(57)【要約】      （修正有）【課題】被検体のＣＴスキャンを実行するためのＣＴスキャナ及び方法を提供する。【解決手段】ＣＴスキャナ１であって、支持構造上に取り付けられて、走査領域８を通ってＣＴ検査用の被検体を移動させるように構成されている走査コンベア９と、走査チャンバ２まで被検体を搬送するように構成される入力コンベヤ１０と、走査チャンバ２の外へ被検体を搬送するように構成されている出力コンベヤ１１とを備える。走査コンベア９は、支持手段１９上に載置された被検体を走査領域８を通って前方に移動させ、支持手段１９及び被検体を、支持手段１９と被検体が接した状態で同時に回転させるように構成されている。また、入力コンベヤ１０と出力コンベヤ１１は、走査領域８から放出されて走査チャンバ２から逃げるすべてのＸ線を遮断するように構成される遮蔽体１６、１７、１８と適合する。【選択図】図１
2022000630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
CTスキャナであって、
支持構造と、
前記支持構造上に搭載されて入口開口部と出口開口部を備える走査チャンバと、
前記支持構造に対して静止して、前記走査チャンバ内で互いに対向して離間するように取り付けられる、X線検出器及び前記走査チャンバを通って前記X線検出器へ向けてＸ線を放出するように構成されるX線放射器と、
前記支持構造体上に取り付けられて、CT検査用の被検体を前記入口開口部から前記出口開口部へ前記走査領域通って被検体を移動させるように構成されている走査コンベアと、
前記支持構造体上に取り付けられて、入力経路に沿って当該CTスキャナの入力領域から前記走査チャンバの前記入口開口部へ前記被検体3を搬送するように構成される、入力コンベヤと、
前記支持構造体上に取り付けられて、出力経路に沿って前記走査チャンバの前記出口開口部から当該CTスキャナの出力領域へ前記被検体を搬送するように構成されている、出力コンベヤと、
X線を遮蔽するように構成されて前記入力コンベヤを少なくとも部分的に取り囲む第1遮蔽体と、
X線を遮蔽するように構成されて前記出力コンベヤを少なくとも部分的に取り囲む第２遮蔽体と、
X線を遮蔽するように構成されて前記走査チャンバを少なくとも部分的に取り囲む第３遮蔽体と、
を備え、
前記入力コンベヤと前記出力コンベヤは、前記被検体から機械的に取り外し可能な前記支持手段上に載置された前記被検体を前方に移動させるように構成され、
前記走査コンベアは、前記支持手段上に載置された前記被検体を前記走査領域を通って前方に移動させ、前記支持手段及び前記被検体を、前記支持手段及び前記被検体の少なくとも一部を前記支持手段及び前記被検体が接した状態で同時に回転させるように構成され、
前記走査コンベアは、始動したホイール運搬面、始動したローラ運搬ベルト、平面モーターコンベヤ、磁気浮上コンベヤ、及び、走行線と走行速さの両方で別々に制御可能な、横並びに設けられる複数のコンベヤベルトで構成されるコンベヤから選ばれ、
前記走査コンベヤが磁気浮上コンベヤであるとき、前記支持手段は磁気浮上運搬台である、
ＣＴスキャナ。
【請求項２】
請求項１に記載のCTスキャナであって、
前記入力コンベア及び前記第1遮蔽体は、前記走査領域から放射されて前記入口開口部を介して前記走査チャンバを出るすべてのX線を、前記第1遮蔽体が遮断するように構成され、
前記出力コンベア及び前記第２遮蔽体は、前記走査領域から放射されて前記出口開口部を介して前記走査チャンバを出るすべてのX線を、前記第２遮蔽体が遮断するように構成される、
CTスキャナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のCTスキャナであって、前記入力コンベアは曲がりくねった入力経路を画定する、CTスキャナ。
【請求項４】
請求項３に記載のCTスキャナであって、前記入力経路は、前記第１遮蔽体の前記第１遮断部の少なくとも一部で向きを変えて延在する、CTスキャナ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のCTスキャナであって、前記出力コンベアは曲がりくねった出力経路を画定する、CTスキャナ。
【請求項６】
請求項５に記載のCTスキャナであって、前記出力経路は、前記第２遮蔽体の前記第２遮断部少なくとも一部で向きを変えて延在する、CTスキャナ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のCTスキャナであって、前記走査コンベアは、前記支持手段及び該支持手段の上に載置された前記被検体との少なくとも一部を、前記支持手段が走行する走行面に対して横切る回転軸を中心に回転させるように構成される、CTスキャナ
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のCTスキャナであって、
前記入力コンベア及び／又は前記出力コンベアは磁気浮上コンベアで、
前記支持手段は、磁気浮上運搬台である、
CTスキャナ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載のCTスキャナであって、前記入力コンベア及び／又は前記出力コンベアは、始動したホイールコンベヤ面又は始動したローラーコンベヤベルトで構成される、CTスキャナ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のCTスキャナであって、
前記走査コンベアは磁気浮上コンベアで、
前記支持手段と前記被検体の回転が、前記磁気浮上コンベアと前記支持手段との間で物理的に接触することなく、前記磁気浮上コンベアのみによって生じる、
