所定又はユーザ定義の開始位置を入力として保存又は受信できる。例えばＣアームイメージングシステム１０には、正確な位置メモリ呼び出し機能が設けられている。Ｃアームアセンブリ１４が頭部位置にされる場合、スキャン軌跡に沿った角度スキャン範囲は、頭部方向及び尾部方向の両方における第１の動作Ａに対しては９０度、ＬＡＯ方向及びＲＡＯ方向における第２の動作Ｐに対してはそれぞれ１２０度及び１８５度として与えられる。あるいは、Ｃアームアセンブリ１４が左右位置にされる場合、頭部方向及び尾部方向における第１の動作Ａに対してはそれぞれ１２０度及び１８５度、ＬＡＯ方向及びＲＡＯ方向の両方における第２の動作Ｐに対して９０度として与えられる。

懸架Ｃアームアセンブリ１４もまた、互いから離れて互いに対向して配置されているＸ線源２及びＸ線感度検出器３を含む。一般に、Ｘ線源２及び検出器３は、Ｃアームアセンブリ１４のそれぞれの端部にしっかりと接続されているか、又は統合されている。線源から検出器までの距離は調整可能で、８０ｃｍ～１３０ｃｍの範囲にあり得る。エアスキャン及び被験者スキャンについては、前の実施例と同じものが適用される。Ｘ線源２及び検出器３の一般的な例は、前述のとおりである。

永久設置されたＣアームイメージングシステム１０の横には、ターンテーブル１７が設けられ、Ｃアームイメージングシステム１０と連携する。特に、ターンテーブル１７に含まれる患者サポート１９及びテーブルピボットユニット２０がさらに、Ｃアームイメージングシステム１０によって提供される自由度を補完する。ターンテーブル１７及びＣアームイメージングシステム１０は、連携して、拡大されたイメージング処理システムの一部を効果的に形成し得る。例えば患者サポートの長手方向の平行移動Ｔを、Ｃアームイメージングシステム１０の様々な位置決め角度と組み合わせて使用できる。平行移動Ｔは、被験者の長手方向の位置を調整したり、（例えば全身を対象とするために）Ｃアームイメージングシステム１０の長手方向スキャン範囲を拡張したりするために使用できる。また、平行移動Ｔは、懸架Ｃアークの場合、レールシステムの設置を短くしたり、スキャン軌跡中のその不要な動作を回避したりすることもできる。不要な動作を回避すると、オープンガントリの動き又は加速の不在下でイメージングシステムコンポーネントの相対位置の変化が小さいことにより、例えば再構成画像のアーチファクトが低減されて、画質が向上する。同様に、テーブルピボットユニット２０を制御して、患者サポート１９を横軸及び／又は長手軸の周りに傾斜できる。これは、多くの場合、介入中の被験者へのアクセス可能性を向上したり、スキャン軌跡を計画する際に追加の自由度として使用したりすることができる。例えばスキャン可能なＲＡＯ／ＬＡＯ投影ビューの範囲を拡張するために長手軸の周りにピボットユニット２０が患者サポート１９を傾斜させるように制御される場合、Ｃアームイメージングシステム１０のアンギュレーション範囲は、より大きいスキャン範囲から恩恵を受ける。これは、例えばターンテーブル１７と線源２との間の動作の衝突又は制限が防止されることによる。最終的には、ターンテーブル１７も高さ調整可能である。

いくつかの実施形態によれば、１つ以上のフットペダル、リモートコントロール、又は音声コマンド機能もＣアームイメージングシステム１、１０に含まれており、イメージングシステムへの（ハンドフリーの）ユーザ入力を提供できる。このようなシステム入力には、被験者スキャン又はエアスキャンを実行するための開始コマンド、単一のＸ線投影画像を取得するための開始コマンド、Ｃアームアセンブリ４、１４をデフォルト位置（例えばゼロのデフォルトのプロペラ及びアンギュレーション回転角度を有する頭部位置）又はスキャン軌跡の開始位置に移動するための開始コマンドが含まれ得る。

加えて、Ｃアームイメージングシステムは、１つ以上の処理ユニット５を含み、さらにディスプレイユニット１８、ストレージユニット６、及びネットワークアクセスインターフェース（図示せず）を含み得る。これらの要素については、図１に関連して説明した実施形態と同じ考慮事項が適用され、ここでは繰り返さない。

