JP5341066B2 - X線ビームのz軸位置決め - Google Patents

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Description

本願は一般に、イメージングに関する。本願は、コンピュータ断層撮影(CT)に特定の用途を見出すが、軸に沿って放射線ビームを選択的に配置することが望ましい他のイメージング用途にも関する。
コンピュータ断層撮影(CT)システムは、検査領域を横断する放射線を放出するX線管及び放射線を検出する検出器を含む。検出器は、検出された放射線を示す信号を生成し、この信号は、検査領域を示すボリュメトリック画像データを生成するために再構成される。
X線管は、陰極及び陽極を含む。陰極は、比較的高い電圧の下で陽極上の目標領域に向かって加速され、この目標領域にぶつかる電子を与えるフィラメントを含む。目標領域での陽極物質と電子との相互作用が、目標領域から放出される放射線を生成する。目標領域は、焦点スポットと呼ばれる。
放射線ビームが検査領域を横断するよう、放出された放射線を平行化するコリメータが使用される。この領域の外の放射線が検出されず、それ故ボリュメトリック画像データに貢献しないので、検出器の検出表面での放射線ビームのz軸幅が、ほぼ検出表面のz軸幅に対応するよう、放出された放射線を長軸方向又はz軸に沿って平行化することが望ましい。斯かる検出されない放射線は、放射線の非効率的な利用をもたらし、検査下の患者又は他の対象物により受信される総線量に貢献する場合がある。
残念なことに、X線生成の間、陽極と加速電子との相互作用は熱も生成する。この熱は、例えば陽極を支持する心軸、心軸を支持するベアリング、陽極、心軸及びベアリングを囲むエンクロージャ周りを循環する冷却流体、並びにX線管筐体といった陽極と熱伝達状態にある他の要素及び物質だけでなく、陽極からも放散される。結果として、熱を吸収及び放散させるにつれて、X線管の陽極、心軸、ベアリング及び他の要素の物理寸法が変化する場合がある。結果として、焦点スポットは、z軸に沿って動くことができ、もはやビームが希望通りに検出表面を照射しないよう、斯かる動きによって、検出表面での放射線ビームが動くことがもたらされる。例えば、検出表面の部分が放射線をもはや受信しないよう、放射線ビームが移動される。
斯かる熱的に誘導される焦点スポット運動を補償するため、検出表面を照射する放射線ビームの幅が検出表面の幅より大きいよう、コリメータ開口のサイズがz軸に沿って増加される。焦点スポットがX線管の作動温度範囲にわたり移動するとき、放射線ビームが検出表面を照射するよう、開口幅が構成される。しかしながら、上記したように、検出放射線だけがボリュメトリック画像データに貢献し、従って、この技術は放射線利用及び線量の非効率性をもたらす。
焦点スポット運動を示す、z軸放射線検出アンバランスが検出表面に沿って存在するかを決定するため、別の補償技術は、スキャンの間検出された放射線を処理するステップを含む。アンバランスが検出されるとき、放射線ビームが再度平衡化され、検出表面の所望の領域を照射するよう、コリメータが再度位置決めされる。残念なことに、この技術は、検出放射線を必要とする。結果として、スキャンが始まるとき、コリメータが所望の位置にあることができない。従って、スキャンが始まった後の初期の時間間隔の間、検査領域を横断する放射線がボリュメトリック画像データを生成するために使用されることができず、従って、この技術は、放射線利用及び線量の非効率性をもたらす。
本出願の側面は、上述した事項その他に対処する。
1つの側面によれば、医療撮像システムは、検査領域を横断する放射線を放出する焦点スポットを持つX線源を含む。長手方向に沿った上記焦点スポットの位置は、1つ又は複数のX線源要素の温度の関数である。このシステムは、上記放射線を検出する検出器と、上記X線源と上記検査領域との間に配置され、上記長手方向に沿って上記放射線を平行化するコリメータとを更に含む。焦点スポット位置推定器が、1つ又は複数のX線源要素の上記温度に基づき、上記長手方向に沿って上記焦点スポットの推定された位置を動的に計算する。コリメータポジショナが、スキャンを行う前に上記推定された焦点スポット位置に基づき、上記長手方向に沿って上記コリメータを位置決めする。
別の側面によれば、ある方法が、撮像システムの陽極と熱伝達状態にある1つ又は複数の要素の温度を推定するステップと、上記温度に基づき上記陽極の推定されたz軸位置を計算するステップと、スキャンを行う前に上記推定された陽極位置に基づき、上記z軸に沿って上記コリメータを事前に位置決めするステップとを含む。
