JP4448668B2 - 熱電制御されたx線検知器アレイ - Google Patents

熱電制御されたx線検知器アレイ Download PDF

Info

Publication number
JP4448668B2
JP4448668B2 JP2003281404A JP2003281404A JP4448668B2 JP 4448668 B2 JP4448668 B2 JP 4448668B2 JP 2003281404 A JP2003281404 A JP 2003281404A JP 2003281404 A JP2003281404 A JP 2003281404A JP 4448668 B2 JP4448668 B2 JP 4448668B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
array
detector
detector array
thermoelectric cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003281404A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2004057834A (ja
JP2004057834A5 (ja
Inventor
ジョセフ・ジェイ・レーシー
リー・エフ・ウィヒラックス
ダグラス・ジェイ・スナイダー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Publication of JP2004057834A publication Critical patent/JP2004057834A/ja
Publication of JP2004057834A5 publication Critical patent/JP2004057834A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4448668B2 publication Critical patent/JP4448668B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • A61B6/035Mechanical aspects of CT
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4488Means for cooling

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

本発明は、一般的にコンピュータ断層撮影システムに用いるためのX線検知器アレイに向けられ、より具体的には、該X線検知器アレイをほぼ等温で熱的に安定した状態に維持する方法及び装置に向けられる。
コンピュータ断層撮影(CT)画像形成システムは、一般に、ガントリの両側に取り付けられたX線源とX線検知器アレイとを含み、該X線源と該X線検知器アレイとの間に画像形成領域を有する。典型的には、検知器アレイは、列及び行で配列された複数の検知器素子を含む。検知器アレイすなわちモジュールは、検知器素子とそれに関連した電気部品とを含み、X線信号を測定可能なアナログ信号又は定量化可能なデジタル信号のいずれかに変換する。多くの構成において、アレイは、軸方向に分離したレール上でガントリに取り付けられる。
作動において、X線源はX線を生成し、該X線はアレイに向けられる。被写体(例えば、患者の胴体)が画像形成領域内に配置されると、該被写体を透過するX線は異なる程度に減衰され、その様々な減衰度は、X線が画像形成領域内を透過する物質の特性によって決まる(例えば、骨は筋肉組織よりも大きい減衰を与えるなど)。
CTにおいては、ガントリを用いて、画像形成されることになる被写体の周りでX線源及び検知器アレイを回転させ、あらゆる角度に対応するデータが収集される。その後、収集されたデータがフィルタ処理され、重みづけされ、典型的には、画像プロセッサにより逆投影されて、1つ又はそれ以上の診断用の高画質画像を生成する。
画像の再構成において、各々の検知器の利得が、データ取得プロセスの間一定のままであること、及び該検知器におけるX線信号の強度の如何なる変化も患者の生体組織によるものであることが仮定される。残念ながら、この前提は幾つかの理由により100%正確なものではない。この点についての1つの特に重大な誤差の原因は、作動中に検知器素子の作動が素子の条件によってどれくらい影響を受けるかに関係がある。より具体的には、多くの異なる電子部品と同様に、特定の刺激(例えば、特定の強度のX線)に対する検知器素子の応答は、温度の関数として変化する。
温度が素子の出力及び取得されたデータの全体の精度に影響を及ぼす幾つかの事柄がある。第1に、驚くことではないが、作動中に、温度が素子の出力(すなわち利得)に直接影響を及ぼし、モジュールが較正温度と異なる温度に曝されることがあり、訂正されていない利得誤差が生じる。第2に、アレイのレールに沿った該レール間の温度勾配が、機械的構造の熱歪みを生じさせ、これが訂正されていない利得誤差を招くことが知られている。1つの特定の用途において、時間の経過とともにアレイの中央部及び端部の相対的温度が変化する場合には、画像のアーチファクトがもたらされることがある。第3に、他の検知器アレイ部品(例えば、検知器素子と関連した光ダイオード)にも、温度の変化によって影響が及ぶことがある。具体的には、光ダイオードの短絡抵抗が温度と共に指数関数的に低下し、電流の漏れ及び一般的には信号対雑音比の減少がもたらされる。
アレイの出力が素子及びアレイ環境温度の関数として変化する場合には、得られた画像の画質に悪影響が及ぼされる。このために、アレイの出力への温度の影響が、時として、得られた画像の診断の有用性に悪影響を及ぼす画像のアーチファクトをもたらすことが観察されている。
CTシステムにおいては、アレイの温度に直接影響を及ぼす多くの熱源がある。具体的には、X線ビームを生成するために用いられるX線管は、CTシステムにおいて大量の熱を生じさせる。更に、モータ、プロセッサ及び他のCTシステム部品が、アレイの近くに熱を生じさせる。近年、患者処理能力(すなわち1日当たり実行される取得作業数)を増加させたいという要望が、より強力なX線源の使用に拍車をかけ、画像を生成するために必要とされるデータ量を短時間で取得できるようになった。これらの高出力のシステムは、従来のシステムよりかなり速いものとなっているが、アレイの加熱の問題及び関連した画像の劣化を悪化させただけであった。
