JP6697391B2 - 一体型の患者テーブルデジタルｘ線線量計のための方法およびシステム - Google Patents

Description

本説明は、放射線検出器に関し、特に、患者検査テーブル上で患者のピーク皮膚線量を直接測定するためのシステムおよび方法に関する。

透視検査医療撮像処置の最中、過度の放射線被曝により患者および／または医者に損傷が及ぶ場合があり、医者および患者の両方にとって皮膚障害のリスクがある。このような処置中の放射線量を最小化するために、透視検査処置中に皮膚に送出されるピーク線量を測定することが重要となる。しかし、ピーク皮膚線量の測定には努力を要し、少なくとも一部の既知の撮像システムは、ピーク皮膚線量を追跡するための方法を含まない。皮膚線量の監視を含むシステムは、ピーク皮膚線量を推定するために概して計算および推定の技術を用いる。推定は、皮膚に送出されるピーク皮膚線量を追跡するために患者の位置およびＸ線管の出力を追跡することを伴う。これらのシステムは、典型的に、患者が配置される検査テーブルの変更または患者の形状、例えば患者のサイズおよび重さの変更を含まない。検査テーブルは、手術用、外科用、または他の患者用もしくは被加工物用の支持テーブルを含み得る。

加えて、患者の位置およびＸ線管の特質に基づいて、透視検査処置の線量情報も予測またはモデル化される。

被曝エリアの全体にわたるピーク皮膚線量をアクティブに測定するための商用システムは存在しない。定点での個人被曝用の線量計は入手可能である。現在、定点での個人被曝用の線量計が入手可能であり、定点被曝、Ｘ線管の出力の既知の特性、患者が配置される検査テーブルの既知の特性、および患者の形状からピーク皮膚線量が推定されている。しかし、このような線量計算値は、単なる推測値であり、リアルタイムで合計されない。

米国特許出願公開第２０１３−０２１８００１号明細書

一実施形態では、Ｘ線線量計システムは、撮像されるべき物体を支持するように構成された支持台と、支持台の表面に載せられたデジタルＸ線線量計と、を含む。Ｘ線線量計は、入射放射線が撮像されるべき物体を通過する前に入射放射線を受けるように構成され、約４ミリメートルよりも小さな厚さを有する。

別の実施形態では、患者を撮像する方法は、患者支持テーブルの表面に結合されたデジタルＸ線線量計を含む患者支持テーブルを準備することを含む。デジタルＸ線線量計は、可撓性基板層、導電性相互接続子に結合された電極層、光ダイオード層、第２の電極層、および可撓性シンチレータを含む。方法は、患者の撮像されるべき部分がデジタルＸ線線量計に近接して位置する状態で患者支持テーブルに患者を配置することと、患者の患者支持テーブルとは反対の側に撮像検出器を配置することと、患者の身体の位置に関する患者へのピーク皮膚線量を表示することと、をさらに含む。

また別の実施形態では、患者撮像システムは、撮像されるべき患者を支持するように構成された支持台と、患者を通過する前の入射放射線を受けるように構成されたデジタル放射線線量計と、を含む。デジタル放射線線量計は、基板、導電性相互接続子に電気的に結合された電極、光ダイオード層、およびシンチレータ層を含み、約４ミリメートルよりも小さな厚さを有する。システムは、患者のデジタル放射線検出器と同じ側に配置された撮像放射線源と、患者の撮像放射線源およびデジタル放射線線量計とは反対の側に配置された撮像放射線検出器と、も含む。デジタル放射線線量計は、患者および撮像放射線源の位置に応じて蓄積された患者へのピーク皮膚線量を測定するように構成される。

本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、図面を通して同様の文字が同様の構成要素を表している添付図面を参照して以下の詳細な説明が読まれるときに、より良く理解されるであろう。

例示的なＸ線撮像システムの概略ブロック図である。 図１に示されるＸ線撮像システムと共に使用するのに適した例示的な閃光放射ベースの検出器の構成要素の物理的配置の断面斜視図である。 例示的なＣアーム型Ｘ線透視検査システムの斜視図である。 例示されるＸ線フラックス場を含む、図３に示されるＣアーム型Ｘ線透視検査システムの斜視図である。 上部に配置された患者を含む、図３および図４に示されるＣアーム型Ｘ線透視検査システムの別の斜視図である。 図３に示される線量計検出器の画素のレイアウトの平面図である。 上側の相互接続子を使用する、図６に示される画素の側面図である。 下側の相互接続子を使用する、図６に示される画素の側面図である。 後側のシンチレータを使用する、図６に示される画素の別の実施形態の側面図である。

特に示されない限り、本明細書で提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を例示することを意図している。これらの特徴は、本開示の１つ以上の実施形態を含む広範な各種のシステムに適用可能であると考えられる。よって、図面は、本明細書に開示される実践のために必要とされる、当業者にとって既知の全ての従来の特徴を含むことを意図していない。

以下の詳細な説明は、本開示の実施形態を限定としてではなく例として例示する。本開示は、医療処置中の患者への放射線のピーク皮膚線量をアクティブに測定するための構造的および方法的な実施形態に一般に適用されることが企図される。測定システムは、低コストで、薄く可撓性であり、外科システムの既存のフレームワークに組み込まれ得る。

本開示の実施形態は、位置に応じて蓄積されたピーク皮膚線量を、凡そ２〜３ミリメートル（ｍｍ）から凡そ１センチメートル（ｃｍ）のサイズ解像度で生じさせる、線量測定デバイスまたは線量計を検査テーブル内に組み込むことを記述する。線量計は、Ｘ線放射線に対して実質的に透過性であり、送出線量の数パーセントのみを止める。線量計は、患者の配置、サイズおよび検査テーブルの形状により影響を受ける散乱などの効果を正確に測定するために、患者の皮膚の付近に置かれる。本明細書で使用されるとき、ピーク皮膚線量は、処置中に患者の皮膚の任意の部分での、（皮膚の特定点で時間積分された）最大線量を意味する。

