特表 2023-539587 コンピュータ断層撮影用熱管理システム及び前記システムの動作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-15

(54)【発明の名称】コンピュータ断層撮影用熱管理システム及び前記システムの動作方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20230908BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 321B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023513286

(86)(22)【出願日】2021-08-31

(85)【翻訳文提出日】2023-04-20

(86)【国際出願番号】 US2021048517

(87)【国際公開番号】W WO2022047414

(87)【国際公開日】2022-03-03

(31)【優先権主張番号】63/072,622

(32)【優先日】2020-08-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】319011672

【氏名又は名称】ジーイー・プレシジョン・ヘルスケア・エルエルシー

(71)【出願人】

【識別番号】512120638

【氏名又は名称】プリズマティック、センサーズ、アクチボラグ

【氏名又は名称原語表記】ＰＲＩＳＭＡＴＩＣ ＳＥＮＳＯＲＳ ＡＢ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】コンクル，ニコラス・アール

(72)【発明者】

【氏名】アーセン，エリック・シー

(72)【発明者】

【氏名】スラヴィック，スコット・ディ

(72)【発明者】

【氏名】ライザー，カイル・ピー

(72)【発明者】

【氏名】ボエム，マイケル・デイヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】ヘドベルグ，マッツ

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA22

4C093EA07

4C093EB28

4C093EC45

4C093FA58

4C093FC12

(57)【要約】

【課題】ＣＴイメージングシステムのＣＴ検出器アセンブリを冷却するための熱管理システム及び熱管理方法を提供する。
【解決手段】
熱管理システムは、ＣＴ検出器アセンブリの読出し電子回路部を空冷することと、ＣＴ検出器アセンブリのＸ線センサを液体冷却することとの組合せを使用する。空気および液体のハイブリッド冷却システム及び方法は、ＣＴ検出器アセンブリの温度を低くするために、熱管理システム及び熱管理方法と一緒に結合することができる。ＣＴ検出器アセンブリの構成要素はＣＴ検出器モジュールを含むことができ、ＣＴ検出器モジュールは、Ｘ線センサ、読出し電子回路部、及び他の構成要素を含むことができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム用の熱管理システムであって、該熱管理システムは、
熱交換器および冷却液温度コントローラから、ＣＴ検出器アセンブリを通って、前記熱交換器および前記冷却液温度コントローラに戻る閉ループの導管をポンプによって流れる冷却液を含む液体冷却アセンブリであって、前記液体冷却アセンブリは、外部から入口空気を吸い込み、吸い込んだ入口空気が、冷却液を冷却する温度制御で閉ループの液体導管に向かって流れて、前記熱管理システムの外部に空気を排出するように構成された第１の複数のファンを含む、液体冷却アセンブリ、および
前記液体冷却アセンブリに結合された空気冷却アセンブリであって、前記空気冷却アセンブリは、前記熱管理システムの外部から入口空気を吸い込み、吸い込んだ入口空気が、レールラジエータ、前記閉ループの導管、前記ＣＴ検出器アセンブリに向かって流れて、前記熱管理システムの外部に空気を排出するように構成された第２の複数のファンを含む、空気冷却アセンブリ
を含む熱管理システム。

【請求項2】

前記液体冷却アセンブリに含まれる冷却液回路をさらに含む、請求項１に記載の熱管理システム。

【請求項3】

前記冷却液回路に結合されたポンプであって、冷却液を前記閉ループの液体導管に送るポンプをさらに含む、請求項２に記載の熱管理システム。

【請求項4】

前記冷却液回路は、レールの第１の半径方向部分及び第２の半径方向部分を通り、少なくとも１つのＣＴ検出器モジュールが、前記第１の半径方向部分と前記第２の半径方向部分との間に軸方向に配置される、請求項２に記載の熱管理システム。

【請求項5】

前記少なくとも１つのＣＴ検出器モジュールとＣＴ検出器読出し電子回路部との間に配置された熱障壁をさらに含む、請求項４に記載の熱管理システム。

【請求項6】

前記液体冷却アセンブリは、複数のＣＴ検出器モジュールを冷却する、請求項１に記載の熱管理システム。

【請求項7】

前記液体冷却アセンブリは、前記複数のＣＴ検出器モジュール内の複数のＸ線センサを冷却する、請求項６に記載の熱管理システム。

【請求項8】

前記空気冷却アセンブリは、前記ＣＴ検出器の読出し電子回路部を冷却する、請求項５に記載の熱管理システム。

【請求項9】

前記冷却液が水である、請求項１に記載の熱管理システム。

【請求項10】

前記冷却液が冷媒である、請求項１記載の熱管理システム。

【請求項11】

ＣＴイメージングシステム用の熱管理システムであって、該熱管理システムは、
液体冷却アセンブリであって、
冷却液が、熱交換器からレールに流れ、前記レールからラジエータに流れて、前記熱交換器に戻るように、冷却液を流す冷却液導管、および
前記冷却液導管に結合され、前記冷却液を前記冷却液導管に送る冷却液ポンプ
を含む液体冷却アセンブリと、
前記レールの第１の側面に結合された複数のＣＴ検出器モジュールと、
前記レールの第２の側面に結合された複数の検出器ハードウェア構成要素であって、気流ダクトに配置され、前記複数のＣＴ検出器モジュールと電子通信する複数の検出器ハードウェア構成要素と、
前記気流ダクトの複数の出口開口部に配置された複数のファンを含む空気冷却アセンブリと、
前記気流ダクトの入口開口部に配置されたレールラジエータと
を含む、熱管理システム。

【請求項12】

ＣＴイメージングシステムの熱管理システムを動作させる方法であって、
冷却液導管を流れる冷却液の流れが生成されるように、液体冷却アセンブリの冷却液ポンプを動作させることであって、前記冷却液ポンプは、冷却液が、前記冷却液導管を通って、熱交換器からレールに流れ、前記レールからレールラジエータに流れるように、冷却液を送り、前記レールラジエータは気流ダクトに配置され、複数のＣＴ検出器モジュールが前記レールの第１の側面に結合される、冷却液ポンプを動作させること、及び
空気冷却アセンブリの複数のファンを動作させることであって、前記複数のファンは、前記空気流ダクトを流れる気流を生成するように、前記気流ダクトの複数の出口開口部に配置され、複数の検出器ハードウェア構成要素は、前記気流ダクト内に配置される、複数のファンを動作させること
を含む方法。

【請求項13】

前記複数のファンを動作させるステップは、第１の温度設定値に基づいて前記複数のファンの出力を調整することを含み、前記第１の温度設定値は、前記複数の検出器ハードウェア構成要素の温度に対応する、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記冷却液ポンプを動作させるステップは、第２の温度設定点に基づいて前記ポンプの出力を調整することを含み、前記第２の温度設定点は、前記複数のＣＴ検出器モジュールの温度に対応する、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記第１の温度設定値は、前記第２の温度設定値より小さい、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記冷却液ポンプ及び／又は前記複数のファンを動作させるステップは、前記複数のＣＴ検出器モジュールの動作中に、前記冷却液ポンプの出力及び前記複数のファンの出力を離散的なレベルに設定することを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項17】

前記液体冷却アセンブリの前記熱交換器に空気を導くように第２の複数のファンを動作させることをさらに含み、前記熱交換器は、前記レールラジエータから分離され、前記レールラジエータから間隔を間隔を置いて配置される、請求項１２に記載の方法。

【請求項18】

ＣＴイメージングシステムの動作中に、前記複数のＣＴ検出器モジュールをデューティサイクルすることを更に含む、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される対象の実施形態は、熱管理システムを有するコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム、及び前記システムの動作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムを使用して、被検体（例えば、患者）または対象の画像が生成される。例えば、一部のＣＴイメージングシステムは、目標に向けられたＸ線ビームを、スキャンされる被検体または対象に向ける回転ガントリを含んでいる。しかし、ＣＴイメージングシステムは、様々な熱管理の課題を抱えている。ＣＴイメージングシステムは、典型的には、回転ガントリ内にＣＴ検出器アセンブリを含んでいる。ＣＴ検出器アセンブリは高消費電力の構成要素であり、回転ガントリ内の冷却能力が制限される場合がある。検出器モジュールなどのＣＴ検出器アセンブリの構成要素は、ＣＴスキャナの動作中に熱を発生する、Ｘ線センサ、読出し電子回路部、及びその他の構成要素を含んでいる。これらの構成要素は要求される冷却の程度が異なる場合があり、従来のＣＴイメージングシステムは、ＣＴ検出器アセンブリの複数の構成要素の冷却要件を満たすことができない場合がある。したがって、ＣＴイメージングシステムにおいて、特にＣＴ検出器アセンブリを冷却するための、改善された熱管理システム及びその動作方法が必要とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１３／０２７９６４８Ａ１号明細書

