JP5329035B2 - コンピューテッドラジオグラフィーシステムおよび使用方法 - Google Patents

Description

本発明は一般に、コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）システムに関し、詳細には、コンピューテッドラジオグラフィーシステムの走査速度および画質を向上させるためのシステムおよび方法に関する。

コンピューテッドラジオグラフィーシステムは、ストレージ蛍光が塗布されたイメージングプレートを使用してＸ線が画像処理する対象を通過する際にＸ線を取り込む画像処理技法を採用する。画像処理対象は通常、Ｘ線に露出され、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ストレージ蛍光は、低エネルギーの走査光ビーム（レーザー光線など）により誘導されると、Ｘ線が吸収される場所で可視光線を放出する。次に、光は取り込まれて電気信号に変換されるが、引き続き電気信号は、リモートシステムまたはリモート位置に送信され、レーザー印刷されたフィルムまたはソフトコピーワークステーションに表示され、デジタル処理で格納されることが可能なデータに変換される。

従来、コンピューテッドラジオグラフィー走査技法では、光集積検出器システムによる連続走査型レーザー光線を採用する。走査は通常、イメージングプレート全体をカバーするようにラスター形式で実行される。走査レーザー光線は、水平方向にイメージングプレートを繰り返し走査するが、その間イメージングプレートが直交方向にゆっくりと移動されるので、プレート表面全体が走査される。一部のＣＲシステムではまた、一連の誘導光線で一度に１本ずつイメージングプレートを走査する線形配列スキャナも採用する。しかし、線形配列ＣＲスキャナでは、走査装置がイメージングプレートを（ローラーのシステムを使用し）光学式読み取り装置を通過させて移送することを必要とする。この接触は最終的に、もはや使用可能ではなくなる程度までイメージングプレートを損傷する可能性もある。前述の走査の手法は、ピクセルあたりまたは線あたりの滞留時間が画像処理操作に要する実際の走査時間によって制限されるため、ストレージ蛍光から収集されうる光の量を制限する。さらに、これらの装置の較正は１次元（プレートを横切る１つの行）であり、Ｘ線ビームまたは蛍光の粒状性の不均一性を補償することはない。

さらに、当業者には理解されるように、ＣＲ蛍光プレートに付与されるＸ線エネルギーのほんの一部が通常蓄積される。（衝突するＸ線エネルギーにより）相当量の光が、露出時点で即座に放出されるが、これは通常検出器によって取り込まれることはない。したがって、ＣＲプレート上に付与されたエネルギーの多くは、この即座の放出を収集することができないために失われる。さらに、蓄積された放出情報を取り出すために使用される既存のＣＲ読み取りプロセスにおいて、一部の信号が蛍光プレートに残留するが、これが一般に消去サイクル中に消費される。即時の回収されない蓄積された放出により、Ｘ線エネルギーの損失は、他の場合であればはるかに高い画像走査品質をもたらすであろうＸ線露出の検出量子効率および信号対雑音比を低下させる。医療用途において、このエネルギーは、診断の質向上の恩恵もなく患者に伝えられる。非破壊試験用途において、この浪費エネルギーは結果として、画像を収集するために他の場合であれば望まれたであろうよりも長いスループットサイクルをもたらす。
米国特許第５５１９７５１号

したがって、ＣＲプレートからの完全で効率的なエネルギー収集を可能にするＣＲ走査技法を開発することが望ましいと考えられる。さらに、Ｘ線露出中にＣＲプレートから即座の蓄積された放出を収集することができるＣＲ走査技法を開発することが望ましいと考えられる。また、イメージングプレートへの損傷を防ぎ、容易に保守される装置をもたらすように可動部のないシステムを作成することも望ましいと考えられる。

１つの実施形態において、対象を画像処理するためのコンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）システムが提供される。システムは、放射源、ストレージ蛍光スクリーン、照射源、および２次元イメージャを含む。放射源は対象を通してストレージ蛍光スクリーンを照射し、ストレージ蛍光スクリーンは、対象の放射エネルギーパターンを蓄積するように構成される。照射源は、ストレージ蛍光スクリーンからの光子の放出を誘導して、検査中の対象の可視の記述を提供するために、ストレージ蛍光スクリーンの少なくとも副区域を照射するように構成される。２次元（２Ｄ）イメージャは、誘導された放出光子を使用して、ストレージ蛍光スクリーンから２次元イメージを取り込むように構成される。

もう１つの実施形態において、コンピューテッドラジオグラフィー読み出しシステムが提供される。システムは、ストレージ蛍光スクリーンからの光子の放出を誘導するために、ストレージ蛍光スクリーンの少なくとも副区域を照射するように構成された照射源を含む。システムはさらに、誘導された放出光子を使用して、ストレージ蛍光スクリーンの少なくとも副区域から２次元イメージを取り込むように構成された２次元（２Ｄ）イメージャを含む。

ストレージ蛍光スクリーンを読み取る方法実施形態も提供される。方法は、ストレージ蛍光スクリーンからの光子の放出を誘導するために、照射源を使用してストレージ蛍光スクリーンの少なくとも副区域を照射するステップを含む。方法はさらに、誘導された光子を使用して、ストレージ蛍光スクリーンの少なくとも副配列から２Ｄイメージャを使用して少なくとも１つの２Ｄイメージを取り込むステップを含む。