ピーク皮膚線量測定デバイスまたは線量計は、低コストの、高透過型Ｘ線検出器の大面積のアレイを薄い可撓性基板に置くことにより機能する、一体型線量検出システムの部分である。Ｘ線検出器の画素は、２〜３ｍｍのサイズとなるように形成され得、１ｃｍ以上であり得る。アノードは、導電性金属または導電性酸化物により形成される。感光層は、パターン化されていない薄膜光ダイオードであり、各種の実施形態では、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、非晶質ケイ素（ａ−Ｓｉ）または溶液塗布有機光ダイオード（ＯＰＤ）で形成される。透明で導電性の金属または酸化物が、ＯＰＤの吸収層の上部に堆積される。光ダイオードは、代わりに、光ダイオードのための保護環境シールを形成するために、ガラスなどの透明材料でシールまたはカプセル化され得る。上部電極またはバリア材料の上には、次いでシンチレータ材料が取り付けられか堆積される。シンチレータの厚さは、最小検出可能線量の信号を生成するのに丁度十分な大きさであり、検出器におけるＸ線の吸収を制限する。シンチレータは、薄膜堆積材料、またはシンチレータ粒子がプラスチック結合材に埋め込まれ、接着剤を使用して積層されたプラスチックシートであり得る。加えて、シンチレータは、基板または光ダイオードに直接印刷され得る。

光ダイオードは、ｘ線被曝中のｘ線フラックスに応じて増加する電流を発生させる。電流は、可撓性基板に印刷またはパターン化される金属相互接続子を通じて導通される。導体は、基板の上（光ダイオード）側にありアノードに接続されるか、後側（光ダイオードの反対）にあり基板のビアを介して電気的に接続されるかのいずれかである。基板の縁部には、外部電子装置への接続のための一連のＴＡＢボンドパッドが設けられ、同パッドは、電流を増幅しデジタル情報に変換するために使用される。Ｘ線線量計シートは、テーブルの内部にあるかテーブルの表面に積層されるかのいずれかにより既存の検査テーブルに組み込まれ得る。一部の実施形態では、Ｘ線線量計は、Ｘ線線量計サブアセンブリにより受けた放射線の量を表す信号を受信し処理する線量測定回路に通信的に結合された複数のＸ線線量計サブアセンブリで形成される。一部の実施形態では、Ｘ線線量計サブアセンブリは、検査テーブル上に互いに近接して当接関係で配置され、他の実施形態では、Ｘ線線量計サブアセンブリは、隣接するサブアセンブリの間に隙間が形成されるように配置される。その上、Ｘ線線量計サブアセンブリは、検査テーブルと共に形成されるか、接着剤を使用するかなどして、恒常的または半恒常的に検査テーブルに固定される。他の実施形態では、Ｘ線線量計サブアセンブリは、重力または静電吸着により所定の位置に保持される。

本明細書で使用されるとき、放射線線量計は、患者の位置および放射線撮像源の位置に関するピーク皮膚線量を決定するために放射線撮像検出器を伴う撮像システムとして放射線線量計が使用される放射線撮像検出器とは異なる。放射線線量計は、患者の放射線撮像源と同じ側に配置され、放射線が患者の身体を通過する前に放射線を受ける。放射線撮像検出器は、放射線が患者の身体を通過した後に放射線を受ける。放射線線量計は、放射線を可能な限り透過するように形成される一方、放射線撮像検出器は、到達する放射線を可能な限り吸収するように形成される。その上、放射線線量計の画素エリアは、放射線撮像検出器の画素エリアよりも相対的に大きく、放射線撮像検出器の解像度を放射線線量計の解像度よりも大きくする。

以下の説明は、添付図面を参照しており、添付図面では、反対の表現がなければ、図面を通して同じ番号が同様の要素を表す。

図１は、例示的なＸ線撮像システム１０の概略ブロック図である。例示的な実施形態では、Ｘ線撮像システム１０は、Ｘ線画像データを取得し処理するように構成される。Ｘ線撮像システム１０は、Ｘ線源１２、コリメータ１４、および検出器２２を含む。検出器２２は透視検査検出器である。代わりに、検出器２２は、本明細書に記述されるようなＸ線撮像システム１０の動作を可能にする検出器である。一実施形態では、検出器２２は、検出器２２を支持台２３の表面に結合するか、支持台２３の表面に形成された穴に埋め込むかのいずれかによって、支持台２３に載せられる。Ｘ線源１２は、コリメータ１４に隣接して配置される。一実施形態では、Ｘ線源１２は、低エネルギー源であり、非限定的に透視検査技術などの低エネルギー撮像技術に用いられる。コリメータ１４は、Ｘ線源１２により放出されたＸ線放射線のストリーム１６が工業部品または患者などの対象１８に向かって放射することを容易にする。Ｘ線放射線１６の一部分が対象１８により減衰され、少なくとも一部の減衰された放射線２０が検出器２２に衝突する。

