JP6196728B2 - ライトプロジェクションを利用したチューブ−検出器のアライメント - Google Patents

Description

本発明は、オブジェクトの医療画像情報取得に関する。特に、本発明は、特にモバイルＸ線イメージングアプリケーションのためのＸ線チューブ及びＸ線検出器のアライメントに関する。本発明は更に、検出器に対してＸ線チューブをアライメントするための方法に関する。

臨床業務において、モバイルＸ線イメージングシステムが、患者が患者のベッドを離れることができず、ベッドサイドの状況において医療イメージング診断を実行する必要があるケースにおいて利用される。このようなモバイルＸ線イメージングユニットは、画像処理又は制御機能などの更なる機能及びアプリケーションが更に備えられ得る移動可能なＸ線ベースユニットを有することが可能である。別々の検出器又は検出器のパネルは、例えば、患者の関心領域を照射した放射線を受ける。検出器は、検出された放射線を電気信号に変換し、例えば、無線又は有線データ接続を介しベースユニット及び処理ユニットに当該画像情報を提供可能である。Ｘ線画像の取得のため、Ｘ線チューブ及び検出器を最適な距離、正しい角度及び互いに対して正しい中心に調整及びアライメントすることが重要となりうる。特に、散乱除去用グリッドを更に利用するとき、グリッド及びチューブは、所望されないグリッドアーチファクトを避けるように上手にアライメントされる必要がある。異なる技術的アプローチが、Ｘ線ソース及び検出器の適切なアライメントを実現するため提案されてきた。ＵＳ７，７３６，０５５Ｂ２は、Ｘ線ソースの近くに配置された光源により送られた光を反射する検出器における光リフレクタを利用した最適な配置からの乖離の光検出について記載している。しかしながら、臨床業務におけるこのような配置手段の実際的な可用性はしばしば大変限定されうる。

ＷＯ２０１３／０８０１１１Ａ１は、新規性についてのみ関連し、Ｘ線イメージングシステムが、Ｘ線チューブ、Ｘ線チューブのためのシーリングサスペンション、搭載されたＸ線検出器を備えた検出器トロリー、アクティブセンサマトリクス、光表示ユニット及び制御ユニットを有することを開示する。アクティブセンサマトリクスはシーリングサスペンションに固定的に搭載され、光表示ユニットは検出器トロリーに固定的に搭載され、アクティブセンサマトリクスに光表示を発するよう構成される。ＷＯ２０１１／１４１７６３Ａ１は、Ｘ線ソース及び１以上の検出可能な要素を有する口腔内画像検出器により患者から口腔内Ｘ線画像を取得する装置を開示する。１以上のセンサが、Ｘ線ソースの近くに位置的に結合され、口腔内画像検出器が患者の口内にあるとき、１以上の検出可能な要素の位置を検知するよう通電可能である。

従って、医療イメージングアプリケーションにおけるＸ線チューブ及び検出器の正しいアライメントを実現するためのよりユーザフレンドリなアライメント手段が必要とされてもよい。

本発明の課題は、独立形式の請求項の主題により解決され、更なる実施例が従属形式の請求項に含まれる。

本発明の以下に説明される態様はまた、検出器に対してＸ線チューブをアライメントする方法に適用されることが留意されるべきである。

本発明によると、第１ライトプロジェクションデバイスを備えたチューブアタッチメントと、第２ライトプロジェクションデバイスを備えた検出器アタッチメントとを有するＸ線イメージングのためのアライメント装置が提供される。チューブアタッチメントは、第１ライトプロジェクションデバイスをＸ線チューブに搭載するよう構成される。検出器アタッチメントは、第２ライトプロジェクションデバイスを検出器に接続するよう構成される。第１ライトプロジェクションデバイスは、プロジェクション面に第１ライトパターンを生成するよう構成され、第２ライトプロジェクションデバイスは、プロジェクション面に第２ライトパターンを生成するよう構成される。チューブアタッチメントと検出器アタッチメントとが互いに対して正しく空間的に配置される場合、第１ライトパターンは、プロジェクション面上の第２ライトパターンと所定の空間的関係にある。

例えば、チューブアタッチメントと検出器アタッチメントとが互いに対して正しい空間的配置にある場合、第１ライトパターンは、プロジェクション面上で第２ライトパターンと所定の空間的関係にある。正しい空間的配置が予め決定可能である。

効果は、Ｘ線チューブ及び検出器の所望の調整を実現するためシンプルで直感的な方法により理解できる。さらに、３つ全ての調整基準（角度の向き、センタリング及びソース画像距離）は、１つの単一のアライメント機構において共通して表現及び反映できる。これは、より良好なアライメントによるより少ないアーチファクトを導くことが可能であり、より良好な画質を生じさせることができる。可視的なライトパターンの利用のため、ナビゲーション及び調整が医療スタッフにとってより直感的とすることができ、拡張的な更なるトレーニングを必要としない。光源の利用は更に、成熟し、利用可能な貴重な技術の利用を可能にする。また、電磁両立性問題を対処する必要がなく、困難なハンドリング手順を必要とする更なる面倒なメカニカルデバイスが不要である。

“アライメント（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）”という用語は、距離、センタリング及び角度に関するＸ線チューブ及び検出器の配置に関する。アライメントは、例えば、手動のターン又はシフトなどによりＸ線チューブを移動することによって、又は、Ｘ線チューブに対する自らの位置に対して検出器をずらす又は移動することによって実現可能である。

