KR20150035811A - 가변 각도 시준기 - Google Patents

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Abstract

제어 가능한 방서선 빔을 생성하기 위한 시스템은 전자적으로 제어가능하고, 빔을 형성하기 위해 작동하는 동안 서로에 대해 이동해야 하는 어떤 부품도 포함하지 않는다. 빔의 방향 및 단면은 전자 빔을 제어함으로써 전자적으로 제어될 수도 있다. 다양한 실시예가, 개구 또는 개구를 형성하는 물리적인 요소의 이동을 필요로 하지 않으면서 개구 재료 두께에 관계없이 원하는 크기 및 플럭스의 주사 X-선 빔을 형성할 수 있게 하는 X-선 시준기를 제공한다.

Description

가변 각도 시준기{VARIABLE ANGLE COLLIMATOR}
본 특허 출원 청구항은 2012년 7월 5일자로 출원되고, 제목이 "가변 각도 시준기" 이고, 발명자가 Martin Rommel[종사자의 파일(practitioner's file) 1945/B62]이며, 그 개시물 전체가 본원에 참조로 통합되어 있는 미국 가특허출원 제61/668,268호로부터 우선권을 주장한다.
본 발명은 X-선 공급원, 더 구체적으로는 시준기에 관한 것이다.
X-선 후방 산란 이미징은 보통 "펜슬 빔"이라 불리우는 잘 시준된 빔으로 대상물을 주사하는 것에 의존한다. 과거에 이 빔은 X-선 투과 이미징에도 널리 사용되었지만, 요즘은 화소형(pixelated) 검출기와 함께 팬(fan) 및 콘(cone) 빔이 투과 이미징에 주로 사용된다.
시준된 주사 빔을 형성하기 위해서 일반적으로 사용되는 2가지 접근법이 있다. 이 2가지 접근법은 고정된 X-선 공급원 및 이동 개구에 의존한다. 양 경우에, 고정된 X-선 공급원으로부터의 방사선은 우선 고정된 시준기에 의해 팬 빔으로 시준된다. 그리고, 개구부를 갖는 이동 부분이 주사 빔을 형성한다. 이 이동 부분은 반경방향 슬릿을 갖는 회전 디스크 또는 둘레에 개구부를 갖는 휠이다. 회전 디스크는 팬 빔을 가리고, 주사 빔은 팬 빔 개구부의 길이를 횡단하는 슬릿을 통해 방출되는 방사선에 의해 형성된다. 이 접근법은 예컨대 Stein 및 Swift에 의한 1973년 미국특허 3,780,291에 예시되어 있다(도 1a 참조). 다른 접근법에서는, X-선 공급원 주위를 회전하는 반경방향 보어를 갖는 휠이 이동 부분을 구성한다. X-선 공급원이 휠의 중심에 놓이면, 주사 빔이 휠의 각 속도에 따라 반경방향으로 방출된다.
고정된 X-선 공급원으로부터 시준된 빔을 형성하기 위한 다른 접근법이 예컨대 1996년 미국특허 5,493,596에서 Annis에 의해 설명된 바와 같이 나선형 홈을 갖는 회전 원통에 기초하여 제안되었다.
이동 X-선 공급원을 갖는 시스템 구성이 개발되었다. X-선 공급원의 움직임은 전형적으로 X-선 튜브를 이동시킴으로써 형성되는 것이 아니라 긴 애노드를 따라 전자 빔을 이동(주사)시킴으로써 형성된다. 이는 위치가 전자적으로 제어될 수 있는 이동 X-선 공급원점(전자 빔의 초점)을 만들어 낸다. 이동 X-선 공급원점은 공급원점으로부터 약간 떨어진 거리에 있는 간단한 고정 개구(핀홀)에 의해 주사 X-선 빔을 형성할 수 있게 한다. X-선 공급원점이 주사 경로의 일단부로부터 타단부로 이동함에 따라, 개구로부터 나오는 주사 X-선 빔이 각도 범위에 걸쳐 위치된다. 이 개념의 실시예는 예컨대 Watanabe에 의해 1977년 미국특허 4,045,672에서 설명된 시스템의 일부이다(도 1b 참조).
X-선 빔이 각도 범위에 걸쳐 있기 때문에, 빔의 단면적은 빔과 개구 평면의 법선 사이의 각도의 코사인으로서 변한다. 각도 범위가 작으면, 빔 변화는 제한되고 무시될 수도 있다. 그러나, 큰 각도 범위가 요구되면, 영향은 상당해진다. 예컨대, 60°의 코사인은 0.5이기 때문에, 120°각도 범위에 대해, 양 극단에서의 60°의 수직을 벗어난(off-normal) 각도는 빔 크기 및 전달된 플럭스에 있어서 적어도 50%의 감소를 초래한다.
실제로는, 핀홀을 갖는 재료가 0이 아닌 두께를 가져서 각도 증가와 함께 빔 단면적의 추가적인 감소를 초래하기 때문에, 빔 변화는 훨씬 더 크다. 이 문제는 핀홀을 갖는 재료를 위해 더 두꺼운 차폐 재료를 필요로 하는 더 높은 에너지의 X-선에 대해 더 심각해진다.
두꺼운 차폐 재료를 감안하고, 각도 변화를 회피하기 위해서, Rothschild 및 Grodzins에 의해 2002년 미국특허 6,356,620에서 설명된 바와 같이 축선에 걸쳐 수직인 보어를 포함하는 회전 원통으로 핀홀을 대체하는 것이 제안되었다(도 1c 참조). 이 원통은 이동 X-선 공급점이 언제든 보어와 정렬되도록 주사 전자 빔과 동기적으로 회전해야 할 것이다. 이 접근법은 단순한 핀홀 설계에 비해 두 가지 문제를 해결한다. 이 접근법은 빔 각도에 관계없이 일정한 크기의 빔을 형성하고, 개구를 형성하는 재료의 두께를 제한하지 않는다. 그러나, 이 적극적인 해결책은 수동적인 핀홀에 비해 상당한 비용 및 복잡성을 필요로 한다. 이 접근법은 또한 전자 빔의 전자 제어에 의해 제공되는 큰 유연성을 대부분 없앤다.
가변 각도 시준기는 시준기의 어떤 부재도 물리적으로 조정하지 않으면서 시준된 방사선 빔을 제어 가능하게 생성한다. 시준된 빔의 각도는 애노드에 충돌하는 전자 빔의 제어를 통해 완전히 전자적으로 제어될 수도 있다.
제1 실시예에서, 조정 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템은, 시준기에 대해 소정 각도로 방사선을 생성하도록 구성되는 방사선 공급원; 방사선 공급원에 의해 생성된 방사선에 대해 불투명한 재료를 포함하는 시준기를 포함하고, 상기 각도는 전자적으로 제어 가능하고, 상기 시준기는 빔 단면을 갖는 시준된 방사선 빔을 형성하기 위해서, 복수의 입사 각도로 방사선 공급원으로부터 방사선을 수용하도록 그리고 방사선의 일부를 복수의 입사 각도의 각각에서 시준기에 통과시키도록 구성되는 개구를 포함하며, 시준기 및 방사선 공급원은 조종 가능한 방사선 빔을 생성할 때 서로에 대해 고정된 상태로 유지되도록 구성된다.
