特許 6495943 位相コントラストＸ線イメージングのためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6495943

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】位相コントラストＸ線イメージングのためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20190325BHJP

   G01N 23/041 20180101ALI20190325BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/00 330Z

   A61B6/00 300J

   G01N23/041

   A61B6/00ZDM

【請求項の数】18

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-566901(P2016-566901)

(86)(22)【出願日】2015年5月1日

(65)【公表番号】特表2017-514629(P2017-514629A)

(43)【公表日】2017年6月8日

(86)【国際出願番号】US2015028758

(87)【国際公開番号】WO2015171451

(87)【国際公開日】20151112

【審査請求日】2018年3月6日

(31)【優先権主張番号】61/990,831

(32)【優先日】2014年5月9日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/701,812

(32)【優先日】2015年5月1日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】398076227

【氏名又は名称】ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100102576

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 敏章

(74)【代理人】

【識別番号】100101063

【弁理士】

【氏名又は名称】松丸 秀和

(72)【発明者】

【氏名】スタットマン，ダン

【審査官】 伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５２９９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４７８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５００９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５４１６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０３０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１１２４４０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００

Ｇ０１Ｎ ２３／０４１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチセクタ線源格子、ビームスプリッタ格子及びアナライザ格子を含み、前記ビームスプリッタ格子及び前記アナライザ格子の間に物体が配置される干渉計を用いて、前記物体を位相コントラストイメージングするための方法であって、
前記マルチセクタ線源格子にＸ線ビームを方向付けることであって、前記マルチセクタ線源格子の各セクタは、所定の量によってオフセットされていることと、
一回の露光の間に、前記物体又は前記干渉計を平行移動させることによって複数のイメージを取得することであって、前記複数のイメージは、異なる干渉計フェージングを有することと、
取得された前記複数のイメージを結合して、前記物体の位相コントラストイメージを生成することと、
を含む方法。

【請求項2】

前記マルチセクタ線源格子は、３個より多い異なるセクタを有する請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記複数のイメージは、前記物体を介して、異なる角度で取得される請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記マルチセクタ線源格子と前記アナライザ格子との距離は、約１．８ｍである請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記アナライザ格子の厚さは、約数十ｃｍである請求項１記載の方法。

【請求項6】

前記複数のイメージは、前記アナライザ格子の背後に配置され、約１ｃｍ離された複数のラインスキャン又はスロットスキャン検出器を用いて取得される請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記複数のイメージの間の角度は、約０．３°である請求項１に記載の方法。

【請求項8】

四つのイメージの間の角度範囲は、約０．９°である請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記アナライザ格子は、検出器の長さをカバーするように積層された複数の視射角格子を含む請求項１に記載の方法。

【請求項10】

物体の位相コントラストイメージングのためのデバイスであって、
マルチセクタ線源格子、ビームスプリッタ格子及びアナライザ格子を含み、前記物体が前記ビームスプリッタ格子及び前記アナライザ格子の間に配置される干渉計と、
前記マルチセクタ線源格子にＸ線ビーム（beam）を方向付けるよう動作可能なＸ線源であって、前記マルチセクタ線源格子の各セクタは、所定の量によってオフセットされているＸ線源と、
前記物体又は前記干渉計を平行移動させるように動作可能な平行移動メカニズムと、
一回の露光の間に前記物体の複数のイメージを取得するように動作可能な検出器と、
取得された前記複数のイメージを結合して、前記物体の位相コントラストイメージを生成するように動作可能なプロセッサと、
を備えるデバイス。

【請求項11】

前記マルチセクタ線源格子は、３個より多い異なるセクタを有する請求項１０に記載のデバイス。

【請求項12】

前記複数のイメージは、前記物体を介して、異なる角度で取得される請求項１０に記載のデバイス。

【請求項13】

前記マルチセクタ線源格子と前記アナライザ格子との距離は、約１．８ｍである請求項１０に記載のデバイス。

【請求項14】

前記アナライザ格子の厚さは、約数十ｃｍである請求項１０に記載のデバイス。

【請求項15】

前記検出器は、ラインスキャン又はスロットスキャン検出器であり、前記複数のイメージは、前記アナライザ格子の背後に配置され、約１ｃｍ離された複数の前記ラインスキャン又はスロットスキャン検出器を用いて取得される請求項１０に記載のデバイス。

【請求項16】

前記複数のイメージの間の角度は、約０．３°である請求項１０に記載のデバイス。

【請求項17】

四つのイメージの間の角度範囲は、約０．９°である請求項１０に記載のデバイス。

【請求項18】

前記アナライザ格子は、前記検出器の長さをカバーするように積層された複数の視射角格子を含む請求項１０に記載のデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、Ｄａｎ Ｓｔｕｔｍａｎによって２０１４年５月９日に出願された米国仮出願番号第６１／９９０，８３１号、発明の名称「System and Method for Phase-Contrast X-Ray Imaging」の優先権を主張し、この文献は、引用によって全体が本願に援用される。本出願は、Ｄａｎ Ｓｔｕｔｍａｎ及びＭｉｃｈａｅｌ Ｆｉｎｋｅｎｔｈａｌによって２０１３年１月３１日に出願された米国特許出願番号第１３／４９３，３９２号、発明の名称「differential phase contrast X-ray imaging system and Components」、２０１４年２月６日に出願された米国特許出願番号第１４／１７４，８３０号、発明の名称「Systems and Method for Phase-Contrast X-Ray Imaging」、及び２０１４年２月１０日に出願された米国特許出願番号第１４／１７６，６５５号、発明の名称「Large Field of View grating interferometers for X-ray Phase Contrast Imaging and CT at High Energy」に関連し、これらの文献は、引用によって全体が本願に援用される。
本開示は、Ｘ線システムに関し、詳しくは、微分位相コントラストＸ線イメージングシステム及びＸ線照射システムに関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線微分位相差（differential phase-contrast：ＤＰＣ）イメージングは、物体を通過するＸ線の屈折を利用している。硬Ｘ線では、屈折角度は、マイクロラジアンの範囲内であるため、ＤＰＣイメージングのために使用される基礎技術では、送信Ｘ線ビームをマイクロラジアン分解能で角度フィルタリングし、屈折によるビームの角度的偏向を従来の検出器において強度の変化に変換する。角度フィルタリングは、Ｘ線光学素子、例えば、結晶又は格子を用いて行われる。

