JP2021045536A - Ｘ線管の調整のための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】コンピュータ断層撮影撮像方法のためのＸ線管調整のための方法およびシステムを提供する。【解決手段】コンピュータ断層撮影撮像法のためのＸ線管調整のための様々な方法およびシステムが提供される。一実施形態では、診断の前にスカウトスキャンを実行して、診断スキャンのためにＸ線管を望ましい温度にウォームアップすることができる。スカウトスキャンパラメータ最適化アルゴリズムを使用して、選択された患者吸収線量範囲と、診断スキャンに先行するスカウトスキャン中にＸ線管に与えられるエネルギー量と、に基づいてスカウトスキャンパラメータを決定することができる。Ｘ線ビームの経路に硬化フィルタを使用することにより、スキャンされている被検体の放射線吸収線量を、選択された患者吸収線量範囲に制限することができる。【選択図】図２

Description

本明細書に開示する主題の実施形態は、診断医療撮像に関し、より具体的には、コンピュータ断層撮影撮像方法のためのＸ線管の調整に関する。

非侵襲的な撮像モダリティは、エネルギーを放射線の形で撮像被検体に伝達することができる。送信されたエネルギーに基づいて、撮像被検体の内部の構造的または機能的情報を示す画像がその後生成され得る。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像では、放射線は放射線源から撮像被検体を通過して検出器に伝達する。ＣＴシステムにパワーを供給するＸ線管は、高エネルギーの電子ビームを回転ターゲットに加速して集束させることにより、Ｘ線を生成する。個々の電子がターゲットに当たると、ターゲットの原子との相互作用によって放出されるエネルギーは、多色スペクトルの下で等方的にＸ線光子を生成し、Ｘ線光子の最大エネルギーは、入射電子のエネルギーと一致する。Ｘ線光子は、Ｘ線ビームを規定するウィンドウを通って管を離れる。スキャン中、Ｘ線源から放出され、撮像被検体によって減衰されたＸ線は、検出器によって収集または検出され、診断画像の再構成に使用される。

撮像被検体の診断スキャンのためのＸ線露光の前に、ターゲット物質の温度は、所望のより高い温度範囲に上げることができる。望ましい温度範囲では、ターゲット材料は延性があり、材料がより強く、すべてのビームエネルギーが堆積されるターゲット材料上の焦点に対してターゲット材料の融点までの衝撃に耐えることができる。望ましい温度範囲では、ターゲット材料を劣化させることなく、Ｘ線管により高いパワーを使用することができる。より高いパワーを使用することで、診断スキャンの画質を向上させることができる。望ましい温度範囲より下では、ターゲット材料は脆くなり、それにより、ターゲットに衝突する高エネルギー電子ビームは、応力破壊を引き起こし、ターゲットの破損が続く可能性がある。所望の温度範囲を超えると、ターゲット材料は、さらなるエネルギーを受け取ったときに溶融する可能性があり、それにより、焦点スポットにおいてターゲットトラックがエッチングされる可能性がある。

診断スキャンの前に、管のウォームアップなどの管の調整手順を実行して、ターゲット温度をその望ましい動作温度範囲に上げることができる。管をウォームアップする効果的な方法は、スキャンの前にＸ線を発生させることである。診断スキャンに先行するスカウトスキャン中に、管のウォームアップを実行することができる。ターゲット材料の劣化なしに診断画像の一貫した画像品質で診断スキャンの前に望ましい管の調整を確実にするスカウトスキャンのためのプロトコルが必要である。

米国特許第９２２０４６６号明細書

一実施形態では、撮像システムのための方法は、選択された患者吸収線量範囲と、診断スキャンに先行する１つまたは複数のスカウトスキャン中に放射線源のＸ線管に与えられるエネルギーの総量と、に基づいて１つまたは複数のスカウトスキャンのスキャンパラメータを計算するステップであって、エネルギーの総量は、診断スキャンの開始時のＸ線管の最終温度に基づいて推定される、ステップと、計算されたスキャンパラメータに従って１つまたは複数のスカウトスキャンを実行するステップと、を含む。

上記の簡単な説明は、詳細な説明においてさらに説明される概念の選択を簡略化した形で導入するために提供されていることを理解されたい。特許請求される主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することは意図されておらず、その主題の範囲は詳細な説明に続く特許請求の範囲によって一義的に定義される。さらに、特許請求される主題は、上記のまたは本開示の任意の部分に記載の欠点を解決する実施態様に限定されない。

本発明は、添付の図面を参照しながら、以下の非限定的な実施形態の説明を読むことからよりよく理解されるであろう。

本発明の一実施形態による撮像システムの図である。 本発明の一実施形態による例示的な撮像システムの概略ブロック図である。 キャリッジ、硬化フィルタ、および複数のボウタイフィルタを含む例示的な一体型フィルタアセンブリの不等角投影図である。 第１のサイズのＸ線ビームに対するコリメーション配置を示す図である。 第２のサイズのＸ線ビームに対する図４Ａのコリメーション配置を示す図である。 第３のサイズのＸ線ビームに対する図４Ａのコリメーション配置を示す図である。 第４のサイズのＸ線ビームに対する図４Ａのコリメーション配置を示す図である。 第５のサイズのＸ線ビームに対する図４Ａのコリメーション配置を示す図である。 ３つのボウタイフィルタおよび硬化フィルタを有するフィルタアセンブリの第１の位置を示す図である。 図５Ａのフィルタアセンブリの第２の位置を示す図である。 図５Ａのフィルタアセンブリの第３の位置を示す図である。 図５Ａのフィルタアセンブリの第４の位置を示す図である。 一体型フィルタアセンブリに含まれる複数のフィルタを使用して撮像するための例示的な方法のフローチャートを示す図である。 遮蔽プレートを含むコリメータブレードを示す図である。 遮蔽プレートを含むＸ線ビーム用のコリメーション配置の第１の位置を示す図である。 遮蔽プレートを含むＸ線ビーム用のコリメーション配置の第２の位置を示す図である。 診断スキャンの前にＸ線管を調整するための例示的な方法のフローチャートを示す図である。 スキャンの前のＸ線管温度の例示的な開ループ制御を示すブロック図である。 診断スキャンの前にＸ線管調整のためにスカウトスキャンを使用する例示的な方法のフローチャートを示す図である。 スカウトスキャンプロトコルのガイドされた選択を示すブロック図である。 スカウトスキャンおよび診断スキャン中のＸ線管温度の変動の例示的なプロットを示す図である。

以下の説明は、被検体のＸ線撮像の様々な実施形態に関する。特に、システムおよび方法は、硬化フィルタおよびボウタイフィルタのうちの１つまたは複数を使用するＣＴ撮像のために提供される。図１〜図２は、撮像システムの例示的な実施形態を示しており、１つまたは複数のフィルタが放射線源と撮像被検体との間に配置されている。撮像される撮像被検体の解剖学的構造に基づいて、異なるフィルタを選択することができる。図３は、キャリッジ、硬化フィルタ、および空間分布を調整して被検体に到達するビームを調整するように配置され得る複数のボウタイフィルタを含む一体型フィルタアセンブリの一例を示す。一例として、単一のキャリッジにおいて、２つのボウタイフィルタが互いに隣接して配置されてもよく、硬化フィルタも２つのボウタイフィルタ間の同じキャリッジに結合される。単一のボウタイフィルタまたは硬化フィルタとボウタイフィルタの組み合わせは、キャリッジをビームに垂直な軸に沿って移動させることにより、ビームの経路に配置され得る。図５Ａ〜図５Ｄは、３つのボウタイフィルタおよび硬化フィルタを有する例示的なフィルタアセンブリの様々な位置を示す。１つまたは複数のフィルタを通過して被検体に到達するＸ線ビームのサイズは、図４Ａ〜図４Ｅに示されているように、選択されたアパーチャサイズに基づいてコリメートすることができる。診断スキャンの前のＸ線管の調整中に、図７および図８Ａ〜Ｂに示すように、遮蔽プレートを使用して、Ｘ線ビームがコリメータを通過して撮像被検体に到達するのを遮蔽することができる。図６は、一体型フィルタアセンブリに含まれる１つまたは複数のフィルタを使用して被検体を撮像するための例示的な方法を示す。Ｘ線管を調整するための例示的な方法は、図８および図１１に示されている。Ｘ線管調整手法の一部としてのＸ線ターゲット温度の閉ループ制御の一例が図１０に示されている。アルゴリズムを使用したスカウトスキャンプロトコルのガイドされた選択を示すブロック図を図１２に示す。スカウトスキャンおよび診断スキャン中のＸ線管温度の変動の例示的なプロットを図１３に示す。

ＣＴシステムを例として説明するが、本技法は、トモシンセシス、Ｃアーム血管造影などの他の撮像モダリティを用いて取得された画像に適用する場合にも有用であり得ることを理解されたい。ＣＴ撮像モダリティに関する本説明は、１つの適切な撮像モダリティの一例としてのみ提供される。

様々な実施形態は、異なる種類の撮像システムに関連して実施することができる。例えば、放射線源がデカルト座標系のｘ−ｙ面内にあるようにコリメートされ、一般に「撮像面」と呼ばれる、扇形または円錐形のビームを投影するＣＴ撮像システムに関連して様々な実施形態を実施することができる。Ｘ線ビームは患者などの撮像被検体を通過する。ビームは、撮像被検体によって減衰された後に、放射線検出器のアレイに衝突する。検出器アレイで受け取られる減衰された放射線ビームの強度は、撮像被検体によるＸ線ビームの減衰量に依存する。アレイの各検出器素子は、検出器の場所におけるビーム強度の測定値である別々の電気信号を生成する。すべての検出器からの強度測定値を別々に取得して透過プロファイルを作成する。

第３世代のＣＴシステムでは、放射線源と検出器アレイは、Ｘ線ビームが撮像被検体と交差する角度が絶えず変化するように、撮像面内および撮像される対象（被検体の領域など）の周りでガントリと共に回転する。ガントリが全３６０度、１回転するとガントリの完全な回転が生じる。１つのガントリ角度での検出器アレイからのＸ線減衰測定値のグループ（例えば投影データ）は、「ビュー」と呼ばれる。したがって、ビューはガントリの各増分位置である。対象物の「スキャン」は、Ｘ線源および検出器の１回転の間に異なるガントリ角度またはビュー角度で行われた一組のビューを含む。

軸方向診断スキャンでは、投影データを処理して、撮像被検体を通して得られた２次元スライスに対応する画像を構築する。スカウトスキャン（本明細書ではローカライザスキャンとも呼ばれる）は、撮像被検体の長手方向軸に沿った投影ビューを提供し、一般に、各々が被検体の内部構造を含む集合体を提供する。一組の投影データから画像を再構成するための１つの方法は、当技術分野においてフィルタ補正逆投影法と呼ばれている。このプロセスは、スキャンからの減衰測定値を「ＣＴ数」または「ハウンズフィールド単位」（ＨＵ）と呼ばれる整数に変換し、これはディスプレイ上の対応するピクセルの輝度を制御するために使用される。

サイズ、形状、エネルギーなどのビーム特性は、スカウトスキャン（ローカライザスキャンとも呼ばれる）と診断スキャンでは異なる。特定のスカウトスキャンおよび診断スキャンの間、より高いパワーのＸ線源を使用することが望まれる。より高いパワーは、診断スキャンの品質を向上させ、ターゲットを含むＸ線管の熱安定性を向上させる。しかしながら、Ｘ線パワーの増加は、患者のＸ線放射線被曝を増加させる可能性がある。硬化フィルタをビームの経路で使用して、ビームを減衰させ、Ｘ線ビームが患者の体に入る前にＸ線ビームのエネルギーを減少させることができる。硬化フィルタをボウタイフィルタと共に使用することが、より小さいビーム（より低いビームカバレッジ）で特に望ましい場合があるが、ビームカバレッジが大きいスキャンでは、ボウタイフィルタのみを使用してもよい。硬化フィルタとボウタイフィルタは、必要に応じてビームに出入りできる別々のキャリッジに取り付けられてもよい。しかしながら、複数のキャリッジを追加すると、装置のコストと複雑さが増す。また、スキャンのセクション間でキャリッジをビームに出し入れする必要があるため、スキャンを完了するまでの時間が長くなる場合がある。したがって、本明細書に開示する実施形態によれば、キャリッジ、硬化フィルタ、および複数のボウタイフィルタを含む単一の一体型フィルタアセンブリを組み込むことができる。スキャン設定に基づいて、キャリッジからの１つまたは複数のフィルタをビームの経路に配置することができる。単一の一体型フィルタアセンブリに複数のボウタイと硬化フィルタを含めることにより、設定のコストと複雑さを低減しながら、設定の信頼性を高めることができる。

図１は、迅速かつ反復的な画像再構成を可能にするように構成された例示的なＣＴシステム１００を示す。特に、ＣＴシステム１００は、患者、無生物物体、１つまたは複数の製造部品、ならびに／または可動テーブル２２８上に配置された体内に存在する歯科用インプラント、ステント、および／もしくは造影剤などの異物などの被検体１１２を撮像するように構成される。一実施形態では、ＣＴシステム１００は、ガントリ１０２を含み、ガントリ１０２は、被検体１１２の撮像に使用するためにＸ線放射線１０６のビームを投影するように構成された少なくとも１つのＸ線放射線源１０４をさらに含むことができる。Ｘ線放射線源１０４は、Ｘ線管およびターゲットを含む。Ｘ線管は、高エネルギーの電子ビームを回転ターゲットに加速して集束させることにより、Ｘ線を生成する。個々の電子がターゲットに当たると、ターゲットの原子との相互作用によって放出されるエネルギーは、多色スペクトルの下で等方的にＸ線光子を生成し、Ｘ線光子の最大エネルギーは、入射電子のエネルギーと一致する。Ｘ線光子は、Ｘ線ビームを規定するウィンドウを通って管を離れる。次に、コリメータブレードとフィルタを使用して、ビームをコリメートおよび調整することができる。

具体的には、放射線源１０４は、ガントリ１０２の反対側に配置された検出器アレイ１０８に向けてＸ線１０６を投影するように構成される。図１は単一の放射線源１０４のみを示しているが、ある特定の実施形態では、異なるエネルギーレベルで被検体１１２に対応する投影データを取得するために複数の放射線源を用いて複数のＸ線１０６を投影することができる。放射線源は、グラファイトおよび金属で製造されたＸ線ターゲットを含むことができる。

特定の実施形態では、ＣＴシステム１００は、反復または解析的画像再構成法を使用して、被検体１１２のターゲットボリュームの画像を再構成するように構成された画像処理ユニット１１０をさらに含む。例えば、画像処理ユニット１１０は、被検体１１２のターゲットボリュームの画像を再構築するために、フィルタ補正逆投影（ＦＢＰ）などの解析的画像再構築手法を使用することができる。別の例として、画像処理ユニット１１０は、被検体１１２のターゲットボリュームの画像を再構築するために、高度な統計的反復再構築（ＡＳＩＲ）、共役勾配（ＣＧ）、最尤期待値最大化（ＭＬＥＭ）、モデルベース反復再構築（ＭＢＩＲ）などの反復画像再構築手法を使用することができる。

図２は、図１のＣＴシステム１００と同様の例示的な撮像システム２００を示す。本開示の態様によれば、システム２００は、ユーザ入力に応答して自動露光制御を実行するように構成される。一実施形態では、システム２００は、検出器アレイ１０８（図１を参照）を含む。検出器アレイ１０８は、対応する投影データを取得するために患者などの被検体２０４を通過するＸ線ビーム１０６（図１を参照）を共に検知する複数の検出器素子２０２をさらに含む。したがって、一実施形態では、検出器アレイ１０８は、セルまたは検出器素子２０２の複数の行を含むマルチスライス構成で製作される。そのような構成では、検出器素子２０２の１つまたは複数の追加の行が、投影データを取得するための並列構成に配置される。

フィルタキャリッジ２４０が、放射線源１０４と被検体２０４との間のガントリ１０２内に取り付けられてもよい。キャリッジ２４０は、ビームが実質的にｙ方向にある間に、ｚ方向にビームに出入りして移動することができる。２つの異なるボウタイフィルタ、第１のボウタイフィルタ２４１および第２のボウタイフィルタ２４２が一例として図２に示されている。第１のボウタイフィルタ２４１は、キャリッジのキャビティに形成された第１のスロット内に収容され、第２のボウタイフィルタ２４２は、キャリッジのキャビティに形成された第２のスロット内に収容され、第１のスロットは、タブを介して第２のスロットから分離される。ここではボウタイフィルタを一例として長方形で示す。すべてのボウタイフィルタは剛性があり、変形することができない。あるいは、ボウタイフィルタは、様々なタイプの解剖学的構造を撮像するための適切なＸ線特殊スペクトルを提供するために、異なる形状と材料構造を有してもよい。硬化フィルタ２４３は、２つのボウタイフィルタ２４１、２４２の間でキャリッジ２４０に結合されて示されている。硬化フィルタ２４３は、第１のボウタイフィルタ２４１および第２のボウタイフィルタ２４２の各々と少なくとも部分的に重なってもよい。一例では、硬化フィルタは、第１のボウタイフィルタ２４１および第２のボウタイフィルタ２４２の各々と部分的にのみ重なる。別の例では、硬化フィルタ２４３は、第１のボウタイフィルタ２４１および第２のボウタイフィルタ２４２のうちの１つと完全に重なってもよい。硬化フィルタ２４３は、長方形の支持構造体の各々と、支持構造体の下に積み重ねられた１つまたは複数の長方形の金属シートと、を含む。長方形の支持構造体はアルミニウムで作られてもよく、１つまたは複数の長方形の金属シートは銅で作られてもよく、１つまたは複数の長方形の金属シートの各々は異なる厚さを有する。複数のフィルタを含むキャリッジの一例を図３に示す。

