JP6553290B2 - 入射するｘ線の方向に対するエッジオン型ｘ線検出器の配向の決定 - Google Patents

入射するｘ線の方向に対するエッジオン型ｘ線検出器の配向の決定 Download PDF

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Description

提案した技術は、一般にＸ線撮像に関し、より具体的には、入射するＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器（edge-on x-ray detector）の配向を少なくとも部分的に決定する方法と、エッジオン型Ｘ線検出器から測定情報を取得する方法と、エッジオン型Ｘ線検出器および／またはＸ線源の焦点の移動の影響を予測する方法と、対応するシステム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラム製品およびＸ線測定システムとに関する。
Ｘ線撮像などのＸ線写真撮像は、医療用途および非破壊検査において長年使用されてきた。
通常、Ｘ線撮像システムは、Ｘ線源と、１つ以上の検出素子（Ｘ線強度／フルエンスを測定する独立した手段）を備える複数の検出器からなるＸ線検出器アレイとを含む。Ｘ線源は、撮像される被験体または物体を通過して検出器アレイによって検知されるＸ線を放射する。いくつかの材料は他の材料よりも大きな割合のＸ線を吸収するので、被験体または物体の画像が形成される。
一般に使用されるＸ線撮像システムの一例は、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムであり、このシステムは、Ｘ線のファンビームまたはコーンビームを生成するＸ線管と、患者または物体を透過するＸ線の割合を測定するＸ線検出器の対向アレイとを含んでもよい。Ｘ線管および検出器アレイは、撮像された物体の周囲を回転するガントリに取り付けられる。ファンビームＣＴのジオメトリの図を図３に示す。所与の回転位置について、各検出素子は特定の投影線に関する透過Ｘ線を測定する。このような測定は投影測定と称される。多くの投影線の投影測定値の集合をサイノグラムと称する。サイノグラムデータは、画像再構成を介して利用され、画像化された物体の内部の画像が得られる。反復再構成または基底物質分解などの特定の種類の画像再構成は、撮像システムを詳細に記述するいわゆる順モデルの形成を必要とする。
検出器アレイの寸法およびセグメント化は、ＣＴ装置の撮像能力に影響を与える。ガントリの回転軸の方向、すなわち図３のｚ方向の複数の検出素子はマルチスライス画像の取得を可能にする。角度方向の複数の検出素子（図３のξ）は、同一平面において複数の投影を同時に測定することを可能にし、これはファン／コーンビームＣＴに適用される。ほとんどの従来の検出器は、いわゆるフラットパネル型検出器であり、スライス（ｚ）方向および角度（ξ）方向に検出素子を有することを意味する。
低Ｚ材料から製造されたＸ線検出器は、ＣＴで使用されるのに十分な検出効率を有するようにＸ線ビームの方向に実質的な厚さを有する必要がある。これは、例えば米国特許第８，１８３，５３５号明細書に記載の「横向きの」ジオメトリを用いて解決することができ、該特許文献では、検出器アレイが、衝突するＸ線にエッジを向けて配向された低原子番号材料の薄膜ウエハを含む多数の検出器から構成されている。一般的には、各検出器はウエハの二次元格子上に複数の検出素子を有している。図３に概略的に示されるように、各個々のウエハは、例えばスライス方向（ｚ）およびＸ線方向の検出素子を有するように配向される。半導体検出器の横向きのジオメトリもまた、米国特許第４，９３７，４５３号明細書、米国特許第５，４３４，４１７号明細書、米国特許出願公開第２００４／０２５１４１９号明細書、および国際公開第２０１０／０９３３１４号パンフレットにおいて提案されている。Ｘ線の方向に対して僅かな角度で配向されたウエハ検出器もまた、通常は「エッジオン型」という用語に含まれる。
エッジオン型検出器が設計通りに機能するためには、検出器が衝突するＸ線の方向に対するように、または少なくとも検出器の配向が把握されかつ考慮されるように設計されることが一般的に重要である。検出器の取り付けおよびＸ線管の焦点の位置が不確実であるために、各検出器がＸ線の方向に対して所望の通りに整列しているかどうかは定かではない。検出器がＸ線の方向に対して誤整列したまま補正されていない場合、例えば検出効率の低下、空間分解能の低下、画像再構成における不正確な順モデル、さらには画質の低下の原因となりかねない。Ｘ線の方向に対する検出器の配向を推定することができる場合、画像取得の前または後のいずれかに補正を行うことができる。
米国特許出願公開第２０１４／０２１１９２５号明細書、米国特許第８６２２６１５号明細書および米国特許出願公開第２０１４／０１５３６９４号明細書は、較正用のファントムまたは装置を使用するフラットパネル型検出器の幾何学的較正に関する。しかし、従来のフラットパネル型検出器では、Ｘ線の方向は性能に大きな影響を与えない。
米国特許第５，１３１，０２１号明細書、米国特許第８，２６２，２８８号明細書、米国特許第６，３７０，２１８号明細書、米国特許第５，４６９，４２９号明細書、米国特許第５，１３１，０２１号明細書は、Ｘ線管の焦点の位置の較正および／または調整に関する。
しかし、先行技術には、ＣＴ用のエッジオン型検出器の配向に関連するパラメータを決定する方法が全く記載されていない。
国際公開第２０１０／０９３３１４号パンフレットは、上部および下部のセグメントにおいて検出されたＸ線の予想される比率のモデルに基づいて、Ｘ線の方向にセグメント化された半導体検出素子の機械的な誤整列を測定し、かつ補正する可能性を述べているに過ぎない。
米国特許第８，１８３，５３５号明細書 米国特許第４，９３７，４５３号明細書 米国特許第５，４３４，４１７号明細書 米国特許出願公開第２００４／０２５１４１９号明細書 国際公開第２０１０／０９３３１４号パンフレット 米国特許出願公開第２０１４／０２１１９２５号明細書、 米国特許第８６２２６１５号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０１５３６９４号明細書 米国特許第５，１３１，０２１号明細書 米国特許第８，２６２，２８８号明細書 米国特許第６，３７０，２１８号明細書 米国特許第５，４６９，４２９号明細書
Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定する方法を提供することが目的である。
また、Ｘ線源からのＸ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された複数の検出素子を有するエッジオン型Ｘ線検出器から、測定情報を取得する方法を提供することも目的である。
別の目的は、Ｘ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを推定する方法を提供することである。
さらに別の目的は、エッジオン型Ｘ線検出器および／またはＸ線源の焦点の移動の影響を予測する方法を提供することである。
さらに別の目的は、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定するように構成されたシステムを提供することである。
また、コンピュータによって実行される場合に、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定するコンピュータプログラムを提供することも目的である。
別の目的は、対応するコンピュータプログラム製品を提供することである。
改善されたＸ線測定システムを提供することもまた目的とする。
これらの目的および他の目的は、提案した技術の実施形態によって満たされる。
本発明者らは、Ｘ線の方向の検出器の大きさに起因するエッジオン型検出器の追加の次元が、撮像設定の完全な幾何学的記述を得るために決定する必要がある１つ以上の追加のパラメータを導入することを認識している。