ストレージ蛍光スクリーンを登録する方法実施形態も提供される。登録方法は、ストレージ蛍光スクリーンの識別番号を記録するステップを含む。登録方法はさらに、識別番号に基づいて、ストレージ蛍光スクリーンに関連付けられている補正関数を取り出すステップを含む。登録方法はさらに、補正機能を使用して、画像処理された対象の視域のストレージ蛍光スクリーンを登録するステップを含む。

本発明のこれらのさまざまな特徴、態様、および利点は、図面全体を通じて類似した特徴が類似した部分を表す付属の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されるであろう。

図１は、標準的なストレージ蛍光の特徴的な誘導および放出の動作と、さまざまな誘導光源４および８のスペクトルを示すグラフである。図１から考察されるように、望ましい誘導された即時放出スペクトル２および誘導励起スペクトルバンド６は、重複しない、つまり別々の波長を有するので、（望ましい蓄積されたＸ線潜像露出パターンに対応する）放出スペクトル２が誘導エネルギーの存在下で回復できるようにする（包絡線６）。曲線９は、標準的なストレージ蛍光の特性誘導機能を示す。従来のＣＲシステムは、特性スペクトル４（衝動関数様の関数の使用を通じて示される）を備える狭帯域線源（通常はレーザー）を使用して、蓄積されたリン光体を誘導し、任意の誘導エネルギー４の存在下で放出エネルギー２のより容易な最終的分離を可能にする。リン光体に伝えられた合計誘導エネルギーは、合計露出時間にわたり統合された曲線４および曲線９の積に比例する。線源４の帯域幅は小さいので（通常わずか数ナノメートル）、妥当なレーザーコストで２Ｄイメージングプレート表面上に必要なエネルギー付与を達成するために小さい集光レーザースポットを使用する走査手法を採用することが必要である。

本発明の実施形態は、図２〜図７に関して以下でさらに詳細に説明されるように、より効率的な方法を使用する。図１に示されている特定の実施例について、連続分散スペクトル８を備える線源が採用される（受け入れ帯域６内のスペクトルのみが示されている）。当業者によって理解されるように、タングステン電球またはハロゲン白熱電球などの白熱光源は、連続スペクトル８のようなスペクトルを有し、非常に低コストで光パワーが高い。連続スペクトルおよび離散スペクトルの組み合わせを有するその他の電球（アーク放電管など）も使用されうる。リン光体への合計誘導エネルギーが（合計露出時間にわたり統合された）曲線９と曲線８の積に比例するので、レーザーのような高価な収束光源を走査することを必要とせずに、大量の光パワーがストレージ蛍光に送達されうる。

本発明の実施形態は、短時間のうちに誘導エネルギーをプレート表面全体に経済的に送達することができる照射方法を開示する。以下に図２および図３に関してさらに詳細に説明されるように、開示される２次元画像処理システムは、プレート表面全体（またはイメージングプレートの副区域）から誘導されたエネルギーを取り込み、全誘導期間にわたって並列である。さらに、放出波長における高い応答性（高検出器量子効率と高利得の連合効果）を備えるイメージャが、妥当なコストで使用可能である。例示のイメージャは、図２および図３に関して説明される。「未処理の」光源のより広帯域の光放出スペクトルは、光フィルタによって曲線８のような曲線を取得するためにフィルタリングされ、ストレージ蛍光へのエネルギーを最大化しながら、誘導された放出スペクトル２付近の２Ｄカメラに到達する過剰な誘導光を制限する。特定の実施形態において、２Ｄカメラへの浮遊の非誘導放出をさらに阻止するため、領域３の通過域を備える光帯域フィルタがカメラの前に配置される。例示の光フィルタは、図２および図３に関して説明される。例示の２Ｄカメラは、図２および図３に関して説明される。

図２は、対象を画像処理するための２次元コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）走査システム１０を示す図である。本発明の実施形態は、医療および非破壊評価（ＮＤＥ）の用途を有する。医療用途の場合、対象は、人または動物、あるいはその部位を含むことができる。ＮＤＥ用途の場合、対象は、たとえば、工業用部品を含むことができる。１つの実施形態によれば、および図２に示されるように、システム１０は一般に、放射源１２、ストレージ蛍光スクリーン１４、照射源１８、および２次元イメージャ２０を含む。放射源１２の非限定的な例は、Ｘ線源またはガンマ線源を含む。本明細書において説明される実施形態の多くはＣＲの放射の模範的なタイプとしてＸ線を示しているが、開示される発明はまた、たとえばガンマ線、中性子、または荷電粒子など他の放射の種類にも適用可能であることが理解されよう。放射源１２は、目的とする対象１６にＸ線を通過させ、ストレージ蛍光スクリーン１４を照射する。ストレージ蛍光スクリーン１４は、放射源１２から照射される放射エネルギーを蓄積する。照射源１８（通常黄赤色光）は、ストレージ蛍光スクリーン１４の副区域または一部を照射し、ストレージ蛍光スクリーン１４に捉えられたＸ線エネルギーに対応する光子の放出を誘導する。誘導される光子は、誘導の部位における以前のＸ線強度に対応する。捉えられたＸ線エネルギーに対応する光子が解放されると、青紫色光のスペクトルが通常、ストレージ蛍光スクリーン１４から放出される。照射源１８はまた、ストレージ蛍光スクリーン１４全体を照射するように構成されてもよい。１つの実施形態において、照射源１８は狭帯域の光源であり、その非限定的な例はレーザーまたはレーザーダイオードを含む。照射源１８はまた、広域スペクトル線源、フィルタ通過白熱光源、フィルタ通過低圧ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、超光発光ダイオード（ＳＬＥＤ）、単色電球または電球の配列を備えることもできる。