この例では、Ｘ線ビーム１０６は、硬化フィルタ２４３および第２のボウタイフィルタ２４２を通過する。しかしながら、キャリッジ２４０は、ビームが硬化フィルタを通過せずにボウタイフィルタ（第１または第２）を通過できるような位置に移動してもよい。一例として、キャリッジ２４０がさらに左側に移動する場合には、ビームは、第２のボウタイフィルタ２４２のみを通過することができる。このようにして、ビームをボウタイフィルタ、ならびに硬化フィルタおよびボウタイフィルタの各々を通過させることが可能である。

ボウタイフィルタは、（患者などの）撮像被検体の軸平面における放射線ビームの空間分布を変化させることができる。例えば、再分布された放射線ビームは、被検体の中心でより高いエネルギーを有し、被検体の周辺部でより低いエネルギーを有することができる。ボウタイフィルタの各々は、頭部、胸部、腹部などの人体の特定の解剖学的構造または断面を撮像するように設計することができる。撮像中、ボウタイフィルタの１つは、スキャンされる被検体の解剖学的構造に基づいて選択されてもよく、選択されたフィルタは、放射線ビーム経路に配置されてもよい。解剖学的構造の変化に応じて、フィルタを別のフィルタに交換することができる。スキャンの性質に基づいて、キャリッジは、硬化フィルタが放射線ビーム経路に配置されてもされなくてもよいように配置することができる。硬化フィルタは、ビームを減衰させ、低エネルギー成分を除去し、それにより、スカウトスキャンなどの特定のスキャンのためにビームを調整することができる。フィルタハウジング内のフィルタの配置例は、図５Ａ〜図５Ｄに示されている。

図５に示すフィルタ駆動システム５９０などのフィルタ駆動システムをキャリッジ２４０に結合して、１つまたは複数のフィルタを放射線ビーム経路に出入りさせることができる。一実施形態では、モータは、シャフトを通してキャリッジ内のフィルタを結合することができる。ボウタイフィルタを互いに切り替えたり、および／またはモータでシャフトを回転させてフィルタをシャフトに沿って移動させることにより、硬化フィルタをビーム経路に導入したり、ビーム経路から取り除いたりすることができる。人体の特定の部分を撮像するために、フィルタの１つを選択して、放射線源と撮像被検体との間でＸ線ビーム内に並進させることができる。コンピューティングデバイス２１６は、選択されたフィルタを放射線ビーム内に移動させるために、フィルタ駆動システムのモータにコマンドを送信することができる。フィルタ駆動システムは、フィルタ位置情報をコンピューティングデバイス２１６に送り返すこともできる。

特定の実施形態では、システム２００は、所望の投影データを取得するために、被検体２０４の周りの異なる角度位置を横切るように構成される。したがって、ガントリ１０２およびその上に取り付けられた構成要素（放射線源１０４、フィルタハウジング２４０、および検出器２０２など）は、例えば、異なるエネルギーレベルで投影データを取得するために回転中心２０６の周りを回転するように構成され得る。あるいは、被検体２０４に対する投影角度が時間の関数として変化する実施形態では、取り付けられている構成要素は、円弧に沿ってではなく、一般的な曲線に沿って移動するように構成されてもよい。

一実施形態では、システム２００は、ガントリ１０２の回転およびＸ線放射線源１０４の動作などの構成要素の移動を制御する制御機構２０８を含む。ある特定の実施形態では、制御機構２０８は、パワーおよびタイミング信号を放射線源１０４に提供するように構成されたＸ線コントローラ２１０をさらに含む。加えて、制御機構２０８は、撮像要件に基づいてガントリ１０２の回転速度および／または位置を制御するように構成されたガントリモータコントローラ２１２を含む。

ある特定の実施形態では、制御機構２０８は、検出器素子２０２から受信されたアナログデータをサンプリングし、その後の処理のためにアナログデータをデジタル信号に変換するように構成されたデータ収集システム（ＤＡＳ）２１４をさらに含む。ＤＡＳ２１４によってサンプリングされ、デジタル化されたデータは、コンピューティングデバイス（プロセッサとも呼ばれる）２１６に送信される。一例では、コンピューティングデバイス２１６は、データを記憶装置２１８に格納する。記憶装置２１８は、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスク読み出し／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）ドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュドライブ、および／またはソリッドステート記憶装置を含んでもよい。

加えて、コンピューティングデバイス２１６は、データ取得および／または処理などのシステム動作を制御するために、ＤＡＳ２１４、Ｘ線コントローラ２１０、およびガントリモータコントローラ２１２のうちの１つまたは複数にコマンドおよびパラメータを提供する。特定の実施形態では、コンピューティングデバイス２１６は、オペレータ入力に基づいてシステム動作を制御する。コンピューティングデバイス２１６は、コンピューティングデバイス２１６に動作可能に結合されたオペレータコンソール２２０を介して、例えば、コマンドおよび／またはスキャンパラメータを含むオペレータ入力を受け取る。オペレータコンソール２２０は、オペレータがコマンドおよび／またはスキャンパラメータを指定することを可能にするキーボードまたはタッチスクリーンを含むことができる。

図２は、１つのオペレータコンソール２２０のみを示しているが、２つ以上のオペレータコンソールをシステム２００に結合し、例えば、システムパラメータを入力もしくは出力すること、試験を要求すること、および／または画像を閲覧することができる。さらに、特定の実施形態では、システム２００は、例えば、施設もしくは病院内で、またはインターネットおよび／または仮想プライベートネットワークなどの１つまたは複数の構成可能な有線および／または無線ネットワークを介して完全に異なる場所において、ローカルまたは遠隔に位置する複数のディスプレイ、プリンタ、ワークステーション、および／または同様のデバイスに結合されてもよい。

一実施形態では、例えば、システム２００は、画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）２２４を含むか、またはそれに結合される。例示的な実施態様では、ＰＡＣＳ２２４は、放射線科情報システム、病院情報システム、および／または内部もしくは外部ネットワーク（図示せず）などの遠隔システムにさらに結合され、異なる場所にいるオペレータがコマンドおよびパラメータを供給すること、および／または画像データへのアクセスを得ることを可能にする。

コンピューティングデバイス２１６は、オペレータ提供のおよび／またはシステム定義のコマンドおよびパラメータを使用して、テーブルモータコントローラ２２６を動作させ、テーブルモータコントローラ２２６は、電動テーブル２２８を制御することができる。特に、テーブルモータコントローラ２２６は、被検体２０４のターゲットボリュームに対応する投影データを取得するために、ガントリ１０２内で被検体２０４を適切に位置決めするためにテーブル２２８を動かす。

前述のように、ＤＡＳ２１４は、検出器素子２０２によって取得された投影データをサンプリングしてデジタル化する。その後に、画像再構築器２３０がサンプリングされデジタル化されたＸ線データを使用して、高速再構築を実行する。図２は別個のエンティティとして画像再構築器２３０を示すが、特定の実施形態では、画像再構築器２３０は、コンピューティングデバイス２１６の一部を形成してもよい。あるいは、画像再構築器２３０は、システム２００に存在しなくてもよく、代わりに、コンピューティングデバイス２１６が、画像再構築器２３０の１つまたは複数の機能を実行してもよい。さらに、画像再構築器２３０はローカルまたは遠隔に位置してもよく、画像再構築器２３０は、有線または無線ネットワークを使用してシステム１００に動作可能に接続されてもよい。特に、１つの例示的な実施形態は、画像再構築器２３０のための「クラウド」ネットワーククラスタ内の計算資源を使用することができる。

一実施形態では、画像再構築器２３０は、再構築された画像を記憶装置２１８に格納する。あるいは、画像再構築器２３０は、診断および評価のために有用な患者情報を生成するために、再構築された画像をコンピューティングデバイス２１６に送信する。特定の実施形態では、コンピューティングデバイス２１６は、再構築された画像および／または患者情報を、コンピューティングデバイス２１６および／または画像再構築器２３０に通信可能に結合されたディスプレイ２３２に送信する。

図３は、例示的な一体型フィルタアセンブリ３１５の不等角投影図３００を示す。フィルタアセンブリ３１５は、長方形のキャリッジ３１８を含むことができる。一例では、キャリッジ３１８は、図２のキャリッジ２４０であってもよい。キャリッジ３１８は、キャリッジ３１８のキャビティ内に長さ方向に形成された第１のスロット３２１および第２のスロット３２３を含んでもよい。第１のスロット３２１は、タブ３３３を介して第２のスロット３２３から分離されてもよい。一例では、２つのスロット３２１、３２３の各々は、キャリッジ３１８の全長にわたって延在してもよい。別の例では、２つのスロット３２１、３２３の各々は、キャリッジ３１８の長さにわたって部分的に延在してもよい。

第１のボウタイフィルタ３２０は第１のスロット３２１内に収容されてもよく、第２のボウタイフィルタ３２２は第２のスロット３２３に収容されてもよい。一例では、第１のボウタイフィルタ３２０および第２のボウタイフィルタ３２２は、互いに隣接するが、接触しないように配置されてもよい。別の例では、第１のボウタイフィルタ３２０および第２のボウタイフィルタ３２２は、面共有接触で互いに隣接して配置されてもよい。第１のボウタイフィルタ３２０および第２のボウタイフィルタ３２２の各々は、中央隆起部を含む第１の直線長辺および第２の平行長辺を有する「ボウタイ」として成形されてもよい。一例では、第１のボウタイフィルタ３２０および第２のボウタイフィルタ３２２は、同じサイズ（幅、長さ、厚さなど）であってもよい。別の例では、第１のボウタイフィルタ３２０および第２のボウタイフィルタ３２２は、異なるサイズ（幅、長さ、厚さなど）であってもよい。第１のボウタイフィルタ３２０および第２のボウタイフィルタ３２２の各々は、グラファイトで形成されてもよい。ボウタイフィルタを使用して、フィルタを通過するＸ線ビーム３４２の空間分布を調整することができ、ボウタイフィルタのサイズは、フィルタを通過するＸ線ビーム３４２に対して行われる空間分布調整のレベルを管理する。キャリッジ３１８は、側壁に切り欠き３３５を含むことができ、そこを通してボウタイフィルタを見ることができる。この例に示すように、第２のボウタイフィルタ３２２は、キャリッジ３１８の側壁および切り欠き３３５と同一平面上にあってもよい。ボウタイフィルタは、ナットとボルトによりそれぞれのスロット内に固定することができる。

硬化フィルタ３０２は、第１のボウタイフィルタ３２０と第２のボウタイフィルタ３２２との間のキャリッジ３１８に結合されてもよい。硬化フィルタ３０２は、第１のボウタイフィルタ３２０と第２のボウタイフィルタ３２２との間の凹部３４５に埋め込まれてもよい。硬化フィルタ３０２の長さは、第１のボウタイフィルタ３２０および第２のボウタイフィルタ３２２の各々の長さ以上であってもよい。しかしながら、硬化フィルタ３０２の幅は、第１のボウタイフィルタ３２０および第２のボウタイフィルタ３２２の各々の幅よりも狭くてもよい。長方形の硬化フィルタ３０２は、第１のボウタイフィルタ３２０と第２のボウタイフィルタ３２２との間に配置されるので、硬化フィルタ３０２は、第１のボウタイフィルタ３２０および第２のボウタイフィルタ３２２の各々と少なくとも部分的に重なり、ボウタイフィルタの上面／側面と面共有接触することができる。

硬化フィルタ３０２は、支持構造体３０４と、支持構造体３０４の下にある１つまたは複数の金属シートと、を含むことができる。この例では、第１の金属シート３０６および第２の金属シート３０８を、支持構造体３０４の下に配置することができる。第１の金属シート３０６、第２の金属シート３０８、および支持構造体３０４の各々は、一緒に積み重ねられ、複数のボルト３１２により各端部でキャリッジ３１８にボルト締めすることができる。この例では、複数の同心孔が、第１の金属シート３０６、第２の金属シート３０８、および支持構造体３０４の各々の両端に形成され、各ボルト（硬化フィルタ３０２の層をキャリッジ３１８に取り付けるために使用される）が、各層に存在する同心孔の各々を通過することができる。一例として、硬化フィルタ３０２の一端は、キャリッジ３１８のタブ３３３に取り付けられてもよい。一例では、支持構造体３０４は、アルミニウムなどの金属で作製することができ、第１の金属シート３０６および第２の金属シート３０８は、同じ金属または異なる金属で作製することができる。銅を使用して、第１の金属シート３０６および第２の金属シート３０８の一方または両方を形成することができる。

硬化フィルタ３０２を使用して、より低いエネルギーの放射線を遮蔽し、それにより、硬化フィルタ３０２を通過するＸ線ビーム３４２を減衰させて「硬化」させることができる。ビーム減衰の程度は、いくつかの減衰層（金属シートなど）、各減衰層の厚さ、減衰層で使用される材料、および減衰層の全体的なサイズのうちの１つまたは複数に依存する場合がある。

一例として、符号３０２でより薄いまたはより弱い硬化材料のシートを使用する場合、支持プレート３０４を使用して、硬化材料の中央を曲げるように作用し得るガントリ回転力による符号３０２の撓みを制限することができる。この実施形態では、支持プレートは、撮像に使用される硬化Ｘ線ビームの断面領域の外側に配置される。このようにして、硬化フィルタは、撮像ビームが硬化フィルタを通過する領域に近接する支持プレートによって機械的に強化されながら、撮像Ｘ線ビームを硬化する際に単独で説明され得る。さらに、支持プレートは、硬化フィルタの近くの過剰なＸ線散乱を最小限に抑えるために、アルミニウムなどの堅いが軽量の材料から作られてもよい。

アルミニウムフィルタ３２４は、キャリッジ３１８の下側に結合されてもよく、キャリッジ３１８の下面全体に沿って延在してもよい。アルミニウムフィルタは、ビームが硬化フィルタおよびボウタイフィルタの１つまたは複数を通過した後に、Ｘ線ビーム３４２をさらに調整することができる。

撮像中、Ｘ線ビーム３４２は、最初に硬化フィルタ３０２を通過し、続いてボウタイフィルタを通過し、次にアルミニウムフィルタ３２４を通過する。キャリッジ３１８は、矢印３４０で示すように、ビーム３４２の方向に垂直な方向に沿って移動して、ビームをボウタイフィルタおよび硬化フィルタ３０２上に配置することができる。硬化フィルタ３０２とボウタイフィルタの組み合わせを選択することにより、ビーム減衰と空間分布のレベルを調整することができる。一例では、キャリッジは、ビームが硬化フィルタ３０２および第１のボウタイフィルタ３２０を通過し、ビームが硬化フィルタ３０２と重なる第１のボウタイフィルタの縁部に近接するように配置されてもよい。別の例では、キャリッジは、ビームが第１のボウタイフィルタ３２０のみを通過し、ビームが第１のボウタイフィルタの別の縁部の近くで硬化フィルタ３０２と重ならないように配置されてもよい。さらに別の例では、キャリッジは、ビームが硬化フィルタ３０２および第２のボウタイフィルタ３２２を通過し、ビームが第２のボウタイフィルタ３２２の縁部に近接して硬化フィルタ３０２と重なるように配置されてもよい。さらなる例では、キャリッジは、ビームが第２のボウタイフィルタ３２２のみを通過し、ビームが第２のボウタイフィルタの別の縁部の近くで硬化フィルタ３０２と重ならないように配置されてもよい。硬化フィルタ３０２およびボウタイフィルタの１つまたは複数を通過した後に、ビームは、スキャンされる被検体に入る前に常にアルミニウムフィルタ３２４を通過することができる。

硬化フィルタによるビームの減衰は、診断スキャンに先行し得るスカウトスキャン中に特に望ましい場合がある。診断スキャン中、硬化フィルタのないボウタイフィルタを診断スキャンに使用することができる。通常、スカウトスキャンでは、診断スキャンに使用されるビームサイズに比べて小さいビーム（カバレッジ）を使用することができる。より小さいビームは、ボウタイフィルタよりも狭い硬化フィルタ３０２を完全に通過することができる。硬化フィルタをボウタイフィルタに組み込むことにより、１つのキャリッジをスカウトスキャンと診断スキャンの両方に使用できるため、スカウトスキャンと後続の診断スキャンとの間でキャリッジを切り替えるのに必要な構成要素の数と時間を削減することができる。また、硬化フィルタを使用することにより、Ｘ線管の温度が上昇した高いパワーのＸ線源を、被検体の放射線被曝を増加させることなく、スキャン中に使用することができる。より高いパワーは、スカウトスキャンおよび／またはその後の診断スキャンの品質を向上させ、ターゲットを含むＸ線管の熱安定性を向上させる。Ｘ線管ターゲットの温度が一貫して高くなると、最適な動作温度に近いままであるため、デバイスの長期的な信頼性に貢献する。内部部品の温度サイクルが少ないほど信頼性が向上する。