第１の態様によれば、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定する方法が提供される。エッジオン型検出器は、Ｘ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された複数の検出素子を有する。
この方法は、
Ｘ線検出器によって実行される測定から、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度を表す情報を取得し、ファントムは、Ｘ線源とＸ線検出器との間に位置し、かつＸ線が照射される場合にＸ線照射野（x-ray field）に方向情報を埋め込む（embed）ように設計され、
測定から取得した情報と、Ｘ線検出器、Ｘ線源、およびファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを決定する、
ことを含む。
このようにして、多くの異なる目的のために用いることができる有用な情報を効率的に得ることができる。
一例として、Ｘ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上のパラメータを、例えばＸ線管の焦点の調整、個々の検出器の配列の調整、反復画像再構成に使用される順モデルの改善、および／または後処理による測定データの補正に関してシステム較正を実行するために使用することができ、この後処理は、測定データをサイノグラム空間の格子上に補間することを含んでもよい。
第２の態様によれば、また、Ｘ線源からのＸ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された検出素子を有するエッジオン型Ｘ線検出器から、測定情報を取得する方法が提供される。
この方法は、
Ｘ線源とＸ線検出器との間にＸ線が照射される場合に、Ｘ線照射野に方向情報を埋め込むように設計されるファントムを提供し、
Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの相対運動を誘発し、
Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度の測定を実行して測定情報を取得する、
ことを含む。
このようにして、例えばエッジオン型Ｘ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを推定するため、または、エッジオン型Ｘ線検出器および／またはＸ線源の焦点の移動の影響を予測するために使用することができる有用な測定情報を、効率的に取得することができる。
第３の態様によれば、Ｘ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを、第２の態様による方法によって取得した測定情報に基づいて推定する方法が提供される。
第４の態様によれば、第２の態様による方法によって取得された測定情報に基づいて、エッジオン型Ｘ線検出器および／またはＸ線源の焦点の移動の影響を予測する方法が提供され、この測定は、Ｘ線検出器および／または焦点の異なる位置で行われる。
第５の態様によれば、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定するように構成されたシステムを提供する。エッジオン型検出器は、Ｘ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された検出素子を有する。システムは、Ｘ線検出器によって実行される測定から、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度を表す情報を取得するように構成され、ファントムは、Ｘ線源とＸ線検出器との間に位置し、かつＸ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計される。システムは、測定から取得した情報と、Ｘ線検出器、Ｘ線源、およびファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを決定するように構成される。
第６の態様によれば、コンピュータによって実行される場合に、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定するコンピュータプログラムが提供され、エッジオン型検出器はＸ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された検出素子を有する。コンピュータプログラムは命令を含み、コンピュータによって実行される場合に、この命令によってコンピュータは、
Ｘ線検出器によって実行される測定から、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度を表し、ファントムがＸ線源とＸ線検出器との間に位置し、かつＸ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計される情報を読み出し、
測定から取得した情報と、Ｘ線検出器、Ｘ線源、およびファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを決定する。
第７の態様によれば、上記で定義したコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品が提供される。
第８の態様によれば、
Ｘ線源からのＸ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された検出素子を有するエッジオン型Ｘ線検出器と、
Ｘ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計され、Ｘ線源とＸ線検出器との間に配置されたファントムと
を含むＸ線測定システムが提供され、
ファントムの相対運動は、Ｘ線検出器およびＸ線源に対して誘発されることがあり、
Ｘ線測定システムは、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度の測定を実行して測定情報を取得するように構成される。
詳細な説明を読むと他の利点が理解されるであろう。
実施形態は、そのさらなる目的および利点とともに、添付の図面と併せた以下の説明を参照することによって最良に理解されるであろう。
一実施形態による、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定する方法の一例を示す概略フロー図である。 一実施形態による、エッジオン型Ｘ線検出器から測定情報を取得する方法の一例を示す概略フロー図である。 ファンビームＣＴシステムの一例を示す概略図である。 検出器の誤整列の定義の例を示す概略図である。 検出素子の二次元格子を示すエッジオン型検出器の一例を示す概略図である。 各検出素子のガントリ回転角度の関数としてのＸ線強度の測定によるデータ表現を視覚化する概略図である。 エッジオン型検出器に対するＸ線ビームの方向を推定する例示的な方法の概略フロー図である。 システムの一例を示す概略図である。 一実施形態によるコンピュータ実装の一例を示す概略図である。 一実施形態によるＸ線測定システムの一例を示す概略図である。
図面全体を通して、類似の要素または対応する要素には同じ参照記号が使用されている。
第１の態様によれば、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定する方法が提供される。エッジオン型検出器は、Ｘ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された検出素子を有する。
図１を参照すると、この方法は、
Ｓ１：Ｘ線検出器によって実行される測定から、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度を表す情報を取得するステップであって、ファントムがＸ線源とＸ線検出器との間に位置し、かつＸ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計される、取得するステップと、
Ｓ２：測定から取得した情報と、Ｘ線検出器、Ｘ線源、およびファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを決定するステップと
