JP2023544295A - 放射線機器アセンブリ及びかかるアセンブリのアラインメント調整方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、－主発出方向（１３）を中心とするＸ線（１２）のビームを発生させるＸ線管（１１）と、－主Ｘ線発出方向（１３）に実質的に垂直な方向である第一の方向（Ｄ１）及び第二の方向（Ｄ２）によって画定される平面内に延びる平面センサ（１４）であって、Ｘ線（１２）を受け取ることが意図されるセンサと、を含む放射線機器アセンブリ（１０）に関し、それは、－２つの電磁界発出部分に分割される第一の分割エミッタ（１５）と、－２つの電磁界発出部分に分割される第二の分割エミッタ（１６）と、－いわゆる平面電磁界エミッタ（２４）と、－平面センサ（１４）にしっかりと固定された電磁界センサ（２９、３０、３１、３２）と、－主発出方向（１３）と平面センサ（１４）の法線（Ｎ１）との間のアラインメント角度を特定し、第一及び第二のセンタリングエラーを特定することが意図される処理手段（１７）と、－Ｘ線管（１１）に第一の補正移動を適用することによってアラインメント角度を、またＸ線管（１１）に第一の補正移動及び／又は第二の補正移動を適用することによって第一及び第二のセンタリングエラーを補正する補正手段（１７１）と、を含むことを特徴とする。

Description

本発明は放射線機器アセンブリ、より正確には、放射線機器アセンブリの２つの要素の、すなわちＸ線管に関する平面センサのアラインメント調整に関する。本発明はまた、かかる放射線機器アセンブリのアラインメント調整方法にも関する。本発明は、放射線機器（例えば、医学又は獣医学用放射線機器）の分野に関するが、この分野に限定されない。本発明には、安全及び工業検査の分野での利用可能性もある。本発明はまた、点状放射線源を平面センサに関してアラインメント調整することが必要なその他の分野、例えば赤外線イメージングの分野にも応用し得る。

本特許出願において、本発明は放射線機器アセンブリに応用されるケースについて提示されている。しかしながら、本発明には、２つの要素を相互に関して正確に位置付けることが必要なその他の分野にも応用し得る。

放射線機器アセンブリは２つの要素、すなわちＸ線のビームを発生させるためのＸ線管と放射線画像の平面センサからなる。アセンブリは、主として病院内で患者の放射線画像を作成することが意図される。その放射線画像が撮影されることになる患者は、Ｘ線と平面センサとの間に位置付けられる。したがって、２つの要素は、Ｘ線管により発せられたＸ線の全てが平面センサにより捕捉されるように、相互に関して正しく位置決めさなければならない。すると、これら２つの要素は正確にアラインメント調整されていると、言う。アラインメント調整は、Ｘ線管からＸ線が発出される前に行わなければならない。目的は、良好な画像品質を得る一方で、センサにより捕捉されなかったＸ線による患者の過剰照射を防止することである。

一般に、Ｘ線管はオペレータが手動で平面センサと対向するようにアラインメント調整される。アラインメント調整は、並進運動と回転運動で実行される。アラインメント調整は一般に、患者が所定の位置、すなわちＸ線管と平面センサとの間に位置付けられているときに行われる。平面センサが遮蔽される多くの具体的なケースがある。例えば、腹部又は骨盤のＸ線写真撮影のために平面センサが患者の体の下に設置されるケースを挙げ得る。また、平面センサがシーツの下、ストレッチャの下、又はさらには保育器の中にあるケースも挙げ得る。したがって、この場合、オペレータにとってＸ線管を平面センサに関してアラインメント調整することは非常に難しい。

さらに、平面センサの環境には幾つかの種類があり得る。環境は特に、金属フレームを含む病院のベッド若しくはストレッチャ又は未熟児用の保育器であり得る。したがって、センサの環境はＸ線管を平面センサに関して正確に位置決めすることに関するさらなる障害となり得る。

第一の要素の第二の要素に関するアラインメント調整は、幾つかの不良、すなわちセンタリング不良（Ｘ線のビームが平面センサ上の中心を通らない）、方位不良（Ｘ線のビームが平面センサの平面に関して正しく方位付けられていない）、及び垂直度不良（Ｘ線のビームが平面センサに垂直に入射しない）の補正を含む。垂直度不良は、画像生成のために散乱防止グリッドが使用されている場合、非常に重要である。この場合、グリッドは平面センサ上に設置される。Ｘ線は、平面センサにより検出可能となるようにするために、センサに、平面センサに対して垂直に入射しなければならない。垂直に関する角度誤差は小さい（わずか数度）。

２つの要素のアラインメント調整を進めるには２つの方法がある。まず、２つの要素が一方の要素の他方に関する相対位置を測定する光ビームによってアラインメント調整される光学アラインメントを挙げ得る。光学アラインメントは放射線画像撮影の分野では使用できず、それは、平面センサがベッドのシーツや患者自身により部分的に遮蔽されることが多いからである。

アラインメント調整はまた、音波のビームによっても実現され得る。しかしながら、アラインメント調整は患者がいるときに実行されるため、患者の体が平面センサの全部又は一部を遮蔽するかもしれない。それに加えて、患者の存在により、音波が局所的に減衰し、それゆえ、平面センサとＸ線管との間の距離の測定が不正確となり得る。

２つの要素のアラインメント調整を電磁波の伝播時間の測定に基づいて実行することも可能である。波の伝播時間の測定によって、２つの要素間の距離を測定することが可能となる。三角法により、２つの要素の相互に関する相対位置を特定することが可能となる。しかしながら、このアラインメント調整手法は放射線画像撮影への応用のケースではうまく使用できず、これは電磁波の伝播時間が２つの要素（Ｘ線管と平面センサ）間の患者の位置に依存して変化し得るからである。それに加えて、環境（ベッド、ストレッチャ等）によって複数のエコーが発生し得るが、これらのエコーは主要信号より高い信号レベルを有する可能性がある。

同じ原理により、電磁信号の減衰の測定に基づいて２つの要素間の距離を測定することに基づくアラインメント調整手法が存在する。放射線画像撮影への応用の場合、患者の体が電磁波を局所的に減衰させ、したがって測定が不正確となり得るため、このアラインメント調整手法は不適である。

さらに、米国特許第１００８０５４２号明細書には、Ｘ線管と移動式Ｘ線装置の検出器のアラインメント調整のための情報を、Ｘ線管及び検出器の絶対位置の方位を検知するためのセンサを使って提供する方法が記載されている。検出器でセンサにより評価されるために、１つの磁界がＸ線管において、Ｘ線管と検出器を横切る軸に沿って生成される。回転に関する相対的な方位情報は、Ｘ線管と検出器の絶対方位間の差により計算される。並進に関する相対的位置決めは、測定された磁界成分の数値を事前に登録されたものと比較することにより行われる。この情報は６自由度の可動性について得られるため、１つの磁界の使用は、その１つの磁界で測定エラーが生じた場合に堅牢性の点で不十分であるように思われる。それに加えて、１つの磁界の使用には、６自由度の可動性を特定するための複雑な公式の使用が関わり、それゆえ、アラインメントアルゴリズムはさらに複雑となる。