検出器２２は、閃光放射、すなわち、光学変換、直接変換に基づいており、または入射放射線に基づく電気信号の生成に使用される他の技術に基づいている。例えば、シンチレータベースの検出器が、その表面に入射するＸ線光子を光学光子に変換する。これらの光学光子は、次いで、１つ以上の光センサ、例えば１つ以上の光ダイオードを用いて電気信号に変換され得る。反対に、入射するＸ線光子に応じて、直接変換検出器が電荷を直接発生させる。電荷は、蓄電体に蓄積され蓄電体から読み取られる。以下で詳細に記述されるように、これらの電気信号は、用いられる変換技術とは関係なく、対象１８内の特徴（例えば解剖学的構造）の画像を構成するために取得され処理される。

例示的な実施形態では、Ｘ線源１２は、検査シーケンスのための電力および制御信号を供給する電力供給および制御回路２４により制御される。その上、検出器２２は、検出器取得回路２６に結合され、同回路は、検出器２２内で生成された電気的読取信号を受信するように構成される。検出器取得回路２６は、ダイナミックレンジの初期調整およびデジタル信号のインターリーブのためなどの、各種の信号処理機能およびフィルタ機能も実行し得る。

例示的な実施形態では、電力供給／制御回路２４および検出器取得回路２６の一方または両方は、システムコントローラ２８からの信号に応答する。システムコントローラ２８は、典型的に、１つ以上のパラメータに従って信号を処理するようにプログラムされた汎用または特定用途向けのデジタルコンピュータに基づく信号処理回路を含む。システムコントローラ２８は、コンピュータにより実行されるプログラムおよびルーチンならびに設定パラメータおよび画像データを記憶するためのメモリ回路と、インターフェース回路と、も含む。

システム１０は、検出器取得回路２６から取得放射線データを受信するように構成された線量測定回路３０を含む。線量測定回路３０は、取得放射線データを検出器２２で受けた線量に処理するように構成される。各種の実施形態では、検出器２２は、Ｘ線放射線のストリーム１６が対象１８を通過する前に同ストリームを受ける。これらの実施形態では、Ｘ線源１２およびコリメータ１４は、検出器２２の対象１８とは反対の側に位置する。例えば、図１では、Ｘ線源１２およびコリメータ１４は、支持台２３の下に配置され、Ｘ線放射線のストリーム１６を支持台２３、検出器２２を通って対象１８内に上向きに向けるように構成され得る。

システムコントローラ２８および／または線量測定回路３０には、オペレータが、対象１８のＸ線撮像を開始および設定し、検出器２２に衝突するＸ線から生成された画像を可視化できるように、オペレータワークステーション３２が通信的に結合される。例えば、システムコントローラ２８は、オペレータワークステーション３２に関連付けられた１つ以上の入力デバイスを介してオペレータが命令またはコマンドをシステムコントローラ２８に提供し得るように、オペレータワークステーション３２と通信する。

同様に、線量測定回路３０は、オペレータワークステーション３２が線量測定回路３０の出力を受信し、ディスプレイまたはプリンタなどの出力デバイス３４に表示するように、オペレータワークステーション３２と通信する。出力デバイス３４は、標準もしくは専用のコンピュータモニタおよび関連付けられた処理回路を含み得る。一般に、ディスプレイ、プリンタ、オペレータワークステーション、およびシステム１０内に供給される同様のデバイスは、データ取得構成要素に対してローカルであってもよく、施設内もしくは病院内のどこかまたは全く異なる場所など、それらの構成要素からリモートであってもよい。データ取得構成要素からリモートである出力デバイスおよびオペレータワークステーションは、インターネットまたは仮想プライベートネットワークなどの１つ以上の設定可能なネットワークを介して画像取得システムに動作的に結合され得る。図１にはシステムコントローラ２８、線量測定回路３０、およびオペレータワークステーション３２が互いに別途に示されるが、それらの構成要素は、単一のプロセッサベースコンピューティングシステム内に具現化されてもよい。代わりに、これらの構成要素の一部または全ては、互いに通信するように構成された、別個のプロセッサベースコンピューティングシステム内に存在してもよい。例えば、線量測定回路３０は、別個の再構成および可視化ワークステーションの構成要素であり得る。

図２は、図１に描写される検出器２２としての使用に適した例示的な閃光放射ベースの検出器３５の構成要素の物理的配置の断面斜視図である。検出器３５は、１つ以上の構成要素が堆積される可撓性基板３６を含む。例えば、本実施形態では、検出器３５は、連続的な光センサ素子３８、非限定的に非晶質ケイ素（ａ−Ｓｉ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのトランジスタ４２、シンチレータ４４、データ読取線４８、走査線５０、導電体層５４、および基板３６に対して堆積された誘電体層５６を含む。検出器３５の構成要素は、金属、誘電性、有機、および／または無機の材料で構成され、各種の材料堆積および除去技術を使用して基板３６に対して組み立てられる。堆積技術の一部の例は、例えば、化学蒸着、物理蒸着、電気化学析出、打抜き、印刷、溶射、および／または任意の他の適当な堆積技術を含む。材料除去技術の一部の例は、リソグラフィ、非限定的に乾式エッチング、湿式エッチング、レーザエッチングなどのエッチング、溶射、および／または任意の他の適当な材料除去技術を含む。

検出器３５は、可撓性基板３６上に画素エリア４０のアレイを含む。画素エリア４０のそれぞれは、それぞれのデータ読取線４８、走査線５０、および光センサ３８に動作的に結合されたトランジスタ４２を含む。本実施形態では、トランジスタ４２は、ｘ軸５１に沿って延びる行およびｙ軸５２に沿って延びる列、あるいはその逆を有する、２次元アレイに配置される。一部の実施形態では、トランジスタ４２は、他の構成に配置される。例えば、一部の実施形態では、トランジスタ４２は、ハチの巣パターンに配置される。トランジスタ４２の空間密度は、アレイ内の画素エリア４０もしくは画素の量、アレイの物理的な次元、および検出器３５の画素密度もしくは解像度を決定する。