を基本的に含む。
このようにして、多くの異なる目的のために用いることができる有用な情報を効率的に得ることができる。
一例として、Ｘ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上のパラメータを、例えばＸ線管の焦点の調整、個々の検出器の配列の調整、画像再構成に使用される順モデルの改善、および／または後処理による測定データの補正に関してシステム較正を実行するために使用することができる。
一例として、幾何学モデルは、線源の位置と、Ｘ線検出器の位置および配向と、ファントムの位置と、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの相対運動を表す幾何学的パラメータとを記述してもよい。
特定の例では、幾何学モデルは、検出器に対するファントムからの軌跡または陰影の移動を予測することができる。軌跡とは、ファントムによって画定されたＸ線照射野における特徴と検出器ウエハとの交差を意味する。
基本的な例では、全体的なＸ線検出器の配置は、通常は、入射するＸ線にエッジを向けて配向された検出器ウエハである複数のエッジオン型Ｘ線検出器の検出器アレイに基づいている。各検出器のウエハは、いわゆるスライス方向（図３のｚ）において、さらには実質的にＸ線方向において検出素子を有する。本明細書では、「検出面」は、一般的には検出器ウエハの平面として見なされる。
例えば、配向に関連付けられた１つ以上のパラメータは、Ｘ線の方向と検出器上のＸ線ビームの軌跡によって画定される検出面内の線との間の少なくとも１つの角度を含み、Ｘ線ビームはファントムの特徴によって画定される。
配向に関連付けられた１つ以上のパラメータは、前記検出面内の前記線の配向をさらに含んでもよい。
特定の例では、エッジオン型検出器は一般的に２つの方向において素子を有し、エッジオン型検出器の方向のうちの１つはＸ線の方向において成分を有する。
Ｘ線照射野に方向情報を埋め込む、多くの異なる種類のいわゆるファントムを使用することができる。例えばファントムは、Ｘ線減衰シートに少なくとも１つの孔および／またはエッジを含むか、または少なくとも１つの玉軸受を含んでもよい。換言すれば、１つ以上の孔がファントムに画定されてもよく、ファントムの１つ以上のエッジまたは玉軸受が使用されてもよい。
特定の例では、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上の決定パラメータを使用して、画像再構成に使用される順モデルを改善してもよい。
別の例では、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上の決定パラメータを使用して、Ｘ線管の焦点の位置を特定してもよい。
例えばこの方法は、画質の観点から焦点の最適位置を発見するステップをさらに含んでもよい。
さらに別の例では、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上の決定パラメータを使用して、検出器アレイの個々のＸ線検出器を調整してもよい。
また、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上の決定パラメータを使用して、投影空間におけるオーバーサンプリングが達成されるようにＸ線検出器の検出素子をＸ線の方向に意図的に誤整列させてもよい。
第２の態様によれば、また、Ｘ線源からのＸ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された検出素子を有するエッジオン型Ｘ線検出器から、測定情報を取得する方法が提供される。
図２を参照すると、この方法は、
Ｓ１１：Ｘ線源とＸ線検出器との間にＸ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計されるファントムを提供するステップと、
Ｓ１２：Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの相対運動を誘発するステップと、
Ｓ１３：Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度の測定を実行して測定情報を取得するステップと
を基本的に含む。
このようにして、例えばエッジオン型Ｘ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを推定するため、または、エッジオン型Ｘ線検出器および／またはＸ線源の焦点の移動の影響を予測するために使用することができる有用な測定情報を、効率的に取得することができる。
一例として、ファントムは、Ｘ線減衰シートに少なくとも１つの孔および／またはエッジを含むか、または少なくとも１つの玉軸受を含んでもよい。
特定の例では、相対運動はＸ線源およびＸ線検出器を含む回転システムの回転によって誘発され、および／または相対運動はファントムの移動によって誘発される。
第３の態様によれば、Ｘ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを、第２の態様による方法によって取得した測定情報に基づいて推定する方法が提供される。
一例として、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた前記少なくとも１つのパラメータは、取得した測定情報と、Ｘ線検出器、Ｘ線源、およびファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて決定される。
特定の例では、幾何学モデルは、線源の位置と、Ｘ線検出器の位置および配向と、ファントムの位置と、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの相対運動を表す幾何学的パラメータとを記述する。
一例として、幾何学モデルは、検出器に対するファントムからの軌跡または陰影の移動を予測することができる。
例えば、配向に関連付けられた前記少なくとも１つのパラメータは、Ｘ線の方向と検出器上のＸ線ビームの軌跡によって画定される検出面内の線との間の少なくとも１つの角度を含んでもよく、Ｘ線ビームはファントムの特徴によって画定される。
任意選択として、配向に関連付けられた前記少なくとも１つのパラメータは、前記検出面内の前記線の配向をさらに含む。
特定の例では、エッジオン型検出器は２つの方向において素子を有し、エッジオン型検出器の方向のうちの１つはＸ線の方向において成分を有する。
Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上の推定パラメータは、様々な目的に利用することができる。
一例として、ガントリに取り付ける検出器の品質は、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上の推定パラメータに基づいて評価することができる。
別の例では、線源／検出器システムの順モデルの入力パラメータは、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上の推定パラメータに基づいて較正することができる。
さらに別の例では、投影測定値の位置などのＸ線源検出器システムの空間的構成を記述する幾何学的パラメータは、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上の推定パラメータに基づいて較正される。
また、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた１つ以上の推定パラメータに基づいて、Ｘ線測定データの補正を実行することも可能である。
第４の態様によれば、第２の態様による方法によって取得された測定情報に基づいて、エッジオン型Ｘ線検出器および／またはＸ線源の焦点の移動の影響を予測する方法が提供され、この測定は、Ｘ線検出器および／または焦点の異なる位置で行われる。
特定の例では、Ｘ線検出器の位置および／またはＸ線源の焦点について少なくとも１つの補正値が計算される。
例えば前記少なくとも１つの補正値を、Ｘ線検出器の位置、焦点、またはその両方の物理的調整の基礎として使用してもよい。
