特表 2024-516780 電磁界を使用して管電子ビームを偏向することによる複数のパルス作動Ｘ線源を用いた高速３Ｄ Ｘ線撮影

(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】2024-04-17

(54)【発明の名称】電磁界を使用して管電子ビームを偏向することによる複数のパルス作動Ｘ線源を用いた高速３Ｄ Ｘ線撮影

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/40 20240101AFI20240410BHJP

   H01J 35/14 20060101ALI20240410BHJP

   H01J 35/22 20060101ALI20240410BHJP

   H01J 35/16 20060101ALI20240410BHJP

   H05G 1/52 20060101ALI20240410BHJP

   G01T 7/00 20060101ALN20240410BHJP

【ＦＩ】

A61B6/40 523A

H01J35/14

H01J35/22

H01J35/16

H05G1/52 B

G01T7/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023560314

(86)(22)【出願日】2022-01-21

(85)【翻訳文提出日】2023-10-27

(86)【国際出願番号】 US2022013237

(87)【国際公開番号】W WO2022211880

(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】17/412,632

(32)【優先日】2021-08-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．テフロン

(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）】

2G188

4C092

4C093

【Ｆターム（参考）】

2G188AA02

2G188BB02

2G188DD05

4C092AA01

4C092AB13

4C092AB14

4C092AC08

4C092AC16

4C092AC20

4C092BD16

4C092BF04

4C092CE07

4C092CE18

4C093AA11

4C093EA06

4C093EB17

4C093EC15

4C093EC25

4C093FA15

4C093FA52

4C093FA59

(57)【要約】

複数のパルス作動Ｘ線源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線源が存在する。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トラック上で被写体に対して同時に移動する。個々の各Ｘ線管の内部の電子ビームは、磁界又は電界によって偏向されて、焦点を小距離移動させる。Ｘ線管ビームの焦点が、グループ速度に等しいが反対の移動方向を有する速度を有するとき、Ｘ線源及びＸ線フラットパネル検出器は、線源管が一瞬、等しく静止したままであるように、外部露出制御ユニットを介して作動される。３Ｄ走査は、はるかに短い時間ではるかに広い掃引角度をカバーすることができ、画像分析もリアルタイムで行うことができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁界を使用して管電子ビームを偏向することによる複数のパルス作動Ｘ線源を有する高速３Ｄ Ｘ線撮影システムであって、
所定の形状を有する弧状レール上で自由に移動する一次モータステージと、
前記一次モータステージと係合し、前記一次モータステージの速度を制御する一次モータと、
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、を備える、システム。

【請求項2】

Ｘ線源の各Ｘ線管上に電気偏向プレートの対を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

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4】

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5】

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6】

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7】

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8】

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9】

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10】

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。

【請求項11】

電磁界を使用して管電子ビームを偏向することによる複数のパルス作動Ｘ線源を用いる高速３Ｄ Ｘ線撮影の方法であって、
一次モータによって駆動される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、
前記一次モータによって前記一次モータステージを所定の一定速度で掃引することと、
プレートに電圧を印加することによって、又は磁気コイルに電流を印加することによって、所定のシーケンスでＸ線管電子ビームを偏向することと、
Ｘ線管焦点が前記一次モータステージの方向と反対方向に、かつ前記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、
前記Ｘ線フラットパネル検出器から画像データを取得することと、を含む、方法。

【請求項12】

Ｘ線源の各Ｘ線管上に電気偏向プレートの対を提供することを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

Ｘ線源のＸ線管の各々上に、１つの偏向磁気コイルのヨーク、又は偏向磁気コイルの対のヨークを提供することを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

時間成分を３Ｄ空間イメージングデータに追加することによって、４Ｄイメージングが実行される、請求項１１に記載の方法。

【請求項15】

関心領域に基づいて、掃引角度を変更することを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項16】

Ｘ線イメージングデータをリアルタイムで取得及び再構成して、次のＸ線源及び露出の条件を決定する、請求項１１に記載の方法。

【請求項17】

掃引中に被写体密度に基づいて、Ｘ線源電圧入力を変更することを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項18】

前記Ｘ線フラットパネル検出器が、Ｘ線源の場所に基づいて位置を調整するためのリニアステージに結合されている、請求項１１に記載の方法。

【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１１に記載の方法。

【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１１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】

この特許明細書は、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、パルス作動Ｘ線源及びＸ線デジタルフラットパネル検出器を使用することに対するものである。

【背景技術】

【0003】

デジタルトモシンセシス（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。

【0004】

トモシンセシスが実行されるときに、Ｘ線源は、走査される被写体の周りで円弧状に移動する必要がある。Ｘ線源が被写体の周りで移動する間、一連のＸ線画像が、異なる角度で取得される。

【0005】

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、それにはより長い時間がかかる。加えて、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。

【0006】

Ｘ線マンモグラフィ、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応用することができる。

【0007】

Ｘ線３Ｄ撮影を実行するために単一のＸ線源及び単一のフラットパネルを用いる先行技術がある。しかしながら、従来技術の中には欠点がある。

【0008】

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。そのことは、連続モード及びステップアンドシュートモードの両方に当てはまる。連続モードでは、Ｘ線源は、Ｘ線源が移動している間、Ｘ線を放射し、ステップアンドシュートモードでは、Ｘ線源は、ある場所に移動し、停止し、Ｘ線を放出し、次の場所に移動し続ける。