CTスキャナ。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載のCTスキャナであって,
前記支持手段は、下部ベース及び該下部ベースと回転可能に接続する上部プラットフォームを備え、かつ、前記被検体を支持するように構成され、
前記走査コンベヤは、前記プラットフォーム及び前記被検体を前記下部ベースに対して回転させるために前記支持手段の前記プラットフォームと相互作用するように構成される、
CTスキャナ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のCTスキャナであって、前記プラットフォームは、該プラットフォームの回転中に前記接合部上で回転することで前記プラットフォームを回転させる結合ホイールを備える、CTスキャナ。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のCTスキャナであって、
前記接合部は前記走査コンベヤに対して固定されているか、あるいは可動で、
前記プラットフォームは、前記接合部に対する前記支持手段の運動によって回転させられる、
CTスキャナ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のCTスキャナであって、
前記走査コンベヤは磁気浮上コンベヤで、
前記走査コンベアは、前記走査領域を通って前記走査コンベヤを前方へ移動させることで、前記走査領域内での前記被検体によって実行される回転運動が不定の回転軸を有するように前記走査コンベヤが回転する回転軸に対する前記走査コンベヤの傾斜を修正するようにプログラムされる、CTスキャナ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のCTスキャナであって、電子操作部及び制御ユニットをさらに備える、CTスキャナ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載のCTスキャナであって、前記検出器による各取り込み時での前記エミッタ及び／又は前記検出器に対する前記被検体の位置を決定するために前記走査領域に係る前記被検体の位置を検出する装置をさらに備える、CTスキャナ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載のCTスキャナであって、前記被検体が前記走査領域を通って前方に移動し、かつ、前記被検体が自ら回転する際に、前記X線検出器は、複数回、前記被検体を通過したX線に関するデータを取り込む、CTスキャナ。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載のCTスキャナであって、前記走査コンベヤは、前記支持手段と前記被検体の少なくとも一部を前記支持手段と前記被検体が接した状態で回転させるように構成されることで、前記走査コンベヤに対して前記支持手段と前記被検体を回転させる、CTスキャナ。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載のCTスキャナであって、
前記入口開口部と前記出口開口部は一致し、並びに／又は、
前記入力領域及び前記出力領域は一致し、並びに／又は、
前記入力コンベヤ及び前記出力コンベヤは、同一の装置によって全部又は一部が構成され、
前記第１遮蔽体及び前記第２遮蔽体は全部又は一部が一致する、
【請求項２０】
被検体のＣＴ検査を実行する方法であって、
前記被検体を機械的に解放されている支持手段上に設ける段階と、
前記支持手段を前記被検体と共に前記走査領域へ供給する段階と、
前記支持手段を前記被検体と共に前記走査領域を通って前方へ移動させて、さらに前記支持手段及び前記被検体を両者が接した状態で回転させる段階と、
前記被検体が前記走査領域内を移動及び回転する際に、互いに対向して前記走査領域の2つの対向する側面に取り付けられたX線放射器および固定X線検出器を用いて、異なる相対角度から前記被検体の複数の放射線撮影画像を取り込む段階と、
得られた複数の前記放射線撮影画像を組み合わせることで前記被検体の断層撮像再構成を計算する段階と、
前記支持手段と前記被検体を前記走査領域から除去する段階と、
を有し、
前記支持手段を前記被検体と共に前記走査領域へ供給する段階は、X線を遮蔽するように構成された第1遮蔽体の内側に延びる曲がりくねった入力経路に沿って前記支持手段を、前記走査領域によって放射されて前記入力経路に入射する全てのX線が前記第1遮蔽体によって遮断されるように前方に移動させることによって実行され、
前記支持手段と前記被検体を前記走査領域から除去する段階は、X線を遮蔽するように構成された前記第2遮蔽体の内側に延びる曲がりくねった出力経路に沿って前記支持手段を、前記走査領域によって放射されて前記出力経路に入射する全てのX線が前記第2遮蔽体によって遮断されるように前方に移動させることによって実行され、
前記支持手段を前記被検体と共に前記走査領域を通って前方へ移動させる段階は、始動したホイール運搬面、始動したローラ運搬ベルト、平面モーターコンベヤ、磁気浮上コンベヤ、及び、走行線と走行速さの両方で別々に制御可能な、横並びに設けられる複数のコンベヤベルトで構成されるコンベヤから選ばれる走査コンベアによって実行され、
前記走査コンベヤが磁気浮上コンベヤであるとき、前記支持手段は磁気浮上運搬台である、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、CTスキャナ及び対象物のCT審査を実行する方法に関する。特に本発明は、工業分野−特に連続運転中のプラント−で使用することを意図したCTスキャナに関する。
