(57)【要約】  医療撮像システムが、検査領域１０８を横断する放射線を放出する焦点スポットを持つＸ線源１１２を含む。長手方向に沿った上記焦点スポットの位置は、１つ又は複数のＸ線源要素の温度の関数である。このシステムは、上記放射線を検出する検出器１２０と、上記Ｘ線源１１２と上記検査領域１０８との間に配置され、上記長手方向に沿って上記放射線を平行化するコリメータ１１６とを更に含む。焦点スポット位置推定器１３２が、１つ又は複数のＸ線源要素の上記温度に基づき、上記長手方向に沿って上記焦点スポットの推定された位置を動的に計算する。コリメータポジショナ１２８が、スキャンを行う前に上記推定された焦点スポット位置に基づき、上記長手方向に沿って上記コリメータ１１６を位置決めする。
2010524619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療イメージングシステムであって、
検査領域を横断する放射線を放出する焦点スポットを持つＸ線源であって、長手方向に沿った前記焦点スポットの位置が、１つ又は複数のＸ線源要素の温度の関数である、Ｘ線源と、
前記放射線を検出する検出器と、
前記Ｘ線源と前記検査領域との間に配置され、前記長手方向に沿って前記放射線を平行化するコリメータと、
１つ又は複数のＸ線源要素の前記温度に基づき、前記長手方向に沿って前記焦点スポットの推定された位置を動的に計算する焦点スポット位置推定器と、
スキャンを行う前に前記推定された焦点スポット位置に基づき、前記コリメータを前記長手方向に沿って位置決めするよう構成されるコリメータポジショナとを有する、医療イメージングシステム。
【請求項２】
前記温度が、前記Ｘ線源の陽極ターゲット及びベアリングの温度を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記温度が、前記Ｘ線源に印加される電力の関数である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記焦点スポット位置推定器が、前記１つ又は複数のＸ線源要素の１つ又は複数の温度特性のモデルに基づき、前記推定された焦点スポット位置を動的に計算する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記温度が、第１及び第２の項の合計を積分することにより決定され、前記第１の項は、前記１つ又は複数の要素の第１の温度特性と前記１つ又は複数の要素の以前に決定された温度との積であり、前記第２の項が、前記１つ又は複数の要素の第２の温度特性と前記Ｘ線源に適用される電力との積である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
第１及び第２の温度特性が、前記１つ又は複数のＸ線源要素の少なくとも１つの熱容量及び熱抵抗を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記推定された焦点スポット位置が、前記温度と前記１つ又は複数のＸ線源要素の熱膨張率との積の関数である、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記推定された焦点スポット位置に基づき、前記源の陽極上の目標領域に電子ビームを操縦するビーム操縦要素を更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記推定された焦点スポット位置に基づき、前記Ｘ線源を移動させる源ポジショナを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記焦点スポット位置推定器が、次の推定された焦点スポット位置を計算するため、前記推定された焦点スポット位置を使用する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記焦点スポット推定器が、
前記１つ又は複数のＸ線源要素の以前に決定された温度により、前記１つ又は複数のＸ線源要素に対する温度特性係数をそれぞれ増倍し、増倍結果を示す信号を出力する乗算器と、
前記１つ又は複数のＸ線源要素の前記温度を決定するため前記信号を積分する積分器とを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記温度が、温度測定デバイスを用いて測定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コリメータの位置に基づき、前記長手方向に沿って前記検出器における前記放射線の位置に対して前記推定された焦点スポット位置をマッピングするマッパーと、
