JP7229705B2 - Ｘ線スキャンジオメトリを決定する方法およびｘ線画像を取得する方法 - Google Patents

Description

本明細書に開示される発明の主題は、定位置に固定されていない検出器を使用する撮像手法を含む放射線写真撮像に関する。

デジタルＸ線撮像システムは、有用な放射線画像に再構成することができるデジタルデータを生成するためにますます普及しつつある。現在のデジタルＸ線撮像システムでは、Ｘ線源からの放射線は、被検体、典型的には医療診断用途での患者を対象とする。放射線の一部は患者を通過し、離散的要素のマトリックス、例えばピクセルに分割された検出器に衝突する。検出器要素は、各画素領域に衝突する放射線の量または強度に基づいて出力信号を生成するために読み出される。その後、信号を処理して、検討のために表示することができる画像を生成することができる。

特定の状況では、移動式Ｘ線撮像システムは、Ｘ線源に対する位置または向きに固定されていない可搬型検出器を使用することができる。そのような状況において、技術者は、対象の解剖学的構造を撮像するために、患者および／または可搬型検出器を配置することができる。ある状況では、撮像される患者は動かすのが難しい可能性があり、または起こすべきではない。このような状況の例には、新生児集中治療室（ＮＩＣＵ）内の新生児もしくは乳幼児の撮像、または熱傷治療室もしくは集中治療室（ＩＣＵ）などの集中治療が必要な他の患者の撮像を含む。

そのような状況では、可搬型検出器（例えば、Ｘ線源に対して自由に移動可能な検出器）を有する移動式撮像システムを使用することができ、その結果、患者を動かす必要がなく、その代わりに、撮像装置を患者のところに持ってきて、患者に対して位置決めする。そのような状況では、検出器は、患者支持面（例えば、ベッド）の下の棚の上など、患者の下に配置することができ、その後、単一照射Ｘ線画像を取得することができる。

そのような手法では、対象の解剖学的構造が検出器の活動領域に投影され、したがって、Ｘ線画像に表示されることを確実にするために、大まかな患者の位置調整のみでよい。この大まかな位置調整は、位置決め中に患者に照射されたライトボックスに基づいて検出器の配置をオペレータが推定することに基づいて実現することができる。すなわち、Ｘ線管ヘッドから投影されたライトボックスへの経路は、オペレータにＸ線の経路を知らせ、オペレータはこの経路を検出器平面でほぼ推定することができる。

米国特許出願公開第２０１７０００７１９６号明細書

この手法は、単一照射イメージング法には十分であり得るが、一連のオフセット画像を取得する断層撮像Ｘ線スキャンには通常適していない。このような断層撮像スキャンは、限定された角度範囲（例えば、４５°、６０°、７５°、９０°など）にわたる様々なビューからこの画像シーケンス（例えば、５個、１０個、１５個、２０個の画像）を取得することによって患者の解剖学的構造の３次元（３Ｄ）画像を生成することを可能にする。このような断層撮像スキャンは、Ｘ線源焦点および検出器に関する追加の正確な位置および向き情報を必要とする。しかしながら、検出器が自由に配置可能である状況では、特に検出器がテーブル、患者、患者を覆う毛布、または患者がいて動かすことのできない他の表面によって遮蔽されている状況では、検出器が良好に配置されているかどうかが容易に判定されない可能性がある。

一実施形態では、Ｘ線スキャンジオメトリを決定する方法が提供される。この方法によれば、可搬型検出器は、患者支持構造に設けられたドッキングコンパートメント内に配置される。移動式Ｘ線撮像装置は、患者支持構造に対して位置決めされる。患者支持構造の全てまたは一部は、移動式Ｘ線撮像装置に対して固定されていない。移動式Ｘ線撮像装置は、光学センサとの既知の幾何学的関係でＸ線源を備える。光学センサによって提供され、患者支持構造の患者に面する表面上に設けられた１つまたは複数の目標を含む視覚画像が分析される。Ｘ線源－検出器ジオメトリは、１つまたは複数の目標とドッキングコンパートメントとの間の既知の空間的関係に基づいて決定される。あるいは、光学センサまたはカメラは、既知の幾何学的設定でＸ線源に取り付けることができるので、Ｘ線源－検出器ジオメトリは、患者支持体を含む視覚画像によって決定することができる。