温度に関連したアレイの作動の問題に取り組むために、産業界では、ほぼ等温でかつ熱的に安定したアレイを維持することに向けられた種々の解決法が開発された。このために、作動中に素子が加熱することを容認し、ほとんどの解決法は、何らかの形式の素子加熱構成をレール上にアレイと共に取り付けるものである。一般に、この加熱構成を用いて素子をほぼ予想される高温レベルまで加熱し、その温度レベルを取得時間の全体にわたって維持する。加熱装置の制御値は、予想される高温の上限値及び許容可能なモジュールの温度変化の最大値と一致するように設定される。
残念なことに、高出力のシステムにおいては、アレイの温度は、許容可能な画質を達成できる温度を超えることがある。これらの環境の下では、加熱の制御により検知器アレイを許容可能な作動温度内に維持することができない。
米国特許第5,521,387号 米国特許第6,249,563号
したがって、検知器アレイを一定温度に維持するための簡単で経済的な方法、具体的には、最高温度が画像形成システムが許容するものよりも高くなる高出力のX線管と共に作動されるときに、該検知器アレイを一定温度に維持するための簡単で経済的な方法に対する必要性が依然としてある。
本発明の例示的な実施形態は、1組のレールの間に連結された検知器アレイを含む。少なくとも1つの熱電冷却装置(TEC)がレールの遠位端に連結され、温度センサが検知器アレイに連結されて、該アレイの実際の温度を表示する。TEC及び温度センサの各々は、実際の温度を監視し該TECへの電力供給を調節するコントローラ装置にそれぞれ連結されて、選択された設定値温度を維持する。コントローラ装置は、TECに、該TECが加熱又は冷却のいずれかを助ける「加熱」モードと「冷却」モードとの間で切り換えるように命令することができる。
本発明のこれら及び他の態様は、以下の説明から明らかになるであろう。説明において、本発明の一部を形成し、本発明の好ましい実施形態が示される添付の図面について説明される。このような実施形態は、必ずしも本発明の全範囲を示すものではなく、従って、本発明の範囲の解釈については、特許請求の範囲を参照する。
ここで図を、より具体的には図1を参照すると、本発明に用いるための典型的なCTスキャナが示される。CTスキャナは、一般に、中央ボアすなわち画像形成領域21を定めるリング状のガントリ20を備える。画像形成領域21の両側には、X線源10と検知器組立体44が互いに反対側に取り付けられる。X線源10は、走査されることになる支持プラットフォーム46上に横たわる患者42の一部43に向けられるX線の扇状ビーム40を生成し、検知器組立体44は、該X線を受け取り、該扇状ビーム40が被写体を透過する際の該扇状ビーム光線40の減衰に対応する強度信号を生成する。このデータは、画像の再構成において被写体の1つ又はそれ以上の画像を再構成するために用いられる。
ここで図1、図2及び図3を参照すると、検知器組立体44が取付けプレート90に連結され、該取付けプレート90は、ガントリ20(図1を参照)に連結される。検知器組立体44は、第1レール100と第2レール102との間に連結された検知器セル18の列(アレイ)を備える。レール100及び102は、スキャナ・システムのZ軸すなわち並進運動軸に沿って軸方向に配置される。各々の検知器素子18は、例えば、Riedner他に付与され本出願の出願人に譲渡された米国特許第5,521,387号に記載されるもののようなソリッドステート式X線検知器を備える。検知器素子18は、それぞれX線を受け取り、扇状ビーム40の個々の放射線に沿って強度を測定する。検知器組立体44の検知器素子18は、焦点26がX線源内の中心点に対応する、示されるような弧状の構成に配置することができる。幾つかの用途においては、検知器組立体44は平坦な素子を備えることもできる。検知器組立体の温度監視を行わせるために、1つ又はそれ以上の温度センサ118が検知器組立体44内に埋め込まれる。温度センサ118及び温度センサ119は、検知器アレイ44の対向する端部に配置されることが好ましい。
図2に最も良く示されるように、図示される例示的な実施形態において、第1の熱電冷却装置(TEC)104及び第2の熱電冷却装置(TEC)110が、検知器組立体44の対向する遠位端に連結される。TECは、ペルティエ効果で作動するソリッドステート式熱ポンプであり、組立体44に加熱又は冷却のいずれかをもたらすことができる。典型的なTECは、2つの異なる導体として働くp型及びn型半導体素子の列からなる。一般に、素子の列は、2つのセラミックプレートの間に電気的には直列にかつ熱的には並列にはんだ付けされる。DC電流が1つ又はそれ以上の対の素子を通ってn型半導体素子からp型半導体素子に流れるので、周囲から熱を吸収する際に2つの素子によって形成された接合部(「低温側」)の温度が低下する。電子が高エネルギー状態から低エネルギー状態に移動するので、熱は、電子の移動によってTECを通して運ばれ、反対(「高温」)側に放出される。TECの熱ポンプ能力は、電流と、n型素子及びp型素子の対の数に比例し、TEC産業において、一般的に、各々の対は「電対」と呼ばれる。本用途に有用なTECは、例えば、ニュージャージー州トレントンのMelcor社によって製造されたThematec(登録商標)TECシリーズのように商業的に入手可能なものである。
更に図1から図3までを参照すると、アレイ44はまた、数字120でひとまとめに表わされた絶縁材を含む幾つかの他の部品と、2つの放熱組立体すなわちファン108及びヒートシンク106を含む第1放熱組立体と、ファン114及びヒートシンク112を含む第2組立体とを含む。これらの部品は、以下に更に詳細に説明される。
更に図2及び図3を参照すると、高伝導性の挿入体116及び117が、レール100及び102の各々に連結される。図示されるように、レール100及び102の各々の側面に沿って(例えば、116を参照)、又はレール100及び102の各々の上縁に沿って(例えば、117を参照)、挿入体116及び117を設けることができる。高伝導性の挿入体116及び117は、レール100及び102に沿って効率的に熱を伝達するように選択された材料で形成される。挿入体116及び117を、例えば、熱分解グラファイト(PG)、銅、炭素ベース複合材、又は高い熱伝導率を有する他の材料で形成することができる。挿入体116及び117はまた、米国特許第6,249,563号に開示されるようなヒートパイプを含むこともでき、この米国特許を、ヒートパイプ装置についての説明のための参考文献として本明細書に組み入れる。