実行されるとき、放射線ビームの計算された推定位置に基づきスキャンを実行する前に、長手方向に沿ってコリメータを位置決めするステップをコンピュータに実行させる命令を含むコンンピュータ可読記憶媒体が与えられる。
撮像システムを示す図である。 焦点スポット位置推定器を示す図である。 X線源の熱的成分をモデル化する電気回路図を示す図である。 焦点スポット位置推定器を示す図である。 スキャンを行う前にコリメータを位置決めするためのブロック図を示す図である。 スキャンを行う前にコリメータを位置決めするためのブロック図を示す図である。 焦点スポット位置推定器を更新するためのブロック図を示す図である。 ある方法を示す図である。
本発明の更に追加的な利点は、以下の詳細な説明を読み及び理解することにより当業者に認識されるだろう。
本発明は、様々な要素及び要素の配列の形式並びに様々なステップ及びステップの配列の形式を取ることができる。図面は、好ましい実施形態を説明するためだけにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきものではない。
図1を参照すると、コンピュータ断層撮影(CT)スキャナ100は、長軸方向又はz軸周辺で検査領域108の周りを回転する回転ガントリ部104を含む。回転ガントリ部104は、焦点スポット又はX線源112の陽極(見えない)の目標領域からX線を放出するX線源112を支持する。回転ガントリ部104は、X線源112と検査領域108との間に配置され、検査領域108を横断する放射線ビームを形成するため放出された放射線をz軸に沿って平行化するコリメータ116も支持する。
回転ガントリ部104は、検査領域108を横断し、検出器120にぶつかる放射線を検出するx線検出器120も支持する。x線検出器120は、検査領域108周りでの1又は複数回の回転にわたり、検査領域108に対する複数の投影角に対して検出されたX線を示す投影データを生成する。再構成器124は、検査領域108を示すボリュメトリック画像データを生成するため、X線投影データを再構成する。
コリメータポジショナ128は、焦点スポット及び検出器120に対してコリメータ116をz軸に沿って選択的に位置決めする。一例を挙げると、放射線ビームが検出器120の所望のz軸領域を照射するよう、コリメータポジショナ128は、コリメータ116を位置決めする。図示される実施形態において、コリメータポジショナ128は、スキャンの前と間にコリメータ116を位置決めする。
以下に詳述するように、焦点スポット位置推定器132は、例えばX線源112の陽極、ベアリング、心軸、冷却流体又は他の要素といったX線源112の1つ又は複数の要素の以前に決定された温度に基づき、焦点スポットの位置をz軸に沿って推定する。一例を挙げると、推定された焦点スポットz軸位置が処理され、スキャンを行うことに関連してX線がオンにされる前にコリメータ116を位置決めするため、結果として生じる信号が、コリメータポジショナ128により使用される。斯かる位置決めは、X線源112の1つ又は複数の要素における温度変化による焦点スポット運動を補償することができる。
スキャンを行う間、例えばX線源112に印加される電力及び/又は1つ若しくは複数の要素の以前に推定された温度といった他の情報と共に、検出器120を照射する放射線ビームのz軸位置が、焦点スポット位置推定器132を更新するために使用されることができる。
例えば寝台といった対象物支持部140が、検査領域108における患者又は他の対象物を支持する。対象物支持部140は、スキャン手順を行う間、検査領域108に含まれる患者又は他の対象物をガイドするように移動可能である。
汎用コンピュータが、オペレータ端末144として機能する。端末144は、例えばキーボード又はマウスといった入力デバイスから入力信号を受信する入力インタフェースを含む。入力信号は、焦点スポット位置推定器132、この焦点スポット位置推定器132により使用されるX線源パラメタ及び/又は変数と共に他の情報を起動するための命令を含むことができる。端末144は、処理されるデータを表示域における画像として与えるための、例えばモニタといった出力インタフェースも含む。端末144にあるソフトウェアが、焦点スポット位置推定器132と相互作用する。この相互作用は、焦点スポット位置推定器132に対する入力を与えることを含む。
上記したように、焦点スポット位置推定器132は、焦点スポットの位置をz軸に沿って推定する。図2は、焦点スポット位置推定器132の非限定的な実現のブロック図を与える。図2に示されるように、焦点スポット位置推定器132は、温度決定部204及び温度決定部204により決定される温度に基づきz軸焦点スポット位置を推定する位置推定器208を含む。
