【手続補正書】
【提出日】平成22年4月12日(2010.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーンビームコンピュータ断層撮影システムであって、
Ｘ線ビームを放出するＸ線源と、
スロットと、
を備え、
前記スロットは、前記Ｘ線源に対して動き、前記Ｘ線ビームを遮ることにより、複数の扇形のＸ線ビームが前記スロットから被検体へ向けて発散されるようにし、前記コーンビームコンピュータ断層撮影システムはさらに、
前記被検体を通過した後に扇形のＸ線を受け取り、前記受け取った扇形のＸ線の各々に対して撮像信号を生成する検出器と、
前記検出器に接続されて、前記受け取った扇形のＸ線の各々に対する前記撮像信号を受け取り、前記Ｘ線源、前記スロット及び前記検出器が前記被検体の周囲を回転することにより、複数の撮像信号を再構築して３次元コーンビームコンピュータ断層撮影画像を生成するコンピュータと、
前記コンピュータに接続され、前記３次元コーンビームコンピュータ断層撮影画像を表示するディスプレイと、
を備えることを特徴とするコーンビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項２】
前記スロットは、前記Ｘ線源の周辺を回転する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコーンビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項３】
前記スロットは、前記Ｘ線源を含むハウジングに対して固定される、
ことを特徴とする請求項１に記載のコーンビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項４】
前記Ｘ線源は陽極及び陰極を含み、前記陰極は、前記陽極が占有する複数の別個の空間領域にぶつかる電子を放出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のコーンビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項５】
前記Ｘ線源は標的にぶつかる粒子源を含み、該標的にぶつかる該粒子の電流を調節することにより、前記複数の扇形のＸ線ビームの各々の強度が調節される、
ことを特徴とする請求項１に記載のコーンビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項６】
複数の扇形のＸ線ビームを被検体へ向けるステップを含み、このステップにおいて、単一のＸ線ビームに対して動く移動コリメータにより前記単一のＸ線ビームが平行にされ、
前記複数のＸ線ビームを向けるステップの結果前記被検体を通過するＸ線を検出するステップと、
前記検出されたＸ線から前記被検体に関する複数の撮像データを生成するステップと、
前記複数の撮像データから３次元コーンビームコンピュータ断層撮影画像を形成するステップと、
前記３次元コーンビームコンピュータ断層撮影画像を表示するステップと、
含むことを特徴とする被検体を撮像する方法。
【請求項７】
前記移動コリメータは回転する、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記方向付けステップは、Ｘ線源の陽極の異なる領域からＸ線ビームを連続的に形成するステップを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記方向付けステップは、前記Ｘ線源の単一の陰極から前記異なる領域へ電子を連続的に方向付けることにより、前記陽極の前記異なる領域からＸ線ビームを連続的に形成するステップを含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
デジタルトモシンセシスシステムであって、
Ｘ線ビームを放出するＸ線源と、
スロットと、
を備え、
前記スロットは、前記Ｘ線源に対して動き、前記Ｘ線ビームを遮ることにより、複数の扇形のＸ線ビームが前記スロットから被検体へ向けて発散されるようにし、前記デジタルトモシンセシスシステムはさらに、
前記被検体を通過した後に扇形のＸ線を受け取り、前記受け取った扇形のＸ線の各々に対して撮像信号を作成する検出器と、
前記検出器に接続されて、前記受け取った扇形のＸ線の各々に対する前記撮像信号を受け取り、前記Ｘ線源、前記スロット及び前記検出器が前記被検体の周囲を回転することにより、複数の撮像信号を再構築してデジタルトモシンセシス画像を生成するコンピュータと、
