特開 2023-115001 飽和補正及び動的利得構成のための方法並びにそれを実行するための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023115001

(43)【公開日】2023-08-18

(54)【発明の名称】飽和補正及び動的利得構成のための方法並びにそれを実行するための装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20230810BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 350F

A61B6/03 373

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023016064

(22)【出願日】2023-02-06

(31)【優先権主張番号】17/666,129

(32)【優先日】2022-02-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】505172824

【氏名又は名称】アキュレイ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100137338

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 朋子

(72)【発明者】

【氏名】ユイ，ジーツォン

(72)【発明者】

【氏名】ジェイン，アミット

(72)【発明者】

【氏名】ギャニオン，ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】ベイ，チュアンヨン

(72)【発明者】

【氏名】チャッポ，マーク

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA22

4C093CA13

4C093EA07

4C093EB17

4C093EC16

4C093FC16

4C093FC18

4C093FD03

4C093FD09

(57)【要約】

【課題】従来のフラットパネル検出器の狭いダイナミックレンジを克服するために、二重エネルギーＣＴシステムを動作させる代替のシステム及び方法が必要である。
【解決手段】少なくとも１つの飽和光線における飽和は、放射線検出器の現在のビューの間に基準点を通過した後に、放射線検出器で受光された放射線源の第１の光線に対応する飽和光線を特定するステップと、放射線検出器で受光された放射線源の第２の光線に対応する少なくとも１つの非飽和光線を特定するステップと、特定するステップに応答して、少なくとも１つの非飽和光線の値に基づいて飽和光線の値を調整するステップとを含む方法によって補正される。非飽和光線は、現在の回転の隣接ビューからの光線、前又は後続の回転の隣接ビューからの光線、又は共役光線であり得る。また、飽和を回避するための利得レベルの選択方法も開示されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの飽和光線における飽和を補正するための方法であって、
放射線検出器の現在のビューの間に基準点を通過した後に、前記放射線検出器で受光された放射線源の第１の光線に対応する飽和光線を特定するステップと、
前記放射線検出器の前のビューの間に前記基準点を通過した後に前記放射線検出器で受光された前記放射線源の第２の光線、又は前記放射線検出器の次のビューの間に前記基準点を通過した後に前記放射線検出器で受光された前記放射線源の第３の光線に対応する少なくとも１つの非飽和光線を特定するステップと、を含み、
前記放射線検出器の前記前のビュー及び前記放射線検出器の前記次のビューの各々は、前記現在のビューに隣接しており、
前記放射線源は、前記現在のビュー用の第１のエネルギーと、前記前のビュー及び前記次のビュー用の第２のエネルギーとを有し、前記第２のエネルギーは、前記第１のエネルギーとは異なり、
前記特定するステップに応答して、前記少なくとも１つの非飽和光線の値に基づいて前記飽和光線の値を調整するステップと
を含む、方法。

【請求項2】

前記非飽和光線が、前記放射線源の現在の回転の間に放射される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記非飽和光線が、前記飽和光線が放射される前記放射線源の回転とは異なる前記放射線源の回転の間に放射される、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記飽和光線の前記値を調整するステップが、前記少なくとも１つの非飽和光線の前記値と前記現在のビューに関する情報とに基づいて前記飽和光線の前記値を調整するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記非飽和光線が前記第２の光線に対応する、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記非飽和光線が前記第３の光線に対応する、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記飽和光線の値が、前記第２の光線に対応する非飽和光線の値と、前記第３の光線に対応する非飽和光線の値とに基づいて調整される、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記飽和光線の値を調整する前記ステップが、前記非飽和光線の値と、前記放射線検出器の前記現在のビューから前記飽和光線に隣接する非飽和光線の値とに基づいて前記飽和光線の値を調整するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記第１の光線が短い経路長を有するスキャン対象物の領域を通過する、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

少なくとも１つの飽和光線における飽和を補正するための方法であって、
放射線検出器の現在のビューの間に基準点を通過した後に、前記放射線検出器で受光した放射線源の第１の光線に対応する飽和光線を特定するステップと、
共役ビューの間に前記基準点を通過した後に前記放射線検出器で受光した前記放射線源の第２の光線に対応する少なくとも１つの非飽和光線を特定するステップと、を含み、
前記第２の光線は、前記第１の光線に対して１８０°回転した第３の光線に隣接し、
前記特定するステップに応答して、前記少なくとも１つの非飽和光線の値に基づいて前記飽和光線の値を調整するステップと
を含む、方法。

【請求項11】

前記放射線源が、前記現在のビュー用の第１のエネルギー及び前記共役ビュー用の第２のエネルギーを有し、前記第２のエネルギーが前記第１のエネルギーとは異なる、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記飽和光線の値が、前記非飽和光線の値及び前記現在のビューに関する情報に基づいて調整される、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記飽和光線の値が、前記第２の光線に対応する非飽和光線の値と、前記飽和光線のフレームにおける非飽和光線の値とに基づいて調整される、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記飽和光線の値が、前記第２の光線に対応する非飽和光線の値と、前記飽和光線の回転として前又は次の回転において同様の方位角を有する非飽和光線の値とに基づいて調整される、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記第１の光線が、短い経路長を有するスキャン対象物の領域を通過する、請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

二重エネルギー撮像システムを動作させる方法であって、
放射線源から、第１のエネルギーレベルで第１の複数の光子を放射するステップと、
放射線検出器で前記第１の複数の光子の少なくとも一部を受光するステップと、
前記放射線検出器で受光した前記第１の複数の光子の前記少なくとも一部の第１の量を示す第１の信号を前記放射線検出器の第１の利得レベルによって増幅して前記放射線検出器から出力するステップと、
前記放射線源から、第２のエネルギーレベルで第２の複数の光子を放射するステップと、
前記放射線検出器で前記第２の複数の光子の少なくとも一部を受光するステップと、
前記放射線検出器で受光した前記第２の複数の光子の前記少なくとも一部の量を示す第２の信号を、前記放射線検出器の第２の利得レベルによって増幅して前記放射線検出器から出力するステップとを含み、
前記第１の利得レベル及び前記第２の利得レベルは、前記第１の複数の光子に対応する第１の信号及び前記第２の複数の光子に対応する第２の信号の飽和を回避するように選択される、方法。

【請求項17】

前記第１のエネルギーレベルが前記第２のエネルギーレベルと異なる、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記第１の利得レベルが前記第２の利得レベルと異なる、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

前記第１の利得レベル及び前記第２の利得レベルが、前のスキャンのエネルギーレベル及び利得レベルに基づいて飽和を回避するように選択され、少なくとも１つの飽和信号が前記前のスキャンの間に出力された、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンを含む改善された撮像のために、低エネルギー放射線（例えば、キロボルト（ｋＶ））と高エネルギー放射線（例えば、メガボルト（ＭＶ））とを組み合わせて利用する撮像に関する。

【背景技術】

【0002】

二重エネルギーＣＴスキャンでは、異なるエネルギーを有する放射線ビームがスキャンに使用される。キロボルト（ｋＶ）切り替え撮影プロトコルでは、放射線電圧を、低エネルギー（例えば、８０ｋＶ）と高エネルギー（例えば、１４０ｋＶ）との間で交互に高速で変化させる。その結果、ほぼ同時に登録された二重エネルギーデータを分解することができ、高画質の画像を生成することができる。

【0003】

様々な二重エネルギーＣＴシステムは、放射線ビームを検出するように構成されたフラットパネル検出器を含む。しかしながら、このようなフラットパネル検出器は、そのダイナミックレンジが狭い可能性がある。例えば、従来のフラットパネル検出器は、ＣＴ検出器で通常使用される２０又は２４ビットと比較して、１６ビットを有する。ダイナミックレンジが狭い結果として、検出器は、高エネルギーパルス又は低エネルギーパルスによる低減衰経路で飽和する可能性がある。

