JP2023113122A - アライメント機構を内蔵した前置コリメータ。 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＴイメージングシステム用の前置コリメータが提供される。【解決手段】前置コリメータは、複数の壁を含むコリメータハウジングを含む。複数の壁は、前記前置コリメータが前記ＣＴイメージングシステムに結合された場合、Ｘ線源に面するように構成された第１の壁と、前記第１の壁の両側に位置する第２の壁及び第３の壁とを含む。また、前置コリメータは、前記コリメータハウジング内に配置され、ボウタイフィルタを含むボウタイフィルタアセンブリを含む。さらに、前置コリメータは、前記コリメータハウジング内の前記第２の壁と前記第３の壁との間で前記ボウタイフィルタアセンブリをラテラル方向に移動させるように構成された調整機構を含む。【選択図】図１９

Description

本明細書で開示される対象は、医用画像処理システムに関し、より詳細には、積層造形された構成要素を有する前置コリメータに関する。

コンピュータ断層撮影（ＣＴ）では、Ｘ線が、患者などの関心対象に広がり、その一部が検出器に衝突し、画像データが収集される。デジタルＸ線システムでは、光検出器が、検出器表面の個別の画素領域に衝突した放射線量又は放射線強度を表す信号を生成する。次に、この信号は処理され画像が生成される。画像は表示され確認することができる。このようなシステムによって生成された画像では、患者の体内の構造及び器官を識別し、検査することが可能である。ＣＴシステムでは、検出器アレイが、一連の検出器要素又はセンサを含んでおり、ガントリが患者の周りを移動するときに様々な位置で同様の信号を生成し、ボリュメトリック再構成（volumetric reconstruction）を得ることができる。

ＣＴイメージングシステムは、関心対象の受ける線量が意図されたものになるように、前置コリメータを含むことができる。前置コリメータのコリメータブレードは、適切な開口部又は開口が設定され、Ｘ線が通過するように、Ｘ線源の前面で調整され、オペレータによって設定されたスキャンが実行される。患者前置コリメータの調整は、正確な形状のＸ線ビームを取得して患者の高品質画像を取得するための鍵となる。通常、システムの調整の間は、Ｘ線フィルタ（ボウタイフィルタなど）をＸ線ビームの中心に合わせるように、Ｘ線フィルタを調整する必要がある。これには、コリメータ全体（通常は、非常に重いものである）を移動させるか、コリメータの複数の構成要素（例えば、カバー）を取り外してＸ線フィルタを移動させる必要がある。場合によっては、システムの調整中（例えば、エアスキャン中）に、Ｘフィルタを取り外す必要がある。これは、手順が面倒であり時間がかかる。

当初請求された対象の範囲に相応する特定の実施形態が以下に要約される。これらの実施形態は、請求される対象の範囲を制限することを意図しているわけではなく、これらの実施形態は、あり得そうな対象の形態の簡単な要約を与えることのみを意図している。実際、対象は、以下に示す実施形態と類似していてもよいし異なっていてもよい様々な形態を包含することができる。

一実施形態では、ＣＴイメージングシステム用の前置コリメータが提供される。前置コリメータは、複数の壁を含むコリメータハウジングを含む。複数の壁は、前記前置コリメータが前記ＣＴイメージングシステムに結合された場合、Ｘ線源に面するように構成された第１の壁と、前記第１の壁の両側に位置する第２の壁及び第３の壁とを含む。また、前置コリメータは、前記コリメータハウジング内に配置され、ボウタイフィルタを含むボウタイフィルタアセンブリを含む。さらに、前置コリメータは、前記コリメータハウジング内の前記第２の壁と前記第３の壁との間で前記ボウタイフィルタアセンブリをラテラル方向に移動させるように構成された調整機構を含む。

別の実施形態では、ＣＴイメージングシステム用の前記コリメータが提供される。前置コリメータはコリメータハウジングを含む。また、前置コリメータは、前記コリメータハウジング内に配置され、ボウタイフィルタを含むボウタイフィルタアセンブリを含む。更に、前置コリメータは、前記ボウタイフィルタアセンブリを前記コリメータハウジング内で第１の方向及び第２の方向に移動させるように構成された調整機構を含む。前記ボウタイフィルタアセンブリの前記第１の方向の移動は、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記第２の方向の移動とは独立しており、前記第１の方向及び前記第２の方向は互いに直交している。

更なる実施形態は、コリメータのボウタイフィルタのセンタリングを行う方法である。本方法は、エアスキャンデータを取得するためのエアスキャンの前にボウタイフィルタをＣＴイメージングシステムのＸ線源によって放射されるＸ線ビームのビューの外側に移動させた状態で、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムを利用したエアスキャンを実行することによって得られるエアスキャンデータを、プロセッサにおいて取得することであって、前記ボウタイフィルタはコリメータハウジング内に配置されたボウタイフィルタアセンブリ内に配置されており、前記ボウタイフィルタアセンブリは前記コリメータハウジング内で第１の方向及び第２の方向に移動できるように構成されており、前記第１の方向は前記第２の方向に対して直交している、エアスキャンデータを取得することを含む。また、本方法は、前記エアスキャンデータを取得するためのアライメントスキャンの前に前記ボウタイフィルタが前記第２の方向に移動して前記スキャン面内に位置させた状態で、前記ＣＴイメージングシステムを利用したエアスキャンを実行することにより得られるアライメントデータを、前記プロセッサにおいて取得することを含む。更に、本方法は、前記プロセッサによって、前記Ｘ線ビームのビームライン経路からの前記ボウタイフィルタのオフセット距離を計算することを含む。さらに、本方法は、前記プロセッサによって、前記オフセット距離を、前記Ｘ線ビーム内の前記ボウタイフィルタの所望の中心位置の許容範囲と比較することを含む。さらに、本方法は、前記オフセット距離が許容範囲外である場合、前記プロセッサによって、前記ボウタイフィルタが前記Ｘ線ビームの中心に位置するように前記ボウタイフィルタを前記第２の方向に移動させる距離を計算することを含む。さらに、本方法は、前記プロセッサからの制御信号に応答して、前記ボウタイフィルタを前記第２の方向に前記距離だけ移動させることを含む。

本発明のこれらの特徴、態様、及び利点、並びに他の特徴、態様、及び利点は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むことにより、更によく理解される。添付図面全体において、類似の文字は、類似の部品を表している。