【０００２】
一例として、本発明は、食品(果物、パン、ジャーおよび缶に包装された食品)の断層撮影検査を実施して、その内部品質を検証するか、または望ましくない汚染物質(プラスチックまたはガラス片など)の不在をチェックするか、または3D印刷製品を検査する(例えば、他の方法でアクセスできない内部組成をチェックする)などに使用することができる。
【０００３】
さらに、本明細書の文脈において、断層撮影検査は、複数のボクセルによって形成され、被検体の密度に関連する3次元モデルの再構成を意味することに留意されたい。具体的には、各ボクセルは、その領域内の被検体の絶対密度に関する値と、その領域内の密度変化に関する値(密度勾配を示す値など)との両方に関連付けられ得る。本明細書および添付の特許請求の範囲の文脈において、断層撮影検査によって得られる3次元モデルの定義はまた、実際の数値よりも大きい又は小さい近似値を有するモデルを含む。重要なことは、モデルが得られるべき情報の種類にとって適切であることである(例えば、局所的な密度変動の非常に近似した評価でさえ、ヨーグルトのカートン中の固形異物の有無を検出するために十分であり得る)。
【０００４】
現在、断層撮影システムは、主に、医薬品および産業(例えば、木材加工分野)の両方で一般に使用されるローターに基づくシステムと、実験室で一般に使用される回転する被検体に基づくシステムとに分割されている。
【０００５】
前者では、ローターはX線源と検出器の両方が搭載された機械的構造であり、その機械的構造は走査被検体の周りを完全に移動し、その走査被検体は動かないままであるか、または1つの軸に沿って移動する。
【０００６】
後者では、X線源と検出器の両方が静止したままであるが、被検体は、照射領域内で正確に制御されながら移動されなければならない。
【０００７】
ローターに基づくシステムは、高性能な装置を回転させる必要があるためにコストが高い。しかもローターは、一の経路に沿って連続的に進んだ走査被検体の通過領域の周囲に容易に設置できない大型構造物になりがちある。
【０００８】
他方、公知の回転する被検体に基づくシステムでは、走査被検体は、精密かつ所定の方法で被検体を回転(および潜在的に移動)するシステムに固定されることが必要である。したがって、代替的に、被検体用の支持体は、単一の自由度(回転)または2つの自由度(１本の直線経路に沿って制御された方法で回転および前進を同時に行えるような)のいずれかで、支持構造に機械的に接続されてよい。
【０００９】
連続型システム(使用中にCTスキャナを完全に閉じることができない)に接続された既知のCTスキャナの主な問題の1つは、検査されるべき被検体の入力及び出力に必要な開口からX線が逃げる恐れがあることである。危険性は具体的には、散乱の物理的現象によって生成され得るX線に関する。これは、X線が衝突する各材料が入射する放射線の一部を吸収すると同時に、すべての方向に追加の放射線を放射する現象である。これは、最初に入射する放射線が被検体に当たるときに起こる。散乱によって発生した放射線が次々に別の物質に当たるときに、同じ現象が繰り返される。
【００１０】
被検体が相対的に高密度の被検体である場合には、CTスキャナが放出する高出力のX線が必要となる。その結果、散乱によって発生するX線も高出力となる。
【００１１】
本発明で説明したような連続型CTスキャナの場合、走査チャンバが、入口開口部と出口開口部とを有し、その入口開口部と出口開口部にコンベアが接続され（他端では開いている）ているという点で、散乱現象は特に関連性がある。
【００１２】
コンベアはX線遮蔽体によって取り囲まれているが、コンベアが直線状に延びている場合には、X線がCTスキャナから遮断されずに逃げる可能性があるという実際の危険性がある。
【００１３】
同種の問題は、被検体の単純な放射線検査−たとえば空港のセキュリティチェック−を実行するために使用される装置の場合にも存在する。
【００１４】
被検体の放射線写真審査を実行するのに使用される特定のタイプの装置におけるこの欠点を克服しようとするために、たとえば走査領域に対してコンベアの入口領域および出口領域の位置をずらすことによって、被検体用のコンベアが非直線状に延在する解決策が、長年にわたって開発されてきた。
【００１５】
この製造による解決策は、望ましくないX線放射のリスクを制限することを可能にするが、非直線の入口経路及び出口経路は、これまでのところ限られた数の被検体に対してしか使用できなかった。すなわち、被検体がコンベアの側壁に規則的に衝突する非直線部分において、コンベアの側壁に抗して衝撃を受けることによって損傷される危険性のない被検体に対してしか使用できなかった。一方、この製造による解決策は、包装パンのような幾分デリケートな製品には使用できない。
【００１６】
被検体を搬送するための、特に放射線検査装置用のCTスキャナのいくつかの例が、特許文献１〜２３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】英国特許第1156756号公報
【特許文献２】欧州特許第0326471号公報
【特許文献３】米国特許第4989225号公報
【特許文献４】米国特許第5119408号公報
【特許文献５】米国特許第515238099号公報
【特許文献６】特許第06133959号公報
【特許文献７】加国特許第2415409号公報
【特許文献８】国際公開第9904481号公報
【特許文献９】米国特許第643710号公報
【特許文献１０】欧州特許第1283417号公報