【0009】

全ての患者がＸ線イメージングを可能な限り高速で行うことができればと望んでいるが、最小のＸ線源移動掃引角度の要件がある。掃引角度が小さすぎる結果、Ｘ線源があまり移動できず、かつ必要な合計時間が短くなる場合には、システムのデータ投影数は少なくなることとなる。データ投影の数が少なくなると、深度分解能の低下と詳細な認識の喪失とをもたらす。一方、より良好な３Ｄ分解能の良好なデータ投影のために掃引角度を十分に大きくする必要がある場合には、単一のＸ線源が機械的に長く移動しすぎて、患者が不快に感じることとなり、もはや乳房が動かないように静止していることができなくなる。いくつかの場合では、５０度の掃引であれば、約３０秒もの時間がかかる。

【0010】

２つ目の欠点は、万事が低速であるため、リアルタイムの再構成が困難であることである。通常、先行技術は、掃引を終えるのに何十秒かかかる。

【0011】

本発明では、電界又は磁界のいずれかを使用してＸ線管電子ビームを偏向することによる、複数のパルス作動Ｘ線源を用いる高速３Ｄ Ｘ線撮影が提案されている。高速３Ｄ Ｘ線撮影は、動き制御、複数のパルス作動Ｘ線源、及び偏向電界又は磁界を利用する。

【0012】

磁界によって電子ビームを偏向する機構は、陰極線管で磁気偏向ヨークを使用することと同様である。しかしながら、本発明は、電子ビームを水平に一方向にのみ偏向するようになっている。

【0013】

電子ビームを偏向する別の方法は、電子銃構造の後にＸ線管の内側又は外側に一対の電極を置設することである。静電偏向は、高周波では、偏向磁気ヨークの大きなインダクタンスを駆動するよりも一般的である。

【0014】

静電偏向と比較して、磁気偏向は、Ｘ線管での障害物が少なく、より大きな直径の電子ビームを可能にする。

【発明の概要】

【0015】

第１の態様では、所定の形状を有する弧状レール上で自由に移動する一次モータステージと、当該一次モータステージと係合し、一次モータステージの速度を制御する一次モータと、各々が一次モータステージ上で移動される複数のＸ線源と、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線イメージングデータを受信するためのフラットパネル検出器と、Ｘ線管電子ビームにおける、電界を生成するための偏向プレート、又は磁界を生成するための磁気コイルヨークと、を有する、運動している複数のパルス作動Ｘ線源を使用して高速３Ｄ Ｘ線撮影を提供するためのシステム。

【0016】

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、一次モータステージを所定の初期の場所に位置付けることと、当該一次モータによって所定の一定速度で一次モータステージを掃引することと、プレートに電圧を印加することによって、又は磁気コイルに電流を印加することによって、所定のシーケンスでＸ線管電子ビームを偏向することと、Ｘ線管焦点が一次モータステージの方向と反対方向に、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、フラットパネルを用いてＸ線源から画像データを取得することと、を含む。

【0017】

別の態様では、運動している複数のパルス作動Ｘ線源を使用して、超高速、高効率の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ている。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トラック上で被写体の周りで同時に移動する。各Ｘ線源におけるＸ線管焦点は、偏向電界又は偏向磁界によって、小距離のＸ線源焦点の静止位置の周りで迅速に移動することもできる。個々のＸ線源上のＸ線管焦点が、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、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線源が相対停止す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である。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。

【0018】

別の態様では、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トラック上で被写体に対して同時に移動する。個々の各Ｘ線源における焦点は、小距離にある焦点の静止位置の周りで迅速に移動することもできる。個々のＸ線源のＸ線管焦点が、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、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。運動している多Ｘ線源の動作は、個々のＸ線源についての線源管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はるかに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。

【0019】

実装態様では、Ｘ線を、ランダム射出スキームを使用してアレイ中の任意の線源のうちの１つからランダムに作動させることもできる。各分析及び累積された分析の結果は、次のＸ線源及び露出の条件を決定する。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。

【0020】

上記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。

【0021】

第１の利点は、システム全体が数倍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。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。

【0022】

第２の利点は、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線源焦点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。

【0023】

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の取得が可能であることである。各Ｘ線源は、Ｘ線源焦点の原点の周りでＸ線源焦点を移動させることができる、Ｘ線源の電界又は磁界を有する。焦点移動速度及びトラック速度の合成は、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。

【0024】

第４の利点は、システムがはるかに広範囲の掃引を進行させて、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。

【0025】

第５の利点は、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３Ｄ空間イメージングに追加して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。

【0026】

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】

【0027】

【図1】偏向電界を使用する、運動している複数のＸ線源管を有する超高速３ＤデジタルＸ線撮影システムを例示する。

【0028】

【図2】偏向磁界を使用する運動しているＸ線源管を有する超高速３ＤデジタルＸ線撮影システムの一部を例示する。

【0029】

【図3】各Ｘ線源が総距離の５分の１のみ移動することによって２５セットの投影データを撮る、５つのＸ線源を有するシステムを例示する。

【0030】

【図4】電流がコイルを通って流れるときの、磁気コイルの対によるＸ線管内の電子ビームの例示的な偏向を例示する。

【0031】

【図5】電圧差を介した電気プレートの対によるＸ線管内の電子ビームの例示的な偏向を例示する。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下の考察は、本発明の一実施形態（及びその実施形態のいくつかの変形例）について詳細に記載したものである。しかしながら、この考察は、本発明をそれらの特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではない。当業者は、多数の他の実施形態も同様に認識するであろう。本発明の完全な範囲の定義については、添付の特許請求の範囲を参照されたい。