２次元（２Ｄ）イメージャ２０は、誘導された放出光子を使用して、ストレージ蛍光スクリーン１４から２次元イメージを取り込むように構成される。１つの実施形態によれば、ストレージ蛍光スクリーン１４は、放射源１２から照射を受けると即時の放出光子を放出するように構成され、２Ｄイメージャ２０はさらに、ストレージ蛍光スクリーンから即時の放出光子を受け取るように構成される。１つの非限定的な実施例において、２Ｄイメージャは、線形１６ビットダイナミックレンジを有するように構成され、４０９６×４０９６の配列を備える。

特定の実施形態において、２Ｄイメージャ２０は、ソリッドステートカメラを含むことができる。２Ｄイメージャ２０はまた、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ、または電荷注入装置（ＣＩＤ）カメラを含むこともできる。ＣＣＤカメラは、装置の全般的な効率を高めるために、２Ｄイメージャ２０の量子効率を青色光まで向上させる青色強化イメージャを含む薄膜化背面照射ＣＣＤを含むことができる。さらに、この領域におけるイメージャの機能強化はまた、画像処理装置と密着して配置され、それにより（たとえば）より高いエネルギーの青色光を検出器がより大きい量子効率を有するより高い波長に変換する波長シフト蛍光によって達成されてもよい。もう１つの実施形態において、２Ｄイメージャ２０は、たとえばアモルファスシリコンフォトダイオードアレイなどのフォトダイオードアレイを含むことができる。さらに、２Ｄイメージャ２０は、長い露出時間に対して低暗電流を提供する低ノイズエレクトロニクス、およびＭｕｌｔｉ Ｐｉｎｎｅｄ Ｐｈａｓｅ（ＭＰＰ）ＣＣＤロジックを有するように設計されてもよい。１つの実施形態において、２Ｄイメージャは、ストレージ蛍光スクリーンの副配列の２Ｄイメージを取り込むように構成される。もう１つの実施形態において、２Ｄイメージャは、ストレージ蛍光スクリーンの拡大された領域の２Ｄイメージを取り込むように構成される。つまり、リン光体が完全に読み出されない場合、リン光体は拡大されたビューおよび拡大された照射により２度目に読み取られうる。１つの実施形態において、プレートの一部を照射するためにさらに集中した光源が使用されてもよく、目的とする領域のより高い空間分解能をもたらすその範囲のみに集中するようにリン光体のさらに近くに移動されてもよい。これはすべて、対象を再露出することなく、同様の効果をあげるために異なるＸ線の幾何学的拡大を得るように条件を調整する必要もなく達成される。さらに、副配列の２Ｄイメージは、１：１の光学装置、または拡大光学装置により獲得されてもよく、それによりこの拡大された範囲の空間解像度の増加の可能性をもたらす。

図２を参照すると、システム１０はさらに適宜、照射源１８とストレージ蛍光スクリーン１４との間に配置されたダイクロイックフィルタ２２を含む。ダイクロイックフィルタ２２は、照射源１８からストレージ蛍光スクリーン１４に誘導照射（通常は黄赤色スペクトル）を通過させ、ストレージ蛍光スクリーン１４からの誘導放出光子（通常は青色スペクトル）を反射する。２次元（２Ｄ）イメージャ２０はさらに、ダイクロイックフィルタ２２によって反射された誘導放出光子を受け取るように構成される。１つの実施形態において、ダイクロイックフィルタは、ダイクロイックビームスプリッタを含む。適宜、青色通過フィルタ２４は、ダイクロイックフィルタ２２と２Ｄイメージャ２０との間に配置され、さらに残留誘導（黄赤色）照射をフィルタリングして、ストレージ蛍光スクリーン１４から望ましい誘導（青色）光のみの通過を可能にする。

システム１０はさらに適宜、ダイクロイックフィルタ２２と２Ｄイメージャ２０との間に配置された遮へい手段２６と放射シールド２７を含む。遮へい手段２６は、たとえば鉛ガラスまたはクラウンガラスから形成されてもよく、放射シールド２７は鉛シールドの形態をとることもできる。遮へい手段２６および放射シールド２７は、放射源１２からの放射から２Ｄイメージャ２０を保護する。図２に示される実施形態について、レンズシステム２８は、２Ｄイメージャ２０に操作可能に接続される。レンズシステム２８は、空間および波長収差で補正されたマルチエレメントレンズ、空間イメージングレンズ、ズームレンズ、または高透過レンズを含むことができる。特定の実施形態によれば、レンズシステム２８はさらに、高い幾何学的精度および集光される光の量に合わせて調整された大型開口部を有するように構成される。遮へいガラス２６およびレンズシステム２８はまた、画質を劣化させる可能性のある多重反射を防ぐために反射防止コーティングを含むこともできる。レンズシステム２８および２Ｄイメージャ２０は適宜、コントローラ３０によって制御される。本発明によれば、２Ｄイメージャ２０およびレンズシステム２８は、副配列の画像処理を実行するためにストレージ蛍光スクリーン１４上の目的とする領域を読み出すように構成される。システム１０はさらに適宜、２Ｄイメージャ２０を移動させ、レンズシステム２８の焦点をあわせるように構成された変換手段３２を備える。本実施形態について、コントローラ３０はさらに、変換手段３２を制御するように構成される。特定の実施例において、変換手段３２は変換段階を含む。