さらなる実施形態では、患者支持構造が提供される。この実施形態によれば、患者支持構造は、使用中に患者を支持するように構成された患者支持面と、可搬型検出器を保持するように構成されたドッキングコンパートメントであって、ドッキングコンパートメントが患者支持面に対向して設けられる、ドッキングコンパ―メントと、患者支持面に設けられた１つまたは複数の目標であって、１つまたは複数の目標がドッキングコンパーメントと空間的に位置合わせされる、１つまたは複数の目標と、を備える。

さらなる実施形態では、Ｘ線画像を取得するための方法が提供される。この方法によれば、可搬型検出器は、患者支持構造に設けられたドッキングコンパートメント内に配置される。移動式Ｘ線撮像装置は、患者支持構造に対して位置決めされる。移動式Ｘ線撮像装置は、画像取得中に限定された角度範囲にわたって移動するように構成されたＸ線源と、放射されたＸ線ビームのサイズまたは形状の一方または両方を制御するように構成されたコリメータとを備える。光学センサを用いて視覚画像を取得する。視覚画像は、Ｘ線源と、患者支持構造の患者に面する表面上に設けられた１つまたは複数の目標とを含む。Ｘ線源および１つまたは複数の目標の視覚画像を分析して、１つまたは複数の目標とドッキングコンパートメントとの間の既知の空間的関係に基づいてＸ線源－検出器ジオメトリを決定する。Ｘ線源およびコリメータの一方または両方の動作は、Ｘ線取得の間にＸ線源－検出器ジオメトリに基づいて制御される。

本発明のこれらの、ならびに他の特徴、態様および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。

本手法の態様による装備された移動式Ｘ線システムの一実施形態の斜視図である。 本手法の態様によるＸ線システムの一実施形態の構成要素の概略図である。 本手法の態様による患者および／または検出器の位置決めの態様を示す概略図である。

以下で、１つまたは複数の具体的な実施形態を説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようと努力しても、実際の実施の全ての特徴を本明細書に記載することができるというわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトなどの実際の実施の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施ごとに異なる可能性があることを理解されたい。さらに、そのような開発努力は、複雑であり、時間を消費するものであろうが、本開示の利点を有する当業者とって、設計、製作、および製造の日常的な仕事であろうことを認識すべきである。

本実施形態の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞「１つの（ａ）、（ａｎ）」、「この（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素が１つまたは複数存在することを意味することを意図する。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることを意図し、記載の要素以外にもさらなる要素が存在してもよいことを意味する。さらに、以下の説明における任意の数値例は非限定的なものであり、したがって付加的な数値、範囲および百分率は開示する実施形態の範囲内である。

本明細書で説明するように、新生児集中治療室（ＮＩＣＵ）の新生児または集中治療室（ＩＣＵ）もしくは熱傷治療室の他の患者などの、患者を動かすかあるいは起こすべきではない様々な撮像状況が存在し得る。そのような患者を撮像するために、主撮像ベースステーションから取り外し、撮像装置および患者に対して概ね自由に移動可能な、可搬型検出器を有するシステムを含む移動式撮像システムを使用することができる。そのような場合、撮像中、検出器は、（患者と患者支持面との間に置かれるのとは対照的に）テーブルまたは患者支持部のコンパートメント内で患者の下に配置され、Ｘ線経路の視覚的外挿に基づいてオペレータによって位置決めすることができる。

このような粗い推定は、単一照射画像には十分であり得るが、限定された角度範囲（例えば、４５°、６０°、７５°、９０°など）の一連の（例えば、５個、１０個、１５個、２０個の）画像が３次元（３Ｄ）再構成のために取得される。再構成アルゴリズムは、正確に既知の位置で取得されたデータから患者の解剖学的構造の正確な３Ｄビューを作成する。特に、このような断層撮像プロセスは、典型的には、Ｘ線源焦点および検出器に関する正確な位置および向き情報を必要とする。位置および向きは、取得中に正確に制御された動きであるか、そうでなければ位置合わせプロセスの結果として正確に決定される。しかしながら、患者支持面の下に検出器を単純に配置することは、典型的には、トモシンセシス撮像のための十分な位置および向き情報を提供せず、異なる角度から取得されたいくつかのビューの対象の解剖学的構造を潜在的に欠いている。