“Ｘ線イメージング”は、Ｘ線がオブジェクトの関心領域の画像情報を生成するのに利用される全てのイメージング方法及びアプリケーションについて説明する。

例えば、アライメント装置が、ベッドサイドのＸ線イメージングシステムにおいて利用可能である。

“チューブアタッチメント”という用語は、第１ライトプロジェクションデバイスをＸ線チューブに搭載する可能性に関する。すなわち、チューブの移動は、チューブアタッチメントの移動に直接的に相関する。例えば、第１ライトプロジェクションデバイスは、チューブヘッドに搭載できる。直接的なメカニカルな搭載に加えて、間接的な結合がまた利用可能である。例えば、データ接続は位置情報を交換可能であり、Ｘ線チューブの位置と第１ライトプロジェクションデバイスの位置とのリモート結合を可能にするためアクチュエータ又はセンサを制御可能である。

Ｘ線チューブへの第１ライトプロジェクションデバイスの“搭載（ｍｏｕｎｔｉｎｇ）”は、第１ライトプロジェクションデバイスとＸ線チューブとの間の固定的な相関を実現する異なるタイプに関するものとすることができる。これは、スクリュー、溶接、口ランピング、接着などの何れかのメカニカルな手段だけでなく、Ｘ線チューブと第１ライトプロジェクションデバイスとの空間的位置を同期させるようアクチュエータを制御可能なデータ接続を介した間接的なリンクを含む。

検出器アタッチメントに関連して、“接続”という用語は、光源又はライトプロジェクションデバイスを検出器アタッチメントのエッジに一体化することによるメカニカルな接続に関するものとすることができる。

説明された“空間的関係”は、Ｘ線チューブと検出器との間の空間的アライメントが生じる状況に関するものとすることができる。

一例では、Ｘ線チューブと検出器とが正しくアライメントされるときにのみ、２つのライトパターンの所定の空間的関係が生じる。

“正しく”という用語は、画質、患者のＸ線量、検出器のサイズ、画像サイズなどの特定の基準に関して互いに対するＸ線チューブ及び検出器の最適な配置に関するものとすることができる。

ライトプロジェクションデバイスは、例えば、可視光を生成するランプ又はレーザソースなどとすることができる。さらに、発光ダイオード（ＬＥＤ）や同様の技術が利用可能である。レーザ光源は、特に明るさ、精度、制御、拡散及び他の基準に関して従来の光源より利点を有しうる。

検出器アタッチメントは、例えば、検出器が挿入される固いフレーム又は検出器への光源の搭載を可能にする何れかの手段などとすることができる。

例えば、検出器又は検出器パネル及び検出器アタッチメントは単一のパーツに組み合わされる。

他の例では、検出器及び検出器アタッチメントは、異なるイメージング目的のため同一の検出器アタッチメント又は検出器フレーム内の異なる検出器パネル又は検出器モジュールの利用を可能にしうる別々のパーツとすることができる。

検出器は、例えば、Ｘ線放射線を検出し、画像プロセッサなどにより更に処理可能な電気信号に検出された放射線を変換可能な何れかの画像レセプタデバイスに関する。具体例として、デジタルフラットパネル検出器、ＣＲカセット又はアナログフィルムカセットなどがあげられる。デジタル検出器は、シンチレータレイヤ及び光検出器又はピクセルセルを有することができる。さらに、散乱除去用グリッドが、検出器と共に搭載又は配置可能である。当該グリッドは、例えば、Ｘ線チューブ方向に検出器の前方に配置可能である。すなわち、“検出器”という用語はまた、散乱除去用グリッドと組み合わされる検出器自体の組み合わせに関するものとすることができる。

第１ライトパターンは、例えば、レーザ光源により生成されるプロジェクトされたライン又は複数のラインとすることができる。ライトパターンは、角度の向き、Ｘ線チューブ及び検出器のセンタリング及びソース画像距離の表現を可能にする充填された形状又は異なる形状又はラインの配置を有することができる。

一例では、プロジェクトされたライトパターンは、矩形又は正方形を形成する複数のライン群である。

プロジェクション面は、ライトがユーザ又は検知デバイスに可視的になる何れかの光反射媒体とすることが可能である。

一例では、このプロジェクション面は、患者のベッドのベッドシーツ、患者サポートの表面又は同様の表面とすることが可能である。

第２ライトプロジェクションデバイスは、例えば、検出器アタッチメント内に又はおいて配置される光源又は複数の光源などとすることができる。

例えば、ライトプロジェクションの方向は、検出器アタッチメント又は検出器の表面に横（ｓｉｄｅｗａｒｄ）にパラレルにすることができる。このような横のプロジェクションは、例えば、検出器と共に検出器アタッチメントが患者の体によりカバーされ、このため、ユーザには可視的でない場合などに、効果を有しうる。横のプロジェクションを生成するライトビームは、検出器又は検出器アタッチメントが放射線技師に可視的でなくても、検出器アタッチメント又は検出器自体の位置を視覚的に示すことができる。

“プロジェクション面上の第１及び第２ライトパターンの空間的関係”は、互いに対する２つのライトパターンの何れか予め規定された位置に関する。

例えば、第１及び第２ライトプロジェクションデバイスからプロジェクトされたラインは、ユーザに対する直感的なアライメント処理を可能にするため、重畳可能である。

一例では、“第１ライトパターンと第２ライトパターンとの所定の空間的関係”は、アライメントされた状況に関するものとすることができる。

一例によると、プロジェクション面上の第１及び／又は第２ライトパターンは、複数のラインを有する。

効果は、ユーザがある大きさで２つのライトパターンを正確にアライメントすることができることに見ることができる。

例えば、角度のアライメント又は正しい角度の向きは、第２ライトプロジェクションデバイスによりプロジェクトされたラインと重畳して第１プロジェクションデバイスからのプロジェクトされたラインをもたらすことによって実現可能である。

他の例では、正しいソース画像距離は、双方のライン長が等しくなるように、２つのプロジェクトされたラインの個々の長さをアライメントにもたらすことによって構成可能である。