【発明の概要】

【0004】

発明の概要では、詳細な説明で更に詳細に記載される態様および特徴の概要を説明する。発明の概要は、請求項に記載された対象の本質的な特徴を特定するために使用されるべきではなく、請求項に記載された対象の範囲を限定するために使用されるべきでもない。

【0005】

一態様では、ＣＴイメージングシステム用の熱管理システムは、熱交換器および冷却液温度コントローラから、ＣＴ検出器アセンブリを通って、前記熱交換器および前記冷却液温度コントローラに戻る閉ループの導管をポンプによって流れる冷却液を含む液体冷却アセンブリであって、前記液体冷却アセンブリは、外部から入口空気を吸い込み、吸い込んだ入口空気が、冷却液を冷却する温度制御で閉ループの液体導管に向かって流れて、前記熱管理システムの外部に空気を排出するように構成された第１の複数のファンを含む、液体冷却アセンブリ、および前記液体冷却アセンブリに結合された空気冷却アセンブリであって、前記空気冷却アセンブリは、前記熱管理システムの外部から入口空気を吸い込み、吸い込んだ入口空気が、レールラジエータ、前記閉ループの導管、前記ＣＴ検出器アセンブリに向かって流れて、前記熱管理システムの外部に空気を排出するように構成された第２の複数のファンを含む、空気冷却アセンブリを含む。

【0006】

別の態様では、ＣＴイメージングシステム用の熱管理システムは、液体冷却アセンブリであって、冷却液が、熱交換器からレールに流れ、前記レールからラジエータに流れて、前記熱交換器に戻るように、冷却液を流す冷却液導管、および前記冷却液導管に結合され、前記冷却液を前記冷却液導管に送る冷却材ポンプを含む液体冷却アセンブリと、前記レールの第１の側面に結合された複数のＣＴ検出器モジュールと、前記レールの第２の側面に結合された複数の検出器ハードウェア構成要素であって、気流ダクトに配置され、前記複数のＣＴ検出器モジュールと電子通信する複数の検出器ハードウェア構成要素と、前記気流ダクトの複数の出口開口部に配置された複数のファンを含む空気冷却アセンブリと、前記気流ダクトの入口開口部に配置されたレールラジエータと
を含む。

【0007】

更に別の態様では、ＣＴイメージングシステムの熱管理システムを動作させる方法は、冷却液導管を流れる冷却液の流れが生成されるように、液体冷却アセンブリの冷却液ポンプを動作させることであって、前記冷却液ポンプは、冷却液が、前記冷却液導管を通って、熱交換器からレールに流れ、前記レールからレールラジエータに流れるように、冷却液を送り、前記レールラジエータは気流ダクトに配置され、複数のＣＴ検出器モジュールが前記レールの第１の側面に結合される、冷却液ポンプを動作させること、及び空気冷却アセンブリの複数のファンを動作させることであって、前記複数のファンは、前記空気流ダクトを流れる気流を生成するように、前記気流ダクトの複数の出口開口部に配置され、複数の検出器ハードウェア構成要素は、前記気流ダクト内に配置される、複数のファンを動作させることを含む。

【0008】

本明細書の上記の利点、態様、および特徴は、単独で、または添付の図面と関連して取り上げた場合、以下の詳細な説明から容易に明らかになる。発明の概要は、詳細な説明でさらに説明される概念から選択されたものを簡略化した形で説明するために提供されていることを理解すべきである。それは、請求項に記載された対象の重要なまたは必須の特徴を特定することを意図しておらず、請求項に記載された対象の範囲は、詳細な説明の後に続く特許請求の範囲によって一意的に定義される。さらに、請求項に記載された対象は、本開示の上記の部分又は任意の部分で指摘された欠点を解決する実装形態に限定されることはない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本開示のこれらの特徴及び他の特徴、態様、並びに利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことでより理解されるようになる。添付図面において、同じ又は類似の符号は、図面全体にわたって、同じ又は類似の要素を表す。

【図1】例示的なＣＴイメージングシステムの斜視図である。

【図2】例示的なＣＴイメージングシステムの概略ブロック図である。

【図3】ＣＴイメージングシステムの例示的な熱管理システムの概略ブロック図である。

【図4】ＣＴイメージングシステムのＣＴ検出器アセンブリのための例示的な熱管理システムの構成要素の斜視図である。

【図5】図４のＡ－Ａラインに沿ってＣＴイメージングシステム用の熱管理システムとともに例示的なＣＴ検出器アセンブリの一部が切断されたときの断面斜視図である。

【図6】図４及び図５に示された例示的な熱管理システムを有する例示的なＣＴ検出器アセンブリの断面側面図である。

【図7】ＣＴイメージングシステム用の熱管理システムの動作の例示的な方法のフロー図である。

【図8】熱管理システムの異なる使用事例での制御技術を示すグラフである。

【図9】熱管理システムの異なる使用事例での制御技術を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の実施形態は、図面の図を参照しながら、例として、説明される。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムの熱管理システム、及びＣＴの構成要素を更に冷却することを達成するための熱管理システムの動作方法について、本明細書で説明する。熱管理システム及び方法では、いくつかの例示的な実施形態において、熱管理システム又は冷却システムを、以前のＣＴ冷却システムと比較して、構成要素の冷却レベルを更に高めることができる。

【0011】

本開示では、ＣＴイメージングシステムのＣＴ検出器アセンブリを冷却するための熱管理システムを説明し、図示している。熱管理システムは、ＣＴ検出器アセンブリを冷却するための空気冷却と液体冷却との組合せを含むことができる。空気冷却システム及び液体冷却システムは、ＣＴ検出器アセンブリの構成要素を冷却するために熱管理システム内で結合するようにしてもよい。ＣＴ検出器アセンブリは、Ｘ線センサ、読出し電子回路部、及び他の構成要素を含む複数の検出器モジュール又は検出器モジュールのアレイを含むことができる。

【0012】

図１は、例示的なＣＴイメージングシステム１００を示す。特に、ＣＴイメージングシステム１００は、患者などの被検体１１２、無生物、１つ以上の工業製品、及び／又は異物（インプラントなど）、及び／又は体内に存在する造影剤などを撮像する。例示的な一実施形態では、ＣＴイメージングシステム１００はガントリ１０２を含み、このガントリは、テーブル１１５上に横たわる被検体１１２のイメージングに使用されるＸ線放射ビーム１０６（図２参照）を放射する少なくとも１つのＸ線源１０４を更に含むことができる。具体的には、Ｘ線源１０４は、Ｘ線源１０４からガントリ１０２の反対側に配置されたＸ線検出器１０８に向かってＸ線ビーム１０６を放射する。図１には単一のＸ線源１０４のみが示されているが、或る例示的な実施形態では、複数のＸ線源及び複数の検出器を使用して、複数のＸ線ビームを放射し、患者に対応する異なるエネルギーレベルの投影データを取得してもよい。

【0013】

いくつかの例示的な実施形態では、Ｘ線源１０４は、高速ｋＶｐ（peak kilovoltage）スイッチング方式よってデュアルエネルギーのジェムストーンスペクトルイメージング（ＧＳＩ）を実行することができる。いくつかの例示的な実施形態では、採用されるＸ線検出器は、互いに異なるエネルギーのＸ線光子を区別することができるフォトンカウンティング型検出器である。他の例示的な実施形態では、Ｘ線源と検出器との２つのセット（一方のセットは低kVp、他方のセットは高kVp）を使用して、デュアルエネルギープロジェクションを生成することができる。しかしながら、適切な多数のＸ線検出器の構成が考えられている。したがって、本明細書に記載されるシステム及び方法は、デュアルエネルギー取得技術だけでなく、単一エネルギー取得技術にも実装できることが理解されるべきである。

【0014】

特定の例示的な実施形態では、ＣＴイメージングシステム１００は、反復画像再構成法又は解析的画像再構成法を用いて被検体１１２の関心領域又はターゲットボリュームの画像を処理する又は再構成する画像プロセッサユニット１１０を更に含む。例えば、画像プロセッサユニット１１０は、フィルタ補正逆投影法（ＦＢＰ）などの解析的画像再構成手法を使用して、患者のターゲットボリュームの画像を再構成することができる。別の実施例として、画像プロセッサユニット１１０は、ＡＳＩＲ（advanced statistical iterative reconstruction、ＣＧ（conjugate gradient)、ＭＬＥＭ（maximum likelihood expectation maximization)、ＭＢＩＲ（model-based iterative reconstruction)、又は任意の他の反復画像再構成技法などの反復画像再構成手法を使用して、被検体１１２のターゲットボリュームの画像を再構成してもよい。