このようにして、図１〜図３は、撮像被検体を受け入れるためのガントリ、放射線を放出するためにガントリに配置された放射線源、放射線源に対してガントリの反対側に配置された検出器、ガントリ内で撮像被検体を移動するための電動テーブル、非一時的メモリに格納された命令を有する計算デバイス、ガントリに取り付けられたフィルタキャリッジ、第１のボウタイフィルタ、第２のボウタイフィルタ、フィルタキャリッジに配置された硬化フィルタ、第１のボウタイフィルタと第２のボウタイフィルタとの間に取り付けられ、第１のボウタイフィルタと第２のボウタイフィルタの各々と部分的に重なる硬化フィルタ、ならびに、第１のボウタイフィルタ、第２のボウタイフィルタ、および硬化フィルタのうちの１つまたは複数を放射線ビームに出入りさせることによってフィルタを切り替えるためのフィルタ駆動システムを含む撮像システムを提供する。

図４Ａ〜図４Ｅは、Ｘ線ビームのコリメーション配置４１２の断面を示している。コリメーション配置４１２は、図３の一体型フィルタアセンブリ３１５を含むことができる。一体型フィルタアセンブリ３１５は、硬化フィルタ３０２、第１のボウタイフィルタ３２０、第２のボウタイフィルタ３２２、およびアルミニウムフィルタ３２４を含むことができる。Ｘ線ビームは、一体型フィルタアセンブリ３１５を通過した後に、第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０との間に形成されたギャップ（アパーチャ）を通過することができる。第１のコリメータブレード４０８および第２のコリメータブレード４１０の各々は、それが遭遇する任意の放射線を吸収し得る鉛またはタングステンのような別の減衰材料から形成されてもよい。第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０との間のギャップを通過した後に、Ｘ線ビームは、コリメータ出力ポート（開口部）４１８を通ってコリメーション配置４１２（コリメータ）から出ることができる。第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０との間のギャップは、所望のビームカバレッジに対応することができる。異なるサイズのビームは、（スキャンされる解剖学的構造などの）被検体の所望のスキャンおよび特性に基づいて調整することができる。したがって、スカウトスキャンで使用されるビームのサイズは、特定の解剖学的構造の診断スキャンで使用されるビームのサイズよりも小さくてもよい。図４Ａ〜図４Ｅの例示的な実施形態では、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、および２５ｍｍの特定のビーム幅が示されているが、他の幅のビームが他の実施形態で使用されてもよい。

コリメーション配置４１２の第１の実施形態４００では、所望のＸ線ビームサイズは５ｍｍである。キャリッジ３０２は、Ｘ線ビーム４１５が硬化フィルタ３０２、第１のボウタイフィルタ３２０、およびアルミニウムフィルタの各々を通過するように配置される。一体型フィルタアセンブリ３１５を出た後に、Ｘ線ビーム４１５は、第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０との間のアパーチャ４１４を通過するときに５ｍｍのサイズにコリメートされる。第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０の相対的な位置を調整することにより、アパーチャ４１４のサイズを５ｍｍに適合させることができる。ビームがフィルタを通過するときにＸ線ビームが調整される一体型フィルタアセンブリ３１５を通過した後に、ビームは、アパーチャ４１４を通して５ｍｍの所望のサイズにコリメートされる。次に、アパーチャ４１４を出るＸ線ビーム４１５は、スキャンされる被検体に到達することができる。

コリメーション配置４１２の第２の実施形態４２０では、所望のＸ線ビームサイズは１０ｍｍである。キャリッジ３０２は、Ｘ線ビーム４２５が硬化フィルタ３０２、第１のボウタイフィルタ３２０、およびアルミニウムフィルタの各々を通過できるように配置される。一体型フィルタアセンブリ３１５を出た後に、Ｘ線ビーム４２５は、それが第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０との間のアパーチャ４２４を通過するときに、１０ｍｍのサイズにコリメートされる。第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０の相対的な位置を調整することにより、アパーチャ４２４のサイズを１０ｍｍに適合させることができる。ビームがフィルタを通過するときにＸ線ビーム４２５が調整される一体型フィルタアセンブリ３１５を通過した後に、ビームがアパーチャ４２４を通して１０ｍｍの所望のサイズにコリメートされる。次に、アパーチャ４２４を出たＸ線ビーム４２５は、スキャンされる被検体に到達することができる。

コリメーション配置４１２の第３の実施形態４４０では、所望のＸ線ビームサイズは１５ｍｍである。キャリッジ３０２は、Ｘ線ビーム４４５が硬化フィルタ３０２、第１のボウタイフィルタ３２０、およびアルミニウムフィルタの各々を通過するように配置される。一体型フィルタアセンブリ３１５を出た後に、Ｘ線ビーム４４５は、それが第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０との間のアパーチャ４４４を通過するときに、１５ｍｍのサイズにコリメートされる。第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０の相対的な位置を調整することにより、アパーチャ４４４のサイズを１５ｍｍに適合させることができる。ビームがフィルタを通過するときにＸ線ビームが調整される一体型フィルタアセンブリ３１５を通過した後に、ビームは、アパーチャ４４４を通して１５ｍｍの所望のサイズにコリメートされる。次に、アパーチャ４４４を出たＸ線ビーム４４５は、スキャンされる被検体に到達することができる。

コリメーション配置４１２の第４の実施形態４６０では、所望のＸ線ビームサイズは２０ｍｍである。キャリッジ３０２は、Ｘ線ビーム４６５が硬化フィルタ３０２、第１のボウタイフィルタ３２０、およびアルミニウムフィルタの各々を通過するように配置される。一体型フィルタアセンブリ３１５を出た後に、Ｘ線ビーム４６５は、それが第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０との間のアパーチャ４６４を通過するときに、２０ｍｍのサイズにコリメートされる。第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０の相対的な位置を調整することにより、アパーチャ４６４のサイズを２０ｍｍに適合させることができる。ビームがフィルタを通過するときにＸ線ビームが調整される一体型フィルタアセンブリ３１５を通過した後に、ビームは、アパーチャ４６４を通して２０ｍｍの所望のサイズにコリメートされる。次に、アパーチャ４６４を出たＸ線ビームは、スキャンされる被検体に到達することができる。

コリメーション配置４１２の第５の実施形態４８０では、所望のＸ線ビームサイズは２５ｍｍである。キャリッジ３０２は、Ｘ線ビーム４８５が硬化フィルタ３０２、第１のボウタイフィルタ３２０、およびアルミニウムフィルタの各々を通過するように配置される。一体型フィルタアセンブリ３１５を出た後に、Ｘ線ビーム４８５は、それが第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０との間のアパーチャ４８４を通過するときに、２５ｍｍのサイズにコリメートされる。第１のコリメータブレード４０８と第２のコリメータブレード４１０の相対的な位置を調整することにより、アパーチャ４８４のサイズを２５ｍｍに適合させることができる。ビームがフィルタを通過するときにＸ線ビームが調整される一体型フィルタアセンブリ３１５を通過した後に、ビームは、アパーチャ４８４を通して２５ｍｍの所望のサイズにコリメートされる。次に、アパーチャ４８４を出たＸ線ビームは、スキャンされる被検体に到達することができる。

図５Ａ〜図５Ｄは、フィルタハウジング５１０内に３つのフィルタ５０５、５０６、５０７を有するフィルタアセンブリ５００の例示的な構成を示す。一例として、３つのフィルタ５０５、５０６、５０７の各々は、ボウタイフィルタであってもよい。この例では、第１のフィルタ５０８および第２のフィルタ５０６は、キャリッジ５０４内に一緒に配置される。硬化フィルタ５１３は、第１のフィルタ５０８と第２のフィルタ５０６との間でキャリッジ５０４に結合されてもよい。一例では、キャリッジ５０４は、図３のキャリッジ３１８であってもよい。

キャリッジ５０４はボールねじ５１１に結合されてもよく、キャリッジは、第１のモータ５０２で第１のシャフトを回転させることにより、第１のシャフト５０５に沿って並進されてもよい。第３のフィルタ５０７は、ボールねじ５１２に結合されてもよく、第２のシャフトを第２のモータ５０３で回転させることにより、第２のシャフト５０９に沿って並進されてもよい。キャリッジ５０４が第１のシャフト５０５に沿って並進するときに、第２のシャフト５０９とキャリッジ５０４との干渉を回避するために、局所的なクリアランス特徴部（図示せず）がキャリッジ５０４に存在する。Ｘ線ビーム（図１〜図２のＸ線放射線１０６など）の方向は、符号５０１で示されている。硬化フィルタ５１３と共に３つのフィルタのうちの１つは、それぞれモータ５０２および５０３を介してシャフト５０５および５０９の一方または両方を回転させることによって、Ｘ線ビームのビーム経路内に選択的に並進され得る。第１のシャフトおよび第２のシャフトは、１つのラインに位置合わせすることができ、ギャップ５２３によって互いに離間される。Ｘ線ビーム５０１は、ギャップ５２３を透過することができる。モータ（モータ５０３など）、モータに結合されたシャフト（シャフト５０９など）、およびシャフトに結合されたフィルタ（フィルタ５０７など）は、フィルタ駆動システム５９０を形成することができる。フィルタアセンブリ５００は、１つまたは複数のフィルタ駆動システムを含むことができる。

図５Ａは、フィルタアセンブリ５００の第１の位置５２０を示す。Ｘ線ビーム５０１は、フィルタを通過することなく、フィルタハウジング５１０を透過する。第１のフィルタ５０８、第２のフィルタ５０６、および硬化フィルタ５１３を含むキャリッジ５０４は、第１のモータ５０２の近くに配置され得、第３のフィルタは、第２のモータ５０３の近くに配置されてもよい。

図５Ｂは、フィルタアセンブリ５００の第２の位置５４０を示す。Ｘ線ビーム５０１は、フィルタハウジング８１０内の硬化フィルタ５１３および第１のフィルタ５０８の各々を透過する。フィルタアセンブリ５００は、第１のモータ５０２を作動させ、硬化フィルタ５１３および（キャリッジ５０４内の）第１のフィルタ５０８をＸ線ビーム経路に並進させることにより、第１の位置５２０から第２の位置５４０に移行することができる。

図５Ｃは、フィルタアセンブリ５００の第３の位置５６０を示す。Ｘ線ビーム５０１は、フィルタハウジング８１０内の（間に硬化フィルタ５１３なしで）第２のフィルタ５０６のみを透過する。フィルタアセンブリ５００は、第１のモータ５０２を作動させ、（キャリッジ５０４内の）第２のフィルタ５０６をＸ線ビーム経路に並進させることにより、第１の位置５２０または第２の位置５４０から第３の位置５６０に移行することができる。

図５Ｄは、フィルタアセンブリ５００の第４の位置５８０を示す。Ｘ線ビーム５０１は、フィルタハウジング５１０内の第３のフィルタ５０７を透過する。フィルタアセンブリ５００は、第１のモータ５０２を作動させてキャリッジ５０４を第１のモータ５０２に近づけて並進させ、続いてまたは同時に第２のモータ５０３を作動させて、第３のフィルタ５０７をＸ線ビーム経路内に並進させることにより、上述の第１、第２または第３の位置から第４の位置５８０に移行することができる。

非一時的メモリに格納された命令に基づいて、コンピューティングデバイス（図２のコンピューティングデバイス２１６など）は、２つのモータの１つまたは複数を作動させることにより、フィルタアセンブリを上記の位置のいずれかから別の位置に移動させることができる。一実施形態では、２つのフィルタおよび硬化フィルタがキャリッジに配置される。一例として、２つのフィルタは、１つのシャフトに結合され、１つのモータによって駆動されてもよい。別の例として、２つのフィルタの一方と硬化フィルタは１つのシャフトに結合されて１つのモータによって駆動され、２つのフィルタの他方は第２のシャフトに結合されて第２のモータによって駆動される。別の実施形態では、３つを超えるフィルタおよび複数の硬化フィルタがフィルタハウジング内に配置されてもよい。例えば、ハウジング内のフィルタの総数が偶数の場合には、各シャフトに結合されているフィルタの数は同じである。ハウジング内のフィルタの総数が奇数の場合には、各シャフトに結合されているフィルタの数は異なる。

さらに別の実施形態では、フィルタハウジング内のフィルタの配置は、フィルタのタイプに基づくことができる。ここで、フィルタのタイプは、被検体のセクションによって決定することができ、フィルタは被検体のセクションを撮像するように設計されている。例えば、第１のセクションと第２のセクションが接続されている場合には、被検体の第１のセクションを撮像するために使用される第１のフィルタと、被検体の第２のセクションを撮像するために使用される第２のフィルタは、互いに隣接して配置されてもよい。第１のセクションおよび第２のセクションが接続されていない場合には、第１のフィルタおよび第２のフィルタは、（別のフィルタによって分離されるなど）互いに離れて配置されてもよい。一例として、腹部を撮像するためのフィルタは、胸部を撮像するためのフィルタの隣に配置されてもよいが、頭部を撮像するためのフィルタからは離れている。このようにして、腹部を撮像した後に胸部を撮像すると、フィルタを迅速に切り替えることができる。腹部の撮像後に頭部を撮像する場合、撮像被検体を腹部の撮像から頭部の撮像に物理的に移動する必要があるため、フィルタ切り替えの時間は長くなる可能性がある。硬化フィルタは、スカウトスキャンに使用できる２つのフィルタの間に結合することができる。

他の実施形態では、フィルタを含むキャリッジは、ラックアンドピニオン、ベルト、またはケーブル駆動システムのいずれかで並進されてもよい。フィルタアセンブリのフィルタ駆動システムは、２秒以内に１つのフィルタを別のフィルタに切り替えることができる。例えば、フィルタはフィルタ駆動システムによって２秒未満で３〜５インチ並進することができる。

図６は、一体型フィルタアセンブリ（図３の一体型フィルタアセンブリ３２５など）に含まれる複数のフィルタを使用して画像スキャンを実行するための例示的な方法６００を示す。方法６００は、連続するスキャン間で同じキャリッジ内のフィルタを変更することにより、撮像被検体の複数の解剖学的構造の画像取得を実現する。方法６００および本明細書で説明するすべての方法は、撮像システムのコンピューティングデバイス（図２のコンピュータ２１６など）の非一時的メモリに格納された命令に従って実行され得る。

ステップ６０２で、撮像スキャンの被検体（図２の被検体２０４など）を電動テーブル（図２のテーブル２２８など）上に配置することができる。テーブルモータコントローラはテーブルを動かして、被検体の適切な部分がガントリ内にあるようにして撮像することができる。

ステップ６０４で、ルーチンは、スカウトスキャンが望ましいかどうかを判定するステップを含む。スカウトスキャンは、撮像被検体の長手方向軸に沿った投影ビューを提供し、一般に、各々が被検体の内部構造を含む集合体を提供する。スカウトスキャン中、撮像システムのすべての構成要素が静止位置に維持される一方で、被検体は撮像システムを通過して、被検体に対してスキャンを実行することができる。スカウトスキャンは、後続の診断スキャンのために被検体の関心領域を特定するために使用される。

スカウトスキャンが望ましいと決定された場合には、ステップ６０６において、スカウトスキャンを実行するためのスキャンパラメータを設定することができる。例えば、ユーザは、スキャンプロトコルまたはメニューに従ってスキャンパラメータを入力または選択することができる。スキャンパラメータには、スキャン中に使用されるフィルタのタイプとシーケンスを含めることができる。例として、スカウトスキャンでは、ボウタイフィルタと硬化フィルタを使用して、被検体の撮像に使用されるＸ線ビームを調整することができる。スキャンパラメータには、スキャンタイミングの設定も含めることができる。一例として、スキャンタイミングには、各セクションを撮像するための開始時間および継続時間を含めることができる。

ステップ６０８で、ボウタイフィルタ（図３のボウタイフィルタ３２０など）および硬化フィルタ（図３の硬化フィルタ３０２など）を含むキャリッジに結合されたモータを動作させることにより、ボウタイフィルタおよび硬化フィルタをＸ線ビームの経路に配置することができる。キャリッジは、Ｘ線ビームの平面に垂直な平面内のシャフトに沿って移動して、ボウタイフィルタおよび硬化フィルタをビーム内に配置することができる。コントローラは、モータを作動させて、シャフトおよびキャリッジを所望の位置に移動させることができる。ボウタイフィルタは、（患者などの）撮像被検体の軸平面における放射線ビームの空間分布を変化させることができる。例えば、再分布された放射線ビームは、被検体の中心でより高いエネルギーを有し、被検体の周辺部でより低いエネルギーを有することができる。硬化フィルタは、より低いエネルギーの放射線を遮蔽し、それによりビームを減衰させ、「硬化」させる。硬化フィルタは、少なくとも部分的にボウタイフィルタと重なり、ビームは最初に硬化フィルタを通過し、次にボウタイフィルタに入る。