一例として、Ｘ線源の位置の空間補正値を、検出器アレイ内の１つ以上のＸ線検出器の誤整列誤差を同時に最小化するために計算してもよい。
以下では、様々な非限定的な例を参照して、提案した技術を説明する。なお、本発明はこれに限定されない。
この例示的な実施形態では、検出器アレイは中心軸を中心に回転するＣＴガントリに取り付けられる。図３によって一般的なジオメトリが説明されているが、この図では、
軸は回転軸を定義し、
軸および
軸は中央のスライス面を定義し、角度Θはガントリの回転位置を定義し、角度ξは検出器アレイ内の検出器の位置を定義する。
Ｘ線源は、回転中心から距離を置いてガントリの一方の側に位置する。検出器アレイは、Ｘ線源に面するガントリの反対側に取り付けられる。Ｘ線源および検出器アレイの両方はガントリと共に回転する。
検出器は、例えば二次元（図５）において複数のピクセルを含み、かつ横向きに取り付けられている半導体ウエハである。図５のベクトル
および
は検出面にあり、
は検出面の法線である。検出器の横向き取り付けの一例には、例えば線源が検出器の前列の中央に衝突した場合に、Ｘ線が
軸に沿って移動するように線源が
軸上にある場合が挙げられる。
本発明のこの例示的な実施形態では、Ｘ線を吸収するファントム物体は、ガントリの内側の中心から外れた位置に静止状態で配置される。物体は、例えば複数の孔を含む金属板または高減衰ビーズセットであってもよい。物体は、「陰影」を作り出すことによってＸ線照射野に方向情報を埋め込む。換言すれば、減衰物体はＸ線の方向に直交するＸ線照射野に勾配を作り出し、したがってファントムの後方のＸ線照射野の勾配における識別可能な特徴によってＸ線の方向を画定する。簡略化のみのために以下では、ファントムが単一のＸ線ビームを生成する高減衰シート内に画定された単一の孔を有すると仮定する。ファントムは、孔から回転軸までの径方向の距離が可能な限り正確に分かるようにガントリ内に配置される。
ガントリを回転させ、かつファントムを静止状態に保つ場合、Ｘ線のビームは、孔の中心から外れた位置のために検出器アレイに対して移動する。ここで、各回転位置θｋで検出器を用いて測定を行うと仮定し、測定は、検出素子を通過するＸ線の強度に比例する検出素子ごとに信号を生成する。データ表現は、一般的には各回転位置θｋに対する検出器上の検出素子ごとのＸ線強度の測定値のアレイで構成される。図６は、単一のＸ線ビームが、ガントリが回転する検出器を通過する場合のデータ表現を視覚化している。
本発明には、幾何学的な議論を用いた、検出器に対するＸ線の方向を推定するための上述の前記測定値の利用が含まれる。この方法の一例を図７のフローチャートによって説明する。検出器に対するＸ線の方向を推定するステップを実行する多くの可能な方法が存在する。図７を参照すると、このような方法の非限定的な例が示されている。
検出器に対するＸ線の方向を推定するために、検出器、光源、およびファントムの相対位置に関して仮定する。Ｘ線源の焦点の位置は点
でモデル化され、検出器の配向状態は点
および図５に示すような検出面
および
内の２つのベクトルによってモデル化され、これにより、各検出素子の位置を
と表すことができ、式中、ｘｉおよびｙｉは検出器のモデルから判明する。簡略化のために、検出素子は正方形の格子上にあると仮定するが、説明した方法を、検出素子が正方形の格子上にない場合に適用するように容易に適合させることができる。共通のｘ座標を含む検出素子を、以降では検出器列と呼ぶ。全ての位置は、検出器および線源が静止するようにガントリと共に回転する座標系で表現される。回転軸はｚ軸として定義される。
図４は、本明細書で使用されるＸ線の方向に対する検出器の誤整列を記述するパラメータの定義を示している。Ｘ線が検出器の前面に衝突した場合のＸ線の方向が基準として使用される。角度βは、ガントリの回転中に検出器を通過する際のＸ線ビームの軌跡に近似する線の配向を表している。角度γは、検出器におけるビームの軌跡周囲の検出器の配向を表している。回転角度の関数としてのＸ線強度の前記測定値は、単一のＸ線ビームが使用される場合は角度γに対して不変である。ファントム内のエッジを回転軸と整列させ、かつ検出器の左右の側がエッジからの陰影に衝突する場合を比較することによって、角度γを推定することができる。しかし、角度γは、エネルギー応答および検出効率の点で検出器の性能に関して重要な役割を果たさないことに留意されたい。以降に説明する方法は、角度αを推定するのに役立つ。
ファントムの孔の位置は、（図４においてそれぞれφ１およびφ２によってｒと決定されるｐ１およびｐ２として示された）
によってモデル化され、回転座標系において
で回転し、式中、ωはガントリの角速度である。これは、与えられたφについて、ファントムの孔によって生成されたビーム中のＸ線が、ｋ＞０の線
に沿って移動することを意味している。
Ｘ線ビームが
の検出器のｉ番目の列と交差するように、検出器が取り付けられていると仮定する。検出器が横向きに整列している場合、Ｘ線ビームは同じ値のΘについて全ての列と交差する。一方、検出器が線源に対して誤整列している場合、Ｘ線ビームは異なる値のθについて異なる列と交差する。
まず、各検出器列について、例えば測定されたＸ線強度のガウシアンフィッティングを用いて、列に沿った位置と、ビームと列との交差が最大となる回転角度（θ）とを決定する。これらの値をそれぞれ
および
と称する。
Ｘ線ビームが第１の検出器列と交差する位置を以下のようにモデル化する。
Ｘ線ビームが第１の検出器列と交差する瞬間のファントム（
）における孔の位置は、線
と
との間にあり、かつ
を満たさなければならない。式中、ｒはファントムにおける孔と回転軸との間の直交距離である（図２参照）。
を得るために、ｑについて式
を解き、ビーズが検出器付近にある場合はｑについてより小さな解を選択し、逆もまた同様に、ビーズが検出器から離れている場合はｑについてより大きな解を選択する。ここで、
は次のように与えられる。
式中、ｑ＊は（０．１）の解から得られる。測定された回転角度
の関数としてのファントム上の孔の位置は、以下のようにモデル化することができる。
式中、
はｚ軸の周囲を回転するので、ｚ成分は全てのｉについて等しくなり、
および
である。
Ｘ線ビームの範囲は、ｋ＞０の線
によってモデル化することができる。Ｘ線ビームと検出器列とが交差する位置間の相対的な長さは、
によって与えられる。したがって、Ｘ線ビームが検出器と交差する位置は、ｋについて式
を解き、かつ
によってＸ線ビームが検出器列と交差する位置を推定することによって得ることができる。
ファントムの孔が回転すると、ビームは円錐形の面に沿って移動する。錐面の大きさおよび形状は、回転軸および線源に対する孔の位置に依存する。ファントム物体を適切に選択することによって、検出器の誤整列を少なくし、かつ円錐形の曲率を非常に小さくできることを考慮すると、ビームが検出器と交差する位置は直線上にあり、極めて良好な近似をとる。
したがって、点集合
に適合し、かつ検出面内にある線を画定する方向ベクトル
を形成することができる。点
を通過する場合のＸ線の方向は
によって与えられる。角度αは、次の式で推定することができる。
モデルおよび／または測定における小さな誤差は、この方法の結果に実質的に影響しないことを示すことができる。検出器は検出器ガントリのモデルに従って取り付けられているので、上述の相対位置がミリメートル以内のかなり高い精度まで公知であると仮定することは公平である。
測定情報を利用する別の例示的な方法は、Ｘ線源の焦点の最適な位置決めに関し、すなわち検出器を正確に横向きに整列させる位置に関する。検出器が移動し、かつ焦点が静止している（いくつかの変更を含む）同様の方法もまた可能である。これは、単純な計算によって焦点を平行移動させる方向を認識している場合に、例えば上述の方法を用いて行うことができる。しかし、焦点を平行移動させることができる方向は（検出器座標系において）一般に認識されておらず、また、上述の方法は誤差を誘発する可能性があるモデルを使用している。代わりに、この方法では、焦点が移動された場合にビームが検出器を通過する際のビーム測定値の変化を追跡し、かつシステムの幾何学モデルを使用することなく焦点の最適位置を計算する。