前記コンピュータに接続され、前記デジタルトモシンセシス画像を表示するディスプレイと、
を備えることを特徴とするデジタルトモシンセシスシステム。
【請求項１１】
前記Ｘ線源は陽極及び陰極を含み、前記陰極は、前記陽極が占有する複数の別個の空間領域にぶつかる電子を放出する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のデジタルトモシンセシスシステム。
【請求項１２】
前記Ｘ線源は標的にぶつかる粒子源を含み、該標的にぶつかる該粒子の電流を調節することにより、前記複数の扇形のＸ線ビームの各々の強度が調節される、
ことを特徴とする請求項１０に記載のデジタルトモシンセシスシステム。
【請求項１３】
４面体ビームコンピュータ断層撮影システムであって、
走査方向に沿う異なる位置において複数のＸ線ビームを連続的に放出するＸ線源と、
コリメータと、
を備え、
前記コリメータは、前記複数のＸ線ビームを遮ることにより、４面体容積を形成する複数の扇形のＸ線ビームが前記コリメータから被検体へ向けて発散されるようにし、前記４面体ビームコンピュータ断層撮影システムはさらに、
前記扇形のＸ線が前記被検体を通過した後に前記扇形のＸ線を受け取り、前記受け取った扇形のＸ線の各々に対して撮像信号を生成する検出器と、
前記検出器に接続されて、前記受け取った扇形のＸ線の各々に対する前記撮像信号を受け取り、前記Ｘ線源、前記コリメータ及び前記検出器が前記被検体の周囲を回転することにより、複数の撮像信号を再構築して３次元４面体ビームコンピュータ断層撮影画像を生成するコンピュータと、
前記コンピュータに接続され、前記３次元４面体ビームコンピュータ断層撮影画像を表示するディスプレイと、
を備えることを特徴する４面体ビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項１４】
前記コリメータは複数のスロットを含み、前記複数の前記スロットの各々は前記異なる位置の１つに対応する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の４面体ビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項１５】
前記コリメータは前記Ｘ線源に対して固定される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の４面体ビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項１６】
前記Ｘ線源は、陽極と、前記走査方向に沿って位置合わせされた複数の異なる陰極とを含み、該複数の陰極の各々は、前記異なる位置に対応する前記陽極が占有する空間領域にぶつかる電子を放出する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の４面体ビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項１７】
前記Ｘ線源は、陽極と、前記走査方向に沿って位置合わせされた単一の陰極とを含み、前記単一の陰極の異なる領域から電子が放出されて、前記異なる位置に対応する前記陽極が占有する空間領域にぶつかるようにした、
ことを特徴とする請求項１３に記載の４面体ビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項１８】
前記Ｘ線源を制御して、前記走査方向に沿う前記異なる位置において前記複数のＸ線ビームを連続的に放出させる制御装置をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の４面体ビームコンピュータ断層撮影システム。
【請求項１９】
走査方向に沿う異なる位置において、複数のＸ線ビームを連続的に放出するＸ線源を備える走査システムであって、前記Ｘ線源は、
陽極と、
走査方向に沿って位置合わせされた単一の陰極システムとを含み、該陰極システムの異なる領域から電子が放出されて、前記異なる位置に対応する前記陽極が占有する空間領域にぶつかるようにされ、
前記走査システムは、
前記陽極にぶつかる前記電子の電流を調節することにより、前記複数のＸ線ビームの各々の強度を調節する制御装置をさらに含む、
ことを特徴とする走査システム。