前記検出器における前記放射線の前記位置と前記検出器における前記放射線の所望の位置との間の差を決定する減算器とを更に含み、前記差が、前記コリメータを位置決めするために前記コリメータポジショナにより使用される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
推定されたコリメータ位置に対して前記推定された焦点スポット位置をマッピングするマッパーを更に含み、前記コリメータポジショナが、前記コリメータを位置決めするために、前記推定されたコリメータ位置を使用する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記Ｘ線源がスキャンを行うとき、前記焦点スポット位置推定器が、前記Ｘ線源に印加される電力を示す信号を受信し、前記焦点スポット位置推定器が、
前記１つ又は複数のＸ線源要素の以前の決定された温度により前記１つ又は複数のＸ線源要素の第１の温度特性係数をそれぞれ増倍し、増倍結果を示す第１の信号を出力する第１の乗算器と、
前記Ｘ線源に印加される前記電力により前記１つ又は複数のＸ線源要素の第２の温度特性係数をそれぞれ増倍し、増倍結果を示す第２の信号を出力する第２の乗算器と、
前記１つ又は複数のＸ線源要素の前記温度を決定するため、前記第１及び第２の信号の合計を積分する積分器とを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記推定された焦点スポット位置と測定された焦点スポット予測との間の誤差を示す第３の信号を決定する第３の乗算器を更に含み、前記積分器が、前記１つ又は複数のＸ線源要素の前記温度を決定するため、前記第１、第２及び第３の信号の合計を積分する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記推定された焦点スポット位置と測定された焦点スポット位置との間の差を計算することにより前記第３の信号を決定する減算器を更に含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記差が、前記１つ又は複数のＸ線源要素の温度特性係数により増倍される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
撮像システムのＸ線源の陽極と熱伝達状態にある１つ又は複数の要素の温度を推定するステップと、
前記温度に基づき前記陽極の推定されたｚ軸位置を計算するステップと、
スキャンを行う前に前記推定された陽極位置に基づき、前記コリメータを前記ｚ軸に沿って事前に位置決めするステップとを有する、方法。
【請求項２０】
前記陽極の前記位置を推定する前記１つ又は複数のＸ線源要素に対する熱膨張率により前記温度を増倍するステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
各後続のスキャンを行う前に請求項１９に記載の方法のステップを行うステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
次の推定されたｚ軸位置を計算するために前記推定されたｚ軸位置を使用するステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
スキャンの間前記Ｘ線源に印加される電力を監視するステップと、
前記監視された印加電力及び前記１つ又は複数のＸ線源要素の温度特性に基づき、前記温度を更新するステップとを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記温度が、前記Ｘ線源の陽極ターゲット、ベアリング、心軸及び冷却流体の少なくとも１つの温度を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記推定された陽極位置に基づき、前記Ｘ線源、前記検出器及び焦点スポットの１つ又は複数の位置決めを行うステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
実行されるとき、コンピュータに、放射線ビームの計算された推定位置に基づきスキャンを実行する前に、長手方向に沿ってコリメータを位置決めするステップを実行させる命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は一般に、イメージングに関する。本願は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）に特定の用途を見出すが、軸に沿って放射線ビームを選択的に配置することが望ましい他のイメージング用途にも関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムは、検査領域を横断する放射線を放出するＸ線管及び放射線を検出する検出器を含む。検出器は、検出された放射線を示す信号を生成し、この信号は、検査領域を示すボリュメトリック画像データを生成するために再構成される。