一例によると、第２ライトプロジェクションデバイスのライトパターンは、検出器アタッチメントのエッジの空間的位置を示す。

効果はワークフローの改善に見ることができ、検出器が患者によりカバーされるなどのユーザに可視的でなくても、検出器の位置が表示又は決定可能であるためである。

一例によると、検出器アタッチメントの第２ライトプロジェクションデバイスは、プロジェクション面にほぼ垂直な扇形のライトを生成する。

プロジェクション面にほぼ垂直な扇形ビームの効果は、プロジェクション面が光源から乖離した高さ又は検出器アタッチメントの乖離した高さに配置可能であるということでありうる。これは、検出器アタッチメントの位置がプロジェクション面に対して変更されたとしても、ライトパターンは依然としてユーザに可視的であることを意味する。

一例によると、第１及び／又は第２ライトプロジェクションデバイスは、チューブアタッチメントと検出器アタッチメントとの複数の所定の空間的配置にライトパターンを構成するよう構成される。

すなわち、ライトパターンは、互いに対するＸ線チューブ及び検出器の所望の位置に依存して異なるサイズ及び形状を有することが可能である。

効果は、チューブアタッチメント及び検出器アタッチメントが異なる空間的配置をこうすることができることに見ることができる。

一例によると、検出器アタッチメントは、検出器をサポート及び／又は収容するよう構成される検出器レシーブデバイスである。

効果は、調整配置を一時ながら検出器の交換又は置換が可能であることでありうる。理由は、検出器技術は技術進歩により、又は異なる検出器が異なるイメージング目的のため利用されうるという事実のため経時的に変わりうることである。検出器レシーブデバイスは、検出器アタッチメント又は検出器レシーブデバイスが再利用可能としながら、検出器自体の置換を可能にしうる。このように、例えば、このような医療イメージングシステムのコストが低下できる。

本発明によると、Ｘ線チューブ、検出器及び上述した具体例の何れかによるアライメント装置を有する医療Ｘ線イメージングシステムが提供される。Ｘ線チューブ及び検出器はオブジェクトの関心領域の画像を取得するよう構成され、Ｘ線チューブ及びＸ線検出器の互いに対する空間的配置が調整可能であり、第１ライトパターンがプロジェクション面上の第２ライトパターンと所定の空間的関係にあるとき、Ｘ線チューブと検出器とが互いに対して正しい空間的配置にあるように、チューブアタッチメントがＸ線チューブに搭載され、検出器アタッチメントが検出器に搭載される。

本発明によると、検出器に対してＸ線チューブをアライメントする方法がまた提供される。本方法は、
Ｘ線チューブ及びＸ線検出器を提供するステップと、
第１ライトプロジェクションデバイスにより第１ライトパターンを生成するステップであって、第１ライトプロジェクションデバイスは、プロジェクション面上に第１の可視的なライトパターンを生成するよう構成される、生成するステップと、
第２ライトプロジェクションデバイスにより第２ライトパターンを生成するステップであって、第２ライトプロジェクションデバイスは、プロジェクション面上に第２の可視的なライトパターンを生成するよう構成され、Ｘ線チューブと検出器とが互いに対して正しく空間的に配置される場合、プロジェクション面上の第１ライトパターンは、プロジェクション面上の第２ライトパターンと所定の空間的配置にある、生成するステップと、
第１ライトパターンが第２ライトパターンと所定の空間的配置にあるように、互いに対してＸ線チューブと検出器との空間的位置を調整するステップと、
を有する。

本発明のアイデアとして、Ｘ線チューブ及び検出器の互いに対する正しい配置を実現するため、医療スタッフによりアライメントを実現可能な直感的なライトパターンを利用することによって、モバイルＸ線イメージングアプリケーション中のＸ線チューブと検出器とのアライメントの処理を簡単化することが理解できる。

すなわち、より一般には、ユーザが自分の人間感覚により多くの場合に、２つのオブジェクトが互いに関して３次元の部屋に正しく配置されているか正確には評価できないため、各ライトパターンが１つのオブジェクトを表す２つのライトパターンの共通のプロジェクションにおいて空間配置の位置情報を表すため補助的装置が実現される。これは、ユーザに対するＸ線ソース及び検出器の所与の配置の特性の適切な視覚的表現を可能にする。

本発明の具体的な実施例が以下の図面を参照して以下に説明される。
図１は、患者のベッドにおける医療Ｘ線イメージングの具体例を概略的に示す。 図２は、Ｘ線イメージングのためのアライメント配置の概略的な概観を示す。 図３Ａ〜３Ｈは、アライメント状況及び異なるミスアライメント状況を概略的に示す。 図４Ａ〜４Ｃは、プロジェクション面へのライトパターンの異なるオプションを示す。 図５は、ベッドサイド状況に置ける患者の体／検出器の配置を概略的に示す。 図６は、検出器のアタッチメントのサポート面を備えた検出器及び検出器レシーブ装置の具体例を概略的に示す。 図７は、Ｘ線チューブ及び検出器の空間配置の自動調整による医療Ｘ線イメージングシステムを概略的に示す。 図８は、検出器に対してＸ線チューブをアライメントする方法の具体例を概略的に示す。

図１において、ベッドサイド医療イメージング状況における医療Ｘ線イメージングシステム１００が示される。図示された具体例において、患者サポート１２に配置されたオブジェクト１０の医療画像情報が取得され、患者サポート１２はまたプロジェクション面として提供される。イメージングシステム１００は、移動可能なベースユニット１４、サポートアーム１６及び空間調整可能なＸ線チューブ１８を有する。Ｘ線チューブ１８は、オブジェクト１０に対してＸ線２０を生成及び発信し、関心領域２２を照射する。検出器２４は、患者サポートと関心領域２２との間に配置される。検出器２４は、例えば、ベースユニット１４とのケーブル又は無線データ接続及び／又は電源接続を有することが可能なポータブル検出器パネルとすることができる。医療イメージングを準備において、ポータブル検出器が関心領域２２の後方に手動により配置される。このため、患者は、検出器２４の挿入を可能にするため、体の上部などの自分の体の一部を持ち上げる又は挙げることが必要になりうる。

