JP2015523570A - 可変角度コリメータ - Google Patents

Abstract

制御可能な放射線ビームを生成するためのシステムは、電子的に制御可能であり、ビームを形成する動作中に互に対して移動しなければならない部品を含まない。ビームの方向および断面は、電子ビームを制御することによって電子的に制御され得る。種々の実施形態は、開口または開口を作成する物理的構成要素の移動を必要とすることなく、開口材料厚とは無関係に所望のサイズおよび流束の走査Ｘ線ビームを形成することを可能にする、Ｘ線コリメータを提供する。いくつかの実施形態は、ビーム角度とは無関係に所望のサイズおよび流束の走査Ｘ線ビームを形成することを可能にする、Ｘ線コリメータを提供する。

Description

（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６１／６６８，２６８号（２０１２年７月５日出願、名称「Ｖａｒｉａｂｌｅ Ａｎｇｌｅ Ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ」、発明者：Ｍａｒｔｉｎ Ｒｏｍｍｅｌ、代理人ファイル１９４５／Ｂ６２）からの優先権を主張する。該出願の開示は、全体が参照により引用される。

（技術分野）
本発明は、Ｘ線源に関し、より具体的には、コリメータに関する。

Ｘ線後方散乱撮像は、多くの場合、「ペンシルビーム」と称される、十分に平行にされたビームで物体を走査することに依存する。過去に、これらのビームは、Ｘ線透過撮像にも広く使用されていたが、現在は、画素化検出器と共の扇および円錐ビームが、透過撮像を占めている。

平行走査ビームを形成するための２つの一般的に使用されているアプローチがある。両方とも、静止Ｘ線源および移動開口に依存する。両方の場合において、静止Ｘ線源からの放射線は、最初に、静止コリメータによって扇ビームに平行にされる。次いで、開口部を伴う可動部品が、走査ビームを形成する。この可動部品は、半径方向スリットを伴う回転円盤または周囲に開口部を伴う車輪のいずれか一方である。回転円盤は、扇ビームを覆い、走査ビームは、扇ビーム開口部の長さを横断するスリットを通して放射される放射線によって形成される。このアプローチは、例えば、ＳｔｅｉｎおよびＳｗｉｆｔによって１９７３年の米国特許第３，７８０，２９１号（特許文献１）で例証されている。図１Ａを参照されたい。他方のアプローチでは、Ｘ線源の周囲で回転する半径方向孔を伴う車輪が、移動部品を構成する。Ｘ線源が車輪の中心に配置される場合、走査ビームは、車輪の角速度で半径方向に放射される。

例えば、１９９６年の米国特許第５，４９３，５９６号（特許文献２）でＡｎｎｉｓによって説明されるようならせん溝を伴う回転円柱に基づいて、静止Ｘ線源から平行ビームを形成するための他のアプローチが提案されている。

移動Ｘ線源を伴うシステム構成が開発されている。Ｘ線源の運動は、典型的には、Ｘ線管を移動させることによって形成されないが、拡張アノードに沿って電子ビームを移動させる（走査する）ことによって形成される。これは、移動Ｘ線源点（電子ビームの焦点）を生成し、その場所を電子的に制御することができる。移動Ｘ線源点は、源点からいくらかの距離を置いた単純静止開口（ピンホール）を用いた走査Ｘ線ビームの形成を可能にする。Ｘ線源点が走査経路の一方の端から他方の端まで移動させられると、開口から出現する走査Ｘ線ビームがある角度範囲に及ぶ。この概念の実施形態は、例えば、Ｗａｔａｎａｂｅによって１９７７年の米国特許第４，０４５，６７２号（特許文献３）で説明されているシステムの一部である。図１Ｂも参照されたい。

Ｘ線ビームがある角度範囲を覆うと、ビームの断面積は、ビームと開口面の垂線との間の角度の余弦として変化する。角度範囲が小さい場合、ビーム変動が制限され、無視され得る。しかしながら、広い角度範囲が必要とされる場合、効果は有意になる。例えば、１２０°角度範囲については、６０°の余弦が２分の１であるので、極限での６０°の非垂直角度が、ビームサイズおよび送達流束の少なくとも５０％低減につながる。

実際には、ピンホールを伴う材料が、角度が増加するとともにビーム断面積のさらなる低減につながる有限厚さを有するため、ビーム変動はさらに大きい。この問題は、ピンホールを伴う材料に対してより厚い遮蔽材料を必要とする、より高いエネルギーのＸ線にとって、より深刻になる。

厚い遮蔽材料を可能にするため、かつ角度変動を回避するために、ＲｏｔｈｓｃｈｉｌｄおよびＧｒｏｄｚｉｎｓによって２００２年の米国特許第６，３５６，６２０号（特許文献４）で説明されているように、軸を通って垂直な孔を含む回転円柱でピンホールを置き換えることが提案されている。図１Ｃも参照されたい。この円柱は、移動Ｘ線源点がいつでも孔と整列させられるように、走査電子ビームと同期して回転する必要があろう。このアプローチは、単純ピンホール設計に関する問題の両方を解決する。それは、ビーム角と無関係に一定のサイズのビームを形成し、開口を形成する材料の厚さを制限しない。しかしながら、この能動的解決策は、受動的ピンホールと比較して、有意な費用および複雑性を導入する。それはまた、電子ビームの電子制御によって提供される優れた融通性を多大に排除する。

米国特許第３，７８０，２９１号明細書 米国特許第５，４９３，５９６号明細書 米国特許第４，０４５，６７２号明細書 米国特許第６，３５６，６２０号明細書

可変角度コリメータは、コリメータのいかなる部材も物理的に操作することなく、平行放射線ビームを制御可能に生成する。平行ビームの角度は、アノードに衝打する電子ビームの制御を通して、完全に電子的に制御され得る。

第１の実施形態では、操縦可能な放射線ビームを生成するためのシステムは、コリメータに対してある角度で放射線を生成するように構成されている放射線源であって、角度は、電子的に制御可能である、放射線源と、放射線源によって生成される放射線に不透明な材料を含むコリメータであって、複数の入射角で放射線源から放射線を受け取るように構成され、かつビーム断面を有する平行放射線ビームを形成するよう、複数の入射角の各々で放射線の一部分をコリメータに通過させるように構成されている開口を備えている、コリメータとを含み、本明細書では、コリメータおよび放射線源は、操縦可能な放射線ビームを生成する場合、互に対して静止したままであるように構成される。

放射線源は、可動放射線点源を生成するよう、電子源が電子的に操縦可能な電子ビームでアノードを照らすように構成されている、電子源と、アノードとを含み得る。

開口、したがって、結果として生じる放射線ビームの断面は、菱形、正方形、および長方形等の種々の形状のうちのいずれかを有し得る。いくつかの実施形態では、開口の形状（したがって、結果として生じるビームの断面）は、開口に対する入射放射線の角度の関数として可変である。

コリメータの種々の実施形態は、種々の構造を提示する。例えば、一実施形態では、コリメータは、いくつかの表面を含み、開口は、第１のコリメータ表面における第１の開口と第２のコリメータ表面における第２の開口との間の協調によって形成される複合開口である。例えば、第１の表面は、第１のプレートの表面であり得、第２の表面は、第１のプレートと平行に配置される第２のプレートの表面であり得る。

