特表 2024-514300 ヘビーデューティの高出力の複数のパルス作動Ｘ線源を用いる動き補償高スループット高速３Ｄ Ｘ線撮影システム

(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】2024-04-01

(54)【発明の名称】ヘビーデューティの高出力の複数のパルス作動Ｘ線源を用いる動き補償高スループット高速３Ｄ Ｘ線撮影システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/02 20060101AFI20240325BHJP

   A61B 6/50 20240101ALI20240325BHJP

【ＦＩ】

A61B6/02 501H

A61B6/02 503A

A61B6/50 500E

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023560316

(86)(22)【出願日】2022-03-14

(85)【翻訳文提出日】2023-10-27

(86)【国際出願番号】 US2022020135

(87)【国際公開番号】W WO2022212013

(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】17/692,087

(32)【優先日】2022-03-10

(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

(57)【要約】

運動している複数のパルス作動Ｘ線源対を使用して高効率かつ超高速の３Ｄ Ｘ線撮影を実行するＸ線イメージングシステムが提示される。線源は、グループとして一定速度で、弧状軌道上で、同時に移動する。個々の各線源はまた、小距離にある線源の静止位置の周りを迅速に移動するが、一方が他方と反対方向に移動して、直線運動量を相殺する。軌道を、水平にリング構造で配置することもできる。Ｘ線源対では、各々が別のものと反対角度方向に移動して、角運動量を相殺する。個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の直線方向又は角度方向の速度を有するときに、個々のＸ線源は、外部露出制御ユニットを介してトリガされる。これにより、線源が作動中に相対的に静止したままになることを可能にする。３Ｄデータをより短時間でより広い視野で取得することができ、画像分析は、リアルタイムである。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のヘビーデューティのＸ線源対を使用して高速３Ｄ Ｘ線撮影を提供するためのトモシンセシスイメージングシステムであって、
所定の半径を有する一次モータ回転アームステージと、
前記一次モータ回転アームステージと係合し、前記一次モータ回転アームステージの速度を制御する一次モータと、
前記一次モータアームステージに連結されており、弧状軌道の方向に沿って移動する１つ又は複数の二次モータステージと、
１つ又は複数の二次モータであって、各々が、１つの二次モータステージ又は複数の二次モータステージの対と係合し、二次モータステージの速度を制御する、１つ又は複数の二次モータと、
１つのＸ線源対又は複数のＸ線源対であって、各々が、二次モータステージによって移動される、１つのＸ線源対又は複数のＸ線源対と、
前記一次モータアームステージ、二次モータステージ、及びＸ線源のためのハウジングを提供する支持フレーム構造と、
走査被写体のための支持テーブルと、
Ｘ線イメージングデータを受容するための剛性又は可撓性パネルＸ線検出器と、を備える、システム。

【請求項2】

Ｘ線検出器が、湾曲したパネル検出器である、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記検出器を露出するための機械的に同期された動きを有する２つの移動可能なＸ線源を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

機械的に同期された線源移動を有する２つの移動可能なＸ線源を移動させるための、２つのギア駆動装置を介して連結された駆動モータを備える、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記Ｘ線源が、２つの駆動ゲートを介して前記２つのギア駆動装置に接続された２つのＸ線管取り付けブラケットを介して接続されている、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

重量を均衡させるように、前記Ｘ線源と対向する剛性フレーム上に取り付けられたオイルタンク及び高電圧発生器を備え、前記検出器が、別個のフレーム上に位置付けられている、請求項３に記載のシステム。

【請求項7】

前記Ｘ線源が、グループとして一定速度で、あらかじめ定められた弧状軌道上で、被写体に対して同時に移動する、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の移動方向である速度を有するときに、前記個々のＸ線源及びＸ線検出器が、外部露出制御ユニットを介して作動される、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記Ｘ線源が、線源のアレイを形成するように回転アームステージ上に配置されており、個々の各Ｘ線源が、静止位置の周りで移動し、前記Ｘ線源がＸ線パルストリガ露出持続時間中に静止したままであることを可能にする、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記一次モータアームステージ及び前記二次モータステージが、位置付けシステムを使用して所定の初期の場所に前記モータによって移動され、前記一次モータアームステージが、一次モータによって所定の一定速度で掃引され、二次モータステージが、所定のシーケンスで二次モータによって振動される、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

動き補償された複数のパルス作動Ｘ線源対を用いる高速３Ｄ Ｘ線トモシンセシス撮影の方法であって、
一次モータアームステージ及び１つ以上の二次モータステージを所定の初期の場所に位置付けることと、
前記一次モータアームステージを一次モータによって所定の一定速度で掃引することと、
二次モータステージにおけるＸ線源対の一方が他方と反対方向に振動するように、対応する二次モータによって前記二次モータステージの各々を振動させることと、
Ｘ線源が前記一次モータ回転アームステージの方向と反対方向に、かつ前記一次モータ回転アームステージの選択された速度で移動する場合、前記Ｘ線源及び可撓性の湾曲したパネル検出器を電気的に作動させることと、
剛性パネル検出器又は可撓性の湾曲したパネル検出器を用いて、前記Ｘ線源から被写体画像データを取得することと、を含む、方法。

【請求項12】

前記パネル検出器を用いて、動き補償された複数のパルス作動Ｘ線源対からＸ線を捕捉することを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

機械的に同期された動きを有する２つの移動可能なＸ線源を移動させて、前記検出器を露出することを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

２つのギア駆動装置を介して連結された駆動モータを使用して、機械的に同期された管移動を伴って２つのＸ線源を移動させることを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記Ｘ線源が、２つの駆動ゲートを介して前記２つのギア駆動装置に接続された２つの管取り付けブラケットを介して接続されている、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

重量を均衡させるように、前記Ｘ線源と対向する剛性フレーム上に取り付けられたオイルタンク及び高電圧発生器を備え、前記検出器が、別個のフレーム上に位置付けられている、請求項１３に記載の方法。

【請求項17】

前記Ｘ線源を、グループとして一定速度で、あらかじめ定められた弧状軌道上で、被写体に対して同時に移動させる、請求項１１に記載の方法。

【請求項18】

グループ速度と等しいが反対の移動方向の速度で個々のＸ線源を移動させることと、外部露出制御ユニットを介して前記個々のＸ線源及び検出器を作動させることと、を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項19】