すでに説明したように、フレキシブルなＣアームイメージングシステムでは通常、画像誘導診断又は介入中に発生する様々なイメージング要件及び制約をカバーするために、多種多様なスキャン軌跡が利用可能である。これは、好ましくは、このようなフレキシブルなＣアームイメージングシステムによって、ユーザ又はオペレータが利用可能なすべてのスキャン軌跡が、較正手順で個別に較正されることを暗に意味する。これは、スキャン軌跡の前もっての（upfront）選択が一般に難しい又は不可能であるという事実によってさらにサポートされる。これは、画像誘導診断又は介入の進化が、テーブル周辺の手術室で利用可能な部屋、介入医療スタッフの数、患者の生理学的特性、機器、管、及びワイヤなどによるアクセス可能性への追加の制約など、多くの要因に応じて予測不可能であることが多いからである。複数のＸ線投影画像取得を含む高速回転の被験者スキャンは通常、数秒間、例えば約４～５秒間持続し、これは、動きアーチファクトの低減のために好都合である。対照的に、より低速な回転被験者スキャン、又はより複雑で最適化されたスキャン軌跡に関連するスキャンは、最大２０秒以上など、数十秒間持続する場合がある。そのため、Ｃアームイメージングシステムで利用可能なすべてのスキャン軌跡（特に低速のスキャン軌跡）を含む完全なゲイン較正手順は、システムによっては数分間（最大５分以上など）持続する場合がある。各スキャン軌跡に沿った対応する複数のスキャン座標で取得された複数のＸ線投影画像に対する定期的なゲイン較正は、臨床環境での品質保証のために最も重要である。これは、ゲインの不規則性は、再構成画像の可視アーチファクトに直接変換されるからである。これは誤った医学的所見につながり、患者が危険にさらされるおそれがある。フィールドエンジニアは通常、Ｘ線イメージングシステムのフル較正（例えば長期ドリフトやシステム摩耗を考慮した幾何学的較正を含む）を毎年行うが、動的（例えば回転）ゲイン較正には、より頻繁なサービス間隔が推奨されることが多い。これは、患者数／Ｘ線イメージングシステムの使用、及び必要なイメージング品質に応じて、実際に毎週又は毎日（例えば毎日の開始時）に行われてよい。神経学分野の手順では、通常、必要なイメージング品質は、例えば腹部のイメージングよりも高くなる。したがって、施設内のユーザ（例えば臨床スタッフ）が容易に実施できるゲイン較正方法を提供する方がコスト効率がより高い。ここで、動的又は回転ゲイン較正は通常、Ｘ線イメージングシステムの少なくとも１つの、例えば各スキャン軌跡に沿ったゲイン較正を指し、各スキャン軌跡には、ガントリの動作又は加速が伴い、したがって、線源、検出器、及び散乱防止グリッドなど、投影画像取得プロセスに関与する様々なシステム構成要素の相対位置に小さいが顕著である一時的な変化をもたらす曲げ力又は加速力の影響を受ける。相対位置のこれらの瞬間的な変化は、選択したスキャン軌跡の詳細に依存し、これにより、ゲイン較正が動的になり、重要になる。特に、移動式又はフレキシブルな、永久設置されたＣアームイメージングシステムなど、頻繁に使用するＸ線イメージングシステムでは、フィールドエンジニア又はユーザが操作するより高速の動的ゲイン較正手順により、１日に受け入れられる患者数を増やすことができる。

本発明の実施形態は、このようなより高速の動的ゲイン較正法を提供する。この方法については、図３のフローチャートを参照して次に説明する。様々な方法ステップだけでなく追加ステップは、技術的実装形態において、Ｘ線イメージングシステム（例えば図１及び図２で参照された実施形態のＣアームイメージングシステム）の１つ以上の処理ユニット５によって実行可能であるか、又は、１つ以上の処理ユニット５で実行されているソフトウェア／コンピュータプログラムの命令に応答して行われ得ることに留意されたい。