データ読取線４８のそれぞれは、それぞれのトランジスタ４２の出力部と電気的に通信する。例えば、データ読取線４８のそれぞれは、トランジスタ４２の行または列と関連付けられ、行または列の各トランジスタ４２の出力部（例えば、ソースまたはドレイン）は、行当りまたは列当り１つのデータ読取線があるように、同じデータ読取線４８と電気的に通信する。データ読取線４８は、周辺環境からの電子ノイズなどの干渉を受け易く、同干渉は、データ読取線４８で送信されるデータ信号に影響を及ぼす。データ読取線４８は、金属などの導電性材料で形成され、入射するＸ線に対応する電気信号を、例えば線量測定回路３０内の画像処理回路に送信することを容易にするように構成される。

走査線５０は、トランジスタ４２の入力部（例えばゲート）と電気的に通信する。例えば、走査線５０のそれぞれは、トランジスタ４２の行または列と関連付けられ、同じ行または列のトランジスタ４２のそれぞれの入力部は、走査線５０のうちの１つと電気的に通信する。走査線５０で送信される電気信号は、トランジスタ４２を制御してトランジスタの出力部にデータを出力するために使用され、もって、走査線５０のうちの１つに接続された各トランジスタ４２が、データを同時に出力するように構成され、走査線５０のうちの１つに接続された各トランジスタ４２からのデータがデータ読取線４８を通って並行に流れるようになっている。各種の実施形態では、走査線５０およびデータ読取線４８は、グリッドを形成するように互いに垂直に延びる。走査線５０は、金属などの導電性材料で形成され、コントローラ（例えばシステムコントローラ２８）からトランジスタ４２の入力部への電気信号の送信を容易にするように構成される。

連続的な光センサ３８は、トランジスタ４２、データ読取線４８、および／または走査線５０の上に堆積される。光センサ３８は、１つ以上の有機（すなわち炭素系）および／または無機（すなわち非炭素系）の材料など、光を電流に変換する１つ以上の光電材料から形成される。本実施形態では、光電材料は、トランジスタ４２のアレイ、データ読取線４８、および走査線５０の上に単一の構造体として連続的に延び、もって、光センサ３８の光電材料が画素エリア４０を実質的に部分的に覆い、および／または覆うようになっている。トランジスタアレイの上に配されたパターン化されていない連続的な光電材料を使用することによって、アレイ内のトランジスタ４２の密度、よって、検出器の画素密度が、パターン化された光センサと比べて高まり、および／または検出器組立の複雑さが低下する。

非限定的に光センサ３８の電気接点などの電極は、光センサ３８の１つ以上のアノードおよび１つ以上のカソードを画定し、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの導電性材料で形成される。例えば、光センサ３８は、光センサ３８の第１の側をトランジスタ４２に電気的に結合するための、光センサ３８の第１の側に配された電極と、光センサ３８の第２の側をバイアス電圧に電気的に結合するための、光センサ３８の反対の第２の側に配された１つ以上の電極と、を含み、またはその逆を含む。光センサ３８の電極は、光センサ３８の１つ以上のアノードまたは１つ以上のカソードを形成する。

連続的な光センサ３８の上には誘電体層５６が配され、誘電体層５６の上には導電体層５４が配される。誘電体層５６は、導電体層５４を光センサ３８の１つ以上の電極に電気的に結合して、共通バイアス電圧を検出器３５の各画素エリア４０に印加できるようにするためにビア５８を含む。

シンチレータ４４は、導電体層５４の上に配され、Ｘ線に暴露されたときに光学光子を発生させる。シンチレータ４４により放出された光学光子は、光センサ３８により検出され、同センサは、トランジスタ４２を通じてデータ読取線４８に出力される電荷に光学光子を変換する。シンチレータ４４は、薄膜堆積材料、または、シンチレータ粒子がプラスチック結合材に埋め込まれ接着剤を使用して積層されたプラスチックシートであり得る。加えて、各種の実施形態では、シンチレータ４４は、基板３６または光センサ３８に直接印刷される。

図３は、例示的なＣアーム型Ｘ線透視検査システム３００の斜視図である。例示的な実施形態では、患者（図３に示されていない）の手術を実施するために、Ｃアーム型アセンブリ３０２が患者検査テーブルアセンブリ３０４と共に使用される。大型のデジタルＸ線線量計は、線量計検出器３０６とも称され、患者検査テーブルアセンブリ３０４の支持台３０８の上または内部に配置される。線量計検出器３０６は、患者検査テーブルアセンブリ３０４の長手方向軸線３１０に沿って所定の距離３１２にわたって延びる。一実施形態では、距離３１２は、患者検査テーブルアセンブリ３０４の長さと等しい。各種の実施形態では、距離３１２は、患者検査テーブルアセンブリ３０４の長さよりも短い。例えば、一実施形態では、距離３１２は、患者検査テーブルアセンブリ３０４の下の検査テーブルの容積部の長さよりも短く、もって、線量計検出器３０６および支持台３０８は、患者（図３に示されていない）がＸ線放射線のストリーム１６を受ける前、および患者を通過したＸ線放射線のストリーム１６の一部分が撮像検出器３１４に到着する前に、Ｘ線放射線のストリーム１６を受けるようになっている。一実施形態では、線量計検出器３０６は、患者検査テーブルアセンブリ３０４の表面積の１０パーセントよりも多くを覆うようなサイズで構成される。別の実施形態では、線量計検出器３０６は、患者検査テーブルアセンブリ３０４の表面積の５０パーセントよりも多くを覆うようなサイズで構成される。一部の実施形態では、患者検査テーブルアセンブリ３０４は、患者検査テーブルアセンブリ３０４の表面に形成された窪み３１５を含み、窪み３１５は、線量計検出器３０６のサイズおよび厚さと相補的なサイズで構成される。線量計検出器３０６は、患者検査テーブルアセンブリ３０４の表面に接着により結合されるか、患者検査テーブルアセンブリ３０４の表面と一体に形成される。各種の実施形態では、患者検査テーブルアセンブリ３０４は、循環器科用テーブル、外科用テーブル、または血管造影用テーブル内に具現化される。