前記Ｘ線源が、線源のアレイを形成するように回転アームステージ上に配置されており、個々の各Ｘ線源が、静止位置の周りで移動し、前記Ｘ線源がＸ線パルストリガ露出持続時間中に静止したままであることを可能にする、請求項１１に記載の方法。

【請求項20】

位置付けシステムを使用して、前記一次モータアームステージ及び前記二次モータステージを所定の初期の場所に移動させることと、前記一次モータアームステージを所定の一定速度で掃引し、かつ前記二次モータステージを所定のシーケンスで振動させることと、を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項21】

複数のヘビーデューティのＸ線源対を使用して高速３Ｄ Ｘ線撮影を提供するためのＸ線イメージングシステムであって、
所定の半径を有する一次モータ回転ステージと、
前記一次モータ回転ステージと係合し、前記一次モータ回転ステージの回転速度を制御する一次モータと、
前記一次回転モータステージに連結された１つ又は複数の二次モータステージと、
１つ又は複数の二次モータであって、各々が、二次モータステージと係合し、二次モータステージの速度を制御する、１つ又は複数の二次モータと、
１つ又は複数のＸ線源対であって、各Ｘ線源が、第２のモータステージに取り付けられており、二次モータステージによって移動される、１つ又は複数のＸ線源対と、
前記一次モータ、一次モータ回転ステージ、二次モータ、二次モータステージ、及びＸ線源のためのハウジングを提供する支持円形構造と、
Ｘ線イメージングデータを受容するためのＸ線フラットパネル検出器と、を備える、システム。

【請求項22】

複数のヘビーデューティのＸ線源対を使用して高速３Ｄ Ｘ線撮影を提供するためのＸ線イメージングシステムであって、
所定の半径を有する一次モータ回転ステージと、
前記一次モータ回転ステージと係合し、前記一次モータ回転ステージの速度を制御する一次モータと、
１つ以上のＸ線源対であって、各Ｘ線源が、前記一次モータ回転ステージに取り付けられており、前記一次モータによって移動される、１つ以上のＸ線源対と、
前記一次モータステージ及びＸ線源のためのハウジングを提供する支持円形構造と、
Ｘ線イメージングデータを受容するためのＸ線フラットパネル検出器と、を備える、システム。

【請求項23】

動き補償された複数のパルス作動Ｘ線源対を用いる高速３Ｄ Ｘ線撮影の方法であって、
一次モータ回転ステージを支持円形構造に取り付けることと、
前記一次モータ回転ステージに１つ以上の二次モータステージを取り付けることと、
二次モータステージの各々にＸ線源を取り付けることと、
一次モータ回転ステージ及び１つ以上の二次モータステージを所定の初期の場所に位置付けることと、
前記一次モータステージを一次モータによって所定の一定角速度で回転させることと、
二次モータステージにおけるＸ線源対の一方が他方と反対角度方向に振動するように、前記二次モータステージの各々を対応する二次モータによって振動させることと、
Ｘ線源が前記一次モータ回転ステージの方向と反対方向に、かつ前記一次モータ回転ステージの選択された速度で移動する場合、前記Ｘ線源及びＸ線フラットパネル検出器を電気的に作動させることと、
Ｘ線フラットパネル検出器を用いて前記Ｘ線源から被写体画像データを取得することと、を含む、方法。

【請求項24】

複数のパルス作動Ｘ線源対を用いる高速３Ｄ Ｘ線撮影の方法であって、
支持円形構造に一次モータ回転ステージを取り付けることと、
一次モータステージに１つ以上のＸ線源を取り付けることと、
一次モータステージを所定の初期の場所に位置付けることと、
前記一次モータステージを一次モータによって所定の一定角速度で回転させることと、
Ｘ線フラットパネル検出器の上で１つ以上のＸ線源を電気的に作動させることと、
Ｘ線フラットパネル検出器を用いて前記１つ以上のＸ線源から被写体画像データを取得することと、を含む、方法。

【請求項25】

前記Ｘ線源が、前記Ｘ線フラットパネル検出器の上方で円形動きで移動される、請求項２４に記載の方法。

【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号の優先権を主張し、２０２１年１２月３０日に出願された米国特許出願第１７／５６６，６５２号の一部継続出願である）の優先権を主張し、その内容は、参照により組み込まれる。
本特許明細書は、３Ｄ Ｘ線撮影システム及び方法の分野におけるものであり、特に、高出力パルス作動Ｘ線源及び広視野のデジタル剛性又は可撓性パネルＸ線検出器を使用する高速トモシンセシスシステムに対するものである。

【背景技術】

【0002】

マンモグラフィのような一種のデジタルＸ線３Ｄ撮影があり、デジタル（ＤＴＳ）は、従来の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ための方法である。これらのデジタルトモシンセシスシステムは、典型的には、回転可能なＣアームアセンブリの一方の端部に取り付けられたＸ線源と、他方の端部のデジタルフラットパネル検出器と、を使用する。Ｘ線源と検出器との間には、乳房を圧縮及び固定することができるデバイスがある。乳房の圧縮は、Ｘ線散乱の低減、放射線量の低減、検出器全体のより均一な光学密度、及び解剖学的構造の視覚化の改善の理由で必要である。トモシンセシスを使用して、症状のない女性における乳がんの早期徴候をスクリーニングすることができる。このタイプのイメージングを、乳がん症状を有する女性の診断ツールとして使用することもできる。トモシンセシスは、マンモグラフィの高度なタイプのトモシンセシスである。デジタル乳房トモシンセシス（ＤＢＴ）は、２Ｄマンモグラフィよりも、多くのがんを検出し、偽陽性再現数が少なく、かつ正確な病変の位置特定を行う。トモシンセシスが実行されるときに、Ｘ線源は、乳房の周りで円弧状に移動する必要がある。Ｘ線源が乳房の周りで移動する間、一連の低線量Ｘ線画像が、異なる角度で取得される。収集されたデータセットは、平行な平面の再構成を可能にする。各平面は、合焦しており、平面外の組織画像であるものは、ぼけている。通常、掃引角度をより広くすれば、より多くのデータ投影を生成し、より良好な３Ｄ分解能をもたらすであろうが、それには時間がかかる。データ処理は、種々の再構成アルゴリズムが使用され得るため、製造元固有である。ＣＯＶＩＤ用のＸ線３Ｄ胸部診断システム、Ｘ線３Ｄ非破壊検査（ＮＤＴ）システム、及びＸ線３Ｄセキュリティ検査システムなどの他のＸ線３Ｄ撮影用途に、これらの種類のデジタルトモシンセシスシステム及び方法を適用することができることを強調せねばなるまい。Ｘ線３Ｄトモシンセシス撮影を実行するために単一のＸ線源及び単一のＸ線フラットパネル検出器を用いる先行技術がある。しかしながら、高出力のヘビーデューティのＸ線源について、線源を移動させることはより困難であり、掃引の動きは、より遅くなるであろう。本発明は、動き補償技法を使用して、弧状の動き軌道を有するデジタルトモシンセシスシステムのスループットを増加させる。更に、被写体３Ｄイメージングを上半球の３６０度の視野から実行することができるように、Ｘ線源の動き軌道をリング構造で配置することもできる。