図３では、例えば１つ以上の処理ユニット５によって第１の入力ＩＮＰ１として受信される、複数の動的ゲイン較正パラメータが得られ、また、例えば少なくとも１つの処理ユニット５によって第２の入力ＩＮＰ２として受信又は決定される、静的ゲイン較正パラメータも取得される。次に、複数の調整された動的ゲイン較正パラメータＲが決定される。複数の調整された動的ゲイン較正パラメータＲの各々は、複数の提供された動的ゲイン較正パラメータ（例えば第１の入力ＩＮＰ１）のうちの１つに対応する再較正された値である。ここでは、単一の（調整された）動的ゲイン較正パラメータを、所与のスキャン座標についてのＸ線イメージングシステムの検出器の単一ピクセル要素に関連付け、例えばオフセット補正後の当該ピクセル及び当該所与のスキャン座標の測定又は抽出された公称ゲインであり得る。あるいは、単一の（調整された）動的ゲイン較正パラメータを、所与のスキャン座標についてのＸ線イメージングシステムの検出器のピクセル要素のグループに関連付けることもでき、例えばオフセット補正後の当該ピクセルグループ及び当該所与のスキャン座標の測定又は抽出された平均公称ゲイン、つまり、当該所与のスキャン座標のピクセルブロックの空間平均ゲインであり得る。これにより、シーケンス又は一連の（調整された）動的ゲイン較正パラメータが必然的にもたらされることに留意されたい。シーケンス内の各（調整された）動的ゲイン較正パラメータは、動的ゲイン較正用に選択されたスキャン軌跡の対応するスキャン座標シーケンス内の所与のスキャン座標にリンクされる。例えばスキャン軌跡に沿った各スキャン座標について、対応するゲインピクセルマップが得られる。例えば少なくとも１つの処理ユニット５が第１の入力ＩＮＰ１として受信する。複数の動的ゲイン較正パラメータは、Ｃアームイメージングシステム１、１０のローカル又はリモートストレージユニット６から取り出すなど、データベース、又はデータストア内のデータレコードから取り出され得る。本ゲイン較正方法では、各動的ゲイン較正パラメータは、動的ゲイン較正期間１０１中に、少なくとも１つのスキャン軌跡のスキャン座標のうちの１つにおいて動的モードで取得されたＸ線投影画像から得られる。本発明のコンテキストでは、動的モードは、移動する又は加速されたアセンブリ（例えばオープンガントリ）が、例えば各スキャン座標に到達したときにＸ線投影画像の取得をトリガすることによって、対応する投影ビューが記録されるスキャン座標間の連続動作（例えばプロペラ回転又はアンギュレーション回転）を構成していることを指す。動的ゲイン較正期間は、少なくとも１つのスキャン軌跡がスキャンされ、スキャンが完了した期間、例えば少なくとも１つのスキャン軌跡の開始時間と終了時間との間の時間スパンを指す。

同様に、単一の静的ゲイン較正パラメータを、所定の基準座標についてのＸ線イメージングシステムの検出器の単一ピクセル要素に関連付け、例えばオフセット補正後の当該ピクセル及び基準座標の測定又は抽出された公称ゲインであり得る。あるいは、単一の静的ゲイン較正パラメータを、所定の基準座標についてのＸ線イメージングシステムの検出器のピクセル要素のグループに関連付けることもでき、例えばオフセット補正後の当該ピクセルグループ及び所定の基準座標の測定又は抽出された平均公称ゲイン、つまり、所定の基準座標のピクセルブロックの空間平均ゲインであり得る。本ゲイン較正方法では、少なくとも１つの静的ゲイン較正パラメータが、静的ゲイン較正期間１０２中に、所定の基準座標において静的モードで取得されたＸ線投影画像から得られる。本発明のコンテキストでは、静的モードは、例えば所定の基準座標でのＸ線投影画像（又は平均化及びノイズ低減の目的ではいくつかのＸ線投影画像）の取得をトリガすることによって、対応する投影ビューが記録される、静止している加速されていないアセンブリ（例えばオープンガントリ）を指す。基準座標は、製造業者によって指定されたＸ線イメージングシステムのデフォルト位置であるか、又はＸ線イメージングシステムのユーザ定義位置であり得る。例えば回転方向Ａ及びＰについてゼロ角度の頭部位置や、線源２及び検出器３がそれぞれ下部位置及び上部位置にあるなど、手順で一般的に使用される開始位置である。静的ゲイン較正期間は、１つ以上の静的スキャン取得が完了した期間、例えば基準座標における単一の静的取得の開始時間と終了時間との間の時間スパンを指す。ゲイン較正用に選択したスキャン軌跡を完了した直後に、基準座標で１つ以上の静的スキャン取得が行われる場合、静的ゲイン較正期間には、アセンブリを基準座標に戻すのに必要な時間間隔も含まれ得る。

最小の実施形態では、基準座標での単一ピクセル要素又はピクセル要素の単一の平均について取得されたＸ線投影データが、第２の入力ＩＮＰ２としての単一の静的ゲイン較正パラメータを決定するための基礎となる。一方、ゲイン較正が行われているスキャン軌跡の各スキャン座標において、この単一ピクセル要素又はピクセル要素のこの単一の平均について取得されたＸ線投影データのシーケンスが、第１の入力ＩＮＰ１１としての複数の動的ゲイン較正パラメータを決定するための基礎となる。しかしながら、特定の実施形態では、基準座標における検出器の複数のピクセル要素、例えば検出器の各ピクセル要素について取得された複数のＸ線投影データは、例えば静的ゲインピクセルマップの形式で第２の入力ＩＮＰ２としての複数の静的ゲイン較正パラメータを決定するための基礎となる。したがって、複数の動的ゲイン較正パラメータは、時系列の動的ゲインピクセルマップの形式で第１の入力ＩＮＰ１として提供できる。