ステップ６１０で、方法６００は、撮像被検体のデータセットの取得を開始し、同時に撮像被検体の解剖学的構造を監視することができる。例えば、放射線源（図１〜図２の符号１０４など）を作動させ、ボウタイフィルタおよび硬化フィルタを通した撮像被検体の放射線露光（図１〜図２の符号１０６など）を開始することができる。スカウトスキャンでは、最小許容ビームを使用することができる。一例では、ビームは５ｍｍとすることができる。硬化フィルタを使用して被検体に到達するビームを減衰させることにより、被検体の放射線被曝を増加させることなく、スカウトスキャン中にＸ線管の温度が上昇した高いパワーのＸ線源を使用することができる。より高いパワーは、診断スキャンの品質を向上させ、ターゲットを含むＸ線管の熱安定性を向上させる。一例では、５０ｋＷのＸ線パワースキャン技術（１００ｋＶ、５００ｍＡ）を使用することができる。

撮像被検体から透過した放射線信号を受信すると、データセットが検出器（図２の符号１０８など）から取得される。一例として、取得されたデータセットを解析することにより、撮像被検体の解剖学的構造を監視することができる。別の例として、撮像被検体の解剖学的構造は、現在撮像されている場所によって推定することができる。現在撮像されている場所は、スキャンの開始位置と電動テーブルの移動距離に基づいて計算することができる。一実施形態では、被検体の解剖学的構造は、異なるタイプにグループ化することができる。例えば、人体の解剖学的構造は、サイズ、頭、胸、腹部などのタイプに基づいてグループ化することができる。

ステップ６１２で、ルーチンは、スカウトスキャンが終了したかどうかを判定するステップを含む。スカウトスキャンの終了は、ステップ６０６でのプロトコル設定に基づいて判定されてもよい。スカウトスキャンが終了していないと判定された場合には、ステップ６１４において、スカウトスキャンが継続され、データを取得することができる。

スカウトスキャンが終了したと判定された場合には、ステップ６１６で、ルーチンは、診断スキャンが望ましいかどうかを判定するステップを含む。一例として、診断スキャンを実行する決定は、スカウトスキャン中に取得されたデータから再構成された画像に基づいて行うことができる。スカウトスキャンからの画像は、二次元または三次元であってもよい。スカウトスキャンに基づいて、診断スキャンのための特定の解剖学的構造を選択することができる。診断スキャンは、スカウトスキャンでは利用できない場合がある特定の解剖学的構造の詳細な画像を提供する。

ステップ６０４で、スカウトスキャンが望まれないと判定された場合には、ルーチンは直接ステップ６１６に進み、診断スキャンが望ましいかどうかを判定することができる。スカウトスキャンは、常に診断スキャンに先行するとは限らない。

診断スキャンが望ましくなく、スカウトスキャンが完了したと判定された場合には、ステップ６１８で、スカウトスキャンから取得されたデータセットが表示され、格納される。一実施形態では、被検体の異なるセクションから取得されたデータセットは、画像を形成するために再構築されてもよい。取得されたデータセットと処理された画像は、撮像システムのストレージに保存され、それ以上のスキャンは実行されない。次いで、ルーチンが終了する。

診断スキャンが望ましいと判定された場合には、ルーチンはステップ６２０に進み、診断スキャンを実行するためにスキャンパラメータを設定することができる。ユーザは、スキャンプロトコルまたはメニューに従ってスキャンパラメータを入力または選択することができる。スキャンパラメータには、スキャン中に使用されるフィルタのタイプとシーケンスを含めることができる。フィルタのタイプは、撮像される撮像被検体の解剖学的構造に基づいて選択することができる。パラメータには、スキャンタイミングの設定も含めることができる。一例として、スキャンタイミングには、各セクションを撮像するための開始時間および継続時間を含めることができる。撮像被検体の解剖学的情報は、計算デバイスのメモリにロードすることができる。解剖学的情報は、プレスキャンから取得されてもよい。解剖学的情報は、以前のスカウトスキャンまたは局所スキャンから取得されてもよい。このステップはまた、被検体の適切なセクションが撮像のためにガントリ内にあるように、電動テーブルにより撮像被検体を動かすステップを含むことができる。

ステップ６２２で、造影剤を撮像被検体に注入することができる。造影剤は、特定の解剖学のために特別に取り込まれた画像のコントラストを向上させることができる。このステップはオプションであり、造影剤を使用せずに診断スキャンを実行してもよい。

ステップ６２４で、ボウタイフィルタを含むキャリッジに結合されたモータを動作させることにより、ボウタイフィルタをＸ線ビームの経路に配置することができる。フィルタのタイプは、被検体の現在撮像されているセクションの解剖学的構造に基づいて決定することができる。キャリッジは、Ｘ線ビームの平面に垂直な平面内のシャフトに沿って移動して、ボウタイフィルタをビーム内に配置することができる。診断スキャンでは、より大きなビームサイズが使用されるため、硬化フィルタは使用できなくなる。一例では、診断スキャンに使用されるボウタイフィルタは、スカウトスキャンで使用されるボウタイフィルタと同じであってもよい。別の例では、診断スキャンに使用されるボウタイフィルタは、スカウトスキャンに使用されるボウタイフィルタとは異なってもよい。このようにして、追加の構成要素を必要とせずに、１つまたは複数のボウタイフィルタおよび硬化フィルタを含む単一のキャリッジを、スカウトスキャンと診断スキャンの両方に使用することができる。

ステップ６２６で、撮像被検体のデータセットを取得して、同時に撮像被検体の解剖学的構造を監視することができる。例えば、放射線源を作動させて、選択されたボウタイフィルタを通して撮像被検体の放射線露光を開始することができる。診断スキャンでは、２５ｍｍ〜１６０ｍｍのビームサイズを使用することができる。データセットは、撮像被検体から透過した放射線信号を受信すると、検出器から取得される。一例として、取得されたデータセットを解析することにより、撮像被検体の解剖学的構造を監視することができる。別の例として、撮像被検体の解剖学的構造は、現在撮像されている場所によって推定することができる。現在撮像されている場所は、スキャンの開始位置と電動テーブルの移動距離に基づいて計算することができる。一実施形態では、被検体の解剖学的構造は、異なるタイプにグループ化することができる。例えば、人体の解剖学的構造は、サイズ、頭、胸、腹部などのタイプに基づいてグループ化することができる。

ステップ６２８で、ルーチンは、診断スキャンが終了したかどうかを判定するステップを含む。診断スキャンの終了は、ステップ６２０におけるプロトコル設定に基づいて判定されてもよい。診断スキャンが終了していないと判定された場合には、ステップ６３０で、診断スキャンを継続し、データを取得することができる。

診断スキャンが終了したと判定された場合には、診断スキャンから取得されたデータセットが表示され、格納される。一実施形態では、被検体の異なるセクションから取得されたデータセットは、画像を形成するために再構築されてもよい。取得されたデータセットと処理された画像は、撮像システムのストレージに保存され、それ以上のスキャンは実行されない。次いで、ルーチンが終了する。

このようにして、第１の撮像（スカウトスキャンなど）中に、キャリッジを移動して、キャリッジに収容された硬化フィルタおよび第１のボウタイフィルタを、放射線源と撮像被検体との間の放射線ビームの経路に配置することができ、また、第２の撮像（診断スキャンなど）中に、キャリッジを移動して、硬化フィルタおよび第１のボウタイフィルタを放射線の経路の外に移動させ、次に、キャリッジに収容された第２のボウタイフィルタを放射線の経路に配置することができる。

このように、単一のキャリッジは、複数のキャリッジを積み重ねてスキャン間でキャリッジを切り替える必要なしに、被検体に入るＸ線ビームの経路に選択的に配置できる１つまたは複数のボウタイフィルタと硬化フィルタを含むことができる。硬化フィルタを使用して被検体に到達するビームを減衰させることの技術的効果は、Ｘ線管の温度が上昇した高いパワーのＸ線源を被検体の放射線被曝を増加させることなくスキャン中に使用できることである。全体的に高いパワーになると、診断スキャンの品質が向上し、ターゲットを含むＸ線管の熱安定性が向上する。

撮像被検体の診断スキャンのためのＸ線露光の前に、Ｘ線管の温度は、所望のより高い温度範囲に上げることができる。望ましい温度範囲では、ターゲット材料は延性があり、材料がより強く、すべてのビームエネルギーが堆積されるターゲット材料上の焦点に対してターゲット材料の融点までの衝撃に耐えることができる。望ましい温度範囲では、ターゲット材料を劣化させることなく、Ｘ線管により高いパワーを使用することができる。より高いパワーを使用することで、診断スキャンの画質を向上させることができる。

タングステン合金ターゲットの望ましい温度範囲は、２００℃〜３００℃であり得る。ターゲットを望ましい温度範囲に加熱した後に、ターゲットがこの温度範囲内に留まる時間は、Ｘ線管の冷却特性と、熱を管に供給する頻度および性質と、の関数である。そのため、Ｘ線管の熱管理システムは、露光が完了した後に管から熱を効率的に取り除き、管を３００℃未満に戻すように設計されている。しかしながら、管が所望の患者スループットに対して速すぎるように冷却されることが可能な場合には、管が必要なパワーレベルで次の患者をスキャンするには冷却されすぎる場合がある。

したがって、診断スキャンを実行する前に、管の温度を上げ、ターゲットの温度を望ましい温度範囲に維持するために、管の調整手順（ここでは管のウォームアップとも呼ばれる）が必要になり得る。管をウォームアップする効果的な方法は、Ｘ線を発生させることである。管のウォームアップ手順は、通常、ターゲットを脆性モードから延性モードに徐々にウォームアップするのに十分なエネルギーを経時的に提供できる、予め定義された低いパワーの長時間露光で構成される。したがって、ＣＴスキャナのオペレータは、患者が部屋に入る前に手動で管のウォームアップを開始して、不要な放射線被曝を回避することができる。ターゲットが脆性モードでないことを保証するために、管の実際の（初期）状態に関係なく、同じウォームアップシーケンスを使用することができる。

しかし、各診断スキャンの前にオペレータが管の調整を手動で開始する場合には、調整プロセスにより、１日に可能な最大数のスキャンを実行しようとするオペレータのワークフローが中断される可能性がある。ウォームアップ手順では、不要な放射線被曝を避けるために患者が部屋の外で待たなければならない追加の３〜５分が必要になる場合がある。この追加の管の調整時間を２人の連続した患者ごとに費やす場合には、スキャンの完了率を高く維持することは困難である。

ターゲット温度が望ましい温度範囲を下回っている間にスキャンを続けると、管を保護するために許容される露光のパワーが制限されるため、画像品質の低下が観察される場合がある。したがって、より冷えた管を使用すると、診断スキャン中に望ましい画質を得るための推奨される放射線量が提供されない場合がある。

オペレータは、患者のスキャンとは別のツールを使用して、管のウォームアップを手動で開始する必要があり得る。システムはＸ線管の状態に関する情報をオペレータに提供するが、管の調整は、システム上のオペレータの固有のワークフローの一部であるとは限らない。一方、管のウォームアップの目的であっても、Ｘ線がオンになっているときは、オペレータがスキャンルームに誰もいないことを確認する必要があるため、調整が自動化されない場合がある。

開ループを実行する、管のウォームアップに固定の予め定義された露光シーケンスを使用すると、ウォームアップ手順の最後に正確なターゲット温度を制御できない場合がある。例えば、診断スキャン時に高温限界（例えば３００℃）を超える可能性がある。特定の較正ステップ（フォーカルスポットアライメントなど）などの一部のツールも、ウォームアップの終了時に望ましいターゲット温度から利益を得て、一貫した結果を生成する。診断スキャンは、詳細な較正が最初に実行されてシステムに保存されたときに、システム環境に一致する温度で実行することでもメリットがある。管に大量のエネルギーを供給する長いウォームアップシーケンスを繰り返し実行すると、一部の管構成要素にストレスがかかり、管の有効寿命が短くなる場合がある。したがって、管のウォームアップの一貫性と使いやすさを中心とした上記の課題を克服するには、新しい手法が必要である。

したがって、本明細書で開示される実施形態によれば、スキャン室内でのスキャンのために被検体（患者など）を準備しながら、短時間で管を効果的にウォームアップするために、一組の管調整手法を実行することができる。Ｘ線管の温度は、閉ループ制御システムにより制御することができる。管の初期熱状態、管の望ましい熱状態、および望ましい熱状態に到達するために利用可能な継続時間が入力として使用され、管の挙動の熱モデルを使用して、管を望ましい状態に遷移させるために必要な露光パラメータ（電圧、電流、露光時間など）を計算することができる。管の初期熱状態を考慮し、閉ループシステムを使用することにより、温度をオーバーシュートすることなく、最終的な望ましい熱状態に到達することができる。様々なスキャンを選択して、様々な最終熱状態を選択することができる（管のウォームアップが完了した後の様々な時間に計画されたこのような診断スキャン、あるいは較正手順のための様々なウォームアップ結果など）。条件付けから被検体のスキャンまでの時間など、条件付けの結果を直接選択することにより、診断露光時に、管のターゲットが最適な温度範囲に留まることを確実にすることができ、これは、患者の手順、または患者のスループットが異なる１日の異なる時間、またはオペレータの異なるシフトもしくはチームによって変化してもよい。

管のウォームアップのためのＸ線生成中に、Ｘ線遮蔽プレートを出口（患者の前）のコリメータアパーチャの前に配置して、被検体の前の一次Ｘ線ビーム経路を完全に遮蔽することができる。このようにして、被検体は診断スキャンのために準備されている部屋にいることができるが、Ｘ線発生は管の調整のために継続され得る。被検体の準備のための管の調整に時間を使用することにより、各被検体に必要とされる全体的な時間を短縮することができ、より多くのスキャンを１日で組み込むことができる。

診断スキャンの前に、１つまたは複数のスカウトスキャンを実行することができる。スカウトスキャン中に高いパワーのＸ線ビームを使用して、直後の診断スキャンのためにＸ線管を調整することができる。スカウトスキャン中に被検体に到達するＸ線ビームの経路に硬化フィルタを追加することにより、被検体に到達するビームを減衰させることができ、それにより被検体の放射線被曝を低減することができる。さらに、被検体に到達するＸ線ビームの部分を減らすために、スカウト露光のビームコリメーションを（スリットアパーチャなどに）大幅に減らすことができ、それによって被検体が受ける実際の放射線量を低減することができる。このようにして、通常、スカウトスキャンに続く診断スキャンの直前に、管のウォームアップを効果的に完了できる。これにより、管調整をスキャン時間外に手動で実行する必要がないシームレスなワークフローが可能になる。実際のスキャン中に管を調整することで、焦点の位置を一貫して熱運動を抑えて実行でき、診断スキャン条件をシステム較正ベクトルの最初の生成方法と一致させることで、より良い画質を実現することができる。管のウォームアップは、診断スキャンが実行される直前に実行され、管のクールダウン時間をあまり必要としないため、時間がかからない。

図７は、コリメータブレード７０２および遮蔽プレート７０４を含むコリメータブレードアセンブリ７００を示す。コリメータブレード７０２は、図４Ａ〜図４Ｅのコリメータブレード４０８または４１０であってよい。遮蔽プレート７０４は、ｘ−ｚ平面においてコリメータブレードの下面に取り付けることができ、ｘ線ビームは、ｙ方向にコリメータブレードアセンブリ７００に入射する。

遮蔽プレート７０４は、コリメータブレード７０２の縁部の外側で一方向に延在することができる。遮蔽プレート７０４の延長部分は、Ｘ線ビームが通過するためのアパーチャを形成するコリメータブレード７０２の縁部から離れて延在することができる。一例として、遮蔽プレートの幅（ｘ方向）は、遮蔽プレート７０４がプレートに入射するあらゆるＸ線を完全に吸収するように配置されるように、コリメータの出力ポート（開口部）よりも長くすることができ、それによって出力ポートを通過する放射線を遮蔽する。遮蔽プレート７０４の長さ（ｚ方向）は、コリメータブレード７０２の長さに等しくてもよい。

遮蔽プレート７０４は、コリメータブレード７０２の下面（基部）と完全にまたは部分的に重なってもよい。この例では、遮蔽プレート７０４は、コリメータブレード７０２の基部と面共有接触している。代替的な実施形態では、コリメータブレード７０２の基部と遮蔽プレート７０４との間にギャップがあってもよく、遮蔽プレート７０４はコリメータのコリメータブレード７０２と出力ポートとの間に配置される。遮蔽プレート７０４は、それと接触するあらゆる直接のまたは散乱されたＸ線ビームを吸収することができるように、鉛またはタングステンで作製することができる。