【0033】

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。

【0034】

電界を使用して管電子ビームを偏向することによる、多パルス作動Ｘ線源を有する新規な超高速３Ｄデジタルイメージングシステムが、図１に示されている。このシステムは、一次モータステージ４と係合した一次モータ３と、各々がＸ線源管ハウジング５内にある複数のＸ線管６と、各管６の各側にある偏向電気プレート７の対と、を備える。Ｘ線源管ハウジング５は、支持フレーム構造２上に取り付けられており、Ｘ線源管ハウジング５の全てが、一次モータステージ４上で一緒に移動する。

【0035】

電気偏向プレート７に電圧差を印加することによって、図５に示されるように、電気偏向プレート７間に電界が作成されるようになる。電界の強度は、印加される電圧によって変化する。Ｘ線管の電子ビームの偏向は、図４に示されるような偏向磁界を使用することによって達成され得る。一次モータ３は、一次モータステージ４と機械的に係合して、一次モータステージ４の速度を制御する。Ｘ線源は、一次モータステージ４と同じ速度で円弧状に移動し、一次モータ３は、一次モータステージ４の一方側にある。支持フレーム構造２は、一次モータステージ４及びＸ線源のためのハウジングを提供する。フラットパネル検出器１は、Ｘ線イメージングデータを受信する。偏向プレート７の対又は磁気コイル８の対のヨークは、Ｘ線管電子ビーム９において電界又は磁界を生成する。

【0036】

複数のパルス作動Ｘ線源又はＸ線管６は、線源のアレイを形成するように、一次モータステージ４上に取り付けられている。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トラック上で被写体に対して同時に移動する。個々の各Ｘ線管の内部の電子ビーム９は、磁界又は電界によって偏向されて、焦点を小距離移動させることができる。Ｘ線管ビームの焦点が、グループ速度に等しいが反対の移動方向を有する速度を有するとき、Ｘ線管６及びＸ線フラットパネル検出器１は、線源管が一瞬、等しく静止するように、外部露出制御ユニットを介して作動される。複数の線源又はＸ線管６が平行に動作している場合、システムは、単一管システムが移動しなければならない距離のほんの一部しか移動しない。その結果、３Ｄ走査は、はるかに短い時間ではるかに広い掃引角度をカバーすることができ、画像分析をリアルタイムで行うこともできる。

【0037】

運動している構造に動力を供給するために、一次モータ３は、ギアによって一次モータステージ４と係合する。一次モータ３は、所定の一定速度で剛性レールに沿って一次モータステージ４を移動させることができる。Ｘ線管６における偏向電気プレート７の対に電圧を印加することによって、Ｘ線管電子がＸ線管標的１１に到達する前に、電子を偏向することができる。電圧を微調節することによって、電子焦点は、一次モーションステージ４の方向に沿って移動することができる。焦点速度が一次モーションステージ４に等しく、かつ反対方向を有するときに、Ｘ線管６及びＸ線フラットパネル検出器１がトリガされる。このトリガ時に、Ｘ線管６及びＸ線検出器１は、実際には、相対的な静止位置を有する。

【0038】

Ｘ線源を有する一次モーションステージ４は、所定の形状を有する弧状レール上で移動され、Ｘ線源は、当該一次モータ３によって一定速度で、当該一次モーションステージ４上で移動される。複数のＸ線源は、線源のアレイの形態で当該一次モーションステージ４に取り付けられている。複数のＸ線源は、グループとして一定の速度で、あらかじめ定められたトラック上で被写体の周りで同時に移動する。Ｘ線源の焦点は、小距離の焦点の静止位置の周りで迅速に移動することもできる。個々のＸ線源上のＸ線管焦点が、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、それぞれの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。フラットパネル検出器１が、Ｘ線イメージングデータを受信するように支持フレーム構造上に置設されている。偏向プレート７の対又は磁気コイル８のヨークは、Ｘ線管電子ビーム９において電界又は磁気コイルを生成するように位置付けられている。

【0039】

アレイ中の複数のＸ線管６は、一次モータステージ４によって所定の弧状トラックで機械的に移動されるようになっている。複数のＸ線管のセットを、ラック及びピニオン型の機械構造を介して一次モータステージ４に接続するか、又は互いの間に固定された距離を有する複数のベース上に固定することができる。Ｘ線管焦点は、電界又は磁界によって一方向及び反対方向に偏向される。弧状トラック上で移動している間、個々のＸ線管は、偏向電界又は磁界によってＸ線管の静止位置の周りで迅速に移動することとなる。線源のうちの１つからのＸ線源を、制御ユニットを介してランダムに作動させることができ、この場合に、走査が進行する間、３Ｄ Ｘ線撮影画像データ取得及び画像分析をリアルタイムで行うことができる。運動している複数のパルス作動Ｘ線源をトリガするための好ましい方法は、一次モータステージ４を所定の初期の場所に位置付けることと、当該一次モータ３によって所定の一定速度で一次モータステージを掃引することと、プレートに電圧を印加することによって、又は磁気コイルに電流を印加することによって、所定のシーケンスでＸ線管電子ビーム９を偏向することと、Ｘ線管焦点が一次モータステージ４の方向と反対方向に、かつ一次モータステージ４の選択された速度で移動するときに、Ｘ線源及びＸ線フラットパネル検出器１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１から画像データを取得することと、を含む。