本ゲイン較正方法では、静的ゲイン較正期間は、動的ゲイン較正期間よりも後の時点で発生する。つまり、静的ゲイン較正期間は、動的ゲイン較正期間の開始時間よりも後の開始時間から開始され、静的ゲイン較正期間と動的ゲイン較正期間とは時間的にオーバーラップしない。特定の実施形態では、基準座標での静的モード取得は、さらなる入力ＩＮＰ３を提供するための前の最初の静的ゲイン較正期間中に発生するか、又は、第２の入力ＩＮＰ２を提供するための後の静的ゲイン較正期間中に発生する。前及び後は、動的ゲイン較正期間の終了時間に対して評価される。したがって、静的ゲイン較正期間が、ゲイン較正方法に従って動的ゲイン較正期間よりも後に発生する場合、これは、各スキャン軌跡の複数の動的ゲイン較正パラメータを提供するために、利用可能な各スキャン軌跡を動的モードで初めにスキャンする場合を含み、その後の時点でのみ、前の最初の静的ゲイン期間又は後の静的ゲイン期間が基準座標での第１の静的取得から開始される。複数のスキャン軌跡が利用可能な場合は、他の場合も存在する。例えば個々に各スキャン軌跡を完了した後、最初の静的ゲイン較正期間中に基準座標で１回以上の静的取得が行われてから、次のスキャン軌跡に進む場合である。後の時点で、すべての利用可能なスキャン軌跡を循環してから、後の静的ゲイン較正期間が開始される。通常、さらなる入力ＩＮＰ３を得るために提供される場合、最初の静的ゲイン較正期間は、第２の入力ＩＮＰ２を得るために常に提供される（後の）静的ゲイン較正期間よりも動的ゲイン較正期間の終了時間に時間的に近くにスケジュールされる。この点において、時間的に近いとは、通常、提供される場合は、最初の静的ゲイン較正期間が動的ゲイン較正期間に直ぐ続くように、数分以内（例えば５分以内、例えば１分以内）であることを意味する。一方、（後の）静的ゲイン較正期間はそれに直ぐ続かず、より離れた時点、例えば調整された動的ゲイン較正パラメータの提供を通じて動的ゲインが再較正されるまでの時間間隔を決定する、受け入れる患者数及び必要なイメージング品質に応じて、動的ゲイン較正期間の終了時間から数日、数週間、又は数か月以内に発生する。

