JP5372461B2 - 開放型ガントリを設けた可搬型断層写真法診断システム - Google Patents

Description

本発明の各実施形態は一般的には、医療撮像を含む非侵襲型撮像の分野に関する。

撮像は、今日の外傷評価及び介入的処置（インターベンション）において重要な役割を果たしている。撮像は、患者の状態が直ちに生命を脅かす訳ではない場合、及び創傷の範囲がはっきりしない場合の創傷評価に用いられる。病院環境では、超音波及びＸ線撮影が広く利用可能となっており、一般に用いられている。

しかしながら、Ｘ線フルオロスコピィ又は計算機式断層写真法（ＣＴ）の撮像の利点にも拘わらず、評価におけるこれらの手法の利用は、設備の利用可能性、患者の搬送及び遅延を含めた幾つかの要因によって制限される。例えば、ＣＴシステム又はＸ線Ｃアーム・システムの運搬及び設置は、設備の寸法、重量及び移動部品の脆弱性のため困難である。３Ｄ撮像に要求される高速ガントリ回転は、安全で信頼性の高い動作のための支持設備を要求するが、かかる設備が常に利用可能であるとは限らない。例えば軍隊の最前線環境において外傷評価及び治療を提供するときには、イメージング・システムは、高速の移動部品を殆ど乃至全く有さず容易に運搬可能であるべきである。

本発明の一観点によれば、撮像用の可搬型担架（litter）が、構造筐体と、構造筐体に配置されて撮像関心領域に対応するＸ線信号を検出するディジタル検出器と、ディジタル検出器の上方に配設されている放射線透過性表面と、ディジタル検出器に結合されているエネルギ貯蔵装置とを含んでいる。

本発明のもう一つの観点によれば、イメージング・システムが、構造筐体と、構造筐体に配置されて撮像関心領域に対応するＸ線信号を検出するディジタル検出器とを含む可搬型担架を含んでいる。このイメージング・システムはさらに、Ｘ線信号を発生する少なくとも１基のＸ線源を含んでおり、この少なくとも１基のＸ線源は、開放型ガントリ構成に設けられて可搬型担架の上方に配置されて異なる焦点スポット位置からＸ線を発生するように構成されている。

本発明のさらにもう一つの観点によれば、撮像用患者搬送器が記載される。患者搬送器は、運転台と、運転台に取り付けられている積載域とを含んでいる。積載域は、天井及び床を含んでおり、開放型ガントリ構成が天井に固定的に結合され、Ｘ線信号を発生するＸ線源が開放型ガントリ構成に結合されている。積載域はさらに、積載域の床に結合された支持構造と、支持構造に着脱自在に結合された可搬型担架とを含んでいる。可搬型担架は、構造筐体と、構造筐体に結合されて線源からのＸ線信号を検出するディジタル検出器とを含んでいる。

本発明のさらにもう一つの観点によれば、Ｘ線検出キットが提供される。このＸ線検出キットはＸ線検出器システムを含んでおり、Ｘ線検出器システムは、画像取得を容易にするために当該Ｘ線検出器システムを可搬型担架に分離自在に結合するように構成されている複数の取り付け部位を含んでいる。Ｘ線検出器システムはさらに、撮像関心領域に対応するＸ線信号を検出するディジタル検出器と、ディジタル検出器に電気的に結合されているエネルギ貯蔵装置と、ディジタル検出器の内部の画素のＸ線曝射状態を決定する読み出しサーキットリと、Ｘ線検出器システムと画像取得情報を処理するプロセッサとの間のデータ通信を提供する通信インタフェイスとを含んでいる。

本発明のこれらの特徴、観点及び利点並びに他の特徴、観点及び利点は、以下の詳細な説明を添付図面を参照して読むとさらに十分に理解されよう。図面全体を通して、類似の参照符号は類似の部材を表わす。

様々な実施形態に従って、開放型ガントリと撮像向けに構成された可搬型担架とを含む可搬型断層写真法診断システムについて記載する。以下の詳細な説明では、本発明の様々な実施形態の綿密な理解を提供するために、多数の特定的な詳細について述べる。しかしながら、当業者は、本発明の各実施形態がこれらの特定的な詳細を備えなくても実施され得ること、本発明は図示の実施形態に限定される訳ではないこと、及び本発明は多様な代替的な実施形態として実施され得ることを理解されよう。他の場合には、周知の方法、手順及び構成要素については立ち入って記載していない。