【０００３】
Ｘ線管は、陰極及び陽極を含む。陰極は、比較的高い電圧の下で陽極上の目標領域に向かって加速され、この目標領域にぶつかる電子を与えるフィラメントを含む。目標領域での陽極物質と電子との相互作用が、目標領域から放出される放射線を生成する。目標領域は、焦点スポットと呼ばれる。
【０００４】
放射線ビームが検査領域を横断するよう、放出された放射線を平行化するコリメータが使用される。この領域の外の放射線が検出されず、それ故ボリュメトリック画像データに貢献しないので、検出器の検出表面での放射線ビームのｚ軸幅が、ほぼ検出表面のｚ軸幅に対応するよう、放出された放射線を長軸方向又はｚ軸に沿って平行化することが望ましい。斯かる検出されない放射線は、放射線の非効率的な利用をもたらし、検査下の患者又は他の対象物により受信される総線量に貢献する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
残念なことに、Ｘ線生成の間、陽極と加速電子との相互作用は熱も生成する。この熱は、例えば陽極を支持する心軸、心軸を支持するベアリング、陽極、心軸及びベアリングを囲むエンクロージャ周りを循環する冷却流体、並びにＸ線管筐体といった陽極と熱伝達状態にある他の要素及び物質だけでなく、陽極からも放散される。結果として、熱を吸収及び放散させるにつれて、Ｘ線管の陽極、心軸、ベアリング及び他の要素の物理寸法が変化する場合がある。結果として、焦点スポットは、ｚ軸に沿って動くことができ、もはやビームが希望通りに検出表面を照射しないよう、斯かる動きによって、検出表面での放射線ビームが動くことがもたらされる。例えば、検出表面の部分が放射線をもはや受信しないよう、放射線ビームが移動される。
【０００６】
斯かる熱的に誘導される焦点スポット運動を補償するため、検出表面を照射する放射線ビームの幅が検出表面の幅より大きいよう、コリメータ開口のサイズがｚ軸に沿って増加される。焦点スポットがＸ線管の作動温度範囲にわたり移動するとき、放射線ビームが検出表面を照射するよう、開口幅が構成される。しかしながら、上記したように、検出放射線だけがボリュメトリック画像データに貢献し、従って、この技術は放射線利用及び線量の非効率性をもたらす。
【０００７】
焦点スポット運動を示す、ｚ軸放射線検出アンバランスが検出表面に沿って存在するかを決定するため、別の補償技術は、スキャンの間検出された放射線を処理するステップを含む。アンバランスが検出されるとき、放射線ビームが再度平衡化され、検出表面の所望の領域を照射するよう、コリメータが再度位置決めされる。残念なことに、この技術は、検出放射線を必要とする。結果として、スキャンが始まるとき、コリメータが所望の位置にあることができない。従って、スキャンが始まった後の初期の時間間隔の間、検査領域を横断する放射線がボリュメトリック画像データを生成するために使用されることができず、従って、この技術は、放射線利用及び線量の非効率性をもたらす。
【０００８】
本出願の側面は、上述した事項その他に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの側面によれば、医療撮像システムは、検査領域を横断する放射線を放出する焦点スポットを持つＸ線源を含む。長手方向に沿った上記焦点スポットの位置は、１つ又は複数のＸ線源要素の温度の関数である。このシステムは、上記放射線を検出する検出器と、上記Ｘ線源と上記検査領域との間に配置され、上記長手方向に沿って上記放射線を平行化するコリメータとを更に含む。焦点スポット位置推定器が、１つ又は複数のＸ線源要素の上記温度に基づき、上記長手方向に沿って上記焦点スポットの推定された位置を動的に計算する。コリメータポジショナが、スキャンを行う前に上記推定された焦点スポット位置に基づき、上記長手方向に沿って上記コリメータを位置決めする。
【００１０】
別の側面によれば、ある方法が、撮像システムの陽極と熱伝達状態にある１つ又は複数の要素の温度を推定するステップと、上記温度に基づき上記陽極の推定されたｚ軸位置を計算するステップと、スキャンを行う前に上記推定された陽極位置に基づき、上記ｚ軸に沿って上記コリメータを事前に位置決めするステップとを含む。
【００１１】
実行されるとき、放射線ビームの計算された推定位置に基づきスキャンを実行する前に、長手方向に沿ってコリメータを位置決めするステップをコンピュータに実行させる命令を含むコンンピュータ可読記憶媒体が与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】撮像システムを示す図である。