【0040】

Ｘ線源管ハウジング５は、Ｘ線源取り付けプレートに平行な軸上に枢動可能に取り付けられており、Ｘ線源管ハウジングをＸ線源取り付けプレートに平行な軸の周りに回転させる回転駆動機構に結合されている。本出願では、回転角度は、角度「β」によって指定される。回転角度の量は、特定の要件に基づいてユーザによって設定され得る。例示的な実施形態では、回転角度は、約１２．５度である。単一の回転ドライバが、Ｘ線源管ハウジング５を、Ｘ線源管ハウジング５を回転させるためのギア付きモータに結合する。回転駆動機構は、２つのプーリ対を備え、各プーリ対は、Ｘ線源管ハウジング５の各端部に取り付けられており、駆動ギアによって結合されている。プーリ対は、回転ドライバがソフトウェアによって作動されると、ギアを駆動し、Ｘ線源管ハウジング５を回転させる。Ｘ線管ハウジング５の好ましい速度範囲は、約２０ｍｍ／秒～約５０ｍｍ／秒である。

【0041】

偏向電気プレート７の対は、Ｘ線源及びＸ線フラットパネル検出器１の弧に配設されている。偏向電気プレート７は、Ｘ線源及びフラットパネル検出器１が並んでいない位置に調整される。弧状形状があらかじめ定められ、かつＸ線源が、トリガ源から生成されたトリガ信号を介してＸ線源から出力されるＸ線の持続時間を制御するＸ線露出制御ユニットと連携して一次モータ３の速度を制御する速度制御ユニットに従って、Ｘ線源の焦点の周りの円運動で機械的に移動される場合、Ｘ線源は、検出器上で３Ｄ空間の曲線をトレースするようになる。同時に、Ｘ線源はまた、３Ｄ空間である程度回転して検出器上で対応する曲線をトレースするようになる。Ｘ線源が通過する各場所における標的被写体構造の知識を用いて、画像データを再構成することができる。標的被写体の幾何学的形状の知識は、あらかじめ測定された目印及び画像処理ツールを用いて計算して、患者内の体内構造の正確な幾何学的モデリングを生じさせることができる。一実施形態は、処置中の患者の動きを検出し、かつリアルタイムで患者の動きを補正するための、二次元のカメラ又は３Ｄカメラのセットを含む。

【0042】

支持フレーム構造２が、Ｘ線源移動機構のためのハウジングを提供する。単一軸モーションステージの一部であり得る弧状レールが、円形トラックに沿って一方向に移動するように提供されている。電子コントローラ（図示せず）が、弧状レールの速度を正確に制御することを可能にする。複数のパルス作動Ｘ線源が、弧状レールの周辺の周りにアレイ状に、移動機構上に取り付けられている。Ｘ線源には、任意の好適なタイプのＸ線管が使用され得る。弧状レール及び弧状レールの関連構造を、支持フレーム構造２上で高速かつ最小限の摩擦でスムーズに移動させることができる。各Ｘ線源は、Ｘ線源が掃引中に患者に対する所定位置に来ると、トリガされる。各Ｘ線源は、Ｘ線源がトリガされるまで、Ｘ線源の焦点が患者のいかなる部分にも照射されないように位置付けられなければならない。

【0043】

一実施形態では、システムは、運動している多パルス作動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トラック上で被写体の周りで同時に移動する。各Ｘ線源におけるＸ線管焦点は、偏向電界又は偏向磁界によって、Ｘ線管焦点の小距離の静止位置の周りで迅速に移動することもできる。個々のＸ線源上のＸ線管焦点が、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、それぞれの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。Ｘ線受容器は、Ｘ線フラットパネル検出器１である。結果として、３Ｄ Ｘ線撮影画像投影データを、はるかに短いで全体的にはるかに広範な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。

【0044】

偏向磁界を使用して管電子ビーム９を偏向することによる多パルス作動Ｘ線源を有する超高速３Ｄデジタルイメージングシステムのより多くの詳細が、図２に示されており、図２は、複数のＸ線源のうちの１つを示し、複数のＸ線源の各々は、Ｘ線源管ハウジング５の内部のＸ線管６に置設されている磁気偏向コイル８の対を含む。磁気偏向コイル８に電流を印加することによって、磁気偏向コイル８の対の間に磁界が生成されるようになる。磁界の強度は、磁気コイルを通る電流に応じて変化する。

【0045】

動作中、一次モータ３は、ギアによって一次ステージ４と係合して、ハウジング５内のＸ線源を動かす。一次モータ３は、所定の一定速度で剛性レールに沿って一次ステージ４を移動させることができる。Ｘ線管６における磁気偏向コイル８の対に電流を印加することによって、電子がＸ線管標的に到達する前に、Ｘ線管電子ビーム９を磁界からの力によって偏向することができる。電流を微調整することによって、電子の焦点は、一次モータステージ４の方向に沿って移動することができる。Ｘ線管焦点の移動速度が一次モーションステージ４の速度に等しく、かつ反対方向を有するときに、Ｘ線管６及びＸ線検出器１がトリガされる。このトリガ時に、Ｘ線管６及びＸ線検出器１は、実際には、相対的な静止位置を有する。

【0046】

Ｘ線管６は、Ｘ線機の心臓部である。Ｘ線管６は、電線を介して外部高電圧電源に接続された高電圧端子を有する。Ｘ線管６は、Ｘ線管６内の真空容器内の電子銃列に沿った電流を生成する。

