JP7085492B2 - アドレス指定可能なアレイを使用する偏移焦点ｘ線システムを用いるトモシンセシス - Google Patents

Description

（関連出願への相互参照）
本出願は、ＰＣＴ国際特許出願として２０１７年４月２１日に出願されており、２０１６年４月２２日に出願された米国仮出願第６２／３２６，４５１号に対して優先権、およびその利益を主張する。上記文献は、その全体として参照することによって本明細書において援用される。

（背景）
乳房トモシンセシスは、静止状態の圧縮された乳房の画像が、短い走査の間に複数の角度において取得される撮像技術である。画像は、個々にまたはダイナミックシネモードで表示され得る、一連の薄い高解像度画像「断片」として編成される。乳房トモシンセシスシステムは、画像取得の間、Ｘ線源をＸ線検出器に対して種々の異なる撮像位置に移動させる。再構成されるトモシンセシス断片は、２次元マンモグラフィ撮像内の組織重複および構造雑音によって引き起こされる問題を有利に低減または排除する。しかしながら、Ｘ線源の移動は、いくつかの技術的複雑性をもたらす。

典型的なトモシンセシスシステムは、画像走査の間、経路を平滑にかつ連続的に横断するように、または停止と始動を繰り返す走査手順を利用するようにのいずれかで配列される。Ｘ線源は、Ｘ線源が、撮像経路内のいくつかの撮像場所のそれぞれの中に移動するにつれて、約１０ｍｓ～１００ｍｓの露光時間にわたってアクティブ化され、露光は、２００ｍｓ～２秒の繰返し周期を伴って反復される。各露光の後、Ｘ線源は、非アクティブ化される。Ｘ線源が、撮像場所間で移動するにつれて、デジタル画像検出器のコンテンツは、読み出され、記憶される。デジタル検出器から画像を読み出すことと関連付けられる最短時間周期があり、トモシンセシス走査の総合的な速度は、検出器読取の最短時間周期、各場所における露光時間、および露光数によって判定される。連続的な走査のために、Ｘ線源は、トモシンセシスシステム内の各露光周期の間、空間を通して移動され、これは、診断の正確度を低減させ得るぶれをもたらし得る。

（要約）
１つの側面では、本技術は、レントゲン撮像のためのシステムに関し、本システムは、標的組織に対して回転するように構成される回転アームと、回転アームに取り付けられる照射源であって、照射源は、陰極と陽極とを有し、陰極は、電子放射区分のアレイを含む、照射源と、陰極に動作可能に接続されるコントローラであって、コントローラは、照射源が標的に対して第１の位置内に位置するとき、電子放射区分のアレイの第１のサブセットをアクティブ化させ、照射源が標的に対して第２の位置内に位置するとき、電子放射区分のアレイの第２のサブセットをアクティブ化させるように構成される、コントローラとを有する。ある実施形態では、回転アームは、第１の方向に移動し、電子放射区分のアレイの第２のサブセットは、電子放射区分のアレイの第１のサブセットから第１の方向の反対方向に離間される電子放射区分を有する。別の実施形態では、各電子放射区分は、少なくとも１つの電界放射放射体を含む。さらに別の実施形態では、電子放射区分は、少なくとも１つのカーボンナノチューブ放射体を含む。さらに別の実施形態では、電子放射区分の第１のサブセットおよび電子放射区分の第２のサブセットは、コントローラによって個々にアドレス指定可能である。

上記側面の別の実施形態では、アレイは、電子放射区分の複数の行を有し、各行は、コントローラによって個々にアドレス指定可能である。ある実施形態では、各行はゲート部と放射体部とを含み、ゲート部は、コントローラに接続されるトランジスタに接続される。別の実施形態では、各電子放射区分は、コントローラによって個々にアドレス指定可能である。さらに別の実施形態では、各電子放射区分は、ゲート部と放射体部とを含み、ゲート部は、コントローラに接続されるトランジスタに接続される。さらに別の実施形態では、電子放射区分の第２のサブセットは、選択され、第１の位置から第２の位置への移動を補償する。

上記側面の別の実施形態では、照射源は、照射源が、第１の位置および第２の位置から移動するにつれて、標的上の単一の場所への照射を放射するように構成される。ある実施形態では、コントローラおよび照射源は、電子放射区分の第１のサブセットから電子放射区分の第２のサブセットに偏移し、照射源が第１の位置および第２の位置から移動するにつれて、単一の場所を維持するように構成される。

別の側面では、本技術は、レントゲン撮像のための方法に関し、本方法は、照射源からの照射を標的の場所に放射しながら、照射源を標的に対して第１の位置から第２の位置に移動させることであって、照射源は、電子放射区分のアレイを含む、ことと、照射源を第１の位置から第２の位置に移動させる間に、第１の位置における電子放射区分の第１のサブセットをアクティブ化させ、かつ第２の位置における電子放射区分の第２のサブセットをアクティブ化させることと、放射される照射を検出することとを含む。ある実施形態では、電子放射区分のアレイの第２のサブセットは、電子放射区分のアレイの第１のサブセットからの電子放射区分を含む。別の実施形態では、各電子放射区分は、少なくとも１つの電界放射放射体を含む。さらに別の実施形態では、各電子放射区分は、少なくとも１つのカーボンナノチューブ放射体を含む。さらに別の実施形態では、アレイは、電子放射区分の複数の行を有し、各行は、個々にアドレス指定可能である。上記側面の別の実施形態では、各電子放射区分は、個々にアドレス指定可能である。ある実施形態では、本方法は、電子放射区分の第２のサブセットを選択し、第１の位置から第２の位置への移動を補償することを含む。

別の側面では、本技術は、レントゲン撮像のための方法に関し、本方法は、照射源の陰極の電子放射区分の第１のサブセットをアクティブ化させることと、照射源から放射される照射を標的上の場所に指向することと、照射源を標的に対して移動させることと、照射源を移動させる間、電子放射区分の第１のサブセットを非アクティブ化させ、かつ電子放射区分の第２のサブセットをアクティブ化させ、標的上の場所を維持することとを含む。ある実施形態では、電子放射区分の第２のサブセットは、電子放射区分の第１のサブセットからの電子放射区分を含む。別の実施形態では、陰極は、電子放射区分の複数の行を有し、各行は、個々にアドレス指定可能である。さらに別の実施形態では、各電子放射区分は、個々にアドレス指定可能である単一の放射体を含む。

別の側面では、本技術は、複数のアドレス指定可能な電子放射区分を有する３次元アドレス指定可能なアレイを含む陰極を備える、レントゲン撮像において使用するための照射源に関する。ある実施形態では、３次元アドレス指定可能なアレイは、複数の陰極板を備える。別の実施形態では、３次元アドレス指定可能なアレイは、Ｖ形状の３次元アレイである。さらに別の実施形態では、３次元のアドレス指定可能なアレイは、角錐形の３次元アレイである。