【発明の概要】

【0003】

第１の態様では、運動している複数のパルス作動Ｘ線源を、所定の半径を有して回転する一次モータアームステージ、当該一次モータアームステージと係合し、一次モータステージの速度を制御する一次モータ、動き対を作成し、弧の方向に沿って移動するように、当該一次モータアームステージに結合された１つ又は複数の二次モータステージ、１つ又は複数の二次モータであって、各々が、二次モータステージと係合し、二次モータステージの速度を制御する、１つ又は複数の二次モータ、二次モータステージによって移動される複数のＸ線源、一次モータアームステージ及び二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、Ｘ線源及びＸ線イメージングデータを受容するためのフラットパネル検出器、とともに使用する高速３ＤトモシンセシスＸ線撮影を提供するためのシステム。

【0004】

第２の態様では、運動している複数のパルス作動Ｘ線源を使用する高速３Ｄ Ｘ線撮影の方法は、一次モータアームステージ及び１つ以上の二次モータステージ対を所定の初期の場所に位置付けることと、一次モータステージを当該一次モータによって所定の一定速度で掃引することと、二次モータステージ対の各々を反対方向に振動させることと、Ｘ線源が一次モータアームステージの方向とは反対方向に、かつ一次モータステージの選択された速度で移動するときに、Ｘ線源及びフラットパネル検出器を電気的に作動させることと、フラットパネル検出器を用いてＸ線源から画像データを取得することと、を含む。

【0005】

別の態様では、運動している複数のパルス作動Ｘ線源対を使用して高効率、超高速の３Ｄ Ｘ線撮影を実行するＸ線イメージングシステムは、線源のアレイを形成するように運動している構造上に取り付けられた複数のパルス作動Ｘ線源を含む。複数のＸ線源は、グループとして一定速度で、あらかじめ定められた弧状軌道上で、被写体に対して同時に移動する。１つの対では、一方の個々のＸ線源は、小距離にあるＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することもできるが、他方と反対方向を有する。個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の移動方向である速度を有するときに、個々のＸ線源及びＸ線検出器は、外部露出制御ユニットを介して作動される。この配置は、Ｘ線源が、Ｘ線源作動及びＸ線検出器露出中に相対的に静止したままであることを可能にする。Ｘ線受容器は、Ｘ線フラットパネル検出器である。複数のＸ線源イン動き動作は、個々のＸ線源の線源移動距離の大幅な短縮をもたらす。３Ｄ Ｘ線撮影画像データを、はるかに短い時間で全体的により広い掃引角度で取得することができ、走査が進行する間、画像分析をほぼリアルタイムで行うこともできる。

【0006】

別の態様では、剛性フラットパネル検出器に加えて、又は可撓性Ｘ線検出器であれば、歪みが最小限になるように、湾曲した幾何学形状を有することを可能にするであろう。３Ｄ Ｘ線撮影画像は、Ｘ線露出源の角度付き幾何学配置を有する各画像に基づいて再構成される。より広範な用途としては、３Ｄマンモグラフィ若しくはトモシンセシス、ＣＯＶＩＤ用の胸部３Ｄ Ｘ線撮影、又は３Ｄ ＮＤＴ、高速３Ｄ Ｘ線セキュリティ検査が挙げられる。

【0007】

別の態様では、被写体３Ｄイメージングを被写体の上半球の３６０度の視野から実行することができるように、Ｘ線源の動き軌道をリング構造で配置することもできる。Ｘ線源のアレイは、一定のグループ速度で、あらかじめ定められた円形軌道上で、撮像されている走査被写体の周りで同時に移動する。１つの対のＸ線源について、個々のＸ線源は、小距離のＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することもできるが、一方は、角運動量が常に相殺されるように、他方と反対の角度方向に移動する。個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の移動方向の速度を有するときに、個々のＸ線源は、外部露出制御ユニットを介してトリガされる。

【0008】

しかしながら、従来技術の中には欠点がある。主な欠点は、単一のＸ線源が良好なデータ投影を取得するのに非常に長い時間がかかることである。第２の欠点は、万事があまりにも低速であるため、リアルタイムの再構成が困難であることである。第３の欠点は、剛性Ｘ線フラットパネル検出器を使用することが幾何学的歪みを悪化させることである。

【0009】

本発明におけるこれら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。運動している複数のＸ線源の様々な実施形態は、新規な超高速３Ｄ Ｘ線撮影システムで使用される。第１の利点は、システム全体が、使用されるＸ線源対の数に応じてより高速であることである。各Ｘ線源は、弧状軌道で全距離のほんの一部を機械的に移動するだけでよいこととなろう。それにより、Ｘ線診断機で被写体に必要とされるデータ取得時間が大幅に短縮される。第２の利点は、走査が進行する際に画像分析をほぼリアルタイムで行うこともできることである。撮影された画像に対する判断は、次の撮影に対するＸ線源位置に影響を与えることとなる。階層化された画像再構成を行うために、画像全体の取得が終了するまで待つ必要はない。

