特表 2024-512666 インモーション多パルス作動Ｘ線源によるトモシンセシスイメージングのための湾曲トラックを有する移送システム

(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】2024-03-19

(54)【発明の名称】インモーション多パルス作動Ｘ線源によるトモシンセシスイメージングのための湾曲トラックを有する移送システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20240101AFI20240312BHJP

   A61B 6/02 20060101ALI20240312BHJP

   A61B 6/40 20240101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 530Z

A61B6/02 501H

A61B6/40 500D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023560331

(86)(22)【出願日】2022-04-01

(85)【翻訳文提出日】2023-11-28

(86)【国際出願番号】 US2022023098

(87)【国際公開番号】W WO2022212871

(87)【国際公開日】2022-10-06

(31)【優先権主張番号】63/170,288

(32)【優先日】2021-04-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/175,952

(32)【優先日】2021-04-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/182,426

(32)【優先日】2021-04-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/188,919

(32)【優先日】2021-05-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/194,071

(32)【優先日】2021-05-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/209,498

(32)【優先日】2021-06-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/214,913

(32)【優先日】2021-06-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/220,924

(32)【優先日】2021-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/222,847

(32)【優先日】2021-07-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/224,521

(32)【優先日】2021-07-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/225,194

(32)【優先日】2021-07-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/226,508

(32)【優先日】2021-07-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/709,799

(32)【優先日】2022-03-31

(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】522300662

【氏名又は名称】アイクススキャン，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マオリンベイ，マナト

(72)【発明者】

【氏名】ク，チュン－ユアン

(72)【発明者】

【氏名】ヤン，リンボ

(72)【発明者】

【氏名】リウ，ジアンチアン

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA11

4C093EA06

4C093EC25

(57)【要約】

湾曲トラック対を有する移送システムが、高速デジタルトモシンセシスイメージングを実行するためのインモーション多パルス作動Ｘ線源のために構築される。この移送システムは、所定の曲率を有する湾曲剛性トラック対と、Ｘ線源が載荷された一次モータステージ車と、引張バネ又は圧縮バネで載荷されたホイールと、を含む。車は、ベースフレームに取り付けられた一次モータと、車に取り付けられた係合ギアと、によって駆動される。車は、重負荷を搬送し、動き振動が最小限でありながら、全ての設置配向で高精度かつ高再現性で走行することができる。車はまた、より大きな半径を有するように拡張可能である。トラック角度スパンは、通常、約１０度～約１７０度であり得る。イメージング取得中、Ｘ線源は、ある場所から別の場所へ正確に掃引することができる。車は、トラック上でホイールを擦らずに車の進路を移動するのに十分なクリアランスを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線源のための移送システムであって、
可動及び非可動の機械的負荷を支持するための支持フレーム構造と、
インモーション多パルス作動Ｘ線源によるトモシンセシスイメージングのための、所定の曲率と１０度～１７０度のスパンを有する掃引角度とを有する湾曲トラック対と、
前記支持フレーム構造に結合された一次モータよって作動される複数のＸ線源が載荷された一次モータステージ車と、
前記湾曲トラック対に沿って自由に転動する複数のホイールと、を備える、システム。

【請求項2】

前記湾曲トラック対が、同心である、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記湾曲トラック対が、片面式又は両面式のいずれかである、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

湾曲トラックの軌道が、オンデマンドの曲線形状を有することができる、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記湾曲トラック対が、平面状である、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記湾曲トラック対の第１の湾曲トラックの平面が、第２の湾曲トラックの平面に平行である、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

各Ｘ線源が、ホイール対を取り付けられた、頭部及び１つ以上の最下部を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記車の動きが、トラックベース構造に対して平面状であり、前記Ｘ線源の質量中心の場所に左右されない、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記トラックフレームの内側トラック及び外側トラックの反りを防止する複数のトラック強制片を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記一次モータステージ車が、湾曲した単一の同心金属体を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記ホイールが、圧縮バネ又は回転バネのいずれかを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

各々が前記一次モータステージに取り付けられた複数のＸ線源と、
前記一次モータステージのためのハウジングを提供する支持フレーム構造と、
Ｘ線を受容し、Ｘ線イメージングデータを伝送するためのＸ線フラットパネル検出器と、
Ｘ線源の各Ｘ線管上の電気偏向プレートの対と、を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

Ｘ線源のＸ線管の各々上に１つの磁気偏向コイルのヨーク、又は磁気偏向コイルの対のヨークを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

