JP6055025B2 - 走査イメージングシステム - Google Patents

Description

本発明は、走査イメージングシステムに関し、特にＤＲ(Digital Radiography)イメージングシステム及びＣＴ(Computed Tomography)イメージングシステムを有する走査イメージングシステムに関する。

現在、ＤＲイメージングシステム及びＣＴイメージングシステムは、広く適用されており、特に保安検査の分野に広く適用されている。

本発明は、走査イメージングシステム、特にＤＲイメージングシステム及びＣＴイメージングシステムを有する走査イメージングシステムを提供し、簡単な方式によってＤＲイメージングシステムとＣＴイメージングシステムのデータのアライメントを実現することをその目的とする。

本発明の一方面によれば、走査イメージングシステムであって、被検体を搬送方向に沿って搬送する搬送装置と、第１の放射線発生器と第１の検出器を有する第１のイメージングシステムと、第１のイメージングシステムにおいて前記搬送方向の下流に設けられ、第２の放射線発生器と第２の検出器を有し、第１のイメージングシステムにおける第１の放射線発生器からの放射線ビームと第２のイメージングシステムにおける第２の放射線発生器からの放射線ビームとの前記搬送方向における間隔が略Ｌである第２のイメージングシステムと、搬送装置が所定の距離Ｄを進行するごとに、１つの信号を出力する符号器と、符号器の出力信号を計数するための符号化計数モジュールと、符号化計数モジュールの計数値に基づいて、第１のイメージングシステムにより採集された被検体の搬送方向におけるある位置のデータと第２のイメージングシステムにより採集された被検体の搬送方向における前記ある位置のデータとの対応関係を取得する制御器と、を含み、前記第１のイメージングシステムにより採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値と前記第２のイメージングシステムにより採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値との差分は、略Ｌ／Ｄである。

本発明の又一方面によれば、走査イメージングシステムであって、被検体を搬送方向に沿って搬送する搬送装置と、第１の放射線発生器と第１の検出器を有する第１のイメージングシステムと、第１のイメージングシステムにおいて前記搬送方向の下流に設けられ、第２の放射線発生器と第２の検出器を有し、第１のイメージングシステムにおける第１の放射線発生器からの放射線ビームと第２のイメージングシステムにおける第２の放射線発生器からの放射線ビームとの前記搬送方向における間隔が略Ｌである第２のイメージングシステムと、搬送装置が所定の距離Ｄを進行するごとに、１つの信号を出力する符号器と、符号器の出力信号を計数するための符号化計数モジュールと、符号化計数モジュールの計数値に基づいて、第１のイメージングシステムにより採集された被検体の搬送方向におけるある位置のデータと第２のイメージングシステムにより採集された被検体の搬送方向における前記ある位置のデータとの対応関係を取得する制御器と、を含み、前記第１のイメージングシステムにより採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値と前記第２のイメージングシステムにより採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値との差分は略（Ｌ−Δ）／Ｄ＋ｄであり、ただし、Δは、補償値であり、第２のイメージングシステムは、ただし、Δは、補償値であり、第２のイメージングシステムは、被検体の最先端から第２のイメージングシステムにおける第２の放射線発生器の放射線ビームまでの距離がΔであるところからデータを採集し、ｄは、補正値で、第２のイメージングシステムがデータを採集し始めてから、被検体の最先端が第２のイメージングシステムにおける第２の放射線発生器の放射線ビームに進行するまでの符号器の計数値に等しい。

本発明の一方面によれば、前記搬送装置は、搬送ベルトを含み、符号器は、搬送ベルトが所定の距離Ｄを進行するごとに、１つの信号を出力する。

本発明の一方面によれば、第１のイメージングシステムは、ＤＲイメージングシステムであり、第２のイメージングシステムは、ＣＴイメージングシステムである。

本発明の一方面によれば、第１のイメージングシステムは、ＣＴイメージングシステムであり、第２のイメージングシステムは、ＤＲイメージングシステムである。

本発明の一方面によれば、補正値ｄは、ＣＴイメージングシステムにより取得されたサイノグラムの被検体でない部分の投影データに対応する符号器の計数値に基づいて取得される。