【図２】焦点スポット位置推定器を示す図である。
【図３】Ｘ線源の熱的成分をモデル化する電気回路図を示す図である。
【図４】焦点スポット位置推定器を示す図である。
【図５】スキャンを行う前にコリメータを位置決めするためのブロック図を示す図である。
【図６】スキャンを行う前にコリメータを位置決めするためのブロック図を示す図である。
【図７】焦点スポット位置推定器を更新するためのブロック図を示す図である。
【図８】ある方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の更に追加的な利点は、以下の詳細な説明を読み及び理解することにより当業者に認識されるだろう。
【００１４】
本発明は、様々な要素及び要素の配列の形式並びに様々なステップ及びステップの配列の形式を取ることができる。図面は、好ましい実施形態を説明するためだけにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきものではない。
【００１５】
図１を参照すると、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ１００は、長軸方向又はｚ軸周辺で検査領域１０８の周りを回転する回転ガントリ部１０４を含む。回転ガントリ部１０４は、焦点スポット又はＸ線源１１２の陽極（見えない）の目標領域からＸ線を放出するＸ線源１１２を支持する。回転ガントリ部１０４は、Ｘ線源１１２と検査領域１０８との間に配置され、検査領域１０８を横断する放射線ビームを形成するため放出された放射線をｚ軸に沿って平行化するコリメータ１１６も支持する。
【００１６】
回転ガントリ部１０４は、検査領域１０８を横断し、検出器１２０にぶつかる放射線を検出するｘ線検出器１２０も支持する。ｘ線検出器１２０は、検査領域１０８周りでの１又は複数回の回転にわたり、検査領域１０８に対する複数の投影角に対して検出されたＸ線を示す投影データを生成する。再構成器１２４は、検査領域１０８を示すボリュメトリック画像データを生成するため、Ｘ線投影データを再構成する。
【００１７】
コリメータポジショナ１２８は、焦点スポット及び検出器１２０に対してコリメータ１１６をｚ軸に沿って選択的に位置決めする。一例を挙げると、放射線ビームが検出器１２０の所望のｚ軸領域を照射するよう、コリメータポジショナ１２８は、コリメータ１１６を位置決めする。図示される実施形態において、コリメータポジショナ１２８は、スキャンの前と間にコリメータ１１６を位置決めする。
【００１８】
以下に詳述するように、焦点スポット位置推定器１３２は、例えばＸ線源１１２の陽極、ベアリング、心軸、冷却流体又は他の要素といったＸ線源１１２の１つ又は複数の要素の以前に決定された温度に基づき、焦点スポットの位置をｚ軸に沿って推定する。一例を挙げると、推定された焦点スポットｚ軸位置が処理され、スキャンを行うことに関連してＸ線がオンにされる前にコリメータ１１６を位置決めするため、結果として生じる信号が、コリメータポジショナ１２８により使用される。斯かる位置決めは、Ｘ線源１１２の１つ又は複数の要素における温度変化による焦点スポット運動を補償することができる。
【００１９】
スキャンを行う間、例えばＸ線源１１２に印加される電力及び／又は１つ若しくは複数の要素の以前に推定された温度といった他の情報と共に、検出器１２０を照射する放射線ビームのｚ軸位置が、焦点スポット位置推定器１３２を更新するために使用されることができる。
【００２０】
例えば寝台といった対象物支持部１４０が、検査領域１０８における患者又は他の対象物を支持する。対象物支持部１４０は、スキャン手順を行う間、検査領域１０８に含まれる患者又は他の対象物をガイドするように移動可能である。
【００２１】
汎用コンピュータが、オペレータ端末１４４として機能する。端末１４４は、例えばキーボード又はマウスといった入力デバイスから入力信号を受信する入力インタフェースを含む。入力信号は、焦点スポット位置推定器１３２、この焦点スポット位置推定器１３２により使用されるＸ線源パラメタ及び／又は変数と共に他の情報を起動するための命令を含むことができる。端末１４４は、処理されるデータを表示域における画像として与えるための、例えばモニタといった出力インタフェースも含む。端末１４４にあるソフトウェアが、焦点スポット位置推定器１３２と相互作用する。この相互作用は、焦点スポット位置推定器１３２に対する入力を与えることを含む。
【００２２】