前記Ｘ線源のうちの１つ以上が、所定のスキームを使用して作動される、請求項１に記載のシステム。

【請求項15】

前記一次モータステージの初期空間位置が、ソフトウェアによって調整可能である、請求項１に記載のシステム。

【請求項16】

各分析及び累積された分析の結果が、次のＸ線源及び露出の条件を決定する、請求項１に記載のシステム。

【請求項17】

Ｘ線源の露出時間が、ソフトウェアによって調整可能である、請求項１に記載のシステム。

【請求項18】

前記被写体が、静止している、請求項１に記載のシステム。

【請求項19】

各Ｘ線源が、Ｘ線管焦点を含み、前記Ｘ線管焦点が、偏向電界又は偏向磁界によって、Ｘ線管標的上の静止位置の周りで小距離移動する、請求項１に記載のシステム。

【請求項20】

各Ｘ線源が、Ｘ線管焦点を含み、個々のＸ線源上の前記Ｘ線管焦点が、グループＸ線源速度に等しいが反対の移動方向の速度を有するときに、前記個々のＸ線源が、外部露出制御ユニットを介してトリガされ、前記Ｘ線源が、前記Ｘ線パルストリガ露出持続時間中に相対的に静止したままである、請求項１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２０２１年４月３０日に出願された仮出願第６３１８２４２６号、２０２１年７月２８日に出願された仮出願第６３２２６５０８号、２０２１年４月２日に出願された仮出願第６３１７０２８８号、２０２１年４月１６日に出願された仮出願第６３１７５９５２号、２０２１年５月２７日に出願された仮出願第６３１９４０７１号、２０２１年５月１４日に出願された仮出願第６３１８８９１９号、２０２１年７月２３日に出願された仮出願第６３２２５１９４号、２０２１年６月１１日に出願された仮出願第６３２０９４９８号、２０２１年６月２５日に出願された仮出願第６３２１４９１３号、２０２１年７月１２日に出願された仮出願第６３２２０９２４号、２０２１年７月１６日に出願された仮出願第６３２２２８４７号、２０２１年７月２２日に出願された仮出願第６３２２４５２１号、及び２０２１年１月２４日に出願された米国出願第１７１４９１３３号（当該出願は、２０２０年１月２９日に出願された仮出願第６２９６７３２５号の優先権を主張する）の優先権を主張し、これらの内容は、参照により組み込まれる。

【0002】

本開示は、Ｘ線イメージング露出（X-ray imaging exposure、X線撮像露光）のためのＸ線源の個々に制御可能な移送の湾曲軌道での制御された移動のための機械デバイスに関し、特に、多Ｘ線源高速トモシンセシスイメージングシステムの動き機構に関する。

【背景技術】

【0003】

トモシンセシス（デジタルトモシンセシス（digital tomosynthesis、ＤＴＳ）ともいう）は、投影Ｘ線撮影と同程度の放射線量レベルで高分解能の限定角度トモグラフィを実行する。トモシンセシスは、血管イメージング、歯科イメージング、整形外科イメージング、マンモグラフィイメージング、筋骨格イメージング、及び肺イメージングを含む、多様な臨床用途のために研究されている。高品質のＸ線画像を得るために、高精度の空間寸法が必要とされる。この場合、Ｘ線源は、扇形軌道で被写体の周りで移動する必要があろう。高速イメージングには、より高い速度も必要である。線源から被写体までの距離は、被写体が大きくなると１０００メートルを超え得る一方、０．４ｍｍよりも良好な空間場所精度が望ましい。湾曲軌道で物体の周りでＸ線源を移動させるためのいくつかの先行技術がある。しかしながら、先行技術には欠点がある。第１の欠点は、不十分な精度である。従来技術は、通常、単一のモータを長いアームとともに使用して掃引する。しかしながら、精度は十分ではなく、速度が高くなったり、負荷が重くなったりすると悪化することとなる。通常、約０．０００５インチ又は０．０１２ｍｍのベアリングクリアランスがある。ベアリングを１０００ｍｍのアームとともに使用すると、約１２ｍｍの不確実性がもたらされることとなる。したがって、長いアームをともなう単一のモータシャフトは、極めて不十分な空間精度をもたらすであろう。第２の欠点は、低速化である。不十分な精度のため、長いアームは、振動を避けるために低速で走行しなければならない。移動速度の低下は、イメージングの速度性能を制限する。そのような理由で、完全なデータセットを取得するにはかなりの時間がかかるであろう。第３の欠点は、従来技術は、より大きな被写体に対するより長いアームへさえも、良好に拡張可能ではないことである。被写体が大きくなると、Ｘ線源の動き半径は、より大きくならなければならない。しかしながら、長いアームは、より大きな空間的不正確さ、振動、及び更には全体的な速度の低下を意味するであろう。Ｘ線掃引走査要件が、動き機構を決定する。高速トモシンセシスイメージング用途では、トラックは、湾曲していなければならず、同じ回転面で安定して移動するために対にならなければならない。トラックは、負荷移動中に最小限の振動で重負荷を搬送することができなければならない。トラックは、高速動きをサポートするべきである。トラックはまた、より低コストで拡張可能でなければならない。トラックは、全ての配向をサポートしながら高精度を有しなければならない。したがって、負荷がばらばらにならないように、トラック上のホイールをバネ押圧しなければならない。湾曲軌道は、随意であり得、円、楕円、双曲線、又は放物線の軌道の一部は、全て可能な軌道である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