この例では、コリメータブレード７０２の上面（最上部）は湾曲しているように示されており、検出器に衝突するＸ線ビームの平行ビームプロファイルを得るのを容易にする。別の実施形態では、コリメータブレード７０２の上面は平坦であってもよい。

図８Ａ〜図８Ｂは、遮蔽プレートを含むＸ線ビーム用のコリメーション配置８１２を示す。Ｘ線ビームは、１つまたは複数のフィルタ（ボウタイフィルタおよび／または硬化フィルタなど）を通過した後に、第１のコリメータブレード８０２と第２のコリメータブレード８０４との間に形成されるギャップ（アパーチャ）を通過することができる。一例として、第１のコリメータブレードは、図４Ａ〜図４Ｅの第１のコリメータブレード４０８および／または図７のコリメータブレード７０２であってもよく、第２のコリメータブレードは、図４Ａ〜図４Ｅの第２のコリメータブレード４１０であってよい。第１のコリメータブレード８０２と第２のコリメータブレード８０４との間のギャップを通過した後に、Ｘ線ビームは、コリメータ出力ポート（開口部）８１２を通ってコリメータから出ることができる。第１のコリメータブレード８０２と第２のコリメータブレード８０４との間のギャップは、所望のビーム直径に対応することができる。

第１の遮蔽プレート８０６は、第１のコリメータブレード８０２の基部に結合されてもよく、第２の遮蔽プレート８０７は、第２のコリメータブレード８０４の基部に結合され、そこに入射する直接のまたは散乱されたＸ線ビームを遮蔽することができる。第１の遮蔽プレート８０６は、Ｘ線ビーム全体が出力ポートを通ってコリメータから出るのを遮蔽することが望まれる場合に、Ｘ線ビームを効果的に遮蔽するために第１のコリメータブレード８０２の縁部を越えて延在してもよい。

図８Ａは、コリメーション配置８１２の第１の位置８００を示す。コリメーション配置８１２は、Ｘ線ビームがコリメータから出ることが望まれ、被検体をスキャンするために使用される場合に、第１の位置にあってもよい。

Ｘ線ビーム８０８は、第１のコリメータブレード８０２と第２のコリメータブレード８０４との間のアパーチャ８１６を通過するときに、所望のサイズにコリメートされる。第１のコリメータブレード８０２および第２のコリメータブレード８０４の相対的な位置を調整することにより、アパーチャ８１６のサイズを所望のビームサイズに適合させることができる。次に、コリメートされたＸ線ビームは、出力ポート８１２を通ってコリメータから出ることができる。図８Ｂは、コリメーション配置８１２の第２の位置８５０を示す。

図８Ｂは、コリメーション配置８１２の第２の位置８５０を示す。Ｘ線管の調整中などにＸ線ビームがコリメータから出るのを阻止することが望まれる場合、コリメーション配置８１２は第２の位置にあってもよい。Ｘ線管の調整（ウォームアップ）中に、Ｘ線が生成され、Ｘ線管にエネルギーが与えられる。しかしながら、実際のスキャンの前に被検体の放射線被曝を低減するために、Ｘ線がコリメータを出て、次のスキャンのために準備されている被検体に到達するのを阻止することができる。

第１のコリメータブレード８０２および第２のコリメータブレード８０４の一方または両方を互いに最も近くに移動させることができるので、第１のコリメータブレード８０２と第２のコリメータブレード８０４との間に形成されたアパーチャ（ギャップ）８２６が可能な限り最も低くなり、第１のコリメータブレード８０２、第２のコリメータブレード８０４、第１の遮蔽プレート８０６、および第２の遮蔽プレート８０７のうちの１つまたは複数が、Ｘ線ビーム８０８および二次（散乱）放射線８１６を完全に遮蔽することができる。

この例では、第１の遮蔽プレート８０６と共に第１のコリメータブレード８０２は、Ｘ線全体がコリメータの出力ポート８１２に到達するのを遮蔽するために効果的に使用されている。このように、別個の遮蔽プレートをコリメータブレードに取り付け、遮蔽プレートをＸ線ビームの経路に配置することにより、一次Ｘ線ビームおよび散乱放射線が被検体に到達するのを遮蔽することができる。したがって、Ｘ線管のウォームアップ中に、望ましくない放射線に曝される可能性なしに、スキャン室で被検体を準備することができる。

このようにして、図７および図８Ａ〜図８Ｂのシステムは、ギャップによって分離された第１のコリメータブレードおよび第２のコリメータブレードを含むＸ線コリメータのシステムを可能にし、ギャップはコリメータのアパーチャを形成する。遮蔽プレートは、第１のコリメータブレードに結合され、遮蔽プレートは、Ｘ線ビームの経路に配置され、診断スキャンの前にＸ線管を調整するためのＸ線の生成中にＸ線ビームがコリメータから出るのを阻止する。

図９は、診断スキャンの前にＸ線管を調整するための例示的な方法９００を示す。方法９００は、診断スキャンの完了後に、および／または別の診断スキャンが差し迫っているという指示を（例えば、オペレータを介して）受け取ったときに実行することができる。

ステップ９０２で、ルーチンは、スキャンの前にＸ線管のウォームアップが望ましいかどうかを判定するステップを含む。Ｘ線管のウォームアップは、Ｘ線管およびＸ線ターゲットの温度を望ましい温度範囲まで上げるステップを含むことができる。一例では、望ましい温度範囲は、２００℃〜３００℃であってもよい。ターゲット材料が望ましい温度範囲に到達するように、診断スキャンの前にＸ線管のウォームアップが望ましい場合がある。望ましい温度範囲より下では、ターゲット材料は脆くなり、それにより、ターゲットに衝突する高エネルギー電子ビームは、応力破壊を引き起こし、ターゲットの破損が続く可能性がある。スキャン中に高いＸ線パワーを使用することにより、画質が向上する場合がある。

Ｘ線管のウォームアップが望まれないと判定された場合には、ステップ９０４で、現在のＸ線管の状態を維持することができる。一例では、現在のＸ線管の状態では、管を積極的に加熱するためにＸ線を生成しなくてもよい。別の例では、Ｘ線管内でのＸ線発生は、いかなる変更もなく継続されてもよい。

スキャンの前にＸ線管のウォームアップが望ましいと判定された場合には、ステップ９０６で、Ｘ線管の初期（現在）温度を推定することができる。一例では、熱モデルを使用して、Ｘ線管の初期温度を推定することができる。初期温度は、周囲温度、最後に較正された期間（最後の５時間など）にわたる露光履歴（管で生成されたＸ線のパワーなど）、および管とターゲットの熱伝達係数などのＸ線管の熱特性に基づいてモデル化することができる。このモデルは、状態の経時変化に伴うターゲットの温度を含む管の熱状態を推定する。したがって、ターゲットの温度は、管および他の付随する構成要素の温度と同じであり得る。別の例では、ターゲット温度は管の温度とは異なり、別個の初期ターゲット温度および初期管温度が推定されてもよい。別の例では、Ｘ線管内に収容された温度センサからの入力に基づいて、Ｘ線管温度が推定されてもよい。

ステップ９０８で、次の診断スキャンの開始時の望ましいターゲット温度およびスキャンの開始までの時間を決定することができる。スキャンの開始時の望ましいターゲット温度と、管のウォームアップルーチンの完了から診断スキャンの開始までの残り時間を、終了基準と呼ぶことができる。終了基準は、いくつかのツールまたはシステムプリセットに組み込まれていてもよいし、ユーザにより選択されてもよい。一例として、ユーザは、スキャンプロトコルまたはメニューに従って、所望の温度を入力または選択することができる。また、ユーザは次の診断スキャンの開始時間を入力することができる。

一例では、患者をスキャンする場合、ユーザおよび／またはシステムは、ウォームアップ手順の完了から５分後に管のターゲットが２００℃を超えるべきであると決定することができる。これは、患者を準備し、解剖学的構造を配置し、造影剤注入の準備をするのに十分な時間を確保し、ターゲットが依然として脆性モードを超えていることを確認して、冷たい管の制限を回避し、患者の撮像に利用可能な最大管パワーを可能にする。別の例では、ユーザは、最初の診断露光の前に異なる患者または手順にさらに時間が必要な状況では、ウォームアップ手順の完了後、２００℃（スキャンの開始時）までの時間を１０分に延長したい場合がある。さらに別の例では、フォーカルスポットアライメントなどの較正ツールでは、スポットを平均動作管温度に合わせるために、管のウォームアップの１分後にターゲットを３３０℃にする必要があり、したがって、患者のスキャンのための操作を最適化し、時間の経過に伴うアライメントの一貫性を向上させる。

ステップ９１０で、遮蔽プレートをコリメータ内に配置して、コリメータアパーチャを遮蔽することができる。遮蔽プレート（図８Ｂの遮蔽プレート８０６など）は、出口（患者の前）コリメータアパーチャの前に配置することができる。遮蔽プレートは、プレートと接触するＸ線放射を吸収し、それにより、放射線が被検体に到達するのを阻止することができるタングステンで作製することができる。遮蔽プレートは、アパーチャおよびコリメータの出力ポートを完全に遮蔽するコリメータの出力ポートの上に配置されてもよく、アパーチャは、第１のコリメータブレードと第２のコリメータブレードとの間のギャップによって形成される。遮蔽プレートは、第１のコリメータブレードおよび第２のコリメータブレードのうちの１つの下面に結合されてもよく、下面はコリメータの出力ポートの近位にある。遮蔽プレートは、第１のコリメータブレードの基部の第１の縁部を越えて延在してもよく、第１の縁部は第２のコリメータブレードから遠位にある。

遮蔽プレートはコリメータの出力ポートと完全に重なり、コリメータ内の十分なシールドと共に、開いたポートを通してコリメータアセンブリから漏れる間接的な散乱および迷光は無視することができる。したがって、コリメータブレードは、特定の最小アパーチャを維持し、ビームを完全に遮蔽しないように設計することができる。したがって、遮蔽プレートがないと、不要な散乱放射線がコリメータから漏れる可能性がある。したがって、別個の遮蔽プレートを使用することにより、Ｘ線ビームは、管のウォームアップ中に被検体に到達することを完全に阻止され得る。

ステップ９１２で、管のウォームアップのためにＸ線放射を開始することができる。例えば、放射線源（図１〜図２の符号１０４など）を作動させることができる。Ｘ線ビームは、被検体に到達する前に遮蔽プレートによって減衰され得る。Ｘ線放射はスキャンに使用されていない。ステップ９１４では、閉ループシステムによりＸ線放射線量を調整することにより、Ｘ線管の温度を調整することができる。（ステップ９０８で決定された）ウォームアップ終了基準、ならびに初期Ｘ線管温度および初期Ｘ線ターゲット温度は、熱管理モジュールへの入力として使用されてもよい。熱管理モジュールは、時間の経過に伴う管の熱状態のモデルを含む。開始温度条件とＸ線管の熱モデルが与えられると、熱管理モジュールは特定のシーケンスのウォームアップ露光を計算し、望ましい時間後に管のターゲットがその温度目標に到達するようにする。ウォームアップシーケンスは、終了基準に関連する管の実際の状態に合わせて自動的に調整され得る。一例では、初期ターゲット温度に基づいて、モジュールは、管を望ましい温度まで暖めるのに望ましい十分なエネルギーを提供するために、管に供給されるパワーの大きさ（管の電圧および電流の形で）を決定することができる。ターゲットの温度はウォームアップ段階中に継続的に推定することができ、モジュールはＸ線管の現在の温度に基づいて管のパワーを調整することができる。

一例として、温度がより速い速度で増加する場合には、Ｘ線管に供給されるパワーは減少し得るが、温度増加率が遅れる場合、管のパワーは増加し得る。モジュールはＸ線管の熱モデルを使用して、ウォームアップの終了から診断スキャンの開始までの時間内の温度の低下を予測し、それに応じてウォームアップ段階の終了時に到達する終了温度を調整することができる。ウォームアップ段階の終了時に到達する温度は、ウォームアップの終了から診断スキャンの開始までの時間の熱損失と温度低下を考慮に入れて、診断スキャンの望ましい温度範囲より高くなることがある。一例として、ウォームアップ期間の終了から５分後に２００℃で診断スキャンを開始する場合には、ウォームアップ期間の終了温度を２２０℃に調整して、診断スキャン前に５分間放熱すると（管のアクティブな加熱が中止された場合）、診断スキャンの開始時の温度は２００℃になることがある。このようにして、Ｘ線管調整の閉ループ制御により、診断スキャンの開始時に望ましい温度に到達することができる。

特定の目標を達成するために必要な時間よりも長く管のウォームアップを実行することにより、システムの効率が向上する場合がある。また、閉ループ制御により、終了状態（診断スキャンの開始）の正確な制御を改善できるため、冷えた管の制限または管の冷却遅延を回避することができる。また、必要以上のエネルギーを受け取る可能性がある管への不要なストレスが軽減され得る。

アダプティブ管ウォームアップがあっても、オペレータは必要に応じて管の調整を開始して、低温制約を回避する必要がある。システムが、患者のセットアップとは無関係に、またはシステムの通常のワークフローの一部として自動的に手動の管ウォームアップを実行できるワークフローをサポートすることが望ましい。

管の調整のためにＸ線が生成されている間、ステップ９１６で、撮像スキャンの被検体（図２の被検体２０４など）が、次の診断スキャンのために準備されてもよい。被検体は、電動テーブル（図２のテーブル２２８など）上に配置されてもよい。テーブルモータコントローラはテーブルを動かして、被検体の適切な部分がガントリ内にあるようにして撮像することができる。造影剤を撮像被検体に注入してもよい。造影剤は、特定の解剖学のために特別に取り込まれた画像のコントラストを向上させることができる。このステップはオプションであり、造影剤を使用せずに診断スキャンを実行してもよい。Ｘ線ビームは被検体に到達しないように遮蔽されているため、被検体への放射線被曝なしに、管のウォームアップと同時に被検体の準備を行うことができる。

管のウォームアップ中に、診断パラメータを設定して診断スキャンを実行することができる。ユーザは、スキャンプロトコルまたはメニューに従ってスキャンパラメータを入力または選択することができる。スキャンパラメータには、スキャン中に使用されるフィルタのタイプとシーケンスを含めることができる。フィルタのタイプは、撮像される撮像被検体の解剖学的構造に基づいて選択することができる。パラメータには、スキャンタイミングの設定も含めることができる。一例として、スキャンタイミングには、各セクションを撮像するための開始時間および継続時間を含めることができる。撮像被検体の解剖学的情報は、計算デバイスのメモリにロードすることができる。解剖学的情報は、プレスキャンから取得されてもよい。解剖学的情報は、以前のスカウトスキャンまたは局所スキャンから取得されてもよい。このステップはまた、被検体の適切なセクションが撮像のためにガントリ内にあるように、電動テーブルにより撮像被検体を動かすステップを含むことができる。

ステップ９１８で、ルーチンは、ウォームアップ段階の終了時に望ましいターゲット温度に達したかどうかを判定するステップを含む。前述のように、ウォームアップ段階の終了時の望ましいターゲット温度は、診断スキャンの開始時の望ましいターゲット温度より高くなることがある。ウォームアップ期間の終わりに望ましいターゲット温度に到達していないと判定された場合には、ステップ９２０で、Ｘ線発生を管温度の閉ループ制御で継続することができる。

ウォームアップ段階の終了時に望ましいターゲット温度に到達したと判定された場合には、ステップ９２１で、放射線源を非アクティブ化することにより、Ｘ線生成を中止することができる。ステップ９２２で、遮蔽プレートをＸ線ビームの経路の外に移動させることができ、診断スキャンで使用されるフィルタをビームの経路に移動させることができる。ボウタイフィルタは、ボウタイフィルタを含むキャリッジに結合されたモータを動作させることにより、Ｘ線ビームの経路に配置することができる。フィルタのタイプは、被検体の現在撮像されているセクションの解剖学的構造に基づいて決定することができる。キャリッジは、Ｘ線ビームの平面に垂直な平面内のシャフトに沿って移動して、ボウタイフィルタをビーム内に配置することができる。

ステップ９２４では、放射線源を作動させることによりＸ線発生を開始することができ、設定されたスキャンパラメータに従って診断スキャンを開始することができる。このようにして、診断スキャンの開始前に、Ｘ線管でＸ線を生成することによりＸ線管をウォームアップすることができ、生成されたＸ線のパワーは、Ｘ線管の温度の閉ループ制御により調整することができ、そして、Ｘ線管のウォームアップ中に、Ｘ線ビームの経路に遮蔽プレートを配置することにより、Ｘ線ビームがコリメータから出るのを遮断することができる。

図１０は、スキャン前のＸ線管温度の開ループ制御を示すブロック図１０００を示す。ステップ１００２で、スキャンの前に実行されるＸ線管調整の終了基準は、ユーザによる入力またはシステムによる入力のいずれかとして定義することができる。終了基準には、次のスキャンの開始時のＸ線ターゲットの温度と、管調整（ここではウォームアップとも呼ばれる）段階の終了から次のスキャンの開始までの時間を含めることができる。

