JP2023177268A - ２つのキャリッジを有する統合フィルタアセンブリ用のシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジに取り付けられた少なくとも１つのボウタイフィルタ及び少なくとも１つの線質硬化フィルタを含む統合フィルタセンブリの様々なシステム及び方法が提供される。【解決手段】イメージングシステムは、少なくとも１つの線質硬化フィルタ６４及び少なくとも１つのボウタイフィルタ５８を含む第１のキャリッジ５４と、少なくとも２つの追加のボウタイフィルタを含む第２のキャリッジ５６と、少なくとも１つの線質硬化フィルタと複数のボウタイフィルタのうちの１つのボウタイフィルタとがＸ線ビームの経路上に選択的に位置決めされるようにキャリッジを移動させるキャリッジ駆動システムとを含むことができる。少なくとも１つの線質硬化フィルタは、複数のボウタイフィルタのうちの少なくとも１つのボウタイフィルタと重なることができる。【選択図】図７Ｂ

Description

本明細書に開示された対象の実施形態は、診断イメージングシステム及び方法に関し、より詳細には、統合フィルタアセンブリを有するコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムに関する。

非侵襲的イメージングモダリティは、Ｘ線放射の形態のエネルギーを撮影被検体に送信することができる。送信されたエネルギーに基づいて、撮影被検体内部の構造的又は機能的な情報を示す画像を生成することができる。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムでは、Ｘ線源がＸ線を生成し、Ｘ線検出器に向けてＸ線を放出し、撮影被検体（患者など）を通過する。Ｘ線源と撮影被検体との間には、撮影被検体の解剖学的構造に基づいてＸ線エネルギーの空間分布を調整するために、ボウタイフィルタを配置することができる。ボウタイフィルタは、被検体の特定の撮影領域に高いＸ線エネルギーが放射されるように設計することができる。その結果、Ｘ線検出器によって受け取られる信号の振幅の品質は、中心領域において改善され、その被検体の周辺部におけるＸ線の線量が低減される。被検体の異なる解剖学的構造に対しては、異なるボウタイフィルタが必要となることがある。例えば、被検体の身体の別個の領域（頭部、胸部、腹部など）を画像化するように、異なる材料、形状、及びサイズのボウタイフィルタを設計することができる。

さらに、低エネルギーのＸ線を吸収又は遮断し、それによってＸ線ビームを減衰させて「硬化させる」ために、Ｘ線源と撮影被検体との間に、線質硬化フィルタを配置することができる。線質硬化フィルタを使用したＸ線ビームの調整は、キャリブレーションの間又は診断患者スキャン若しくはスカウトスキャン（診断スキャンの前に実行され、被検体の内部構造を含み被検体の長手軸に沿った投影ビューを提供することができるスキャン）の間に特に望まれることがある。したがって、少なくとも１つの線質硬化フィルタと１つ以上のボウタイフィルタとを統合するシステム及び方法が必要とされている。

一態様はシステムである。システムは、少なくとも１つの線質硬化フィルタと少なくとも１つのボウタイフィルタとを含む少なくとも１つのキャリッジと、前記少なくとも１つの線質硬化フィルタ及び前記少なくとも１つのボウタイフィルタが、Ｘ線管と被検体との間において、前記Ｘ線ビームの経路内に、及び前記Ｘ線ビームの経路外に、選択的に位置決めされるように前記少なくとも１つのキャリッジを移動させるキャリッジ駆動システムとを含み、前記少なくとも１つの線質硬化フィルタは、前記Ｘ線ビームの経路内に、及び前記Ｘ線ビームの経路外に、位置決めすることができ、また、前記少なくとも１つの線質硬化フィルタは、前記1つ以上のボウタイフィルタのうちの少なくとも１つのボウタイフィルタと組み合わせて、前記Ｘ線ビームの経路内に、及び前記Ｘ線ビームの経路外に、位置決めすることができる。

一態様はイメージングシステムである。イメージングシステムは、コリメータアセンブリを含み、前記コリメータアセンブリは、Ｘ線源に隣接するように配置され、前記Ｘ線源は、前記コリメータアセンブリを通過するＸ線ビームを生成し、前記コリメータアセンブリは、少なくとも１つの線質硬化フィルタと少なくとも１つのボウタイフィルタとを含む少なくとも１つのキャリッジを含み、前記線質硬化フィルタは前記キャリッジのエッジに結合され、前記少なくとも１つのボウタイフィルタから離れるように延在する。

一態様はイメージングシステムの方法である。イメージングシステムの方法は、第１の撮影中に、第１のキャリッジに結合された線質硬化フィルタがＸ線ビームの経路上に位置するように、前記第１のキャリッジを移動させること、及び、第２のキャリッジに収容された第２のボウタイフィルタが前記Ｘ線ビームの経路上に位置するように、前記第２のキャリッジを移動させること、並びに前記第２の撮影中に、前記線質硬化フィルタが前記Ｘ線ビームの経路の外側に移動するように、前記第１のキャリッジを移動させることを含む。

一態様はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムである。ＣＴイメージングシステムは、ガントリ、前記ガントリに配置され、Ｘ線を放射するＸ線源、前記ガントリに配置され、前記Ｘ線源に対向するＸ線検出器、第１のボウタイフィルタと第１の線質硬化フィルタとを含む第１のキャリッジ、第２のボウタイフィルタと第３のボウタイフィルタとを含む第２のキャリッジであって、第２の線質硬化フィルタが前記第２のボウタイフィルタと前記第３のボウタイフィルタとの間に配置された、第２のキャリッジ、及び前記第１のボウタイフィルタ、前記第２のボウタイフィルタ、前記第３のボウタイフィルタ、並びに前記第１の線質硬化フィルタ、前記第２の線質硬化フィルタのうちの１つ以上のフィルタを、Ｘ線ビーム内に移動する又はＸ線ビームの外に移動することにより、フィルタを切り替えるキャリッジ駆動システムを含む。

一態様は、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アセンブリである。前記前置コリメータアセンブリは、線質硬化フィルタと第１のボウタイフィルタとを含む第１のキャリッジ、前記第１のキャリッジに結合された第１のキャリッジ駆動システムであって、前記第１のキャリッジ、したがって、前記線質硬化フィルタ及び前記第１のボウタイフィルタを、Ｘ線ビーム経路内に移動する、及び前記Ｘ線ビーム経路外に移動する第１のキャリッジ駆動システム、第２のボウタイフィルタと第３のボウタイフィルタとを含む第２のキャリッジ、及び前記第２のキャリッジに結合された第２のキャリッジ駆動システムであって、前記第２のキャリッジ、したがって、前記第２のボウタイフィルタ及び前記第３のボウタイフィルタを、前記Ｘ線ビーム経路内に移動する、及び前記Ｘ線ビーム経路外に移動する第２のキャリッジ駆動システムを含み、前記線質硬化フィルタが、前記第１のキャリッジの外側のエッジに沿って配置され、前記外側のエッジに結合されており、前記線質硬化フィルタは、単独で、又は前記第２のボウタイフィルタ及び前記第３のボウタイフィルタのうちの一方のボウタイフィルタと組み合わせて、前記Ｘ線ビーム経路上に位置決めされるようにすることができる。

上記の概要は、発明を実施するための形態でさらに説明される概念の選択を簡略化して導入するために記載されていることを理解されたい。上記の概要は、請求された対象の重要な又は必須の特徴を特定することを意図しておらず、請求された対象の範囲は、発明を実施するための形態の後に記載された請求項によって一意的に画定される。さらに、請求された対象は、本開示において上述された又は本開示の任意の部分で記載された欠点を解決するための実装に限定されることはない。

本開示の対象は、以下の非限定的な実施形態の説明を、添付図面を参照しながら読むことによって、より適切に理解される。

コンピュータ断層（ＣＴ）イメージングシステムの図である。 ＣＴイメージングシステムのブロック概略図である。 キャリッジ、線質硬化フィルタ、及びボウタイフィルタを含む統合フィルタアセンブリの一例を示す斜視図である。 図３の例示的な統合フィルタアセンブリの第１の部分分解図である。 キャリッジと少なくとも２つのボウタイフィルタを含む統合フィルタアセンブリの一例の部分分解図である。 キャリッジと少なくとも２つのボウタイフィルタを含む統合フィルタアセンブリの一例を示す部分分解図である。 コリメータアセンブリ内の異なる位置に図３～図４の統合フィルタアセンブリ及び図５の統合フィルタアセンブリを含む例示的なコリメータアセンブリの断面図である。 コリメータアセンブリ内の異なる位置に図３～図４の統合フィルタアセンブリ及び図５の統合フィルタアセンブリを含む例示的なコリメータアセンブリの断面図である。 図３～図４の統合フィルタアセンブリと図６の統合フィルタアセンブリとを含む代替実施例のコリメータアセンブリの断面図である。 代替実施例の統合フィルタアセンブリを含む別の代替実施例のコリメータアセンブリの断面図である。 代替実施例の統合フィルタアセンブリを含む別の代替実施例のコリメータアセンブリの断面図である。 ３つのボウタイフィルタと1つの線質硬化フィルタを備えたフィルタアセンブリが第１の位置にあるときの図である。 図１１Ａのフィルタアセンブリが第２の位置にあるときの図である。 図１１Ａのフィルタアセンブリが第３の位置にあるときの図である。 図１１Ａのフィルタアセンブリが第４の位置にあるときの図である。 図１１Ａのフィルタアセンブリが第５の位置にあるときの図である。 図１１Ａのフィルタアセンブリが第６の位置にあるときの図である。 図１１Ｂ、図１１Ｃ、及び図１１Ｆに示される第２、第３、又は第６の位置のうちのいずれか一つの位置の例示的なフィルタアセンブリを使用するときのスキャンの構成要素を示す概略図である。 図１１Ｅに示す第５の位置にある例示的なフィルタアセンブリを使用するときのスキャンの構成要素を示す概略図である。 図１１Ｄに示す第４の位置にある例示的なフィルタアセンブリを使用するときのスキャンの構成要素を示す概略図である。 本明細書に記載された例示的なフィルタアセンブリと共に使用することができる異なる複数の線質硬化フィルタのエネルギースペクトル曲線の例を示す。 フィルタ処理されていないＸ線とフィルタ処理されたＸ線とのエネルギースペクトルを比較した図である。 統合フィルタアセンブリを用いた較正方法の一例のフローチャートを示す。 統合フィルタアセンブリを用いたスカウト及び診断のスキャンのための方法の一例を示す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ている。これらの実施形態は簡潔に説明することが試みられており、実際の実装の全ての特徴が本明細書に記載されているとは限らない。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実行して、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されたい。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されたい。

本開示の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、「この（ｔｈｅ）」、及び「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素が１つ以上存在することが意図されている。用語「含む」、「備える」、及び「有する」は、包括的であることが意図されており、列挙された要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味している。さらに、以下の説明における数値例は、非限定的であることが意図されており、したがって、追加の数値、範囲、及び百分率は、開示される実施形態の範囲内である。