【請求項２０】
コリメータをさらに含み、該コリメータは、前記複数のＸ線ビームを遮ることにより、前記コリメータから複数の扇形のＸ線ビームが発散されるようにする、
ことを特徴とする請求項１９に記載の走査システム。
【請求項２１】
前記陰極システムは複数の陰極を含む、
ことを特徴とする請求項１９に記載の走査システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】４面体ビームコンピュータ断層撮影
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図２ａ及び図３に示すように、システム３００は、線源３０２などの別個の放射線治療用Ｘ線源、及び回転ドラム２１０に別個に装着された検出器３０６を含む。線源３０２は、Ｘ線管２０２よりも高い出力レベルで動作して、可動テーブル２１１（コンピュータ２３４によりｘ、ｙ及びｚ方向に可動）に横たわる患者の標的体積を治療できるようにする。線源３０２は、４ＭｅＶから２５ＭｅＶまでの範囲のエネルギーを有するＸ線などの光子、又は電子などの粒子のいずれかのビーム３０４を生成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図２ａの実施形態と同様に、図２ｂのＸ線管２０２により生成されるＸ線ビーム２１２は、放射線治療線源３０２により生成される治療ビーム３０４とほぼ直行する。図２ｂ及び図３に示すように、システム３００ａは、図２ａに関連して前述したものと同様の線源３０２及び検出器３０６を含む。従って、線源３０２は、４ＭｅＶから２５ＭｅＶまでの範囲のエネルギーを有するＸ線などの光子、又は電子などの粒子のいずれかのビーム３０４を生成して、可動テーブル２１１（コンピュータ２３４によりｘ、ｙ及びｚ方向に可動）に横たわる患者の標的体積を治療できるようにする。ドラムに装着されたシステム３００とは異なり、線源３０２と検出器３０６とは支持部３０８で接続される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
走査スロットコーンビームコンピュータ断層撮影システム２００ｂの別の実施形態を図２ｃに示す。この実施形態では、システム２００ｂは、図２ａの実施形態に使用するものと同様のキロボルトＸ線管２０２、ロータリコリメータ２０４及び平面撮像器／検出器２０６を含む。ドラムに装着されたシステム２００とは異なり、Ｘ線管２０２及びコリメータ２０４はＣアーム２１８の一方の端部に装着され、平面撮像器２０６はＣアーム２１８の他方の端部に装着される。Ｃアーム２１８は、可動ベース２２０に装着されることにより、図２ｃに示す軸線Ａ及びＢの周りで枢動できるようになる。Ｃアーム２１８及びベース２２０は、様々な周知のコーンビームコンピュータ断層撮影撮像システムのものと同様のものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
動作中、ビーム２３０の幅は、図３ｂ及び図３ｄに示す個々のスロット２２８の幅ｄよりも大きい。ビーム２３０がスロット２２８と相互作用し、このスロット２２８に遮られることにより、スロット２２８によって、Ｘ線コーン形ビーム２３０が、検出器２０６を横切って走査する扇形すなわちスロットビーム２１２の形状にされた後に、ガラスハウジング２２６に封入された構成要素とコリメータ２０４と検出器２０６とが、ドラム２１０の回転により患者Ｐの周囲を回転する。詳細には、スロット２２８が回転すると、スロット２２８がビーム２３０の異なる部分を遮り、スロット２２８から複数の扇形ビーム２１２が発散されて、患者の幅Ｗを横切って走査するようになる。図３ｂ及び図３ｄに示すように、患者Ｐの撮像中、Ｘ線の扇形ビーム２１２は、矢印２３２で示すように患者Ｐを横切って横断面の右から左へと走査又は掃引し、検出器２０６において二次元画像を生成する。当然、システム２００を、ビーム２１２が左から右へと走査するようにすることもできる。従って、システム２００を走査スロットコーンビームコンピュータ断層撮影システムと呼ぶこともできる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図４に示すように、ホストコンピュータ２３４が、陰極２２４から出された電子ビーム（及び生成されたＸ線ビーム）の配置と、コリメータ２０４の回転と、スロット２２８のサイズとに基づいて、検出器２０６から読み出された領域２３７に同期することにより、領域２３７は、患者がいなければビーム２１２が横切るであろう領域と一致するようになる。