終了基準が定義されると、ステップ１００４において、システムは、終了基準を達成するためのウォームアップ段階中にＸ線管に供給されるエネルギー量を計算することができる。供給されるエネルギー量を決定するために、ステップ１０１２で、システムは、熱モデルおよび／またはＸ線管温度センサにより現在のＸ線管温度を問い合わせる。システムは、ルックアップテーブルを使用して、現在の温度と終了基準を入力として供給されるエネルギー量と、Ｘ線管に出力として供給されるエネルギー量と、を決定することができる。

ステップ１００６で、システムは、Ｘ線管に供給されるエネルギー量を特定のＸ線ウォームアップ露光に変換することができる。エネルギーは、単一の連続的なＸ線露光として、または一連の個別のＸ線露光として与えられてもよい。各露出で供給されるパワーは、Ｘ線管に供給されるエネルギー量および露光の継続時間に基づいて推定することができる。Ｘ線管に供給される可能性のある最大可能パワーなどのシステム制約を考慮に入れて、システムは、入力としてＸ線管に供給されるエネルギー量および各（または唯一の）Ｘ線露光中に供給されるパワーを含むルックアップテーブルに基づいて、管ウォームアップ段階中に供給されるパワーを決定することができる。

ステップ１００８で、ユーザは、放射線源を作動させて、管内でＸ線を生成することができる。生成されるＸ線のパワーは、終了基準を満たすのに望ましいエネルギー量を与えることができる。Ｘ線管の調整中、Ｘ線ビームが患者に到達するのを止めるために、遮蔽プレートがＸ線ビームコリメータ管内に配置されてもよい。ステップ１０１０で、後続の診断スキャンのために患者を設定することができ、終了基準に到達すると、診断スキャンを実行することができる。あるいは、（患者の存在の有無にかかわらず）較正スキャンも実行することができる。

スキャンが完了すると、同じまたは次の患者の次のスキャンのためにＸ線管が直ちに準備され、現在のＸ線管の温度がシステムから照会され、Ｘ線管の閉ループ温度制御に使用される。

前述のように、診断スキャンの前にＸ線ターゲット温度に到達することが望まれる。望ましい熱範囲より下で動作することにより、Ｘ線管ターゲット材料が脆くなり、それにより、ターゲットの亀裂の数が増加し、ターゲットの劣化につながる可能性がある。望ましい熱範囲より上で動作することにより、システムが過熱し、診断スキャン時に十分な速さで冷却することができなくなる。Ｘ線管を望ましい温度範囲外で動作させると、Ｘ線ターゲット材料の長期信頼性が低下し、管の保守に関連する直接コストが高くなり、ユーザの間接コストが高くなり、また、システムが最適な動作範囲より上または下で動作している場合には、動作電流値の範囲が減少する。

典型的な調整手順では、通常、最適な動作状態に到達するために必要な実際のエネルギーレベルを考慮せずに、Ｘ線管ターゲットに熱エネルギーをダンプする場合がある。これは、実際の診断スキャンの開始時に管がこの過剰に加えられた熱エネルギーから十分に冷却する必要があるため、ピーク能力へのアクセスが制限される可能性がある。患者の解剖学的構造のスキャンを含むＣＴベースの手順の場合、Ｘ線放射に対する患者の吸収線量のレベルは、手順の適切性を考慮するために重要である。スキャン中またはその前に、患者の放射線被曝が所定のレベルを超えないことを保証するために、適切な措置が講じられてもよい。

診断スキャンの前に、１つまたは複数のスカウトスキャンを実行することができる。スカウトスキャン中に高いパワーのＸ線ビームを使用して、直後の診断スキャンのためにＸ線管を調整することができる。

スカウトスキャンの直前に、望ましいＸ線ターゲット温度範囲に到達するための目標エネルギーレベルを、スキャンパラメータ最適化アルゴリズムへの入力として提供することができる。さらに、患者の放射線吸収線量の限界を、スキャンパラメータ最適化アルゴリズムへの入力として使用することができる。次に、アルゴリズムは、後続のスカウトスキャンのスキャンパラメータを調整して、ターゲットのエネルギーをＸ線管に与えて、後続の診断スキャン用に管を最適に調整し、また、スカウトスキャンではユーザが選択したレベルの吸収線量のみに患者が曝されるようにすることができる。スカウトスキャン中に被検体に到達するＸ線ビームの経路に硬化フィルタを追加することにより、被検体に到達するビームを減衰させることができ、それにより被検体の放射線被曝を低減することができる。スカウトスキャン中に高いパワーのビームを使用することにより、スカウトスキャンの画質が向上し、後続の診断スキャンのスキャン範囲を、確信をもって規定し、基礎となるスカウト画像のコントラストとノイズの比率を維持する能力を維持することなどの、スカウトモードの主要な属性も維持または改善され得る。

図１１は、診断スキャンの前にＸ線管を調整するためにスカウトスキャンを使用するための例示的な方法１１００を示す。方法１１００は、診断スキャンの完了後に、および／または診断スキャンが差し迫っているとの指示を（例えば、オペレータを介して）受け取ったときに実行されてもよい。

ステップ１１０２で、ルーチンは、スキャンの前にＸ線管のウォームアップが望ましいかどうかを判定するステップを含む。Ｘ線管のウォームアップは、Ｘ線管およびＸ線ターゲットの温度を望ましい温度範囲まで上げるステップを含むことができる。一例では、望ましい温度範囲は、２００℃〜３００℃であってもよい。ターゲット材料が望ましい温度範囲に到達するように、診断スキャンの前にＸ線管のウォームアップが望ましい場合がある。望ましい温度範囲より下では、ターゲット材料は脆くなり、それにより、ターゲットに衝突する高エネルギー電子ビームは、応力破壊を引き起こし、ターゲットの劣化が続く可能性がある。スキャン中に高いＸ線パワーを使用することにより、画質が向上する場合がある。

Ｘ線管のウォームアップが望まれないと決定された場合には、ステップ１１０４において、現在のＸ線管の状態が維持され得る。一例では、現在のＸ線管の状態では、管を積極的に加熱するためにＸ線を生成しなくてもよい。別の例では、Ｘ線管内でのＸ線発生は、いかなる変更もなく継続されてもよい。

スキャンの前にＸ線管のウォームアップが望ましいと決定された場合には、ステップ１１０６で、許容される患者吸収線量範囲をオペレータからの入力として受け取ることができる。許容される吸収線量範囲の上限は、スキャンされている被検体に有害な影響を与えない可能性があるＸ線被曝のレベルに対応することができる。一例として、被検体と接触するＸ線放射の被曝レベルは、式１によって与えられ得る。

ここで、ＣＴＤＩ_Ｖｏｌは許容することができる患者のＸ線吸収線量のユーザ定義範囲の上限であり、

は参照技法での被検体の吸収線量であって、

はＸ線管内の電圧（ｋＶ）に基づいており、スカウトパワーは、Ｘ線管内の電圧（ｋＶ）とＸ線管内の電流（ｍＡ）の関数であり、クレードル速度は、被検体が置かれているベッドの速度（ｍｍ／秒）であり、アパーチャはシステムアイソセンターでのビームアパーチャである。一例として、患者の放射線被曝は、スカウトスキャン中の患者吸収線量または放射（スカウトＣＴＤＩｖｏｌ）であってもよい。患者の被曝は、ＣＴシステムによって取得されたものとは異なる場合がある。ステップ１１０８において、診断スキャンの前に実行されるスカウトスキャンの数を決定することができる。オペレータは、キーボードまたはオペレータコンソールのタッチスクリーンを介して、必要なスカウトスキャンの数を入力することができる。一例として、２つのスカウトスキャンが実行されてもよく、一方は被検体の側面から、もう一方は被検体の正面から実行されてもよい。

ステップ１１１０で、スカウトスキャンのスキャン範囲を決定することができる。スカウトスキャンの継続時間は、スキャン範囲とクレードル速度の組み合わせによって決定され得る。一例として、クレードルは最低速度と最高速度との間で移動することができる場合がある。スカウトスキャンの継続時間は、クレードル速度の関数であってもよい。スカウトスキャンの継続時間は、最低のクレードル速度で最も長くなり得る。したがって、スキャン範囲は、スカウトスキャンの最大時間を設定することもできる。

ステップ１１１２で、Ｘ線管の初期（現在）温度を、後続の診断スキャンの開始時の望ましいＸ線ターゲット温度（本明細書では最終温度と呼ばれる）と共に決定することができる。一例では、熱モデルを使用して、Ｘ線管の初期温度を推定することができる。初期温度は、周囲温度、最後に較正された期間（最後の５時間など）にわたる露光履歴（管で生成されたＸ線のパワーなど）、および管とターゲットの熱伝達係数などのＸ線管の熱特性に基づいてモデル化することができる。このモデルは、状態の経時変化に伴うターゲットの温度を含む管の熱状態を推定する。したがって、ターゲットの温度は、管および他の付随する構成要素の温度と同じであり得る。別の例では、ターゲット温度は管の温度とは異なり、別個の初期ターゲット温度および初期管温度が推定されてもよい。別の例では、Ｘ線管内に収容された温度センサからの入力に基づいて、Ｘ線管温度が推定されてもよい。

スキャンの開始時の望ましいターゲット温度と、スカウトスキャンの完了から診断スキャンの開始までの残り時間を、終了基準と呼ぶことができる。終了基準は、いくつかのツールまたはシステムプリセットに組み込まれていてもよいし、ユーザにより選択されてもよい。一例として、ユーザは、スキャンプロトコルまたはメニューに従って、所望の温度を入力または選択することができる。また、ユーザは次の診断スキャンの開始時間を入力することができる。

一例では、患者をスキャンする場合、ユーザおよび／またはシステムは、スカウトスキャンの完了から５分後に管のターゲットが２００℃を超えるべきであると決定することができる。これは、患者を準備し、解剖学的構造を配置し、造影剤注入の準備をするのに十分な時間を確保し、ターゲットが依然として脆性モードを超えていることを確認して、冷たい管の制限を回避し、患者の撮像に利用可能な最大管パワーを可能にする。別の例では、ユーザは、診断露光の前に困難な患者または手順にさらに時間が必要な状況では、スカウトスキャンの完了後、２００℃（スキャンの開始時）までの時間を１０分に延長したい場合がある。

ステップ１１１４で、望ましいＸ線ターゲット温度を達成するためにＸ線管に与えられるエネルギー量は、後続の診断スキャンの開始時の初期温度および望ましいＸ線ターゲット温度に基づいて推定されてもよい（最終温度）。望ましいエネルギー量は、初期温度、最終温度、およびスカウトスキャンの完了から診断スキャンの開始までの時間の関数として推定することができる。一例では、２つ以上のスカウトスキャンが連続して実行される場合には、望ましいエネルギーが分割され、２つ以上に分割して付与されてもよい。スカウトスキャン中にＸ線管に与えられるエネルギーは、式２で与えられる。

ここで、エネルギーは、スカウトスキャン中にＸ線管に与えられるエネルギー量であり、スカウトパワーは、Ｘ線管電圧とＸ線管電流の大きさの数学的な積であり、クレードル速度は、被検体が置かれているベッドの速度（ｍｍ／秒）であり、スカウト長は、実行されるスカウトスキャンの数の合計継続時間である。スカウト長は、実行されるスカウトスキャンの数と各スカウトスキャンの継続時間の関数であってもよい。

ステップ１１１６で、スキャンパラメータ最適化アルゴリズムを使用して、（ステップ１１０６で決定された）許容可能な患者吸収線量範囲、（ステップ１１０８で決定された）スカウトスキャンの数、（ステップ１１１０で決定された）各スカウトスキャンのスキャン範囲、および（ステップ１１１４で決定された）Ｘ線ターゲットウォームアップの望ましいエネルギーに基づいて、スカウトスキャンのスキャンパラメータを決定することができる。望ましい最終的な熱状態を達成するために管に提供されるパワーは、Ｘ線管のウォームアップのための望ましいエネルギーおよびスカウトスキャンの継続時間の関数である。アルゴリズムは、スキャンの過程で管に提供されるパワーを推定し、そのパワーに対応するＸ線管の電流と電圧を決定する。したがって、パワーレベルが異なると、Ｘ線の線量も異なる。

上記の入力に基づいてスキャンパラメータ最適化アルゴリズムによって規定されたスキャンパラメータは、Ｘ線管電圧（ｋＶ）、Ｘ線管電流（ｋＡ）、スキャン中のクレードル速度（ｍｍ／秒）、システムアイソセンターでのビームアパーチャ、ビーム焦点サイズ、スキャン視野、使用する１つまたは複数のフィルタなどを含むことができる。スキャンパラメータ最適化アルゴリズムは、スカウトスキャンの開始前にスキャンパラメータを自動的に規定することができる。

スカウトスキャンパラメータは、システムのエネルギー需要とユーザが設定した患者吸収線量限度に合わせて調整される。これを達成するために、システムの熱入力需要、ユーザが選択した吸収線量範囲、および独立して設定されたスキャン範囲に一致するために、アルゴリズムは上記のスキャンパラメータを自動的に選択し、スキャン範囲の経過にわたって、患者吸収線量範囲内で、入力エネルギーターゲットを満たすスカウトスキャンを生成する。例として、エネルギーターゲットは、有効なすべてのスカウトスキャン範囲５０〜２０００ｍｍで２５〜４００ｋＪの範囲にある。許容可能な（ユーザが設定した）患者の吸収線量レベルは、０．０２ｍＧｙ〜０．５ｍＧｙの範囲であり得る。一例として、エネルギー需要が２００ｋＪで、スカウトスキャン範囲が独立して４５０ｍｍに設定され、ユーザが０．０２〜０．０６ｍＧｙのスカウトＣＴＤＩｖｏｌ範囲を選択した場合には、アルゴリズムは、８０ｋＶのＸ線管電圧、５５５ｍＡのＸ線管電流、および１００ｍｍ／秒のクレードル速度を自動的に選択することができ、その結果、０．０４ｍＧｙの吸収線量で２００ｋＪのエネルギーが付与される。この例は、与えられたエネルギーと患者の吸収線量の２つの目標を満たすためにアルゴリズムがシステムパラメータを選択する方法の背後にあるメカニズムを示している。

図１２は、スキャンプロトコルのガイドされた選択を示すブロック図１２００を示す。スキャンパラメータ最適化アルゴリズム１２０２を使用して、スカウトスキャンパラメータ１２１２を決定することができる。スキャンパラメータ最適化アルゴリズム１２０２への入力は、最適なＸ線ターゲット温度を達成するための望ましいエネルギー１２０４、最大許容被検体放射線吸収線量レベル（または範囲）１２０６、各スキャンの継続時間などのスカウトスキャンごとのスキャン範囲１２０８、および望ましいエネルギー１２０４を与えるために実行されるスカウトスキャンの数１２１０を含むことができる。入力に基づいて、スキャンパラメータ最適化アルゴリズム１２０２は、各スカウトスキャンの過程中に供給されるパワーを最適化して、スキャンの全期間にわたって望ましいレベルのエネルギーを与えることができるようにすることができる。一例として、アルゴリズムは、ルックアップテーブルを使用して、各スキャン中に供給されるパワーに基づいて出力としてスカウトスキャンパラメータ１２１２を決定することができる。アルゴリズム１２０２によって自動的に設定されたスカウトスキャンパラメータは、Ｘ線管電圧（ｋＶ）、Ｘ線管電流（ｋＡ）、スキャン中のクレードル速度（ｍｍ／秒）、システムアイソセンターでのビームアパーチャ、ビーム焦点サイズ、スキャン視野、使用する１つまたは複数のフィルタなどを含むことができる。

図１１に戻ると、ステップ１１１８で、アルゴリズムによって規定されたスキャンパラメータに基づいて、スカウトスキャンが開始され得る。スカウトスキャン用のＸ線ビームを生成する前に、ボウタイフィルタ（図３のボウタイフィルタ３２０など）および硬化フィルタ（図３の硬化フィルタ３０２など）を含むキャリッジに結合されたモータを動作させることにより、ボウタイフィルタおよび硬化フィルタをＸ線ビームの経路に配置することができる。キャリッジは、Ｘ線ビームの平面に垂直な平面内のシャフトに沿って移動して、ボウタイフィルタおよび硬化フィルタをビーム内に配置することができる。コントローラは、モータを作動させて、シャフトおよびキャリッジを所望の位置に移動させることができる。硬化フィルタは、より低いエネルギーの放射線を遮蔽してビームを減衰させることができ、それにより、スカウトスキャン中の患者の放射線被曝を減少させることができる。硬化フィルタを使用することにより、高いパワーのＸ線ビームを使用して、スカウトスキャン中にＸ線管を加熱しながら、被検体の吸収線量レベルをユーザ指定の吸収線量範囲内に維持することができる。硬化フィルタは、少なくとも部分的にボウタイフィルタと重なり、ビームは最初に硬化フィルタを通過し、次にボウタイフィルタに入る。フィルタがビームの経路に配置されると、Ｘ線を生成するために放射線源を作動させることができる。撮像被検体から透過した放射線信号を受信すると、スカウトスキャンのデータセットが検出器（図２の１０８など）から取得される。