湾曲トラック対（curved track pairs）を有する移送システムが、高速デジタルトモシンセシスイメージングを実行するためのインモーション多パルス作動Ｘ線源（multiple pulsed X-ray source-in-motion）のために構築される。移送システムは、所定の半径を有する移送用両面式剛性トラックと、一方又は両方のトラックに複数のバネ締め付けされたホイール対を有する湾曲車と、を含む。トラックは、同じ平面内にある。ホイールは、対になっており、ホイールの一方側又は両側が、バネ押圧されている。動きは、車に取り付けられた係合湾曲ギアと、ベースフレームに取り付けられたモータと、によって達成される。

【0005】

このシステムの利点としては、以下のうちの１つ以上が挙げられ得る。車は、重負荷を搬送し、高精度で走行し、全ての配向で最小限の振動で再現可能であり得る。車は、ベース支持フレーム構造に取り付けられた一次モータと、一次モータステージ車に取り付けられた係合湾曲ギアと、によって駆動される。車はまた、より大きな半径に拡張可能である。Ｘ線源が移送システムに取り付けられているとき、Ｘ線源は、ある場所から別の場所まで正確に掃引することができる。０．２ｍｍよりも良好な空間精度を達成することができる。

【0006】

先行技術における単一モータ長掃引アームと比較して、他の利点は、以下のうちの１つ以上を含み得る。１つの利点は、このシステムが正確であるということである。プロトタイプシステムレベルからは、０．２ｍｍよりも良好な全体的な空間精度を達成することができる。別の利点は、プロトタイプシステムの試験で重負荷を搬送することができることである。Ｘ線源は、通常、数キログラム～数十キログラムになり得る。また更なる利点は、このシステムが、扇形軌道と単一のＸ－Ｙ平面の安定な進路とで、はるかに少ない振動で、より高速度を達成することもできることである。第４の利点は、精度が、より大きな掃引半径に拡張可能であることである。より大きな機械について、空間精度は、依然として同じである。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】インモーション多パルス作動Ｘ線源によるトモシンセシスイメージングのための片面式湾曲トラック対を有する例示的な移送システムを例示する。

【図2】頭部及び最下部の場所に各Ｘ線源負荷のためのバネ締め付けされたホイールの対を有する移送システムの断面を示す。

【図3】インモーション多パルス作動Ｘ線源によるトモシンセシスイメージングのための両面式湾曲トラック対を有する例示的な移送システムを例示する。

【図4】両面式トラック対を使用する２対のバネ締め付けされたホイールを有する移送システムの断面を示す。

【図5】回転等価引張バネからの締結を有する移送システムにおけるホイールを示す。

【図6】インモーション多パルス作動Ｘ線源によるトモシンセシスイメージングのための横並び両面式湾曲トラック対を有する例示的な移送システムを例示する。

【図7】横並び両面式湾曲トラック対を有する移送システムの断面を示す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下の段落では、添付の図面を参照して、本発明を例として詳細に記載する。この説明全体を通して、示される好ましい実施形態及び実施例は、本発明の限定としてではなく、例と見なされるべきである。本明細書で使用される場合、「本発明」は、本明細書に記載の本発明の実施形態のうちのいずれか１つ及び任意の均等物を指す。更に、本明細書を通して「本発明」の様々な特徴を参照することは、全ての特許請求される実施形態又は方法が参照される特徴を含まなければならないことを意味しない。

【0009】

それゆえ、例えば、図、概略図、図解などが、本発明を具現化するシステム及び方法を例示する概念図又はプロセスを表すことは、当業者によって理解されるであろう。図に示される様々な要素の機能は、専用ハードウェア、及び関連付けられたソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を通じて提供され得る。同様に、図に示される任意のスイッチは、概念的であるにすぎない。それらの機能は、プログラムロジックの動作を通して、専用ロジックを通して、プログラム制御と専用ロジックとの相互作用を通して、又は更には手動で実行され、この特定の技法は、本発明を実装するエンティティによって選択可能であってもよい。当業者は、本明細書に記載の例示的なハードウェア、ソフトウェア、プロセス、方法、及び／又はオペレーティングシステムが例示の目的のためであり、それゆえ、任意の特定の名称の製造元に限定されることを意図されていないことを更に理解する。