図２を再度参照すると、即時の放出および誘導放出から集光された光は、個別にいずれか一方のパフォーマンス向上を有するイメージを形成するように組み合わせられうる。適宜、システム１０はまた、誘導放出のみを取り込むために使用されて、ストレージ蛍光を読み取るためにシステム１０に戻る前に、蛍光プレートの可動性が、システム１０の外側の放射源からイメージを取り込むために使用されるようにすることもできる。当業者によって理解されるように、取り込まれたイメージは、ＣＲ走査システム１０に接続されたローカルネットワーク経由で、検討および分析のために外部的に使用可能にされてもよい。

図３は、ストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元（２Ｄ）コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）読み出しシステムのフロントライト構成を示す図である。図３に示されるように、システム１００は、ストレージ蛍光スクリーン１４、照射源１８、および２次元イメージャ２０を含む。前述のように、ストレージ蛍光スクリーン１４は、捉えられたＸ線エネルギーを蓄積する。１つの非限定的な実施例において、ストレージ蛍光スクリーンはＢａＦＢｒ：Ｅｕ^２＋を備える。ストレージ蛍光スクリーンは、不透明バッキングを有するか、またはカセットに収められてもよい。照射源１８（通常黄赤色光）は、ストレージ蛍光スクリーン１４の副区域を照射し、ストレージ蛍光スクリーン１４からの光子の放出を誘導する。誘導される光子は、誘導の部位における以前のＸ線強度に対応する。捉えられたＸ線エネルギーに対応する光子が解放されると、青紫色光の狭スペクトルが通常、ストレージ蛍光スクリーン１４から放出される。照射源１８はまた、ストレージ蛍光スクリーン１４全体を照射するように構成されてもよい。特定の非限定的な実施例において、照射源１８は、レーザーまたはレーザーダイオードを含む。照射源１８のその他の例は、前述されている。２次元（２Ｄ）イメージャ２０は、誘導された放出光子を使用して、ストレージ蛍光スクリーン１４から２次元イメージを取り込む。前述のように、２Ｄイメージャ２０は、ソリッドステートカメラ、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、またはＣＩＤを含むことができる。もう１つの実施形態において、２Ｄイメージャは、たとえばアモルファスシリコンフォトダイオードアレイなどのフォトダイオードアレイを含むことができる。

図３を参照すると、システム１００はさらに適宜、照射源１８とストレージ蛍光スクリーン１４との間に配置されたダイクロイックフィルタ２２を含む。ダイクロイックフィルタは、照射源１８からストレージ蛍光スクリーン１４に誘導照射（通常は黄赤色スペクトル）を通過させ、ストレージ蛍光スクリーン１４からの誘導放出光子（通常は青色スペクトル）を反射する。２次元（２Ｄ）イメージャ２０はさらに、ダイクロイックフィルタ２２によって反射された誘導放出光子を受け取るように構成される。１つの実施形態において、ダイクロイックフィルタは、ダイクロイックビームスプリッタを含む。適宜、ダイクロイックフィルタ２２と２Ｄイメージャ２０との間に配置された狭帯域フィルタ４２はさらに、残留誘導（赤色）照射をフィルタリングして、ストレージ蛍光スクリーン１４から望ましい誘導（青色）光のみの通過を可能にする。

適宜、システムはさらに、２Ｄイメージャ２０に操作可能に接続されているレンズシステム２８を含む。レンズシステム２８は、空間および波長収差で補正されたマルチエレメントレンズ、空間イメージングレンズ、ズームレンズ、または高透過レンズを含むことができる。レンズシステム２８および２Ｄイメージャ２０は適宜、コントローラ３０によって制御される。前述のように、２Ｄイメージャ２０およびレンズシステム２８は、必要に応じて、副配列の画像処理を実行するように構成される。適宜、システム１０はさらに、２Ｄイメージャ２０を移動させ、レンズシステム２８の焦点をあわせるように構成された変換手段３２を備える。本実施形態について、コントローラ３０はさらに、変換手段３２を制御するように構成される。適宜、ストレージ蛍光１４は、照射のためにシステム１００から取り外されて、前述の誘導手段によるイメージ取り込みのためにシステム１００に戻されてもよい。有利なことに、２Ｄイメージャ２０は、スクリーンの副配列または全領域を読み取るように構成されてもよい。１つの実施形態において、２Ｄイメージャは、ストレージ蛍光スクリーンの副配列の２Ｄイメージを取り込むように構成される。もう１つの実施形態において、２Ｄイメージャは、ストレージ蛍光スクリーンの拡大された領域の２Ｄイメージを取り込むように構成される。前述のように、リン光体が完全に読み出されない場合、リン光体は拡大されたビューおよび拡大された照射により２度目に読み取られうる。１つの実施形態において、プレートの一部を照射するためにさらに集中した光源が使用されてもよく、目的とする領域のより高い空間分解能をもたらすその範囲のみに集中するようにリン光体のさらに近くに移動されてもよい。