本発明の走査イメージングシステムによれば、ＤＲデータ画像とＤＴデータ画像とのアライメントを実現することができる。補正値を使用することにより、十分に正確なアライメント効果を得ることができる。

本発明の実施形態による走査イメージングシステムの模式図である。 本発明の実施形態による被検体とサイノグラム（Sinogram）（左）間のマッピング図である。

以下、図面及び実施形態を組み合わせて、本発明を更に詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態による走査イメージングシステムは、被検体Ａを搬送方向に沿って搬送する搬送装置と、第１のイメージングシステム１０と、第１のイメージングシステム１０において搬送方向の下流に設けられている第２のイメージングシステム２０と、を含む。第１のイメージングシステム１０は、第１の放射線発生器１１と第１の検出器１２を有し、第２のイメージングシステム２０は、第２の放射線発生器２１と第２の検出器２２を有する。第１のイメージングシステム１０における第１の放射線発生器１１からの放射線ビーム１４と第２のイメージングシステム２０における第２の放射線発生器２１からの放射線ビーム２４との前記搬送方向における間隔は、約Ｌである。

走査イメージングシステムは、符号器３０と、符号化計数モジュール（encoding counter module）３２と、制御器３３とを更に含んでいる。当該符号器３０は、搬送装置が所定の距離Ｄを進行するごとに、１つの信号を出力し、符号器の信号線３１を介して符号化計数モジュール３２に伝送し、符号化計数モジュール３２によって、符号器３０の出力信号に対して計数する。制御器３３は、通信線３４を介して符号化計数モジュール３２に接続され、データの通信線３５，３６を介して第１の検出器１２及び第２の検出器２２にそれぞれ接続されている。制御器３３は、ワークステーションであってもよいし、産業用制御コンピュータであってもよい。

制御器３３は、符号化計数モジュール３２の計数値に基づいて、第１のイメージングシステム１０により採集された被検体Ａの搬送方向におけるある位置のデータと、第２のイメージングシステム２０により採集された被検体Ａの搬送方向における前記ある位置のデータとの対応関係を取得する。前記第１のイメージングシステム１０により採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値と前記第２のイメージングシステム２０により採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値との差分は、Ｌ／Ｄである。

図１に示すように、搬送装置は、搬送ベルト４０を含んでいる。符号器は、搬送ベルトが所定の距離Ｄを進行するごとに、１つの信号を出力する。第１のイメージングシステム１０は、ＤＲイメージングシステムであり（放射線発生器は、ＤＲ Ｘ線発生器で、検出器は、ＤＲ検出器である）、第２のイメージングシステム２０は、ＣＴイメージングシステムである（放射線発生器は、ＣＴ Ｘ線発生器で、検出器は、ＣＴ検出器である）。或いは、第１のイメージングシステム１０がＣＴイメージングシステムで、第２のイメージングシステム２０がＤＲイメージングシステムであってもよい。

ＤＲイメージングシステムにより取得されたデータは、列を単位とし、ベルトが所定の長さを進行するごとに、一列のＤＲデータを採集することができる。そして、各列のＤＲデータは、唯一のベルト符号値を有する。ＣＴイメージングシステムにより取得されたデータは、投影（サイノグラム、図２に示す）を単位とする。サイノグラムにおいて、水平軸はＣＴ検出器のチャンネルを示し、垂直軸は投影角度を示す。これにより、図２に示すように、サイノグラムにおいて、シングル投影は、水平線に位置する一組のサンプリングと記述される。サイノグラムは、異なる視角での投影全体を蓄積することによって構成され、一回の投影はサイノグラムにおける水平線によって示され、各点の投影はサイノグラムにおけるサイン線を形成している。各ＣＴ投影は、イメージングシステムにより唯一のベルト符号値が付加され、ＤＲ列データとＣＴ投影データとを１つずつ対応すると、要求に達成することができる。