【0003】

ＤＰＣイメージングは、測定される物体におけるバルクＸ線吸収より、測定される物体における密度勾配に敏感であるという基本的な利点がある。例えば、医療用イメージングにおいて、屈折は、組織境界におけるコントラスト強調効果を有しており、これによって、従来のＸ線イメージングでは不可視であった軟組織の検出が可能になる。例えば、軟骨、腱、靭帯又は筋肉等のマイクロ構造の軟組織で生じる超小角度散乱（ultra-small angle scattering）もボリュームコントラスト強調効果（volume contrast enhancing effect）を有している。医療用イメージングのためのＤＰＣの他の長所は、従来のＸ線イメージングと同程度又はより低い線量で、コントラスト及び分解能を向上させることができる点である。これは、ＤＰＣが人体に吸収されないＸ線を使用するため、及び軟組織屈折係数が、Ｘ線エネルギと共に、吸収係数より非常に緩やかに減少するために可能である。詳しくは、ＤＰＣにおいて平均エネルギが略５０〜８０ｋｅＶの範囲にあるスペクトルを使用することによって、屈折を吸収に対して大幅に優位にしながら、軟組織線量が最小化される。

【0004】

Ｘ線位相コントラストは、特に低Ｚ材料に関する材料科学におけるイメージング及び非破壊特性評価（non-destructive characterization）の分野でも関心を集めている。Ｘ線位相コントラストを使用することにより、ポリマから複合繊維、木材及び工学バイオ材料（engineered bio-materials）に至る広範囲に亘る材料の構造及び欠陥をマイクロメートルスケールで検査できる。Ｘ線位相コントラストのために使用される技術の幾つかは、中性子にも適用できる。近年、Ｘ線位相コントラストは、核融合エネルギ研究において注目されており、ここでは、慣性核融合（inertial confinement fusion：ＩＣＦ）及び他の高エネルギ密度物理学（high energy density physics：ＨＥＤＰ）実験において、物体の密度勾配を測定可能な屈折に基づくイメージングの能力は、高密度プラズマの診断に使用できる。

【0005】

最近まで、Ｘ線ＤＰＣイメージングの研究は、結晶光学素子を使用して、主にシンクロトロンにおいて行われており、この場合、シンクロトロンの高い強度が結晶光学素子の低効率（１００分の１％未満）を補償する。卓上用のシンクロトロンを開発するため又は従来のチューブからの幅狭なＫα線を使用するための研究が行われているが、結晶法は、未だ実用段階に入っていない。したがって、従来の医療用又は産業用のＸ線管と共に動作できる、より効率的なＤＰＣ法及び光学素子の開発が望まれている。

【0006】

従来のＸ線源と共に動作できるＤＰＣ法は、タルボ−ロー（Talbot-Lau）剪断干渉法（shearing interferometry）であり、ここでは、格子等のマイクロ周期光学素子を使用して、屈折したＸ線を、マイクロラジアン分解能で角度フィルタリングする。タルボ干渉計は、まず、「ビームスプリッタ」（通常、π−シフト位相格子）を含み、これは、タルボ効果（Talbot effect）によって、入射ビームを数マイクロラジアン幅ビームレットに分割（又は「剪断（shears）」）する。タルボ効果は、ｄ_Ｔ＝ｋ／η^２・ｇ^２／（２λ）で表されるタルボ距離と呼ばれるビームに沿った周期的距離における波の強度による格子パターンの「複製」からなり、ここで、λは、Ｘ線波長であり、ｇは、格子周期であり、ｋ＝１，２…は、パターンの次数であり、π／２位相シフト格子又は吸収格子についてη＝１でありπ位相格子についてη＝２である。ビームスプリッタは、「タルボ距離」において、マイクロ周期的縞状パターン（micro-periodic fringe pattern）を生成し、この縞状パターンは、屈折物がビーム内に導入されると、本来のパターン（unperturbed pattern）に対して形状が変化（シフト）する。このように、微分位相差イメージングは、物体なしのパターンから、物体によって誘導される縞状パターンの変化を測定することを含む。硬Ｘ線波長におけるマイクロラジアン角感度を達成するために、周期ｇは、μｍの範囲である必要があり、これにより、タルボ距離は、数十ｃｍになる。

【0007】

縞状パターンは、原理的には、微細ピクセル検出器（microscopic pixel detector）を使用して、直接的に測定できる。しかしながら、この手法は極めて非効率的である。大部分の実際の用途では、ビームスプリッタの背後に配置され、タルボパターンの周期を有する「アナライザ」吸収格子を導入することによって、縞状パターンの変化は、巨視的ピクセル検出器（macroscopic pixel detector）において強度変化に変換される。最後に、このような干渉計を拡張スポットＸ線管（extended spot X-ray tube）と共に動作させるために、線源の前方に「線源」吸収格子が配置され、線源が準コヒーレント線状線源（quasi-coherent line source）のアレイに分割される。

【0008】

格子は、薄いＳｉウエハ又はフォトレジストのマイクロリソグラフィによって形成される。吸収格子は、形成が困難であり、一般的には、通常の透過格子内の隙間に金を充填することによって形成される。上述した「格子剪断法（grating shearing method）」は、数十ｋｅＶ以下のエネルギにおいては、結晶法と同様の性能を示す。

【0009】

しかしながら、この方法は、数十ｋｅＶを上回るエネルギにおいては、有用性が低くなる。この理由は、エネルギがより高いＸ線を遮断するために必要な厚みを有するマイクロ周期の吸収格子を形成することが困難であるためである。この点について、光子エネルギの関数として、９５％の吸収のために必要とされるＡｕの厚さのプロットとともに、図１Ａを用いて説明する。ここに示すように、臨床用ＤＰＣイメージングのための関心範囲では、数百μｍの深さの格子が必要である。しかしながら、現在の技術的限界は、格子周期に応じて、約５０〜１００μｍである。このため、１００μｍ厚、４μｍ周期のＡｕアナライザ格子の干渉計について算出された縞コントラストによって図１Ｂに示すように、高エネルギＸ線については、格子剪断法のコントラストが制限される（本明細書では、Ｘ線位相コントラスト及び光学演算のために、ＸＷＦＰ波動伝搬コード及びＸＯＰ光学パッケージを使用する）。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示は、マルチセクタ線源格子、ビームスプリッタ格子及びアナライザ格子を含み、ビームスプリッタ格子及びアナライザ格子の間に物体が配置される干渉計を用いる、物体の位相コントラストイメージングのための方法を提供する。方法は、マルチセクタ線源格子にＸ線ビームを方向付けることであって、マルチセクタ線源格子の各セクタは、所定の量によってオフセットされていることと、一回の露光の間に、物体又は干渉計を平行移動させることによって複数のイメージを取得することであって、複数のイメージは、異なる干渉計フェージング（interferometer phasing）を有することと、取得された複数のイメージを結合して、物体の位相コントラストイメージを生成することとを含む。