以下の説明は、Ｘ線イメージングシステム及び方法の様々な実施形態に関する。特に、少なくとも１つの線質硬化フィルタ及び少なくとも１つのボウタイフィルタを使用するコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムに対するシステム及び方法が提供される。図１～図２は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムの例示的な実施形態を示し、１つ以上のフィルタは、Ｘ線源（例えば、Ｘ線管）と撮影被検体との間に配置される。撮影される被検体の解剖学的構造に基づいて、又は較正用に、異なるフィルタを選択することができる。図３－図４は、キャリッジ、線質硬化フィルタ、及びボウタイフィルタを含む統合フィルタアセンブリの一実施例を示し、これらのフィルタは、空間分布を調整する、及び被検体に到達するビームを調整するために配置することができる。一例として、単一のキャリッジにおいて、ボウタイフィルタは、キャリッジの一方のエッジに結合された線質硬化フィルタに隣接するように配置することができる。ビームに垂直な軸に沿ってキャリッジを移動させることにより、ボウタイフィルタ又は線質硬化フィルタを、ビームの経路上に位置決めすることができる。図５は、第１のキャリッジと併用して使用することができる２つのボウタイフィルタを含む例示的な第２のキャリッジを示す図である。図６は、２つのボウタイフィルタと、任意に選択可能な線質硬化フィルタであって、第１のキャリッジと併用して使用することができる線質硬化フィルタとを含む例示的な第２のキャリッジを示す図である。第２のキャリッジは、第２のキャリッジのフィルタが第１のキャリッジの線質硬化フィルタと同時にビームの経路上に位置決めされるように配置することができる。図７Ａ及び図７Ｂは、異なる位置にある例示的な第１及び第２のキャリッジの断面図を示す。図８～図１０は、配置が異なる第１及び第２のキャリッジを示しており、線質硬化フィルタの位置が異なっている。例えば、線質硬化フィルタは、第２のキャリッジ（例えば、２つのボウタイフィルタを有するキャリッジ）に結合することができる。図１１Ａ～図１１Ｆは、３つのボウタイフィルタと１つの線質硬化フィルタと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している。図１２Ａ～図１２Ｃは、例示的なフィルタアセンブリを使用して実施することができるスキャンの様々な構成要素を示す概略図である。例えば、線質硬化フィルタを使用して、低線量スキャン及び／又はＣＴイメージングシステムの較正を実行することができる。図１３及び図１４は、例示的なフィルタアセンブリを使用した場合に線量が低減されたエネルギースペクトルをグラフで表している。図１５は、統合フィルタアセンブリに含まれる１つ以上のフィルタを用いてイメージングシステムを較正するための例示的な方法を示す図である。図１６は、統合フィルタアセンブリに含まれる１つ以上のフィルタを用いて被検体を撮影するための例示的な方法を示す図である。

ＣＴイメージングシステムが例として記載されているが、本技術は、他のイメージングモダリティ（Ｘ線イメージングシステム、透視イメージングシステム、インターベンショナルイメージングシステム、マンモグラフィイメージングシステム、外科用イメージングシステムなど）を使用して取得した画像に適用しても有用であることが理解される。本説明のＣＴイメージングモダリティは、単に好適なイメージングモダリティの一実施例として提供される。

様々な実施形態は、異なる種類のイメージングシステムに実装することができる。例えば、様々な実施形態は、ＣＴイメージングシステムに実装することができ、ＣＴイメージングシステムでは、Ｘ線源が、デカルト座標系のｘ－ｙ平面内に位置するようにコリメートされる扇形又は円錐形のビームを投影し、一般に「撮影面」と呼ばれる。Ｘ線ビームは、撮影される被検体（患者など）を通過する。Ｘ線ビームは、患者によって減衰した後、Ｘ線検出器に入射する。Ｘ線検出器が受け取る減衰したＸ線の強度は、撮影被検体によるＸ線ビームの減衰量に依存する。Ｘ線検出器の各検出素子は、各検出素子の位置におけるＸ線強度の測定値である個別の電気信号を生成する。すべての検出器素子からのＸ線強度の測定値は別々に取得され、透過プロファイルが作成される。

一般的な回転型ＣＴイメージングシステムでは、Ｘ線源とＸ線検出器は、Ｘ線ビームの撮影被検体と交差する角度が連続的に変化するように、ガントリ内で、撮影される被検体の周りを回転する。ガントリが３６０度をフル回転すると、ガントリが完全に回転する。１つのガントリ角度におけるＸ線検出器のＸ線減衰測定値（例えば、投影データ）のグループを「ビュー」と呼ぶ。したがって、ビューは、ガントリの各増分位置である。被検体の「スキャン」は、Ｘ線源とＸ線検出器が１回転する間に、異なるガントリ角度（又はビュー角度）で得られたビューのセットから構成される。アキシャル診断スキャンでは、投影データを処理して、被検体を横断する二次元スライスに対応する画像を構成する。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）では、撮影被検体の長手軸に沿う投影ビューが得られ、一般に、複数のアグリゲーションであって、各アグリゲーションが被検体の内部構造を含む複数のアグリゲーションが得られる。投影データのセットから画像を再構成する１つの方法は、当該技術分野では、フィルタ逆投影法と呼ばれている。この方法は、スキャンにより得られた減衰測定値を「ＣＴ番号」又は「ハウンズフィールドユニット（ＨＵ）」と呼ばれる整数に変換する。この整数は、ディスプレイ上の対応する画素の輝度を制御するために使用される。

スカウトスキャン（本書では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、Ｘ線ビーム特性（サイズ、形状、エネルギーなど）が異なることがある。特定のスカウトスキャン及び診断スキャンの間、より高い出力のＸ線を使用することが望まれる。高出力のＸ線によって、診断スキャンの画質が向上し、Ｘ線源の熱安定性が向上する。しかし、Ｘ線パワーが増大すると、患者のＸ線の被曝量又は線量が増加する可能性がある。そこで、Ｘ線ビームの経路上において、線質硬化フィルタを使用して、Ｘ線が患者の体内に入射する前にＸ線を減衰させ、低エネルギーのＸ線ビームの量を低減することができる（図１４）。線質硬化フィルタは、患者スキャンに対して高いエネルギーのＸ線ビームが望まれる場合に（例えば、大柄な患者など）、ボウタイフィルタと一緒に使用することができる。線質硬化フィルタとボウタイフィルタは、必要に応じてＸ線ビーム内外に移動可能な別々のキャリッジに搭載することができる。しかしながら、複数のキャリッジを使用すると、前置コリメータアセンブリのコストが掛かり、前置コリメータアセンブリが複雑になる。また、スキャンのセクションとセクションとの間にキャリッジをＸ線ビームの内外に移動するため、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、本明細書に開示される実施形態によれば、キャリッジと、複数の線質硬化フィルタと、複数のボウタイフィルタを、単一の統合フィルタアセンブリに組み込むことができる。スキャン設定に基づいて、キャリッジの１つ以上のフィルタをＸ線ビームの経路上に位置決めすることができる。複数のボウタイフィルタ及び複数の線質硬化フィルタを単一の統合フィルタアセンブリに含めることにより、スキャン設定の信頼性が向上し、スキャン設定のコスト及び複雑さを低減することができる。

図１は、例示的なコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム１０を示し、図２は、一実施形態による例示的なＣＴイメージングシステムの例示的なブロック図を示す。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を有しており、Ｘ線源１４は、Ｘ線ビーム１６を生成してガントリ１２の反対側に位置するＸ線検出器アセンブリ１５に向けて投影する。Ｘ線源１４はＸ線ビーム１６を投影する。Ｘ線ビーム１６は、例えば１つ以上のフィルタを用いてＸ線ビーム１６を調整する前置コリメータアセンブリ１３を通過する。Ｘ線検出器アセンブリ１５は、コリメータアセンブリ１８（後置コリメータアセンブリ）、複数の検出器モジュール２０（例えば、検出器の要素又はセンサ）、及びデータ収集システム（ＤＡＳ）３２を含む。複数の検出器モジュール２０は、投影されたＸ線であって、被検体、即ち撮影される被検体２２を通過したＸ線を検出し、ＤＡＳ３２は、データを、後続する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Ｘ線ビームの強度、従って、被検体２２を通過するとき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スキャンの間、ガントリ１２と、ガントリ１２に取り付けられた構成要素は、撮影ボリュームに対して複数のビュー角度から減衰データが収集されるように、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イメージングシステム１０の制御システム２６によって管理される。制御システム２６は、Ｘ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給するＸ線コントローラ２８と、前置コリメータアセンブリ１３の開口の長さ及び幅（従って、Ｘ線のビーム（例えば、Ｘ線ビーム）１６のサイズ及び形状）を制御するコリメータコントローラ２９と、ガントリ１２の回転速度及び位置を制御するガントリモータコントローラ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、高速画像再構成を実行する。再構成された画像は、コンピュータ３６への入力として使用され、コンピュータ３６は画像を記憶装置３８に記憶する。コンピュータ３６は、オペレータコンソール４０を介してオペレータからコマンド及び走査パラメータを受け取る。結合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観察することができる。オペレータが供給したコマンド及びパラメータは、コンピュータ３６が、ＤＡＳ３２、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントローラ２９、及びガントリモータコントローラ３０に、制御信号及び情報を提供するために使用される。さらに、コンピュータ３６は、テーブルモータコントローラ４４を動作させ、テーブルモータコントローラ４４は、被検体２２及びガントリ１２を位置決めするために電動テーブル４６を制御する。特に、テーブル４６は、被検体２２の一部がガントリの開口部又はボア４８を通過するように被検体を移動させる。

本開示の態様によれば、ＣＴイメージングシステム１０は、ユーザ入力に応答して自動露出制御を実行するように構成される。露出制御は、ガントリ１２内においてＸ線源１４と被検体２２との間に取り付けることができる１つ以上のフィルタアセンブリ（例えば、図３～図６のフィルタアセンブリ５０及び５２）を用いて実現することができる。フィルタアセンブリ５０、５２は、ビーム１６が実質的にｙ方向にあるときに、ｚ方向に移動してビーム１６の内外に移動することができる。本明細書に記載された実施例では、フィルタアセンブリ５０、５２は、複数のボウタイフィルタと、少なくとも１つの線質硬化フィルタとを含む。フィルタアセンブリ５０、５２は、２つ以上のフィルタがスキャン中にＸ線ビーム１６の経路上に位置するように配置することができる。