TECにより生じた熱を放散するために、受動的なヒートシンク又は能動的な放熱装置のいずれか、或いは両方を備える放熱組立体を、熱電冷却装置104及び110の各々に連結することができる。上述のように、例示的な実施形態において、第1放散組立体及び第2放散組立体の各々は、それぞれファン108とシンク106、及びファン114とシンク112を含む。シンク106及び112は、アルミニウムのフィン、又は当技術分野において周知の他の適切な装置を含むことが好ましい。ファン108及び114、又は他の能動的な放熱装置は、検知器アレイ44の遠位端を比較的一定の温度に維持しながら、ヒートシンク106及び112から余分な熱を除去する。
絶縁材120は、アレイ44の検知側を除く該アレイ44の全ての側に設けられる。絶縁材は環境への熱伝達を最小限に抑え、よってシステム全体をより効率的なものにする。また、有利なことに、冷却モードにある場合(すなわち、アレイが冷却されることになる場合)には、絶縁材120は、冷却容量の必要量を低減させるものであり、他のシステム部品に関連した周囲の熱から検知器を隔離するものでもある。絶縁材120は、スチロフォーム(Styrofoam)、ガラス繊維、ネオプレン発泡体のような多数の標準的な住宅用又は商業用等級の絶縁材料のいずれかを含むことができ、或いはまた真空の絶縁パネル(VIP)を含むこともできる。
ここで図4を参照すると、図1のCT画像形成システムを制御するための例示的な制御システムが、テーブルモータ制御装置58と、スリップリング64と、中央処理コンピュータ60と、操作者のコンソール65と、大容量記憶装置66と、ガントリ・リング20に組み合わされた複数の制御モジュール52とを含む。ガントリ制御モジュール52は、X線制御装置54と、ガントリモータ制御装置56と、データ取得システム62と、画像再構成装置68とを含む。これらのモジュールは、スリップリング64を介して関連したガントリに接続され、制御目的のためにコンピュータ60に接続される。
ガントリ制御モジュール52は、TEC104及び110を制御するためのTECコントローラ70を更に含み、検知器アレイ44をほぼ等温で熱的に安定した状態に維持する。TECコントローラ70は、ニュージャージー州トレントンのMelcor社によって製造されたThemac(登録商標)TECシリーズのような商業的に入手可能な装置であることが好ましい。しかしながら、TECコントローラ70は、比例積分偏差(PID)ループのような制御方法を用いてTEC104及び110を制御することができる如何なる数の装置を備えることもできる。TECコントローラ70は、検知器組立体44の1つ又はそれ以上の温度センサ118に電気的に接続され、正の電源ライン123と負の電源ライン127、及び正の電源ライン121と負の電源ライン125によってそれぞれTEC104及び110の各々に電気的に接続され、好ましくはコンピュータ60に電気的に接続される。
作動において、被写体(例えば、移動可能なテーブル46上に横たわる患者42)は、画像形成領域21内に配置される。X線源10が、患者42に向けられたX線扇状ビーム40を生成する。ガントリ20を患者42の周りで回転させ、該患者の体積43に関連した画像データを収集する。患者42を透過した後、アレイ44が、X線の扇状ビーム40を受ける。
データ取得中に、TECコントローラ70は、検知器アレイ44をほぼ一定の温度に維持する。TECコントローラ70に接続された電位差計の使用により、又は当業者に周知の他の方法で確立された、コンピュータ60に接続されたインタフェースを通してユーザが選択した所望の作動「設定」値を、メモリ内に格納することができる。選択された「設定」値は、制御ラインを介してTECコントローラ70に与えられる。TECコントローラ70は、検知器組立体44の実際の温度を示す温度センサ118から電気的信号を受け取り、その温度の値をコンピュータ60により与えられた「設定」値の作動温度と比較する。実際の温度と所望の温度との間の差に基づいて、TECコントローラ70は、TEC104及び110に与えられる出力電源を調節する。一般的に、TEC104及び110は「加熱」モードで作動するが、検知器組立体44の温度が所望の作動温度よりも高い場合には、TECコントローラ70は、それぞれTEC104及び110に給電する電源リード線123、127及び121、125の極性を切り換えることができる。電源リード線の極性を逆にする場合には、TECに冷却機能が与えられ、検知器組立体44を所望の温度まで冷却する。この冷却機能は、CTスキャナを囲む周囲温度が、設定値を著しく超える(モジュールの許容可能な温度変化を超えて)場合に必要とされる。
ここで図5を参照すると、本発明によって構成された検知器組立体44の第2の実施形態が示される。ここで、多数の部品が図2に関して説明されたものと同じであり、これらの部品には、図2の説明に従って番号が付されている。図5に示されていない図2の他の任意の要素を含ませることもできる。具体的には、図5の実施形態はまた、ファン要素108及び114、並びに絶縁カバー120を含むこともできる。
図5の実施形態は、電気加熱装置124と共に検知器44の中央部に設けられた温度センサ122を含む。温度センサ122及び加熱装置124は、アレイの中央部の熱分布を監視し調整するために用いられ、センサ118、119及びTEC104、110と共に作動して、検知器組立体44の長さに沿った選択された温度プロフィールを維持する。検知器組立体44が低温環境から高温環境に移ったときに、該検知器44の中央部と遠位端との間の相対的な温度変化が一定のままであるように、温度プロフィールが維持される。温度プロフィールを検知器44に沿って維持することにより、温度に関連した検知器素子18の機械的移動が最小限に抑えられるか又は防止され、これにより温度によって引き起こされる画像アーチファクトの可能性が最小限になる。
ここで図6を参照すると、図5の検知器組立体44と共に作動するたの制御システムが示される。また、全体として、この制御システムの作動は図4のものに類似しており、同じ部品にはそれに応じて番号が付けられている。この制御システムは、センサ122から及び任意にセンサ118及び119の各々から、感知された温度信号を受け取る加熱装置コントローラ126を含み、これによりアレイ44の中央部及び対向する端部双方の温度が示される。これらの感知された温度の値に基づいて、加熱装置コントローラ126が加熱装置124を駆動し、TECコントローラ70がTEC104及び110を駆動して、以下に説明するように検知器アレイ44に沿った選択された温度プロフィールを維持する。