ストレージ蛍光スクリーン１４を読み取るための方法の実施形態はまた、たとえば２Ｄ ＣＲ読み出しシステム１００を使用して提供され、実行されうる。ストレージ蛍光スクリーン１４を読み取る方法は、ストレージ蛍光スクリーン１４から光子の放出を誘導するために、照射源１８を使用してストレージ蛍光スクリーン１４の少なくとも副区域を照射するステップを含む。方法はさらに、誘導された光子を使用して、ストレージ蛍光スクリーン１４の少なくとも副配列から２次元（２Ｄ）イメージャを使用して少なくとも１つの２次元（２Ｄ）イメージを取り込むステップを含む。特定の実施形態によれば、ストレージ蛍光スクリーン１４の拡大された領域から少なくとも１つの２Ｄイメージも取り込まれる。前述のように、リン光体が完全に読み出されない場合、リン光体は拡大されたビューおよび拡大された照射により２度目に読み取られうる。１つの実施形態において、プレートの一部を照射するためにさらに集中した光源が使用されてもよく、目的とする領域のより高い空間分解能をもたらすその範囲のみに集中するようにリン光体のさらに近くに移動されてもよい。さらに、誘導線源の照度に基づいて、複数の読み取りが達成されてもよい。

もう１つの実施形態によれば、方法はさらに、放射源１２により対象１６を通してストレージ蛍光スクリーン１４を照射して、対象１６の放射エネルギーパターンを蓄積するステップを含み、放射ステップは、照射ステップおよび取り込みステップに先立って実行され、取り込みステップは少なくとも１つの２Ｄイメージをストレージ蛍光スクリーンから取り込むステップを含む。方法はさらに、放射ステップ、照射ステップ、および取り込みステップを繰り返すステップを含み、取り込みステップの繰り返しは、ストレージ蛍光スクリーンが蓄積されたパターンを使い果たされる前に、ストレージ蛍光スクリーンの拡大された領域から少なくとも１つの２Ｄイメージを取り込むステップを含む。

図４は、本発明のもう１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）読み出しシステム３００のフロントライト構成を示す図である。図４の例示の実施形態は、以下で説明されるように、別個のビームスプリッタ２２およびフィルタ４６を採用する。特定の実施形態において、および図４に示されるように、照射源１８は、広域放出スペクトル光源である。フィルタ４６は、照射光源１８とビームスプリッタ２２との間に配置される。フィルタ４６は、照射源１８からの照射スペクトルをストレージ蛍光スクリーン１４の吸収関数に制限し適合するように構成される。１つの非限定的な例示において、フィルタ４６は、Ｅｄｍｕｎｄ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＩＲ吸収フィルタ（部品番号４５６４９）と縦続接続のＳｃｈｏｔｔ ＯＧ５３０色ガラスフィルタを備える。本明細書において使用されているように、ストレージ蛍光プレート１４の吸収関数は、ストレージ蛍光プレートを構成する素材が以前のＸ線露出によって作成された潜像を解放するためにエネルギーを吸収することができる波長の範囲を記述する。ビームスプリッタ２２は、フィルタ４６によってすでにフィルタリングされている誘導エネルギー（通常は黄赤色スペクトル）をストレージ蛍光スクリーン１４に通過させ、誘導された読み出しエネルギー（通常は青色スペクトル）を２Ｄイメージャ２０に反射するように構成される。システム３００はさらに適宜、ビームスプリッタ２２と２Ｄイメージャ（２０）に操作可能に接続されたレンズシステム２８との間に配置された狭帯域フィルタ４２を含む。狭帯域フィルタは、さらに残留誘導（黄赤色）照射をフィルタリングして、ストレージ蛍光スクリーン１４から望ましい誘導（青色）光のみの通過を可能にするように構成される。さらに、狭帯域フィルタ４２の波長帯域は、ストレージ蛍光プレート１４からの放出スペクトルの波長帯域に適合するように構成される。１つの非限定的な実施例において、狭帯域フィルタ４２は、Ｓｃｈｏｔｔ ＢＧ−１２色ガラスフィルタを備える。

図５は、本発明のもう１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）読み出しシステム４００のフロントライト構成を示す図である。以下に説明されるように、図５に示される特定の実施形態は、追加の前置フィルタ４８によりビームスプリッタフィルタ４０を補う。特定の実施形態において、および図５に示されるように、照射源１８は、広域放出スペクトル光源である。前置フィルタ４８は、照射光源１８とビームスプリッタフィルタ４０との間に配置される。前置フィルタ４８は、照射スペクトルを蛍光スクリーン１４の吸収機能に合わせてスペクトル的に形成することを開始するように構成される。１つの非限定的な実施例において、前置フィルタ４８は、Ｓｃｈｏｔｔ ＧＧ ４００色ガラスフィルタ（４００ｎｍよりも大きい波長のエネルギーを通す）を備える。システム４００はさらに、前置フィルタ４８とストレージ蛍光スクリーン１４との間に配置されたビームスプリッタフィルタ４０を含む。ビームスプリッタフィルタ４０は、さらに誘導エネルギー（通常は黄赤色スペクトル）をスペクトル的に形成し、誘導された読み出しエネルギー（通常は青色スペクトル）をストレージ蛍光スクリーン１４から２Ｄイメージャ２０に反射するように構成される。ビームスプリッタフィルタ４０はさらに、光フィルタリングを実行するための複数のフィルタを含み、望ましい全体的な透過機能を達成するように構成されてもよい。システム４００は適宜、ビームスプリッタフィルタ４０と２Ｄイメージャ２０に操作可能に接続されたレンズシステム２８との間に配置された狭帯域フィルタ４２を含む。狭帯域フィルタ４２の波長帯域は、ストレージ蛍光プレート１４からの放出スペクトルの波長帯域に適合するように構成される。つまり、狭帯域フィルタ４２は、さらに残留誘導（黄赤色）照射をフィルタリングして、ストレージ蛍光スクリーン１４から望ましい誘導（青色）光のみの通過を可能にするように構成される。