１つの特定の実施形態では、例えば動的ゲイン較正期間１０１中に、すべての利用可能なスキャン軌跡がスキャンされる。個々のスキャン軌跡の各々に関連付けられたＸ線投影画像のシーケンスを使用して、複数の動的ゲイン較正パラメータ、例えば各スキャン軌跡の動的ゲイン較正ピクセルマップを（オフセット補償後に）抽出する。この動的ゲイン較正期間は、Ｘ線イメージングシステムの製造時、施設での初回設置時、又は定期的な点検時期に発生してもよい。複数の動的ゲイン較正パラメータは、次に、例えばＣアームイメージングシステム１、１０のストレージユニット６のデータベース内に、又は適切なデータストアのデータレコードとして、第１の入力ＩＮＰ１として後に使用するために保存されてもよい。最初に記録された動的ゲイン較正パラメータを、例えばサービスエンジニアによる定期メンテナンスルーチンの結果として上書き又は更新し、上書き又は更新された動的ゲイン較正パラメータを代わりに第１の入力ＩＮＰ１として後に使用することができる。次に、Ｃアームイメージングシステム１、１０の毎週の品質保証間隔を想定すると、臨床スタッフは、動的ゲイン較正パラメータを再較正するように指示される。したがって、この特定の実施形態では、臨床スタッフは、例えばグラフィカルユーザインターフェースを介して１回以上の静的ゲイン取得をトリガするか、又はＣアームイメージングシステム１、１０をプログラミングして、１回以上の静的ゲイン取得を自動的にスケジュールして行う（Ｘ線防護の確認後）ことによって、静的ゲイン較正期間１０２中に、基準座標において静的モードで１回以上の静的ゲイン取得を毎週実行する。オフセット補正された静的モード取得から、少なくとも１つの静的ゲイン較正パラメータが抽出され、第２の入力ＩＮＰ２として直ぐに使用されるか、又は後でクエリ時に第２の入力ＩＮＰ２として使用するために保存される。次に、複数の調整された動的ゲイン較正パラメータＲが、動的ゲイン較正パラメータの再較正されたセットとして決定される。これは、Ｃアームイメージングシステム１、１０の１つ以上の処理ユニット５によって、例えば、最初にストレージユニット６へのデータリクエストを介して、保存されている動的ゲイン較正パラメータを第１の入力ＩＮＰ１として受信し、ストレージユニット６から少なくとも１つの静的ゲイン較正パラメータを第２の入力ＩＮＰ２として直ぐに使用又は受信することによって達成できる。複数の調整された動的ゲイン較正パラメータＲは、少なくとも１つの処理ユニット５によって、例えば、Ｒ（ｍ，ｎ）［ｉ］＝ＩＮＰ１（ｍ，ｎ）［ｉ］＊ＩＮＰ２（ｍ，ｎ）／Ｄ（ｍ，ｎ）として決定できる。ここで、インデックスタプル（ｍ，ｎ）は、検出器３のｍ番目の行及びｎ番目の列のピクセル要素に関連付けられた、調整された動的／動的／静的ゲイン較正パラメータを示し、シングルインデックス［ｉ］は、利用可能なスキャン軌跡のセットのインデックスを表す。少なくとも１つの静的ゲイン較正パラメータ（例えばＩＮＰ２）は、基準座標での静的モード取得の結果であるため、特定のスキャン軌跡には依存しないことに留意されたい。分母の係数Ｄ（ｍ，ｎ）は、正規化定数として機能する。係数Ｄ（ｍ，ｎ）は、選択したスキャン軌跡に依存してもしなくてもよい。これらは、ヒューリスティックに決定された定数又は単一の定数として製造業者から提供されても、保存又は抽出された動的ゲイン較正パラメータから導出されてもよい。例えば、Ｄ（ｍ，ｎ）は、動的ゲイン較正期間の終わりに最後に取得した動的モードＸ線投影画像から抽出された動的ゲイン較正パラメータピクセルマップに対応する。あるいは、Ｄ（ｍ，ｎ）は、動的ゲイン較正期間中に取得された複数の動的モードＸ線投影画像から抽出された動的ゲイン較正パラメータピクセルマップの平均、例えば単一のスキャン軌跡に属する取得された動的モードＸ線投影画像の平均、又は、すべての利用可能なスキャン軌跡の取得された動的モードＸ線投影画像の平均に対応していてもよい。さらに別のやり方では、Ｄ（ｍ，ｎ）は、例えばゼロスキャン速度に対する外挿によって、異なるスキャン速度に関連付けられた動的ゲイン較正パラメータピクセルマップのセットを外挿することによって得られる。あるいは、さらに別のやり方では、例えば、Ｄ（ｍ，ｎ）は、動的ゲイン較正期間の終わり直後に、基準座標とは異なるスキャン座標において取得された静的モードＸ線投影画像か抽出された静的ゲイン較正パラメータピクセルマップに対応していてもよい。適切な係数Ｄ（ｍ，ｎ）を提供する他の多くの可能性がある。結果として、各スキャン軌跡についてより時間のかかる較正スキャンを再度行う必要なく、再較正された動的ゲインについて、複数の調整された動的ゲイン較正パラメータＲが得られる。すでに説明したように、調整された動的ゲイン較正パラメータＲをもたらす動的ゲイン較正パラメータの調整は、例えば毎日又は毎週、何度も繰り返されてもよい。