【0011】

本開示は、物体の位相コントラストイメージングのためのデバイスを提供する。デバイスは、マルチセクタ線源格子、ビームスプリッタ格子及びアナライザ格子を含み、物体がビームスプリッタ格子及びアナライザ格子の間に配置される干渉計と、マルチセクタ線源格子にＸ線ビーン（bean）を方向付けるよう動作可能なＸ線源であって、マルチセクタ線源格子の各セクタは、所定の量によってオフセットされているＸ線源と、物体又は干渉計を平行移動させるように動作可能な平行移動メカニズムと、一回の露光の間に物体の複数のイメージを取得するように動作可能な検出器と、取得された複数のイメージを結合して、物体の位相コントラストイメージを生成するように動作可能なプロセッサとを備える。

【0012】

幾つかの側面では、マルチセクタ線源格子は、３個より多い異なるセクタを有する。

【0013】

幾つかの側面では、複数のイメージは、物体を介して、異なる角度で取得される。

【0014】

幾つかの側面では、干渉計の長さは、約１．８ｍである。

【0015】

幾つかの側面では、アナライザ格子の厚さは、約数十ｃｍである。

【0016】

幾つかの側面では、複数のイメージは、アナライザ格子の背後に配置され、約１ｃｍ分離されたラインスキャン又はスロットスキャン検出器を用いて取得される。

【0017】

幾つかの側面では、複数のイメージの間の角度は、約０．３°である。

【0018】

幾つかの側面では、複数のイメージの間の角度範囲は、約０．９°である。

【0019】

幾つかの側面では、アナライザ格子は、検出器の長さをカバーするように積層された複数の視射角格子を含む。

【0020】

引用による援用
以下の引用文献は、引用によって全体が本願に援用される。

【0021】

［１］ Alberto Bravin, Paola Coan and Pekka Suortti
［２］ "X-ray phase-contrast imaging: from pre-clinical applications towards clinics" Phys. Med. Biol. 58 (2013) R1-R35
［３］ Stutman D., Finkenthal M., "Glancing angle Talbot-Lau grating interferometers for phase contrast imaging at high x-ray energy", Appl. Phys. Lett. 101, 091108 (2012)
［４］ D. Stutman ; J. W. Stayman ; M. Finkenthal ; J. H. Siewerdsen "High energy x-ray phase-contrast imaging using glancing angle grating interferometers" Proc. SPIE 8668, Medical Imaging 2013: Physics of Medical Imaging, 866814 (March 19, 2013)
［５］ A. Sarapata, J. W. Stayman, M. Finkenthal, J. H. Siewerdsen, F. Pfeiffer and D. Stutman "High energy x-ray phase contrast CT using glancing-angle grating interferometers"
In print in Medical Physics 2014
［６］ Zanette, M. Bech, F. Pfeiffer, and T. Weitkamp, "Interlaced phase stepping in phase-contrast x-ray tomography" Appl. Phys. Lett. 98, 094101 (2011)
［６］ www.teledynedalsa.com/imaging/products/x-ray/scanning/argus/
［７］ www.dectris.com/
［８］ D. Stutman and M. Finkenthal "K-edge and mirror filtered X-ray grating interferometers" INTERNATIONAL WORKSHOP ON X-RAY AND NEUTRON PHASE IMAGING WITH GRATINGS, Tokyo, Japan, 2012 AIP Conf. Proc. 1466, pp. 229-236

【図面の簡単な説明】

【0022】

添付の図面は、本明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を例示し、詳細な記述と共に、本発明の原理を説明する。

【図1】図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、従来の格子ベースの位相コントラストラジオグラフィのレイアウト及び格子の１つをその周期に沿ってスキャンすることによって得られるＮ＝４ステップの位相ステップ曲線を示す図である。小さな物体のみしかイメージングできず、位相ステッピング曲線を取得するために複数の連続した露光が必要である。

【図2A】実施形態に基づく例示的なレイアウトを示す図である。積層された視射角干渉計（ＧＡＩ）格子は、物体又は干渉計がスキャンされている間に、長くて狭い視野をイメージングするために使用することができる。異なる位相干渉計を介する複数（３個以上）の近接して間隔をあけられたビューは、複数回の露光の必要なしで、位相ステッピング曲線と等価なものを取得するために使用することができる。異なる干渉計フェージングは、この図では、線源格子Ｇ０であるマルチセクタ又は「マルチ位相」格子を用いて達成することができる。

【図2B】実施形態に基づく例示的なレイアウトを示す図である。積層された視射角干渉計（ＧＡＩ）格子は、物体又は干渉計がスキャンされている間に、長くて狭い視野をイメージングするために使用することができる。異なる位相干渉計を介する複数（３個以上）の近接して間隔をあけられたビューは、複数回の露光の必要なしで、位相ステッピング曲線と等価なものを取得するために使用することができる。異なる干渉計フェージングは、この図では、線源格子Ｇ０であるマルチセクタ又は「マルチ位相」格子を用いて達成することができる。

【図3】図３Ａは、実施形態に基づくスキャン位相コントラストマンモグラフィシステムの例示的な側面図であり、図３Ｂは、その平面図である。減衰、屈折及び散乱イメージは、線形スキャンテーブルの単一のパスにおいて同時に取得される。マンモグラフィにおいて必要とされる頭尾（cranio-caudal：ＣＣ）、内外斜位方向（medio-lateral oblique：ＭＬＯ）及び内外方向の投影を実現するために、干渉計ガントリは、支持シャフトを軸にして回転することができる。

【図4】図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、実施形態に基づく、全身のためのスキャン位相コントラストラジオグラフィシステムの例の正面図及び側面図である。追加的トモシンセシス能力のために、スキャンテーブルは、患者の周囲を回転することができる。

【図5】実施形態に基づく例示的なコンピュータシステムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下では、本開示の例示的な実施形態を詳細に説明し、これらの具体例は、添付の図面に示されている。便宜上、複数の図面に亘って、同じ又は同様の部分には同じ符合を使用する。

【0024】

本開示の広範な範囲を記述する数値の範囲及びパラメータは、概算的であるが、特定の具体例では、可能な限り正確な数値を報告する。但し、如何なる数値も、これらの個々の検査測定において見出される標準偏差から必然的に生じる何らかの誤差を生来的に含む。更に、ここに開示する全ての範囲は、これに包摂される何れかの及び全ての下位範囲を含むものと解釈される。例えば、「１０以下」の範囲は、最小値ゼロと最大値１０の間のあらゆる全ての下位範囲を含むことができ、すなわち、０以上の最小値と、１０以下の最大値とを有するあらゆる全ての下位範囲、例えば、１〜５等の範囲を含む。ある場合、パラメータについて述べる数値は、負の値を取ることができる。この場合、「１０以下」の範囲の値は、例えば、−１、−２、−３、−１０、−２０、−３０等の負の値も想定できる。

