JP6113856B2 - Ｘ線装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線撮像の分野のシステムに関し、より具体的には、コリメータ構成（arrangement）、検出器及びＸ線源の運動を可能にする構造（mechanics）に関する。

Ｘ線撮像に対する従来のシステムは、Ｘ線源及び画像を記録するように対象の後ろに配置される面積検出器を有する。このセットアップに対する主な欠点は、コンプトン散乱放射線の形の背景ノイズに対する感度である。

これに対する解決法として、スロットスキャンシステムが提案されている。このようなシステムは、例えば、ＥＰ１１９２４７９Ｂ１から既知である。ＥＰ１１９２４７９Ｂ１に記載されたスロットスキャンシステムは、Ｘ線源及び複数のコリメータ構造を有するコリメータ構成を有する。更に、前記スロットスキャンシステムは、検出器アレイと、間に乳房が配置され、圧縮されることができる圧縮板とを有する。前記圧縮板は、Ｘ線に対して透明である。前記コリメータ構造の１つは、前記圧縮板の一方の側に配置され、他のコリメータ構造は、前記圧縮板の他方の側に配置される。前記コリメータ構造のスロットは、偏向なしで、１つのコリメータ構造を通過する、前記線源からまっすぐ来るＸ線が、他のコリメータ構造をも通過し、前記コリメータ構造及び前記Ｘ線源と一直線に配置される前記検出器に当たるように、前記Ｘ線源とマッチし、一直線である。前記コリメータ構造は、前記検出器と一緒にアームに配置される。このアームは、前記対象に対して前記スロットを移動することができる。

前記移動の段階は、コンピュータ制御され、正確な位置読取を備える。前記スロットが移動している間に、前記検出器アレイからのデータは、前記位置読取によって現在の座標と一緒に読み出される。この情報から、前記画像が再構成される。

ＥＰ１１９２４７９Ｂ１に記載されたスキャン軌道は、前記Ｘ線源の周りの円形運動であることができる。前記軌道は、前記圧縮板と平行な面においてビームを屈折するように構成されることもでき、前記コリメータ及び検出器の線形運動が、必要とされる。更に、円形放射線のため、前記検出器は、円形キャリアに構成され、これは、線形運動の場合に、平坦なキャリアに構成されるべきである。

本発明の目的は、医療Ｘ線撮像を可能にするためにスキャン軌道に沿って移動するように構成されるコリメータ構成及び検出器を有するＸ線装置でスキャンする場合に、スキャンされるべき対象のより良好なカバレッジ（coverage）を得ることである。

この目的は、Ｘ線装置であって、
‐Ｘ線ビーム（１６）を生成し、焦点位置（１２ｂ）を有するＸ線源（２０）と、
‐Ｘ線を検出する検出器（２８ｂ）と、
‐焦点（１２ｂ）と前記検出器（２８ｂ）との間に配置された少なくとも１つのコリメータ構造を有するコリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）と、
‐ｘ−ｚ面（８３）におけるスキャン軌道（３０）に沿った前記コリメータ構成、前記検出器及び前記Ｘ線源の運動を可能にする構造（４３）と、
‐前記スキャン軌道（３０）に沿った前記コリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）、前記検出器（２８ｂ）及び前記Ｘ線源（２０、１２ｂ）の運動を可能にする前記構造を制御する制御ユニットと、
を有し、
‐前記コリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）、前記検出器（２８ｂ）及び前記Ｘ線源（２０、１２ｂ）の運動を可能にする前記構造が、前記ｘ−ｚ面に垂直なｙ軸（３５）に沿って部分的に延在する湾曲したスキャン軌道（４５）に沿った運動をも可能にする、
Ｘ線装置により達成される。