本明細書では、ビームが検出器を通過する際の検出器に対するビームの局所運動が線形であり、すなわちビームが回転されずに平行移動されるのみであると仮定する。検出器が一般的に薄膜ウエハ（厚さ約０．５ｍｍ）であり、かつＸ線に対してほぼ横向きに整列していることを考慮すると、ビームは検出器を極めて一時的に通過し、運動の線形性は良好な近似である。しかし、本明細書に記載の方法のようなモデルを使用することなく、ビームを検出器に対して平行移動させる方向を認識することはできない。また、ビームを検出器に対して平行移動させる速度も認識することができない。
が運動の方向を表す座標系
を紹介する。軸
は
および／または
に対して傾斜する可能性がある。この座標系では、ビームがｉ番目の検出器列と交差する位置を
と定義（定義については上述を参照）し、傾斜座標系ｖ’におけるＸ線の方向は点ｐｉ ’への線形回帰によって与えられる。ここで、焦点の３つの異なる位置、すなわちヌル位置、および線形独立方向（Ｔ１およびＴ２）におけるヌル位置からの焦点の２つの平行移動についてｖ’を測定する。測定されたベクトルをｖ０ ’、ｖ１ ’、ｖ２ ’と称する。本方法は、焦点ｋ１Ｔ１＋ｋ２Ｔ２の平行移動が検出器を横向きに整列させるように、係数ｋ１およびｋ２を得ることを目的とする。検出器を横向きに整列させる状態は、
の状態、すなわちｖ’のｚ成分およびｙ成分がゼロの状態である。この状態が発生する時期を予測するために、ｘ＝定数の平面へのｖ’の投影が焦点の平行移動とともに直線移動し、極めて良好な近似をとることに注目する。したがって、
によってベクトルｖ’をｘ＝１の平面に投影し、ｋ１およびｋ２の関数としてのｓを次のように表すことができることを見出す。
整列状態は
および
によって定義される。したがって、以下の一次方程式を解くことによって検出器を整列させるｋ１およびｋ２の値を得ることができる。
本明細書に記載の方法および装置は、様々な方法で組み合わせて再配置することができることが理解されるであろう。
例えば実施形態は、ハードウェア、または適切な処理回路によって実行するためのソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおいて実施されてもよい。
本明細書に記載のステップ、機能、手順、モジュールおよび／またはブロックは、汎用電子回路および特定用途向け回路の両方を含む離散回路または集積回路の技術などの任意の従来技術を使用したハードウェアで実施することができる。
特定の例には、例えば特殊機能を実行するために相互接続された離散論理ゲート、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの、１つ以上の適切に構成されたデジタル信号プロセッサおよび他の既知の電子回路が含まれる。
あるいは、本明細書に記載のステップ、機能、手順、モジュールおよび／またはブロックの少なくとも一部は、例えば１つ以上のプロセッサまたは処理装置などの適切な処理回路によって実行するためのコンピュータプログラムなどのソフトウェアで実施することができる。
処理回路の例には、１つ以上のマイクロプロセッサ、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、ビデオ加速ハードウェア、および／または、１つ以上のフィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または１つ以上のプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）などの任意の適切なプログラマブル論理回路が含まれるが、これらに限定されない。
また、提案した技術が実装される任意の従来の装置またはユニットの一般的な処理能力を再利用することが可能な場合もあることが理解されるべきである。また、例えば既存のソフトウェアを再プログラミングすることによって、または新しいソフトウェアコンポーネントを追加することによって、既存のソフトウェアを再利用することも可能である。
第５の態様によれば、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定するように構成されたシステムを提供する。エッジオン型検出器は、Ｘ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された検出素子を有する。システムは、Ｘ線検出器によって実行される測定から、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度を表す情報を取得するように構成され、ファントムは、Ｘ線源とＸ線検出器との間に位置し、かつＸ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計される。システムは、測定から取得した情報と、Ｘ線検出器、Ｘ線源、およびファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを決定するように構成される。
特定の例では、システム１００はプロセッサ１１０とメモリ１２０とを含み、メモリはプロセッサによって実行可能な命令を含み、それによってプロセッサは、図８に示すようにエッジオン型検出器の配向に関連付けられたパラメータを決定するように動作可能である。任意選択として、システムは入力データを受け取り、かつ結果として生成される出力データを出力するための入力／出力インタフェースを備える。
この特定の例では、本明細書に記載のステップ、機能、手順、モジュールおよび／またはブロックの少なくとも一部は、１つ以上のプロセッサを含む処理回路によって実行するためにメモリにロードされるコンピュータプログラムで実施される。プロセッサおよびメモリは相互接続されて、通常のソフトウェアの実行を可能にする。任意の入力／出力装置をプロセッサおよび／またはメモリに相互接続させて、入力パラメータおよび／または結果として生成される出力パラメータなどの関連データの入力および／または出力を可能にしてもよい。
「プロセッサ」という用語は、特定の処理、決定または計算のタスクを実行するためにプログラムコードまたはコンピュータプログラム命令を実行可能な任意のシステムまたは装置として一般的な意味で解釈されるべきである。
したがって、１つ以上のプロセッサを含む処理回路は、コンピュータプログラムを実行する場合に、本明細書で説明するような明確な処理タスクを実行するように構成される。
処理回路は、上述のステップ、機能、手順および／またはブロックを実行するためだけに専用である必要はなく、他のタスクを実行することもできる。
図９は、一実施形態によるコンピュータ実装の別の例を示す概略図である。
第６の態様によれば、コンピュータによって実行される場合に、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定するコンピュータプログラムが提供され、エッジオン型検出器はＸ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された検出素子を有する。コンピュータプログラムは命令を含み、コンピュータによって実行される場合に、この命令によってコンピュータは、
Ｘ線検出器によって実行される測定から、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度を表し、ファントムがＸ線源とＸ線検出器との間に位置し、かつＸ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計される情報を読み出し、
測定から取得した情報と、Ｘ線検出器、Ｘ線源、およびファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて、Ｘ線の方向に対するＸ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを決定する。
提案した技術はまた、コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体２２０および２３０を含むコンピュータプログラム製品を提供する。