本手法によれば、断層撮像の状況において可搬型検出器を使用することから生じるこれらの問題に対処するために、コンパートメントまたはチャンバが、患者がのる患者支持面（ベッド面またはテーブル面など）の下に設けられ、この場合、患者支持面は患者と検出器との間にある。コンパートメントは、可搬型検出器とインターフェースまたはドッキングするように構成され、それにより、支持体およびＸ線源－検出器ジオメトリ上の目標に対する検出器の位置は、検出器が所定の位置にある場合に決定可能または既知である。例えば、一実装態様において、提供されたドッキング機構または構造を介するなどして、コンパートメント内にドッキングされた場合に可搬型検出器の位置および向きを位置合わせするために、ハウジング目標が採用される。このようにして、カメラビューからの検出器の遮蔽の問題は、検出器がドッキングされているコンパートメントまたはチャンバと協調して検出器および患者の解剖学的構造を配置することによって処理される。例えば、ＡｒＵｃｏマーカは、患者支持構造上に適用され、カメラで見られる光学的目標として機能することができる。そうでなければ、患者支持構造の色、形状、質感を利用することにより、画像内の物体認識の技術において既知の方法を用いて、Ｘ線源－検出器ジオメトリを決定することができる。目標は、放射線不透過性材料を組み込むことができるので、位置合わせ精度も、取得されたＸ線画像にキャストされた特徴の分析で利益を得る可能性がある。

本手法の先の説明を念頭に置いて、図１は、本手法の実施に適する可能性のある撮像システムを示す。特に、Ｘ線システムは、参照番号１０によって表され、参照番号１０によって全体的に参照される。図示の実施形態では、Ｘ線システム１０は、Ｘ線システムなどの、デジタルＸ線システムである。図示されるＸ線システム１０は、本技術により、元の画像データを取得し、および表示のために画像データを処理するように設計される。Ｘ線システム１０は、３次元表現画像を生成するために限定された角度範囲に沿うなどして、複数の角度から患者領域を撮像するために使用されるシステムを含む放射線撮像システムとすることができる。

図１に示す実施形態では、Ｘ線システム１０は、患者回復室、救急室、外科手術室、新生児病棟、または任意の他の空間に移動させて、患者２０を専用の（すなわち、固定された）Ｘ線撮像室に運ぶことなく患者２０の撮像をすることができる、移動式撮像システム１２である。本発明の手法を説明し、実際の状況を提供する目的で、本例は、トモシンセシス撮像のための可搬型検出器を使用する移動式Ｘ線撮像システムに主に焦点を当てているが、非移動式システムおよび／または非トモシンセシス用途を使用する他の撮像手法も本手法で利益を得る可能性があることが理解されよう。

図示の例では、Ｘ線システム１０は、移動式撮像装置または移動式Ｘ線ベースステーション５０と、ベースステーション５０に対して自由に配置可能な可搬型デジタルＸ線検出器２２とを含む。図示の例では、移動式撮像システム１２のＸ線ベースステーション５０は、ベースステーション５０の移動を容易にするホイールベース５８を有する。

図示の例では、支持アーム５２が支持柱５４と共に設けられ、患者２０に対する放射線源１６およびコリメータ１８の位置決めを容易にする。例えば、支持アーム５２および支持柱５４の一方または両方は、放射線源１６を１つまたは複数の軸の周りでおよび／または支持アーム５２の水平方向の範囲に沿って、回転または移動させるように構成することができ、患者２０に対して様々な視野角で画像を取得する。Ｘ線源１６は、Ｘ線管として提供することができ、患者２０および検出器２２に入射するＸ線ビームを成形または制限するように自動的にまたは手動で調整することができるコリメータ１８と共に提供することができる。