【0004】

したがって、フラットパネル検出器の狭いダイナミックレンジを克服するために、二重エネルギーＣＴシステムを動作させるための代替のシステム及び方法が必要となる場合がある。

【発明の概要】

【0005】

第１の実施形態では、少なくとも１つの飽和光線の飽和を補正するための方法は、放射線検出器の現在のビューの間に基準点を通過した後に、放射線検出器で受光した放射線源の第１の光線に対応する飽和光線を特定するステップと、放射線検出器の前のビューの間に基準点を通過した後に放射線検出器で受光した放射線源の第２の光線、又は放射線検出器の次のビューの間に基準点を通過した後に放射線検出器で受光した放射線源の第３の光線に対応する少なくとも１つの非飽和光線を特定するステップと、特定するステップに応答して、少なくとも１つの非飽和光線の値に基づいて飽和光線の値を調整するステップとを含む。放射線検出器の前のビュー及び放射線検出器の次のビューの各々は現在のビューに隣接しており、放射線源は、現在のビュー用の第１のエネルギーと、前のビュー及び次のビュー用の第２のエネルギーとを有し、第２のエネルギーは第１のエネルギーとは異なる。

【0006】

別の実施形態では、少なくとも１つの飽和光線の飽和を補正するための方法は、放射線検出器の現在のビューの間に基準点を通過した後に、放射線検出器で受光した放射線源の第１の光線に対応する飽和光線を特定するステップと、共役ビューの間に基準点を通過した後に放射線検出器で受光した放射線源の第２の光線に対応する少なくとも１つの非飽和光線を特定するステップと、特定するステップに応答して、少なくとも１つの非飽和光線の値に基づいて飽和光線の値を調整するステップとを含む。第２の光線は、第１の光線に対して１８０°回転した第３の光線に隣接する。

【0007】

別の実施形態によれば、二重エネルギー撮像システムを動作させる方法は、放射線源から、第１のエネルギーレベルで第１の複数の光子を放射するステップと、放射線検出器で第１の複数の光子の少なくとも一部を受光するステップと、放射線検出器で受光した第１の複数の光子の少なくとも一部の第１の量を示す第１の信号を放射線検出器の第１の利得レベルによって増幅して放射線検出器から出力するステップと、放射線源から、第２のエネルギーレベルで第２の複数の光子を放射するステップと、放射線検出器で第２の複数の光子の少なくとも一部を受光するステップと、放射線検出器で受光した第２の複数の光子の少なくとも一部の量を示す第２の信号を、放射線検出器の第２の利得レベルによって増幅して放射線検出器から出力するステップとを含む。第１の利得レベル及び第２の利得レベルは、第１の複数の光子に対応する第１の信号及び第２の複数の光子に対応する第２の信号の飽和を回避するように選択される。

【0008】

１つの実施形態に関して説明及び／又は例示されている特徴は、１つ又は複数の他の実施形態において同じ方法又は同様の方法で、及び／又は他の実施形態の特徴と組み合わせて、又はその代わりに使用することができる。

【0009】

本発明の説明は、特許請求の範囲で使用される単語又は特許請求の範囲もしくは発明の範囲を何ら限定するものではない。特許請求の範囲で使用される単語は、それらの完全な通常の意味の全てを有する。

【0010】

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面には、本発明の実施形態が示されており、上記の本発明の一般的な説明及び以下の詳細な説明と共に、本発明の実施形態を例示するのに役立つ。図面に示されている要素境界（例えば、ボックス、ボックスのグループ、又は他の形状）は、境界の一実施形態を表すことが理解されよう。いくつかの実施形態では、１つの要素が複数の要素として設計されてもよいし、複数の要素が１つの要素として設計されてもよい。いくつかの実施形態では、別の要素の内部構成要素として示されている要素は、外部構成要素として実装されてもよく、その逆も可能である。更に、要素は縮尺通りに描かれていない場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本明細書に説明する１つ又は複数の実施形態による例示的な放射線治療提供デバイスである。

【図2】本明細書に説明する１つ又は複数の実施形態による放射線治療提供デバイスの例示的な図である。

【図3】本明細書に説明する１つ又は複数の実施形態による例示的なデバイス構成である。

【図4】本明細書に示し説明する１つ又は複数の実施形態による飽和光線において飽和補正を実行する例示的な方法のフローチャートである。

【図5】本明細書に説明する１つ又は複数の実施形態による別の例示的なデバイス構成である。

【図6】本明細書に示し説明する１つ又は複数の実施形態による飽和光線において飽和補正を実行する別の例示的な方法のフローチャートである。

【図7】本明細書に説明する１つ又は複数の実施形態による別の例示的なデバイス構成である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下は、本開示を通して使用され得る例示的な用語の定義を含む。全ての用語の単数形及び複数形は、それぞれの意味に該当する。

【0013】

本明細書で使用される「構成要素」は、ハードウェアの一部、ソフトウェアの一部、又はそれらの組合せとして定義することができる。ハードウェアの一部は、少なくともプロセッサ及びメモリの一部を含むことができ、メモリは実行する命令を含む。構成要素をデバイスに関連付けてもよい。

【0014】

様々な実施形態では「二重スキャン」又は「第１のスキャン」と「第２のスキャン」として説明されているが、本明細書に説明する画像取得方法は、多重回転スキャンを含むか、又はその他の方法で使用することができ、それは、例えば、連続スキャン（例えば、患者支持体はガントリボアを通って長手方向に移動すると共に、線源は中心軸を中心としてヘリカル軌道を描く）、患者支持体の長手方向の増分移動を伴う非連続ストップアンドリバース円形スキャン、ステップアンドシュート円形スキャンなどであってもよい。したがって、本明細書で使用する「二重スキャン」という語句は、多重回転を含むスキャンを指し、これは連続的であっても非連続的であってもよい。

【0015】

本明細書で使用される「回路」と同義の「論理」は、機能（複数可）又は動作（複数可）を実行するためのハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、及び／又はそれぞれの組合せを含むが、これらに限定されない。例えば、所望の用途や必要性に基づいて、論理は、ソフトウェア制御のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの個別論理、又はその他のプログラムされた論理デバイス及び／又はコントローラを含むことができる。また、論理をソフトウェアとして完全に具現化してもよい。

【0016】

本明細書で使用される「プロセッサ」は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）、及びデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などの実質的に任意の数のプロセッサシステム又はスタンドアロンプロセッサの１つ又は複数を任意の組合せで含むが、これらに限定されない。プロセッサは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、クロック、デコーダ、メモリコントローラ、又は割り込みコントローラなど、プロセッサの動作をサポートする様々な他の回路に関連付けられてもよい。これらのサポート回路は、プロセッサ又はその関連する電子パッケージの内部又は外部にあってもよい。サポート回路は、プロセッサと動作可能に通信する。なお、サポート回路は、ブロック図やその他の図面で必ずしもプロセッサと別個に示されている必要はない。

【0017】

本明細書で使用される「信号」には、アナログ信号又はデジタル信号、１つ又は複数のコンピュータ命令、ビット又はビットストリームなどを含む１つ又は複数の電気信号などを含むが、これらに限定されない。

【0018】

本明細書で使用される「ソフトウェア」は、コンピュータ、プロセッサ、論理、及び／又は他の電子デバイスに機能、動作、及び／又は所望の方法で実行させる１つ又は複数のコンピュータ可読及び／又は実行可能命令を含むが、これらに限定されない。命令は、動的にリンクされたソース又はライブラリからの別個のアプリケーション又はコードを含むルーチン、アルゴリズム、モジュール、又はプログラムなどの様々な形態で具現化されてもよい。