【0025】

本開示の実施形態は、物体を通して、それぞれが別々のスライスを測定する複数の格子干渉計（grating interferometer：ＧＡＩ）を使用して、２０ｋｅＶから１００ｋｅＶまでの幅広いエネルギ範囲に亘るＸ線位相コントラスト走査ラジオグラフィ（phase contrast scanning radiography：ＰＣ−ＳＲ）システムを構築することに関する。

【0026】

本開示の実施形態は、本願発明者らによる以前の開示である視射角格子干渉計（Glancing Angle grating interferometer：ＧＡＩ、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ１２／４１９０８）の更なる改良であり、人間の胴部等の大きな物体のＸ線位相コントラストラジオグラフィのための単純で経済的な方法を明らかにする。

【0027】

本開示の実施形態について想定される用途は、例えば、軟骨、腱、血管、動脈プラーク、脳組織、微小石灰化及び腫瘍等の軟組織の可視性をＰＣによってつよく強調できる医療用Ｘ線イメージングである。本開示の実施形態に基づいて記述されるシステムは、高エネルギＸ線、並びに高パワー及び拡張スポット医療用Ｘ線管と共に使用でき、これにより、人体の深部の組織のＸ線位相コントラストラジオグラフィを可能にする。

【0028】

更に、本開示の実施形態は、産業用の非破壊試験（industrial non-destructive testing：ＮＤＴ）及び手荷物検査の分野でも使用でき、この場合、ここに開示するシステムは、干渉計の代わりに物体をスキャニングすることによって実現することができる。

【0029】

軟組織のための画像診断法では、ＭＲＩ、超音波及びＸ線が使用される。但し、ＭＲＩ及び超音波は、高い軟組織コントラストを提供するが、空間分解能が限定的である。一方、従来の（減衰ベースの）Ｘ線イメージングは、高い空間分解能を有しているが、軟組織コントラストが劣っている。

【0030】

Ｘ線微分位相コントラスト（phase-contrast：ＰＣ）又は格子干渉計による屈折ベースのイメージングは、従来の減衰ベースのイメージングで得られるものより高い軟組織コントラスト及び空間分解能を提供する新しい医療用イメージング診断法となる可能性を有する。例えば、最近の研究では、ＰＣ−ＣＴによれば、他の画像診断法では不可能である軟組織内の小さな腫瘍及び疾患の発見が可能であることが示唆されている。動脈プラーク又は軟骨の損傷のＸ線位相コントラスト診断も可能であると考えられる。したがって、Ｘ線ＰＣによって可能な医療用途の範囲が急速に拡大している［１］。更に、Ｘ線位相コントラストは、非破壊試験及び材料科学の分野にも多くの強力な用途がある。

【0031】

図１Ａ及び図１Ｂは、従来の格子ベースの位相コントラストラジオグラフィのレイアウトを示している。挿入図は、格子の１つをその周期に沿ってスキャンすることによって得られるＮ＝４ステップの位相ステップ曲線を示している。小さな物体しかイメージングできず、位相ステッピング曲線を取得するために複数の連続した露光が必要である。

【0032】

視射角干渉計（Glancing Angle Interferometer：ＧＡＩ）は、等しい周期を有し、等しい距離によって分離され、通常、１０〜３０°の範囲の角度で傾斜された「線源」、「ビームスプリッタ」及び「アナライザ」の３つのマイクロ周期格子を含む。格子を傾斜させることによって、これらの有効厚を垂直入射値ｔからｔ／ｓｉｎ（α）に増加させることができ、これによって、１００ｋｅＶを超える幅広いエネルギ範囲に亘って高い干渉計縞コントラスト又は可視性を達成することができる［２］。複数のＧＡＩを積層し、タイル化することによって、大視野（field of view：ＦＯＶ）画像処理システムを構築することができる［３］。

【0033】

本願発明者らによる以前の開示では、Ｘ線位相コントラストコンピュータトモグラフィ（phase contrast Computed Tomography：ＰＣ−ＣＴ）に焦点をあてた。ＣＴは、３Ｄイメージングの強力な技術であるが、大部分の医療用、並びに産業用及びセキュリティ用途のイメージングは、未だラジオグラフィモード、すなわち、平面２Ｄ投影を用いて行われている。ラジオグラフィの長所は、単純さ、速度、低コスト及び臨床的に適合性を有するＸ線線量における高い空間分解能である。例えば、胸部ラジオグラフィ又はマンモグラフィは、乳癌スクリーニングのための「至適基準（gold standard）」方式とされている。

【0034】

したがって、ＣＴに加えて位相コントラストラジオグラフィを開発することは有益である。しかしながら、これには、以下のような解決すべき幾つかの課題がある。

【0035】

ｉ）ラジオグラフィでカバーする必要がある面積（例えば、マンモグラフィにおける２５×２５ｃｍ及び胸部又は腹部ラジオグラフィにおける４０ｃｍ×６０ｃｍ）は、現在の技術によって可能な格子（１００ｃｍ^２未満）より大きい。このような格子を数十個組み合わせて、数千ｃｍ^２の面積をカバーすることは、実際には困難であり、コストも高くなる。

【0036】

ｉｉ）位相コントラストイメージングでは、減衰、屈折及び拡散Ｘ線写真を生成するために、物体の複数（少なくとも３個）のイメージを取得する必要がある。通常行われているような時間的に連続した（すなわち、複数の露光による）これらのイメージの取得は、医療用又は産業用のラジオグラフィでは、患者／物体が動く可能性があるため、非実用的である。更に、連続的にイメージを取得することは、干渉計視野内に物体の全体があること、すなわち、格子によって広い領域をカバーする必要があることを意味し、これは、上述のように、困難で高コストである。

【0037】

ｉｉｉ）従来の格子干渉計は、例えば、胴部、頭部又は脚部等の厚い部位をイメージングするために必要である高いＸ線エネルギ（７０〜８０ｋＶｐ）において縞コントラストが低い。

【0038】

ｉｖ）狭くて深い格子開口のコリメート（口径食）効果のために、格子バーに対して垂直な方向のＦＯＶの範囲は、ＧＡＩを含む全ての格子干渉計について僅か数ｃｍである［３］。円筒状に曲がった格子を形成し、口径食効果を軽減することもできるが、これは、高コストであり、更に、高いＸ線エネルギにおけるイメージングの課題を解決するものではない。

【0039】

ｖ）従来の垂直入射干渉計が動作できる低いＸ線エネルギ（マンモグラフィ範囲）においては、格子の均一性を向上させ、製造コストを低減するために、ＧＡＩ設計を使用することが有益である。例えば、約３５ｋＶｐまでの動作に適する、約２．５μｍの周期及び約５０μｍの厚さを有する研究グレードの格子を形成することができる。しかしながら、このような高アスペクト比の格子は製造が困難であり、品質が悪くなる。約２５μｍの格子を形成し、これらを３０°の角度のＧＡＩセットアップにおいて使用することによって、これらの有効厚を２倍にすれば、製造がより容易になり、品質も高められる。