最後に、歯科用放射線機器システム（仏国特許第２ ８９９ ３４９号明細書）は、同一の平面内に設置された複数の電磁界エミッタ又は、エミッタにより発せられた電磁界を受け取ることができる２つの電磁界レシーバを使用する。２つのレシーバの使用により、センサの角方位を特定することが可能となるが、一方の要素の他方に関する（Ｘ線管の平面センサに関する）角度に関してはいかなる指示もなされない。それに加えて、同一の平面内にエミッタを位置付けた場合、平面センサのＸ線管に関する位置に関して、それほど精度の高い指示はなされない。歯科用放射線画像撮影は、Ｘ線管とセンサとの間の距離が、医科用放射線画像撮影の分野のＸ線管とセンサとの間の距離（約１～２ｍ）と比較して、比較的短い（２０～３０ｃｍ）ことがわかるであろう。

米国特許第１００８０５４２号明細書 仏国特許第２ ８９９ ３４９号明細書

本発明は、Ｘ線管にしっかりと固定され、別々の平面内に位置付けられた複数の電磁界エミッタを有し、また、平面センサ上に位置付けられ、Ｘ線を受け取る複数の電磁界センサを有する放射線機器アセンブリを提供することにより、上述の問題の全部又は一部を軽減することを目的とする。このアセンブリにより、平面センサの空間位置を明確に把握し、したがってＸ線管に関するその位置を把握し、それゆえＸ線管を平面センサに関してアラインメント調整し、位置決めすることが可能となる。より具体的には、本発明は、平面センサのＸ線管に関する垂直方向のアラインメント調整と、それに続くＸ線の主発出方向を中心としたセンタリングに基づく。

このために、本発明の１つの主旨は、
－主発出方向を中心とするＸ線のビームを発生させるためのＸ線管と、
－主Ｘ線発出方向に実質的に垂直な第一の方向及び第二の方向により画定される平面内に延びる平面センサであって、Ｘ線を受け取ることが意図されたセンサと、
を含む放射線機器アセンブリであり、
それが、
－２つの電磁界発出部分に分割され、第一の電磁界を主発出方向に実質的に垂直な主方向に発出するように配置された第一の分割エミッタであって、分割エミッタの２つの発出部分の各々はＸ線のビームのそれぞれの側に位置付けられる第一の分割エミッタと、
－２つの電磁界発出部分に分割され、第二の電磁界を主発出方向に実質的に垂直であり、第一の電磁界の主方向のセカントである主方向に発出するように配置された第二の分割エミッタであって、分割エミッタの２つの部分の各々はＸ線のビームのそれぞれの側に位置付けられる第二の分割エミッタと、
－いわゆる平面電磁界エミッタであって、巻き線からなるコイルであり、第三の電磁界を、Ｘ線のビームの主発出方向に実質的に平行な主方向に発出するように配置され、巻き線を主発出方向が通過する、いわゆる平面エミッタと、
－平面センサにしっかりと固定され、第一のエミッタ、第二のエミッタ、及びいわゆる平面エミッタによりそれらの主方向に交互に発出される第一、第二、及び第三の電磁界を検出し、検出された電磁界に応じて第一、第二、第三の電気信号を発生することができる電磁界センサと、
－主発出方向と平面センサの法線との間のアラインメント角度を特定し、第一の電磁界の主発出方向と平面センサの第一の方向との間の第一のセンタリングエラーを特定し、第二の電磁界の主発出方向と平面センサの第二の方向との間の第二のセンタリングエラーを特定することが意図される、第一、第二、及び第三の電気信号を処理するための処理手段と、
－第一の補正移動をＸ線管に適用することによってアラインメント角度を、また第一の補正移動及び／又は第二の補正移動をＸ線管に適用することによって第一及び第二のセンタリングエラーを補正する補正手段と、
を含むことを特徴とする。

本発明の１つの態様によれば、処理手段は生成された電気信号を区別する手段を含む。

本発明の１つの態様によれば、第一、第二、及び第三の電気信号を処理するための処理手段は、第一の電磁界の主方向と平面センサの第一の方向との間の方位角を推定する推定器を含む。

本発明の１つの態様によれば、第一及び第二の分割エミッタの２つの発出部分の各々は、少なくとも１つの巻き線を含み、Ｘ線のビームの主発出方向は第一及び第二の分割エミッタの少なくとも１つの巻き線間に位置付けられる。

本発明の１つの態様によれば、いわゆる平面エミッタは、Ｘ線のビームの主発出方向が通過する少なくとも１つの巻き線を含む。

本発明の１つの態様によれば、第一及び第二の分割エミッタの２つの発出部分といわゆる平面エミッタは平面コイルである。

本発明の１つの態様によれば、第一の補正移動は主方向のうちの１つへのＸ線管の回転及び／又は主発出方向へのＸ線管の回転であり、第二の補正移動は主方向のうちの１つへのＸ線管の並進である。

本発明の１つの態様によれば、平面センサは少なくとも１つの傾斜計を含む。

本発明の１つの態様によれば、処理手段と補正手段は平面センサに機械的に連結される。

本発明の１つの態様によれば、処理手段と補正手段はＸ線管に機械的に連結される。

本発明はまた、放射線機器アセンブリのアラインメント調整方法にも関し、これは、
－第一の分割エミッタにより、第一の電磁界を主発出方向に実質的に垂直な主方向に発出するステップと、
－第二のエミッタにより、第二の電磁界を主発出方向に実質的に垂直な主方向に発出するステップと、
－いわゆる平面エミッタにより、第三の電磁界を主発出方向に実質的に平行な主方向に発出するステップと、
－センサにより、第一のエミッタ、第二のエミッタ、及びいわゆる平面エミッタによりそれらの主方向に交互に発出された電磁界を検出するステップと、
－第一、第二、第三の検出された電磁界に応じて、センサにより第一、第二、第三の電気信号を発生させるステップと、
－主発出方向と平面センサの法線との間のアラインメント角度を評価するステップと、
－第一の補正移動を適用することにより、主発出方向と平面センサの法線との間のアラインメント角度を補正するステップと、
－第一の電磁界の主発出方向と平面センサの第一の方向との間の第一のセンタリングエラーと、第二の電磁界の主発出方向と平面センサの第二の方向との間の第二のセンタリングエラーを評価するステップと、
－第二の補正移動を適用することによって、第一及び第二のセンタリングエラーを補正するステップと、
－任意選択により、上記のステップを、アラインメント角度が所定のアラインメント角度閾値より小さくなるまで、及び／又は第一のセンタリングエラー及び第二のセンタリングエラーが所定の第一のセンタリングエラー閾値より、及び所定の第二のセンタリングエラー閾値より小さくなるまで繰り返すステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明の１つの態様によれば、方法は、事前に、電気信号をＸ線管の、及び平面センサの所定の位置に応じて較正することが意図される較正ステップを含む。

本発明の１つの態様によれば、エミッタにより、電磁界を発出するステップは、エミッタに電源を供給するステップを含み、エミッタには、発出される電磁界が異なるように、異なる瞬間に、若しくは同時に異なる周波数で、又は同時に位相ずれの状態で電源が供給される。

本発明の１つの態様によれば、方法は、センタリングエラーを補正するステップの後に、第一の電磁界の主方向と平面センサの第一の方向との間の方位角を評価するステップを含み、方位角を評価するステップの後に、第一の電磁界の主方向と平面センサの第一の方向との間の方位角を補正するステップを含む。

本発明は、例として示されている１つの実施形態の詳細な説明を読めばよりよく理解され、その他の利点も明らかとなり、この説明は下記のような添付の図面により図解されている。

本発明による放射線機器アセンブリの１つの実施形態を示す。 本発明による電磁界エミッタの配置の例を示す。 電磁界エミッタのホルダの例を示す。 本発明による放射線機器アセンブリの断面図を示す。 本発明によるアラインメント調整方法のステップを図式的に示す。