温度決定部204は、例えば1つ又は複数のX線源要素の温度を決定するためにX線源112に適用される電力といった入力を使用する。一例を挙げると、印加される電力は、X線源112の1つ又は複数の要素の既知の温度特性と共に使用される。追加的に又は代替的に、1つ又は複数の要素の以前に決定又は推定された温度が、1つ又は複数の要素の温度を決定するのに使用される。
例として、温度決定部204は、X線源112に適用される電力、1つ又は複数のX線源要素の様々な温度特性、及び/又は陽極及びベアリングの以前に決定された温度に基づき、X線源陽極及びベアリングの温度を決定することができる。温度決定部204は、陽極と熱伝達状態にある、X線源筐体、冷却流体、並びに/又は他の要素及び/若しくは物質の温度を追加的に又は代替的に決定することができる。
位置推定器208は、z軸焦点スポット位置を推定するため、1つ又は複数の要素の既知の温度特性と共に温度決定部204により決定される温度を使用する。
上記したように、加速された電子と陽極との間の相互作用は熱を生成する。この熱の何割かは、放射冷却により陽極308の陽極ターゲット304から放散される。この熱の別の何割は、X線源112の他の要素に伝達することにより放散される。例えば、熱の一部は、陽極308とベアリング312との間に配置され、これらと熱的に作用する心軸316を介してベアリング312に伝達される。伝達された熱は、対流冷却によりベアリング312から冷却流体320へと放散される。X線源112が熱を吸収する及び放散させる他の要素を含むことができる点を理解されたい。
例えば図3に示される電気回路として、X線源要素の熱関係は多様にモデル化されることができる。図3において、陽極ターゲット304に適用される電力(ジュール/秒)は、電流源324に類似する。陽極ターゲット304及びベアリング312の熱容量(ジュール/ケルビン)は、コンデンサ328及び332にそれぞれ類似する。陽極304、心軸316及び冷却流体320の熱抵抗(ケルビン*秒/ジュール)は、抵抗器336、340及び344にそれぞれ類似する。陽極ターゲット304及びベアリング312の温度(ケルビン)は、電圧348及び350に類似する。
斯かるモデルは、式1及び式2に表される状態マトリクス形式で表されることができる。それは、
Figure 0005341066
及び
Figure 0005341066
であり、A、B及びCは、例えばX線源要素に対する熱容量及び熱抵抗パラメタといった温度特性を含む行列であり、xは、例えばX線源要素の過去の温度といったX線源状態変数を含むベクトルであり、uは、例えばX線源112に印加される電力といった入力変数を含むベクトルであり、xは、要素の決定された温度を表し、及びyは、焦点スポットの推定されたz軸位置を表す。
このモデルの状態空間表現は、式3及び式4に示されるように表されることができる。それは、
Figure 0005341066
及び
Figure 0005341066
であり、TTは、陽極目標温度を表し、TBは、ベアリング温度を表し、HCTargetは、陽極ターゲット304の熱容量を表し、HCBearingは、ベアリング312の熱容量を表し、RAnodeは、陽極ターゲット304からの放射線成分を表し、RStemは、心軸316の熱抵抗を表し、ROilは、冷却液320の熱抵抗を表し、Pは、印加電力を表し、K1は、陽極308の熱膨張率を表し、K2は、ベアリング312の熱膨張率を表し、及びZは、焦点スポットのz軸位置を表す。
簡潔さのために対して、図3に示され、かつ式1〜4に表されるモデルは、陽極ターゲット304、心軸316、ベアリング312及び冷却液320に関するものである。しかしながら、斯かる関係が追加的な又は代替的なX線源要素を含むことができる点を理解されたい。例えば、これらの要素及び/又は他の構造体を囲む筐体がこのモデルに含まれることができる。
図4は、上記の状態空間表現に基づかれる焦点スポット位置推定器132の実現を示す。この実現において、温度決定部204は、それぞれ式1及び式3の[B]u及び[A]x要素を決定する第1及び第2の乗算器404及び408を含む。
第1の乗算器404は、印加電力を表す変数uを受信し、陽極ターゲット304の熱容量を表す係数を含むマトリクス[B]をuに掛ける。スキャナがスキャンを行わない間、変数uは、ゼロ、ヌル値(null value)等である。
第2の乗算器408は、行列[A]を掛ける。この行列は、陽極ターゲット304及びベアリング312の以前に決定された温度状態による、陽極ターゲット304及びベアリング312の熱容量、並びに陽極ターゲット304、心軸316、ベアリング312及び冷却流体320の熱抵抗を表す係数を含む。