【0010】

高速デジタルトモシンセシスイメージングを実行するためのインモーションＸ線源のための湾曲トラックを有する移送システムは、上下構成又は横並び構成のいずれかを有する湾曲トラックの対、ホイール３、様々な締結バネ、複数のＸ線源１３が載荷された一次モータステージ車４を備える。一連の発明では、インモーションＸ線源という用語は、多パルス作動Ｘ線源１３が、一次電気モータによって動力供給され、一次モータステージ車４とともに移動し、一次モータステージ車４が移動している間にイメージングのためのＸ線放射を生成する、一次モータステージ車４に位置していることを意味する。一次モータステージ車４は、一次モータによって駆動される。湾曲トラック対は、上下又は横並びのいずれかで配置され得る。湾曲トラック対が上下に配置されている場合に、湾曲トラック対は、同じ平面内にある。湾曲トラック対は、上側トラック１及び下側トラック２である。湾曲トラック対が横並びに配置されている場合に、湾曲横並びトラック８の平面は、平行である。曲率は、随意であり得る。例えば、円、楕円、双曲線、又は放物線の一部を有するトラック軌道は、全てＯＫである。バネを、圧縮バネ５、回転バネ６、又は均等物とすることができる。トラックを、片面式又は両面式のいずれかとすることができる。トラックが片面式である場合に、通常、ホイール３上に圧縮バネ５が使用される。トラックが両面式である場合に、通常、ホイール３上に回転バネ６又は均等物を載荷させる。

【0011】

図１は、インモーション多パルス作動Ｘ線源によるトモシンセシスイメージングのための湾曲トラック対を有する例示的な移送システムを例示している。トラック支持フレーム構造７は、一体成形の硬質金属プレートで作製されている。金属プレートの中央部分を除去した後、金属プレートは、切断へりに２つのトラックを生成することとなる。一方は、上側トラック１であり、他方は、下側トラック２である。言い換えると、トラックは、トラック支持フレーム構造７の一部として組み込まれている。上側トラック１及び下側トラック２は、同じ平面内にある。上側トラック１は、より大きい平均半径を有するが、下側トラック２は、より小さい平均半径を有する。各トラックについて、各トラック上にホイール３が接触するための２つの表面が存在する。一次モータ自体は、図１に示されていないが、一次モータのための４つの取り付けねじ穴が示されている。

【0012】

移送システムは、高速デジタルトモシンセシスイメージングを実行するためのインモーション多パルス作動Ｘ線源とともに構築されている。移送システムは、所定の半径を有する移送用の二重の湾曲したほぼ同心の剛性トラックと、各トラックに複数のバネ締め付けされたホイール３対を有する湾曲一次モータステージ車４と、を含む。一次モータステージ車４は、重負荷を搬送し、高精度で、かつ全ての配向での再現性を有して走行することができ、振動は、最小限である。ここでのバネは、圧縮バネ５である。負荷は、複数のＸ線源１３を含む。一次モータステージ車４は、ベースフレームに取り付けられた一次モータと、一次モータステージ車４に取り付けられた係合湾曲ギアと、によって駆動される。駆動モータは、駆動シャフトに接続されており、駆動シャフトは、ギアと係合するピニオンギアにも結合されている。ピニオンギアは、駆動シャフト上に取り付けられており、駆動モータは、この駆動シャフトに接続されている。車の他端部には、隣接するトラックと係合する追加のピニオンギアが備えられている。
トラックは、ホイール３によってトラックの２つの面上の移送フレームに接続されている。トラックは、各端部にホイール３を有し、両面上にギア歯を有することができる。ホイール３にはバネが取り付けられており、これは、ホイール３が常時トラックにしっかりと接触するのに役立つ。湾曲ギアが、車の端部に取り付けられており、トラック上に取り付けられたホイールに取り付けられた別のギア歯に係合している。ギアは、一次モータステージ車４がトラック上で走行するときに係合する必要がある。一次モータは、一次モータステージ車４の走行方向と、Ｘ線源１３が移送システムに取り付けられたときの一次モータステージ車４が走行する速度を制御することができる。