図４は、Ｃアーム型Ｘ線透視検査システム３００の斜視図である。例示的な実施形態では、線量計検出器３０６により検出されるＸ線放射線のフラックス場４０２が線量計検出器３０６に可視的に描写され、描写の陰影の変化は、フラックス場強度の変化の目安である。フラックス場４０２の可視的な描写は、個々の点でのみフラックスを測定するポイント線量計を使用することの困難さを例示する。フラックス場４０２の強度が比較的小さなエリアにわたって広範に変化することが示される。推定計算で仮定された位置からのポイント線量計の小さな変位は、ピーク皮膚線量計算の大きな誤差を生じさせる。

図５は、Ｃアーム型Ｘ線透視検査システム３００の斜視図である。例示的な実施形態では、患者５０２が検査テーブルアセンブリ３０４に配置されている間に、線量計検出器３０６により検出されるＸ線放射線のフラックス場４０２が、線量計検出器３０６に可視的に描写される。フラックス場４０２の可視的な描写は、個々の点でのみフラックスを測定するポイント線量計を使用することの困難さを例示する。透視検査システム３００を使用して配置を観察する間に、患者５０２内の検査器具の配置を使用して、比較的小さなエリアにわたって、および検査もしくは処置を受ける患者５０２の一部分にわたって、広範に変化するようにフラックス場４０２の強度が示される。推定計算で仮定された位置からのポイント線量計の小さな変位は、患者、医者、および処置を支援する他の医療関係者のピーク皮膚線量計算に大きな誤差を生じさせる。

図６は、線量計検出器３０６の画素のレイアウトの平面図である。例示的な実施形態では、線量計検出器３０６は、医療処置中の患者へのピーク皮膚線量をリアルタイムでアクティブに測定するために使用される。本明細書で使用されるとき、リアルタイムは、結果に影響を及ぼす入力値の変化後に実質的に短期間で結果が生じることを意味する、例えば、リアルタイムで生じる事象は、実質的な意図的な遅延を伴わずにリアルタイムで生じる。

線量計検出器３０６は、以下に記述されるようなＸ線放射線検出器構造体の画素６０４の層が上部に形成される基板６０２を含む。例示的な実施形態では、画素６０４は、互いに対して凡そ一様に離間した列または行に形成される。テープ自動ボンディング（ＴＡＢ）接続部６０８を使用して、相互接続子６０６が各画素を読取電子装置に結合する。画素６０４のそれぞれは、所定の長さｌおよび幅ｗのサイズで構成される。例示的な実施形態では、ｌおよびｗは、凡そ２．０ミリメートル（ｍｍ）となるように選択される。他の実施形態では、ｌおよびｗは、凡そ１センチメートル（ｃｍ）となるように選択される。各種の実施形態では、ｌおよびｗは、等しくない距離に選択される。例えば、線量計検出器３０６の画素解像度は、線量計検出器３０６の長さまたは幅にわたって変化し得る。個々の患者検査テーブルアセンブリ３０４は、個々の用途、非限定的に心臓用途などに関連付けられ得る。放射線線量の大部分が患者検査テーブルアセンブリ３０４の一定のエリア上の心臓の配置の付近で期待されるため、そのエリアの画素解像度は、そのエリアでより高くなるように選択され得る（すなわち、ｌおよび／またはｗが比較的小さな値となる）。画素６０４がそのように大きなサイズで構成されるため、画素６０４のそれぞれは、個別にアドレス指定され、画素６０４からの信号の多重化が使用されない。また、画素６０４がそのように大きいため、線量計検出器３０６は、デジタルＸ線撮像にはさほど適していない。これは、（図２に示される）検出器３５などの撮像デジタルＸ線検出器と、線量計検出器３０６との差別化の一要素である。大きなサイズの画素６０４は、線量計検出器３０６を比較的低いコストで組み立てることも可能にする。よって、線量計検出器３０６は、低コストであり、薄く可撓性であり、外科システムの既存のフレームワークに組み込まれる。

図７は、上側の相互接続子を使用する画素６０４の側面図である。図８は、下側の相互接続子を使用する画素６０４の側面図である。例示的な実施形態では、画素６０４は、可撓性基板６０２上に形成される。画素６０４および基板６０２の全体厚さ７００は、凡そ１／８インチ（３．１７５ミリメートル）である。導電性金属または導電性酸化物により形成されるアノード層７０２と、相互接続子６０６とが基板６０２に印刷される。光ダイオード層７０４は、パターン化されていない薄膜光ダイオードであり、各種の実施形態では、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、非晶質ケイ素（ａ−Ｓｉ）、または溶液塗布有機光ダイオード（ＯＰＤ）で形成される。透明で導電性の金属または酸化物の電極層７０６が光ダイオード層７０４の上に堆積される。各種の実施形態では、光ダイオード層７０４は、光ダイオード層７０４のための保護環境シールを形成するために、非限定的にガラスなどの透明バリア層７０７でシールまたはカプセル化される。電極層７０６またはバリア層７０７には、次いでシンチレータ層７０８が取り付けられるか堆積される。シンチレータ層７０８の厚さ７１０は、最小検出可能線量の信号を生成するのに丁度十分となるように選択され、検出器におけるＸ線の吸収を制限する。例示的な実施形態では、画像が記憶されないため、ＴＦＴアレイが必要とされない。シンチレータ層７０８は、薄膜堆積材料、またはシンチレータ粒子がプラスチック結合材に埋め込まれ接着剤を使用して積層されたプラスチックシートであり得る。