ここで図7、図8及び図9を参照すると、アレイ44の遠位端の温度を監視し制御する第1の制御方法と、中央部と遠位端双方の温度を制御する第2及び第3の制御方法を有する、該アレイ44の長さに沿って見出された温度を示す温度プロフィールが示される。これらの全ての場合において、アレイモジュール44の中央部の温度が、周囲の環境温度に関係なく、摂氏30度から40度までの範囲に維持されるように該アレイ44を作動させ、該アレイを選択された最高温度よりも低く維持することが望ましい。以下の説明は、摂氏30度から40度までの関心ある領域に向けられる。便宜上、摂氏35度の設定値あたりでの作動であると仮定する。「高温」(約摂氏45度)環境及び「低温」(約摂氏25度)環境の各々についての個々のプロフィールが示される。TEC104及び110を用いて、説明された方法の各々で検知器アレイ44を加熱及び/又は能動的に冷却することができ、よって該TEC104及び110を用いて、ガントリを囲む周囲空気の温度よりも低い温度まで該検知器44を冷却することができる。
ここで具体的に図7を参照すると、図2の検知器アレイ44のような検知器アレイ44についての温度プロフィールが示される。検知器アレイ44において、温度の設定値は、上述のように35℃で一定に保持され、遠位端の温度は、上述のようにセンサ118及び119によって監視され、TEC104及び110によって制御される。低温環境で作動される場合には、検知器アレイ44の温度プロフィール130はほぼ等温となり、該検知器アレイ44の温度は、アレイの長さに沿った摂氏35度の選択された設定値にほぼ保持される。高温環境において作動される場合には、アレイ44の遠位端は、TEC104及び110によって選択された設定値で維持されるが、中央部の温度は、該選択された設定値よりも著しく高く上昇し、放物線状の温度プロフィール132をもたらす。
ここで図8を参照すると、第1の制御方法に従って作動された図5の検知器アレイのような、検知器アレイ44についての温度プロフィールが示される。ここで、センサ122によって検知されるアレイ44の中央部の温度が監視され、TEC104及び110の制御のための設定値が、該中央部の温度の関数として修正される。ここで図10を参照すると、中央部の温度に対するTECの設定値を示すグラフが示される。ここで、TECの設定値は、中央部が選択された作動温度に達するまで所定の勾配で継続的に上昇する。中央部の温度が上昇するにつれて、TECの設定値はアレイ44の温度を下げるように減少され、これにより中央部の温度は、選択された作動設定値、又はその近く、及び図7の従来技術の実施形態において反応した最大レベルより下に維持される。結果として、図8の低温環境の温度プロフィール134はほぼ等温となり、選択された作動温度で維持される。しかしながら、高温環境の温度プロフィール136においては、TEC104及び110は遠位端をより低温に維持するように作動され、これにより中央部が図7に示される最高温度に達するのが防止される。したがって、ここでは、図7の高温環境の検知器アレイについての一般的な放物線状のプロフィールは維持されるが、遠位端及び中央部は、各々、図7の従来技術のシステムにおけるよりも低温かつ設定値の近くに保持されることになる。
ここで図9を参照すると、第2の制御方法に従って作動されるような図5の検知器アレイ44についての温度プロフィールが示される。ここでは、同様に、センサ122によって検知されるアレイ44の中央部の温度が監視され、TEC104及び110の制御のための設定値が、この温度の関数として修正される。同じくここで図11も参照すると、TECの設定値は、まず所定の勾配で上昇する。しかしながら、ここで、TECの設定値は、アレイ44が高温環境又は低温環境で作動しているかどうかに関わらず、該検知器アレイ44の遠位端の温度を該検知器アレイ44の中央部の温度の設定値より低く維持するように選択される。TECの設定値は、作動温度のあたりで選択された範囲における、選択された作動温度よりも摂氏2度だけ低い一定の温度レベルに維持され、放物線状の高温環境の温度プロフィール140と同様に放物線状である低温環境の温度プロフィール138がもたらされる。全体的なプロフィールが高温環境及び低温環境の両方において放物線状のままであるので、アレイ素子の熱による機械的移動が制限され、これにより温度によって引き起こされる取得された画像におけるノイズが最小になる。
上述の方法及び装置は、単に例示的なものにすぎず、本発明の技術的範囲を制限するものではないこと、また当業者が本発明の技術的範囲に含まれるものとなる種々の変更をなし得ることを理解されたい。例えば、センサの位置が検知器組立体44の中央部と両端部にあるものについて説明したが、該センサの位置及び数を変えて、装置の温度プロフィールに関する付加的な情報をコントローラに与えることもできる。更に、特定の制御方法及び温度レベルについて説明したが、本発明の制御システムを用いて、加熱装置要素124の適用を選択的に制御すること、また検知器アレイを加熱又は冷却するためにTEC装置104及び110を用いることによって、種々の温度範囲における種々の温度プロフィールを生成することができる。本発明の技術的範囲を公開するために、本明細書と共に特許請求の範囲を提出する。
検知器素子の列及び行を有する検知器アレイと扇状ビーム源とを含む、本発明を実施するために用いられるCT装置の斜視図。 本発明により構成された検知器組立体の分解図。 組み立てられた構成の、図2の組立体と類似した検知器組立体の切取側面図。 図1のCT装置を制御するために用いることができ、本発明を実施する目的のために有用なCT制御システムのブロック図。 本発明により構成された検知器組立体の側面図。 図1のCT装置及び図5の検知器アレイを制御するために用いることができ、本発明を実施する目的のために有用なCT制御システムのブロック図。 一定の温度設定値を有する状態で低温環境及び高温環境の両方において作動された、図2の検知器アレイに沿った温度プロフィールを示すグラフ。 第1の制御方法に従って作動された、低温環境及び高温環境の両方における図5の検知器アレイに沿った温度プロフィールを示すグラフ。 第2の制御方法に従って作動された、低温環境及び高温環境の両方における図5の検知器アレイに沿った温度プロフィールを示すグラフ。 図8の制御方法を示すグラフ。 図9の制御方法を示すグラフ。
符号の説明
44 検知器アレイ
70 コントローラ
100、102 レール
104、110 熱電冷却装置
106、112 ヒートシンク
108、114 ファン
116、117 挿入体
118、119、122 温度センサ
120 絶縁材
124 加熱装置