【0047】

磁気偏向コイル８の対を使用して、Ｘ線管６のビームを調整する。Ｘ線管６又はＸ線源は、点線源であり得るが、焦点サイズが小さいほうが望ましい。焦点サイズが小さくなれば、より良好な画像分解能を有する。所望のエネルギー範囲のＸ線ビームを生成するには、分光フィルタリングされたＸ線管が望ましい。管取り付けアセンブリが、Ｘ線管６と一次モータステージ４との間に電気的かつ機械的な接続を提供する。管取り付けアセンブリは、二次的又は三次的又はそれを超えるレベルの、電気的干渉からシールドするための金属を有する。前面カバー及び背面カバーは、それぞれ、周囲の放射線及び空気中の粒子に対するシールドを提供することができよう。

【0048】

内部にＸ線管６が取り付けられたＸ線源管ハウジング５は、一次モータステージ４上で移動可能である。Ｘ線源管ハウジング５は、所定の一定速度で弧状レール上で自由に移動する一次モータステージ４と、一次モータステージ４の速度を制御する一次モータ３と、一次モータステージ４と同じ速度で全て同時に移動される、（全てのうちの１つが）Ｘ線源管ハウジング５に収容された複数のＸ線源と、に取り付けられている。Ｘ線フラットパネル検出器１は、Ｘ線を受容し、イメージングデータを送信するようになっている。Ｘ線フラットパネル検出器１は、一次モータステージ４の回転中心の周りに取り付けられており、回転中心に置設された、検査中に被写体の一部分を透過したＸ線ビームを受容する。５つのＸ線源のアレイは、互いに等しい角度でＸ線源管ハウジング５に取り付けられており、これらのＸ線源は、一次モータステージ４とともに一定速度で移動する。一次モータステージ４のモーション軸に沿ってＸ線源管ハウジング５とフラットパネルＸ線検出器１との間に位置付けられたコリメータが、通過するＸ線ビームの水平成分を制限することができる。支持フレーム構造２は、一次モータステージ４と、偏向プレート７の対などの電界偏向デバイスと、のためのハウジングを提供する。

【0049】

一次モータ３は、一次モータステージ４を所定のトラック上で移動させるための駆動モーションを提供する。Ｘ線を順次放射するために、一次モータステージ４上に複数のＸ線源が取り付けられている。Ｘ線源は、アレイ構成で配置されており、各Ｘ線源は、一定速度及びグループとしての速度で、同じ経路に沿って一次モータステージ上で他のＸ線源と同時に移動する。フラットパネル検出器１は、通常、Ｘ線を受容し、イメージングデータを送信するために、支持フレーム構造２上に取り付けられている。電気偏向プレート７の対又は磁気偏向コイル８ヨークは、Ｘ線源焦点の位置を制御するために、Ｘ線管標的１１の前方に位置する。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Ｘ線イメージングシステムの技術的特徴：第１の技術的特徴は、一次モータステージ４が所定のトラック上で移動されることである。各Ｘ線源は、所定のトラック上で一次モータステージ４とともに移動され、Ｘ線源は、一定速度及びグループとしての速度で、同じ経路に沿って一次モータステージ４上で他のＸ線源と同時に移動する。

【0050】

一次モータステージ４は、所定の形状を有する弧状レール上で自由に移動されてもよい。一次モータステージ４と係合する一次モータ３は、一次モータステージ４の速度を制御する。ある特定の実装態様では、Ｘ線源は、一次モータステージ４に取り付けられ、一定のグループ速度であらかじめ定められたトラック上で被写体の周りで同時に移動し得る。各Ｘ線源におけるＸ線管焦点は、偏向電界又は偏向磁界によって、Ｘ線管焦点の小距離の静止位置の周りで迅速に移動することもできる。個々のＸ線源上のＸ線管焦点が、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、それぞれの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。Ｘ線受容器は、Ｘ線フラットパネル検出器１である。結果として、３Ｄ Ｘ線撮影画像投影データを、はるかに短いで全体的にはるかに広範な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。

【0051】

一次モーションステージ４は、フレームの固定ベース構造上に取り付けられており、所定の形状を有する弧状レール上で一次モーションステージ４が自由に移動できるように置設されている。一次モータ３が、一次モータステージ４を駆動する。一次モータ速度コントローラは、所望の移動時間と走査中のコンピュータシステムからの入力（又はプログラムされたタイミング）とに基づいて、一次モータステージの速度を制御する。電源が、一次モータの動作のために給電するために、一次モータに接続されている。一次モータステージ４は、ベース構造のレールに沿って一定速度でこの方向に掃引モーションで移動する駆動要素であり、一次モータ３によって制御される。一次モータステージ４の中心は、Ｘ線管及び高電圧発生器を支持するシリンダである。

【0052】

運動している複数のパルス作動Ｘ線源を、所定の形状を有する弧状レール上で自由に移動する一次モータステージ４とともに使用して高速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のＸ線フラットパネル検出器１、当該一次モータステージ４と係合し、かつ一次モータステージ４の速度を制御する一次モータ３、各々が一次モータステージ４上で移動される複数のＸ線源、一次モータステージ４のためのハウジングを提供する支持フレーム構造２、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１、Ｘ線管電子ビーム９における、電界を生成するための偏向プレート７の対、又は磁界を生成するための磁気コイル８の対のヨーク。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、一次モータステージ４を所定の初期の場所に位置付けることと、当該一次モータ３によって所定の一定速度で一次モータステージを掃引することと、プレートに電圧を印加することによって、又は磁気コイル８に電流を印加することによって、所定のシーケンスでＸ線管電子ビーム９を偏向することと、Ｘ線管焦点が一次モータステージ４の方向と反対方向に、かつ一次モータステージ４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から画像データを取得することと、を含む。一実施形態では、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Ｄ 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ている。