【特許文献１１】国際公開第200439706号公報
【特許文献１２】国際公開第200696296号公報
【特許文献１３】国際公開第20078466号公報
【特許文献１４】国際公開第2009130645号公報
【特許文献１５】国際公開第201094774号公報
【特許文献１６】国際公開第201111196号公報
【特許文献１７】国際公開第201142750号公報
【特許文献１８】国際公開第201412861号公報
【特許文献１９】米国特許出願公開第20140373792号公報
【特許文献２０】独国特許出願公開第102015101378号公報
【特許文献２１】欧州特許第3106863号公報
【特許文献２２】独国特許出願公開第102016107272号公報
【特許文献２３】国際公開第2019129561号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Pack, Jed D., Frederic Noo, and H. Kudo. "Investigation of saddle trajectories for cardiac CT imaging in cone-beam geometry." Physics in Medicine & Biology 49.11 (2004): 2317
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
これに関連して、本発明の技術的目的は、上述の問題に対する解決策を提供するCTスキャナを実装することである。
【００２０】
特に本発明の技術的目的は、被検体のCTスキャンを実行するためのCTスキャナ及び方法を実装することであって、同時に望ましくないX線放射のリスクの低減を保証し、任意の種類の被検体のCTスキャンを実行することを可能にし、かつ、相対的に高い生産性及び高い汎用性を保証することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
技術的目的および上記の意図は、添付の特許請求の範囲の内容による被検体のCTスキャンを実行するCTスキャナおよび方法によって実質的に達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面に示されるように、CTスキャナおよび対象のCTスキャンを実行する方法についてのいくつかの好適非限定的実施形態の詳細な説明を注意深く読むことによって、より明らかになるであろう。
【図１】本発明に従って作られたCTスキャナの概略的な部分断面平面図を示す。
【図２】本発明の第1の実施形態によるCTスキャナの走査領域の概略平面図を示す。
【図３】本発明の第1の実施形態によるCTスキャナの走査領域の概略正面図を示す
【図４】本発明の第2の実施形態によるCTスキャナの走査領域の概略正面図を示す
【図５】本発明のさらなる実施形態によるCTスキャナの走査領域における支持ユニットのある可能な運動の概略正面図を示す。
【図６】本発明によるCTスキャナの一部を形成する走査コンベアのさらなる変形例の概略的な平面図を示す。
【図７】本発明のさらなる変形例によるCTスキャナのコンベアに使用することができるモジュールの概略的な平面図を示す。
【図８】図7に示されている種類の複数のモジュールを備えるコンベアの概略的な平面図を示す。
【図９】本発明のさらなる実施形態によるコンベアの概略的な平面図を示す。
【図１０】図9におけるコンベアの詳細の概略的な平面図を示す。
【図１１】本発明において利用可能な走査コンベヤのさらなる実施形態の概略的正面図を示している。
【図１２】図１１の走査コンベヤの概略的平面図を示している。
【図１３】本発明において利用可能な走査コンベヤのさらなる実施形態の概略的平面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上記の図面を参照すると、本発明による完全なCTスキャナには参照番号1が割り当てられている。
【００２４】
既知のCTスキャナと同様に、本発明に記載されたものは、走査チャンバ2が取り付けられた支持構造(単一体または複数の異なる部材のいずれもあり得る)を備える。使用時に、被検体3の放射線画像が取り込まれ、前記放射線画像は断層撮影再構成用の既知の方法で使用可能である。
【００２５】
走査チャンバ2は、使用時に被検体3が入る際に通過する入口開口部4と、使用時に被検体3が走査チャンバ2自体を出る際に通過する出口開口部5とを備えている。
【００２６】
いくつかの実施形態では、入口開口部4と出口開口部5も一致していてもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、CTスキャナはトンネル型である。
【００２８】
少なくとも1つのX線放射器6及び1つのX線検出器7（２つ以上存在し得る）が走査チャンバ2の内側に取り付けられている。少なくとも1つのX線放射器6及び1つのX線検出器7は支持構造に対して静止している。X線放射器6とX線検出器7は、該X線放射器6とX線検出器7との間で走査領域8を定めるように互いに対向して離間している。さらに、X線放射器6は、走査領域8を介してX線検出器7に向かってX線を出射するように構成されている。続いて公知の方法では、X線検出器7は、被検体3を通過したX線に関するデータを取り込むように構成された二次元センサであり、そのデータは概して、センサの各セルに到達するX線の残留強度から成る。これらのデータは通常、画像として提示することができる2次元マップとして記憶される(実際には、それらは計算処理された放射線画像である)。
【００２９】