具体例では、散乱除去用グリッドが、関心領域２２と検出器２４との間に更に挿入され、検出器２４及び散乱除去用グリッド（図示せず）が互いに搭載される。散乱除去用グリッドの存在は、必要とされるアライメント精度のための１つの理由としてみなすことができる。

満足できる画質を実現するため、Ｘ線チューブ１８及び検出器２４は、角度の向き、センタリング及び正しいソース画像距離に関して正しくアライメントされる必要がある。従って、検出器２４との規定された配置になるように、Ｘ線チューブ１８の位置を放射線技師が調整することが必要になりうる。これは、例えば、Ｘ線チューブを手動によりシフト及び／又はターンするだけでなく、検出器２４又は検出器２４とＸ線チューブ１８との双方をシフト及びターンすることなどによって実現可能である。検出器２４を別々に移動する代わりに、患者サポート、検出器２４及びオブジェクト１０の全体的な配置が移動可能である。これは、例えば、患者の部屋の中の患者のベッドをずらすことなどによって実行可能である。

Ｘ線チューブ１８と検出器２４との間のアライメントをサポート及び簡単化するため、アライメント装置２００がアライメント処理を簡単化するため実現される。

図２において、このようなアライメント装置２００の具体例がより詳細に説明される。

Ｘ線チューブ１８及び検出器２４は、一例では、オブジェクト１０の関心領域２２の画像情報を取得するよう配置及び構成される。これらのコンポーネントは、アライメント装置２００の一部でなく、システム全体のより良好な理解のためにのみ示される。

アライメント装置２００は、第１ライトプロジェクションデバイス２８を備えたチューブアタッチメント２６を有する。チューブアタッチメント２６は、Ｘ線チューブ１８に第１ライトパターンを搭載するよう構成される。第１ライトプロジェクションデバイス２８は、プロジェクション面３２に第１ライトパターンを生成する。検出器アタッチメント３４は、第２ライトプロジェクションデバイス３６を検出器２４に接続する。第２ライトプロジェクションデバイス３６は、同じプロジェクション面３２に第２ライトパターン３８を生成するよう構成される。プロジェクション面３２は、例えば、患者のベッドのベッドシーツ及び／又は患者の体の表面の一部などとすることができる。第１ライトパターン３０と第２ライトパターン３８との双方が、例えば、共通のプロジェクション面３２上で合成されたラインパターンとして可視的である。

一例では、第１及び／又は第２ライトパターンの一部のみが可視的である。ライトプロジェクションデバイス３６の光源の数は、検出器２４又は検出器アタッチメントの示された位置の情報に関してある冗長性を提供するのに十分大きくなりうる。これは、ライトプロジェクションデバイス３６の光源全体の一部が（患者などにより）カバーされ、従って、可視的でなくなる場合、アライメントが残りの光源により依然として可能になりうることを意味しうる。

更なる具体例では、第２ライトプロジェクションデバイス３６は、例えば、８，１０，１２，２０又は５０個のより多数の光源を有することが可能である。

第１ライトパターン３０及び第２ライトパターン３８は、プロジェクション面３２上で互いに関して所定の空間的関係にもたらされうる。このような所定の空間的関係又はアライメントの場合、対応するチューブアタッチメント２６及び検出器アタッチメント３４はまた、互いに関して正しい空間的配置にある。すなわち、Ｘ線チューブ１８及び検出器２４は、第１ライトパターン３０及び第２ライトパターン３８がプロジェクション面３２上で互いに関してアライメントされる場合、互いに関して正しく空間配置される。

例えば、正しい空間的配置は、所定の空間的アライメントなど予め決定されている。

第１ライトパターン３０と第２ライトパターン３８とのアライメントの場合において、正しい空間的配置、すなわち、Ｘ線チューブ１８及び検出器２４の正しい空間的アライメントが実現されるように、Ｘ線チューブ１８／検出器２４の配置と、第１ライトパターン３０及び第２ライトパターン３８の対応する所定の空間関係との双方を定義及び調整することが、準備又は構成ステップにおいて必要であるかもしれない。

正しいアライメントは、ある許容可能な乖離の範囲内でＸ線チューブ１８及び検出器２４、任意的な散乱除去用グリッドのそれぞれの空間的位置及び向きに関する。このような合成された検出器／グリッド装置の場合、このような許容可能なアライメントエラーは、例えば（個別に生じる場合）、３度未満の向き誤差、約７ｃｍ未満のデセンタリング誤差、約４０ｃｍ未満のソース画像距離誤差とすることができる。ソース画像距離（ＳＩＤ）は適用される放射線量に対して強い影響を有することが知られる。従って、モバイルＸ線撮影の臨床業務では、Ｘ線チューブ及び検出器の正しいアライメントが重要な役割を担うことができる。

ライトプロジェクションデバイス２８，３６は、異なる形状のライトパターンを生成するよう構成可能である。例えば、第２ライトプロジェクションデバイス３６により生成され、プロジェクション面３２に垂直に向き付けされた扇形のライトビームが、プロジェクション面３２にラインパターンを生成するのに利用可能である。

検出器２４は、規定された向きを有する散乱除去用グリッド（図示せず）により補完できる。アーチファクトを最小限にし、画質を向上させるため、Ｘ線ソース及び検出器によるグリッドをアライメントすることが必要とすることが可能である。散乱除去用グリッドは、ラメラグリッドなどにより散乱した放射をフィルタリングし、例えば、検出器上にクリック又はクランプされるなど搭載されるか、又は検出器又は検出器アタッチメント３４に他の何れかの方法により搭載される。