加算器412は、d/dt(TT)及びd/dt(TB)を決定するため、[A]x及び[B]u要素を追加し、積分器416は、x又は陽極目標温度(TT)及びベアリング温度(TB)を決定するため、この結果を積分する。位置推定器208は、行列[C]を掛ける。この行列は、焦点スポット(Z)の推定されたz軸位置を動的に計算するため決定された温度(x)による、陽極ターゲット304(K1)及びベアリング312(K2)の熱膨張率を含む。決定された温度は、乗算器408に対してもフィードバックされ、陽極ターゲット304及びベアリング312の次の温度状態を決定するために使用される。
図5は、スキャンを行う前にz軸に沿ってコリメータを位置決めするため、図4の推定器132を用いる手法を示すブロック図である。推定器132は、上述したように推定された温度を動的に計算する。
マッパー504は、検出器120における放射線ビームのz軸位置を決定するため、推定されたz軸焦点スポット位置及び測定されたz軸コリメータ位置を使用する。本実施形態において、z軸コリメータ位置は、横軸(これは、一般にz軸に対して垂直である)に沿って配置され、かつ検査領域108における患者又は他の対象物を横断する放射線を検出するのに使用される領域外に配置される検出器要素を用いて検出される放射線から決定される。
減算器508は、検出器120におけるこのz軸ビーム位置と所望のz軸ビーム位置との間の差を決定する。差は、所望の位置からの誤差又は偏差を表す。この差は、所望のz軸位置に基づき、コリメータをz軸に沿って位置決めするために、コリメータポジショナ128により使用される。図示される実施形態において、検出器120のz軸幅の周りに放射線ビームを中心化することが望ましい。
図6は、スキャンを行う前にz軸に沿ってコリメータを位置決めするため、図4の推定器132を使用する別の手法を示すブロック図である。この手法を用いると、マッパー604は、推定されたz軸焦点スポット位置に基づき所望のz軸コリメータ位置を決め、コリメータポジショナ128は、コリメータ116をこれに従って位置決めするために所望のコリメータ位置を使用する。
図7は、スキャンを行う間、コリメータ116を位置決めし、推定器132を更新する手法を示すブロック図である。スキャンの間、位置決定部704は、検出放射線に基づき検出器120における放射線ビームのz軸位置を決定する。減算器708は、検出器120における放射線ビームのこのz軸位置と所望のz軸位置との間の差を決定する。図5と同じく、この差は、所望の位置からの偏差を表し、所望の位置に基づきコリメータ116をz軸に沿って位置決めするためにコリメータポジショナ128により使用される。図示される実施形態において、閉ループ帰還法は、X線源112の1回転毎に、1〜5秒おきに、又は他の所望の態様でコリメータ116を位置決めするために使用される。
検出器120における放射線ビームのz軸位置は、推定器132を更新するのにも使用される。図示されるように、マッパー712は、検出器120における放射線ビームのz軸位置に基づき、焦点スポットのz軸位置を決める。減算器716は、焦点スポットの測定されたz軸位置と焦点スポットの推定されたz軸位置との間の差を決定する。乗算器720は、1つ又は複数のX線源要素に関する熱係数によりこの差の積を決定し、この結果は、温度決定部204の加算器416に与えられる。結果として、加算器416の出力は、次の式5
Figure 0005341066
に示されるように追加的な誤差補償要素を含む。ここで、Gは、誤差補正係数の行列であり、zは、w軸焦点スポット位置と推定されたz軸焦点スポット位置との間の差である。
図示される実施形態において、測定されたz軸焦点スポット位置を用いて連続的に更新されるよう、推定器132は連続的に実行する。しかしながら、推定器132は、連続的に実行する必要はない。他の実施形態において、推定器132は、測定されたz軸焦点スポット位置を用いて、周期的に、断続的に又は他の態様で更新される。そのようにして推定器132を更新すると、焦点スポット位置と推定された焦点スポット位置との間の累積による誤差が軽減されることができる。
図8は、コリメータ116をz軸に沿って位置決めする方法を示す。スキャンが行われていないと仮定すると、参照符号804で、X線源112の陽極と熱伝達状態にあるX線源112の1つ又は複数の要素の以前に決定された温度に基づき、z軸焦点スポット位置が推定される。参照符号808で、z軸焦点スポット位置が処理され、焦点スポット及び検出器120に対する結果データに基づき、コリメータ116がz軸に沿って位置決めされる。参照符号812で、推定器132は、推定された焦点スポット位置における誤差を軽減するため、測定された焦点スポット位置を用いてスキャンの間に更新される。これらのステップは、各後続のスキャンに対して繰り返されることができる。