【0010】

第３の利点は、動きアーチファクトの低減に起因して、高分解能かつ高コントラストの画像を取得することが可能であることである。各Ｘ線源はまた、Ｘ線源の原点の周りで線源を振動させるサブ構造上に取り付けられている。振動速度及び軌道速度の合成は、個々のＸ線源が作動される瞬間におけるＸ線源の相対的な静止位置をもたらす。第４の利点は、システムがはるかに広い掃引を進行させて、より高速により多くのデータ投影を取得することができることである。より多くのデータ投影は、誤診率の低減をもたらす、より良好な画像構成を意味する。

【0011】

第５の利点は、より広い角度及びより速いイメージング取得であるがために、３Ｄ空間イメージングに時間成分を追加して、４Ｄイメージングデータセットを形成することが可能であることである。第６の利点は、可撓性の湾曲したＸ線検出器の幾何学形状が、画像の歪みをはるかに小さくすることとなることである。技術が日々進歩していることに起因して、今日のエレクトロニクスは、可撓性があり、より高速で、よりコンパクトで、より効率的であるようになり得る。丁度可撓性のソーラーパネル充電器のように、Ｘ線検出器も、実際に、可撓性になり得る。典型的な最新のＸ線パネル検出器は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、Ｘ線シンチレータの層、及び読み出し電子機器などを備える。現在の技術では読み出し電子基板を可撓性にすることはできないが、ＴＦＴベースの検出器を、可撓性基板を使用して可撓性にすることができる。Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ（ＧＯＳ又はＧＡＤＯＸ）などのシンチレーション材料の層が、既に、何十年も前に、Ｘ線イメージング目的で可撓性フィルムに取り付けるために、ある程度可撓性であるように作製されている。

【0012】

第７の利点は、線源の対が反対方向に移動して運動量を相殺する配置が、高出力のヘビーデューティのＸ線源を使用することを可能にすることである。本発明では、動き補償されたヘビーデューティの高出力多パルス作動Ｘ線源デジタル断層撮影システムが導入される。このシステムは、高速に稼働するだけでなく、重負荷のＸ線源を搬送することもできる。Ｘ線源が強力になるにつれて、Ｘ線源自体が重くなることとなる。産業用非破壊評価（ＮＤＥ）は、通常、高スループット、及び高ｋＶ、高ｍＡを必要とする。したがって、本発明であれは、３Ｄ検査用途を、医療デジタルトモシンセシスシステム用途を超えて産業検査及びセキュリティ検査に拡張することを可能にするであろう。

【0013】

本発明は、好ましい実施形態の観点で記載されており、明示的に述べられたもの以外の、均等物、代替物、及び修正が可能であり、かつ添付の特許請求の範囲の範囲内であると認識される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】ヘビーデューティの複数のＸ線源対を有する、動き補償されたデジタルトモシンセシスシステムを例示する。

【0015】

【図2】走査被写体が中心にある剛性支持回転アームステージを有するデュアルＸ線源システムを例示する。

【0016】

【図3】中央の走査テーブル上に走査被写体を有する動き補償デジタルトモシンセシスシステムを例示する。

【0017】

【図4】運動量を相殺するために機械的に同期された動きを有するＸ線源の対を示す。

【0018】

【図5】Ｘ線源の対が円形に取り付けられた放射線システムの構成を示す。

【0019】

【図6】上面図からの、円形ガントリに取り付けられた３対のＸ線源を示す。

【0020】

【図7】画像下治療中の外科的活動のための、上面図からの、６対のＸ線源が円形ガントリに取り付けられていることを示す。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。この記載全体を通して、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（複数可）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（複数可）を含まなければならないことを意味しない。

【0022】

しかしながら、この発明を、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に詳述される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。これらの実施形態は、本開示が詳細かつ完全であり、本発明の範囲を当業者に完全に伝達するように提供される。更に、本発明の実施形態を列挙する本明細書の全ての記述、及びその具体例は、その構造的及び機能的均等物の両方を包含することが意図されている。追加的に、そのような均等物は、現在知られている均等物、及び将来開発される均等物（すなわち、構造に関係なく同じ機能を実行する、開発される任意の要素）の両方を含むことが意図されている。

【0023】

それゆえ、例えば、図、概略図、図解などが、この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、本発明を実装した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。

【0024】

図１において、大重量を有する２つのＸ線源１がある。それらは、対をなしている。各Ｘ線源１は、二次モータステージ６に取り付けられている。各二次モータ７は、二次動きステージ６に係合している。全ての二次動きステージ６は、一次モータ５によって制御される回転アームステージの一端部に取り付けられている。全てのモータが、プログラム可能な動き制御ハードウェアによって制御され、モータステージを所定の速度で前後に移動させることができる。結果として、全てのＸ線源１が、一次モータ回転アームステージ４とともに移動する。１つの対では、個々の各Ｘ線源１は、二次モータステージ６とともに個々に移動することもでき、一方のモータステージは、他方のステージと反対の動き方向を有する。Ｘ線走査被写体２は、回転中心の近くに位置する。同様の構成を使用して、Ｘ線源１の総数は、２つの対、３つの対などに容易になり得る。

【0025】

一次モータ５は、ヘビーデューティのアームを回転させる。一次モータ５は、任意の高速モータであり得る。一次モータ５が一方の方向に回転すると、二次モータステージ６は、それぞれ、二次モータステージ６の対応する二次モータ７の各々と係合することによって、弧状軌道に沿って反対方向に移動される。１つ以上のＸ線源が、アレイを形成するように二次モータステージ６によって移動される。二次モータステージ６はまた、フレーム支持体と係合し、これが、フレーム支持体及びモータアセンブリを支持する。フレーム支持体は、全てのモータアセンブリ、モータコントローラ、モータドライバ、及びフラットパネル検出器のためのハウジングを提供する。二次モータステージ６の各々は、選択された周波数ではあるが反対方向で振動することができる。

