計算機式断層写真法スキャナにおける音響的雑音緩和のシステム及び方法
【課題】ＣＴスキャナの雑音を緩和する。
【解決手段】外筐体と、外筐体の内部に配置されて、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイとを含んでいるＣＴシステムが提供される。このＣＴシステムにはハイブリッド雑音緩和システムが含まれており、ハイブリッド雑音緩和システムは、運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されており、受動式態様で雑音を制御するように構成されている受動式雑音緩和装置と、能動式態様で雑音を制御するように構成されている能動式雑音緩和装置とを含んでいる。
【解決手段】外筐体と、外筐体の内部に配置されて、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイとを含んでいるＣＴシステムが提供される。このＣＴシステムにはハイブリッド雑音緩和システムが含まれており、ハイブリッド雑音緩和システムは、運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されており、受動式態様で雑音を制御するように構成されている受動式雑音緩和装置と、能動式態様で雑音を制御するように構成されている能動式雑音緩和装置とを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の各実施形態は一般的には、計算機式断層写真法（ＣＴ）スキャナに関し、さらに具体的には、ＣＴスキャナにおける音響的雑音を緩和するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、ＣＴイメージング・システムでは、Ｘ線源が患者又は手荷物のような被検体又は物体へ向けてファン（扇形）形状のビームを放出する。以下では、「被検体」及び「対象」「物体」等の用語は、撮像されることが可能な任意の物体を含むものとする。ビームは被検体によって減弱された後に放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイにおいて受光される減弱後のビーム放射線の強度は典型的には、被検体によるＸ線ビームの減弱量に依存する。検出器アレイの各々の検出器素子が、各々の検出器素子によって受光される減弱後のビームを示す別個の電気信号を発生する。電気信号はデータ処理システムへ伝達されて解析され、ここから最終的に画像を形成する。
【０００３】
一般的には、Ｘ線源及び検出器アレイは、撮像平面内で被検体を中心としてガントリの周りを回転する。Ｘ線源は典型的には、焦点においてＸ線ビームを放出するＸ線管を含んでいる。Ｘ線検出器は典型的には、検出器において受光されるＸ線ビームをコリメートするコリメータと、コリメータに隣接して設けられておりＸ線を光エネルギへ変換するシンチレータと、隣接するシンチレータから光エネルギを受け取ってここから電気信号を発生するフォトダイオードとを含んでいる。典型的には、シンチレータ・アレイの各々のシンチレータがＸ線を光エネルギへ変換する。各々のシンチレータは、当該シンチレータに隣接するフォトダイオードに光エネルギを放出する。各々のフォトダイオードが光エネルギを検出して、対応する電気信号を発生する。次いで、フォトダイオードの出力はデータ処理システムへ伝達されて、画像再構成を施される。
【０００４】
動作時には、ＣＴスキャナは多様な発生源から音響的雑音を発生する。例えば、様々なサブシステムのための冷却ファン、冷却ポンプ、Ｘ線管回転子、ガントリ軸受、及びガントリ・ファン等は全ての音響的雑音を発生し得る。加えて、ガントリの回転も音響的雑音を発生し、ガントリの回転からのかかる雑音は高速化されるガントリ回転に基づく将来世代ＣＴシステムでは増大する一方であり、これに伴いガントリ回転から発生される空力音響的雑音の増大が見られることが認められている。これらの発生源からの雑音の発生は医療撮像工程に直接的な影響を与えるわけではないが、被撮像体にとって雑音は不快又は負担であり得る。このことは特に、空冷式ガントリを有するＣＴシステムに見受けられ、このシステムでは走査室の空気を用いてガントリを冷却するファンの利用に基づいて音響的雑音が増大する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
幾つかの従来技術ＣＴシステムでは雑音問題は無視されており、ＣＴシステムによって発生される雑音を低減する雑音低減方法又はシステムは用いられていない。他の従来技術ＣＴシステムでは、被撮像体による雑音の知覚を低下させてこれにより撮像工程時に被検体にとってさらに快適な環境を提供することを試みる「雑音消去（ノイズ・キャンセレーション）」装置が開発されている。しかしながら、従来の雑音消去装置及び方法は、幾つかの理由のため広い支持を得られていない。例えば、空冷式ガントリを有する幾つかの従来技術ＣＴシステムでは、雑音緩和はシステム内の冷却ファンの定格出力を下げることにより達成されている。しかしながら、冷却ファンのかかる減定格は一般的には、雑音問題に完全に対処するためには依然として不十分である。雑音問題に取り組むために、他の従来技術ＣＴシステムは、外部環境に対して閉じている又は封止されている冷却式ガントリを用いている。かかる冷却式のガントリ冷却系の構成は、ＣＴシステムを冷却して環境に対する音響的雑音のレベルを低下させるのに実効的であるが、冷却式ガントリは、ＣＴシステムに十分な冷却を提供するために大型で高価な熱交換器が必要とされるため、構築及び運転が極めて高価である。
【０００６】
従って、ＣＴスキャナの雑音を緩和する装置及び方法を設計することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の各実施形態は、ＣＴスキャナの音響的雑音を緩和することを指向した方法及びシステムを含んでいる。
【０００８】
本発明の一つの観点によれば、ＣＴシステムが、外筐体と、外筐体の内部に配置されて、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されているハイブリッド雑音緩和システムとを含んでおり、ハイブリッド雑音緩和システムは、受動式態様で雑音を制御するように構成されている受動式雑音緩和装置と、能動式態様で雑音を制御するように構成されている能動式雑音緩和装置とを含んでいる。
【０００９】
本発明のもう一つの観点によれば、ＣＴシステムが、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリの周囲に配置されている外筐体であって、当該外筐体内部に空気をそれぞれ流入及び流出させるファンを各々含むガントリ入口ダクト及びガントリ排気ダクトを内部に形成した外筐体とを含んでいる。このＣＴシステムはまた、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、Ｘ線源及び検出器アレイの各々に対応して回転式ガントリに装着されて、Ｘ線源及び検出器アレイに冷却を提供するように構成されている熱交換器とを含んでいる。このＣＴシステムはさらに、ＣＴシステムの運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されている複数の雑音緩和装置を含んでおり、雑音緩和装置はガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器の各々に設けられて、該ガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器により発生される雑音を受動式態様及び能動式態様の少なくとも一方で緩和する。
【００１０】
本発明のさらにもう一つの観点によれば、ＣＴシステムの雑音を緩和する方法が、ＣＴシステムの既存の構成要素及び特徴に複数の雑音緩和装置を一体化させるステップと、ＣＴシステムによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを複数の雑音緩和装置を介して受動式で低下させるステップと、ＣＴシステムによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを複数の雑音緩和装置を介して能動式で低下させるステップとを含んでいる。複数の雑音緩和装置は、ＣＴガントリの回転、ガントリ・ファン、Ｘ線管運転、Ｘ線管熱交換器ファン、及びＸ線検出器熱交換器ファンの少なくとも一つによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている。
【００１１】
他の様々な特徴及び利点が、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図面は、本発明を実施するために現状で思量される好ましい各実施形態を示す。
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック概略図である。
【図３】図１に示すシステムのブロック概略図であって、ＣＴイメージング・システムの運転中に雑音を発生する雑音発生源を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による図１のＣＴシステムの熱交換器に組み入れられる雑音緩和装置の概略図である。
【図５】本発明のもう一つの実施形態による図１のＣＴシステムの熱交換器に組み入れられる雑音緩和装置の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態による図１のＣＴシステムのガントリ排気ダクトに組み入れられる雑音緩和装置の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態による図１のＣＴシステムのガントリ入口ダクトに組み入れられる雑音緩和装置の概略図である。
【図８】本発明の一実施形態によるＣＴイメージング・システムの運転中に雑音を発生する雑音発生源を制御するシステム・レベルの雑音制御器を有するＣＴイメージング・システムのブロック概略図である。
【図９】本発明の一実施形態に従って非侵襲型小包検査システムと共に用いられるＣＴシステムの見取り図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が、「第三世代」ＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして示されている。外筐体１３が、ガントリを実質的に包囲するようにガントリ１２の周囲に配置されている。ガントリ１２はＸ線源１４を有し、Ｘ線源１４は、ガントリ１２の反対側に位置する検出器アセンブリ又はコリメータ１８へ向けてＸ線のビームを投射する。図２を参照すると、検出器アセンブリ１８は、複数の検出器２０及びデータ取得システム（ＤＡＳ）３２によって形成されている。複数の検出器２０は、患者２２を透過する投射Ｘ線１６を感知し、ＤＡＳ３２は後続の処理のためにデータをディジタル信号へ変換する。各々の検出器２０が、入射Ｘ線ビームの強度を表わし従って患者２２を透過した減弱後のビームを表わすアナログ電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品は回転中心２４の周りを回転する。
【００１４】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御される。制御機構２６は、Ｘ線制御器２８とガントリ・モータ制御器３０とを含んでおり、Ｘ線制御器３０はＸ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３２はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。画像再構成器３４が、標本化されてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って高速再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
【００１５】
コンピュータ３６はまた、キーボード、マウス、音声作動式コントローラ、又は他の任意の適当な入力装置のような何らかの形態の操作者インタフェイスを有するコンソール４０を介して、操作者から命令及び走査用パラメータを受け取る。付設されている表示器４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピュータ３６からの他のデータを観察することができる。操作者が供給した命令及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８及びガントリ・モータ制御器３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、電動テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、患者２２及びガントリ１２を配置する。具体的には、テーブル４６は患者２２を図１のガントリ開口４８を通して全体として又は部分的に移動させる。
【００１６】
図１及び図２にさらに示すように、ＣＴシステム１０はまた、ＣＴシステム１０に許容され得る温度及び動作環境を提供して運転中にＣＴシステム１０及びＣＴシステム１０の特定の構成要素の過熱を防ぐように作用する複数の冷却系又は冷却構成要素を含んでいる。図１に示すように、ＣＴシステム１０は、ＣＴシステム１０のガントリ１２が空冷されるように構成されている。ガントリ入口ダクト５０がＣＴシステム１０の外筐体１３に設けられており、ガントリ入口ダクト５０に含まれるファン５２が周囲環境からＣＴシステム１０の筐体１３の内部に空気を引き込み、回転式ガントリ１２に冷却を提供するように回転式ガントリ１２に空気を接触させる。また、ガントリ排気ダクト５４が筐体１３に設けられており、ガントリ排気ダクト５４に含まれるファン５６が、ガントリ１２との接触から熱せられた空気を筐体１３の内部から周囲環境へ強制排出する。また、図２に示すように、Ｘ線源１４及びＸ線検出器アレイ１８をそれぞれ冷却する熱交換器５８、６０がＣＴシステム１０に含まれており、熱交換器５８、６０はガントリ１２の上で回転するようにガントリ１２に装着されている。本発明の一実施形態によれば、熱交換器５８、６０は類似の構成を有し、Ｘ線源１４及び検出器アレイ１８から熱を引き出してＸ線源１４及び検出器アレイ１８の動作温度を低下させるように、Ｘ線源１４及び検出器アレイ１８に冷却流体をポンプ供給する液気式熱交換器として構成されている。
【００１７】
動作時には、ＣＴシステム１０は、多様な発生源から音響的雑音を発生する。例えば、様々なサブシステムのための冷却ファン、冷却ポンプ、Ｘ線管回転子、ガントリ軸受、及びガントリ・ファン等は全ての音響的雑音を発生し得る。かかる雑音発生源を図３に全体的に示しており、Ｘ線源１４（すなわちＸ線管回転子）からの雑音を参照番号６２で示し、Ｘ線源熱交換器５８からの雑音を参照番号６４で示し、Ｘ線検出器熱交換器からの雑音を参照番号６６で示し、ガントリ排気ダクトのファン５６からの雑音を参照番号６８で示し、ガントリ入口ダクトのファン５２からの雑音を参照番号７０で示し、ガントリ１２の回転からの雑音を参照番号７２で示している。
【００１８】
図４〜図７には、ＣＴシステム１０に組み入れられて可聴の音響的雑音のレベルを低下させる雑音緩和構成要素／装置が本発明の様々な実施形態に従って示されている。本発明の各実施形態によれば、受動式雑音緩和装置／方法、能動式雑音緩和装置／方法、及び／又はハイブリッド受動能動式雑音緩和方法を装置レベル及びＣＴシステム・レベルにおいて用いて、ＣＴシステム１０のガントリ開口４８（図１）及び周囲の外部環境に放出される雑音のレベルを制御することができる。
【００１９】
図４には、雑音緩和特徴を内部に組み入れた本発明の一実施形態によるＸ線検出器熱交換器及びＸ線源熱交換器５８、６０の詳細図を掲げる。上述のように、一実施形態によれば、管熱交換器５８及び検出器熱交換器６０の構造は類似／同等であり、従って図４は両方の熱交換器の説明となっている。熱交換器５８、６０は、冷却ユニット７４と、冷却流体を循環させる配管構成７６とを含んでいる。冷却された冷却流体が冷却ユニット７４からポンプ排出されて液気式熱交換器５８、６０の配管７６を通り、Ｘ線源１４又は検出器アレイ１８に達してここから熱を除去し、次いで熱せられた流体は熱交換器５８、６０へ戻る。複数のファン７８が熱交換器５８、６０に含まれており、ファン・プレナム８０内で冷却ユニット７４に隣接して配置されて、冷却流体から熱を除去するのを支援する。図４の実施形態によれば、ファン７８は「吸引（pull）」モードで動作して、冷却ユニット７４の近傍の熱せられた空気を冷却ユニット７４から引き出して取り去る。さらに明確に述べると、空気は空気フィルタ８２を通ってファン・プレナム８０に引き込まれ、冷却ユニット７４を通過して熱せられ、次いでファン７８によって引き起こされる空気の「吸引」を介して引き出されて取り去られる。次いで、ファン７８によって吸引されて取り去られた熱せられた空気は熱交換器５８、６０の出口ダクト８４から吹き出され、次いで空気は引き続きガントリ排気ファン５６（図１〜図３）を経てＣＴシステム１０から排出される。
【００２０】
図４に示すように、熱交換器５８、６０は、内部に含まれているファン７８によって発生される雑音を「受動式」で緩和するように構成されている。かかる受動式雑音緩和を提供するために、発泡体の層８６がダクト８４の内部に配置されて、熱交換器５８、６０のファン７８によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させる。発泡体層８６は、雑音の高周波成分を減少させることにより、ファン７８によって発生される雑音を緩和するように構成されている。本発明の各実施形態によれば、発泡体層８６は、ポリウレタン又は他の適当なポリマー複合材のような適当な防音性発泡材で形成されて、層はさらに、渦パターン（すなわち枡形凹凸（egg-crate）パターン）、楔形（wedge）パターン、角錐パターン、又は他の適当な外形のような所望の外形を有し得る。加えて、ポンプ（図示されていない）及びＸ線管１４（図１）の回転子のような他の雑音発生源から発生される雑音も、受動式振動絶縁を用いて且つ／又はＣＴシステム１０の上部構造にかかる構成要素を適当に装着することにより、減衰させ得ることが認められている。
【００２１】
本発明のもう一つの実施形態によれば、熱交換器５８、６０は、「ハイブリッド」形式の雑音緩和構成を用いるように構成される。すなわち、発泡体層８６によって提供される受動式雑音緩和に加えて、熱交換器５８、６０はさらに、ファン７８によって発生される雑音について「能動式」雑音緩和を適用するように構成される。一実施形態では、かかる能動式雑音消去は、ＣＴシステムによって発生される雑音のレベルが最小雑音閾値を上回ったときに用いられる。かかる雑音閾値は、ＣＴシステムが高出力で高温の走査室環境において動作しているときには超えられ、ＣＴシステムが低出力で低温の走査室環境において動作しているときには超えられないものであり得る。
【００２２】
図４に示すように、スピーカ（又は複数スピーカ構成）８８が出口ダクト８４の内部に配置されて能動式雑音緩和を提供する。スピーカ８８は、ファン７８と同じ周波数であるがファン７８によって発生される雑音と位相の異なる音を発生するように構成される。従って、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるファンの雑音と同じ周波数で位相の異なる音は、ファン７８によって発生される雑音を相殺するように作用し、これにより熱交換器５８、６０のファン７８によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させる。
【００２３】
ファン７８によって発生される音響的雑音の周波数を決定するために、１又は複数のマイクロフォン９０、９１が設けられてファン雑音を測定／記録する。本発明の一実施形態では、フィード・フォワード型の能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１のみを用いる。参照マイクロフォン９１は、出口ダクト８４の内部に配置されてファン雑音を測定／記録し、参照マイクロフォン９１によって測定／記録されたファン雑音は、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを記憶した制御器９２に出力／供給される。制御器９２は参照マイクロフォン９１からの出力を受け取り、フィード・フォワード型手法に従って、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにこの出力をＤＳＰアルゴリズムに入力する。
【００２４】
もう一つの実施形態では、フィード・バック型能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１及び誤差マイクロフォン９０の両方を用いる。参照マイクロフォン９１は、出口ダクト８４の内部に配置されてファン雑音を測定／記録し、誤差マイクロフォン９０は出口ダクト８４に隣接して配置されて音響的雑音をさらに最小にする。すなわち、参照マイクロフォン９１によって測定／記録されたファン雑音は、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを記憶した制御器９２に出力／供給され、制御器９２は参照マイクロフォン９１からの出力を受け取って、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにこの出力をＤＳＰアルゴリズムに入力する。次いで、スピーカ（１又は複数）は、ファン雑音を緩和／相殺するように、ファン７８によって発生される雑音と同じ周波数であるが位相の異なる音を発生する。誤差マイクロフォン９０は、ファン雑音とスピーカ音との間の雑音消去の後にも依然存在し得るあらゆる音響的雑音を測定／記録して、スピーカ（１又は複数）８８によって発生される音の調節がさらに必要とされるか否かを決定する。このように、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるべき雑音の周波数及び位相に対する調節を決定するために、誤差マイクロフォン９０によって出力が発生され、制御器９２に供給されてＤＳＰアルゴリズムに入力され得る。このように、スピーカ８８の動作を制御器９２のＤＳＰアルゴリズムによって制御することにより、スピーカ８８は雑音を複数の異なるファン速度で能動式で制御することができる。
【００２５】
図５には、本発明のもう一つの実施形態による熱交換器５８、６０（すなわち検出器熱交換器及び管熱交換器の両方）の詳細図を掲げる。熱交換器５８、６０の構成は図４に示すものと同様であるが、熱交換器５８、６０に含まれるファン７８が冷却ユニット７４を横断して空気を吹き入れる「吹き込み（push）」モードで動作する点が異なる。熱交換器５８、６０の動作時には、空気が空気フィルタ８２を通ってファン・プレナム８０に引き込まれ、空気は冷却ユニット７４の周囲を流れ／通過して冷却流体から熱を除去するようにファン７８によって「吹き込」まれる。空気流は冷却ユニット７４を通過して吹き込まれ、熱交換器５８、６０の出口ダクト８４を通して吹き出され、次いで空気は引き続き排気ファン５６（図１〜図３）を経てＣＴシステム１０から排出される。
【００２６】
図５に示すように、熱交換器５８、６０は、ファン７８によって発生される雑音を出口ダクト８４の内部に配置されている発泡体層８６を介して「受動式」で緩和するように構成されている。発泡体層８６は、熱交換器５８、６０のファン７８によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、雑音の高周波成分を減少させることにより、ファン７８によって発生される雑音を緩和するように構成されている。発泡体層８６は、ポリウレタン又は他の任意の適当なポリマー複合材のような適当な防音性発泡材で形成されて、例えば渦パターン（すなわち枡形凹凸パターン）、楔形パターン、又は角錐パターンのような任意の適当な外形又はパターンを有し得る。
【００２７】
本発明のもう一つの実施形態によれば、図５の透視図に示すように、熱交換器５８、６０は、出口ダクト８４の内部に配置されて「能動式」雑音緩和を提供するスピーカ（又は複数スピーカ構成）８８を含んでいる。スピーカ８８は、ファン７８と同じ周波数であるがファン７８によって発生される雑音と位相の異なる音を発生するように構成される。従って、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるファンの雑音と同じ周波数で位相の異なる音は、ファン７８によって発生される雑音を相殺するように作用し、これにより熱交換器５８、６０のファン７８によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させる。ファン７８によって発生される雑音の周波数を決定するために、１又は複数のマイクロフォン９０、９１が出口ダクト８４に隣接して配置されて、ファン雑音を測定／記録する。マイクロフォン９０によって測定／記録されたファン雑音は、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために、制御器９２に記憶されたディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムに供給される。本発明の一実施形態によれば、フィード・フォワード型能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１のみを用いて制御器９２に入力を供給する。本発明のもう一つの実施形態によれば、フィード・バック型能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１及び誤差マイクロフォン９０の両方を用いて制御器９２に入力を供給する。制御器９２のＤＳＰアルゴリズムを介してスピーカ８８の動作を制御することにより、スピーカ（１又は複数）８８は雑音を複数の異なるファン速度で能動式で制御することができる。このように、熱交換器５８、６０は「ハイブリッド」式の雑音緩和方法／構造を用いる。すなわち、発泡体層８６によって提供される受動式雑音緩和に加えて、スピーカ（１又は複数）８８はファン７８によって発生される雑音のための「能動式」雑音緩和を提供する。
【００２８】
図６には、雑音緩和特徴を内部に組み入れたＣＴシステム１０のガントリ入口ダクト５０の詳細図を示す。ガントリ入口ダクト５０はＣＴシステム１０の筐体１３に形成されており、ファン５２を内部に配置して含んで、外部の周囲環境からＣＴシステム１０の筐体１３の内部に空気を引き込み／吸引して、回転式ガントリ１２に冷却を提供するように回転式ガントリ１２に空気を接触させる。空気は、ファン５２によって空気フィルタ９４を通ってガントリ入口ダクト５０に引き込まれ、空気はＣＴシステム１０の回転式ガントリ１２を冷却するように筐体１３に導かれる。
【００２９】
また、ガントリ入口ダクト５０には、ファン５２によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている発泡体の層８６が含まれている。発泡体層８６は、ファン５２によって発生される雑音を、雑音の高周波内容を減少させることにより緩和するように、防音性発泡材（例えばポリウレタン又は他の適当なポリマー複合材）で形成される。このように、発泡体層８６は、ガントリ入口ダクト５０のファン５２の受動式雑音緩和方法／装置として作用する。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、能動式雑音緩和を提供するスピーカ（又は複数スピーカ構成）８８がガントリ入口ダクト５０の内部に配置される。スピーカ８８は、ファン５２と同じ周波数であるが雑音と位相の異なる音を発生するように構成される。このように、スピーカ８８によって発生されるファン雑音と同じ周波数で位相の異なる音は、ファン５２によって発生される雑音を相殺するように作用し、これによりガントリ入口ダクト５０のファン５２によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させる。ファン５２によって発生される雑音の周波数を決定するために、１又は複数のマイクロフォン９０、９１を配置してファン雑音を測定／記録する。マイクロフォン９０によって測定／記録されたファン雑音は、スピーカ８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために制御器９２のディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムに供給される。本発明の一実施形態によれば、フィード・フォワード型能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１のみを用いて制御器９２に入力を供給する。本発明のもう一つの実施形態によれば、フィード・バック型の能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１及び誤差マイクロフォン９０の両方を用いて制御器９２に入力を供給する。ＤＳＰアルゴリズムを介してスピーカ８８の動作を制御することにより、スピーカ８８は、雑音を複数の異なるファン速度で能動式で制御することができる。このように、一実施形態によれば、ガントリ入口ダクト５０は「ハイブリッド」式の雑音緩和方法／構造を含んで用いる。すなわち、発泡体層８６によって提供される受動式雑音緩和に加えて、スピーカ（１又は複数）８８は、ガントリ入口ダクト５０のファン５２によって発生される雑音のための「能動式」雑音緩和を提供する。
【００３１】
図７には、雑音緩和特徴を内部に組み入れたＣＴシステム１０のガントリ排気ダクト５４の詳細図が示されている。ガントリ排気ダクト５４はＣＴシステム１０の筐体１３に形成されて、ガントリ１２との接触から熱せられた空気をＣＴシステム１０から除去するように、ＣＴシステム１０の筐体１３の内部から外部の周囲環境へ空気を押し出すように配置されたファン５６を内部に含んでいる。ＣＴシステム１０の内部からの空気はファン５６を経てガントリ排気ダクト５４に引き込まれ、引き続き周囲環境に押し出される。
【００３２】
また、ガントリ排気ダクト５４には、ファン５６によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている発泡体の層８６が含まれている。発泡体層８６は、ファン５６によって発生される雑音を、雑音の高周波内容を減少させることにより緩和するように、防音性発泡材（例えば、ポリウレタン又は他の適当なポリマー複合材）で形成される。このように、発泡体層８６は、ガントリ排気ダクト５４のファン５６の受動式雑音緩和方法／装置として作用する。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、図７の透視図に示すように、能動式雑音緩和を提供するスピーカ（又は複数スピーカ構成）８８がガントリ排気ダクト５４の内部に配置される。スピーカ８８は、ファン５６と同じ周波数であるが雑音と位相の異なる音を発生するように構成される。このように、スピーカ８８によって発生されるファン雑音と同じ周波数で位相の異なる音は、ファン５６によって発生される雑音を相殺するように作用し、これによりガントリ排気ダクト５４のファン５６によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させる。ファン５６によって発生される雑音の周波数を決定するために、１又は複数のマイクロフォン９０、９１を配置してファン雑音を測定／記録する。マイクロフォン９０によって測定／記録されるファン雑音は、スピーカ８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために制御器９２のディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムに供給される。本発明の各実施形態によれば、それぞれフィード・バック型及びフィード・フォワード型の能動式雑音緩和手法に従って、参照マイクロフォン９１及び誤差マイクロフォン９０の両方を用いるか、参照マイクロフォン９０のみを用いて、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために制御器９２に入力を供給することができる。ＤＳＰアルゴリズムを介してスピーカ８８の動作を制御することにより、スピーカ８８は雑音を複数の異なるファン速度で能動式で制御することができる。このように、ガントリ排気ダクト５４は「ハイブリッド」式の雑音緩和方法／構造を含んで用いる。すなわち、発泡体層８６によって提供される受動式雑音緩和に加えて、スピーカ８８はガントリ排気ダクト５４のファン５６によって発生される雑音のための「能動式」雑音緩和を提供する。
【００３４】
図８には、本発明のもう一つの実施形態によるＣＴシステム１０のブロック概略図が示されている。図８の実施形態では、ＣＴシステム１０はシステム・レベル雑音制御器９６を含んでおり、制御器９６は、ＣＴシステム１０によって発生される音響的雑音を最小にするための能動式雑音緩和方式を決定するためにＣＴシステム１０の複数のサブシステム又は構成要素から雑音入力を受け取る。かかる雑音発生源及び関連する雑音入力としては、Ｘ線源熱交換器ファン７８及び該ファン７８の雑音入力６４、Ｘ線検出器熱交換器ファン７８及び該ファン７８の雑音入力６６、ガントリ排気ダクトのファン５６及び該ファン５６の雑音入力６８、ガントリ入口ダクトのファン５２及び該ファン５２の雑音入力７０、並びにＣＴシステムに含まれる他のあらゆる冷却ファン９７及び該ファン９７の雑音入力９８等がある。また、ガントリの回転によって発生される雑音を示す雑音入力７２もシステム・レベル雑音制御器９６に入力され得る。システム・レベル雑音制御器９６は、各々のそれぞれの構成要素／サブシステム（すなわちＸ線管回転子１４、Ｘ線源熱交換器５８、Ｘ線検出器熱交換器、ガントリ排気ダクトのファン５６、ガントリ入口ダクトのファン５２、及び回転式ガントリ１２）毎に理想的な能動式雑音緩和制御方式を決定するように作用し、この決定は、各構成要素／サブシステムから受け取られる関連する雑音入力に基づいて、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムに雑音信号を入力して制御信号を発生し、この制御信号を各々のそれぞれの構成要素／サブシステムに含まれているスピーカ（１又は複数）８８に伝達し、この制御信号によって、スピーカ（１又は複数）に雑音消去を促す正しい周波数及び位相の音を発生させること等により行なわれる。本発明の各実施形態によれば、システム・レベル雑音制御器９６を、各々の個々の雑音発生構成要素／サブシステムに付設された制御器９２の代わりに代用してもよいし、制御器９２と併用してもよいことが認められている。
【００３５】
また、図８にさらに詳細に示すように、受動式雑音緩和を用いて、ポンプ及びＸ線管の回転子のような参照番号９９として同図に全体的に示されている他の雑音発生源から発生される雑音を緩和する。かかる構成要素／サブシステムからの雑音は、受動式振動絶縁を用いて、且つ／又はＣＴシステム１０の上部構造にかかる構成要素を適当に装着することにより、減衰させることができる。このように、システム・レベル雑音制御器９６によって他の構成要素／サブシステム９９の受動式雑音緩和と組み合わせて提供され制御される能動式雑音緩和を介して、ＣＴシステム１０のガントリ開口４８（図１）の内部でも、またＣＴシステム１０を包囲する区域（すなわち筐体１３の外部）でも、可聴の音響的雑音のレベルを低下させるハイブリッド雑音緩和方式がＣＴシステム１０に提供される。このように、患者及びシステム操作者にさらに配慮した「静音」システムが提供される。
【００３６】
図９を参照すると、小包／手荷物検査システム１００が、小包又は手荷物を通過させ得る開口１０４を内部に有する回転式ガントリ１０２を含んでいる。回転式ガントリ１０２は、高周波電磁エネルギ源１０６と、検出器アセンブリ１０８とを収容している。また、コンベヤ・システム１１０が設けられており、コンベヤ・システム１１０は、構造１１４によって支持されて走査のために小包又は手荷物１１６を自動的に且つ連続的に開口１０４に通すコンベヤ・ベルト１１２を含んでいる。物体１１６をコンベヤ・ベルト１１２によって開口１０４に送り込み、次いで撮像データを取得し、コンベヤ・ベルト１１２によって開口１０４から小包１１６を除去することを、制御された連続的な態様で行なう。結果として、郵便物検査官、手荷物積み降ろし員及び他の警備人員が、爆発物、刃物、銃及び密輸品等について小包１１６の内容を非侵襲的に検査することができる。
【００３７】
図９に示すように、システム１００は空冷式システムとなるように構成されている。ガントリ入口ダクト５０がシステム１００の外筐体１３に設けられて、ファン５２がガントリ入口ダクト５０に含まれており、空気を周囲環境からシステム１００の筐体１３に引き込み、回転式ガントリ１０２に冷却を提供するように回転式ガントリ１０２に空気を接触させる。また、ガントリ排気ダクト５４が筐体１３に設けられて、ファン５６がガントリ排気ダクト５４に含まれており、ガントリ１０２との接触から熱せられた空気を筐体１３の内部から周囲環境へ強制排出する。上で詳細に述べたように、受動式雑音緩和装置及び能動式雑音緩和装置を装置レベル及びＣＴシステム・レベルでシステム１００に設けて、システム１００のガントリ開口１０４及び周囲の外部環境に放出される雑音のレベルを制御することができる。各実施形態によれば、システム１００内及び周囲の可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように雑音を受動式で及び能動式でそれぞれ緩和するために、図４〜図７に示すような発泡体層８６及びスピーカ８８を実装することができる。
【００３８】
このように、本発明の各実施形態はＣＴシステム１０、１００のための雑音緩和のシステム及び方法を有益に提供する。受動式及び能動式の両方の雑音制御方法を用いるハイブリッド雑音緩和方式が装置構成要素レベル及びシステム・レベルの両方で提供される。ハイブリッド雑音緩和方式は、ＣＴシステム１０、１００（図１、９）のガントリ開口４８、１０４の内部でも、またＣＴシステム１０、１００内及び周囲の区域でも、可聴の音響的雑音のレベルを低下させる。
【００３９】
従って、本発明の一実施形態によれば、ＣＴシステムが、外筐体と、外筐体の内部に配置されて、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されているハイブリッド雑音緩和システムとを含んでおり、ハイブリッド雑音緩和システムは、受動式態様で雑音を制御するように構成されている受動式雑音緩和装置と、能動式態様で雑音を制御するように構成されている能動式雑音緩和装置とを含んでいる。
【００４０】
本発明のもう一つの実施形態によれば、ＣＴシステムが、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリの周囲に配置されている外筐体であって、当該外筐体内部に空気をそれぞれ流入及び流出させるファンを各々含むガントリ入口ダクト及びガントリ排気ダクトを内部に形成した外筐体とを含んでいる。このＣＴシステムはまた、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、Ｘ線源及び検出器アレイの各々に対応して回転式ガントリに装着されて、Ｘ線源及び検出器アレイに冷却を提供するように構成されている熱交換器とを含んでいる。このＣＴシステムはさらに、ＣＴシステムの運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されている複数の雑音緩和装置を含んでおり、雑音緩和装置はガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器の各々に設けられて、該ガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器により発生される雑音を受動式態様及び能動式態様の少なくとも一方で緩和する。
【００４１】
本発明のさらにもう一つの実施形態によれば、ＣＴシステムの雑音を緩和する方法が、ＣＴシステムの既存の構成要素及び特徴に複数の雑音緩和装置を一体化させるステップと、ＣＴシステムによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを複数の雑音緩和装置を介して受動式で低下させるステップと、ＣＴシステムによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを複数の雑音緩和装置を介して能動式で低下させるステップとを含んでいる。複数の雑音緩和装置は、ＣＴガントリの回転、ガントリ・ファン、Ｘ線管運転、Ｘ線管熱交換器ファン、及びＸ線検出器熱交換器ファンの少なくとも一つによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている。
【００４２】
この書面の記載は、最適な態様を含めて発明を開示し、また任意の装置又はシステムを製造して利用すること及び任意の組み込まれた方法を実行することを含めてあらゆる当業者が本発明を実施することを可能にするように実例を用いている。本発明の特許付与可能な範囲は特許請求の範囲によって画定され、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書字言語に相違しない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の書字言語と非実質的な相違を有する等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００４３】
１０：ＣＴイメージング・システム
１２：ガントリ
１３：外筐体
１４：Ｘ線源
１６：Ｘ線ビーム
１８：検出器アセンブリ又はコリメータ
２０：複数の検出器
２２：患者
２４：回転中心
２６：制御機構
２８：Ｘ線制御器
３０：ガントリ・モータ制御器
３２：データ取得システム（ＤＡＳ）
３４：画像再構成器
３６：コンピュータ
３８：大容量記憶装置
４０：コンソール
４２：表示器
４４：テーブル・モータ制御器
４６：電動テーブル
４８：ガントリ開口
５０：ガントリ入口ダクト
５２、５６：ファン
５４：ガントリ排気ダクト
５８、６０：熱交換器
６２：Ｘ線源からの雑音
６４：Ｘ線源熱交換器からの雑音
６６：Ｘ線検出器熱交換器からの雑音
６８：ガントリ排気ダクトのファンからの雑音
７０：ガントリ入口ダクトのファンからの雑音
７２：ガントリの回転からの雑音
７４：冷却ユニット
７６：配管
７８：ファン
８０：ファン・プレナム
８２：空気フィルタ
８４：出口ダクト
８６：発泡体層
８８：スピーカ
９０：誤差マイクロフォン
９１：参照マイクロフォン
９２：制御器
９４：空気フィルタ
９６：システム・レベル雑音制御器
９７：冷却ファン
９８：冷却ファンの雑音入力
９９：他の雑音発生源
１００：小包／手荷物検査システム
１０２：回転式ガントリ
１０４：開口
１０６：高周波電磁エネルギ源
１０８：検出器アセンブリ
１１０：コンベヤ・システム
１１２：コンベヤ・ベルト
１１４：構造
１１６：小包又は手荷物
【技術分野】
【０００１】
本発明の各実施形態は一般的には、計算機式断層写真法（ＣＴ）スキャナに関し、さらに具体的には、ＣＴスキャナにおける音響的雑音を緩和するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、ＣＴイメージング・システムでは、Ｘ線源が患者又は手荷物のような被検体又は物体へ向けてファン（扇形）形状のビームを放出する。以下では、「被検体」及び「対象」「物体」等の用語は、撮像されることが可能な任意の物体を含むものとする。ビームは被検体によって減弱された後に放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイにおいて受光される減弱後のビーム放射線の強度は典型的には、被検体によるＸ線ビームの減弱量に依存する。検出器アレイの各々の検出器素子が、各々の検出器素子によって受光される減弱後のビームを示す別個の電気信号を発生する。電気信号はデータ処理システムへ伝達されて解析され、ここから最終的に画像を形成する。
【０００３】
一般的には、Ｘ線源及び検出器アレイは、撮像平面内で被検体を中心としてガントリの周りを回転する。Ｘ線源は典型的には、焦点においてＸ線ビームを放出するＸ線管を含んでいる。Ｘ線検出器は典型的には、検出器において受光されるＸ線ビームをコリメートするコリメータと、コリメータに隣接して設けられておりＸ線を光エネルギへ変換するシンチレータと、隣接するシンチレータから光エネルギを受け取ってここから電気信号を発生するフォトダイオードとを含んでいる。典型的には、シンチレータ・アレイの各々のシンチレータがＸ線を光エネルギへ変換する。各々のシンチレータは、当該シンチレータに隣接するフォトダイオードに光エネルギを放出する。各々のフォトダイオードが光エネルギを検出して、対応する電気信号を発生する。次いで、フォトダイオードの出力はデータ処理システムへ伝達されて、画像再構成を施される。
【０００４】
動作時には、ＣＴスキャナは多様な発生源から音響的雑音を発生する。例えば、様々なサブシステムのための冷却ファン、冷却ポンプ、Ｘ線管回転子、ガントリ軸受、及びガントリ・ファン等は全ての音響的雑音を発生し得る。加えて、ガントリの回転も音響的雑音を発生し、ガントリの回転からのかかる雑音は高速化されるガントリ回転に基づく将来世代ＣＴシステムでは増大する一方であり、これに伴いガントリ回転から発生される空力音響的雑音の増大が見られることが認められている。これらの発生源からの雑音の発生は医療撮像工程に直接的な影響を与えるわけではないが、被撮像体にとって雑音は不快又は負担であり得る。このことは特に、空冷式ガントリを有するＣＴシステムに見受けられ、このシステムでは走査室の空気を用いてガントリを冷却するファンの利用に基づいて音響的雑音が増大する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
幾つかの従来技術ＣＴシステムでは雑音問題は無視されており、ＣＴシステムによって発生される雑音を低減する雑音低減方法又はシステムは用いられていない。他の従来技術ＣＴシステムでは、被撮像体による雑音の知覚を低下させてこれにより撮像工程時に被検体にとってさらに快適な環境を提供することを試みる「雑音消去（ノイズ・キャンセレーション）」装置が開発されている。しかしながら、従来の雑音消去装置及び方法は、幾つかの理由のため広い支持を得られていない。例えば、空冷式ガントリを有する幾つかの従来技術ＣＴシステムでは、雑音緩和はシステム内の冷却ファンの定格出力を下げることにより達成されている。しかしながら、冷却ファンのかかる減定格は一般的には、雑音問題に完全に対処するためには依然として不十分である。雑音問題に取り組むために、他の従来技術ＣＴシステムは、外部環境に対して閉じている又は封止されている冷却式ガントリを用いている。かかる冷却式のガントリ冷却系の構成は、ＣＴシステムを冷却して環境に対する音響的雑音のレベルを低下させるのに実効的であるが、冷却式ガントリは、ＣＴシステムに十分な冷却を提供するために大型で高価な熱交換器が必要とされるため、構築及び運転が極めて高価である。
【０００６】
従って、ＣＴスキャナの雑音を緩和する装置及び方法を設計することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の各実施形態は、ＣＴスキャナの音響的雑音を緩和することを指向した方法及びシステムを含んでいる。
【０００８】
本発明の一つの観点によれば、ＣＴシステムが、外筐体と、外筐体の内部に配置されて、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されているハイブリッド雑音緩和システムとを含んでおり、ハイブリッド雑音緩和システムは、受動式態様で雑音を制御するように構成されている受動式雑音緩和装置と、能動式態様で雑音を制御するように構成されている能動式雑音緩和装置とを含んでいる。
【０００９】
本発明のもう一つの観点によれば、ＣＴシステムが、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリの周囲に配置されている外筐体であって、当該外筐体内部に空気をそれぞれ流入及び流出させるファンを各々含むガントリ入口ダクト及びガントリ排気ダクトを内部に形成した外筐体とを含んでいる。このＣＴシステムはまた、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、Ｘ線源及び検出器アレイの各々に対応して回転式ガントリに装着されて、Ｘ線源及び検出器アレイに冷却を提供するように構成されている熱交換器とを含んでいる。このＣＴシステムはさらに、ＣＴシステムの運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されている複数の雑音緩和装置を含んでおり、雑音緩和装置はガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器の各々に設けられて、該ガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器により発生される雑音を受動式態様及び能動式態様の少なくとも一方で緩和する。
【００１０】
本発明のさらにもう一つの観点によれば、ＣＴシステムの雑音を緩和する方法が、ＣＴシステムの既存の構成要素及び特徴に複数の雑音緩和装置を一体化させるステップと、ＣＴシステムによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを複数の雑音緩和装置を介して受動式で低下させるステップと、ＣＴシステムによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを複数の雑音緩和装置を介して能動式で低下させるステップとを含んでいる。複数の雑音緩和装置は、ＣＴガントリの回転、ガントリ・ファン、Ｘ線管運転、Ｘ線管熱交換器ファン、及びＸ線検出器熱交換器ファンの少なくとも一つによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている。
【００１１】
他の様々な特徴及び利点が、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図面は、本発明を実施するために現状で思量される好ましい各実施形態を示す。
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック概略図である。
【図３】図１に示すシステムのブロック概略図であって、ＣＴイメージング・システムの運転中に雑音を発生する雑音発生源を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による図１のＣＴシステムの熱交換器に組み入れられる雑音緩和装置の概略図である。
【図５】本発明のもう一つの実施形態による図１のＣＴシステムの熱交換器に組み入れられる雑音緩和装置の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態による図１のＣＴシステムのガントリ排気ダクトに組み入れられる雑音緩和装置の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態による図１のＣＴシステムのガントリ入口ダクトに組み入れられる雑音緩和装置の概略図である。
【図８】本発明の一実施形態によるＣＴイメージング・システムの運転中に雑音を発生する雑音発生源を制御するシステム・レベルの雑音制御器を有するＣＴイメージング・システムのブロック概略図である。
【図９】本発明の一実施形態に従って非侵襲型小包検査システムと共に用いられるＣＴシステムの見取り図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が、「第三世代」ＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして示されている。外筐体１３が、ガントリを実質的に包囲するようにガントリ１２の周囲に配置されている。ガントリ１２はＸ線源１４を有し、Ｘ線源１４は、ガントリ１２の反対側に位置する検出器アセンブリ又はコリメータ１８へ向けてＸ線のビームを投射する。図２を参照すると、検出器アセンブリ１８は、複数の検出器２０及びデータ取得システム（ＤＡＳ）３２によって形成されている。複数の検出器２０は、患者２２を透過する投射Ｘ線１６を感知し、ＤＡＳ３２は後続の処理のためにデータをディジタル信号へ変換する。各々の検出器２０が、入射Ｘ線ビームの強度を表わし従って患者２２を透過した減弱後のビームを表わすアナログ電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品は回転中心２４の周りを回転する。
【００１４】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御される。制御機構２６は、Ｘ線制御器２８とガントリ・モータ制御器３０とを含んでおり、Ｘ線制御器３０はＸ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３２はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。画像再構成器３４が、標本化されてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って高速再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
【００１５】