本概要は、発明を実施するための形態にさらに後述される、簡略化された形態において、一連の概念を導入するために提供される。本概要は、請求される主題の重要な特徴または不可欠な特徴を識別することを意図しておらず、また、請求される主題の範囲を限定するために使用されることも意図していない。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
レントゲン撮像のためのシステムであって、前記システムは、
標的組織に対して回転するように構成された回転アームと、
前記回転アームに取り付けられた照射源であって、前記照射源は、陰極と陽極とを備え、前記陰極は、電子放射区分のアレイを備える、照射源と、
前記陰極に動作可能に接続されたコントローラであって、前記コントローラは、前記照射源が前記標的に対して第１の位置内に位置するとき、前記電子放射区分のアレイの第１のサブセットをアクティブ化させ、前記照射源が前記標的に対して第２の位置に位置するとき、前記電子放射区分のアレイの第２のサブセットをアクティブ化させるように構成されている、コントローラと
を備える、システム。
（項目２）
前記回転アームは、第１の方向に移動し、前記電子放射区分のアレイの第２のサブセットは、前記電子放射区分のアレイの第１のサブセットから前記第１の方向の反対方向に離間されている電子放射区分を含む、項目１に記載のシステム。
（項目３）
各電子放射区分は、少なくとも１つの電界放射放射体を含む、項目１－２のいずれかに記載のシステム。
（項目４）
各電子放射区分は、少なくとも１つのカーボンナノチューブ放射体を含む、項目３に記載のシステム。
（項目５）
前記電子放射区分の第１のサブセットおよび前記電子放射区分の第２のサブセットは、前記コントローラによって個々にアドレス指定可能である、項目１－４のいずれかに記載のシステム。
（項目６）
前記アレイは、電子放射区分の複数の行を備え、各行は、前記コントローラによって個々にアドレス指定可能である、項目１－５のいずれかに記載のシステム。
（項目７）
各行は、ゲート部と放射体部とを含み、前記ゲート部は、前記コントローラに接続されたトランジスタに接続されている、項目６に記載のシステム。
（項目８）
各電子放射区分は、前記コントローラによって個々にアドレス指定可能である、項目１－７のいずれかに記載のシステム。
（項目９）
各電子放射区分は、ゲート部と放射体部とを含み、前記ゲート部は、前記コントローラに接続されたトランジスタに接続されている、項目８に記載のシステム。
（項目１０）
電子放射区分の第２のサブセットは、選択され、前記第１の位置から前記第２の位置への移動を補償する、項目１－９のいずれかに記載のシステム。
（項目１１）
前記照射源は、前記照射源が、前記第１の位置および前記第２の位置から移動するにつれて、前記標的上の単一の場所への照射を放射するように構成されている、項目１－１０のいずれかに記載のシステム。
（項目１２）
前記コントローラおよび前記照射源は、前記電子放射区分の第１のサブセットから前記電子放射区分の第２のサブセットに偏移し、前記照射源が、前記第１の位置および前記第２の位置から移動するにつれて、前記単一の場所を維持するように構成されている、項目１－１１のいずれかに記載のシステム。
（項目１３）
レントゲン撮像のための方法であって、前記方法は、
照射源からの照射を標的の場所に放射しながら、前記照射源を前記標的に対して第１の位置から第２の位置に移動させることであって、前記照射源は、電子放射区分のアレイを含む、ことと、
前記照射源を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させる間に、前記第１の位置における前記電子放射区分の第１のサブセットをアクティブ化させ、かつ前記第２の位置における電子放射区分の第２のサブセットをアクティブ化させることと、
前記放射された照射を検出することと
を含む、方法。
（項目１４）
前記電子放射区分のアレイの第２のサブセットは、前記電子放射区分のアレイの第１のサブセットからの電子放射区分を含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
各電子放射区分は、少なくとも１つの電界放射放射体を含む、項目１３－１４のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
各電子放射区分は、少なくとも１つのカーボンナノチューブ放射体を含む、項目１３に記載の方法。
（項目１７）
前記アレイは、電子放射区分の複数の行を備え、各行は、個々にアドレス指定可能である、項目１３－１６のいずれかに記載の方法。
（項目１８）
各電子放射区分は、個々にアドレス指定可能である、項目１３－１７のいずれかに記載の方法。
（項目１９）
前記電子放射区分の第２のサブセットを選択し、前記第１の位置から前記第２の位置への移動を補償することをさらに含む、項目１３－１８のいずれかに記載の方法。
（項目２０）
レントゲン撮像のための方法であって、前記方法は、
照射源の陰極の電子放射区分の第１のサブセットをアクティブ化させることと、
前記照射源から放射される照射を標的上の場所に指向することと、
前記照射源を前記標的に対して移動させることと、
前記照射源を移動させる間、前記電子放射区分の第１のサブセットを非アクティブ化させ、かつ電子放射区分の第２のサブセットをアクティブ化させ、前記標的上の場所を維持することと
を含む、方法。
（項目２１）
前記電子放射区分の第２のサブセットは、前記電子放射区分の第１のサブセットからの電子放射区分を含む、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
前記陰極は、電子放射区分の複数の行を備え、各行は、個々にアドレス指定可能である、項目２０－２１のいずれかに記載の方法。
（項目２３）
各電子放射区分は、個々にアドレス指定可能である単一の放射体を備える、項目２０－２３のいずれかに記載の方法。
（項目２４）
レントゲン撮像において使用するための照射源であって、前記照射源は、複数のアドレス指定可能な電子放射区分を有する３次元アドレス指定可能なアレイを含む陰極を備える、照射源。
（項目２５）
前記３次元アドレス指定可能なアレイは、複数の陰極板を備える、項目２４に記載の照射源。
（項目２６）
前記３次元アドレス指定可能なアレイは、Ｖ形状の３次元アレイである、項目２４－２５のいずれかに記載の照射源。
（項目２７）
前記３次元のアドレス指定可能なアレイは、角錐形の３次元アレイである、項目２４－２５のいずれかに記載の照射源。

図１Ａは、乳房トモシンセシスシステムを描写する。 図１Ｂは、乳房トモシンセシスシステム内のＸ線源の移動を描写する。 図２Ａは、例示的なＸ線源を描写する。 図２Ｂは、第１の角度を有する陽極を描写する。 図２Ｃは、第２の角度を有する陽極を描写する。 図２Ｄは、電子放射区分のアドレス指定可能なアレイを有する陰極を描写する。 図２Ｅは、電子放射区のアドレス指定可能なアレイを有する陰極を描写する。 図２Ｆは、陰極上の電界放射電子放射体を描写する。 図２Ｇは、陰極上の電界放射電子放射体のアドレス指定可能なアレイの一部を描写する。 図２Ｈは、電子放射区分のアドレス指定可能なアレイを有する２つの陰極板を描写する。 図２Ｉは、Ｖ形状の３次元アレイの側面図を描写する。 図２Ｊは、Ｖ形状の３次元アレイの斜視図を描写する。 図２Ｋは、電子放射区分のアドレス指定可能なアレイを有する陰極板のセットを描写する。 図２Ｌは、角錐形の３次元のアドレス指定可能なアレイの斜視図を描写する。 図３Ａは、乳房トモシンセシスシステム内のＸ線源の移動を描写する。 図３Ｂは、Ｘ線源の移動の間に電子放射区分をアクティブ化させる、実施例を描写する。 図３Ｃは、Ｘ線源の移動の間に電子放射区分をアクティブ化させる、実施例を描写する。 図４は、撮像するためにトモシンセシスシステムを使用する方法を描写する。 図５は、本実施例のうちの１つ以上が実装され得る好適な動作環境の１つの実施例を描写かつ図示する。 図６は、本明細書に開示される種々のシステムおよび方法が動作し得るネットワークのある実施形態である。

（詳細な説明）
本技術は、標的を撮像するために好適な方法およびシステムに関する。本技術のための１つの特定の用途は、乳房トモシンセシス内での使用のためのものである。前述で議論されるように、Ｘ線源は、乳房等の標的に対して移動し、Ｘ線が、種々の位置におけるＸ線源から放射される。ある実施例では、Ｘ線源は、Ｘ線放射の間、移動を停止しない。連続移動は、検出器が、露光時間の間、異なる発生場所からＸ線を受信するにつれて、結果として生じる画像の中にぶれを引き起こす。本技術は、露光の間の入射Ｘ線が、撮像標的の視点から略同一の場所から生じることを可能にする（すなわち、撮像標的の視点から、Ｘ線放射の実効焦点は、露光時間の間、静止状態であるように見える）。そうするために、電子放射区分のアドレス指定可能なアレイを有する陰極が、利用される。

以下にさらに詳細に議論されるように、陰極上の電子放射区分の異なるまたは種々の部分をアクティブ化させることによって、陰極からの電子放射の場所、サイズ、および形状が、制御され得る。陰極からの電子放射の場所、サイズ、および形状を制御することによって、陽極上の焦点もまた、改変され、したがって、陽極上の焦点の制御を可能にする。陽極上の焦点の制御を通して、実効焦点は、乳房に対する露光の間のＸ線源の移動の間でさえ、乳房の視点から一定の状態である。露光の間、乳房の視点から一定の実効焦点を維持することは、他の利点の中でもとりわけ、より正確かつ明確な撮像を可能にする。

図１Ａは、乳房トモシンセシスシステム１００を描写する。トモシンセシスシステム１００は、Ｘ線管１１０と、上側圧縮パドル１３０と、乳房プラットフォーム１３５と、散乱防止グリッド１６０と、検出器１４０とを含む。Ｘ線源１１０は、陰極１１２と、シャフト１１６上に搭載されかつモータ１１８によって回転される陽極１１４と、管ポート１２０とを含む。Ｘ線源１１０は、図２Ａ－２Ｇに関して以下にさらに詳細に議論される。Ｘ線源１１０はまた、Ｘ線源１１０の制御のために、コントローラ１６２に動作可能に接続され得る。フィルタ１２２は、Ｘ線源に取り付けられるか、または別様にＸ線源１１０からのＸ線放射をフィルタ処理するように構成され得る。