방사선 공급원은, 방사선의 이동 가능한 점 공급원을 생성하기 위해서, 전자 공급원이 전자적으로 조종 가능한 전자 빔으로 애노드를 조명하도록 구성되는 전자 공급원 및 애노드를 포함할 수도 있다.
개구는 마름모 형상, 정사각형 및 직사각형과 같은 다양한 형상 중 임의의 형상을 가질 수 있으며, 결과적으로 방사선 빔의 단면 역시 마름모 형상, 정사각형 및 직사각형과 같은 다양한 형상 중 임의의 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 개구(및 결과적인 빔의 단면)의 형상은 개구에 대한 입사 방사선의 각도의 함수로서 변할 수 있다.
시준기의 다양한 실시예가 다양한 구조를 제시한다. 예컨대, 일 실시예에서 시준기는 몇몇 표면을 포함하고, 개구는 제1 시준기 표면의 제1 개구 및 제2 시준기 표면의 제2 개구 사이의 협력에 의해 형성되는 복합 개구이다. 예컨대, 제1 표면은 제1 플레이트의 표면일 수도 있고, 제2 표면은 제1 플레이트에 평행하게 배치되는 제2 플레이트의 표면일 수도 있다.
시준기의 다른 실시예는, 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 갖는 제1 부재; 및 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제2 표면을 갖는 제2 부재를 포함하고; 제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되어 있으며, 시준기를 통해 개구를 형성하기 위해서 제1 표면 및 제2 표면은 간극을 두고 이격된다. 일부 실시예에서, 시준기는 나선형으로 절개된 원통이다.
시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법은, 시준기를 조명하도록 구성된 조종 가능한 방사선 공급원을 제공하는 단계; 입력부 및 출력부를 갖는 쌍곡 포물면 개구를 포함하고, 조종 가능한 방사선 공급원에 대해 고정된 위치에 배치되는 시준기를 제공하는 단계; 조명 방사선의 일부가 시준기를 통과하여 제1 출사 각도로 시준기에서 출사되도록 제1 조명 각도로부터 조명 방사선으로 쌍곡 포물면 개구의 입력부를 조명하고, 조명 방사선의 일부가 시준기를 통과하여 제1 출사 각도와 상이한 제2 출사 각도로 시준기에서 출사되도록 제1 조명 각도와 상이한 제2 조명 각도로부터 조명 방사선으로 쌍곡 포물면 개구의 입력부를 조명함으로써, 복수의 출력 각도로 시준된 방사선 빔을 생성하는 단계를 포함하여, 제1 출사 각도 및 제2 출사 각도로 시준기에서 출사되는 방사선이 타겟에 조사되게 된다.
시준기를 제공하는 단계는, 제1 면 및 제2 면을 갖고 제1 면과 제2 면 사이에 제1 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 입력 플레이트; 및 제3면 및 제4 면을 갖고 제3 면과 제4 면 사이에 제2 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 출력 플레이트를 가지며, 제1 긴 개구의 투영이 제2 긴 개구와 0이 아닌 각도로 교차하도록, 그리고 제1 긴 개구의 투영과 제2 긴 개구의 교차부가 방사선이 입력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 그리고 출력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성하도록, 제1 면은 제4 면에 대해 평행하고 제4 면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있는 시준기를 제공하는 단계를 포함할 수도 있다.
선택적으로, 시준기를 제공하는 단계는, 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 포함하는 제1 부재; 및 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제2 표면을 포함하는 제2 부재를 갖고; 제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되고, 시준기를 통해 쌍곡 포물면 개구를 형성하기 위해서 제1 표면 및 제2 표면은 간극을 두고 이격되어 있는 시준기를 제공하는 단계를 포함할 수도 있다.
일부 실시예에서, 제1 각도로 시준된 빔을 생성하는 단계는 단면이 제1 형상을 갖는 시준된 빔을 생성하는 단계를 포함하고, 제2 각도로 시준된 빔을 생성하는 단계는 단면이 제2 형상을 갖는 시준된 빔을 생성하는 단계를 포함하며, 제2 형상은 제1 형상과 상이하다.
다른 실시예에서, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템은, 조명 방사선의 전자적으로 조종 가능한 점 공급원을 생성하기 위한 방사선 공급원 수단; 및 시준 수단에 입사되는 조명 방사선의 일부를 통과시키도록 구성되는 개구를 갖는 시준 수단을 포함하고; 방사선 공급원 수단은, 시준 수단에 대해 고정된 상태를 유지하도록 그리고 방사선의 조종 가능한 점 공급원으로부터의 입사 방사선으로 개구를 조명하도록 시준 수단에 대해 배치되어, 개구가 조정 가능한 방사선 빔을 생성하게 된다.
시준 수단은, 제1 쌍곡 포물면 표면을 포함하는 제1 부재; 및 제2 쌍곡 포물면 표면을 포함하는 제2 부재를 포함할 수도 있고; 제1 부재는, 제2 부재에 대해, 제1 쌍곡 포물면 표면이 제2 쌍곡 표물면 표면에 대향하여 배치되도록 그리고 제1 쌍곡 포물면 표면이 제2 쌍곡 포물면 표면으로부터 개구 간극만큼 이격되도록 배치되어, 제1 부재 및 제2 부재는 개구 간극을 횡단하여 개구를 형성하게 된다.
선택적으로, 시준 수단은, 제1 변형 쌍곡 포물면 표면을 포함하는 제1 부재; 및 제2 변형 쌍곡 포물면 표면을 포함하는 제2 부재를 포함할 수도 있고; 제1 부재는, 제2 부재에 대해, 제1 변형 쌍곡 포물면 표면이 제2 변형 쌍곡 포물면 표면에 대향하여 배치되도록 그리고 제1 변형 쌍곡 포물면 표면이 제2 변형 쌍곡 포물면 표면으로부터 개구 간극만큼 이격되도록 배치되어, 제1 부재 및 제2 부재가 개구 간극을 횡단하여 개구를 형성하게 되고, 여기서 개구 간극은 일정하지 않다.
첨부의 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 참조하면 앞서 설명한 실시예의 특징이 보다 쉽게 이해될 것이다.
개구 또는 개구를 형성하는 물리적인 요소의 이동을 필요로 하지 않으면서 개구 재료 두께에 관계없이 원하는 크기 및 플럭스의 주사 X-선 빔을 형성할 수 있게 하는 X-선 시준기가 제공된다. 빔 각도에 관계없이 원하는 크기 및 플럭스의 주사 X-선 빔을 형성할 수 있게 하는 X-선 시준기가 제공된다.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술의 시준기를 개략적으로 도시한다.
도 2a 내지 도 2i는 시준기의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2j 내지 도 2k는 시준기의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2l은 연 형상을 갖는 시준된 빔의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 가상의 쌍곡 포물면 표면을 개략적으로 도시힌다.
도 4a 내지 도 4c는 시준기의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 5a 내지 도 5e는 나선형으로 절개된 원통 시준기의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 6a 내지 도 6c는 시준기의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 7은 변형된 쌍곡 포물면 표면 및 2차 플레이트를 갖는 시준기 블록의 실시예를 개략적으로 도시한다.