本明細書で説明されるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムの立体図及びブロック図の組合せを示す。 本開示の態様による（例えば、Ｘ－Ｙ面内で見た）Ｘ線源及び多列Ｘ線検出器の概略図である。 本開示の態様による（例えば、Ｙ－Ｚ面内で見た）Ｘ線源及び多列Ｘ線検出器の概略図である）。 プリントベッド上に配置された、本開示の態様によるコリメータの積層造形された構成要素の斜視図である。 本開示の態様による、（例えば、中実構造の）コリメータの積層造形された構成要素の壁の一部の断面図である。 本開示の態様による、（例えば、格子構造の）コリメータの積層造形された構成要素の壁の一部の断面図である。 は、本開示の態様による、積層造形されたコリメータハウジングの異なる斜視図である。 は、本開示の態様による、積層造形されたコリメータハウジングの異なる斜視図である。 は、本開示の態様による、積層造形されたコリメータハウジングの異なる斜視図である。 は、本開示の態様による、積層造形されたコリメータハウジングの異なる斜視図である。 本開示の態様による、図７～図１０のコリメータハウジングの応力分布を示す図である。 本開示の態様による、図７～図１０におけるコリメータハウジングの変形プロットである。 本開示の態様による、積層造形されたアパーチャ移送プレートの斜視図である。 図１３の積層造形されたアパーチャ移送プレートの側面図である。 図１３の積層造形されたアパーチャ移送プレートの一部の線Ａ－Ａに沿う断面図である。 図１３の積層造形されたアパーチャ移送プレートの取付けブラケットの一部を示す斜視図である。 本開示の態様による、図１３の積層造形された移送プレートの取付けブラケットであって、アクチュエータに結合された取付けブラケットの斜視図である。 本開示の態様による、図１３の積層造形された移送プレートの別の取付けブラケットであって、アクチュエータに結合された別の取付けブラケットの斜視図である。 本開示の態様による、コリメータハウジング内でボウタイフィルタアセンブリを移動させるための内蔵型アライメント機構の分解斜視図である。 本開示の態様によるコリメータハウジングの透視斜視図であり、ボウタイフィルタアセンブリが、内蔵型アライメント機構内に存在し且つ内蔵型アライメント機構に結合されている状態の図である。 ボウタイフィルタアセンブリが内蔵型アライメント機構内に存在し且つ内蔵型アライメント機構内に結合された（例えば、ボウタイフィルタアセンブリをコリメータハウジングの第２の壁に近づけた状態の）図２０のコリメータハウジングの正面図である。 ボウタイフィルタアセンブリが内蔵型アライメント機構内に存在し且つ内蔵型アライメント機構内に結合された（例えば、ボウタイフィルタアセンブリをコリメータハウジングの第３の壁に近づけた状態の）図２０のコリメータハウジングの正面図である。 本開示の態様によるコリメータハウジングの断面側面図であり、ボウタイフィルタアセンブリが、内蔵型アライメント機構内に存在し且つ内蔵型アライメント機構に結合されている（例えば、ボウタイフィルタアセンブリがスキャン面内に位置している）状態の図である。 ボウタイフィルタアセンブリが内蔵型アライメント機構内に存在し且つ内蔵型アライメント機構に結合されている（例えば、ボウタイフィルタアセンブリがスキャン面内に位置している）図２３のコリメータハウジングの斜視図である。 ボウタイフィルタアセンブリが内蔵型アライメント機構内に存在し且つ内蔵型アライメント機構に結合されている（例えば、ボウタイフィルタアセンブリがスキャン面の外側に位置している）図２３のコリメータハウジングの断面側面図である。 ボウタイフィルタアセンブリが内蔵型アライメント機構内に存在し且つ内蔵型アライメント機構に結合されている（例えば、ボウタイフィルタアセンブリがスキャン面の外側に位置している）図２３のコリメータハウジングの斜視図である。 本開示の態様による前置コリメータの斜視図である。 本開示の態様による、コリメータハウジング内でボウタイフィルタアセンブリを移動させるための別の内蔵型アライメント機構の分解図である。 本開示の態様による、ボウタイフィルタアセンブリが内蔵型アライメント機構内に存在し且つ内蔵型アライメント機構に結合されたコリメータハウジングの正面側斜視図である（例えば、ボウタイフィルタアセンブリのトランスバース方向の動きを示している）。 本開示の態様による、ボウタイフィルタアセンブリが内蔵型アライメント機構内に存在し且つ内蔵型アライメント機構に結合されたコリメータハウジングの背面側斜視図である（例えば、ボウタイフィルタアセンブリのラテラル方向の動きを示している）。 本開示の態様による、組み立てられた前置コリメータの斜視図である。 本開示の態様による、コリメータハウジング内でボウタイフィルタアセンブリを移動させるための別の内蔵型アライメント機構の分解図である。 本開示の態様による、図３２の内蔵型アライメント機構のガイドピンをロック位置とロック解除位置との間で操作する様子を示す概略図である。 本開示の態様による、組み立てられた前置コリメータの斜視図である。 本開示の態様による、ボウタイフィルタを中心にくるように調整する方法のフローチャートである。

以下に、１つ以上の具体的な実施形態が説明される。これらの実施形態を簡潔に説明することを考えているので、実際の実装の全ての特徴を本明細書に記載しているわけではない。どのような実際の実装の開発でも、様々なエンジニアリングプロジェクト又はデザインプロジェクトのように、実装に固有の多数の決定を行って開発者の特定の目標（実装によって異なると考えられるシステム関連の制約及びビジネス関連の制約の順守など）を達成しなければならないことを理解すべきである。さらに、このような開発努力は複雑で時間がかかるかもしれないが、本開示の利益を有する当業者にとっては、日常的な、設計、製作、及び製造の業務であることを理解すべきである。

本対象の様々な実施形態の要素を紹介する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、その要素が１つ以上存在することを意味することが意図されている。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、及び「ｈａｖｉｎｇ」は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在する場合があることを意味する。さらに、以下の説明における任意の数値例は非限定的であることを意図しており、したがって、その他の数値、範囲、及びパーセントも、開示される実施形態の範囲内である。

以下の議論の態様は、医用画像処理の状況で説明されるが、本技術は、このような医用関係の状況に限定されないことが理解されるべきである。実際、そのような医用関係の状況で実施例が示され説明されているのは、単に、現実の実装及び用途の例を示すことによって説明が容易に行えるようにするためである。しかしながら、本手法は、製造された部品又は商品の非破壊検査（すなわち、品質管理又は品質審査の用途）で使用される産業用コンピュータ断層撮影（ＣＴ）用の断層画像再構成、及び／又はパッケージ、箱、荷物などの非侵襲的検査（すなわち、セキュリティ又はスクリーニングの用途）などの他の状況でも利用することができる。一般に、本手法は、Ｘ線ビームのサイズを制御するコリメータを利用するような、イメージング若しくはスクリーニングの状況又は画像処理分野で有用であると考えられる。

本開示は、システムアライメント中にコリメータの調整（例えば、前置コリメータと一体化されたボウタイフィルタの調整）が正確かつ容易に行えるようにするための、前置コリメータ（例えば、積層造形された前置コリメータ）内に配置された内蔵型アライメント機構を提供する。特に、内蔵型アライメント機構によって、ボウタイフィルタを、ラテラル方向とトランスバース方向に互いに独立に調整する（例えば、Ｘ線ビーム経路に対して中心合わせを行って非常に良好な画質を提供する）ことができる。また、内蔵型アライメント機構の構成により、システムアライメント中にコリメータからサブ構成要素（例えば、ボウタイフィルタ）を取り外したり分解したりすることなく、ボウタイフィルタの調整を（例えば、アクチュエータ機構を介して）コリメータハウジングの外側から行うこともできる。さらに、内蔵型アライメント機構は、異なるタイプのボウタイフィルタで利用することができ、異なるイメージングプラットフォームで利用できるように拡張可能である。

上記の内容を念頭に置いて図１を参照する。一例として、ＣＴイメージングシステム１０が示されている。ＣＴイメージングシステムはガントリ１２を含む。ガントリ１２はＸ線源１４を有している。Ｘ線源１４は、ガントリ１２の反対側にある検出器アセンブリ１５に向けてＸ線のビーム１６を投射する。Ｘ線源１４はＸ線のビーム１６を投射し、Ｘ線ビームは、Ｘ線のビーム１６のサイズを決定する前置コリメータ又はコリメータアセンブリ１３を通過する。検出器アセンブリ１５は、コリメータセンブリ１８（後置コリメータセンブリ）、複数の検出器モジュール２０（例えば、検出器要素又はセンサ）、及びデータ取得システム（ＤＡＳ）３２を含む。複数の検出器モジュール２０は、患者２２を通過した投射Ｘ線を検出し、ＤＡＳ３２は、データを後続の処理のためにデジタル信号に変換する。従来のシステムにおける各検出器モジュール２０は、入射したＸ線ビームの強度、したがって、患者２２を通過する際に減衰したビームの強度を表すアナログ電気信号を生成する。Ｘ線投影データを取得するための走査の間、ガントリ１２と、ガントリ１２に取り付けられた構成要素は、撮像ボリュームに対する多数のビュー角から減衰データを収集するように、回転中心２５（例えば、アイソセンタ）を中心に回転する。

ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって管理される。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線制御器２８と、前置コリメータ１３の開口の幅（従って、Ｘ線ビーム１６のサイズ）を制御するコリメータ制御器２９と、ガントリ１２の回転速度及び回転位置を制御するガントリモータ制御器３０とを含んでいる。画像再構成器３４は、ＤＡＳ３２からサンプリングされデジタル化されたＸ線データを受信し、高速再構成を実行する。再構成された画像は入力としてコンピュータ３６に供給され、コンピュータ３６は画像を大容量記憶装置３８に格納する。また、コンピュータ３６は、コンソール４０を通じてオペレータからの命令及び走査パラメータを受け取る。接続されたディスプレイ４２によって、オペレータはコンピュータ３６からの再構成された画像及び他のデータを見ることができる。オペレータが供給した命令及びパラメータは、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８、コリメータ制御器２９、及びガントリモータ制御器３０に制御信号及び情報が提供されるように、コンピュータ３６によって使用される。さらに、コンピュータ３６はテーブルモータ制御器４４を動作させる。テーブルモータ制御器４４は、患者２２及びガントリ１２が位置決めされるように電動テーブル４６を制御する。特に、テーブル４６は、ガントリの開口部又はボア４８を通過するように患者２２の一部を移動させる。