黒くした領域２３７で示すように、検出器２０６は、この検出器が一次ビームで放射された領域のみを読み出していることが明らかである。当然、画像全体を読み出し、領域２３７の外部の信号を廃棄することもできる。読み出した領域に対応する撮像信号は、検出器２０６からコンピュータ２３４へ送られる。領域２３７の外部に存在する散乱は全く検出されない。従って、従来のコーンビームが検出器全体に殺到する場合と比較すると分析するデータが少なく、結果として読み出しが早くなる。コリメータ２０４が回転すると、上記のように別に扇形ビーム２１２が生成され、平面検出器２０６の隣接する区域２３６に作用する。この処理は、検出器２０６全体が扇形ビーム２１２から放射線を受け取るまで続く。扇形ビーム２１２は、合成されるとコーンビームを定め、このコーンビームから検出器２０６によって２次元投影が生成される。このようにして、扇形ビーム２１２で患者の幅Ｗを横切って完全に走査した後に、扇形ビーム２１２の各々について検出器２０６全体が読み出した放射線に対応する撮像信号がホストコンピュータ２３４で使用され、コーンビームコンピュータ断層撮影と共に上述した方法と同様の方法で２次元投影が生成される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
検出器２０６は、各々をアモルファスシリコン（α―Ｓｉ：Ｈ）と薄膜トランジスタとで作ることができる２次元アレイの半導体センサで構成することができる。個々のセンサから得られるアナログ信号を統合してデジタル化する。この値がホストコンピュータ２３４へ転送され、この値に基づいて画像が生成され、図３ａに示すように、この画像がディスプレイ２３６に示される。検出器２０６はまた、受け取ったＸ線を可視光に変換するためのシンチレーションスクリーンを含むこともでき、この可視光が２次元アレイの検出器で検出される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
扇形ビーム２１２が、上記の方法で患者の幅Ｗを横切り、検出器２０６全体に作用した後、コンピュータ２３４がドラム２１０に指示を出してこのドラム２１０を回転させ、Ｘ線源２０２、コリメータ２０４及び検出器２０６が患者Ｐの周辺を別の位置まで回転するようにすることにより、上記の走査処理を繰り返し、別の２次元投影を生成できるようにする。Ｘ線源２０２、コリメータ２０４及び検出器２０６の上記回転は、コーンビームコンピュータ断層撮影画像を形成するのに十分な数の二次元画像が取得されるまで継続する。この目的には、最大でも１回の完全な回転しか必要とすべきではない（３６０°未満の回転から形成される画像も同じ様に形成できると想像される）。個々の位置から得られる２次元投影は、コンピュータ２３４において合成され、前述のコーンビームコンピュータ断層撮影システムの方法と同様の方法で３次元画像が生成されて、ディスプレイ２３６に表示される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
システム２００、２００ａ及び２００ｂと共に使用するコリメータ２０４に関する上述の実施形態は回転式のものであるが、代わりに直線移動するコリメータを使用することもできる。このようなコリメータには、１又はそれ以上の長方形スロットが含まれ、コリメータは平面に沿って前後に移動することになる。スロットとコリメータの動きとを組み合わせることにより、前述の方法と同様の方法で患者を走査する扇形ビームが生成されるようになる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
図５〜図７には、スロットコーンビームコンピュータ断層撮影法及び従来のコーンビームコンピュータ断層撮影法で得られる画質の様々な比較を示している。容易にわかるように、画質は、スロットコーンビームコンピュータ断層撮影法によるものの方が著しく良好である。例えば、図５ａは、１５×１５ｃｍのコリメータで生成される単一のコーンビームから形成された画像を示す図であり、図５ｂは、１．５ｃｍ幅のビームを使用して本発明により生成された同じ被検体の画像を示す図である。また、図６ａは、１５×１５ｃｍのコリメータで生成される単一のコーンビームから形成された画像を示す図であり、図６ｂは、幅２ｃｍで長さ１５ｃｍのビームを使用して本発明により生成された同じ被検体の画像を示す図である。図７ａは、本発明を使用して直径２０ｃｍのファントムから生成する散乱が、図７ｂに示すような同じファントムと相互作用する単一のコーンビームから生成される散乱よりも少ないことを示す図である。図５〜図７は、システム２００により生成される画像が、コンピュータ２３４が放射線源２０２の位置決めを制御して、放射線を患者の望ましい関心領域に正確に方向付けるのに適したものであることを示している。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