【0019】

上記で例示的な定義が示されたが、本明細書と一致する最も広い合理的な解釈がこれら及び他の用語に使用されることが本出願人の意図である。

【0020】

１つ又は複数の実施形態によれば、基準点を通過した後に放射線検出器で受光される放射線源の後続の光線に対応する少なくとも１つの非飽和光線を特定し、少なくとも１つの非飽和光線の値に基づいて飽和光線の値を調整することによって、現在のビューの少なくとも１つの飽和光線の飽和が補正される。後続の光線は、例えば、放射線検出器の前のビューの間、放射線検出器の次のビューの間、又は放射線検出器の共役ビューの間、又は（同一又は同様の角度での）前又は今後の回転の間、基準点を通過した後に放射線検出器で受光される光線であってもよい。いくつかの実施形態では、放射線源は、現在のビュー用の第１のエネルギーと、前のビュー、次のビュー、又は共役ビュー用の第２のエネルギーとを有し、ここで、第２のエネルギーは第１のエネルギーとは異なる。したがって、非飽和光線の隣接ビュー又は共役ビューのデータを使用して飽和光線の値を調整することができ、ダイナミックレンジが狭いにもかかわらず、フラットパネル検出器を二重エネルギー撮像システムで使用することができる。

【0021】

更に、１つ又は複数の実施形態によれば、放射線検出器の利得値を、放射線源のエネルギー切り替えと連動して切り替えることができる。実施形態では、光子は放射線源から第１のエネルギーレベルで放射され、その光子の少なくとも一部は放射線検出器で受光され、第１の利得レベルで増幅された受光光子の量を示す第１の信号が出力される。放射線源は第２のエネルギーレベルで光子を放射し、その光子の少なくとも一部は放射線検出器で受光され、第２の利得レベルで増幅された受光光子の量を示す第２の信号が出力される。第１の利得レベルは、第２の利得レベルよりも低い。実施形態では、第１のエネルギーレベルは第２のエネルギーレベルよりも低く、低エネルギーパルスと比較して高エネルギーパルスが低い利得レベルを使用して検出されるようにする。したがって、検出器の利得レベルは、検出器に蓄積されるエネルギーの予想量に基づいて動的に調整することができ、フラットパネル検出器のダイナミックレンジが狭いにもかかわらず、二重エネルギー撮像システムに使用することができる。

【0022】

ここで図１及び図２を参照すると、マルチモーダル装置１０が示されている。マルチモーダル装置１０は、例えば、ＩＧＲＴ提供システムとして、ＩＧＲＴに限定されない様々な用途に使用することができる（図２に示すような）放射線治療デバイスに関連付けられ、及び／又はそれに統合することができることが理解されよう。マルチモーダル装置１０は、ガントリ１２と呼ばれる回転可能ガントリシステムを含み、支持ユニット又はハウジング１４によって支持されるか、他の方法で収容される。本明細書でのガントリとは、１つ又は複数の放射線源及び／又は関連する検出器をターゲットの周りを回転しながら支持することができる１つ又は複数のガントリ（例えば、リングアーム又はＣアーム）を備えるガントリシステムを指す。回転可能リングガントリ１２は、１０ｒｐｍ以上の回転が可能であってもよい。

【0023】

回転可能ガントリ１２は、ガントリボア１６を画定し、撮像及び／又は治療のために患者を移動及び位置決めすることができる。一実施形態によれば、回転可能ガントリ１２は、放射線源及び関連する放射線検出器（複数可）の連続回転を提供する一方で、検出器（複数可）が受光する高品質の撮像データに十分な帯域幅を提供するスリップリングガントリとして構成されている。スリップリングガントリは、デバイスに関連する電力や信号を伝送するケーブルの巻き取りと巻き戻しのために、ガントリを交互方向に回転させる必要がない。このような構成により、ＩＧＲＴシステムに組み込まれた場合であっても、ＣＢＣＴを含む連続ヘリカルコンピュータ断層撮影が可能になる。

【0024】

患者支持体１８は、回転可能ガントリ１２に隣接して配置され、回転可能ガントリ１２内への、及び回転可能ガントリ１２内での長手方向の移動のために、一般的には水平位置にある患者を支持するように構成される。患者支持体１８は、例えば、ガントリ１２の回転平面に垂直な方向に（ガントリ１２の回転軸に沿って又は平行に）患者を移動させることができる。患者支持体１８は、患者及び患者支持体１８の動きを制御するための患者支持コントローラに動作可能に結合することができる。患者支持コントローラは、指示された撮像計画及び／又は治療計画に従って患者の長手方向軸を中心に回転させるために、回転可能ガントリ１２及び回転ガントリに取り付けられた放射線源と同期することができる。患者支持体はまた、ボア１６内に入ると、上下左右に限定された範囲で動かすことができ、最適な治療ができるように患者の位置を調整することができる。軸ｘ、ｙ、及びｚが示されており、ガントリ１２の正面から見て、ｘ軸は水平で右を指し、ｙ軸はガントリ平面を指し、ｚ軸は垂直で上を指す。ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸は、右手の法則に従う。

【0025】

図２に示すように、マルチモーダル装置１０は、回転可能ガントリ１２に結合されるか、他の方法で支持される放射線源３０を含む。この実施形態では、放射線源３０は、撮像用放射線源であり、高画質画像を生成するために放射線ビーム（一般に３２として示される）を放射する。この実施形態では、撮像用放射線源は、キロボルト（ｋＶ）源（例えば、約２０ｋＶ～約１５０ｋＶの範囲のエネルギーレベルを有する臨床用ｘ線源）として構成されたｘ線源３０である。一実施形態では、低エネルギー放射線源は、最大１５０ｋｅＶまでのキロ電子ボルト（ｋｅＶ）ピーク光子エネルギーを含む。撮像放射線源は、撮像に適した任意のタイプの透過源とすることができる。例えば、撮像用放射線源は、例えば、ｘ線発生源であってもよい。本明細書におけるｘ線、ｘ線撮像、ｘ線撮像源などへの言及は、特定の実施形態の例示である。他の撮像透過源は、様々な他の実施形態において交換可能に使用することができる。

【0026】

様々な実施形態において、放射線源３０は、投影ビュー間で第１の電圧（例えば、約８０ｋＶ）と第２の電圧（例えば、約１４０ｋＶ）との間で高速で切り替えられ、それにより、ほぼ同時に登録された二重エネルギーデータを提供する。実施形態において、放射線源３０の電圧は、第１の電圧における現在のビューが第２の電圧における前の隣接ビュー及び次の隣接ビューを有するように、２つの連続する投影ビューの間で第１の電圧から第２の電圧に切り替えられる。実施形態では、放射線源３０の電圧は、所定のシーケンス（例えば、第１の電圧で３パルスと、それに続く第２の電圧で１パルスなどの反復シーケンス）に従って切り替えられる。

【0027】

ｘ線検出器３４（例えば、二次元フラット型検出器）は、回転可能ガントリ１２に結合されるか、他の方法で支持される。ｘ線検出器３４は、ｘ線源３０から放射線を受光するように配置され、ｘ線源３０と共に回転することができる。ｘ線検出器３４は、開示された技術の範囲から逸脱することなく、いくつかの構成を取り得ることが理解されよう。図１及び図２に示すように、ｘ線検出器３４は、フラットパネル型検出器（例えば、多列フラットパネル型検出器）として構成することができる。検出器３４は、減衰しなかった放射線の量を検出するか又は他の方法で測定することができ、したがって、患者又は関連する患者ＲＯＩによって実際に減衰したものを（最初に生成されたものと比較して）推測することができる。検出器３４は、放射線源３０が患者の周囲を回転して放射線を患者に向けて放射するときに、異なる角度から減衰データを検出又は収集することができる。