コリメータの別の実施形態は、第１の表面を有する第１の部材であって、第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、第２の表面を有する第２の部材であって、第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材とを含み、第１の部材は、第１の表面が第２の表面に対面するように、第２の部材に対して配置され、第１の表面および第２の表面は、コリメータを通る開口を画定するよう、間隙によって分離される。いくつかの実施形態では、コリメータは、らせん状に切断された円柱である。

平行放射線ビームで標的を照射する方法は、コリメータを照らすように構成されている操縦可能な放射線源を提供することと、入力および出力を有する双曲放物面開口を備えているコリメータであって、操縦可能な放射線源に対して固定された場所に配置されるコリメータを提供することと、第１の角度および第２の角度でコリメータから出射する放射線が標的を照射するように、照明放射線の一部分がコリメータを通過し、第１の出口角度でコリメータから出射するように、第１の照明角度からの照明放射線で双曲放物面開口の入力を照らすことと、照明放射線の一部分がコリメータを通過し、第２の出口角度であって、第１の出口角度とは異なる第２の出口角度でコリメータから出射するように、第２の照明角度であって、第１の照明角度とは異なる第２の照明角度からの照明放射線で双曲放物面開口の入力を照らすこととによって、複数の出口角度で平行放射線ビームを生成することとを含む。

コリメータを提供することは、第１の面および第２の面と、第１の面と第２の面との間で入力プレートを完全に通る第１の細長い開口とを有する入力プレートと、第３の面および第４の面と、第３の面と第４の面との間で出力プレートを完全に通る第２の細長い開口とを有する出力プレートであって、第１の細長い開口の投影が、ゼロではない角度で第２の細長い開口と交差するように、かつ第１の細長い開口の投影および第２の細長い開口の交差点が、入力プレートに接触することなく、かつ出力プレートに接触することなく、放射線が通過し得る菱形開口を形成するように、第１の面は、第４の面と平行であり、所定の距離によって第４の面から分離される、出力プレートとを有するコリメータを提供することを含み得る。

代替として、コリメータを提供することは、第１の表面を備えている第１の部材であって、第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、第２の表面を備えている第２の部材であって、第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材とを有するコリメータを提供することを含み得、第１の部材は、第１の表面が第２の表面に対面するように、第２の部材に対して配置され、第１の表面および第２の表面は、コリメータを通る双曲放物面開口を画定するよう、間隙によって分離される。

いくつかの実施形態では、第１の角度で平行ビームを生成することは、断面が第１の形状を有する平行ビームを生成することを含み、第２の角度で平行ビームを生成することは、断面が第２の形状を有する平行ビームを生成することを含み、第２の形状は、第１の形状とは異なる。

別の実施形態では、操縦可能な放射線ビームを生成するためのシステムは、電子的に操縦可能な照明放射線点源を生成する放射線源手段と、平行にする手段に入射する照明放射線の一部分を通過させるように構成される開口を有する平行にする手段とを含み、開口が操縦可能な放射線ビームを生成するように、放射線源手段は、平行にする手段に対して静止したままであるよう、かつ操縦可能な放射線点源からの入射放射線で開口を照らすよう、平行にする手段に対して配置される。

平行にする手段は、第１の双曲放物面を備えている第１の部材と、第２の双曲放物面を備えている第２の部材とを含み得、第１の部材および第２の部材が開口間隙を横断して開口を形成するように、第１の双曲放物面が開口間隙によって第２の双曲放物面から分離されるように、第１の部材は、第１の双曲放物面が第２の双曲放物面と向かい合って配置されるように、第２の部材に対して配置される。

代替として、平行にする手段は、第１の修正双曲放物面を備えている第１の部材と、第２の修正双曲放物面を備えている第２の部材とを含み得、第１の修正双曲放物面が開口間隙によって第２の修正双曲放物面から分離されるように、第１の部材は、第１の修正双曲放物面が第２の修正双曲放物面と向かい合って配置されるように、第２の部材に対して配置され、開口間隙は、一定ではなく、第１の部材および第２の部材が開口間隙を横断して開口を形成する。

実施形態の先述の特徴は、添付図面を参照して解釈される、以下の発明を実施するための形態を参照することによって、より容易に理解されるであろう。
図１Ａ−１Ｃは、従来技術のコリメータを概略的に図示する。 図２Ａ−２Ｉは、コリメータの実施形態を概略的に図示する。 図２Ｊ−２Ｋは、コリメータの実施形態を概略的に図示する。 図２Ｌは、凧形状を有する平行ビームの断面を概略的に図示する。 図３Ａ−Ｃは、仮想双曲放物面を概略的に図示する。 図４Ａ−Ｃは、コリメータの実施形態を概略的に図示する。 図５Ａ−５Ｂは、らせん状に切断された円柱コリメータの実施形態を概略的に図示する。 図５Ｃ−５Ｅは、らせん状に切断された円柱コリメータの実施形態を概略的に図示する。 図６Ａ−Ｃは、コリメータの実施形態を概略的に図示する。 図７は、修正双曲放物面および二次プレートを伴うコリメータブロックの実施形態を概略的に図示する。

種々の実施形態は、開口または開口を作成する物理的構成要素の移動を必要とすることなく、開口材料厚とは無関係に所望のサイズおよび流束の走査Ｘ線ビームを形成することを可能にする、Ｘ線コリメータを提供する。いくつかの実施形態は、ビーム角度とは無関係に所望のサイズおよび流束の走査Ｘ線ビームを形成することを可能にする、Ｘ線コリメータを提供する。

種々の実施形態では、非移動部品のコリメータは、ペンシルビームの断面積が意図的に入射角とともに変化する方法で、点状放射線源からビーム（例えば、ペンシルビーム）を作成する。具体的には、いくつかの実施形態は、入射角から独立している断面積を伴うペンシルビームの作成を可能にする。いくつかの実施形態では、可変角度コリメータは、点状源からの放射線が、ある範囲の入射角に対してビーム（例えば、ペンシルビーム）に効果的に平行にされるように、かつビームの断面が入射角の関数であるように、厳密に配列される減衰材料を含む。

例えば、ビーム角は、アノードに衝突する源電子ビームの焦点を制御することによって決定され得る。そのような電子ビームは、「操縦可能」であるものとして表され得る。電子ビーム源は、アノードとともに、コリメータに対するある角度で放射線を生成するように構成されている放射線源として表され得、角度は、電子的に制御可能である。

焦点は、Ｘ線源になる。従って、電子ビームを制御可能に移動させることは、焦点の制御を提供し、それによって、Ｘ線源の場所の制御を提供する。Ｘ線源の場所を制御することにより、順に、Ｘ線がコリメータに衝突する角度の制御を提供し、それによって、コリメータからのＸ線ビームの方向の制御を提供する。これらの特徴は、例えば、段階的に生成されたＸ線ビームを走査する能力、および／または走査速度を変化させる能力、および／または走査角度範囲を変化させる能力を提供する。そのようなＸ線源は、（例えば、アノード上の、および／またはコリメータ内の開口に対する）その場所が電子的に制御され得るという点で、「制御可能」または「操縦可能」であるものとして表され得る。