別の実施形態では、動的ゲイン較正期間１０１中に、すべての利用可能なスキャン軌跡がスキャンされる。個々のスキャン軌跡の各々に関連付けられたＸ線投影画像のシーケンスを使用して、複数の動的ゲイン較正パラメータ、例えば各スキャン軌跡の動的ゲイン較正ピクセルマップを（オフセット補償後に）抽出する。この動的ゲイン較正期間は、Ｘ線イメージングシステムの製造時、施設での初回設置時、又は定期的な点検時期に発生してもよい。複数の動的ゲイン較正パラメータは、次に、例えばＣアームイメージングシステム１、１０のストレージユニット６のデータベース内に、又は適切なデータストアのデータレコードとして、第１の入力ＩＮＰ１として後に使用するために保存されてもよい。最初に記録された動的ゲイン較正パラメータを、例えばサービスエンジニアによる定期メンテナンスルーチンの結果として上書き又は更新し、上書き又は更新された動的ゲイン較正パラメータを代わりに第１の入力ＩＮＰ１として後に使用することができる。動的ゲイン較正期間１０１に直ぐ続いて（例えば数分以内、例えば１分以内～５分以内）、最初の静的ゲイン較正期間１０３（例えばｔ＿ｓｔａｒｔ［１０３］＞ｔ＿ｅｎｄ［１０１］）中に、静的モードで基準座標において１回以上の最初の静的取得が行われる。最初の静的モード取得から、少なくとも１つのさらなる静的ゲイン較正パラメータが抽出され、第３の入力ＩＮＰ３として後に使用するために、例えば動的ゲイン較正パラメータとともに保存される。後の時点で、例えば製造時、初回設置時、又は定期的な点検時期の最初の静的ゲイン較正期間１０３の終わりよりも後に、ここでも、静的ゲイン較正期間１０２（例えばｔ＿ｓｔａｒｔ［１０２］＞ｔ＿ｅｎｄ［１０３］）中に、静的モードで基準座標において１回以上の静的取得が行われる。前の例と同様に、後の時点は、受け入れる患者数及び必要なイメージング品質に応じて、翌日、翌週、又は翌月を指し得る。後にオフセット補正された静的モード取得から、少なくとも１つの静的ゲイン較正パラメータが抽出され、第２の入力ＩＮＰ２として直ぐに使用されるか、又は後でクエリ時に第２の入力ＩＮＰ２として使用するために保存される。次に、複数の調整された動的ゲイン較正パラメータＲが、動的ゲイン較正パラメータの再較正されたセットとして決定される。これは、Ｃアームイメージングシステム１、１０の１つ以上の処理ユニット５によって、例えば、最初にストレージユニット６へのデータリクエストを介して、保存されている動的ゲイン較正パラメータ及び少なくとも１つのさらなる静的ゲイン較正パラメータをそれぞれ第１の入力ＩＮＰ１及び第３の入力ＩＮＰ３として受信し、ストレージユニット６から少なくとも１つの静的ゲイン較正パラメータを第２の入力ＩＮＰ２として直ぐに使用又は受信することによって達成できる。複数の調整された動的ゲイン較正パラメータＲは、少なくとも１つの処理ユニット５によって、例えば、Ｒ（ｍ，ｎ）［ｉ］＝ＩＮＰ１（ｍ，ｎ）［ｉ］＊ＩＮＰ２（ｍ，ｎ）／ＩＮＰ３（ｍ，ｎ）として決定できる。あるいは、静的ゲイン較正パラメータの小さな時間依存の変化について、調整された動的ゲイン較正パラメータＲをＲ（ｍ，ｎ）［ｉ］＝ＩＮＰ１（ｍ，ｎ）［ｉ］＊（ＩＮＰ２（ｍ，ｎ）－ＩＮＰ３（ｍ，ｎ））として決定してもよい。さらに別のやり方法では、動的ゲイン較正用に選択された各スキャン軌跡の終わりに複数のさらなる静的ゲイン較正パラメータがそれぞれ得られる場合について、次の機能式を使用できる。Ｒ（ｍ，ｎ）［ｉ］＝ＩＮＰ１（ｍ，ｎ）［ｉ］＊ＩＮＰ２（ｍ，ｎ）／ＩＮＰ３（ｍ，ｎ）［ｉ］。結果として、各スキャン軌跡についてより時間のかかる較正スキャンを再度行う必要なく、再較正された動的ゲインについて、複数の調整された動的ゲイン較正パラメータＲが得られる。ここでもまた、調整された動的ゲイン較正パラメータＲをもたらす動的ゲイン較正パラメータの調整は、例えば毎日又は毎週など、定期的な又は不定期的な時間間隔で、何度も繰り返されてもよい。

本発明の特定の実施形態では、静的モードでの静的取得及び動的モードでの動的取得は、線源２と検出器３との間のＸ線伝播領域に物体がない状態で行われる。例えば静的エア取得及び動的エアスキャンとしてそれぞれ行われる。

取得したＸ線投影画像からの抽出によって静的又は動的ゲイン較正パラメータを決定することは、調整された動的ゲイン較正パラメータを決定するために使用した処理ユニットと同じ又は異なる処理ユニットで行われてよい。Ｘ線投影画像からゲインパラメータの抽出には、通常、オフセット補正のステップが含まれる。しかしながら、検出器オフセットは、Ｘ線イメージングシステム１、１０のガントリ／アセンブリ４、１４の動作の影響を受けないか、又は少なくとも検出器ゲインほど著しく影響を受けない。その結果、オフセット再較正は、フィールドサービスエンジニアによって定期的に、例えば定期メンテナンス中に動的ゲイン較正パラメータが上書き又は更新されるたびに行われてもよい。

調整された動的ゲインパラメータＲは、任意選択の後続の不均一性補正ステップ１０４において、検出器３の不均一性を補正するために使用できる。検出器３の不均一性は、通常、線源２の不均一性、ビームフィルタリング要素の存在、散乱防止グリッドの影などの要因によって引き起こされる。また、検出器３の均一性の変化も、Ｘ線イメージングシステムの構成要素の相対位置の一時的な変化によって予期される。検出器３の不均一性は、対処されない場合、再構成画像に深刻なアーチファクトを引き起こす。さらなる任意選択のステップである画像再構成ステップ１０５において、被験者スキャン軌跡の取得及び均一性補正されたＸ線投影画像は、例えば画像誘導診断又は介入手順中に、ディスプレイユニット８に医療専門家に対して表示される、関心のボリュメトリック領域の２Ｄ又は３Ｄビューを表示するために再構成される。