走査は、被検体ＡがＤＲ走査を通過してからＣＴ走査を通過する方式でもよいし、被検体ＡがＣＴ走査を通過してからＤＲ走査システムを通過する方式でもよい。Ｘ線発生器からのＸ線は、被検体Ａを透過した後、対応する検出器に照射される。すると、検出器は、放射線のエネルギーを対応するサイノグラムに変換し、当該サイノグラムをカプセル化して整理した後、データラインを介して制御器（例えばワークステーション／産業用制御コンピュータＤ）に伝送することで、データの再構成、画像の表示を行う。

符号器３０は、チャンネル搬送ベルトのような搬送装置の符号器であり、搬送ベルトのような搬送装置(被検体Ａに相当)の搬送距離に対して計数し且つ位置付けることができる。符号化計数モジュール３２は、符号器３０の出力信号を計数し、計数された値を通信するによってワークステーション／産業用制御コンピュータのような制御器３３に伝送する。表示器などのヒューマン・マシン・インターフェース（human-machine interface）に表示されるＤＲ画像とＣＴ断層画像は、整列されたものである。すなわち、画像上のある位置におけるＤＲ画像とＣＴ断層画像は、同一位置のものである。したがって、ワークステーション／産業用制御コンピュータのような制御器３３により採集されたＤＲ列データ及びＣＴサイノグラムデータ（スパイラルデータ）は、採集されたデータに対応する被検体Ａの具体的な位置を表すように、対応する被検体の位置の情報（符号化計数）を必ず含む。そして、当該位置のＤＲデータとＣＴサイノグラムデータとを対応付ける必要がある。

本発明の実施形態は、搬送ベルトの符号器３０によって、被検体Ａのチャンネル搬送ベルトにおける搬送距離を計数して算出することで、当該被検体のチャンネルにおける具体的な位置を追跡することができる。
第１のイメージングシステム１０がＤＲイメージングシステムで、第２のイメージングシステム２０がＣＴイメージングシステムであり、搬送装置が搬送ベルト４０であると、
（１）被検体Ａは、点Ｍを通過してから、点Ｎを通過し（逆の場合も類似的である）、
（２）被検体Ａの点ＰがＤＲ光路(点Ｍ)を通過するとき、ベルトの合計計数値は、ｎ１で、採集されたＤＲデータのパッケージは、{Ｄａｔａ１}であり、
（３）被検体Ａの点ＰがＣＴ光路(点Ｎ)を通過する時、ベルトの合計計数値は、ｎ２で、採集されたＣＴデータのパッケージは、{Ｄａｔａ２}であり、
（４）ベルトの符号器３０の計数が１ずつ変化する際、対応するベルトの搬送距離は、Ｄ(ｍｍ)である。

すると、ＣＴデータである{Ｄａｔａ２}の符号化情報は、ｎ２であり、そのデータの情報は、符号器の計数値がｎ２−Ｌ／Ｄである位置におけるＤＲデータの情報(即ち、Ｄａｔａ１データ)に対応すべきである。ヒューマン・マシン・インターフェースにイメージングされた場合、Ｄａｔａ１とＤａｔａ２とのデータの画像がアライメントされると、ＤＲデータの画像とＤＴデータの画像とのアライメントを実現することができる。実際な過程において、色々なシステムの誤差のため、ＤＲのデータとＣＴデータが精確にアライメントされることができず、略アライメントされる。精確なアライメントのために、第１のイメージングシステム１０により採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値と第２のイメージングシステム２０により採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値が、約（Ｌ−Δ）／Ｄ＋ｄの差異を有するようにする。ただし、Δは、補償値である。第２のイメージングシステム２０は、被検体の最先端から第２のイメージングシステム２０の第２の放射線発生器の放射線ビームまでの距離がΔであるところから、データを採集し始める。ｄは、補正値で、第２のイメージングシステム２０がデータを採集し始めてから、被検体の最先端が第２のイメージングシステム２０の第２の放射線発生器の放射線ビーム２６に進行するまでの符号器の計数値に等しい。

補償値Δは、第２のイメージングシステム２０が、被検体の中間位置からデータを採集することなく、被検体全体のデータを採集するように保証するためのものである。補正値ｄは、第２のイメージングシステムにより取得されたデータに基づいて、被検体の最先端が第２のイメージングシステム２０の第２の放射線発生器の放射線ビーム２４まで搬送されたときに対応する符号器の計数値を確定することで設定することができる。