コリメータ２００の第１の実施形態は、図２Ａ−２Ｈによって概略的に図示され、第１のプレート２１０および第２のプレート２２０を含む。第１のプレート２１０は、第１の面２１０Ａおよび第２の面２１０Ｂを有し、コリメータ２００が意図される放射線の種類に不透明である。例えば、コリメータ２００がＸ線を平行にすることを目的としている場合には、第１のプレート２１０は、Ｘ線に不透明である。

第１のプレート２１０は、放射線を通過させる目的で、第１の面２１０Ａと第２の面２１０Ｂとの間に完全に延びる細長い開口２１１を含み、第１のプレート２１０は、そうでなければ、放射線に不透明である。本実施形態では、細長い開口２１１は、長方形を有するが、他の形状が種々の実施形態で使用され得る。

コリメータ２００はまた、第１の面２２０Ｃおよび第２の面２２０Ｄを有し、放射線を通過させる目的で、第１の面２２０Ｃと第２の面２２０Ｄとの間に完全に延びる細長い開口２２１を有する第２のプレート２２０も含み、第２のプレート２２０は、そうでなければ、放射線に不透明である。本実施形態では、細長い開口２２１は、長方形を有するが、他の形状が種々の実施形態で使用され得る。図２Ａおよび２Ｂで示されるように、開口２１１および２２１は、異なる角度にある。

コリメータ２００では、第１のプレート２１０および第２のプレート２２０は、相互と平行に配置され、図２Ｃで概略的に図示されるように、間隙「ｄ」２４０によって分離される。プレート２１０、２２０は、例えば、細長い開口２２１の上への細長い開口２１１の投影が「Ｘ」形状を形成するように、細長い開口が互に対してある角度で配置されるように配列される。いくつかの実施形態では、細長い開口２１１は、細長い開口２２１の上へのその投影が直角で開口２２１に交わる（例えば、「＋」）ように配列される。

そのような構成では、第１の開口２１１および第２の開口２２１が、第１のプレート２１０（入力プレートとして知られ得る）に接触することなく、かつ第２のプレート２２０（出力プレートとして知られ得る）に接触することなく、いくらかの放射線が通過し得る菱形開口を形成するように協働することを除いて、第１のプレート２１０および第２のプレート２２０は、アノード２５０からの全ての放射線（２５４）を遮断する。より具体的には、第１の細長い開口２１１の投影は、第１の細長い開口２１１の投影と第２の細長い開口２２１との交差点が、入力プレート２１０に接触することなく、かつ出力プレート２２０に接触することなく、放射線が通過し得る菱形開口を形成するように、ゼロではない角度で第２の細長い開口２２１と交差する。このようにして、第１の細長い開口２１１を通過する衝突放射線のその部分を除いて、入力プレート２１０に衝突する全ての放射線が遮断される。第２の細長い開口２２１を通過する放射線のその部分を除いて、その放射線の全ては、順に、第２のプレート２２０によって遮断される。換言すると、第１の細長い開口２１１および第２の細長い開口２２１の両方と整列する角度でコリメータ２００に偶然接近する放射線を除いて、全ての衝突放射線がコリメータ２００によって遮断される。したがって、第１の細長い開口２１１および第２の細長い開口２２１は、複合開口２７０を形成するものとして表され得る。

本発明者は、第１の開口２１１および第２の開口２２１の協調によって形成される複合開口２７０が、衝突放射線に対して種々の角度で存在するという点で、コリメータ２００が有用な特徴を提供することを発見している。換言すると、コリメータ２００は、全く第１のプレート２１０および／または第２のプレート２２０を移動させる必要も、操作する必要もなく、種々の方向からコリメータ２００に接近する放射線に対して（すなわち、コリメータ２００を通る）複合開口を提示するであろう。結果として、平行放射線ビーム２６０が、コリメータ２００から出射し、その平行ビームの方向は、放射線源の場所の関数として変化する。

より具体的には、放射線源２５１（「点源」と称され得る）は、いくつかの位置のうちのいずれかからコリメータ２００を照らす。例えば、図２Ｃでは、放射線源２５０は、アノード２５０上の電子ビームの焦点である。放射線２５４は、種々の角度でその点２５１から出発するが、その放射線の一部のみ、本実施例では、ベクトル２５５Ａに沿った放射線が、平行放射線ビーム２６０Ａを生じるように、放射線が第１の開口２１１および第２の開口２２１の両方を通過することを可能にするであろう方向でコリメータ２００に接近する。

開口２１１および２２１の協調によって形成される複合開口２７０の例証的実施例が、図２Ｄ−２Ｈで概略的に図示されている。各図では、平行Ｘ線ビームは、放射線の源点（２５１）から見られるように、２つの開口２１１、２２１（スロットとしても知られ得る）の投影菱形交差点によって、衝突放射線から形成される。図２Ｆでは、ビーム角は、コリメータプレート２１０、２２０に垂直であり（すなわち、衝突放射線のベクトル（例えば、２５５Ｂ）とプレート２１０の表面２１０Ａに垂直なベクトルとの間の角度αはゼロである）、複合開口２７０（および結果としてビーム、例えば、２６０Ｂ）は、正方形である。参考として、プレート２１０の表面２１０Ａに垂直なベクトル２５９とビームベクトル２５５Ａとの間のゼロではないビーム角αが、図２Ｃで概略的に図示されている。

Ｘ線源点２５１が上または下に移動すると、ビーム角αが変化し、開口菱形２７０の高さｊ（２７１、例えば、図２Ｉ参照）は、ｃｏｓ（α）のように縮小される。同時に、開口部は、０．５ｄ ｔａｎ（α）だけ横方向に位置を変え、ｄ（２４０）は、コリメータプレートの間の距離である。

例えば、上記で議論されるように、衝突放射線がコリメータ２００の表面２１０Ａに垂直であるとき、開口２７０は、（放射線源の点から）コリメータ２００の中心付近に出現する。代替として、衝突放射線が別の角度からコリメータ２００の表面２１０Ａに接近するとき、開口は、例えば、図２Ｄ、２Ｅ、２Ｇ、および２Ｈのように、（放射線源の点から）異なる場所で（例えば、中心を外れて）出現する。本実施形態２００では、ビーム角が＋４５°から−４５°の間で変化する場合、開口の位置変化の横方向範囲は、プレート間の距離ｄに等しいであろう。いくつかの実施形態では、Ｘ線源点の経路は、真っ直ぐな走査線を維持するよう、開口の横方向位置変化を補償するように調整され得る。

したがって、平行放射線ビームを制御するために、電子ビームの方向は、電子ビームの焦点２５１がアノード２５０上の異なる場所まで移動させられ得るように、当技術分野で公知の方法によって変更または操作され得る。焦点２５１が、コリメータ２００を照らす放射線源であるので、放射線源は、このようにして効果的に操作され、放射線は、異なる角度からコリメータ２００に接近する。例えば、放射線焦点２５１は、ベクトル２５５Ｂまたは２５５Ｃに沿って照明放射線を生成するように移動させられ得る。実際に、焦点の場所は、種々の方向から放射線を生成するように、段階的または連続的に移動させられ得る。したがって、焦点２４１の各場所は、焦点２５１の場所の関数として変化する角度でコリメータ２００から出射する、平行ビームを生成する。例えば、ベクトル２５５Ａに沿った放射線は、平行ビーム２６０Ａを生成し、ベクトル２５５Ｂに沿った放射線は、平行ビーム２６０Ｂを生成し、ベクトル２５５Ｃに沿った放射線は、平行ビーム２６０Ｃを生成する。したがって、平行放射線ビームの方向は、コリメータの構造要素を物理的に移動させること、または操作することなく、かつ放射線源の構造要素を物理的に移動させること、または操作することなく、電子的に制御され得る。