変形例が以下に記載される。
上述したように、位置推定器208が、温度決定部204により決定された温度を使用して、z軸焦点スポット位置を推定する。位置推定器208が、既知の、測定された又は近似された温度を代替的に使用することができる点を理解されたい。例えば、スキャナが、時間のいくつかの閾値期間においてX線を生成しなかった場合、室温が使用されることができる。別の例において、X線源要素の温度は、温度プローブ、熱電対又は赤外線検出器を用いて測定されることができる。更に別の例において、温度は、X線源112の既知の温度状態及び冷却時定数に基づき、ルックアップテーブル又はその他を介して近似されることができる。そのように温度を決定することは、初期温度条件及び/又はその他を決定するため温度決定部204が省略される場合に使用されることができる。
図示された実施形態において、z軸焦点位置は、コリメータ116をz軸に沿って位置決めするために使用される。他の実施形態において、z軸焦点位置は、源ポジショナを介してX線源112を、検出器ポジショナを介して検出器120を、焦点スポットポジショナを介して焦点スポットを、又はこれらのいくつかを組み合わせて、追加的に又は代替的に位置決めするのに使用されることができる。例えば、推定されたz軸焦点スポット位置は、所望するように検出器120を照射する放射線ビームを与えることになる陽極の目標領域に電子ビームを操縦するため、陰極のビーム操縦要素と共に使用されることができる。
スキャンが始まる前に、z軸焦点位置は、スキャンが始まるとき放射線ビームがあるであろう位置を予測するために使用されることもできる。更に、z軸焦点位置を推定するのに使用される次の熱状態を決定するために、X線源の現在の熱状態が使用されるので、推定されたz軸焦点位置は、予測されたz軸焦点位置と考えられることができる。
本書に示されるように、検出器120により検出される放射線は、検出器120に沿って放射線ビームのz軸位置を決定するために使用される。この位置は、コリメータ116を位置決めするのに使用されるエラー信号を決定するために処理される。別の実施形態において、X線源又はどこか他の所に配置される検出器が、放射線ビームのz軸位置を決定するために使用されることができる。
焦点スポット推定器132(及びこれに含まれる要素)は、コンピュータプロセッサにより実行されるときに、このコンピュータプロセッサに上記の技術を実行させるコンピュータ可読命令を用いて実現されることができる。斯かる場合、この命令は、関連するコンピュータに関連付けられる又は他の態様でアクセス可能なコンピュータ可読記憶媒体に格納される。同様に、コリメータポジショナ128、マッパー504、減算器508、マッパー604、位置決定部704、減算器708、マッパー712、減算器716及び乗算器720のいずれか又はすべては、コンピュータ可読命令を介して実現されることができる。
上記の用途及びその変形例は、検出器に対して放射線ビームを選択的に位置決めすることが望ましい他のイメージングモダリティ及び/又は用途を含むが、これらに限定されるものではない。
本発明が、好ましい実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。それらの修正及び変更が添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、本発明は、斯かる修正及び変更をすべて含むものとして構築されることが意図される。

Claims (26)

  1. 医療イメージングシステムであって、
    検査領域を横断する放射線を放出する焦点スポットを持つX線源であって、長手方向に沿った前記焦点スポットの位置が、1つ又は複数のX線源要素の温度の関数である、X線源と、
    前記放射線を検出する検出器と、
    前記X線源と前記検査領域との間に配置され、前記長手方向に沿って前記放射線を平行化するコリメータと、
    1つ又は複数のX線源要素の前記温度に基づき、前記長手方向に沿って前記焦点スポットの推定された位置を動的に計算する焦点スポット位置推定器であって、前記推定された焦点スポット位置が、前記温度と前記1つ又は複数のX線源要素の熱膨張率との積の関数である、焦点スポット位置推定器と、
    スキャンを行う前に前記推定された焦点スポット位置に基づき、前記コリメータを前記長手方向に沿って位置決めするよう構成されるコリメータポジショナとを有する、医療イメージングシステム。
  2. 前記温度が、前記X線源の陽極ターゲット及びベアリングの温度を含む、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記温度が、前記X線源に印加される電力の関数である、請求項1に記載のシステム。
  4. 前記焦点スポット位置推定器が、前記1つ又は複数のX線源要素の1つ又は複数の温度特性のモデルに基づき、前記推定された焦点スポット位置を動的に計算する、請求項1に記載のシステム。
  5. 前記温度が、第1及び第2の項の合計を積分することにより決定され、前記第1の項は、前記1つ又は複数の要素の第1の温度特性と前記1つ又は複数の要素の以前に決定された温度との積であり、前記第2の項が、前記1つ又は複数の要素の第2の温度特性と前記X線源に適用される電力との積である、請求項1に記載のシステム。
  6. 第1及び第2の温度特性が、前記1つ又は複数のX線源要素の少なくとも1つの熱容量及び熱抵抗を含む、請求項に記載のシステム。
  7. 前記推定された焦点スポット位置に基づき、前記源の陽極上の目標領域に電子ビームを操縦するビーム操縦要素を更に含む、請求項1に記載のシステム。
  8. 前記推定された焦点スポット位置に基づき、前記X線源を移動させる源ポジショナを更に含む、請求項1に記載のシステム。
  9. 前記焦点スポット位置推定器が、次の推定された焦点スポット位置を計算するため、前記推定された焦点スポット位置を使用する、請求項1に記載のシステム。
  10. 前記焦点スポット推定器が、
    前記1つ又は複数のX線源要素の以前に決定された温度により、前記1つ又は複数のX線源要素に対する温度特性係数をそれぞれ増倍し、増倍結果を示す信号を出力する乗算器と、
    前記1つ又は複数のX線源要素の前記温度を決定するため前記信号を積分する積分器とを含む、請求項1に記載のシステム。
  11. 前記温度が、温度測定デバイスを用いて測定される、請求項1に記載のシステム。
  12. 前記コリメータの位置に基づき、前記長手方向に沿って前記検出器における前記放射線の位置に対して前記推定された焦点スポット位置をマッピングするマッパーと、
    前記検出器における前記放射線の前記位置と前記検出器における前記放射線の所望の位置との間の差を決定する減算器とを更に含み、前記差が、前記コリメータを位置決めするために前記コリメータポジショナにより使用される、請求項1に記載のシステム。
  13. 推定されたコリメータ位置に対して前記推定された焦点スポット位置をマッピングするマッパーを更に含み、前記コリメータポジショナが、前記コリメータを位置決めするために、前記推定されたコリメータ位置を使用する、請求項1に記載のシステム。
  14. 前記X線源がスキャンを行うとき、前記焦点スポット位置推定器が、前記X線源に印加される電力を示す信号を受信し、前記焦点スポット位置推定器が、
    前記1つ又は複数のX線源要素の以前の決定された温度により前記1つ又は複数のX線源要素の第1の温度特性係数をそれぞれ増倍し、増倍結果を示す第1の信号を出力する第1の乗算器と、
    前記X線源に印加される前記電力により前記1つ又は複数のX線源要素の第2の温度特性係数をそれぞれ増倍し、増倍結果を示す第2の信号を出力する第2の乗算器と、
    前記1つ又は複数のX線源要素の前記温度を決定するため、前記第1及び第2の信号の合計を積分する積分器とを含む、請求項1に記載のシステム。
  15. 前記推定された焦点スポット位置と測定された焦点スポット予測との間の誤差を示す第3の信号を決定する第3の乗算器を更に含み、前記積分器が、前記1つ又は複数のX線源要素の前記温度を決定するため、前記第1、第2及び第3の信号の合計を積分する、請求項14に記載のシステム。
  16. 前記推定された焦点スポット位置と測定された焦点スポット位置との間の差を計算することにより前記第3の信号を決定する減算器を更に含む、請求項15に記載のシステム。
  17. 前記差が、前記1つ又は複数のX線源要素の温度特性係数により増倍される、請求項16に記載のシステム。
  18. 撮像システムのX線源の陽極と熱伝達状態にある1つ又は複数の要素の温度を推定するステップと、
    前記温度に基づき前記陽極の推定されたz軸位置を計算するステップと、
    スキャンを行う前に前記推定された陽極位置に基づき、前記コリメータを前記z軸に沿って事前に位置決めするステップと、
    前記陽極の前記位置を推定する前記1つ又は複数のX線源要素に対する熱膨張率により前記温度を増倍するステップとを有する、方法。
  19. 撮像システムのX線源の陽極と熱伝達状態にある1つ又は複数の要素の温度を推定するステップと、
    前記温度に基づき前記陽極の推定されたz軸位置を計算するステップと、
    スキャンを行う前に前記推定された陽極位置に基づき、前記コリメータを前記z軸に沿って事前に位置決めするステップと、
    前記推定された陽極位置に基づき、前記X線源、前記検出器及び焦点スポットの1つ又は複数の位置決めを行うステップとを有する、方法。
  20. 各後続のスキャンを行う前に請求項18に記載の方法のステップを行うステップを更に含む、請求項18に記載の方法。
  21. 次の推定されたz軸位置を計算するために前記推定されたz軸位置を使用するステップを更に含む、請求項18に記載の方法。
  22. スキャンの間前記X線源に印加される電力を監視するステップと、
    前記監視された印加電力及び前記1つ又は複数のX線源要素の温度特性に基づき、前記温度を更新するステップとを更に含む、請求項18に記載の方法。
  23. 前記温度が、前記X線源の陽極ターゲット、ベアリング、心軸及び冷却流体の少なくとも1つの温度を含む、請求項18に記載の方法。
  24. 前記推定された陽極位置に基づき、前記X線源、前記検出器及び焦点スポットの1つ又は複数の位置決めを行うステップを更に含む、請求項18に記載の方法。
  25. 実行されるとき、コンピュータに、
    撮像システムのX線源の陽極と熱伝達状態にある1つ又は複数の要素の温度を推定するステップと、
    前記温度に基づき前記陽極の推定されたz軸位置を計算するステップと、
    前記計算された推定z軸位置に基づきスキャンを実行する前に、長手方向に沿ってコリメータを位置決めするステップと、
    前記陽極の前記位置を推定する前記1つ又は複数のX線源要素に対する熱膨張率により前記温度を増倍するステップとを実行させる命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
  26. 実行されるときに、コンピュータに、
    スキャンの間前記X線源に印加される電力を監視するステップと、
    前記監視された印加電力及び前記1つ又は複数のX線源要素の温度特性に基づき、前記温度を更新するステップとを実行させる命令をさらに含む、請求項25に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9247914B2 (en) * 2010-09-29 2016-02-02 Hitachi Medical Corporation X-ray imaging apparatus and X-ray focus position control method of X-ray imaging apparatus
DE102011083416A1 (de) 2011-09-26 2013-03-28 CT Imaging GmbH Röntgengerät
CN103720484B (zh) * 2012-10-12 2018-02-23 Ge医疗系统环球技术有限公司 介入探测器的无冷却器冷却系统与方法
CN103565465B (zh) * 2013-10-30 2016-03-30 沈阳东软医疗系统有限公司 一种ct机焦点的修正方法与装置
CN108135562B (zh) 2015-10-06 2022-08-16 皇家飞利浦有限公司 用于确定空间依赖的x射线通量退化和光子谱改变的设备
CN107095690B (zh) 2017-05-31 2021-05-07 上海联影医疗科技股份有限公司 一种跟踪x光源焦点位置的装置、系统及方法
WO2018223407A1 (en) * 2017-06-10 2018-12-13 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Method and system for adjusting focal point position
US10531850B2 (en) 2017-09-07 2020-01-14 General Electric Company Mobile X-ray imaging with detector docking within a spatially registered compartment
CN107928693B (zh) * 2017-11-29 2020-12-11 上海联影医疗科技股份有限公司 一种用于影像设备的准直器的开口位置的确定方法及系统
CN107753054B (zh) * 2017-12-04 2021-06-18 上海联影医疗科技股份有限公司 图像校正方法、装置、ct系统及存储介质
EP3528274A1 (en) 2018-02-19 2019-08-21 Koninklijke Philips N.V. X-ray source and x-ray imaging apparatus
US11147528B2 (en) * 2019-08-16 2021-10-19 GE Precision Healthcare LLC Methods and systems for X-ray tube conditioning

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8704182U1 (ja) * 1987-03-20 1987-07-09 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
US4991189A (en) * 1990-04-16 1991-02-05 General Electric Company Collimation apparatus for x-ray beam correction
JPH0638956A (ja) * 1992-05-22 1994-02-15 Toshiba Corp X線ct装置
US5566220A (en) * 1992-12-04 1996-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray computerized tomography apparatus
US5469429A (en) * 1993-05-21 1995-11-21 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray CT apparatus having focal spot position detection means for the X-ray tube and focal spot position adjusting means
US5684855A (en) * 1995-02-16 1997-11-04 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray CT scanner
JPH11128217A (ja) * 1997-10-29 1999-05-18 Shimadzu Corp X線撮像装置
US6215844B1 (en) * 1998-08-06 2001-04-10 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray computed tomography apparatus
US6185275B1 (en) * 1998-08-25 2001-02-06 General Electric Company Systems and methods for correcting focal spot thermal drift
JP3249088B2 (ja) * 1998-11-20 2002-01-21 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 X線照射位置合わせ方法及びx線断層像撮影装置
US6385279B1 (en) 1999-08-27 2002-05-07 General Electric Company Methods and apparatus for positioning a CT imaging x-ray beam
US6322248B1 (en) * 2000-01-03 2001-11-27 Ge Yokogawa Medical Systems, Limited X-ray impinging position alignment method and x-ray tomographic imaging method and apparatus
JP2001346793A (ja) * 2000-06-07 2001-12-18 Ge Yokogawa Medical Systems Ltd 被検体位置決め方法及びx線ct装置
US6980623B2 (en) * 2003-10-29 2005-12-27 Ge Medical Systems Global Technology Company Llc Method and apparatus for z-axis tracking and collimation
US7286644B2 (en) * 2004-04-28 2007-10-23 Varian Medical Systems Technologies, Inc. Systems, methods and devices for x-ray device focal spot control

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