本明細書で説明するように、移動式撮像の状況では、患者２０は、Ｘ線源１６と可搬型検出器２２との間のベッド６０（またはガーニー、テーブル、もしくはその他の支持体）上に配置され、患者２０を通過するＸ線にさらされる。撮像シーケンスの間、検出器２２は、患者２０を通過するＸ線を受け、撮像データをベースステーション５０に送信する。この例における可搬型検出器２２は、ベースユニット５０と無線通信しているが、他の例では、通信は、テザー（すなわち、ケーブル）接続を介して完全にまたは部分的に行うことができる。ベースステーション５０は、検出器２２からの読み出し信号を取得し、診断的に有用な画像を生成するように処理することができる電子回路６２を収容する。さらに、電子回路６２は、Ｘ線源１６（すなわち、Ｘ線源１６の起動および動作の制御）およびホイールベース５８（すなわち、移動システム）の一方または両方に電力を供給し、および／または制御することができる。図示の例では、ベースステーション５０は、Ｘ線システム１０のユーザ操作を容易にするオペレータワークステーション３２および表示装置３４も有する。オペレータワークステーション３２は、Ｘ線源１６および検出器２２の操作を容易にするためのユーザインターフェースを含むことができる。一実施形態では、ワークステーション３２は、ＨＩＳ、ＲＩＳ、および／またはＰＡＣＳなどの医療施設のネットワーク３６での通信またはそのネットワーク３６を介した通信をするよう機能するように構成することができる。特定の実施形態では、ワークステーション３２および／または検出器２２は、ネットワーク３６と無線で通信することができる。Ｘ線源－検出器ジオメトリの決定をもたらすアルゴリズム計算は、ネットワーク上のワークステーションまたは他のサーバノードの全部または一部で行うことができる。

図示の例に示すように、患者支持体６０は、撮像の間に検出器２２が配置される画定されたドッキングコンパートメント５６を含む。特定の実施形態では、可搬型検出器２２は、コンパートメント５６（または、他のドッキングフレームワーク）内の１つまたは複数のトラックもしくはドッキング機構と係合し、ドッキングフレームワーク内の検出器２２の係合により、検出器２２を既知の位置（例えば、ｘ、ｙ、ｚ座標、極座標、または他の基準フレームデータ）ならびに／もしくは支持体６０の患者に面する表面上で視覚可能とすることができる１つまたは複数の目標６４（例えば、十字線、および光学パターン、ＬＥＤ照明など）に対する向き（例えば、ロール、ピッチ、アジマス）にしっかりと固定する。したがって、この例では、検出器２２は、支持体６０と患者２０との間ではなく、支持体６０の表面の下に配置され、検出器２２の位置は、そのように係合される場合に、ドッキングされる検出器２２に対して既知の空間的関係を有する視認可能な目標６４から決定可能である。

図１は、移動式Ｘ線撮像システム１０の動作の態様を概略的に示しているが、図２は、そのようなシステムの特定の構成要素およびそれらの相互関係を図式的に示す。

図示の例では、撮像システム１２は、検査シーケンスのための電力および制御信号の両方を供給する電源７０に接続されたＸ線源１６を含む。さらに、移動式撮像システムでは、電源７０は、ホイールベース５８の移動式駆動ユニット７２に電力を供給することができる。電源７０は、システムコントローラ７４からの信号に応答する。一般に、システムコントローラ７４は、トモシンセシス検査プロトコルなどの検査プロトコルを実行し、取得した画像データを処理するように撮像システムの動作を命令する。この状況では、システムコントローラ７４は、一般に汎用または特定用途向け回路に基づく信号処理回路、コンピュータによって実行されるプログラムおよびルーチン、ならびに構成パラメータおよび画像データを記憶する関連メモリ回路、ならびにインターフェース回路など含む。システムコントローラ７４は、プロセッサ７６を含むことができるか、またはプロセッサ７６に応答することができる。プロセッサ７６は、検出器２２から画像データを受け取り、そのデータを処理して被検体の画像を再構成する。さらに、プロセッサ７６は、ドッキングされた検出器２２に対応する視覚センサ入力および目標６４に基づいて、画像取得または再構成に関連する可能性があるＸ線源－検出器ジオメトリ（例えば、相対位置および向き）を計算または推定することができる。これを念頭において、本手法によるプロセッサ７６は、撮像システム１２の１つまたは複数の視覚センサ６８（例えば、カメラ）からの入力を受信して、トモシンセシスのための一連の画像取得の間などに、Ｘ線源１６に対する検出器位置および／または向きを決定することを容易にすることができる。さらに、本明細書で説明するように、Ｘ線源および検出器の相対位置に基づいて、プロセッサ７６は、放射線源１６および／またはコリメータ１８を、トモシンセシス撮像において生じる可能性がある、Ｘ線画像の連続的な取得の過程にわたって、制御または調整することができる。