本発明によれば、走査コンベア9が支持構造体上に取り付けられ、CT検査用の被検体3を入口開口部4から出口開口部5へ前方に移動させることで、走査領域8を通って被検体3を移動させるように構成されている。
【００３０】
走査チャンバ2に対する被検体3の供給及び除去のため、CTスキャナ1は、入力コンベア10及び出力コンベア11を更に備える。入力コンベヤ10は、支持構造体上に取り付けられ、CTスキャナ1の入力領域12から走査チャンバ2の入口開口部4に被検体3を搬送することで、被検体3を入力経路13に沿って導くように構成される。一方、出力コンベア11は、走査チャンバ2の出口開口部5からCTスキャナ1の出力領域14に被検体3を搬送することで、出力経路15に沿って導くように構成されている。実施形態に応じて、入力コンベア10、走査コンベア9、及び出力コンベア11は、図1に例示されているように、異なる装置であってよいし、又は単一装置の連続する部分で構成されてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、入力コンベア10および出力コンベア11の全部または一部が、単一の装置によって構成されてもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態では、入力領域12と出力領域14は一致していてもよい。
【００３２】
走査チャンバ2からCTスキャナを取り囲む環境への望ましくない脱出X線の危険を最小限に抑えるために、後者は、少なくとも第1遮蔽体16、第2遮蔽体17、及び第3遮蔽体18を備える。第1遮蔽体16、第2遮蔽体、17及び第3遮蔽体18は、X線を遮蔽するように構成される。公知の方法では、第1遮蔽体16、第2遮蔽体、17及び第3遮蔽体18の各々は、有利となるように接続された複数の遮蔽体から構成されてよい。実施形態に応じて、第1の遮蔽体16、第2の遮蔽体17、及び第3の遮蔽体18は、(図1に例示されるように)別個であってもよく、または全体的または部分的に一体化されてもよい。
【００３３】
第1遮蔽体16は少なくとも部分的に入力コンベア10を取り囲み、第2遮蔽体17は出力コンベア11を少なくとも部分的に取り囲み、第3遮蔽体18は走査チャンバ2を取り囲む。入力コンベア10と出力コンベア11の全部または一部が1つの装置で構成されている場合、第1遮蔽体16と第2遮蔽体17は全部または一部が一致する。
【００３４】
本発明の更なる態様によれば、入力コンベア10、走査コンベア9、及び出力コンベア11は、支持手段19上に載置された被検体３を前方に移動させるように構成されていることが好都合である。被検体３は、支持手段19から機械的に取り外される(すなわち、コンベア上に自由に載置し、コンベアから取り外すことができる)。少なくとも一部の実施形態では、CTスキャナ1は、複数の支持ユニット19を備える(複数の支持ユニット19はCTスキャナ1とは別個に供給されてもよい)。
【００３５】
好ましい実施形態では、特に、支持手段19は、有利には、トレイまたはそりのような形状にすることができ、被検体３が設けられる表面を構成する上側静止表面20を画定する。
【００３６】
以下により良好に説明するように、本出願人によってこれまでに特定された2つの好ましい実施形態では、支持手段19は、単純に入力コンベア10、走査コンベア9および出力コンベア11の上に載置することによって(図3)、または磁気浮上によって(図4および図5−支持手段19の移動を制御する最良の可能性を保証する現時点での特に好ましい構成上の解決策−)、入力コンベア10、走査コンベア9および出力コンベア11の上に載置される。
【００３７】
さらに走査コンベア9は、支持手段19上に載置された被検体３を走査領域8を通って前方に移動させると共に、X線放射器6及び検出器7に対して複数の異なる角度位置に徐々に被検体３を向けるように、支持手段19及び被検体３の少なくとも一部を両者が接した状態で同時に回転させるように構成されている(図2)。有利なことに、走査コンベア9は、支持手段19および被検体3の少なくとも一部を両者が接した状態で移動させ、それらを走査コンベア9に対しても回転させるように構成されている。一部の実施形態では、走査コンベヤ9は、支持手段19上に配置された被検体3を走査領域8を通って前方に移動させると同時に、支持手段19および被検体3の全体を両者が接した状態で回転させるように構成されている。他の実施形態では、一方で、走査コンベア9は、同時に、被検体3と、被検体3が載置される支持手段19の一部のみを両者が接した状態で回転させるように構成されている。以下、被検体3と支持手段19のそれ自体の回転について言及する場合と、また、文脈から特に指示がない限り、支持手段19全体を回転させる場合と、対象物が乗っている支持手段の一部のみを回転させる場合の両方について言及する。
【００３８】
被検体３が走査領域8を通って前方に移動し、被検体３が自ら回転するので、X線検出器7は、複数回、被検体３を通過したX線に関するデータを取り込むことができ、各取り込みにおいて、被検体３は、任意のCTスキャナで生じるように、被検体３を通過するX線に対して異なる方位を有する。
【００３９】
本発明の更なる態様によれば、入力コンベア10及び第1遮蔽体16は、走査領域8から放射されて入口開口部4を介して走査チャンバ2を出る任意のX線(すなわち、伝播線を変化させるような後続の拡散を考慮しない直接放射されるX線)を、第1遮蔽体16が遮断するように構成される。特に入力コンベア10及び第1遮蔽体16は、これらのX線が入力領域12に自由に到達できないように構成されている。本明細書および添付の特許請求の範囲の文脈において、遮蔽体が特定のX線を遮断ということの意図は、これらのX線が遮蔽体を交差するに違いない直線で伝播されるという単なる幾何学上の示唆を与えることであり、遮蔽体が実際にX線を吸収することを示唆していないことに留意されたい。