【0040】

幾つかの具体例では、現実的に有効と考えられる全てのエネルギについて、連続した露光を必要とせず、高解像度で、並びに臨床的適合性を有する線量及びスキャン速度で大きな物体をイメージングすることができるスキャン位相コントラストラジオグラフィ（scanning phase contrast radiography：ＰＣ−ＳＲ）システムの製造コストを低減するための３つ以上のＧＡＩ干渉計の組合せを開示する。

【0041】

したがって、本開示に基づく実施形態は、以下の特徴を有する。物体を介して、それぞれ異なる干渉計フェージングを有する複数（３個以上）の近接して間隔をあけられた空間的ビュー又はコードを使用することにより、複数の時間的に離間したイメージ（すなわち、逐次的な露光）に代えて、位相コントラストＸ線写真が取得される。ライン又はスロットスキャン設計を使用することにより、位相コントラストイメージングのために必要な複数のイメージを取得でき、したがって、患者／物体の動きの問題が軽減される。ライン又はスロットスキャン設計と共に複数の空間的ビューを使用することにより、大きな（数ｍの長さで数十ｃｍ幅までの）物体の位相コントラストＸ線写真を取得することができる。セクタからセクタまでの格子周期の数分の１だけシフトされたラインを有する、複数のセクタ又はアクティブ領域を有する「マルチ位相」格子を使用することにより、格子の１つをスキャンし又は継続的な露光を行う必要なく、位相コントラストラジオグラフィに必要な複数のイメージが取得される。マルチビュースキャンＧＡＩ干渉計（multi-view scanning GAI interferometer）を使用することにより、高いＸ線エネルギ（１５０ｋＶｐ）における大きな物体の位相コントラストラジオグラフィが実現する。マルチビュースキャンＧＡＩ干渉計を時間遅延積分（Time Delay Integration：ＴＤＩ）検出器又は光子計数検出器と共に使用することにより、低線量及び高速の位相コントラストマンモグラフィ及びラジオグラフィが実現する。ミラー又は反射器によりフィルタリングされるマルチビュースキャンＧＡＩ干渉計を使用することにより、非常に高い感度及び低線量による準単色位相コントラストラジオグラフィ（quasi-monochromatic phase contrast radiography）が実現する。

【0042】

図１Ａは、従来の格子ベースの位相コントラストラジオグラフィのレイアウトを表している。図１Ｂは、図１Ａの格子の１つ（線源格子Ｇ０又はビームスプリッタ格子Ｇ１）をその周期に沿ってスキャンすることによって取得されるＮ＝４の位相ステッピング曲線を表している。図１Ａの構成では、小さな物体しかイメージングできず、図１Ｂの位相ステッピング曲線を取得するためには、複数の連続した露光が必要である。従来の格子位相コントラストイメージングは、タルボ−ロー垂直入射干渉計内に物体の全体を配置し、サイズｘ＝Ｇ／ＮのＮ回のステップで、格子の１つをその周期に亘って横方向にスキャンすることによって動作し、ここで、Ｇは、格子周期である。格子位置毎に連続したイメージが取得される。

【0043】

図１Ａに示すように、物体１２０をイメージングするよう動作可能な従来の格子ベースの位相コントラストラジオグラフィシステム１００は、Ｘ線源１０５、すなわち、Ｘ線管、線源格子Ｇ０ １１０、ビームスプリッタ格子Ｇ１ １１５、アナライザ格子Ｇ２ １２５及び領域検出器１３０を備える。線源格子Ｇ０ １１０は、Ｘ線源１０５及びビームスプリッタ格子Ｇ１ １１５の間に位置する。物体１２０は、ビームスプリッタ格子Ｇ１ １１５及びアナライザ格子Ｇ２ １２５の間に位置する。領域検出器１３０は、通常、一辺が１０ｃｍ未満である。この構成によるプロセスは、図１Ｂに示すように、イメージの各ピクセルに「位相ステッピング」曲線と呼ばれる、擬似正弦波強度振動（quasi-sinusoidal intensity oscillation）を生成する。
Ｉ（ｎ）＝Ａ＋Ｂ・ｓｉｎ（ｎ・ｘ／Ｇ・２π＋φ）ｎ＝１，２，．．Ｎ

【0044】

位相ステッピング曲線のｄｃ又は平均値Ａにより減衰イメージが生成され、変調の振幅Ｂにより散乱イメージが生成され、物体によって屈折イメージに位相シフトφが導入される［１］。

【0045】

位相ステッピング曲線は、３つのパラメータによって決定されるので、物体の減衰、屈折及び散乱イメージを取得するために３つの対応する干渉計イメージによる少なくとも３つの位相ステッピングが必要である。

【0046】

この方法は、物体の全体を干渉計視野内に収める必要がある。典型的な格子サイズは、数ｃｍ×数ｃｍ以下であるため、例えば、人間の胴部のような大きな物体の場合、これは困難である。更に、狭くて深い格子開口のコリメート効果のために、格子バーに対して垂直な方向（図１Ａの水平方向である）の格子視野は、数ｃｍに限定される。また、この方法では、複数の連続したイメージを取得する必要があり、これは、長い測定時間（医療用チューブを用いて、通常、数十秒）を必要とし、更に、この間に物体が動かないことが要求される。これらの制約によって、特に医学ラジオグラフィについて、従来の位相コントラストイメージング法の実用性が制限されている。更に、従来の垂直入射干渉計は、低いＸ線エネルギ（通常、４０ｋＶｐ未満）でしか動作できない。

【0047】

図２Ａは、実施形態に基づく格子ベースの位相コントラストラジオグラフィシステムを示している。積層されたＧＡＩ格子は、物体又は干渉計がスキャンされている間に、長くて狭い視野をイメージングするために使用される。異なる位相干渉計を介する複数（３個以上）の近接して間隔をあけられたビューを使用することにより、複数回の露光の必要なしで位相ステッピング曲線と等価な曲線を取得できる。異なる干渉計フェージングは、図２Ａでは、線源格子Ｇ０であるマルチセクタ又は「マルチ位相」格子を用いて達成される。マルチセクタ線源格子Ｇ０は、少なくとも２つの異なるセクタを有することができる。