図６は、本発明のさらにもう１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）読み出しシステム５００のフロントライト構成を示す図である。特定の実施形態において、および図６に示されるように、システム５００は、各々広域放出スペクトル光源として構成された１つまたは複数の照射源１８を含む。フィルタ５０は、各広域放出スペクトル光源１８とストレージ蛍光スクリーン１４との間に配置される。フィルタ５０は、ストレージ蛍光スクリーン１４の誘導吸収機能に照射スペクトルを適合し制限するように構成される。システム５００はさらに、２Ｄイメージャ２０に操作可能に接続されたレンズシステム２８とストレージ蛍光スクリーン１４との間に配置された狭帯域フィルタ４２を含む。狭帯域フィルタ４２の波長帯域は、ストレージ蛍光プレート１４からの放出スペクトルの波長帯域に適合するように構成される。つまり、狭帯域フィルタ４２は、さらに残留誘導（黄赤色）照射をフィルタリングして、ストレージ蛍光スクリーン１４から望ましい誘導（青色）光のみの通過を可能にするように構成される。特定の実施形態において、２Ｄイメージャ２０の光軸５２は、ストレージ蛍光スクリーン１４の画像処理中に光学的歪みを最小化するために、ストレージ蛍光スクリーン１４と垂直である。当業者には理解されるように、光軸５２は、必ずしも蛍光プレートスクリーンに対して垂直でなくてもよい。フィルタリングされた照射軸５４は、システム５００のコンパクトな囲壁を作成するように選択された角度でストレージ蛍光スクリーン１４に衝突する。さらに、１つまたは複数の照射源１８は、２Ｄイメージャ２０の光軸５２の周囲に空間的に配置され、協調して制御されてもよい。斜めにプレート１４に衝突するエネルギーを送達するように配置された照射源は、システム５００のより多くのコンパクトな形状を可能にし、しかもビームスプリッタフィルタの必要をなくす。さらに、複数の照射源１８は、プレート１４上にさらに多くの均一の照射範囲をもたらし、より高い強度の照射を提供し、それによりプレートのさらに迅速な読み取りが可能になる。

図７は、本発明の１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）読み出しシステム６００のバックライト構成を示す図である。特定の実施形態において、および図７に示されるように、照射源１８は、広域放出スペクトル光源である。ストレージ蛍光スクリーン１４は、広域放出光源１８と２Ｄイメージングシステム２０との間に配置される。特定の実施形態において、ストレージ蛍光スクリーン１４は、透過性または半透明のバッキングを備える。ストレージ蛍光スクリーン１４の挿入スロット５６が提供される。広域放出光源１８とストレージ蛍光スクリーン１４との間に配置されたフィルタ５８は、誘導エネルギーをストレージ蛍光スクリーン１４のリン光体の受け入れ帯域幅に空間的に形成するように構成される。参照番号５５は、誘導放出線源１８からの波長を含む光、およびストレージ蛍光スクリーン１４からの誘導放出を表す。システム６００はさらに、ストレージ蛍光スクリーン１４と２Ｄイメージャに操作可能に接続されたレンズシステム２８との間に配置された狭帯域フィルタ４２を含む。狭帯域フィルタ４２の波長帯域は、ストレージ蛍光プレート１４からの放出スペクトルの波長帯域に適合するように構成される。つまり、狭帯域フィルタ４２は、さらに残留誘導（黄赤色）照射をフィルタリングして、ストレージ蛍光スクリーン１４から望ましい誘導（青色）光のみの通過を可能にするように構成される。

図８は、本発明のもう１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元ＣＲ読み出しシステム７００のバックライト構成を示す図である。図８に示されるバックライト構成は、アモルファスシリコンフラットパネル検出器６４上にストレージ蛍光１４を設置すること、およびそれを背面から照射することを含む。さらに、読み出し配列上の黄赤色混成を防ぐため、リン光体１４は、シリコンフラットパネル検出器６４への誘導光の透過を減少させるように青色素で作成されてもよい。ストレージ蛍光１４は、光ファイバ表面プレートフィルタと、青色グラスァイバで構成されたコリメータ６０を通して画像処理されてもよい。後者は、青色光を通すが、誘導赤色光は吸収する。青色ファイバを備える光ファイバ表面プレートは、異なる屈折率の被覆ガラスに取り囲まれていてもよく、黒色被膜されてもよい。被覆ガラスはファイバ内に光を保持し、その周囲の黒色被膜はファイバにわたるクロストークを防止する。黒色ガラスはまた、入力表面上の任意の赤色誘導光を吸収し、被覆を伝わるそのような光の混成を防ぐ。光ファイバ表面プレートフィルタおよびコリメータ６０と光セメント６２は、アモルファスシリコン検出器アレイ６４に蒸着されて、誘導放出された光を誘導光からさらに分離する。当業者には理解されるように、さまざまな誘導および放出の波長に離隔と適切な感応性をもたらすために、適切なフィルタが使用されてもよい。

有利なことに、開示される実施形態は、非走査システムがプレートの２Ｄ領域を取り込むことができるようにする。このように、開示されるシステムは、これらのシステムにおける誘導光、サンプリングレート、およびプレートの動作の間の一時的な影響によるストリーキングなどのスキャニングアーティファクトを減少させることにもなる、２次元イメージングが実施されるようにすることができる。以下でさらに詳細に説明されるように、一度に２Ｄイメージを取得することは、Ｘ線ビームの強度シェーディング、照射光、リン光体構造ノイズ、システムの光学装置、イメージャピクセルにおける感応性分布の正規化を可能にする２Ｄ較正ルーチンに役立つ。