다양한 실시예가, 개구 또는 개구를 형성하는 물리적인 요소의 이동을 필요로 하지 않으면서 개구 재료 두께에 관계없이 원하는 크기 및 플럭스의 주사 X-선 빔을 형성할 수 있게 하는 X-선 시준기를 제공한다. 일부 실시예는 빔 각도에 관계없이 원하는 크기 및 플럭스의 주사 X-선 빔을 형성할 수 있게 하는 X-선 시준기를 제공한다.
다양한 실시예에서, 펜슬-빔의 단면적이 입사 각도에 따라 의도된 방식으로 변하도록, 비-이동 부품의 시준기가 점형 방사선 공급원으로부터 빔(예컨대, 펜슬-빔)을 생성한다. 특히, 일부 실시예는 입사 각도에 독립적인 단면적을 갖는 펜슬-빔을 생성할 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 가변 각도 시준기는, 점형 공급원으로부터의 방사선이 입사 각도의 범위에 대해 빔(예컨대, 펜슬 빔)으로 효과적으로 시준되도록 그리고 빔의 단면적이 입사 각도의 함수이도록 고정적으로 배열되는 감쇄 재료를 포함한다.
예컨대, 빔 각도는 애노드에 충돌하는 공급원 전자 빔의 초점을 제어함으로써 결정될 수도 있다. 이러한 전자 빔은 "조종 가능한" 것으로 설명될 수도 있다. 애노드와 함께 전자 빔의 공급원은 시준기에 대해 소정 각도로 방사선을 생성하도록 구성되는 방사선 공급원으로 설명될 수도 있고, 여기서 각도는 전자적으로 제어 가능하다.
초점은 X-선 공급원이 된다. 이와 같이, 제어가능하게 이동하는 전자 빔은 초점의 제어를 제공하고, 이에 의해 X-선 공급원의 위치의 제어를 제공한다. X-선 공급원의 위치의 제어는 다시 X-선이 시준기에 충돌하는 각도의 제어를 제공하고, 이에 의해 시준기로부터의 X-선 빔의 방향의 제어를 제공한다. 예컨대, 이 특징은 생성된 X-선 빔을 단계적인 방식으로 주사하는 능력을 제공하고, 그리고/또는 주사 속도를 변화시키며, 그리고/또는 주사 각도 범위를 변화시킨다. 이러한 X-선 공급원은, (예컨대, 애노드 상의; 및/또는 시준기의 개구에 대한) X-선 공급원의 위치가 전자적으로 제어될 수도 있다는 점에서, "제어 가능한" 또는 "조종 가능한" 것으로서 설명될 수도 있다.
시준기(200)의 제1 실시예가 도 2a 내지 도 2h에 의해 개략적으로 도시되어 있으며, 제1 플레이트(210) 및 제2 플레이트(220)를 포함한다. 제1 플레이트(210)는 제1 면(210A) 및 제2 면(210B)을 갖고, 시준기(200)가 시준하고자 하는 방사선의 종류에 대해 불투명하다. 예컨대, 시준기(200)가 X-선을 시준하고자 하는 경우, 제1 플레이트(210)는 X-선에 대해 불투명하다.
제1 플레이트(210)는 방사선을 통과시키기 위해 제1 면(210A)과 제2 면(210B) 사이에서 완전히 연장되는 긴 개구(211)를 포함하며, 제1 플레이트(210)는 긴 개구(211) 이외에는 방사선에 대해 불투명하다. 이 실시예에서, 긴 개구(211)는 지사각형 형상을 갖지만, 다양한 실시예에서 다른 형상이 사용될 수도 있다.
시준기(220)는, 제1 면(220C) 및 제2 면(220D)을 가지며 또한 방사선을 통과시키기 위해 제1 면(220C)과 제2 면(220D) 사이에서 완전히 연장되는 긴 개구(221)를 갖는 제2 플레이트(220)를 또한 포함하며, 제2 플레이트(220)는 긴 개구(221) 이외에는 방사선에 대해 불투명하다. 이 실시예에서, 긴 개구(221)는 직사각형 형상을 갖지만, 다양한 실시예에서 다른 형상이 사용될 수도 있다. 도 2a 및 도 2b에서처럼 보았을 때, 개구(211 및 221)는 상이한 각도에 있다.
도 2c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 시준기(200)에서, 제1 플레이트(210) 및 제2 플레이트(220)는 서로에 대해 평행하게 배치되고, 간극 "d"(240)만큼 이격되어 있다. 플레이트(210, 220)는, 긴 개구가 서로에 대해 소정 각도로 배치되도록, 예컨대 긴 개구(221)에 대한 긴 개구(211)의 투영이 "X" 형상을 형성하도록 배열된다. 일부 실시예에서, 긴 개구(211)는 긴 개구(221)에 대한 긴 개구(211)의 투영이 직각(예컨대, "+")으로 개구(221)를 만나도록 배열된다.
이러한 구성에 있어서, 제1 개구(211) 및 제2 개구(221)가 협력하여 일부 방사선이 제1 플레이트(210)(입력 플레이트로 알려져 있을 수도 있음)와 접촉하지 않는 상태에서 그리고 제2 플레이트(220)(출력 플레이트로 알려져 있을 수도 있음)와 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성한다는 점을 제외하면, 제1 플레이트(210) 및 제2 플레이트(220)는 애노드(250)로부터의 모든 방사선(254)을 차단한다. 더 구체적으로는, 제1 긴 개구(211)의 투영이 0 이 아닌 각도로 제2 긴 개구(221)와 교차하고, 이러한 제1 긴 개구(211)의 투영과 제2 긴 개구(221)의 교차부는 방사선이 입력 플레이트(210)와 접촉하지 않는 상태에서 그리고 출력 플레이트(220)와 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성한다. 이렇게 하여, 제1 긴 개구(211)를 통과하는 충돌 방사선의 부분을 제외하고, 입력 플레이트(210)에 충돌하는 모든 방사선이 차단된다. 제1 긴 개구(211)를 통과하는 모든 충돌 방사선은 다시, 제2 긴 개구(221)를 통과하는 방사선의 부분을 제외하고, 제2 플레이트(220)에 의해 차단된다. 즉, 제1 긴 개구(211) 및 제2 긴 개구(221)의 양자와 정렬되는 각도로 시준기(200)에 접근하게 되는 방사선을 제외하고, 모든 충돌 방사선은 시준기(200)에 의해 차단된다. 이와 같이, 제1 긴 개구(211) 및 제2 긴 개구(221)는 복합 개구(270)를 형성하는 것으로 설명될 수도 있다.
본 발명자는, 제1 개구(211) 및 제2 개구(221)의 협력에 의해 형성되는 복합 개구(270)가 충돌 방사선에 대해 다양한 각도로 존재한다는 점에서 시준기(200)는 유용한 특징을 제공한다는 것을 발견하였다. 즉, 시준기(200)는, 제1 플레이트(210) 및/또는 제2 플레이트(220)를 전혀 이동시키거나 조정할 필요 없이, 다양한 방향으로부터 시준기(200)에 접근하는 방사선에 대해 [예컨대, 시준기(200)를 통해] 복합 개구를 제공할 것이다. 결과적으로, 시준된 방사선 빔(260)이 시준기(200)에서 출사되고, 시준된 빔의 방향은 방사선 공급원의 위치의 함수로서 변한다.