Claims (8)

  1. コンピュータ断層撮影スキャナに用いるための検知器組立体であって、
    ある長さを有するX線検知器アレイ(44)と、
    前記検知器アレイ(44)に連結された第1及び第2の熱電冷却装置(104、110)と、
    前記検知器アレイ(44)に連結された温度センサ(118)と、
    前記温度センサ(118)に電気的に接続されて実際の温度信号を受け、前記第1及び第2の熱電冷却装置(104、110)に電気的に接続されて該第1及び第2の熱電冷却装置(104、110)に調節可能な出力を与え、前記実際の温度信号を設定値と比較し、該第1及び第2の熱電冷却装置(104、110)への電力供給を調整して、該実際の温度をほぼ前記設定値に維持するようになったコントローラ装置(70)と、
    を備え、
    前記コントローラ(70)が、前記アレイ(44)の中央部が該アレイの対向する端部より高温であるような形状にされた温度プロフィールであって、前記アレイ(44)の長さに沿ってほぼ放物線状である温度プロフィールを維持することを特徴とする検知器組立体。
  2. 前記検知器アレイの中央部に連結された温度センサ(122)と、
    前記検知器アレイの前記中央部に連結された加熱装置(124)と、
    を更に備え、
    前記コントローラ装置(70)が、前記温度センサ(122)から実際の温度信号を受け取り、前記加熱装置(124)を駆動して、前記中央部の前記実際の温度を選択された設定値に維持する、
    ことを特徴とする、請求項1に記載の検知器組立体。
  3. 前記コントローラ(70)が、前記第1及び第2の熱電冷却装置(104、110)と前記加熱装置(124)とを駆動して、前記アレイに沿った選択された温度プロフィールをもたらすことを特徴とする、請求項2に記載の検知器組立体。
  4. 前記熱電冷却装置(104)に連結されたヒートシンク(106)と、
    前記熱電冷却装置(104)に向けられたファン(108)と、
    前記検知器アレイ(44)の両側部に連結された第1及び第2のレール(100、102)と、
    前記第1及び第2のレール(100、102)のうちの少なくとも1つに連結され、前記レールに沿って熱を伝達する伝導性の挿入体(116)と、
    前記検知器組立体の底部、側部、端部の各々に連結された絶縁カバー(120)を更に備えることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の検知器組立体。
  5. CT走査の操作中に、X線検知器アレイ(44)に沿った温度プロフィールをほぼ熱的に安定した状態に維持する方法であって、
    前記検知器アレイ(44)に第1及び第2の熱電冷却装置(104、110)を連結し、
    前記検知器アレイ(44)を作動させるための作動温度を選択し、
    前記検知器アレイ(44)の実際の温度を感知し、
    前記選択された作動温度と前記感知された実際の温度を比較し、
    前記選択された作動温度と前記感知された温度との間の差に基づいて、前記検知器アレイを加熱又は冷却するように前記第1及び第2の熱電冷却装置(104、110)に命令し、
    前記コントローラ(70)が、前記アレイ(44)の中央部が該アレイの対向する端部より高温であるような曲線状の温度プロフィールであって、前記アレイ(44)の長さに沿ってほぼ放物線状である温度プロフィールを前記アレイ(44)に沿って提供する、
    段階を含むことを特徴とする方法。
  6. 熱伝導性の材料(116)を前記検知器アレイ(44)の長さに沿って連結し、前記検知器アレイ(44)の長さに沿って熱を伝達する段階を更に含むことを特徴とする、請求項5に記載の方法。
  7. 前記熱電冷却装置(104)によって生成された熱を能動的又は受動的に放散させる段階を更に含むことを特徴とする、請求項6に記載の方法。
  8. X線管によって生成された熱又はガントリ内の冷気が前記検知器組立体に影響を及ぼさないように、前記検知器アレイ(44)を絶縁する段階と、
    前記検知器アレイの中央部、及び第1端部又は第2端部の各々の温度を感知し、熱電冷却装置(104)を設けて該アレイ(44)の各々の端部の温度を制御し、
    加熱装置(124)を設けて前記アレイの前記中央部の前記温度を制御する、
    段階を更に含むことを特徴とする、請求項5乃至7のいずれかに記載の方法。
JP2003281404A 2002-07-30 2003-07-29 熱電制御されたx線検知器アレイ Expired - Fee Related JP4448668B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/064,609 US20040022351A1 (en) 2002-07-30 2002-07-30 Thermoelectrically controlled x-ray detector array