さらに、様々な動作を、本発明の各実施形態の理解の助けとなるような態様で実行される多数の不連続なステップとして説明する。しかしながら、記載の順序は、これらの動作が提示された順序で実行される必要がある或いは順序依存的である等を含意しないものと解釈されたい。さらに、「一実施形態では」との語句が繰り返し用いられているが、同じ実施形態であってもよいが必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。最後に、「含むcomprising」、「含むincluding」、「有するhaving」等の用語、及びこれらの変化形は、本出願において用いられる場合には、特に記載のない限り同義的であるものとする。

本発明の一観点によれば、可搬型担架が、外傷を受けている又は身体が不自由になっている場合のある被検体を一つの位置から他の位置まで搬送するばかりでなく、被検体の診断撮像用の検出器としても作用するように独自に構成される。以下で改めて詳述するように、画像検出構成要素を可搬型担架に直接一体化することにより、被検体は、担架から動かされたり移されたりしないでもＸ線放出器のような撮像線源の近くに配置されて、外傷のレベルを評価し又は介入型処置を実行するために撮像され得るようになる。本発明のもう一つの観点によれば、この撮像用の可搬型担架は患者搬送器と共に用いられることができ、この搬送器は、当該搬送器に一体化された開放型ガントリ構成に配置された少なくとも１基のＸ線源を有する。可搬型開放型線源ガントリ及び撮像向けに構成された可搬型担架の組み合わせは、現地及び遠隔地の施療者や第一応答者に対して、被検体を移動させて付加的な創傷の危険を冒す必要なく被検体の状態を速やかに評価する能力、及び必要に応じて介入型処置を提供する能力を与える。

図１〜図３は、本発明の一実施形態による撮像用可搬型担架の様々な図を示す。図示のように、可搬型担架１５は、構造筐体８と、１又は複数のディジタル検出器１０と、ディジタル検出器１０に結合されているエネルギ貯蔵装置１１と、ディジタル検出器１０の上に配設されている放射線透過性表面２４とを含んでいる。

構造筐体８は、広範な被検体の体重及び体格を支持するように構成されている実質的に剛性のフレームを表わす。図示の実施形態では、構造筐体８は、実質的に直線形であるものとして示されているが、本書に記載される筐体、さらに一般的には可搬型担架は、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく多様な形態因子及び外形を有するように構造化されていてよい。様々な実施形態において、構造筐体８は、１又は複数の金属又は複合材料から形成され得る。さらに明確に述べると、構造筐体８は、アルミニウム、ステンレス鋼及びチタンのような放射線不透過性材料、熱可塑性材料及び炭素繊維のような放射線透過性材料、又は放射線透過性材料と放射線不透過性材料との組み合わせから製造され得る。構造筐体８は、単体の筐体として成形されていてもよいし、多数の小構成要素から組み立てられてもよい。また、構造筐体８は、付加的な剛性を提供するように１又は複数の交差部材を含み得る。さらに、構造筐体８は、二人以上の人員による持ち上げ及び搬送を容易にする一組又は複数組の把手又は持ち手を含み得る。

一実施形態では、少なくとも１基のディジタル検出器１０は、被検体における撮像関心領域に対応するＸ線信号を検出するように構造筐体に配置される。一実施形態では、ディジタル検出器１０は実質的にフラット・パネル検出器である。もう一つの実施形態では、検出器は彎曲していてもよいし、１又は複数の外形を含む複雑な形状を有していてもよい。一実施形態では、ディジタル検出器１０は、間接式又は直接式のエネルギ変換を実行するエネルギ積算型検出器を表わし得る。しかしながら、他の実施形態では、ディジタル検出器１０は、直接式又は間接式のエネルギ変換を実行するフォトン計数検出器及びエネルギ識別検出器を表わしていてもよい。

一実施形態では、ディジタル検出器１０は、エネルギ変換層１６、電子回路層１４、及び基材１２を含み得る。基材１２は、パネルに対する構造的支持を提供し、例えばガラスから形成され得る。エネルギ変換層１６は、Ｘ線フォトンを吸収してこれらＸ線フォトンのエネルギを可視光発光に変換する。一実施形態では、エネルギ変換層１６はヨウ化セシウム（ＣｓＩ）シンチレータを含んでいる。電子回路層１４は、アモルファス・シリコン・フォトダイオード・アレイ及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を表わし得る。フォトダイオード・アレイ及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、基材１２の上に直接形成され得る。動作について述べると、各々のフォトダイオードが一つの画素に相当し、各々のフォトダイオードの電荷が、フォトダイオードが受けた光量に比例して消尽される。次いで、薄膜トランジスタを用いてフォトダイオードからの出力をゲート通過させた後に読み出しサーキットリ１８によって読み出す。読み出しサーキットリ１８はディジタル検出器１０に結合されており、検出器の内部での画素のＸ線曝射状態を決定する。一実施形態では、読み出しサーキットリは、マトリクスの縦列１列を通して対応するフォトダイオードの電荷を測定し、電荷測定値を各々の縦列に付設されたアナログからディジタルへの変換器を介してディジタル値へ変換する。いくつかの実施形態では、ディジタル検出器１０はまた、Ｘ線散乱を低減する散乱防止グリッドを含んでいてもよい。