【0026】

一次モータステージは、一次モータ５によって制御される。一次モータアームステージ４に連結された二次モータステージ６の１つ以上の対があり、二次モータステージ６の各々は、一次モータステージに対して移動可能である。二次モータステージ６の各々は、対応する二次モータステージ６を駆動する二次モータ７を有する。Ｘ線源１の１つ以上の対がまた、線源のアレイを形成するように、運動している構造に取り付けられている。Ｘ線源１の各々は、対応する二次モータステージ６に取り付けられており、弧状軌道上の所定の経路に沿って一定速度で撮像される走査被写体２に対して同時に移動される。Ｘ線源のアレイは、一定のグループ速度で、あらかじめ定められた軌道上で、撮像されている走査被写体２の周りで同時に移動する。１つの対では、個々のＸ線源は、小距離のＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することもできるが、一方は、他方と反対方向に移動する。個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の移動方向の速度を有するときに、個々のＸ線源は、外部露出制御ユニットを介してトリガされる。

【0027】

二次モータステージ６は、一次モータアームステージ４の一端部に取り付けられている。二次モータステージ上に取り付けられたＸ線源は、移動被写体のＸ線画像を撮影するために使用される。二次モータステージ６のアレイは、各二次モータステージ６の速度を制御する対応する二次モータ７によって、一次モータ回転アームステージ４に連結されている。各二次モータステージ６は、少なくとも１つのＸ線源を含む。個々の各Ｘ線源は、二次モータステージ６上に取り付けられている。各Ｘ線源は、任意の所与の時点にあらかじめ定められた最大範囲で二次モータステージ６上のＸ線源の静止位置の周りで独立して移動することができるが、一方は、これらのＸ線源が対で移動するように他方と反対方向に移動し、２つのモータからの動き運動量は、相殺される。このことは、結果として総回転トルクが相殺されるようにプロペラ回転方向が反対である複数のプロペラエンジンを有する飛行機のものと同様である。

【0028】

複数のパルス作動Ｘ線源は、線源のアレイを形成するように運動している構造上に取り付けられている。複数のＸ線源１は、グループとして一定速度で、あらかじめ定められた弧状軌道上で、走査被写体２に対して同時に移動する。１つの対では、個々のＸ線源は、小距離のＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することもできるが、一方は、他方と反対方向に移動する。個々のＸ線源がグループ速度に等しいが反対の移動方向である速度を有するときに、個々のＸ線源及びＸ線検出器は、外部露出制御ユニットを介して作動される。この配置は、Ｘ線源が、Ｘ線源作動及びＸ線検出器露出中に相対的に静止したままであることを可能にする。Ｘ線受容器は、Ｘ線フラットパネル検出器３である。したがって、複数のＸ線源は、個々のＸ線源についての線源移動距離の大幅な短縮をもたらす。結果として、三次元Ｘ線撮影画像データを、はるかに短い時間で全体的により広い掃引角度で取得することができ、走査が進行する間、画像分析をリアルタイムで行うこともできる。

【0029】

剛性又は可撓性の湾曲したＸ線パネル検出器３が、Ｘ線源のアレイの前に位置付けられている。Ｘ線源のアレイは、弧状軌道に沿って掃引する移動構造に取り付けられている。Ｘ線源は、トリガ露出中に瞬間的にＸ線源を静止させるために、個々の線源がグループ又は掃引移動と同じ速度で反対方向に移動すると、トリガされる。この原理に従った様々な実施形態がある。１つの対では、個々のＸ線源は、小距離のＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することもできるが、一方は、他方と反対方向に移動する。個々のＸ線源がグループ速度に等しいが反対の移動方向の速度を有するときに、個々のＸ線源１及びＸ線検出器３は、外部露出制御ユニットを介して作動される。この配置は、Ｘ線源が、Ｘ線源作動及びＸ線検出器露出中に相対的に静止したままであることを可能にする。全てのＸ線源１が作動される場合、Ｘ線フラットパネル検出器３によって取得されるデータは、単一のＸ線源動作のデータよりも数倍大きいであろう。

【0030】

対照的に、ヘビーデューティの高出力の複数のパルス作動Ｘ線源を有する動き補償トモシンセシスシステムは、通常の単一Ｘ線源デジタルトモシンセシスシステムよりも高速に稼働する。一般に、多くのＸ線源が多いほど、はるかに短い走査時間をもたらすこととなる。例えば、並列の線源の対は、半分の総走査時間を有することとなり、並列の線源の２つの対は、１／４の走査時間を有することとなる、などである。業界用途では、生産性が重要である。生産性が２倍、又は４倍になれば、大きな違いが生じるであろう。

【0031】

高出力の複数のパルス作動Ｘ線源を有する動き補償システムは、通常のトモシンセシスシステムの取得時間のほんの一部がかかるだけで、より高速であるという第１の利点を有する。これにより、より高速でありながらより多くのデータ投影が可能になるであろう。したがって、動き補償システムは、より少ない動きアーチファクトを有することとなり、それゆえ、より良い診断結果を伴うより高分解能の画像が可能である。第２の利点は、個々の各Ｘ線源１についての移動時間がないことから、走査が進行するにつれて画像分析をほぼリアルタイムで行うことができることである。これにより、追加の３Ｄ投影を取得し続けるか否かに関するより良い判断が可能になるであろう。このことはまた、各画像の取得中の露出時間の調整を可能にするであろう。第３の利点は、本明細書に記載の画像データ収集方法であれば、Ｘ線源１の最小の全体的な移動距離に起因して、より少ない量の動きアーチファクトにつながることとなるであろうことである。動き補償された高出力の複数のパルス作動Ｘ線源の高速３Ｄ Ｘ線取得のこれら３つの利点は、より良い診断結果、侵襲的手術の必要性の低減、及びがんに起因する合併症のリスクの低減をもたらす。

【0032】

図２は、剛性支持回転アームステージを有する例示的なデュアルＸ線源システムを示す。Ｘ線ビーム１０は、走査被写体２を覆うこととなろう。この設計の支持フレーム構造９はまた、高出力Ｘ線源を搬送することを可能にする。いくつかのヘビーデューティのＸ線源の重量は、１０キログラムを超え得る。強力な回転アームは、より高い精度で重荷重を容易に取り扱うことができる。同回転アームは、２対のＸ線源１を搬送することもできる。図４において、駆動モータが、２つのＸ線管を移動させるために２つのギア８駆動装置を介して連結されている。管は、２つの駆動ゲートを介して２つのギア８駆動装置に接続された２つの管取り付けブラケットを介して接続されている。高電圧発生器１１を有する移動可能なオイルタンクが、重量を均衡させるために、管モジュールの反対側の検出器側に取り付けられている。剛性フレームが、オイルタンク及び高電圧発生器１１とデュアル管モジュールとを一緒に保持する。フラットな又は湾曲したＸ線パネル検出器３は、別個のフレーム上に位置付けられている。モータは、機械的に同期された管の移動を提供する。回転中、Ｘ線ビーム１０は、依然として走査被写体２を覆うこととなろう。