더 구체적으로는, 방사선 공급원("점 공급원"이라 할 수도 있음)(251)이 임의의 다양한 위치로부터 시준기(200)를 조명한다. 예컨대, 도 2c에서, 방사선 공급원(250)은 애노드(250) 상의 전자 빔의 초점이다. 방사선(254)은 다양한 각도로 점(251)으로부터 출발하지만, 이 방사선 중 일부만, 이 예에서는 벡터(255A)를 따르는 방사선이 제1 개구(211) 및 제2 개구(221)의 양자를 방사선이 통과할 수 있게 하는 방향에서 시준기(200)에 접근하여 시준된 방사선 빔(260A)을 생성한다.
개구(211 및 221)의 협력에 의해 형성된 복합 개구(270)의 실례가 도 2d 내지 도 2h에 개략적으도 도시되어 있다. 각각의 도면에서, 방사선의 공급원점(251)으로부터 보았을 때 투영된 2개의 개구(211; 221)(슬롯으로 알려져 있을 수도 있음)의 마름모 형상 교차부에 의해 충돌 방사선으로부터 시준된 X-선 빔이 형성된다. 도 2f에서, 빔 각도는 시준기 플레이트(210, 220)에 대해 수직[즉, 충돌 방사선(예컨대, 255B)의 벡터와 플레이트(210)의 표면(210A)에 수직인 벡터 사이의 각도 α가 0]이고, 복합 개구(270)(및 결과적으로 빔, 예컨대 260B)는 정사각형 형상이다. 참고로, 플레이트(210)의 표면(210A)에 수직인 벡터(259)와 빔 벡터(255A) 사이의 0이 아닌 빔 각도 α가 도 2c에 개략적으도 도시되어 있다.
X-선 공급원점(251)이 위 또는 아래로 이동함에 따라, 빔 각도 α는 변하고, 개구 마름모(270)의 높이(j)(271, 예컨대 도 2i참조)는 cos(α)처럼 감소된다. 동시에 개구부는 0.5d tan(α)만큼 횡으로 변위되고, 여기서 d(240)는 시준기 플레이트 사이의 거리이다.
예컨대, 위에서 설명한 바와 같이, 충돌 방사선이 시준기(200)의 표면(210A)에 대해 수직일 때, 개구(270)는 (방사선 공급원의 점으로부터) 시준기(200)의 중심 부근에 나타난다. 선택적으로는, 충돌 방사선이 다른 각도로부터 시준기(200)의 표면(210A)에 접근하면, 개구는 예컨대 도 2d, 도 2e, 도 2g 및 도 2h에서와 같이 (방사선 공급원의 점으로부터) (예컨대, 중심에서 먼) 상이한 위치에 나타난다. 이 실시예(200)에서, 빔 각도가 +45°와 -45°사이에서 변하는 경우, 개구 변위에 대한 횡방향 범위는 플레이트 사이의 거리(d)와 같을 것이다. 일부 실시예에서, X-선 공급원점의 경로는 직선 주사 라인을 유지하기 위해 개구의 횡방향 변위를 보상하도록 조정될 수도 있다.
그러므로, 시준된 방사선 빔을 제어하기 위해, 전자 빔의 방향은, 전자 빔의 초점(251)이 애노드(250) 상의 상이한 위치로 이동될 수도 있도록 본 기술에 알려진 방식에 의해 변화 또는 조정될 수도 있다. 초점(251)은 시준기(200)를 조명하는 방사선 공급원이기 때문에, 방사선 공급원은 이 방식으로 효과적으로 조정될 수 있고, 방사선은 상이한 각도로부터 시준기(200)에 접근한다. 예컨대, 방사선 초점(251)은 벡터(255B 또는 255C)를 따르는 조명 방사선을 생성하도록 이동될 수도 있다. 실제로, 초점의 위치는 다양한 방향으로부터 방사선을 생성하도록 단계적으로 또는 연속적으로 이동될 수도 있다. 그러므로, 초점(241)의 각각의 위치는 초점(251)의 위치의 함수로서 변하는 각도로 시준기(200)에서 출사되는 시준된 빔을 생성한다. 예컨대, 벡터(255A)를 따르는 방사선은 시준된 빔(260A)을 생성하고, 벡터(255B)를 따르는 방사선은 시준된 빔(260B)을 생성하고, 벡터(255C)를 따르는 방사선은 시준된 빔(260C)을 생성한다. 이와 같이, 방사선의 시준된 빔위 방향은 시준기의 구조적인 요소의 물리적인 이동 또는 조정 없이 그리고 방사선 공급원의 구조적인 요소의 물리적인 이동 또는 조정 없이 전자적으로 제어될 수도 있다.
X-선 빔을 한정하는 2개의 슬롯형성 시준기 플레이트(210, 220) 사이의 가상 표면은 함수 z(x,y)=xy에 의해 규정되는 바와 같이 쌍곡 포물면의 형상을 갖는다. 이러한 가상 표면(300)은 도 3a 내지 도 3c에 개략적으로 도시되어 있고, 여기서 암흑선(301)은 가능한 빔 위치를 그린다.
다른 실시예(280)가 도 2j 및 도 2k에 개략적으로 도시되어 있고, 제3 플레이트 또는 중간 플레이트(230)를 포함한다. 플레이트(230)는 제1 면(230E) 및 제2 면(230F)을 갖고, 시준기(280)가 시준하고자 하는 방사선의 종류에 대해 불투명하다. 중간 플레이트(230)는, 또한 개구(231)를 갖고, 가상 쌍곡 포물면 표면(300)이 개구(231)를 통과하도록 플레이트(210 및 220) 사이에 배치되고, 그러므로 복합 개구(270)의 일부를 형성하며, 이에 의해 일부 방사선이 시준기(280)를 통과할 수 있게 한다. 이러한 실시예는 시준기가 불투명한 정도(즉, 시준기의 불투명도)를 향상시킬 수도 있고, 추가로 시준된 빔을 개선할 수도 있다. 일부 실시예에서, 예컨대 빔 입구 및 출구에 대한 슬롯 각도가 동일한 대칭적인 설계에 있어서, 그 중심에 있는 플레이트(230)는 수평한 슬롯(231)을 가질 것이다.
다른 실시예에서, 시준기(400)는 복수의 플레이트에 의해 형성되는 것이 아니라 도 4a 내지 도 4c에 개략적으로 도시된 바와 같이 각각 쌍곡 포물면 표면을 갖는 2개의 마주하는 블록(401, 402)에 의해 형성된다. 즉, 이러한 실시예는 입력 개구와 출력 개구 사이에 가상이 아닌 2 개의 실제 표면을 포함한다.
하나의 이러한 블록(401)이 도 4a에 개략적으로 도시되어 있으며, 쌍곡 포물면 표면(401A)을 보여준다. 블록(401, 402)은 협력하여 위에서 설명한 플레이트(210 및 220)에 의해 형성된 복합 개구(270)와 유사한 출력 개구(470)를 형성한다. 요컨대, 개구(470)는 방사선이 시준기(400)에 충돌하는 각도에 따라 방사선 공급원으로부터의 방사선을 선택적으로 통과시키며, 그래서 결과적인 시준된 빔은 방사선 공급원의 위치를 제어함으로써 제어될 수도 있다. 이러한 개구(470)의 분명한 움직임이 도 4b 및 도 4c에서 개구(470)의 상이한 위치에 의해 개략적으로 도시되어 있다.
도 5a 내지 도 5e는 나선형으로 절개된 원통형 시준기(500)의 실시예를 개략적으로 도시한다. 일반적으로, 이 실시예(500)는 원통 축선(503) 및 슬릿(502)을 갖는 직원뿔 원통(501)으로 구성되는 가변 각도 시준기이다. 슬릿(502)은 원통(501)을 완전히 통과하며 축선(503)을 따라 비틀린다.
시준기(500)의 실시예의 절개도가 도 5b에 개략적으로 도시되어 있으며, 접경 표면(501B)을 나타낸다. 접경 표면(bounding surface)(501B) 및 원통 표면(501C)은 슬릿 가장자리(501D)를 형성한다. 일부 실시예에서, 슬릿 가장자리(501D)의 각각은 원통 축선(503)을 중심으로 나선을 형성한다. 이와 같이, 나선형 가장자리(501D) 사이의 표면인 접경 표면(501B)은 "나선형 표면"으로 설명될 수도 있다. 표면(501A) 또한 나선형 표면이며, 이와 같이 슬릿(502)은 "나선형 슬릿"으로 설명될 수도 있다. 달리 설명하면, 슬릿(502)은 나선형 형상을 가지며, 슬릿(502)의 접경 표면(501A, 501B)은 도 5a에 개략적으로 도시된 바와 같이 이중 나선을 형성한다(또는 이중 나선을 사이에 두고 이어진다).
일 실시예에서, 원통(501)의 반경(504)에서의[즉, 원통(501)의 표면(501C)에서의] 슬릿(502)은 원통(501)의 축선(503)의 방향과 45°각도(520)를 형성하고, 정사각형 형상의 개구(510)를 만들어낸다. 예컨대, 도 5d의 슬릿(502)을 참조하라.
일부 실시예에서, 슬릿(502)은 각도-독립적인 빔 단면을 만들어내는 일정한 폭(502A)을 갖는다. 예컨대, 개구(510)는 도 5c 내지 도 5e에 개략적으로 도시된 바와 같이 다양한 각도로부터 정사각형 형상을 유지한다.
도 6a 내지 도 6c에 개략적으로 도시된 다른 실시예(600)에서, 비틀린 시준기 슬릿(603)을 형성하는 2개의 마주하는 블록(601, 602)의 2개의 표면(601A, 602A) 사이의 간극(604)의 높이 h(605)는 예컨대 도 4a 내지 도 4c의 실시예(400)에서와 같이 일정하지 않다. 더 정확히 말하면, 간극(604)의 높이 h(605)는 빔 각도 α의 시컨트로서 증가한다.
Figure pct00001
이렇게 하여, 정사각형 또는 거의 정사각형의 빔 단면이 유지되기 때문에, X-선 빔은 각도에 관계없이 일정한 단면적을 갖고, 쌍곡 포물면 표면이 유지된다.
각도-독립적인 높이에만 의존하여 비틀린 시준기 슬릿(603)을 변형하면 다음의 식에 의해 규정되는 표면이 만들어진다.
Figure pct00002
이 표면은 빔 단면의 일정한 높이(h)를 유지시키지만, α=0에서 얻어지는 정사각형 형상(여기서, α=0은 시준기의 표면에 수직인 각도이다)은 각도 α의 증가와 함께 상실된다. 정사각형 또는 거의 정사각형의 빔 단면을 유지하기 위해서, 시준기의 입구 및 출구 표면에서의 슬롯의 기울기는 빔 각도가 증가함에 따라 증가해야 할 것이다. 그래서, 슬릿의 중심 표면은 더 이상 z(x,y)=x·y에 의해 주어지지 않고, 다음 식,
Figure pct00003
, 또는 그 근사치에 의해 주어질 것이다.
Figure pct00004
에 의해 주어진 높이에 의해 개구는 정사각형 형상을 유지할 것이지만, 각도의 증가와 함께 크기가 감소할 것이다. cosh(y)에 의해 주어진 높이는 일정한 단면적을 유지시킬 것이다.
x가 직선 빔의 방향일 때, 중심 표면(h=0)은 x에서 선형을 유지할 것이다. 변형된 쌍곡 포물면 표면의 예가 도 6a 내지 도 6c에 도시되어 있다. 도 6b 및 도6c 는 출력 개구(670)를 형성하는 2개의 마주하는 블록(601, 602)에 의해 형성되는 시준기(600)를 개략적으로 도시한다.
시준기의 쌍곡 포물면의 변형은 빔 각도 독립적인 빔 단면적을 달성할 수 있게 할 뿐만 아니라, 빔 각도의 함수로서 단면적을 의도적으로 변화시킬 수 있게 한다. 빔 단면적을 일정하게 유지시키는 것은 단지 빔 단면적 제어의 하나의 특별한 경우이다. 빔 각도의 함수로서 빔 단면적을 제어하면 빔 형상 및 시준된 빔에 의해 전달되는 선량률(플럭스)을 조절할 수 있는 설계가 가능해진다. 다양한 실시예에서, 시준기의 개구의 윤곽은, 몇몇 예를 들면, 마름모 형상[예컨대, 도 2i의 마름모 개구(270)], 직사각형 또는 정사각형 형상[예컨대, 도 5c의 정사각형 개구(10)], 또는 평평한 연 형상[예컨대, 도 2l의 개구(299)]과 같은 어떤 다양한 형상의 빔 단면을 만들어내도록 구성될 수도 있다. 일반적으로, 시준기의 개구는 시스템 설계자에 의해 시스템을 설계하기 위한 어플리케이션에 유익하다고 여겨지는 방식으로 크기 및 형상(단면)을 갖는 빔을 생성하도록 구성될 수도 있다.
핀홀 시준기에 비해, 다양한 실시예가 시준기[예컨대, 시준기(400)]의 두께를 증가시킴으로써, 또는 더 효과적으로는 시준기의 출구측에 하나 이상의 추가적인 2차 플레이트를 부가함으로써 감소될 수 있는 증가된 스캐터(increased scatter)를 만들어낼 수도 있다. 이러한 실시예(700)가 도 7에 개략적으로 도시되어 있으며, 시준기(702)에 인접한 플레이트(701)를 포함한다. 시준기(702)는예컨대 도 2a 내지 도 6c와 관련하여 위에서 설명한 시준기 중 어느 것일 수도 있다. 플레이트(701)의 슬롯은 시준기(702)로부터 출사되는 1차 빔(710)의 경로를 허용하도록 배치된 개구(703)를 포함한다.