図示の実装態様では、プロセッサ７６は、検出器２２、例えば、可搬型検出器との無線通信を可能にする無線通信インターフェース８０にリンクされる。さらに、プロセッサ７６は、テザー（例えば、多導体ケーブル）を介して検出器２２と通信することを可能にする有線通信インターフェース８２にリンクしてもよい。撮像システム１２は、Ｘ線源－検出器ジオメトリの決定に至るアルゴリズム計算の一部または全部を提供するサーバと通信することもできる。プロセッサ７６はまた、メモリ８４、入力装置８６、および表示装置３４にリンクされている。メモリ８４は、構成パラメータ、検出器２２から受信した較正ファイル、および画像データ処理に使用されるルックアップテーブルを記憶する。入力装置８６は、マウス、キーボード、またはユーザ入力を受け取るための他の任意の装置を含み、撮像システム１２を使用して画像を取得することができる。表示装置３４は、出力システムパラメータおよび画像などを視覚化することを可能にする。

検出器２２は、撮像システム１２に繋がれた場合に検出器２２と通信するために、撮像システム１２との無線通信のための無線通信インターフェース８８と、有線通信インターフェース９０とを含む。検出器２２はまた、サーバと通信することもできる。無線通信インターフェース８８は、超広帯域（ＵＷＢ）通信規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信規格、または８０２．１１通信規格などの任意の適切な無線通信プロトコル、または他の任意の適切な無線通信規格を利用することができることに留意されたい。さらに、検出器２２は、様々な検出器機能の制御を調整する検出器コントローラ９２に接続されているか、またはこれを含んでいる。例えば、検出器コントローラ９２は、ダイナミックレンジの初期調整、デジタル画像データのインターリーブなどのための、様々な信号処理およびフィルタリング機能を実行することができる。検出器コントローラ９２は、システムコントローラ７４、ならびに検出回路７８からの信号に応答する。検出器コントローラ９２は、プロセッサ９４にリンクされ、プロセッサ９４はメモリ１０４にリンクされている。プロセッサ９４、検出器コントローラ９２、および全ての回路は、電源９６から電力を受け取る。電源９６は、バッテリを含むことができる。いくつかの実施形態では、電源９６を含む検出器２２は、撮像システム１２に繋がれた場合に電源７０から電力を受け取ることができる。

図示の例では、プロセッサ９４は、検出器インターフェース回路９８にリンクされている。一実施形態では、放射線撮影、蛍光透視、断層撮像、または他の撮像動作に使用することができる検出器２２は、その表面に入射するＸ線光子を低エネルギー（例えば、可視光）光子に変換する。検出器２２は、このように生成された光子に応答して応答電気信号を生成する光検出器素子のアレイを含む検出器アレイ１００を含み、その電気信号は、検出器表面の個々のピクセル領域に衝突する光子の数または放射線の強度を表す。あるいは、検出器２２は、Ｘ線光子を直接的に電気信号に変換することができる（すなわち、直接変換型検出機構）。これらの電気信号は、検出器インターフェース回路９８によってデジタル値に変換され、検出器インターフェース回路９８は、プロセッサ９４に値を提供して撮像データに変換し、撮像システム１２に送り、被験者内の特徴の画像を再構成する。あるいは、撮像データを検出器２２からサーバに送信して撮像データを処理してもよい。