図３～図６は、本明細書に記載された例示的なＣＴイメージングシステム１０と共に使用することができる例示的なフィルタアセンブリ５０、５２を示す。２つのフィルタアセンブリ５０、５２は、それぞれ、キャリッジ５４、５６を含むことができ、各キャリッジ５４、５６は、少なくとも１つのボウタイフィルタを含むことができる。フィルタアセンブリ５０、５２を組み合わせると、フィルタアセンブリ５０、５２は、互いに異なる複数のボウタイフィルタを含んでいる。特に、図３～図４に示された第１のフィルタアセンブリ５０は、第１のボウタイフィルタ５８を有する第１のキャリッジ５４を含む。図５～図６に示された第２のフィルタアセンブリ５２は、第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２を備えた第２のキャリッジ５６を含む。さらに、例示的なキャリッジ５４、５６は、線質硬化フィルタを含むことができる。図３、図４及び図６に示された実施例では、第１のキャリッジ５４は、キャリッジ５４の上部のエッジ６６から延在する第１の線質硬化フィルタ６４を含み、第２のキャリッジ５６は、図６に示すように、第２のボウタイフィルタ６０と第３のボウタイフィルタ６２との間に配置される第２の線質硬化フィルタ９６を含んでいる。しかしながら、線質硬化フィルタ６４、９６は、（例えば、図８～図１０の代替の構造で示されているように）異なる配置にしてもよい。ここでは、一実施例として、ボウタイフィルタ５８、６０、６２は、長方形の形状で示されている。各ボウタイフィルタ５８，６０，６２は、剛性であって、変形しないものとすることができる。代替的に、ボウタイフィルタ５８、６０、６２は、様々な種類の解剖学的構造を撮影するための適切なＸ線スペクトルが得られるように、互いに異なる形状及び互いに異なる材料構成を有していてもよい。ボウタイフィルタ５８、６０、６２は、被検体２２（患者など）のアキシャル面におけるＸ線ビームの空間分布を変更する（すなわち、Ｘ線ビームを調整する）ことができる。例えば、空間分布が変更されたＸ線ビーム１６は、被検体２２の中心部において高エネルギーを有し、被検体２２の周辺部において低エネルギーを有することができる。ボウタイフィルタ５８、６０、６２の各々は、人体の特定の解剖学的構造又は特定の部位（頭部、胸部、及び腹部など）を撮影するように設計することができる。撮影中、被検体２２のスキャンされる解剖学的構造に基づいて、ボウタイフィルタ５８、６０、６２のうちの１つのボウタイフィルタを選択し、選択したフィルタをＸ線ビーム経路１６上に配置することができる。解剖学的構造の変化に応じて、フィルタを、別のフィルタに変更することができる。スキャンの性質に基づいて、線質硬化フィルタがＸ線ビーム経路１６上に配置されるようにキャリッジを位置決めしてもよいし、線質硬化フィルタがＸ線ビーム経路１６上に配置されないようにキャリッジを位置決めしてもよい。線質硬化フィルタ６４、９６は、Ｘ線ビーム１６を減衰し、低エネルギー成分を除去し、それによってＸ線ビーム１６を特定のスキャン（患者スキャン又は較正スキャンなど）用に調整することができる。

第１のフィルタアセンブリ５０は、図３～図４に示されている。第１のフィルタアセンブリ５０は、第１のキャリッジ５４を含むことができる。第１のキャリッジ５４は、第１のキャリッジ５４のキャビティ内に形成された第１のスロット７０を含むことができる。一実施例では、第１のスロット７０は、第１のキャリッジ５４の全長に渡って延在していてもよい。別の実施例では、第１のスロット７０は、第１のキャリッジ５４の長さの一部に渡って延在していてもよい。

第１のボウタイフィルタ５８は、第１のスロット７０内に収容することができる。第１のボウタイフィルタ５８は、直線状の第１の長辺と、第１の長辺と平行な第２の長辺であって、中央に窪みを含む第２の長辺とを有する「ボウタイ」の形状とすることができる。第１のボウタイフィルタ５８は、グラファイトで形成することができる。ボウタイフィルタ５８を使用して、第１のボウタイフィルタ５８を通過するＸ線ビーム５１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によって、第１のボウタイフィルタ５８を通過するＸ線ビーム１６に対して実行される空間分布調整のレベルが調節される。キャリッジ５４は、側壁に切り抜き部分７２を含むことができ、切り抜き部分７２を通じて、ボウタイフィルタ５８を目で見ることができる。第１のキャリッジ５４は、矢印５３で示すように、Ｘ線ビーム５１に垂直な方向に沿って移動して、Ｘ線ビームをボウタイフィルタ５８又は線質硬化フィルタ６４に位置決めすることができる。

線質硬化フィルタ６４は、キャリッジ５４の上面７６のエッジ６６においてキャリッジ５４に結合することができる。線質硬化フィルタ６４は、第１のボウタイフィルタ５８に隣接するように配置することができ、キャリッジ５４のエッジ６６及び第１のボウタイフィルタ５８から離れるように延在する。線質硬化フィルタ６４の物理的な大きさは変更することができるが、線質硬化フィルタ６４はフィルタ５８よりもＸ線源１４に近いので、線質硬化フィルタ６４の物理的な大きさは第１のボウタイフィルタ５８の物理的な大きさと同じ又は小さくすることができる。線質硬化フィルタ６４は第１のキャリッジ５４の上面７６から延在するように配置されているので、第１のキャリッジ５４及び第２のキャリッジ５６は、線質硬化フィルタ６４が第２のキャリッジ５６内のボウタイフィルタ（例えば、第２のボウタイフィルタ６０又は第３のボウタイフィルタ６２）に重なる（例えば、ボウタイフィルタの上に広がる）ように位置決めすることができる。

線質硬化フィルタ６４は、支持構造体７８と、支持構造体７８に挟まれた１つ以上の金属シート８０とを含むことができる。この実施例では、支持構造体７８は、１つ以上の金属シート８０の両側にある上部窓枠部材７８Ａ及び下部支持部材７８Ｂを含む。各金属シート８０及び支持構造体７８は、互いに積層されており、複数の締結具７４によってキャリッジ５４のエッジ６６に固定することができる。この実施例では、金属シート８０及び支持構造体７８に複数の同心状の孔８２が形成されており、各締結具７４（線質硬化フィルタ６４の層をキャリッジ５４に取り付けるために使用される）は、各層に存在する同心状の孔８２の各々を貫通することができる。一実施例では、支持構造体７８は金属（アルミニウムなど）で製造することができ、金属シート８０は同じ金属又は異なる金属で製造することができる。金属シート８０の高減衰材料又は重元素材料の例としては、銅、鉛、錫、モリブデン、タングステン、チタン、ジルコニウムなどがある。金属シート８０は、図１４に示すように、低エネルギーのＸ線を取り除き、高エネルギーのＸ線を通過させる。あるいは、Ｘ線検出器に特定のエネルギー閾値が必要な場合、線質硬化フィルタ６４はタングステンであり、線質硬化フィルタ６４を主にＸ線検出器の較正に使用することができる。これは、取り込まれた各Ｘ線を、複数のエネルギービン（例えば、複数の低エネルギービン、中エネルギービン、及び高エネルギービン）に割り当てるための複数のエネルギー閾値を有する光子計数型ＣＴイメージングシステムの光子計数型Ｘ線検出器に特に当てはまる。エネルギービニングによって、患者画像において、ＣＴ診断能を向上させる物質弁別をすることができる。Ｘ線検出器のエネルギー閾値は、単一エネルギーのＸ線源によって較正することができる。薄いタングステン膜（＜５０ｕｍ）は典型的な線質硬化フィルタとして機能することができるが、２００ｕｍ～６００ｕｍの厚いタングステンは多エネルギーＸ線源の出力の大部分を吸収し、タングステン固有の６９．５ｋｅＶのＫエッジＸ線を放射する（図１３）。鉛のような他の重元素材料は、当該他の重元素材料固有のＫエッジＸ線エネルギーを放射し、単一エネルギー源としても使用することができる。３００μｍの厚さのタングステンによって、Ｘ線ビームの９９％以上がフィルタを透過することが防止され、６９．５ｋｅＶの特定のエネルギーにおける単一エネルギーのＸ線が放射される（図１３）。タングステンの線質硬化フィルタから放出される固有のエネルギーは、光子計数型ＣＴイメージングシステムの光子計数型Ｘ線検出器のエネルギー閾値を較正するのに理想的である。

線質硬化フィルタ６４を使用して、低エネルギーのＸ線を遮断し、それによって、線質硬化フィルタ６４を通過するＸ線ビーム５１を減衰させ、「硬化」させることができる。Ｘ線ビームがどれだけ減衰するかは、減衰層（金属シートなど）の数、各減衰層の厚さ、減衰層に使用される材料、及び線質硬化フィルタにおける減衰層全体のサイズのうちの１つ以上に依存する。

一実施例として、金属シート８０に、より薄い線質硬化材料のシートを使用する場合、支持構造体７８を使用することで、線質硬化材料の中間部を曲げるように作用する恐れのあるガントリ回転力により線質硬化フィルタ６４が撓んでしまうことを抑制することができる。この実施形態では、支持構造体７８は、撮影に使用される硬化したＸ線ビーム５１の断面積の外側に配置される。このようにして、線質硬化フィルタ６４は、Ｘ線ビーム５１が線質硬化フィルタ６４を通過する領域の近くの支持構造体７８によって機械的に強度を高めながら、単独でＸ線ビーム５１を硬化させることができる。さらに、支持構造体７８を、剛性はあるが軽量の材料（アルミニウムなど）から製造して、線質硬化フィルタ６４の近傍の過剰なＸ線散乱を最小限に抑えることができる。第１のフィルタアセンブリ５０だけを、例示的なＣＴイメージングシステム１０で使用してもよいし、第１のフィルタアセンブリ５０を、追加のフィルタアセンブリ（図５～図６の第２のフィルタアセンブリ５２など）と一緒に使用してもよい。

第２のフィルタアセンブリ５２は、図５～図６に示されている。第２のフィルタアセンブリ５２は、第２のキャリッジ５６を含むことができる。第２のキャリッジ５６は、キャリッジ５６のキャビティ内に形成された第１のスロット８６及び第２のスロット８８を含むことができる。第１のスロット８６は、タブ９０によって第２のスロット８８から分離することができる。一実施例では、２つのスロット８６及び８８の各々は、第２のキャリッジ５６の全長に渡って第２のキャリッジ５６を貫通するように延在することができる。別の実施例では、２つのスロット８６及び８８の各々は、キャリッジ５６の長さに対して部分的に延在することができる。

第２のボウタイフィルタ６０は第１のスロット８６内に収容され、第３のボウタイフィルタ６２は第２のスロット８８内に収容することができる。一実施例では、第２のボウタイフィルタ６０と第３のボウタイフィルタ６２は、互いに隣り合うように配置されるが、互いに接触しないようにすることができる。別の実施例では、第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２は、互いの面が接触して隣り合うように配置することができる。第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２の各々は、直線状の第１の長辺と、第１の長辺と平行な第２の長辺であって、中央に窪みを含む第２の長辺とを有する「ボウタイ」として形成することができる。一実施例では、第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２は、同じサイズ（幅、長さ、厚さなど）のフィルタとすることができる。別の実施例では、第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２は、異なるサイズ（幅、長さ、厚さなど）のフィルタとすることができる。第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２の各々は、グラファイト又は他のＸ線減衰材料で形成することができる。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５１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によって、フィルタを通過するＸ線ビーム５１に対して実行される空間分布調整のレベルが調節される。キャリッジ５６は、側壁に切り抜き部分９２を含むことができ、切り抜き部分９２を通じて、ボウタイフィルタ６０、６２を目で見ることができる。この実施例に示されるように、第３のボウタイフィルタ６２は、キャリッジ５６の側壁及び切り抜き部分９２と同一平面に位置するようにすることができる。図５において、ボウタイフィルタ６０、６２は、支持構造体１００及び締結具１０６によって、それぞれのスロット８６、８８内に固定することができる。支持構造体１００は、第２のボウタイフィルタ６０と第３のボウタイフィルタ６２との間の凹部９８に埋め込まれ、支持構造体１００の各端部において、複数の締結具１０６によってキャリッジ５６に固定することができる。この実施例では、複数の開口部１０８が支持構造体１００の２つの端部に形成されており、各締結具１０６（支持構造体１００をキャリッジ５６に取り付けるために使用される）は、開口部１０８の各々を貫通することができる。一実施例として、支持構造体１００の一端部を、キャリッジ５６のタブ９０に取り付けることができる。第２のキャリッジ５６は、矢印５３で示すように、Ｘ線ビーム５１に垂直な方向に移動して、ボウタイフィルタ６０、６２のうちの一方のフィルタにＸ線ビームを位置決めすることができる。

図６は、第２のボウタイフィルタ６０と第３のボウタイフィルタ６２との間でキャリッジ５６に結合することができる線質硬化フィルタ９６が存在している点で、図５と相違している。線質硬化フィルタ９６は、第２のボウタイフィルタ６０と第３のボウタイフィルタ６２との間の凹部９８に埋め込むことができる。線質硬化フィルタ９６の長さは、第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２の各々の長さ以上にすることができる。ただし、線質硬化フィルタ９６の幅は、第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２の各々の幅よりも狭くすることができる。線質硬化フィルタ９６は第２のボウタイフィルタ６０と第３のボウタイフィルタ６２との間に配置されているので、線質硬化フィルタ９６は、第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２の各々と少なくとも部分的に重なることができ、線質硬化フィルタ９６の面はボウタイフィルタの上面／側面と接触することができる。

線質硬化フィルタ９６は、支持構造体１０１の下に１つ以上の金属ストリップ１０２、１０４を含むことができる。この実施例では、第１の金属ストリップ１０２及び第２の金属ストリップ１０４が、支持構造体１０１の下に配置されている。第１の金属ストリップ１０２、第２の金属ストリップ１０４、及び支持構造体１０１は積層されており、第１の金属ストリップ１０２、第２の金属ストリップ１０４、及び支持構造体１０１の各々は、各端部において、複数の締結具１０６によってキャリッジ５６に固定することができる。この実施例では、複数の同心状の開口部１０８が、第１の金属ストリップ１０２、第２の金属ストリップ１０４、及び支持構造体１０１の各々の２つの端部に形成されており、各締結具１０６（線質硬化フィルタ９６の層をキャリッジ５６に取り付けるために使用される）は、各層に存在する同心状の開口部１０８の各々を貫通することができる。一実施例として、線質硬化フィルタ９６の一端部を、キャリッジ５６のタブ９０に取り付けることができる。一実施例として、支持構造体１０１は金属（アルミニウムなど）で製造することができ、第１の金属ストリップ１０２及び第２の金属ストリップ１０４は、同じ金属で製造してもよいし、異なる金属で製造してもよい。金属ストリップ１０２，１０４の高減衰材料又は重元素材料の例としては、銅、鉛、錫、モリブデン、タングステン、チタン、ジルコニウムなどがある。

線質硬化フィルタ９６は、低エネルギーＸ線を吸収し、それによって低エネルギーＸ線を減衰させて、線質硬化フィルタ９６を通過するＸ線ビーム５１を「硬化」させることができる。ビームの減衰量は、減衰層（金属ストリップなど）の数、各減衰層の厚さ、減衰層に使用される材料、及び減衰層の全体のサイズのうちの１つ以上に依存する。ビームの減衰量は、重元素材料（高減衰材料）を使用した方がはるかに大きい。重元素材料（タングステンなど）は、入射したＸ線を吸収して、その材料固有の単一エネルギーであるＫエッジＸ線を放射する。単一エネルギーのＸ線ビームは、主にＸ線検出器のエネルギー閾値を較正するためのものである。

一実施例として、金属ストリップ１０２、１０４に線質硬化材料の薄いストリップを使用する場合、支持構造体１０１は、線質硬化材料の中間の部分を曲げるように作用し得るガントリ回転力による撓みを抑制するために使用することができる。本実施形態では、支持構造体１０１は、撮影に使用される硬化したＸ線ビーム５１の断面積の外側に配置される。このようにして、線質硬化フィルタ９６は、Ｘ線ビーム５１が線質硬化フィルタ９６を通過する領域の近くの支持構造体１０１によって機械的に強度を高めながら、単独でＸ線ビーム５１を硬化させることができる。さらに、支持構造体１０１を、剛性はあるが軽量の材料（アルミニウムなど）から製造して、線質硬化フィルタの近傍の過剰なＸ線散乱を最小限に抑えることができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、図１の例示的なＣＴイメージングシステム１０内に配置された図３～図４の第１の統合フィルタアセンブリ５０及び図５の第２の統合フィルタアセンブリ５２の断面図を示している。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、フィルタアセンブリ５０、５２は、第１のフィルタアセンブリ５０の第１の線質硬化フィルタ６４がＸ線ビーム１６の経路上に位置決めされるように配置することができる。この位置では、線質硬化フィルタ６４は、Ｘ線ビーム１６の経路に位置する唯一のフィルタである。フィルタの当該位置は、特定のイメージング動作（イメージングシステムの較正など）に適していることがある。第１のフィルタアセンブリ５０及び第２のフィルタアセンブリ５２の別の例示的な位置では、第１のフィルタアセンブリ５０の線質硬化フィルタ６４及び第２のフィルタアセンブリ５２のボウタイフィルタ（例えば、第２のボウタイフィルタ６０）の両方を、Ｘ線ビーム１６の経路上に位置決めすることができる。この図示された位置では、線質硬化フィルタ６４は、第２のボウタイフィルタ６０に重なっている。

図８～図１０は、図１の例示的なＣＴイメージングシステム１０内に配置された図３～図４の第１の統合フィルタアセンブリ５０及び図５～図６の第２の統合フィルタアセンブリ５２の代替構成の断面図を示している。図８に示される例示的な構成において、第１のフィルタアセンブリ５０は、図３～図４に示される例示的な第１のフィルタアセンブリ５０と同じである。しかしながら、第２のフィルタアセンブリ５２は、第２のボウタイフィルタ６０と第３のボウタイフィルタ６２との間に配置された線質硬化フィルタ９６を含んでいる。図９は、第１のフィルタアセンブリ５０は線質硬化フィルタを含まず、第２のフィルタアセンブリ５２が第２のキャリッジ５６の上面１１６のエッジ１１４に結合された線質硬化フィルタ１１２を含む代替構成を示している。例示的な線質硬化フィルタ１１２は、図３～図４に参照しながら説明した線質硬化フィルタ６４と同様のものとすることができる。図１０では、図示されている代替構成は、線質硬化フィルタを含まない第１のフィルタアセンブリ５０と、第２のフィルタアセンブリ５２であって、キャリッジ５６の上面１１６のエッジ１１４に結合された線質硬化フィルタ１１２と、第２のボウタイフィルタ６０と第３のボウタイフィルタ６２との間に配置された線質硬化フィルタ９６とを含む第２のフィルタアセンブリ５２と、を含んでいる。３つの代替構成が図８～図１０に示されているが、本明細書に記載されるように、様々な構成のフィルタアセンブリを、キャリッジの上面のエッジに結合された線質硬化フィルタ（例えば、線質硬化フィルタ６４、９６）とともに使用することができる。

図７Ａ、７Ｂ及び図８～図１０に示されるように、追加のフィルタ１１０、１１１をキャリッジ５６、５４の下側に結合し、キャリッジ５６、５４の下面全体に沿うように延在させることができる。このフィルタは、Ｘ線ビーム１６が線質硬化フィルタ及びボウタイフィルタのうちの１つ以上のフィルタを通過した後で、Ｘ線ビーム１６をさらに調整することができる。

較正スキャン又はイメージングスキャン中、Ｘ線ビーム１６は、最初に線質硬化フィルタ６４又は１１２を通過し、続いてボウタイフィルタ（例えば、ボウタイフィルタ５８、６０、又は６２）を通過することができる。キャリッジ５４、５６は、Ｘ線ビームが、ボウタイフィルタ５８、６０、６２及び／又は線質硬化フィルタ６４若しくは１１２を通過するように、Ｘ線ビーム１６に垂直な方向（図７Ａに矢印５３で示されている）に沿って移動することができる。線質硬化フィルタ６４又は１１２及び／又はボウタイフィルタ５８、６０、６２を選択することによって、ビーム減衰及び空間分布のレベルを調整することができる。一実施例では、Ｘ線ビームが線質硬化フィルタ６４及び第２のボウタイフィルタ６０を通過し、線質硬化フィルタ６４が第２のボウタイフィルタ６０と重なるように、キャリッジ５４、５６を位置決めすることができる。別の実施例では、Ｘ線ビームが、第１のボウタイフィルタ５８、第２のボウタイフィルタ６０、又は第３のボウタイフィルタ６２を通過するように、キャリッジ５４、５６を位置決めすることができる。さらに別の実施例では、Ｘ線ビームが線質硬化フィルタ６４又は１１２を通過するようにキャリッジ５４、５６を位置決めすることができる。第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２のうちの一方のボウタイフィルタを通過した後、Ｘ線ビームは、追加フィルタ１１０も通過して、被検体に入射する。一部の実施例では、Ｘ線ビームが、第２のキャリッジ５６の線質硬化フィルタ９６と、第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２のうちの一方のボウタイフィルタとを通過するように、第２のキャリッジ５６を位置決めすることができる。一部の実施例では、Ｘ線ビームが第２のキャリッジ５６の線質硬化フィルタ９６を通過するように、第２のキャリッジ５６を位置決めすることができる。

診断スキャンに先行して実行されるスカウトスキャンの間に、線質硬化フィルタによってＸ線ビームを減衰させることは、特に望ましいと考えられる。診断スキャンの間、線質硬化フィルタの無いボウタイフィルタを使用して診断スキャンが実行されることがある。典型的には、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よりも小さいビーム（カバレージを使用することができる。小さいビームは、ボウタイフィルタよりも幅の狭い線質硬化フィルタ９６を通過することができる。また、線質硬化フィルタ６４、９６を用いることにより、スキャンの間、被検体のＸ線被曝量や照射線量を増加させることなく、Ｘ線管温度を上昇させた高出力のＸ線源を使用することができる。高出力化により、スカウトスキャン及び／又は後続する診断スキャンの画質を向上させ、ターゲットを含むＸ線管の熱安定性を向上させることができる。Ｘ線管ターゲットの温度が高くなると、ターゲットが最適な動作温度に近い温度に維持されるので、装置の長期信頼性に寄与し、内部部品の温度サイクルが少なくなり、信頼性の向上に寄与する。

図１１Ａ～図１１Ｆは、フィルタアセンブリ５０、５２の様々な例示的位置を示している。特に、図１１Ａ～図１１Ｆは、キャリッジ５４、５６の３つのボウタイフィルタ５８、６０、６２と、第１のフィルタアセンブリ５０の線質硬化フィルタ６４とを示している。この例では、第１のボウタイフィルタ５８及び線質硬化フィルタ６４は、第１のフィルタアセンブリ５０に一緒に配置され、第２のボウタイフィルタ６０及び第３のボウタイフィルタ６２は、第２のフィルタアセンブリ５２内に配置される。

第１のフィルタアセンブリ５０の第１のキャリッジ５４は、第１のシャフト１２０に結合することができ、第１のモータ１２２で第１のシャフト１２０を回転させることにより、キャリッジ５４を第１のシャフト１２０に沿って移動させることができる。第１のシャフト１２０は、ねじ、ボールねじ、又は回転運動を第１のキャリッジ５４の直線運動に変換するための他の同様の設計とすることができる。第２のフィルタアセンブリ５２の第２のキャリッジ５６は、第２のシャフト１２６に結合することができ、第２のシャフト１２６を第２のモータ１２８で回転させることにより、第２のキャリッジ５６を第２のシャフト１２６に沿って移動させることができる。第２のシャフト１２６は、ねじ、ボールねじ、又は回転運動を第２のキャリッジ５６の直線運動に変換するための他の同様の設計とすることができる。第２のキャリッジ５６が第２のシャフト１２６に沿って移動するときに、第１のシャフト１２０と第２のキャリッジ５６との干渉を回避するために、局所的なクリアランス部分（図示せず）が第２のキャリッジ５６に存在する。コリメータアセンブリを通過するＸ線ビームの位置は、図１１Ａにおいて１０３で表され、Ｘ線ビームの中心は水平線１６で示されている。モータ１２２、１２８によって一方又は両方のシャフト１２０、１２６をそれぞれ回転させることにより、線質硬化フィルタ６４に加えて３つのボウタイフィルタ５８、６０、６２のうちの１つのボウタイフィルタを、Ｘ線ビーム１６のビーム経路上に選択的に移動させることができる。第１のシャフト１２０及び第２のシャフト１２６は、一直線上に並び、互いに或るギャップだけ間隔を空けて配置することができる。Ｘ線ビーム１６は、そのギャップを透過することができる。モータ（モータ１２２、１２８など）、モータ１２２、１２８に結合されたシャフト（シャフト１２０、１２６など）、及びシャフト１２０、１２６に結合されたフィルタアセンブリ（フィルタアセンブリ５０、５２など）は、フィルタをＸ線ビームの内外に移動させるためのモータなどのキャリッジ駆動システム１３０、１３２を形成することができる。フィルタアセンブリ５０、５２は、１つ以上のキャリッジ駆動システム１３０、１３２を含んでいてもよい。

図１１Ａは、フィルタアセンブリ５０、５２の第１の位置１３４を示す。Ｘ線ビーム１６は、どのフィルタも通過することなく、１０３で示すようにコリメータハウジング１３６を透過する。第１のキャリッジ５４は、第１のモータ１２２の近くに位置させることができ、第２のキャリッジ５６は、第２のモータ１２８の近くに位置させることができる。

図１１Ｂは、フィルタアセンブリ５０、５２の第２の位置１３８を示す。Ｘ線ビーム１６は、第２のキャリッジ５６の第３のボウタイフィルタ６２を透過する。第２のモータ１２８を作動させ、キャリッジ５６の第３のボウタイフィルタ６２をＸ線ビーム経路１６に移動させることによって、第２のフィルタアセンブリ５２は、第１の位置１３４から第２の位置１３８に移動することができる。

図１１Ｃは、フィルタアセンブリ５０、５２の第３の位置１４０を示す。Ｘ線ビーム１６は、第２のキャリッジ５６の第２のボウタイフィルタ６０のみを透過する。第２のモータ１２８を作動させて第２のボウタイフィルタ６０をＸ線ビーム経路１６上に移動させることにより、第２のキャリッジ５６は、第１の位置１３４又は第２の位置１３８から第３の位置１４０に移動することができる。

図１１Ｄは、フィルタアセンブリ５０、５２の第４の位置１４２を示す。Ｘ線ビーム１６は、線質硬化フィルタ６４を透過する。第１のモータ１２２を作動させて第１のキャリッジ５４を第１のモータ１２２からさらに遠くに離れるように移動させ、必要に応じて、その後又は同時に第２のモータ１２８を作動させて第２のキャリッジ５６をＸ線ビーム経路１６の外側に移動させることによって、フィルタアセンブリ５０は、上記の第１の位置１３４、第２の位置１３８及び第３の位置１４０のうちのいずれか１つの位置から第４の位置１４２に移動することができる。

図１１Ｅは、フィルタアセンブリ５０、５２の第５の位置１４４を示す。Ｘ線ビーム１６は、線質硬化フィルタ６４及び第２のボウタイフィルタ６０を透過する。必要に応じて第１のモータ１２２を作動させて第１のキャリッジ５４を第１のモータ１２２に対して相対的に移動させ、必要に応じて、その後又は同時に第２のモータ１２８を作動させて第２のキャリッジ５６の第２のボウタイフィルタ６０をＸ線ビーム経路１６内に移動させることによって、フィルタアセンブリ５０、５２は、上記の第１の位置１３４、第２の位置１３８、第３の位置１４０、及び第４の位置１４２のうちのいずれか１つの位置から第５の位置１４４に移動することができる。

図１１Ｆは、フィルタアセンブリ５０、５２の第６の位置１４６を示す。Ｘ線ビーム１６は、第１のボウタイフィルタ５８を透過する。第１のモータ１２２を作動させて第１のキャリッジ５４を第１のモータ１２２からさらに遠くに離れるように移動させ、必要に応じて、その後又は同時に第２のモータ１２８を作動させて第２のキャリッジ５６をＸ線ビーム経路１６の外側に移動させることによって、フィルタアセンブリ５０は、上記の第１の位置１３４、第２の位置１３８、第３の位置１４０、第４の位置１４２、及び第５の位置１４４のうちのいずれか１つの位置からら第６の位置１４６に移動することができる。

非一時的なメモリに記憶された命令に基づいて、コンピューティング装置（図２のコンピュータ３６など）は、２つのモータ１２２、１２８のうちの１つ以上のモータを作動させることによって、フィルタアセンブリ５０、５２を上記の複数の位置のうちのいずれか１つの位置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、１つのフィルタと線質硬化フィルタが一方のキャリッジに配置され、２つのフィルタが他方の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することができる。別の実施形態では、４つ以上のフィルタ及び複数の線質硬化フィルタを、コリメータハウジング１３６内に配置することができる。例えば、ハウジング内のフィルタの総数が偶数の場合、各シャフトに結合された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、各シャフトに結合されるフィルタの数は異なっている。

さらに別の実施形態では、コリメータハウジング１３６におけるフィルタの配置は、フィルタの種類に基づいて決定することができる。ここで、フィルタの種類は、フィルタが被検体のどの部位を画像化するように設計されているかによって決定することができる。例えば、被検体２２の第１の部位の撮影に用いられる第１のボウタイフィルタ５８と、被検体２２の第２の部位の撮影に用いられる第２のボウタイフィルタ６０は、第１の部位と第２の部位とがつながっている場合、互いに隣り合うように位置決めすることができる。また、第１のボウタイフィルタ５８と第２のボウタイフィルタ６０は、第１の部位と第２の部位がつながっていない場合、互いに離れる（例えば、別のフィルタによって分離される）ように位置決めすることができる。一例として、腹部を撮影するためのフィルタは、胸部を撮影するためのフィルタの隣に位置決めされるが、頭部を撮影するためのフィルタからは離れるように位置決めすることができる。このようにして、腹部を撮影した後に胸部を撮影する場合に、キャリッジ全体の動きを少なくして、フィルタを、より簡単に切り替えることができる。線質硬化フィルタは、スカウトスキャンに使用することができる２つのフィルタの間に結合することができる。線質硬化フィルタをこの位置に配置することにより、スカウトスキャンから診断スキャンへの切替えを、キャリッジ全体の動きを少なくして実現することができる。

他の実施形態では、シャフトの代わりに、ラック＆ピニオン、ベルト、及びケーブル駆動システムのうちのいずれか１つを用いて、フィルタを含むキャリッジを移動させることができる。

図１２Ａ～図１２Ｃは、図１１Ａ～図１１Ｆに関して記載した様々な位置の例示的なフィルタアセンブリを使用するスキャンの構成要素を示す概略図である。例えば、図１２Ａは、ボウタイフィルタがＸ線ビーム１６の経路上に位置するようにフィルタアセンブリ５０、５２が配置されているＣＴイメージングシステム１０を使用したスキャンの例示的な概略図を示す。例えば、図１２Ａは、ボウタイフィルタ５８、６０、６２のうちの１つのボウタイフィルタがＸ線ビーム１６の経路内にある第２の位置１３８、第３の位置１４０及び第６の位置１４６のうちのいずれか１つの位置のフィルタアセンブリ５０、５２を示している。図１２Ｂは、ボウタイフィルタ及び線質硬化フィルタがＸ線ビーム１６の経路上に位置するようにフィルタアセンブリ５０、５２が配置されているＣＴイメージングシステム１０を用いたスキャンの例示的な概略図を示している。例えば、図１２Ｂは、第２のボウタイフィルタ６０及び線質硬化フィルタ６４がＸ線ビーム１６の経路上にある第５の位置１４４のフィルタアセンブリ５０、５２を示している。図１２Ｃは、線質硬化フィルタがＸ線ビーム１６の経路上に位置するようにフィルタアセンブリ５０、５２が配置されているＣＴイメージングシステム１０を用いたスキャンの例示的な概略図を示している。例えば、図１２Ｃは、線質硬化フィルタ６４がＸ線ビーム１６の経路上にある第４の位置１４２のフィルタアセンブリ５０、５２を示している。

このように、図１～図１２Ｃは、ＣＴイメージングシステムを示しており、ＣＴイメージングシステムは、撮影被検体を受け入れるためのガントリと、ガントリ内に配置されＸ線を放射するＸ線源と、ガントリ内のＸ線源とは反対側の位置に配置されたＸ線検出器と、撮影被検体又は患者をガントリ内の開口部に入れる及び開口部から出すための電動テーブルと、非一時的なメモリに命令が記憶された計算装置と、ガントリに取り付けられたキャリッジと、複数のフィルタキャリッジのうちの１つのフィルタキャリッジに配置された１つ以上のボウタイフィルタと、複数のフィルタキャリッジのうちの１つのフィルタキャリッジに配置された少なくとも１つの線質硬化フィルタと、複数のボウタイフィルタのうちの１つのボウタイフィルタ及び／又は複数の硬化フィルタのうちの１つの硬化フィルタをＸ線ビーム内に移動する又はＸ線ビームの外に移動することによって、フィルタを切り替えるためのキャリッジ駆動システムとを有している。