시준된 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템이, 방사선 공급원, 및 위에서 설명된 실시예 중 하나에 따른 시준기, 및 방사선 공급원으로부터의 방사선이 시준기에 충돌하는 각도를 제어하도록 방사선 공급원을 제어하기 위한 회로를 갖는 것으로 설명될 수도 있다. 제어가능한 시준된 방사선 빔을 생성하는 방법은, 시준기에서 출사되는 시준된 빔의 각도를 제어하기 위해서, 위에서 설명한 실시예 중 하나에 따른 시준기를 제공하는 단계, 및 다양한 각도로부터 방사선 공급원으로부터의 방사선으로 시준기를 조명하는 단계를 제공하는 것을 포함할 수도 있다.
일부 실시예는, 제1 면 및 제2 면을 갖고 제1 면과 제2 면 사이에 제1 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 입력 플레이트; 제3면 및 제4 면을 갖고 제3 면과 제4 면 사이에 제2 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 출력 플레이트를 포함하고, 제1 긴 개구의 투영이 0이 아닌 각도로 제2 긴 개구와 교차하도록 그리고 제1 긴 개구의 투영과 제2 긴 개구의 교차부가 방사선이 입력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 그리고 출력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성하도록, 제1 면은 제4 면에 대해 평행하고 제4 면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있는 가변 각도 시준기를 제공한다.
일부 실시예에서, 0이 아닌 각도는 직각이다.
일부 실시예는 또한 제3 개구가 완전히 관통되어 있는 중간 플레이트를 포함한다. 중간 플레이트는 제3 개구가 복수의 각도로 제1 긴 개구 및 제2 긴 개구와 정렬되도록 입력 플레이트와 출력 플레이트 사이에 배치되어, 제1 긴 개구, 제2 긴 개구 및 제3 개구는 방사선이 입력 플레이트, 출력 플레이트 및 중간 플레이트 중 어느 것과도 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구(또는 다른 다각형 형상의 개구)를 형성하게 된다. 일부 실시예에서, 제3 개구는 긴 개구이며, 일부 실시예에서 제3 개구는 직사각형 개구이다.
가변 각도 시준기의 다른 실시예는, 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 갖는 제1 부재, 및 역시 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 갖는 제2 부재를 포함한다. 제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되고, 시준기를 통해 쌍곡 포물면 개구를 형성하기 위해서 제2 표면으로부터 간극을 두고 이격되어 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면은 변형된 쌍곡 포물면 표면이고, 제2 표면은 변형된 쌍곡 포물면 표면이며, 그래서 제1 표면과 제2 표면 사이의 간극은 일정하지 않다.
다른 실시예에서, 방사선 주사 시스템은, 복수의 각도로 방사선 빔을 제어가능하게 제공하도록 구성되는 방사선 공급원, 및 입력부 및 출력부를 갖는 쌍곡 포물면 개구를 갖는 시준기를 포함한다. 일부 실시예에서, 시준기는 제1 면 및 제2 면을 갖고 제1 면과 제2 면 사이에 제1 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 입력 플레이트; 및 제3 면 및 제4 면을 갖고 제3 면과 제4 면 사이에 제2 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 출력 플레이트를 포함하며, 제1 긴 개구의 투영이 0이 아닌 각도로 제2 긴 개구와 교차하도록 그리고 제1 긴 개구의 투영과 제2 긴 개구의 교차부가 방사선 공급원으로부터의 방사선이 입력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 그리고 출력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 복수의 각도로 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성하도록, 제1 면은 제4 면에 대해 평행하고 제4 면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있다.
일부 실시예에서, 시준기는 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 갖는 제1 부재, 및 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제2 표면을 갖는 제2 부재를 포함한다. 제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되고, 시준기를 통해 쌍곡 포물면 개구를 형성하기 위해서 제2 표면으로부터 간극을 두고 이격되어 있다.
시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법은, 입력부 및 출력부를 갖는 쌍곡 포물면 개구를 갖는 시준기를 제공하는 단계; 조명 방사선의 일부가 시준기를 통과하여 제1 출사 각도로 제4 표면을 통해 시준기에서 출사되도록 제1 조명 각도로부터 조명 방사선으로 쌍곡 포물면 개구의 입력부를 조명하는 단계; 조명 방사선의 일부가 시준기를 통과하여 제1 출사 각도와 상이한 제2 출사 각도로 제4 표면을 통해 시준기에서 출사되도록 제2 조명 각도로부터 조명 방사선으로 쌍곡 포물면 개구의 입력부를 조명하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 시준기를 제공하는 단계는, 제1 면 및 제2 면을 갖고 제1 면과 제2 면 사이에 제1 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 입력 플레이트; 제3 면 및 제4 면을 갖고 제3 면과 제4 면 사이에 제2 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 출력 플레이트를 갖고, 제1 긴 개구의 투영이 0이 아닌 각도로 제2 긴 개구와 교차하도록 그리고 제1 긴 개구의 투영과 제2 긴 개구의 교차부가 방사선이 입력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 그리고 출력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성하도록, 제1 면이 제4 면에 대해 평행하고 제4 면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있는 시준기를 제공하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 시준기를 제공하는 단계는, 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 갖는 제1 부재; 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제2 표면을 갖는 제2 부재를 갖고, 제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되고, 시준기를 통해 쌍곡 포물면 개구를 형성하기 위해서 제1 표면 및 제2 표면은 간극을 두고 이격되는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 원통형 하우징을 갖고, 원통형 하우징은 원통형 표면 및 축선을 갖고 이 원통형 하우징을 완전히 통과하는 나선형 슬릿을 포함하며, 나선형 슬릿은 제1 접경 표면 및 제2 접경 표면을 형성하고, 제1 접경 표면은 제2 접경 표면으로부터 간극을 두고 이격되어 있는 가변 경도 시준기가 제공된다. 일부 실시예에서, 간극은 원통형 표면에서 제1 접경 표면 및 제2 접경 표면 사이의 일정한 거리이다.
정의. 본 명세서 및 첨부의 청구항에서 사용될 때, 다음의 용어는 문맥이 다르게 요구하지 않는 한 명시된 의미를 가질 것이다.
쌍곡 포물면 표면은 다음의 식에 의해 정의되는 표면이며, 여기서 z는 개구를 형성하는 대향하는 표면 사이의 간극의 높이이고, x 및 y는 z에 수직인 평면의 직교 축 상에서 조정된다.
Figure pct00005
일부 실시예에서, 쌍곡 포물면 표면은 앞서 말한 식의 다음의 형태에 의해 정의된다.
Figure pct00006
변형된 쌍곡 포물면 표면은 도 7과 관련하여 설명된 바와 같이 변형된 쌍곡 포물면 표면이다.
쌍곡 포물면 개구는 시준기를 통과하는 통로이며, 이 통로의 형상은 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 적어도 하나의 윤곽을 갖는다.
본 발명의 다양한 실시예는 본 단락 다음 (및 본 출원의 말단에 제공된 실제 청구항 이전) 단락들에 기재된 잠재적인 청구항에 의해 특정될 수도 있다. 이 잠재적인 청구항은 본 출원 명세서의 일부를 형성한다. 따라서, 다음의 잠재적인 청구항의 주제는 본 출원에 기초하여 우선권을 주장하는 본 출원 또는 다른 어떤 출원을 포함하는 이후의 절차의 실제 청구항에서 제시될 수도 있다. 이러한 잠재적인 청구항의 포함은 실제 청구항이 잠재적인 청구항의 주제를 포함하지 않는 것을 의미하도록 해석되어서는 안된다. 따라서, 이후의 절차에서 이 잠재적인 청구항을 제시하지 않는 결정은 상기 주제를 공공에 기부하는 것으로서 해석되어서는 안된다.