プロジェクション面３２は、例えば、光を少なくとも部分的に反射する面を有する検出器又は検出器アタッチメントのサイド拡張などとすることができる。

他の具体例では、プロジェクション面はまた、患者自身又はオブジェクト１０の表面又は関心領域２２とすることができる。他の具体例では、プロジェクション面はまた、ライトビーム自体を可視的にする可視的な光を反射する空気中のちり粒子とすることができる。プロジェクション面は、必ずしも検出器又は検出器アタッチメントにパラレルである必要はないが、Ｘ線チューブ１８、検出器２４及びプロジェクション面３２の間の空間的関係は既知及び定義され、アライメント装置１００のジオメトリックモデルにおいて考慮される。

第２ライトプロジェクションデバイス３６は、円錐形、扇形、線形などの異なる形状の光又はパターンを生成するよう構成可能である。例えば、プロジェクションの方向は、検出器又は検出器アタッチメントの表面に横にパラレルとすることができる。これにより、具体例として、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は小型レーザ光源が利用可能である。効果は、このような発光ダイオード又はレーザ光源が多くの異なる変形により貴重にソース化できるということでありうる。第２ライトプロジェクションデバイス３６はまた、検出器又は検出器アタッチメントのエッジ及びコーナが配置される位置の表示を可能にするため、検出器アタッチメント３４エッジ及びコーナの周りなどの異なる位置に配置される複数の別々の光源とすることができる。例えば、マットレス表面のフレキシビリティなどのためプロジェクション面３２からの異なる距離などの検出器２４又は検出器アタッチメント３４の可能な位置乖離を考慮するため、第２ライトプロジェクションデバイスにより生成されるライトビームの扇形の空間的向き及び特性が考慮されるべきである。

図３Ａ〜３Ｈにおいて、アライメント及びミスアライメントされた状況の具体例が、Ｘ線チューブの観点などから、検出器表面への上面図において示される。挿入された検出器２４（図示せず）などによる検出器アタッチメント３４が示され、アタッチされた第２ライトプロジェクションデバイス３６（図示せず）はプロジェクション面（図示せず）への第２ライトパターン３８を生成する。本例におけるライトパターン３８は、検出器アタッチメント３４のコーナ又はエッジを示す６つの別々のプロジェクトされたラインを有する。従って、第２ライトパターン３８は、検出器アタッチメント３４がそれの位置を変更したとき、対応して移動する。すなわち、図示された６つのラインプロジェクションは、検出器アタッチメント３４及び検出器２４の位置を示す。

第２ライトパターン３８に加えて、第１ライトパターン３０は、同一のプロジェクション面３２及び検出器アタッチメント３４にプロジェクトされる。第１ライトパターン３０は、例えば、Ｘ線チューブ１８（図示せず）のヘッドに搭載可能な第１ライトプロジェクションデバイス２８（図示せず）などにより生成される。第１ライトパターン３０と第２ライトパターン３８との双方は、角度の向き、センタリング及びソース画像距離に関するアライメントを可能にするラインである。

図３Ａにおいて、フルアライメントされた状況が示される。これは、第１ライトパターン３０及び第２ライトパターン３８が重畳することを意味する。すなわち、この場合、アライメントが実現され、Ｘ線チューブ１８及び検出器２４は互いに対して正しく配置される。

図３Ｂにおいて、第１ライトパターン３０及び第２ライトパターン３８が互いに対して回転誤差を有する状況が示される。これは、Ｘ線チューブ１８が検出器２４に対して角度位置の向き誤差を有することを意味する。

図３Ｂ及び３Ｃは、異なる回転方向における角度向きの誤差をそれぞれ示す。

図３Ｄにおいて、２つのライトパターン３０，３８が互いに対してシフトされ、これは、Ｘ線チューブ１８が検出器２４に対してシフトされることを意味する。

図３Ｅにおいて、チューブは垂直軸の周りに傾けられ、上方及び下方ラインがパラレルに延びない第１ライトパターン３０を生じさせる。

図３Ｆにおいて、同様の状況が示され、Ｘ線チューブ１８が検出器２４に対して水平軸の周りに傾けられる。これは、第１ライトパターン３０の垂直ラインの非パラレルな延伸を生じさせる。

ソース画像距離は、画質に対して特定の関連性を有する。第１ライトパターン３０のサイズ及び形状は所定の又は予め設定されたソース画像距離に対応するため、従って、ソース画像距離の変更は第１ライトパターン３０の大きさ又はサイズの変更を生じさせる。すなわち、正しいソース画像距離において、プロジェクトされた第１ライトパターン３０は所定の拡張又は大きさを有する。例えば、第１ライトパターン３０のこのようなサイズは、２つのパターン３０，３８の直感的なアライメントを可能にするため、第２ライトパターン３８のサイズ又は位置に一致可能である。

例えば、図３Ｇでは、ソース画像距離は小さすぎず、図３Ｈにおいて、ソース画像距離はまた大きすぎる。

すなわち、図３Ａ〜３Ｈは、異なるタイプのチューブ検出器のミスアライメントの具体例を示し、２つのライトパターン３０，３８を正しくアライメントするため、訂正が実行される必要があるという通知と、これによるＸ線チューブ１８及び検出器２４のアライメントとを提供可能である。

図４Ａ〜４Ｃでは、チューブ検出器アライメントのための異なるライトプロジェクションパターンの具体例が示される。

一般に、単一のライン、複数のライン、パラレルなライン、角度的に配置されたライン、ダブルライン、トリプルライン、円、破線などの多数の異なるプロジェクション形状及び形態の可能性がある。パターンは、例えば、検出器のターゲット位置を示す直交的に配置されたラインのペアなど、互いに対するある角度のアライメントにおける複数のラインのグループとすることができる。

具体例では、第１及び第２ライトパターン３０，３８は異なるライトカラーを有することが可能である。１つの効果は、ユーザが第１ライトパターン３０と第２ライトパターン３８とを容易に区別できるということでありうる。