従来のスロットスキャンシステム（又は医療Ｘ線撮像を可能にするためにスキャン軌道に沿って移動するように構成される検出器及びコリメータ構成を有する他のＸ線装置）で（乳房のような）湾曲したエッジを持つ対象をスキャンする場合、前記対象の一部がスキャンされないかもしれないことは、本発明の洞察である。例えば、従来のマンモグラフィ取得中に、乳房は、長方形テーブル又は長方形検出器を持つ検出器ハウジング上に配置される。また、前記スキャン軌道は、1つの平面（ここでｘ−ｚ面と称される）に制限される。しかしながら、胸部は、湾曲した断面を持つ。前記ｘ−ｚ面に対する前記スキャン軌道の制限は、撮像されることができる乳房組織の量を制限する。結果として、乳房の内側及び／又は側部は、撮像する困難である。前記ｘ−ｚ面に垂直な軸（ここでｙ軸と称される）に沿って延在する、湾曲したスキャン軌道を可能にすることにより、乳房組織及び湾曲したエッジを持つ他の対象のより良好なカバレッジは、スロットスキャンシステムを使用する場合に、得られることができる。対象のより良好なカバレッジは、がん又は他の病変を検出する、より高い感度をもたらしうる。前記ｙ軸に沿って延びる前記湾曲したスキャン軌道から十分に利益を得るために、前記検出器の近傍における前記スキャナハウジングは、前記ｘ−ｚ面に垂直なｘ−ｙ面における曲率にマッチする必要がある。前記スロットスキャンシステムがマンモグラフィシステムとして使用される場合、前記システムの圧縮板の曲率も、調整される必要がある。

本発明の一態様によると、前記湾曲した軌道は、前記Ｘ線源、前記コリメータ構成及び前記検出器の運動を可能にする構造により得られることができ、前記構造は、ベース要素、ガイド要素及び移動要素を有する。前記ガイド要素は、前記ベース要素に接続され、前記ベース要素及び前記ガイド要素に対して前記湾曲したスキャン軌道に沿って前記移動要素をガイドするように構成される。前記検出器及び／又は前記コリメータ構成及び／又は前記Ｘ線源は、前記移動要素に接続される。前記Ｘ線源、前記コリメータ構成及び前記検出器の運動を可能にする前記構造は、これらのアイテムの各々に別々に接続されることができる。この場合、別々の機械的構造が、前記湾曲したスキャン軌道に沿って前記Ｘ線源、前記検出器及び前記コリメータ構成を移動するのに必要とされる。また、前記コリメータ構成及び前記検出器の運動を可能にする前記構造は、前記検出器及び前記コリメータ構成が接続されることができるアームに接続されることができる。これは、スロットスキャンに対して使用される場合に有利であり、このようにして、前記検出器及び前記コリメータ構成は、移動中に整列したままである。

乳がんスクリーニング環境において、乳房の２つの画像が取得され、１つは、頭部からつま先までのもの（頭尾方向（ＣＣ）ビュー）であり、１つは、側部からのもの（中外斜位方向（ＭＬＯ）ビュー）である。胸部は、両方の方向において異なる曲率を持つ。したがって、両方の方向において乳房をより良好に撮像するように前記湾曲したスキャン軌道の曲率の調整を可能にすることは有益でありうる。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになる。

スロットスキャンシステムの一部を図示する。 コリメータ構成、検出器及びＸ線源の運動を可能にする構造の一実施例を図示する。 コリメータ構成、検出器及びＸ線源の運動を可能にする構造の一実施例を図示する。 コリメータ構成、検出器及びＸ線源の運動を可能にする構造の他の実施例を図示する。 湾曲したスキャン軌道がどのようにｘ及び／又はｙ方向に延ばされることができるかの一例を図示する。