例えば撮像検出器の画素と比べて画素６０４が比較的大きいため、各個別画素は、情報を供給する、画素自体のデータチャネルを有する。結果として、読み取るべきデータチャネルの数が比較的少ないため、データチャネルは、多重化される必要がなく、さらに電子読取回路をよりシンプルにする。画素６０４は、画像を形成するときに、可能な限り多くのＸ線を止めるか計数し、その情報を光に変換することが望ましいため、撮像検出器の場合とは異なるように形成される。例示的な実施形態では、可能な限り少ないＸ線を止めて信号を生成することによりＸ線信号を生成するのに丁度十分となる厚さでシンチレータ層７０８を形成することが望ましい。シンチレータ層７０８は、（図３および図５に示される）支持台３０８のＸ線透過係数以下であるＸ線透過係数を有するように調整される。こうして、患者に関して行われる医療撮像の性能にとっては、（図３および図５に示される）支持台３０８および検出器３０６を通過する全体Ｘ線フラックスの一部分で十分である。光ダイオード層７０４は、Ｘ線被曝中のＸ線フラックスに応じて増加する電流を発生させる。電流は、可撓性基板６０２に印刷またはパターン化される、図７に示されるような金属相互接続子６０６を通じて、または図８に示されるような金属相互接続子８０６を通じて導通される。導体（図７および図８に示されていない）は、（図７に示されるように）基板６０２の上（光ダイオード）側にあり、アノードに接続されるか、下側（光ダイオードとは反対側）にあり、基板６０２のビア７１２を通じて電気的に接続される（図８に示される）かのいずれかである。基板６０２の縁には、（図１に示される）検出器取得回路２６への接続のために、（図６に示される）一連のＴＡＢボンドパッド接続部６０８が設けられ、同接続部は、電流を増幅しデジタル情報に変換するために使用される。線量計検出器３０６は、非限定的に、支持台３０８の内部にあるか、または表面に積層されるかのいずれかであり、支持台３０８などの既存の検査テーブルに組み込まれる。

図９は、後側のシンチレータ９０２を使用する画素６０４の別の実施形態の側面図である。例示的な実施形態では、画素６０４は、基板９０４上に形成される。画素６０４の全体厚さ９０６は凡そ１／８インチ（３．１７５ミリメートル）である。導電性金属または導電性酸化物により形成されるアノード層９０８、および相互接続子９１０は、基板９０４に印刷される。光ダイオード層９１２は、パターン化されていない薄膜光ダイオードであり、各種の実施形態では、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、非晶質ケイ素（ａ−Ｓｉ）、または溶液塗布有機光ダイオード（ＯＰＤ）で形成される。光ダイオード層９１２の上には、不透明で反射性の導電性金属または酸化物の電極層９１４が堆積される。非限定的にガラスなどの任意選択的なバリア層９１６が、電極層９１４のための保護環境シールを形成する。シンチレータ層９０２は、光ダイオード層９１２、電極層９１４、および任意選択的なバリア層９１６の側とは反対の側で、基板９０４に取り付けられるか堆積される。シンチレータ層９０２の上には、反射層９１８が堆積される。シンチレータ層７０８の厚さ７１０は、光ダイオード層９１２からの最小検出可能線量の信号を生成するのに丁度十分となるように選択され、検出器におけるＸ線の吸収を制限する。

本開示の実施形態は、位置に応じて蓄積されたピーク皮膚線量を凡そ２〜３ミリメートル（ｍｍ）から凡そ１センチメートル（ｃｍ）のサイズ解像度で生じさせるピーク皮膚線量測定デバイスまたは線量計を検査テーブル内に組み込むことを記述する。線量計は、Ｘ線放射線に対して実質的に透過性であり、送出線量の数パーセントのみを止める。線量計は、患者の配置、サイズおよび検査テーブルの形状により影響を受ける散乱などの効果を正確に測定するために、患者の皮膚の付近に置かれる。線量測定デバイスまたは線量計は、低コストの、高透過型Ｘ線検出器の大面積のアレイを薄い可撓性基板に置くことにより機能する、一体型線量検出システムの部分である。Ｘ線検出器の画素は、２．０〜３．０ｍｍのサイズおよび１．０ｃｍ以上となるように形成される。

個々の詳細を記述してきた上の実施形態が単なる例または可能な実施形態であり、多くの他の組合せ、追加、または代替が含まれることが理解されるであろう。

また、構成要素の個々の名称、用語の大文字化、属性、データ構造、または任意の他のプログラム的もしくは構造的な態様は、必須もしくは本質的ではなく、本開示またはその特徴を実施する機構は、異なる名称、形式、またはプロトコルを有してもよい。さらに、システムは、記述されるようなハードウェアとソフトウェアの組合せにより実施されてもよく、完全にハードウェア要素内で実施されてもよい。また、本明細書に記述される各種のシステム構成要素間における機能性の個々の区分は、単に一例であり、必須ではなく、単一のシステム構成要素により実施される機能は、代わりに複数の構成要素により実施されてもよく、複数の構成要素により実施される機能は、代わりに単一の構成要素により実施されてもよい。