Ｘ線ビームが制限される、２つのスロット付きコリメータプレート２１０、２２０の間の仮想表面は、関数ｚ（ｘ，ｙ）＝ｘｙによって定義されるような双曲放物面の形状を有する。そのような仮想表面３００は、黒い線３０１が可能なビーム位置を描写する、図３Ａ−Ｃで概略的に図示されている。

代替実施形態２８０は、図２Ｊおよび２Ｋで概略的に図示され、第３のプレート、または中間プレート２３０を含む。プレート２３０は、第１の面２３０Ｅおよび第２の面２３０Ｆを有し、コリメータ２８０が意図される放射線の種類に不透明である。中間プレート２３０はまた、開口２３１を有し、中間プレート２３０は、仮想双曲放物面３００が開口２３１を通過し、したがって、複合開口２７０の一部を形成し、それによって、いくらかの放射線がコリメータ２８０を通過することを可能にするように、プレート２１０および２２０の間に配置される。そのような実施形態は、コリメータが不透明である程度（すなわち、コリメータの不透明度）を増進し得、さらに平行ビームを精緻化し得る。いくつかの実施形態では、例えば、ビーム入口スロットの角度とビーム出口スロットの角度とが同一である対称設計では、中心におけるプレート２３０は、水平スロット２３１を有するであろう。

別の実施形態では、コリメータ４００は、複数のプレートによって形成されないが、各々が図４Ａ−４Ｃで概略的に図示されるような双曲放物面を伴う２つの対面ブロック４０１、４０２によって形成される。換言すると、そのような実施形態は、入力開口と出力開口との間に、仮想表面の代わりに２つの実際の表面を含む。

１つのそのようなブロック４０１が、４Ａで概略的に図示され、双曲放物面４０１Ａを示す。ブロック４０１、４０２は、上記で議論されるプレート２１０および２２０によって形成される複合開口２７０に類似する、出力開口４７０を形成するように協働する。手短に言えば、放射線源の場所を制御することによって、結果として生じる平行ビームが制御され得るように、開口４７０は、放射線がコリメータ４００に衝突する角度に応じて、放射線源からの放射線を選択的に通過させる。そのような開口４７０の見掛けの運動が、図４Ｂおよび４Ｃで開口４７０の異なる場所によって概略的に図示されている。

図５Ａ−５Ｅは、らせん状に切断された円柱コリメータ５００の実施形態を概略的に図示する。概して、本実施形態５００は、円柱軸５０３およびスリット５０２を伴う直円柱５０１から成る、可変角度コリメータである。スリット５０２は、完全に円柱５０１を通過し、軸５０３に沿ってねじれている。

コリメータ５００の実施形態の切断図が、図５Ｂで概略的に図示され、境界表面５０１Ｂを示す。境界表面５０１Ｂおよび円柱表面５０１Ｃは、スリット縁５０１Ｄを画定する。いくつかの実施形態では、スリット縁５０１Ｄのそれぞれは、円柱軸５０３の周囲にらせんを画定する。らせん縁５０１Ｄの間の表面である、そのような境界表面５０１Ｂは、「らせん表面」として表され得る。表面５０１Ａも、らせん表面であり、したがって、スリット５０２は、「らせんスリット」として表され得る。代替的に言うと、スリット５０２は、スリット５０２の境界表面５０１Ａ、５０１Ｂが、図５Ａで概略的に図示されるように二重らせんを形成する（または二重らせんによって挟まれる）ように、らせん形状を有する。

一実施形態では、円柱５０１の半径５０４における（すなわち、円柱５０１の表面５０１Ｃにおける）スリット５０２は、円柱５０１の軸５０３の方向と４５°の角度５２０を形成し、正方形の開口５１０をもたらす。例えば、図５Ｄのスリット５０２を参照されたい。

いくつかの実施形態では、スリット５０２は、角度非依存性ビーム断面を生成する、一定の幅５０２Ａを有する。例えば、開口５１０は、図５Ｃ−５Ｅで概略的に図示されるように、種々の角度からの正方形を保持する。

図６Ａ−６Ｃで概略的に図示される別の実施形態６００では、ねじられたコリメータスリット６０３を形成する、２つの対面ブロック６０１、６０２の２つの表面６０１Ａ、６０２Ａの間の間隙６０４の高さｈ６０５は、例えば、図４Ａ−４Ｃの実施形態４００のように一定ではない。むしろ、間隙６０４の高さｈ６０５は、ビーム角αのセカントとして増加する。

このようにして、ビームの正方形またはほぼ正方形の断面が維持されるため、双曲放物面のビーム角から独立した一定の断面積を伴うＸ線ビームが維持される。

角度依存性の高さのみに依存して、ねじられたコリメータスリット６０３を修正することは、以下によって定義される表面につながる。

これらの表面は、ビーム断面の一定の高さｈを維持するが、α＝０（α＝０は、コリメータの表面に垂直である角度である）で得られる正方形は、角度αが増加するとともに失われる。ビームの正方形またはほぼ正方形の断面を維持するために、コリメータの入口および出口表面上のスロットの傾斜は、ビーム角が増加すると増加する必要があろう。よって、スリットの中心表面は、もはやｚ（ｘ，ｙ）＝ｘ・ｙによって与えられなくなるが、
ｚ（ｘ，ｙ）＝ｘ・ｓｉｎｈ（ｙ）
またはその近似値によって与えられるであろう。高さが

によって与えられると、開口は、正方形を維持するが、角度が増加するととともにサイズを縮小するであろう。ｃｏｓｈ（ｙ）によって与えられる高さは、一定の断面積を維持する。

中心表面（ｈ＝０）は、これが真っ直ぐなビームの方向であるため、ｘにおいて線形のままとなるであろう。修正双曲放物面の実施例が、図６Ａ−６Ｃに示されている。図６Ｂおよび６Ｃは、出力開口６７０を形成する、２つの対面ブロック６０１、６０２によって形成されるコリメータ６００を概略的に図示する。

コリメータの双曲放物面を修正することは、ビーム角非依存性ビーム断面積を達成することを可能にするだけでなく、ビーム角の関数として断面積の意図的な変動も可能にする。ビーム断面積を一定に保つことは、面積を制御することの１つの特別な場合にすぎない。ビーム角の関数としてビーム断面積を制御することは、変調されたビーム形状および平行ビームによって送達される線量率（流束）を伴う設計を可能にする。種々の実施形態では、コリメータ内の開口の輪郭は、いくつか例を挙げると、菱形（例えば、図２Ｉの菱形開口２７０）、長方形または正方形（例えば、図５Ｃの正方形開口１０）、またはさらに、凧形状（例えば、図２Ｌの開口２９９）等の種々の形状のうちのいずれかのビーム断面を生成するように構成され得る。一般に、コリメータの開口は、システム設計者によって、システムが設計される用途に有益であると見なされる様式で、サイズおよび形状（断面）を伴うビームを生成するように構成され得る。