他の具体例では、異なるライトカラーが同じ検出器アタッチメント３４内で利用される。すなわち、検出器アタッチメント３４の異なるコーナは、検出器２４及び検出器アタッチメント３４の正しい位置及び角度の向きを示す赤色、青色及び緑色のライトパターンを生成する。

具体例では、第１及び第２ライトパターン３０，３８の所定の空間アライメントの場合、双方のパターンはプロジェクション面３２上で少なくとも部分的に重畳する。１つの効果は、正確なアライメントが２つの同様のプロジェクション形状を重畳することによって実現可能であるということでありうる。

図５において、患者サポート１２上で配置された関心領域２２が示される。患者サポート１２は、例えば、患者のベッドのマットレスとすることができる。関心領域２２と患者サポート１２との間で、検出器２４が挿入される検出器アタッチメント３４が配置される。検出器アタッチメント３４は、検出器アタッチメント３４のエッジのコーナエリアに配置された複数の第２ライトプロジェクションデバイス３６を有する。複数の第２ライトプロジェクションデバイス３６は、扇形のライトを生成し、従って、ライン状の複数の第２ライトパターン３８を生成する。プロジェクション面３２は、オブジェクト１０及び関心領域２２の少なくとも部分的にはサポート面である。

マットレスやベッドシーツなどのサポート面の利用の１つの効果は、特にそれが無線及び／又はモバイル検出器であるとき、検出器２４自体がそれのサイズについてコンパクトに維持可能であるということでありうる。第２ライトパターン３８は、ベッド面に完全にプロジェクト可能であるか、又は検出器アタッチメント３４の拡張などの他のパーツを含むことが可能である。

図示された具体例では、複数の第２ライトプロジェクションデバイス３６の第２ライトパターン３８は、検出器のエッジの空間的位置を示す。１つの効果は、患者による検出器又は検出器アタッチメントの完全なカバリングの場合、エッジを視覚的に延ばすことによってユーザに位置が表示可能であるということである。エッジの位置のこのような表示は、検出器アタッチメント３４内の検出器のエッジの位置に関連する位置において又は検出器アタッチメント３４のコーナの近くにおいてライトプロジェクションデバイス３６の配置により実現可能である。各ライトプロジェクションデバイス３６は、プロジェクション面３２に垂直に扇形が配置される扇形のライトビームを生成可能である。この扇形の方向は、エッジが検出器アタッチメント３４の外側のリミットを超えて視覚的に延びるようなものである。

図６において、検出器アタッチメント３４が示され、ここでは、検出器アタッチメント３４は検出器レシーブデバイスである。すなわち、検出器２４は、必要に応じて別々に処理され、また交換可能である。検出器アタッチメント３４はまた、ライン状の第２ライトパターン３８を生じさせる扇形のライトを生成する複数の第２ライトプロジェクションデバイス３６を有する。

“レシーブ”という用語は、検出器がライトプロジェクションデバイス３６を有するフレーム状の装置によりエッジにおいて包囲されることを意味しうる。それはまた、検出器２４に接続される別々のパーツの装置とすることができる。

例えば、検出器レシーブデバイスはまた、検出器２４が搭載されるパラレルな平面とすることができる。また、異なる検出器パネルを必要とする異なるイメージング方法が利用されてもよい。例えば、異なるサイズの検出器が、イメージングされる領域に依存して利用可能である。

他の具体例では、検出器は、スライドイン、クリックイン、スクリュー又は他の手段により検出器レシーブデバイスに搭載可能である。他の具体例では、検出器レシーブデバイス又は検出器アタッチメント３４はまた、例えば、検出器２４からのエッジ又はコーナから延びる固いワイヤなどの別々のパーツとすることができる。プロジェクション面３２は、図示された具体例では、検出器アタッチメント３４のサポート面である。検出器アタッチメントの当該サポート面は、例えば、マットレスと検出器アタッチメント３４との間に挿入される別々のプラスティックレイヤとすることができる。１つの効果は、適切なプロジェクション面３２が利用可能でない場合、良好な反射及びプロジェクション動作が実現可能であるということである。

図７において、関心領域２２の画像情報を取得するよう構成及び配置されるＸ線チューブ１８及び検出器２４を有する拡張された医療Ｘ線イメージングシステム３００が示される。図２と同様に、第１ライトプロジェクションデバイス２８を備えたチューブアタッチメント２６と、第２ライトプロジェクションデバイス３６を備えた検出器アタッチメント３４とが示される。第１ライトプロジェクションデバイス２８は第１ライトパターン３０を生成し、第２ライトプロジェクションデバイス３６は第２ライトパターン３８を生成し、双方のライトパターン３０，３８がプロジェクション面３２にプロジェクトされる。図７の具体例は更に、互いに対してＸ線チューブ１８及び検出器２４のアライメント処理を簡単化して少なくとも部分的に自動化するのに役立つ追加的な補完的コンポーネントを有する。このため、拡張された医療Ｘ線イメージングシステム３００は更に、キャプチャデバイス４２、プロセッサ４４及びディスプレイデバイス４６を有する。

キャプチャデバイス４２は、第１及び第２ライトパターン３０，３８の画像情報４８を取得し、当該画像情報４８をプロセッサ４４に提供するよう構成される。プロセッサ４４は、取得した画像情報４８に基づき第１ライトパターン３０と第２ライトパターン３８との決定されたアライメントからの乖離を検出するよう構成される。プロセッサ４４は更に、決定された乖離に基づき修正データ５０を生成するよう構成され、修正データ５０は、互いに対するＸ線チューブ１８及び検出器２４の空間配置の変更を示し、乖離を少なくとも部分的に補償する。プロセッサ４４は更に、ディスプレイデバイス４６に提供される修正データ５０を生成するか、又は修正指示５２に変換する。修正指示５２は、例えば、矢印や他の適切な命令技術などとしてディスプレイデバイス４６上に表示可能である。ディスプレイデバイス４６は、ユーザがアライメント処理中にディスプレイデバイス４６上で表示情報を容易に閲覧できるように構成可能である。修正指示は、ヒューマンユーザにより理解される修正データの何れかの表現とすることができる。例えば、スクリーン上の矢印は、Ｘ線チューブ１８がＸ線チューブ１８と検出器２４との間のアライメントを実現するため移動又はターンされる必要がある方向を示す。