一例として、ソフトウェアまたはコンピュータプログラム２２５および２３５は、具体的には不揮発性媒体などの通常はコンピュータ可読媒体２２０および２３０上に保持されるかまたは記憶されるコンピュータプログラム製品として実現されてもよい。コンピュータ可読媒体は、１つ以上の取外し可能なメモリ装置または取外し不可能なメモリ装置を含んでもよく、例えば、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）メモリ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）記憶装置、フラッシュメモリ、磁気テープ、または任意の他の従来のメモリ装置が挙げられるが、これらに限定されない。したがって、コンピュータプログラムは、処理回路によって実行するためにコンピュータまたは同等の処理装置の動作メモリにロードされてもよい。
本明細書に提示するフロー図または図は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合、コンピュータフロー図または図と見なすことができる。対応する機器、システムおよび／または装置は、機能モジュール群として定義されてもよく、プロセッサによって実行される各ステップは機能モジュールに対応する。この場合、機能モジュールはプロセッサ上で動作するコンピュータプログラムとして実装される。したがって、機器、システムおよび／または装置は機能モジュール群として代替的に定義されてもよく、機能モジュールは少なくとも１つのプロセッサ上で動作するコンピュータプログラムとして実装される。
したがって、メモリに常駐するコンピュータプログラムは、プロセッサによって実行される場合に、本明細書で説明するステップおよび／またはタスクの少なくとも一部を実行するように構成された適切な機能モジュールとして編成されてもよい。
図１０は、一実施形態によるＸ線測定システムの一例を示す概略図である。基本的には、Ｘ線測定システム３００は、
Ｘ線源３２０からのＸ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された検出素子を有するエッジオン型Ｘ線検出器３１０と、
Ｘ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計され、Ｘ線源とＸ線検出器との間に配置されたファントム３３０とを含み、
ファントムの相対運動は、Ｘ線検出器およびＸ線源に対して誘発されることがあり、
Ｘ線測定システム３００は、Ｘ線検出器およびＸ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度の測定を実行して測定情報を取得するように構成される。
当業者に理解されるように、単にＸ線システムと呼ばれるＸ線測定システム３００は複数のエッジオン型Ｘ線検出器を含んでもよい。
図１０の特定の例では、測定値読出しモジュール３４０を各検出器に接続して、測定データを読み出しかつ必要に応じて前処理し、その後に、コンピュータ化された処理のために測定データをコンピュータまたは同様の処理システム（図１０には図示せず）に転送してもよい。
一例として、Ｘ線測定システム３００は、相対運動を誘発すること、および／または少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度の測定を実行することを含む、システムの所望の制御動作を達成するための制御システム３５０を含んでもよい。
上述した実施形態は一例として示したに過ぎず、提案した技術はこれに限定されるものではない。添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正、組み合わせおよび変更を実施形態に加えてもよいことは、当業者であれば理解するであろう。特に、異なる実施形態において異なる部分的解決策は、技術的に可能な場合には他の構成で組み合わせることができる。

Claims (16)

  1. Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定する方法であって、前記エッジオン型検出器は、前記Ｘ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された複数の検出素子を有し、前記方法は、
    Ｘ線検出器によって実行される測定から、前記Ｘ線検出器および前記Ｘ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度を表す情報を取得し、前記ファントムは、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に位置し、かつＸ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計され（Ｓ１）、
    測定から取得した前記情報と、前記Ｘ線検出器、前記Ｘ線源、および前記ファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて、Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを決定する（Ｓ２）、
    ことを含む方法。
  2. 前記幾何学モデルは、前記線源の位置と、前記Ｘ線検出器の位置および配向と、前記ファントムの位置と、前記Ｘ線検出器および前記Ｘ線源に対する前記ファントムの相対運動を表す幾何学的パラメータとを記述する、請求項１に記載の方法。
  3. 前記幾何学モデルは、前記検出器に対する前記ファントムからの軌跡または陰影の移動を予測するように適合される、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記配向に関連付けられた前記少なくとも１つのパラメータは、前記Ｘ線の方向と前記検出器上のＸ線ビームの軌跡によって画定される検出面内の線との間の少なくとも１つの角度を含み、前記Ｘ線ビームは、前記ファントムの特徴によって画定され、および／または、前記配向に関連付けられた前記少なくとも１つのパラメータは、前記検出面内の前記線の配向をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記エッジオン型検出器は、２つの方向において素子を有し、前記エッジオン型検出器の方向のうちの１つは、前記Ｘ線の方向において成分を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記ファントムは、Ｘ線減衰シートに少なくとも１つの孔および／またはエッジを含むか、または少なくとも１つの玉軸受を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた前記１つ以上の決定パラメータは、画像再構成に使用される順モデルを改善するために使用され、または、
    前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた前記１つ以上の決定パラメータは、Ｘ線管の焦点の位置を特定するために使用され、および／または、前記方法は、画質の観点から前記焦点の最適位置を発見することをさらに含み、または、
    前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた前記１つ以上の決定パラメータは、検出器アレイの個々のＸ線検出器を調整するために使用され、または、
    前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた前記１つ以上の決定パラメータは、前記Ｘ線検出器によって測定された測定データの後処理を実行するために使用され、または、
    前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた前記１つ以上の決定パラメータは、オーバーサンプリングが達成されるように前記Ｘ線検出器の複数の検出素子を前記Ｘ線の方向に意図的に誤整列させるために使用される、
    請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. ガントリに取り付ける前記検出器の品質は、前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた１つ以上の推定パラメータに基づいて評価され、または、
