撮像用検出器を冷却するための液体冷却式の熱制御システム及び方法
【課題】撮像用検出器を冷却するための液体冷却式の熱制御システム及び方法を提供する。
【解決手段】撮像システム（１００）の１つは、検出器レール上に位置決めされた検出器（４００）を有するコンピュータ断層（ＣＴ）システムである。この検出器は複数の検出器素子を含む。検出器素子のうちの少なくとも幾つかはＸ線を検出するように構成されている。検出器レール（１０２）と熱的に連絡した冷却チャンネル（１０４）を有するような液体冷却式熱制御システム（１００）を提供する。この冷却チャンネルは、Ｘ線検出器の温度を変化させる１つまたは複数の外乱に応答して検出器素子の温度を制御するためにその中を流れる冷却用流体を有する。液体冷却式熱制御システム内には、外乱に応答して液体冷却式熱制御システムのパラメータを調整するために制御モジュール（１６０）も設けている。
【解決手段】撮像システム（１００）の１つは、検出器レール上に位置決めされた検出器（４００）を有するコンピュータ断層（ＣＴ）システムである。この検出器は複数の検出器素子を含む。検出器素子のうちの少なくとも幾つかはＸ線を検出するように構成されている。検出器レール（１０２）と熱的に連絡した冷却チャンネル（１０４）を有するような液体冷却式熱制御システム（１００）を提供する。この冷却チャンネルは、Ｘ線検出器の温度を変化させる１つまたは複数の外乱に応答して検出器素子の温度を制御するためにその中を流れる冷却用流体を有する。液体冷却式熱制御システム内には、外乱に応答して液体冷却式熱制御システムのパラメータを調整するために制御モジュール（１６０）も設けている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載した主題は全般的にはコンピュータ断層（ＣＴ）検出器などの撮像用検出器に関し、またより詳細にはＣＴ検出器向けの冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴ検出器は、その上に位置決めされた複数の検出器素子を有する検出器レールを含むことがある。この検出器素子はさらに、対象から放出されたＸ線をシンチレータに導くための開口部をその内部に形成して有するコリメータを含むことがある。このコリメータは、シンチレータに沿ってＸ線を分離している。次いでこのＸ線はシンチレータの背面に位置決めされた複数のフォトダイオードによって光の波に変換される。このアナログの光波はアナログ対ディジタル変換器によって、対象の画像とするように作成可能なディジタル信号に変換されている。
【０００３】
一般的に、ＣＴ検出器の検出器素子はかなりの量の熱を発生させる。検出器素子はＣＴ検出器が発生させる熱に対して敏感であることがある。例えばこの熱によって、検出器レール上での検出器素子のシフトが生じることがある。このために、コリメータの開口部がシンチレータの開口部と整列不良となり、これがＣＴ検出器により生成される画像内のスキャッタやノイズに繋がることがある。さらに検出器素子のうちのあるものは温度の変化に敏感である。例えばフォトダイオードは、大きな温度変化に曝されると過熱状態となったり損傷状態になることがある。このことは、フォトダイオードに隣接して位置決めされたアナログ対ディジタル変換器が大量の熱を発生する場合に特に問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７９７４３８４ Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＴ検出器が発生させる熱を冷却するための従来の手段は、ファン、ヒートシンク、その他によって検出器を冷却することを含む。しかしこうした方法は、ＣＴ検出器の温度を維持しておらず、単に素子に対して冷気を供給しているだけである。このために、ＣＴ検出器の内部に依然として温度のばらつきが存在しており、これが検出器素子のシフト及び／または素子の感度のシフトに繋がる。別のＣＴ検出器では素子を冷却しようとすることがなく、ソフトウェアを通じて検出器内部の熱を補償するだけである。具体的には、ＣＴ検出器の温度が監視されると共に、その検出温度に基づいてデータ収集及び画像形成が補償されている。ソフトウェア補正ではデータの内部に誤差が導入されかねないため、こうした方法は望ましくないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、検出器レールを有するコンピュータ断層（ＣＴ）検出器を提供する。この検出器レール上にＸ線検出器が位置決めされる。このＸ線検出器は複数の検出器素子を含む。検出器素子のうちの少なくとも幾つかはＸ線を検出するように構成されている。検出器レールと熱的に連絡した冷却チャンネルを有するような液体冷却式熱制御システムが提供される。この冷却チャンネルは、Ｘ線検出器の温度を変化させる１つまたは複数の外乱に応答して検出器素子の温度を制御するためにその中に流している冷却用流体を有する。液体冷却式熱制御システム内には外乱に応答して液体冷却式熱制御システムのパラメータを調整するための制御モジュールが設けられている。
【０００７】
別の実施形態では、コンピュータ断層（ＣＴ）検出器向けの液体冷却式熱制御システムを提供する。ＣＴ検出器の検出器レールと熱的に連絡させて１つまたは複数の冷却チャンネルを設けている。この冷却チャンネルは、検出器レールの温度を変化させる１つまたは複数の外乱に応答して検出器レール上に位置決めされた検出器素子の温度を制御するためにその中に流している冷却用流体を有する。冷却チャンネルから加熱された冷却用流体を受け取るための熱交換器が設けられている。この熱交換器は冷却用流体を冷却する。さらに、熱交換器から冷却された冷却用流体を受け取るためのヒータが設けられている。このヒータは、冷却された熱交換器からの冷却用流体を加熱すると共に、この冷却用流体を冷却チャンネル内に放出している。熱交換器、ヒータまたは熱交換器のファンのうちの少なくとも１つを制御して冷却用流体の温度を制御するために制御モジュールが設けられている。
【０００８】
さらに別の実施形態では、コンピュータ断層（ＣＴ）検出器の検出器素子を冷却する方法を提供する。本方法は、冷却用流体の温度を所定の温度に制御するために液体冷却式熱制御を制御するステップを含む。この冷却用流体は、液体冷却式熱制御によって所定の温度まで冷却される。この冷却用流体は、複数の検出器素子を有するＣＴ検出器の検出器レールと熱的に連絡して位置決めされた冷却チャンネル内に放出される。冷却チャンネル内の冷却用流体によって、検出器素子の温度が所定の温度に制御される。
【０００９】
ここに開示した主題については、以下に示した添付の図面を参照しながら非限定の実施形態に関する以下の説明を読むことでより理解が深まろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムの概略図である。
【図２】一実施形態に従って形成した検出器レールの上面図である。
【図３】一実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システム向けの制御システムのブロック概要図である。
【図４】一実施形態に従って形成されかつ液体冷却式熱制御システムを制御するように構成された制御モジュールのブロック図である。
【図５】別の実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムのブロック概要図である。
【図６】一実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムの概要図である。
【図７】一実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムの動作性能を表したグラフである。
【図８】別の実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムの動作性能を表したグラフである。
【図９】外側ループ制御を備えない制御システムの動作性能を表したグラフである。
【図１０】外側ループ制御を備えた制御システムの動作性能を表したグラフである。
【図１１】コンピュータ断層（ＣＴ）撮像システムの温度を制御するための方法を表した図である。
【図１２】様々な実施形態に従って構築したコンピュータ断層（ＣＴ）撮像システムの外観図である。
【図１３】図１２のＣＴ撮像システムのブロック概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述した要約並びにある種の実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことによってさらに十分な理解が得られよう。これらの図面が様々な実施形態の機能ブロックからなる図を表している場合も、必ずしもこれらの機能ブロックがハードウェア回路間で分割されることを意味するものではない。したがって例えば、１つまたは複数の機能ブロック（例えば、プロセッサ、制御器、回路またはメモリ）を単一のハードウェアの形で実現させることも、複数のハードウェアの形で実現させることがあり得る。こうした様々な実施形態は図面に示した配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。
【００１２】
本明細書で使用する場合、単数形で「ａ」や「ａｎ」の語を前に付けて記載した要素や工程は、これに関する複数の要素や工程も排除していない（こうした排除を明示的に記載している場合を除く）と理解すべきである。さらに「一実施形態」に対する言及は、記載した特徴も組み込んでいる追加的な実施形態の存在を排除すると理解されるように意図したものではない。さらに特に明示的に否定する記述をしない限り、ある具体的な性状を有する１つまたは複数の構成要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、こうした構成要素で当該性状を有しない追加的な構成要素も含むことがある。
【００１３】
コンピュータ断層（ＣＴ）検出器に関連して実施形態を説明しているが、本明細書に記載した液体冷却式熱制御は別の検出器またはシステムと一緒に用いるように修正し得ることに留意すべきである。例えばこの液体冷却式熱制御は、少なくとも陽電子放出断層（ＰＥＴ）システム、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）システム、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム及び／またはＸ線システム（ただし、これらに限らない）と一緒に利用することができる。一実施形態ではその液体冷却式熱制御を様々な材料から形成した検出器と一緒に利用することができる。
【００１４】
図１は、図１１及び１２に示したＣＴ検出器４００として具現化し得るＣＴ検出器１０１向けの液体冷却式熱制御システム１００の概略図である。熱制御システム１００は、ＣＴ検出器の検出器レール１０２と熱的に連絡している。具体的には熱制御システム１００の冷却チャンネル１０４を検出器レール１０２と熱的に連絡させている。冷却チャンネル１０４は、低温チャンネル１０３及び高温チャンネル１０５を含む。一実施形態ではその冷却チャンネル１０４は検出器レール１０２を通過して延びることがある。別法として検出器レール１０２に対して低温プレート（図示せず）を結合させることがある。こうした実施形態では、冷却チャンネル１０４が低温プレートを通過して延びることがある。別法としてその冷却チャンネル１０４を、検出器レール１０２と低温プレートの両方を通過して延びるように構成させることがある。冷却チャンネル１０４は、その中を通って流れる適当な任意の冷却用流体（例えば、液体または気体）とし得る冷却用流体を有する。
【００１５】
冷却チャンネル１０４から下流側にアキュムレータ１０６及びポンプ１０８が位置決めされている。アキュムレータ１０６は冷却チャンネル１０４から冷却用流体を受け取る。アキュムレータ１０６内に受け容れる冷却用流体の量は熱制御システム１００内部の冷却用流体の圧力に依存することがある（これについては以下で説明する）。ポンプ１０８は、熱制御システム１００を通る冷却用流体の流れを制御するためにアキュムレータ１０６の下流側に位置決めされている。ポンプ１０８は、単一速度ポンプや可変速ポンプとすることができる。
【００１６】
ポンプ１０８は、冷却用流体を下流側に熱交換器１１０まで放出する。熱交換器１１０は、例えば気体対液体熱交換器や液体対液体熱交換器など適当な任意の熱交換器とすることができる。図示した実施形態では、熱交換器１１０はファン１１２を有する気体対液体熱交換器である。冷却用流体はこの熱交換器１１０から、下流側にヒータ１１４まで流れる。ヒータ１１４は、電気ヒータ、ガスヒータ、あるいは適当な別の任意のヒータとすることができる。ヒータ１１４は、冷却用流体を下流側に冷却チャンネル１０４まで放出する。
【００１７】
動作の間に低温チャンネル１０３は、ヒータ１１４から冷却用流体を受け取る。冷却用流体は、検出器レール１０２の温度を維持するように構成された所定の温度で提供される。冷却チャンネル１０４内の冷却用流体は、熱誘導または熱対流の少なくとも１つを介して検出器レール１０２から熱を受け取ることによって検出器レール１０２を冷却している。次いで加熱された冷却用流体は、高温チャンネル１０５を通って下流側にアキュムレータ１０６まで流れる。アキュムレータ１０６は、熱制御システム１００内部の圧力に基づいて冷却用流体の一部を蓄積する。例えば熱制御システム１００が高い圧力で動作しているとき、アキュムレータ１０６はシステム１００が低い圧力で動作しているときと比べてより多くの冷却用流体を蓄積することがある。アキュムレータ１０６は、熱制御システム１００の一定の動作圧力が維持されるような冷却用流体を蓄積する。アキュムレータ１０６は、高い圧力における冷却用流体の膨張に対応しており、またポンプ１０８を加圧するために用いこれによりポンプ１０８内部のキャビテーションを防止することがある。
【００１８】