【0028】

図１及び図２は、放射線源３０がリングガントリ１２に取り付けられたマルチモーダル装置１０を示しているが、他の実施形態は、例えば、Ｃアームガントリ及びロボットアームベースのシステムを含む他のタイプの回転可能な撮像装置を含んでもよい。ガントリベースのシステムでは、ガントリは、アイソセンタを通過する軸を中心に撮像用放射線源３０を回転させる。ガントリベースのシステムはＣアームガントリを含み、撮像用放射線源３０は、アイソセンタを通過する軸の上に片持ち梁状に取り付けられ、その軸を中心に回転する。ガントリベースのシステムは、患者の身体がリング／トロイドのボアを通って延びる概ねトロイダル形状を有するリングガントリ、例えば、回転可能ガントリ１２を更に含み、撮像用放射線源３０はリングの外周に取り付けられ、アイソセンタを通過する軸を中心に回転する。いくつかの実施形態では、ガントリ１２は連続的に回転する。他の実施形態では、ガントリ１２は、回転と反転を繰り返すケーブルベースのシステムを利用する。

【0029】

コリメータ又はビームフォーマアセンブリ（一般に３６として示す）は、ｘ線源３０に対して配置され、ｘ線源３０が放射する放射線ビーム３２の形状を選択的に制御及び調整して、ｘ線検出器３４の活性領域の一部又は領域を選択的に露光させる。ビームフォーマはまた、放射線ビーム３２がｘ線検出器３４上にどのように配置されるかを制御することもできる。一実施形態では、ビームフォーマ３６は、（例えば、より薄い又はより厚いスリットを作成するために）１自由度／次元の動きを持つことができる。別の実施形態では、ビームフォーマ３６は、２自由度／次元の動き（例えば、様々なサイズの長方形を作成）を持つことができる。他の実施形態では、ビームフォーマ３６は、例えば、平行四辺形を含む様々な他の動的に制御される形状が可能であってもよい。これらの形状は全て、スキャンの間に動的に調整することができる。いくつかの実施形態では、ビームフォーマの遮断部分を回転及び／又は並進させることができる。

【0030】

ビームフォーマ３６は、ｘ線源３０が放射する放射線ビーム３２の形状を調整することができる様々な方法で構成され得る。例えば、ビームフォーマ３６は、ｘ線源３０からの放射線ビームが平行になって通過することができる開口部のサイズを規定し、選択的に調整する一組のジョー又は他の適切な部材を含むように構成することができる。例示的な一構成によれば、ビームフォーマ３６は、上部ジョーと下部ジョーを含むことができ、上部ジョーと下部ジョーは、異なる方向（例えば、平行な方向）に移動可能であり、ｘ線源３０からの放射線ビームが通過する開口部のサイズを調整し、また、撮像の最適化及び患者の被ばく線量の最小化のために、撮像される患者の部分のみを照射するように、患者に対するビーム３２の位置を調整することができる。

【0031】

図２に示すように、マルチモーダル装置１０は、回転可能ガントリ１２に結合されるか、他の方法で支持される高エネルギー放射線源（例えば、ＭＶ）２０を含む放射線治療デバイスと統合されてもよい。一実施形態によれば、高エネルギー放射線源２０は、関心領域における患者内の腫瘍の治療に使用される高エネルギー放射線源などの治療用放射線源として構成される。他の実施形態では、高エネルギー放射線源２０はまた、撮像用放射線源として構成されるか、又は少なくともそのように利用される。治療用放射線源は、高エネルギーｘ線ビーム（例えば、ＭＶのｘ線ビーム）、及び／又は高エネルギー粒子ビーム（例えば、電子ビーム、陽子ビーム、又は炭素などの重イオンビーム）、又は別の適切な形態の高エネルギー放射線であり得ることが理解されよう。一実施形態では、高エネルギー放射線源２０は、１ＭｅＶ以上のメガ電子ボルト（ＭｅＶ）ピーク光子エネルギーを含む。一実施形態では、高エネルギーｘ線ビームは、約０．８ＭｅＶより大きい平均エネルギーを有する。別の実施形態では、高エネルギーｘ線ビームは、約０．２ＭｅＶより大きい平均エネルギーを有する。別の実施形態では、高エネルギーｘ線ビームは、約１５０ｋｅＶを超える平均エネルギーを有する。一般に、高エネルギー放射線源２０は、低エネルギー放射線源３０よりも高いエネルギーレベル（ピーク及び／又は平均など）を有する。

【0032】

一実施形態では、高エネルギー放射線源２０は、治療用放射線（例えば、ＭＶ）を生成するＬＩＮＡＣであり、撮像システムは、比較的低強度の低エネルギー撮像用放射線（例えば、ｋＶ）を生成する独立した低エネルギー放射線源３０を含む。他の実施形態では、治療用放射線源２０は、一般に約１ＭｅＶを超えるエネルギーを有することができる、例えば、Ｃ０－６０などの放射性同位体であってもよい。高エネルギー放射線源２０は、治療計画に従って患者支持体１８上に支持される患者内の関心領域（ＲＯＩ）に向けて１つ又は複数の放射線ビーム（一般に２２で示す）を放射することができる。

【0033】

様々な実施形態では、高エネルギー放射線源２０は、治療用放射線源及び撮像用放射線源として利用される。以下で詳細に説明するように、放射線源２０、３０を互いに組み合わせて使用し、より高品質でより利用価値の高い画像を提供することができる。本明細書での治療用放射線源２０への言及は、高エネルギー放射線源２０と、撮像のためにだけ使用され得る低エネルギー放射線源３０とを区別するためのものである。しかしながら、治療用放射線源２０への言及は、治療用放射線源２０（高エネルギー放射線源）を治療及び／又は撮像に利用することができる実施形態を含む。他の実施形態では、少なくとも１つの追加の放射線源を回転可能ガントリ１２に結合し、放射線源２０、３０のピーク光子エネルギーとは異なるピーク光子エネルギーで投影データを取得するように動作させることができる。

【0034】

マルチモーダル装置１０は、オペレータ／ユーザインタフェース４８を含むことができ、装置１０のオペレータは、装置１０と対話するか、又は他の方法で制御して、スキャン又は撮像パラメータなどに関する入力を提供することができる。オペレータインタフェース４８は、キーボード、マウス、音声起動コントローラなどの任意の適切な入力デバイスを含んでもよい。装置１０はまた、装置１０のオペレータに出力を提供するためのディスプレイ５２又は他の人間が読める要素を含んでもよい。例えば、ディスプレイ５２により、オペレータは、再構成された患者画像、及び装置１０の動作に関連する撮像又はスキャンパラメータなどその他の情報を観察することが可能になる。

【0035】

図２に示すように、マルチモーダル装置１０は、装置１０の１つ又は複数の構成要素に動作可能に結合されたコントローラ（一般に６０として示す）を含む。コントローラ６０は、ｘ線源３０及び／又は治療用放射線源２０への電力及びタイミング信号の供給、検出器３４への利得信号の供給、並びに回転可能ガントリ１２の回転速度及び位置を制御するガントリモータコントローラを含む装置１０の機能及び動作の全体を制御する。コントローラ６０は、患者支持コントローラ、ガントリコントローラ、治療用放射線源２０及び／又はｘ線源３０に結合されたコントローラ、ビームフォーマコントローラ、検出器２４及び／又はｘ線検出器３４に結合されたコントローラなどのうちの１つ又は複数を包含することができることが理解されよう。一実施形態では、コントローラ６０は、他の構成要素、デバイス、及び／又はコントローラを制御することができるシステムコントローラである。