当業者によって理解されるように、プレート表面全体にわたる均一な反応を備える検出システムを有すること（可能な最高の画質を与えること）が望ましいと考えられるが、実際には、光収集および検出器感応性の空間的不均一性を補正するために未処理の検出された誘導信号に適用される「補正」または重み関数を作成することが必要である。通常、これは、プレートのイメージ（プレート表面全体にわたり一定強度で露出される）が形成される較正手順を通じて行われる。このイメージは一般に、「フラットフィールド」イメージと呼ばれ、研究中の対象のそれ以降の未処理イメージに適用される補正関数を作成するために使用される。

従来、連続的に走査されるＣＲシステムは、特定のプレート識別情報とは無関係の汎用１次元（１Ｄ）補正関数を形成し、その補正関数を未処理イメージのすべての行に同等に適用する。本発明の実施形態は、機械的登録方法の使用を通じて高品質イメージを作成するために２Ｄ補正関数を作成して適用し、２Ｄカメラの視域内のＣＲプレートおよび機械可読タグを修正し、使用中のイメージングプレートの独自の識別を記録して特定のプレートに適合された格納２Ｄ補正関数の取り出しを可能にする。特定の実施形態において、ストレージ蛍光スクリーンを登録するための方法が提供される。方法は、ストレージ蛍光スクリーンの識別番号を記録するステップを含む。方法はさらに、ストレージ蛍光スクリーンに関連付けられている補正関数を識別番号に基づいて取り出すステップと、補正関数を使用して画像処理された対象の視域内のストレージ蛍光スクリーンを登録するステップを含む。特定の実施形態によれば、識別番号は機械可読タグを使用して記録される。もう１つの特定の実施形態によれば、対象の視域内のストレージ蛍光スクリーンの登録は、２次元基準パターンをストレージ蛍光スクリーンに適用するステップを含む。

本発明の実施形態によれば、補正技法の使用は、２Ｄイメージャによる正確なストレージ蛍光スクリーンの登録を可能にし、ストレージ蛍光スクリーンの（不均一放射源を除去することにより）さらに低ノイズの操作とさらに低い構造ノイズを可能にする。さらに、開示される補正技法は、２Ｄイメージャのピクセル間の変動を軽減し、それにより検査中の対象に拡張コントラストを提供する。さらに、本発明の実施形態は、２Ｄ基準パターンの使用がプレートまたはカセットに適用されるか、または研究中の対象の蓄積されたＸ線イメージに重ね合わせられるようにする。これらのマークは、カセットまたはプレートつまりホルダーの端に沿って恒久的に配列された目盛りマークの規則的な連続（たとえば、定規の目盛り）、またはＣＲシステム内のイメージングカメラに関連してプレートの正確なｘ−ｙオフセット位置の２Ｄ計算を実行するために役立つ２Ｄイメージの視域内の多数の小さい２Ｄパターンの形態をとることもできる。ソフトウェアが、使用中のプレートに固有の事前に蓄積された２Ｄ補正パターンを採用するのに適した正確な位置に未処理イメージを「再登録」するために使用されうるので、これによりＣＲプレートのそれほど正確ではない機械的固定が可能になる。さらに、補正イメージがプレートに登録されるか、またはプレートが補正イメージに登録される。

上記で示され説明された実施形態は、２次元の方法で蛍光カセットまたは独立のシートとして、コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）蛍光プレートを読み出すための手段を開示する。有利なことに、ストレージ蛍光スクリーンは、機械的なプレート走査装置を必要とすることなく、固定位置に一度に読み出される。図１に示される模範的な実施形態について、ストレージ蛍光スクリーンからのリン光体は、即時のＸ線放出（つまりＣＲシステムで通常消費される）出力を取り込むＸ線露出中、およびＸ線露出後にも読み出され、（通常のＣＲシステムにおけるように）蓄積された放出を取り込み、これにより画像処理セッションに最適な検出量子効率を実現する。さらに、前述のように、２次元（２Ｄ）イメージャあるいはＣＣＤまたはＣＭＯＳ高感度カメラの形態をとる光センサーは、高速イメージ取得を可能にし、しかも診断または検査の望ましい感応性を実現する。加えて、プレートは１次元スキャナ装置を経由してトランスポートされる必要がないので、２Ｄイメージャの使用はＣＲプレートへの機械的な損傷を低減させる。

前述の実施形態は、高効率につながるＣＲプレートのより高速でより完全な読み取りを達成する能力、高生産性露出、同じ露出レベルで高い画質の露出、高速検出器量子効率（ＤＱＥ）、（バンディング、線、およびシェーディングなどの）スキャニングアーティファクトの減少、イメージングプレートの損傷の軽減、（可動部品が少ないため）さらに簡単なシステムアーキテクチャ、および低コスト光源の使用を含む、いくつかの利点を有する。高い走査効率はさらに、露出に必要なエネルギー要件を低減する。本発明の実施形態はまた、露出および読み取りプロセス自体がプレートを損傷することはないので、ＣＲプレートを繰り返し交換する必要もなくす。本発明の実施形態は、たとえば非破壊試験（ＮＤＴ）および医療画像診断など、さまざまな用途に使用されてもよい。