図１は、スロットスキャンシステムの一部を図示する。前記スロットスキャンシステムは、焦点位置（１２ｂ）及び第1の粗い（rough）コリメータ構造（１２ａ）を有するＸ線源（２０）を有する。Ｘ線焦点位置から、円錐Ｘ線ビーム（１６）が現れ、前記コリメータ及び検出器まで伝搬する。前記スロットスキャンシステムは、例えばコリメータ１２ａ及び１８並びに前記システムの周辺の他のコンポーネントから来る散乱Ｘ線を遮蔽するＸ線シールド（２２）を有する。前記スロットスキャンシステムは、検査領域（３２）の上及び下にコリメータ構造（１８）（２８ａ）を有する。前記スロットスキャンシステムにおいて結合されたコリメータ構造は、ここでコリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）と称される。Ｘ線は、Ｘ線焦点位置（１２ｂ）からコリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）を介して検出器（２８ｂ）まで伝わる。前記Ｘ線源、コリメータ構成及び検出器は、面（８３、ｘ−ｚ面）内でホルダ（２６）に対して移動することができるアーム（２４、２５）に接続される。前記検出器及びコリメータ構成の移動は、制御ユニット（１０１）を用いてコンピュータ制御され、位置読取を備える。他の構成において、前記検出器及び前記コリメータ構成を保持するアーム（２５）は、ｘ−ｚ面（８３）内で、部分的にＸ線焦点位置（１２ｂ）の周りで、円形スキャン軌道（１４、３０）を作るように構成される。本発明は、ｘ−ｚ面（８３）に垂直な軸（３５、ｙ軸）に部分的に沿って前記スキャン軌道を延ばすことを提案する。これは、例えば、アーム（２４）及び（２５）を互いに対して移動可能にすることにより得られることができる。一方のアーム（２４又は２５）は、ｘ−ｚ面の中での運動を可能にするように構成されることができるが、他方のアーム（２５又は２４）は、ｙ軸（３５）に沿って前記スキャン軌道を延ばすように構成されることができる。しかしながら、アーム（２４）及び（２５）の独立した運動は、必要ではない。例えば、単一のアームが、使用され、部分的にｙ軸に沿って延びる前記湾曲したスキャン軌道に沿った運動を可能にするように構成されることもできる。

本発明から十分に利益を得るために、検出器（２８ｂ）及びコリメータ構造（２８ａ）の近くに前記スキャナハウジングも、ｘ−ｙ面（２７）において前記湾曲したスキャン軌道と同様の曲率を持つ必要がある。マンモグラフィで使用される場合、圧縮板も、ｘ−ｙ面において前記湾曲したスキャン軌道と同様の曲率を持つ必要がある。

図１に示される構成において、これは、ｙ軸に沿った前記スキャン軌道の延長が、Ｘ線源（２０）の近くより検出器（２８ｂ）の近くで大きいことを意味する。前記スキャン軌道の曲率は、多かれ少なかれｙ軸に沿って前記検出器及びコリメータ構成の移動を延長することにより調整されることができる。

前記湾曲したスキャン軌道は、好ましくは場所（３３）の１つに配置されるコリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）及び検出器（２８ｂ）の運動を可能にする構造により可能にされる。

図２は、コリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）、検出器（２８ｂ）及びＸ線源（２０）の運動を可能にする前記構造の一実施例を図示する。図３は、コリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）、検出器（２８ｂ）及びＸ線源（２０）の運動を可能にする前記構造の他の実施例を図示する。コリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）、検出器（２８ｂ）及びＸ線源（２０）の運動を可能にする構造（４３）は、ベース要素（４０、４０ａ）を有し、前記ベース要素は、前記スロットスキャンシステムの一部に接続されることができ、前記検出器及びコリメータ構成に対して固定され、例えばホルダ（２６）又はアーム（２４）である。また、ベース要素（４０、４０ａ）は、前記スロットスキャンシステムが配置される検査室内のいかなる場所にでも接続されることができる。前記構造（４３）は、湾曲したスキャン軌道（４５）に沿って移動要素（４２、４２ａ）をガイドするように構成されるガイド要素（４４、４４ａ）を有する。本発明の一実施例において、ガイド要素（４４）は、ベース要素（４０）に回転可能に接続され、移動要素（４２）は、ガイド要素（４４）に回転可能に接続される。回転は、接続領域（４８）の周りで実行されることができる。このようにして、湾曲したスキャン軌道（４５）が、確立されることができる。図２Ａにおいて、１つのガイド要素のみが、描かれている。好ましくは、他のガイド要素が、平行四辺形構造を作成するために前記構造に加えられる。このような平行四辺形構造の例は、図２Ｂに描かれている。平行四辺形構造は、前記構造の安定性及びロバスト性を増大する。

本発明の他の実施例によると、移動要素（４２ａ）は、例えば湾曲したガイド、レールであるガイド要素（４４ａ）に平行移動可能に接続される。前記ガイド要素は、前記移動要素が平行移動可能に接続されるベース要素（４０ａ）における湾曲した切れ目、ノッチ、又は空洞等であることができる。図３において、２つのガイド要素が描かれている。もちろん、１つの湾曲したガイド、レール、切れ目、ノッチ又は空洞等も、使用されることができる。

前記Ｘ線源、検出器（２８ｂ）及びコリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）は、好ましくはアーム（２４）を介してコリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）及び検出器（２８ｂ）の運動を可能にする前記構造に接続される。検出器（２８ｂ）及びコリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）並びに前記Ｘ線源は、前記スロットスキャンシステムの固定部分又は前記検査室内の位置に別々に接続されることもできる。この場合、１より多い機械的構造（４３）が、前記検出器及びコリメータ構成を移動するのに必要とされる。アーム（２４、２５）又は検出器（２８ｂ）及びコリメータ構成（１２ａ、１８、２８ａ）は、前記コリメータ構成及び前記検出器の運動を可能にする前記構造の一部（５０）に接続されることができる。

本発明の他の実施例によると、前記ガイド要素は、回転点がシフトされることができるような形で、ベース（４０）及び移動要素（４２）に平行移動可能に接続される。このようにして、前記ガイド及び／又は移動要素の有効長（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）は、調整されることができる。これは、ｘ及び／又はｙ方向における前記湾曲したスキャン軌道の延長の結果となることができる。図４は、前記湾曲したスキャン軌道がどのようにしてｘ及び／又はｙ方向において延長されることができるかの一例を図示する。前記構造は、前記湾曲したスキャン軌道の曲率を変更するためにスキャンの前又は間に調整されることができる。この実施例は、スキャン（例えばＣＣ又はＭＬＯビューにおけるスキャン）されるべき対象の曲率に依存して前記湾曲したスキャン軌道の湾曲を調整するのにも有利である。効果長（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）の調整は、ユーザ要求の結果として実行されることができるが、ＣＣからＭＬＯスキャン配向に又は逆に変更する場合に自動的に実行されることもできる。前記効果長の調整は、例えば前記移動及び／又は前記ガイド要素をそれぞれガイド及び／又は移動要素上の第２の接続領域にスライドすることにより得られることができる。また、前記ガイド及び／又は移動要素は、互いに対してシフトすることができる２つの同心部分（望遠鏡のような構造）を有することができ、これにより前記移動及び／又はガイド要素は、内側又は外側部分の１つに接続される。前記調整は、例えば、ステッピングモータにより制御されることができる。前記検出器のハウジング及び／又は圧縮板の曲率の調整は、前記湾曲したスキャン軌道のｘ−ｙ方向における曲率にマッチするのに重要である。前記検出器のハウジング及び／又は圧縮板の曲率の調整は、米国特許ＵＳ６７４１６７３Ｂ２からそれ自体が周知である様式で確立されることができる。前記ハウジング及び／又は圧縮板の異なる側は、異なる曲率を持つことができる。前記ハウジング及び／又は圧縮板を回転させることにより、前記ハウジング及び／又は圧縮板の曲率は、前記湾曲したスキャン軌道の曲率の調整を満たすように調整されることができる。

本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び記載されているが、このような図示及び記載は、説明的又は典型的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。

Claims (1)

1. Ｘ線ビームを生成し、焦点位置を有するＸ線源と、
   Ｘ線を検出する検出器と、
   少なくとも１つのコリメータ構造を有し、前記焦点位置と前記検出器との間に配置される、コリメータ構成と、
   ｘ−ｚ面におけるスキャン軌道に沿った前記コリメータ構成、前記検出器及び前記Ｘ線源の運動を可能にする構造と、
   前記スキャン軌道に沿った前記コリメータ構成、前記検出器及び前記Ｘ線源の運動を可能にする前記構造を制御する制御ユニットと、
   を有するＸ線装置において、
   前記コリメータ構成、前記検出器及び前記Ｘ線源の前記スキャン軌道を可能にする前記構造が、ｘ−ｚ面に垂直なｙ軸方向に湾曲したスキャン軌道に沿った運動をも可能にし、
   前記コリメータ構成及び前記検出器の運動を可能にする前記構造が、
   ベース要素と、
   前記検出器及び／又は前記コリメータ構成及び／又は前記Ｘ線源が接続され、前記ベース要素に対して移動する、移動要素と、
   前記湾曲したスキャン軌道に沿って前記移動要素をガイドするガイド要素と、
   を有し、
   前記ガイド要素が、ｘ−ｙ面において湾曲している、
   Ｘ線装置。

Images