ポンプ１０８はアキュムレータ１０６から冷却用流体を受け取る。ポンプ１０８は、熱交換器１１０に放出される冷却用流体の量を調整するように制御を受ける可変速ポンプとすることがある。ポンプ１０８の速度を制御することによって、冷却用流体の温度を制御することができる。例えばポンプ１０８の速度を増大させると、冷却用流体が熱交換器１１０内を伝わる際の液体流量が増大し、これが冷却率を増大させる。逆にポンプ１０８の速度が低下すると、冷却用流体が熱交換器１１０内を流れる際の液体流量が減少し、これが冷却率を低下させる。一実施形態では、そのポンプ１０８は熱交換器１１０に対して、冷却用流体の所定温度を達成させるように構成された流量で冷却用流体を放出している。
【００１９】
一実施形態ではその熱交換器１１０はポンプ１０８から冷却用流体を受け取る。熱交換器１１０は、冷却用流体を所定温度未満の温度まで冷却する。熱交換器１１０のファン１１２は、冷却用流体の温度を調整するように制御を受けることがある。例えばファン１１２は、冷却用流体の冷却量を増大させるようにより高速度で動作させることがある。逆にファン１１２は、冷却用流体の冷却量を低下させるようにより低速度で動作させることがある。ファン１１２の速度は、所定の温度未満に至る冷却用流体の冷却が達成されるように制御される。
【００２０】
冷却用流体は、熱交換器１１０から下流側にヒータ１１４まで放出される。ヒータ１１４は冷却用流体を所定の温度未満から所定の温度まで加熱する。具体的には、ヒータ１１４は冷却用流体の温度の微調整が可能である一方、熱交換器１１０は精密な温度を提供できないことがある。したがって熱交換器１１０は、冷却用流体の温度を所定の温度未満まで低下させるために利用される。次いでヒータ１１４により、冷却用流体の温度を微調整し所定の温度を達成する。ヒータ１１４に供給するパワーは、冷却用流体の温度を調整できるように制御されることがある。ヒータ１１４に供給するパワーの調整によって、ヒータが発生させる熱が調整される。例えばヒータ１１４は、冷却用流体に対する追加的な加熱を提供するためにより高いパワーで動作させることがある。逆にヒータ１１４は、冷却用流体に対する加熱量を低下させるためにより低いパワーで動作させることがある。ヒータ１１４は、検出器レール１０２の温度が維持されるような所定の温度で冷却用流体を低温チャンネル１０３内に放出する。
【００２１】
様々な実施形態では、制御システム１００は検出器レール１０２の温度を定常温度に維持するために利用される。制御システム１００は、検出器レール１０２の温度変化の低減または防止を容易にする。制御システム１００は、冷却用流体の温度を制御するために幾つかのパラメータを調整することがある。冷却用流体の所定温度を達成するために、例えばポンプ１０８の速度、ファン１１２の速度、ヒータ１１４のパワーのうちのいずれか１つを調整することがある。
【００２２】
一実施形態ではその制御システム１００はさらに、ＣＴ検出器のウォームアップ時間の短縮のためにも利用されることがある。例えば熱交換器１１０がシャットオフされることがあり、また加熱した冷却用流体を冷却チャンネル１０４に供給するためにヒータ１１４をより高いパワーで動作させることがある。加熱した冷却用流体によれば、ＣＴ検出器のウォームアップに必要な時間を短縮することができる。別の実施形態では、気体温度のダイナミックレンジまたはガントリ回転を増大させて液体温度を維持するためにヒータ１１４が用いられることがある。
【００２３】
図２は、検出器レール１０２の構成要素を表している検出器レール１０２の上面図である。検出器レール１０２上には１つまたは複数のＸ線検出器１１６（その１つを図示）が位置決めされている。Ｘ線検出器１１６は複数の検出器素子を含む。対象から放出されたＸ線１１９を導くまたはコリメートするためにコリメータ１１８を設けている。コリメータ１１８は、例えばその間に開口部１２２が画定されたタングステンプレートなどの複数のプレート１２０を含む。開口部１２２は、Ｘ線１１９をシンチレータ１２４に導くように構成されている。Ｘ線検出器１１６はシンチレータ１２４を含むものに限定されない。別の実施形態ではそのＸ線検出器１１６は、別の検出器材料（例えば、直接変換材料）を含むことがある。シンチレータ１２４は画素構成による開口部１２６を含む。シンチレータ１２４の開口部１２６は、コリメータ１１８の開口部１２２と整列している。シンチレータ１２４は様々な画素箇所でＸ線１１９を検出し、このＸ線１１９を複数のフォトダイオード１２８に導いている。シンチレータ１２４はＸ線１１９を光の波に変換する。フォトダイオード１２８はこの光を電荷（例えば、電気信号）に変換し、これがアナログ対ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３０によってディジタル信号に変換される。このディジタル信号は、対象の画像の作成に用いられることがある。電子構成要素１３２は、Ａ／Ｄ変換器１３０からディジタル信号を受け取りこのディジタル信号を処理して画像を作成する。
【００２４】
図示した実施形態では、冷却チャンネル１０４は検出器レール１０２を通過して延びている。冷却チャンネル１０４は、検出器レール１０２を一定温度またはほぼ一定温度（例えば、許容範囲内や変動範囲内）に維持するために検出器レール１０２と熱接触状態にあると共にこれから熱を受け取っている。冷却チャンネル１０４は、検出器レール１０２の温度を通常の検出器動作に関するレンジ内に維持することがある。具体的には、動作中に検出器レール１０２の温度が変化すると、検出器レール１０２が収縮及び／または膨張することがある。検出器レール１０２の収縮及び／または膨張によって検出器素子のシフトが生じることがある。例えばコリメータ１１８及びシンチレータ１２４がシフトし、これによりコリメータ１１８の開口部１２２がシンチレータ１２４の開口部１２６と整列不良の状態になることがある。こうした整列不良によって画像データ内にスキャッタ及び／またはノイズが生じることがある。冷却チャンネル１０４は、検出器レール１０２の収縮及び／または膨張の量の低減あるいはその防止をするように検出器レール１０２の温度を維持し、これにより検出器素子のシフトが低減または防止される。このために冷却チャンネル１０４は、コリメータ１１８の開口部１２２とシンチレータ１２４の開口部１２６との整列の維持を容易にしている。
【００２５】
冷却チャンネル１０４はさらに、Ｘ線検出器１１６から熱１３４を受け取るように構成されている。冷却チャンネル１０４は、検出器素子を一定温度またはほぼ一定温度に維持するためにＸ線検出器１１６と熱接触状態にあると共にこれから熱を受け取っている。具体的には、例えばフォトダイオード１２８などの幾つかの構成要素は、温度の変化に敏感であることがある。温度変化は、フォトダイオード１２８の損傷及び／または誤動作を生じさせることがある。冷却チャンネル１０４は、熱の伝導または対流を通じてＸ線検出器１１６から熱を受け取り、構成要素の損傷及び／または誤動作の恐れを低減するあるいはこれを防止するようにフォトダイオード１２８やその他の検出器素子の温度を維持している。
【００２６】
図３は、制御システム１００のブロック概要図を表している。検出器レール１０２とＸ線検出器１１６（いずれも図２参照）を１つのモジュール１４０として図示している。モジュール１４０は入力される冷却用流体１４２を所定の温度で受け取っている。さらにモジュール１４０は、例えば検出器素子及び／またはガントリからの熱負荷１４４を受け取る。熱負荷１４４からの熱は、冷却用流体に伝わり、入力冷却用流体１４２の温度より高い温度を有する出力冷却用流体１４６が生成される。冷却用流体がアキュムレータ１０６及びポンプ１０８を通って流れる際に、モジュール１４０から熱損失１４９が放出される。ポンプ１０８は、冷却用流体の温度を制御するように選択された流量制御信号１４８に基づいて動作する。
【００２７】
冷却用流体は、下流側に熱交換器１１０まで流れると共に、所定の温度を超える温度にある入力１５０の位置で熱交換器１１０に入る。熱交換器１１０は、冷却用流体の温度を所定の温度未満の温度にある出力１５２まで低下させるように、例えばファン速度制御信号１１１に基づいたファン速度で動作している。次いで冷却用流体は、下流側のヒータ１１４まで移動する。冷却用流体は出力１５２の位置の流体温度あるいはこれに近い温度でヒータ１１４に入る。ヒータ１１４は、冷却用流体を所定の温度まで加熱させるように、例えば熱制御信号１１５に基づいて加熱レベルを規定するパワーレベルで動作する。ヒータ１１４は、その冷却用流体を入力冷却用流体１４２としてモジュール１４０に放出する。入力冷却用流体１４２の温度を制御するために、ポンプ１０８の流量制御信号１４８、熱交換器１１０のファン速度制御信号１１１及び／またはヒータ１１４の熱制御信号１１５が調整されることがある。
【００２８】
図４は、一実施形態に従って形成されると共に液体冷却式熱制御システム１００を制御するように構成された制御モジュール１６０のブロック図である。制御モジュール１６０は、本明細書に記載した様々な制御信号など制御システム１００に対して命令を提供するように構成されたハードウェア、ソフトウェアあるいはこれらの組み合わせとすることができる。制御モジュール１６０は、制御システム１００に対して命令を提供するためのソフトウェアを動作させるように構成されることがある。このソフトウェアは、プロセッサに制御システム１００を動作させるようにその上に命令を記録させて有する有形で非一時的なマシン読み取り可能な媒体（複数のこともある）とすることがある。この媒体（複数のこともある）は、任意のタイプのＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスク、光ディスク、フラッシュＲＡＭドライブ、または別のタイプのコンピュータ読み取り可能な媒体、あるいはこれらの組み合わせとすることができる。
【００２９】
制御モジュール１６０は、ポンプ１０８、熱交換器１１０のファン１１２及びヒータ１１４と連絡している。制御モジュール１６０は、ポンプ１０８、ファン１１２またはヒータ１１４のうちの任意の１つまたは幾つかの動作を制御するように構成されている。例えば制御モジュール１６０は、ポンプ１０８の速度、ファン１１２の速度、及び／またはヒータ１１４のパワーレベルを制御することがある。制御モジュール１６０は、検出器レール１０２またはＸ線検出器１１６（いずれも図２参照）のうちの少なくとも１つの温度を示す温度入力信号１６２を受け取る。制御モジュール１６０は温度入力信号１６２を、事前決定とし得る温度設定点１６４と比較する。温度設定点１６４は、所望のまたは必要な検出器レール１０２の所定温度あるいは所望のまたは必要なＸ線検出器１１６の所定温度を示す。温度設定点１６４は、例えばオペレータによってＣＴ検出器の動作前に入力されることがある。
【００３０】
制御モジュール１６０は、制御システム１００に対する調整値を決定するために温度入力信号１６２と温度設定点１６４の差を判定する。例えば制御モジュール１６０は、温度設定点１６４と実質的に等価な温度入力信号１６２（フィードバック信号とすることがある）に基づいた温度が達成されるように制御システム１００の動作を調整する。例えば制御モジュール１６０は、温度設定点１６４と実質的に等価またはこれに等しい温度レベルが達成されるように、ファン１１２の速度、ポンプ１０８の速度、ヒータ１１４のパワーレベル、あるいはこれらの任意の組み合わせを調整することがある。
【００３１】
図５は、別の実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システム２００の概要図である。制御システム２００は検出器レール２０２及びＸ線検出器２０４と流体連通している。検出器レール２０２とＸ線検出器２０４の両者はＣＴ検出器のガントリから熱負荷２０３を受け取る。Ｘ線検出器２０４もまた熱負荷２０５を発生させる。制御システム２００は、熱交換器２０６、インラインヒータ２０８及びポンプ２１０を含む。動作時において検出器レール２０２及びＸ線検出器２０４を冷却するために冷却用流体が検出器レール２０２内を通過する。制御システム２００は内側制御ループ２０１を含む。制御モジュール２１６に対しては検出器レール温度信号２１２及びポンプ流量信号２１４が伝達される。制御モジュール２１６は、検出器レール温度信号２１２とポンプ流量信号２１４の少なくとも一方と事前決定とし得る冷却用流体温度設定点２２０との比較に基づいて、熱交換器２０６のファン速度２１８を調整する。別法としてまたは追加としてポンプ流量信号２１４は、検出器レール温度信号２１２とポンプ流量信号２１４のうちの少なくとも一方と冷却用流体温度設定点２２０との比較に基づいて制御モジュール２１６によって調整されることがある。別法としてまたは追加として、ヒータ２０８のパワーレベル信号２２１は、検出器レール温度信号２１２とポンプ流量信号２１４のうちの一方と冷却用流体温度設定点２２０との比較に基づいて制御モジュール２１６によって調整されることがある。
【００３２】
制御システム２００はさらに外側制御ループ２２２を含む。外側制御ループ２２２は、Ｘ線検出器２０４から温度入力２２６（例えば、計測した温度または温度信号）を受け取っている制御モジュール２２４を含む。制御モジュール２２４はまた、Ｘ線検出器温度設定点２２８を受け取っている。制御モジュール２２４は、温度入力２２６と温度設定点２２８の比較に基づいて冷却用流体温度設定点２２０を調整することがある。したがって制御システム２００は、冷却用流体の温度を制御するようなポンプ流量２１４、熱交換器２０６のファン速度２１８またはヒータ出力２２１のうちの少なくとも１つの調整を可能にする２つのフィードバックループを含む。内側制御ループ２０１と外側制御ループ２２２は、独立にまたは別々に動作することがある。
【００３３】
図６は、別の実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システム２５０の概要図である。制御システム２５０は、検出器レール及びＸ線検出器を含んだ検出器モジュール２５２と流体連通している。制御システム２５０は、熱交換器２５４、表面ヒータ２５６及びポンプ２５８を含む。熱交換器２５４と検出器モジュール２５２の両者は、ＣＴ検出器のガントリから熱負荷２５３を受け取る。制御システム２５０は制御モジュール２６１を有する内側制御ループ２６０を含む。内側制御モジュール２６１は、熱交換器２５４から温度入力２６２を受け取る。温度入力２６２は、制御モジュール２６１によって冷却用流体温度設定点２６４と比較される。この比較に基づいて制御モジュール２６１は、冷却用流体の温度を制御するようにポンプ２５８のポンプ流量２６８、熱交換器２５４のファン速度２７０またはヒータ２５６のヒータ出力２７２のうちの少なくとも１つを調整することがある。
【００３４】
制御システム２５０はさらに、外側制御モジュール２７６を有する外側制御ループ２７４を含む。制御モジュール２７６によって検出器モジュール温度入力２７８（例えば、計測した温度または温度信号）及び検出器モジュール温度設定点２８０を受け取っている。検出器モジュール温度入力２７８と検出器モジュール温度設定点２８０の比較に基づいて制御モジュール２７６は冷却用流体温度設定点２６４を調整することがある。したがって制御システム２５０は、冷却用流体の温度を制御するようなポンプ２５８のポンプ流量２６８、熱交換器２５４のファン速度２７０またはヒータ２５６のヒータ出力２７２のうちの少なくとも１つの調整を可能にする２つのフィードバックループを含む。内側制御ループ２６０と外側制御ループ２７４は、独立にまたは別々に動作することがある。
【００３５】
図７は、制御システム２００の動作性能を表したグラフを示している。グラフ３１０は、制御システム２００によって冷却される例えばＡ／Ｄ変換器１３０（図２参照）などのＡ／Ｄ変換器の温度３１２を表している。ｘ軸３１４は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３１６は温度（単位：摂氏温度）を表している。グラフ３３０は、制御システム２００の熱交換器２０６を通る気体フロー３３１を表している。ｘ軸３３２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３３４は気体フロー（立方フィート毎分）を表している。グラフ３５０は、制御システム２００のヒータ２０８のヒータパワー３５１を表している。ｘ軸３５２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３５４はヒータパワー（単位：ワット）を表している。図示した実施形態では、そのヒータパワーは７０Ｗ未満である。
【００３６】
図８は、制御システム２５０の動作性能を表したグラフを示している。グラフ３００は、制御システム２５０により冷却されるＡ／Ｄ変換器の温度３０２を表している。ｘ軸３０４は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３０６は温度（単位：摂氏温度）を表している。グラフ３２０は、制御システム２５０の熱交換器２５４を通る気体フロー３２１を表している。ｘ軸３２２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３２４は気体フロー（立方フィート毎分）を表している。グラフ３４０は、制御システム２５０のヒータ２５６のヒータパワー３４１を表している。ｘ軸３４２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３４４はヒータパワー（単位：ワット）を表している。図示した実施形態ではそのヒータパワーは５０Ｗ未満である。
【００３７】
図９は、外側ループ制御を備えない制御システムの動作性能を表したグラフを示している。グラフ３６０は、外側制御ループを有しない制御システムで用いられるＡ／Ｄ変換器の温度３６１を表している。ｘ軸３６２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３６４は温度を表している。グラフ３８０は、外側制御ループを有しないを制御システムで用いられる冷却チャンネル内の冷却用流体のインレット温度３８１を表している。ｘ軸３８２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３８４は温度を表している。
【００３８】
図１０は、外側ループ制御を備えた制御システムの動作性能を表したグラフを示している。グラフ３７０は、外側制御ループを有する制御システムで用いられるＡ／Ｄ変換器の温度３７１を表している。ｘ軸３７２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３７４は温度を表している。グラフ３９０は、外側制御ループを有する制御システムで用いられる冷却チャンネル内の冷却用流体のインレット温度３９１を表している。ｘ軸３９２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３９４は温度を表している。
【００３９】
図９及び１０に示したように、１つまたは複数の外側ループを備えた制御システムの様々な実施形態によれば、検出器電子回路の温度変化に基づいた液体設定点の調整によって一定の検出器電子回路（例えば、フォトダイオード）温度を維持するように液体温度が調整される。様々な実施形態ではこのスキームによって、検出器電子回路の熱負荷の変化並びに対流によるレールに対する回転の影響を補償することができる。液体温度を調整する１つまたは複数の外側ループを備えない制御システムでは、検出器電子回路の熱負荷変化及び検出器冷却に対するガントリ回転の影響の補償がなされない（電子回路のパワーのパワーを一定値に維持するように設計すること及び検出器電子回路の温度に対するガントリ回転の影響を低減するような遮断性の（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ）レールを提供することによりこれは達成される）。
【００４０】
図１１は、コンピュータ断層（ＣＴ）撮像システムの温度を制御するための方法５００を表している。本方法は、冷却用流体の温度を所定の温度に制御するように液体冷却式熱制御システムを制御するステップ５０２を含む。この液体冷却式熱制御システムは、熱交換器、ヒータまたはファンを含むことがある。熱交換器、ヒータまたはファンのうちの少なくとも１つの出力はＣＴ撮像システム内の外乱に応答して制御されることがある。例えばその外乱は、ガントリ気体温度及び／またはガントリの回転により生じる熱対流を含むことがある。この外乱にはさらに、ＣＴシステム内部の検出器素子が発生させる熱を含むことがある。例えばＣＴシステムの内部にアナログ対ディジタル変換器が熱を発生させることがある。
【００４１】
方法５００はさらに、液体冷却式熱制御システムによって冷却用流体を所定の温度まで冷却するステップ５０４を含む。液体冷却式熱制御システムのパラメータはその外乱に応答して制御モジュールによって調整（５０６）されることがある。例えば一実施形態では、液体冷却式熱制御システムの制御モジュールが熱交換器の出力を調整（５０８）することがある。別の実施形態ではその液体冷却式熱制御システムはヒータの出力を調整（５１０）することがある。さらに別の実施形態ではその液体冷却式熱制御システムは、ファンの出力を調整（５１２）することがある。さらに液体冷却式熱制御システムは、アキュムレータとポンプの少なくとも一方の出力を調整（５１４）することがある。例示的な一実施形態ではその液体冷却式熱制御システムは、調整ステップ５０８、５１０、５１２及び／または５１４を任意に組み合わせて実行することがある。
【００４２】
方法５００はさらに、複数の検出器素子を有するＣＴ検出器の検出器レールと熱的に連絡して位置決めされた冷却チャンネル内に冷却用流体を放出するステップ５１６を含む。冷却チャンネル内の冷却用流体によって検出器素子の温度が所定の温度で制御される。
【００４３】
一実施形態では、熱交換器の初期コンダクタンスは次式で定義される：
Ｇ＝総熱負荷／ＩＴＤ＝Ｑtotal／（Ｔliq-hot−Ｔair）
気体流量を変更すること（例えば、液体冷却式熱制御システム内部のファン速度の調整による気体フローの立方フィート毎分値の変更）によって、ガントリ内部の様々な気体温度条件向けに液体温度が制御されるようにコンダクタンスを変更することができる。熱交換器設計について、その初期コンダクタンスは気体流量（ＣＦＭ）と液体流量（ＧＰＭ）の関数である。これら２つの変数を用いることによって、熱交換器のアウトレット液体温度を制御することが可能である。熱交換器のファン速度制御によって誤差を設定点から低下させることがある。
【００４４】
液体温度の制御を微調整するために制御ループ内にインラインヒータを用いることがある。検出器に供給されるインラインヒータにおける液体温度アウトレットを微調整するようにヒータパワーを操作することがある。幾つかの実施形態では、対流境界条件変化並びに気体温度変化に伴ってパワーを可変とさせることが可能である。こうした実施形態では、内側ループがファン及び／またはポンプ及び／またはインラインヒータを用いて検出器に対する液体インレット温度を制御する一方、外側ループが検出器モジュール温度をフィードバックしこれにより内側ループ液体温度の制御をリセットしているようなカスケード型ループを組み込んでいる。
【００４５】
図１２及び１３を参照すると、様々な実施形態をその内部で実現し得る多重スライススキャン撮像システム（例えば、ＣＴ撮像システム４００）について検出器４０２を複数含むように表している。システム４００は、上に記載した液体冷却式熱制御システムと一緒に用いることができる。ＣＴ撮像システム４００は、Ｘ線源４０６（本明細書では、Ｘ線源４０６とも呼ぶ）を含んだガントリ４０４を含んでおり、このガントリ４０４の対向する側にある検出器アレイ４１０に向けてＸ線源４０６がＸ線ビーム４０８を投射している。検出器アレイ４１０に対して冷却システム４１１（例えば、上に記載した冷却システムのいずれか）を熱接触させている。別法として冷却システム４１１は、ＣＴ撮像システム４００の構成要素のいずれかと熱接触させることがある。検出器アレイ４１０は、アレイ４１０と線源４０６の間にある患者４１２などの被検体を通過するように投射されたＸ線を一体となって検知する複数の検出器４０２を含んだ複数の検出器横列（図示せず）によって形成されている。各検出器４０２は入射したＸ線ビームの強度を表す電気信号を発生させており、したがってこれを用いてビームが患者４１２を通過した際のビームの減衰を推定することが可能となる。Ｘ線投影データを収集するスキャンの間に、ガントリ４０４とその中に装着された構成要素は回転中心４１４の周りで回転する。図７は、検出器４０２の単一横列（すなわち、１つの検出器横列）だけを表している。しかし多重スライス検出器アレイ４１０は、１回のスキャンの間に複数の疑似並列または並列スライスに対応した投影データを同時に収集可能とするように検出器４０２の複数の並列検出器横列を含む。
【００４６】
ガントリ４０４上での構成要素の回転並びにＸ線源４０６の動作は、ＣＴ撮像システム４００の制御機構４１６によって制御されている。制御機構４１６は、Ｘ線源４０６に対してパワー信号とタイミング信号を提供するＸ線制御器４１８と、ガントリ４０４上の構成要素の回転速度及び位置を制御するガントリモータ制御器４２０と、を含む。制御機構４１６内にあるデータ収集システム（ＤＡＳ）４２２は、検出器４０２からのアナログデータをサンプリングし、このデータを後続の処理のためにディジタル信号に変換している。画像再構成装置４２４がＤＡＳ４２２からサンプリング及びディジタル化を受けたＸ線データを受け取り、高速の画像再構成を実行する。この再構成画像は、コンピュータ４２６に対して入力として与えられ、この画像はコンピュータ４２６によって記憶デバイス４２８内に保存される。画像再構成装置４２４は、特殊なハードウェアとすることも、コンピュータ４２６上で実行させるコンピュータプログラムとすることも可能である。
【００４７】
コンピュータ４２６は、キーボード及び／あるいはマウス、トラックボール、ライトペンなどの別のユーザ入力及び／またはマーキングデバイスを有するコンソール４３０を介してオペレータからのコマンドやスキャンパラメータを受け取っている。付属のディスプレイ４３２（その例としては、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはプラズマディスプレイが含まれる）によって、オペレータはコンピュータ４２６からの再構成画像やその他のデータを観察することが可能である。ディスプレイ４３２は、感圧式入力画面などのユーザポインティングデバイスを含むことがある。コンピュータ４２６はオペレータが供給したコマンド及びパラメータを用いてＤＡＳ４２２、Ｘ線制御器４１８及びガントリモータ制御器４２０に対して制御信号や情報を提供している。さらにコンピュータ４２６は、ガントリ４０４内に患者４１２を位置決めするようにモータ式テーブル４３６を制御するテーブルモータ制御器４３４を操作している。例えばテーブル４３６によって、患者４１２の一部をガントリ開口部４３８内に通している。
【００４８】
様々な実施形態によって、検出器素子から熱を受け取るように検出器レール及び／または低温プレートに装着させかつこれから熱を受け取るような熱制御システムが提供される。この熱制御システムは、例えば検出器レールまたはこの検出器レールに結合させたＸ線検出器の温度をばらつかせるまたは変化させる１つまたは複数の外乱に応答して、検出器レールを一定温度に維持するように制御された温度（例えば、実質的に一定温度）の冷却用流体をその内部に循環させている。様々な実施形態においてこの冷却用流体温度は、温度制御用のアクチュエータの役割をする熱交換器、ヒータ及びポンプを用いて制御される。熱交換器のファン速度は必要な冷却用流体温度と計測した冷却用流体温度の誤差に基づいて制御モジュールを用いて制御されることがある。検出器レールに供給される冷却用流体温度を制御するようにヒータパワーもまた調整されることがある。熱制御システムを通過させる必要な冷却用流体流量を達成するためにポンプ速度も制御されることがある。
【００４９】
様々な実施形態ではその制御モジュールパラメータは、温度制御の達成に必要な利得差に対応するために冷却用流体温度と気体温度の差に基づいて計算される。一実施形態では、冷却用流体温度設定点を変更して検出器素子の熱負荷変化を補償するためにカスケード外側ループのフィードバックが提供される。別法として、低温プレート及び／または検出器レールに対して表面ヒータを装着させることがある。このヒータパワーは、熱制御システムを装着されているレール温度を制御するように調整される。
【００５０】
幾つかの実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、検出器電子回路の一定温度の維持である。
【００５１】
本明細書に記載した様々な実施形態によれば、プロセッサまたはコンピュータが撮像装置を動作させて本明細書に記載した方法の一実施形態を実行するような命令をその上に記録して有する有形で非一時的な機械読み取り可能媒体（複数のこともある）が提供される。この媒体（複数のこともある）は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フロッピー(商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュＲＡＭドライブ、別のタイプのコンピュータ読み取り可能な媒体、あるいはこれらの組み合わせのうちの任意のタイプとすることができる。
【００５２】
さらに、様々な実施形態及び／または構成要素（例えば、モジュールあるいはこれらの内部にある構成要素や制御器）は、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現させることができる。このコンピュータまたはプロセッサは、コンピュータ処理デバイス、入力デバイス、表示ユニット、及び例えばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことがある。このコンピュータまたはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことがある。このマイクロプロセッサは、通信バスと接続させることがある。このコンピュータまたはプロセッサはさらにメモリを含むことがある。このメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことがある。コンピュータまたはプロセッサはさらに、ハードディスクドライブ、あるいはフロッピー(商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブ、その他などの取外し可能な記憶ドライブとし得る記憶デバイスを含むことがある。この記憶デバイスはさらに、コンピュータプログラムやその他の命令をコンピュータまたはプロセッサにロードするための別の同様の手段とすることがある。
【００５３】
本明細書で使用する場合、「コンピュータ」または「モジュール」という用語は、マイクロコントローラを用いたシステム、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、及び本明細書に記載した機能を実行可能な別の任意の回路またはプロセッサを含めプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースの任意のシステムを含むことができる。上述の例は単に例示であり、またしたがっていかなる意味においても「コンピュータ」という用語の定義及び／または意味を限定することを意図していない。
【００５４】
このコンピュータまたはプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子内に保存された１組の命令を実行する。この記憶素子はさらに、所望によりまたは必要に応じて、データやその他の情報も保存することがある。この記憶素子は情報ソースの形態とすることや、処理装置内部にある物理的なメモリ素子とすることがある。
【００５５】
この命令の組は、本明細書に記載した主題に関する様々な実施形態の方法や処理などの指定の動作を実行するように処理装置としてのコンピュータまたはプロセッサに指令するための様々なコマンドを含むことがある。この命令の組はソフトウェアプログラムの形態とすることがある。このソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェアなど様々な形態とすることがある。さらにこのソフトウェアは、個別プログラムまたはモジュール、より大きなプログラム内部のプログラムモジュール、あるいはプログラムモジュールの一部分からなる集合体の形態とすることがある。このソフトウェアはさらに、オブジェクト指向プログラミングの形態をしたモジュール型プログラミングを含むことがある。処理装置による入力データの処理は、ユーザコマンドに応答すること、以前の処理結果に応答すること、あるいは別の処理装置が発した要求に応答することがある。
【００５６】
本明細書で使用する場合、「ソフトウェア」と「ファームウェア」という用語は置き換え可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含めコンピュータによって実行するためにメモリ内に記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。上述のメモリタイプは単に例示であり、またしたがってコンピュータプログラムの記憶に使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。
【００５７】
上の記述は例示であって限定でないことを理解されたい。例えば上述の実施形態（及び／または、その態様）は、互いに組み合わせて使用されることがある。さらに、具体的な状況や材料を記載した主題の様々な実施形態の教示に適応させるように本趣旨を逸脱することなく多くの修正を実施することができる。本明細書に記載した材料の寸法及びタイプは本発明の様々な実施形態に関するパラメータを規定するように意図していても、これらの実施形態は決して限定ではなく例示の実施形態である。上の記述を検討することにより当業者には別の多くの実施形態が明らかとなろう。本発明の主題に関する様々な実施形態の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲、並びに本請求範囲が規定する等価物の全範囲を参照しながら決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」や「ようになった（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という表現を「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」や「であるところの（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という対応する表現に対する平易な英語表現として使用している。さらに添付の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」及び「第３の」その他の表現を単にラベル付けのために使用しており、その対象に対して数値的な要件を課すことを意図したものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は手段プラス機能形式で記載しておらず、また３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２、第６パラグラフに基づいて解釈されるように意図したものでもない（ただし、本特許請求の範囲の限定によって「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」の表現に続いて追加的な構造に関する機能排除の記述を明示的に用いる場合を除く）。
【００５８】
この記載では、本発明の様々な実施形態（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む本発明の様々な実施形態の実施を可能にするために例を使用している。本発明の様々な実施形態の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、その例が本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、その例が本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。
【符号の説明】
【００５９】
１００ 熱制御システム
１０２ 検出器レール
１０３ 低温チャンネル
１０４ 冷却チャンネル
１０５ 高温チャンネル
１０６ アキュムレータ
１０８ ポンプ
１１０ 熱交換器
１１２ ファン
１１４ ヒータ
１１６ Ｘ線検出器
１１８ コリメータ
１１９ Ｘ線
１２０ プレート
１２２ 開口部
１２４ シンチレータ
１２６ 開口部
１２８ フォトダイオード
１３０ Ａ／Ｄ変換器
１３２ 電子構成要素
１３４ 熱
１４０ モジュール
１４２ 入力冷却用流体
１４４ 熱負荷
１４６ 出力冷却用流体
１４８ 流量
１４９ 熱損失
１５０ 温度
１５２ 温度
１６０ 制御モジュール
１６２ 温度入力
１６４ 温度設定点
２００ 制御システム
２０１ 内側制御ループ
２０２ 検出器レール
２０４ Ｘ線検出器
２０６ 熱交換器
２０８ インラインヒータ
２１０ ポンプ
２１２ 検出器レール温度
２１４ ポンプ流量
２１６ 制御モジュール
２１８ ファン速度
２２０ 冷却用流体温度設定点
２２１ ヒータ出力
２２２ 外側制御ループ
２２４ 制御モジュール
２２６ 温度入力
２２８ 温度設定点
２５０ 制御システム
２５２ 検出器モジュール
２５４ 熱交換器
２５６ ヒータ
２５８ ポンプ
２６０ 内側制御ループ
２６２ 温度入力
２６４ 冷却用流体温度設定点
２６６ 制御モジュール
２６８ ポンプ流量
２７０ ファン速度
２７２ ヒータ出力
２７４ 外側制御ループ
２７６ 制御モジュール
２７８ 検出器モジュール温度入力
２８０ 検出器モジュール温度設定点
３００ グラフ
３０２ 温度
３０４ ｘ軸
３０６ ｙ軸
３１０ グラフ
３１２ 温度
３１４ ｘ軸
３１６ ｙ軸
３２０ グラフ
３２２ ｘ軸
３２４ ｙ軸
３３０ グラフ
３３２ ｘ軸
３３４ ｙ軸
３４０ グラフ
３４２ ｘ軸
３４４ ｙ軸
３５０ グラフ
３５２ ｘ軸
３５４ ｙ軸
３６０ グラフ
３６２ ｘ軸
３６４ ｙ軸
３７０ グラフ
３７２ ｘ軸
３７４ ｙ軸
３８０ グラフ
３８２ ｘ軸
３８４ ｙ軸
３９０ グラフ
３９２ ｘ軸
３９４ ｙ軸
４００ ＣＴ撮像システム
４０２ 検出器
４０４ ガントリ
４０６ Ｘ線源
４０８ Ｘ線
４１０ 検出器アレイ
４１２ 患者
４１４ 回転中心
４１６ 制御機構
４１８ Ｘ線制御器
４２０ ガントリモータ制御器
４２２ システム（ＤＡＳ）
４２４ 画像再構成装置
４２６ コンピュータ
４２８ 記憶デバイス
４３０ コンソール
４３２ ディスプレイ
４３４ テーブルモータ制御器
４３６ モータ式テーブル
４３８ ガントリ開口部
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載した主題は全般的にはコンピュータ断層（ＣＴ）検出器などの撮像用検出器に関し、またより詳細にはＣＴ検出器向けの冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴ検出器は、その上に位置決めされた複数の検出器素子を有する検出器レールを含むことがある。この検出器素子はさらに、対象から放出されたＸ線をシンチレータに導くための開口部をその内部に形成して有するコリメータを含むことがある。このコリメータは、シンチレータに沿ってＸ線を分離している。次いでこのＸ線はシンチレータの背面に位置決めされた複数のフォトダイオードによって光の波に変換される。このアナログの光波はアナログ対ディジタル変換器によって、対象の画像とするように作成可能なディジタル信号に変換されている。
【０００３】
一般的に、ＣＴ検出器の検出器素子はかなりの量の熱を発生させる。検出器素子はＣＴ検出器が発生させる熱に対して敏感であることがある。例えばこの熱によって、検出器レール上での検出器素子のシフトが生じることがある。このために、コリメータの開口部がシンチレータの開口部と整列不良となり、これがＣＴ検出器により生成される画像内のスキャッタやノイズに繋がることがある。さらに検出器素子のうちのあるものは温度の変化に敏感である。例えばフォトダイオードは、大きな温度変化に曝されると過熱状態となったり損傷状態になることがある。このことは、フォトダイオードに隣接して位置決めされたアナログ対ディジタル変換器が大量の熱を発生する場合に特に問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７９７４３８４ Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＴ検出器が発生させる熱を冷却するための従来の手段は、ファン、ヒートシンク、その他によって検出器を冷却することを含む。しかしこうした方法は、ＣＴ検出器の温度を維持しておらず、単に素子に対して冷気を供給しているだけである。このために、ＣＴ検出器の内部に依然として温度のばらつきが存在しており、これが検出器素子のシフト及び／または素子の感度のシフトに繋がる。別のＣＴ検出器では素子を冷却しようとすることがなく、ソフトウェアを通じて検出器内部の熱を補償するだけである。具体的には、ＣＴ検出器の温度が監視されると共に、その検出温度に基づいてデータ収集及び画像形成が補償されている。ソフトウェア補正ではデータの内部に誤差が導入されかねないため、こうした方法は望ましくないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、検出器レールを有するコンピュータ断層（ＣＴ）検出器を提供する。この検出器レール上にＸ線検出器が位置決めされる。このＸ線検出器は複数の検出器素子を含む。検出器素子のうちの少なくとも幾つかはＸ線を検出するように構成されている。検出器レールと熱的に連絡した冷却チャンネルを有するような液体冷却式熱制御システムが提供される。この冷却チャンネルは、Ｘ線検出器の温度を変化させる１つまたは複数の外乱に応答して検出器素子の温度を制御するためにその中に流している冷却用流体を有する。液体冷却式熱制御システム内には外乱に応答して液体冷却式熱制御システムのパラメータを調整するための制御モジュールが設けられている。
【０００７】