【0048】

図２Ａに示すように、物体２２０をイメージングするように動作可能な実施形態に基づく例示的な格子ベースの位相コントラストラジオグラフィシステム２００は、Ｘ線源２０５、すなわち、Ｘ線管、線源格子Ｇ０ ２１０、ビームスプリッタ格子Ｇ１ ２１５、アナライザ格子Ｇ２ ２２５及び検出器２３０を備える。線源格子Ｇ０ ２１０は、Ｘ線源２０５及びビームスプリッタ格子Ｇ１ ２１５の間に位置する。物体２２０は、ビームスプリッタ格子Ｇ１ ２１５及びアナライザ格子Ｇ２ ２２５の間に位置する。幾つかの側面では、アナライザ格子Ｇ２ ２２５は、約数十ｃｍの厚さを有することができる。アナライザ格子は、検出器２３０の長さをカバーするように積層された複数の視射角格子を備えることができる。検出器２３０は、複数の時間遅延積分（ＴＤＩ）ＣＣＤ検出器又はライン検出器を備えることができる。

【0049】

図２Ａ及び図２Ｂに示す構成によって、高い費用効果で上述した問題の全てを解決することができる。例示的な構成においては、物体を介する複数の近接して離間されたファンビュー（fan view）又は「スライス」を使用して、位相コントラストイメージングのために必要な複数のイメージが取得される。各ビューは、図２Ｂに示すように、それぞれ異なる相対的なライン位置を有する複数の領域又はセクタ２４０、２４５、２５０、２５５を有する格子を用いて取得された干渉計の異なるフェージングを有する。例えば、４つのビューが使用される場合、セクタ間の格子ラインの相対的なフェージングは、Ｇを格子周期として、０、Ｇ／４、Ｇ／２及び３Ｇ／４である。３つの格子のどれをセクタに分割してもよいが、このようにして製造することが最も容易なのは、サイズが小さい線源格子Ｇ０である。

【0050】

（物体又は干渉計を平行移動することによって）物体に亘ってファンビュー又はスライスをスキャンすることによって、それぞれ異なる干渉計フェージングを有する複数のイメージが略同時に取得される（唯一のタイムラグは、隣接するビュー間の距離をスキャン速度で除算することによって得られる時間であり、典型的なラジオグラフィセットアップでは、これは、数分の１秒である）。複数のイメージは、物体を介して異なる角度で取得され、これらのイメージを用いて、図２Ｂに示すような位相ステッピング曲線が構築される。

【0051】

この例示的な手法では、物体を介して僅かに異なる角度で取得される位相コントラストラジオグラフィイメージが使用される。例えば、約１．８ｍの典型的な干渉計長及び１ｃｍ間隔で離間されたライン又はスロットスキャン検出器では、ビュー間の角度は、０．３°である。４つビューがあると仮定すると、一回の位相コントラスト投影により、０．９°の角度範囲に亘る位相情報が平均化される。

【0052】

なお、図２に類似する位相検索［５，６］のために僅かに異なるＣＴ角度で取得されるイメージを使用する「インタレース」位相コントラスト回転トモグラフィに関する本願発明者ら及び他の研究［４］によれば、このような小さい角度平均は、屈折画像の正確度又は品質に大きな影響を及ぼさないことがわかっている。この小さな角度平均よる減衰及び散乱イメージへの影響は、更に小さい。

【0053】

更に、本開示の実施形態は、検出器の長さをカバーするように複数のＧＡＩ格子が積層された長くて狭いスロット又はラインスキャン検出器を使用することができる。これにより、広いファンビームによる線形スキャンによる大きな物体のラジオグラフィが可能になる。例えば、テレダインダルサ社（Teledyne Dalsa）は、幅７ｍｍ×長さ最大４４０ｍｍのパノラマＸ線イメージングのためのＴＤＩ ＣＣＤを製造している［６］。（ＴＤＩ、すなわち時間遅延積分（Time Delay Integration）は、非常に高い信号対雑音比で、ラインスキャンイメージを取得するための技術であり、オブジェクトスキャンに同期させてＣＣＤに蓄積された電荷をシフトさせることを含む。ＴＤＩ ＣＣＤは、本質的に連続的フィルムカセットとして動作する。）このような検出器を用いることにより、人間の脚部又は胴部のサイズの物体を容易にスキャンすることができる。これに代えて、例えば、光子計数Ｓｉ又はＣｄＴｅ画素化アレイ（pixilated array）等、線形検出器の近接して離間された横列を使用することもできる［７］。これによっても、システムにエネルギ分解能が加えられ、その感度及び性能を更に高めることができる。

【0054】

図３Ａは、実施形態に基づくスキャン位相コントラストマンモグラフィシステムの例示的な側面図であり、図３Ｂは、その平面図である。減衰、屈折及び散乱イメージは、線形スキャンテーブルの単一のパスにおいて同時に取得される。マンモグラフィにおいて必要とされる頭尾（cranio-caudal：ＣＣ）、内外斜位方向（medio-lateral oblique：ＭＬＯ）及び内外方向の投影を実現するために、干渉計ガントリは、支持シャフトを中心に回転することができる。

【0055】

この実施形態では、低Ｘ線エネルギで動作する低エネルギＰＣ−ＳＲマンモグラフィシステム３００を開示する。図３Ａ及び図３Ｂに示す例示的なレイアウトでは、低エネルギＰＣ−ＳＲマンモグラフィシステム３００は、第１のベース部材３１０及び第２のベース部材３１５によって支持されている患者支持部材３０５を備える。スキャンテーブル３２０は、患者支持部材３０５の下であって第２のベース部材３１５の上に配置されている。スキャンテーブル３２０は、第２のベース部材３１５に接続された回転シャフト３２５を用いて回転可能であり、回転シャフト３２５に接続された回転ロック３３０を用いて、所望の位置にロック可能である。スキャンテーブル３２０は、患者支持部材３０５の下方に配置され、ガントリ３３０を備える。ガントリ３３０は、Ｘ線源３３５、すなわち、Ｘ線管及び図２Ａ及び図２Ｂに関して説明したものと同様の、干渉計ベース３４０によって支持されたＧＡＩとを備える。図２Ａ及び図２Ｂに関連して説明したように、干渉計ベース３４０は、線源格子（Ｇ０）３４５、ビームスプリッタ格子（Ｇ１）３５０、アナライザ（Ｇ２）格子３５５、及び検出器３６０、すなわちＴＤＩ ＣＣＤ検出器を支持する。この構成において、スキャンされる物体である胸部組織は、一対のパドル３６５によって、何れの側で支持してもよい。ガントリ３３０の上部は、カバー３７０で覆うことができる。

【0056】

胸部のための開口３７５を有する患者支持部材３０５上に腹臥位で横たわっている患者のこの姿勢は、定位生検画像処理システムで使用される姿勢と同様である。また、腹臥位により、胸部を屈折率整合流体（index of refraction matching fluid）（例えば食塩水又は水）に含浸させることができ、これによって、胸部／空気界面における低ｘ線エネルギによって生じる強い位相変化を取り除くことができる。コリメートされた幾何学的配置のために、このようなシステムによる推定線量は、１ｍＧｙの桁に低く抑えることができ、スキャン時間は、数秒のみである。以前の開示［８］に記載されているように、Ｘ線ミラー又は他の帯域通過スペクトルフィルタをシステムに追加し、準単色スペクトルを生成することができ、これによって、干渉計の性能を更に向上させ、線量を低減することができる。