明瞭にするために、様々な図面の中で同じ要素は同じ参照符号により示されている。

図１は、本発明による放射線機器アセンブリ１０の１つの例を示す。放射線機器アセンブリ１０は、Ｘ線管１１を含み、これは主発出方向１３を中心とするＸ線１２のビームを発生させる。放射線機器アセンブリ１０は、主発出方向１３に実質的に垂直な方向である第一の方向Ｄ１と第二の方向Ｄ２により画定される平面内に延びる平面センサ１４を含む。平面センサ１４は、Ｘ線１２を受けることが意図される。本発明によれば、放射線機器アセンブリは、２つの電磁界発出部分２０、２１に分割され、第一の電磁界を主発出方向１３に実質的に垂直な主方向１８に発出するように配置された第一の分割エミッタ１５を含み、分割エミッタ１５の２つの発出部分２０、２１の各々は、Ｘ線１２のビームのそれぞれの側に位置付けられる。有利な点として、分割エミッタ１５は、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１にしっかりと固定される。この構成において、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１の位置は、分割エミッタ１５により発出される電磁界の主方向から推測され得る。

同様に、放射線機器アセンブリは第二の分割エミッタ１６も含み、これは２つの電磁界発出部分２２、２３に分割され、第二の電磁界を主発出方向１３に実質的に垂直で、第一の電磁界の主方向のセカントである主方向に発出するように配置され、分割エミッタ１６の２つの発出部分２２、２３の各々はＸ線１２のビームのそれぞれの側に位置付けられる。

換言すれば、各分割エミッタ（例えば、１５）は、その主面が相互に平行なエミッタのペア２０、２１であると考えられ得て、エミッタの各々はＸ線１２のビームのそれぞれの側に配置される。エミッタのペア２０、２１（２２、２３についても同様）は、Ｘ線１２のビームの中の、２つの要素２０、２１間に配置される仮想エミッタと等価である。１つの分割エミッタ（すなわち、エミッタの１ペア）を考えたとき、発出された電磁界は等価的な仮想エミッタにより発出されるであろう電磁界と等価である。この配置には、Ｘ線を遮蔽しないという利点があり、これは、エミッタのペアがＸ線１２のビームのそれぞれの側に配置されており、それらのビームの中にないからである。さらに、エミッタのこの配置には、エミッタに損傷を与えないという利点もある。具体的には、Ｘ線のビーム内に設置される等価的エミッタは、その使用中にＸ線により損傷を受けるであろう。本発明の場合、エミッタはＸ線の照射を受けないため、材料抵抗性の観点から保護される。

放射線機器アセンブリ１０は、いわゆる平面電磁界エミッタ２４をさらに含み得て、これは、第三の電磁界を主発出方向１３に実質的に平行な主方向９に発出するように配置される。いわゆる平面エミッタ２４により、主発出方向１３に平行な電磁界を有することが可能となる。

図１に示されるエミッタの配置により、それぞれの主方向が相互に垂直な３つの異なる軸に沿った電磁界を有することが可能となる。エミッタはＸ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１にしっかりと固定されるため、３つの軸の電磁界によって、Ｘ線管１１及び平面センサ１４の異なる位置を比較できるようにする特定の角度情報を特定することが可能となる。３つの軸は必ずしも相互に垂直であるとはかぎらない点に留意されたい。方向１８及び１９はセカントであり、角度（相互間に、及び主発出方向１３とで）何れの角度も成し得る。Ｘ線管１１の平面センサ１４に関する相対位置もまた特定され得る。

第一、第二、及び第三の電磁界の周波数には２つの制約がある：
－分割エミッタ１５及び１６で、及び平面エミッタ１４で使用されるスパンとパワーが比較的小さいため、第一、第二、及び第三の電磁界について広い範囲の発出を得ながら、ノイズから信号を抽出するために十分に高い周波数を使用する必要があることと、
－しかしながら、放射線機器アセンブリ１００の環境中に金属製の物体が存在する場合、低周波数を使用しなければならない。

例えば、第一、第二、及び第三の電磁界の周波数は１０Ｈｚ～１０ｋＨｚであり得る。

それに加えて、第一、第二、及び第三の電磁界は、回転電磁界を得ることを避け、また、第一、第二、及び第三の電磁界間の一切の相互作用を回避するように、連続的に、一定の異なる方位で発出される。好ましくは垂直な３つの方向には、連続的に、それぞれ個別に、所定の期間にわたって一定の周波数、方位、及び振幅の電磁界で対応される。

放射線機器アセンブリ１０は、４つの電磁界センサ２９、３０、３１、３２を含む。４つのセンサ２９、３０、３１、３２は、平面センサ１４に統合され得る。センサ２９、３０、３１、３２は分割エミッタ１５及び１６によって、及びいわゆる平面エミッタ２４によって発出される電磁界を検出し、検出された電磁界に応じた電気信号を発生させることが意図される。留意すべき点として、放射線機器アセンブリは、４つより少ない、又は４つより多い電磁界センサを含んでいてよい。

センサ２９、３０、３１、３２は平面センサ１４に統合される。これらは、それらが放射線画像の取得の障害とならないような方法で取り付けられる。これらは例えば、放射線画像を検出するための要素の、Ｘ線の入射面に関して背後に設置される。これらは、平面センサ１４上の何れの位置も有し得る。この場合、補正手段はＸ線管１１の平面センサ１４に関する相対位置を特定する必要がある。それに対して、それらが平面センサの中心に関して完璧に対称に位置付けられた場合、センサ２９、３０、３１、３２が完璧にバランスのとれた信号を有していれば、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１に関する完璧なセンタリングが得られる。

放射線機器アセンブリ１０は、第一、第二、第三の電気信号を処理するための処理手段１７を含む。さらに、処理手段１７は、主発出方向１３と平面センサ１４の法線Ｎ１との間のアラインメント角度を特定することのできる計算機を含む。処理手段１７はまた、第一の電磁界の主発出方向１８と平面センサ１４の第一の方向Ｄ１との間の第一のセンタリングエラーと、第二の電磁界の主方向１９と平面センサ１４の第二の方向Ｄ２との間の第二のセンタリングエラーを特定できる計算機も含む。本発明による放射線機器アセンブリの特別な特徴は、そのアラインメントモードにある。本発明は、先行技術で行われるように平面センサの絶対位置を考えるのではなく、平面センサの法線Ｎ１とＸ線の主発出方向１３との間のアラインメント調整を行い、平面センサを法線Ｎ１の周囲で、それゆえＸ線の主発出方向１３と共にセンタリングする。

処理手段１７はまた、第一の電磁界の主方向１８と平面センサ１４の第一の方向Ｄ１との間の方位角を推定するための推定器も含む。

さらに、放射線機器アセンブリ１０の堅牢性を確保するために、処理手段１７は生成された電気信号を区別する手段を含む。具体的には、生成された各電気信号は補正を誘導するため、どの電気信号が平面センサ１４のセンサ２９、３０、３１、３２で捕捉されるかを正しく識別する必要がある。

放射線機器アセンブリ１０はまた、アラインメント角度並びに第一及び第二のセンタリングエラーを補正するための補正手段１７１も含む。より具体的には、補正手段１７１は、アラインメント角度並びに第一及び第二のセンタリングエラーを処理手段１７から受け取ると、アラインメント角度の補正の場合は、Ｘ線管１１上の第一の補正移動によって動作し、第一及び／又は第二のセンタリングエラーの補正の場合は、Ｘ線管１１上の第一の補正移動及び／又は第二の補正移動によって動作する。

より具体的には、第一の補正移動は、Ｘ線管１１の第一及び第二の電磁界の主方向１８及び１９のうちの一方への回転又は、Ｘ線管１１の主発出方向１３への回転である。また、第二の補正移動は、Ｘ線管１１の第一及び第二の電磁界の主方向１８及び１９の一方への並進である。第一の補正移動は、第二の補正移動と同様に、手動で行われても、補正手段１７１に関連して自動化されてもよい。

さらに、同様にして、補正手段１７１は、第一の補正移動をＸ線管１１に適用することによって第一の電磁界の主方向１８と平面センサ１４の第一の方向Ｄ１との間の方位角を補正できる。

しかしながら、方位角の評価と補正は、アラインメント角度及びセンタリングエラーの評価と補正に関して依然として任意選択的である。具体的には、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１と平面センサ１４が正しくアラインメント調整されている場合、すなわちアラインメント角度がゼロ度に近い場合、且つ、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１と平面センサ１４が正しくセンタリングされている場合、すなわちセンタリングエラーがゼロに近い場合、方位角はそれゆえ、必然的にゼロ度に近くなる。したがって、この方位角は、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１及び平面センサ１４が正しくアラインメント調整され、正しくセンタリングされたことを確認できるようにする測度である。

最後に、処理手段１７及び補正手段１７１は、１つの好ましい実施形態において、平面センサ１４に機械的に連結される。しかしながら、処理手段１７と補正手段１７１はまた、Ｘ線管１１にも機械的に連結され得る。

放射線機器システムで使用される場合、典型的な動作距離は、受信機（すなわち、本願の場合は平面センサ１４）で測定される電磁界がモーメント

の磁気双極子から発すると考えることができるように十分に大きい。

原点がエミッタブロックの中心と一致するＺ軸磁極座標系では、発出源（本願の場合はＸ線管１１）により画定される参照フレーム内の球座標（ρ、θ、φ）の点Ｍで測定される磁界の成分Ｂ_γ、Ｂ_θ、及びＢ_φはそれゆえ、

となり、
式中、μ０は基礎定数であり、真空透磁性と呼ばれ、γは発出源と点Ｍとの間の距離であり、θはアラインメント状態に近いアラインメント角度である。

したがって、点Ｍで測定され、

で表される磁界の成分Ｂ_γ、Ｂ_θ、及びＢ_φは、

であり、
式中、φは発出源と点Ｍとの間の軽度の角度である。

磁界

が測定されるため、アラインメント状態（θ≒０）に近くなるスカラ積を計算することができる：

アラインメント調整方式において可能となる簡素化と概算により、それゆえ、アラインメント偏差を推定することが可能となり、その際の精度はこの偏差が小さいほど高くなる。この偏差は、エミッタと検出器の間の相対的な回転位置に対応する。これは、主発出方向１３に対する回転を検出器（平面センサ１４）に、又は主発出方向１３に対する逆の回転を発出源（本願の場合、Ｘ線管１１）に適用することにより、第一の補正移動により補正される。この簡素化には、計算が比較的単純になり、したがって、計算時間及びパワーの面でそれほどコストがかからないという利点もある。

第一の電磁界の主方向１８への並進と第二の電磁界の主方向１９の回転との間の第一の相互作用と、第二の電磁界の主方向１９への並進と第一の電磁界の主方向１８への回転との間の同様の第二の相互作用がある。第一の相互作用は、検出器（平面センサ１４）と発出源（Ｘ線管１１）との間の第一の電磁界の主方向１８への並進が、検出器（平面センサ１４）と発出源（Ｘ線管１１）との間の第二の電磁界の主方向１９への回転の適用と同様であり、反対方向の、検出器（平面センサ１４）で測定された磁界の回転を含むと説明される。

この相互作用は、検出器（平面センサ１４）で傾斜計を使用して、発出源（Ｘ線管１１）に関するアラインメントを評価することによって解消される。アラインメント角度がわかることにより、検出器（平面センサ１４）と発出源（Ｘ線管１１）との間の相対回転を適用して、平面センサ１４とＸ線管１１との間のアラインメントを得ることが可能となる。

検出器の水平面（平面センサ１４の第一の方向Ｄ１と第二の方向Ｄ２により形成される平面）と発出源の水平面（Ｘ線管１１の主方向１８及び１９により形成される平面）がアラインメント調整されると、電磁界で測定される角度は、主方向１８への第一のセンタリングエラーと主方向１９への第二のセンタリングエラーにそれぞれ関係付けられる変位からのみ生じる。前述の発展型と同様の計算及び推定を通じて、主方向１８及び１９への電磁界の回転を測定し、そこから第一及び第二のセンタリングエラーの補正の数値を推測することも可能となり、これらは放射線検出器の発出源に関する位置を画定する。

検出器（平面センサ１４）の発出源（Ｘ線管１１）に関する位置決めの、主発出方向１３への距離は、これら２つがアラインメント調整されているときに、正確な数値に固定される測度ではない。この距離は単に、散乱防止グリッドの特徴である最小値と最大値の範囲でなければならない。この数値はそれでも、センサ２９、３０、３１、３２で測定された数値の平均をとり、それを検出器（平面センサ１４）と発出源（Ｘ線管１１）との間の距離に応じた誘導モジュールの較正と相関させることによって、検出器（平面センサ１４）の中心での電磁界のモジュールの測度により推定され得る。

これらの公式は全て、平面センサ１４及びＸ線管１１のアラインメントに近くなると非常に単純になるため、検出器（平面センサ１４）が標的位置に近いほど高くなる精度で位置と角度を計算することが可能となる。これらの概算により、十分な精度を局所的に取得することが可能となり、他方で、使用電磁界全体についてこの同じ精度を求めようとすると、逆問題の解決は非常に複雑となり、例えばカルマンフィルタ等の方法やアルゴリズムに頼る必要性が生じ、同様に計算時間の点でコストがかかり、したがってシステムの応答時間にとって、又は計算機の複雑さにとって不利である。

図２は、本発明による電磁界エミッタ１５及び１６の配置の例を示す。図２では、放射線機器アセンブリは２つの分割エミッタ１５、１６を含み、これらは２つの電磁界発出部分２０、２１及び２２、２３に分割される。第一の分割エミッタ１５は、２つの電磁界発出部分２０、２１に分割され、主発出方向１３に実質的に垂直な主方向１８に第一の電磁界を発出するように配置される。分割エミッタ１５の２つの発出部分２０、２１の各々は、Ｘ線１２のビームのそれぞれの側に位置付けられる。同様に、第二の分割エミッタ１６は２つの電磁界発出部分２２、２３に分割され、主発出方向１３に実質的に垂直で、第一の電磁界の主方向１８に実質的に垂直な主方向１９に第二の電磁界を発出するように配置される。分割エミッタ１６の２つの発出部分２２、２３の各々は、Ｘ線１２のそれぞれの側に位置付けられる。

分割エミッタ１５及び１６といわゆる平面エミッタ２４は、例えば、コイル又はソレノイドであり得る。より具体的には、分割エミッタ１５の２つの発出部分２０、２１の各々と分割エミッタ１６の２つの発出部分２２、２３の各々は少なくとも１つの巻き線を含み、その中に電流が流れ得る。さらに、同様にして、いわゆる平面エミッタ２４は少なくとも１つの巻き線を含み、その中に電流が流れ得る。

ここで各発出部分２０、２１及び２２、２３の各々の巻き線が表す表面を考えると、発出部分２０の表面１２０は発出部分２１の表面１２１に実質的に平行であることがわかるであろう。さらに、分割エミッタ１５により発出される電磁界は、表面１２０及び１２１に垂直な主方向１８を有する。同じ原理により、発出部分２２の表面１２２は発出部分２３の表面１２３に実質的に平行である。さらに、分割エミッタ１６により発出される電磁界は、表面１２２及び１２３に垂直な主方向１９を有する。有利な態様として、表面１２０及び１２１は、表面１２２及び１２３に垂直である。セカントであることに加えて、主方向１８及び１９はすると、相互に自室的に垂直となる。この配置は、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１が正方形の形状の発出フラックスを有する場合、特に有利である。このように、Ｘ線１２のフラックスは、主発出方向１３に表面１２０、１２１、１２２、１２３間で発出され、その際、エミッタ１５、１６はＸ線１２のフラックスの中にないことから、エミッタ１５、１６と交差せず（したがって、それらに損傷を与えず）、また遮蔽されない。

分割エミッタ１５及び１６のこの構成によって、Ｘ線１２のビームの主発出方向１３が分割エミッタ１５及び分割エミッタ１６の少なくとも１つの巻き線間に位置付けられるようにすることが可能となり、また、それぞれの表面１２０、１２１及び１２２、１２３が相互に平行であるエミッタ２０、２１及び２２、２３のペアの各々が、Ｘ線の主発出方向１３と同レベルのエミッタ１５、１６の表面１２０、１２１、１２２、１２３の中心に配置される仮想エミッタと確実に等価的となるようにすることができ、それに対して、中心はＸ線のビームが通るため、中心に１つのエミッタを設置することはできない。それゆえ、エミッタは、中心からずれた位置において、中心位置で発出された電磁界と等価的な電磁界を発出し得て、その際、Ｘ線管１１により発せられたＸ線を遮蔽しない。それに加えて、分割エミッタ１５及び１６並びにいわゆる平面エミッタ２４の少なくとも１つの巻き線は、正方形の形状、長方形の形状、或いは円形の形状であり得る。

同様にして、いわゆる平面エミッタ２４の巻き線により表される表面は、いわゆる平面エミッタ２４の表面１２４として解釈され得る。いわゆる平面エミッタ２４のこの表面１２４は、表面１２０、１２１、１２２、１２３に実質的に垂直である。分割エミッタ１５及び１６と異なり、Ｘ線１２のフラックスはいわゆる平面エミッタ２４を巻き線において通過し得る。Ｘ線１２のフラックスはいわゆる平面エミッタ２４により遮蔽されず、これは、それがそこを１つ又は複数の巻き線を通って流れるからである。

図２に示されるエミッタの配置により、その主方向が相互に垂直な３つの異なる軸上の電磁界を有することが可能となる。分割エミッタ１５及び１６並びにいわゆる平面エミッタ２４はＸ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１にしっかりと固定されているため、３つの軸上の電磁界により、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１の平面センサ１４に関するアラインメント角度、第一及び第二のセンタリングエラー、或いは方位角等の特定の角度情報を特定することが可能となる。

３つの軸は必ずしも相互に垂直であるとはかぎらないことがわかるであろう。方向１８及び１９はセカントであり、（両者間に、及び主発出方向１３と）何れの角度も成し得る。より広い意味では、３つの軸上の電磁界により、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１の平面センサ１４に関する位置を特定することが可能となる。

図２において、エミッタは３個であり（１５、１６、２４、すなわち、４つの発出部分２０、２１、２２、２３及び１つのエミッタ２４）、直方体を形成するように位置付けられる。それでも、３つより多くのエミッタがあることも完全に想定可能であり、その場合、各々が、面の数が使用される発出部分とエミッタの数に対応する多面体のうちの１つの面上に位置付けられる。エミッタの数が増えると、アラインメント角度、第一及び第二のセンタリングエラー、及び任意選択により、Ｘ線管１１の平面センサ１４に関する方位角の評価の精度が高くなる。それでも、このように数が増えると、製造コストが増大し、信号処理もより複雑になる。図２のように、エミッタが３つであると、角度情報の評価の精度と信号処理の複雑さの間の非常によいバランスがとれる。

図３は、電磁界エミッタのホルダ３９の例を示す。図２の構成に対応して、ホルダ３９は面４０、４１、４２、４３、４４を有し、これらは相互に実質的に垂直である。面４２は、発出部分２２を受けることのできる溝４５を有する。同様に、面４４はエミッタ２４を受けることのできる溝４６を有する。同じことが面の各々について言える。ホルダ３９は中間要素４７を含み、これは面４０、４１、４２、４３に実質的に垂直であり、面４４に実質的に平行である。中間要素４７は固定手段であり、それによってホルダ３９（及びしたがってエミッタ１５、１６、２４）をＸ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１にしっかりと固定することが可能となる。

複数の他のエミッタと構成される場合、ホルダ３９は、平坦面を有する他の３次元幾何学形状を有し、各平坦面は１つのエミッタを収容するように配置された溝を有する。その他の配置もあり得、これは特にエミッタがプリント回路基板上に製作される場合である。この場合、平面コイルがコリメータの面に固定され得て、Ｘ線１２のビームを発生させるためのＸ線管１１の剛直で移動可能なフレーム構造として機能する。それゆえ、第一及び第二の分割エミッタ１５及び１６の２つの発出部分２０、２１及び２２、２３並びにいわゆる平面エミッタ２４は平面コイルであり、それゆえ、システム全体の大きさが小さくなる。

平面コイルがコリメータの面に置き換えられること、又はコリメータに直接組み込まれることも想定され得る。

図２及び３に示される形状により、相互に平行な表面のペア（１２０と１２１、１２２と１２３）とこの目的のために提供された溝内のエミッタの配置は、（面４２及び４３の）左右の窓及び／又は（面４０及び４１の）前後の巻き線が高い対称性を有し、それによって幾何学形状の中心に完璧にセンタリングされた磁界を有することができ、Ｘ線の通路が妨害されないことを意味する。側面の溝に複数の巻き線を有する必要がなく、底部の巻き線、すなわち溝４６内の面４４のそれは、対称とするのに十分である。

換言すれば、各分割エミッタ（１５、１６）は２つの電磁界発出部分（２０、２１と２２、２３）に分割され、これらは発出部分が形成する２つの面間で完璧にセンタリングされた電磁界を発生させるように構成される。２つの発出部分の各々は表面を有し、これら２つの表面は相互に平行である。

図４は、本発明による放射線機器アセンブリ１０の断面図を示す。図１について前述したように、センサ２９、３０、３１、３２は平面センサ１４に組み込まれる。これらは、それらが放射線画像の取得を干渉しないように取り付けられる。これらは例えば、放射線画像を検出するための要素の、Ｘ線の入射面に関して背後に設置される。

電磁界センサ２９、３０、３１、３２は、例えばコイル、磁力計、磁気抵抗器、異方性磁気抵抗器、磁気トランジスタ、磁気ダイオード、フラックスゲート、又はホール効果センサであり得る。さらに、平面センサ１４とＸ線１２を発生させるためのＸ線管１１は、少なくとも１つの傾斜計を含む。具体的には、Ｘ線管１１及び平面センサ１４に設置された傾斜計によって、発出部分、すなわちＸ線管１１上の、及び受信部分、すなわち平面センサ１４上の重力加速度を評価することが可能となる。この加速度は絶対ベクトルを示し、通常、発出及び受信部分について同じであり、Ｘ線管１１の平面センサに関するアラインメント、センタリング、及び方位からの観察可能な偏差に応じて、異なるように投影されなければならない。

Ｘ線管１１及と平面センサ１４が平行であれば、すなわち、Ｘ線管１１の主方向１５及び１６により形成される平面が平面センサ１４の第一の方向Ｄ１及び第二の方向Ｄ２により形成される平面に平行であれば、Ｘ線管１１の絶対ベクトルは平面センサ１４の絶対ベクトルと共線となる。

それ以外の場合、Ｘ線管１１の絶対ベクトルと平面センサ１４の絶対ベクトルとの間に形成される角度は、Ｘ線管１１の主方向１５及び１６により形成される平面と平面センサ１４の第一の方向Ｄ１と第二の方向Ｄ２により形成される平面との間の傾斜に、したがってＸ線管１１と平面センサ１４との間のミスアラインメントに対応する。

電磁界センサ２９、３０、３１、３２の各々は、センサ２９、３０、３１、３２の各々により生成される電気信号を処理することが意図される増幅及びフィルタリング電子回路（図示せず）を含み得る。各センサ２９、３０、３１、３２は電磁界を検出し、検出された電磁界の振幅に応じた電気信号を生成する。生成された電気信号は、増幅及びフィルタリング電子回路により処理される。

使用されるセンサの種類に応じて、いずれかの時点において、各センサ２９、３０、３１、３２は１つ又は複数の情報を生成し得る。センサが単軸である場合、これは１つの情報を生成する。センサがタジクであれば、それは複数の情報を生成する。多軸センサの使用により、電磁界の振幅とその方位を知ることが可能となる。

本願の構成では、センサが単軸センサの場合、平面センサ１４のある位置について、１２の情報が生成される。センサが３軸センサである場合、３６の信号が生成される。

検出された信号はデジタル化され、図１に示される処理手段１７の計算機に送られ、それが傾斜角度、第一及び第二のセンタリングエラー又は、平面センサ１４のＸ線１２を発生させるためのＸ線管１１に関する方位角等の角度情報を処理する。センサ２９、３０、３１、３２からの情報はすると、デジタル形態で転送される。これらはそれゆえ、ワイヤリンク又はワイヤレスリンクの何れでも伝送され得る。

図５は、本発明によるアラインメント調整方法のステップを図式的に示す。本発明による放射線機器アセンブリ１０のアラインメント調整方法は、以下のステップを含む：
－第一の分割エミッタ１５により、第一の電磁界主発出方向１３に実質的に垂直な主方向１８に発出する（ステップ１００）、
－第二のエミッタにより、第二の電磁界を主発出方向１３に実質的に垂直な主方向１９に発出する（ステップ１０１）、
－いわゆる平面エミッタにより、第三の電磁界を主発出方向１３に実質的に平行な主方向９に発出する（ステップ１０２）、
－センサにより、第一のエミッタ１５、第二のエミッタ１６、及びいわゆる平面エミッタ２４によりそれぞれの主方向に交互に発出される電磁波を検出する（ステップ１１０）、
－センサ２９、３０、３１、３２により、第一、第二、第三の検出された電磁界に応じて第一、第二、第三の電気信号を生成する（ステップ１２０）、
－主発出方向１３と平面センサ１４の法線との間のアラインメント角度を評価する（ステップ１３０）、
－第一の補正移動を適用することにより、主発出方向１３と平面センサ１４の法線Ｎ１との間のアラインメント角度を補正する（ステップ１３１）、
－第一の電磁界の主発出方向１８と平面センサ１４の第一の方向Ｄ１との間の第一のセンタリングエラーと、第二の電磁界の主発出方向１９と平面センサ１４の第二の方向Ｄ２との間の第二のセンタリングエラーを評価する（ステップ１４０）、
－第一の補正移動及び／又は第二の補正移動を適用することにより、第一及び第二のセンタリングエラーを補正する（ステップ１４１）。

任意選択により、アラインメント角度が所定のアラインメント角度閾値より小さくなるまで、及び／又は第一のセンタリングエラー及び第二のセンタリングエラーが所定の第一のセンタリングエラー閾値及び所定の第二のセンタリングエラー閾値より小さくなるまで上述のステップを繰り返す。

具体的には、放射線機器アセンブリ１０が複数のエミッタ１５、１６、２４を含む場合、処理手段１７は、検出された第一、第二、及び第三の磁界に応じて生成された電気信号を区別する手段を含まなければならない。

主発出方向１３と平面センサ１４の法線との間のアラインメント角度を評価するステップ１３０は、例えば前述の増幅及びフィルタリング電子回路により第一、第二、及び第三の電気信号を処理することによって行われる。それゆえ、計算機により、アラインメント角度が評価され、分析されて、Ｘ線管１１と平面センサ１４との間のアラインメントの差がよりよく把握される。具体的には、アラインメント角度により、Ｘ線管１１における第一及び第二の電磁界の主方向１８及び１９により形成される平面と、平面センサ１４の第一及び第二の方向Ｄ１及びＤ２により形成される平面との間の平行度を明らかにすることが可能となる。

それゆえ、アラインメント角度を補正するステップ１３１により、上述のＸ線のビーム１３に垂直なＸ線管１１の平面と平面センサ１４の平面との間の平行度を実現することが可能となる。これを行うために、第一の補正移動が適用されて、第一又は第二の電磁界の主方向１８、１９のうちの一方への回転が得られる。このようにして、Ｘ線１２のビームが平面センサ１４に面して正しくアラインメント調整されることと、平面センサ１４の外部への照射が回避されることが確実となる。

同様にして、第一の電磁界の主発出方向１８と平面センサ１４の第一の方向Ｄ１との間の第一のセンタリングエラーと、第二の電磁界の主発出方向１９と平面センサ１４の第二の方向Ｄ２との間の第二のセンタリングエラーを評価するステップ１４０は、例えば前述の増幅及びフィルタリング電子回路により第一、第二、及び第三の電気信号を処理することによって実行される。第一及び第二のセンタリングエラーの評価と分析により、Ｘ線管１１と平面センサ１４との間のセンタリングの欠如の可能性を明らかにすることが可能となる。すると、その結果、平面センサ１４の領域外へとＸ線１２のビームが照射され、これは最適ではない。

第一のセンタリングエラーと第二のセンタリングエラーを補正するステップ１４１により、Ｘ線管１１を平面センサ１４に関してリフォーカスすることが可能となる。これを行うために、第一の補正移動を適用することにより、Ｘ線管１１を主発出方向１３に回転させて、Ｘ線管１１の第一の電磁界の主方向１８が平面センサ１４の第一の方向Ｄ１に平行になり、また、第二の電磁界の主方向１９が平面センサ１４の第二の方向Ｄ２に平行になるようにする。それゆえ、Ｘ線管１１における第一及び第二の電磁界の主方向１８及び１９により形成される平面と平面センサ１４の第一及び第二の方向Ｄ１及びＤ２により形成される平面はすると、共線となる。

それに続いて、第二の補正移動を適用することにより、Ｘ線管１１を第一の電磁界の主方向１８及び／又は第二の電磁界の主方向１９に並進させて、平面センサ１４の第一の方向Ｄ１と第二の方向Ｄ２により形成される平面への第一の電磁界の主方向１８と第二の電磁界の主方向１９の投影が、それぞれ平面センサ１４の第一の方向Ｄ１及び第二の方向Ｄ２となるようにする。このようにして、Ｘ線管１１は平面センサ１４とアラインメント調整され、これによって照射が最適化される。

本発明によるアラインメント調整方法は、事前に、Ｘ線管１１と平面センサ１４の所定の位置に応じて電気信号を較正することが意図される較正ステップ１５０を含み得る。このステップ中、前述の角度情報は保存され、その後、後続のステップ中に考慮される補正条件を特定するために使用される。