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2004057834A JP2004057834A (ja) 2004-02-26
JP2004057834A5 JP2004057834A5 (ja) 2008-12-25
JP4448668B2 true JP4448668B2 (ja) 2010-04-14

Family

ID=30113655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003281404A Expired - Fee Related JP4448668B2 (ja) 2002-07-30 2003-07-29 熱電制御されたx線検知器アレイ

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20040022351A1 (ja)
EP (1) EP1386582A1 (ja)
JP (1) JP4448668B2 (ja)
CN (1) CN100384376C (ja)
IL (1) IL156982A (ja)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055752B4 (de) * 2004-11-18 2007-12-13 Siemens Ag Computertomograph
US7338208B2 (en) * 2004-11-24 2008-03-04 General Electric Company Methods and apparatus for CT system thermal control architecture
JP2006343172A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Hitachi Ltd コンピュータ断層撮影装置
US7514692B2 (en) * 2005-06-22 2009-04-07 Ge Medical Systems Israel, Ltd. Method and apparatus for reducing polarization within an imaging device
CN100394891C (zh) * 2006-01-18 2008-06-18 杭州灿维信息技术服务有限公司 Ct球管油路温度无线监控系统
DE102006024972B4 (de) 2006-05-29 2008-08-21 Siemens Ag Vorrichtung zur Kühlung eines Röntgenstrahlungsdetektors und Kühlsystem für eine Strahlungsdetektoranordnung
US8492762B2 (en) * 2006-06-27 2013-07-23 General Electric Company Electrical interface for a sensor array
US7488943B2 (en) * 2006-07-17 2009-02-10 General Electric Company PET detector methods and apparatus
US7512209B2 (en) * 2006-09-14 2009-03-31 General Electric Company Thermal stabilization methods and apparatus
US7586096B2 (en) * 2006-11-17 2009-09-08 General Electric Company Interface assembly for thermally coupling a data acquisition system to a sensor array
US7449696B2 (en) * 2006-11-21 2008-11-11 General Electric Company System and apparatus for heat management
DE102007044873A1 (de) * 2007-09-20 2009-04-16 Siemens Ag Verfahren zur Stabilisierung der Verstärkung eines PET-Detektionssystems
CN101470086B (zh) * 2007-12-29 2012-11-28 清华大学 探测器装置及具有该探测器装置的ct检查系统
US20090257548A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-15 Ashutosh Joshi Computed tomography system
US7576330B1 (en) * 2008-04-30 2009-08-18 General Electric Company Computed tomography detector apparatus
US8532250B2 (en) * 2010-02-24 2013-09-10 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray CT apparatus and control method for X-ray CT apparatus
US8869310B2 (en) * 2010-03-19 2014-10-21 Bruker Nano, Inc. Low drift scanning probe microscope
US8039812B1 (en) 2010-04-13 2011-10-18 Surescan Corporation Test equipment for verification of crystal linearity at high-flux levels
JP5595804B2 (ja) * 2010-06-21 2014-09-24 株式会社東芝 X線ct装置
JP2012034848A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Toshiba Corp X線検出器およびx線ct装置
US8516832B2 (en) * 2010-08-30 2013-08-27 B/E Aerospace, Inc. Control system for a food and beverage compartment thermoelectric cooling system
CN103096798A (zh) * 2010-09-08 2013-05-08 株式会社日立医疗器械 X射线图像诊断装置
RU2587077C2 (ru) * 2010-12-16 2016-06-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Система планирования лучевой терапии и последующего наблюдения с ширококанальной радиуноклидной и магнитно-резонансной визуализацией или ширококанальной компьютерной томографией и магнитно-резонансной визуализацией
US20130037251A1 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 General Electric Company Liquid cooled thermal control system and method for cooling an imaging detector
US9332952B2 (en) * 2011-10-06 2016-05-10 Koninklijke Philips N.V. Data-driven optimization of event acceptance/rejection logic
JP2013170922A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 放射線検出装置および放射線撮影装置
CN103330571A (zh) * 2013-04-27 2013-10-02 中国人民解放军北京军区总医院 数据采集系统及其控制方法、移动ct扫描仪
EP2848924B1 (de) * 2013-09-11 2016-08-24 Anton Paar GmbH Temperierkammer für kompaktes Röntgengerät
CN103549972B (zh) * 2013-11-18 2016-01-20 赛诺威盛科技(北京)有限公司 Ct探测器模块的支撑结构
JP6071981B2 (ja) 2013-11-29 2017-02-01 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 放射線検出装置及び放射線断層撮影装置