開示された実施形態の他の変形は、図面、開示及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求項に係る発明を実施する際に当業者によって理解され、実行され得る。特許請求の範囲において、「含む」という語は、他の要素やステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。特許請求の範囲における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 線源及び検出器を含むアセンブリであって、前記検出器は、前記線源によって放出された放射線を、イメージング領域を横断した後に検出するために、前記線源から離れて配置され、前記アセンブリは、前記イメージング領域の周りの少なくとも１つのスキャン軌跡によって定義される異なるスキャン座標に移動して、前記アセンブリが移動する動的モードで複数の前記スキャン座標においてＸ線投影画像を取得し、前記アセンブリはまた、所定の基準座標に移動して、前記アセンブリが静止する静的モードで前記基準座標においてＸ線投影画像を取得する、アセンブリと、
   少なくとも１つの処理ユニットと、
   を含む、イメージング用のＸ線システムであって、
   前記少なくとも１つの処理ユニットは、
   複数の動的ゲイン較正パラメータを第１の入力（ＩＮＰ１）として受信し、
   静的ゲイン較正パラメータを第２の入力（ＩＮＰ２）として得て、
   少なくとも、受信した前記第１の入力及び得られた前記第２の入力に基づいて、前記複数の動的ゲイン較正パラメータの各々に対応する複数の調整された動的ゲイン較正パラメータ（Ｒ）を決定し、
   各動的ゲイン較正パラメータは、動的ゲイン較正期間中に、前記少なくとも１つのスキャン軌跡の前記スキャン座標のうちの１つにおいて前記動的モードで取得したＸ線投影画像から得られ、
   前記静的ゲイン較正パラメータは、静的ゲイン較正期間中に、前記所定の基準座標において前記静的モードで取得したＸ線投影画像から得られ、
   前記静的ゲイン較正期間の開始時間は、前記静的ゲイン較正期間と前記動的ゲイン較正期間とが時間的にオーバーラップしないように、前記動的ゲイン較正期間の開始時間よりも後に発生する、Ｘ線システム。
2. 前記少なくとも１つの処理ユニットはさらに、さらなる静的ゲイン較正パラメータを第３の入力（ＩＮＰ３）として得て、受信した前記第１の入力、得られた前記第２の入力、及び得られた前記第３の入力に基づいて、前記複数の調整された動的ゲイン較正パラメータを決定し、前記さらなる静的ゲイン較正パラメータは、前記動的ゲイン較正期間に直ぐ続く最初の静的ゲイン較正期間中に、前記所定の基準座標において前記静的モードで取得したＸ線投影画像から得られ、前記最初の静的ゲイン較正期間の開始時間は、前記最初の静的ゲイン較正期間と後続の静的ゲイン較正期間とが時間的にオーバーラップしないように、前記静的ゲイン較正期間の前記開始時間に先行する、請求項１に記載のＸ線システム。
3. 前記少なくとも１つの処理ユニットはさらに、前記静的ゲイン較正期間の終わりに又は前記静的ゲイン較正期間に続いて前記複数の調整された動的ゲイン較正パラメータを決定する、請求項１又は２に記載のＸ線システム。
4. 前記複数の調整された動的ゲインパラメータ及び対応する受信した前記動的ゲインパラメータの各々は、前記スキャン座標のうちの１つにおける前記検出器のピクセル要素に関連付けられ、機能関係：Ｒ＝ＩＮＰ１＊ＩＮＰ２／ＩＮＰ３に従って決定され、受信した前記第２の入力及び前記第３の入力は、前記所定の基準座標における前記検出器の同じピクセル要素に関連付けられている、請求項３に記載のＸ線システム。
5. 前記少なくとも１つの処理ユニットはさらに、複数の時間ステップの各々において、前記時間ステップを含む静的ゲイン較正期間中に、前記所定の基準座標において前記静的モードで取得したＸ線投影画像から得られる静的ゲイン較正パラメータを前記第２の入力として繰り返し得て、前記複数の時間ステップの各々において、前記複数の調整された動的ゲインパラメータを繰り返し決定する、請求項１から４のいずれか一項に記載のＸ線システム。
6. 前記少なくとも１つの処理ユニットはさらに、Ｘ線投影画像を受信し、そこから静的及び動的ゲイン較正パラメータを抽出するか、及び／又は、前記複数の調整された動的ゲインパラメータを使用して、取得したＸ線投影画像データに画像均一性補正を行う、請求項１から５のいずれか一項に記載のＸ線システム。
7. 前記少なくとも１つの処理ユニットはさらに、ストレージユニット上のデータレコードにアクセスすることによって入力を受信するか、及び／又は提供する、請求項１から６のいずれか一項に記載のＸ線システム。