１よりも多い検出器を用いる実施形態では、各検出器を隔設して、撮像関心領域の位置に基づいて画像プロセッサに選択的に結合することができる。例えば、図１に示すように、撮像用可搬型担架は、被検体の頭部が典型的には位置し得る構造筐体８の一方の端部（例えば位置１０ａ）の近くに配置された第一のディジタル検出器１０と、胴体が通例位置し得る位置（例えば位置１０ｂ）に配置された第二のディジタル検出器１０と、被検体の下半身が位置し得る位置（例えば位置１０ｃ）に配置された第三のディジタル検出器１０とを含み得る。各々のかかるディジタル検出器は、例えばマルチプレクサ若しくは他の開閉論理を介してイメージング・システムに選択的に結合されたり分離されたりしてもよいし、十分な資源が利用可能である場合には、検出器が各々、並列で動作してもよい。

各検出器は、特定の位置に固定されていてもよいし、調節自在であってもよい。一実施形態では、１又は複数の検出器が構造筐体８に摺動自在に結合されて、長手方向に（例えば長さに沿って）若しくは交軸方向に（幅を横断して）、又は長手方向及び交軸方向の両方に移動自在となっていてよい。例えば、図１では、点線で参照される区域７が、可搬型担架１５の内部でディジタル検出器１０によって可能となる長手方向移動の範囲を表わし得る。

一実施形態では、ディジタル検出器１０は、図２及び図３に示すように、レール、軌道又はブラケットのような２以上の支持材２０を用いて摺動自在に結合され得る。図示の実施形態では、各支持材２０は筐体の両端２箇所において又は両端２箇所の近くで構造筐体８に結合される。支持材２０は、円形、平坦形、半球、又は可搬型担架１５の長さ、幅、若しくは長さ及び幅の両方に沿ったディジタル検出器１０の摺動を容易にするような他の形状の断面を有し得る。一実施形態では、ディジタル検出器１０は、検出器に固定されたカラー２２を用いて支持材２０に沿って摺動し得る。カラーは如何なる特定の形態にも断面にも限定されないが、ディジタル検出器１０と構造筐体との間の相対運動を容易にするような軸受け（例えば流体、空気及び玉等）として作用するものとする。図示の実施形態では、カラー２２はディジタル検出器１０に側面に沿って固定されて、検出器が実質的に支持材２０と支持材２０との間に装着されるようにしている。一実施形態では、ディジタル検出器１０は、係止機構を用いて各支持材に沿って所望の任意の位置に固定され得る。さらに、ディジタル検出器１０は、操作者によって手動で配置されてもよいし、例えばサーボモータを介して自動で配置されてもよい。加えて、ディジタル検出器をＸ線の曝射と曝射との間で移動させてもよく、得られる画像取得データを電子的に縫合して、さらに大きい解剖学的撮像範囲を容易にすることができる。

可搬型担架１５はさらに、可搬型担架の内部のディジタル検出器１０及び他の電子回路に動作電流を供給するエネルギ貯蔵装置１１を含んでいる。エネルギ貯蔵装置１１は、１若しくは複数のバッテリ、キャパシタ、インダクタ又はこれらの組み合わせのような多様なエネルギ貯蔵装置を表わし得る。エネルギ貯蔵装置１１は再充電可能型であってよく、可搬型担架１５は、利用可能である場合には配電網にコンセントで繋げるという選択肢を含み得る。さらに、可搬型担架１５は、ディジタル検出器がさらに大電力のモードが起動されるような撮像のタイミングになるまで小電力モードで動作するような待機モードを含み得る。検出器を小電力モードに保つことにより、検出器初期化時間を短縮して、これによりさらに迅速な撮像を提供することができる。

可搬型担架１５はさらに、構造筐体８に結合されてディジタル検出器１０の上方に配設されている放射線透過性表面２４を含んでいる。放射線透過性表面２４は、線源から放出されたＸ線に干渉することなく被撮像体に対する側面支持を提供する広範な放射線透過性材料から形成され得る。放射線透過性表面は、剛性、半剛性又は低剛性（compliant）のいずれであってもよく、この表面は、例えば中実体又は織物状メッシュの外観を呈し得る。