CN103713669B (zh) * 2013-12-27 2015-09-16 赛诺威盛科技(北京)有限公司 闭环实施的精确控制ct探测器温度的装置及方法
CN104812207B (zh) * 2014-01-28 2019-03-08 Ge医疗系统环球技术有限公司 换热装置、x射线检测装置和x射线成像设备
CN104939854B (zh) * 2014-03-26 2020-08-18 Ge医疗系统环球技术有限公司 热管理系统、x射线检测装置和计算机化断层扫描设备
US9753157B2 (en) * 2014-09-26 2017-09-05 Koninklijke Philips N.V. Radiation detector with heating device
CN104780699A (zh) * 2015-04-24 2015-07-15 赛诺威盛科技(北京)有限公司 一种用于ct机多排探测器的散热装置
CN104825184A (zh) * 2015-04-28 2015-08-12 杭州灿维影像科技有限公司 冷风机及其冷却系统以及ct扫描机温度调节及均衡方法
WO2017000108A1 (en) * 2015-06-29 2017-01-05 General Electric Company Interchangeable module for thermal control in detector systems
CN111050651B (zh) * 2017-09-06 2023-08-25 上海联影医疗科技股份有限公司 Ct探测器模块及散热结构
CN107510469A (zh) * 2017-10-20 2017-12-26 上海联影医疗科技有限公司 Ct设备、探测装置及其探测组件
CN108378864B (zh) * 2018-03-19 2024-06-28 东软医疗系统股份有限公司 医疗设备的检测器温控方法和医疗设备
JP7141264B2 (ja) * 2018-07-02 2022-09-22 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X線検出器及びx線コンピュータ断層撮影装置
JP7094808B2 (ja) * 2018-07-09 2022-07-04 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X線検出器及びx線ct装置
CN110327070B (zh) * 2019-07-12 2024-07-12 山东大骋医疗科技有限公司 具有储能系统的ct设备
JP2022100547A (ja) * 2020-12-24 2022-07-06 株式会社Kelk 電極接続構造及び検出装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4155226A (en) * 1973-12-06 1979-05-22 Gerald Altman Infrared cooler for restricted regions
US4263604A (en) * 1977-12-27 1981-04-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Graded gap semiconductor detector
US4283817A (en) * 1978-12-20 1981-08-18 General Electric Company Method for bonding electrode plates in a multicell x-ray detector
US4639883A (en) * 1984-11-28 1987-01-27 Rca Corporation Thermoelectric cooling system and method
JPS61201182A (ja) * 1985-03-04 1986-09-05 Hitachi Medical Corp X線ct装置の多素子検出器
US5040381A (en) * 1990-04-19 1991-08-20 Prime Computer, Inc. Apparatus for cooling circuits
US5315830B1 (en) * 1993-04-14 1998-04-07 Marlow Ind Inc Modular thermoelectric assembly
US5444752A (en) * 1994-02-03 1995-08-22 Analogic Corporation Tomography detector temperature equalization
US5609032A (en) * 1994-03-23 1997-03-11 Bielinski; George Thermoelectric cooling system
US5485005A (en) * 1994-06-15 1996-01-16 Xicon, Inc. Cooled x-ray sensitive photoconductor
US5537825A (en) * 1994-12-27 1996-07-23 Ward; Justin Draft beer tower cooling system
US5849029A (en) * 1995-12-26 1998-12-15 Esc Medical Systems, Ltd. Method for controlling the thermal profile of the skin
US6005911A (en) * 1995-11-17 1999-12-21 Trex Medical Corporation Large area array, single exposure digital mammography
JP3816992B2 (ja) * 1996-08-29 2006-08-30 株式会社日立メディコ X線検出器恒温化装置
JPH10146332A (ja) * 1996-11-15 1998-06-02 Hitachi Medical Corp X線ct装置
JPH10272130A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Shimadzu Corp X線ct装置
US5970113A (en) * 1997-10-10 1999-10-19 Analogic Corporation Computed tomography scanning apparatus and method with temperature compensation for dark current offsets
US6126311A (en) * 1998-11-02 2000-10-03 Claud S. Gordon Company Dew point sensor using mems
JP2001057974A (ja) * 1999-06-18 2001-03-06 Toshiba Corp 放射線検出器及びx線ct装置
US6411672B1 (en) * 1999-06-18 2002-06-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Radiation detector and X-ray CT apparatus
US6230497B1 (en) * 1999-12-06 2001-05-15 Motorola, Inc. Semiconductor circuit temperature monitoring and controlling apparatus and method
US6249563B1 (en) * 1999-12-08 2001-06-19 General Electric Company X-ray detector array maintained in isothermal condition
JP4481410B2 (ja) * 2000-02-02 2010-06-16 株式会社東芝 X線ct用二次元検出器、x線ct用二次元検出器の製造方法及びx線ctスキャナ
JP4564141B2 (ja) * 2000-07-25 2010-10-20 株式会社東芝 X線ct装置
US6370881B1 (en) * 2001-02-12 2002-04-16 Ge Medical Systems Global Technology Company Llc X-ray imager cooling device
JP2003130961A (ja) * 2001-07-19 2003-05-08 Siemens Ag 検出器モジュール、x線コンピュータトモグラフ用の検出器およびx線コンピュータトモグラフによる断層像の作成方法
US6459757B1 (en) * 2002-03-01 2002-10-01 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc X-ray detector array with phase change material heat system