【００４０】
次に、出力コンベア11及び第2遮蔽体17は、第2遮蔽体17が、走査チャンバ2から出射開口部5を通って出射する走査領域8から(直接)出射される任意のX線を遮断するように構成される。特にこれらは、これらのX線が出力領域14に自由に到達することができないように構成されている。
【００４１】
好ましい実施形態は、入口開口部4から出るX線と出口開口部5から出るX線の両方の完全な遮断を常に想定しているわけではないが、CTスキャナ1が、2つの開口部のうちの1つからの放射線の漏れが操作者の安全性にとって問題とならないどこかに配置される場合、2つのコンベア遮蔽対のうちの1つが、上記に従って構成されないことも可能である(これは例えば、コンベアおよび該コンベヤに係る遮蔽体が、それ自体が追加の遮蔽体として働く機能する構造の内側に配置される場合に当てはまり得る)。
【００４２】
好ましい実施形態によれば、入力コンベヤ10および出力コンベヤ11は、平坦で曲がりくねった、すなわち図1に示すような任意の非直線、またはU字形、S字形、L字形、N字形などの経路である入力経路13および出力経路15をそれぞれ画定する。
【００４３】
多くのCTスキャナ1の設置形態において、連続システムの文脈において、入力領域12、走査領域8、及び出力領域14は、(図1に例示のように)直線状に整列されなければならない場合がある。この場合、第1遮蔽体16は好ましくは第1遮蔽部21を備え、入力コンベア10(すなわち、入力経路13)および第1遮蔽体16は、第1遮蔽部21が入力領域12と入口開口部4との間に介在するように構成される。その結果、第1遮蔽体21は、走査領域8によって放射されて、入口開口部4を通って走査チャンバ2から出射して、入力領域12の方へ向けられる(典型的には、回折-散乱-一次の現象による)任意のX線を遮断することができる。同様に、第2遮蔽体17は、第2遮蔽部23を備えることが好ましく、出力コンベア11(すなわち、出力経路15)及び第2遮蔽体17は、第2遮蔽体23が出力領域5と出射開口14との間に介在するように構成されることにより、第2遮蔽体17は、走査領域8によって放射されて、出射開口5を通って走査チャンバ2を出射し、出力領域14の方へ向けられる任意のX線を遮蔽することができる。
【００４４】
この結果を達成するために、入力経路13および出力経路15は、第1遮蔽体16の第1遮蔽部21の少なくとも一部で、および第2遮蔽体17の第2遮蔽部23の少なくとも一部でそれぞれ向きを変えて延在し得る。
【００４５】
図1に示す実施形態では、第1遮蔽部21および第2遮蔽部23は、それぞれのコンベアの内側から見て凸パターンを有する(すなわち、入口/出口開口部4と入出力領域12/14との間の視線をそれぞれ完全に遮るように)相対経路を構成するそれぞれの遮蔽体の部分から単純に構成される。
【００４６】
好ましい実施形態では、走査コンベア9は、支持手段19と、その上に載置された被検体３とを、支持手段19の走行面24を横切る−好ましくは走行面24に対して垂直な−回転軸を中心に回転させるように構成される（走行面24は概ね水平であり、概ね走査コンベア9によって規定される）。
【００４７】
上述したように、好ましい実施形態では、入力コンベア10、出力コンベア11および/または走査コンベア9(しかし好ましくはすべて)のうちの少なくとも1つは、磁気浮上コンベアから成り、支持手段19は、磁気浮上によって駆動され得る運搬台から成る。
【００４８】
この場合、磁気浮上コンベアと運搬台との相互作用は、一方では、運搬台をコンベアに対して上昇させた状態に保ち(図4および図5)、他方では、運搬台をコンベアに対して移動させることが意図されており、走査領域8を通るその移動および運搬台自体の回転の両方に関して(図2に概略的に示されているように)、意図されている。つまり走査コンベア9は平面モータコンベアである。例として、ドイツの会社ベックホフ（Beckhoff）によってブランド名Xplanar（商標）で現在市販されているものを使用することができる。
【００４９】
磁気浮上コンベアを使用する場合、支持手段19と被検体３の両方の移動と支持手段19と被検体３の両者が接した状態での回転は、磁気浮上コンベアと支持手段19との間で物理的に接触することなく、磁気浮上コンベアのみによって生じることが有利である。
【００５０】
磁気浮上コンベア及び特別な運搬台の使用が特に好ましい。何故ならば、適切に設計されていれば、運搬台の移動を極めて高い精度で制御することが可能であり、これは正確な断層像再構成の実行と両立するからである。
【００５１】
磁気浮上コンベアを使用する場合、図5に示すように、後続の断層画像再構成を改善するために、支持手段19は、走査コンベアによって、被検体を回転させる回転軸(図5では垂直)に対する被検体3のための載置面の傾斜を修正しながら走査領域8を通って前方に移動させることもできる。そのため、走査領域8において被検体3によってなされる回転運動は、一定の回転軸を有さない。
【００５２】
実際に、単一の軸の周りで回転が行われるコーンビーム断層撮影では、体積全体の正確な再構成ができないことが知られている。代わりに、例えば、「サドル」弾道が使用される場合(たとえば非特許文献１)、またはいずれにせよ、被検体が一般的に不定の回転軸上で回転される場合に、正確な再構成が可能である。
【００５３】