【0057】

図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、実施形態に基づく全身のためのスキャン位相コントラストラジオグラフィシステム４００の例示的な正面図及び側面図である。システム４００は、図２Ａ及び図２Ｂに関して記述したＧＡＩ及び図３Ａ及び図３Ｂに関して記述したＧＡＩと同様のＧＡＩを備えるが、但し、図３Ａ及び図３ＢのＧＡＩは、水平構成であり、図４Ａ及び図４ＢのＧＡＩは、垂直構成である点が異なっている。ＧＡＩは、Ｘ線源４０５、線源格子（Ｇ０）４１０、ビームスプリッタ格子（Ｇ１）４１５、アナライザ格子（Ｇ２）４２０、及び検出器４２５、すなわち、ＴＤＩ ＣＣＤ検出器を備える。スキャンされる患者は、テーブル４３５上に載置され、スキャンされる体の部分４３０は、ビームスプリッタ格子（Ｇ１）４１５及びアナライザ格子（Ｇ２）４２０の間に配置される。追加的トモシンセシス能力（tomosynthesis capability）のために、スキャンテーブルは、患者の周囲を回転することができる。この例は、全身（胸部、腹部、四肢又は頭部）ラジオグラフィのための高エネルギＰＣ−ＳＲシステムを開示している。この実施形態は、ＰＣ−ＳＲマンモグラフィに類似したレイアウトを使用しているが、より厚く、より傾斜した格子を使用しており、最高１４０ｋＶｐのエネルギで、より長い（数十ｃｍまでの）スキャン検出器と共に動作できる。このようなＰＣ−ＳＲシステムは、マンモグラフィが低エネルギで胸部の軟組織異常の検出を可能にするように、高エネルギで全身に亘る軟組織Ｘ線診断を可能にする。影響が大きい用途の例としては、例えば、不安定な動脈プラークのＸ線位相コントラスト診断がある。最近の研究では、Ｘ線位相コントラストにより、動脈壁、低密度脂質沈着及び繊維状又は石灰化プラークカプセル（plaque capsule）を非常に良好に区別できることが判明している。

【0058】

本開示の実施形態は、例えば、荷物又はヘリコプタのブレード等の広く長い物体を干渉計の視野内でスキャンできる産業用又はセキュリティ用の位相コントラストイメージングにも使用可能である。

【0059】

実際の動作では、図２Ａ、図２Ｂに示すシステムを使用する図３Ａ、図３Ｂ並びに図４Ａ、図４Ｂに示すシステムは、マルチセクタ線源格子、ビームスプリッタ格子及びアナライザ格子を備え、物体がビームスプリッタ格子及びアナライザ格子の間に配置される干渉計を用いて物体の位相コントラストイメージングを行うための方法を実行するように動作可能である。この方法は、マルチセクタ線源格子にＸ線ビームを方向付けることであって、マルチセクタ線源格子の各セクタは、所定の量によってオフセットされていることと、一回の露光の間に、物体又は干渉計を平行移動させることによって複数のイメージを取得することであって、複数のイメージは、異なる干渉計フェージングを有することと、取得された複数のイメージを結合して、物体の位相コントラストイメージを生成することとを含む。複数のイメージは、アナライザ格子の背後に配置され、約１ｃｍ分離されたラインスキャン又はスロットスキャン検出器を用いて取得できる。複数のイメージの間の角度は、約０．１°、約０．３°又は約０．５°であってもよい。４つのイメージの間の角度範囲は、約０．５、約０．７°、約０．９°又は約０．１１°であってもよい。使用される画像処理システムの特定の構成に応じて、複数のイメージの間の他の角度及びイメージの間の他の角度範囲を使用してもよい。

【0060】

以上の説明は、例示的なものであり、当業者は、構成及び具体例を変更することができる。例えば、ここに開示した実施形態に関連して記述される様々な例示的なロジック、論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor：ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array：ＦＰＧＡ）又は他のプログラム可能な論理デバイス、個別のゲート又はトランジスタロジック、個別のハードウェアコンポーネント又はここに記述する機能を実行するように設計されたこれらの如何なる組合によって実現又は実行してもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、これに代えて、プロセッサは、従来の如何なるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ又は状態マシンであってもよい。プロセッサは、演算デバイスの組み合わせとして実現してもよく、例えば、ＤＳＰ及びマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つ以上のマイクロプロセッサ又はこのような他の如何なる構成で実現してもよい。

【0061】

１つ以上の例示的な実施形態においては、ここに説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの如何なる組合せによって実現してもよい。ソフトウェアによる実現では、ここに記述した技術は、ここに記述した機能を実行するモジュール（例えば、手順、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス等）によって実現してもよい。モジュールは、情報、データ、引数、パラメータ又はメモリコンテンツを送受することによって、他のモジュール又はハードウェア回路に接続することができる。情報、引数、パラメータ、データ等は、メモリ共有、メッセージ送り出し、トークン送り出し、ネットワーク送信等を含む如何なる適切な手段を用いて引き渡し、送り出し又は送信してもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニットに保存し、プロセッサによって実行することができる。メモリユニットは、プロセッサ内で実現してもよく、プロセッサの外部で実現してもよく、後者の場合、メモリユニットは、当分野で知られている様々な手段によって、プロセッサに通信可能に接続することができる。

【0062】

例えば、図５は、上述の特徴のプロセスの１つ以上を実行するために使用できるコンピュータデバイス５００のハードウェアの構成例を示している。図５は、コンピュータデバイス５００に含まれる様々な構成要素を例示しているが、図５は、コンピュータデバイスの１つの例を示しているに過ぎず、更なる構成要素を追加してもよく、既存の構成要素を省略してもよい。

【0063】

コンピュータデバイス５００は、如何なる種類のコンピュータデバイス、例えば、デスクトップ、ラップトップ、サーバ等であってもよく、モバイル機器、例えば、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、携帯電話器、個人用携帯情報端末等であってもよい。図５に示すように、コンピュータデバイス５００は、様々なコア構成及びクロック周波数の１つ以上のプロセッサ５０２を含むことができる。コンピュータデバイス５００は、コンピュータデバイス５００の動作の間にメインメモリとして機能する１つ以上のメモリデバイス５０４を含んでいてもよい。例えば、動作の間、特徴をサポートするソフトウェアのコピーを１つ以上のメモリデバイス５０４に保存してもよい。コンピュータデバイス５００は、コンピュータデバイス５００と人間の間のインタラクション及びコンピュータデバイス５００の操作のために、１つ以上の周辺インターフェース５０６、例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、コンピュータスクリーン、タッチスクリーン等を含んでいてもよい。