【0036】

様々な実施形態では、再構成プロセッサ４０、オペレータインタフェース４８、ディスプレイ５２、コントローラ６０及び／又は他の構成要素を、１つ又は複数の構成要素又はデバイスに組み合わせることができる。

【0037】

装置１０は、様々な構成要素、論理、及びソフトウェアを含んでもよい。一実施形態では、コントローラ６０は、プロセッサ、メモリ、及びソフトウェアを備える。限定ではなく例として、マルチモーダル装置及び／又は放射線治療システムは、特定の用途のための撮像及び／又はＩＧＲＴに関連する１つ又は複数のルーチン又はステップを実施することができる様々なその他のデバイス及び構成要素（例えば、とりわけ、ガントリ、放射線源、コリメータ、検出器、コントローラ、電源、患者支持体）を含むことができ、ここで、ルーチンは、メモリに記憶することができるそれぞれのデバイス設定、構成、及び／又は位置（例えば、経路／軌道）を含む、撮像、画像ベースの事前提供ステップ、及び／又は治療提供を含むことができる。更に、コントローラ（複数可）は、メモリに記憶された１つ又は複数のルーチン又はプロセスに従って、１つ又は複数のデバイス及び／又は構成要素を直接的又は間接的に制御することができる。直接制御の一例は、撮像又は治療に関連する様々な放射線源又はコリメータパラメータ（電力、速度、位置、タイミング、変調など）の設定である。間接制御の一例は、患者支持コントローラ又はその他の周辺機器への位置、経路、速度などの伝達である。適切なコマンド及び／又は情報を所望のデバイス及び構成要素に伝達するために、装置に関連付けられ得る様々なコントローラの階層を任意の適切な方法で配置してもよい。

【0038】

更に、当業者は、システム及び方法を他のコンピュータシステム構成で実施できることを理解するであろう。本発明の図示された態様は、特定のタスクが通信ネットワークを介してリンクされたローカル又はリモートの処理装置によって実行される分散型コンピューティング環境において実施され得る。例えば、一実施形態では、再構成プロセッサ４０は、別個のシステムに関連付けられてもよい。分散型コンピューティング環境では、プログラムモジュールをローカル及びリモートのメモリ記憶装置の両方に配置してもよい。例えば、リモートデータベース、ローカルデータベース、クラウドコンピューティングプラットフォーム、クラウドデータベース、又はこれらの組合せを装置１０で利用してもよい。

【0039】

マルチモーダル装置１０は、コンピュータを含む本発明の様々な態様を実施するための例示的な環境を利用することができ、コンピュータは、コントローラ６０（例えば、プロセッサと、メモリ４４であってもよいメモリとを含む）及びシステムバスを含む。システムバスは、メモリを含むがこれに限定されないシステム構成要素をプロセッサに結合することができ、他のシステム、コントローラ、構成要素、デバイス、及びプロセッサと通信することができる。メモリは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードドライブ、フラッシュドライブ、及び任意の他の形態のコンピュータ可読媒体を含んでもよい。メモリは、例えば、治療計画を含むことができるルーチン及びパラメータを含む様々なソフトウェア及びデータを記憶することができる。

【0040】

治療用放射線源２０及び／又はｘ線源３０は、治療用放射線源２０及びｘ線源３０の相対動作を制御するように構成されたコントローラ６０に動作可能に結合することができる。例えば、ｘ線源３０を治療用放射線源２０と同時に制御し、動作させることができる。加えて、又は代替的に、ｘ線源３０は、実施される特定の治療計画及び／又は撮像計画に応じて、治療用放射線源２０を用いて順次、制御し動作させることができる。例えば、様々な実施形態において、放射線源２０、３０からの測定投影データが同時に（又は本質的に／ほぼ（準）同時に、例えば、互いに約５０ｍｓ以内に）、又は順次に（例えば、秒、分などで区切って）、取得されるように、放射線源２０、３０を動作させることができる。

【0041】

いくつかの方法で撮像スキャン及び／又は治療スキャンの間に、患者を中心として、放射線源２０、３０及び検出器（複数可）２４、３４を回転するように構成することができることが理解されよう。一実施形態では、線源２０、３０の動きと露光を患者支持体１８の長手方向の動きと同期させることにより、治療中に患者画像の連続したヘリカル撮影又はヘリカルスキャンを行うことができる。放射線源２０、３０及び検出器（複数可）２４、３４（例えば、患者の移動速度を一定にしたガントリの連続的かつ一定の回転）に加えて、開示した技術の範囲から逸脱することなく他の変形形態を採用できることが理解されよう。例えば、回転可能ガントリ１２及び患者支持体は、支持体が回転可能ガントリ１２に対して（一定又は可変の速度で）移動するように制御されるので、ガントリ１２が患者支持体上に支持された患者の周りを「往復」方式で（例えば、時計回りの回転と反時計回りの回転を交互に）回転するように（上記のように連続的にではなく）制御することができる。別の実施形態では、連続したステップアンドシュート円形スキャンにより、患者支持体１８の長手方向への移動（ステップ）と回転可能ガントリ１２によるスキャン回転（シュート）は、所望の量が捕捉されるまで交互に行われる。マルチモーダル装置１０は、ボリュームベース及びプラナーベースの画像取得が可能である。例えば、様々な実施形態では、マルチモーダル装置１０を使用して、ボリューム画像及び／又はプラナー画像を取得し、関連する処理を実行することができる。

【0042】

様々な他のタイプの放射線源及び／又は患者支持体の移動を利用して、放射線源と患者との相対的な動きを実現し、投影データを生成することができる。放射線源及び／又は患者支持体の非連続的な動き、連続的だが可変／非一定（線形及び非線形を含む）移動、速度、及び／又は軌道など、並びにこれらの組合せを、上述の装置１０の様々な実施形態との組合せを含めて、使用してもよい。

【0043】

一実施形態では、ガントリ１２の回転速度、患者支持体１８の速度、ビームフォーマの形状、及び／又は検出器の読み出しは全て、画像取得中、一定であり得る。他の実施形態では、これらの変数の１つ又は複数は、画像取得中及び／又は治療中に動的に変化する可能性がある。

【0044】

他の実施形態では、これらの特徴は、例えば、患者設定、適応治療モニタリング、治療計画などを含む１つ又は複数の他の画像ベースの動作又は手順と組み合わせることができる。

【0045】

画像データ取得中、線源（例えば、線源３０）と検出器（例えば、３４）の両方は、ガントリ１２の回転に伴って角度方向の経路に沿って移動する。線源３０と検出器３４は、それぞれの経路に沿って同期して移動することができる。例えば、図３に示すように、検出器３４が位置３０３、３０５、３０７に配置されている場合、角度方向の経路に沿った様々な位置でデータが収集される。

【0046】

各位置３０３、３０５、３０７において、検出器３４は、次のビューに進む前に、適切なタイプのデータを収集するためにある一定の時間を費やす。データタイプは、線源３０から対象物２６（本明細書では「スキャン対象物」と呼ぶこともある）を通るｘ線の横断に関するデータである画像データＩ、又は線源３０の電源がオフのときに検出器３４によって検出されるデータである背景データＢであってもよい。画像データＩは、例えば、患者に関する診断データであってもよい。しかしながら、本開示の文脈では、他のデータを得てもよい。画像データＩは、断層撮影法を使用して患者の３Ｄ表現を形成するために再構成することができる。画像データＩを検出するために、線源３０の電源を入れ、ｘ線を放射しなければならない。本明細書では「ｘ線を放射する」と称するが、線源３０は、共に、ｘ線又は光線と称する光子の流れ（例えば、光線）を放射することを理解すべきである。