【0013】

図１に示されるように、一次モータステージ車４は、トラックベース支持フレーム構造７上に堅固に取り付けられている。トラックベース支持フレーム構造７には、第１の湾曲トラック又は外側トラック又は上側トラック１と、第２の湾曲トラック又は内側トラック又は下側トラック２と、が存在し、トラックの各々は、所定の曲率半径を有する。中心線は、第１の湾曲トラックの一端部におけるトラックの湾曲に対する接線である。一次モータステージ車４は、一次モータステージ車４がトラックに沿って移動されるときに、車の最上部分が中心線を辿るようにトラック上で走行するように構成されている。この実施形態では、一次モータステージ車４は、モータによって回転される対応するギアの対によって係合されるいくつかのホイール３を有する。この構成では、トラック角度スパン１４は、高速デジタルトモシンセシスイメージングのために９０度超に容易に達することができる。被写体１１をより多くの異なる角度から見ることができるため、トラック角度スパン１４のカバレッジが増加すると、Ｘ線画像品質は、より良好になる。

【0014】

トラックは、所定の曲率を有して構築されている。各トラックには、全ホイール対が独立して回転することができる圧縮バネ５を有する複数のホイール３対が取り付けられている。円形プラットフォームが、Ｘ線源１３が取り付けられた回転キャリッジのための独立したモータ駆動を有する各ホイール対に取り付けられており、一次モータによって駆動される係合ギアによって一定の速度でトラックに沿って移動している。エレベーションモータが、回転のために円形プラットフォームを駆動している。湾曲トラックを有する移送システムは、高速デジタルトモシンセシスイメージングを実行するためのインモーション多パルス作動Ｘ線源のために構築されている。移送システムは、所定の半径を有する移送用の二重の湾曲した剛性トラックと、複数のバネ締め付けされたホイール対を有する湾曲車と、を含む。一次モータステージ車４は、重負荷を搬送し、各トラックで、高精度で、かつ全ての配向での再現性を有して走行することができ、振動は、最小限である。一次モータステージ車４は、ベースフレームに取り付けられたモータと、一次モータステージ車４に取り付けられた係合湾曲ギアと、によって駆動される。Ｘ線源１３が移送システムに取り付けられているとき、一次モータステージ車４はまた、より大きな半径に拡張可能である。Ｘ線源１３は、ある場所から別の場所まで正確に掃引することができ、ｍｍの何分の１かよりも良好な空間精度を達成することができる。

【0015】

一次モータステージ車４を、トラックの対と、湾曲壁を有するトラック対上の複数のバネ締め付けされたホイールと、の間に配置することは、バネによって載荷されたホイールを支持し、これらのホイールが移動するのを案内するための補強手段として機能する。一次モータステージ車４に、重負荷又は重いＸ線源１３を載荷することができる。また、現在の設計では、動作中にホイール３がトラックから外れてはならないようにする必要がある。この条件は、ベアリングと、ベアリング中心線間の短いモーメントアームと、を有するフレキシブルホイールバネによって達成される。中心線前部の車末端には、モータを駆動するための係合ギアが取り付けられており、モータ駆動シャフトを介してギアを回転させる。精密ボールねじ駆動シャフトは、モータ及びギアを適切なプーリで接続する。十分なモータトルクで低い減速比が得られ、モータ速度でギアの過回転速度を有することが可能である。この配置は、大半径Ｘ線源１３の高精度の動きを高速で有することを可能にする。

【0016】

図２は、頭部及び最下部の場所における、各Ｘ線源１３のための２つの例示的なバネ締め付けされたホイールの対の断面を示す。頭部及び最下部の場所に、Ｘ線源１３のための２つの例示的なバネ締め付けされたホイール３の対が存在する。単一の一次モータステージ車４は、バネ締め付けされた金属ホイール対を使用して、上側トラック１及び下側トラック２に沿って自由に移動することができる。一次モータステージ車４はまた、重負荷を搬送することができる湾曲した単一のほぼ同心の金属体である。この場合、負荷は、隣接する線源に対して同じ間隔を有する複数のＸ線源１３である。各負荷について、一次モータステージ車４の頭部及び最下部に全て、ホイール３対が取り付けられている。トラック表面へのホイール３の接触は、安定性及び耐久性の目的で、線接触であり、点接触ではない。