上記したように、焦点スポット位置推定器１３２は、焦点スポットの位置をｚ軸に沿って推定する。図２は、焦点スポット位置推定器１３２の非限定的な実現のブロック図を与える。図２に示されるように、焦点スポット位置推定器１３２は、温度決定部２０４及び温度決定部２０４により決定される温度に基づきｚ軸焦点スポット位置を推定する位置推定器２０８を含む。
【００２３】
温度決定部２０４は、例えば１つ又は複数のＸ線源要素の温度を決定するためにＸ線源１１２に適用される電力といった入力を使用する。一例を挙げると、印加される電力は、Ｘ線源１１２の１つ又は複数の要素の既知の温度特性と共に使用される。追加的に又は代替的に、１つ又は複数の要素の以前に決定又は推定された温度が、１つ又は複数の要素の温度を決定するのに使用される。
【００２４】
例として、温度決定部２０４は、Ｘ線源１１２に適用される電力、１つ又は複数のＸ線源要素の様々な温度特性、及び／又は陽極及びベアリングの以前に決定された温度に基づき、Ｘ線源陽極及びベアリングの温度を決定することができる。温度決定部２０４は、陽極と熱伝達状態にある、Ｘ線源筐体、冷却流体、並びに／又は他の要素及び／若しくは物質の温度を追加的に又は代替的に決定することができる。
【００２５】
位置推定器２０８は、ｚ軸焦点スポット位置を推定するため、１つ又は複数の要素の既知の温度特性と共に温度決定部２０４により決定される温度を使用する。
【００２６】
上記したように、加速された電子と陽極との間の相互作用は熱を生成する。この熱の何割かは、放射冷却により陽極３０８の陽極ターゲット３０４から放散される。この熱の別の何割は、Ｘ線源１１２の他の要素に伝達することにより放散される。例えば、熱の一部は、陽極３０８とベアリング３１２との間に配置され、これらと熱的に作用する心軸３１６を介してベアリング３１２に伝達される。伝達された熱は、対流冷却によりベアリング３１２から冷却流体３２０へと放散される。Ｘ線源１１２が熱を吸収する及び放散させる他の要素を含むことができる点を理解されたい。
【００２７】
例えば図３に示される電気回路として、Ｘ線源要素の熱関係は多様にモデル化されることができる。図３において、陽極ターゲット３０４に適用される電力（ジュール／秒）は、電流源３２４に類似する。陽極ターゲット３０４及びベアリング３１２の熱容量（ジュール／ケルビン）は、コンデンサ３２８及び３３２にそれぞれ類似する。陽極３０４、心軸３１６及び冷却流体３２０の熱抵抗（ケルビン＊秒／ジュール）は、抵抗器３３６、３４０及び３４４にそれぞれ類似する。陽極ターゲット３０４及びベアリング３１２の温度（ケルビン）は、電圧３４８及び３５０に類似する。
【００２８】
斯かるモデルは、式１及び式２に表される状態マトリクス形式で表されることができる。それは、
2010524619.tif 000003
及び
2010524619.tif 000004
であり、Ａ、Ｂ及びＣは、例えばＸ線源要素に対する熱容量及び熱抵抗パラメタといった温度特性を含む行列であり、ｘは、例えばＸ線源要素の過去の温度といったＸ線源状態変数を含むベクトルであり、ｕは、例えばＸ線源１１２に印加される電力といった入力変数を含むベクトルであり、ｘｄは、要素の決定された温度を表し、及びｙｅは、焦点スポットの推定されたｚ軸位置を表す。
【００２９】
このモデルの状態空間表現は、式３及び式４に示されるように表されることができる。それは、
2010524619.tif 000005
及び
2010524619.tif 000006
であり、ＴＴは、陽極目標温度を表し、ＴＢは、ベアリング温度を表し、ＨＣＴａｒｇｅｔは、陽極ターゲット３０４の熱容量を表し、ＨＣＢｅａｒｉｎｇは、ベアリング３１２の熱容量を表し、ＲＡｎｏｄｅは、陽極ターゲット３０４からの放射線成分を表し、ＲＳｔｅｍは、心軸３１６の熱抵抗を表し、ＲＯｉｌは、冷却液３２０の熱抵抗を表し、Ｐは、印加電力を表し、Ｋ１は、陽極３０８の熱膨張率を表し、Ｋ２は、ベアリング３１２の熱膨張率を表し、及びＺは、焦点スポットのｚ軸位置を表す。
【００３０】
簡潔さのために対して、図３に示され、かつ式１〜４に表されるモデルは、陽極ターゲット３０４、心軸３１６、ベアリング３１２及び冷却液３２０に関するものである。しかしながら、斯かる関係が追加的な又は代替的なＸ線源要素を含むことができる点を理解されたい。例えば、これらの要素及び／又は他の構造体を囲む筐体がこのモデルに含まれることができる。
【００３１】
図４は、上記の状態空間表現に基づかれる焦点スポット位置推定器１３２の実現を示す。この実現において、温度決定部２０４は、それぞれ式１及び式３の［Ｂ］ｕ及び［Ａ］ｘ要素を決定する第１及び第２の乗算器４０４及び４０８を含む。
【００３２】