単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈上別様の記述が明らかにない限り複数の参照を含む。

上の説明の一部の部分は、情報に関する操作のアルゴリズムおよび記号表現に関する特徴を提示する。これらのアルゴリズム的な説明および表現は、それらの作業の実体を他の当業者に最も効果的に伝達するためにデータ処理技術分野の当業者により使用される。これらの操作は、機能的または論理的に記述される一方で、コンピュータプログラムにより実施されることが理解される。さらに、一般性を失わずに、これらの操作の構成をモジュールとしてまたは機能名称により参照することも時には便利であることも証明されている。

上の議論から明らかであるように、特記されない限り、「処理する（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」または「演算する（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」または「計算する（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」または「決定する（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」または「表示する（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）」または「提供する（ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ）」その他などの用語を利用する議論は、説明を通して、コンピュータシステムのメモリ内またはレジスタ内またはそのような他の情報ストレージ内、送信もしくは表示デバイス内で物理的（電子的）な量として表現されるデータを操作および変換する、コンピュータシステムまたは同様な電子コンピューティングデバイスのアクションおよび処理を意味することが理解される。

前述の明細書に基づいて上で議論された本開示の実施形態は、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアもしくはそれらの任意の組合せもしくは部分集合を含む、コンピュータプログラミングまたはエンジニアリング技術を使用して実施される。コンピュータ読取可能および／またはコンピュータ実行可能な命令を有する、そのような得られた任意のプログラムが、１つ以上のコンピュータ読取可能な媒体内に具現化されるか提供され、それにより、議論された本開示の実施形態によるコンピュータプログラム製品、すなわち製造物品を作る。コンピュータ読取可能な媒体は、例えば、固定（ハード）ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）もしくはフラッシュメモリなどの半導体メモリ、またはインターネットもしくは他の通信ネットワークもしくはリンクなどの任意の送信／受信用媒体であり得る。コンピュータコードを含む製造物品は、命令を一媒体から直接実行するか、コードを一媒体から別の媒体にコピーするか、コードをネットワーク上で送信するかによって、作られおよび／または使用される。

明細書および請求項を通して本明細書で使用する近似語は、関連する基本的な機能を変化させずに、変化することが許され得る任意の量的表現を修飾するために適用される。よって、「約（ａｂｏｕｔ）」および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」等の１つまたは複数の用語により修飾される値は、指定する厳密な値に限定されない。少なくとも幾つかの事例では、近似語は、その値を測定するための計器の精度に対応し得る。ここで、ならびに明細書および請求項を通して、範囲の限定は、文脈上または文言上別様の記述がない限り、そのような範囲が特定され、その範囲に含まれる全ての副次的な範囲を含むように、組み合わされてもよく、および／または相互に交換されてもよい。

本開示を各種の具体的な実施形態に関して記述してきたが、本開示が請求項の主旨および範囲内での修正を伴って実践されてもよいことが認識されるであろう。

放射線線量計のシステムおよび方法の上述した実施形態は、放射線撮像も実施される処置中に患者および／または医療専門家に送出される放射線のピーク皮膚線量を測定するための、コスト効果が高く信頼できる手段を提供する。結果として、本明細書に記述されるシステムおよび方法は、患者および医療専門家に対する線量をコスト効果が高く信頼できる方法で監視し減らすことを容易にする。

この明細書は、ベストモードを含めて本開示を記述するために、ならびに、任意の装置もしくはシステムの組立および使用、ならびに組み込まれた任意の方法の実施を含めて当業者が本開示を実践することも可能にするために、例を用いている。本開示の特許可能な範囲は、請求項により定義されており、当業者が想起する他の例を含み得る。このような他の例は、請求項の文言から相違しない構成要素を有する場合、または、請求項の文言から実質的に相違しない均等な構成要素を含む場合、請求項の範囲内であることが意図される。

１０ Ｘ線撮像システム
１２ Ｘ線源
１４ コリメータ
１６ Ｘ線放射線のストリーム、Ｘ線放射線
１８ 対象
２０ 放射線
２２ 検出器
２３ 支持台
２４ 電力供給および制御回路
２６ 検出器取得回路
２８ システムコントローラ
３０ 線量測定回路
３２ オペレータワークステーション
３４ 出力デバイス
３５ 検出器
３６ 可撓性基板
３８ 光センサ素子、光センサ
４０ 画素エリア
４２ トランジスタ
４４ シンチレータ
４８ データ読取線
５０ 走査線
５１ ｘ軸
５２ ｙ軸
５４ 導電体層
５６ 誘電体層
５８ ビア
３００ Ｃアーム型Ｘ線透視検査システム
３０２ Ｃアーム型アセンブリ
３０４ 患者検査テーブルアセンブリ
３０６ 線量計検出器
３０８ 支持台
３１０ 長手方向軸線
３１２ 距離
３１４ 撮像検出器
３１５ 窪み
４０２ フラックス場
５０２ 患者
６０２ 可撓性基板
６０４ 画素
６０６ 金属相互接続子
６０８ テープ自動ボンディング（ＴＡＢ）接続部、ＴＡＢボンドパッド接続部
７００ 全体厚さ
７０２ アノード層
７０４ 光ダイオード層
７０６ 電極層
７０７ 透明バリア層
７０８ シンチレータ層
７１０ 厚さ
７１２ ビア
８０６ 金属相互接続子
９０２ シンチレータ、シンチレータ層
９０４ 基板
９０６ 全体厚さ
９０８ アノード層
９１０ 相互接続子
９１２ 光ダイオード層
９１４ 電極層
９１６ バリア層
９１８ 反射層
ｌ 長さ
ｗ 幅

Claims (21)