一実施形態では、ディジタル検出器１０は、Ｘ線検出キットとしてパッケージ化されていてよい。Ｘ線検出キットは、画像取得を容易にするために当該Ｘ線検出器システムを可搬型担架１５のような可搬型担架に分離自在に結合するように構成されている１又は複数の取り付け部位を含むＸ線検出システムを含み得る。取り付け部位は、例えば本書に記載する支持材２０又は３０のような支持構造をクランプ、ボルト、螺子若しくはタイ（tie）で締結する、又は他の場合にはかかる支持構造と境界を接するように構成され得る。一実施形態では、取り付け部位は、本書に記載するようなカラー２２又は３２のような１又は複数のカラーを含み得る。Ｘ線検出器システムは、撮像関心領域に対応するＸ線信号を検出するディジタル検出器（例えばディジタル検出器１０）と、ディジタル検出器に電気的に結合されたエネルギ貯蔵装置（例えばエネルギ貯蔵装置１１）と、ディジタル検出器の内部での画素のＸ線曝射状態を決定する読み出しサーキットリ（例えば読み出しサーキットリ１８）とを含み得る。Ｘ線検出器システムはさらに、Ｘ線検出器システムと画像取得情報を処理するプロセッサ（図示されていない）との間のデータ通信を提供する通信インタフェイスを含み得る。ディジタル検出器システム構成要素、及び任意の関連する相互接続はさらに、単体の筐体に一体化されて、可搬型担架に対する迅速で容易な取り付け及び取り外しを促進することができる。

図４〜図６は、本発明の代替的な実施形態による撮像用可搬型担架３５の様々な図を示す。可搬型担架３５は、図１〜図３の可搬型担架１５と実質的に類似しているが、可搬型担架３５は支持体３０に装着されている。さらに明確に述べると、図４〜図６では、ディジタル検出器１０は、各検出器の下面（例えば撮像面の裏面）に装着されたカラー３２によって支持体３０に摺動自在に結合される。従って、ディジタル検出器１０を図１〜図３に示す実施形態よりも幅広とすることができ、又は交軸方向にさらに遠くまで走行させることができる。但し、図示していないが、ディジタル検出器１０は、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく２基よりも多い支持材又は単一の支持材に結合され得る。

図７は、本発明の一実施形態による撮像用可搬型担架４５の遠近図を示す。図示の実施形態では、可搬型担架４５は、構造筐体８と、構造筐体８の内部に結合されているディジタル検出器１０（破線で示す）と、検出器の上方に配設されている放射線透過性表面２４とを含んでいる。一実施形態では、構造筐体８はさらに、被検体の少なくとも１種の生理学的測定を監視する少なくとも１台の監視装置を含み得る。監視装置は、エネルギ源１１に電気的に結合されていてよく、ＥＫＧ機械、血圧モニタ、血中酸素検出器、心拍モニタ、体温計、及び血糖検出器のような機能を含み得る。一実施形態では、Ｘ線取得は、被検体の１又は複数の生理学的測定値に基づいて同期（ゲート）制御され得る。例えば、Ｘ線取得は、再構成画像における運動ボケを低減するために、心時相及び／又は呼吸相に基づいて同期制御され得る。

本発明のもう一つの観点によれば、可搬型イメージング・システムが提供される。可搬型イメージング・システムは、可搬型担架と、Ｘ線信号を発生する少なくとも１基のＸ線源とを含み得る。可搬型担架は、構造筐体と、構造筐体に配置されて撮像関心領域に対応するＸ線信号を検出するディジタル検出器とを含み得る。１又は複数のＸ線源は、開放型ガントリ構成に設けられて可搬型担架の上方に配置されて、異なる焦点スポット位置からＸ線を発生するように構成され得る。

本書に記載する可搬型イメージング・システムは、１若しくは複数の単一Ｘ線源、１若しくは複数の分散型Ｘ線源（各々が多数の焦点スポットを含むもの）、又はこれらの組み合わせを含み得る。同様に、１又は複数のＸ線源は、単一の真空管又は多数の真空管を含むことができ、単一のＸ線放出器又は多数の離散的なＸ線放出器を有し得る。一実施形態では、Ｘ線焦点スポットの一次元アレイ又は二次元アレイを含む分散型Ｘ線源が、ガントリに装着され得る。アレイのＸ線焦点スポットは、同じ平面に位置していてもよいし異なる平面に位置していてもよい。さらに、Ｘ線焦点スポットのアレイは、実質的に線形であってもよいし、円弧状の構成を形成していてもよい。一実施形態では、（単一若しくは分散型）Ｘ線源の１又は複数を、開放型ガントリにおいて１又は複数の方向に移動させて、多数の焦点スポット位置においてＸ線を発生することができる。もう一つの実施形態では、変化する焦点スポット位置を有するＸ線画像取得が、単に分散型Ｘ線源において異なる焦点スポットを起動することにより達成される。代替的な実施形態では、本書に記載するようなディジタル検出器を含む可搬型担架を、撮像される解剖学的構造に対して多数の焦点スポット位置においてＸ線が発生されるように、１又は複数のＸ線源に関して移動させてもよい。様々な実施形態において、１又は複数のＸ線源はまた、発生されたＸ線をさらに方向付ける又は集束させる１又は複数のコリメータを含み得る。