以下で説明する本発明の別の実施形態と同様に、システム２００の際だった特徴の１つは、信号対ノズル比（ＳＮＲ）を損なうことも患者を付加的な放射線に被曝させることもなく、散乱を除去する能力にある。さらに、後述するように、システム２００は、患者を横切るビーム強度も調節してアーチファクトを回避し、患者がうける放射線量を最小化することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
システム３００及び３００ａと共に使用することができるコリメータの例を図８ａ〜図８ｂに示す。システム３００及び３００ａのマシンヘッド３１０内に、動的コリメータ３０９が含まれる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
図８ｂに示すように、コリメータ３０９は、鉛などのＸ線減衰／吸収材料で作られる１対の固定コリメータ顎３１２ａ、ｂを含む。コリメータ３０９は、Ｘ線減衰／吸収材料で作られる１対のコリメータ顎３１４ａ、３１４ｂをさらに含む。顎３１２ａ、３１２ｂ及び３１４ａ、３１４ｂは、長方形スロット３１６を定める。顎３１４ａ、３１４ｂが一体となって前後に移動する（図８ｂの双方向矢印を参照）ことにより、スロット３１６は、面積が一定のまま前後に移動して（図８ａの双方向矢印を参照）、扇形ビーム３０４が患者を走査するようになる。撮像器３０６は平面撮像器、或いは１又はそれ以上の列からなる個々の検出器であってもよく、これらの検出器は、直線的に移動可能なアーム３１８を介して横方向に移動可能であると共に、ビーム３０４を遮って画像を形成する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
前述したように、検出器３０６は、システム２００、２００ａ、２００ｂの２次元撮像器２０６と同様の平面検出器であってもよい、従って、スロット３１６が領域を横切って走査するときに、複数の扇形ビーム３０４が患者を貫いて撮像器３０６へ方向付けられるようになる。撮像器３０６の場合と同様に、ビーム３０４により定められる領域の外部で検出されるあらゆる放射線が除去され、散乱を最小限に抑えた２次元ポータル画像が形成されるようになる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
陰極２２４から出される電子ビームの陽極２２２上における焦点スポットは、磁場又は電場によって電子ビームをそらせることにより、双方向矢印４０４で示すように前後に移動する。この磁場又は電場は、制御装置又はコンピュータ２３４内の制御装置により制御される。電子ビームは、陽極２２２が占める空間の複数の別の領域にぶつかる。別の方法では、電子ビームは連続した領域にぶつかることもある。固定コリメータ４０２により、陽極２２２から出されるＸ線ビームはスロット又は扇形ビーム２１２の形状となり、焦点スポットが前後に移動するときに、このＸ線ビームが患者を横切って掃引する。詳細には、陰極２２４が電子を放出すると、この電子が陽極２２２の表面の第１の領域へ方向付けられ、この第１の領域から初期Ｘ線ビーム２３０が生成され、コリメータ４０２の長方形スロット２２９へ向かう第１の方向へ方向付けられる。次に、第１の扇形ビーム２１２が患者の一部へ方向付けられる。陰極２２４から出される電子を陽極２２２の領域の第２の領域へ方向付けることにより、第２の扇形ビーム２１２が生成される。上記の処理を継続することにより、患者の幅Ｗを横切って走査する複数の扇形ビーム２１２が生成されるようになる。患者Ｐの撮像中、Ｘ線の扇形ビーム２１２は、図３ａ〜図３ｄの実施形態に関して前述した方法と同様の方法で患者Ｐの横断面を右から左へ走査又は掃引して、検出器２０６に２Ｄ画像を生成する。当然、ビーム２１２が左から右へ走査するようにシステム４００を構成することもできる。また、２次元検出器２０６を、図３ａ〜図３ｄの実施形態と共に前述した方法で患者Ｐを横切って走査し、二次元画像を生成する扇形ビーム２１２を追跡するように移動する１次元検出器と置き換えることもできる。従って、システム４００を、走査焦点スポットコーンビームコンピュータ断層撮影システムと呼ぶことができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