【0033】

デュアルＸ線源は、線源のアレイを形成するように運動している構造上に取り付けられており、当該線源は、グループとして一定速度で、あらかじめ定められた弧状軌道上で走査被写体２に対して同時に移動する。１つの対では、個々の各Ｘ線源は、小距離にあるＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することもでき、一方の個々の線源は、他方と反対方向に移動する。個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の移動方向である速度を有するときに、個々のＸ線源１及びＸ線検出器３は、外部露出制御ユニットを介して作動される。この配置は、Ｘ線源１が、Ｘ線源作動及びＸ線検出器露出中に相対的に静止したままであることを可能にする。剛性フラットパネル検出器に加えて、可撓性Ｘ線検出器であれば、歪みが最小限になるように、湾曲した幾何学形状を有することを可能にするであろう。２つの線源をグループ内で一定速度で患者に対して移動させ、各線源を振動モードで取り付けた。これらのＸ線源は、個々のＸ線源についての線源移動距離の大幅な短縮をもたらした。２つの場所の間で振動する、小距離にあるデュアルＸ線源を使用して三次元患者を走査することによって、ある範囲の画像を撮影した。

【0034】

剛性支持回転アーム構造は、放射線源位置付け機構及びＸ線検出器に回転支持を提供する。放射線源位置付け機構が上から下へ垂直方向に沿って一定速度で円形軌道に沿って移動すると、単一又は複数のパルス作動Ｘ線源を回転させて弧状形状の経路を掃引するための回転アームを有するパルスＸ線源位置付け機構。パルスＸ線源位置付け機構は、モータ駆動のリニアステージタイプ、又は手動操作の機械式アクチュエータタイプであり得る。複数のパルス作動Ｘ線源は、水平方向に沿った円形軌道上で一次モータの速度に等しい速度で移動する。少なくとも１つのＸ線検出器が、複数のパルス作動Ｘ線源がＸ線検出器の視野を通過するときにに、複数のパルス作動Ｘ線源からＸ線投影データを受容するための回転アーム構造の一部であるプラットフォームに取り付けられている。Ｘ線検出器は、単一のフラットパネルＸ線検出器３、又は大面積検出器を形成することができる複数のフラットパネルＸ線検出器３のセットであり得る。

【0035】

図３は、走査テーブル１２の中央に被写体２を有する、Ｘ線源の対を使用する動き補償デジタルトモシンセシスシステムを例示している。この設計は、３Ｄ産業及びセキュリティ検査で、高ｋＶ、高ｍＡ、１０００ワット超のＸ線源で重い高密度材料を検査することを目的としている。回転アームは、被写体走査テーブル１２とは独立している。この構成を、生産ラインでのＸ線検査で簡単に使用することができる。図３の実施形態では、Ｘ線検出器３は、静止ガントリを有する１つのプラットフォームに接続されている一方、別のプラットフォームでは、高電圧発生器１１及びシステムコントローラが対向して取り付けられており、それらは、機械的に同期した動きで移動して、それらの間に検出器を露出する。２つのギア８駆動装置を介して連結された駆動モータが、機械的に同期された管移動で２つの移動可能なＸ線管を移動させる。Ｘ線源は、２つの駆動ゲートを介して２つのギア８駆動装置に接続された２つの管取り付けブラケットを介して接続されている。オイルタンク及び高電圧発生器１１は、重量を均衡させるために、Ｘ線源１に対向する剛性フレーム上に取り付けられ、検出器は、別個のフレーム上に位置付けられている。Ｘ線源１は、グループとして一定速度で、あらかじめ定められた弧状軌道上で、被写体２に対して同時に移動し、個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の移動方向である速度を有するときに、個々のＸ線源及びＸ線検出器３は、外部露出制御ユニットを介して作動される。Ｘ線源は、対をなす線源のアレイを形成するように、回転ステージ上に配置されている。個々のＸ線源は、静止位置の周りで移動するが、一方は、他方と反対方向に移動して、運動量を相殺する。この配置は、Ｘ線パルストリガ露出持続時間中、Ｘ線源が静止したままであることを可能にする。一展開では、一次モータステージ及び二次モータステージ６は、位置付けシステムを使用して、モータによって所定の初期の場所に移動され、一次モータステージは、一次モータによって所定の一定速度で掃引され、二次モータステージ６は、二次モータ７によって振動される。二次モータステージ６の対は、常に、互いに反対方向に移動している。

【0036】

被写体を、以下のステップによって３Ｄ画像を生成する三次元Ｘ線撮影で走査することができる。複数のＸ線源が、グループとして一定速度で、所定の弧状軌道上で、被写体２に対して移動する。１つの対では、個々の各Ｘ線源１は、小距離にあるＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することもできる。一方の線源は、他方の線源と反対方向に移動する。個々のＸ線源１が、グループ速度に等しいが反対の移動方向である速度を有するときに、個々のＸ線源及びＸ線検出器は、外部露出制御ユニットを介して作動される。この配置は、Ｘ線源が、Ｘ線源作動及びＸ線検出器露出中に相対的に静止したままであることを可能にする。個々のＸ線源が、グループと同じ速度であるが反対方向に移動するとき、フラットパネル検出器が作動され、Ｘ線検出データを蓄積する。この作動ステップは、信号のバーストを形成するためにフラットパネル検出器によってパルスが発生することを含む。

【0037】

走査テーブル１２は、好ましくは、Ｘ線源を有するガントリに配置され、フラットパネル検出器３は、走査テーブル１２の平面に概して平行な角度で検査中の被写体２に照射を行うように配置されている。テーブル、したがってフラットパネル検出器のサイズ及び形状は、最小限の弧状の動きで、実質的に直線経路で移動する。より具体的には、走査テーブル１２は、ガントリの長手方向軸に沿ったあらかじめ定められた軌道で、走査テーブル１２上の被写体２に対して直線的にかつ最小限の弧状の動きで移動する。