本発明によるアラインメント調整方法は、ステップ１４１の後に、例えば前述の増幅及びフィルタリング電子回路によって、第一、第二、及び第三の電気信号を処理することによって行われ、第一の電磁界の主方向１８と平面センサ１４の第一の方向Ｄ１との間の方位角を評価するステップを含み得る。このステップにより、第一の電磁界の主方向１８と平面センサ１４の第一の方向Ｄ１との間の正しい平行度を確認することが可能になる。具体的には、この平行度はステップ１４１中に検証されるが、方位角の評価により、さらに検証を行うことが可能となり、それによって本発明によるアラインメント調整方法の精度と堅牢性が向上する。

それゆえ、図１に示される放射線機器アセンブリ１０の第一、第二、第三の電気信号を処理するための処理手段１７は、任意選択により、Ｘ線管１１の第一及び第二のセンタリングエラーの平面センサ１４に関するアラインメント角度の推定に加えて、方位角を推定するための推定器を含み得る。

それに加えて、方位角を評価するこのステップに続き、方位角を補正する追加のステップを取り入れて、主発出方向１３への第一の補正移動を適用することにより、第一の電磁界の主方向１８と平面センサ１４の第一の方向Ｄ１との間の平行度を補正し得る。それゆえ、方位角を評価し、補正するこのステップは任意選択によるが、アラインメント調整方法の堅牢性と精度を向上させる。

さらに、アラインメント調整方法は、ステップ１３１に続いて、Ｘ線管１１と平面センサ１４のアラインメントを確認するステップを含み得る。アラインメントを確認するこのステップにより、前述の２つの要素の正しいアラインメントを判断することが可能となる。これを行うために、ステップ１３１中に補正されるアラインメント角度がアラインメント角度閾値と比較され、これは例えば１°～２°であり得る。このようにして、アラインメントの確認が決定的でない場合、すなわちステップ１３１中に補正されたアラインメント角度がアラインメント角度閾値より依然として大きい場合、アラインメント角度には、追加的に第一の補正移動を適用することにより、主発出方向１３と平面センサ１４の法線Ｎ１との間のアラインメント角度を新たに補正し得る（ステップ１３１）。

同様にして、アラインメント調整方法は、ステップ１４１に続いてＸ線管１１と平面センサ１４を確認するステップを含み得る。センタリングを確認するこのステップにより、上述の２つの要素の正しいセンタリングを判断することが可能になる。これを行うために、ステップ１４１中に補正された第一のセンタリングエラー及び第二のセンタリングエラーはそれぞれ、第一のセンタリングエラー閾値及び第二のセンタリングエラー閾値と比較され、これらは例えば約２センチメートル～５センチメートルであり得る。このようにして、センタリングの確認が決定的でない場合、すなわちステップ１４１中に補正された第一のセンタリングエラー及び第二のセンタリングエラーが依然として第一のセンタリングエラー閾値及び第二のセンタリングエラー閾値より高いままであれば、第一のセンタリングエラー及び第二のセンタリングエラーには、第一のセンタリングエラー及び第二のセンタリングエラーの新たな補正が行われ得る（ステップ１４１であり、第一の補正移動及び／又は第二の補正移動を適用することによる追加的に適用することによる）。

それゆえ、アラインメント角度がアラインメント角度閾値より小さくなるまで、及び／又は第一のセンタリングエラー及び第二のセンタリングエラーが第一のセンタリングエラー閾値及び第二のセンタリングエラー閾値より小さくなるまで上述のステップが繰り返されるようにすることができる。

最後に、エミッタ１５、１６、２４には、異なる時点で、若しくは同時に、異なる周波数で、又は同時に位相ずれの状態で電気信号によって電源供給され、異なる電磁界が発出されるようにされる。

換言すれば、第一の分割エミッタ１５及び第二の分割エミッタ１６は、異なる時点で、又は同時に、異なる周波数で、又は位相ずれの状態で電源が供給され得る。分割エミッタに異なる時点で、又は同時に、異なる周波数で、又は位相ずれの状態で電源が供給されることは、生成された電気信号を区別する１つの手段である。

同様に、いわゆる平面エミッタ２４並びに第一の分割エミッタ１５及び第二の分割エミッタ１６には、異なる時点で、又は同時に、異なる周波数で、又は位相ずれの状態で電源供給され得る。

上記の本発明には既存の解決策と比較して幾つかの利点がある：
－発出源／同期検出に関連付けられる低周波数磁気受信器アセンブリの組合せによって、例えば、
－－地球の磁界を含む電磁干渉、
－－発出源と受信器との間の物体であって、光を含む高周波数放射に対して不透過の物体の存在
等の外的干渉に関するアラインメント調整システムの感受性を低くすることができる。
－局所的に検出及び計算する原理により、不必要で、計算時間及びパワーの点でよりコスト高となる全ての位置での均一な位置決めの精度より、アラインメント調整の精度が求められる分野における磁気逆問題を解決できる。
－アラインメントの探索により、発出源と受信器との間の距離が長くても動作できる。
－システムは、干渉により影響を受ける環境における建物内で動作し得る。
－本発明は、Ｘ線源及びそのコリメータにしっかりと固定された発出システムを追加することにより、また、検出器の電子部品に組み込まれた小型センサを追加することにより、容易に実装され得る。
－計算された情報は、管と検出器のラインメント調整を自動で行うために、放射線機器システムに容易に転送され得る。

主な革新は、発出源と受信器との間のアラインメント調整の問題を、複雑な計算、推定、及びアルゴリズムに頼らずに、反復的な方法で容易に解決することを可能にする方法である。

この方法は、
－３つの直交する方向に発出された電磁界の３軸測定の第二のものより低い速度での更新、
－軸がアラインメント状態に近いほど正確となる位置及び方位の単純な計算方法であって、複雑なアルゴリズム又は高い計算パワーを必要としない簡単な計算を通じて磁気逆問題を解決することを可能にする方法、
－当初の磁気情報を慣性センサにより提供される情報を組み合わせて、補正の精度を向上させる可能性、
－手動でのアラインメント調整を容易にするため、又は自動アラインメント調整装置に制御信号を送信するために、計算結果を使用する可能性
に基づく。

空間内にあらゆる地点における正確な位置決めよりアラインメント方式を重視することにより、必要な計算時間及びパワーを削減することができる。それゆえ、遅延時間が最小化され得て、測定がより高い周期で更新され得る。その結果、変位はより正確でよりスムーズとなる。

Claims (14)