第１の乗算器４０４は、印加電力を表す変数ｕを受信し、陽極ターゲット３０４の熱容量を表す係数を含むマトリクス［Ｂ］をｕに掛ける。スキャナがスキャンを行わない間、変数ｕは、ゼロ、ヌル値(null value)等である。
【００３３】
第２の乗算器４０８は、行列［Ａ］を掛ける。この行列は、陽極ターゲット３０４及びベアリング３１２の以前に決定された温度状態による、陽極ターゲット３０４及びベアリング３１２の熱容量、並びに陽極ターゲット３０４、心軸３１６、ベアリング３１２及び冷却流体３２０の熱抵抗を表す係数を含む。
【００３４】
加算器４１２は、ｄ／ｄｔ（ＴＴ）及びｄ／ｄｔ（ＴＢ）を決定するため、［Ａ］ｘ及び［Ｂ］ｕ要素を追加し、積分器４１６は、ｘ又は陽極目標温度（ＴＴ）及びベアリング温度（ＴＢ）を決定するため、この結果を積分する。位置推定器２０８は、行列［Ｃ］を掛ける。この行列は、焦点スポット（Ｚ）の推定されたｚ軸位置を動的に計算するため決定された温度（ｘ）による、陽極ターゲット３０４（Ｋ１）及びベアリング３１２（Ｋ２）の熱膨張率を含む。決定された温度は、乗算器４０８に対してもフィードバックされ、陽極ターゲット３０４及びベアリング３１２の次の温度状態を決定するために使用される。
【００３５】
図５は、スキャンを行う前にｚ軸に沿ってコリメータを位置決めするため、図４の推定器１３２を用いる手法を示すブロック図である。推定器１３２は、上述したように推定された温度を動的に計算する。
【００３６】
マッパー５０４は、検出器１２０における放射線ビームのｚ軸位置を決定するため、推定されたｚ軸焦点スポット位置及び測定されたｚ軸コリメータ位置を使用する。本実施形態において、ｚ軸コリメータ位置は、横軸（これは、一般にｚ軸に対して垂直である）に沿って配置され、かつ検査領域１０８における患者又は他の対象物を横断する放射線を検出するのに使用される領域外に配置される検出器要素を用いて検出される放射線から決定される。
【００３７】
減算器５０８は、検出器１２０におけるこのｚ軸ビーム位置と所望のｚ軸ビーム位置との間の差を決定する。差は、所望の位置からの誤差又は偏差を表す。この差は、所望のｚ軸位置に基づき、コリメータをｚ軸に沿って位置決めするために、コリメータポジショナ１２８により使用される。図示される実施形態において、検出器１２０のｚ軸幅の周りに放射線ビームを中心化することが望ましい。
【００３８】
図６は、スキャンを行う前にｚ軸に沿ってコリメータを位置決めするため、図４の推定器１３２を使用する別の手法を示すブロック図である。この手法を用いると、マッパー６０４は、推定されたｚ軸焦点スポット位置に基づき所望のｚ軸コリメータ位置を決め、コリメータポジショナ１２８は、コリメータ１１６をこれに従って位置決めするために所望のコリメータ位置を使用する。
【００３９】
図７は、スキャンを行う間、コリメータ１１６を位置決めし、推定器１３２を更新する手法を示すブロック図である。スキャンの間、位置決定部７０４は、検出放射線に基づき検出器１２０における放射線ビームのｚ軸位置を決定する。減算器７０８は、検出器１２０における放射線ビームのこのｚ軸位置と所望のｚ軸位置との間の差を決定する。図５と同じく、この差は、所望の位置からの偏差を表し、所望の位置に基づきコリメータ１１６をｚ軸に沿って位置決めするためにコリメータポジショナ１２８により使用される。図示される実施形態において、閉ループ帰還法は、Ｘ線源１１２の１回転毎に、１〜５秒おきに、又は他の所望の態様でコリメータ１１６を位置決めするために使用される。
【００４０】
検出器１２０における放射線ビームのｚ軸位置は、推定器１３２を更新するのにも使用される。図示されるように、マッパー７１２は、検出器１２０における放射線ビームのｚ軸位置に基づき、焦点スポットのｚ軸位置を決める。減算器７１６は、焦点スポットの測定されたｚ軸位置と焦点スポットの推定されたｚ軸位置との間の差を決定する。乗算器７２０は、１つ又は複数のＸ線源要素に関する熱係数によりこの差の積を決定し、この結果は、温度決定部２０４の加算器４１６に与えられる。結果として、加算器４１６の出力は、次の式５
2010524619.tif 000007
に示されるように追加的な誤差補償要素を含む。ここで、Ｇは、誤差補正係数の行列であり、ｚは、ｗ軸焦点スポット位置と推定されたｚ軸焦点スポット位置との間の差である。
【００４１】
図示される実施形態において、測定されたｚ軸焦点スポット位置を用いて連続的に更新されるよう、推定器１３２は連続的に実行する。しかしながら、推定器１３２は、連続的に実行する必要はない。他の実施形態において、推定器１３２は、測定されたｚ軸焦点スポット位置を用いて、周期的に、断続的に又は他の態様で更新される。そのようにして推定器１３２を更新すると、焦点スポット位置と推定された焦点スポット位置との間の累積による誤差が軽減されることができる。