ピンホールコリメータと比較して、種々の実施形態は、コリメータ（例えば、コリメータ４００）の厚さを増加させることによって、またはより効果的には、コリメータの出口側に１つ以上の追加の二次プレートを追加することによって低減させることができる散乱の増加を生成し得る。そのような実施形態７００は、図７で概略的に図示され、コリメータ７０２に隣接するプレート７０１を含む。コリメータ７０２は、例えば、図２Ａ−６Ｃに関連して上記で説明されるコリメータのうちのいずれかであり得る。プレート７０１内のスロットは、コリメータ７０２から出射する一次ビーム７１０の経路をクリアにするために配置される開口７０３を含む。

平行放射線ビームを生成するためのシステムは、放射線源と、上記で説明される実施形態のうちの１つによるコリメータと、放射線源からの放射線がコリメータに衝突する角度を制御するよう、放射線源を制御するための回路とを有するものとして表され得る。制御可能な平行放射線ビームを生成する方法は、上記で説明される実施形態のうちの１つによるコリメータを提供することと、次いで、コリメータから出射する平行ビームの角度を制御するよう、種々の角度から放射線源からの放射線でコリメータを照らすこととを含み得る。

いくつかの実施形態は、第１の面および第２の面と、第１の面と第２の面との間で入力プレートを完全に通る第１の細長い開口とを有する入力プレートと、第３の面および第４の面と、第３の面と第４の面との間で出力プレートを完全に通る第２の細長い開口とを有する出力プレートを含む可変角度コリメータを提供し、第１の細長い開口の投影が、ゼロではない角度で第２の細長い開口と交差するように、かつ第１の細長い開口の投影および第２の細長い開口の交差点が、入力プレートに接触することなく、かつ出力プレートに接触することなく、放射線が通過し得る菱形開口を形成するように、第１の面は、第４の面と平行であり、所定の距離によって第４の面から分離される。

いくつかの実施形態では、ゼロではない角度は、直角である。

いくつかの実施形態はまた、中間プレートを完全に通る第３の開口を有する、中間プレートも含む。第１の細長い開口、第２の細長い開口、および第３の開口が、入力プレート、出力プレート、および中間プレートのうちのいずれかに接触することなく、放射線が通過し得る菱形開口（または別の多角形の開口）を形成するように、中間プレートは、第３の開口が複数の角度で第１の細長い開口および第２の細長い開口と整列するように、入力プレートと出力プレートとの間に配置される。いくつかの実施形態では、第３の開口は、細長い開口であり、いくつかの実施形態では、第３の開口は、長方形の開口である。

可変角度コリメータの別の実施形態は、第１の表面を有する、第１の部材であって、第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、同様に第１の表面を有する、第２の部材であって、第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材とを含む。第１の部材は、第１の表面が第２の表面に対面するように、第２の部材に対して配置され、コリメータを通る双曲放物面開口を画定するよう、間隙によって第２の表面から分離される。

いくつかの実施形態では、第１の表面と第２の表面との間の間隙が一定ではないように、第１の表面は、修正双曲放物面であり、第２の表面は、修正双曲放物面である。

別の実施形態では、放射線走査システムは、複数の角度で放射線ビームを制御可能に提供するように構成されている、放射線源と、入力および出力を有する双曲放物面開口を有するコリメータとを含む。いくつかの実施形態では、コリメータは、第１の面および第２の面と、第１の面と第２の面との間で入力プレートを完全に通る第１の細長い開口とを有する入力プレートと、第３の面および第４の面と、第３の面と第４の面との間で出力プレートを完全に通る第２の細長い開口とを有する、出力プレートとを含み、第１の細長い開口の投影および第２の細長い開口の交差点が、入力プレートに接触することなく、かつ出力プレートに接触することなく、複数の角度で放射線源からの放射線が通過し得る菱形開口を形成するように、第１の細長い開口の投影が、ゼロではない角度で第２の細長い開口と交差するように、第１の面は、第４の面と平行であり、所定の距離によって第４の面から分離される。

いくつかの実施形態では、コリメータは、第１の表面を有する第１の部材であって、第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、第２の表面を有する第２の部材であって、第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材とを含む。第１の部材は、第１の表面が第２の表面に対面するように、第２の部材に対して配置され、コリメータを通る双曲放物面開口を画定するよう、間隙によって第２の表面から離れている。

平行放射線ビームで標的を照射する方法は、入力および出力を有する双曲放物面開口を有するコリメータを提供することと、照明放射線の一部分がコリメータを通過し、第１の出口角度で第４の表面を通ってコリメータから出射するように、第１の照明角度からの照明放射線で双曲放物面開口の入力を照らすことと、照明放射線の一部分がコリメータを通過し、第２の出口角度で第４の表面を通ってコリメータから出射するように、第２の照明角度からの照明放射線で双曲放物面開口の入力を照らすこととを含み、第２の出口角度は、第１の出口角度とは異なる。

いくつかの実施形態では、コリメータを提供することは、第１の面および第２の面と、第１の面と第２の面との間で入力プレートを完全に通る第１の細長い開口とを有する入力プレートと、第３の面および第４の面と、第３の面と第４の面との間で出力プレートを完全に通る第２の細長い開口とを有する出力プレートとを有するコリメータを提供することを含み、第１の細長い開口の投影が、ゼロではない角度で第２の細長い開口と交差するように、かつ第１の細長い開口の投影および第２の細長い開口の交差点が、入力プレートに接触することなく、かつ出力プレートに接触することなく、放射線が通過し得る菱形開口を形成するように、第１の面は、第４の面と平行であり、所定の距離によって第４の面から分離される。

いくつかの実施形態では、コリメータを提供することは、第１の表面を有する第１の部材であって、第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、第２の表面を有する第２の部材であって、第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材とを有するコリメータを提供することを含み、第１の部材は、第１の表面が第２の表面に対面するように、第２の部材に対して配置され、第１の表面および第２の表面は、コリメータを通る双曲放物面開口を画定するよう、間隙によって分離される。

別の実施形態では、円筒形筐体を有する、可変角度コリメータが提供され、筐体は、円柱面および軸を有し、筐体を完全に通過するらせんスリットを備え、らせんスリットは、第１の境界表面および第２の境界表面を画定し、第１の境界表面は、間隙によって第２の境界表面から分離される。いくつかの実施形態では、間隙は、円柱面における第１の境界表面と第２の境界表面との間の一定の距離である。

定義。本説明および添付の請求項で使用される場合、以下の用語は、文脈が別様に要求しない限り、指示される意味を有するものとする。

双曲放物面は、以下の式によって定義される表面であり、ｚは、開口を画定する反対面の間の間隙の高さであり、ｘおよびｙは、ｚに垂直な面内の直交軸上の座標である。

いくつかの実施形態では、双曲放物面は、先述の式の以下の形態によって定義される。

修正双曲放物面は、図７に関連して説明されるように修正される双曲放物面である。

双曲放物面開口は、コリメータを通る通路であり、通路は、双曲放物面または修正双曲放物面の形状の少なくとも１つの輪郭を有する。

本発明の種々の実施形態は、本段落に続く（および本願の終わりに提供される実際の請求項の前の）段落に記載される、潜在的な請求項によって特徴付けられ得る。これらの潜在的な請求項は、本願の明細書の一部を形成する。したがって、以下の潜在的な請求項の主題は、本願、または本願に基づいて優先権を請求する任意の出願を伴って、以降の手続きで実際の請求項として提示され得る。そのような潜在的な請求項の包含は、実際の請求項が潜在的な請求項の主題を網羅しないことを意味するように解釈されるべきではない。したがって、以降の手続きでこれらの潜在的な請求項を提示しない決定は、一般への主題の寄与として解釈されるべきではない。