第２のイメージングシステム２０がＣＴイメージングシステムである場合、補正値ｄは、ＣＴイメージングシステムにより取得されたサイノグラムにおける被検体でない部分の投影データに対応する符号器の計数値に基づいて設定することができる。被検体Ａの最先端のＣＴデータを探した後（すなわち、ベルトの符号値の情報によって区分された被検体の第１のサイクルのサイノグラム）、ヘッド部のサイノグラムを識別することによって、被検体の第１のサイクルのサイノグラムにおける位置を取得し、当該位置の値を、ＤＲとＣＴ画像データをアライメントさせるための補正値ｄとすることで、十分に正確なアライメント効果を取得することができる。これにより、ＣＴデータである{Ｄａｔａ２}の符号化情報は、ｎ２であり、そのデータの情報は、符号器の計数値がｎ２-（（Ｌ−Δ）／Ｄ＋ｄ）である位置におけるＤＲデータの情報(すなわち、Ｄａｔａ１のデータ)に対応する。

本発明による実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、搬送装置は、被検体を搬送できる任意の搬送装置であればよいし、符号器は、被検体の搬送位置を取得できれば、任意の符号器であってもよい。

以上、模式図、フローチャット及び／又は例示によって、走査イメージングシステムに係る複数の実施形態を詳細に説明した。このような模式図、フローチャット及び／又は例示が、１つまたは複数の機能及び／又は操作を含む場合、当業者は、このような模式図、フローチャット又は例示における各機能及び／又は操作が、色々な構造、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの任意の組み合わせによって、個別及び／又は共同で実現できることを理解できるだろう。一実施例において、本発明の実施形態の上述した主題の一部は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル・シグナル・プロセッサー（ＤＳＰ）、または他の集積フォーマットによって実現されることができる。しかしながら、当業者は、ここで開示された実施形態の一部が、全体または部分的に、集積回路によって実現可能なことを理解できるだろう。例えば、一台または複数台のコンピュータで実行される１つまたは複数のコンピュータプログラム（例えば、一台または複数台のコンピュータシステム上で実行される一つまたは複数のプログラム）によって実現されても良いし、１つまたは複数のプロセッサで実行される１つまたは複数のプログラム（例えば、１つまたは複数のマイクロプロセッサで実行される１つまたは複数のプログラム）によって実現されても良いし、ファームウェアまたは実質的に上述した形態の任意の組み合わせによって実現されても良い。また、当業者は、本開示を元に、回路の設計及び／又はソフトウェアの書き込み及び／又はファームウェアのコーディングの能力を有するようになろう。また、当業者は、本開示の上述した主題のメカニズムは、色々なプログラム製品として発行できると共に、実際に発行された信号を担持する媒体の具体的なタイプにかかわらず、本開示の上述した主題の例示的な実施形態が適用される。信号を担持する媒体は、例えば、ソフトディスク、ハートディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル・ビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタル磁気テープ、コンピュータのメモリ等の記録可能な記録型媒体、及び、デジタル及び／又はアナログ通信媒体（例えば、光ファイバ、導波管、有線通信リング、無線通信リング等）のような搬送型媒体を含むが、それらに限定されるものではない。

以上、本発明の典型的な実施形態に基づいて本発明を説明したが、当業者は、使用された用語が、説明するための例で、本発明を限定するものではないことを理解できるだろう。また、本発明は、技術思想及び主旨を逸脱しない限りに、種々の形態で具体的に実施されることができる。そのため、上記の実施形態は、前述の詳細に限らず、特許請求の範囲によって限定されるものとして、広く解釈されることを理解できるだろう。特許請求の範囲または等価の範囲内での全ての変化、改進は、特許請求の範囲に含まれていることも理解できるだろう。

Claims (9)