このようにして、キャリッジは、硬化フィルタと１つまたは複数のボウタイフィルタ、ならびにキャリッジを動かして、診断スキャンに先行するスカウトスキャン中に、放射線源と撮像被検体との間の放射線ビームの経路内の硬化フィルタと１つまたは複数のボウタイフィルタのうちの１つとを選択的に配置するためのフィルタ駆動システムを含むことができ、スカウトスキャンは、選択された患者放射線吸収線量限度と、Ｘ線管ウォームアップのために放射線源のＸ線管に与えられるエネルギー量と、に基づいて計算されたスキャンパラメータに従って実行される。

ステップ１１２０で、ルーチンは、スカウトスキャンが終了したかどうかを判定するステップを含む。スカウトスキャンの終了は、ステップ１１１６でアルゴリズムによって決定されたスキャンパラメータに基づいて判定されてもよい。スカウトスキャンが終了していないと判定された場合には、ステップ１１２１で、スカウトスキャンを継続してＸ線管を加熱することができる。一例では、２つ以上のスカウトスキャンを連続して実行してもよい。各スカウトスキャンのスキャンパラメータは、アルゴリズムにより規定してもよい。

スカウトスキャンが終了したと判定された場合、ステップ１１２２において、スカウトスキャンから取得されたデータセットが表示され、格納される。一実施形態では、被検体の異なるセクションから取得されたデータセットは、画像を形成するために再構築されてもよい。取得されたデータセットと処理された画像は、撮像システムのストレージに保存され、それ以上のスキャンは実行されない。

ステップ１１２２で、放射線源を作動させることによりＸ線発生を開始することができ、設定されたスキャンパラメータに従って診断スキャンを開始することができる。ボウタイフィルタは、ボウタイフィルタを含むキャリッジに結合されたモータを動作させることにより、Ｘ線ビームの経路に配置することができる。硬化フィルタをＸ線ビームの経路の外に移動することができ、少なくとも１つのボウタイフィルタをＸ線ビームの経路に配置することができる。フィルタのタイプは、被検体の現在撮像されているセクションの解剖学的構造に基づいて決定することができる。診断スキャンでは、より大きなビームサイズが使用されるため、硬化フィルタは使用できなくなる。一例では、診断スキャンに使用されるボウタイフィルタは、スカウトスキャンで使用されるボウタイフィルタと同じであってもよい。別の例では、診断スキャンに使用されるボウタイフィルタは、スカウトスキャンに使用されるボウタイフィルタとは異なってもよい。キャリッジは、Ｘ線ビームの平面に垂直な平面内のシャフトに沿って移動して、ボウタイフィルタをビーム内に配置することができる。

このようにして、診断スキャンの開始前に、患者吸収線量限度、診断スキャンに先行する１つまたは複数のスカウトスキャンの継続時間、スカウトスキャンの数、診断スキャンの開始におけるＸ線管の最終温度の各々についてのユーザ入力を受け取ることができ、Ｘ線管の現在の温度、Ｘ線管の最終温度、および診断スキャンの開始時間に基づいて、１つまたは複数スカウトスキャン中にＸ線管に与えられるエネルギー量を推定することができ、１患者吸収線量限度と、１つまたは複数のスカウトスキャン中にＸ線管に与えられるエネルギー量と、に基づいて、１つまたは複数のスカウトスキャンのスキャンパラメータを計算することができ、ビーム硬化フィルタをＸ線ビームの経路に配置することができ、そして、Ｘ線管をウォームアップするために、計算されたスキャンパラメータに従って１つまたは複数のスカウトスキャンを実行することができる。

図１３は、スカウトスキャンおよびその後の診断スキャン中のＸ線ターゲット温度の変動の例示的なプロット１３００を示す。ライン１３０２は、熱モデルまたはＸ線管に収容された温度センサの出力により推定されたＸ線ターゲット温度の変動を示す。診断スキャンの場合、ターゲットの望ましい温度範囲は、温度Ｔ２〜温度Ｔ３である。

スカウトスキャンは、時刻ｔ１に開始される。スカウトスキャンの前に、ターゲットの温度は温度Ｔ１〜温度Ｔ２にあり得る。診断スキャンが温度Ｔ２未満で実行されると、ターゲット材料は脆くなり、それにより、ターゲットに衝突する高エネルギー電子ビームは、応力破壊を引き起こし、ターゲットの劣化が続く可能性がある。スカウトスキャン中のＸ線発生中、時刻ｔ２で、ターゲットの温度は温度Ｔ３以上に上昇する場合がある。Ｔ３を超える診断スキャンを実行すると、Ｘ線管の劣化を引き起こす可能性がある。

時刻ｔ３で診断スキャンが実行されるときまでに、ターゲットの温度はＴ１〜Ｔ２の最適な温度範囲まで低下し、ターゲット材料は延性であり、管への悪影響なしに高いパワーのＸ線ビームを診断スキャンに使用することができる。一例として、Ｔ１は１００℃、Ｔ２は２００℃、Ｔ３は３００℃であってもよい。

このようにして、スキャンパラメータ最適化アルゴリズムは、スカウトスキャンのいくつかのスキャン技術パラメータ（管電圧、クレードル速度、電流、ボウタイフィルタ、Ｘ線ビームアパーチャなど）を自動的に規定して、患者をユーザが選択したターゲットとする吸収線量範囲内のＸ線吸収線量に曝しながら、Ｘ線管システムにターゲットレベルの熱エネルギーを同時に与えることができる。このアルゴリズムは、ルーチンの患者ワークフローの一部である手順中のスカウトスキャンの画質を改善しながら、この二重のタスクを実行する。診断スキャン中のＸ線管の最適な熱条件は、Ｘ線管の信頼性の向上に直接つながり、交換の商業コストの削減と顧客満足度の向上を同時にもたらす。

診断スキャンの前にＸ線管を熱的に調整することにより、スキャン中にＣＴシステムの最大パワー能力を使用することができるため、診断画像の品質の一貫性が向上する。Ｘ線管の調整にスカウトスキャンを使用すると、タイミングをＣＴ技術者が管理する必要がある場合に、場合によっては患者のスキャンスケジュールの一部として、スキャンワークフローの標準日の間に生じる個別の追加の室外の管ウォームアップの必要性を軽減または無効にすることができ、それによってワークフローを改善することができる。

一例では、撮像システムのための方法は、選択された患者吸収線量範囲と、診断スキャンに先行する１つまたは複数のスカウトスキャン中に放射線源のＸ線管に与えられるエネルギーの総量と、に基づいて１つまたは複数のスカウトスキャンのスキャンパラメータを計算するステップであって、エネルギーの総量は、診断スキャンの開始時のＸ線管の最終温度に基づいて推定される、ステップと、計算されたスキャンパラメータに従って１つまたは複数のスカウトスキャンを実行するステップと、を含む。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、与えられるエネルギーの総量を推定するステップは、Ｘ線管の初期温度と、１つまたは複数のスカウトスキャンの完了と診断スキャンの開始との間の継続時間と、にさらに基づいて推定される。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、１つまたは複数のスカウトスキャンの各々のスキャンパラメータは、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、クレードル速度、アイソセンターでのビームアパーチャ、ビーム焦点サイズ、スキャン視野、ならびにＸ線ビームの経路に配置される１つまたは複数のフィルタのうちの１つまたは複数を含む。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、スキャンパラメータの計算は、診断スキャンの前に連続して実行されるスカウトスキャンの数にさらに基づく。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、スキャンパラメータの計算は、１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の継続時間にさらに基づき、１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の継続時間は、クレードル速度の関数である。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、患者吸収線量範囲、Ｘ線管の最終温度、およびスカウトスキャンの数の各々は、オペレータによって選択される。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の間、患者放射線吸収線量は、選択された患者吸収線量範囲の最高限度よりも低い。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、エネルギーの総量は、１つまたは複数のスカウトスキャンの完了時にＸ線管に与えられる。前述の例のいずれかまたはすべては、追加または任意選択で、１つまたは複数のスカウトスキャン中に、放射線源と患者との間の放射線ビームの経路に硬化フィルタを配置するステップをさらに含む。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、硬化フィルタは、１つまたは複数のボウタイフィルタをさらに含むキャリッジに収容される。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、硬化フィルタを配置するステップは、シャフトを介してキャリッジに結合されたモータを作動させるステップを含み、シャフトは、放射線の経路の方向に垂直な方向に並進して、硬化フィルタの１つまたは複数と、ボウタイフィルタと、を放射線の経路に配置する。前述の例のいずれかまたはすべては、追加または任意選択で、１つまたは複数のスカウトスキャンの完了時に、キャリッジを動かして硬化フィルタおよびボウタイフィルタを放射線の経路の外に移動させ、次に、キャリッジに収容された異なる第２のボウタイフィルタを放射線の経路に配置するステップをさらに含む。

別の例示的な撮像システムは、硬化フィルタと１つまたは複数のボウタイフィルタとを含むキャリッジと、キャリッジを動かして、診断スキャンに先行するスカウトスキャン中に、放射線源と撮像被検体との間の放射線ビームの経路内の硬化フィルタと１つまたは複数のボウタイフィルタのうちの１つとを選択的に配置するためのフィルタ駆動システムと、を含み、スカウトスキャンは、選択された患者放射線吸収線量限度と、Ｘ線管ウォームアップのために放射線源のＸ線管に与えられるエネルギー量と、に基づいて計算されたスキャンパラメータに従って実行される。前述の例示的な方法では、追加または任意選択で、スカウトスキャンのスキャンパラメータは、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、クレードル速度、アイソセンターでのビームアパーチャ、ビーム焦点サイズ、スキャン視野、ならびにＸ線ビームの経路に配置される１つまたは複数のフィルタのうちの１つまたは複数を含む。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、Ｘ線管に与えられるエネルギー量は、Ｘ線管の初期温度、診断スキャンの開始時にユーザが選択したＸ線管の最終温度、およびスカウトスキャンの完了と診断スキャンの開始との間のユーザが選択した継続時間に基づいて推定される。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、Ｘ線管の初期温度は熱モデルにより推定され、初期温度は、周囲温度、最後のしきい値継続時間にわたってＸ線管で生成されたＸ線のパワー、およびＸ線管の熱特性のうちの１つまたは複数に基づいてモデル化される。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、フィルタ駆動システムは、シャフトを介してキャリッジに結合されたモータを含み、モータは、硬化フィルタと１つまたは複数のボウタイフィルタのうちの１つとを経路に配置するためにシャフトを並進させるように動作し、硬化フィルタは、第１のボウタイフィルタと第２のボウタイフィルタとの間に配置され、硬化フィルタは、第１のボウタイフィルタと第２のボウタイフィルタの各々と部分的に重なる。

さらに別の例では、撮像システムのための方法は、診断スキャンの開始の前に、患者吸収線量限度、診断スキャンに先行する１つまたは複数のスカウトスキャンの継続時間、スカウトスキャンの数、診断スキャンの開始におけるＸ線管の最終温度の各々についてのユーザ入力を受け取るステップと、Ｘ線管の現在の温度、Ｘ線管の最終温度、および診断スキャンの開始時間に基づいて、１つまたは複数スカウトスキャン中にＸ線管に与えられるエネルギー量を推定するステップと、患者吸収線量限度と、１つまたは複数のスカウトスキャン中にＸ線管に与えられるエネルギー量と、に基づいて、１つまたは複数のスカウトスキャンのスキャンパラメータを計算するステップと、ビーム硬化フィルタをＸ線ビームの経路に配置するステップと、Ｘ線管をウォームアップするために、計算されたスキャンパラメータに従って１つまたは複数のスカウトスキャンを実行するステップと、を含む。前述の例示的なシステムでは、追加または任意選択で、１つまたは複数のスカウトスキャンの各々のスキャンパラメータは、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、およびクレードル速度のうちの１つまたは複数を含む。前述の例のいずれかまたはすべてにおいて、追加または任意選択で、硬化フィルタは、１つまたは複数のボウタイフィルタと、１つまたは複数のスカウトスキャン中にＸ線ビームの経路に硬化フィルタを配置するための駆動システムと、を含むキャリッジに取り付けられ、方法は、診断スキャンの開始の前に、硬化フィルタをＸ線ビームの経路の外に移動させて、１つまたは複数のボウタイフィルタのうちの少なくとも１つをＸ線ビームの経路に配置するステップをさらに含む。

図１〜図５Ｄ、図７、および図８Ａ〜図８Ｂは、様々な構成要素の相対的な配置の例示的な構成を示す。互いに直接接触して、または直接結合して示される場合、そのような要素は、少なくとも一例では、各々直接接触しているまたは直接結合していると呼ぶことができる。同様に、互いに連続してまたは隣接して示される要素は、少なくとも一例では、各々互いに連続しているまたは隣接していてもよい。一例として、互いに面を共有して接触している構成要素は、面共有接触と呼ぶことができる。別の例として、それらの間のスペースのみを有し、他の構成要素が存在しない互いに離れて配置された要素は、少なくとも一例では、そのように呼ぶことができる。さらに別の例として、互いに上／下に、互いに反対側に、または互いに左／右に示す要素は、互いに対してそのように呼ぶことができる。さらに、図に示すように、少なくとも一例では、要素の最上部の要素または点は、構成要素の「上部」と称されることがあり、要素の最下部の要素または点は、構成要素の「下部」と呼ぶことができる。本明細書で使用する場合、上部／下部、上側／下側、上／下は、図の垂直軸に相対的であり、図の要素の互いに対する配置を説明するために使用することができる。このように、他の要素の上に示す要素は、一例では、他の要素の上に垂直方向に配置される。さらに別の例として、図内に示す要素の形状は、それらの形状（例えば、円形、直線状、平面状、湾曲状、球形、面取り、角度付きなど）を有すると呼ぶことができる。さらに、互いに交差して示される要素は、少なくとも一例では、交差している要素または互いに交差していると呼ぶことができる。またさらに、別の要素内に示す要素または別の要素の外側に示す要素は、一例では、そのように呼ぶことができる。

本明細書で使用する場合、単数形で列挙され、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という単語に続けられる要素またはステップは、除外することが明示的に述べられない限り、複数の前記要素またはステップを除外しないと理解されたい。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、列挙された特徴をも組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図しない。さらに、明示的に反対の記載がない限り、特定の性質を有する要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その性質を有さない追加のそのような要素を含むことができる。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこで（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれの用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の明示的な均等物として使用される。さらに、「第１の」、「第２の」、および「第３の」などの用語は、単にラベルとして使用され、それらの対象物に数値的要件または特定の位置的順序を課すことを意図しない。