別の実施形態では、コンピュータ断層（ＣＴ）検出器向けの液体冷却式熱制御システムを提供する。ＣＴ検出器の検出器レールと熱的に連絡させて１つまたは複数の冷却チャンネルを設けている。この冷却チャンネルは、検出器レールの温度を変化させる１つまたは複数の外乱に応答して検出器レール上に位置決めされた検出器素子の温度を制御するためにその中に流している冷却用流体を有する。冷却チャンネルから加熱された冷却用流体を受け取るための熱交換器が設けられている。この熱交換器は冷却用流体を冷却する。さらに、熱交換器から冷却された冷却用流体を受け取るためのヒータが設けられている。このヒータは、冷却された熱交換器からの冷却用流体を加熱すると共に、この冷却用流体を冷却チャンネル内に放出している。熱交換器、ヒータまたは熱交換器のファンのうちの少なくとも１つを制御して冷却用流体の温度を制御するために制御モジュールが設けられている。
【０００８】
さらに別の実施形態では、コンピュータ断層（ＣＴ）検出器の検出器素子を冷却する方法を提供する。本方法は、冷却用流体の温度を所定の温度に制御するために液体冷却式熱制御を制御するステップを含む。この冷却用流体は、液体冷却式熱制御によって所定の温度まで冷却される。この冷却用流体は、複数の検出器素子を有するＣＴ検出器の検出器レールと熱的に連絡して位置決めされた冷却チャンネル内に放出される。冷却チャンネル内の冷却用流体によって、検出器素子の温度が所定の温度に制御される。
【０００９】
ここに開示した主題については、以下に示した添付の図面を参照しながら非限定の実施形態に関する以下の説明を読むことでより理解が深まろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムの概略図である。
【図２】一実施形態に従って形成した検出器レールの上面図である。
【図３】一実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システム向けの制御システムのブロック概要図である。
【図４】一実施形態に従って形成されかつ液体冷却式熱制御システムを制御するように構成された制御モジュールのブロック図である。
【図５】別の実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムのブロック概要図である。
【図６】一実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムの概要図である。
【図７】一実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムの動作性能を表したグラフである。
【図８】別の実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システムの動作性能を表したグラフである。
【図９】外側ループ制御を備えない制御システムの動作性能を表したグラフである。
【図１０】外側ループ制御を備えた制御システムの動作性能を表したグラフである。
【図１１】コンピュータ断層（ＣＴ）撮像システムの温度を制御するための方法を表した図である。
【図１２】様々な実施形態に従って構築したコンピュータ断層（ＣＴ）撮像システムの外観図である。
【図１３】図１２のＣＴ撮像システムのブロック概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述した要約並びにある種の実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことによってさらに十分な理解が得られよう。これらの図面が様々な実施形態の機能ブロックからなる図を表している場合も、必ずしもこれらの機能ブロックがハードウェア回路間で分割されることを意味するものではない。したがって例えば、１つまたは複数の機能ブロック（例えば、プロセッサ、制御器、回路またはメモリ）を単一のハードウェアの形で実現させることも、複数のハードウェアの形で実現させることがあり得る。こうした様々な実施形態は図面に示した配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。
【００１２】
本明細書で使用する場合、単数形で「ａ」や「ａｎ」の語を前に付けて記載した要素や工程は、これに関する複数の要素や工程も排除していない（こうした排除を明示的に記載している場合を除く）と理解すべきである。さらに「一実施形態」に対する言及は、記載した特徴も組み込んでいる追加的な実施形態の存在を排除すると理解されるように意図したものではない。さらに特に明示的に否定する記述をしない限り、ある具体的な性状を有する１つまたは複数の構成要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、こうした構成要素で当該性状を有しない追加的な構成要素も含むことがある。
【００１３】
コンピュータ断層（ＣＴ）検出器に関連して実施形態を説明しているが、本明細書に記載した液体冷却式熱制御は別の検出器またはシステムと一緒に用いるように修正し得ることに留意すべきである。例えばこの液体冷却式熱制御は、少なくとも陽電子放出断層（ＰＥＴ）システム、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）システム、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム及び／またはＸ線システム（ただし、これらに限らない）と一緒に利用することができる。一実施形態ではその液体冷却式熱制御を様々な材料から形成した検出器と一緒に利用することができる。
【００１４】
図１は、図１１及び１２に示したＣＴ検出器４００として具現化し得るＣＴ検出器１０１向けの液体冷却式熱制御システム１００の概略図である。熱制御システム１００は、ＣＴ検出器の検出器レール１０２と熱的に連絡している。具体的には熱制御システム１００の冷却チャンネル１０４を検出器レール１０２と熱的に連絡させている。冷却チャンネル１０４は、低温チャンネル１０３及び高温チャンネル１０５を含む。一実施形態ではその冷却チャンネル１０４は検出器レール１０２を通過して延びることがある。別法として検出器レール１０２に対して低温プレート（図示せず）を結合させることがある。こうした実施形態では、冷却チャンネル１０４が低温プレートを通過して延びることがある。別法としてその冷却チャンネル１０４を、検出器レール１０２と低温プレートの両方を通過して延びるように構成させることがある。冷却チャンネル１０４は、その中を通って流れる適当な任意の冷却用流体（例えば、液体または気体）とし得る冷却用流体を有する。
【００１５】
冷却チャンネル１０４から下流側にアキュムレータ１０６及びポンプ１０８が位置決めされている。アキュムレータ１０６は冷却チャンネル１０４から冷却用流体を受け取る。アキュムレータ１０６内に受け容れる冷却用流体の量は熱制御システム１００内部の冷却用流体の圧力に依存することがある（これについては以下で説明する）。ポンプ１０８は、熱制御システム１００を通る冷却用流体の流れを制御するためにアキュムレータ１０６の下流側に位置決めされている。ポンプ１０８は、単一速度ポンプや可変速ポンプとすることができる。
【００１６】
ポンプ１０８は、冷却用流体を下流側に熱交換器１１０まで放出する。熱交換器１１０は、例えば気体対液体熱交換器や液体対液体熱交換器など適当な任意の熱交換器とすることができる。図示した実施形態では、熱交換器１１０はファン１１２を有する気体対液体熱交換器である。冷却用流体はこの熱交換器１１０から、下流側にヒータ１１４まで流れる。ヒータ１１４は、電気ヒータ、ガスヒータ、あるいは適当な別の任意のヒータとすることができる。ヒータ１１４は、冷却用流体を下流側に冷却チャンネル１０４まで放出する。
【００１７】
動作の間に低温チャンネル１０３は、ヒータ１１４から冷却用流体を受け取る。冷却用流体は、検出器レール１０２の温度を維持するように構成された所定の温度で提供される。冷却チャンネル１０４内の冷却用流体は、熱誘導または熱対流の少なくとも１つを介して検出器レール１０２から熱を受け取ることによって検出器レール１０２を冷却している。次いで加熱された冷却用流体は、高温チャンネル１０５を通って下流側にアキュムレータ１０６まで流れる。アキュムレータ１０６は、熱制御システム１００内部の圧力に基づいて冷却用流体の一部を蓄積する。例えば熱制御システム１００が高い圧力で動作しているとき、アキュムレータ１０６はシステム１００が低い圧力で動作しているときと比べてより多くの冷却用流体を蓄積することがある。アキュムレータ１０６は、熱制御システム１００の一定の動作圧力が維持されるような冷却用流体を蓄積する。アキュムレータ１０６は、高い圧力における冷却用流体の膨張に対応しており、またポンプ１０８を加圧するために用いこれによりポンプ１０８内部のキャビテーションを防止することがある。
【００１８】
ポンプ１０８はアキュムレータ１０６から冷却用流体を受け取る。ポンプ１０８は、熱交換器１１０に放出される冷却用流体の量を調整するように制御を受ける可変速ポンプとすることがある。ポンプ１０８の速度を制御することによって、冷却用流体の温度を制御することができる。例えばポンプ１０８の速度を増大させると、冷却用流体が熱交換器１１０内を伝わる際の液体流量が増大し、これが冷却率を増大させる。逆にポンプ１０８の速度が低下すると、冷却用流体が熱交換器１１０内を流れる際の液体流量が減少し、これが冷却率を低下させる。一実施形態では、そのポンプ１０８は熱交換器１１０に対して、冷却用流体の所定温度を達成させるように構成された流量で冷却用流体を放出している。
【００１９】
一実施形態ではその熱交換器１１０はポンプ１０８から冷却用流体を受け取る。熱交換器１１０は、冷却用流体を所定温度未満の温度まで冷却する。熱交換器１１０のファン１１２は、冷却用流体の温度を調整するように制御を受けることがある。例えばファン１１２は、冷却用流体の冷却量を増大させるようにより高速度で動作させることがある。逆にファン１１２は、冷却用流体の冷却量を低下させるようにより低速度で動作させることがある。ファン１１２の速度は、所定の温度未満に至る冷却用流体の冷却が達成されるように制御される。
【００２０】
冷却用流体は、熱交換器１１０から下流側にヒータ１１４まで放出される。ヒータ１１４は冷却用流体を所定の温度未満から所定の温度まで加熱する。具体的には、ヒータ１１４は冷却用流体の温度の微調整が可能である一方、熱交換器１１０は精密な温度を提供できないことがある。したがって熱交換器１１０は、冷却用流体の温度を所定の温度未満まで低下させるために利用される。次いでヒータ１１４により、冷却用流体の温度を微調整し所定の温度を達成する。ヒータ１１４に供給するパワーは、冷却用流体の温度を調整できるように制御されることがある。ヒータ１１４に供給するパワーの調整によって、ヒータが発生させる熱が調整される。例えばヒータ１１４は、冷却用流体に対する追加的な加熱を提供するためにより高いパワーで動作させることがある。逆にヒータ１１４は、冷却用流体に対する加熱量を低下させるためにより低いパワーで動作させることがある。ヒータ１１４は、検出器レール１０２の温度が維持されるような所定の温度で冷却用流体を低温チャンネル１０３内に放出する。
【００２１】
様々な実施形態では、制御システム１００は検出器レール１０２の温度を定常温度に維持するために利用される。制御システム１００は、検出器レール１０２の温度変化の低減または防止を容易にする。制御システム１００は、冷却用流体の温度を制御するために幾つかのパラメータを調整することがある。冷却用流体の所定温度を達成するために、例えばポンプ１０８の速度、ファン１１２の速度、ヒータ１１４のパワーのうちのいずれか１つを調整することがある。
【００２２】
一実施形態ではその制御システム１００はさらに、ＣＴ検出器のウォームアップ時間の短縮のためにも利用されることがある。例えば熱交換器１１０がシャットオフされることがあり、また加熱した冷却用流体を冷却チャンネル１０４に供給するためにヒータ１１４をより高いパワーで動作させることがある。加熱した冷却用流体によれば、ＣＴ検出器のウォームアップに必要な時間を短縮することができる。別の実施形態では、気体温度のダイナミックレンジまたはガントリ回転を増大させて液体温度を維持するためにヒータ１１４が用いられることがある。
【００２３】
図２は、検出器レール１０２の構成要素を表している検出器レール１０２の上面図である。検出器レール１０２上には１つまたは複数のＸ線検出器１１６（その１つを図示）が位置決めされている。Ｘ線検出器１１６は複数の検出器素子を含む。対象から放出されたＸ線１１９を導くまたはコリメートするためにコリメータ１１８を設けている。コリメータ１１８は、例えばその間に開口部１２２が画定されたタングステンプレートなどの複数のプレート１２０を含む。開口部１２２は、Ｘ線１１９をシンチレータ１２４に導くように構成されている。Ｘ線検出器１１６はシンチレータ１２４を含むものに限定されない。別の実施形態ではそのＸ線検出器１１６は、別の検出器材料（例えば、直接変換材料）を含むことがある。シンチレータ１２４は画素構成による開口部１２６を含む。シンチレータ１２４の開口部１２６は、コリメータ１１８の開口部１２２と整列している。シンチレータ１２４は様々な画素箇所でＸ線１１９を検出し、このＸ線１１９を複数のフォトダイオード１２８に導いている。シンチレータ１２４はＸ線１１９を光の波に変換する。フォトダイオード１２８はこの光を電荷（例えば、電気信号）に変換し、これがアナログ対ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３０によってディジタル信号に変換される。このディジタル信号は、対象の画像の作成に用いられることがある。電子構成要素１３２は、Ａ／Ｄ変換器１３０からディジタル信号を受け取りこのディジタル信号を処理して画像を作成する。
【００２４】
図示した実施形態では、冷却チャンネル１０４は検出器レール１０２を通過して延びている。冷却チャンネル１０４は、検出器レール１０２を一定温度またはほぼ一定温度（例えば、許容範囲内や変動範囲内）に維持するために検出器レール１０２と熱接触状態にあると共にこれから熱を受け取っている。冷却チャンネル１０４は、検出器レール１０２の温度を通常の検出器動作に関するレンジ内に維持することがある。具体的には、動作中に検出器レール１０２の温度が変化すると、検出器レール１０２が収縮及び／または膨張することがある。検出器レール１０２の収縮及び／または膨張によって検出器素子のシフトが生じることがある。例えばコリメータ１１８及びシンチレータ１２４がシフトし、これによりコリメータ１１８の開口部１２２がシンチレータ１２４の開口部１２６と整列不良の状態になることがある。こうした整列不良によって画像データ内にスキャッタ及び／またはノイズが生じることがある。冷却チャンネル１０４は、検出器レール１０２の収縮及び／または膨張の量の低減あるいはその防止をするように検出器レール１０２の温度を維持し、これにより検出器素子のシフトが低減または防止される。このために冷却チャンネル１０４は、コリメータ１１８の開口部１２２とシンチレータ１２４の開口部１２６との整列の維持を容易にしている。