“修正データ”は、Ｘ線チューブ１８と検出器２４との間の空間配置が、プロジェクトされるライトパターン３０，３８の間のアライメントを実現するためどのように変更される必要があるか示す情報である。乖離の決定は、例えば、プロセッサ４４による画像処理、既知のパターンの検出、パラレル／非パラレルラインの検出、シンメトリ検出などによって実行可能である。

“乖離の補償”は、チューブ１８と検出器２４との間のミスアライメントの程度が減少することを意味しうる。

“第１及び第２パターンの画像情報の取得”は、第１及び第２パターン３０，３８のアライメントが実行されるプロジェクション面３２上のプロジェクションエリアの画像をキャプチャすることに関する。

ディスプレイデバイス４６は、例えば、ＬＣＤ又はＴＦＴスクリーンとすることができる。

キャプチャデバイス４２は、ライトパターン３０，３２がプロジェクトされるプロジェクション面に向けられたカメラデバイスであってもよい。当該カメラは、例えば、可視光のＣＣＤチップを備えた典型的なカメラなどであってもよいし、又は他の具体例では、赤外線又は紫外線がライトプロジェクションデバイス２８，３６により発せられる場合、赤外線及び／又は紫外線のライトをキャプチャすることが可能である。

この追加的な機能の１つの効果は、ワークフロー及び画質が向上するということでありうる。さらに、アライメント及びＸ線画像キャプチャが患者の部屋の外部の位置から実行可能であるため、放射線技師に対する散乱したＸ線量は限定可能である。

更なる具体例では、医療Ｘ線イメージングシステム３００は更に、アクチュエータ制御ユニット５６を備えたアクチュエータ５４を有する。アクチュエータの制御ユニット５６は、修正データ５０に基づき互いに対してＸ線チューブ１８及び検出器２４の空間配置を自動修正するようアクチュエータ５４を制御するよう構成される。すなわち、プロセッサ４４は、Ｘ線チューブ１８及び検出器２４の必要な空間配置の調整のための情報を生成及び提供し、当該修正データ５０をアクチュエータ制御ユニット５６に提供する。その後、アクチュエータ制御ユニット５６は、当該修正データ５０を制御信号に変換し、それはアクチュエータ５４に提供され、その後、Ｘ線チューブ１８及び／又は検出器２４の空間位置調整を実行する。

１つの効果は、調整処理の完全又は部分的自動化によって、ワークフローが更に簡単化及び短縮可能であるということである。

図８において、検出器に対するＸ線チューブをアライメントする方法４００の具体例が示される。方法４００は、Ｘ線チューブ及びＸ線検出器を提供するステップ４１０を有する。次のステップ４２０において、第１ライトパターンが第１ライトプロジェクションデバイスにより生成され、第１ライトプロジェクションデバイスは、プロジェクション面に第１の可視的なライトパターンを生成するよう構成される。次のステップ４３０において、第２ライトパターンが、第２ライトプロジェクションデバイスにより生成され、第２ライトプロジェクションデバイスは、プロジェクション面に第２の可視的なライトパターンを生成するよう構成される。プロジェクション面上の第１ライトパターンは、Ｘ線チューブ及び検出器が互いに対して正しく空間的に配置される場合、プロジェクション面上の第２ライトパターンによる決定された空間アライメントにある。

ステップ４４０において、互いに対するＸ線チューブ及び検出器の空間的位置は、第１ライトパターンが第２ライトパターンによる決定された空間的配置にあるように調整される。

第１及び第２ライトビームの決定された空間配置は、プロジェクション面上で第１及び第２ライトビームにより生成される可視的なライトパターンの少なくとも部分的な重畳を有することが可能である。

他の具体例では、Ｘ線チューブ及び検出器の自動的な空間的配置調整のための方法が提供され、当該方法は、キャプチャデバイス、プロセッサ、アクチュエータ制御ユニット及びアクチュエータを提供するステップを有する。次のステップでは、キャプチャデバイスは、プロジェクション面の画像情報を取得し、プロジェクション面は、第１ライトパターン及び第２ライトパターンを有する。次のステップでは、プロセッサは、互いに対する２つのライトパターンの所定のアライメントから乖離を決定する。次のステップでは、プロセッサは、アクチュエータ制御ユニットに修正情報を提供する。最後のステップでは、アクチュエータ制御ユニットは、２つのライトパターンがアライメントするように、Ｘ線チューブ及び／又は検出器の空間的位置を変更するためアクチュエータを制御する。

本発明の実施例は異なる実施例を参照して説明されることに留意する必要がある。しかしながら、当業者は、特段の断りがない場合、異なる実施例に関する特徴の間の何れかの組み合わせが本出願の範囲内に開示されていると考えられることを上記及び以下の説明から理解するであろう。しかしながら、全ての特徴は、これらの特徴のシンプルな和より多くのシナジー効果を組み合わせて提供可能である。

本発明が図面及び上記説明において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び説明は、限定的でなく例示的又は具体例であるとみなされるべきである。本発明は、開示された実施例に限定されるものでない。開示された実施例に対する他の変形は、図面、開示及び従属請求項を研究することから請求した発明を実践する際に当業者により理解及び実施可能である。