Also Published As

Publication number Publication date
CN1475192A (zh) 2004-02-18
JP2004057834A (ja) 2004-02-26
CN100384376C (zh) 2008-04-30
IL156982A (en) 2010-06-16
EP1386582A1 (en) 2004-02-04
IL156982A0 (en) 2004-02-08
US7135687B2 (en) 2006-11-14
US20040071259A1 (en) 2004-04-15
US20040022351A1 (en) 2004-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4448668B2 (ja) 熱電制御されたx線検知器アレイ
JP2004057834A5 (ja)
JP4590252B2 (ja) Ct電子装置の温度管理のための方法及び装置
JP3124552B2 (ja) 断層撮影用検知器の温度均等化
KR101081378B1 (ko) 흑체의 온도제어장치 및 그 제어방법
US7834325B2 (en) Radiation image information capturing apparatus and method of detecting temperature of amplifier thereof
US6931092B2 (en) System and method for thermal management of CT detector circuitry
US7512209B2 (en) Thermal stabilization methods and apparatus
US20110222649A1 (en) X-ray ct apparatus and control method for x-ray ct apparatus
JP5595804B2 (ja) X線ct装置
JP4796030B2 (ja) 画像検出器及び画像撮影システム
US20070098137A1 (en) Method of assembly and thermal management of ct detector electronics circuits
JP4131883B2 (ja) 平面検出器
US6459757B1 (en) X-ray detector array with phase change material heat system
CN108378864B (zh) 医疗设备的检测器温控方法和医疗设备
JP2002034968A (ja) X線ct装置
US11020072B2 (en) System and method for regulating temperature of imaging detector sensors
WO2017000108A1 (en) Interchangeable module for thermal control in detector systems
CN107307878A (zh) 一种ct系统温度控制方法
JP2010175835A (ja) カメラ装置
JP7547059B2 (ja) X線ct装置、x線ct装置の制御方法およびプログラム
JPH10146332A (ja) X線ct装置
US7902514B2 (en) Image detecting device and image capturing system
US20090078879A1 (en) Image detecting device and image capturing system
JP5161346B2 (ja) 画像検出器及び画像撮影システム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060726

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090324

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090526

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090526

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100105

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100125

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4448668

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees