JP6121973B2 - 三次元造影のための走査システム - Google Patents

Description

本発明は一種の、三次元造影のための走査システムに係り、特に、被検査物の特性に応じて、最適な走査モードを選択し、有限部分角度の透過投影データを以て、最良画像を獲得することができる、コンピュータ断層撮影のための走査システムに関する。

一般に透過式造影方法は、２Ｄ平面造影（たとえば胸部Ｘ光前後部位造影）、或いは光源と検出器が共円弧共円運動を行なうＣＴ（コンピュータ断層撮影,Computed Tomography)で完全な３Ｄ角度造影を行なう。放射医学Ｘ光撮影を例にすると、２Ｄ造影は、深さ情報が欠乏し、各深さの組織機関は重畳し、細微な構造を認識しにくく、たとえば、胸腔造影時にもし病巣が心臓前後、中隔腔、横隔、脊椎等の位置にあると判読しにくい。ＣＴは３６０度の全角度の撮影方式を採用するため、完全な断層画像を提供できるが、その高い費用（一般の放射撮影の１０倍）と高剤量（数十倍〜百倍）により、診断の第１線の検査工具とはなり得ない。ＮＣＲＰ（米国輻射防護と測定委員会，National Council on Radiation Protection)の第１６０号レポートによると、米国の２５年間の平均個人年間有効剤量は、１９８０年の３．１ｍＳｖから２００６年の５．５ｍＳｖへと増加しており、この増加は主には医学用途によるもので、０．５ｍＳｖから３．０ｍＳｖ増えている。２５年間で米国医学画像の輻射剤量は６倍に増え、輻射剤量は主にはＸ光ＣＴにより増加し、いかに輻射剤量の危険を最小化し且つ画像品質と医学上のメリットを犠牲にしないようにするかが、放射画像技術の発展の趨勢である。

このため、上述の２Ｄ平面造影、ＣＴ造影方法のほか、近年、有限角度を採用した走査造影走査方式が発展し、デジタル断層合成造影法と称されている。僅かに一部角度の投影情報を獲得するため、我々は異なる造影部位に対して適当な造影走査方向を選択すべきであることを認める。前もった造影実験により、この論点は実証され、コンピュータ断層合成造影のための走査方向は異なる構造の被検査物に対して顕著に影響を与える。コンピュータ断層合成造影空間解析度は方向性を備え、これはＣＴ画像の等方（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）空間解析度とは明らかに異なり、これにより造影システムは多方向走査の重要性を有している。しかし、周知の、断層合成造影機能の通用型Ｘ光機は僅かに縦長方向に走査でき、単一方向の走査設計は、いわゆる通用型Ｘ光機の異なる造影部位或いは多様な被検査物の造影の需要を満足させられない。

一般に放射画像は三種類の要求を有し、すなわち、二次元造影、時間動態フルオロスコピー(fluoroscopy)造影及びＣＴ造影である。通用型Ｘ光機に対しては、一般に、前の２項の機能を有しているが、ＣＴ機能は有していない。近年、デジタル画像センサの発展がますます成熟したことにより、少数のメーカーたとえば、ＧＥやＳｈｉｍａｄｚｕがデジタル断層合成造影機能を加えている。３６０度完全角度走査のＣＴ造影とは異なり、断層合成走査造影は、一部角度の投影情報を取得するだけで、走査軌跡方向が造影結果に影響を与える。現在、断層合成走査機能を有する造影機器はいずれも単一方向走査設計（最もよく見受けられるのは、縦長方向）のみを有し、単一方向走査は異なる被検査物の特性の要求を満足させられない。

周知の特許については、断層合成走査機能を備えた通用型Ｘ光機、たとえば、特許文献１は、そのＸ光源がサポートフレーム上に固定され、画像検出器がベッドの下に置かれ、連動方式で、Ｘ光源がベッドと平行な方向に移動し、走査方向は僅かに縦長方向であり、立姿を造影するときは、この特許は、前述の第一組のＸ光源と画像検出器を頭或いは足の方向に離し、さらに頭上に架設された可動レールを利用し、第二組のＸ光源とベッド下方に置かれた第２組の画像検出器が、造影を行ない、且つ画像検出器を固定するサポートフレームが、主動の方式でベッドの長軸方向に沿って移動する。総合すると、寝た姿勢或いは立った姿勢のいずれのモードであっても、特許文献１の走査方向は、いずれも縦長軸方向である。

次に、特許文献２に示されるような、もう一種の断層合成走査機能を有する通用型Ｘ光機は、造影機が伝統的な造影モードか或いは断層合成造影モードを選択できる。伝統的な造影モードのときは、吊掛装置上のＸ光源がベッドの長軸方向に沿って移動するか、垂直方向に昇降し、３種類のモードで操作でき、それは（１）画像検出器を固定する装置とＸ光源を吊掛る装置を連動の方式で移動させる。（２）Ｘ光源を吊掛る装置をベッドに伴い昇降させる。（３）Ｘ光源を吊掛る装置を壁上或いはサポートフレーム上の画像検出器を固定する装置に伴い垂直に移動させる。断層合成造影モードのとき、画像検出器を固定する装置は、Ｘ光源を吊掛る装置と反対の方向に移動し、Ｘ光源は角度を変更でき、光源を画像検出器に対して垂直に対向するよう保持でき、その断層合成造影操作方向は縦長方向とされる。

これを総合すると、ＣＴは３６０度の全角度の造影を採用し、非破壊性方式で明晰に被検査物の切断面画像を現出できるが、ＣＴ輻射剤量は高く、これにより、ＣＴ輻射を減らす努力が、不必要な輻射回数を減らすことを含め、医学界の重要な議題となっている。有限角度の走査造影方式の成像は、輻射剤量を減らすための一種の手段であり、走査時には完全角度の投影データを得るわけではないので、画像品質を犠牲にするのは免れず、異なる造影部位に対して適当な走査方向を選択することは、ことのほか重要であるが、ただし、現在、通用型Ｘ光機で断層合成造影機能を有するものの走査方向はいずれも僅かに縦長方向のみを考慮しており、横軸方向等、その他の走査方向はなく且つ完全角度或いは完全角度に接近するＣＴ走査造影機能はない。

米国特許第US6,632,019号明細書 米国特許第US5,734,694号明細書

本発明は一種の三次元造影のための走査システムを提供し、それは、被検査物の特性に応じて最も適当な走査モードを選択し、少ない角度の透過投影データで最良の画像を獲得する。

ある実施例において、本発明は一種の三次元造影のための走査システムを提出し、それは、検査プラットフォーム、ガントリ、光源、センサ及び処理ユニットを含み、該検査プラットフォームは被検査物を支持するのに用いられ、該ガントリは移動可能に該検査プラットフォームの一側に設置され、該光源は移動可能に該ガントリに設置されて、輻射ビーム或いはアレイ輻射ビーム或いはビーム或いはアレイビームを発射するのに用いられ、該センサは移動可能に該検査プラットフォームの、該被検査物を支持する一側に対向するように設置され、該処理ユニットは、該ガントリ、該光源、該センサと電気的に接続され、該ガントリ、該光源、該センサの移動を制御するのに用いられる。

後述する異なる実施例に基づき、本発明は以下の応用を提供することができる。
（１）実験データにより、走査方向の違いは断層合成画像の空間識別率の分布に影響を与えることが証明されている。これにより、本発明はガントリと光源の多次元運動を提供し、光源をＸ軸方向に沿って移動させられ、Ｙ軸方向に沿って移動させられ、並びにＸ軸方向とＹ軸方向に沿った移動を組み合わせてＺ形移動を形成することができ、被検査物を検査でき、且つセンサは円弧形移動を行なえ、これにより、本発明は二次元平面式造影、三次元断層合成造影及び三次元ＣＴ造影に応用でき、被検査物の特性に応じて最も適当な走査モードを選択し、少ない角度の透過投影データで最良の画像を獲得できる。このほか、周知のコンピュータ断層合成造影（ＣＴ）の３６０度の全角度の走査とは異なり、被検査物が有限角度で有効に走査され、これにより、該被検査物が走査検査過程で受け取る輻射線量、及びその走査検査に必要な時間がいずれも低減される。これにより、本発明は生物医薬業、及び非破壊性検査業に応用可能で、より有効でより安全な放射線検査を提供することができる。
（２）周知のコンピュータ断層合成造影（ＣＴ）との違いは、本発明のセンサは、光源に対向する一側に設置され、且つセンサと光源は、共同の環形構造中で共同軸の周りを回転して画像再構成に必要なデータを獲得する。本発明のセンサと光源はそれぞれ駆動されて共同軸の周りを回転し、それぞれガントリとセンサ支持器においてそれぞれの円弧形移動を形成し、画像再構成に必要なデータを獲得し、且つ被検査物の異なる部位を検査するときは、必要に応じてセンサと光源の間の距離を調整して、比較的良好な拡大倍率を獲得することができる。本発明は二次元平面式造影、三次元断層合成造影、及び三次元ＣＴ造影を行なえ、放射医学画像、獣医用放射画像、工業非破壊検査等の領域に応用可能である。

本発明の三次元造影のための走査システムの第１実施例の構造表示図である。 本発明の第1実施例の光源の回転表示図である。 本発明の第1実施例の光源の回転表示図である。 本発明の第1実施例のガントリの構造表示図である。 本発明の三次元造影のための走査システムの第２実施例の構造表示図である。 本発明の三次元造影のための走査システムの第３実施例の構造表示図である。 本発明の三次元造影のための走査システムの第４実施例の構造表示図である。 本発明の異なる実施例の光源の移動軌跡の表示図である。 本発明の異なる実施例の光源の移動軌跡の表示図である。 本発明の異なる実施例の光源の線形移動軌跡の表示図である。 本発明の異なる実施例の光源の線形移動軌跡の表示図である。 本発明の異なる実施例の光源の線形移動軌跡の表示図である。 本発明の三次元造影のための走査システムの第３実施例より派生した別の実施例とされ、そのセンサは特定軸を中心として回転可能である。 図６Ａの実施例のセンサが異なる検出角度に位置する構造表示図である。 図６Ａの実施例のセンサが異なる検出角度に位置する構造表示図である。

図１は本発明の三次元造影のための走査システムの第１実施例の表示図である。三次元造影のための走査システム２は、検査プラットフォーム２０、ガントリ２１、センサ２３及び処理ユニット２４を含む。ガントリ２１は、光源２２を備え、そのうち、光源２２は、移動可能にガントリ２１上に設置されている。検査プラットフォーム２０は、検査モード中、被検査物を支持するのに用いられ、そのうち、被検査物は患者或いは物品とされ、それは、走査者の必要により決定され得る。検査プラットフォーム２０は、固定されたプラットフォームであるか、或いは駆動装置が処理ユニット２４と検査プラットフォーム２０に電気的に接続され、並びに検査プラットフォーム２０を駆動して図１に示される座標系中のＹ軸方向に沿って移動する第１移動を実行し、Ｘ軸、Ｙ軸とＺ軸はそのうちの二つずつが相互に垂直である三つの軸方向である。そのうち、駆動装置は電動機の組み合わせ、スクリュー或いはガイドレールとされ得るが、これに限られるわけではない。本実施例中、処理ユニット２４は信号処理と制御機能を備えた装置、たとえば一組のコンピュータ、一組のプログラマブルコントローラ(Programmable Controller)、或いはそれらの組み合わせとされ得る。注意すべきことは、処理ユニット２４は、検査プラットフォーム２０の第１移動２００を制御するのに用いることができるユーザー操作インタフェースを操作者に提供し、そのうち、ユーザー操作インタフェースはタッチパネル、或いはディスプレイとイメージユーザーインタフェース及びユーザー入力装置、たとえば、キーボード及びマウスの組み合わせとされる。

本実施例中、ガントリ(gantry frame)２１は、検査プラットフォーム２０の一側に設けられる（シングルアーム,openside）が、検査プラットフォーム２０の両側それぞれに一つのガントリ２１を設けてもよい（ダブルアーム式構造）。ガントリ２１は円弧形ガントリ２１０を備え、該検査プラットフォーム２０に横向きに跨設される。円弧形ガントリ２１０はそれに設置された円弧形ガイドレール２５を備えている。ある実施例において、円弧形ガイドレール２５は処理ユニット２４に電気的に接続され、円弧形ガイドレール２５は円弧線形電動機とされ得るが、これに限られるわけではない。光源２２は円弧形ガイドレール２５に組み合わされ、光源２２が円弧形ガイドレール２５に駆動されて、円弧形ガントリ２１０に沿って移動できるものとされ、並びに、光源２２は検査プラットフォーム２０上に設置された被検査物を横方向に沿って走査できる。本実施例中、横方向とは、図１に示されるＸ軸方向を指す。このほか、円弧形ガイドレール２５は、処理ユニット２４により制御され得て、操作者は処理ユニット２４中のユーザー操作インタフェースを操作することで、光源２２の移動目的地を確定できる。

光源２２は処理ユニット２４に電気的に接続され、これにより、光源２２に処理ユニット２４より操作命令を受けとらせ輻射ｙーム(a radiation beam)或いは輻射ビームアレイ(a radiation beam array)或いは光束（an optical light beam)或いは光束アレイ(an optical beam array)を発射させ検査プラットフォーム２０上の被検査物に照射させることができる。本実施例中、光源２２は、輻射源、たとえば、Ｘ光管或いはＸ光管より発射されるＸ線源(x-ray source)とされ得る。或いは、光源２２は、繃線源(gamma ray source)或いはレーザー光源(laser ray source)或いはレーザー光源アレイ(laser ray array)とされ得る。図２Ａ及び図２Ｂに示される本発明の光源の回転表示図を参照されたい。光源２２は、回転駆動装置２７に結合されて、光源２２が有限な角度範囲内で、Ｘ軸を中心として第１回転ωｘを行なうか、或いは、Ｙ軸を中心として第２回転ωｙを行なうことができる。本実施例中、回転駆動装置２７はＸ軸とＹ軸の回転を実行でき、回転駆動装置２７は第１電動機２７０、固定板２７１、及び第２電動機２７２を備える。第１電動機２７０は光源２２に組み合わされ且つ処理ユニット２４に電気的に接続される。固定板２７１は第１電動機２７０に組み合わされる。第２電動機２７２は固定板２７１に組み合わされ且つ処理ユニット２４に電気的に接続される。第１電動機２７０と第２電動機２７２は処理ユニット２４の制御命令により駆動されて回転の応答を形成する。注意すべきことは、回転駆動装置２７は図２Ａに示される実施例に限定されるわけではなく、本技術領域における通常の知識を有する者が、必要により設計することができる、ということである。

図２Ａに示されるように、第１領域９０は、光源２２の中心軸線で第１回転ωｘを行なった移動範囲を指し、第２領域９１は、光源２２の中心軸線で第２回転ωｙを行なった移動範囲を示す。図２Ｂには、さらに光源２２をＸ軸を中心として第１回転ωｘさせることに対する説明が示され、そのうち、符号２２０、２２０ａと２２０ｂは、光源２２の中心線が異なる回転位置に位置することを指す。そのうち、図２Ａと図２Ｂの座標システムは、操作者の必要により定義でき、並びに本発明の制限に限定されるわけではない。光源２２は、円弧形ガントリ２１０に沿って移動可能で、且つ駆動されて回転し、これにより、光源２２の移動軌跡は、一種の円弧形移動軌跡をなし得て、これにより、検査時に、異なる角度で輻射ビーム或いは光束を発射して被検査物に照射でき、被検査物を透過した輻射ビーム或いは光束をセンサーが受け取り、検査データは前処理(preprocessing)、画像再構築(image reconstruction)及び後処理(post processing)により、断層合成画像(tomosynthesis image)を構築し、検査員或いは医者による決定或いは判断を行なうのに供される。

図１と図３に示されるように、駆動装置２８が処理ユニット２４に電気的に接続され、ガントリ２１を駆動して線形移動させ、そのうち、ガントリ２１はＹ軸方向に沿って第２移動２１１を行なう。駆動装置２８は、本技術領域の人が熟知している機構、たとえば、電動機の組み合わせ、スクリュー或いはガイドレールを採用できるが、これに限られるわけではない。このほか、第１回転駆動装置２９を処理ユニット２４に電気的に接続することにより、ガントリ２１を駆動してＸ軸を中心として第３回転Ｗｘを行なわせることができる。本実施例中、第１回転駆動装置２９は昇降駆動ユニット２９０を備え、電動機がガントリ２１に組み合わされ、これにより、ガントリ２１が処理ユニット２４入力命令により駆動されてＺ軸に沿った上昇或いは下降応答を形成し、ガントリ２１にＺ軸方向に沿って第４移動２１４を行なわせる。第１回転駆動装置２９は回転駆動ユニット２９１を備え、たとえば、電動機がガントリ２１に組み合わされ、これにより、ガントリ２１が処理ユニット２４の入力命令により駆動されてＸ軸を中心として回転する応答を形成する。そのうち、図３には僅かに一つの第１回転駆動装置２９を用いてガントリ２１を駆動してＸ軸を中心として回転させることが説明されているが、当業者はまた、もう一つの回転駆動装置を組み合わせてガントリ２１を駆動して、Ｙ軸を中心として第４回転Ｗｙを形成させるか、或いはＺ軸を中心として第５回転Ｗｚを形成させることもできる。たとえば、ガントリ２１はさらに、回転可能に円弧形ガントリ２１０に組み合わされた下ガントリ２１３を有し得る。さらに、下ガントリ２１３に駆動ユニット（たとえば、電動機）が設置され、並びに処理ユニット２４の制御命令により調整されて回転パワーの応答を提供し、これにより、これにより、円弧形ガントリ２１０はＺ軸を中心として必要な位置へと回転する。注意されるべきことは、操作者は処理ユニット２４内のユーザー操作インタフェースにより、ガントリ２１の回転角度と移動目的地を制御できることである。

図１を再度参照されたい。センサ２３は検査プラットフォーム２０の、被検査物を支持する側と反対の側、すなわち、図１に示される検査プラットフォーム２０の下方に設置されて、光源２２より発射された輻射ビームを受け取り、これにより検査信号を発生し、検査信号は処理ユニット２４に送られて、投影画像が構成され、さらに前処理及び画像再構成により、断層合成画像（tomosynthesis image)が構成され、断層操作画像は、処理ユニット２４のディスプレイ上に表示され得る。本実施例中、センサ２３は駆動されてＹ軸方向に沿った第３移動２３０と、Ｘ軸方向に沿った第５移動２３１を実行する。そのうち、検査プラットフォーム２０の第１移動２００、センサ２３の第３移動２３０とガントリ２１の第２移動２１１は、処理ユニット２４の制御に基づき、独立して別々に実行され得る。そのうち、操作者は処理ユニット２４内のユーザー操作インタフェースを操作して制御を行なえ、或いは、処理ユニット２４にプリインストールされたプログラムにより、自動制御を行なえる。

図４Ａに示される本発明の三次元造影のための走査システムの第２実施例の構造表示図を参照されたい。本実施例中、検査プラットフォーム２０、光源２２とセンサ２３の機能は前述の実施例と類似するが、異なるのは、本実施例のガントリ２１はＬ形ガントリ２１２を備え、Ｌ形ガントリ２１２は検査プラットフォーム２０の一側に設置されて、Ｙ軸方向に沿って、線形の第１移動２００を行なえ、Ｌ形ガントリ２１２はさらに第１ガントリ２１２０と第２ガントリ２１２１を含み、そのうち、第２ガントリ２１２１は第１ガントリ２１２０に接続されてＬ形ガントリ２１２を形成する。図３に示される実施例に類似し、第１ガントリ２１２０は駆動装置２８と第１回転駆動装置２９に組み合わされ、これにより、ガントリ２１は、Ｙ軸方向に沿って、第２移動２１１を実行でき、並びにＸ軸を中心として回転可能である。このほか、Ｌ形ガントリ２１２もまた第４回転Ｗｙと第５回転Ｗｚを実行できる。

本実施例中、第２ガントリ２１２１は直線形ガントリとされ、並びにＸ軸方向に沿って横向きに検査プラットフォーム２０に跨設され、第２ガントリ２１２１上にさらに線形移動装置２６が設けられている。線形移動装置２６はたとえば、リニアモータ（linear motor)或いは一般の電動機、スクリューとガイドレールの組み合わせとされ得て、線形移動装置２６は光源２２に組み合わされ、光源２２を駆動してＸ軸方向に沿って第２ガントリ２１２１上を移動させ、並びに検査プラットフォーム２０上に位置する被検査物を横向きに走査することができる。

このほか、前述の実施例は、第２ガントリ２１２１が第１ガントリ２１２０に接続されてＬ形ガントリ２１２を形成しているが、このほかに、第２ガントリ２１２１の二端にそれぞれ第１ガントリ２１２０が接続されて、逆Ｕ形のガントリを形成してもよく、二つの第１ガントリ２１２０はそれぞれ検査プラットフォーム２０の二側に位置し、第２ガントリ２１２１はＸ軸方向に沿って該検査プラットフォーム２０に横向きに跨設される。

図４Ｂに示される本発明の三次元造影のための走査システムの第３実施例の構造表示図を参照されたい。本発明中、Ｘ軸方向に沿って移動する光源２２は、同時に第１ガントリ２１２０をＺ軸方向に沿って上昇或いは下降させて第４移動２１４を実行し、輻射ビームの移動軌跡をＸＺ平面において組み合わせ円弧形移動軌跡（曲線９２が示す円弧形軌跡のとおり）を形成する。光源２２の円弧形移動の過程を前述の光源２２の回転に組み合わせ、並びに円弧形移動軌跡の中心をセンサ２３の中心に設置する時、光源２２の発射点からセンサ２３の中心に等しい距離を維持させられる。本実施例中、線形移動装置２６により光源２２がＸ軸方向に沿って、第２ガントリ２１２１上で移動し、並びに第１ガントリ２１２０上に設置されたもう一つの線形移動装置が、さらに第２ガントリ２１２１を制御して、ガイドレール２１２２上でＺ軸に沿って移動させ、ガイドレール２１２２は第１ガントリ２１２０上に設置される。このほか、図２Ａに示されるように回転駆動装置２７により、光源２２を制御してＹ軸を中心として回転させられる。Ａ軸方向とＺ軸方向における回転は、光源２２を必要な位置に移動させるのに用いられ得て、Ｙ軸を中心とする回転は、光源２２の発射角度を調整するのに用いられ得る。図４Ｂ中、曲線９２は光源２２の移動経路を代表し、移動軌跡を制御する装置により、光源２２は、各種の異なる角度で被検査物或いは患者を照射でき、これにより、画像データを検査員或いは医者に提供して決定或いは判断に供する。

図４に示される本発明の三次元造影のための走査システムの第４実施例の構造表示図を参照されたい。本発明中、光源２２は線形移動装置２２１に組み合わされ、Ｘ軸方向に沿って移動する光源２２は、同時に線形移動装置２２１に光源２２を駆動させて光源２２をＺ軸方向に沿って上昇或いは下降させて第４移動２１４を実行させ、輻射ビームの移動軌跡をＸＺ平面において組み合わせて円弧形移動軌跡を形成する（曲線９２に示される軌跡のとおり）。またすなわち、本実施例は、図４Ｂと同じ機能を獲得できる。本実施例中、線形移動装置２６は光源２２をＸ軸方向に沿って第２ガントリ２１２１上で移動させ、並びに線形移動装置２２１により光源２２を制御してＺ軸方向に沿って移動させられる。このほか、図２Ａに示される回転駆動装置２７により、光源２２を制御してＹ軸を中心として回転させられる。Ｘ軸方向とＺ軸方向にあっての回転は、光源２２を必要な位置に移動させるのに用いることができ、Ｙ軸を中心とした回転は、光源２２の輻射角度を調整するのに用いられ得る。図４Ｃ中、曲線９２は光源２２の移動経路を代表し、移動軌跡を制御する装置により、光源２２は各種の異なる角度で被検査物或いは患者に照射でき、これにより、検査員或いは医者が決定或いは判断を行なうために画像データを提供できる。

このほか、図４Ｄに示される本発明の異なる実施例の光源の移動軌跡の表示図を参照されたい。図４Ｄに示される実施例中、光源２２をＹ軸方向とＺ軸方向に沿って移動させた後、光源２２をＸ軸の周りで回転させることにより、ＹＺ平面において組み合わせて移動軌跡９３を形成でき、これにより、異なる輻射角度で被検査物５に輻射ビームを照射することができる。本実施例中、駆動装置、たとえば図３に示される駆動装置２８と類似のものにより、光源２２を駆動してＹ軸方向に沿って移動させ、及び、第１ガントリ２１２０に線形移動装置を設置して、光源２２が移動するときに、同時にＬ形ガントリ２１２を駆動してＺ軸方向に沿って移動させられるようにし、並びに第２ガントリ２１２１を駆動して第１ガントリ２１２０において移動させられる。このほか、回転駆動装置、たとえば、図２Ａに示される回転駆動装置２７により、光源２２を制御してＸ軸を中心として回転させることができる。Ｘ軸とＹ軸方向の線形移動を利用し、光源２２を必要な位置に移動させ、同時にＸ軸を中心とした回転を利用して、光源２２の輻射角度を調整できる。

前述の図４Ｂ及び図４Ｄに表示される移動軌跡のほか、図４Ｅに示されるように、移動軌跡はまた、ＸＺ平面或いはＹＺ平面と夾角をなす平面上に位置し得る。この特定の移動軌跡９４の形成は、図４Ｂに示されるＬ形ガントリ２１２を回転させる方式によることが可能であるが、あるいは、光源２２を、図４Ｂに示される移動軌跡形成の方式と同様の方式で移動及び回転させる時に、図１に示される円弧形ガントリ２１０を、Ｚ軸を中心として特定角度回転させて形成することもでき、これにより輻射角度の多様性をアップできる。

このほか、前述の図１〜図４Ｃの実施例は、いずれもさらに駆動装置を処理ユニット２４と検査プラットフォーム２０に電気的に接続することにより、検査プラットフォーム２０を駆動して図１に示される座標系中で、Ｘ軸方向に沿って移動する第６移動２０１及びＺ軸方向に沿って移動する第７移動２０２を実行するのに用いることができる。

図５Ａから図５Ｃに示される本発明の異なる実施例の光源の線形移動軌跡の表示図を参照されたい。図５Ａにおいて、光源２２の線形移動軌跡は、光源２２が図１の円弧形ガントリ２１０に沿って移動することにより形成されるか、あるいは、第２ガントリ２１２１が図４Ａから図４ＣのそのうちいずれかのＸ軸に沿った移動により形成され、そのうち、第１軌跡９５ａ、第２軌跡９５ｂはそれぞれガントリ２１のＹ軸上の異なる位置を代表する。図５Ｂ中、光源２２の線形移動軌跡は、図１の円弧形ガントリ２１０あるいは図４Ａから図４ＣのいずれかのＬ形ガントリ２１２をＹ軸方向に沿って移動させることにより、Ｙ軸に沿った移動軌跡を形成することができ、そのうち、第３軌跡９６ａ、第４軌跡９６ｂは、それぞれ光源２２の、円弧形ガントリあるいはＬ形ガントリの、Ｘ軸に沿った異なる位置を代表する。図５Ｃ中、それは、一種の、図１あるいは図４Ａから図４Ｃのうちいずれかの光源２２のＺ形移動軌跡９７を現出し、それは光源２２の円弧形ガントリ２１０あるいはＬ形ガントリ２１２上での移動、及びガントリ２１のＹ軸に沿った移動の、相互の組み合わせにより形成される。注目に値することは、光源２２を制御してＺ形移動軌跡９７の移動を行なわせることで、検出位置の多様性をアップでき、これにより、検査員あるいは医者が検査を行なう際の利便性を提供でき、並びに輻射検査を行なうのに必要な時間を減らすことができる、ということである。

図６Ａに示される本発明の三次元造影のための走査システムの第３実施例から派生するもう一つの実施例を参照されたい。基本的に、本実施例中の三次元造影のための走査システムは図１の三次元造影のための走査システムと類似するが、違いは、本実施例のセンサは特定軸を中心として回転できる、ということであり、本実施例中、Ｙ軸を中心として回転し、且つＹ軸方向に沿って線形移動する。センサ２３は、支持装置４により支持され、支持装置４は第２回転駆動装置４０、支持構造４１、センサ支持器４２及びガイドレール４３を含む。センサ支持器４２を利用してセンサ２３を支持すると同時に、第２回転駆動装置４０を利用して該センサ支持器４２とセンサを回転させ、それによりセンサ２３が向く方向を変更できる。支持構造４１のそのうちの一端は、第２回転駆動装置４０に接続され、ガイドレール４３は支持構造４１を駆動してＹ軸方向に沿って移動させられ、これによりセンサ２３のＹ軸上の位置を変更できる。

図６Ｂ−６Ｃを参照されたい。それはそれぞれ支持装置４により駆動されるセンサ２３の回転状態を表示する。光源２２は円弧形ガントリ２１０において移動でき、並びに特定角度まで回転して輻射ビームを発射して被検査物上に照射でき、これにより、本実施例はさらにセンサ２３を調整して、それを光源２２の角度と一致させることができ、被検査物底部より被検査物を透過した輻射ビームを受け取ることができる。たとえば、図６Ｂ中、第２回転駆動装置４０は時計回り方向にセンサ支持器４２を回転させ、これによりセンサ支持器４２の検出角度を変更でき、これにより、それを光源２２の方位角度に対応させる。このほか、図６Ｃ中、第２回転駆動装置４０は逆時計回りにセンサ支持器４２を回転させ、これにより、これによりセンサ支持器４２の検出角度を変更でき、これにより、それを光源２２の方位角度に対応させる。図６Ａに示される支持装置４は図１に示される円弧形ガントリ２１０に組み合わされるが、注意されたいことは、支持装置４はまた、図４Ａに示されるＬ形ガントリ２１２に組み合わせることもでき、あるいは、支持装置４は、前述の逆Ｕ形のガントリに組み合わせることもできる、ということである。図６Ｂに示されるように、センサ２３と光源２２をそれぞれ駆動して共同軸９８の回りを回転させることで、それぞれガントリ２１とセンサ支持器４２において、それぞれ異なる第１円弧形移動９９０と第２円弧形移動９９１を形成し、これにより、被検査物の異なる部位を検査するときに、必要に応じてセンサ２３と光源２２の間の距離を調整することで、比較的良好な拡大倍率を獲得することができる。

以上は本発明の好ましい実施例の説明に過ぎず、並びに本発明を限定するものではなく、本発明に提示の精神より逸脱せずに完成されるその他の同等の効果の修飾或いは置換は、いずれも本発明の権利請求範囲内に属する。

２ 三次元造影のための走査システム
２０ 検査プラットフォーム
２００ 第１移動
２０１ 第６移動
２０２ 第７移動
２１ ガントリ
２１０ 円弧形ガントリ
２１１ 第２移動
２１２ Ｌ形ガントリ
２１２０ 第１ガントリ
２１２１ 第２ガントリ
２１２２ ガイドレール
２１３ 下ガントリ
２１４ 第４移動
２２ 光源
２２１ 線形駆動装置
２２０、２２０ａ、２２０ｂ 光源の中心軸線が位置する異なった回転位置
２３ センサ
２３０ 第３移動
２３１ 第５移動
２４ 処理ユニット
２５ 円弧形ガイドレール
２６ 線形移動装置
２７ 回転駆動装置
２７０ 第１電動機
２７１ 固定板
２７２ 第２電動機
２８ 駆動装置
２９ 第１回転駆動装置
２９０ 昇降駆動ユニット
２９１ 回転駆動ユニット
４ 支持装置
４０ 第２回転駆動装置
４１ 支持装置
４２ センサ支持器
４３ ガイドレール
５ 被検査物
９０ 第１領域
９１ 第２領域
９２ 曲線
９３ 移動軌跡
９４ 特定の移動軌跡
９５ａ 第１軌跡
９５ｂ 第２軌跡
９６ａ 第３軌跡
９６ｂ 第４軌跡
９７ Ｚ形移動軌跡
９９０ 第１円弧形移動
９９１ 第２円弧形移動
ωｘ 第１回転
ωｙ 第２回転
Ｗｘ 第３回転
Ｗｙ 第４回転
Ｗｚ 第５回転

Claims (21)

1. 三次元造影のための走査システムにおいて、
   被検査物を支持するための検査プラットフォームと、
   移動可能に該検査プラットフォームの一側に設置されるガントリと、
   移動可能に該ガントリに設置されて、輻射ビームあるいは輻射ビームアレイあるいは光束或いは光束アレイを発射するための光源と、
   移動可能に該検査プラットフォームの該被検査物を支持する一側と反対の一側に設置され、該光源が発射する輻射ビーム或いは光束を受け取るセンサと、
   該ガントリ、該光源、該センサと電気的に接続され、該ガントリ、該センサを制御して移動させ、並びに該光源と該ガントリを制御してＸ軸或いはＺ軸のうち一つの方向に沿って線形移動させ、及び又は該光源を移動させて円弧形移動軌跡を形成させ、該円弧形移動軌跡は該Ｘ軸或はＹ軸を回転軸心として形成し、
   該処理ユニットは、該光源を駆動して該Ｘ軸の方向に沿って移動させ、且つ該処理ユニットは該ガントリを駆動して該Ｚ軸方向に沿って移動させ、該光源を移動させ、該Ｙ軸を中心として回転させられる該円弧形移動軌跡を形成し、或は該光源を該Ｘ軸方向に沿って移動させ、該ガントリの線形駆動装置は該光源を駆動して該Ｚ軸方向に沿って移動させ、該Ｙ軸を中心として回転させられる該円弧形移動軌跡を形成し、或は該処理ユニットが該ガントリを駆動して該Ｙ軸方向及び該Ｚ軸方向に沿って移動させ、該光源に該Ｘ軸を中心として回転させられる該円弧形移動軌跡を形成させ、該Ｘ軸、Ｙ軸と該Ｚ軸は相互に垂直な三つの軸方向とされる処理ユニットと、
   を含むことを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
2. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該光源は回転駆動装置に組み合わされ、該回転駆動装置は該光源を駆動して有限な角度範囲内で、該Ｘ軸を中心として第１回転を行なわせるか、或いは該Ｙ軸を中心として第２回転を行なわせることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
3. 請求項２記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該回転駆動装置は、
   該光源に組み合わされ且つ該処理ユニットに電気的に接続された第１電動機と、
   該第１電動機に組み合わされた固定板と、
   該固定板に組み合わされると共に、該処理ユニットに電気的に接続された第２電動機と、
   を包含し、該第１電動機と該第２電動機は該処理ユニットの制御命令により駆動されて回転の応答をなすことを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
4. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該処理ユニットは駆動装置に電気的に接続されることで、該ガントリを駆動して線形移動させることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
5. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該処理ユニットは、第１回転駆動装置に電気的に接続されることで、該ガントリを駆動して該Ｘ軸を中心として第３回転を行なわせることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
6. 請求項５記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該処理ユニットは、少なくとももう一つの第１回転駆動装置に電気的に接続されることで、該ガントリを駆動して該Ｙ軸を中心として第４回転を行なわせるか、或いは該Ｚ軸を中心として第５回転を行なわせることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
7. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該処理ユニットは、該光源を駆動して該Ｘ軸の方向に沿って移動させ、且つ該処理ユニットは該ガントリを駆動して該Ｚ軸方向に沿って移動させ、該光源に該円弧形移動軌跡を形成させることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
8. 請求項７記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該光源の円弧形移動過程に該光源の回転が組み合わされて、該光源の発射点から該センサの中心が、等しい距離に維持されることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
9. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該光源は線形駆動装置に接続され、該線形駆動装置は該光源を駆動して該Ｚ軸方向に沿って移動させ、並びに該処理ユニットが該光源を駆動して該ガントリにおいて該Ｘ軸方向に沿って移動させることが組み合わされて、該光源の移動に該円弧形移動軌跡を形成させることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
10. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該処理ユニットは該センサを駆動して該Ｘ軸方向及び該Ｙ軸方向のそのうち一つの方向に沿って線形移動させることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
11. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該検査プラットフォームは移動可能で、該検査プラットフォームは該処理ユニットに電気的に接続され、該処理ユニットは該検査プラットフォームを制御して該Ｘ軸、該Ｙ軸及び該Ｚ軸方向のそのうち一つの方向に沿って線形移動させることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
12. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該ガントリは円弧形ガントリを備え、該円弧形ガントリは該Ｘ軸方向に沿って該検査プラットフォームに跨設されることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
13. 請求項１２記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該円弧形ガントリはさらに円弧形ガイドレールを備え、該円弧形ガイドレールは該処理ユニットに電気的に接続され、該光源は該円弧形ガイドレールに組み合わされ、該光源は該円弧形ガイドレールに駆動されて該円弧形ガントリに沿って移動することを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
14. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該ガントリはＬ形ガントリを備え、該Ｌ形ガントリは該Ｙ軸方向に沿って線形移動可能で、該Ｌ形ガントリは該検査プラットフォームの一側に設置されることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
15. 請求項１４記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該Ｌ形ガントリは第１ガントリと第２ガントリを備え、該第２ガントリは該第１ガントリに接続され、該第２ガントリは直線状ガントリとされて、該Ｘ軸方向に沿って該検査プラットフォームに跨設され、該Ｘ軸と該Ｙ軸は互いに垂直な二つの軸方向とされることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
16. 請求項１５記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該第２ガントリに線形移動装置が設けられ、該線形移動装置は該光源に組み合わされて、該光源を駆動して該Ｘ軸方向に沿って該第２ガントリにおいて移動させることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
17. 請求項１５記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該第１ガントリにガイドレールと線形移動装置が設けられ、該線形移動装置は該第２ガントリを制御して該ガイドレール上で該Ｚ軸に沿って移動させることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
18. 請求項１５記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該第２ガントリの二端にそれぞれ一つの該第１ガントリが設置され、この二つの第１ガントリはそれぞれ該検査プラットフォームの二側に位置し、該第２ガントリは該Ｘ軸方向に沿って該検査プラットフォームに跨設されることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
19. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、さらに支持装置を含み、該支持装置は、
    第２回転駆動装置と、
    一端が該第２回転駆動装置に接続された支持構造と、
    センサ支持器であって、該センサを支持し、該第２回転駆動装置は該センサ支持器を駆動して該センサと回転させる、上記センサ支持器と、
    ガイドレールであって、スライド自在に該支持構造の該第２回転駆動装置と反対の一端に組み合わされる、上記ガイドレールと、
    を含むことを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
20. 請求項１９記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該ガイドレールは該支持構造を駆動して該Ｙ軸方向に沿って移動させられ、それにより該センサの該Ｙ軸上の位置を変更することを特徴とする、三次元造影のための走査システム。
21. 請求項１記載の三次元造影のための走査システムにおいて、該処理ユニットは該光源を駆動して該ガントリにおいて移動させ、及び該ガントリを該Ｙ軸方向に沿って移動させ、並びにＺ形移動軌跡を形成させることを特徴とする、三次元造影のための走査システム。

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