他方で、他の実施形態では、入力コンベヤ10、出力コンベヤ11、および/または走査コンベヤ9のうちの少なくとも1つは、始動したホイール搬送平面25で構成されてよく、あるいは走査コンベヤ9に関する限り、2つのうちの始動したローラコンベアベルト26によって、ホイール搬送平面25は好ましい解決策となる。
【００５４】
始動したホイール搬送平面25の一例が図8に示されており、実質的に六角形の平面を有する複数のモジュール27(単一のモジュール27が図7に示されている)で構成されている。モジュール27の各々は、(走行平面24に平行な)共平面回転軸22に従って回転可能に取り付けられた3つの始動したホイール28を有している(図7)。平面回転軸22は、モジュール27の中央で互いに交差し、120°の角度で互いに傾斜している。各々の始動したホイール28は、他のものとは独立に操作することができ、モジュールの上面29から部分的に突出して支持手段19用の台として機能し得る。モジュール27は、図8に示すように、並んで取り付けられていることで、同一平面上面29と共に搬送平面25を規定する。各々の始動したホイール28の回転を別々に制御することにより、搬送平面25上に静止する各支持手段19は、走行平面24内で任意の運動を行うようにすることができる。この種類の1つの装置は、例えば、Bremer Institut fur Produktion und Logistik GmbHによってCelluveyorブランドで宣伝されている。
【００５５】
一方、始動したローラ・コンベア・ベルト26の一例が図9に示されている。これはベルト２６である。ベルト２６では、(図10に拡大されて示されているように)二次元セル・マトリックス30が得られ、そのセルの各々の上には始動したローラ31がそれぞれ取り付けられ、その軸33はベルト26の走行線、及び、その走行線に垂直な線の両方に対して傾斜して配置される。始動したローラ31の各々は、ベルト26と同一平面上にある軸の周りを回転し、ベルト26の上下両方に突出するようなサイズになっている。ベルト26の下面に作用することにより、各個々の活性化ローラ31の回転は、ベルト26に載置された支持手段19を必要に応じて動かすように制御することができる。実施形態に応じて、全ての始動したローラ31は、互いに平行な回転軸を有することができ、又は始動したローラ31の群は、それぞれの回転軸を異なる状態で傾斜させることができる。このタイプのコンベヤの実施例は、米国Intralox, L.L.C.によってActivated Roller Beltの名称で市販されているものである。
【００５６】
図6は、走査コンベア9が、横に並べて配置された複数のコンベアベルト32からなる異なる実施形態を示している。これらのコンベアベルト３２は、それらの走行線及びそれらの走行速度の両方に関して別々に制御することができる。各コンベアベルト32の走行線と走行速度とを適切に組み合わせることによって、その2つ以上に載置されている支持手段19の走行とそれ自体の回転との両方を、所望に応じて制御することができる。
【００５７】
一部の実施形態では、既に述べたように、被検体3が走査コンベア上にある間、支持手段19の一部のみが被検体3と共に回転する。これらの実施形態では、有利には、支持手段は、下部ベース34と、該下部ベース34上で回転可能に接続されて、その上に配置され、被検体3を支持するように構成されたプラットフォーム35とを備えている。
【００５８】
これらの実施形態では、走査コンベア9は、支持手段19のプラットフォーム35と相互作用するように構成された取付部36を備える。取付部36は、プラットフォーム35またはそれに接続された別の要素と接触するように構成されており、このようにして、プラットフォーム35および被検体3の、下部ベース34に対する相対的な回転を引き起こす。
【００５９】
図11〜図13は、走査コンベア9が磁気浮上式である場合の2つの実施形態を示しているが、同様の解決策は、説明した他のタイプのコンベアでも採用可能である。
【００６０】
図11〜図13の実施形態では、下部ベース34は磁気浮上駆動運搬台であり、上部プラットフォーム35は、接合部の一部であるラック38と係合できるように十分に突出している歯付きホイール37に関連付けられている。より一般的には、プラットフォーム35は、プラットフォーム35の回転中に、接合部36上を転がり、プラットフォーム35を回転させる結合ホイールを有してもよい。実際、歯付きホイール37も、両者が互いに噛み合って、ベース34が接合部36に対して、ラック38の展開方向と平行に相対的にスライドするときに、ラック38上を転がる。
【００６１】
有利には、プラットフォーム35は、接合部36に対する支持ユニット19の動きによって回転させられる。
【００６２】
一部の実施形態では、接合部36は、走査コンベア9に対して固定されている（例えば、図11および図12に示すように、それと一体化している）。
【００６３】
他の実施形態では、接合部36は、走査コンベア9に対して相対的に移動可能であってもよい。接合部の可動性は、基部34を静止または減速させながらプラットフォーム35を回転させる（比較的高速で接合部の近くを通過させる）ことと、基部34の軌跡に対して接合部36を最適な位置に配置することの両方に利用することができる。
【００６４】
図13の実施形態では、可動式接合部36は、磁気浮上式駆動運搬台も備えている。
【００６５】
CTスキャナの各能動部分を作動させるために、エミッタ6、検出器7、入力コンベア10、出力コンベア11、走査コンベア9等の各能動部分に作動的に接続された電子式作動制御ユニット(図示せず)が存在する。
【００６６】