【００２５】
冷却チャンネル１０４はさらに、Ｘ線検出器１１６から熱１３４を受け取るように構成されている。冷却チャンネル１０４は、検出器素子を一定温度またはほぼ一定温度に維持するためにＸ線検出器１１６と熱接触状態にあると共にこれから熱を受け取っている。具体的には、例えばフォトダイオード１２８などの幾つかの構成要素は、温度の変化に敏感であることがある。温度変化は、フォトダイオード１２８の損傷及び／または誤動作を生じさせることがある。冷却チャンネル１０４は、熱の伝導または対流を通じてＸ線検出器１１６から熱を受け取り、構成要素の損傷及び／または誤動作の恐れを低減するあるいはこれを防止するようにフォトダイオード１２８やその他の検出器素子の温度を維持している。
【００２６】
図３は、制御システム１００のブロック概要図を表している。検出器レール１０２とＸ線検出器１１６（いずれも図２参照）を１つのモジュール１４０として図示している。モジュール１４０は入力される冷却用流体１４２を所定の温度で受け取っている。さらにモジュール１４０は、例えば検出器素子及び／またはガントリからの熱負荷１４４を受け取る。熱負荷１４４からの熱は、冷却用流体に伝わり、入力冷却用流体１４２の温度より高い温度を有する出力冷却用流体１４６が生成される。冷却用流体がアキュムレータ１０６及びポンプ１０８を通って流れる際に、モジュール１４０から熱損失１４９が放出される。ポンプ１０８は、冷却用流体の温度を制御するように選択された流量制御信号１４８に基づいて動作する。
【００２７】
冷却用流体は、下流側に熱交換器１１０まで流れると共に、所定の温度を超える温度にある入力１５０の位置で熱交換器１１０に入る。熱交換器１１０は、冷却用流体の温度を所定の温度未満の温度にある出力１５２まで低下させるように、例えばファン速度制御信号１１１に基づいたファン速度で動作している。次いで冷却用流体は、下流側のヒータ１１４まで移動する。冷却用流体は出力１５２の位置の流体温度あるいはこれに近い温度でヒータ１１４に入る。ヒータ１１４は、冷却用流体を所定の温度まで加熱させるように、例えば熱制御信号１１５に基づいて加熱レベルを規定するパワーレベルで動作する。ヒータ１１４は、その冷却用流体を入力冷却用流体１４２としてモジュール１４０に放出する。入力冷却用流体１４２の温度を制御するために、ポンプ１０８の流量制御信号１４８、熱交換器１１０のファン速度制御信号１１１及び／またはヒータ１１４の熱制御信号１１５が調整されることがある。
【００２８】
図４は、一実施形態に従って形成されると共に液体冷却式熱制御システム１００を制御するように構成された制御モジュール１６０のブロック図である。制御モジュール１６０は、本明細書に記載した様々な制御信号など制御システム１００に対して命令を提供するように構成されたハードウェア、ソフトウェアあるいはこれらの組み合わせとすることができる。制御モジュール１６０は、制御システム１００に対して命令を提供するためのソフトウェアを動作させるように構成されることがある。このソフトウェアは、プロセッサに制御システム１００を動作させるようにその上に命令を記録させて有する有形で非一時的なマシン読み取り可能な媒体（複数のこともある）とすることがある。この媒体（複数のこともある）は、任意のタイプのＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスク、光ディスク、フラッシュＲＡＭドライブ、または別のタイプのコンピュータ読み取り可能な媒体、あるいはこれらの組み合わせとすることができる。
【００２９】
制御モジュール１６０は、ポンプ１０８、熱交換器１１０のファン１１２及びヒータ１１４と連絡している。制御モジュール１６０は、ポンプ１０８、ファン１１２またはヒータ１１４のうちの任意の１つまたは幾つかの動作を制御するように構成されている。例えば制御モジュール１６０は、ポンプ１０８の速度、ファン１１２の速度、及び／またはヒータ１１４のパワーレベルを制御することがある。制御モジュール１６０は、検出器レール１０２またはＸ線検出器１１６（いずれも図２参照）のうちの少なくとも１つの温度を示す温度入力信号１６２を受け取る。制御モジュール１６０は温度入力信号１６２を、事前決定とし得る温度設定点１６４と比較する。温度設定点１６４は、所望のまたは必要な検出器レール１０２の所定温度あるいは所望のまたは必要なＸ線検出器１１６の所定温度を示す。温度設定点１６４は、例えばオペレータによってＣＴ検出器の動作前に入力されることがある。
【００３０】
制御モジュール１６０は、制御システム１００に対する調整値を決定するために温度入力信号１６２と温度設定点１６４の差を判定する。例えば制御モジュール１６０は、温度設定点１６４と実質的に等価な温度入力信号１６２（フィードバック信号とすることがある）に基づいた温度が達成されるように制御システム１００の動作を調整する。例えば制御モジュール１６０は、温度設定点１６４と実質的に等価またはこれに等しい温度レベルが達成されるように、ファン１１２の速度、ポンプ１０８の速度、ヒータ１１４のパワーレベル、あるいはこれらの任意の組み合わせを調整することがある。
【００３１】
図５は、別の実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システム２００の概要図である。制御システム２００は検出器レール２０２及びＸ線検出器２０４と流体連通している。検出器レール２０２とＸ線検出器２０４の両者はＣＴ検出器のガントリから熱負荷２０３を受け取る。Ｘ線検出器２０４もまた熱負荷２０５を発生させる。制御システム２００は、熱交換器２０６、インラインヒータ２０８及びポンプ２１０を含む。動作時において検出器レール２０２及びＸ線検出器２０４を冷却するために冷却用流体が検出器レール２０２内を通過する。制御システム２００は内側制御ループ２０１を含む。制御モジュール２１６に対しては検出器レール温度信号２１２及びポンプ流量信号２１４が伝達される。制御モジュール２１６は、検出器レール温度信号２１２とポンプ流量信号２１４の少なくとも一方と事前決定とし得る冷却用流体温度設定点２２０との比較に基づいて、熱交換器２０６のファン速度２１８を調整する。別法としてまたは追加としてポンプ流量信号２１４は、検出器レール温度信号２１２とポンプ流量信号２１４のうちの少なくとも一方と冷却用流体温度設定点２２０との比較に基づいて制御モジュール２１６によって調整されることがある。別法としてまたは追加として、ヒータ２０８のパワーレベル信号２２１は、検出器レール温度信号２１２とポンプ流量信号２１４のうちの一方と冷却用流体温度設定点２２０との比較に基づいて制御モジュール２１６によって調整されることがある。
【００３２】
制御システム２００はさらに外側制御ループ２２２を含む。外側制御ループ２２２は、Ｘ線検出器２０４から温度入力２２６（例えば、計測した温度または温度信号）を受け取っている制御モジュール２２４を含む。制御モジュール２２４はまた、Ｘ線検出器温度設定点２２８を受け取っている。制御モジュール２２４は、温度入力２２６と温度設定点２２８の比較に基づいて冷却用流体温度設定点２２０を調整することがある。したがって制御システム２００は、冷却用流体の温度を制御するようなポンプ流量２１４、熱交換器２０６のファン速度２１８またはヒータ出力２２１のうちの少なくとも１つの調整を可能にする２つのフィードバックループを含む。内側制御ループ２０１と外側制御ループ２２２は、独立にまたは別々に動作することがある。
【００３３】
図６は、別の実施形態に従って形成した液体冷却式熱制御システム２５０の概要図である。制御システム２５０は、検出器レール及びＸ線検出器を含んだ検出器モジュール２５２と流体連通している。制御システム２５０は、熱交換器２５４、表面ヒータ２５６及びポンプ２５８を含む。熱交換器２５４と検出器モジュール２５２の両者は、ＣＴ検出器のガントリから熱負荷２５３を受け取る。制御システム２５０は制御モジュール２６１を有する内側制御ループ２６０を含む。内側制御モジュール２６１は、熱交換器２５４から温度入力２６２を受け取る。温度入力２６２は、制御モジュール２６１によって冷却用流体温度設定点２６４と比較される。この比較に基づいて制御モジュール２６１は、冷却用流体の温度を制御するようにポンプ２５８のポンプ流量２６８、熱交換器２５４のファン速度２７０またはヒータ２５６のヒータ出力２７２のうちの少なくとも１つを調整することがある。
【００３４】
制御システム２５０はさらに、外側制御モジュール２７６を有する外側制御ループ２７４を含む。制御モジュール２７６によって検出器モジュール温度入力２７８（例えば、計測した温度または温度信号）及び検出器モジュール温度設定点２８０を受け取っている。検出器モジュール温度入力２７８と検出器モジュール温度設定点２８０の比較に基づいて制御モジュール２７６は冷却用流体温度設定点２６４を調整することがある。したがって制御システム２５０は、冷却用流体の温度を制御するようなポンプ２５８のポンプ流量２６８、熱交換器２５４のファン速度２７０またはヒータ２５６のヒータ出力２７２のうちの少なくとも１つの調整を可能にする２つのフィードバックループを含む。内側制御ループ２６０と外側制御ループ２７４は、独立にまたは別々に動作することがある。
【００３５】
図７は、制御システム２００の動作性能を表したグラフを示している。グラフ３１０は、制御システム２００によって冷却される例えばＡ／Ｄ変換器１３０（図２参照）などのＡ／Ｄ変換器の温度３１２を表している。ｘ軸３１４は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３１６は温度（単位：摂氏温度）を表している。グラフ３３０は、制御システム２００の熱交換器２０６を通る気体フロー３３１を表している。ｘ軸３３２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３３４は気体フロー（立方フィート毎分）を表している。グラフ３５０は、制御システム２００のヒータ２０８のヒータパワー３５１を表している。ｘ軸３５２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３５４はヒータパワー（単位：ワット）を表している。図示した実施形態では、そのヒータパワーは７０Ｗ未満である。
【００３６】
図８は、制御システム２５０の動作性能を表したグラフを示している。グラフ３００は、制御システム２５０により冷却されるＡ／Ｄ変換器の温度３０２を表している。ｘ軸３０４は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３０６は温度（単位：摂氏温度）を表している。グラフ３２０は、制御システム２５０の熱交換器２５４を通る気体フロー３２１を表している。ｘ軸３２２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３２４は気体フロー（立方フィート毎分）を表している。グラフ３４０は、制御システム２５０のヒータ２５６のヒータパワー３４１を表している。ｘ軸３４２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３４４はヒータパワー（単位：ワット）を表している。図示した実施形態ではそのヒータパワーは５０Ｗ未満である。
【００３７】
図９は、外側ループ制御を備えない制御システムの動作性能を表したグラフを示している。グラフ３６０は、外側制御ループを有しない制御システムで用いられるＡ／Ｄ変換器の温度３６１を表している。ｘ軸３６２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３６４は温度を表している。グラフ３８０は、外側制御ループを有しないを制御システムで用いられる冷却チャンネル内の冷却用流体のインレット温度３８１を表している。ｘ軸３８２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３８４は温度を表している。
【００３８】
図１０は、外側ループ制御を備えた制御システムの動作性能を表したグラフを示している。グラフ３７０は、外側制御ループを有する制御システムで用いられるＡ／Ｄ変換器の温度３７１を表している。ｘ軸３７２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３７４は温度を表している。グラフ３９０は、外側制御ループを有する制御システムで用いられる冷却チャンネル内の冷却用流体のインレット温度３９１を表している。ｘ軸３９２は時間（単位：秒）を表しており、またｙ軸３９４は温度を表している。
【００３９】
図９及び１０に示したように、１つまたは複数の外側ループを備えた制御システムの様々な実施形態によれば、検出器電子回路の温度変化に基づいた液体設定点の調整によって一定の検出器電子回路（例えば、フォトダイオード）温度を維持するように液体温度が調整される。様々な実施形態ではこのスキームによって、検出器電子回路の熱負荷の変化並びに対流によるレールに対する回転の影響を補償することができる。液体温度を調整する１つまたは複数の外側ループを備えない制御システムでは、検出器電子回路の熱負荷変化及び検出器冷却に対するガントリ回転の影響の補償がなされない（電子回路のパワーのパワーを一定値に維持するように設計すること及び検出器電子回路の温度に対するガントリ回転の影響を低減するような遮断性の（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ）レールを提供することによりこれは達成される）。
【００４０】
図１１は、コンピュータ断層（ＣＴ）撮像システムの温度を制御するための方法５００を表している。本方法は、冷却用流体の温度を所定の温度に制御するように液体冷却式熱制御システムを制御するステップ５０２を含む。この液体冷却式熱制御システムは、熱交換器、ヒータまたはファンを含むことがある。熱交換器、ヒータまたはファンのうちの少なくとも１つの出力はＣＴ撮像システム内の外乱に応答して制御されることがある。例えばその外乱は、ガントリ気体温度及び／またはガントリの回転により生じる熱対流を含むことがある。この外乱にはさらに、ＣＴシステム内部の検出器素子が発生させる熱を含むことがある。例えばＣＴシステムの内部にアナログ対ディジタル変換器が熱を発生させることがある。
【００４１】
方法５００はさらに、液体冷却式熱制御システムによって冷却用流体を所定の温度まで冷却するステップ５０４を含む。液体冷却式熱制御システムのパラメータはその外乱に応答して制御モジュールによって調整（５０６）されることがある。例えば一実施形態では、液体冷却式熱制御システムの制御モジュールが熱交換器の出力を調整（５０８）することがある。別の実施形態ではその液体冷却式熱制御システムはヒータの出力を調整（５１０）することがある。さらに別の実施形態ではその液体冷却式熱制御システムは、ファンの出力を調整（５１２）することがある。さらに液体冷却式熱制御システムは、アキュムレータとポンプの少なくとも一方の出力を調整（５１４）することがある。例示的な一実施形態ではその液体冷却式熱制御システムは、調整ステップ５０８、５１０、５１２及び／または５１４を任意に組み合わせて実行することがある。
【００４２】
方法５００はさらに、複数の検出器素子を有するＣＴ検出器の検出器レールと熱的に連絡して位置決めされた冷却チャンネル内に冷却用流体を放出するステップ５１６を含む。冷却チャンネル内の冷却用流体によって検出器素子の温度が所定の温度で制御される。
【００４３】
一実施形態では、熱交換器の初期コンダクタンスは次式で定義される：
Ｇ＝総熱負荷／ＩＴＤ＝Ｑtotal／（Ｔliq-hot−Ｔair）
気体流量を変更すること（例えば、液体冷却式熱制御システム内部のファン速度の調整による気体フローの立方フィート毎分値の変更）によって、ガントリ内部の様々な気体温度条件向けに液体温度が制御されるようにコンダクタンスを変更することができる。熱交換器設計について、その初期コンダクタンスは気体流量（ＣＦＭ）と液体流量（ＧＰＭ）の関数である。これら２つの変数を用いることによって、熱交換器のアウトレット液体温度を制御することが可能である。熱交換器のファン速度制御によって誤差を設定点から低下させることがある。
【００４４】
液体温度の制御を微調整するために制御ループ内にインラインヒータを用いることがある。検出器に供給されるインラインヒータにおける液体温度アウトレットを微調整するようにヒータパワーを操作することがある。幾つかの実施形態では、対流境界条件変化並びに気体温度変化に伴ってパワーを可変とさせることが可能である。こうした実施形態では、内側ループがファン及び／またはポンプ及び／またはインラインヒータを用いて検出器に対する液体インレット温度を制御する一方、外側ループが検出器モジュール温度をフィードバックしこれにより内側ループ液体温度の制御をリセットしているようなカスケード型ループを組み込んでいる。
【００４５】
図１２及び１３を参照すると、様々な実施形態をその内部で実現し得る多重スライススキャン撮像システム（例えば、ＣＴ撮像システム４００）について検出器４０２を複数含むように表している。システム４００は、上に記載した液体冷却式熱制御システムと一緒に用いることができる。ＣＴ撮像システム４００は、Ｘ線源４０６（本明細書では、Ｘ線源４０６とも呼ぶ）を含んだガントリ４０４を含んでおり、このガントリ４０４の対向する側にある検出器アレイ４１０に向けてＸ線源４０６がＸ線ビーム４０８を投射している。検出器アレイ４１０に対して冷却システム４１１（例えば、上に記載した冷却システムのいずれか）を熱接触させている。別法として冷却システム４１１は、ＣＴ撮像システム４００の構成要素のいずれかと熱接触させることがある。検出器アレイ４１０は、アレイ４１０と線源４０６の間にある患者４１２などの被検体を通過するように投射されたＸ線を一体となって検知する複数の検出器４０２を含んだ複数の検出器横列（図示せず）によって形成されている。各検出器４０２は入射したＸ線ビームの強度を表す電気信号を発生させており、したがってこれを用いてビームが患者４１２を通過した際のビームの減衰を推定することが可能となる。Ｘ線投影データを収集するスキャンの間に、ガントリ４０４とその中に装着された構成要素は回転中心４１４の周りで回転する。図７は、検出器４０２の単一横列（すなわち、１つの検出器横列）だけを表している。しかし多重スライス検出器アレイ４１０は、１回のスキャンの間に複数の疑似並列または並列スライスに対応した投影データを同時に収集可能とするように検出器４０２の複数の並列検出器横列を含む。
【００４６】
ガントリ４０４上での構成要素の回転並びにＸ線源４０６の動作は、ＣＴ撮像システム４００の制御機構４１６によって制御されている。制御機構４１６は、Ｘ線源４０６に対してパワー信号とタイミング信号を提供するＸ線制御器４１８と、ガントリ４０４上の構成要素の回転速度及び位置を制御するガントリモータ制御器４２０と、を含む。制御機構４１６内にあるデータ収集システム（ＤＡＳ）４２２は、検出器４０２からのアナログデータをサンプリングし、このデータを後続の処理のためにディジタル信号に変換している。画像再構成装置４２４がＤＡＳ４２２からサンプリング及びディジタル化を受けたＸ線データを受け取り、高速の画像再構成を実行する。この再構成画像は、コンピュータ４２６に対して入力として与えられ、この画像はコンピュータ４２６によって記憶デバイス４２８内に保存される。画像再構成装置４２４は、特殊なハードウェアとすることも、コンピュータ４２６上で実行させるコンピュータプログラムとすることも可能である。
【００４７】
コンピュータ４２６は、キーボード及び／あるいはマウス、トラックボール、ライトペンなどの別のユーザ入力及び／またはマーキングデバイスを有するコンソール４３０を介してオペレータからのコマンドやスキャンパラメータを受け取っている。付属のディスプレイ４３２（その例としては、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはプラズマディスプレイが含まれる）によって、オペレータはコンピュータ４２６からの再構成画像やその他のデータを観察することが可能である。ディスプレイ４３２は、感圧式入力画面などのユーザポインティングデバイスを含むことがある。コンピュータ４２６はオペレータが供給したコマンド及びパラメータを用いてＤＡＳ４２２、Ｘ線制御器４１８及びガントリモータ制御器４２０に対して制御信号や情報を提供している。さらにコンピュータ４２６は、ガントリ４０４内に患者４１２を位置決めするようにモータ式テーブル４３６を制御するテーブルモータ制御器４３４を操作している。例えばテーブル４３６によって、患者４１２の一部をガントリ開口部４３８内に通している。
【００４８】
様々な実施形態によって、検出器素子から熱を受け取るように検出器レール及び／または低温プレートに装着させかつこれから熱を受け取るような熱制御システムが提供される。この熱制御システムは、例えば検出器レールまたはこの検出器レールに結合させたＸ線検出器の温度をばらつかせるまたは変化させる１つまたは複数の外乱に応答して、検出器レールを一定温度に維持するように制御された温度（例えば、実質的に一定温度）の冷却用流体をその内部に循環させている。様々な実施形態においてこの冷却用流体温度は、温度制御用のアクチュエータの役割をする熱交換器、ヒータ及びポンプを用いて制御される。熱交換器のファン速度は必要な冷却用流体温度と計測した冷却用流体温度の誤差に基づいて制御モジュールを用いて制御されることがある。検出器レールに供給される冷却用流体温度を制御するようにヒータパワーもまた調整されることがある。熱制御システムを通過させる必要な冷却用流体流量を達成するためにポンプ速度も制御されることがある。
【００４９】
様々な実施形態ではその制御モジュールパラメータは、温度制御の達成に必要な利得差に対応するために冷却用流体温度と気体温度の差に基づいて計算される。一実施形態では、冷却用流体温度設定点を変更して検出器素子の熱負荷変化を補償するためにカスケード外側ループのフィードバックが提供される。別法として、低温プレート及び／または検出器レールに対して表面ヒータを装着させることがある。このヒータパワーは、熱制御システムを装着されているレール温度を制御するように調整される。
【００５０】
幾つかの実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、検出器電子回路の一定温度の維持である。
【００５１】
本明細書に記載した様々な実施形態によれば、プロセッサまたはコンピュータが撮像装置を動作させて本明細書に記載した方法の一実施形態を実行するような命令をその上に記録して有する有形で非一時的な機械読み取り可能媒体（複数のこともある）が提供される。この媒体（複数のこともある）は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フロッピー(商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュＲＡＭドライブ、別のタイプのコンピュータ読み取り可能な媒体、あるいはこれらの組み合わせのうちの任意のタイプとすることができる。
【００５２】
さらに、様々な実施形態及び／または構成要素（例えば、モジュールあるいはこれらの内部にある構成要素や制御器）は、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現させることができる。このコンピュータまたはプロセッサは、コンピュータ処理デバイス、入力デバイス、表示ユニット、及び例えばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことがある。このコンピュータまたはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことがある。このマイクロプロセッサは、通信バスと接続させることがある。このコンピュータまたはプロセッサはさらにメモリを含むことがある。このメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことがある。コンピュータまたはプロセッサはさらに、ハードディスクドライブ、あるいはフロッピー(商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブ、その他などの取外し可能な記憶ドライブとし得る記憶デバイスを含むことがある。この記憶デバイスはさらに、コンピュータプログラムやその他の命令をコンピュータまたはプロセッサにロードするための別の同様の手段とすることがある。
【００５３】
本明細書で使用する場合、「コンピュータ」または「モジュール」という用語は、マイクロコントローラを用いたシステム、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、及び本明細書に記載した機能を実行可能な別の任意の回路またはプロセッサを含めプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースの任意のシステムを含むことができる。上述の例は単に例示であり、またしたがっていかなる意味においても「コンピュータ」という用語の定義及び／または意味を限定することを意図していない。
【００５４】
このコンピュータまたはプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子内に保存された１組の命令を実行する。この記憶素子はさらに、所望によりまたは必要に応じて、データやその他の情報も保存することがある。この記憶素子は情報ソースの形態とすることや、処理装置内部にある物理的なメモリ素子とすることがある。
【００５５】
この命令の組は、本明細書に記載した主題に関する様々な実施形態の方法や処理などの指定の動作を実行するように処理装置としてのコンピュータまたはプロセッサに指令するための様々なコマンドを含むことがある。この命令の組はソフトウェアプログラムの形態とすることがある。このソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェアなど様々な形態とすることがある。さらにこのソフトウェアは、個別プログラムまたはモジュール、より大きなプログラム内部のプログラムモジュール、あるいはプログラムモジュールの一部分からなる集合体の形態とすることがある。このソフトウェアはさらに、オブジェクト指向プログラミングの形態をしたモジュール型プログラミングを含むことがある。処理装置による入力データの処理は、ユーザコマンドに応答すること、以前の処理結果に応答すること、あるいは別の処理装置が発した要求に応答することがある。
【００５６】
本明細書で使用する場合、「ソフトウェア」と「ファームウェア」という用語は置き換え可能であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ及び不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含めコンピュータによって実行するためにメモリ内に記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。上述のメモリタイプは単に例示であり、またしたがってコンピュータプログラムの記憶に使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。
【００５７】