図１３及び図１４は、材料（タングステンなど）に応じた図３の線質硬化フィルタ６４の効果を表したエネルギースペクトル曲線のグラフ図である。タングステンの線質硬化フィルタを使用すると、特定のエネルギー（例えば、６９．５ｋｅＶ、図１３）の単一エネルギーＸ線ビームが得られる。この単一エネルギーＸ線ビームは、光子計数型Ｘ線検出器のエネルギーの較正に使用される。また、単一エネルギーＸ線ビームは高いＸ線強度を得ることができれば様々な撮影用途に理想的なＸ線源であるため、単一エネルギーＸ線ビームは、画質の向上を実現するためのスキャンに使用することもできる。線質硬化フィルタは、低エネルギーのＸ線を吸収し、患者の撮影に使用される高エネルギーＸ線（図１４）を通過させるものである。このフィルタはＸ線の平均エネルギーを高くするので、線質硬化フィルタと呼ばれる。低エネルギーＸ線は、患者で吸収されることも予想されるので、患者画像の画質には寄与しないが、患者の線量は増加する。図１３と図１４は異なるフィルタ特性を示しているが、本明細書ではどちらの場合も線質硬化フィルタである。

図１５は、統合フィルタアセンブリ（ここで説明する統合フィルタアセンブリ５０、５２など）の線質硬化フィルタを使用して較正スキャンを実行するための例示的方法２００を示す。方法２００は、フィルタアセンブリ内に配置された線質硬化フィルタ（線質硬化フィルタ６４など）を使用することによって、イメージングシステム（ＣＴイメージングシステム１０など）のＸ線検出器の較正を実現する。さらに、較正中にファントムが使用されてもよく、較正がエアスキャンとして実行されてもよい。方法２００及び本明細書に記載された全ての方法は、ＣＴイメージングシステム１０のコンピューティング装置（図２のコンピュータ３６など）内の非一時的メモリに記憶された命令に従って実行してもよい。

２０２において、較正スキャンの被検体（例えば、図２の被検体２２、ファントム、又は何も存在しない）を、電動テーブル（図１のテーブル４６など）に配置することができる。テーブルモータコントローラ４４は、撮影のために被検体２２の適切な部位がガントリ１２内に位置するように、テーブル４６を動かすことができる。

２０４において、ルーチンには、較正スキャンが望まれているかどうかを判断することが含まれている。較正スキャンを使用して、イメージングシステムの１つ以上の構成要素（例えば、Ｘ線検出器、Ｘ線源、Ｘ線量、ガントリの重量バランス、及び／又はイメージングシステムによって収集されたデータを処理するために使用されるソフトウェア若しくはファームウェア）を較正することができる。較正スキャンを使用して、イメージングシステムのミスアライメントを検出することもできる。

較正スキャンが望まれていると判断された場合、２０６において、較正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又はメニューに従って、スキャンパラメータを入力又は選択することができる。スキャンパラメータは、スキャン中に使用されるフィルタの種類及び順序を含むことができる。一例として、較正スキャンでは、被検体の撮影に使用されるＸ線ビームを調整するために線質硬化フィルタを使用することができる。スキャンパラメータは、スキャンタイミングの設定を含むこともできる。一例として、スキャンタイミングは、各部位を撮影するための開始時間及び所要時間を含むことができる。

２０８において、線質硬化フィルタ（図３の線質硬化フィルタ６４など）を含むキャリッジに結合されたモータを作動することによって、線質硬化フィルタをＸ線ビームの経路上に位置決めすることができる。キャリッジは、Ｘ線ビームの面に対して垂直な面内においてシャフトに沿って移動して、線質硬化フィルタがＸ線ビームに位置決めされるようにすることができる。コントローラは、モータを作動させて、シャフト及びキャリッジを所望の位置に移動させることができる。線質硬化フィルタは、低エネルギーのＸ線を遮断し、それによって、Ｘ線ビームを減衰させて「硬化」することができる。

２１０で、方法２００は、較正スキャンのデータセットの取得を開始することができる。例えば、Ｘ線源（図２の１４など）が作動し、線質硬化フィルタを用いた被検体のＸ線曝射を開始することができる。

データセットは、撮影される被検体からの減衰Ｘ線を受け取ったときに、Ｘ線検出器（図２の１５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分析することによって、被検体の解剖学的構造又は位置を確認することができる。現在の撮影位置は、スキャン開始位置と電動テーブルの移動距離とに基づいて計算することができる。一実施形態において、被検体の解剖学的構造又は位置を、異なる類型にグループ化することができる。別の例として、収集したデータを、例えばＫエッジサーチによって分析し、電子回路部においての６９．５ｋｅＶの位置を特定し、その結果を生成することができる。その結果を使用して、較正を終了するか、較正を繰り返すかを決定することができる。

２１２では、ルーチンは、較正スキャンが終了したかどうかを判断することを含んでいる。較正スキャンが終了したことは、ステップ２０６におけるプロトコルの設定に基づいて判断することができる。較正スキャンが終了していないと判断された場合、２１４で、スカウトスキャンを継続してデータを取得することができる。較正スキャンが終了したと判断された場合、較正は完了する。

図１６は、統合フィルタアセンブリ（統合フィルタアセンブリ５０、５２など）に含まれる複数のフィルタを用いて画像スキャンを実行するための例示的な方法３００を示す。方法３００は、連続するスキャンとスキャンとの間にフィルタを変更することによって、撮影被検体の画像取得を実現する方法である。方法３００及び本明細書に記載された全ての方法は、ＣＴイメージングシステムのコンピューティング装置（図２のコンピュータ３６など）の非一時的メモリに記憶された命令に従って実行することができる。

３０２において、イメージングスキャンの被検体（図２の被検体２２など）を、電動テーブル（図２のテーブル４６など）に配置することができる。テーブルモータコントローラ４４は、被検体の適切な部位がガントリ内に位置して撮影できるようにテーブルを動かすことができる。

３０４では、ルーチンは、スカウトスキャンが望まれているかどうかを判断することを含む。スカウトスキャンでは、撮影被検体の長手軸に沿った投影ビューが得られ、一般的に、複数のアグリゲーションあって、各アグリゲーションは被検体の内部構造を含む複数のアグリゲーションが得られる。スカウトスキャンの間、イメージングシステムの全ての構成要素は静止位置に維持することができるが、被検体は、当該被検体のスキャンが実行されるようにイメージングシステムを移動する。スカウトスキャンを使用して、後続の診断スキャン用に被検体の関心領域を特定することができる。

スカウトスキャンが望まれると判断された場合、３０６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又はメニューに従って、スキャンパラメータを入力又は選択することができる。スキャンパラメータは、スキャン中に使用されるフィルタの種類及び順序を含むことができる。一例として、スカウトスキャンでは、被検体の撮影に使用されるＸ線ビームを調整するために線質硬化フィルタと共にボウタイフィルタを使用することができる。スキャンパラメータは、スキャンタイミングの設定も含むことができる。一例として、スキャンタイミングは、各部位を撮影するための開始時間及び所要時間を含むことができる。

３０８において、ボウタイフィルタ（図６のボウタイフィルタ６０など）及び線質硬化フィルタ（図３の線質硬化フィルタ６４など）を含むキャリッジに結合されたモータを作動することによって、ボウタイフィルタ及び線質硬化フィルタをＸ線ビームの経路上に位置決めすることができる。キャリッジは、Ｘ線ビームの面に対して垂直な面内でシャフトに沿って移動して、ボウタイフィルタ及び線質硬化フィルタがＸ線ビームに位置決めされるようにすることができる。コントローラは、モータを作動させて、シャフト及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、被検体（患者など）のアキシャル面におけるＸ線ビームの空間分布を変化させることができる。例えば、空間分布が変化したＸ線ビームは、被検体の中心部で高いエネルギーを有し、被検体の周辺部で低いエネルギーを有することができる。線質硬化フィルタは、低エネルギーのＸ線を遮断し、それによってビームを減衰させて「硬化」することができる。線質硬化フィルタは、ボウタイフィルタと少なくとも部分的に重なり、ビームは先ず線質硬化フィルタを通過し、次にボウタイフィルタに入射することができる。

３１０で、方法３００は、被検体のデータセットの取得を開始することができる。例えば、Ｘ線源（図２の１４など）が作動し、ボウタイフィルタ及び線質硬化フィルタを用いた被検体のＸ線曝射を開始することができる。スカウトスキャンでは、最小の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。線質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、スカウトスキャンの間、被検体のＸ線被曝量を増加させることなく、Ｘ線管温度の高い高出力のＸ線源を使用することができる。高出力化により、診断スキャンの品質が向上し、ターゲットを含むＸ線管の熱安定性が改善される。一例として、５０ｋＷのＸ線出力スキャン技術（１００ｋＶ、５００ｍＡ）を使用することができる。

データセットは、被検体からの透過した放射線信号を受け取ったときに、Ｘ線検出器（図２の１５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分析することによって、被検体の解剖学的構造を確認することができる。別の例として、被検体の解剖学的構造を、現在撮影されている位置によって推定することができる。現在撮影されている位置は、スキャンの開始位置と電動テーブルの移動距離と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を、異なる種類に分類することができる。例えば、人体の解剖学的構造を、サイズ、種類（頭部、胸部、及び腹部など）に基づいて分類することができる。

３１２では、ルーチンは、スカウトスキャンが終了したかどうかを判断することを含んでいる。スカウトスキャンが終了したことは、ステップ３０６におけるプロトコルの設定に基づいて判断することができる。スカウトスキャンが終了していないと判断された場合、３１４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断された場合、３１６では、ルーチンは、診断スキャンが望まれているかどうかを判断することを含んでいる。一例として、診断スキャンを実行するという決定は、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得られる画像は、二次元画像であってもよいし、三次元画像であってもよい。スカウトスキャンに基づいて、診断スキャン用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得られないかもしれない特定の解剖学的構造の詳細な画像を提供することができる。

３０４において、スカウトスキャンが望まれないと判断された場合、ルーチンは直接にステップ３１６に進み、診断スキャンが望まれているかどうかが判断される。スカウトスキャンは、診断スキャンの前に実行されていなくてもよい。

診断スキャンが望まれておらず、且つスカウトスキャンが完了したと判断された場合、３１８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、記憶される。一実施形態では、被検体の異なる部位から取得されたデータセットを再構成して画像を形成することができる。処理された画像だけでなく、取得されたデータセットを、イメージングシステムの記憶装置に保存し、他にスキャンを実施しないようにすることができる。そして、ルーチンを終了することができる。

診断スキャンが望まれると判断された場合、ルーチンはステップ３２０に進む。ステップ３２０では、診断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。ユーザは、スキャンプロトコル又はメニューに従って、スキャンパラメータを入力又は選択することができる。スキャンパラメータは、スキャン中に使用されるフィルタの種類及び順序を含むことができる。フィルタの種類は、撮影被検体の、撮影されるべき解剖学的構造に基づいて、選択することができる。パラメータは、スキャンタイミングを設定することも含むことができる。一例として、スキャンタイミングは、各部位を撮影するための開始時間及び所要時間を含むことができる。撮影被検体の解剖学的情報は、計算装置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することができる。解剖学情報は、先に実行されるスカウトスキャンから取得されてもよいし、特定の部位のスキャンから取得されてもよい。このステップは、撮影のために被検体の所望の部位がガントリ内に位置するように、電動テーブルによって撮影被検体を移動させることを含んでいてもよい。

３２２において、造影剤を撮影被検体に注入することができる。造影剤は、特に特定の解剖学的構造の画像のコントラストを高めることができる。このステップは任意であり、診断スキャンは造影剤を使用せずに実行することができる。

３２４において、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作動させることにより、ボウタイフィルタをＸ線ビームの経路上に位置決めすることができる。フィルタの種類は、被検体の現在の撮影部位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線ビームの面に対して垂直な面内でシャフトに沿って移動し、ボウタイフィルタをビームに位置決めすることができる。一実施例では、診断スキャンで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、診断スキャンで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は異なっていてもよい。このようにして、１つ以上のボウタイフィルタ及び／又は線質硬化フィルタを含む単一のキャリッジを、追加の部品を必要とすることなく、スカウトスキャンと診断スキャンとの両方に使用することができる。さらに、複数のフィルタキャリッジを一緒に使用して、ボウタイフィルタを、線質硬化フィルタとともに又は線質硬化フィルタは無しで、Ｘ線ビーム上に位置決めすることができる。

３２６において、被検体のデータセットを取得することができる。例えば、Ｘ線源が起動され、選択されたボウタイフィルタを使用して被検体のＸ線曝射を開始することができる。診断スキャンの場合、フィルタアセンブリにおいて約２５ｍｍ～約１６０ｍｍのビームサイズを使用することができる。撮影被検体からの透過した放射線信号がＸ線検出器で受け取られると、Ｘ線検出器からデータセットが取得される。一例として、取得されたデータセットを分析することによって、撮影被検体の解剖学的構造を確認することができる。別の例として、撮影被検体の解剖学的構造を、現在撮影されている位置によって推定することができる。現在撮影されている位置は、スキャンの開始位置と電動テーブルの移動距離と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を、異なる種類に分類することができる。例えば、人体の解剖学的構造を、サイズ、種類（頭部、胸部、及び腹部など）に基づいて分類することができる。

３２８では、ルーチンは、診断スキャンが終了したかどうかを判断することを含んでいる。診断スキャンが終了したことは、ステップ３２０におけるプロトコルの設定に基づいて判断することができる。診断スキャンが終了していないと判断された場合、３３０において、診断スキャンが継続され、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断された場合、診断スキャンから取得されたデータセットが表示され記憶される。一実施形態では、被検体の異なる部位から取得されたデータセットを再構成して画像を形成することができる。取得されたデータセット及び処理された画像は、イメージングシステムの記憶装置に保存することができ、更なるスキャンが実行されないようにすることができる。その後、ルーチンを終了することができる。

このように、第１の撮影（スカウトスキャンなど）では、キャリッジを移動させて、キャリッジに収容された線質硬化フィルタ及び第１のボウタイフィルタを、Ｘ線源と撮影被検体との間のＸ線ビームの経路上に位置決めし、第２の撮影（診断スキャンなど）では、キャリッジを移動させて線質硬化フィルタ及び第１のボウタイフィルタをＸ線の経路から外し、キャリッジに収容された第２のボウタイフィルタをＸ線の経路上に位置決めすることができる。

線質硬化フィルタを使用することにより被検体に到達するビームを減衰させる技術的効果は、被検体のＸ線被曝量を増やすことなく、Ｘ線管温度を上昇させた高出力のＸ線源をスキャン中に使用できることである。また、高出力化により診断スキャンの品質が向上し、ターゲットを含むＸ線管の熱安定性も向上する。

一実施例では、イメージングシステムは、１つ以上の線質硬化フィルタと１つ以上のボウタイフィルタとを備えたキャリッジを含む。キャリッジ駆動システムは、キャリッジを移動させて、Ｘ線源と被検体との間において、Ｘ線ビームの経路上に、１つ以上の線質硬化フィルタと、１つ以上のボウタイフィルタのうちの１つのボウタイフィルタとを選択的に位置決めする。１つ以上の線質硬化フィルタは、キャリッジのエッジから延在し、第２のキャリッジのボウタイフィルタと重なってもよい。キャリッジから延在する１つ以上の線質硬化フィルタは、支持構造を用いてキャリッジに結合することができる。先の例の方法において、追加的に又は任意選択で、１つ以上の線質硬化フィルタは、１つ以上のボウタイフィルタと部分的に重なってもよい。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的に又は任意選択で、１つ以上のボウタイフィルタは、キャリッジ内で互いに隣接して配置された第１のボウタイフィルタ及び第２のボウタイを含む。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的に又は任意選択で、線質硬化フィルタが、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、線質硬化フィルタは、第１のボウタイフィルタ及び第２のボウタイフィルタの各々のボウタイフィルタと部分的に重なり合う。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、第１のボウタイフィルタは、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のスロットはタブによって第２のスロットから分離される。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、線質硬化フィルタは、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の凹部に埋め込まれ、１つ以上の線質硬化フィルタはタブに結合される。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、各線質硬化フィルタは、支持構造体と１つ以上の金属シートを含み、支持構造体及び１つ以上の金属シートは積層され、複数の締結具によってタブに結合される。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、支持構造体及び１つ以上の金属シートは、同じ寸法とすることができ、支持構造体は、１つ以上の金属シートの材料とは異なる材料で作ることができる。

前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、Ｘ線ビームは、１つ以上の線質硬化フィルタ、１つ以上のボウタイフィルタのうちの１つのボウタイフィルタ、及びアルミニウムフィルタを通過して、被検体に入射する。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、キャリッジ駆動システムは、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、モータはシャフトを駆動するように作動し、１つ以上の線質硬化フィルタと１つ以上のボウタイフィルタのうちの１つのボウタイフィルタとを経路上に位置決めすることができる。

イメージングシステムの他の例示的な方法には、第１の撮影では、キャリッジを移動させて、キャリッジに収容された線質硬化フィルタ及び第１のボウタイフィルタを、Ｘ線源と撮影被検体との間において、Ｘ線の経路上に位置決めし、第２の撮影では、キャリッジを移動させて線質硬化フィルタ及び第１のボウタイフィルタをＸ線の経路から外し、キャリッジに収容された第１のボウタイフィルタ又は第２のボウタイフィルタをＸ線の経路上に位置決めすることが含まれる。前述した例示的な方法において、追加的又は任意選択で、第１の撮影はスカウトスキャンであり、第２の撮影は撮影被検体の解剖学的構造の診断スキャンであり、第１の撮影で用いられるビームサイズは、第２の撮影で用いられるビームサイズより小さい。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、キャリッジを移動させることは、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ことを含み、シャフトは、線質硬化フィルタ、第１のボウタイフィルタ、及び第２のボウタイフィルタのうちの１つ以上のフィルタがＸ線の経路上に位置決めされるように、Ｘ線の経路の方向に対して垂直の方向に駆動する。前述の例のいずれか又は全てにおいて、追加的又は任意選択で、第１のボウタイフィルタ及び第２のボウタイフィルタの各々のボウタイフィルタは、キャリッジ内の隣接するスロットのうちの対応するスロット内に配置され、線質硬化フィルタは、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おいてキャリッジに結合されている。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、線質硬化フィルタは、第１のボウタイフィルタ及び第２のボウタイフィルタの各々のボウタイフィルタと部分的に重なり、本明細書では、第１の撮影では、Ｘ線ビームはまず線質硬化フィルタを通過し、次に第１のボウタイフィルタを通過する。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、１つ以上の線質硬化フィルタは、第１のキャリッジから延在しており、１つ以上の線質硬化フィルタは、第２のキャリッジ内に配置されたボウタイフィルタに重なるように移動することができる。

更に別の実施例では、イメージングシステムのためのシステムは、撮影被検体を受け入れるためのガントリと、ガントリに配置されＸ線を放射するためのＸ線源と、Ｘ線源に対してガントリの反対側に配置されたＸ線検出器と、ガントリ内で撮影被検体を移動するための電動テーブルと、命令が非一時的メモリに記憶されたコンピュータ装置と、１つ以上のボウタイフィルタと、フィルタキャリッジ内に配置された１つ以上の線質硬化フィルタとを含んでいる。１つ以上の線質硬化フィルタは、キャリッジから延在することができる。一部の例では、１つ以上の線質硬化フィルタは、第２のキャリッジのボウタイフィルタと重なっていてもよい。加えて又は代替的に、１つ以上の線質硬化フィルタは、１つ以上のボウタイフィルタのうちの第１のボウタイフィルタと１つ以上のフィルタのうちの第２のボウタイフィルタとの間に、第１のボウタイフィルタ及び第２のボウタイフィルタの各々のボウタイフィルタと部分的に重なるように取り付けることができる。キャリッジ駆動システムは、１つ以上のボウタイフィルタ及び／又は１つ以上の線質硬化フィルタをＸ線ビーム内に移動する又はＸ線ビームの外に移動することにより、フィルタを切り替える。前述した例示的なシステムにおいて、追加的又は任意選択で、各ボウタイフィルタは、直線状の第１の長辺と、第１の長辺と平行な第２の長辺であって、中央に窪みを含む第２の長辺とを有する。各ボウタイフィルタは、グラファイトで作られている。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、線質硬化フィルタは、支持構造体、及び支持構造体の下に重ねられた１つ以上の金属シートを含む。前述した例のいずれかの例又は全ての例において、追加的又は任意選択で、矩形の支持構造体はアルミニウムで作られており、１つ以上の金属シートは銅で作られており、１つ以上の金属シートの各々は互いに異なる厚さを有している。

図３～図１２Ｃは、様々な構成要素の相対的な位置関係を表す例示的な配置を示している。要素が、互いに直接的に接触している、又は直接的に結合しているように図示されている場合、これらの要素は、少なくとも１つの実施例では、それぞれ、直接的に接触している又は直接的に結合している要素と呼ぶことができる。同様に、互いに連続する又は隣接するように示された要素は、少なくとも一実施例では、それぞれ、互いに連続する又は互いに隣接する要素と呼ぶことができる。一例として、互いに面を共有している要素は、面共有している要素と呼ぶことができる。別の例として、互いに離れて配置された要素が、要素と要素との間にスペースが存在するが他の要素が存在しない場合、少なくとも一例において、互いに離れた要素と呼ぶことができる。また、別の例として、互いに上下、互いに反対側、又は互いに左右に示される要素は、互いに、上下の要素、反対側の要素、又は左右の要素と呼ぶことができる。さらに、図に示すように、少なくとも１つの例では、最上部の要素又は要素の最上点は、要素の「上部」と呼ぶことができ、最下部の要素又は要素の最下点は、要素の「下部」と呼ぶことができる。本明細書では、上部／底部、上側／下側、上／下は、図の垂直軸に対する相対的なものを表しており、図の要素の互いの位置を説明するために使用される。このように、他の要素の上に示される要素は、一例として、他の要素の上に垂直に配置される。さらに別の例として、図に示された要素の形状は、それらの形状（例えば、円形、直線、平面、曲線、丸みのある、面取りされた、角度が付けられた、など）を有するものとして呼ぶことができる。さらに、互いに交差するように示された要素は、少なくとも一例では、交差する要素又は互いに交差する要素と呼ぶことができる。さらに、別の要素内に示された要素、又は別の要素の外側に示された要素は、一例では、別の要素内に示されている又は別の要素の外側に示されている要素と呼ぶことができる。