Ｘ線源１１０は、その両方が、図１Ａに示されるようにＸ軸に平行である、描写される縦の軸に平行な軸を中心として回転するように構成される回転アーム１０５に取り付けられる。回転アームは、回転アームおよびＸ線源１１０の制御のためにコントローラ１６２にさらに接続され得る。トモシンセシスシステム１００の動作の間、乳房が、上側および下側圧縮パドル１３０、１３５によって定位置に保持される間、照射は、Ｘ線源１１０から放射されている。検出器１４０は、Ｘ線放射の間、静止状態であり得る、または移動し得る。

図１Ｂは、乳房トモシンセシスシステム１００内のＸ線源１１０の移動を描写する。いったん乳房１０６が、上側および下側圧縮パドル１３０、１３５の間で固定されると、回転アーム１０５は、乳房を中心として回転し、Ｘ線源１１０は、図１Ｂに示されるように、回転の間、円弧上の複数の相対的位置Ｐ１－Ｐ７においてＸ線放射１１０を放射する。実施例では、円弧は、標的を中心として５度～３６０度（水平線を表す０度および３６０度を伴う）の任意の場所にわたり得る。いくつかの用途では、円弧は、１５度と２７０度との間にわたる。位置間の円弧の長さは、図１Ｂに描写されるものより小さくまたはより大きくあり得る。すなわち、３６０度および１３５度の合計角度を有する円弧上で同一の数の位置が利用される場合、１３５度の円弧内の位置間の間隔は、より小さいであろう。Ｘ線源１１０の運動は、例証的な目的のために誇張されて示される。すなわち、トモシンセシス撮像手順の間、Ｘ線源１１０は、描写される運動の全ての範囲を横断して移動する必要はない。実施例では、放射は、位置Ｐ１とＰ４との間または位置Ｐ３とＰ６との間等のみで生じ得る。上記に記載されるように、描写される位置Ｐ１およびＰ７は、放射が生じる場所を参考目的のみのために近似する相対的位置である。例えば、Ｘ線源が、Ｐ４等の位置に到達するとき、Ｘ線源は、乳房１０６に向かってＸ線放射１０８の放射を開始するであろう。Ｘ線放射１０８は、検出器１４０に到達する前に乳房を通過する。Ｘ線源１１０からのＸ線の放射は、約１０ｍｓ～１００ｍｓの周期にわたり得る。放射の周期の間、Ｘ線源１１０は、圧縮された乳房１０６および検出器１４０に対して移動し続ける。伝統的なシステムでは、放射の間の連続移動に起因して、ぶれが、生じる。しかしながら、本技術では、Ｘ線放射１０８は、以下にさらに議論されるように、移動の間、改変され、Ｘ線放射１０８を可能にし得る。７つの位置Ｐ１－Ｐ７のみが図１Ｂに示されるが、特定の用途に応じて、より多いまたは少ない数の位置が利用され得る。

図２Ａは、単純化された例示的なＸ線源２１０を描写する。例示的なＸ線源２１０は、示されるように、陰極２１２と陽極２１４とを収容する真空管２２６を含む。陽極２１４は、シャフト２１６およびモータ（図示せず）に取り付けられ、陽極２１４が、動作の間、回転され、陽極２１４上の標的場所の過熱を防止し得る。陰極２１２および陽極２１４はまた、高電圧電力供給源２０２に取り付けられる。陰極２１２は、陰極２１２のアクティブ化の制御のためにコントローラ２６２に接続される。

陰極２１２が、アクティブ化されるとき、電子が、陰極２１２から放射される。陰極２１２と陽極２１４との間の高電圧差異は、電子を電子ビーム２０６として陽極２１４に向かって加速させる。陽極２１４との衝突および相互作用に応じて、電子は、Ｘ線を陽極２１４から全ての方向に放射させる。Ｘ線の一部は、管ポート２２０を通して、Ｘ線放射２０８によって示されるように、乳房等の撮像標的に向かって放射される。随意に、電子は、焦点調整装置２２４によって、陽極２１４上の特定の点に集束され得る。電子が陽極２１４に衝打する特定の点は、本明細書では陽極焦点と称される。陽極焦点は、陽極２１４の表面上の２次元の面積によって表わされる。

陽極焦点のサイズおよび場所は、焦点調整装置２２４を用いて電子ビーム２０６を集束させることによって改変され得る。焦点調整装置２２４は、電子ビーム２０６が焦点調整装置２２４を通してまたはその近くを通過するにつれて、電子ビーム２０６の方向を改変する電場または磁場を生成する焦点リングまたは焦点カップであり得る。そのような実施例では、焦点調整装置は、図２Ａに示されるように、電子ビームをｙ方向およびｚ方向の両方に偏向させ得る。電子ビーム２０６を２次元に偏向させることによって、電子ビーム２０６は、より小さい陽極焦点に集束され得る。例えば、陰極２１２が、電子を３ｍｍ×３ｍｍの面積から放射する場合、焦点リング焦点調整装置２２４は、電子ビーム２０６を０．３ｍｍ×０．３ｍｍの陽極焦点に集束し得る。別の実施例では、焦点調整装置２２４は、電子ビーム２０６の両側上に位置する２つの要素を備え得る。２つの要素は、電場または磁場を生成することによって、電子ビームをｙ方向等の単一の方向に偏向させることが可能である。そのような実施例では、陰極２１２が、電子を３ｍｍ×３ｍｍの面積から放射する場合、２要素焦点調整装置２２４は、電子ビーム２０６を０．３ｍｍ×３ｍｍの陽極焦点に集束し得る。３ｍｍの次元は、次いで、以下に議論されるように、陽極の角度から短くされ得る。焦点調整装置は、陰極２１２から生じる電子ビームの任意のサイズまたは形状を集束するように配列または構成され得る。管ポートを通して陽極焦点から乳房の方向に生成されるＸ線放射２０８もまた、実効焦点と称され、以下にさらに議論される点を画定する。

図２Ｂ－２Ｃは、異なる角度を有する２つの例示的な陽極を描写する。図２Ｂに示されるように、電子ビーム２０６は、陽極焦点２２６Ｂを画定する面積内の陽極２１４に衝打する。陽極焦点２２６ＢからのＸ線放射２０８は、標的に向かって照射され、実効焦点２２８Ｂと称される断面積を有する。実効焦点２２６Ｂのサイズは、トモシンセシスシステム１００によって産出される最終画像の解像度に影響を及ぼし、より小さい実効焦点２２６Ｂは、概して、より高解像度な画像を可能にする。例えば、マンモグラフィシステムは、０．３ｍｍ×０．３ｍｍの撮像のための実効焦点または０．１ｍｍ×０．１ｍｍの高拡大画像のための実効焦点を提供するように設計され得る。

実効焦点２２８Ｂのサイズは、陽極焦点２２６Ｂのサイズおよび陽極２１４の面の角度を含む、いくつかのファクタに依存する。陽極２１４の面の角度を調節することによって、実効焦点２２８Ｂの１つの次元（図２Ｂ－２Ｃに描写されるようなｘ次元）が、調節され得る。図２Ｂを図２Ｃと比較することによって理解され得るように、陽極に関するより小さい面角は、より小さい実効焦点２２８Ｂをもたらす。例えば、図２Ｂ内の陽極２１４の面角は、１２度であるのに対し、図２Ｃ内の陽極２１４の面角は、２４度である。理解され得るように、実効焦点２２８Ｂは、同一の陽極焦点（すなわち、同一サイズの電子ビーム）から産出されているにもかかわらず、実効焦点２２８Ｃよりも小さい。Ｘ線放射２０８はまた、乳房に向かって指向されるＸ線放射２０８の中心軸を示す中心線２３０を有する。

電子ビーム２０６のサイズは、主に、陰極２１２の有効面積のサイズ基づく。本技術は、電子放射区分のアドレス指定可能なアレイを有する陰極２１２を利用し、電子放射区分の離散したサブセットの制御されるアクティブ化を可能にする。

図２Ｄは、電子放射区分２５２のアドレス指定可能なアレイ２５０を有する陰極２１２の実施例を描写する。図２Ｄに描写される例示的な陰極２１２では、アドレス指定可能なアレイ２５０の各電子放射区分２５２は、単一の電子放射体または多数の電子放射体を含み得る。いくつかの実施例では、各電子放射区分２５２は、各電子放射区分２５２が、個々にアクティブ化され得るように、個々にアドレス指定可能であり得る。そのような実施例は、アクティブ化された電子放射区分２５２によって画定される電子放射面積のパターンおよびサイズの作成において多くの柔軟性を提供する。別の実施例では、各行（例えば、行１－２６）は、個々にアドレス指定可能であり得る。そのような実施例では、電子放射区分２５２は、行毎の様式でアクティブ化される。例えば、列ＪからＰが、アクティブ化され、長方形の電子放射面積を作成し得る。図２Ｄ内の例示的なアドレス指定可能なアレイ２５０は、標準的な直角座標に基づいて配列されるが、しかしながら、電子放射区分の他の配列もまた、考えられる。