上の記述は例示であって限定でないことを理解されたい。例えば上述の実施形態（及び／または、その態様）は、互いに組み合わせて使用されることがある。さらに、具体的な状況や材料を記載した主題の様々な実施形態の教示に適応させるように本趣旨を逸脱することなく多くの修正を実施することができる。本明細書に記載した材料の寸法及びタイプは本発明の様々な実施形態に関するパラメータを規定するように意図していても、これらの実施形態は決して限定ではなく例示の実施形態である。上の記述を検討することにより当業者には別の多くの実施形態が明らかとなろう。本発明の主題に関する様々な実施形態の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲、並びに本請求範囲が規定する等価物の全範囲を参照しながら決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」や「ようになった（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という表現を「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」や「であるところの（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という対応する表現に対する平易な英語表現として使用している。さらに添付の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」及び「第３の」その他の表現を単にラベル付けのために使用しており、その対象に対して数値的な要件を課すことを意図したものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は手段プラス機能形式で記載しておらず、また３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２、第６パラグラフに基づいて解釈されるように意図したものでもない（ただし、本特許請求の範囲の限定によって「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」の表現に続いて追加的な構造に関する機能排除の記述を明示的に用いる場合を除く）。
【００５８】
この記載では、本発明の様々な実施形態（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む本発明の様々な実施形態の実施を可能にするために例を使用している。本発明の様々な実施形態の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、その例が本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、その例が本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。
【符号の説明】
【００５９】
１００ 熱制御システム
１０２ 検出器レール
１０３ 低温チャンネル
１０４ 冷却チャンネル
１０５ 高温チャンネル
１０６ アキュムレータ
１０８ ポンプ
１１０ 熱交換器
１１２ ファン
１１４ ヒータ
１１６ Ｘ線検出器
１１８ コリメータ
１１９ Ｘ線
１２０ プレート
１２２ 開口部
１２４ シンチレータ
１２６ 開口部
１２８ フォトダイオード
１３０ Ａ／Ｄ変換器
１３２ 電子構成要素
１３４ 熱
１４０ モジュール
１４２ 入力冷却用流体
１４４ 熱負荷
１４６ 出力冷却用流体
１４８ 流量
１４９ 熱損失
１５０ 温度
１５２ 温度
１６０ 制御モジュール
１６２ 温度入力
１６４ 温度設定点
２００ 制御システム
２０１ 内側制御ループ
２０２ 検出器レール
２０４ Ｘ線検出器
２０６ 熱交換器
２０８ インラインヒータ
２１０ ポンプ
２１２ 検出器レール温度
２１４ ポンプ流量
２１６ 制御モジュール
２１８ ファン速度
２２０ 冷却用流体温度設定点
２２１ ヒータ出力
２２２ 外側制御ループ
２２４ 制御モジュール
２２６ 温度入力
２２８ 温度設定点
２５０ 制御システム
２５２ 検出器モジュール
２５４ 熱交換器
２５６ ヒータ
２５８ ポンプ
２６０ 内側制御ループ
２６２ 温度入力
２６４ 冷却用流体温度設定点
２６６ 制御モジュール
２６８ ポンプ流量
２７０ ファン速度
２７２ ヒータ出力
２７４ 外側制御ループ
２７６ 制御モジュール
２７８ 検出器モジュール温度入力
２８０ 検出器モジュール温度設定点
３００ グラフ
３０２ 温度
３０４ ｘ軸
３０６ ｙ軸
３１０ グラフ
３１２ 温度
３１４ ｘ軸
３１６ ｙ軸
３２０ グラフ
３２２ ｘ軸
３２４ ｙ軸
３３０ グラフ
３３２ ｘ軸
３３４ ｙ軸
３４０ グラフ
３４２ ｘ軸
３４４ ｙ軸
３５０ グラフ
３５２ ｘ軸
３５４ ｙ軸
３６０ グラフ
３６２ ｘ軸
３６４ ｙ軸
３７０ グラフ
３７２ ｘ軸
３７４ ｙ軸
３８０ グラフ
３８２ ｘ軸
３８４ ｙ軸
３９０ グラフ
３９２ ｘ軸
３９４ ｙ軸
４００ ＣＴ撮像システム
４０２ 検出器
４０４ ガントリ
４０６ Ｘ線源
４０８ Ｘ線
４１０ 検出器アレイ
４１２ 患者
４１４ 回転中心
４１６ 制御機構
４１８ Ｘ線制御器
４２０ ガントリモータ制御器
４２２ システム（ＤＡＳ）
４２４ 画像再構成装置
４２６ コンピュータ
４２８ 記憶デバイス
４３０ コンソール
４３２ ディスプレイ
４３４ テーブルモータ制御器
４３６ モータ式テーブル
４３８ ガントリ開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ断層（ＣＴ）検出器向けの液体冷却式熱制御システム（１００）であって、
ＣＴ検出器（４００）の検出器レール（１０２）と熱的に連絡した冷却チャンネル（１０４）であって、検出器レールの温度を変化させる１つまたは複数の外乱に応答して検出器レール上に位置決めされた検出器素子の温度を制御するためにその中を通って流れる冷却用流体を有する冷却チャンネルと、
冷却用流体を冷却している、冷却チャンネルから加熱された冷却用流体を受け取るための熱交換器（１１０）と、
熱交換器からの冷却された冷却用流体を加熱しかつ該冷却用流体を冷却チャンネルに放出している、熱交換器からの冷却された冷却用流体を受け取るためのヒータ（１１４）と、
冷却用流体の温度を制御するように熱交換器、ヒータまたは熱交換器のファンのうちの少なくとも１つを制御するための制御モジュール（１６０）と、
を備える液体冷却式熱制御システム（１００）。
【請求項２】
さらに、冷却チャンネル（１０４）からの冷却用流体の熱交換器（１１４）への流れを制御するためのポンプ（１０８）であって、制御モジュール（１６０）によって該ポンプの速度が制御されているポンプ（１０８）を備える請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項３】
前記熱交換器（１１０）は冷却用流体を所定の温度未満まで冷却していること、並びに
前記ヒータ（１１４）は冷却用流体の温度を所定温度未満から所定温度まで上昇させていること、
を特徴とする請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項４】
前記ヒータ（１１０）は、冷却チャンネル（１０４）内に放出される冷却用流体を加熱してＣＴ検出器（４００）を加熱している、請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項５】
さらに、熱交換器（１１０）の上流側でかつ冷却チャンネル（１０４）の下流側に位置決めされたアキュムレータ（１０６）であって、冷却用流体の圧力を制御するように制御モジュール（１６０）により制御を受けているアキュムレータ（１０６）を備える請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項６】
さらにガントリ（４０４）を備えており、前記検出器レール（１０２）は該ガントリの内部に位置決めされており、前記外乱はガントリの気体温度及びガントリの回転により発生する熱対流を含む、請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項７】
コンピュータ断層（ＣＴ）検出器の検出器素子を冷却する方法（５００）であって、
冷却用流体の温度を所定の温度に制御するように液体冷却式熱制御システムを制御するステップ（５０２）と、
液体冷却式熱制御システムによって冷却用流体を所定の温度まで冷却するステップ（５０４）と、
複数の検出器素子を有するＣＴ検出器の検出器レールと熱的に連絡した状態で位置決めされた冷却チャンネル内に冷却用流体を放出するステップ（５１６）であって、冷却チャンネル内の冷却用流体によって検出器素子の温度を所定の温度に制御している放出ステップと、
を含む方法（５００）。
【請求項８】
前記検出器素子はコリメータ及びシンチレータを含み、該コリメータはシンチレータの開口部と整列した開口部を有すると共に、コリメータの開口部のシンチレータの開口部との整列を維持するために冷却用流体を冷却チャンネル内に放出して検出器レールの温度を制御するステップ（５０４、５１６）をさらに含む請求項７に記載の方法（５００）。
【請求項９】
前記液体冷却式熱制御システムは冷却チャンネルと流体連通する熱交換器及びヒータを含むと共に、
熱交換器によって流れる冷却用流体を所定の温度未満まで冷却するステップ（５０６）と、
冷却用流体の温度をヒータによって所定の温度未満から所定の温度まで上昇させるステップ（５１０）と、
をさらに含む請求項７に記載の方法（５００）。
【請求項１０】
前記液体冷却式熱制御システムは冷却チャンネルと流体連通するヒータを含むと共に、ＣＴ検出器を加熱するように該ヒータによって冷却用流体を加熱するステップ（５１０）をさらに含む請求項７に記載の方法（５００）。
【請求項１】
コンピュータ断層（ＣＴ）検出器向けの液体冷却式熱制御システム（１００）であって、
ＣＴ検出器（４００）の検出器レール（１０２）と熱的に連絡した冷却チャンネル（１０４）であって、検出器レールの温度を変化させる１つまたは複数の外乱に応答して検出器レール上に位置決めされた検出器素子の温度を制御するためにその中を通って流れる冷却用流体を有する冷却チャンネルと、
冷却用流体を冷却している、冷却チャンネルから加熱された冷却用流体を受け取るための熱交換器（１１０）と、
熱交換器からの冷却された冷却用流体を加熱しかつ該冷却用流体を冷却チャンネルに放出している、熱交換器からの冷却された冷却用流体を受け取るためのヒータ（１１４）と、
冷却用流体の温度を制御するように熱交換器、ヒータまたは熱交換器のファンのうちの少なくとも１つを制御するための制御モジュール（１６０）と、
を備える液体冷却式熱制御システム（１００）。
【請求項２】
さらに、冷却チャンネル（１０４）からの冷却用流体の熱交換器（１１４）への流れを制御するためのポンプ（１０８）であって、制御モジュール（１６０）によって該ポンプの速度が制御されているポンプ（１０８）を備える請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項３】
前記熱交換器（１１０）は冷却用流体を所定の温度未満まで冷却していること、並びに
前記ヒータ（１１４）は冷却用流体の温度を所定温度未満から所定温度まで上昇させていること、
を特徴とする請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項４】
前記ヒータ（１１０）は、冷却チャンネル（１０４）内に放出される冷却用流体を加熱してＣＴ検出器（４００）を加熱している、請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項５】
さらに、熱交換器（１１０）の上流側でかつ冷却チャンネル（１０４）の下流側に位置決めされたアキュムレータ（１０６）であって、冷却用流体の圧力を制御するように制御モジュール（１６０）により制御を受けているアキュムレータ（１０６）を備える請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項６】
さらにガントリ（４０４）を備えており、前記検出器レール（１０２）は該ガントリの内部に位置決めされており、前記外乱はガントリの気体温度及びガントリの回転により発生する熱対流を含む、請求項１に記載の制御システム（１００）。
【請求項７】
コンピュータ断層（ＣＴ）検出器の検出器素子を冷却する方法（５００）であって、
冷却用流体の温度を所定の温度に制御するように液体冷却式熱制御システムを制御するステップ（５０２）と、
液体冷却式熱制御システムによって冷却用流体を所定の温度まで冷却するステップ（５０４）と、
複数の検出器素子を有するＣＴ検出器の検出器レールと熱的に連絡した状態で位置決めされた冷却チャンネル内に冷却用流体を放出するステップ（５１６）であって、冷却チャンネル内の冷却用流体によって検出器素子の温度を所定の温度に制御している放出ステップと、
を含む方法（５００）。
【請求項８】
前記検出器素子はコリメータ及びシンチレータを含み、該コリメータはシンチレータの開口部と整列した開口部を有すると共に、コリメータの開口部のシンチレータの開口部との整列を維持するために冷却用流体を冷却チャンネル内に放出して検出器レールの温度を制御するステップ（５０４、５１６）をさらに含む請求項７に記載の方法（５００）。
【請求項９】
前記液体冷却式熱制御システムは冷却チャンネルと流体連通する熱交換器及びヒータを含むと共に、
熱交換器によって流れる冷却用流体を所定の温度未満まで冷却するステップ（５０６）と、
冷却用流体の温度をヒータによって所定の温度未満から所定の温度まで上昇させるステップ（５１０）と、
をさらに含む請求項７に記載の方法（５００）。
【請求項１０】
前記液体冷却式熱制御システムは冷却チャンネルと流体連通するヒータを含むと共に、ＣＴ検出器を加熱するように該ヒータによって冷却用流体を加熱するステップ（５１０）をさらに含む請求項７に記載の方法（５００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−３９３６２（Ｐ２０１３−３９３６２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６９０３６（Ｐ２０１２−１６９０３６）
【出願日】平成２４年７月３１日（２０１２．７．３１）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月３１日（２０１２．７．３１）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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