全体的なイメージングシステム１０に関する蒸気の説明を念頭に置いて、図２及び図３を参照すると、Ｘ線源１４及び検出器アセンブリ１５（例えば、複数の列５０を有するＸ線検出器）の一例が、Ｘ－Ｙ平面（図２）及びＹ－Ｚ平面（図３）に図示されている。説明の便宜上、Ｘ線源１４とともに回転しているガントリ１２は、図１に示す位置からガントリの上方（＋Ｙ方向）に回転しているものとする。図示されているように、前置コリメータ１３は、Ｘ線源１４と検出器アセンブリ１５との間に配置され、Ｘ線ビーム５２の形状を決定する。特に、前置コリメータ１３の一対のコリメータブレード５６の間の開口部又はアパーチャ５４（図３に示されている）は、Ｘ線ビーム５２を形成する。ＦＯＶ（field of view）２４と、患者を走査することを意図したＸ線ビーム５２のサイズに対応するビーム幅５８も図示されている。コリメータブレード５６を正しく位置決めすることは、患者が確実に適正の放射線量を受け、確実に適切な領域が走査されるようにするために重要である。ブレード５６の形状は、図２及び図３において異なる方向から示されている。例として、ブレード５６は、一般的に、ＸＹ面において湾曲しており、ＹＺ面においては、ビームサイズを決定する円形の先端部を有している。ＸＹ面におけるブレードの形状は、平面及び角度が付けられたものを含め、他の多くの形状が可能であり、ＹＺ面における先端部の形状も、例えば、矩形であってもよいし、三角形であってもよい。

図４は、プリントベッド６０に配置された、前置コリメータの積層造形された構成要素の斜視図である。図４に示されているように、コリメータの積層造形された構成要素は、コリメータハウジング６２と、アパーチャ移送プレート６４と、モータ取付けプレート６６と、センサプレート６８とを含む。特定の実施形態では、コリメータの他の構成要素を積層造形してもよい（例えば、ボウタイフィルタ、ボウタイフィルタを収容するためのプレート又はカバー、コリメータハウジング６２用のカバープレートなど）。プリントベッド上の積層造形された構成要素のレイアウトは、コリメータの構成要素の積層造形又は３次元（３Ｄ）印刷のためのレイアウト構成の一例である。他のレイアウト構成を利用してもよい。積層造形された各構成要素は、（例えば、鉛の存在によって生じ得る作業上の危険性を軽減するために）鉛を含まない材料で作られる。特定の実施形態において、構成要素は、（例えば、直接金属レーザー焼結法によって）金属材料で形成することができる。特定の実施形態では、積層造形された構成要素の一部又は全体は、図５に示すように、中実構造７０で製造することができる。例えば、センサプレート６８の全体は、中実構造で製造されている。中実構造はＸ線を遮蔽するように機能することができる。特定の実施形態では、積層造形された構成要素の一部又は全体は、図６に示すように、格子構造７２で製造することができる。例えば、モータ取付けプレート６６の全体は、格子構造で製造することができる。格子構造により、軽量化を図ることができる。格子構造は、ハニカム構造又は他の格子構造を含んでいてもよい。以下に詳述するように、コリメータハウジング６２及びアパーチャ移送プレート６４の一部は格子構造で製造されており、他の部分は中実構造で製造されている。

図７～図１０は、積層造形されたコリメータハウジング６２の異なる斜視図である。コリメータハウジング６２は複数の壁を含んでおり、複数の壁には、コリメータがガントリに結合された場合、Ｘ線源に面するように構成された第１の壁７４と、第１の壁７４の両側に位置する第２の壁７６及び第３の壁７８と、第２の壁７６と第３の壁７８との間に延在する第４の壁８０であって、第１の壁７４に隣接する第４の壁８０とが含まれている。各壁７４、７６、７８、８０は、壁７４、７６、７８、８０の少なくとも１つの縁部８４に沿って延在する構造リブ８２（例えば、それぞれの壁７４、７６、７８、８０に一体化されている構造リブ）を含む。例えば、第１の壁７４は、縁部８８の全体に沿って延在する単一の構造リブ８６を含む。第２の壁７６は、第１の縁部９２の全体に沿って延在する（更に、リブ８６から延在する）第１の構造リブ９０と、第２の縁部９６の全体に沿って延在する（更に、リブ９０から延在する）第２の構造リブ９４とを含んでいる。第３の壁７８は、第１の縁部１００の全体に沿って延在する（更に、リブ８６から延在する）第１の構造リブ９８と、第２の縁部１０４の全体に沿って延在する（更に、リブ９８から延在する）第２の構造リブ１０２と、を含む。第４の壁８０は、縁部１０６の第２の壁７６及び第３の壁７８に隣接する部分に沿って延在するリブ９４及び１０２を含む。構造リブ８６は、コリメータハウジング６２の角部において応力が集中してしまうことを解消し、撓みを軽減する。さらに、リブ８２は、カバーをコリメータハウジング６２に結合するための取付面として利用される。

追加の構造リブ１０８（例えば、第１の壁７４と一体化した構造リブ）は、第１の壁７４の内面に配置され、コリメータハウジング６２の内部空間１１０に向かって突出している。構造リブ１０８は、コリメータがガントリ及びＸ線源に結合されたときにＸ線源からのＸ線ビームを受けるために開口部１１２の周囲に延在する。特に、構造リブ１０８は、コリメータハウジング６２が締結具を介してＸ線源に結合できるようにする構造１１４（例えば、第１の壁７４と一体化されている構造）の間に延在する。また、構造物１１４は、内部空間１１０に向かって突出している。構造リブ１０８は、管（Ｘ線源）の遠心力に起因する撓み及び応力の両方を低減する。構造リブ１０８は、コリメータハウジング６２の剛性にも貢献する。構造リブ１０８は、積層造形している間、自己支持するように設計される。

コリメータハウジング６２の撓み及び応力に対する構造リブ８６、１０８の効果は、図１１及び図１２に示されている。図１１及び図１２は、それぞれ、コリメータハウジング６２がガントリに結合され、ガントリの回転中に様々な負荷力を受けたときの、コリメータハウジング６２の応力及び変形のプロットである。リブ８６、１０８によって、図１１に示すように、コリメータハウジング６２全体に均一な応力分布が付与されており、狭い領域に局所的な応力が見られるだけである。また、リブ８６、１０８によって、図１２に示すように、コリメータハウジング６２に均一で対称的な撓みが付与される。

図７～図１０に戻ると、第１の壁７４の内面に配置されたレセプタクル１１６（例えば、第１の壁７４と一体化されているレセプタクル）は、開口部１１２の側部に配置されており、ボウタイフィルタアセンブリの移動用ガイドがレセプタクル１１６を貫通することができるように構成されている。また、レセプタクル１１６は、内部空間１１０に向かって突出している。

さらに、補強材１１８（補強材１１８は、例えば、第４の壁８０と一体化している）は、第４の壁８０の内面に配置されている。図示されているように、補強材１１８は、Ｘの模様を有するように形成されている。補強材１１８によって形成されるパターンは様々なパターンとすることができる。補強材１１８は、コリメータハウジング６２に剛性を追加又は付与する。さらに、補強材１１８によって、製造中及び後処理作業の間に、コリメータハウジング６２に反りや収縮が発生してしまうことを回避することができる。補強材１１８は、コリメータハウジング６２をガントリ軸受けに結合できるようにする構造体１２０（構造体１２０は、例えば、第４の壁８０と一体化している）の間に延在している。一部の構造体１２０は、第２の壁７６又は第３の壁７８のいずれか壁の内面にも部分的に配置されている。また、構造体１２０は、内部空間１１０に向かって突出している。第４の壁８０の内面に存在している追加の構造体１２２（追加の構造体１２２は、例えば、第４の壁８０と一体化している）は、内部空間１１０に向かって突出しており、ボウタイフィルタアセンブリをコリメータハウジング６２に結合する締結具を受け入れるように構成されている。

さらに、第２の壁７６の内面に存在する側部構造体１２４（側部構造体１２４は、例えば、第２の壁７６と一体化されている）は、内部空間１１０に向かって突出している。側面構造体１２４は、アパーチャ移送プレートを移動させるために、レールガイド（例えば、レールガイドに直接に）及びアクチュエータ（例えば、レールガイドを介してアクチュエータに間接的に）に結合するように構成されている。第３の壁７８の内面に配置された側部構造体１２６（側部構造体１２６は、例えば、第３の壁７８と一体化されている）は、内部空間１１０に向かって突出している。また、側部構造体１２６は、アパーチャ移送プレートを移動させるために、レールガイド（例えば、レールガイドに直接的に）及びアクチュエータ（例えば、レールガイドを介してアクチュエータに間接的に）に結合するように構成されている。