図２Ｅは、電子放射区分２５２のアドレス指定可能なアレイ２５０を有する陰極２１２の別の実施例を描写する。図２Ｅに描写される陰極２１２は、アドレス指定可能なアレイ２５０が、直角座標ではなく極座標基づいて配列されることを除いては、図２Ｄに描写される陰極２１２と類似している。図２Ｅに描写される例示的な陰極２１２では、アドレス指定可能なアレイ２５０の各電子放射区分２５２は、単一の電子放射体または多数の電子放射体を含み得る。いくつかの実施例では、各電子放射区分２５２は、各電子放射区分２５２が、個々にアクティブ化され得るように、個々にアドレス指定可能であり得る。そのような実施例は、アクティブ化された電子放射区分２５２によって画定される電子放射面積のパターンおよびサイズの作成において多くの柔軟性を提供する。別の実施例では、アドレス指定可能なアレイ２５０の各角度区分は、個々にアドレス指定可能であり得る。例えば、０度～１５度の角度の全ての電子放射区分２５２は、図２Ｄに描写されるアドレス指定可能なアレイ２５０内の行と同様にアドレス指定され得る。そのような実施例では、電子放射区分２５２は、角度区分毎にアクティブ化される。異なる座標のシステムに基づく他の配列もまた、可能性として考えられる。

図２Ｆは、陰極２１２上の電子放射体の実施例を描写する。より具体的には、図２Ｆは、電界放射電子放射体の実施例を描写する。電界電子放出は、静電場によって誘発される電子放射である。本技術は、トランジスタ、テレビ、走査電子顕微鏡、および他の用途において利用されている。電界電子放出の原理は、概して、当業者に公知である。描写される実施例では、各電界放射電子放射体は、基部２７４上にマイクロチップ２７２を含む。ゲート層２７０が、マイクロチップ２７２の上方にある。電圧差異が、ゲート層２７０とマイクロチップ２７２との間で作成されるにつれて、電子２７６が、マイクロチップ２７２から放射される。電界放射電子放射体は、電子２７６が、陰極２１２から陽極２１４に向かって投射し、陰極２１２と陽極２１４との間の高電圧差異に基づいてさらに加速されるように陰極２１２上に添着される。実施形態では、マイクロチップ２７２のそれぞれは、個々にアドレス指定およびアクティブ化され得る。いくつかの実施形態では、マイクロチップ２７２の行または区分が、アドレス指定およびアクティブ化され得る。実施例では、基部２７４は、シリコーン材料から作製され得、マイクロチップ２７２は、モリブデンまたはタングステン材料から作製され得、かつゲート層２７０は、クロム、ハフニウム、ニオブ、または他の導電材料から作製され得る。他の実施形態では、電界放射電子放射体は、カーボンナノチューブ電界放出体であり得る。

図２Ｇは、陰極（図示せず）上の電界放射電子放射体のアドレス指定可能なアレイ２５０の一部を描写する。アドレス指定可能なアレイ２５０は、そのそれぞれがマイクロチップ２７２を含む、複数の電界放射放射体を含む。各マイクロチップ２７２は、基部２７４に取り付けられる。ゲート層２７２は、マイクロチップ２７２から離間される。ゲート層２７２は、マイクロチップ２７２のそれぞれと関連付けられる孔を画定し、選択された電子放射体がアクティブ化されるとき、電子の放射を可能にする。基部２７４は、電流が、基部セパレータ２７５の一方の側面から基部セパレータ２７５の他方の側面に流動しないように実質的に防止する、基部セパレータ２７５によって、異なる区分に分割され得る。基部セパレータ２７５を含むことによって、基部２７４の区分された部分２７６のための電圧は、個々に制御され得る。実施例では、電圧を基部区分２７６毎に制御することはまた、基部区分２７６に取り付けられる、対応するマイクロチップ２７２上の電圧の制御を可能にする。例えば、基部２７４は、基部セパレータ２７５を含み、マイクロチップ２７２の行を作成し得る。そのような実施例では、電圧は、マイクロチップ２７２の各行に印加され得る。他の実施例では、基部セパレータ２７５は、基部２７４の中に組み込まれ、各個々のマイクロチップ２７２を分離し得る。そのような実施例では、電圧は、各離散したマイクロチップ２７２に印加され得る。

各基部区分２７６への電圧は、基部トランジスタ２７７のセットを通して制御され得る。基部トランジスタ２７７は、そのための個々の制御およびアドレス指定可能性が所望される各基部区分２７６に接続される。ある構成では、コントローラ２６２が、基部トランジスタ２７７のそれぞれを制御することが可能であるように、基部トランジスタ２７７のゲートまたは基部は、コントローラ２６２に接続される。用途に応じて、ドレインまたはコレクタ等の基部トランジスタ２７７の別の端部は、そのための制御が所望される基部区分２７６に接続される。源または放射体等の基部トランジスタ２７７の第３の端部は、電圧源Ｖ１に接続される。いくつかの実施例では、電圧Ｖ１は、ゲート層２７０の対応する区分に関して、０Ｖまたは接地である。

ゲート層２７０は、基部２７４と同様に区分され、マイクロチップ２７２のそれぞれまたはマイクロチップ２７２の行からの電子放射の制御を可能にし得る。ゲート層２７０は、ゲート層行セパレータ２７１を含み、マイクロチップ２７２の行の上方にあるゲート層区分２７８を分離し得る。ゲート層２７０はまた、ゲート層列セパレータ２７３を含み、マイクロチップ２７２の列の上方にあるゲート層区分２７８を分離し得る。ゲート層セパレータ２７１、２７３は、電流が、ゲート層セパレータ２７１、２７３の一方の側面からゲート層セパレータ２７１、２７３の他方の側面に流動しないように実質的に防止する。ゲート層セパレータ２７１、２７３は、マイクロチップ２７２の個々の行または列が、制御およびアクティブ化され得るように配列され得る。ゲート層セパレータ２７１、２７３はまた、個々のマイクロチップ２７２が、制御およびアクティブ化され得るように配列され得る。ゲート層セパレータ２７１、２７３はまた、マイクロチップ２７２の共有される区分を包含するように配列され得る。

各ゲート層区分２７８への電圧は、基部トランジスタ２７９のセットを通して制御され得る。ゲート層トランジスタ２７９は、そのための個々の制御およびアドレス指定可能性が所望される各ゲート層区分２７８に接続される。例えば、用途および構成に応じて、電子放射区分の行毎に、電子放射区分毎に、または電子放射区分のサブセット毎に１つのゲート層トランジスタがあり得る。ある構成では、コントローラが、ゲート層トランジスタ２７９のそれぞれを制御することが可能であるように、ゲート層トランジスタ２７９は、コントローラ２６２に接続される。用途に応じて、ドレインまたはコレクタ等の各ゲート層トランジスタ２７９の別の端部は、そのための制御が所望されるゲート層区分２７８に接続される。源または放射体等の基部トランジスタの第３の端部は、電圧源Ｖ２に接続される。いくつかの実施例では、電圧Ｖ２は、対応する基部区分電圧Ｖ１より約１００Ｖ高い。

前述で議論されるように、マイクロチップ２７２とゲート層２７０との間の電圧差異が、実質的に大きいとき、マイクロチップ２７２のアクティブ化が、生じる。種々のセパレータおよびトランジスタを図２Ｇに対して説明される様式で利用することによって、マイクロチップ２７２は、個々に、行毎に、または基部区分２７６と個別の基部区分２７６の直上にある対応するゲート層区分２７８との間の電圧差異を制御している任意の他の形状の区分毎に、アクティブ化され得る。いくつかの実施形態では、基部トランジスタ２７７またはゲート層トランジスタ２７９のうちの１つのみが、利用され得る。例えば、基部全体が、接地され得、個々のゲート層区分２７８が、ゲート層トランジスタ２７９を介して制御される。そのような実施例では、ゲート層トランジスタ２７９を制御することによって、接地を上回る１００Ｖの電圧が、ゲート層区分２７８のそれぞれに選択的に印加され得る。別の実施例では、ゲート層２７０全体が、電圧Ｖ２において保持され得、基部２７４の区分２７６の個別の電圧Ｖ１が、基部トランジスタ２７７を通して個々に制御され得る。