散乱を減少させることにより画質を改善する別のアプローチは、出願者の発明の別の態様による準コーンビームコンピュータ断層撮影システムを使用することである。この側面では、図２ａ〜図２ｃのシステム２００、２００ａ及び２００ｂは、１）後述するようにＸ線源２０２をマルチビームＸ線源に置き換えること、及び、２）平面撮像器／検出器２０６を湾曲形の複数列の検出器と置き換えることにより本質的に変更される。このような準コーンビームコンピュータ断層撮影システム５００を図１０に概略的に示す。詳細には、システム５００は、直線マルチビームＸ線源５０２及び複数列の個別シンチレータ／光ダイオード検出器アレイ５０４を含む。当業で周知のデータ取得ユニットを備える光ダイオード／シンチレータアレイモジュールでアレイ５０４を構成することができる。図２ａのシステム２００と共に使用するようにした場合、Ｘ線源５０２及び検出器アレイ５０４は回転ドラム２１０に装着されて、ドラム２１０により定められる回転平面に垂直（線源５０２）に、及びこの回転平面内（アレイ５０４）に配列される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
図１１ａ〜図１１ｂに示すように、Ｘ線源５０２は、真空圧力内に単一の円筒状ガラス管５０６を含む。管５０６の長さは、ｚ方向に沿って約３８ｃｍであり、アイソセンターにおいてｚ方向に１９ｃｍを覆う。合計２０個などの複数のカーボンナノチューブの陰極５０８が、互いにほぼ２ｃｍの等間隔で配置される。別の方法では、個々の陰極５０８を、ある温度まで加熱された対応する金属フィラメントと置き換えることにより、陰極とゲート電極５１２との間に電位を確立することによって電子を取り出すことができるようになる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
単一のナノチューブ陰極５０８の動作は容易に理解される。詳細には、ナノファイバー先端の半径とナノファイバーの長さとが小さいため、陰極５０８と陽極５１０との間に印加される電位により、高い局所電場が作り出される。これらの高い局所電場により、電位がナノチューブ先端から真空内に突き抜けるようになる。このようなナノチューブの例がＸｉｎｔｅｋ社から市販されており、このナノチューブは５００ｍＡの高さの電流が利用可能である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
ゲート電極５１２と陰極５０８との間に印加される電位Ｖgにより、カーボンナノチューブの陰極５０８から電子が取り出される。電子は電位Ｖaにより加速され、電位Ｖf及び集束電極５１４により小さな焦点スポットに集束する。ヒトの撮像時に、電子がモリブデン又はタングステンの陽極標的５１０にぶつかり、約８０〜１３０ｋｅＶのエネルギーを有するようになると、制動放射効果によってＸ線光子が生成される。集束電極５１４は、図９ａ〜図９ｂのＸ線源２０２に関して記載した方法と同様の方法で、電子を陽極標的５１０の異なる部分へ方向付けて個々のＸ線ビームを生成する。陽極５１０の過熱を防ぐために、陽極５１０内に導管５１６が形成され、この導管を通って冷却水が循環する。管電流、すなわち、陽極５１０にぶつかる電子の電流量は、約１６７ｍＡであることが好ましい。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
図１１ａ〜図１１ｂに示すように、Ｘ線源５０２は、図１１ｃの単一の陽極５１０と複数の陰極５０８とを含み、個々の陰極５０８は、ＭＯＳＦＥＴ制御装置（図示せず）などの制御装置に制御されて、望ましい順番及び望ましい電流で活性化される。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