8. 第１の時点で得られた回転ゲインパラメータは、回転モードで収集された画像投影データに基づいて決定される、請求項１から７のいずれか一項に記載のＸ線システム。
9. 前記アセンブリは、互いに向き合った２つの対向する端部を有する回転式Ｃアームを含み、前記線源及び前記検出器は、それぞれ、前記端部のうちの１つずつに結合されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のＸ線システム。
10. 前記線源は、コーンビームとして放射線を放出する、請求項１から９のいずれか一項に記載のＸ線システム。
11. イメージング用のＸ線システムのゲインパラメータの較正方法であって、前記Ｘ線システムは、線源と、複数のピクセル要素を有する検出器と、を含み、前記線源及び前記検出器は、イメージング領域の周りの少なくとも１つのスキャン軌跡によって定義される異なるスキャン座標に一緒に移動して、移動する動的モードで複数の前記スキャン座標においてＸ線投影画像を取得し、また、所定の基準座標に一緒に移動して、静止する静的モードで前記基準座標においてＸ線投影画像を取得する較正方法において、前記較正方法は、
    複数の動的ゲイン較正パラメータを得るステップと、
    静的ゲイン較正パラメータを得るステップと、
    少なくとも、得られた前記複数の動的ゲイン較正パラメータ及び得られた前記静的ゲイン較正パラメータに基づいて、前記複数の動的ゲイン較正パラメータの各々に対応する複数の調整された動的ゲイン較正パラメータを決定するステップと、
    を含み、
    各動的ゲイン較正パラメータは、動的ゲイン較正期間中に、前記少なくとも１つのスキャン軌跡の前記スキャン座標のうちの１つにおいて前記動的モードで取得したＸ線投影画像から得られ、
    前記静的ゲイン較正パラメータは、静的ゲイン較正期間中に、前記所定の基準座標において前記静的モードで取得したＸ線投影画像から得られ、
    前記静的ゲイン較正期間の開始時間は、前記静的ゲイン較正期間と前記動的ゲイン較正期間とが時間的にオーバーラップしないように、前記動的ゲイン較正期間の開始時間よりも後に発生する、較正方法。
12. さらなる静的ゲイン較正パラメータを得るステップをさらに含み、
    前記複数の調整された動的ゲイン較正パラメータは、得られた前記複数の動的ゲイン較正パラメータ、得られた前記静的ゲイン較正パラメータ、及び得られた前記さらなる静的ゲイン較正パラメータに基づいて決定され、
    前記さらなる静的ゲイン較正パラメータは、前記動的ゲイン較正期間に直ぐ続く最初の静的ゲイン較正期間中に、前記所定の基準座標において前記静的モードで取得したＸ線投影画像から得られ、
    前記最初の静的ゲイン較正期間の開始時間は、前記最初の静的ゲイン較正期間と後続の前記静的ゲイン較正期間とが時間的にオーバーラップしないように、前記静的ゲイン較正期間の前記開始時間に先行する、請求項１１に記載の較正方法。
13. 前記検出器の各ピクセル要素及び前記少なくとも１つのスキャン軌跡の各スキャン座標について第１のＸ線投影画像データを取得するために、前記動的ゲイン較正期間中に、前記少なくとも１つのスキャン軌跡について前記動的モードで第１のＸ線較正スキャンを行うステップと、
    前記検出器の各ピクセル要素及び前記少なくとも１つのスキャン軌跡の各スキャン座標について取得した前記第１のＸ線投影画像データから、動的ゲイン較正パラメータを抽出するステップと、
    前記静的ゲイン較正期間中に、前記所定の基準座標において前記静的モードで、前記検出器の各ピクセル要素について第２のＸ線投影画像データを取得するステップと、
    前記所定の基準座標についての前記検出器の各ピクセル要素の取得された前記第２のＸ線投影画像データから静的ゲイン較正パラメータを抽出するステップと、
    をさらに含む、請求項１１又は１２に記載の較正方法。
14. 被験者スキャン中に取得されたＸ線投影画像の画像均一性補正及び／又は画像再構成のために、前記複数の調整された動的ゲイン較正パラメータを使用するステップをさらに含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の較正方法。
15. コンピュータによって実行されると、前記コンピュータに、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の較正方法における、少なくとも方法ステップｃ）を行わせる命令を含む、コンピュータプログラム。

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