제한 없이, 청구될 수도 있는 잠재적인 주제(아래에 제시된 실제 청구항과의 혼동을 피하기 위해서 문자 "P"로 서두를 기재하였음)는 다음을 포함한다.
P1. 제1 면 및 제2 면을 갖고 제1 면과 제2 면 사이에 제1 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 입력 플레이트; 제3면 및 제4 면을 갖고 제3 면과 제4 면 사이에 제2 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 출력 플레이트를 포함하고, 제1 긴 개구의 투영이 0이 아닌 각도로 제2 긴 개구와 교차하도록, 그리고 제1 긴 개구의 투영과 제2 긴 개구의 교차부가 방사선이 입력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 그리고 출력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성하도록, 제1 면은 제4 면에 대해 평행하고 제4 면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있는, 가변 각도 시준기.
P2. 잠재적인 청구항 P1에 있어서, 0이 아닌 각도는 직각인, 가변 각도 시준기.
P3. 잠재적인 청구항 P1에 있어서, 제3 개구가 완전히 관통되어 있는 중간 플레이트를 더 포함하고, 중간 플레이트는 제3 개구가 복수의 각도로 제1 긴 개구 및 제2 긴 개구와 정렬되도록 입력 플레이트와 출력 플레이트 사이에 배치되어, 제1 긴 개구, 제2 긴 개구 및 제3 개구는 방사선이 입력 플레이트, 출력 플레이트 및 중간 플레이트 중 어느 것과도 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성하게 되는, 가변 각도 시준기.
P4. 잠재적인 청구항 P3에 있어서, 제3 개구는 긴 개구인, 가변 각도 시준기.
P5. 잠재적인 청구항 P3에 있어서, 제3 개구는 직사각형 개구인, 가변 각도 시준기.
P6. 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 포함하는 제1 부재; 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제2 표면을 포함하는 제2 부재를 포함하고; 제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되고, 시준기를 통해 쌍곡 포물면 개구를 형성하기 위해서 제1 표면 및 제2 표면은 간극을 두고 이격되어 있는, 가변 각도 시준기.
P7. 잠재적인 청구항 P6에 있어서, 제1 표면은 변형된 쌍곡 포물면 표면이고, 제2 표면은 변형된 쌍곡 포물면 표면이며, 그래서 제1 표면과 제2 표면 사이의 간극은 일정하지 않은, 가변 각도 시준기.
P11. 복수의 각도로 방사선 빔을 제어가능하게 제공하도록 구성된 방사선 공급원; 입력부 및 출력부를 갖는 쌍곡 포물면 개구를 포함하는 시준기를 포함하는, 방사선 주사 시스템.
P12. 잠재적인 청구항 P11에 있어서, 시준기는, 제1 면 및 제2 면을 갖고 제1 면과 제2 면 사이에 제1 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 입력 플레이트; 제3면 및 제4 면을 갖고 제3 면과 제4 면 사이에 제2 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 출력 플레이트를 포함하고, 제1 긴 개구의 투영이 0이 아닌 각도로 제2 긴 개구와 교차하도록 그리고 제1 긴 개구의 투영과 제2 긴 개구의 교차부가 방사선 공급원으로부터의 방사선이 입력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 그리고 출력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 복수의 각도로 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성하도록, 제1 면은 제4 면에 대해 평행하고 제4 면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있는, 방사선 주사 시스템.
P13. 잠재적인 청구항 P11에 있어서, 시준기는, 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 포함하는 제1 부재; 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제2 표면을 포함하는 제2 부재를 포함하고; 제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되고, 시준기를 통해 쌍곡 포물면 개구를 형성하기 위해서 제1 표면 및 제2 표면은 간극을 두고 이격되어 있는, 방사선 주사 시스템.
P21. 시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법이며, 상기 방법은, 입력부 및 출력부를 갖는 쌍곡 포물면 표면을 포함하는 시준기를 제공하는 단계; 조명 방사선의 일부가 시준기를 통과하여 제1 출사 각도로 제4 표면을 통해 시준기에서 출사되도록 제1 조명 각도로부터 조명 방사선으로 쌍곡 포물면 개구의 입력부를 조명하는 단계; 조명 방사선의 일부가 시준기를 통과하여 제2 출사 각도로 제4 표면을 통해 시준기에서 출사되도록 제2 조명 각도로부터 조명 방사선으로 쌍곡 포물면 개구의 입력부를 조명하는 단계를 포함하고, 제2 출사 각도는 제1 출사 각도와 상이한, 시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법.
P22. 잠재적인 청구항 P21에 있어서, 시준기를 제공하는 단계는, 제1 면 및 제2 면을 갖고 제1 면과 제2 면 사이에 제1 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 입력 플레이트; 제3면 및 제4 면을 갖고 제3 면과 제4 면 사이에 제2 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 출력 플레이트를 가지며, 제1 긴 개구의 투영이 제2 긴 개구와 0이 아닌 각도로 교차하도록 그리고 제1 긴 개구의 투영과 제2 긴 개구의 교차부가 방사선이 입력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 그리고 출력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성하도록, 제1 면은 제4 면에 대해 평행하고 제4 면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있는 시준기를 제공하는 단계를 포함하는, 시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법.
P23. 잠재적인 청구항 21에 있어서, 시준기를 제공하는 단계는, 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 포함하는 제1 부재; 쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제2 표면을 포함하는 제2 부재를 가지며; 제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되고, 시준기를 통해 쌍곡 포물면 개구를 형성하기 위해서 제1 표면 및 제2 표면은 간극을 두고 이격되어 있는 시준기를 제공하는 단계를 포함하는, 시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법.
P31. 원통형 하우징을 포함하고, 원통형 하우징은 원통형 표면 및 축선을 갖고 이 원통형 하우징을 완전히 통과하는 나선형 슬릿을 포함하며, 나선형 슬릿은 제1 접경 표면 및 제2 접경 표면을 갖고, 제1 접경 표면은 제2 접경 표면으로부터 간극을 두고 이격되어 있는, 가변 각도 시준기.
P32. 잠재적인 청구항 P31에 있어서, 간극은 원통형 표면에서 제1 접경 표면과 제2 접경 표면 사이의 일정한 거리인, 가변 각도 시준기.
위에서 설명한 본 발명의 실시예는 단지 예일뿐이며, 통상의 기술자에게는 다양한 변화 및 변경이 명확할 것이다. 이러한 모든 변화 및 변경은 어떤 첨부된 청구항에서 규정된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 있게 된다.