陰極５０８は、陽極５１０が占める空間の個別の領域にぶつかる複数のＸ線ビームを生成するために、後述するように連続的に活性化される。動作中、可変ＤＣ電圧Ｖg（＜１ｋＶ）がゲート電極に印加されて陰極５０８から電極が抽出される。別個の制御装置又はコンピュータ２３４を使用して制御装置回路を制御することができる。Ｖgが放出のための臨界電場よりも大きければ、この活性化陰極５０８から電子が放出される。異なる標的の起点から走査Ｘ線ビームを生成するために、予め設定したパルス幅のパルス制御信号が個々の制御装置を横切って掃引される。個々の地点で、特定の陰極５０８から電子ビームを生成するためのチャネルが「開かれ」、この陰極５０８により、対応する陽極の焦点からＸ線ビームが生成される。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
陰極５０８は、ゲート電極５１２をプログラムすることにより約３００Ｈｚの速さで連続的にオンオフが切り替えられ、ガントリの回転速度が６０秒／ｒｅｖで、６００回の投影が行われると仮定すると、チューブのｚ方向の走査時間は、陰極が２０個で、検出器の不感時間が５０％の場合約０．１秒となる。１００ｋＨｚよりも大きな速さも実現可能である。図１１ｂに示すように、個々の陰極５０８から発散される電子が、陽極５１０のｚ軸に沿う異なる部分にぶつかることにより、ｚ軸に沿う異なる部分において複数のＸ線ビーム２３０が形成される。Ｘ線ビーム２３０は、対応するフィルタ５２０及び（Ｘ線源５０２に対して）固定されたコリメータ５２２を通過する。コリメータ５２２は、陰極５０８に対応するスロット５２４を１対１の態様で定める。スロット５２４が、ビーム２３０の幅よりも小さい幅の長方形の形状であることにより、図１０及び図１１ｂに示すように扇形ビーム２１２が形成され、このビームを検出器５０４へ方向付けることができるようになる。陰極５０８のオンオフを連続的に切り替えることにより、扇形ビームが、撮像する患者又は被験者を横切って掃引する。この処理中、ドラム２１０が、複数の２次元画像を取り込めるように患者の周囲をゆっくりと回転し、この２次元画像を使用して、３次元の準コーンビームコンピュータ断層撮影画像を生成することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
別の方法では、図１０〜図１１のＸ線源５０２を、図１２に概略的に示すＸ線源６００と置き換えることができる。この実施形態では、陰極６０２は連続した直線形となる。ゲート電極５１２のグリッドに印加される電圧６０４により、電子が異なる位置で取り出される。これは、ゲート電圧６０４を異なるゲートに印加することにより制御される。個々の電極の電位６０４は個々に制御することができる。設計したゲート電圧特性６０６を形成して、電子６０８を一次元の形で焦点スポット６１０に集束することができる。ゲート６１２及びそのゲート電圧６１４により、電子６０８を他の次元の形で集束することもできる。ゲート電圧をプログラムすることにより、Ｘ線ビームは、陽極５１０に沿って走査を行うことができる。この実施形態の主な利点は、図１２ａ〜図１２ｃの個別の陰極による方法に比較して、Ｘ線ビーム走査の空間分解能を遥かに高くすることができる点にある。焦点スポット６１０は、陽極５１０に沿ういずれかの位置に存在してもよい。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
（図１１のＸ線源を使用するか、或いは図１２のＸ線源を使用するかに関わらず）システム５００の実現可能な変形例の１つは、コリメータ５２２に長方形スロット５２４を使用すること、及び図１０及び図１３ａに示すように検出器５０４の個々の検出器を回転アレソセンターＯに向けて集束させることである。この変形例は、理想的なものではないが、準コーンビームコンピュータ断層撮影法と従来のコーンビームコンピュータ断層撮影法との間の関係を示すものである。例えば、図１３ａは、Ｘ線源５０２、６００及び検出器アレイ５０４が単一の位置にある場合の患者又は被検体を横切るＸ線ビーム２１２の走査を示す図であり、この場合、Ｘ線源５０２、６００は、線形検出器アレイ５０４に対して垂直となる。Ｓｎという用語は、電子が陽極５１０にぶつかる各個々の焦点スポットを意味する。Ｄｎという用語は、検出器５０４の各各々の検出器の位置を意味する。前述したように、焦点スポットで生成されるＸ線ビームは、対応するスロット５２４により平行にされ、扇形ビーム２１２となる。扇形ビームを、三角形領域Ｓｎ−Ｄ100−Ｄ100で図１３ａに示す。Ｘ線ビームがＳ8−Ｓ―8に沿って走査すると、４面体容積が形成される。従って、単一の位置のＸ線源５０２、６００及び検出器アレイ５０４において走査される容積はコーン形ではなく、従来のコーンビームコンピュータ断層撮影法の点線源及び２次元検出器により形成されるものとなる。この新しい撮像システムは準コーンビームコンピュータ断層撮影法と呼ばれ、従来のコーンビームコンピュータと区別される。別の方法として、湾曲した検出器アレイを、線形検出器アレイと置き換えることもできる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