撮像システム１０に関する上述の説明を念頭において、本手法によれば、可搬型検出器２２は、外部から見える目標特徴と関連するドッキングコンパートメント５６を使用して、対象の患者の解剖学的構造および移動式システムＸ線撮像装置１２のＸ線放射源１６に対して配置および配向される。この手法の態様は、図３に図式的に示されている。図示の例では、移動式撮像システム５０は、トモシンセシス取得のために構成される。したがって、Ｘ線源１６は、患者２０および検出器２２に対してそれぞれ異なる視野位置（すなわち、角度）にある一連の視野位置１８４の間で移動可能（ここでは、直線的に移動）するものとして示されている。

撮像対象の患者２０、ここでは新生児が、インキュベータ１８０内に描かれる。この例では、新生児、すなわち、患者２０を撮像用インキュベータから移動させることは望ましくない。同様に、この例は、患者２０を移動させて患者２０と支持面との間に検出器２２を配置することが望ましくない場合を示している。代わりに、本明細書で説明するように、ドッキングコンパートメント５６が設けられ、その中に検出器２２が患者を起こすことなく配置され得る。ドッキングコンパートメント５６は、適切に挿入された場合に、検出器２２が既知の向きおよび位置にしっかりと固定または保持されるように、検出器２２を特定の方法で機械的に位置合わせするように構成または構造化することができる。コンパートメント内に検出器２２を機械的に位置合わせするために使用することができる機械的構造の例には、これらに限定するものではないが、コンパートメント５６のジオメトリまたは形状、コンパートメント５６内の１つまたは複数のガイドレールもしくは位置決め機構、および／または検出器２２とコンパートメント５６とによって提供される１つまたは複数の係合機構または構造（例えば、相補的な嵌合または係合機構１８８、１９２）を含む。電子的もしくは光学的リミットスイッチおよび／またはセンサは、検出器の係合が完了したことをシステムコントローラ７４に知らせることができる。その結果、検出器２２がコンパートメント５６に適切に適合する場合、検出器の位置および向きは患者支持面に対して既知である。

図示の例では、図示のように移動式Ｘ線撮像システム５０上に設けることができる光学センサ６８（例えば、カメラ）は、位置調整機能（例えば、十字線、ＬＥＤ照明、および反射器などの目標６４）をインキュベータ１８０上に見ることができる。光学センサ６８は、Ｘ線源１６に対して既知のジオメトリを有する支持柱５４に取り付けられている。複数のＸ線源位置１８４は、Ｘ線源１６を並進させる駆動機構のエンコーダ値から計算することができる。あるいは、光学センサ６８は、システムとは別に設けることができるが、Ｘ線源１６と目標６４との両方のビューを有するように設けることができる。光学センサ６８の位置にかかわらず、センサ６８は、既知であるか決定可能である較正された視点からのＸ線源１６および／または目標のビューを有する。

本明細書で説明するように、光学センサ６４から取得した画像データに基づいて、所与の断層画像取得シーケンスについて、Ｘ線源１６と目標６４との相対位置を決定することができる。同様に、患者２０の位置および向きは、そのような光学データから決定することができる。目標６４と検出器２２の位置および向きとの間の既知の関係により、検出器２２がコンパートメント５６内にドッキングされると、放出焦点／検出器中心軸に対する検出器面の角度を含む、Ｘ線源１６および検出器２２の相対的な位置および向きもまた決定可能である。

例えば、一実施形態によれば、光学センサ６８の既知の利点は、１つまたは複数の単眼または立体視分析ルーチンまたはアルゴリズムを適用することによって患者２０のスキャン中に関連する断層座標を計算することを可能にする。他の実装態様では、さらなるカメラ、放射線不透過性マーカ、または他の深度検知センサを使用することによって、さらなる堅牢性および精度をもたらすことができる。したがって、これらの手法では、一連のカメラ画像フレームの単眼または立体視分析により、Ｘ線源（例えば、管）の焦点位置および目標（複数可）６４を位置合わせすることが可能になる。あるいは、カメラは、断層撮像駆動機構の取り付け位置およびエンコーダ値によって、Ｘ線源に対して既知の幾何学的関係にある。