本明細書は、最良の態様を含めて本発明を開示すると共に、いかなる当業者も、任意のデバイスまたはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含め、本発明を実施することを可能にするために、実施例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されると共に、当業者に想起される他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的な差のない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
［実施態様１］
撮像システム（２００）のための方法（６００）であって、
選択された患者吸収線量範囲と、診断スキャンに先行する１つまたは複数のスカウトスキャン中に放射線源（１０４）のＸ線管に与えられるエネルギーの総量と、に基づいて前記１つまたは複数のスカウトスキャンのスキャンパラメータ（１２１２）を計算するステップであって、前記エネルギーの総量は、前記診断スキャンの開始時の前記Ｘ線管の最終温度に基づいて推定される、ステップ（６０６）と、
前記計算されたスキャンパラメータ（１２１２）に従って前記１つまたは複数のスカウトスキャンを実行するステップ（６１０）と、
を含む方法（６００）。
［実施態様２］
与えられる前記エネルギーの総量を推定する前記ステップは、前記Ｘ線管の初期温度と、前記１つまたは複数のスカウトスキャンの完了と前記診断スキャンの前記開始との間の継続時間と、にさらに基づいて推定される、実施態様１に記載の方法（６００）。
［実施態様３］
前記１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の前記スキャンパラメータ（１２１２）は、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、クレードル速度、アイソセンターでのビームアパーチャ、ビーム焦点サイズ、スキャン視野、ならびにＸ線ビーム（１０６）の経路に配置される１つまたは複数のフィルタのうちの１つまたは複数を含む、実施態様１に記載の方法（６００）。
［実施態様４］
前記スキャンパラメータ（１２１２）の前記計算は、前記診断スキャンの前に連続して実行されるスカウトスキャンの数（１２１０）にさらに基づく、実施態様３に記載の方法（６００）。
［実施態様５］
前記スキャンパラメータ（１２１２）の前記計算は、前記１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の継続時間にさらに基づき、前記１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の前記継続時間は、前記クレードル速度の関数である、実施態様４に記載の方法（６００）。
［実施態様６］
前記患者吸収線量範囲、前記Ｘ線管の前記最終温度、およびスカウトスキャンの数（１２１０）の各々は、オペレータによって選択される、実施態様４に記載の方法（６００）。
［実施態様７］
前記１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の間、患者放射線吸収線量は、前記選択された患者吸収線量範囲の最高限度よりも低い、実施態様１に記載の方法（６００）。
［実施態様８］
前記エネルギーの総量は、前記１つまたは複数のスカウトスキャンの完了時に前記Ｘ線管に与えられる、実施態様１に記載の方法（６００）。
［実施態様９］
前記１つまたは複数のスカウトスキャン中に、放射線源（１０４）と患者との間の放射線ビームの経路に硬化フィルタ（２４３）を配置するステップをさらに含む、実施態様１に記載の方法（６００）。
［実施態様１０］
前記硬化フィルタ（２４３）は、１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）をさらに含むキャリッジ（３１８）に収容される、実施態様９に記載の方法（６００）。
［実施態様１１］
前記硬化フィルタ（２４３）を配置するステップ（６０８）は、シャフト（５０５）を介して前記キャリッジ（３１８）に結合されたモータ（５０２）を作動させるステップを含み、前記シャフト（５０５）は、前記放射線の前記経路の方向に垂直な方向に並進して、前記硬化フィルタ（２４３）の１つまたは複数と、ボウタイフィルタ（２４１、２４２）と、を前記放射線の前記経路に配置する、実施態様１０に記載の方法（６００）。
［実施態様１２］
前記１つまたは複数のスカウトスキャンの完了時に、前記キャリッジ（３１８）を動かして前記硬化フィルタ（２４３）および前記ボウタイフィルタ（２４１、２４２）を前記放射線の前記経路の外に移動させ、次に、前記キャリッジ（３１８）に収容された異なる第２のボウタイフィルタ（２４２）を前記放射線の前記経路に配置するステップをさらに含む、実施態様１０に記載の方法（６００）。
［実施態様１３］
撮像システム（２００）であって、
硬化フィルタ（２４３）と１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）とを含むキャリッジ（３１８）と、前記キャリッジ（３１８）を動かして、診断スキャンに先行するスカウトスキャン中に、放射線源（１０４）と撮像被検体との間の放射線ビームの経路内の前記硬化フィルタ（２４３）と前記１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）のうちの１つとを選択的に配置するためのフィルタ駆動システム（５９０）と、を含み、前記スカウトスキャンは、選択された患者放射線吸収線量限度と、Ｘ線管ウォームアップのために前記放射線源（１０４）のＸ線管に与えられるエネルギー量と、に基づいて計算されたスキャンパラメータ（１２１２）に従って実行される、システム（２００）。
［実施態様１４］
前記スカウトスキャンの前記スキャンパラメータ（１２１２）は、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、クレードル速度、アイソセンターでのビームアパーチャ、ビーム焦点サイズ、スキャン視野、ならびにＸ線ビーム（１０６）の経路に配置される１つまたは複数のフィルタのうちの１つまたは複数を含む、実施態様１３に記載のシステム（２００）。
［実施態様１５］
前記Ｘ線管に与えられる前記エネルギー量は、前記Ｘ線管の初期温度、前記診断スキャンの開始時にユーザが選択した前記Ｘ線管の最終温度、および前記スカウトスキャンの完了と前記診断スキャンの前記開始との間のユーザが選択した継続時間に基づいて推定される、実施態様１３に記載のシステム（２００）。
［実施態様１６］
前記Ｘ線管の前記初期温度は熱モデルにより推定され、前記初期温度は、周囲温度、最後のしきい値継続時間にわたって前記Ｘ線管で生成されたＸ線のパワー、および前記Ｘ線管の熱特性のうちの１つまたは複数に基づいてモデル化される、実施態様１５に記載のシステム（２００）。
［実施態様１７］
前記フィルタ駆動システム（５９０）は、シャフト（５０５）を介して前記キャリッジ（３１８）に結合されたモータ（５０２）を含み、前記モータ（５０２）は、前記硬化フィルタ（２４３）と前記１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）のうちの前記１つとを前記経路に配置するために前記シャフト（５０５）を並進させるように動作し、前記硬化フィルタ（２４３）は、第１のボウタイフィルタ（２４１）と第２のボウタイフィルタ（２４２）との間に配置され、前記硬化フィルタ（２４３）は、前記第１のボウタイフィルタ（２４１）と前記第２のボウタイフィルタ（２４１）の各々と部分的に重なる、実施態様１３に記載のシステム（２００）。
［実施態様１８］
撮像システム（２００）のための方法（１１００）であって、
診断スキャンの開始の前に、
患者吸収線量限度、前記診断スキャンに先行する１つまたは複数のスカウトスキャンの継続時間、スカウトスキャンの数（１２１０）、前記診断スキャンの前記開始におけるＸ線管の最終温度の各々についてのユーザ入力を受け取るステップ（１１０６）と、
前記Ｘ線管の現在の温度、前記Ｘ線管の前記最終温度、および前記診断スキャンの開始時間に基づいて、前記１つまたは複数スカウトスキャン中に前記Ｘ線管に与えられるエネルギー量を推定するステップ（１１１４）と、
患者吸収線量限度と、前記１つまたは複数のスカウトスキャン中に前記Ｘ線管に与えられる前記エネルギー量と、に基づいて、前記１つまたは複数のスカウトスキャンのスキャンパラメータ（１２１２）を計算するステップ（１１１６）と、
ビーム硬化フィルタ（２４３）をＸ線ビーム（１０６）の経路に配置するステップと、
前記Ｘ線管をウォームアップするために、前記計算されたスキャンパラメータ（１２１２）に従って前記１つまたは複数のスカウトスキャンを実行するステップ（１１１８）と、
を含む方法（１１００）。
［実施態様１９］
前記１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の前記スキャンパラメータ（１２１２）は、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、およびクレードル速度のうちの１つまたは複数を含む、実施態様１８に記載の方法（１１００）。
［実施態様２０］
前記硬化フィルタ（２４３）は、１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）と、前記１つまたは複数のスカウトスキャン中に前記Ｘ線ビーム（１０６）の前記経路に前記硬化フィルタ（２４３）を配置するための駆動システムと、を含むキャリッジ（３１８）に取り付けられ、前記方法は、前記診断スキャンの前記開始の前に、前記硬化フィルタ（２４３）を前記Ｘ線ビーム（１０６）の前記経路の外に移動させて、前記１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）のうちの少なくとも１つを前記Ｘ線ビーム（１０６）の前記経路に配置するステップをさらに含む、実施態様１８に記載の方法（１１００）。

１００ ＣＴシステム
１０２ ガントリ
１０４ Ｘ線放射線源
１０６ Ｘ線、Ｘ線ビーム、Ｘ線放射線
１０８ 検出器アレイ
１１０ 画像処理ユニット
１１２ 被検体
２００ 撮像システム
２０２ 検出器素子、検出器
２０４ 被検体
２０６ 回転中心
２０８ 制御機構
２１０ Ｘ線コントローラ
２１２ ガントリモータコントローラ
２１４ データ収集システム（ＤＡＳ）
２１６ コンピューティングデバイス、コンピュータ
２１８ 記憶装置
２２０ オペレータコンソール
２２４ 画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）
２２６ テーブルモータコントローラ
２２８ 可動テーブル、電動テーブル
２３０ 画像再構築器
２３２ ディスプレイ
２４０ フィルタキャリッジ、フィルタハウジング
２４１ 第１のボウタイフィルタ
２４２ 第２のボウタイフィルタ
２４３ 硬化フィルタ
３００ 不等角投影図
３０２ 硬化フィルタ、キャリッジ
３０４ 支持構造体、支持プレート
３０６ 第１の金属シート
３０８ 第２の金属シート
３１２ ボルト
３１５ 一体型フィルタアセンブリ
３１８ キャリッジ
３２０ 第１のボウタイフィルタ
３２１ 第１のスロット
３２２ 第２のボウタイフィルタ
３２３ 第２のスロット
３２４ アルミニウムフィルタ
３２５ 一体型フィルタアセンブリ
３３３ タブ
３３５ 切り欠き
３４０ 矢印
３４２ Ｘ線ビーム
３４５ 凹部
４００ 第１の実施形態
４０８ 第１のコリメータブレード
４１０ 第２のコリメータブレード
４１２ コリメーション配置
４１４ アパーチャ
４１５ Ｘ線ビーム
４２０ 第２の実施形態
４２４ アパーチャ
４２５ Ｘ線ビーム
４４０ 第３の実施形態
４４４ アパーチャ
４４５ Ｘ線ビーム
４６０ 第４の実施形態
４６４ アパーチャ
４６５ Ｘ線ビーム
４８０ 第５の実施形態
４８４ アパーチャ
４８５ Ｘ線ビーム
５００ フィルタアセンブリ
５０１ Ｘ線ビーム
５０２ 第１のモータ
５０３ 第２のモータ
５０４ キャリッジ
５０５ 第１のシャフト、フィルタ
５０６ 第２のフィルタ
５０７ 第３のフィルタ
５０８ 第１のフィルタ
５０９ 第２のシャフト
５１０ フィルタハウジング
５１１ ボールねじ
５１２ ボールねじ
５１３ 硬化フィルタ
５２０ 第１の位置
５２３ ギャップ
５４０ 第２の位置
５６０ 第３の位置
５８０ 第４の位置
５９０ フィルタ駆動システム
６００ 方法
６０２ ステップ
６０４ ステップ
６０６ ステップ
６０８ ステップ
６１０ ステップ
６１２ ステップ
６１４ ステップ
６１６ ステップ
６１８ ステップ
６２０ ステップ
６２２ ステップ
６２４ ステップ
６２６ ステップ
６２８ ステップ
６３０ ステップ
７００ コリメータブレードアセンブリ
７０２ コリメータブレード
７０４ 遮蔽プレート
８００ 第１の位置
８０２ 第１のコリメータブレード
８０４ 第２のコリメータブレード
８０６ 第１の遮蔽プレート
８０７ 第２の遮蔽プレート
８０８ Ｘ線ビーム
８１０ フィルタハウジング
８１２ コリメーション配置、出力ポート
８１６ アパーチャ、放射線
８５０ 第２の位置
９００ 方法
９０２ ステップ
９０４ ステップ
９０６ ステップ
９０８ ステップ
９１０ ステップ
９１２ ステップ
９１４ ステップ
９１６ ステップ
９２０ ステップ
９２１ ステップ
９２２ ステップ
９２４ ステップ
１０００ ブロック図
１００２ ステップ
１００４ ステップ
１００６ ステップ
１００８ ステップ
１０１０ ステップ
１０１２ ステップ
１１００ 方法
１１０２ ステップ
１１０４ ステップ
１１０６ ステップ
１１０８ ステップ
１１１０ ステップ
１１１２ ステップ
１１１４ ステップ
１１１６ ステップ
１１１８ ステップ
１１２０ ステップ
１１２１ ステップ
１１２２ ステップ
１２００ ブロック図
１２０２ スキャンパラメータ最適化アルゴリズム
１２０４ 望ましいエネルギー
１２０６ 最大許容被検体放射線吸収線量レベル（または範囲）
１２０８ スカウトスキャンごとのスキャン範囲
１２１０ スカウトスキャンの数
１２１２ スカウトスキャンパラメータ
１３００ プロット
１３０２ ライン

Claims (15)

1. 撮像システム（２００）のための方法（６００）であって、
   選択された患者吸収線量範囲と、診断スキャンに先行する１つまたは複数のスカウトスキャン中に放射線源（１０４）のＸ線管に与えられるエネルギーの総量と、に基づいて前記１つまたは複数のスカウトスキャンのスキャンパラメータ（１２１２）を計算するステップであって、前記エネルギーの総量は、前記診断スキャンの開始時の前記Ｘ線管の最終温度に基づいて推定される、ステップ（６０６）と、
   前記計算されたスキャンパラメータ（１２１２）に従って前記１つまたは複数のスカウトスキャンを実行するステップ（６１０）と、
   を含む方法（６００）。
2. 与えられる前記エネルギーの総量を推定する前記ステップは、前記Ｘ線管の初期温度と、前記１つまたは複数のスカウトスキャンの完了と前記診断スキャンの前記開始との間の継続時間と、にさらに基づいて推定される、請求項１に記載の方法（６００）。
3. 前記１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の前記スキャンパラメータ（１２１２）は、Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流、クレードル速度、アイソセンターでのビームアパーチャ、ビーム焦点サイズ、スキャン視野、ならびにＸ線ビーム（１０６）の経路に配置される１つまたは複数のフィルタのうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法（６００）。
4. 前記スキャンパラメータ（１２１２）の前記計算は、前記診断スキャンの前に連続して実行されるスカウトスキャンの数（１２１０）にさらに基づく、請求項３に記載の方法（６００）。
5. 前記スキャンパラメータ（１２１２）の前記計算は、前記１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の継続時間にさらに基づき、前記１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の前記継続時間は、前記クレードル速度の関数である、請求項４に記載の方法（６００）。
6. 前記患者吸収線量範囲、前記Ｘ線管の前記最終温度、およびスカウトスキャンの数（１２１０）の各々は、オペレータによって選択される、請求項４に記載の方法（６００）。
7. 前記１つまたは複数のスカウトスキャンの各々の間、患者放射線吸収線量は、前記選択された患者吸収線量範囲の最高限度よりも低い、請求項１に記載の方法（６００）。
8. 前記エネルギーの総量は、前記１つまたは複数のスカウトスキャンの完了時に前記Ｘ線管に与えられる、請求項１に記載の方法（６００）。
9. 前記１つまたは複数のスカウトスキャン中に、放射線源（１０４）と患者との間の放射線ビームの経路に硬化フィルタ（２４３）を配置するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法（６００）。
10. 前記硬化フィルタ（２４３）は、１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）をさらに含むキャリッジ（３１８）に収容される、請求項９に記載の方法（６００）。
11. 前記硬化フィルタ（２４３）を配置するステップ（６０８）は、シャフト（５０５）を介して前記キャリッジ（３１８）に結合されたモータ（５０２）を作動させるステップを含み、前記シャフト（５０５）は、前記放射線の前記経路の方向に垂直な方向に並進して、前記硬化フィルタ（２４３）の１つまたは複数と、ボウタイフィルタ（２４１、２４２）と、を前記放射線の前記経路に配置する、請求項１０に記載の方法（６００）。
12. 前記１つまたは複数のスカウトスキャンの完了時に、前記キャリッジ（３１８）を動かして前記硬化フィルタ（２４３）および前記ボウタイフィルタ（２４１、２４２）を前記放射線の前記経路の外に移動させ、次に、前記キャリッジ（３１８）に収容された異なる第２のボウタイフィルタ（２４２）を前記放射線の前記経路に配置するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法（６００）。
13. 撮像システム（２００）であって、
    硬化フィルタ（２４３）と１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）とを含むキャリッジ（３１８）と、前記キャリッジ（３１８）を動かして、診断スキャンに先行するスカウトスキャン中に、放射線源（１０４）と撮像被検体との間の放射線ビームの経路内の前記硬化フィルタ（２４３）と前記１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）のうちの１つとを選択的に配置するためのフィルタ駆動システム（５９０）と、を含み、前記スカウトスキャンは、選択された患者放射線吸収線量限度と、Ｘ線管ウォームアップのために前記放射線源（１０４）のＸ線管に与えられるエネルギー量と、に基づいて計算されたスキャンパラメータ（１２１２）に従って実行される、システム（２００）。
14. 前記フィルタ駆動システム（５９０）は、シャフト（５０５）を介して前記キャリッジ（３１８）に結合されたモータ（５０２）を含み、前記モータ（５０２）は、前記硬化フィルタ（２４３）と前記１つまたは複数のボウタイフィルタ（２４１、２４２）のうちの前記１つとを前記経路に配置するために前記シャフト（５０５）を並進させるように動作し、前記硬化フィルタ（２４３）は、第１のボウタイフィルタ（２４１）と第２のボウタイフィルタ（２４２）との間に配置され、前記硬化フィルタ（２４３）は、前記第１のボウタイフィルタ（２４１）と前記第２のボウタイフィルタ（２４１）の各々と部分的に重なる、請求項１３に記載のシステム（２００）。
15. 撮像システム（２００）のための方法（１１００）であって、
    診断スキャンの開始の前に、
    患者吸収線量限度、前記診断スキャンに先行する１つまたは複数のスカウトスキャンの継続時間、スカウトスキャンの数（１２１０）、前記診断スキャンの前記開始におけるＸ線管の最終温度の各々についてのユーザ入力を受け取るステップ（１１０６）と、
    前記Ｘ線管の現在の温度、前記Ｘ線管の前記最終温度、および前記診断スキャンの開始時間に基づいて、前記１つまたは複数スカウトスキャン中に前記Ｘ線管に与えられるエネルギー量を推定するステップ（１１１４）と、
    患者吸収線量限度と、前記１つまたは複数のスカウトスキャン中に前記Ｘ線管に与えられる前記エネルギー量と、に基づいて、前記１つまたは複数のスカウトスキャンのスキャンパラメータ（１２１２）を計算するステップ（１１１６）と、
    ビーム硬化フィルタ（２４３）をＸ線ビーム（１０６）の経路に配置するステップと、
    前記Ｘ線管をウォームアップするために、前記計算されたスキャンパラメータ（１２１２）に従って前記１つまたは複数のスカウトスキャンを実行するステップ（１１１８）と、
    を含む方法（１１００）。

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