【0053】

図３は、例示的な全Ｘ線露出位置を例示している。この例では、Ｘ線源管ハウジング５内に５つのＸ線管６があり、Ｘ線源管ハウジング５における５つのＸ線管６は、異なる角度位置で２５回の合計Ｘ線露出を実行する。５つのＸ線管６の各々は、総被覆角度の５分の１移動するだけでよい。したがって、複数のＸ線管６が並行して動作し、単一のＸ線源のものと比較して、わずかな時間で大量の投影データを取得することができる。Ｘ線フラットパネル検出器１を、Ｘ線受容機として機能させる。電子信号は、常に、機械モーションの信号よりも高速に進行し、ボトルネックの律速要因は、常に、モータステージモーション自体である。次のボトルネックは、検出器の読み出し律速である。検出器は、多くのメガピクセルデータを読み出してからコンピュータに転送するのにもある程度の時間が必要であるためである。

【0054】

利用可能な広く普及している超高速コンピュータを考慮すると、画像取得とリアルタイムで画像分析を行うことができる。撮影された画像に対する判断は、次の撮影についてのＸ線管６の位置に影響を与えることとなる。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。図３は、５つのＸ線源を有するシステムが総距離の５分の１のみ移動することによって２５セットの投影データを撮影することを例示している。Ｘ線管６は、線源のアレイを形成するための、複数のパルス作動Ｘ線源のグループであるか、又は線源のアレイを形成するための、運動している構造上に取り付けられたパルス作動Ｘ線源の複数のグループである。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トラック上で被写体に対して同時に移動する。各Ｘ線源における焦点は、小距離にある焦点の静止位置の周りで迅速に移動することもできる。それぞれのＸ線源のＸ線管焦点が、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、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。

【0055】

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。第１の利点は、システム全体が数倍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の利点は、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ことである。撮影された画像に対する判断は、次の撮影についてのＸ線源焦点位置に影響を与えることとなる。

【0056】

Ｘ線源管ハウジング５は、高電圧発生器によって電力供給される一次Ｘ線管６を収容している。本特許では、１つの一次Ｘ線管線源のみが記載されているが、３Ｄ画像データセットの異なる部分を取得するために２つ以上の線源が同時に使用されてもよいことを理解されたい。一次Ｘ線管ハウジング５は、患者の周りで弧状トラック又は螺旋運動トラックの一部を形成する弧状レール上で任意の方向への移動を可能にするためのモータ制御システムを有する移動可能な構造（図示せず）上に取り付けられている。高電圧発生器は、一次Ｘ線管の裏側の入力コネクタに至る電源ケーブルを通って流れる高電圧電流を出力する。加えて、Ｘ線源は、静止位置の周りで焦点位置を制御するように、高電圧一次Ｘ線管及び個々のＸ線管焦点移動電圧の両方の出力電圧を調整することができる別個の電圧コントローラを有することができる。

【0057】

複数のＸ線管６は、アレイ状に配置されている。Ｘ線管６は、例示的な実施形態では、弧状レール上の一次モータによって被写体に対して移動される構造上に取り付けられている。Ｘ線管の構造を一定速度及びわずかな角度で移動させるシーケンスは、被写体の周りで同時に運動するＸ線管のアレイを生成するようにあらかじめ定められている。各時点で、Ｘ線管の移動の方向と、隣接するＸ線管間の距離と、隣接するＸ線管間の時間遅延と、を決定して、全てのＸ線管についての弧状軌道を形成することができる。ある特定のタイミングポイントでは、各Ｘ線管の焦点（電子ビーム）は、偏向プレートからの所定の電界又は磁界によって焦点の静止位置の周りで移動される。高電圧供給は、図５に例示されるように、Ｘ線管の焦点を焦点の静止位置から所定の幾何学的形状を形成する新しい場所に所定の距離だけ偏向する偏向プレートの対において偏向電界を生成することができる。

【0058】

Ｘ線フラットパネル検出器１が、Ｘ線イメージングシステムの検出器として使用される。Ｘ線フラットパネル検出器１は、正方形又は長方形の形状を形成するための二次元に配置された複数の個々の検出器パネルを備え、Ｘ線に感度を有し得る。Ｘ線フラットパネル検出器１は、高速読み出し能力を有する超高速、高効率のアクティブピクセルセンサフラットパネル検出器１である。Ｘ線フラットパネル検出器１は、２５ｆｐｓよりも高いフレームレートで画像を提供することができる。Ｘ線フラットパネル検出器１は、パネルドライバを介してアドレスユニットによって読み出しのために個別にアドレス指定され得る各検出器パネルを含む。Ｘ線管６は、Ｘ線コントローラからの偏向電界又は偏向磁界によって移動されるＸ線管焦点を有するＸ線装機の内部に位置する。Ｘ線コントローラは、トリガ信号をＸ線電源にバイパスして、Ｘ線管６の作動をトリガする。