ゲート層２７０、マイクロチップ２７２、基部２７４、基部トランジスタ２７７、およびゲート層トランジスタ２７９は全て、陰極２１２の中に組み込まれる単一の集積回路またはマイクロチップ内に製造され得る。コントローラ２６２は、次いで、電圧が、ゲート層２７０の各分離された区分２７８および／または基部２７４の各分離された区分２７６に個別に印加されることを可能にするように設計されるインターフェースを通して、マイクロチップまたは集積回路を制御し得る。他の潜在的制御および製造スキームもまた、考えられ、実装され得る。

３次元の（３Ｄ）アドレス指定可能なアレイはまた、３Ｄアドレス指定可能なアレイを有する陰極から放射する電子密度を増加させるように製造され得る。例えば、アドレス指定可能なアレイは、放物線または円錐形状を形成するように配列され、単一の平坦な表面を用いて可能であるであろうよりも付加的な電子を放射し得る。２次元のアドレス指定可能なアレイと比較されるように、３Ｄのアドレス指定可能なアレイは、図２Ａに描写されるＸ線管等のＸ線管の陰極の中に組み込まれるとき、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向を横断した電子放射区分の分布を有する。そのような３Ｄのアドレス指定可能なアレイは、他の潜在的製造方法の中でもとりわけ、単一の構成要素として製造される、または複数の平面状の表面から生成され得る。図２Ｈは、電子放射区分２５２のアドレス指定可能なアレイ２５０を有する２つの陰極板２８０、２８２を描写する。電子放射区分２５２は、前述で図２Ｆ－２Ｇを参照して議論されるように、電界放射電子放射区分であり得、個々にアドレス指定可能であり得る。陰極板２８０、２８２は、図２Ｉおよび２Ｊに示されるように、組み合わせられ、陰極内での使用のためのＶ形状の３Ｄのアドレス指定可能なアレイを形成し得る。図２Ｉは、Ｖ形状の３Ｄのアドレス指定可能なアレイ２８５の側面図を描写する。陰極板２８０、２８２の電子放射区分２５２のそれぞれは、電子２７６を放射し得る。図２Ｉから理解され得るように、陰極板をＶ形状に配列することによって、Ｖ形状のアドレス指定可能なアレイ２８５から放射され得る最大の電子密度は、単一の平面状のアドレス指定可能なアレイから放射され得る最大の電子密度よりも高い。本明細書では、３Ｄのアドレス指定可能なアレイ２８５を作成するために２つの陰極板２８０、２８２のみが、描写されるが、付加的なより小さい陰極板もまた、使用され、３Ｄのアドレス指定可能なアレイ２８５のための放物線形状、すなわち、Ｕ形状またはＶ形状をさらに近似し得る。例えば、電子放射区分２５２の各行は、離散した陰極板上に製造され得、各陰極板は、相互の陰極板に対して適切な角度で接続され、放物線形状を近似し得る。

複数の陰極板が、利用され、３Ｄのアドレス指定可能なアレイのための円錐形状または中空角錐形状を近似し得る。図２Ｋは、電子放射区分２５２のアドレス指定可能なアレイ２５０を有する陰極板２９０、２９２、２９４、２９６のセットを描写する。図２Ｈ－Ｊに描写される陰極板２８０、２８２の電子放射区分２５２と同様に、前述で図２Ｆ－２Ｇを参照して議論されるように、陰極板２９０、２９２、２９４、２９６内の電子放射区分２５２は、電界放射電子放射区分であり得、個々にアドレス指定可能であり得る。陰極板２９０、２９２、２９４、２９６のセットが、使用され、図２Ｌに示される角錐形の３Ｄのアドレス指定可能なアレイ３９８を製造し得る。図２Ｌは、陰極板２９０、２９２、２９４、２９６のセットから製造された角錐形の３Ｄのアドレス指定可能なアレイ３９８の斜視図を描写する。陰極内に角錐形の３Ｄのアドレス指定可能なアレイ２９８を使用することによって、電子放射区分２５２の単一の平面状の表面またはＶ形状の３Ｄのアドレス指定可能なアレイから生成され得るよりも高い電子密度が生成され得る。本明細書では、３Ｄのアドレス指定可能なアレイ２９８を作成するために４つの陰極板２９０、２９２、２９４、２９６のみが、描写されるが、付加的なより小さい陰極板もまた、使用され、３Ｄのアドレス指定可能なアレイ２９８のための円錐形状をさらに近似し得る。例えば、電子放射区分２５２の各行は、離散した陰極板上に製造され得、各陰極板は、相互の陰極板に対して適切な角度で接続され、放物線形状を近似し得る。さらに、本明細書では、３Ｄのアドレス指定可能なアレイの製造に使用される平面状の表面を説明するために用語「陰極板」が使用されているが、当業者は、陰極板の概念が、板構造のみに限定されないことを理解するであろう。電子放射区分のアドレス指定可能なアレイを含む任意の表面または構造が、陰極板またはその均等物として使用されかつ考慮され得る。

Ｖ形状の３Ｄのアドレス指定可能なアレイ２８５または角錐形の３Ｄのアドレス指定可能なアレイ等の３Ｄのアドレス指定可能なアレイの動作は、前述で図２Ｇを参照して議論されるように、アドレス指定可能なアレイ２５０の制御と同様である。例えば、電子放射区分２５２のやや線形な制御は、依然として、成し遂げられ得るが、しかしながら、電子放射区分２５２の３次元の制御もまた、成し遂げられ得る。３次元にある電子放射区分２５２を制御することによって、焦点のサイズおよび形状は、さらに修正され得る。円錐形状の３Ｄのアドレス指定可能なアレイまたは角錐形の３Ｄのアドレス指定可能なアレイ２９８の実施例では、陰極板２９０、２９４等の２つの陰極板が、使用され、焦点を直線的に移動し得る一方で、他の２つの陰極板２９２、２９６が、使用され、陰極板２９０、２９４によって放射されている電子を制御または指向し得る。例えば、一方の陰極板から放射される電子は、他方の陰極板から放射される電子と相互作用するであろう。アドレス指定可能なアレイを制御することによって、そのような相互作用は、所望される焦点の生成においてさらに操作または利用され得る。したがって、電子放射区分の第１のセットは、焦点を偏移させるために使用され得、電子放射区分の第２のセットは、これらの電子放射区分から放射される電子を修正するために使用され得る。

図３Ａは、乳房トモシンセシスシステム３００内のＸ線源３１０の移動を描写する。Ｘ線源３１０の移動は、前述で図１Ｂを参照して議論されるＸ線源３１０の移動と略同一である。Ｘ線源３１０は、乳房３０６に対して回転し、Ｘ線源３１０は、回転の間、複数の位置Ｐ１－Ｐ７においてＸ線放射３０８を放射する。例えば、Ｘ線源が、位置Ｐ４等の位置に到達するとき、Ｘ線源は、乳房３０６に向かってＸ線放射３０８の放射を開始するであろう。Ｘ線放射３０８は、検出器３４０に到達する前に乳房を通過する。Ｘ線源３１０からのＸ線の放射は、約１０ｍｓ～１００ｍｓの周期にわたり得る。放射の周期の間、Ｘ線源３１０は、破線の円およびＰ４においてＸ線源３１０を囲繞するボックスによって示されるように、乳房３０６および検出器３４０に対して移動し続ける。伝統的なシステムでは、乳房３０６の視点から、実効焦点は、放射の間、Ｘ線源３１０が移動すると同時に、移動し、またはサイズが成長するように見える。本技術では、実効焦点が乳房の視点から静止状態に見えるようにするために、陰極上の電子放射区分の異なるサブセットは、Ｘ線源３１０の移動の間にアクティブ化され、Ｘ線源３１０の移動を補償し得る。例えば、Ｘ線源３１０が、反時計回りの方向に移動している場合、電子放射区分のサブセットは、時計回りの方向に連続的にアクティブ化される。図３Ｂおよび３Ｃは、Ｘ線源３１０の位置Ｐ４の周囲における移動を補償するための電子放射区分のサブセットのアクティブ化の２つの実施例を描写する。