一実施形態では、図８に関して記載するように、単一のＸ線源を開放型ガントリにおいて移動させて、多数の焦点スポット位置においてＸ線を発生することができる。図８のイメージング・システム７５は、前述のような撮像向けの検出器を設けて構成された可搬型担架５０と、線源構造７１とを含んでいる。図示の実施形態では、可搬型担架５０は、可搬型撮像プラットフォーム５２に配置されている。可搬型撮像プラットフォーム５２は、固定式又は可搬型のテーブル又はスタンドを表わすことができ、上面に可搬型担架を配置し得る。一実施形態では、可搬型撮像プラットフォーム５２は、可搬型担架５０を線源構造７１に関して所定の配向で整列させる整列機構を含み得る。さらに、可搬型担架５０及び可搬型撮像プラットフォーム５２は相補的な通信インタフェイスを含んでいてよく、これらのインタフェイスは、例えばＸ線取得データ、検出器位置及び配向情報の双方向転送を提供することもできるし、可搬型担架５０に電力を供給することもできる。示唆したように、線源構造７１は、異なる焦点スポット位置からＸ線を発生するように構成されている。図示の実施形態によれば、二次元断層写真法軌跡から取得された一連のＸ線投影取得を再構成して、三次元画像を形成することができる。一実施形態では、二次元断層写真法軌跡は多数の線形軌跡から形成される。

Ｘ線源６０は、開放型ガントリ７２に移動自在に装着され得る。図示の実施形態では、開放型ガントリ７２は、Ｘ線検出器の上方に装着されるように構成されている支持構造を含み得る。一実施形態によれば、Ｘ線源６０は、少なくとも二つの直交する平面においてガントリに沿って可搬型担架５０に関して移動するように構成される。図８の図示の実施形態によれば、Ｘ線源６０は、図示のように三つの直交する（Ｘ，Ｙ，Ｚ）平面において開放型ガントリ７２に沿って可搬型担架５０に関して移動するように構成される。

図示の実施形態では、Ｘ線源６０は、当該線源６０がパンする（例えばＸ−Ｚ平面において）と共にティルトする（例えばＸ−Ｙ平面において）ことができるように、関節式連結部によって可動部材６６に結合される。加えて、可動部材６６は、Ｘ線源６０が可搬型担架５０に向かって又は遠ざかって移動され得るように、Ｙ軸において入れ子筒型又は他の場合には伸縮自在となっていてよい。可動部材６６は、結合６７に関して移動し得る。次いで、結合６７は交差部材６４に移動自在に結合されて、これにより、Ｘ線源６０が図示のようにＸ軸の方向に移動するのを可能にすることができる。加えて、交差部材６４（及び延長してＸ線源６０）はさらに、１又は複数の線源支持体６２に移動自在に結合されて、Ｘ線源６０が図示のようにＺ軸の方向に移動するのを可能にすることができる。一実施形態では、交差部材６４は、１又は複数の結合６８によって１又は複数の支持体６２に結合され得る。

一実施形態では、開放型ガントリ７２でのＸ線源６０の移動は、制御器によって制御され得る。制御器は、線源構造７１の一部として一体化されていてもよいし（図示）、遠隔に配置されて有線によって又は無線でのいずれかで線源構造７１に通信で結合されていてもよい。制御器は、命令又はコードを装備した１又は複数の汎用又は特殊目的のプロセッサを含むことができ、かかる命令又はコードを実行すると、Ｘ線源６０を１又は複数の直交する平面において移動させて、Ｘ線源６０が所望の線源角度に依存してパンし又はティルトする。さらに、制御器７４は、トリガ事象に応答してＸ線を放出することをＸ線源６０に行なわせるように構成され得る。このトリガ事象は、操作者が１回の取得又は一連の取得を開始することを表わし得る。一実施形態では、制御器７４は、可搬型担架５０の上方で格子状パターンに構成された複数の個々のＸ線取得を生成するように構成される。格子パターンは、開放型ガントリ７２のＺ軸に沿って行なわれる第一の数Ｍ回の取得、及び開放型ガントリ７２のＸ軸に沿って行なわれる第二の数Ｎ回の取得として定義され得る。個々のＸ線取得のパターンは、患者による散乱を最小限に抑えつつ深さ分解能を最大化するように選択され得る。一実施形態では、制御器７４は、撮像工程の開始時に自動的に実行され得る予めプログラムされている取得ルーチンを含み得る。具体的には、制御器は、Ｘ線取得を行なうことのできる予めプログラムされている一連のガントリ座標を含むことができる。例えば、脚の外傷を有する被検体が線源構造７１の下方で可搬型担架５０に配置された場合には、操作者は、脚部走査に特定的に構成された取得ルーチンを実行することを制御器に指示することができる。このルーチンは、Ｘ線源６０が従うべき移動及び取得の範囲を画定する予めプログラムされている命令及び／又は座標を含み得る。

制御器はまた、可搬型担架５０の１又は複数の検出器に通信で結合して、検出器が何時受光モードで動作すべきかを指示することができる。可搬型担架５０の内部のディジタル検出器に結合された読み出しサーキットリが、Ｘ線源と同期して、検出器の内部での画素のＸ線曝射状態を出力することができる。次いで、この曝射情報は現地又は遠隔で結合された画像プロセッサに連絡されて、線源構造７１からの一連の二次元取得から断層画像を再構成することができる。一実施形態では、イメージング・システム７５を用いて、実時間フルオロスコピィ画像を生成することができる。本書で用いられる「フルオロスコピィ画像」との用語は、経時的なＸ線画像の系列の連続的取得を指す。例えば、フルオロスコピィ画像は、秒当たり少なくとも１５フレームの速度で取得され得る。これらの実時間フルオロスコピィ画像を用いて、問題の有無を診断し、また適当な介入型処置を決定することができる。さらに、フルオロスコピィ画像系列は、最小限に侵襲的な介入型処置を可能にすることができる。また、フルオロスコピィ画像を断層写真法データセットと融合させることもできる。

図９及び図１０は、本発明の様々な実施形態に従ってＸ線ファントムを撮像することにより得られる合成データセットの断層写真法再構成を示す。合成ファントムは、人体胸部の解剖学的構造の様々な深さに位置する様々な要素を表現することを目的とした幾何学的物体を含む。

図９には、長手方向軸（Ｚ軸）に沿って線形の断層写真法軌跡から再構成された一連の画像（Ａ、Ｂ、Ｃ）を示す。Ｘ線源６０をこの態様で移動させるときに一連の画像を検出器によって取得することができ、次いでこれら一連の画像を、二次元画像の系列として視覚化され得る三次元データセットとして再構成することができる。再構成工程には、公知の又は開発途上の広範な画像再構成手法の任意のものを用いることができる。各々の再構成画像は、被検体の内部の特定の深さにおいて合焦する。図９の画像（Ａ、Ｂ、Ｃ）の各々が、示されているように再構成された三次元断層写真法容積を通る単一のスライスを表わす。しかしながら、再構成されたデータは本質的に三次元であるが深さ情報は限定されており、再構成アーティファクトを生じ易い。これらのアーティファクトは、画像においてコントラストの高い平面外物体から誘発されるボケとして観察され得る。

図１０には、図９の同じＸ線ファントムの長手方向軸（Ｚ軸）及び交軸方向軸（Ｘ軸）に沿って二次元断層写真法軌跡から再構成された一連の画像（Ｄ、Ｅ、Ｆ）を示す。看取されるように、画像Ｄ、Ｅ及びＦにおいて平面外構造によって生じる画像アーティファクトは、それぞれ画像Ａ、Ｂ及びＣと比較すると実質的に減少している。