Claims (20)

  1. 시준기에 대해 소정 각도로 방사선을 생성하도록 구성되는 방사선 공급원; 및
    방사선 공급원에 의해 생성된 방사선에 대해 불투명한 재료를 포함하는 시준기를 포함하고,
    각도는 전자적으로 제어 가능하고,
    시준기는, 빔 단면을 갖는 시준된 방사선 빔을 형성하기 위해, 복수의 입사 각도로 방사선 공급원으로부터 방사선을 수용하도록 그리고 방사선의 일부를 복수의 입사 각도의 각각으로 시준기에 통과시키도록 구성되는 개구를 포함하며,
    시준기 및 방사선 공급원은 조종 가능한 방사선 빔을 생성할 때 서로에 대해 고정된 상태를 유지하도록 구성되는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 방사선 공급원은 전자 공급원 및 애노드를 포함하고, 전자 공급원은 조종 가능한 전자 빔으로 애노드를 조명하도록 구성되어, 방사선의 이동 가능한 점 공급원 생성하는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 개구는 제1 시준기 표면의 제1 개구 및 제2 시준기 표면의 제2 개구 사이의 협력에 의해 형성되는 복합 개구를 포함하는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 개구는 또한 제3 시준기 표면의 제3 개구에 의해 형성되는 복합 개구인, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 개구는 마름모 형상을 갖는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 개구는 정사각형 형상을 갖는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 개구의 형상은 개구에 대한 방사선의 입사 각도의 함수로서 변하는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 시준기는,
    쌍곡 포물편 표면 또는 변형 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 포함하는 제1 부재; 및
    쌍곡 포물편 표면 또는 변형 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제2 표면을 포함하는 제2 부재를 포함하고;
    제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되고, 시준기를 통해 개구를 형성하기 위해서 제1 표면 및 제2 표면은 간극을 두고 이격되는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 제1 표면은 변형된 쌍곡 포물면 표면이고 제2 표면은 변형된 쌍곡 포물면 표면이며, 제1 표면과 제2 표면 사이의 간극은 일정하지 않은, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 시준기는 나선형으로 절개된 원통인, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  11. 시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법이며, 상기 방법은,
    시준기를 조명하도록 구성된 조종 가능한 방사선 공급원을 제공하는 단계,
    입력부 및 출력부를 갖는 쌍곡 포물면 개구를 포함하고, 조종 가능한 방사선 공급원에 대해 고정된 위치에 배치되는 시준기를 제공하는 단계, 및
    복수의 출사 각도로 시준된 방사선 빔을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 출사 각도로 시준된 방사선 빔은,
    조명 방사선의 일부가 시준기를 통과하여 제1 출사 각도로 시준기에서 출사되도록 제1 조명 각도로부터 조명 방사선으로 쌍곡 포물면 개구의 입력부를 조명하고,
    조명 방사선의 일부가 시준기를 통과하여 제1 출사 각도와 상이한 제2 출사 각도로 시준기에서 출사되도록, 제1 조명 각도와 상이한 제2 조명 각도로부터 조명 방사선으로 쌍곡 포물면 개구의 입력부를 조명함으로써,
    생성되며,
    제1 출사 각도 및 제2 출사 각도로 시준기에서 출사되는 방사선이 타겟에 조사되게 되는, 시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 시준기를 제공하는 단계는,
    제1 면 및 제2 면을 갖고, 제1 면과 제2 면 사이에 제1 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 입력 플레이트; 및
    제3면 및 제4 면을 갖고, 제3 면과 제4 면 사이에 제2 긴 개구가 완전히 관통되어 있는 출력 플레이트를 갖고,
    제1 긴 개구의 투영이 0이 아닌 각도로 제2 긴 개구와 교차하도록, 그리고 제1 긴 개구의 투영과 제2 긴 개구의 교차부가 방사선이 입력 플레이트와 접촉 하지 않는 상태에서 그리고 출력 플레이트와 접촉하지 않는 상태에서 통과할 수 있는 마름모 형상 개구를 형성하도록, 제1 면은 제4 면에 대해 평행하고 제4 면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있는 시준기를 제공하는 단계를 포함하는, 시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 시준기를 제공하는 단계는,
    쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제1 표면을 포함하는 제1 부재; 및
    쌍곡 포물면 표면 또는 변형된 쌍곡 포물면 표면 중 하나인 제2 표면을 포함하는 제2 부재를 갖고
    제1 부재는 제1 표면이 제2 표면을 바라보도록 제2 부재에 대해 배치되고, 시준기를 통해 쌍곡 포물면 개구를 형성하기 위해서 제1 표면 및 제2 표면은 간극을 두고 이격되어 있는 시준기를 제공하는 단계를 포함하는, 시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 제1 각도로 시준기에서 출사되는 시준된 빔은 단면이 제1 형상이고, 제2 각도로 시준기에서 출사되는 시준된 빔은 단면이 제2 형상이며, 제2 형상은 제1 형상과 상이한, 시준된 방사선 빔으로 타겟을 조사하는 방법.
  15. 조명 방사선의 전자적으로 조종 가능한 점 공급원을 생성하기 위한 방사선 공급원 수단; 및
    시준 수단에 입사되는 조명 방사선의 일부를 통과시키도록 구성되는 개구를 갖는 시준 수단을 포함하고;
    방사선 공급원 수단은, 시준 수단에 대해 고정된 상태를 유지하도록 그리고 방사선의 조종 가능한 점 공급원으로부터의 입사 방사선으로 개구를 조명하도록 시준 수단에 대해 배치되어, 개구가 조정 가능한 방사선 빔을 생성하게 되는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 시준 수단은,
    제1 쌍곡 포물면 표면을 포함하는 제1 부재, 및
    제2 쌍곡 포물면 표면을 포함하는 제2 부재를 포함하고,
    제1 부재는, 제2 부재에 대해, 제1 쌍곡 포물면 표면이 제2 쌍곡 표물면 표면에 대향하여 배치되도록 그리고 제1 쌍곡 포물면 표면이 제2 쌍곡 포물면 표면으로부터 개구 간극만큼 이격되도록 배치되어, 제1 부재 및 제2 부재는 개구 간극을 횡단하여 개구를 형성하게 되는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 시준 수단은,
    제1 변형 쌍곡 포물면 표면을 포함하는 제1 부재, 및
    제2 변형 쌍곡 포물면 표면을 포함하는 제2 부재를 포함하고,
    제1 부재는, 제2 부재에 대해, 제1 변형 쌍곡 포물면 표면이 제2 변형 쌍곡 포물면 표면에 대향하여 배치되도록 그리고 제1 변형 쌍곡 포물면 표면이 제2 변형 쌍곡 포물면 표면으로부터 개구 간극만큼 이격되도록 배치되어, 제1 부재 및 제2 부재가 개구 간극을 횡단하여 개구를 형성하게 되고, 개구 간극은 일정하지 않은, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 시준 수단은 나선형으로 절개된 원통을 포함하는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  19. 제15항에 있어서, 방사선 공급원 수단은 전자 공급원 및 애노드를 포함하고, 전자 공급원은 조종 가능한 전자 빔으로 애노드를 조명하도록 구성되는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
  20. 제15항에 있어서, 개구는, 제1 시준기 표면의 제1 개구와 제2 시준기 표면의 제2 개구 사이의 협력에 의해 형성되는 복합 개구를 포함하는, 조종 가능한 방사선 빔을 생성하기 위한 시스템.
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