制限ではないが、請求され得る潜在的な主題（以下で提示される実際の請求項との混同を回避するよう、文字「Ｐ」が前置きされる）は、以下を含む。

Ｐ１。第１の面および第２の面と、第１の面と第２の面との間で入力プレートを完全に通る第１の細長い開口とを有する、入力プレートと、第３の面および第４の面と、第３の面と第４の面との間で出力プレートを完全に通る第２の細長い開口とを有する、出力プレートとを備え、第１の細長い開口の投影が、ゼロではない角度で第２の細長い開口と交差するように、かつ第１の細長い開口の投影および第２の細長い開口の交差点が、入力プレートに接触することなく、かつ出力プレートに接触することなく、放射線が通過し得る菱形開口を形成するように、第１の面は、第４の面と平行であり、所定の距離によって第４の面から分離される、可変角度コリメータ。

Ｐ２。ゼロではない角度は、直角である、潜在的な請求項Ｐ１に記載の可変角度コリメータ。

Ｐ３。中間プレートを完全に通る第３の開口を有する中間プレートをさらに備え、第１の細長い開口、第２の細長い開口、および第３の開口が、入力プレート、出力プレート、および中間プレートのうちのいずれかに接触することなく、放射線が通過し得る菱形開口を形成するように、中間プレートは、第３の開口が複数の角度で第１の細長い開口および第２の細長い開口と整列するように、入力プレートと出力プレートとの間に配置される、潜在的な請求項Ｐ１に記載の可変角度コリメータ。

Ｐ４。第３の開口は、細長い開口である、潜在的な請求項Ｐ３に記載の可変角度コリメータ。

Ｐ５。第３の開口は、長方形の開口である、潜在的な請求項Ｐ３に記載の可変角度コリメータ。

Ｐ６。第１の表面を備えている第１の部材であって、第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、第２の表面を備えている第２の部材であって、第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材とを備え、第１の部材は、第１の表面が第２の表面に対面するように、第２の部材に対して配置され、第１の表面および第２の表面は、コリメータを通る双曲放物面開口を画定するよう、間隙によって分離される、可変角度コリメータ。

Ｐ７。第１の表面と第２の表面との間の間隙が一定ではないように、第１の表面は、修正双曲放物面であり、第２の表面は、修正双曲放物面である、潜在的な請求項Ｐ６に記載の可変角度コリメータ。

Ｐ１１。複数の角度で放射線ビームを制御可能に提供するように構成される放射線源と、入力および出力を有する双曲放物面開口を備えているコリメータとを備えている、放射線走査システム。

Ｐ１２。コリメータは、第１の面および第２の面と、第１の面と第２の面との間で入力プレートを完全に通る第１の細長い開口とを有する入力プレートと、第３の面および第４の面と、第３の面と第４の面との間で出力プレートを完全に通る第２の細長い開口とを有する出力プレートとを備え、第１の細長い開口の投影および第２の細長い開口の交差点が、入力プレートに接触することなく、かつ出力プレートに接触することなく、複数の角度で放射線源からの放射線が通過し得る菱形開口を形成するように、第１の細長い開口の投影が、ゼロではない角度で第２の細長い開口と交差するように、第１の面は、第４の面と平行であり、所定の距離によって第４の面から分離される、潜在的な請求項Ｐ１１に記載の放射線走査システム。

Ｐ１３。コリメータは、第１の表面を備えている第１の部材であって、第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、第２の表面を備えている第２の部材であって、第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材とを備え、第１の部材は、第１の表面が第２の表面に対面するように、第２の部材に対して配置され、第１の表面および第２の表面は、コリメータを通る双曲放物面開口を画定するよう、間隙によって分離される、潜在的な請求項Ｐ１１に記載の放射線走査システム。

Ｐ２１。平行放射線ビームで標的を照射する方法であって、入力および出力を有する双曲放物面開口を備えているコリメータを提供することと、照明放射線の一部分がコリメータを通過し、第１の出口角度で第４の表面を通ってコリメータから出射するように、第１の照明角度からの照明放射線で双曲放物面開口の入力を照らすことと、照明放射線の一部分がコリメータを通過し、第２の出口角度であって、第１の出口角度とは異なる第２の出口角度で、第４の表面を通ってコリメータから出射するように、第２の照明角度からの照明放射線で双曲放物面開口の入力を照らすこととを含む、方法。

Ｐ２２。コリメータを提供することは、第１の面および第２の面と、第１の面と第２の面との間で入力プレートを完全に通る第１の細長い開口とを有する入力プレートと、第３の面および第４の面と、第３の面と第４の面との間で出力プレートを完全に通る第２の細長い開口とを有する出力プレートとを有するコリメータを提供することを含み、第１の細長い開口の投影が、ゼロではない角度で第２の細長い開口と交差するように、かつ第１の細長い開口の投影および第２の細長い開口の交差点が、入力プレートに接触することなく、かつ出力プレートに接触することなく、放射線が通過し得る菱形開口を形成するように、第１の面は、第４の面と平行であり、所定の距離によって第４の面から分離される、潜在的な請求項Ｐ２１に記載の平行放射線ビームで標的を照射する方法。

Ｐ２３。コリメータを提供することは、第１の表面を備えている第１の部材であって、第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、第２の表面を備えている第２の部材であって、第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材とを有するコリメータを提供することを含み、第１の部材は、第１の表面が第２の表面に対面するように、第２の部材に対して配置され、第１の表面および第２の表面は、コリメータを通る双曲放物面開口を画定するよう、間隙によって分離される、潜在的な請求項Ｐ２１に記載の平行放射線ビームで標的を照射する方法。

Ｐ３１。円筒形筐体であって、円柱面および軸を有し、筐体を完全に通過するらせんスリットを備えている、筐体を備え、らせんスリットは、第１の境界表面および第２の境界表面を有し、第１の境界表面は、間隙によって第２の境界表面から分離される、可変角度コリメータ。

Ｐ３２。間隙は、円柱面における第１の境界表面と第２の境界表面との間の一定の距離である、潜在的な請求項Ｐ３１に記載の可変角度コリメータ。

上記で説明される本発明の実施形態は、単に例示的であることを目的としており、多数の変形例および修正が当業者に明白となるであろう。全てのそのような変形例および修正は、任意の添付の請求項で定義されるような本発明の範囲内であることを目的としている。

第１の実施形態では、操縦可能な放射線ビームを生成するためのシステムは、コリメータに対してある角度で放射線を生成するように構成されている放射線源であって、角度は、電子的に制御可能である、放射線源と、放射線源によって生成される放射線に不透明な材料を含むコリメータであって、複数の入射角で放射線源から放射線を受け取るように構成され、かつビーム断面を有する平行放射線ビームを形成するよう、複数の入射角の各々で放射線の一部分をコリメータに通過させるように構成されている開口を備えている、コリメータとを含み、コリメータおよび放射線源は、操縦可能な放射線ビームを生成する場合、互に対して静止したままであるように構成される。