本明細書において、単数形で記載され、単語「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」が先行する要素又はステップは、除外することが明示的に記載されていない限り、複数の要素又はステップを除外しないものとして理解されるべきである。さらに、「一実施形態」に言及することは、記載された特徴も組み込んだ追加の実施形態の存在を除外するように解釈されることを意図するものではない。さらに、反対のことを明示的に述べない限り、特定の特性を有する１つの要素又は複数の要素を「備える」、「含む」、又は「有する」実施形態には、当該特性を有していない追加の要素を含むことができる。用語 「including」及び「in which」は、それぞれの用語「comprising」及び「wherein」の平易な文言の均等語として使用されている。更に、用語「第１の」、「第２の」、及び「第３の」などは、単にラベルとして使用され、物体に対して数値要件又は特定の位置的順位を課すことを意図するものではない。

ここに記載された説明は、実施例を用いて本開示の対象（最良の態様を含む）を開示し、また、当業者が本開示の対象を実施できるようにする（任意の装置又はシステムを製造すること及び使用すること、並びに組み込まれた任意の方法を実行することを含む）ものである。本開示の対象の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者に思い浮かぶ他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異なっていない構造要素を含む場合、又は特許請求の範囲の文言と実質的に異なっていない均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。

１０ ＣＴイメージングシステム
１２ ガントリ
１３ 前置コリメータアセンブリ
１４ Ｘ線源
１５ Ｘ線検出器アセンブリ
１６ Ｘ線ビーム
１８ コリメータアセンブリ
２０ 検出器モジュール
２２ 被検体
２５ 回転中心
２６ 制御システム
２８ Ｘ線コントローラ
２９ コリメータコントローラ
３０ ガントリモータコントローラ
３２ データ収集システム
３４ 画像再構成器
３６ コンピュータ
３８ 記憶装置
４０ オペレータコンソール
４４ テーブルモータコントローラ
４６ テーブル
４８ ボア

Claims (21)

1. イメージングシステムであって、
   コリメータアセンブリであって、前記コリメータアセンブリは、Ｘ線源に隣接するように配置され、前記Ｘ線源は、前記コリメータアセンブリを通過するＸ線ビームを生成する、コリメータアセンブリを含み、前記コリメータアセンブリは、
   少なくとも１つの線質硬化フィルタと少なくとも１つのボウタイフィルタとを含む少なくとも１つのキャリッジであって、前記線質硬化フィルタは前記キャリッジのエッジに結合され、前記少なくとも１つのボウタイフィルタから離れるように延在する、少なくとも１つのキャリッジ
   を含む、イメージングシステム。
2. 前記少なくとも１つの線質硬化フィルタ及び前記少なくとも１つのボウタイフィルタのうちの一方のフィルタが、前記Ｘ線ビームの経路内に、及び前記Ｘ線ビームの経路外に、選択的に位置決めされるように前記少なくとも１つのキャリッジを移動させるキャリッジ駆動システムをさらに含む、請求項１に記載のイメージングシステム。
3. 前記キャリッジ駆動システムは、シャフトを介して前記キャリッジに結合されたモータを含み、前記モータを作動させて、前記少なくとも１つの線質硬化フィルタ及び前記少なくとも１つのボウタイフィルタのうちの１つのフィルタが、前記Ｘ線ビームの経路内に位置決めされる、又は前記Ｘ線ビームの経路外に位置決めされるように、前記シャフトを駆動する、請求項２に記載のイメージングシステム。
4. 前記少なくとも１つのキャリッジは第１のキャリッジであり、前記イメージングシステムは第２のキャリッジをさらに含み、前記第２のキャリッジは１つ以上のボウタイフィルタを含み、前記第１のキャリッジの前記少なくとも１つの線質硬化フィルタは、前記第２のキャリッジの前記１つ以上のボウタイフィルタのうちの１つのボウタイフィルタに重なる位置に移動することができる、請求項１に記載のイメージングシステム。
5. 前記少なくとも１つの線質硬化フィルタは、Ｘ線検出器のエネルギー較正のために単一エネルギーのＸ線を放射する重元素材料である、請求項１に記載のイメージングシステム。
6. 前記第１のキャリッジの前記少なくとも１つのボウタイフィルタは第１のボウタイフィルタであり、前記第２のキャリッジの前記１つ以上のボウタイフィルタは、前記第２のキャリッジ内で互いに隣接して配置された第２のボウタイフィルタ及び第３のボウタイフィルタを含む、請求項４に記載のイメージングシステム。
7. 前記第１のボウタイフィルタは前記第１のキャリッジに形成された第１のスロット内に配置され、前記第２のボウタイフィルタは前記第２のキャリッジに形成された第２のスロット内に配置され、前記第３のボウタイフィルタは前記第２のキャリッジに形成された第３のスロット内に配置され、前記第１のスロットはタブによって前記第２のスロットから分離される、請求項６に記載のイメージングシステム。
8. 前記少なくとも１つの線質硬化フィルタは前記第１のキャリッジのエッジの上面に結合されており、前記線質硬化フィルタが、前記第２のキャリッジの前記１つ以上のボウタイフィルタのうちの１つのボウタイフィルタの上の位置に移動して、前記第２のキャリッジの前記１つ以上のボウタイフィルタのうちの１つのボウタイフィルタに重なることができる、請求項４に記載のイメージングシステム。
9. 前記第１キャリッジの前記少なくとも１つの線質硬化フィルタは、前記Ｘ線ビームが前記少なくとも１つの線質硬化フィルタを通過する位置に移動することができる、請求項４に記載のイメージングシステム。
10. 前記少なくとも１つの線質硬化フィルタは、支持構造体及び１つ以上の金属シートを含み、前記支持構造体及び前記１つ以上の金属シートは積層され、複数の締結具によって前記少なくとも１つの線質硬化フィルタに結合される、請求項１に記載のイメージングシステム。
11. 前記支持構造体及び前記１つ以上の金属シートは、同じ寸法であり、前記支持構造体は、前記１つ以上の金属シートの材料とは異なる材料で作られる、請求項１０に記載のイメージングシステム。
12. 第１の撮影中に、第１のキャリッジに結合された線質硬化フィルタがＸ線ビームの経路上に位置するように、前記第１のキャリッジを移動させること、及び、第２のキャリッジに収容された第２のボウタイフィルタが前記Ｘ線ビームの経路上に位置するように、前記第２のキャリッジを移動させること、並びに
    前記第２の撮影中に、前記線質硬化フィルタが前記Ｘ線ビームの経路の外に移動するように、前記第１のキャリッジを移動させること
    を含む、イメージングシステムの方法。
13. 前記第２の撮影中に、第１のボウタイフィルタ、前記第２のボウタイフィルタ、又は第３のボウタイフィルタが前記Ｘ線ビームの経路上に位置するように、前記第１のキャリッジ又は前記第２のキャリッジを移動させることを更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の撮影がスカウトスキャンであり、前記第２の撮影が診断スキャンであり、前記第１の撮影に用いられるＸ線ビームのサイズが、前記第２の撮影に用いられるＸ線ビームのサイズより小さい、請求項１２に記載の方法。
15. 前記第１のキャリッジを移動させることは、シャフトを介して前記第１のキャリッジに結合されたモータを作動させることを含み、前記シャフトは、前記線質硬化フィルタが前記Ｘ線ビームの経路内に位置する又は前記Ｘ線ビームの経路外に位置するように、前記Ｘ線ビームの経路の方向に対して垂直な方向に前記第１のキャリッジを並進させる、請求項１２に記載の方法。
16. 前記第２のボウタイフィルタ及び前記第３のボウタイフィルタの各々は、前記第２のキャリッジ内の隣接するスロットのうちの対応するスロットに配置され、前記線質硬化フィルタは、前記第１のボウタイフィルタに隣接するように前記第１のキャリッジに結合され、前記線質硬化フィルタは、前記線質硬化フィルタが前記第２のボウタイフィルタの上に広がるように前記第１のキャリッジの上面に取り付けられる、請求項１２に記載の方法。
17. 前記線質硬化フィルタは、前記第２のボウタイフィルタと重なり、前記第１の撮影では、前記Ｘ線ビームは、先ず前記線質硬化フィルタを通過し、次に前記第２のボウタイフィルタを通過する、請求項１２に記載の方法。
18. コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムであって、
    ガントリ、
    前記ガントリに配置され、Ｘ線を放射するＸ線源、
    前記ガントリに配置され、前記Ｘ線源に対向するＸ線検出器、
    第１のボウタイフィルタと第１の線質硬化フィルタとを含む第１のキャリッジ、
    第２のボウタイフィルタと第３のボウタイフィルタとを含む第２のキャリッジであって、第２の線質硬化フィルタが前記第２のボウタイフィルタと前記第３のボウタイフィルタとの間に配置された、第２のキャリッジ、及び
    前記第１のボウタイフィルタ、前記第２のボウタイフィルタ、前記第３のボウタイフィルタ、並びに前記第１の線質硬化フィルタ、前記第２の線質硬化フィルタのうちの１つ以上のフィルタを、Ｘ線ビーム内に移動する又はＸ線ビームの外に移動することにより、フィルタを切り替えるキャリッジ駆動システム
    を含む、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム。
19. 前記第１のボウタイフィルタ及び前記第２のボウタイフィルタの各々は、直線状の第１の長辺と、第１の長辺と平行な第２の長辺であって、中央に窪みを含む第２の長辺とを含む、請求項１８に記載のＣＴイメージングシステム。
20. 前記第２の線質硬化フィルタは、支持構造と、前記支持構造の下に重ねられた１つ以上の金属ストリップとを含む、請求項１８に記載のＣＴイメージングシステム。
21. 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アセンブリであって、前記前置コリメータアセンブリは、
    線質硬化フィルタと第１のボウタイフィルタとを含む第１のキャリッジ、
    前記第１のキャリッジに結合された第１のキャリッジ駆動システムであって、前記第１のキャリッジ、したがって、前記線質硬化フィルタ及び前記第１のボウタイフィルタを、Ｘ線ビーム経路内に移動する、及び前記Ｘ線ビーム経路外に移動する第１のキャリッジ駆動システム、
    第２のボウタイフィルタと第３のボウタイフィルタとを含む第２のキャリッジ、及び
    前記第２のキャリッジに結合された第２のキャリッジ駆動システムであって、前記第２のキャリッジ、したがって、前記第２のボウタイフィルタ及び前記第３のボウタイフィルタを、前記Ｘ線ビーム経路内に移動する、及び前記Ｘ線ビーム経路外に移動する第２のキャリッジ駆動システム
    を含み、
    前記線質硬化フィルタが、前記第１のキャリッジの外側のエッジに沿って配置され、前記外側のエッジに結合されており、
    前記線質硬化フィルタは、単独で、又は前記第２のボウタイフィルタ及び前記第３のボウタイフィルタのうちの一方のボウタイフィルタと組み合わせて、前記Ｘ線ビーム経路上に位置決めされるようにすることができる、前置コリメータアセンブリ。