X線検出器7によって取り込まれたデータに基づいて検査中の被検体３の適切な断層撮影再構成を可能にするために、エミッタ6及び/又は検出器7に対する被検体３の位置は、正確にわからなければならない。実施形態に応じて、この結果は、被検体３が走査領域8を横切るときの位置を正確に確認することによって(例えば、適宜走査コンベア9を使用することによって)、又は位置を徐々に特定することによって達成することができる。
【００６７】
この後者の場合、CTスキャナ1は、被検体３の位置を検出する装置(図示せず)をさらに備える。被検体３の位置を検出するこの装置は走査領域8に関連付けられることで、各取り込みが検出器7によってなされるときに、放射器6及び/又は検出器7に対する被検体３の位置を決定する。
【００６８】
被検体３の位置を検出するための装置の様々な例が、この同じ出願人の名義の特許出願第102019000019454号に記載されており、より詳細にはこれを参照されたい。
【００６９】
実施形態に応じて、被検体３の位置を検出する装置は、電子操作部および制御ユニットに対する被検体３の位置に関する情報を提供することができる自律装置であってもよく、または電子操作部および制御ユニット自体から構成されてもよい。さらに被検体３の位置を検出する装置は、実質的にリアルタイムのデータ処理によって各検出がX線検出器7によって行われるのと同時に動作してよいし、または代わりに、以前に取得されたデータの処理によって、後の段階で動作してもよい。
【００７０】
好ましい実施形態では、被検体３の位置を検出するための装置は、走査領域8を観察するカメラを含む。次いで、走査領域8内の被検体３の相対位置は、X線検出器7が計算された放射線撮影画像を取り込むたびにカメラによって検出された画像間の比較によって決定される。この比較は、被検体３および/または支持手段19の特徴点のいずれかの動きを観察することによって、あるいは被検体３または支持体に特に付与された識別体の動きを観察することによって行うことができる。
【００７１】
上述したCTスキャナ1の種々の変形例の操作は、被検体３のCTスキャンを実行するためのより一般的な方法の特定の実施例に対応する。したがって、CTスキャナに関して上述したすべての構成要素は、本方法を参照することもでき、その逆も可能であると理解されなければならない。
【００７２】
この方法では、走査被検体３は機械的に自由な支持手段19上に置かれ、支持手段19および被検体３は走査領域8内に前方に移動される。支持手段19および被検体３を走査領域8内に前方に移動させる段階は、X線を遮蔽するように構成された第1遮蔽体16の内側に延びる曲がりくねった入力経路13に沿って支持手段19を、走査領域8によって放射されて入力経路13に入射する全てのX線が第1遮蔽体16によって遮断されるように前方に移動させることによって実行される。
【００７３】
続いて本方法では、支持手段19と被検体３は走査領域8内通って前方に移動されながら、支持手段19と被検体３が接した状態で回転される。被検体３が走査領域8内を移動及び回転すると、本方法では、複数の被検体３の放射線撮影画像が、互いに対向して走査領域8の2つの対向する側面に取り付けられたX線放射器6および固定X線検出器7を用いて、異なる相対角度から取り込まれる。
【００７４】
一旦放射線画像が取り込まれると、この方法では、これらは、被検体３の断層撮影再構成を計算するために組み合わせられる。
【００７５】
さらに、被検体3が走査領域8を離れると、この方法では、支持手段19および被検体3は走査領域8から除去される。有利には、除去段階は、X線を遮蔽するように構成された第2の遮蔽体17の内側に延びる曲がりくねった出力経路15に沿って支持手段19を、走査領域8によって放射されて出力経路15に入射する全てのX線が第2の遮蔽体17によって遮断されるように前方に移動させることによって実行される。
【００７６】
本発明は、著しい利点を提供する。実際、本発明は、CTスキャナ1を実施することを可能にし、同時に、望ましくないX線放射のリスクの低減を保証し、任意の種類の被検体３のCTスキャンを実行することを可能にし、比較的高い生産性及び高い汎用性を保証する。
【００７７】
最後に、本発明は製造が比較的容易であり、その実施に関連するコストもあまり高くないことに注目する価値がある。
【００７８】
本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で設計されたように、本発明に多くの修正および変形を行うことができる。
【００７９】
すべての詳細は、他の技術的に同等の詳細によって置き換えることができ、様々な構成要素の任意の材料、形状および寸法は、要求に応じて使用されてもよい。
【図１】
2022000630.tif 000003
【図２】
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【図３】
2022000630.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2022000630.tif 000009
【図８】
2022000630.tif 000010
【図９】
2022000630.tif 000011
【図１０】
2022000630.tif 000012
【図１１】
2022000630.tif 000013
【図１２】
2022000630.tif 000014
【図１３】
2022000630.tif 000015
【外国語明細書】
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