【0017】

一次モータは、静止したベース支持フレーム構造７上に取り付けられている。モータがオンになると、モータの出力シャフトに結合されてシャフトを回転させるための駆動ギアが、一次モータステージ車４を、一次モータによって制御される方向に、湾曲トラックに沿って移動させる。付勢バネに抗してバネによって載荷されることがまた、一次モータステージ車４がトラックから離れないようにする。湾曲トラックの直径は、一次モータステージ車４がイメージングされる被写体の周りで移動する際に湾曲トラックが一次モータステージ車４を収容することができるように選定されている。移送システムは、湾曲剛性トラック、ホイール、バネ、一次モータステージ車、及び一次モータを備える。２つの同心の片面式湾曲トラックが構築されている。各湾曲トラックは、一次モータステージ車４を伴って所定の半径を有する。各トラックでの複数のバネ締め付けされたホイール対が、２つの同心湾曲トラックの上に配置されている。係合ギアが回転しているとき、一次モータステージ車４は、湾曲トラックに沿って進行している。モータは、ベース支持フレーム構造７に取り付けられており、一次モータステージ車４に取り付けられた湾曲ギアと係合する。トラックの半径を大きくするか小さくするかを単に選定することによって、拡大又は縮小も可能である。

【0018】

第１のホイール対及び第２のホイール対は、一端部で金属片に取り付けられている。これらの２ホイール対は、シャフトが上方に延在する、ベースフレームの両端部に設置された２つの単一モータの間に間隔を有する平行な側面に設置されている。２つの単一モータを外部からの電力によって回転させて、ホイールに取り付けられた２つの取り付けギアを動かす。また、取り付けられたホイール対を駆動してトラックに沿って前向き又は後ろ向きに移動させるように連動する単一の一次モータが取り付けられている。取り付けられたホイール対を駆動してトラックに沿って左又は右に移動させるように連動する別の単一のモータが取り付けられている。キャリア又は一次モータステージ４は、Ｘ線源１３及び被写体支持のためのレンズテーブルのような他の器具を支持するためのプラットフォームである。全てのギアが、ギアのそれぞれのモータにギアのシャフトで係合している。キャリアは、Ｘ線管位置のための延長部を有し、延長部を上下にスライドさせることによってＸ線管位置を調整して、オフセット誤差を補償することができる。Ｘ線源１３が移動する際に、Ｘ線源１３の回転角度を、Ｘ線源１３上に取り付けられた取り付け角度測定デバイスによって測定することができる。

【0019】

ベース支持フレーム構造に取り付けられたトラック対は、良好なＸ線画像を生成するために、単一の剛性平面内になければならない。全てのホイール３は、バネ締め付けされているか、又はバネによって引っ張られているため、外側トラック及び内側トラックに大きな力がかかる。したがって、反ることを防止するためには強制が必要である。トラック強制要素は、トラック金属フレームの外側部分から内側トラックフレームまで広がる剛性金属片である。

【0020】

複数のＸ線源１３は、ベース支持フレーム構造における一次モータステージ車４上に取り付けられ得る。これらのＸ線源１３は、イメージングのための領域に配置され得る少なくとも１つのＸ線検出器１２を伴うパルス作動される線源であり得る。Ｘ線検出器１２からのデータに基づいて、インモーションＸ線源による画像を再構成することができる。ベース支持フレーム構造７は、精密ギアを伴って構築され得、一次モータは、ギア及びシャフトを介してホイールを駆動することができる。複数のバネ押圧されたホイール対及びトラック自体は、硬鋼で作製され得る一方、一次モータステージ車４自体は、炭素繊維、アルミニウム合金、又は他の軽量材料で作製され得る。一次モータステージ車４はまた、Ｘ線源１３を保護するために内部に高密度発泡体を有することができる。一次モータは、トラックに沿ってシャフトをスライドさせるようにシャフトを駆動することができる係合ギアを有し、ホイールを駆動することができる。一次モータステージ車４の移動は、データ取得中に超高精度の空間の場所を有するために、最小限を有する一次モータステージ車４と最小限の振動を有するＸ線検出器１２との間で高精度かつ高再現性である。

【0021】

図３は、回転バネ又は均等物で固定された両面式トラック及びホイールを有する、インモーション多パルス作動Ｘ線源を有するシステムを示す。車に取り付けられた湾曲ギア歯が存在する。一次モータは、トラックベース支持フレーム構造に取り付けられている。そのため、モータは、一次モータステージ車の移動速度及び移動方向を制御することができる。一次モータステージ車の動きは、常に、トラックベース支持フレーム構造の動きと同じ平面内にあり、負荷の質量中心の場所に左右されない。そのため、半径が大きくなっても、動きは、非常に安定している。

【0022】

湾曲ギア歯及び湾曲トラックが、ほぼ同心状に係合して延びるように配置されている。回転フレームが、Ｘ線源１３の負荷を含む回転ステージを搬送する。Ｘ線源１３は、自由に回転し、一方側から他方側まで掃引することができる。モータの一端部は、支持フレーム構造に取り付けられており、対応する湾曲ギア歯と係合する１つ以上の軸を有する。モータの他端部は、回転ステージの穴を通るねじシャフトに取り付けられ得る。