特定の実施形態では、壁７４、７６、７８、及び１００の内面から突出する構造体の一部は、異なる領域に配置されてもよいし、設けなくてもよい。さらに、縁部に沿ったリブ８２や、壁７４、７６、７８、８０から内部空間１１０に向かって突出する他の構造があるので、各壁７４、７６、７８、８０のそれぞれの厚さ１２８は、リブや他の構造の長さに従って変化してもよい。また、第４の壁８０などの特定の壁については、構造物やリブが配置されていない領域において、図１０に示されるように、第４の壁の厚さ１２８が変化する。さらに、各壁７４、７６、７８、及び８０のそれぞれの厚さ１２８は、（構造物又はリブが配置されていない領域において）約３．５ミリメートル（この値は、典型的なコリメータハウジングの壁の厚さの約５～３５パーセントである）とすることができる。

さらに、コリメータハウジング６２の一部分は、（図５に示すように）中実構造で製造され、コリメータハウジング６２の一部分は、（図６に示すように）格子構造で製造される。第１の壁７４に関しては、構造体１１４及びリブ１０８は中実構造で製造されており、リブ８８、レセプタクル１１６、及び第１の壁の残りの部分は格子構造で製造されている。第２の壁７６に関して、側部構造体１２４の第１の部分１３０（第１の部分１３０は、例えば、レールガイドに直接結合されている）及びリブ９０、９４は、格子構造で製造されている。側部構造体１２４の第２の部分１３２（第２の部分１３２は、例えば、第２の壁７６の内面に最も近い）及び第２の壁７６の残りの部分は、中実構造で製造されている。第３の壁７８に関して、第３の壁７８のリブ９８、１０２、側部構造体１２６、及び角部１３４は、格子構造で製造されている。第３の壁７８の残りの部分は、中実構造で製造されている。第４の壁８０に関して、リブ９４，１０２の縁部１０６に沿う部分は、格子構造に製造されている。第４の壁８０の残りの部分（補強材１１８、構造体１２０、及び構造体１２２を含む）は、中実構造で製造されている。

壁７４、７６、７８、及び８０の一部分における中実構造を利用すると、隙間の無い一体化されたＸ線遮蔽体が提供され、コリメータハウジング６２に追加の減衰材料を取り付ける必要がない。隙間の無いＸ線遮蔽体によって、Ｘ線は、アパーチャ移送プレート６４のアパーチャを通過することを除いて、前置コリメータから放出されないようになる。格子構造を利用すると、コリメータハウジング６２及びコリメータを軽量化することができる。例えば、コリメータハウジング６２の重量は約３．３キログラム（ｋｇ）とすることができ、この重量は、典型的なコリメータハウジングの重さの約２３．５パーセントである。加えて、コリメータハウジング６２及びコリメータのフットプリント（面積）が減少する。コリメータのフットプリント及び重量が減少するので、コリメータを片手で取り扱うことができ、コリメータをガントリに結合する際に容易に回転させる（トルクをかける）ことができる。

図１３及び図１４は、積層造形されたアパーチャ移送プレート６４の図である。アパーチャ移送プレート６４は、単一部品として一体化されたプレート部分１３６と取付けブラケット１３８とを含む。プレート部分１３６は、異なる幅１４２を有する複数のアパーチャ１４０を含む。放射線の放出中に、どの開口部１４０が利用されるかによって、コリメータから放射されるＸ線ビームのサイズが決定される。プレート部分１３６は、その長さに沿って厚さ１４３が変化している。プレート部分１３６は、図１５に示すように、（Ｘ線を減衰させるために）中実構造で製造されている。図１３及び図１４に戻ると、取付けブラケット１３８は、プレート部分１３６の長手方向の端部１４４、１４６に設けられている。各取付けブラケット１３８は、プレート部分１３６に対して垂直に延在する第１の部分１４８と、プレート部分１３６に対して平行且つ他方の取付ブラケット１３８に向かって延在する第２の部分１５０とを含む。第１の部分１４８及び第２の部分１５０はＸ線の減衰に重要ではないので、両部分１４８，１５０は格子構造で製造されている。図１６は、取付けブラケット１３８の第２の部分１５０の格子構造を示す。

取付けブラケット１３８の第２の部分１５０は、アパーチャ移送プレート６４をＸ線ビームの経路の内外に（例えば、機械的又は電気的に）移動させるアクチュエータ及びレールガイドに取り付けられるように構成される。図１７は、レールガイド１５６に結合されるアクチュエータ１５４に（例えば、締結具を介して）結合される取付けブラケット１５２（図１３及び図１４参照）の第２の部分１５０を示している。レールガイド１５６は、コリメータハウジング６２内の側部構造体１２４に結合されている。アクチュエータ１５４は、レールガイド１５６に沿って移動して、アパーチャ移送プレート６４を移動させる。図１８は、レールガイド１６２に結合されているアクチュエータ１６０に（締結具を介して）結合された取付けブラケット１５８（図１３及び図１４参照）の第２の部分１５０を示す。レールガイド１６２は、コリメータハウジング６２内の側部構造体１２６に結合されている。アクチュエータはモータによって駆動することができ、モータは、両方のアクチュエータ１５４、１６０がそれぞれのレールガイド１５６、１６２に沿って移動し、したがって、アパーチャ移送プレート６４が移動するように駆動する。

図１３及び図１４に戻ると、積層造形されたアパーチャ移送プレート６４は約０．３ｋｇの重量とすることができ、この重量は、典型的なコリメータ内の典型的なアパーチャ移送プレートを形成する複数の構成要素の重量の約２３パーセントである。積層移送プレート６４を積層造形することによって、典型的なコリメータ内のアパーチャ移送プレートの取付けに典型的に利用されるスペーサブロック及びピンが不要になる。

積層造形された構成要素を利用することにより、大幅な質量低減（例えば、典型的なコリメータ（例えば、低コストのコリメータ）と比較して７０％の質量低減）、組立時間の短縮（例えば、典型的なコリメータと比較して５０％の短縮）、コスト削減（例えば、典型的なコリメータと比較して２５％の削減）及び部品点数の効率化（例えば、典型的なコリメータと比較して部品点数を８１％削減）を達成することができる。さらに積層造形された構成要素を利用してコリメータの質量を低減することによって、回転するＣＴのガントリの質量を低減し、これによって、ガントリ駆動によって消費される電力が少なくなり、運用コストをかなり削減することが可能となる（例えば、典型的なコリメータと比べて１７％～１８％の削減）。

積層造形された構成要素の他に、本明細書に開示される前置コリメータは、ボウタイフィルタアセンブリの位置決めを調整するための内蔵型アライメント機構を含む。図１９は、コリメータハウジング６２内でボウタイフィルタアセンブリ１６６を移動させるための内蔵型アライメント機構１６４の分解図である。ボウタイフィルタアセンブリ１６６は、ベースプレート又はフィルタ取付けプレート１６８と、ボウタイフィルタ１７０（例えば、ポリテトラフルオロエチレンを用いて製造されたボウタイフィルタ）と、カバー１７２（例えば、フロントカバー）とを含む。ベースプレート１６８は、ボウタイフィルタ１７０と、内蔵されたアライメント機構１６４の構成要素とを支持する。ベースプレート１６８とカバー１７２は、ボウタイフィルタ１７０を部分的に囲む。カバー１７２は、ボウタイフィルタ１７０の上部及び底部の周囲には延在していない。放射線遮蔽層１７４（例えば、タングステン系ポリマーを使用して製造された遮蔽層）は、ベースプレート１６８の、ボウタイフィルタ１７０と直接的に接合部分を形成する側の表面に配置される。放射線遮蔽層１７６は、カバー１７２の、ボウタイフィルタ１７０と直接的に接合部分を形成する側の表面に配置される。ベースプレート１６８及びカバー１７２は、異なるタイプのボウタイフィルタ１７０を収容するように構成される。ボウタイフィルタ１７０は、ボウタイフィルタ１７０及びベースプレート１６８の対応する開口部を貫通する締結具１７８（例えば、ねじ）を介してベースプレート１６８に結合される又は取り付けられる。カバー１７２は、カバー１７２及びベースプレート１６８の対応する開口部を貫通する締結具（図示せず、例えば、ねじ）を介して、ボウタイフィルタ１７０を囲むようにベースプレート１６８に結合される又は取り付けられる。

内蔵型アライメント機構１６４は、ボウタイフィルタ１７０を第１の方向１８２（例えば、ラテラル方向、即ちＸ方向）及び第２の方向１８４（例えば、トランスバース方向、即ちＺ方向、この方向はＣＴテーブルの移動と同じ方向）に移動するように構成された調整機構１８０を含む。ラテラル方向１８２の移動は、トランスバース方向１８４の移動とは独立している。ラテラル方向１８２の移動は、コリメータハウジング６２の第２の壁７６と第３の壁７８との間で行われる。トランスバース方向１８４の移動は、コリメータハウジング６２の第４の壁８０に向かう方向及び第４の壁８０から離れる方向で行われる。ラテラル方向１８２は、トランスバース方向１８４と直交している。

調整機構１８０は、ベースプレート１６８の一部であるフレーム１８６であって、ベースプレート１６８から延在するフレーム１８６を含む。単一のフレーム１８６によって、ラテラル方向１８２とトランスバース方向１８４の両方の動きを、互いに独立に行わせることができる。フレーム１８６は、第２の壁７６及び第３の壁７８と平行な方向１８４に延在している。フレーム１８６は、スロット１８８と、一対の開口部１９０，１９２とを含む。スロット１８８は、開口部１９０，１９２よりもコリメータハウジング６２の第４の壁８０に近い位置に配置されている。

内蔵型アライメント機構１６４は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６を移動させるためのポリマーガイド１９４、１９６、１９８を含む。ポリマーガイド１９４、１９６のそれぞれの一部分（例えば、ねじ部）は、ベースプレート１６８の開口部を貫通し、ベースプレート１６８の裏側で締結具２００（例えば、ナット）を介してベースプレート１６８に結合される。ポリマーガイド１９４、１９６は、第１の壁７４のレセプタクル１１６（図８参照）を貫通する。ポリマーガイド１９８は、第４の壁８０の構造体（例えば、図８の構造体１２２）に結合される。ポリマーガイド１９８は、ベースプレート１６８の開口部２０２を貫通する。レセプタクル１１６及び開口部２０２は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６のラテラル方向１８２の移動範囲を規定する。ポリマーガイド１９４、１９６の端部２０６（第４の壁８０から遠くに離れた方の端部）に結合された締結具２０４（例えば、取付けねじ）は、トランスバース方向１８４におけるボウタイフィルタアセンブリ１６６の移動範囲を制限する。また、これらの締結具２０４は、動作中にボウタイフィルタ１７０をスキャン面内に堅固に保持する。特定の実施形態では、締結具２０４を緩めた後で、ラテラル方向１８２に調節される。特定の実施形態では、締結具２０４が取り外された後で、トランスバース方向１８４に調節される。

調整機構１８０は、コリメータハウジング６２内のラテラル方向１８２におけるボウタイフィルタアセンブリ１６６の移動を調整する調整ねじ２０８を含む。調整ねじ２０８によって、ボウタイフィルタ１７０がＸ線ビームのアイソセンタに位置するように、ボウタイフィルタアセンブリ１６６を調整することができる。調整ねじ２０８の一部は、コリメータハウジング６２の外側のナット２１０（例えば、止めナット）を貫通して、コリメータハウジング６２の（第２の壁７６の開口部を通って）内部空間１１０に延在する。コリメータハウジング６２内では、調整ねじ２０８の一部がスロット１８８を貫通して、締結具２１２（例えば、ナット）によってフレーム１８６に固定される。調整ねじ２０８を回転すると、ボウタイフィルタアセンブリ１６６はラテラル方向１８２に移動する。スロット１８８の各端部は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６のトランスバース方向１８４の移動を制限するものとして作用する。調整が完了すると、止めナット２１０を利用してボウタイフィルタアセンブリ１６６の位置を固定することができる。調整ねじ２０８は、機械的に作動させることができる。特定の実施形態では、調整ねじ２０８は、調整ねじ２０８に結合された電動アクチュエータ２１３が（図１のコリメータ制御器２９の処理回路からの制御信号に応答して）自動的に作動させてもよい。図２０に示されているように、第４の壁８０に向かう円周方向２１８に調整ねじ２０８を回転させると、図２１に示されているように、ボウタイフィルタアセンブリ１６６は第２の壁７６に向かってラテラル方向１８２（＋Ｘ方向）に移動する。図２０に示されているように、第４の壁８０から離れる円周方向２２０に調整ねじ２０８を回転させると、図２２に示されているように、第３の壁７８に向かってラテラル方向１８２（－Ｘ方向）にボウタイフィルタアセンブリ１６６が移動する。

図１９に戻ると、調整機構１８０は、コリメータハウジング６２内のトランスバース方向１８４におけるボウタイフィルタアセンブリ１６６の移動を調整するロックピンばね機構２１６に結合されたロックピン２１４も含む。ロックピンばね機構２１６は、コリメータハウジング６２の外側に配置されている。ロックピン２１４は、コリメータハウジング６２の外部からコリメータハウジング６２の内部空間１１０内に（第２の壁７６の開口部を通って）延在している。ロックピン２１４の一部は、フレーム１８６の開口部１９０，１９２のうちの１つの開口部を貫通する。ロックピン２１４が開口部１９０内に配置されると、ボウタイフィルタアセンブリ１６６は、図２３及び２４に示されているように、ボウタイフィルタ１７０が（第１の壁７４の開口部１１２を通過する）スキャン面２１７内に位置するように配置される。ロックピン２１４が開口部１９２に配置されると、ボウタイフィルタアセンブリ１６６は、図２５及び２６に示されているように、第４の壁８０の近くであって、スキャン面２１７の外側に配置される。ロックピン機構２１６がコリメータハウジング６２から離れるように移動すると、ロックピン２１４が１９０、１９２のいずれかの開口部に配置されていたとしても、その開口部からロックピン２１４が引き出され、ボウタイフィルタアセンブリ１６６が、ポリマーガイド１９４、１９６、１９８に沿ってトランスバース方向１８４に移動することができる。ロックピン機構２１６が解除されると、ロックピン２１４が所望の開口部１９０、１９２と並んだときにロックピン２１４がその開口部を貫通することができる。ロックピン機構２１６は、機械的に作動させてもよいし、電動アクチュエータによって自動的に作動させてもよい。

図２７は、組み立てられた前置コリメータ１３の斜視図である。コリメータ１３は、上記の、積層造形されたコリメータハウジング６２と、積層造形されたアパーチャ移送プレート６４と、積層造形されたモータ取付けプレート６６とを含む。さらに、コリメータ１３は、内蔵型アライメント機構１６４と、調整機構１８０と、モータ取付けプレート６６に結合されたモータ２２２であって、（アクチュエータ及びレールガイドによって）アパーチャ移送プレート６４を移動させるように構成されたモータ２２２とを含んでいる。

図２８は、コリメータハウジング６２内でボウタイフィルタアセンブリ１６６を移動させるための別の内蔵型アライメント機構２２４の分解図である。内蔵型アライメント機構２２４は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６に結合されたベースプレート２２６を含む。ボウタイフィルタアセンブリ１６６は、フィルタ取付けプレート２２８と、ボウタイフィルタ１７０（例えば、ポリテトラフルオロエチレンを用いて製造されたボウタイフィルタ）と、カバー１７２（例えば、フロントカバー）とを含む。ベースプレート１６８は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６と、内蔵型アライメント機構２２４の構成要素とを支持する。フィルタ取付けプレート２２８とカバー１７２は、ボウタイフィルタ１７０を部分的に囲む。カバー１７２は、ボウタイフィルタ１７０の上部及び底部の周囲には延在していない。放射線遮蔽層１７４（例えば、タングステン系ポリマーを用いて製造された遮蔽層）は、フィルタ取付けプレート２２８の、ボウタイフィルタ１７０と直接的に接合部分を形成する側の表面に配置される。放射線遮蔽層１７６は、カバー１７２の、ボウタイフィルタ１７０と直接的に接合部分を形成する側の表面に配置される。フィルタ取付けプレート２２８及びカバー１７２は、異なるタイプのボウタイフィルタ１７０を収容するように構成されている。ボウタイフィルタ１７０は、ボウタイフィルタ１７０及びフィルタ取付けプレート２２８の対応する開口部を貫通する締結具１７８（例えば、ねじ）によってフィルタ取付けプレート２２８に結合される又は取り付けられる。カバー１７２は、カバー１７２及びフィルタ取付けプレート２２８の対応する開口部を貫通する締結具（図示せず、例えば、ねじ）によってボウタイフィルタ１７０を囲むようにフィルタ取付けプレート２２８に結合される又は取り付けられる。

内蔵型アライメント機構２２４は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６を第１の方向１８２（例えば、ラテラル方向）及び第２の方向１８４（例えば、トランスバース方向）に移動させるように構成された調整機構１８０を含む。ラテラル方向１８２の移動は、トランスバース方向１８４の移動とは独立である。ラテラル方向１８２の移動は、コリメータハウジング６２の第２の壁７６と第３の壁７８との間で生じる。トランスバース方向１８４の移動は、コリメータハウジング６２の第４の壁８０に向かって及び第４の壁８０から離れるように生じる。ラテラル方向１８２は、トランスバース方向１８４と直交している。

内蔵型アライメント機構２２４は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６及びベースプレート２２６を移動させるための表面接触レールガイド２３０、２３２を含む。表面接触レールガイド２３０、２３２は、コリメータハウジング６２の第４の壁８０に取り付けられる取付けプレート２３４、２３６にそれぞれ結合される。ベースプレート２２６は、表面接触レールガイド２３０、２３２に配置される。調整機構１８０はアクチュエータねじアセンブリ２３８を含んでおり、アクチュエータねじアセンブリ２３８は、アクチュエータねじ２４０と、アクチュエータねじ２４０に結合されるノブ２４２と、ねじ部を含む受け部２４４とを含む。受け部２４４は、ベースプレート２２６の、レセプタクル２４４のねじ部用の開口部を含むレセプタクル部分２４６に取り付けられる。アクチュエータねじ２４０は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６を表面接触レールガイド２３０、２３２に沿ってトランスバース方向１８４に動かす（例えば、スキャン面内及びスキャン面外に）ために、レセプタクルのねじ部に入る、及びねじ部から出るように構成されている。アクチュエータねじ２４０は、機械的に作動させてもよいし、電動アクチュエータによって自動的に作動させてもよい。図２９に矢印２４８で示すように（ノブ２４２を介して）アクチュエータねじ２４０を作動させると、ボウタイフィルタアセンブリ１６６及びベースプレート２２６がトランスバース方向１８４に移動する。表面接触レールガイド２３０、２３２の端部２０６（第４の壁８０から遠くに離れた方の端部）に結合された締結具２０４（例えば、取付けねじ）は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６のトランスバース方向１８４への移動範囲を制限する。また、これらの締結具２０４は、動作中にボウタイフィルタ１７０をスキャン面内に堅固に保持する。

調整機構１８０は、フィルタ取付け板２２８の一部であるフレーム２５０であって、フィルタ取付けプレート２２８から延在するフレーム２５０を含む。フレーム２５０によって、ボウタイフィルタアセンブリ１６６は、トランスバース方向１８４の動きとは独立したラテラル方向１８２に移動することができる。フレーム２５０は、第２の壁７６及び第３壁７８と平行の方向１８４に延在している。フレーム２５０は、スロット２５２を含む。

調整機構１８０は、コリメータハウジング６２内のラテラル方向１８２におけるボウタイフィルタアセンブリ１６６の移動を（ベースプレート２２６を移動せずに）調整する調整ねじ２０８を含む。調整ねじ２０８によって、ボウタイフィルタ１７０がＸ線ビームのアイソセンタに位置するように、ボウタイフィルタアセンブリ１６６を調整することができる。調整ねじ２０８の一部は、コリメータハウジング６２の外側にあるナット２１０（例えば、止めナット）を貫通し、コリメータハウジング６２の内部空間１１０に（第２の壁７６の開口部を通って）延在する。コリメータハウジング６２内では、調整ねじ２０８の一部がスロット２５２を貫通し、締結具２１２（例えば、ナット）を介してフレーム２５０に固定される。調整ねじ２０８を回転させると、ボウタイフィルタアセンブリ１６６がラテラル方向１８２に移動する。スロット２５２の各端部は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６のトランスバース方向１８４の移動を制限するものとして機能する。調整が完了すると、止めナット２１０を利用してボウタイフィルタアセンブリ１６６の位置を固定することができる。調整ねじ２０８は、機械的に作動させてることができる。特定の実施形態では、調整ねじ２０８は、調整ねじ２０８に結合された電動アクチュエータ２１３が（図１のコリメータ制御器２９の処理回路からの制御信号に応答して）自動的に作動させてもよい。図３０に示されているように、第４の壁８０に向かう円周方向（矢印２５４で示されている）に調整ねじ２０８を回転させると、ボウタイフィルタアセンブリ１６６は第２の壁７６に向かってラテラル方向１８２に移動し、第４の壁８０から離れる円周方向に調整ねじ２０８を回転させると、ボウタイフィルタアセンブリ１６６は第３の壁７８に向かってラテラル方向１８２に移動する。

図３１は、組み立てられた前置コリメータ１３の斜視図である。コリメータ１３は、上記の積層造形されたコリメータハウジング６２と、積層造形されたアパーチャ移送プレート６４と、積層造形されたモータ取付けプレート６６とを含んでいるが、いくつかの変更点がある。例えば、アパーチャ移送プレート６４は、取付けブラケットを備えていない。アパーチャ移送プレート６４のプレート部分１３６は、コリメータハウジング６２の一体型側面構造２５６、２５８に（例えば、ガイドレール及びアクチュエータを介して間接的に）結合される。側面構造２５６、２５８は、図７～図１０のコリメータハウジング６２における同様の側面構造と比較して、第１の壁７４からさらに離れて配置されている。さらに、コリメータ１３は、内蔵型アライメント機構２２４と、調整機構１８０と、モータ取付けプレート６６に結合されたモータ２２２であって、（アクチュエータ及びレールガイドを介して）アパーチャ移送プレート６４を移動するように構成されたモータ２２２とを含む。

図３２は、コリメータハウジング内でボウタイフィルタアセンブリ１６６を移動させるための別の内蔵型アライメント機構２６０の分解図である。ボウタイフィルタアセンブリ１６６は、ベースプレート又はフィルタ取付けプレート２６２と、ボウタイフィルタ１７０（例えば、ポリテトラフルオロエチレンを使用して製造されたボウタイフィルタ）と、カバー１７２（例えば、フロントカバー）とを含む。フィルタ取付けプレート２６２及びカバー１７２は、ボウタイフィルタ１７０を部分的に囲む。カバー１７２は、ボウタイフィルタ１７０の上部及び底部の周囲には延在していない。特定の実施形態では、放射線遮蔽層（例えば、タングステン系ポリマーを使用して製造された遮蔽層）は、フィルタ取付けプレート２６２の、ボウタイフィルタ１７０と直接的に接合部分を形成する側の表面に配置される。特定の実施形態では、放射線遮蔽層は、カバー１７２の、ボウタイフィルタ１７０と直接的に接合部分を形成する側の表面上に配置される。フィルタ取付けプレート２６２及びカバー１７２は、異なるタイプのボウタイフィルタ１７０を収容するように構成される。ボウタイフィルタ１７０は、ボウタイフィルタ１７０及びフィルタ取付けプレート２２８の対応する開口部を貫通する締結具１７８（例えば、ねじ）を介してフィルタ取付けプレート２６２に結合される又は取り付けられる。カバー１７２は、カバー１７２及びフィルタ取付けプレート２６２の対応する開口部を貫通する締結具（図示せず、例えば、ねじ）を介して、ボウタイフィルタ１７０を囲むようにフィルタ取付けプレート２６２に結合される又は取り付けられる。

内蔵型アライメント機構２６０は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６を第１の方向１８２（例えば、ラテラル方向）及び第２の方向１８４（例えば、トランスバース方向）に移動させるように構成された調整機構１８０を含む。ラテラル方向１８２の移動は、トランスバース方向１８４の移動とは独立である。ラテラル方向１８２の移動は、図７～図１０におけるコリメータハウジング６２の第２の壁７６と第３の壁７８との間で発生する。トランスバース方向１８４の移動は、図７～図１０において、コリメータハウジング６２の第４の壁８０に向かう方向及び第４の壁８０から離れる方向に発生する。ラテラル方向１８２は、トランスバース方向１８４と直交している。

内蔵型アライメント機構２６０は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６を移動させるためのガイド２６４、２６６を含む。ガイド２６４、２６６は、フィルタ取付けプレート２６２の一部である延長部２６８、２７０に結合され、トランスバース方向１８４に（例えば、図７～図１０の第４の壁８０から離れるように）延在する。ガイド２６４、２６６は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６を支持する。ガイド２６４、２６６は、図７～図１０においてコリメータハウジング６２の第１の壁７４上のレセプタクル１１６を貫通する。

調整機構１８０は３つのガイドピン２７２を含んでおり、ガイドピン２７２は、フィルタ取付けプレート２６２のそれぞれのレセプタクル２７４を貫通して、支持パッド２７８内に配置されたそれぞれのクオーターターンブッシュ２７６（例えば、耐磨耗材料を使用して製造されたブッシュ）に延在する。支持パッド２７８は、締結具２８０を介して、図７～図１０のコリメータハウジング６２の第４の壁８０に結合される。レセプタクル２７４によって、ボウタイフィルタアセンブリ１６６は、ラテラル方向１８２及びトランスバース方向１８４の両方に移動することができる。図３３に示されているように、ガイドピン２７２は、ロック位置２８４とロック解除位置２８６との間で矢印２８２によって示されるように、それぞれの方向に１／４回転するように構成されている。各ガイドピン２７２は、それぞれのガイドピン２７２に沿う方向において異なる軸方向位置に、突起２８８の第１のセットと突起２９０の第２のセットとを含む。突起２８８の第１のセット及び突起２９０の第２のセットは、ボウタイフィルタアセンブリ１６６がトランスバース方向１８４に移動するときの異なる２つの軸方向位置（１つの軸方向位置は、ボウタイフィルタ１７０がスキャン面内に存在する位置であり、もう１つの軸方向位置は、ボウタイフィルタ１７２がスキャン面の外部に存在する位置である）を形成している。ロック解除位置では、突起２８８の第１のセット及び／又は突起２９０の第２のセットはレセプタクル２７４を貫通し、ボウタイフィルタアセンブリ１６６がトランスバース方向１８４に移動できるようにする。ロック位置では、突起２８８の第１のセット又は突起２９０の第２のセットは、レセプタクル２７４を画定する壁と接合して、ボウタイフィルタアセンブリ１６６がトランスバース方向１８４に移動することを阻止する。

調整機構１８０は、フィルタ取付け板２６２の一部であるフレーム２９２であって、フィルタ取付けプレート２６２から延在するフレーム２９２を含む。フレーム２９２によって、ボウタイフィルタアセンブリ１６６は、トランスバース方向１８４の移動とは独立してラテラル方向１８２に移動することができる。フレーム２９２は、図７～図１０におけるコリメータハウジング１６２の第２の壁７６及び第３の壁７８と平行の方向１８４に延在している。フレーム２９２は、スロット２９４を含む。

調整機構１８０は、図７～図１０のコリメータハウジング６２内のラテラル方向１８２におけるボウタイフィルタアセンブリ１６６の移動を調整する調整ねじ２０８を含む。調整ねじ２０８によって、ボウタイフィルタ１７０がＸ線ビームのアイソセンタに位置するように、ボウタイフィルタアセンブリ１６６を調整することができる。調整ねじ２０８の一部は、コリメータハウジング６２の外側のナット２１０（例えば、止めナット）を貫通して、コリメータハウジング６２の（第２の壁７６の開口部を通って）内部空間１１０に延在する。コリメータハウジング６２内では、調整ねじ２０８の一部がスロット２９４を貫通して、締結具２１２（例えば、ナット）によってフレーム２９２に固定される。調整ねじ２０８が回転すると、ボウタイフィルタアセンブリ１６６はラテラル方向１８２に移動する。スロット２９４の各端部は、ボウタイフィルタアセンブリ１６６のトランスバース方向１８４の移動を制限するものとして作用する。調整が完了すると、止めナット２１０を利用してボウタイフィルタアセンブリ１６６の位置を固定することができる。調整ねじ２０８は、機械的に作動させることができる。特定の実施形態では、調整ねじ２０８は、調整ねじ２０８に結合された電動アクチュエータが（図１のコリメータ制御器２９の処理回路からの制御信号に応答して）自動的に作動させてもよい。第４の壁８０に向かう円周方向に調整ねじ２０８を回転させると、図７～図１０のボウタイフィルタアセンブリ１６６はコリメータハウジング６２の第２の壁７６に向かってラテラル方向１８２に移動し、一方、第４の壁８０から離れる円周方向に調整ねじ２０８を回転させると、ボウタイフィルタアセンブリ１６６は第３の壁７８に向かってラテラル方向１８２に移動する。

図３４は、組み立てられた前置コリメータ１３の斜視図である。コリメータ１３は、上記の積層造形されたコリメータハウジング６２と、積層造形されたアパーチャ移送プレート６４と、積層造形されたモータ取付けプレート６６とを含んでいる。さらに、コリメータ１３は、内蔵型アライメント機構２６０と、調整機構１８０と、モータ取付けプレート６６に結合されたモータ２２２であって、（アクチュエータ及びレールガイドによって）アパーチャ移送プレート６４を移動させるように構成されたモータ２２２とを含んでいる。

図３５は、Ｘ線ビーム中心にボウタイフィルタを位置合わせするための方法２９６のフローチャートである。方法２９６は、図１のＣＴシステム１０の１つ以上の構成要素（例えば、コンピュータ３６、コリメータ制御器２９など）を利用して実行することができる。方法２９６は、前置コリメータ内の（例えば、ボウタイフィルタアセンブリの一部としての）ボウタイフィルタをビューの外側に移動させた後又はスキャン面の外側に移動させた後でエアスキャンを実行してエアスキャンデータを得ることを含む（ブロック２９８）。ボウタイフィルタは、ボウタイフィルタアセンブリをトランスバース方向に移動させるための上述した複数の調整機構のうちの１つの調整機構を利用して、スキャン面の外に移動することができる。ボウタイフィルタは、ブロック２９８の間、コリメータから取り外されることはない。また、方法２９６は、ボウタイフィルタがトランスバース方向に移動してスキャン面内に入り込んだ後に（例えば、センターボディフィルタスキャン（center body filter scan）によって）アライメントスキャンデータを取得することを含む（ブロック３００）。方法２９６は、エアスキャンデータ及びアライメントスキャンデータに基づいて、ビームライン経路の中心からのオフセット値又はオフセット距離を（例えば、処理回路によって）計算又は決定することをさらに含む（ブロック３０２）。方法２９６は、さらに、オフセット値をボウタイフィルタの中心位置の許容範囲又は所望の範囲（例えば、ボウタイフィルタの中心がアイソセンタ・アライメントと一致する）と比較することを含む（ブロック３０４）。オフセット値が許容範囲外である場合、方法２９６は、（例えば、許容範囲内における）所望の中心位置を達成するためにボウタイフィルタをラテラル方向に移動させる値又は距離を（例えば、処理回路によって）計算することを含む（ブロック３０６）。方法２９６は、さらに、ボウタイフィルタを、上述した複数の調整機構のうちの１つの調整機構（例えば、調整ねじ２０８）を利用してラテラル方向に計算された値又は距離（例えば、ミリメートル単位で）だけ移動させることを含む（ブロック３０８）。ボウタイフィルタのラテラル方向の調整は、ボウタイフィルタをラテラル方向に移動させるための調整機構（例えば、調整ねじ２０８）に結合されたアクチュエータに（例えば、コリメータ制御器２９から）供給される制御信号に基づいて自動的に行うことができる。次いで、方法２９６は、ブロック２９８～３０４を繰り返す。オフセット値が許容範囲内である場合、方法２９６は終了する（ブロック３１０）。

開示された実施形態の技術的効果は、システムアライメント中にコリメータを正確かつ容易に調整するために、前置コリメータ内に配置された内蔵型アライメント機構を提供することを含む。特に、内蔵型アライメント機構は、ボウタイフィルタを、ラテラル方向及びトランスバース方向の両方向に互いに独立に調整する（例えば、高画質が得られるようにＸ線ビーム経路に対して中央に配置する）ことができる。また、内蔵型アライメント機構の構成により、システムアライメント中にコリメータからサブ構成要素（例えば、ボウタイフィルタ）を取り外したり分解したりすることなく、コリメータハウジングの外側から（例えば、アクチュエータ機構を介して）ボウタイフィルタを調整することができる。さらに、内蔵型アライメント機構は、異なるタイプのボウタイフィルタで利用できるように構成されており、異なるイメージングプラットフォームで利用できるように拡張可能である。

本明細書で提示され請求項に記載された技術は、現在の技術分野を実証的に改善する実用的な性質の具体例及び有形物に参照及び適用されており、そのため、抽象的なものではなく、無形物ではなく、純粋に理論的なものでもない。さらに、請求項が、「［機能］を［実行］するための手段．．．」又は「［機能］を［実行］するためのステップ．．．」として指定された一つ以上の要素を含む場合、かかる要素は、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２（ｆ）に基づいて解釈されることが意図されている。しかし、他の方法で指定された要素を含む請求項については、そのような要素は３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２（ｆ）に基づいて解釈されるべきではないことが意図されている。

本明細書の説明は実施例を使用して、ベストモードを含む本明細書に記載された本対象を開示し、また、本開示を当業者が実施できるようにする（任意の装置又はシステムを製造及び使用すること並びに組み込まれた任意の方法を実行することなど）ものである。本対象の特許性のある範囲は、特許請求の範囲で規定されており、当業者が思い浮かぶ他の例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の字義通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な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るものである。

１０ ＣＴシステム
１３ 前置コリメータ
１４ Ｘ線源
６２ コリメータハウジング
７４ レセプタクル
７６ 壁
７８ 壁
８０ 壁
１６６ ボウタイフィルタアセンブリ
１７０ ボウタイフィルタ
１８２ ラテラル方向

Claims (20)

1. コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム用の前置コリメータであって、
   複数の壁を含むコリメータハウジングであって、前記複数の壁は、前記前置コリメータが前記ＣＴイメージングシステムに結合された場合、Ｘ線源に面するように構成された第１の壁と、前記第１の壁の両側に位置する第２の壁及び第３の壁とを含む、コリメータハウジング、
   前記コリメータハウジング内に配置され、ボウタイフィルタを含むボウタイフィルタアセンブリ、及び
   前記コリメータハウジング内の前記第２の壁と前記第３の壁との間で前記ボウタイフィルタアセンブリをラテラル方向に移動させるように構成された調整機構
   を含む、前置コリメータ。
2. 複数の壁は、前記第１の壁に隣接する前記第２の壁と前記第３の壁との間に延在する第４の壁を含み、前記調整機構は、前記ボウタイフィルタアセンブリを前記第４の壁に向かうとともに前記第４の壁から離れるトランスバース方向に動かすように構成される、請求項１に記載の前置コリメータ。
3. 前記ボウタイフィルタアセンブリのラテラル方向への移動は、前記ボウタイフィルタアセンブリのトランスバース方向への移動とは独立している、請求項２に記載の前置コリメータ。
4. 前記調整機構は、
   前記コリメータハウジング内に配置されたフレームであって、前記ボウタイフィルタアセンブリに結合されたフレームと、
   前記フレームに結合された調整ねじであって、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記ラテラル方向への動きを調整する調整ねじと、
   前記フレームに結合されたロックピンであって、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記トランスバース方向への動きを調整するロックピンと
   を含む、請求項３に記載の前置コリメータ。
5. 前記フレームは、
   前記ボウタイフィルタアセンブリが前記トランスバース方向に移動してスキャン面から離れたときに前記ロックピンを受け入れるための第１の開口部と、
   前記ボウタイフィルタアセンブリが前記トランスバース方向に移動して前記スキャン面に入り込んだときに前記ロックピンを受け入れるための第２の開口部と
   を含む、請求項４に記載の患者前リメータ。
6. 前記フレームは、前記調整ねじが貫通するスロットを含み、前記スロットは、前記ボウタイフィルタアセンブリが前記ラテラル方向に移動する場合、前記調整ねじがスロットを貫通するように保持する、請求項５に記載の前置コリメータ。
7. 前記調整機構は、前記コリメータハウジング内で前記ボウタイフィルタアセンブリが前記ラテラル方向及び前記トランスバース方向に移動するように、前記コリメータハウジングの外側から操作される、請求項２に記載の前置コリメータ。
8. 前記調整機構に結合された電動アクチュエータを含み、前記電動アクチュエータは、プロセッサからの制御信号に応答して、調整機構を作動させて、前記ボウタイフィルタアセンブリを前記ラテラル方向に移動させて前記ボウタイフィルタを前記Ｘ線源から放射されるＸ線ビームに対して中心に配置するように構成される請求項１に記載の前置コリメータ。
9. 前記ボウタイフィルタアセンブリは、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記ボウタイフィルタを部分的に囲むカバー及びフィルタ取付けプレートを含む、請求項１に記載の前置コリメータ。
10. 前記フィルタ取付けプレートと前記ボウタイフィルタに面するカバーとの両方のそれぞれの面に、放射線遮蔽材料が配置されている、請求項９に記載の前置コリメータ。
11. 前記フィルタ取付けプレート及びカバーは、異なるタイプのボウタイフィルタを部分的に囲むように構成される、請求項９に記載の前置コリメータ。
12. コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム用の前置コリメータであって、
    コリメータハウジング、
    前記コリメータハウジング内に配置され、ボウタイフィルタを含むボウタイフィルタアセンブリ、及び
    前記ボウタイフィルタアセンブリを前記コリメータハウジング内で第１の方向及び第２の方向に移動させるように構成された調整機構であって、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記第１の方向の移動は、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記第２の方向の移動とは独立しており、前記第１の方向及び前記第２の方向は互いに直交している、調整機構
    を含む、前置コリメータ。
13. 前記コリメータハウジングは、前記前置コリメータが前記ＣＴイメージングシステムに結合された場合、Ｘ線源に面するように構成された第１の壁を含み、前記第１の方向及び前記第２の方向は、前記第１の壁内で平行な面に沿って互いに直交する、請求項１２に記載の前置コリメータ。
14. 前記コリメータハウジングは複数の壁を含み、前記複数の壁は、前記前置コリメータが前記ＣＴイメージングシステムに結合された場合にＸ線源に面するように構成された第１の壁と、前記第１の壁の両側に位置する第２の壁及び第３の壁とを含み、前記調整機構は、前記第２の壁と前記第３の壁との間で前記ボウタイフィルタアセンブリを前記第１の方向に移動するように構成されている、請求項１２に記載の前置コリメータ。
15. 前記複数の壁は、前記第１の壁に隣接する前記第２の壁と前記第３の壁との間に延在する第４の壁を含み、前記調整機構は、前記ボウタイフィルタアセンブリを、第４の壁に向かうとともに前記第４の壁から離れる第２の方向に移動させる、請求項１４に記載の前置コリメータ。
16. 前記調整機構は、前記コリメータハウジング内で前記ボウタイフィルタアセンブリが前記第１の方向及び前記第２の方向に移動するように、前記コリメータハウジングの外側から操作される、請求項１２に記載の前置コリメータ。
17. 前記ボウタイフィルタアセンブリは、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記ボウタイフィルタを部分的に囲むカバー及びフィルタ取付けプレートを含む、請求項１２に記載の前置コリメータ。
18. 前記調整機構は、
    前記コリメータハウジング内に配置されたフレームであって、前記ボウタイフィルタアセンブリに結合されたフレームと、
    前記フレームに結合された調整ねじであって、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記第１の方向への動きを調整する調整ねじと、
    前記フレームに結合されたロックピンであって、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記第２の方向への動きを調整するロックピンと
    を含む、請求項１２に記載の前置コリメータ。
19. コリメータのボウタイフィルタのセンタリングを行う方法であって、
    エアスキャンデータを取得するためのエアスキャンの前にボウタイフィルタをＣＴイメージングシステムのＸ線源によって放射されるＸ線ビームのビューの外側に移動させた状態で、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムを利用したエアスキャンを実行することによって得られるエアスキャンデータを、プロセッサにおいて取得することであって、前記ボウタイフィルタはコリメータハウジング内に配置されたボウタイフィルタアセンブリ内に配置されており、前記ボウタイフィルタアセンブリは前記コリメータハウジング内で第１の方向及び第２の方向に移動できるように構成されており、前記第１の方向は前記第２の方向に対して直交している、エアスキャンデータを取得すること、
    前記エアスキャンデータを取得するためのアライメントスキャンの前に前記ボウタイフィルタが前記第２の方向に移動して前記スキャン面内に位置させた状態で、前記ＣＴイメージングシステムを利用したエアスキャンを実行することにより得られるアライメントデータを、前記プロセッサにおいて取得すること、
    前記プロセッサによって、前記Ｘ線ビームのビームライン経路からの前記ボウタイフィルタのオフセット距離を計算すること、
    前記プロセッサによって、前記オフセット距離を、前記Ｘ線ビーム内の前記ボウタイフィルタの所望の中心位置の許容範囲と比較すること、
    前記オフセット距離が許容範囲外である場合、前記プロセッサによって、前記ボウタイフィルタが前記Ｘ線ビームの中心に位置するように前記ボウタイフィルタを前記第２の方向に移動させる距離を計算すること、及び
    前記プロセッサからの制御信号に応答して、前記ボウタイフィルタを前記第２の方向に前記距離だけ移動させること
    を含む、方法。
20. 前記ボウタイフィルタアセンブリの前記第１の方向の動きは、前記ボウタイフィルタアセンブリの前記第２の方向の動きとは独立している、請求項１９に記載の方法。