図３Ｂは、Ｘ線源３１０の移動の間の電子放射区分のアクティブ化の実施例を描写する。Ｘ線源３５０の陰極上のアドレス指定可能なアレイ３５０が、図３Ｂ－３Ｃに描写される。理解されるであろうように、アドレス指定可能なアレイ３５０内の電子放射区分のアクティブ化に応じて、有効区分から放射する電子が、陽極（図示せず）へと加速し、Ｘ線が、陽極から生成され、したがって、前述で図２Ａ－２Ｇを参照して議論されるように、Ｘ線放射３０８を乳房３０６に向かって指向させる。Ｘ線源３１０が、図３Ａ内の位置Ｐ４等の位置を通して移動するにつれて、Ｘ線源３１０は、Ｘ線放射３０８を放射する。Ｘ線を放射している間、Ｘ線源３１０は、複数のサブ位置ＳＰ１－ＳＰ３を通過する。図３Ｂは、サブ位置ＳＰ１－ＳＰ３を通して反時計回りの方向に移動するＸ線源３１０を描写する。図３Ｂに描写される実施例では、サブ位置ＳＰ１－ＳＰ３を通した移動は、線形運動を近似するが、Ｘ線源の実運動は、Ｘ軸を中心とした回転状態であり得る（例えば、乳房によって画定されるように）。Ｘ線源３１０が、サブ位置ＳＰ１内にあるとき、アドレス指定可能なアレイ３５０の電子放射区分の第１のサブセットが、アクティブ化される。各サブ位置における電子放射区分のサブセットは、アドレス指定可能なアレイ３５０内に陰影をつけることによって描写される。例えば、サブ位置ＳＰ１において、行Ｄ－Ｊが、電子放射区分の第１のサブセット内に含まれる。サブ位置ＳＰ１において、電子放射区分の第１のサブセットのアクティブ化は、Ｘ線放射３０８を、Ｘ線源３１０から乳房３０６上の単一の場所３０７に向かって放射させる。例えば、Ｘ線放射３０８の中心線は、乳房３０６上の単一の場所３０７に指向される。

Ｘ線源３１０が、サブ位置ＳＰ１からＳＰ２に移動するにつれて、アドレス指定可能なアレイ３５０の電子放射区分の第２のサブセットが、アクティブ化される。図３Ｂに示されるように、電子放射区分の第２のサブセットは、アドレス指定可能なアレイ３５０の行Ｋ－Ｑを含む。有効電子放射区分を電子放射区分の第１のサブセットから第２のサブセットに偏移させることによって、Ｘ線源３１０からのＸ線放射３０８は、乳房３０６上の同一の単一の場所３０７に指向され続ける。より具体的には、Ｘ線放射３０８の中心線が、乳房３０６上の単一の場所３０７に指向され続ける。また、Ｘ線源が、サブ位置ＳＰ１からＳＰ２に移動するにつれて、乳房３０６および検出器３４０の視点から、Ｘ線放射の実効焦点は、略同一の形状、サイズ、および場所のままである。

Ｘ線源３１０が、サブ位置ＳＰ２からＳＰ３に移動するにつれて、アドレス指定可能なアレイ３５０の電子放射区分の第３のサブセットが、アクティブ化される。図３Ｂに示されるように、電子放射区分の第３のサブセットは、アドレス指定可能なアレイ３５０の行Ｒ－Ｘを含む。有効電子放射区分を電子放射区分の第２のサブセットから第３のサブセットに偏移させることによって、Ｘ線源３１０からのＸ線放射３０８は、乳房３０６上の同一の単一の場所３０７に指向され続ける。より具体的には、Ｘ線放射３０８の中心線が、乳房３０６上の単一の場所３０７に指向され続ける。また、Ｘ線源が、サブ位置ＳＰ１からＳＰ２におよびサブ位置ＳＰ２からＳＰ３に移動するにつれて、乳房３０６および検出器３４０の視点から、Ｘ線放射の実効焦点は、略同一の形状、サイズ、および場所のままである。

図３Ｂに示されるように、Ｘ線源３１０の回転運動の線状近似を利用することによって、アドレス指定可能なアレイ２５０の行全体のアクティブ化が、実施される。しかしながら、さらなる精度を要求する用途では、線形近似は、十分ではない場合がある。図３Ｃは、Ｘ線源３１０の回転側面を考慮する、Ｘ線源３１０の移動の間の電子放射区分のアクティブ化の実施例を描写する。Ｘ線源３１０が、位置Ｐ４等の位置を通して移動するにつれて、Ｘ線源３１０は、Ｘ線放射３０８を放射する。図３Ｃは、サブ位置ＳＰ１－ＳＰ３を通して反時計回りの方向に移動するＸ線源３１０を描写する。Ｘ線源３１０が、サブ位置ＳＰ１内にあるとき、アドレス指定可能なアレイ３５０の電子放射区分の第１のサブセットが、アクティブ化される。例えば、サブ位置ＳＰ１において、アドレス指定可能なアレイ３５０の行Ｃ－Ｍからの電子放射区分の部分が、アクティブ化される。図３Ｂに描写される実施例と対照的に、行のいくつかは、Ｘ線源３１０の回転移動を考慮するために完全にはアクティブ化されない。サブ位置ＳＰ１において、電子放射区分の第１のサブセットのアクティブ化は、Ｘ線放射３０８を、Ｘ線源から乳房３０６上の単一の場所３０７に向かって放射させる。例えば、Ｘ線放射３０８の中心線は、乳房３０６上の単一の場所３０７に指向される。

Ｘ線源３１０が、サブ位置ＳＰ１からＳＰ２に移動するにつれて、アドレス指定可能なアレイ３５０の電子放射区分の第２のサブセットが、アクティブ化される。図３Ｂに示されるように、電子放射区分の第２のサブセットは、アドレス指定可能なアレイ３５０の電子放射区分行Ｊ－Ｐを含む。有効電子放射区分を電子放射区分の第１のサブセットから第２のサブセットに偏移させることによって、Ｘ線源３１０からのＸ線放射３０８は、乳房３０６上の同一の単一の場所３０７に指向され続ける。より具体的には、Ｘ線放射３０８の中心線が、乳房３０６上の単一の場所３０７に指向され続ける。また、Ｘ線源３１０が、サブ位置ＳＰ１からＳＰ２に移動するにつれて、乳房３０６および検出器３４０の視点から、Ｘ線放射の実効焦点は、略同一の形状、サイズ、および場所のままである。

Ｘ線源３１０が、サブ位置ＳＰ２からＳＰ３に移動するにつれて、アドレス指定可能なアレイ３５０の電子放射区分の第３のサブセットが、アクティブ化される。図３Ｂに示されるように、電子放射区分の第３のサブセットは、アドレス指定可能なアレイ３５０の行Ｍ－Ｗからの電子放射区分を含む。図３Ｃに描写される実施例では、第３のサブセットが、第２のサブセットからの電子放射区分を含み、第１のサブセットが、第１のサブセットからの電子放射区分を含む。他の実施例では、電子放射区分のサブセットが、重複しない場合がある。有効電子放射区分を電子放射区分の第２のサブセットから第３のサブセットに偏移させることによって、Ｘ線源３１０からのＸ線放射３０８は、乳房３０６上の同一の単一の場所３０７に指向され続ける。より具体的には、Ｘ線放射３０８の中心線が、乳房３０６上の単一の場所３０７に指向され続ける。また、Ｘ線源３１０が、サブ位置ＳＰ１からＳＰ２におよびサブ位置ＳＰ２からＳＰ３に移動するにつれて、乳房３０６および検出器３４０の視点から、Ｘ線放射の実効焦点は、略同一の形状、サイズ、および場所のままである。電子放射区分の他のサブセットもまた、利用され、Ｘ線放射３０８の中心線を実質的に単一の場所３０７に向かって指向された状態にさせる。例えば、図３Ｂ－３Ｃに示される電子放射区分のサブセットが、略長方形として示されるが、電子放射区分のサブセットの形状の幾何学形状は、用途に応じて変動し得る。例えば、放射特性、陽極と陰極との間の間隙、陽極角度、および他の陽極／陰極整合幾何学形状に応じて、電子放射区分の形状は、略三角形、長方形、他の規則的または不規則的な多角形、円、楕円、または任意の他の湾曲または不規則的な湾曲形状であり得る。これらの形状は、所望される焦点形状を制御する（例えば、個々の有効電子放射要素をオンまたはオフにする）ために、さらなる細かい最適化を必要とし得る。加えて、本明細書において説明されるように、Ｘ線源３１０が、移動するにつれて、電子放射区分の有効サブセットの形状は、動的リアルタイム適合を利用し、実効焦点およびＸ線幾何学形状を制御し得る。