コンピュータ３６はまた、キーボード、マウス、音声作動式コントローラ、又は他の任意の適当な入力装置のような何らかの形態の操作者インタフェイスを有するコンソール４０を介して、操作者から命令及び走査用パラメータを受け取る。付設されている表示器４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピュータ３６からの他のデータを観察することができる。操作者が供給した命令及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８及びガントリ・モータ制御器３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、電動テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、患者２２及びガントリ１２を配置する。具体的には、テーブル４６は患者２２を図１のガントリ開口４８を通して全体として又は部分的に移動させる。
【００１６】
図１及び図２にさらに示すように、ＣＴシステム１０はまた、ＣＴシステム１０に許容され得る温度及び動作環境を提供して運転中にＣＴシステム１０及びＣＴシステム１０の特定の構成要素の過熱を防ぐように作用する複数の冷却系又は冷却構成要素を含んでいる。図１に示すように、ＣＴシステム１０は、ＣＴシステム１０のガントリ１２が空冷されるように構成されている。ガントリ入口ダクト５０がＣＴシステム１０の外筐体１３に設けられており、ガントリ入口ダクト５０に含まれるファン５２が周囲環境からＣＴシステム１０の筐体１３の内部に空気を引き込み、回転式ガントリ１２に冷却を提供するように回転式ガントリ１２に空気を接触させる。また、ガントリ排気ダクト５４が筐体１３に設けられており、ガントリ排気ダクト５４に含まれるファン５６が、ガントリ１２との接触から熱せられた空気を筐体１３の内部から周囲環境へ強制排出する。また、図２に示すように、Ｘ線源１４及びＸ線検出器アレイ１８をそれぞれ冷却する熱交換器５８、６０がＣＴシステム１０に含まれており、熱交換器５８、６０はガントリ１２の上で回転するようにガントリ１２に装着されている。本発明の一実施形態によれば、熱交換器５８、６０は類似の構成を有し、Ｘ線源１４及び検出器アレイ１８から熱を引き出してＸ線源１４及び検出器アレイ１８の動作温度を低下させるように、Ｘ線源１４及び検出器アレイ１８に冷却流体をポンプ供給する液気式熱交換器として構成されている。
【００１７】
動作時には、ＣＴシステム１０は、多様な発生源から音響的雑音を発生する。例えば、様々なサブシステムのための冷却ファン、冷却ポンプ、Ｘ線管回転子、ガントリ軸受、及びガントリ・ファン等は全ての音響的雑音を発生し得る。かかる雑音発生源を図３に全体的に示しており、Ｘ線源１４（すなわちＸ線管回転子）からの雑音を参照番号６２で示し、Ｘ線源熱交換器５８からの雑音を参照番号６４で示し、Ｘ線検出器熱交換器からの雑音を参照番号６６で示し、ガントリ排気ダクトのファン５６からの雑音を参照番号６８で示し、ガントリ入口ダクトのファン５２からの雑音を参照番号７０で示し、ガントリ１２の回転からの雑音を参照番号７２で示している。
【００１８】
図４〜図７には、ＣＴシステム１０に組み入れられて可聴の音響的雑音のレベルを低下させる雑音緩和構成要素／装置が本発明の様々な実施形態に従って示されている。本発明の各実施形態によれば、受動式雑音緩和装置／方法、能動式雑音緩和装置／方法、及び／又はハイブリッド受動能動式雑音緩和方法を装置レベル及びＣＴシステム・レベルにおいて用いて、ＣＴシステム１０のガントリ開口４８（図１）及び周囲の外部環境に放出される雑音のレベルを制御することができる。
【００１９】
図４には、雑音緩和特徴を内部に組み入れた本発明の一実施形態によるＸ線検出器熱交換器及びＸ線源熱交換器５８、６０の詳細図を掲げる。上述のように、一実施形態によれば、管熱交換器５８及び検出器熱交換器６０の構造は類似／同等であり、従って図４は両方の熱交換器の説明となっている。熱交換器５８、６０は、冷却ユニット７４と、冷却流体を循環させる配管構成７６とを含んでいる。冷却された冷却流体が冷却ユニット７４からポンプ排出されて液気式熱交換器５８、６０の配管７６を通り、Ｘ線源１４又は検出器アレイ１８に達してここから熱を除去し、次いで熱せられた流体は熱交換器５８、６０へ戻る。複数のファン７８が熱交換器５８、６０に含まれており、ファン・プレナム８０内で冷却ユニット７４に隣接して配置されて、冷却流体から熱を除去するのを支援する。図４の実施形態によれば、ファン７８は「吸引（pull）」モードで動作して、冷却ユニット７４の近傍の熱せられた空気を冷却ユニット７４から引き出して取り去る。さらに明確に述べると、空気は空気フィルタ８２を通ってファン・プレナム８０に引き込まれ、冷却ユニット７４を通過して熱せられ、次いでファン７８によって引き起こされる空気の「吸引」を介して引き出されて取り去られる。次いで、ファン７８によって吸引されて取り去られた熱せられた空気は熱交換器５８、６０の出口ダクト８４から吹き出され、次いで空気は引き続きガントリ排気ファン５６（図１〜図３）を経てＣＴシステム１０から排出される。
【００２０】
図４に示すように、熱交換器５８、６０は、内部に含まれているファン７８によって発生される雑音を「受動式」で緩和するように構成されている。かかる受動式雑音緩和を提供するために、発泡体の層８６がダクト８４の内部に配置されて、熱交換器５８、６０のファン７８によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させる。発泡体層８６は、雑音の高周波成分を減少させることにより、ファン７８によって発生される雑音を緩和するように構成されている。本発明の各実施形態によれば、発泡体層８６は、ポリウレタン又は他の適当なポリマー複合材のような適当な防音性発泡材で形成されて、層はさらに、渦パターン（すなわち枡形凹凸（egg-crate）パターン）、楔形（wedge）パターン、角錐パターン、又は他の適当な外形のような所望の外形を有し得る。加えて、ポンプ（図示されていない）及びＸ線管１４（図１）の回転子のような他の雑音発生源から発生される雑音も、受動式振動絶縁を用いて且つ／又はＣＴシステム１０の上部構造にかかる構成要素を適当に装着することにより、減衰させ得ることが認められている。
【００２１】
本発明のもう一つの実施形態によれば、熱交換器５８、６０は、「ハイブリッド」形式の雑音緩和構成を用いるように構成される。すなわち、発泡体層８６によって提供される受動式雑音緩和に加えて、熱交換器５８、６０はさらに、ファン７８によって発生される雑音について「能動式」雑音緩和を適用するように構成される。一実施形態では、かかる能動式雑音消去は、ＣＴシステムによって発生される雑音のレベルが最小雑音閾値を上回ったときに用いられる。かかる雑音閾値は、ＣＴシステムが高出力で高温の走査室環境において動作しているときには超えられ、ＣＴシステムが低出力で低温の走査室環境において動作しているときには超えられないものであり得る。
【００２２】
図４に示すように、スピーカ（又は複数スピーカ構成）８８が出口ダクト８４の内部に配置されて能動式雑音緩和を提供する。スピーカ８８は、ファン７８と同じ周波数であるがファン７８によって発生される雑音と位相の異なる音を発生するように構成される。従って、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるファンの雑音と同じ周波数で位相の異なる音は、ファン７８によって発生される雑音を相殺するように作用し、これにより熱交換器５８、６０のファン７８によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させる。
【００２３】
ファン７８によって発生される音響的雑音の周波数を決定するために、１又は複数のマイクロフォン９０、９１が設けられてファン雑音を測定／記録する。本発明の一実施形態では、フィード・フォワード型の能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１のみを用いる。参照マイクロフォン９１は、出口ダクト８４の内部に配置されてファン雑音を測定／記録し、参照マイクロフォン９１によって測定／記録されたファン雑音は、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを記憶した制御器９２に出力／供給される。制御器９２は参照マイクロフォン９１からの出力を受け取り、フィード・フォワード型手法に従って、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにこの出力をＤＳＰアルゴリズムに入力する。
【００２４】