【0064】

コンピュータデバイス５００は、１つ以上のネットワークインターフェース５０８、例えば、１つ以上のネットワークを介して通信を行うためのイーサネット(登録商標)アダプタ、ワイヤレストランシーバ、又はプロトコルを使用して有線又は無線媒体を介して通信を行うためのシリアルネットワークコンポーネントを含んでいてもよい。コンピュータデバイス５００は、データ、例えば、イメージ、ファイル及び１つ以上のプロセッサ５０２によって実行されるプログラム命令を格納するための、例えば、フラッシュドライブ、ハードディスクドライブ、ランダムアクセスメモリ等の様々な物理的寸法及びストレージ容量を有する１つ以上のストレージデバイス５１０を含むことができる。

【0065】

更に、コンピュータデバイス５００は、上述の特徴の機能を可能にする１つ以上のソフトウェアプログラム５１２を含むことができる。１つ以上のソフトウェアプログラム５１２は、１つ以上のプロセッサ５０２に上述したプロセスを実行させるための命令を含むことができる。１つ以上のソフトウェアプログラム５１２のコピーを、１つ以上のメモリデバイス５０４及び／又は１つ以上のストレージデバイス５１０に保存してもよい。同様に、１つ以上のソフトウェアプログラム５１２によって利用されるデータを、１つ以上のメモリデバイス５０４及び／又は１つ以上のストレージデバイス５１０に保存してもよい。

【0066】

幾つかの具体例では、コンピュータデバイス５００は、ネットワーク５１６を介して、１つ以上の他のデバイス５１４と通信することができる。１つ以上の他のデバイス５１４は、上述したように、如何なる種類のデバイスであってもよい。ネットワーク５１６は、如何なる種類のネットワークであってもよく、例えば、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、仮想プライベートネットワーク、インターネット、イントラネット、エクストラネット、公衆交換電話網、赤外線ネットワーク、無線ネットワーク及びこれらの如何なる組合せであってもよい。ネットワーク５１６は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ、ＯＳＩ、ＦＴＰ、ＵＰｎＰ、ＮＦＳ、ＣＩＦＳ、ＡｐｐｌｅＴａｌｋ等、商業的に利用可能な様々なプロトコルの何れを使用して通信をサポートしてもよい。ネットワーク５１６は、例えば、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、仮想プライベートネットワーク、インターネット、イントラネット、エクストラネット、公衆交換電話網、赤外線ネットワーク、無線ネットワーク及びこれらの如何なる組合せであってもよい。

【0067】

コンピュータデバイス５００は、上述したように、様々なデータストア並びに他のメモリ及びストレージ媒体を含むことができる。これらは、例えば、１つ以上のコンピュータにローカルな（コンピュータ内に存在する）ストレージ媒体上にある又はネットワークに亘るコンピュータの一部又は全部から遠隔にある様々な場所に設けることができる。幾つかの具体例では、当業者にとって周知のように、情報は、ストレージエリアネットワーク（storage-area network：ＳＡＮ）内にあってもよい。同様に、コンピュータ、サーバ又は他のネットワークデバイスに関連する機能を実行するために必要な如何なるファイルもローカル及び／又はリモートに適宜保存することができる。

【0068】

幾つかの具体例においては、上述したコンピュータデバイス５００の構成要素は、単一の筐体内に収納する必要はなく、互いに近接して配設する必要もない。上述した構成要素は、例示的なものに過ぎず、コンピュータデバイス５００は、ここに開示する具体例を実行するために必要なあらゆる付随的なファームウェア又はソフトウェアを含む、如何なる種類のハードウェア構成要素を含んでいてもよいことは、当業者にとって明らかである。コンピュータデバイス５００は、部分的に又は全体的に、例えば、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit：ＡＳＩＣ）又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（field-programmable gate array：ＦＰＧＡ）等の電子回路構成要素又はプロセッサによって実現してもよい。

【0069】

ソフトウェアでインプリメントする場合、機能は、１つ以上の命令又はコードとしてコンピュータ可読媒体に保存してもよく、コンピュータ可読媒体を介して送信してもよい。コンピュータ可読媒体は、タンジブルな非一時的コンピュータストレージ媒体と、コンピュータプログラムをある場所から別の場所に転送することを可能にするあらゆる媒体を含む通信媒体との両方を含む。ストレージ媒体は、コンピュータがアクセスできる如何なるタンジブルな非一時的媒体であってもよい。例えば、このようなタンジブルな非一時的コンピュータ可読媒体は、以下に限定されるわけではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ又は他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気ストレージデバイス、又は所望のプログラムコードを、コンピュータがアクセスできる命令又はデータ構造の形式で搬送又は保存するために使用できる他のあらゆる媒体を含むことができる。ここで使用するディスク（disk／disc）は、ＣＤ、レーザーディスク(登録商標)、光ディスク、ＤＶＤ、フロッピーディスク及びブルーレイディスクを含み、ディスク（disk）は、通常、磁気によってデータが再生される媒体であり、ディスク（disc）は、通常、レーザによってデータが再生される媒体である。また、如何なる接続も、コンピュータ可読媒体と適切に呼ぶことができる。例えば、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（digital subscriber line：ＤＳＬ）又は無線技術、例えば、赤外線、ラジオ及び電磁波を用いて、ソフトウェアがウェブサイト、サーバ又は他のリモート線源から送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ又は無線技術、例えば、赤外線、ラジオ及び電磁波は、媒体の定義に含まれる。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲に含まれるものとする。

【0070】

例示的な実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の真の思想及び範囲から逸脱することなく、ここに説明した実施形態を様々に変更できることは、当業者にとって明らかである。ここで使用した用語及び記述は、例示的なものであり、本発明を制限することを意図するものではない。例えば、例示によって処理について説明したが、この処理の段階は、例示したものとは異なる順序で実行してもよく、同時に実行してもよい。更に、詳細な説明及び特許請求の範囲で使用される「備える」、「有する」等の用語及びその活用形は、「含む」と同様に、包含的な意味で用いられる。また、項目の列挙、例えば、Ａ及びＢに関して用いられる「１つ以上」及び「少なくとも１つ」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、又はＡ及びＢの全てを意味する。更に、特に明記しない限り、「組」という語は、「１つ以上」と解釈される。また、「接続」という語は、間接的な接続及び直接的な接続の両方を意味する。したがって、第１のデバイスが第２のデバイスに接続されている場合、この接続は、直結的な接続であってもよく、他のデバイス、構成要素及び接続を介する間接的な接続であってもよい。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】