【0059】

磁気偏向コイル８の対が、図４におけるＸ線管の近くに位置付けられている。Ｘ線源は、それぞれ、コイルによって生成された磁界によって移動することができる焦点を有する。

【0060】

図４は、電流がコイルを通って流れるときに、Ｘ線管内の電子ビームの例示的な偏向を磁気コイル８によって偏向することができることを例示している。Ｘ線管６は、支持フレーム上に固定され得るか、又はＸ線焦点位置付けを可能にするために電気的に作動される機構を有し得る。後者の場合、Ｘ線管は、一次モータステージ４とともに移動することができ、一次モータは、回転子軸を回転させるように係合され、こうして、一次モータステージ４の速度を制御する。一方、偏向プレートは、Ｘ線源から等距離にある台に取り付けられている。プレートは、電界又は磁界を生成することができる電圧／電流駆動システムの一部である。プレートは、デジタルインターフェースを介して露出制御ユニットからコマンドを受信する制御基板によって駆動される。露出制御ユニットからの電圧は、コンバータを通過して磁気コイルの電気コイルを励磁し、Ｘ線管を取り囲む磁界を生成する。露出制御ユニットは、磁気コイルドライバを介して磁気コイルを制御する。走査シーケンスを開始した後、制御基板は、露出制御ユニットによって生成されたデジタル信号を用いて、信号ケーブルを介して個々のパルス作動Ｘ線源をトリガする。トリガコマンドを受信すると、それぞれのパルス作動Ｘ線源は、電力出力を増加させるためのランプアップ動作を始める。

【0061】

一実施形態では、Ｘ線管内のＸ線源は、動作の始めに静止しているが、Ｘ線受容器（フラットパネル検出器）を露出する時には、Ｘ線源は、選択された速度で射出されながら、一次モータステージ４から反対方向に移動する。別の実施形態では、ランダムな射出スキームを使用して、システムの外部から、又はシステムの内部からのいずれかでトリガすることによって、Ｘ線源をランダムにオンすることができる。各分析及び累積された分析の結果は、次のＸ線源及び露出の条件を決定する。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。

【0062】

Ｘ線管電子ビーム９及びフラットパネル検出器１は、互いに平行な配置で位置付けられている。Ｘ線管焦点は、Ｘ線管焦点の設計に応じて、磁気コイルヨークによって生成される磁界又は偏向プレートによって生成される電界に起因して、Ｘ線管アノード上の小距離にある静止位置の周りで移動する。Ｘ線管焦点の原点の周りのＸ線管焦点の移動の各事例において、関心領域上に投影されるＸ線ビームは、特定の期間における切り替えに起因して迅速に変化するＸ線管電流強度によって決定される。Ｘ線イメージングシステムはまた、ランダム射出スイッチモジュール（ＦＦＷ）を有する制御ユニットと、Ｘ線源を動作させるための露出制御ユニット（ＥＣＵ）と、を含む。ランダム射出スイッチモジュールは、全てのＸ線源に接続されている。ランダム射出スイッチモジュールは、外部で生成されたトリガ信号を用いて、Ｘ線源のうちの１つを一度にランダムに射出する。それゆえ、各Ｘ線源の作動及び画像取得は、同時に行われる。Ｘ線源のうちの１つが作動されると、フラットパネル検出器に接続された関連付けられた電子ユニット（合計でのユニット）は、Ｘ線イメージングデータの取得がＸ線源の作動と同時に始まるように、フラットパネル検出器に印加された電子トリガ信号を制御することとなる。

【0063】

図５は、電圧差を介した電気プレート対によるＸ線管の偏向における例示的な電子ビームを例示している。Ｘ線管６は、初期位置で有限のサイズの焦点を有し、焦点は、電界又は磁界がＸ線管焦点を後続の位置に偏向した後に変化する。複数のＸ線源は、所定のトラック上で、一次モータステージと同じ速度であるが一次モータステージの速度とは反対側に移動する。Ｘ線源はまた、第１のＸ線源及び第２のＸ線源に対して、互いに対して選択された角度で位置付けられている。この例では、４つのパルス作動Ｘ線源が、グループとして一定速度で被写体に対して同時に移動し、これらのパルス作動Ｘ線源が被写体中を掃引する際に、互いに順次移動する。対応する検出器は、パルス作動Ｘ線源の移動方向に平行である一次モータステージ４の反対側に取り付けられている。

【0064】

電気偏向プレート７は、Ｘ線管カソードと標的との間に位置する。概略図に示されるように、電気偏向プレート７に、追跡軸に沿ったＸ線源に対する焦点の移動を制御するための電圧パルスが印加される。電気偏向プレート７に、トラック軸に垂直な方向に沿った焦点の移動を制御するための他の電圧パルスが印加され、このことが、トラック軸上の他の移動と同期する、トラック軸に沿った焦点の前後移動をもたらす。磁気コイルは、Ｘ線管カソードと標的との間に取り付けられており、焦点の移動を制御するためにも使用される。電界又は磁界の種々の組み合わせを偏向デバイスに同時に適用することによって、Ｘ線管電子ビーム９は、一次モータステージ４の移動方向に沿って偏向される。

【0065】

Ｘ線管電子ビーム９は、外部偏向電界（プレート）又は外部偏向磁界（コイル）によって、Ｘ線管静止軸の周りでＸ線管電子ビーム９の焦点を移動させる。一次モータステージ４が所定の掃引速度で円形経路で掃引して被写体を走査するにつれて、焦点は、絶えず移動する。この方法は、複数のＸ線源と並行して行われる。