【0047】

実施形態では、放射線源３０は、図３に示すように、投影ビュー間で第１の電圧（例えば、約１４０ｋＶ）と第２の電圧（例えば、約８０ｋＶ）との間で高速で切り替えられる。図３では、現在のビュー３０４における放射線源３０及びｘ線検出器３４の位置を薄黒くし、前のビュー及び次のビューにおける放射線源３０及びｘ線検出器３４の位置を破線で示す。特に、前のビューでは、放射線源は位置３０６にあり、ｘ線検出器は位置３０７にあり、次のビューでは、放射線源は位置３０２にあり、ｘ線検出器は位置３０３にある。各ビューにおいて放射線源３０が複数の光線を放射し、ｘ線検出器３４が複数の光線を受光することを理解すべきであるが、図３では、各位置で放射線源３０が放射する単一の光線が図示され、その他の光線はわかりやすくするために省略されている。現在のビューの間に光線Ｃが放射され、前のビューの間に光線Ｐが放射され、次のビューの間に光線Ｎが放射される。

【0048】

図示された光線Ｃ、Ｎ及びＰの各々は、スキャン対象物２６内の基準点Ｒを通過する。図３に示す実施形態では、基準点Ｒは、スキャン対象物２６の周辺領域に位置する。基準点Ｒの位置は周辺領域に限定されないが、スキャン対象物によるｘ線の減衰は少なく、飽和が起こりやすくなると考えられる。したがって、基準点Ｒは、周辺領域に位置するものとして様々な実施形態で説明することができるが、基準点Ｒは、ビュー内のどこに位置してもよいと考えられる。光線Ｃ、Ｎ及びＰの各々は、基準点Ｒを通過した後に放射線検出器３４で受光される。様々な実施形態において、基準点Ｒは、アイソセンタに最も近い光線上の点として構成される。

【0049】

図３に示す実施形態では、電圧切り替えはインターリーブされており、第１の電圧におけるあるビュー（例えば、現在のビュー）での放射に続いて第２の電圧における次のビューでの放射があり、第１の電圧におけるあるビューでの放射は、第２の電圧における前のビューでの放射に先行していることを意味する。言い換えれば、放射線源からの放射は、第１の電圧と第２の電圧との間で交互に行われる。様々な実施形態において、飽和補正は、現在及び／又は次もしくは前のビューからの非飽和光線又はフレームからの情報を用いて、少なくとも１つの飽和光線に対して実行することができる。本明細書では、非飽和光線を使用するものとして飽和補正を説明しているが、飽和光線を補正するために、同じフレーム（即ち、非飽和フレーム）からの複数の非飽和光線を（例えば、平均化して）使用することができると考えられる。

【0050】

図４は、様々な実施形態による、隣接するフレームを使用する飽和補正の例示的な方法のフローチャートである。図３及び図４の以下の説明では、現在のビューは第１の電圧（例えば、約１４０ｋＶ）での放射を含むものとして説明され、前のビュー及び次のビューは第２の電圧（例えば、約８０ｋＶ）での放射を含むものとして説明される。しかしながら、参照される「現在のビュー」に応じて、現在のビュー、前のビュー、及び次のビューの電圧を逆にすることができることを理解すべきである。更に、非飽和データは、非飽和光線が飽和光線と基準点を通る実質的に同じ経路長を有することを条件として、同じ回転の間に位置するか又は異なる回転の間に位置するかどうかに拘わらず、三次元空間において飽和光線に近接する（例えば、隣接する）１つ又は複数の非飽和光線から来ることができると考えられる。

【0051】

この例では、光線Ｃの結果として位置３０５でｘ線検出器３４が受け取るエネルギー量（図４のブロック５００）は、ｘ線検出器３４のダイナミックレンジを超える。このエネルギーを受け取った結果、ｘ線検出器３４に関連するコントローラは、投影光線Ｃが飽和していると判定する（図４のブロック５０２）。しかしながら、光線Ｐ及びＮの各々の結果としてｘ線検出器３４が受け取るエネルギー量（この例では、光線Ｃの結果としてｘ線検出器が受け取るエネルギー量の約１／３）は、ｘ線検出器３４のダイナミックレンジを超えない。図４のブロック５０４において、ｘ線検出器３４に関連するコントローラは、投影光線Ｃの基準点Ｒを通る前のビューからの対応する投影光線（例えば、光線Ｐ）及び次のビューからの対応する投影光線（例えば、光線Ｎ）を特定する。光線Ｐ及び光線Ｎの結果としてｘ線検出器３４が受け取ったエネルギー量に基づいて、コントローラは、投影光線Ｐ及びＮが飽和していないと判定する（例えば、決定ブロック５０６における「いいえ」）。言い換えれば、コントローラは、ｘ線検出器の前又は次のビューから、少なくとも１つの非飽和光線を特定する。

【0052】

様々な実施形態において、所与の投影光線が飽和しているか否かの判定は、所与の光線に対する受光エネルギーに応答するｘ線検出器の出力をｘ線検出器のしきい値出力値と比較するコントローラの結果であり得る。一実施形態では、コントローラは、光線Ｃを受光した結果としてｘ線検出器が出力する信号を最大信号出力値と比較し、ｘ線検出器が出力する信号が最大信号出力値に等しいと判定した場合に、コントローラは、投影光線Ｃが飽和していると判定する。更に、コントローラは、光線Ｐ及び／又は光線Ｎの受光の結果としてｘ線検出器が出力する信号を最大信号出力値と比較し、ｘ線検出器が出力する信号が最大信号出力値未満であると判定すると、コントローラは、対応する投影光線Ｐ又はＮが飽和していないと判定する（ブロック５０６）。様々な実施形態において、投影光線Ｐ及び／又はＮが飽和していないと判定すると（例えば、ブロック５０６における「いいえ」）、対応する投影光線Ｐ及び／又はＮからのデータを使用して、現在の光線Ｃの飽和光線を補正する（ブロック５０８）。

【0053】

実施形態では、現在の光線Ｃは飽和している間、前のビューからの光線Ｐ及び次のビューの光線Ｎの両方は飽和しておらず、したがって、光線Ｐ及び光線Ｎの両方からのデータを使用して光線Ｃの飽和補正を実行することができる。しかしながら、他の実施形態では、現在の光線Ｃは飽和し、光線Ｐ及び光線Ｎの一方は飽和しないが、他方は飽和する。このような実施形態では、ブロック５０８において、飽和していない対応する投影光線からのデータは飽和補正に使用されるが、他方の対応する投影光線からのデータは飽和補正の目的のために無視される。例えば、前のビューからの対応する投影光線Ｐは飽和しておらず、次のビューからの対応する投影光線Ｎは飽和している実施形態では、光線Ｐからのデータは飽和補正に使用され、光線Ｎからのデータは飽和補正の目的のために無視される。別の例として、次のビューからの対応する投影光線Ｎは飽和しておらず、前のビューからの対応する投影光線Ｐは飽和している実施形態では、光線Ｎからのデータは飽和補正に使用され、一方、光線Ｐからのデータは飽和補正の目的のために無視される。

【0054】

様々な実施形態において、ブロック５０８において、隣接（例えば、前又は次の）ビューからの任意の非飽和データからのデータに加えて、近接する非飽和投影データも飽和補正に使用される。このような近接する非飽和投影データは、同じフレーム内の近接する非飽和光線、又はデータの近接する非飽和フレーム内の対応する光線を含むことができる。実施形態では、「近接する」とは、連続した回転において同じような方位角を持つことをいう。両方の隣接（例えば、前又は次の）ビューが飽和している（例えば、ブロック５０６における「はい」）実施形態では、近接する非飽和投影データは、隣接（例えば、前又は次の）ビューからのデータなしで飽和補正に使用される（ブロック５１０）。実施形態では、コントローラは、近接する非飽和投影データ及び前又は次のビューからの任意の非飽和対応投影光線を入力として用いて、線形補間方式又は高度補間方式を使用して飽和補正を実行する。コントローラによって実行される飽和補正は、少なくとも１つの非飽和光線の値に基づいて、飽和光線の値を調整することが有効である。

【0055】

飽和光線と同じフレームからの近接する非飽和光線が飽和補正に使用される実施形態では、単純な線形補間方式を使用することができる。１つの例示的な線形補間方式は、近接する非飽和光線を平均化すること（例えば、（光線１＋光線２）＊０．５）である。他の実施形態では、例えば、近接する非飽和フレームからの対応する光線が利用され、光線が異なる電圧で放射される場合、スケーリングを伴うスペクトル由来の補間方式を使用することができる。

【0056】

あるエネルギーからの非飽和光線を使用して異なるエネルギーからの飽和光線を補正する場合、イメージングチェーン、具体的にはｘ線スペクトルを考慮することができ、補正係数を使用して非飽和測定値を変換することができる。一実施形態では、較正された補正係数は、近接する非飽和光線の投影データが特定の材料（例えば、水）に関連付けられていると仮定することによって生成される。イメージングチェーンの事前知識（例えば、高エネルギー放射及び低エネルギー放射の両方のスペクトル）と共に、この想定材料の非飽和データに基づいて、較正テーブルを生成することができる。次いで、較正テーブル内の値に基づいて近接する非飽和光線を調整して、飽和光線の適切な値を決定することができる。

【0057】

別の実施形態では、補正係数は、イメージングチェーン情報（例えば、スペクトル）とシステム配置とを用い、最初のパスで再構成された画像を用いて計算し、各エネルギーについて１つずつ２つの投影を仮想的に生成することができる。次いで、補正係数を決定し、近接する非飽和光線の値に適用して、飽和光線の適切な値を決定することができる。様々な実施形態では、補正係数の精度を向上させるために、補正係数決定プロセスを数回実行することができる。

【0058】

図３及び図４に説明する実施形態では、高電圧パルスと低電圧パルスはインターリーブされる。したがって、これにより、現在のビュー用のエネルギーは前のビュー及び次のビュー用のエネルギーと異なることが保証される。しかしながら、他の実施形態では、高電圧パルスと低電圧パルスはインターリーブされてもされなくてもよい。したがって、いくつかのこのような実施形態では、隣接ビューの代わりに共役フレームを使用して飽和補正を実行することができる。

【0059】

図５では、現在のビューにおける放射線源３０及びｘ線検出器３４の位置（それぞれ６０２及び６０８）を薄黒くし、共役ビューにおける放射線源３０及びｘ線検出器３４の位置を破線で示す。特に、第１の共役ビューでは、放射線源は位置６０６に配置され、ｘ線検出器は位置６１２に配置され、第２の共役ビューでは、放射線源は位置６０４に配置され、ｘ線検出器は位置６１０に配置される。各ビューにおいて複数の光線が放射線源３０によって放射され、ｘ線検出器３４が受光することを理解すべきであるが、図５では、各位置で放射線源３０が放射する単一の光線が図示され、その他の光線はわかりやすくするために省略されている。光線Ｃは、現在のビューの間に放射され、光線Ｃ１及びＣ２は、共役ビューの間に放射される。

【0060】

図示された光線Ｃ、Ｃ１及びＣ２の各々は、スキャン対象物２６内の基準点Ｒを通過する。図５に示す実施形態では、基準点Ｒは、スキャン対象物２６の周辺領域に位置する。光線Ｃ、Ｃ１及びＣ２の各々は、基準点Ｒを通過した後に放射線検出器３４で受光される。様々な実施形態において、基準点Ｒは、アイソセンタに最も近い光線上の点として構成される。

【0061】

図５に示す実施形態では、電圧切り替えはインターリーブされてもされなくてもよい。しかし、共役ビューでの放射は、現在のビューでの放射とは異なる。パルス幅及び管電流は、現在のビューと共役ビューとの間で同じままである。図６は、様々な実施形態による共役フレームを使用する飽和補正の例示的な方法のフローチャートである。図５及び図６の以下の説明では、現在のビューは第１の電圧（例えば、約１４０ｋＶ）での放射を含むものとして説明され、共役ビューは第２の電圧（例えば、約８０ｋＶ）での放射を含むものとして説明される。しかしながら、参照される「現在のビュー」に応じて、現在のビューと共役ビューの電圧を逆にすることができることを理解すべきである。

【0062】

この例では、光線Ｃ（図６のブロック７００）の結果としてｘ線検出器３４が受け取るエネルギー量は、ｘ線検出器３４のダイナミックレンジを超える。このエネルギーを受け取った結果、ｘ線検出器３４に関連するコントローラは、投影光線Ｃに対応する光線が飽和していると判定する（図６のブロック７０２）。しかしながら、共役光線Ｃ１及びＣ２の各々の結果としてｘ線検出器３４が受け取るエネルギー量（この例では、光線Ｃの結果としてｘ線検出器が受け取るエネルギー量の約１／３）は、ｘ線検出器３４のダイナミックレンジを超えない。図６のブロック７０４において、ｘ線検出器３４に関連するコントローラは、投影光線Ｃの基準点Ｒを通る共役ビューからの対応する投影光線Ｃ１及びＣ２を特定する。実施形態では、対応する投影光線は、ｘ線源軌道情報及びｘ線コーンビーム投影配置（例えば、検出器が線源に対してどのように位置決めされるかに関する情報）を含むシステム配置トリガ情報に基づいて特定される。光線Ｃ１及びＣ２の結果としてｘ線検出器３４が受け取ったエネルギー量に基づいて、コントローラは、共役投影光線Ｃ１及びＣ２が飽和していないと判定する（例えば、決定ブロック７０６における「いいえ」）。言い換えれば、コントローラは、少なくとも１つの非飽和光線を特定する。

【0063】

様々な実施形態において、所与の投影光線が飽和しているか否かの判定は、所与の光線に対する受光エネルギーに応答するｘ線検出器の出力をｘ線検出器のしきい値出力値と比較するコントローラの結果であり得る。一実施形態では、コントローラは、光線Ｃを受光した結果としてｘ線検出器が出力する信号を最大信号出力値と比較し、ｘ線検出器が出力する信号が最大信号出力値に等しいと判定した場合に、コントローラは、投影光線Ｃが飽和していると判定する。更に、コントローラは、光線Ｃ１及び／又は光線Ｃ２の受光の結果としてｘ線検出器が出力する信号を最大信号出力値と比較し、ｘ線検出器が出力する信号が最大信号出力値未満であると判定すると、コントローラは、対応する投影光線Ｃ１又はＣ２が飽和していないと判定する（ブロック７０６）。様々な実施形態において、投影光線Ｃ１及び／又は光線Ｃ２が飽和していないと判定すると（例えば、ブロック７０６における「いいえ」）、対応する投影光線Ｃ１及び／又は光線Ｃ２からのデータを使用して、現在の光線Ｃの飽和光線を補正する（ブロック７０８）。

【0064】

実施形態では、現在の光線Ｃが飽和している間、光線Ｃ１及びＣ２の両方は飽和しておらず、したがって、共役光線Ｃ１及びＣ２の両方からのデータを使用して光線Ｃの飽和補正を実行することができる。しかしながら、他の実施形態では、現在の光線Ｃは飽和し、共役光線Ｃ１及びＣ２の一方は飽和しないが、他方は飽和する。このような実施形態では、ブロック７０８において、飽和していない対応する投影光線からのデータは飽和補正に使用されるが、他方の対応する投影光線からのデータは飽和補正の目的のために無視される。例えば、対応する投影光線Ｃ１は飽和しておらず、対応する投影光線Ｃ２は飽和している実施形態では、光線Ｃ１からのデータは飽和補正に使用され、光線Ｃ２からのデータは飽和補正の目的のために無視される。別の例として、対応する投影光線Ｃ２は飽和しておらず、対応する投影光線Ｃ１は飽和している実施形態では、光線Ｃ２からのデータは飽和補正に使用され、光線Ｃ１からのデータは飽和補正の目的のために無視される。

【0065】

様々な実施形態において、ブロック７０８において、共役ビューからの任意の非飽和データからのデータに加えて、近接する非飽和投影データも飽和補正に使用される。両方の共役ビューが飽和している（例えば、ブロック７０６における「はい」）実施形態では、近接する非飽和投影データは、共役ビューからのデータなしで飽和補正に使用される（ブロック７１０）。実施形態では、コントローラは、近接する非飽和投影データ及び共役ビューからの任意の非飽和対応投影光線を入力として用いて、線形補間方式又は高度補間方式を使用して飽和補正を実行する。コントローラによって実行される飽和補正は、少なくとも１つの非飽和光線の値に基づいて、飽和光線の値を調整することが有効である。

【0066】

図７は、動的利得の設定を高電圧パルスと低電圧パルスに対して変化させた例示的な実施形態を示す。上述の実施形態とは異なり、動的利得の設定を変化させることは、電圧に加えて管電流が変化する構成で実施することができる。更に、このような実施形態は、今後のスキャンで飽和光線を低減又は排除するために適切な利得設定の選択に使用できる。

【0067】

様々な実施形態において、第１の複数の光子は、第１のエネルギーレベルで放射線源３０から放射され、第２の複数の光子は、第２のエネルギーレベルで放射線源３０から放射される。図７に示すように、第１のパルスは、放射線源３０が第１の位置８００にあるときに第１の電圧（例えば、１４０ｋＶ）及び第１の電流（例えば、８０ｍＡ）を有し、第２のパルスは、放射線源３０が第２の位置８０２にあるときに第２の電圧（例えば、８０ｋＶ）及び第２の電流（例えば、１２０ｍＡ）を有する。第１の複数の光子の少なくとも一部及び第２の複数の光子の少なくとも一部は、ｘ線検出器３４で受光される。例えば、放射線源３０が第１の位置８００にあるとき、ｘ線検出器３４は位置８０４にあり、放射線源３０が第２の位置８０２にあるとき、ｘ線検出器は位置８０６にある。各パルスの特定の電圧及び電流は、特定の実施形態に応じて変化し得ることを理解すべきである。

【0068】

特定の構成に応じて、検出器が高エネルギーパルスから受けるエネルギーは、低エネルギーパルスから受けるエネルギーの２倍（又はそれ以上）となる場合がある。したがって、第１の検出器利得（例えば、高い検出器利得）を第１のパルス構成に対して選択することができ、第２の検出器利得（例えば、低い検出器利得）を第２のパルス構成に対して選択することができる。

【0069】

各エネルギーパルスから受け取った光子の結果として、ｘ線検出器は、受け取った光子の量を示す信号を出力する。例えば、第１の複数の光子の一部を受光すると、ｘ線検出器は、ｘ線検出器が受光した第１の複数の光子の第１の量を示す第１の信号を出力する。実施形態において、第１の信号は、第１の利得レベルの係数による第１の量の増幅である。第２の複数の光子の一部を受光すると、ｘ線検出器は、ｘ線検出器が受光した第２の複数の光子の第２の量を示す第２の信号を出力する。実施形態において、第２の信号は、第２の利得レベルの係数による第２の量の増幅である。したがって、各パルスの結果として受光した光子量に対する増幅率を変化させて、画像再構成に利用することができる信号を生成することができる。特に、第１及び第２の利得レベルを調整（例えば、値に応じて増加又は減少）して、次のスキャンの間に放射される飽和信号の数を低減又は排除することができる。

【0070】

様々な実施形態では、第１の利得レベル及び第２の利得レベルは、第１の複数の光子に対応する第１の信号の飽和、及び第２の複数の光子に対応する第２の信号の飽和を回避するように選択される。各利得レベルの選択は、例えば、前のスキャンの間に得られた飽和情報（例えば、前のスキャンの間に特定のパルス構成に対して飽和信号が出力されたかどうか、前のスキャンの間に使用されたエネルギーレベル及び利得レベルなど）に基づくことができる。例えば、一実施形態では、第１のスキャンの間における飽和信号の出力により、コントローラは後続のスキャン用の利得レベルを調整することができる。調整された利得レベルは、飽和信号の出力時における前のスキャンのエネルギーレベル及び利得レベルと、後続のスキャンのエネルギーレベルとに基づいて決定することができる。

【0071】

開示された技術は、特定の態様、実施形態又は複数の実施形態に関して示され、説明されてきたが、当業者は、本明細書及び添付図面を読み、理解すれば、同等の変更及び修正に気が付くことは明らかである。特に、上述の要素（構成要素、アセンブリ、装置、部材、組成物など）が実行する様々な機能に関して、このような要素を説明するために使用される用語（「手段」への言及を含む）は、特に指示しない限り、本明細書に示した開示技術の例示的態様、実施形態又は複数の実施形態において機能を実行する開示構造と構造的に同等ではないとしても、説明した要素の特定の機能を実行する（即ち、機能的に等価である）任意の要素に対応することを意図している。更に、開示された技術の特定の特徴は、いくつかの図示された態様又は実施形態のうちの１つ又は複数のみに関して上述された場合があるが、このような特徴は、任意の所与の又は特定の用途に対して所望され、かつ有利であり得るように、他の実施形態の１つ又は複数の他の特徴と組み合わせてもよい。

【0072】

本明細書で説明した実施形態は、上述したシステム及び方法に関連しているが、これらの実施形態は例示的であることを意図しており、これらの実施形態の適用性を本明細書に記載した説明のみに限定することを意図するものではない。本発明をその実施形態の説明によって例示してきたが、実施形態をある程度詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に限定し、又はいかなる方法によっても限定することは、本出願人の意図するところではない。更なる利点及び修正は、当業者であれば容易に思いつくであろう。したがって、その広い態様における本発明は、図示し説明した特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに例示的な実施例に限定されるものではない。したがって、本出願人の一般的な発明概念の精神又は範囲から逸脱することなく、このような詳細から逸脱することができる。

【符号の説明】

【0073】

１０ 装置
１２ 回転可能ガントリ
１４ ハウジング
１６ ガントリボア
１８ 患者支持体
２０ 治療用放射線源
２２ 放射線ビーム
２４ 検出器
２６ スキャン対象物
３０ 放射線（ｘ線）源
３２ 放射線ビーム
３４ ｘ線（放射線）検出器
３６ ビームフォーマ
４０ 再構成プロセッサ
４４ メモリ
４８ オペレータインタフェース
５２ ディスプレイ
６０ コントローラ
３０２、３０４、３０６ 放射線源３０の位置
３０３、３０５、３０７ ｘ線検出器３４の位置
６０２、６０４、６０６ 放射線源３０の位置
６０８、６１０、６１２ ｘ線検出器３４の位置
８００ 放射線源３０の第１の位置
８０２ 放射線源３０の第２の位置
８０４、８０６ ｘ線検出器３４の位置
Ｂ 背景データ
Ｃ 現在のビューの光線
Ｃ１ 共役ビューの光線
Ｃ２ 共役ビューの光線
Ｉ 画像データ
Ｎ 次のビューの光線
Ｐ 前のビューの光線
Ｒ 基準点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【外国語明細書】