図４は、撮像するためにトモシンセシスシステムを使用する方法４００を描写する。動作４１０において、Ｘ線源等の照射源が、乳房等の標的に対して移動される。照射源が、標的に対して移動するにつれて、照射源の陰極上のアドレス指定可能なアレイ内の電子放射区分の第１のサブセットは、動作４１０においてアクティブ化される。電子放射区分の第１のサブセットのアクティブ化は、Ｘ線放射を、乳房等の標的上の単一の場所に指向させる。動作４２０において、照射源が、移動し続ける間、陰極上のアドレス指定可能なアレイの電子放射区分の第２のサブセットが、アクティブ化され、照射源の第１の位置から第２の位置への移動を補償する。電子放射区分の第２のサブセットのアクティブ化は、Ｘ線放射を、標的上の単一の場所に指向させ続ける。実施形態では、電子放射区分の第２のサブセットのアクティブ化は、Ｘ線放射の実効焦点を、標的の視点から静止状態に見えるようにする。標的の視点から、実効焦点はまた、電子放射区分の第１および第２のサブセットからのＸ線放射の間、サイズ、形状、および位置において不変の状態であるように見える。照射源が、第１の位置および第２の位置を通して移動するにつれて、照射源からの照射放射が、動作４４０において検出される。照射源が、１０ｍｓ～１００ｍｓ等、撮像のための実質的な量の時間放射した後、電子放射区分が、動作４５０において非アクティブ化される。電子放射区分の２つのサブセットのみが、方法４００を参照して議論されるが、より多くのサブセットもまた、利用され、照射を放射する間、照射源の移動をより精密に補償し得る。また、電子放射区分のサブセットを偏移させるとき、偏移は、電子放射区分の別のサブセットに対して、図面に描写される座標系に関してｚ方向、ｙ方向のいずれか、または両方の方向に行われ得る。理解されるであろうように、電子放射区分の１つのサブセットから陰極の電子放射区分の別のセットへの偏移は、陽極焦点内の偏移をもたらすであろう。

本明細書では、主に、Ｘ線源の移動を補償するための電子放射サブセットのアクティブ化として議論されるが、電子放射サブセットのアクティブ化は、他の目的のためにも実施され得る。例えば、電子放射サブセットのアクティブ化は、静止状態の照射源上で実施され、乳房の視点からＸ線放射が移動しているように見えるようにし得る。

図５は、本実施形態のうちの１つ以上が、実装され得る好適な動作環境５００の１つの実施例を図示する。この動作環境は、トモシンセシスシステムの中に直接的に組み込まれ得る、またはコントローラ等の、本明細書において説明されるようなトモシンセシスシステムから離散するが、それを制御するために使用されるコンピュータシステムの中に組み込まれ得る。これは、好適な動作環境の１つの実施例にすぎず、使用または機能性の範囲に関していかなる限定も示唆しないことが意図される。使用に好適であり得る他の周知のコンピュータシステム、環境、および／または構成は、限定ではないが、撮像システム、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサ系システム、スマートフォン等のプログラム可能家庭用電子装置、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、タブレット、上記のシステムまたはデバイスの任意のものを含む分散型コンピュータ環境、および同等物を含む。

その最も基本的な構成において、動作環境５００は、典型的には、少なくとも１つの処理ユニット５０２と、メモリ５０４とを含む。コンピュータデバイスの厳密な構成およびタイプに応じて、メモリ５０４（とりわけ、本明細書に開示される画像取得および処理方法を実施するための命令を記憶する）は、揮発性（ＲＡＭ等）、不揮発性（ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）、または２つのうちのいくつかの組み合わせであり得る。この最も基本的な構成は、図５において破線５０６によって図示される。さらに、環境５００はまた、限定ではないが、磁気または光学ディスクもしくはテープを含む、記憶デバイス（リムーバブル５０８および／または非リムーバブル５１０）を含み得る。同様に、環境５００はまた、タッチスクリーン、キーボード、マウス、ペン、音声入力等の入力デバイス５１４、および／またはディスプレイ、スピーカ、プリンタ等の出力デバイス５１６を有し得る。ＬＡＮ、ＷＡＮ、２地点間、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＲＦ等の１つ以上の通信接続５１２もまた、環境内に含まれ得る。

動作環境５００は、典型的には、少なくともいくつかの形態のコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、処理ユニット５０２または動作環境を備える他のデバイスによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。実施例として、限定ではないが、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、通信媒体とを備え得る。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報の記憶のための任意の方法または技術において実装される、揮発性および不揮発性のリムーバブルおよび非リムーバブル媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、所望される情報を記憶するために使用され得る、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、または他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、または他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶または他の磁気記憶デバイス、ソリッドステート記憶装置、もしくは任意の他の有形媒体を含む。通信媒体は、搬送波または他の輸送機構等の変調データ信号内のコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータを具現化し、任意の情報送達媒体を含む。用語「変調データ信号」は、その特徴セットのうちの１つ以上を有する、または信号内のエンコード情報に関してそのような様式で変更される信号を意味する。実施例として、限定ではないが、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続等の有線媒体ならびに音響、ＲＦ、赤外線、および他の無線媒体等の無線媒体を含む。上記の任意のものの組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。

動作環境５００は、１つ以上の遠隔コンピュータへの論理的接続を使用するネットワーク化された環境内で動作する単一のコンピュータであり得る。遠隔コンピュータは、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイス、または他の一般ネットワークノードであり得、典型的には、上記で説明される要素の多数または全てならびにそのように述べられない他のものを含む。論理的接続は、利用可能な通信媒体によってサポートされる任意の方法を含み得る。そのようなネットワーク環境は、オフィス、企業全体のコンピュータネットワーク、イントラネット、およびインターネットにおいて一般的である。

いくつかの実施形態では、本明細書において説明される構成要素は、コンピュータ記憶媒体および他の有形媒体上に記憶され、通信媒体内で伝送され得る、コンピュータシステム５００によって実行可能なモジュールまたは命令を備える。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報の記憶のための任意の方法または技術において実装される、揮発性および不揮発性のリムーバブルおよび非リムーバブル媒体を含む。上記の任意のものの組み合わせもまた、可読媒体の範囲内に含まれるべきである。いくつかの実施形態では、コンピュータシステム５００は、コンピュータシステム５００による使用のための遠隔記憶媒体内にデータを記憶するネットワークの一部である。

図６は、本明細書に開示される種々のシステムおよび方法が動作し得るネットワーク６００のある実施形態である。実施形態では、クライアントデバイス６０２等のクライアントデバイスは、ネットワーク６０８を介して、サーバ６０４および６０６等の１つ以上のサーバと通信し得る。実施形態では、クライアントデバイスは、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、ＰＤＡ、ネットブック、または図５内のコンピュータデバイス等の任意の他のタイプのコンピュータデバイスであり得る。実施形態では、サーバ６０４および６０６はまた、図５に図示されるコンピュータデバイス等の任意のタイプのコンピュータデバイスであり得る。ネットワーク６０８は、クライアントデバイスと１つ以上のサーバ６０４および６０６との間の通信を促進することが可能である任意のタイプのネットワークであり得る。例えば、検出器によって検出されるＸ線は、トモシンセシスシステム内でローカルに認識され、さらなる処理のために画像取得ワークステーション等の別のコンピュータデバイスに通信され得る。そのようなネットワークの実施例は、限定ではないが、ＬＡＮ、ＷＡＮ、セルラーネットワーク、および／またはインターネットを含む。

実施形態では、本明細書に開示される種々のシステムおよび方法は、１つ以上のサーバデバイスによって実施され得る。例えば、１つの実施形態では、サーバ６０４等の単一のサーバは、トモシンセシスシステムを利用するための方法等の、本明細書に開示されるシステムおよび方法を実施するために採用され得る。クライアントデバイス６０２は、ネットワーク６０８を介してサーバ６０４と相互作用し得る。さらなる実施形態では、クライアントデバイス６０２はまた、次いで、サーバ６０４および／または６０６に提供され得るスキャンおよび画像処理等の、本明細書に開示される機能性を実施し得る。

代替実施形態では、本明細書に開示される本方法およびシステムは、分散型コンピュータネットワーク、すなわち、クラウドネットワークを使用して実施され得る。そのような実施形態では、本明細書に開示される本方法およびシステムは、サーバ６０４および６０６等の２つ以上のサーバによって実施され得る。特定のネットワーク実施形態が、本明細書に開示されるが、当業者は、本明細書に開示されるシステムおよび方法が、他のタイプのネットワークおよび／またはネットワーク構成を使用して実施され得ることを理解するであろう。

本明細書に説明される実施形態は、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせを使用して、本明細書に開示されるシステムおよび方法を実装し、行うために採用され得る。具体的デバイスが、本開示全体を通して、具体的機能を行うように列挙されたが、当業者は、これらのデバイスが、例証目的のために提供され、他のデバイスも、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書に開示される機能性を行うために採用されることができることを理解されるであろう。