代替として、平行にする手段は、第１の修正双曲放物面を備えている第１の部材と、第２の修正双曲放物面を備えている第２の部材とを含み得、第１の修正双曲放物面が開口間隙によって第２の修正双曲放物面から分離されるように、第１の部材は、第１の修正双曲放物面が第２の修正双曲放物面と向かい合って配置されるように、第２の部材に対して配置され、開口間隙は、一定ではなく、第１の部材および第２の部材が開口間隙を横断して開口を形成する。
本発明はさらに、例えば、以下を提供する。
（項目１）
操縦可能な放射線ビームを生成するためのシステムであって、
コリメータに対してある角度で放射線を生成するように構成されている放射線源であって、前記角度は、電子的に制御可能である、放射線源と、
前記放射線源によって生成される前記放射線に不透明な材料を含むコリメータと
を備え、
前記コリメータは、開口を備え、前記開口は、複数の入射角で前記放射線源から放射線を受け取るように構成され、前記複数の入射角の各々で前記放射線の一部分を前記コリメータに通すことにより、ビーム断面を有する平行放射線ビームを形成するように構成され、
前記コリメータと前記放射線源とは、操縦可能な放射線ビームを生成する場合、互に対して静止したままであるように構成されている、システム。
（項目２）
前記放射線源は、電子源とアノードとを備え、前記電極源は、操縦可能な電子ビームで前記アノードを照らし、可動放射線点源を生成するように構成されている、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記開口は、第１のコリメータ表面における第１の開口と第２のコリメータ表面における第２の開口との間の協調によって形成される複合開口を備えている、項目１に記載のシステム。
（項目４）
前記開口は、第３のコリメータ表面における第３の開口によってさらに形成される複合開口である、項目３に記載のシステム。
（項目５）
前記開口は、菱形を有する、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記開口は、正方形を有する、項目１に記載のシステム。
（項目７）
前記開口の形状は、前記開口に対する前記放射線の前記入射角の関数として可変である、項目１に記載のシステム。
（項目８）
前記コリメータは、
第１の表面を備えている第１の部材であって、前記第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、
第２の表面を備えている第２の部材であって、前記第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材と
を備え、
前記第１の部材は、前記第１の表面が前記第２の表面に対面するように、前記第２の部材に対して配置され、前記第１の表面と前記第２の表面とは、間隙によって分離され、前記コリメータを通る開口を画定する、項目１に記載のシステム。
（項目９）
前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記間隙が一定ではないように、前記第１の表面は、修正双曲放物面であり、前記第２の表面は、修正双曲放物面である、項目８に記載のシステム。
（項目１０）
前記コリメータは、らせん状に切断された円柱である、項目８に記載のシステム。
（項目１１）
平行放射線ビームで標的を照射する方法であって、前記方法は、
コリメータを照らすように構成されている操縦可能な放射線源を提供することと、
入力および出力を有する双曲放物面開口を備えているコリメータを提供することであって、前記コリメータは、前記操縦可能な放射線源に対して固定された場所で配置されている、ことと、
照明放射線の一部分が前記コリメータを通過し、第１の出口角度で前記コリメータから出射するように、第１の照明角度からの前記照明放射線で前記双曲放物面開口の前記入力を照らすことと、
照明放射線の一部分が前記コリメータを通過し、第２の出口角度であって、前記第１の出口角度とは異なる第２の出口角度で前記コリメータから出射するように、第２の照明角度であって、前記第１の照明角度とは異なる第２の照明角度からの前記照明放射線で前記双曲放物面開口の前記入力を照らすことと
によって、複数の出口角度で平行放射線ビームを生成することと
を含む、方法。
（項目１２）
コリメータを提供することは、
入力プレートであって、前記入力プレートは、第１の面、第２の面、および前記第１の面と前記第２の面との間で前記入力プレートを完全に通る第１の細長い開口を有する、入力プレートと、
出力プレートであって、前記出力プレートは、第３の面、第４の面、および前記第３の面と前記第４の面との間で前記出力プレートを完全に通る第２の細長い開口を有する、出力プレートと
を有するコリメータを提供することを含み、
前記第１の面は、前記第４の面と平行であり、所定の距離によって前記第４の面から分離されており、前記第１の細長い開口の投影は、ゼロではない角度で前記第２の細長い開口と交差し、前記第１の細長い開口の投影と前記第２の細長い開口の前記交差点とは、菱形開口を形成し、放射線は、前記入力プレートに接触することなく、かつ前記出力プレートに接触することなく、前記菱形開口を通過し得る、項目１１に記載の平行放射線ビームで標的を照射する方法。
（項目１３）
コリメータを提供することは、
第１の表面を備えている第１の部材であって、前記第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、
第２の表面を備えている第２の部材であって、前記第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材と
を有するコリメータを提供することを含み、
前記第１の部材は、前記第１の表面が前記第２の表面に対面するように、前記第２の部材に対して配置され、前記第１の表面と前記第２の表面とは、間隙によって分離され、前記コリメータを通る双曲放物面開口を画定する、項目１１に記載の平行放射線ビームで標的を照射する方法。
（項目１４）
前記第１の角度で前記コリメータから出射する前記平行ビームは、断面が第１の形状を有し、前記第２の角度で前記コリメータから出射する前記平行ビームは、断面が第２の形状を有し、前記第２の形状は、前記第１の形状とは異なる、項目１１に記載の平行放射線ビームで標的を照射する方法。
（項目１５）
操縦可能な放射線ビームを生成するためのシステムであって、
電子的に操縦可能な照明放射線点源を生成する放射線源手段と、
開口を有する平行にする手段であって、前記開口は、前記平行にする手段に入射する照明放射線の一部分を通過させるように構成されている、平行にする手段と
を備え、
前記放射線源手段は、前記平行にする手段に対して静止したままであり、かつ前記操縦可能な放射線点源からの入射放射線で前記開口を照らすように前記平行にする手段に対して配置され、前記開口は、操縦可能な放射線ビームを生成する、システム。
（項目１６）
前記平行にする手段は、
第１の双曲放物面を備えている第１の部材と、
第２の双曲放物面を備えている第２の部材と
を備え、
前記第１の部材は、前記第１の双曲放物面が前記開口間隙によって前記第２の双曲放物面から分離されるように前記第１の双曲放物面が前記第２の双曲放物面と向かい合って配置されるように、前記第２の部材に対して配置され、それによって、前記第１の部材と前記第２の部材とは、開口間隙を横断して前記開口を形成する、項目１５に記載のシステム。
（項目１７）
前記平行にする手段は、
第１の修正双曲放物面を備えている第１の部材と、
第２の修正双曲放物面を備えている第２の部材と
を備え、
前記第１の部材は、前記第１の修正双曲放物面が開口間隙によって前記修正第２の双曲放物面から分離されるように前記第１の修正双曲放物面が前記修正第２の双曲放物面と向かい合って配置されるように、前記第２の部材に対して配置され、前記開口間隙は、一定ではなく、それによって、前記第１の部材と前記第２の部材とは、前記開口間隙を横断して前記開口を形成する、項目１５に記載のシステム。
（項目１８）
前記平行にする手段は、らせん状に切断された円柱を備えている、項目１７に記載のシステム。
（項目１９）
前記放射線源手段は、電子源とアノードとを備え、前記電子源は、操縦可能な電子ビームで前記アノードを照らすように構成されている、項目１５に記載のシステム。
（項目２０）
前記開口は、第１のコリメータ表面における第１の開口と第２のコリメータ表面における第２の開口との間の協調によって形成される複合開口を備えている、項目１５に記載のシステム。