1. －主発出方向（１３）を中心とするＸ線（１２）のビームを発生させるためのＸ線管（１１）と、
   －前記主Ｘ線発出方向（１３）に実質的に垂直な方向である第一の方向（Ｄ１）及び第二の方向（Ｄ２）により画定される平面内に延びる平面センサ（１４）であって、前記Ｘ線（１２）を受け取ることが意図されたセンサと、
   を含む放射線機器アセンブリ（１０）において、
   －２つの電磁界発出部分（２０、２１）に分割され、第一の電磁界を前記主発出方向（１３）に実質的に垂直な主方向（１８）に発出するように配置された第一の分割エミッタ（１５）であって、前記分割エミッタ（１５）の前記２つの発出部分（２０、２１）の各々は前記Ｘ線（１２）のビームのそれぞれの側に位置付けられる第一の分割エミッタ（１５）と、
   －２つの電磁界発出部分（２２、２３）に分割され、第二の電磁界を前記主発出方向（１３）に実質的に垂直であり、前記第一の電磁界の前記主方向（１８）のセカントである主方向（１９）に発出するように配置された第二の分割エミッタ（１６）であって、前記分割エミッタ（１６）の前記２つの部分（２２、２３）の各々は前記Ｘ線（１２）のビームのそれぞれの側に位置付けられる第二の分割エミッタ（１６）と、
   －いわゆる平面電磁界エミッタ（２４）であって、巻き線からなるコイルであり、第三の電磁界を、前記Ｘ線のビームの前記主発出方向（１３）に実質的に平行な主方向（９）に発出するように配置され、前記巻き線を前記主発出方向（１３）が通過する、いわゆる平面エミッタ（２４）と、
   －前記平面センサ（１４）にしっかりと固定され、前記第一のエミッタ（１５）、前記第二のエミッタ（１６）、及び前記いわゆる平面エミッタ（２４）によりそれらの主方向に交互に発出される前記第一、第二、及び第三の電磁界を検出し、前記検出された電磁界に応じて第一、第二、第三の電気信号を発生することができる電磁界センサ（２９、３０、３１、３２）と、
   －前記主発出方向（１３）と前記平面センサ（１４）の法線（Ｎ１）との間のアラインメント角度を特定し、前記第一の電磁界の前記主発出方向（１８）と前記平面センサ（１４）の前記第一の方向（Ｄ１）との間の第一のセンタリングエラーを特定し、前記第二の電磁界の前記主発出方向（１９）と前記平面センサ（１４）の前記第二の方向（Ｄ２）との間の第二のセンタリングエラーを特定することが意図される、前記第一、第二、及び第三の電気信号を処理するための処理手段（１７）と、
   －第一の補正移動を前記Ｘ線管（１１）に適用することによって前記アラインメント角度を、及び前記第一の補正移動及び／又は第二の補正移動を前記Ｘ線管（１１）に適用することによって第一及び第二のセンタリングエラーを補正する補正手段（１７１）と、
   を含むことを特徴とする放射線機器アセンブリ（１０）。
2. 前記処理手段（１７）は前記生成された電気信号を区別する手段を含む、請求項１に記載の放射線機器アセンブリ（１０）。
3. 前記第一、第二、及び第三の電気信号を処理するための前記処理手段（１７）は、前記第一の電磁界の前記主方向（１８）と前記平面センサ（１４）の前記第一の方向（Ｄ１）との間の方位角を推定する推定器を含む、請求項１に記載の放射線機器アセンブリ（１０）。
4. 前記第一及び第二の分割エミッタ（１５、１６）の前記２つの発出部分（２０、２１；２２、２３）の各々は少なくとも１つの巻き線を含み、前記Ｘ線（１２）のビームの前記主発出方向（１３）は前記第一及び第二の分割エミッタ（１５、１６）の前記少なくとも１つの巻き線間に位置付けられる、請求項１～３の何れか１項に記載の放射線機器アセンブリ（１０）。
5. 前記いわゆる平面エミッタ（２４）は、前記Ｘ線（１２）のビームの前記主発出方向（１３）が通過する少なくとも１つの巻き線を含む、請求項１～４の何れか１項に記載の放射線機器アセンブリ（１０）。
6. 前記第一及び第二の分割エミッタ（１５、１６）の前記２つの発出部分（２０、２１；２２、２３）と前記いわゆる平面エミッタ（２４）は平面コイルである、請求項１～５の何れか１項に記載の放射線機器アセンブリ（１０）。
7. 前記第一の補正移動は前記主方向（１８、１９）のうちの１つへの前記Ｘ線管（１１）の回転及び／又は前記主発出方向（１３）への前記Ｘ線管（１１）の回転であり、前記第二の補正移動は前記主方向（１８、１９）のうちの１つへの前記Ｘ線管（１１）の並進である、請求項１～５の何れか１項に記載の放射線機器アセンブリ（１０）。
8. 前記平面センサ（１４）は少なくとも１つの傾斜計を含む、請求項１～６の何れか１項に記載の放射線機器アセンブリ（１０）。
9. 前記処理手段（１７）と前記補正手段（１７１）は前記平面センサ（１４）に機械的に連結される、請求項１～７の何れか１項に記載の放射線機器アセンブリ（１０）。
10. 前記処理手段（１７）と前記補正手段（１７１）は前記Ｘ線管（１１）に機械的に連結される、請求項１～７の何れか１項に記載の放射線機器アセンブリ（１０）。
11. 請求項１～１０の何れか１項に記載の放射線機器アセンブリ（１０）のアラインメント調整方法において、
    －前記第一の分割エミッタ（１５）により、前記第一の電磁界を前記主発出方向（１３）に実質的に垂直な前記主方向（１８）に発出するステップ（ステップ１００）と、
    －前記第二のエミッタにより、前記第二の電磁界を前記主発出方向（１３）に実質的に垂直な前記主方向（１９）に発出するステップと、
    －前記いわゆる平面エミッタにより、第三の電磁界を前記主発出方向（１３）に実質的に平行な主方向（９）に発出するステップと、
    －前記センサにより、前記第一のエミッタ（１５、１６）、前記第二のエミッタ（１５、１６）、及び前記いわゆる平面エミッタ（２４）によりそれらの主方向に交互に発出された前記電磁界を検出するステップ（ステップ１１０）と、
    －前記第一、第二、第三の検出された電磁界に応じて、前記センサ（２９、３０、３１、３２）により前記第一、第二、第三の電気信号を発生させるステップ（ステップ１２０）と、
    －前記主発出方向（１３）と前記平面センサ（１４）の法線との間の前記アラインメント角度を評価するステップと、
    －前記第一の補正移動を適用することにより、前記主発出方向（１３）と前記平面センサ（１４）の法線との間の前記アラインメント角度を補正するステップと、
    －前記第一の電磁界の前記主発出方向（１８）と前記平面センサ（１４）の前記第一の方向（Ｄ１）との間の前記第一のセンタリングエラーと、前記第二の電磁界の前記主発出方向（１９）と前記平面センサ（１４）の前記第二の方向（Ｄ２）との間の前記第二のセンタリングエラーを評価するステップと、
    －前記第二の補正移動を適用することによって、前記第一及び前記第二のセンタリングエラーを補正するステップと、
    －任意選択により、上記のステップを、前記アラインメント角度が所定のアラインメント角度閾値より小さくなるまで、及び／又は前記第一のセンタリングエラー及び前記第二のセンタリングエラーが所定の第一のセンタリングエラー閾値より、及び所定の第二のセンタリングエラー閾値より小さくなるまで繰り返すステップと、
    を含むことを特徴とするアラインメント調整方法。
12. 事前に、前記電気信号を前記Ｘ線管（１１）の、及び前記平面センサ（１４）の所定の位置に応じて較正することが意図される較正ステップ（１５０）を含む、請求項１１に記載のアラインメント調整方法。
13. 前記エミッタにより、前記電磁界を発出するステップは、前記エミッタ（１５、１６、２４）に電源を供給するステップを含み、前記エミッタには、前記発出される電磁界が異なるように、異なる瞬間に、若しくは同時に異なる周波数で、又は同時に位相ずれの状態で電源が供給される、請求項１１又は１２に記載のアラインメント調整方法。
14. 前記センタリングエラーを補正する前記ステップの後に、前記第一の電磁界の前記主方向（１８）と前記平面センサ（１４）の前記第一の方向（Ｄ１）との間の前記方位角を評価するステップを含み、前記方位角を評価する前記ステップの後に、前記第一の電磁界の前記主方向（１８）と前記平面センサ（１４）の前記第一の方向（Ｄ１）との間の前記方位角を補正するステップを含む、請求項１１～１３の何れか１項に記載のアラインメント調整方法。

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