【００４２】
図８は、コリメータ１１６をｚ軸に沿って位置決めする方法を示す。スキャンが行われていないと仮定すると、参照符号８０４で、Ｘ線源１１２の陽極と熱伝達状態にあるＸ線源１１２の１つ又は複数の要素の以前に決定された温度に基づき、ｚ軸焦点スポット位置が推定される。参照符号８０８で、ｚ軸焦点スポット位置が処理され、焦点スポット及び検出器１２０に対する結果データに基づき、コリメータ１１６がｚ軸に沿って位置決めされる。参照符号８１２で、推定器１３２は、推定された焦点スポット位置における誤差を軽減するため、測定された焦点スポット位置を用いてスキャンの間に更新される。これらのステップは、各後続のスキャンに対して繰り返されることができる。
【００４３】
変形例が以下に記載される。
【００４４】
上述したように、位置推定器２０８が、温度決定部２０４により決定された温度を使用して、ｚ軸焦点スポット位置を推定する。位置推定器２０８が、既知の、測定された又は近似された温度を代替的に使用することができる点を理解されたい。例えば、スキャナが、時間のいくつかの閾値期間においてＸ線を生成しなかった場合、室温が使用されることができる。別の例において、Ｘ線源要素の温度は、温度プローブ、熱電対又は赤外線検出器を用いて測定されることができる。更に別の例において、温度は、Ｘ線源１１２の既知の温度状態及び冷却時定数に基づき、ルックアップテーブル又はその他を介して近似されることができる。そのように温度を決定することは、初期温度条件及び／又はその他を決定するため温度決定部２０４が省略される場合に使用されることができる。
【００４５】
図示された実施形態において、ｚ軸焦点位置は、コリメータ１１６をｚ軸に沿って位置決めするために使用される。他の実施形態において、ｚ軸焦点位置は、源ポジショナを介してＸ線源１１２を、検出器ポジショナを介して検出器１２０を、焦点スポットポジショナを介して焦点スポットを、又はこれらのいくつかを組み合わせて、追加的に又は代替的に位置決めするのに使用されることができる。例えば、推定されたｚ軸焦点スポット位置は、所望するように検出器１２０を照射する放射線ビームを与えることになる陽極の目標領域に電子ビームを操縦するため、陰極のビーム操縦要素と共に使用されることができる。
【００４６】
スキャンが始まる前に、ｚ軸焦点位置は、スキャンが始まるとき放射線ビームがあるであろう位置を予測するために使用されることもできる。更に、ｚ軸焦点位置を推定するのに使用される次の熱状態を決定するために、Ｘ線源の現在の熱状態が使用されるので、推定されたｚ軸焦点位置は、予測されたｚ軸焦点位置と考えられることができる。
【００４７】
本書に示されるように、検出器１２０により検出される放射線は、検出器１２０に沿って放射線ビームのｚ軸位置を決定するために使用される。この位置は、コリメータ１１６を位置決めするのに使用されるエラー信号を決定するために処理される。別の実施形態において、Ｘ線源又はどこか他の所に配置される検出器が、放射線ビームのｚ軸位置を決定するために使用されることができる。
【００４８】
焦点スポット推定器１３２（及びこれに含まれる要素）は、コンピュータプロセッサにより実行されるときに、このコンピュータプロセッサに上記の技術を実行させるコンピュータ可読命令を用いて実現されることができる。斯かる場合、この命令は、関連するコンピュータに関連付けられる又は他の態様でアクセス可能なコンピュータ可読記憶媒体に格納される。同様に、コリメータポジショナ１２８、マッパー５０４、減算器５０８、マッパー６０４、位置決定部７０４、減算器７０８、マッパー７１２、減算器７１６及び乗算器７２０のいずれか又はすべては、コンピュータ可読命令を介して実現されることができる。
【００４９】
上記の用途及びその変形例は、検出器に対して放射線ビームを選択的に位置決めすることが望ましい他のイメージングモダリティ及び／又は用途を含むが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
本発明が、好ましい実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。それらの修正及び変更が添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、本発明は、斯かる修正及び変更をすべて含むものとして構築されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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