良好な画質を達成するために、画像取得時の線源と検出器との相対位置は、少なくとも部分的に既知である必要がある。一実施形態では、このことは、検出器及び／又はＸ線源点を予め十分に分かっている位置に配置するハードウェアに基づく配置を介して達成され得る（例えば、線源及び検出器の各支持体を何らかの共通の機械的な参照枠又は整列機構における「所定の位置に固定」することができる）。もう一つの実施形態では、Ｘ線源点（焦点スポット位置）の距離及び配向の部分的測定を行なうことができる。例えば、線源アセンブリ及び検出器アセンブリの両方を、各々水平位置に位置するように配置することができる。このことは、水準器装置の助けを借りて実行され得る。配向センサ（例えばコンパス）を用いて、線源アセンブリ及び検出器アセンブリの水平配向を決定することができる。このシナリオでは検出器と線源との相対位置は部分的にしか既知とならない（高さ方向における検出器及び線源の距離、並びに水平面の内部でのあらゆる交軸方向オフセットが決まらないため）が、線源アセンブリの内部での線源点（焦点スポット）の相対位置が正確に既知である限りにおいて、再構成されるデータセットにおいて優れた３Ｄ画質を達成することができる。代替的な実施形態は、線源アセンブリと検出器アセンブリとの相対位置を決定するために、当技術分野で公知の様々なセンサを用いることができる。さらにもう一つの実施形態では、検出器と線源点との相対位置についての情報を、例えば被撮像容積に存在する標識を用いて、取得画像自体から抽出することができる。これらの標識は、天然のものであっても合成物であってもよく、撮像される解剖学的構造に存在する骨のような解剖学的標識であってもよい。次いで取得画像において見出され得る標識から、撮像幾何学的構成についての情報を抽出することができる。例えば、この形式の情報を用いた幾つかの方法が、２００７年２月２日に出願された米国特許出願第１１／７０１，７６０号“METHOD AND SYSTEM FOR THREE-DIMENSIONAL IMAGING IN A NON-CALIBRATED GEOMETRY”に記載されている。尚、これらの標識の幾つかが担架自体に埋め込まれていてもよいし、様々な構成とした球、線材又は他の形状から成っていてもよいことを特記しておく。また、部分的に放射線透過性である構造を用いることにより、これらの標識によって生ずる妨害の問題の可能性を最小限に留めてもよい。また、前述の各アプローチの１又は複数の観点を組み合わせて撮像幾何学的構成を決定する混成的な方法を用いてもよい。例えば、線源アセンブリを、線源点の既知の水平位置（又は検出器平面に平行な位置）を与える機械的な枠組みの内部に装着することができ、一方、残りの撮像幾何学的構成情報を、取得画像において担架に埋め込まれている標識の位置から抽出する。

図１１は、本発明の一実施形態による撮像向けに構成された患者搬送器を示す。図示の実施形態では、患者搬送器８０は、撮像向けに構成された自動車の形態で示されている。患者搬送器８０は、他の場合であれば利用可能な断層写真法撮像設備を有し得なかったような遠隔の地域又は位置に可搬型撮像能力を与えるように構成され得る。加えて、患者搬送器８０は、Ｘ線取得データを解析し且つ／又は再構成することのできる遠隔基地にこれらＸ線取得データを送信することを可能にする高帯域幅送信器を装備し得る。特定的な応用においては、患者搬送器８０は、本書の教示に従って遠隔式断層写真法撮像を実行するように構成されている軍隊の傷病者運搬車を表わし得る。

患者搬送器８０が図１１の自動車を表わす実施形態では、自動車は、内燃機関、電気モータ、又はハイブリッド推進系を含み得る。但し、患者搬送器は推進系を含む必要はなく、現地又は遠隔の運転者／操作者によって運転されてもよい。一実施形態では、患者搬送器８０は、運転台、及び運転台に取り付けられた積載域９０を含み得る。

図１２は、一実施形態による図１１の患者搬送器８０の背面図を示す。図示のように、積載域９０は、壁８６、天井８７及び床８８によって画定されている。一実施形態では、壁８６、天井８７及び床８８は、Ｘ線が積載域９０に存在しないようにするＸ線遮蔽を含み得る。積載域９０の内部には、線源構造７１と可搬型担架５０（例えば図８に関して記載したようなもの）とを含む可搬型イメージング・システムが設けられている。線源構造７１は、積載域９０の天井８７に固定的に結合された開放型ガントリ構成７２と、開放型ガントリ構成７２に移動自在に結合されてＸ線信号を発生するＸ線源６０とを含んでいる。加えて、積載域９０は、積載域９０の床８８に結合された支持構造９２と、支持構造９２に着脱自在に結合された可搬型担架５０とを含んでいる。上で述べたように、可搬型担架５０は、構造筐体８と、構造筐体に結合されて、線源からのＸ線信号を検出するディジタル検出器１０とを含み得る。可搬型担架５０はさらに、ディジタル検出器１０の上方に、被撮像体を載置することのできる放射線透過性表面２４を含み得る。一実施形態では、可搬型担架５０は、支持構造９２に解除自在に結合され得る。例えば、可搬型担架に横臥する負傷した被検体を支持構造９２に載置して固定し、被検体を別個のテーブルに移す必要なく撮像して、これにより創傷の付加的な悪化を防ぐことができる。一実施形態では、支持構造９２は、可搬型担架５０に設けられている相補的な通信インタフェイスと対を成して係合してＸ線取得データ、検出器位置及び配向情報の転送、電力の供給、又はこれらの組み合わせを行なうように構成されている通信インタフェイスを含み得る。これらの通信ポート９４はさらに、可搬型担架が患者搬送器８０の内部に位置しているときに可搬型担架に動作電流を供給する電力結合を含んでいてもよい。