【0038】

本発明の主要構成要素のうちの１つは、一次モータ回転アームステージ４及び二次モータステージ６のためのハウジングを提供する支持アーム構造である。システムは、被写体２の周りに３軸の所定の移動を有する。複数のパルス作動Ｘ線源は、グループとして一定速度で、あらかじめ定められた弧状軌道上で、被写体２に対して同時に移動する。個々の各Ｘ線源はまた、小距離にあるＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することができる。１つの対では、一方の個々の線源は、他方の線源と反対方向に移動する。個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の移動方向の速度を有するときに、個々のＸ線源は、外部露出制御ユニットを介してトリガされる。この配置は、Ｘ線パルストリガ露出持続時間中、Ｘ線源が相対的に静止したままであることを可能にする。複数のＸ線源は、個々のＸ線源についての線源移動距離の大幅な短縮をもたらす。実装態様では、フラットパネル検出器を、画像上の位置不整合、歪み、及びノイズを低減することができる湾曲した検出器に置き換えることができる。

【0039】

本発明は、運動している複数のパルス作動Ｘ線源を使用して、超高速、高効率の３Ｄ Ｘ線撮影を実行することに関する。このシステムでは、複数のパルス作動Ｘ線源が、線源のアレイを形成するように運動している構造上に取り付けられている。複数のＸ線源は、一定のグループ速度で、あらかじめ定められた軌道上で、被写体２の周りで同時に移動する。個々の各Ｘ線源は、小距離のＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することもできる。１つの対では、一方の個々の線源は、他方の線源と反対方向に移動する。個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の移動方向の速度を有するときに、個々のＸ線源１は、外部露出制御ユニットを介してトリガされる。この配置は、Ｘ線パルストリガ露出持続時間中、Ｘ線源が相対的に静止したままであることを可能にする。複数のＸ線源は、個々のＸ線源についての線源移動距離の大幅な短縮をもたらす。Ｘ線受容器は、Ｘ線フラットパネル検出器３である。結果として、３Ｄ Ｘ線撮影画像投影データを、はるかに短い期間で全体的にはるかに広い掃引で取得することができ、走査が進行する間、画像分析をリアルタイムで行うこともできる。

【0040】

運動している複数のパルス作動Ｘ線源の様々な実施形態が、新規な超高速３Ｄ Ｘ線撮影システムで使用される。この高速３Ｄ Ｘ線撮影システムは、以下の主要構成要素を含む。一次モータステージ及び二次モータステージ６のためのハウジングを提供する支持アーム構造。軌道に沿って移動する構造上に取り付けられた複数のパルス作動Ｘ線源を有するあらかじめ定められた弧状軌道。個々の各Ｘ線源は、外部露出制御ユニットによって作動されながら、Ｘ線源の静止位置の周りで相対的に静止して移動する。支持フレーム構造９は、この構造を所定位置にしっかりと保持するための支持ベース構造上に取り付けられている。弧状軌道で一次モータアームステージ４を駆動するためのエンコーダを有する少なくとも１つの駆動モータ又は駆動エンジンを有する駆動ユニット。一次モータアームステージ４の移動に対する各Ｘ線源の作動時間を制御するための電子ユニット。各Ｘ線源の作動時間は、弧状軌道での一次モータアームステージ４の移動と同期している。

【0041】

運動している複数のパルス作動Ｘ線源を使用する超高速三次元Ｘ線イメージングシステムのいくつかの利点がある。第１に、システムは、既存のシステムよりも数倍高速である。各Ｘ線源は、弧状軌道で全距離のほんの一部を機械的に移動するだけでよいこととなる。それにより、Ｘ線診断機で患者に必要とされるデータ取得時間が大幅に短縮される。第２に、走査が進行する際に画像分析をリアルタイムで行うこともできる。撮影された画像に対する判断は、次のショットについてのＸ線源位置に影響を与えることとなる。階層化された画像再構成を行うために、画像全体の取得が終了するまで待つ必要はない。第３に、動きアーチファクトの低減に起因して、高分解能かつ高コントラストの画像の取得が可能である。各対のＸ線源はまた、Ｘ線源の原点の周りで線源を振動させるサブ構造上に取り付けられている。振動速度及び軌道速度の合成は、個々のＸ線源が作動される瞬間におけるＸ線源の相対的な静止位置をもたらす。第４に、システムは、はるかに広い掃引を進行させて、より高速でありながらより多くのデータ投影を取得することができる。より多くのデータ投影は、誤診率の低減をもたらす、より良好な画像構成を意味する。第五に、より広い角度及びより高速のイメージング取得であるがために、時間成分を三次元空間イメージングに追加して四次元イメージングデータセットを形成することが可能である。

【0042】

本発明は、パルス作動Ｘ線イメージングシステムを、運動している複数のＸ線源を駆動する特殊な機械的ハードウェアと組み合わせることによって、超高速三次元Ｘ線画像を得る方法を提示する。この３Ｄパルス作動Ｘ線イメージングシステムは、移動ステージ上に取り付けられた複数のＸ線源と連結された、弧状を掃引するための１つ以上のモータステージ対を備え、これらの全てはまた、外部コンピュータ制御によって制御される。パルス作動Ｘ線イメージングシステムの設計は、最新の電子機器の高速スイッチング特性を利用して、様々な形状及びサイズの３Ｄ Ｘ線画像を得るためのデータ取得時間を改善する。これらの画像のデータ分析を、Ｘ線露出中にリアルタイムで行うことができる。より重要なことに、アレイ内の個々のＸ線源の線源場所の拡張されたトラッキングは、再構成された画像におけるより少ない人工ノイズ成分を含め、再構成された３Ｄ画像における誤差の低減をもたらす。画像再構成の大部分は、走査の完了後に実行される。