図１３ｂは、準コーンビームコンピュータ断層撮影法により複数のガントリ位置で走査される容積を示す図であり、この場合、Ｄ-100−Ｄ0−Ｄ100は、検出器５０４の個別の検出器であり、Ｓ-8−Ｓ0−Ｓ8は、コリメータ５２２のスロット５２４から発散されるＸ線ビーム２１２である。図１３ａに示すように、Ｄ0−Ｓ-8−Ｓ8は三角形の平面を形成する。ドラム２１０（又は図２ｂの支持部３０８又は図２ｃのＣアーム２１８）が時計回りに回転する間、図１３ｂに示すように、検出器Ｄ0はＤo’へ移動し、Ｘ線ビームはＳ-8:8’へ移動する。他の検出器は、Ｄ0の元の位置と正確に同じ場所を占有する。この検出器及び線源アレイＳ-8’―Ｓ8’により、傾斜角度を有する新しい平面が形成される。回転を続けるにつれ、より大きなコーン角度の平面が次々に形成される。従って、データを再分類することにより、準コーンビームコンピュータ断層撮影の形状は、従来のコーンビームコンピュータ断層撮影システムと全く同じになる。従来のコーンビームコンピュータ断層撮影に使用されるものと同じ画像再構築アルゴリズムを、準コーンビームコンピュータ断層撮影の画像の再構築に使用することができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
患者を通過する吸収作用は可変であるため、Ｘ線強度を調節することにより、撮像処理が最適化される。例えば、吸収作用が大きい患者の領域ではＸ線強度を増大させることができ、吸収が小さい領域では強度を減少させることができる。図１に関して前述したように、従来は、蝶ネクタイ型フィルタ１０２を使用して、患者を横切るビーム強度特性を調節してきた。本発明は、制御装置を介して又はコンピュータ２３４内の制御装置を介して各個々の扇形ビーム２１２の管電流（ｍＡ）を動的に制御することにより、図２〜図１６のシステムの扇形ビームの強度を調節することで蝶ネクタイ型フィルタの利用を避ける。また、動的なｍＡ制御を蝶ネクタイ型フィルタと組み合わせることにより、ビーム強度を２次元的に調節できるようになる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２ａ】
2009533151.tif 000001
【手続補正２９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２ｂ】
2009533151.tif 000002
【手続補正３０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３ｄ】
2009533151.tif 000003
【手続補正３１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2009533151.tif 000004
【手続補正３２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８ａ】
2009533151.tif 000005
【手続補正３３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８ｂ】
2009533151.tif 000006
【手続補正３４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１ａ】
2009533151.tif 000007
【手続補正３５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2009533151.tif 000008
【手続補正３６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３ｂ】
2009533151.tif 000009
【手続補正３７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４ａ】
2009533151.tif 000010