【0066】

Ｘ線管カソード１０は、電子ビーム９を生成し、電子ビーム９がＸ線管標的１１に当たった後にＸ線が放射され、被写体に向かって移動するＸ線は、一次Ｘ線と称される。偏向コイルは、偏向コイルに電流を通すことによって、電子ビーム９を管標的１１に向けて偏向するように、Ｘ線管カソード１０の間に位置し得る。カソードに接続された高電圧発生器（高電圧パルスを提供する構造）は、電気パルスを生成し、電子ビーム９が標的に当たる前に電子ビーム９を偏向するために電気パルスを偏向コイルに送信する。

【0067】

Ｘ線管６は、電子銃、加熱カソード１０、Ｘ線管標的１１、又は一端部から電子ビーム９を生成する他の材料を含むことができる。Ｘ線管標的１１は、Ｘ線管６の別の端部に取り付けられている。電気絶縁体及び材料は、ハウジングに取り付けられており、標的と導電性である。電気絶縁体は、多くの異なる材料で作製され得る。電気絶縁体の例としては、テフロン及び／又はガラス若しくはマイカなどの他の誘電体材料が挙げられ得る。ハウジングは、多くの異なる材料で作製され得る。ハウジングの例としては、ステンレス鋼、アルミニウム、プラスチック、セラミック、それらの組み合わせ、又はＸ線の透過に干渉することがない任意の他の材料が挙げられる。電気絶縁体及び材料は、同じ又は異なる組成を有することができ、標的とハウジングとの間に単一又は複数の層で構成され得る。

【0068】

一次モータステージ４は、一次モータステージ４のためのハウジングを提供する支持フレーム構造２上に取り付けられている。Ｘ線束を受容するためのＸ線フラットパネル検出器１は、複数のＸ線源からＸ線画像投影データを生成するように位置付けられている。Ｘ線源は、所定の形状を有する弧状レール上で自由に移動する一次モータステージ４上に配置されている。露出制御ユニットは、Ｘ線管電子ビーム９を偏向するために各Ｘ線源に印加される電界を制御する。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トラック上で被写体に対して同時に移動する。各Ｘ線源焦点は、偏向電界又は偏向磁界によって、小距離にあるＸ線源焦点の静止位置の周りで迅速に移動することもできる。個々のＸ線源上のＸ線管焦点が、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、それぞれのＸ線源は、外部露出制御ユニットを介してトリガされる。複数のパルス作動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。

【0069】

一次モータステージ４は、あらかじめ定められた初期の場所に位置付けられており、当該一次モータによって一定速度で弧状トラック上で掃引する。１つ以上のＸ線源各々が一次モータステージ４上で移動される。あらかじめ定められた初期の場所は、Ｘ線走査のためにＸ線イメージング機上に被写体をどのように位置付けたいかに応じて、様々な初期の場所のいずれかに設定され得る。様々な例示的な場所は、胸部Ｘ線走査（腹部／背部）、胸部ＣＴ走査などである。

【0070】

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。

【0071】

本発明の様々な実施形態が上に記載されたが、それらは限定ではなく、例としてのみ提示されてきたことを理解されたい。様々な図は、本発明のための例示的なアーキテクチャ又は他の構成を描くことができ、このことは、本発明に含まれ得る特徴及び機能性を理解するために行われる。本発明は、例示される例示的なアーキテクチャ又は構成に限定されず、所望の特徴が、様々な代替的なアーキテクチャ及び構成を使用して実装されてもよい。実際、代替的な機能的、論理的、又は物理的な分割及び構成が、本発明の所望の特徴を実装するためにどのように実装され得るかは、当業者には明らかであろう。また、本明細書に表されるもの以外の多くの異なる構成モジュール名が、様々な分割に適用されてもよい。追加的に、フロー図、動作説明、及び方法の請求項に関して、本明細書でステップが提示される順序は、文脈が別段の指示をしない限り、列挙された機能性を同じ順序で実行するための様々な実施形態が実装されることを義務付けないものとする。

【0072】

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。

【0073】

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。先述の例として、「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、説明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い。代わりに、それらは、現在又は将来の任意の時点で利用可能であり得るか、又は知られ得る、従来の、伝統的な、通例の、又は標準的な技術を包含するように読まれるべきである。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。

【0074】

接続詞「及び」と関連付けられた項目のグループは、それらの項目の全てがグループ内に存在することを必要とするものとして読み取られるべきではなく、特に明示的に記述されていない限り、「及び／又は」として読み取られるべきである。同様に、接続詞「又は」と関連付けられた項目のグループは、そのグループ間の相互排他性を必要とするものとして読み取られるべきではなく、また、特に明示的に記述されていない限り、「及び／又は」として読み取られるべきである。更に、本発明の項目、要素、又は構成要素は、単数形で記載又は特許請求され得るが、単数形への限定が明示的に記載されない限り、複数形は、その範囲内であることが企図されている。

【0075】

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」などの拡大語及び語句、又は語句などの他のもの存在は、そのような意義の拡大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。

【0076】

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装されてもよい。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。

【0077】

開示される実施形態の先述の説明は、当業者が本発明を作成又は使用することを可能にする。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、本開示は、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整合する最も包括的な範囲を付与される。

【0078】

本発明のいくつかの実施形態及び代替実施形態が示されたが、特定の変更を、上及び下に考察及び記載される本発明の基礎となる範囲から逸脱することなく、当業者であれば知られているように行うことができることを理解されたい。更に、上述した実施形態は、本発明の原理を例示することのみを意図されている。それらは、本発明の範囲を開示された要素に限定することを意図されていない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】