【0043】

一実施形態では、図５は、Ｘ線源１の対が円形に取り付けられていることを示す。円形ガントリ１５には、上側円形トラック１３及び下側円形トラック１４がある。上側円形トラック１３と下側円形トラック１４との間に取り付けられたＸ線源１の対。Ｘ線源１は、グループとして連続的な円形回転上にある。Ｘ線源の対について、一方の線源は、円形直径の一方の端部にあり、他方の線源は、円形直径の他方の端部にある。Ｘ線源の対は、各々振動するが、反対の角運動量を有し得る。円形の動きは、一次モータで動力を供給され、円形の動きステージは、連続的に回転する一次モータステージである。二次モータステージは、一次モータステージ上に取り付けられている。ガントリ一次モータステージが回転すると、データ取得は連続的に起こり得る。Ｘ線ビーム１０は、走査テーブル上にある走査被写体２の上のリング構造からのものである。Ｘ線フラットパネル検出器３は、走査被写体２の下にある。被写体を、走査被写体２の上半球から３６０度、Ｘ線で見ることができる。Ｘ線源管対からの角運動量は相殺して、ガントリシステムの不必要な全体的な振動を回避する。十分な線源管により、動き補償は、必要とされない。

【0044】

Ｘ線源のアレイは、一定のグループ速度で、円形軌道上で、撮像されている走査被写体２の周りで同時に移動する。１つの対について、個々のＸ線源は、二次モータステージによって小距離のＸ線源の静止位置の周りで迅速に移動することもできるが、個々のＸ線源の移動の角運動量が常に相殺されてシステム全体の安定性を最大化するように、一方は、他方と反対の角度方向に移動する。個々のＸ線源が、グループ速度に等しいが反対の移動方向の速度を有するときに、個々のＸ線源は、外部露出制御ユニットを介してトリガされる。円形の上側トラック１３が回転して、固定されたフラットパネル検出器３で線源を露出することができるか、又は代替的に、上側トラック１３が固定されていながら、下側円形トラック１４を回転させることができるかのいずれかである。このシステムは、医師が定期的に露出制御ユニットを作動させ、かつ外科手術中に必要に応じて患者のＸ線画像を捕捉することができるように、画像誘導手術を可能にする。放射線量が低いため、医師及びスタッフは、高レベルの放射線に露出されず、画像誘導手術が可能になる。

【0045】

図６は、均等に分布し、かつ円形ガントリに取り付けられた、３対のＸ線源の上面図を示す。Ｘ線源１は、グループとして回転する。上側円形トラック１３と下側円形トラック１４との間に取り付けられた３対のＸ線源１。各線源は、ある位置の周りで振動することができる。Ｘ線源は、一次円形モータステージが反対の速度を有するときにトリガされる。Ｘ線源１が回転し回転し続けると、Ｘ線画像を、種々のビューからリアルタイムで連続的に生成することができる。介入放射線医学では、医師は、要求に応じて、画像誘導外科手術中にリアルタイムで種々の角度からのビューを選択することができる。３対のＸ線源１について、各Ｘ線源１は、完全な上半球角度カバレッジに対して６０度のみ移動する。手術上の便宜で、ガントリ全体を実際に部屋の天井から吊り下げることができる。イメージングシステムガントリは回転し続け、データ取得は稼働し続け、被写体の画像をリアルタイムで種々の角度から見ることができる。蛍光透視法は、リアルタイムのＸ線イメージングを提供する方法である。これは、多様な診断及び介入処置を誘導するために特に有用である。動きを表示するＸ線蛍光透視法の能力は、毎秒最大数十の画像の速度で生成された連続した一連の画像によって提供される。

【0046】

図７は、介入放射線治療中の外科活動のために円形ガントリに取り付けられた６対のＸ線源を有する上面図を示す。６対のＸ線源１について、各Ｘ線源１は、円形ガントリ１５での完全なカバレッジに対して３０度のみ移動する。実際のヒトの被写体１６を、外科用ベッド１２上に置くことができる。円形ガントリに十分な数のＸ線源１が分布しており、かつＸ線フラットパネル検出器３が十分に速く稼働している場合には、動き補償は、必要でない場合がある。このことは、この場合に、振動移動のための二次モータ及び二次モータステージを実際には省略することができることを意味する。この特別な場合、Ｘ線源１は、円形ガントリでより低い速度で回転し、実際のヒトの被写体１６の背面でのＸ線フラットパネル検出器３の露出は、相対的に短く、検出器の読み出しは、はるかに高速である。高い費用対効果の観点から、動き補償技法は、少数の高コストＸ線源１が非常に短い時間で大きな視野角をカバーする必要がある場合に主に使用される。リアルタイムビュー３Ｄ Ｘ線蛍光透視法を使用することによって、介入放射線治療において、介入放射線科医は、疾患を診断及び治療するために低侵襲、画像誘導手順を使用する。これは、多様な診断及び介入処置を指導するために特に有用である。

【0047】

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説明の欠如は、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。

【0048】

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。

【0049】

この文書において使用される用語及び語句、並びにその変化形は、別途明示的に記載されない限り、限定的であるのとは反対に、オープンエンドであると解釈されるべきである。前述の例として、「含む」という用語は、「含むが、これに限定されない」などの意味として解釈されるべきであり、「例」という用語は、その網羅的又は限定的なリストではなく、議論中の項目の例示的な事例を提供するために使用されるべきであり、「ａ」又は「ａｎ」という用語は、「少なくとも１つ」、「１つ以上」などを意味するものとして解釈されるべきであり、「従来の」、「伝統的な」、「通常の」、「標準の」、「知られている」などの形容詞及び同様の意味の用語は、所与の期間に又は所与の時点で利用可能な項目に記載された項目を限定するものと解釈されるべきではなく、代わりに、現在又は将来の任意の時点で利用可能か又は知られ得る従来の、伝統的な、通常の、又は標準の技術を包含するように解釈されるべきである。これゆえ、この文書が、当業者に明らかであるか、又は知られている技術に言及する場合、そのような技術は、現在又は将来の任意の時点で当業者に明らかであるか、又は知られている技術を包含する。

【0050】

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。

【0051】

開示される実施形態の先の説明は、当業者が本発明を作成又は使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態の様々な修正形態は、当業者には容易に明らかであろう。本明細書で定義される一般原理は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用されてもよい。それゆえ、本発明は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示される原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を付与されるものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】