1. 撮像されるべき物体を支持するように構成された支持台（３０８）と、
   前記支持台（３０８）の表面に載せられたデジタルＸ線線量計（３０６）であって、基板（６０２、９０４）、導電性相互接続子（６０６、８０６、９１０）に電気的に結合された電極（７０２、９０８）、光ダイオード層（７０４、９１２）、およびシンチレータ層（７０８、９０２）を含み、入射放射線が撮像されるべき前記物体を通過する前に前記入射放射線を受けるように構成され、約４ミリメートルよりも小さな厚さを有する、デジタルＸ線線量計（３０６）と、を備えるＸ線線量計システム（３００）。
2. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）の画素解像度が、前記デジタルＸ線線量計（３０６）の長さおよび幅のうちの少なくとも一方にわたって変化する、請求項１に記載のシステム（３００）。
3. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）の画素解像度が約２ミリメートルである、請求項１に記載のシステム（３００）。
4. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）の画素解像度が約１センチメートルである、請求項１に記載のシステム（３００）。
5. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）が、前記支持台（３０８）の表面積の１０パーセントよりも多くを覆うようなサイズで構成される、請求項１に記載のシステム（３００）。
6. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）が、前記支持台（３０８）の表面積の５０パーセントよりも多くを覆うようなサイズで構成される、請求項５に記載のシステム（３００）。
7. 前記Ｘ線線量計（３０６）が、複数のＸ線線量計サブアセンブリで形成される、請求項１に記載のシステム（３００）。
8. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）が、前記支持台（３０８）の前記表面に接着により結合される、請求項１に記載のシステム（３００）。
9. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）が、前記支持台（３０８）の前記表面と一体に形成される、請求項１に記載のシステム（３００）。
10. 前記支持台（３０８）が、循環器科用テーブル、外科用テーブル、および血管造影用テーブルのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のシステム（３００）。
11. 前記シンチレータ層が、前記基板（６０２、９０４）の前記光ダイオード層（７０４、９１２）と同じ側又は前記基板（６０２、９０４）の前記光ダイオード層（７０４、９１２）とは反対の側に配置されている、請求項１に記載のシステム（３００）。
12. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）が、バリア層（７０７）を含む、請求項１に記載のシステム（３００）。
13. 患者（５０２）を撮像する方法であって、
    患者支持テーブル（３０８）の表面に結合されたデジタルＸ線線量計（３０６）を含む前記患者支持テーブル（３０８）を準備することであって、前記デジタルＸ線線量計（３０６）が、可撓性基板層（６０２、９０４）、導電性相互接続子（６０６、８０６、９１０）に結合された電極層（７０２、９０８）、光ダイオード層（７０４、９１２）、第２の電極層（７０６、９１４）、および可撓性シンチレータ（７０８、９０２）を含む、ことと、
    前記患者（５０２）の撮像されるべき部分が前記デジタルＸ線線量計（３０６）に隣接して位置する状態で、前記患者支持テーブル（３０８）に患者（５０２）を配置することと、
    前記患者（５０２）の前記患者支持テーブル（３０８）とは反対の側に撮像検出器（３１４）を配置することと、
    前記患者（５０２）の身体の位置に関する前記患者（５０２）へのピーク皮膚線量を表示することと、を含む方法。
14. 前記患者支持テーブル（３０８）に患者（５０２）を配置することが、前記デジタルＸ線線量計（３０６）と撮像検出器（３１４）の間で前記患者支持テーブル（３０８）に前記患者（５０２）を配置することを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 患者支持テーブル（３０８）を準備することが、前記患者支持テーブル（３０８）と一体に前記デジタルＸ線線量計（３０６）を形成することを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 患者支持テーブル（３０８）を準備することが、前記患者支持テーブル（３０８）の前記表面を前記デジタルＸ線線量計（３０６）の前記基板（６０２、９０４）として使用して、前記デジタルＸ線線量計（３０６）を形成することを含む、請求項１３に記載の方法。
17. 撮像されるべき患者（５０２）を支持するように構成された支持台（３０８）と、
    前記患者（５０２）を通過する前の入射放射線を受けるように構成されたデジタル放射線線量計（３０６）であって、基板（６０２、９０４）、導電性相互接続子（６０６、８０６、９１０）に電気的に結合された電極（７０２、９０８）、光ダイオード層（７０４、９１２）、およびシンチレータ層（７０８、９０２）を含み、約４ミリメートルよりも小さな厚さを有する、デジタル放射線線量計（３０６）と、
    前記患者（５０２）の前記デジタル放射線線量計（３０６）と同じ側に配置された撮像放射線源（１２）と、
    前記患者（５０２）の前記撮像放射線源（１２）および前記デジタル放射線線量計（３０６）とは反対の側に配置された撮像放射線検出器（３１４）と、を備え、
    前記デジタル放射線線量計（３０６）が、前記患者（５０２）および前記撮像放射線源（１２）の位置に応じて蓄積された前記患者（５０２）へのピーク皮膚放射線線量を測定するように構成される、患者撮像システム（３００）。
18. 前記支持台（３０８）が、循環器科用テーブル、外科用テーブル、および血管造影用テーブルのうちの少なくとも１つを備える、請求項１７に記載のシステム（３００）。
19. 前記支持台（３０８）が前記基板（６０２、９０４）を形成する、請求項１７に記載のシステム（３００）。
20. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）の画素解像度が約２ミリメートルである、請求項１７に記載のシステム（３００）。
21. 前記デジタルＸ線線量計（３０６）が、前記支持台（３０８）の表面積の１０パーセントよりも多くを覆うようなサイズで構成される、請求項１７に記載のシステム（３００）。