したがって、特定の実装態様では、管焦点の相対位置（すなわち、３つの座標、ｘ、ｙ、およびｚ）および向き（すなわち、３つの角度）があり、スキャンのために定義されたある原点に対するコンパートメントがある。さらに、上述したように、患者の位置を観察することもでき、相対的なＸ線源および検出器の位置および向きに基づいて、直接断層撮像スキャンが開始される場合にＸ線投影が検出器２２上にあるかどうかを決定することができる。

一実施形態では、このようにして決定された位置座標を利用して断層撮像スキャンを実行し、放射線源およびコリメータ開口部を構成または調整することができ、それにより、Ｘ線を対象の患者の解剖学的構造および検出器の動作領域に入射させることができる。断層撮像スキャンにおける各連続照射は、この機構を介して順番に作動させることができ、すなわち、Ｘ線源と検出器との相対的な位置および向きに対応するように各画像取得に視準を適合させることができる。さらに、患者の解剖学的構造の３Ｄビューの再構成を改善または容易にするために、位置および向きデータを画像再構成アルゴリズムに提供することもできる。

本発明の技術的効果には、空間的に位置合わせされた検出器ドッキングコンパートメントを使用することが含まれ、患者撮像状況におけるＸ線源および検出器の位置調整が決定される。特定の実装態様では、センサおよび／またはカメラは、Ｘ線源と、患者支持面上に設けられた目標との間の空間的関係を決定するために分析することができる視覚データを提供し、目標は、患者支持面の下に配置された検出器との既知の空間的関係を有する。この位置および向き情報は、断層撮像スキャン中のＸ線源の視準を制御するために使用することができる。

本明細書は、最良の様式を含む本発明を開示するため、およびどのような当業者も、任意のデバイスまたはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含む本発明の実践を可能にするために、実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。

１０ Ｘ線システム
１０ 撮像システム
１２ 移動式撮像システム
１２ 移動式システムＸ線撮像装置
１６ 放射線源
１６ Ｘ線源
１８ コリメータ
２０ 患者
２２ 可搬型デジタルＸ線検出器
３２ オペレータワークステーション
３４ 表示装置
３６ ネットワーク
５０ ベースステーション
５０ ベースユニット
５０ 移動式撮像システム
５２ 支持アーム
５４ 支持柱
５６ ドッキングコンパートメント
５８ ホイールベース
６０ 患者支持体
６０ 患者支持構造
６０ ベッド
６２ 電子回路
６４ 目標
６８ 視覚センサ
７０ 電源
７２ 移動式駆動ユニット
７４ システムコントローラ
７６ プロセッサ
７８ 検出回路
８０ 無線通信インターフェース
８２ 有線通信インターフェース
８４ メモリ
８６ 入力装置
８８ 無線通信インターフェース
９０ 有線通信インターフェース
９２ 検出器コントローラ
９４ プロセッサ
９６ 電源
９８ 検出器インターフェース回路
１００ 検出器アレイ
１０４ メモリ
１８０ インキュベータ
１８４ 一連の視野位置
１８４ 複数のＸ線源位置
１８８ 相補的な嵌合
１９２ 係合機構

Claims (14)