1. 被検体を搬送方向に沿って搬送する搬送装置と、
   第１の放射線発生器と第１の検出器を有する第１のイメージングシステムと、
   第１のイメージングシステムにおいて前記搬送方向の下流に設けられ、第２の放射線発生器と第２の検出器を有し、第１のイメージングシステムにおける第１の放射線発生器からの放射線ビームと第２のイメージングシステムにおける第２の放射線発生器からの放射線ビームとの前記搬送方向における間隔が略Ｌである第２のイメージングシステムと、
   搬送装置が所定の距離Ｄを進行するごとに、１つの信号を出力する符号器と、
   符号器の出力信号を計数するための符号化計数モジュールと、
   符号化計数モジュールの計数値に基づいて、第１のイメージングシステムにより採集された被検体の搬送方向におけるある位置のデータと第２のイメージングシステムにより採集された被検体の搬送方向における前記ある位置のデータとの対応関係を取得する制御器と、を含み、
   前記対応関係は、前記第１のイメージングシステムにより採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値と前記第２のイメージングシステムにより採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値との差分が、略Ｌ／Ｄであることであることを特徴とする走査イメージングシステム。
2. 前記搬送装置は、搬送ベルトを含み、
   符号器は、搬送ベルトが所定の距離Ｄを進行するごとに、１つの信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査イメージングシステム。
3. 第１のイメージングシステムは、ＤＲイメージングシステムであり、
   第２のイメージングシステムは、ＣＴイメージングシステムである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査イメージングシステム。
4. 第１のイメージングシステムは、ＣＴイメージングシステムであり、
   第２のイメージングシステムは、ＤＲイメージングシステムである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査イメージングシステム。
5. 被検体を搬送方向に沿って搬送する搬送装置と、
   第１の放射線発生器と第１の検出器を有する第１のイメージングシステムと、
   第１のイメージングシステムにおいて前記搬送方向の下流に設けられ、第２の放射線発生器と第２の検出器を有し、第１のイメージングシステムにおける第１の放射線発生器からの放射線ビームと第２のイメージングシステムにおける第２の放射線発生器からの放射線ビームとの前記搬送方向における間隔が略Ｌである第２のイメージングシステムと、
   搬送装置が所定の距離Ｄを進行するごとに、１つの信号を出力する符号器と、
   符号器の出力信号を計数するための符号化計数モジュールと、
   符号化計数モジュールの計数値に基づいて、第１のイメージングシステムにより採集された被検体の搬送方向におけるある位置のデータと第２のイメージングシステムにより採集された被検体の搬送方向における前記ある位置のデータとの対応関係を取得する制御器と、を含み、
   前記対応関係は、前記第１のイメージングシステムにより採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値と前記第２のイメージングシステムにより採集された前記ある位置のデータに対応する符号器の計数値との差分は、略（Ｌ−Δ）／Ｄ＋ｄであることであり、
   ただし、Δは、補償値であり、第２のイメージングシステムは、被検体の最先端から第２のイメージングシステムにおける第２の放射線発生器の放射線ビームまでの距離がΔであるところからデータを採集し始め、
   ｄは、補正値で、第２のイメージングシステムがデータを採集し始めてから、被検体の最先端が第２のイメージングシステムにおける第２の放射線発生器の放射線ビームに進行するまでの符号器の計数値に等しい、
   ことを特徴とする走査イメージングシステム。
6. 前記搬送装置は、搬送ベルトを含み、
   符号器は、搬送ベルトが所定の距離Ｄを進行するごとに、１つの信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の走査イメージングシステム。
7. 第１のイメージングシステムは、ＤＲイメージングシステムであり、
   第２のイメージングシステムは、ＣＴイメージングシステムである、
   ことを特徴とする請求項５に記載の走査イメージングシステム。
8. 第１のイメージングシステムは、ＣＴイメージングシステムであり、
   第２のイメージングシステムは、ＤＲイメージングシステムである、
   ことを特徴とする請求項５に記載の走査イメージングシステム。
9. 補正値ｄは、ＣＴイメージングシステムにより取得されたサイノグラムにおける被検体でない部分の投影データに対応する符号器の計数値に基づいて取得される、
   ことを特徴とする請求項７に記載の走査イメージングシステム。

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