本明細書において本発明の特定の特徴のみが示され説明されてきたが、当業者には数多くの変形および変更が考案されるであろう。したがって、付属の特許請求の範囲は、そのような変形および変更のすべてを本発明の真の精神の範囲内に含まれるものとして網羅することが意図されていることを理解されたい。

標準的なストレージ蛍光の特徴的な誘導および放出の動作と、さまざまな誘導光源のスペクトルを示すグラフである。 対象を画像処理するための２次元コンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）走査システムを示す図である。 ストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元ＣＲ読み出しシステムを示す図である。 本発明のもう１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元ＣＲ読み出しシステムのフロントライト構成を示す図である。 本発明のさらにもう１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元ＣＲ読み出しシステムのフロントライト構成を示す図である。 本発明のさらにもう１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元ＣＲ読み出しシステムのフロントライト構成を示す図である。 本発明の１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元ＣＲ読み出しシステムのバックライト構成を示す図である。 本発明のもう１つの実施形態によるストレージ蛍光スクリーンを読み取るための２次元ＣＲ読み出しシステムのバックライト構成を示す図である。

符号の説明

２ 誘導された放出スペクトル
３ 誘導放出スペクトル
４ 光フィルタの通過帯域
６ フィルタリングされた光エネルギー源の通過帯域
８ 広帯域光源のスペクトル
９ ストレージ蛍光エネルギーの受け入れ関数
１０ ＣＲシステム
１２ 放射源
１４ ストレージ蛍光スクリーン
１６ 対象
１８ 照射源
２０ ２Ｄイメージャ
２２ ダイクロイックフィルタ
２４ 青色通過フィルタ
２６ 遮へい手段
２７ 放射シールド
２８ レンズシステム
３０ コントローラ
３２ 変換手段
４０ ビームススプリッタフィルタ
４２ 狭帯域フィルタ
４６ フィルタ
４８ 前置フィルタ
５０ フィルタ
５２ 光軸
５４ フィルタリングされた照射軸
５５ 波長
５６ 挿入スロット
５８ フィルタ
６０ 光ファイバ表面プレートフィルタおよびコリメータ
６２ 光セメント
６４ アモルファスシリコン検出器アレイ
１００ ＣＲ読み出し走査システム
２００ フロントライトＣＲ読み出し走査システム
３００ フロントライトＣＲ読み出し走査システム
４００ フロントライトＣＲ読み出し走査システム
５００ フロントライトＣＲ読み出し走査システム
６００ バックライト読み出し走査システム
７００ バックライト読み出し走査システム

Claims (6)

1. 対象（１６）を画像処理するためのコンピューテッドラジオグラフィー（ＣＲ）システム（１０）であって、当該ＣＲシステム（１０）が、
   放射源（１２）と、
   前記放射源は前記対象（１６）を通してストレージ蛍光スクリーン（１４）を照射し、前記ストレージ蛍光スクリーンは前記対象（１６）の放射エネルギーパターンを蓄積するように構成されるストレージ蛍光スクリーン（１４）と、
   前記ストレージ蛍光スクリーン（１４）の少なくとも副区域を照射して、前記ストレージ蛍光スクリーン（１４）からの複数の光子の放出を誘導するように構成された照射源（１８）と、
   少なくとも前記誘導された放出光子を使用して、前記ストレージ蛍光スクリーン（１４）の少なくとも副区域から少なくとも１つの２次元イメージを取り込むように構成された２次元（２Ｄ）イメージャ（２０）と
   を備えていて、
   前記ストレージ蛍光スクリーン（１４）はさらに、照射を受けると複数の即時の放出光子を放出するように構成され、前記２Ｄイメージャ（２０）はさらに、ストレージ蛍光スクリーン（１４）から即時の放出光子を受け取るように構成されており、当該ＣＲシステム（１０）が、
   前記照射源（１８）と前記ストレージ蛍光スクリーン（１４）との間に配置され、前記照射源（１８）から前記ストレージ蛍光スクリーン（１４）に誘導照射を通過させ、前記ストレージ蛍光スクリーン（１４）から前記誘導された放出光子を反射するように構成されたダイクロイックフィルタ（２２）であって、前記２Ｄイメージャ（２０）はさらに前記ダイクロイックフィルタ（２２）によって反射された前記誘導された放出光子を受け取るように構成されたダイクロイックフィルタ（２２）をさらに備えており、当該ＣＲシステム（１０）がフロントライトＣＲシステムとして構成されている、ＣＲシステム（１０）。
2. 前記ダイクロイックフィルタ（２２）がビームスプリッタ（２２）およびフィルタから構成される、請求項１記載のＣＲシステム（１０）。
3. 前記ダイクロイックフィルタ（２２）と前記２Ｄイメージャ（２０）との間に配置された青色通過フィルタ（２４）をさらに備える、請求項１又は請求項２記載のＣＲシステム（１０）。
4. 前記ダイクロイックフィルタ（２２）と前記２Ｄイメージャ（２２）との間に配置された前記２Ｄイメージャの少なくとも１つの遮へい手段（２６）および放射シールド（２７）をさらに備える、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のＣＲシステム（１０）。
5. 前記照射源（１８）が、前記ストレージ蛍光スクリーン（１４）の副区域又は全体を照射するように構成されている、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のＣＲシステム（１０）。
6. 前記２Ｄイメージャ（２０）が、前記ストレージ蛍光スクリーン（１４）の副配列の１以上の２Ｄイメージを取り込むように構成されている、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のＣＲシステム（１０）。
   

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