本書では発明の幾つかの特徴のみを図示して説明したが、当業者には多くの改変及び変形が想到されよう。従って、特許請求の範囲は、発明の要旨に含まれるような全ての改変及び変形を網羅するものと理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

本発明の一実施形態による撮像用可搬型担架の様々な図である。 本発明の一実施形態による撮像用可搬型担架の様々な図である。 本発明の一実施形態による撮像用可搬型担架の様々な図である。 本発明の代替的な実施形態による撮像用可搬型担架の様々な図である。 本発明の代替的な実施形態による撮像用可搬型担架の様々な図である。 本発明の代替的な実施形態による撮像用可搬型担架の様々な図である。 本発明の一実施形態による撮像用可搬型担架の遠近図である。 本発明のもう一つの観点によるイメージング・システムを示す概略図である。 本発明の様々な実施形態に従ってＸ線ファントムを撮像することにより得られる合成データセットの断層写真法再構成を示す図である。 本発明の様々な実施形態に従ってＸ線ファントムを撮像することにより得られる合成データセットの断層写真法再構成を示す図である。 本発明の一実施形態による撮像向けに構成された患者搬送器を示す図である。 一実施形態による図１１の患者搬送器８０の背面図である。

符号の説明

７ 移動の範囲
８ 構造筐体
１０ ディジタル検出器
１１ エネルギ貯蔵装置
１２ 基材
１４ 電子回路層
１５ 可搬型担架
１６ エネルギ変換層
１８ 読み出しサーキットリ
２０ 支持材
２２ カラー
２４ 放射線透過性表面
３０ 支持材
３２ カラー
３５、４５、５０ 可搬型担架
５２ 可搬型撮像プラットフォーム
６０ Ｘ線源
６２ 線源支持体
６４ 交差部材
６６ 可動部材
６７、６８ 結合
７１ 線源構造
７２ 開放型ガントリ
７４ 制御器
７５ イメージング・システム
８０ 患者搬送器
８２ 運転台
８４ 送信器
８６ 壁
８７ 天井
８８ 床
９０ 積載域
９２ 支持構造
９４ 通信ポート

Claims (10)

1. 開放型ガントリ（７２）と、
   構造筐体（８）と該構造筐体（８）内に配置されて撮像関心領域に対応するＸ線信号を検出するディジタル検出器（１０）とを含む可搬型担架（５０）と、
   前記Ｘ線信号を発生する少なくとも１基のＸ線源（６０）であって、開放型ガントリ（７２）に設けられて前記可搬型担架（５０）の上方に配置されて異なる焦点スポット位置からＸ線を発生するように構成されている少なくとも１基のＸ線源（６０）と、
   前記開放型ガントリ（７２）の下方に配置されて前記可搬型担架（５０）を収容して支持する固定式の支持構造（５２、９２）であって、前記可搬型担架に設けられている相補的なデータ・ポートと対を成して係合して前記検出器（１０）での複数の画素のＸ線曝射状態を表わすデータを受け取るように構成されているデータ・ポート（９４）を含む固定式の支持構造（５２、９２）と
   を備えたイメージング・システム。
2. 前記少なくとも１基のＸ線源（６０）は、前記開放型ガントリ（７２）において移動するように構成されている、請求項１に記載のイメージング・システム。
3. 前記少なくとも１基のＸ線源（６０）は、異なる焦点スポット位置からＸ線を発生するように構成されている分散型Ｘ線源を含んでいる、請求項１に記載のイメージング・システム。
4. 前記分散型Ｘ線源は、前記ガントリ（７２）に関して移動自在である、請求項３に記載のイメージング・システム。
5. 前記可搬型担架（５０）は、少なくとも１基のＸ線源（６０）に関して移動自在である、請求項３に記載のイメージング・システム。
6. 前記ディジタル検出器（１０）は、隔設されており前記関心領域の位置に基づいて画像プロセッサに選択的に結合される複数のディジタル検出器パネル（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）を含んでいる、請求項１に記載のイメージング・システム。
7. 前記少なくとも１基のＸ線源（６０）は、少なくとも三つの直交する平面において、前記開放型ガントリ（７２）において移動するように構成されている、請求項１に記載のイメージング・システム。
8. 前記ディジタル検出器（１０）及び前記少なくとも１基のＸ線源（６０）の相対位置を制御する整列機構をさらに含んでいる請求項１に記載のイメージング・システム。
9. 前記ディジタル検出器（１０）と前記少なくとも１基のＸ線源（６０）との相対位置についての情報を、取得した画像自体から抽出する、請求項８に記載のイメージング・システム。
10. 前記イメージング・システムが自動車（８０）内に配設される、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のイメージング・システム。