【0023】

モータ及び係合ギアは、穴付きベース支持フレーム構造にあり、ベースフレームの中心に接続されており、内側に延在するピンを有し、湾曲剛性トラックが、ねじで回転支持体に取り付けられている。湾曲剛性トラックの中央には、ピンが通過するための穴があり、湾曲剛性トラックの外面は、車を保持するために溝に入れ、いくつかのホイール３を有する。好ましい実施形態では、ホイール３は、両方向に回転するセンターボールを有してバネ上に固定され、一次モータステージ車４は、引張手段を有するバネで取り付けられており、ワッシャーバネは、非常に高精度のデバイスのために張力を変更するために長手方向に膨張及び収縮することができ、各トラック上のホイール間の距離は、一定でなければならない。

【0024】

そのような移送システムを使用する利点は、投影された画像の歪みが最小限であることである。実際のイメージング角度スパンは、典型的には、走査される領域内の最大のアイテムの直径及びトラック角度スパン１４に関連する。より小さい値は、よりきつい転向に使用され、より大きな値は、より制約の少ない用途に使用される。転向は、移送車又は他の移送構造の進路を狭い進路に制約するよりも、むしろ角度スパンを低減することが好ましい場合がある。転向で空間分解能が低下する移送システムは、湾曲進路を横断することができる高速移送システムを使用する。別の利点は、上側トラック１及び下側トラック２が支持フレーム構造から分離され、上側トラック１及び下側トラック２を、アルミニウム合金又は炭素繊維複合材料のようなより軽い剛性材料を有する支持フレーム構造に取り付けることができることである。

【0025】

図４は、上下両面式湾曲トラック対を有する移送システムの断面図を示す。移送システムのトラックベース支持フレーム構造及び一次モータステージ車は、水平又は法線から好ましくはベースフレームへのある角度での半径を有して、同心に配置されている。一次モータステージ車４は、一次モータステージ車４のスムーズな動きを確実にするために、より高い剛性を有するように設計されている。ホイール３対が、支持のために円形トラックに沿って配置されている。角度は、平面内の各ホイール対を分離し、ホイールの転動方向は、互いに反対である。ホイールは、トラックと一次モータステージ車との間に十分なクリアランスがあるように、一定のバネでバネ載荷された直径ホイールを有する。これは、一次モータステージ車４が、ヨーイング様態でトラックの周りで移動する自由度を与える。Ｘ線ビーム９を、患者が横たわるように下向きに向けることができる。この場合、断面は、湾曲トラックが上側トラック１及び下側トラック２も含む両面式トラックであることを示している。

【0026】

回転バネ６又は均等な回転バネが使用されている。この構成では、支持フレーム構造の剛性要件は、はるかに低い。回転バネ６は、支持フレーム構造ではなく、両面式トラックにのみ圧力を加える。したがって、軽金属材料又は更には炭素繊維を使用して、支持フレーム構造を構築することができる。

【0027】

図５は、安定性を改善するために、片面式トラックではなく両面式トラックが使用されていることを示す。両面式トラックは、特殊製造された特殊研磨された硬質金属を使用しており、支持フレーム構造にねじによって取り付けられている。一方、支持フレーム構造は、アルミニウム合金のような軽金属、又は更には炭素繊維複合材料を使用することができる。したがって、加工コストを低減することができる。トラックを随意の曲線に容易に加工することができる。ホイール３を、一体に接続して一次モータステージ車４として、重負荷のＸ線源１３を搬送することができる。両面式トラックの１つの利点は、両面式トラックが垂直構成又は水平構成のような全ての配向を容易に支持することができることである。

【0028】

Ｘ線ビーム９を水平に配向することもでき、これにより、患者は、ベッド上に横たわることなく、走査するために立ち上がるだけでよい。トラック及びホイールを全て、コストが抑えられる標準的な部品とすることができる。湾曲トラックは、より広い角度をカバーすることができる。トラックは、より平滑で長寿命になるように研磨されている。動き中の振動は、最小限である。

【0029】

各曲線の端点は、同じ平面内に架空線を形成する。これらの２つのトラックを、同心円又は直線とみなすことができる。トラックの幅は、用途に依存する。各トラック上にホイールの対がある場合、各ホイールは、車をバランスさせるために異なる直径を有する。正確な速度調整及び安定性のために複数のホイール対が存在する。そのタスクは、ホイールの直径を決定し、直径は、重負荷を搬送するのに十分に小さく、かつ回転慣性を低減するのに十分に大きくなくてはならず、ホイールを、バネによってトラックに押圧して、滑りを防止するべきである。