Claims (20)

1. 操縦可能な放射線ビームを生成するためのシステムであって、
   コリメータに対してある角度で放射線を生成するように構成されている放射線源であって、前記角度は、電子的に制御可能である、放射線源と、
   前記放射線源によって生成される前記放射線に不透明な材料を含むコリメータと
   を備え、
   前記コリメータは、開口を備え、前記開口は、複数の入射角で前記放射線源から放射線を受け取るように構成され、前記複数の入射角の各々で前記放射線の一部分を前記コリメータに通すことにより、ビーム断面を有する平行放射線ビームを形成するように構成され、
   前記コリメータと前記放射線源とは、操縦可能な放射線ビームを生成する場合、互に対して静止したままであるように構成されている、システム。
2. 前記放射線源は、電子源とアノードとを備え、前記電極源は、操縦可能な電子ビームで前記アノードを照らし、可動放射線点源を生成するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記開口は、第１のコリメータ表面における第１の開口と第２のコリメータ表面における第２の開口との間の協調によって形成される複合開口を備えている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記開口は、第３のコリメータ表面における第３の開口によってさらに形成される複合開口である、請求項３に記載のシステム。
5. 前記開口は、菱形を有する、請求項１に記載のシステム。
6. 前記開口は、正方形を有する、請求項１に記載のシステム。
7. 前記開口の形状は、前記開口に対する前記放射線の前記入射角の関数として可変である、請求項１に記載のシステム。
8. 前記コリメータは、
   第１の表面を備えている第１の部材であって、前記第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、
   第２の表面を備えている第２の部材であって、前記第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材と
   を備え、
   前記第１の部材は、前記第１の表面が前記第２の表面に対面するように、前記第２の部材に対して配置され、前記第１の表面と前記第２の表面とは、間隙によって分離され、前記コリメータを通る開口を画定する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記間隙が一定ではないように、前記第１の表面は、修正双曲放物面であり、前記第２の表面は、修正双曲放物面である、請求項８に記載のシステム。
10. 前記コリメータは、らせん状に切断された円柱である、請求項８に記載のシステム。
11. 平行放射線ビームで標的を照射する方法であって、前記方法は、
    コリメータを照らすように構成されている操縦可能な放射線源を提供することと、
    入力および出力を有する双曲放物面開口を備えているコリメータを提供することであって、前記コリメータは、前記操縦可能な放射線源に対して固定された場所で配置されている、ことと、
    照明放射線の一部分が前記コリメータを通過し、第１の出口角度で前記コリメータから出射するように、第１の照明角度からの前記照明放射線で前記双曲放物面開口の前記入力を照らすことと、
    照明放射線の一部分が前記コリメータを通過し、第２の出口角度であって、前記第１の出口角度とは異なる第２の出口角度で前記コリメータから出射するように、第２の照明角度であって、前記第１の照明角度とは異なる第２の照明角度からの前記照明放射線で前記双曲放物面開口の前記入力を照らすことと
    によって、複数の出口角度で平行放射線ビームを生成することと
    を含む、方法。
12. コリメータを提供することは、
    入力プレートであって、前記入力プレートは、第１の面、第２の面、および前記第１の面と前記第２の面との間で前記入力プレートを完全に通る第１の細長い開口を有する、入力プレートと、
    出力プレートであって、前記出力プレートは、第３の面、第４の面、および前記第３の面と前記第４の面との間で前記出力プレートを完全に通る第２の細長い開口を有する、出力プレートと
    を有するコリメータを提供することを含み、
    前記第１の面は、前記第４の面と平行であり、所定の距離によって前記第４の面から分離されており、前記第１の細長い開口の投影は、ゼロではない角度で前記第２の細長い開口と交差し、前記第１の細長い開口の投影と前記第２の細長い開口の前記交差点とは、菱形開口を形成し、放射線は、前記入力プレートに接触することなく、かつ前記出力プレートに接触することなく、前記菱形開口を通過し得る、請求項１１に記載の平行放射線ビームで標的を照射する方法。
13. コリメータを提供することは、
    第１の表面を備えている第１の部材であって、前記第１の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第１の部材と、
    第２の表面を備えている第２の部材であって、前記第２の表面は、双曲放物面または修正双曲放物面のうちの１つである、第２の部材と
    を有するコリメータを提供することを含み、
    前記第１の部材は、前記第１の表面が前記第２の表面に対面するように、前記第２の部材に対して配置され、前記第１の表面と前記第２の表面とは、間隙によって分離され、前記コリメータを通る双曲放物面開口を画定する、請求項１１に記載の平行放射線ビームで標的を照射する方法。
14. 前記第１の角度で前記コリメータから出射する前記平行ビームは、断面が第１の形状を有し、前記第２の角度で前記コリメータから出射する前記平行ビームは、断面が第２の形状を有し、前記第２の形状は、前記第１の形状とは異なる、請求項１１に記載の平行放射線ビームで標的を照射する方法。
15. 操縦可能な放射線ビームを生成するためのシステムであって、
    電子的に操縦可能な照明放射線点源を生成する放射線源手段と、
    開口を有する平行にする手段であって、前記開口は、前記平行にする手段に入射する照明放射線の一部分を通過させるように構成されている、平行にする手段と
    を備え、
    前記放射線源手段は、前記平行にする手段に対して静止したままであり、かつ前記操縦可能な放射線点源からの入射放射線で前記開口を照らすように前記平行にする手段に対して配置され、前記開口は、操縦可能な放射線ビームを生成する、システム。
16. 前記平行にする手段は、
    第１の双曲放物面を備えている第１の部材と、
    第２の双曲放物面を備えている第２の部材と
    を備え、
    前記第１の部材は、前記第１の双曲放物面が前記開口間隙によって前記第２の双曲放物面から分離されるように前記第１の双曲放物面が前記第２の双曲放物面と向かい合って配置されるように、前記第２の部材に対して配置され、それによって、前記第１の部材と前記第２の部材とは、開口間隙を横断して前記開口を形成する、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記平行にする手段は、
    第１の修正双曲放物面を備えている第１の部材と、
    第２の修正双曲放物面を備えている第２の部材と
    を備え、
    前記第１の部材は、前記第１の修正双曲放物面が開口間隙によって前記修正第２の双曲放物面から分離されるように前記第１の修正双曲放物面が前記修正第２の双曲放物面と向かい合って配置されるように、前記第２の部材に対して配置され、前記開口間隙は、一定ではなく、それによって、前記第１の部材と前記第２の部材とは、前記開口間隙を横断して前記開口を形成する、請求項１５に記載のシステム。
18. 前記平行にする手段は、らせん状に切断された円柱を備えている、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記放射線源手段は、電子源とアノードとを備え、前記電子源は、操縦可能な電子ビームで前記アノードを照らすように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
20. 前記開口は、第１のコリメータ表面における第１の開口と第２のコリメータ表面における第２の開口との間の協調によって形成される複合開口を備えている、請求項１５に記載のシステム。