本開示は、付随の図面を参照して、本技術のいくつかの実施形態を説明したが、可能性として考えられる実施形態のいくつかのみが、示された。しかしながら、他の側面も、多くの異なる形態で具現化され得、本明細書に記載される実施形態の限定として解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、当業者に可能性として考えられる実施形態の範囲を完全に伝えるように提供された。

具体的実施形態が本明細書に説明されたが、本技術の範囲は、それらの具体的実施形態に限定されない。当業者は、本技術の範囲内の他の実施形態または改良を認識するであろう。したがって、具体的構造、作用、または媒体は、例証的実施形態としてのみ開示される。本発明による実施形態はまた、本明細書に別様に記載されない限り、概して開示されるが、組み合わせとして明示的に例示されないものの要素または構成要素を組み合わせ得る。本技術の範囲は、以下の請求項およびその中の任意の均等物によって定義される。

Claims (23)

1. トモシンセシスシステムであって、前記トモシンセシスシステムは、
   標的組織に対して回転するように構成されている回転アームと、
   前記回転アームに取り付けられているＸ線源であって、前記Ｘ線源は、陰極と陽極とを備え、前記陰極は、複数の陰極板を含む３次元アドレス指定可能なアレイを含み、前記複数の陰極板のそれぞれは、電子放射区分のアレイを有し、前記陰極から放射される電子の密度は、２次元アドレス指定可能なアレイを含む陰極から生成される電子の密度よりも大きい、Ｘ線源と、
   前記陰極に動作可能に接続されているコントローラであって、前記コントローラは、前記Ｘ線源が前記標的に対して第１の位置に配置されている場合には、前記電子放射区分の前記アレイの第１のサブセットをアクティブ化させ、前記Ｘ線源が前記標的に対して第２の位置に配置されている場合には、前記電子放射区分の前記アレイの第２のサブセットをアクティブ化させるように構成されている、コントローラと
   を備え、
   前記電子放射区分の前記第２のサブセットは、前記第１の位置から前記第２の位置への移動によって生じる実効焦点のサイズ、形状、位置の変化を補償するように選択され、前記実効焦点は、前記標的の視点から静止しているように見える、トモシンセシスシステム。
2. 前記回転アームは、第１の方向に移動し、前記電子放射区分の前記アレイの前記第２のサブセットは、前記電子放射区分の前記アレイの前記第１のサブセットから前記第１の方向の反対方向に離間されている電子放射区分を含む、請求項１に記載のトモシンセシスシステム。
3. 各電子放射区分は、少なくとも１つの電界放射電子放射体を含む、請求項１～２のいずれかに記載のトモシンセシスシステム。
4. 各電子放射区分は、少なくとも１つのカーボンナノチューブ放射体を含む、請求項３に記載のトモシンセシスシステム。
5. 前記電子放射区分の前記第１のサブセットおよび前記電子放射区分の前記第２のサブセットは、前記コントローラによって個々にアドレス指定可能である、請求項１～４のいずれかに記載のトモシンセシスシステム。
6. 前記アレイは、電子放射区分の複数の行を備え、各行は、前記コントローラによって個々にアドレス指定可能である、請求項１～５のいずれかに記載のトモシンセシスシステム。
7. 各行は、ゲート部と放射体部とを含み、前記ゲート部は、前記コントローラに接続されたトランジスタに接続されている、請求項６に記載のトモシンセシスシステム。
8. 各電子放射区分は、前記コントローラによって個々にアドレス指定可能である、請求項１～７のいずれかに記載のトモシンセシスシステム。
9. 各電子放射区分は、ゲート部と放射体部とを含み、前記ゲート部は、前記コントローラに接続されたトランジスタに接続されている、請求項８に記載のトモシンセシスシステム。
10. 前記Ｘ線源は、前記Ｘ線源が、前記第１の位置および前記第２の位置から移動するにつれて、前記標的上の単一の場所にＸ線を放射するように構成されている、請求項１～９のいずれかに記載のトモシンセシスシステム。
11. 前記コントローラおよび前記Ｘ線源は、前記電子放射区分の前記第１のサブセットから前記電子放射区分の前記第２のサブセットに偏移することにより、前記Ｘ線源が、前記第１の位置および前記第２の位置から移動するにつれて、前記単一の場所を維持するように構成されている、請求項１０に記載のトモシンセシスシステム。
12. トモシンセシスのための方法であって、前記方法は、
    Ｘ線源からのＸ線を標的の場所に放射しながら、前記Ｘ線源を前記標的に対して第１の位置から第２の位置に移動させることであって、前記Ｘ線源は、陰極を備え、前記陰極は、複数の陰極板を含む３次元アドレス指定可能なアレイを含み、前記複数の陰極板のそれぞれは、電子放射区分のアレイを有し、前記陰極から放射される電子の密度は、２次元アドレス指定可能なアレイを含む陰極から生成される電子の密度よりも大きい、ことと、
    前記Ｘ線源を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させる間に、前記Ｘ線源が前記第１の位置に配置されている場合には前記電子放射区分の第１のサブセットをアクティブ化させ、前記Ｘ線源が前記第２の位置に配置されている場合には電子放射区分の第２のサブセットをアクティブ化させることであって、前記電子放射区分の前記第２のサブセットは、前記第１の位置から前記第２の位置への移動によって生じる実効焦点のサイズ、形状、位置の変化を補償するように選択され、前記実効焦点は、前記標的の視点から静止しているように見える、ことと、
    前記放射されたＸ線を検出することと
    を含む、方法。
13. 前記電子放射区分のアレイの前記第２のサブセットは、前記電子放射区分の前記アレイの前記第１のサブセットからの電子放射区分を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 各電子放射区分は、少なくとも１つの電界放射電子放射体を含む、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
15. 各電子放射区分は、少なくとも１つのカーボンナノチューブ放射体を含む、請求項１２に記載の方法。
16. 前記アレイは、電子放射区分の複数の行を備え、各行は、個々にアドレス指定可能である、請求項１２～１５のいずれかに記載の方法。
17. 各電子放射区分は、個々にアドレス指定可能である、請求項１２～１６のいずれかに記載の方法。
18. トモシンセシスのための方法であって、前記方法は、
    Ｘ線源の陰極の電子放射区分の第１のサブセットをアクティブ化させることであって、前記陰極は、複数の陰極板を含む３次元アドレス指定可能なアレイを含み、前記複数の陰極板のそれぞれは、電子放射区分のアレイを有し、前記陰極から放射される電子の密度は、２次元アドレス指定可能なアレイを含む陰極から生成される電子の密度よりも大きい、ことと、
    前記Ｘ線源から放射されるＸ線を標的上の場所に指向することと、
    前記Ｘ線源を前記標的に対して移動させることと、
    前記Ｘ線源を移動させる間、前記電子放射区分の前記第１のサブセットを非アクティブ化させ、かつ、電子放射区分の第２のサブセットをアクティブ化させることにより、前記標的上の前記場所を維持することであって、前記電子放射区分の前記第２のサブセットは、前記Ｘ線源の移動によって生じる実効焦点のサイズ、形状、位置の変化を補償するように選択され、前記実効焦点は、前記標的の視点から静止しているように見える、ことと
    を含む、方法。
19. 前記電子放射区分の前記第２のサブセットは、前記電子放射区分の前記第１のサブセットからの電子放射区分を含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記陰極は、電子放射区分の複数の行を備え、各行は、個々にアドレス指定可能である、請求項１８または請求項１９に記載の方法。
21. 各電子放射区分は、個々にアドレス指定可能である単一の放射体を備える、請求項１８～２０のいずれかに記載の方法。
22. トモシンセシスにおいて使用されるＸ線源であって、前記Ｘ線源は、陰極を備え、前記陰極は、複数の陰極板を含む３次元アドレス指定可能なアレイを含み、前記複数の陰極板のそれぞれは、複数のアドレス指定可能な電子放射区分を有し、前記陰極から放射される電子の密度は、２次元アドレス指定可能なアレイを含む陰極から生成される電子の密度よりも大きく、前記３次元アドレス指定可能なアレイは、Ｖ形状の３次元アレイである、Ｘ線源。
23. トモシンセシスにおいて使用されるＸ線源であって、前記Ｘ線源は、陰極を備え、前記陰極は、複数の陰極板を含む３次元アドレス指定可能なアレイを含み、前記複数の陰極板のそれぞれは、複数のアドレス指定可能な電子放射区分を有し、前記陰極から放射される電子の密度は、２次元アドレス指定可能なアレイを含む陰極から生成される電子の密度よりも大きく、前記３次元のアドレス指定可能なアレイは、角錐形の３次元アレイである、Ｘ線源。

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