【0030】

同じ機能性を有する一実施形態では、図６は、インモーション多パルス作動Ｘ線源によるトモシンセシスイメージングのための横並び両面式湾曲トラックを有する例示的な移送システムを例示している。この実施形態では、湾曲トラック対は、横並び構成で両面式である。利点のうちの１つは、トラックがはるかに短く、必要とされるホイールの数がはるかに少なく、そのため、コストが更に低いことである。この構成の機械は、単価が低くなると、より普及し得る。この構成は、一次モータステージ車４が取り外し可能であるため、機械をよりモジュール化することを可能にする。したがって、このＸ線トモシンセシスイメージングシステムでは、一次モータステージ車４、ホイール支持フレーム構造１０、走査被写体１１、及びＸ線検出器１２は、全て互いに独立した要素である。両面式横並びトラック８は、有用なＸ線イメージング走査を行うために約１０度のトラック角度スパン１４を使用して開始することができ、Ｘ線ビーム９は、走査被写体１１が位置する回転中心に向かう。システム全体を設置及び撤去するのが、より容易である。他の構成と比較して、Ｘ線放射を遮蔽することもより容易であり、Ｘ線ビーム９のコリメーションを行うこともより容易である。

【0031】

図７は、横並び両面式湾曲トラック対を有する移送システムの断面を示す。両面式トラックは、一次モータステージ車４の本体に構築される一方、回転バネ６又は均等物を有するホイール３は、静止したホイール支持フレーム構造１０に構築される。言い換えると、この場合、一次モータステージ車４は、それ自体にホイール３を有さず、全てのホイール３が、静止したホイール支持フレーム構造１０に位置する。この場合、断面は、湾曲トラックが両面式横並びトラック８の対であることを示している。

【0032】

一次モータステージ車４上の重いＸ線源１３の負荷は、高速列車のように安定しているように、トラック対の間に位置する。この構成は、更に多くの利点を有するであろう。より正確な前後の移動、より再現性があり、かつ正確な空間の場所、より高速度、より低いコスト、及びより少ない振動がある。システムは、メンテナンスするのがより容易で、組み立てるのがより容易で、システム全体をデバッグするのがより容易である。

【0033】

本発明の様々な修正及び変更が、添付の特許請求の範囲によって規定された本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、当業者には明らかになるであろう。以下の任意の方法の請求項に列挙されたステップは、必ずしもそれらが列挙された順序で実行される必要はないことに留意されたい。当業者は、ステップを実行する際に、列挙されたものとは異なる、順序の変形を認識するであろう。加えて、特徴、ステップ、又は構成要素の言及又は考察の欠如は、存在しない特徴、又は構成要素が但し書き若しくは同様の請求項の文言によって除外される、請求項の基礎を提供する。

【0034】

本発明は、様々な例示的な実施形態及び実装態様の観点で上述されているが、個々の実施形態のうちの１つ以上に記載の様々な特徴、態様、及び機能性は、それらが記載されている特定の実施形態への適用に限定されず、代わりに、そのような実施形態が記載されているかどうか、及び記載された実施形態の一部としてそのような特徴が提示されているかどうかにかかわらず、単独で又は様々な組み合わせで、本発明の他の実施形態のうちの１つ以上に適用され得ることを理解されたい。したがって、本実施形態の広さ及び範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではない。

【0035】

いくつかの事例では、「１つ以上」、「少なくとも」、「であるがこれらに限定されない」などの広義の語及び語句、又は語句などの他のもの存在は、そのような広義の語句が存在しないことがある場合に、より狭い場合が意図されるか、又は必要とされることを意味すると解釈されないものとする。「モジュール」という用語の使用は、モジュールの一部として記載又は特許請求される構成要素又は機能性が全て共通のパッケージ内に構成されていることを含意しない。実際、制御ロジック又は他の構成要素にかかわらず、モジュールの様々な構成要素のいずれか又は全ては、単一のパッケージに組み合わされてもよいし、別個に維持されてもよく、複数の場所にわたって更に分散されてもよい。

【0036】

追加的に、本明細書に詳述される様々な実施形態は、例示的なブロック図、フローチャート、及び他の説明図に関して記載されている。この文書を読んだ後に当業者に明らかになるであろうように、例示される実施形態及びそれらの様々な代替形態は、例示される例に限定されることなく実施されてもよい。例えば、ブロック図とそれらに付随する説明とは、特定のアーキテクチャ又は構成を義務付けるものと解釈されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】