1. Ｘ線スキャンジオメトリを決定する方法であって、前記方法が、
   患者支持構造（６０）に設けられたドッキングコンパートメント（５６）内に可搬型検出器（２２）を配置するステップと、
   前記患者支持構造（６０）に対して移動式Ｘ線撮像装置を位置決めするステップであって、前記移動式Ｘ線撮像装置が、光学センサとの既知の幾何学的関係でＸ線源（１６）を備える、ステップと、
   前記患者支持構造（６０）の患者（２０）に面する表面に直接配置された１つまたは複数の目標（６４）の光学センサによって生成された視覚画像を分析するステップと、
   前記１つまたは複数の目標（６４）と前記ドッキングコンパートメント（５６）との間の既知の空間的関係に基づいて、Ｘ線源（１６）－検出器（２２）ジオメトリを決定するステップと、
   を備える、方法。
2. 前記Ｘ線源（１６）の前記視覚画像を分析する前記ステップにより、前記Ｘ線源（１６）－検出器（２２）ジオメトリが決定される、請求項１に記載の方法。
3. 前記可搬型検出器（２２）を前記ドッキングコンパートメント（５６）内に配置する前記ステップが、前記ドッキングコンパートメント（５６）内に１つまたは複数の位置決め機構を備えた可搬型検出器（２２）と係合するステップを備える、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記１つまたは複数の位置決め機構が、相補的な嵌合または係合機構（１８８、１９２）を備える、請求項３に記載の方法。
5. 前記１つまたは複数の目標（６４）は、放射線不透過性材料を含み、
   前記患者支持構造（６０）が、患者ベッド、ガーニー、またはインキュベータ（１８０）を備える、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. 前記移動式Ｘ線撮像装置が、取得シーケンスの間に異なるビューで一連の画像を取得するよう前記Ｘ線源（１６）を移動させるように構成される、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
7. 前記移動式Ｘ線撮像装置に設けられるカメラを用いて前記視覚画像を取得するステップ、
   をさらに備える、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. 前記Ｘ線源（１６）－検出器（２２）ジオメトリに基づく画像取得シーケンス中に前記移動式Ｘ線撮像装置のコリメータ（１８）を制御するステップ、
   をさらに備える、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
9. 前記Ｘ線源（１６）－検出器（２２）ジオメトリに基づく画像取得シーケンス中に前記Ｘ線源（１６）の動作を制御するステップ、
   をさらに備える、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
10. 画像再構成アルゴリズムに前記Ｘ線源（１６）－検出器（２２）ジオメトリを提供するステップと、
    前記画像再構成アルゴリズムを使用して画像を再構成するステップと、
    をさらに備える、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
11. Ｘ線画像を取得する方法であって、前記方法は、
    患者支持構造（６０）に設けられるドッキングコンパートメント（５６）内に可搬型検出器（２２）を配置するステップと、
    前記患者支持構造（６０）に対して移動式Ｘ線撮像装置を位置決めするステップであって、前記移動式Ｘ線撮像装置が、
    画像取得中に制限された角度範囲にわたって移動するように構成されるＸ線源（１６）と、
    放射されるＸ線ビームのサイズまたは形状の一方または両方を制御するように構成されるコリメータ（１８）と、
    を備える、ステップと、
    光学センサを用いて視覚画像を取得するステップであって、前記視覚画像が、前記Ｘ線源（１６）と前記患者支持構造（６０）の患者（２０）に面する表面上に直接配置される１つまたは複数の目標（６４）とを含む、ステップと、
    前記１つまたは複数の目標（６４）と前記ドッキングコンパートメント（５６）との間の既知の空間的関係に基づいてＸ線源（１６）－検出器（２２）ジオメトリを決定するために前記Ｘ線源（１６）および前記１つまたは複数の目標（６４）の前記視覚画像を分析するステップと、
    Ｘ線取得の間に前記Ｘ線源（１６）－検出器（２２）ジオメトリに基づいて前記Ｘ線源（１６）と前記コリメータ（１８）との一方または両方の動作を制御するステップと、
    を備える、方法。
12. 前記可搬型検出器（２２）を前記ドッキングコンパートメント（５６）内に配置する前記ステップが、前記ドッキングコンパートメント（５６）内に１つまたは複数の位置決め機構を備えた可搬型検出器（２２）と係合するステップを備える、請求項１１に記載の方法。
13. 前記１つまたは複数の位置決め機構が、相補的な嵌合または係合機構（１８８、１９２）を備える、請求項１２に記載の方法。
14. 前記１つまたは複数の目標（６４）は、放射線不透過性材料を含み、
    前記患者支持構造（６０）が、患者のベッド（６０）、ガーニー、またはインキュベータ（１８０）を備える、請求項１１乃至１３のいずれかに記載の方法。

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