【0015】

一部のＣＴイメージングシステムの構成では、Ｘ線源は、一般に「撮像面（imaging plane）」と称される直交座標系のｘ－ｙ－ｚ平面内に広がるようにコリメートされた円錐形又は扇形のＸ線ビームを投射する。Ｘ線ビームは、撮像される被検体または対象を通過する。Ｘ線ビームは、被検体又は対象によって減衰された後、Ｘ線検出器モジュールのアレイに衝突する。Ｘ線検出器モジュールのアレイで受け取られた減衰Ｘ線ビームの強度は、被検体又は対象によるＸ線の減衰量に依存する。Ｘ線検出器アレイの各Ｘ線検出器モジュールは、Ｘ線検出器モジュール位置におけるＸ線ビーム減衰の測定値である別個の電気信号を生成する。すべてのＸ線検出器モジュールからＸ線減衰測定値が個別に取得され、透過プロファイルが生成される。

【0016】

一部のＣＴイメージングシステムでは、Ｘ線源とＸ線検出器アレイは、Ｘ線ビームが対象と交差する角度が絶えず変化するように、ガントリ内で、撮影される被検体または対象の周囲を回転する。１つのガントリ角度においてＸ線検出器アレイから得られたＸ線減衰測定値のグループ（例えば投影データ）は「ビュー」と呼ばれる。被検体又は対象の「スキャン」は、Ｘ線源及び検出器が１回転する間に、異なるガントリ角又はビュー角において作成された一組のビューのセットを含む。本明細書に記載された方法の利点は、ＣＴ以外の医用画像モダリティに得られると考えられるので、本明細書において、用語「ビュー」は、上記のような１つのガントリ角から得られた投影データに対して使用されることに限定されるものではない。用語「ビュー」は、ＣＴ、磁気共鳴（ＭＲ）、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）、単一光子放出ＣＴ（ＳＰＥＣＴ）、又はＸ線取得、及び／又はまだ開発されていないモダリティを含む任意の他のイメージングモダリティ、並びにそれらの組み合わせ（例えば、ＰＥＴ／ＣＴ、ＰＥＴ／ＭＲ又はＳＰＥＣＴ／ＣＴイメージングシステムなどのマルチモダリティ・イメージングシステム）からのデータ取得かどうかに関わらず、異なる角度からの複数のデータ取得があるときはいつでも１つのデータ取得を意味するものとして使用される。

【0017】

投影データは処理され、対象を横切る２次元スライスに対応する画像が再構成され、投影データが複数のビューまたはスキャンを含む一部の実施例では、対象の３次元レンダリングに対応する画像が再構成される。

【0018】

デカルト座標系１５０の図が、参考のために図1及び図３～図６に示されている。デカルト座標系はｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の適切な方向を示しており、これらの軸はＣＴイメージングシステム１００に関連付けられている。ｘ軸は横方向、ｙ軸は鉛直方向、ｚ軸は長手方向（例えば、ガントリの回転軸）とすることができる。しかしながら、これらの軸は、他の実施例では、他の方向を有していてもよい。

【0019】

図２は、図１のＣＴイメージングシステム１００と同様の例示的なＣＴイメージングシステム２００の概略ブロック図を示す。本開示の態様に従って、ＣＴイメージングシステム２００は、被検体２０４（例えば、図１の被検体１１２）を撮像するように構成される。例示的な一実施形態では、ＣＴイメージングシステム２００は、Ｘ線検出器アレイ１０８（ＣＴ検出器アレイ又はＣＴ検出器アセンブリとしても知られている）を含んでいる。Ｘ線検出器アレイ１０８は、被検体２０４（図１の患者１１２など）を通過するＸ線ビーム１０６を感知して対応する投影データを取得する複数のＸ線検出器モジュール又はＣＴ検出器モジュール２０２を更に含んでいる。従って、例示的な一実施形態では、ＣＴ検出器アレイ１０８は、ＣＴ検出器モジュール２０２の複数の行（row）を含むマルチスライス構成で製作される。このような構成では、ＣＴ検出器モジュール２０２の１つ以上の追加の行を並列構造に配置して投影データを取得してもよい。

【0020】

特定の例示的な実施形態では、ＣＴイメージングシステム２００は、被検体２０４の周りの異なる角度位置を移動して、所望の投影データを取得するた。従って、ガントリ１０２とガントリ１０２に搭載された構成要素は、例えば異なるエネルギーレベルで投影データを取得するために、回転中心２０６の周りを回転するように構成することができる。あるいは、被検体２０４に対する投影角度が時間の関数として変化する実施形態では、搭載された構成要素は、円弧に沿うのではなく、一般的な曲線に沿って移動するようにしてもよい。

【0021】

Ｘ線源１０４及びＸ線検出器アレイ１０８が回転すると、Ｘ線検出器アレイ１０８は、減衰したＸ線ビームのデータを収集する。Ｘ線検出器アレイ１０８によって収集されたデータは、前処理及びキャリブレーションされ、スキャンされた被検体２０４の減衰係数の線積分が表されるようにデータが調整される。処理されたデータは、一般に投影と呼ばれる。

【0022】

いくつかの例では、ＣＴ検出器アレイ１０８の個々のＣＴ検出器モジュール２０２は、個々の光子の相互作用を１つ以上のエネルギービンに記録するフォトンカウンティング検出器モジュールを含むことができる。本明細書に記載される方法は、エネルギー積算型ＣＴ検出器モジュールを用いて実施できることも理解されたい。例示的な実施形態では、ＣＴ検出器モジュール２０２は、フォトンカウンティング検出器モジュールであってもよいし、比較的高いエネルギーを使用する別のタイプの検出器モジュールであってもよい。

【0023】

取得された投影データのセットは、基準物質弁別（ＢＭＤ）に使用することができる。ＢＭＤの間、測定された投影は、物質密度投影のセットに変換される。物質密度投影は再構成され、骨、軟組織などの各基準物質のそれぞれの一対の物質密度マップ若しくは一対の物質密度画像又は物質密度マップのセット若しくは物質密度画像のセット、および／又は造影マップを形成することができる。次に、これらの密度マップ又は密度画像は、関心領域又は撮像された標的体積における基準物質（例えば、骨、軟組織）及び／又は造影剤のボリュームレンダリングを形成するように関連付けることができる。

【0024】

再構成されると、ＣＴイメージングシステム２００によって生成された基準物質画像は、２つの基準物質の密度で表される被検体２０４の内部特徴を明らかにする。密度画像を表示して、これらの特徴を示すことができる。病状などの医学的状態の診断、より一般的には医学的事象の診断に対する従来のアプローチでは、放射線科医又は医師は、密度画像のハードコピー又は表示された密度画像を検討して、関心のある特徴部分を識別すると考えられる。このような特徴部分としては、病変、特定の病変のサイズ及び形状、解剖学的構造又は臓器、並びに個々の専門家の技能及び知識に基づいて画像の中から識別可能な他の特徴部分があると考えられる。

【0025】

ある例示的な実施形態では、ＣＴイメージングシステム２００は、Ｘ線源１０４の動作、ガントリ１０２の回転、及びＣＴ検出器アセンブリ１０８の熱管理システムの動作など、ＣＴイメージングシステムの様々な構成要素を制御する制御システム２０８を含んでいる。特定の例示的な実施形態では、制御システム２０８は、Ｘ線源１０４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線コントローラ２１０と、撮像要件に基づいてガントリ１０２の回転速度及び／又は位置を制御するガントリモータコントローラ２１２と、ＣＴ検出器アセンブリ１０８を冷却するための熱管理システムコントローラ２１３とを更に含んでいる。

【0026】

特定の例示的な実施形態では、制御システム２０８は、ＣＴ検出器モジュール２０２から受け取ったアナログデータをサンプリングし、アナログデータを、次の処理のためデジタル信号に変換するデータ収集システム（ＤＡＳ）２１４を更に含む。ＤＡＳ２１４によってサンプリングされデジタル化されたデータは、コンピュータ又はコンピューティング装置２１６に伝送される。一実施例では、コンピューティング装置２１６は、データを記憶装置又は大容量記憶装置２１８に格納する。記憶装置２１８は、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスク読み取り／書き込み（ＣＤ－Ｒ／Ｗ）ドライブ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュドライブ、及び／又はソリッドステートストレージドライブを含むことができる。ＤＡＳ２１４は、検出器信号を取得し処理するための検出器電子回路部２１７（例えば、読出し電子回路部および他の構成要素）を含んでいてもよい。例えば、検出器電子回路部２１７は、ＣＴ検出器モジュールからの検出器信号を処理するように設計されたアナログ－デジタル変換器、デジタル信号プロセッサ、増幅器などを含むことができる。ＤＡＳ２１４は、画像データを、データ処理、長期保存、又は一時保存できるようにＤＡＳ内に保存するための１つ以上の記憶装置又は大容量記憶素子を更に含んでいてもよい。

【0027】

さらに、コンピューティング装置２１６は、ＤＡＳ２１４、Ｘ線コントローラ２１０、ガントリモータコントローラ２１２、及び熱管理システムコントローラ２１３のうちの１つ以上に命令及びパラメータを提供して、データ取得及び／又はデータ処理などのシステム動作を制御する。特定の例示的な実施形態では、コンピューティング装置２１６は、オペレータ入力に基づいてシステム動作を制御する。コンピューティング装置２１６は、例えば、コンピューティング装置２１６に動作可能に結合されたワークステーション又はオペレータコンソール２２０によって、コマンド及び／又は走査パラメータを含むオペレータ入力を受け付ける。オペレータコンソール２２０は、オペレータがコマンド及び／又は走査パラメータを指定できるように、キーボード（図示せず）又はタッチスクリーンを含むことができる。

【0028】

図２はオペレータコンソール２２０が１つのみ図示されているが、例えば、システムパラメータを入力する又は出力する、検査をリクエストする、データをグラフ化する、及び／又は画像の閲覧するために、２つ以上のオペレータコンソールがＣＴイメージングシステム２００に結合されてもよい。更に、特定の例示的な実施形態では、ＣＴイメージングシステム２００は、配置可能な１つ以上の有線ネットワークおよび／又は無線ネットワーク（インターネット及び／又は仮想プライベートネットワーク、無線電話ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク、有線ローカルエリアネットワーク、無線広域ネットワーク、有線広域ネットワークなど）を通じて、複数のディスプレイ、プリンタ、ワークステーション、及び／又は施設若しくは病院内に又は全く異なる場所にローカルに若しくは遠隔に配置されている同様の装置に結合されていてもよい。

【0029】

一実施形態では、例えば、ＣＴイメージングシステム２００は、画像保存通信システム（ＰＡＣＳ）２２４を含んでいる又はＰＡＣＳ２２４に結合されている。例示的な実施形態では、ＰＡＣＳ２２４は、放射線科情報システム（ＲＩＳ）、病院情報システム（ＨＩＳ）などの遠隔システムに更に結合され、及び／又は内部又は外部のネットワーク（図示せず）に結合されて、別の場所にいるオペレータが命令及びパラメータを供給する及び／又は画像データへのアクセスを獲得できるようにする。

【0030】

コンピューティング装置２１６は、オペレータが供給した及び／又はシステムが定義した命令及びパラメータを使用して、テーブルモータコントローラ２２６を動作させ、その結果、電動テーブルとすることができるテーブル２２８（例えば、図１のテーブル１１５）を制御することができる。具体的には、テーブルモータコントローラ２２６は、テーブル２２８を動かして、ガントリ１０２の開口部内に被検体２０４を適切にポジショニングし、被検体２０４のターゲットボリュームに対応する投影データを取得することができる。

【0031】

前述したように、ＤＡＳ２１４は、ＣＴ検出器モジュール２０２によって取得された投影データをサンプリングし、デジタル化する。その後、画像再構成器２３０が、サンプリングされデジタル化されたＸ線データを用いて高速再構成を行う。図２は画像再構成器２３０を独立した実体として図示しているが、特定の例示的な実施形態では、画像再構成器２３０はコンピューティング装置２１６の一部を形成していてもよい。あるいは、画像再構成器２３０はＣＴイメージングシステム２００に存在していなくてもよく、代わりに、コンピューティング装置２１６が画像再構成器２３０の１つ以上の機能を実行してもよい。更に、画像再構成装置２３０は、ローカルに又は遠隔に配置されていてもよく、有線ネットワーク又は無線ネットワークを用いてＣＴイメージングシステム２００に動作可能に接続されていてもよい。特に、１つの例示的な実施形態では、「クラウド」ネットワーククラスタ内のコンピューティングリソースを画像再構成器２３０のために使用してもよい。

【0032】

一つの例示的な実施形態では、画像再構成器２３０は、再構成された画像を記憶装置２１８に格納する。あるいは、画像再構成器２３０は、診断及び評価のために有用な患者情報を生成するために、再構成された画像をコンピューティング装置２１６に送信してもよい。ある例示的な実施形態では、コンピューティング装置２１６は、再構成された画像及び／又は患者情報を、コンピューティング装置２１６及び／又は画像再構成器２３０に通信可能に結合されたディスプレイ又はディスプレイ装置２３２に送信してもよい。一部の例示的な実施形態では、再構成された画像は、コンピューティング装置２１６又は画像再構成器２３０から、短期保存又は長期保存のために記憶装置２１８に送信されてもよい。

【0033】

また、ＣＴイメージングシステム２００は、熱管理システム２５０を含んでいる。熱管理システム２５０は、ＣＴ検出器アセンブリ１０８などＣＴイメージングシステムの様々な構成要素（ＣＴ検出器アセンブリ１０８など）を冷却するように設計されている。図２には、ＣＴイメージングシステムの他の構成要素と共に、熱管理システム２５０およびその構成要素が概略的に示されているが、熱管理システムは、図２で表現されているよりも構造的に更に複雑であることが理解される。熱管理システム２５０の構造的特徴及び機能的特徴は、図３～図９に関して本明細書でより詳細されている。

【0034】

熱管理システム２５０は、制御システム２０８内の熱管理システムコントローラ２１３によって制御することができ、このコントローラは、熱管理システムの制御を実施するために１つ以上のプロセッサ、メモリ、および／または他の電子回路部もしくはハードウェアを含むことができる。本明細書でより詳細に説明される様々な方法及びプロセス（図７～９を参照して以下に説明される方法など）は、熱管理システムコントローラ２１３又はＣＴイメージングシステム２００の他の適切なコンピューティング装置（ＣＴイメージングシステム２００のコンピューティング装置２１６（又は他のコントローラ／プロセッサ）など）の非一時的メモリに実行可能命令として格納され、ＣＴ検出器アセンブリ１０８の熱管理を適応的に制御することができる。

【0035】

一つの例示的な実施形態では、ディスプレイ２３２は、オペレータが、ＣＴイメージングシステム２００を操作し、撮像プロトコルを選択し、撮像プロトコルパラメータを再検討して修正し、取得スキャンを開始し、撮像データを評価し、測定されたデータ及び／又は推定されたデータ及び／又は曲線を考察し、造影スキャンにおいてトリガを与えることなどを実行できるようにする。また、ディスプレイ２３２は、オペレータが、例えば、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を通じて、関心領域（ＲＯＩ）を選択し及び／又は患者情報を要求して、次のスキャン又は次の処理ができるようにする。

【0036】

図３は、ＣＴイメージングシステムで使用するための例示的な熱管理システム３００の概略ブロック図である。熱管理システム３００は、図２に示される熱管理システム２５０の例示的な実施形態である。そのため、本明細書に記載される熱管理システムは、共通の構造的特徴及び／又は機能的特徴を共有することができる。さらに、熱管理システム３００における特定の構成要素（例えば、冷却液ポンプ３２４、第１の複数のファン３３２、第２の複数のファン３２６）は、適切なコントローラ（図２に示す熱管理システムコントローラ２１３または冷却液温度コントローラ３１２など）を通じて制御できることが理解される。本明細書で説明する熱管理システムコントローラ２１３および冷却液温度コントローラ３１２は、同じシステムであってもよいし、共通の構造的特徴および／または機能的特徴を共有する２つの異なるシステムであってもよい。

【0037】

熱管理システム３００は、ＣＴイメージングシステムの選択された構成要素（複数のＣＴ検出器モジュールなど）を液体冷却するように設計された液体冷却アセンブリ３０２を含んでいる。液体冷却アセンブリ３０２の作動流体又は冷却液は、例示的な一実施形態では、水とすることができる。別の例示的な実施形態では、作動流体は、伝熱流体（水グリコール混合液、誘電性流体、冷媒、又は別の既知の伝熱流体など）とすることができる。液体冷却アセンブリ３０２は、ＣＴ検出器アセンブリ３０８の全体に冷却液を流す冷却液導管３０６を有する冷却液回路３０４を含んでいる。冷却液をＣＴ検出器モジュールに流すために使用される様々なフローパターンが考えらえており、例えば、直列のフローパターン、並列のフローパターン、蛇行フローパターン、又は直列、並列若しくは蛇行のフローパターンの組合せ等が挙げられる。

【0038】

液体冷却アセンブリ３０２は、複数のＣＴ検出器モジュールに温度制御された冷却液を供給するために、熱交換器３１０、冷却液温度コントローラ３１２、冷却液ポンプ３２４、及び第１の複数のファン３３２を更に含んでいる。液体冷却アセンブリ３０２は、閉ループ液体冷却システムである。冷却液は、第１の複数のファン３３２が液体冷却アセンブリ３０２の冷却液導管３０６に対して空気を吸い込む又は吐き出すことによって冷却され、冷却液は、ＣＴ検出器アセンブリ３０８の全体に渡ってポンプで送られ、複数のＣＴ検出器モジュールを冷却する。

【0039】

冷却液導管３０６を含む冷却液回路３０４は、閉ループ液体冷却システムにおいて、熱交換器３１０及びＣＴ検出器アセンブリ３０８に冷却液を送る。熱交換器３１０は、冷却液の熱を外気に移動させ、これによって冷却液を冷却し、その結果、冷却液はＣＴ検出器アセンブリを冷却する。熱交換器３１０は、液体－空気熱交換器とすることができ、熱伝達機能を達成するための適切な構成要素（熱交換フィン、内部冷却液導管、ハウジングなど）を含むことができる。熱交換器３１０のデザインを選択する場合、システム効率と、構成要素の冷却目標が異なることを考慮することができる。熱交換器３１０は、冷却液温度コントローラ３１２に結合されてもよいし、冷却液温度コントローラ３１２内に統合されていてもよい。冷却液温度コントローラ３１２は、液体冷却アセンブリ３０２の異なる構成要素（冷却液ポンプ３２４、第１の複数のファン３３２、及び／又は１つ以上のバルブなど）に命令をすることによって、冷却液回路３０４を流れる冷却液の流量及び／又は温度の調整のためのトリガを行い流量及び／又は温度を調整するように設計してもよい。このように、冷却液温度コントローラ３１２は、流量及び温度の調整のためのトリガを行う適切なハードウェア（プロセッサ、メモリなど）を含んでいてもよい。

【0040】

第１の複数のファン３３２は、冷却液導管３０６及び熱交換器３１０に対して空気を吸い込む又は吐き出す。矢印３３４で示される入口空気は、液体冷却アセンブリ３０２に入り、第１の複数のファン３３２によって冷却液導管３０６及び熱交換器３１０に対して吸い込まれ又は吐き出され、矢印３３６で示される排気は、液体冷却アセンブリ３０２から出る。本明細書に記載された複数のファンは、空気流の発生及び空気流の調整ができるように構成要素（ブレード、回転出力を発生するモータなど）を含んでいてもよい。

【0041】

前述したように、冷却液ポンプ３２４は液体冷却アセンブリ３０２に含まれてもよい。冷却液ポンプ３２４は、冷却液回路３０４を流れる冷却流のレベルを調整するように設計されている。流量調整機能を達成するために、冷却液ポンプ３２４は、ピストン、ポンピングチャンバ、インペラ、ベーン、ハウジングなどの従来の構成要素を有することができる。冷却液ポンプ３２４は、ＣＴ検出器アセンブリ３０８と熱交換器３１０との間の導管３０６に位置している様子が示されている。しかしながら、冷却液ポンプ３２４は、冷却液回路３０４に沿った多数の適切な位置（例えば、冷却液温度コントローラ３１２内の位置、又は冷却液温度コントローラ３１２に隣接する位置など）に配置されてもよい。冷却液温度コントローラ３１２は、ポンプ３２４、バルブなどを調整することによって、冷却液回路３０４を流れる冷却流を調整するためのトリガを与えるように設計することができる。一つの例示的な実施形態では、冷却液温度コントローラ３１２は、冷却液から更に熱を除去するように設計された冷凍アセンブリを含むことができる。このようにして、熱管理システムによって追加の冷却を利用することができる。

【0042】

冷却液回路３０４内の冷却液は、熱交換器３１０から、ＣＴ検出器モジュール及び読出し電子回路部を含むＣＴ検出器アセンブリ３０８を流れる。１つ以上の冷却液導管を使用して、冷却液を、熱交換器３１０からＣＴ検出器アセンブリ３０８に流れるようにしてもよいことが理解される。

【0043】

また、冷却液回路３０４は、矢印３１８で示されるように、冷却液が、ＣＴ検出器アセンブリ３０８およびレールラジエータ３１６（例えば、熱交換器）を流れるようにする。他の例示的な実施形態では、レールラジエータ３１６は、熱交換器と呼ばれることがある。レールラジエータ３１６は、液体－空気熱交換器であり、熱伝達機能を実現するための適切な構成要素（熱交換フィン、内部冷却液導管、ハウジングなど）を含むことができる。しかしながら、熱交換器３１０は、レールラジエータ３１６とは異なる構成を有していてもよいことが理解される。例えば、大きさ、プロファイル、冷却液導管の流路、熱交換フィンの構造などは、複数の熱交換器が異なる熱伝達度を達成できるように、熱交換器間で異なっていてもよい。しかしながら、他の実施例では、熱交換器は実質的に同等の形式とすることができ、これによって、一部の例では製造コストを低減することができる。また、レールラジエータ３１６は、検出器ハードウェア（例えば、読出し電子回路部）に空気を排出してもよいことが理解される。

【0044】

他の例では、冷却液は、追加の熱交換器及び／又は他の構成要素を流れて、その後で、熱交換器３１０に戻ってもよい。冷却液が複数の熱交換器を流れることにより、冷却液を多段式で冷却することができる。その結果、特定の例示的な実施形態では、熱交換器は、単一の熱交換器を有するシステムと同等の冷却を達成しながら、小型化することができる。しかしながら、他の例示的な実施形態では、熱交換器は、ＣＴイメージングシステム内の構成要素がもっと冷却されるようにしてもよい。更に、空気冷却アセンブリ３２２は、本明細書でより詳細に説明されているように、液体冷却アセンブリ３０２において冷却が段階的に行われることを利用して、レールラジエータ３１６を流れる空気を相乗的に使用して検出器ハードウェア（例えば、読出し電子回路部）を冷却することもできる。

【0045】

熱管理システム３００は空気冷却アセンブリ３２２を更に含んでいる。空気冷却アセンブリ３２２は、ＣＴ検出器アセンブリ３０８内に統合されており、液体冷却アセンブリ３０２に結合されている。空気冷却アセンブリ３２２は、ＣＴ検出器の構成要素、読出し電子回路部、又は他の検出器ハードウェア構成要素を含むＣＴ検出器アセンブリ３０８に結合された熱交換器などのレールラジエータ３１６に対して空気を吸い込む又は吐き出すように設計された第２の複数のファン３２６を含んでいる。

【0046】

第２の複数のファン３２６は、レールラジエータ３１６、冷却液導管３０６、及びＣＴ検出器アセンブリ３０８に対して、空気を吸い込む又は吐き出す。矢印３２８で示される入口空気は、空気冷却アセンブリ３２２に入り、第２の複数のファン３２６によって、レールラジエータ３１６、冷却液導管３０６、及びＣＴ検出器アセンブリ３０８に対して吸い込まれ又は吐き出され、矢印３３０で示される排気は空気冷却アセンブリ３２２を出る。本明細書に記載された複数のファンの各々は、空気流の発生及び空気流の調整ができるように構成要素（ブレード、回転出力を発生するモータなど）を含んでいてもよい。

【0047】

一部の実施例では、空気冷却アセンブリ３２２は、ＣＴ検出器アセンブリ３０８の筐体３４０内に統合することができる。一実施例では、空気は、入口空気の矢印３２８で示される選択位置で筐体に導入されてもよい。更に、別の実施例では、筐体に供給される入口空気は、予め調整されていてもよい。すなわち、入口空気は、冷却装置によって冷却させた後に筐体に流入するようにしてもよい。

【0048】

一実施例では、液体冷却アセンブリ３０２の第１の複数のファン３３２からの排気空気３３６が、空気冷却アセンブリ３２２の入口空気３２８の経路に流れるようにしてもよい。しかしながら、他の実施例では、空気冷却アセンブリ３２２の入口空気３２８及び排気空気３３０と、液体冷却アセンブリ３０２の入口空気３３４及び排気空気３３６は、流体的に切り離されていてもよい。

【0049】

温度センサ３４４は、ＣＴ検出器アセンブリ３０８及び冷却液導管３０６の特定の構成要素に結合することができる。しかしながら、温度センサの位置を追加してもよいし、温度センサの位置を他の位置にしてもよい。

【0050】

一つの例示的な実施形態では、冷却液は、ＣＴイメージングシステムのＣＴ検出器アセンブリの複数ＣＴ検出器モジュール用の又はＣＴ検出器モジュールのアレイ用の取付け構造体として機能するレール（例えば、取付け構造体）を流れるようにすることができる。しかしながら、冷却液は、他の実施形態において、追加的に又は代替的に、ＣＴ検出器アセンブリ内に統合された導管を流れるようにしてもよい。

【0051】

一部の例では、液体冷却システムを使用して、冷却の要求が高い構成要素（ＣＴ検出器モジュールなど）を選択的に冷却することができ、一方、空気冷却システムを使用して、冷却の要求が低い構成要素（ＣＴ検出器モジュールに結合された読出し電子回路部など）を冷却することができる。その結果、ＣＴ検出器アセンブリは、異なる構成要素の様々な冷却要件を達成しながら効率的に冷却され、それにより、熱過負荷によって引き起こされる構成要素の劣化の可能性を低減することができる。

【0052】

図４は、ＣＴイメージングシステムのＣＴ検出器アセンブリ４０８用の例示的な熱管理システム４００の特定の構成要素を示している。ＣＴイメージングシステムは、動作中に撮像される対象（例えば、患者）の周りを回転するように設計されたガントリを含んでいる。熱管理システム４００の基礎的な構成要素を明らかにするために、図４ではガントリの別の構成要素は取り除かれている。

【0053】

熱管理システム４００は、液体冷却アセンブリ４０２と空気冷却アセンブリ４２２との組み合わせを含む、ＣＴ検出器アセンブリ４０８用のハイブリッド冷却システムである。これらの異なる２つの冷却アセンブリ４０２および４２２を結合して、ＣＴ検出器アセンブリ４０８の冷却温度を低くすることができる。液体冷却アセンブリ４０２は、複数の冷却液導管４０６で空気冷却アセンブリ４２２に結合される。

【0054】

熱管理システム４００は、第１の複数のファン４３２を有する液体冷却アセンブリ４０２と、第２の複数のファン４２６を有する空気冷却アセンブリ４２２とを含んでいる。

【0055】

第１の複数のファン４３２の各ファンは、筐体４１８の開口部４１４に配置される。筐体４１８は、熱交換器、冷却液温度コントローラ、冷却液導管、冷却液ポンプ、温度センサなどを収容することができる。第２の複数のファン４２６の各ファンは、筐体４１９の開口部４１５に配置される。筐体４１９は、ＣＴ検出器アセンブリ（例えば、Ｘ線センサおよび読出し電子回路部などを含むことができるＣＴ検出器モジュール）、冷却液導管、温度センサ、及び他のＣＴ検出器アセンブリの構成要素を収容することができる。第２の複数のファン４２６は、第１の複数のファン４３２から離れて配置されている。

【0056】

図５は、ＣＴイメージングシステム用の熱管理システム４００の例示的な一実施形態を示す例示的なＣＴ検出器アセンブリ４０８の、図４のＡ－Ａ線に沿って切断された部分の断面斜視図である。

【0057】

熱管理システム４００は、複数のファン５２６を含む空気冷却アセンブリ５２２を含んでいる。複数のファン５２６のうちの少なくとも１つのファン５５０は、ＣＴ検出器アセンブリ４０８の底部５５２に配置されており、ＣＴ検出器アセンブリ４０８の第１の側壁５５８の出力開口部５５６に取り付けられている。少なくとも１つのファン５５０は、気流ダクト５６０の入力開口部５５４又は出力開口部５５６に配置してもよい。気流ダクト５６０は、入力開口部５５４から出力開口部５５６にまで延在する様子が示されている。一部の実施形態では、気流ダクト５６０は、複数のファンの中の他のファンと共通のダクトを形成するように外形が構成されてもよいことが理解される。しかしながら、他の実施例では、気流ダクトは他の適切な外形を有していてもよい。

【0058】

複数のファン５２６は、気流ダクト５６０を通過する空気の量を変更するように調整することができる。気流ダクト５６０は、複数のＣＴ検出器モジュール５６２又はＣＴ検出器モジュール５６２のアレイに隣接するように配置される。具体的には、図示の実施形態では、気流ダクト５６０は、ＣＴ検出器モジュール５６２に対して半径方向外側に配置されるように示されている。しかしながら、ＣＴ検出器モジュールと気流通路との間において相対的に別の位置が考えられる。更に、気流ダクト５６０は、ＣＴイメージングシステムを、ガントリの回転軸に平行な方向に横切ってもよい。しかしながら、他の適切な気流ダクトの配置が考えられる。

【0059】

熱管理システム４００は、気流ダクト５６０の入力開口部５５４に配置されるレールラジエータ５１６（例えば、熱交換器）を含んでいる。図５に示されるレールラジエータ５１６は、図３に示されるレールラジエータ３１６と同様のものとすることができる。レールラジエータ５１６は、冷却液回路から大きな熱エネルギーを除去することができる。このように、冷却液回路にレールラジエータを含むことによって、液体冷却アセンブリの能力を拡大することができ、必要に応じて、ＣＴ検出器モジュールを更に冷却することができる。さらに、冷却液回路に２つの熱交換器を配置することによって、図３に示す冷却液温度コントローラ３１２の熱負荷を小さくすることができる。

【0060】

レールラジエータ５１６は、空気が流れるように設計されており、したがって、冷却液導管、隙間または開口部などを含んでもよいことが理解される。しかしながら、レールラジエータ５１６は、他の実施形態では、気流ダクト５６０の中間位置に配置することができる。

【0061】

読出し電子回路部５２２などの検出器ハードウェア構成要素は、気流ダクト５６０に配置することができる。検出器ハードウェア構成要素５２２は、ＣＴ検出器モジュール５６２に電子的に結合される。レールラジエータ５１６は、伝導伝熱を低減するために、検出器ハードウェア構成要素５２２とＣＴ検出器モジュール５６２との間に配置することができる。

【0062】

ＣＴ検出器モジュール５６２と検出器ハードウェア構成要素５２２（読出し電子回路部など）との間には、熱障壁５８０が存在する。

【0063】

熱管理システム４００は、複数のＣＴ検出器モジュール５６２又はＣＴ検出器モジュールのアレイの取付け構造として機能するレール５７０（例えば、取付け構造）を含む液体冷却アセンブリ５０２を更に含んでいる。レール５７０は、冷却液が流れるように、レールを貫通する複数の冷却液導管５０６を含んでいる。

【0064】

一実施形態では、レール５７０は、ＣＴ検出器モジュール５６２とレール５７０との間の伝導伝熱を増加させるために金属（例えば、アルミニウム、鋼など）で構成することができる。しかしながら、レール５７０は、他の実施形態において、他の適切な材料（高分子材料など）から構成してもよい。

【0065】

レール５７０は、ＣＴ検出器モジュール５６２が取り付けられるように設計されている。したがって、レール５７０は、ＣＴ検出器モジュール５６２用の取付構造として機能する。図示されているレール５７０は、第１の半径方向部分５７４及び第２の半径方向部分５７６を含んでおり、第１の半径方向部分５７４と第２の半径方向部分５７６との間にＣＴ検出器モジュール５６２が配置されている。したがって、ＣＴ検出器モジュール５６２は、第１及び第２の半径方向部分５７４，５７６の間に軸方向に配置することができる。更に、半径方向部分５７４および５７６は、ＣＴ検出器モジュール５６２の対向する側に別々に配置することができる。しかしながら、他の実施例では、基部５７８が２つの半径方向部分５７４および５７６の間に延在し、それによって連続的な構造を形成してもよい。

【0066】

レール５７０の２つの半径方向部分５７４および５７６を貫通する複数の冷却液導管５０６を冷媒が流れ、ＣＴ検出器モジュール５６２が２つの半径方向部分に結合されているので、ＣＴ検出器モジュールを空冷する場合と比較して、ＣＴ検出器モジュール５６２をさらに冷却することができる。その結果、ＣＴ検出器モジュールを。検出器の熱劣化の恐れが低下するように、目標の温度範囲内で動作させることができる。

【0067】

冷却液導管５０６は、レール５７０の第１の半径方向部分５７４及び第２の半径方向部分５７６の両方を通り抜ける。詳しく説明すると、第１の半径方向部分５７４の冷却液導管は、反対方向を流れる構造の複数の導管を有することができる。第２の半径方向部分５７６の冷却液導管は、同様のフローパターンで流れることができる。その結果、レールセクションの温度は、対向するレール部分の熱変形がばらつく恐れが低減されるように、バランスを取ることができる。

【0068】

ハイブリッド形式の熱管理システムを配置することにより、ＣＴイメージングシステムは、ＣＴイメージングシステムの選択された構成要素を細かく（granular）非対称に（asymmetric）冷却する性能を得ることができ、構成要素がより効果的及び効率的に動作することができる。したがって、一実施例では、ＣＴ検出器モジュールは、Ｘ線センサを含むが、読出し電子回路部よりも冷却されることがある。Ｘ線センサと読出し電子回路部では冷却目標が異なるからである。

【0069】

図６は、図５に示す熱管理システム５００と同様の例示的な熱管理システム６００を有する例示的なＣＴ検出器アセンブリ６０８の側面断面図である。

【0070】

矢印６９０は、少なくとも１つのファン６５０によって、気流ダクト６６０に流入し、気流ダクト６６０内を流れ、気流ダクト６６０から流出する空気流の一般的な方向を示している。詳しく説明すると、最初、空気は、位置６９２において気流ダクト６６０に引き込まれる。位置６９２から空気を引き込むことによって、空気溜めになり得る可能性がある他の位置と比較して、より冷たい空気を気流ダクト６６０に流入させることができる。空気はレールラジエータ６１６を通過し、次に、気流ダクト６６０に配置された検出器のハードウェア構成要素６２２（読出し電子回路部など）を通過する、又はハードウェア構成要素６２２の周りを流れる。空気は、その後、少なくとも１つのファン６５０によって気流ダクト６６０から流出する。レールラジエータ６１６からの流出を検出器のハードウェア構成要素６２２に送ることにより、冷却液回路から更に熱を取り出すことができる。このようにして、少なくとも１つのファンによって生成された空気流は、読出し電子回路部と冷却液回路との両方を冷却し、必要に応じて、ＣＴイメージングシステムの動作効率及びスペース効率を高めることができる。しかしながら、他の実施例では、レールラジエータ６１６は、気流ダクト６６０から離れていてもよい。

【0071】

レールラジエータ６１６は、ＣＴ検出器モジュール６６２と検出器のハードウェア構成要素６２２との間に配置されていてもよい。さらに又は代替的に、熱電冷却機が、ＣＴ検出器モジュール６６２と検出器のハードウェア構成要素６２２との間に配置されていてもよい。このようにして、ＣＴ検出器モジュール６６２及び／又は対応するハードウェア構成要素６２２を更に冷却することが達成できる。追加の構成要素の冷却を促進するために、追加の又は代替の熱電冷却機を、熱管理システム６００（レール６７０内など）、検出器のハードウェア構成要素６２２、ＣＴイメージングシステムのデジタルトモグラフィ機器などに備えてもよい。特定の例示的な実施形態では、レール６７０とＣＴ検出器モジュールとＸ線センサから更に多くの熱を遠ざけるために、ヒートシンクをレール６７０に結合してもよい。レール６７０は、レールを貫通し冷却液を流す複数の冷却液導管６０６を含む。さらに、ＣＴ検出器モジュール６６２と検出器ハードウェア構成要素６２２（読出し電子回路部など）との間には、熱障壁６８０が設けられている。

【0072】

熱管理システムによって提供される冷却効果が向上することにより、必要に応じて、十分な冷却が必要なＸ線センサをＣＴイメージングシステムに備えることができる。例えば、フォトンカウンティングＸ線センサをＣＴイメージングシステムで使用して、センシング能力を向上させることができる。さらに、特定の例示的な実施形態では、ＣＴ検出器モジュールは、モジュールの電力消費が低減されるように、デューティサイクルさせてもよい。このような実施形態では、ＣＴ検出器に隣接するレールを流れる冷却液によって提供される冷却効果が向上することによって、デューティサイクルにより引き起こされる恐れのある熱不安定性を抑制すことが可能になる。

【0073】

熱管理システムの様々な制御手法は、特定の例示的な実施形態ではフィードバックタイプの制御手法が考えられ、他の実施形態では開ループ制御手法が考えられている。本明細書では、様々な制御手法の変形例を、図７～図９で説明する。

【0074】

図７は、ＣＴイメージングシステム用の熱管理システムを動作させるための例示的な方法７００のフロー図である。本明細書において、方法７００および他の制御手法は、図１～図６に関して上述した、システム、機械、構成要素、装置等などのいずれかによって実行することができる。しかしながら、他の実施例では、方法７００は、他の適切なシステム、機械、構成要素、装置等によって実施してもよい。方法７００及び／又は本明細書に記載された他の方法を実行するための命令は、メモリ（例えば、非一時的メモリ）に格納された命令に基づいて、プロセッサによって少なくとも部分的に実行することができる。

【0075】

ステップ７０２において、本方法は、ＣＴ検出器モジュール及びＣＴ検出器ハードウェアの温度設定値を決定することを含むことができる。一実施例では、温度設定値は、メモリに格納された所定値とすることができる。そのような例では、設定値を決定することは、データ構造から設定値を検索することを含むことができる。しかしながら、例えば、周囲条件、ＣＴイメージングシステムの動作条件などに基づいて制御設定値を動的に生成することが考えられる。温度設定値は、構成要素の材料構造、回路レイアウト、構成要素の電力消費、温度に依存する期待される動作効率等に基づいて計算することができる。設定値は、ゼロ以外の値に設定できることが理解される。具体的には、一実施例では、検出器ハードウェアの温度設定値は、ＣＴ検出器モジュールの温度設定値より大きい値にすることができる。一使用例では、検出器の設定値は４５℃～５５℃の間にすることができ、ハードウェアの設定値は６５℃～７５℃の間にすることができる。

【0076】

ステップ７０４において、本方法は、ＣＴイメージングシステムの動作条件（例えば、ＣＴ検出器モジュール温度、冷媒温度、ＣＴ検出器ハードウェア温度、周囲温度、ＣＴイメージングシステムの電力消費など）を決定することを含む。

【0077】

ステップ７０６において、本方法は、ＣＴ検出器モジュールの温度が、その対応する温度設定値を超えているか、又は所定の温度範囲外であるかを判断することを含む。例えば、対応する構成要素に結合されたＸ線センサ又は対応する構成要素に隣接するＸ線センサから信号を収集することができる。加えて又は代替的に、異なる熱管理システムの構成要素の温度をモデル化してもよい。

【0078】

ＣＴ検出器モジュールの温度が設定値より大きい場合（ステップ７０６でＹＥＳ）、方法はステップ７０８に進む。ステップ７０８では、本方法は、冷却液ポンプの出力を増加させることを含むことができる。一部の実施例では、冷却液ポンプの速度の増加度は、温度設定点とＣＴ検出器モジュール温度との間の差に基づいて選択することができる。しかしながら、他の例では、冷却液ポンプは、単に、その最大出力値又はその近くの値に設定されてもよい。

【0079】

逆に、ＣＴ検出器モジュールの温度が設定値を超えていないことが確認された場合（ステップ７０６でＮＯ）、本方法はステップ７１０に移行する。ステップ７１０では、本方法は冷却液ポンプの出力を低減することを含むことができる。ここでも、冷却液ポンプの速度の減少量は、設定値とＣＴ検出器温度との間の差に依存していてもよく、冷却液ポンプは、いくつかの実施態様では、オフになっていてもよい。ステップ７１２において、本方法は、ＣＴ検出器ハードウェアの温度が対応する温度設定値を超えているかどうかを判断することを含むことができる。

【0080】

ＣＴ検出器ハードウェアが温度設定値を超えている場合（ステップ７１２でＹＥＳ）、本方法はステップ７１４に進む。ステップ７１４では、本方法は、第１の複数のファン又は１つのファンの出力を増加させることを含むことができる。このようにして、ＣＴ検出器ハードウェア及びレールラジエータを含む気流ダクトを流れる気流が増加し、ハードウェアの冷却効果を向上させると同時に、冷却液回路から除去される熱の量を増加させることができる。ＣＴ検出器ハードウェアが温度設定値を超えていない場合（ステップ７１２でＮＯ）、本方法はステップ７１６に移行する。ステップ７１６で、本方法は、第１の複数のファン又は１つのファンの出力を減少させることを含むことができる。ここでも、ファン速度の増加／減少の量は、ハードウェア温度と関連する設定値との間の差に基づいて選択することができる。

【0081】

方法７００は、高レベルのフィードバック制御手法を含むことができる。しかしながら、フィードバック制御として、例えば、設定値とプロセス変数との差を表す誤差値が計算される比例－積分－微分（ＰＩＤ）制御方式など、より複雑な手法を使用してもよい。

【0082】

図８および図９は、熱管理システム用の異なる２つの使用事例の制御技術における異なる２つのグラフ図８００および９００を示す図である。各グラフにおいて、時間は、横軸に示されている。特定の時間の数値は横軸に示されていないが、互いに異なる工程やイベントなどにおける相対的なタイミングがグラフから確認できることが理解される。図８は、熱管理システム用のフィードバック制御技術を示し、図９は、微妙な差異を小さくした制御技術でって、比較的高レベルの部品冷却が望まれる制御技術を示す。

【0083】

図８を具体的に参照すると、グラフ８０２は、冷却液ポンプの出力を示しており、冷却液ポンプの出力値は縦軸に示されている。特に、冷却液ポンプの「最大」出力値および「最小」出力値が縦軸上に示されている。さらに、グラフ８０４は、第１の複数のファンまたは１つのファンの出力を示し、ここで、ファンの出力値は縦軸上に示されている。特に、ファンの「最大」出力値及び「最小」出力値が縦軸上に示されている。冷却液ポンプ及び／又はファンの最大出力値は、冷却液ポンプ／ファンの劣化を回避し、電力消費が望ましいレベル内に留まるように、熱管理システムにおいて確立された現実的な最大出力に対応させることができる。

【0084】

グラフ８０６は、ＣＴ検出器の温度が縦軸に示されたＣＴ検出器温度を示しており、グラフ８０８は、検出器のハードウェアの温度（例えば、読出し電子回路部の温度）が縦軸に示されている。また、図８には、ＣＴ検出器の温度の設定値８１０と、検出器のハードウェアの温度の設定値８１２とが図示されている。ＣＴ検出器の設定値は、図示された使用例では、ハードウェアの設定値よりも大きい。例えば、検出器の設定値は７０℃とすることができ、一方、ハードウェアの設定値は５０℃とすることができる。しかしながら、多数の適切な設定値が想定されており、ＣＴイメージングシステムで使用される検出器及びハードウェア構成要素の種類、ＣＴイメージングシステムのレイアウト、周囲温度等に依存することがある。このように、構成要素は様々な冷却ニーズがある。ファン及び冷却液ポンプの制御は、熱管理システムが検出器及び検出器ハードウェアの非対称の冷却ニーズを満たすように調整される。図示されているように、冷却液ポンプ速度は、検出器の温度が設定値より高い場合には冷却液ポンプ速度が増加し、設定値より低い場合には冷却液ポンプ速度が減少するフィードバック制御手法を用いて調整される。第１の複数のファンまたは１つのファンも同様の手法で調整される。図８に示されるように、冷却液ポンプとファンは連続的に動作される。しかしながら、冷却液ポンプ及び／又はファンを離散的に調整する制御技術が考えらえれる。例えば、冷却液ポンプ又はファンは、関連する構成要素が設定点温度を超えている場合、最大出力又はその近くの値に設定することができ、関連する構成要素が設定点温度より低い場合、低い出力レベル（例えば、ベースライン出力）に設定することができる。

【0085】

図９を具体的に参照すると、グラフ９０２は冷却液ポンプの出力を示しており、冷却液ポンプの出力値は縦軸に示されている。特に、ポンプの「最大」出力値及び「最小」出力値が縦軸上に示されている。さらに、グラフ９０４は、第１の複数のファン又は１つのファンの出力を示し、ファン出力値は縦軸上に示されている。特に、ファンの「最大」出力値及び「最小」出力値が縦軸上に示されている。ポンプ及びファンの最大出力値は、冷却液ポンプ／ファンの劣化を回避し、電力消費が望ましいレベル内に収まるように、熱管理システムにおいて確立された実用的な最大出力に対応するようにしてもよい。グラフ９０６は、「オン」及び「オフ」の動作値が縦軸に示されているＣＴイメージングシステムの動作状態を示す。図９に示されているように、冷却液ポンプ及びファンは、動作中にその最大出力値に設定され、検出器及び読出しハードウェアの冷却を比較的高い水準で達成することができる。

【0086】

ＣＴハードウェアおよび冷却液回路の冷却材から熱を除去する空冷を使用するＣＴイメージングシステムに熱管理システムを提供する技術的効果は、システムの動作効率を高め、必要に応じて異なる構成要素の非対称冷却を実現することである。

【0087】

別の表現では、ＣＴイメージングシステムのＣＴ検出器アセンブリを冷却するための熱管理システムである。熱管理システムは、ＣＴ検出器アセンブリの読出し電子回路部を空冷するように設計された空気冷却サブシステムと、ＣＴ検出器アセンブリのＸ線センサを含む複数のＣＴ検出器モジュールを収容するＣＴ検出器アセンブリを冷却液が循環する冷却液ループを含む液体冷却サブシステムとを含む。空気冷却サブシステム及び液体冷却サブシステムは、ＣＴ検出器アセンブリの構成要素を冷却するために、熱管理システムにおいて一緒に結合することができる。

【0088】

本開示の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「この（ｔｈｅ）」は、その要素が１つ以上存在することを意味することが意図される。用語「第１」、「第２」などは、順序、量、又は重要性を示すものではなく、ある要素を他の要素から区別するために使用されるものである。用語「含む」、「備える」、「有する」は、包括的であることを意図しており、記載された要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味する。本明細書において、用語「に接続される」、「に結合される」などが使用される場合、１つの対象（例えば、材料、要素、構造、部材等）は、１つの対象が他の対象に直接に接続されている又は直接に結合されているかどうか、又は１つの対象と他の対象との間に１つ以上の介在物が存在しているかどうかにかかわらず、他の対象に接続する又は結合することができる。加えて、本開示の「１つの例示的な実施形態」又は「例示的な実施形態」に言及することは、言及された特徴も組み込んだ追加の実施形態の存在を排除するように解釈されることを意図するものではないことが理解されるべきである。本明細書において、「約」及び「実質的に」は、特に断らない限り、プラス又はマイナス５％以内の値を表す。

【0089】

先に示された変更に加えて、本記載の趣旨および範囲を逸脱することなく、当業者によって多くの他の変更構造および代替構造が考えられ、特許請求の範囲は、このような変更および構造を含むことが意図される。したがって、上記の情報は、現在最も実用的で好ましい態様であると考えられるものに関して特に詳細に記載されているが、当業者には、本明細書に記載された原則および概念から逸脱することなく、形態、機能、操作方法、および使用方法（これらに限定されることはない）などについて、多くの変更が可能であることが明らかである。また、本明細書において、実施例および実施形態は、あらゆる点において単なる例示であることを意味しており、いかなる方法においても限定的に解釈されるべきではない。

【0090】

図示され上述された本開示の実施形態は、例示的な実施形態に過ぎず、特許請求の範囲を限定することを意図するものではなく、特許請求の範囲内の任意の均等物を含む。様々な変更が可能であり、当業者にとって様々な変更は容易に明らかである。本明細書に記載された互いに排他的でない特徴の任意の組み合わせは、本発明の範囲内にあることが意図される。すなわち、記載された実施形態の特徴は、上記の任意の適切な態様と組み合わせることができ、任意の１つの態様の任意の特徴は、任意の他の適切な態様と組み合わせることができる。同様に、従属項に言及される特徴は、特に従属項が同一の独立項に従属している場合、他の従属項の相互に排他的でない特徴と組み合わせることができる。一部の法域の実務が要求するように、単一の請求項に従属するように記載される場合があるが、これは、従属項の特徴が相互に排他的であることを意味するものと解釈されるべきではない。

【0091】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年８月３１日に出願された米国仮出願第６３／０７２，６２２号の利益および同出願に対する優先権を主張するものであり、その開示の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

【符号の説明】

【0092】

１００、２００ ＣＴイメージングシステム
１０２ ガントリ
１０４ Ｘ線源
１０６ Ｘ線放射ビーム
１０８ Ｘ線検出器
１１０ 画像プロセッサユニット
１１２ 被検体
１１５ テーブル
１５０ デカルト座標系
２０２ ＣＴ検出器モジュール
２０４ 被検体
２０６ 回転中心
２０８ 制御システム
２１０ Ｘ線コントローラ
２１２ ガントリモータコントローラ
２１３ 熱管理システムコントローラ
２１４ データ収集システム
２１６ コンピューティング装置
２１７ 検出器電子回路部
２１８ 容量記憶装置
２２０ オペレータコンソール
２２６ テーブルモータコントローラ
２２８ テーブル
２３０ 画像再構成器
２５０、３００ 熱管理システム
３０２ 液体冷却アセンブリ
３０４ 冷却液回路
３０６ 冷却液導管
３０８ ＣＴ検出器アセンブリ
３１０ 熱交換器
３１２ 冷却液温度コントローラ
３１６ レールラジエータ
３２２ 空気冷却アセンブリ
３２４ 冷却液ポンプ
３２６、３３２ ファン
３２８、３３４ 入口空気
３３０、３３６ 排気空気
３４０ 筐体
３４４ 温度センサ
４００ 熱管理システム
４０２ 液体冷却アセンブリ
４０６ 冷却液導管
４０８ ＣＴ検出器アセンブリ
４１４、４１５ 開口部
４１８、４１９ 筐体
４２２ 空気冷却アセンブリ
４２６、４３２ ファン
５００ 熱管理システム
５０２ 液体冷却アセンブリ
５０６ 冷却液導管
５１６ レールラジエータ
５２６、５５０ ファン
５５２ 底部
５５４ 入力開口部
５５６ 出力開口部
５５８ 第１の側壁
５６０ 気流ダクト
５６２ ＣＴ検出器モジュール
５７０ レール
５７４ 第１の半径方向部分
５７６ 第２の半径方向部分
５７８ 基部
５８０ 熱障壁
６００ 熱管理システム
６０６ 冷却液導管
６０８ ＣＴ検出器アセンブリ
６１６ レールラジエータ
６２２ ハードウェア構成要素
６５０ ファン
６６０ 気流ダクト
６６２ ＣＴ検出器モジュール
６７０ レール
６８０ 熱障壁
６９２ 位置
７００ 方法
８０２、８０４、８０６、８０８、９０２、９０４、９０６ グラフ
８１０、８１２ 設定値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】