    前記線源／検出器システムの順モデルの入力パラメータは、前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた前記１つ以上の推定パラメータに基づいて較正され、または、
    投影測定値の位置などの前記Ｘ線源検出器システムの空間的構成を記述する幾何学的パラメータは、前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた前記１つ以上の推定パラメータに基づいて較正され、または、
    Ｘ線測定データの補正は、前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた前記１つ以上の推定パラメータに基づいて実行される、
    請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  9. Ｘ線源からのＸ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された複数の検出素子を有するエッジオン型Ｘ線検出器から測定情報を取得する方法であって、前記方法は、
    前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間にＸ線が照射される場合に、Ｘ線照射野に方向情報を埋め込むように設計されるファントムを提供し（Ｓ１１）、
    前記Ｘ線検出器および前記Ｘ線源に対する前記ファントムの相対運動を誘発し（Ｓ１２）、
    前記Ｘ線検出器および前記Ｘ線源に対する前記ファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度の測定を実行して測定情報を取得する（Ｓ１３）、
    ことを含む方法。
  10. 前記ファントムは、Ｘ線減衰シートに少なくとも１つの孔および／またはエッジを含むか、または少なくとも１つの玉軸受を含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記相対運動は、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器を含む回転システムの回転によって誘発され、および／または、前記相対運動は、前記ファントムの移動によって誘発される、請求項９または１０に記載の方法。
  12. 請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法によって取得された測定情報に基づいて、エッジオン型Ｘ線検出器および／またはＸ線源の焦点の移動の影響を予測する方法であって、前記測定は、前記Ｘ線検出器および／または前記焦点の異なる位置で行われる、方法。
  13. Ｘ線検出器の位置および／またはＸ線源の焦点について少なくとも１つの補正値が計算され、および／または、
    前記少なくとも１つの補正値は、前記Ｘ線検出器の位置、前記焦点、またはその両方の物理的調整の基礎として使用され、および／または、
    前記Ｘ線源の位置の空間補正値は、前記検出器アレイ内の１つ以上の前記Ｘ線検出器の誤整列誤差を同時に最小化するために計算される、
    請求項１２に記載の方法。
  14. Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定するように構成されたシステム（１００；２００）であって、前記エッジオン型検出器は、前記Ｘ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された複数の検出素子を有し、
    前記システム（１００；２００）は、前記Ｘ線検出器によって実行される測定から、前記Ｘ線検出器および前記Ｘ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度を表す情報を取得するように構成され、前記ファントムは、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に位置し、かつＸ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計され、
    前記システム（１００；２００）は、測定から取得した前記情報と、前記Ｘ線検出器、前記Ｘ線源、および前記ファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて、前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを決定するように構成される、システム。
  15. コンピュータによって実行される場合に、Ｘ線源からのＸ線の方向に対するエッジオン型Ｘ線検出器の配向を少なくとも部分的に決定するコンピュータプログラム（２２５；２３５）であって、前記エッジオン型検出器は、Ｘ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された複数の検出素子を有し、前記コンピュータプログラムは、命令を含み、前記コンピュータによって実行される場合に、前記命令によって前記コンピュータは、
    前記Ｘ線検出器によって実行される測定から、前記Ｘ線検出器および前記Ｘ線源に対するファントムの少なくとも２つの異なる相対位置の前記Ｘ線の強度を表し、前記ファントムは、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に位置し、かつ前記Ｘ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計される情報を読み出し、
    前記測定から取得した前記情報と、前記Ｘ線検出器、前記Ｘ線源および、前記ファントムの空間的構成の幾何学モデルとに基づいて、前記Ｘ線の方向に対する前記Ｘ線検出器の前記配向に関連付けられた少なくとも１つのパラメータを決定する、コンピュータプログラム。
  16. Ｘ線測定システム（３００）であって、
    Ｘ線源（３２０）からのＸ線の方向に空間的に分離したＸ線強度の測定を可能にするように配置された複数の検出素子を有するエッジオン型Ｘ線検出器（３１０）と、
    Ｘ線が照射される場合にＸ線照射野に方向情報を埋め込むように設計され、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に配置されたファントム（３３０）とを含み、
    前記ファントムの相対運動は、前記Ｘ線検出器および前記Ｘ線源に対して誘発されることがあり、
    前記Ｘ線測定システム（３００）は、前記Ｘ線検出器および前記Ｘ線源に対する前記ファントムの少なくとも２つの異なる相対位置のＸ線の強度の測定を実行して測定情報を取得するように構成される、Ｘ線測定システム。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10809978B2 (en) * 2017-06-02 2020-10-20 Texas Instruments Incorporated Merge sort accelerator
CN111696047B (zh) * 2019-03-14 2023-08-22 四川中测辐射科技有限公司 一种医用成像设备的成像质量确定方法及系统
JP7257924B2 (ja) * 2019-09-09 2023-04-14 株式会社ミツトヨ Ｘ線計測装置の校正方法
JP7257925B2 (ja) * 2019-09-10 2023-04-14 株式会社ミツトヨ Ｘ線計測装置の校正方法
CN112946714A (zh) * 2021-01-22 2021-06-11 益阳市计量测试检定所 一种用于双源ct辐射容积剂量指数检测装置及使用方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4937453A (en) 1987-05-06 1990-06-26 Nelson Robert S X-ray detector for radiographic imaging
US5131021A (en) 1991-06-21 1992-07-14 General Electric Company Computed tomography system with control and correction of fan beam position
FR2700909B1 (fr) * 1993-01-27 1995-03-17 Gen Electric Cgr Dispositif et procédé automatique de calibration géométrique d'un système d'imagerie par rayons X.
US5469429A (en) 1993-05-21 1995-11-21 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray CT apparatus having focal spot position detection means for the X-ray tube and focal spot position adjusting means
US5434417A (en) 1993-11-05 1995-07-18 The Regents Of The University Of California High resolution energy-sensitive digital X-ray
US6370218B1 (en) 1995-12-21 2002-04-09 General Electric Company Methods and systems for determining x-ray beam position in multi-slice computed tomography scanners
DE10140867B4 (de) 2001-08-21 2005-08-18 Siemens Ag Kalibrierphantom für projektive Röntgensysteme
JP2003265458A (ja) * 2002-02-25 2003-09-24 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 較正情報に基づき電子ビーム移動を制御するための方法及び装置
JP4149230B2 (ja) * 2002-10-16 2008-09-10 富士フイルム株式会社 放射線画像撮影システムおよび放射線画像検出器
JP4393117B2 (ja) * 2003-06-10 2010-01-06 キヤノン株式会社 放射線撮像装置及び水補正方法
US7291841B2 (en) 2003-06-16 2007-11-06 Robert Sigurd Nelson Device and system for enhanced SPECT, PET, and Compton scatter imaging in nuclear medicine
US7147373B2 (en) * 2003-08-08 2006-12-12 University Health Network Method and system for calibrating a source and detector instrument
US7016456B2 (en) * 2003-10-31 2006-03-21 General Electric Company Method and apparatus for calibrating volumetric computed tomography systems
US7950849B2 (en) * 2005-11-29 2011-05-31 General Electric Company Method and device for geometry analysis and calibration of volumetric imaging systems
EP2074383B1 (en) * 2006-09-25 2016-05-11 Mazor Robotics Ltd. C-arm computerized tomography
CN102123664B (zh) * 2008-08-13 2014-05-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 使用旋转中心寻找算法进行环形伪影校正的校准方法
RU2505840C2 (ru) * 2008-11-18 2014-01-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Детектор спектральной визуализации
US8121250B2 (en) 2009-02-02 2012-02-21 Arineta Ltd. Method for calibration of a CT scanner
US8183535B2 (en) * 2009-02-11 2012-05-22 Mats Danielsson Silicon detector assembly for X-ray imaging
US8262288B2 (en) 2010-01-21 2012-09-11 Analogic Corporation Focal spot position determiner
CN102335002B (zh) 2010-07-16 2015-01-14 Ge医疗系统环球技术有限公司 Ct机x光发生器及探测器位置校准工具,校准工具的校准方法和ct系统校准方法
US8315352B2 (en) * 2010-09-16 2012-11-20 General Electric Company System and method of spectral calibration and basis material decomposition for X-ray CT systems
WO2014029750A1 (en) * 2012-08-20 2014-02-27 Orangedental Gmbh & Co. Kg Geometric characterization and calibration of a cone-beam computer tomography apparatus
CN103829965B (zh) * 2012-11-27 2019-03-22 Ge医疗系统环球技术有限公司 使用标记体来引导ct扫描的方法和设备
EP2737852B1 (de) * 2012-11-30 2015-08-19 GE Sensing & Inspection Technologies GmbH Verfahren zum Erfassen geometrischer Abbildungseigenschaften eines Flachbilddetektors, entsprechend eingerichtete Röntgenprüfanlage und Kalibrierkörper
CN103969269B (zh) 2013-01-31 2018-09-18 Ge医疗系统环球技术有限公司 用于几何校准ct扫描仪的方法和装置
DE102013219137A1 (de) * 2013-09-24 2015-03-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Röntgenvorrichtung zur Relativpositionierung und gegenseitigen Ausrichtung einer Röntgenröhre zu einem mobilen Flachdetektor
WO2015044238A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Koninklijke Philips N.V. Reference phase determination in scanning differential-phase-contrast-imaging
EP3175791B1 (en) 2013-11-04 2021-09-08 Ecential Robotics Method for reconstructing a 3d image from 2d x-ray images

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