請求項において、“有する”という単語は他の要素又はステップを排除せず、“ある”という不定冠詞は複数を排除しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された複数のアイテムの機能を実現しうる。特定の手段が互いに異なる従属形式の請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが効果的には利用可能でないことを示すものでない。請求項における何れかの参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。

Claims (13)

1. Ｘ線イメージングのためのアライメント装置であって、
   第１ライトプロジェクションデバイスを備えたチューブアタッチメントと、
   第２ライトプロジェクションデバイスを備えた検出器アタッチメントと、
   を有し、
   前記チューブアタッチメントは、前記第１ライトプロジェクションデバイスをＸ線チューブに搭載するよう構成され、
   前記検出器アタッチメントは、前記第２ライトプロジェクションデバイスをＸ線検出器に接続するよう構成され、
   前記第１ライトプロジェクションデバイスは、プロジェクション面に第１ライトパターンを生成するよう構成され、
   前記第２ライトプロジェクションデバイスは、前記プロジェクション面に第２ライトパターンを生成するよう構成され、
   前記チューブアタッチメントと検出器アタッチメントとが互いに対して正しく空間的に配置される場合、前記第１ライトパターンは、前記プロジェクション面上の前記第２ライトパターンと所定の空間的関係にあるアライメント装置。
2. 前記プロジェクション面上の前記第１及び／又は第２ライトパターンは、複数のラインを有する、請求項１記載のアライメント装置。
3. 前記第２ライトプロジェクションデバイスのライトパターンは、前記検出器アタッチメントのエッジの空間的位置を示す、請求項１又は２記載のアライメント装置。
4. 前記第１及び第２ライトパターンの所定の空間的アライメントの場合、双方のパターンが前記プロジェクション面上に少なくとも部分的に重畳する、請求項１乃至３何れか一項記載のアライメント装置。
5. 前記検出器アタッチメントの第２ライトプロジェクションデバイスは、前記プロジェクション面にほぼ垂直な扇形のライトを生成する、請求項１乃至４何れか一項記載のアライメント装置。
6. 前記第１及び第２ライトパターンは、異なるライトカラーを有する、請求項１乃至５何れか一項記載のアライメント装置。
7. 前記第１及び／又は第２ライトプロジェクションデバイスは、前記チューブアタッチメントと前記検出器アタッチメントとの複数の所定の空間的配置に前記ライトパターンを構成するよう構成される、請求項１乃至６何れか一項記載のアライメント装置。
8. 前記検出器アタッチメントは、検出器をサポート及び／又は収容するよう構成される検出器レシーブデバイスである、請求項１乃至７何れか一項記載のアライメント装置。
9. 医療Ｘ線イメージングシステムであって、
   Ｘ線チューブと、
   検出器と、
   請求項１乃至８何れか一項記載のアライメント装置と、
   を有し、
   前記Ｘ線チューブと前記検出器とは、オブジェクトの関心領域の画像を取得するよう構成され、
   前記Ｘ線チューブと前記Ｘ線検出器との互いに対する空間的な配置は調整可能であり、
   前記第１ライトパターンが前記プロジェクション面上の前記第２ライトパターンと所定の空間的関係にあるとき、前記Ｘ線チューブと前記検出器とが互いに対して正しい空間的配置にあるように、前記チューブアタッチメントが前記Ｘ線チューブに搭載され、前記検出器アタッチメントが前記検出器に搭載される医療Ｘ線イメージングシステム。
10. 前記プロジェクション面は、少なくとも部分的にオブジェクトのサポート面及び／又は前記検出器アタッチメントのサポート面である、請求項９記載の医療Ｘ線イメージングシステム。
11. 前記第２ライトプロジェクションデバイスのライトパターンは、前記検出器のエッジの空間的位置を示す、請求項９又は１０記載の医療Ｘ線イメージングシステム。
12. キャプチャデバイスと、
    プロセッサと、
    ディスプレイデバイスと、
    を更に有し、
    前記キャプチャデバイスは、前記第１及び第２ライトパターンの画像情報を取得し、前記画像情報を前記プロセッサに提供するよう構成され、
    前記プロセッサは、前記画像情報に基づき前記第１ライトパターンと前記第２ライトパターンとの決定されたアライメントからの乖離を決定するよう構成され、
    前記プロセッサは、前記決定された乖離に基づき修正データを生成するよう構成され、前記修正データは、互いに対する前記Ｘ線チューブと前記検出器との空間的配置の変化を示し、少なくとも部分的に前記乖離を補償し、
    ｉ）アクチュエータ制御ユニットを備えたアクチュエータが備えられ、前記アクチュエータの制御ユニットは、前記修正データに基づき互いに対する前記Ｘ線チューブと前記検出器との空間的配置を自動修正するよう前記アクチュエータを制御するよう構成され、及び／又は
    ｉｉ）前記ディスプレイデバイスは、前記修正データに基づき修正指示をユーザに提供するよう構成される、請求項９乃至１１何れか一項記載の医療Ｘ線イメージングシステム。
13. 検出器に対してＸ線チューブをアライメントする方法であって、
    Ｘ線チューブ及びＸ線検出器を提供するステップと、
    チューブアタッチメントによりＸ線チューブに搭載された第１ライトプロジェクションデバイスによりプロジェクション面上に第１の可視的なライトパターンを生成するステップと、
    検出器アタッチメントにより前記Ｘ線検出器に接続される第２ライトプロジェクションデバイスにより前記プロジェクション面上に第２の可視的なライトパターンを生成するステップであって、前記Ｘ線チューブと前記検出器とが互いに対して正しく空間的に配置される場合、前記プロジェクション面上の前記第１ライトパターンは、前記プロジェクション面上の前記第２ライトパターンと所定の空間的配置にある、生成するステップと、
    前記第１ライトパターンが前記第２ライトパターンと所定の空間的配置にあるように、互いに対して前記Ｘ線チューブと前記検出器との空間的位置を調整するステップと、
    を有する方法。

Images