もう一つの実施形態では、フィード・バック型能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１及び誤差マイクロフォン９０の両方を用いる。参照マイクロフォン９１は、出口ダクト８４の内部に配置されてファン雑音を測定／記録し、誤差マイクロフォン９０は出口ダクト８４に隣接して配置されて音響的雑音をさらに最小にする。すなわち、参照マイクロフォン９１によって測定／記録されたファン雑音は、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを記憶した制御器９２に出力／供給され、制御器９２は参照マイクロフォン９１からの出力を受け取って、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにこの出力をＤＳＰアルゴリズムに入力する。次いで、スピーカ（１又は複数）は、ファン雑音を緩和／相殺するように、ファン７８によって発生される雑音と同じ周波数であるが位相の異なる音を発生する。誤差マイクロフォン９０は、ファン雑音とスピーカ音との間の雑音消去の後にも依然存在し得るあらゆる音響的雑音を測定／記録して、スピーカ（１又は複数）８８によって発生される音の調節がさらに必要とされるか否かを決定する。このように、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるべき雑音の周波数及び位相に対する調節を決定するために、誤差マイクロフォン９０によって出力が発生され、制御器９２に供給されてＤＳＰアルゴリズムに入力され得る。このように、スピーカ８８の動作を制御器９２のＤＳＰアルゴリズムによって制御することにより、スピーカ８８は雑音を複数の異なるファン速度で能動式で制御することができる。
【００２５】
図５には、本発明のもう一つの実施形態による熱交換器５８、６０（すなわち検出器熱交換器及び管熱交換器の両方）の詳細図を掲げる。熱交換器５８、６０の構成は図４に示すものと同様であるが、熱交換器５８、６０に含まれるファン７８が冷却ユニット７４を横断して空気を吹き入れる「吹き込み（push）」モードで動作する点が異なる。熱交換器５８、６０の動作時には、空気が空気フィルタ８２を通ってファン・プレナム８０に引き込まれ、空気は冷却ユニット７４の周囲を流れ／通過して冷却流体から熱を除去するようにファン７８によって「吹き込」まれる。空気流は冷却ユニット７４を通過して吹き込まれ、熱交換器５８、６０の出口ダクト８４を通して吹き出され、次いで空気は引き続き排気ファン５６（図１〜図３）を経てＣＴシステム１０から排出される。
【００２６】
図５に示すように、熱交換器５８、６０は、ファン７８によって発生される雑音を出口ダクト８４の内部に配置されている発泡体層８６を介して「受動式」で緩和するように構成されている。発泡体層８６は、熱交換器５８、６０のファン７８によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、雑音の高周波成分を減少させることにより、ファン７８によって発生される雑音を緩和するように構成されている。発泡体層８６は、ポリウレタン又は他の任意の適当なポリマー複合材のような適当な防音性発泡材で形成されて、例えば渦パターン（すなわち枡形凹凸パターン）、楔形パターン、又は角錐パターンのような任意の適当な外形又はパターンを有し得る。
【００２７】
本発明のもう一つの実施形態によれば、図５の透視図に示すように、熱交換器５８、６０は、出口ダクト８４の内部に配置されて「能動式」雑音緩和を提供するスピーカ（又は複数スピーカ構成）８８を含んでいる。スピーカ８８は、ファン７８と同じ周波数であるがファン７８によって発生される雑音と位相の異なる音を発生するように構成される。従って、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるファンの雑音と同じ周波数で位相の異なる音は、ファン７８によって発生される雑音を相殺するように作用し、これにより熱交換器５８、６０のファン７８によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させる。ファン７８によって発生される雑音の周波数を決定するために、１又は複数のマイクロフォン９０、９１が出口ダクト８４に隣接して配置されて、ファン雑音を測定／記録する。マイクロフォン９０によって測定／記録されたファン雑音は、スピーカ（１又は複数）８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために、制御器９２に記憶されたディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムに供給される。本発明の一実施形態によれば、フィード・フォワード型能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１のみを用いて制御器９２に入力を供給する。本発明のもう一つの実施形態によれば、フィード・バック型能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１及び誤差マイクロフォン９０の両方を用いて制御器９２に入力を供給する。制御器９２のＤＳＰアルゴリズムを介してスピーカ８８の動作を制御することにより、スピーカ（１又は複数）８８は雑音を複数の異なるファン速度で能動式で制御することができる。このように、熱交換器５８、６０は「ハイブリッド」式の雑音緩和方法／構造を用いる。すなわち、発泡体層８６によって提供される受動式雑音緩和に加えて、スピーカ（１又は複数）８８はファン７８によって発生される雑音のための「能動式」雑音緩和を提供する。
【００２８】
図６には、雑音緩和特徴を内部に組み入れたＣＴシステム１０のガントリ入口ダクト５０の詳細図を示す。ガントリ入口ダクト５０はＣＴシステム１０の筐体１３に形成されており、ファン５２を内部に配置して含んで、外部の周囲環境からＣＴシステム１０の筐体１３の内部に空気を引き込み／吸引して、回転式ガントリ１２に冷却を提供するように回転式ガントリ１２に空気を接触させる。空気は、ファン５２によって空気フィルタ９４を通ってガントリ入口ダクト５０に引き込まれ、空気はＣＴシステム１０の回転式ガントリ１２を冷却するように筐体１３に導かれる。
【００２９】
また、ガントリ入口ダクト５０には、ファン５２によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている発泡体の層８６が含まれている。発泡体層８６は、ファン５２によって発生される雑音を、雑音の高周波内容を減少させることにより緩和するように、防音性発泡材（例えばポリウレタン又は他の適当なポリマー複合材）で形成される。このように、発泡体層８６は、ガントリ入口ダクト５０のファン５２の受動式雑音緩和方法／装置として作用する。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、能動式雑音緩和を提供するスピーカ（又は複数スピーカ構成）８８がガントリ入口ダクト５０の内部に配置される。スピーカ８８は、ファン５２と同じ周波数であるが雑音と位相の異なる音を発生するように構成される。このように、スピーカ８８によって発生されるファン雑音と同じ周波数で位相の異なる音は、ファン５２によって発生される雑音を相殺するように作用し、これによりガントリ入口ダクト５０のファン５２によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させる。ファン５２によって発生される雑音の周波数を決定するために、１又は複数のマイクロフォン９０、９１を配置してファン雑音を測定／記録する。マイクロフォン９０によって測定／記録されたファン雑音は、スピーカ８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために制御器９２のディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムに供給される。本発明の一実施形態によれば、フィード・フォワード型能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１のみを用いて制御器９２に入力を供給する。本発明のもう一つの実施形態によれば、フィード・バック型の能動式雑音緩和手法に従って、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために参照マイクロフォン９１及び誤差マイクロフォン９０の両方を用いて制御器９２に入力を供給する。ＤＳＰアルゴリズムを介してスピーカ８８の動作を制御することにより、スピーカ８８は、雑音を複数の異なるファン速度で能動式で制御することができる。このように、一実施形態によれば、ガントリ入口ダクト５０は「ハイブリッド」式の雑音緩和方法／構造を含んで用いる。すなわち、発泡体層８６によって提供される受動式雑音緩和に加えて、スピーカ（１又は複数）８８は、ガントリ入口ダクト５０のファン５２によって発生される雑音のための「能動式」雑音緩和を提供する。
【００３１】
図７には、雑音緩和特徴を内部に組み入れたＣＴシステム１０のガントリ排気ダクト５４の詳細図が示されている。ガントリ排気ダクト５４はＣＴシステム１０の筐体１３に形成されて、ガントリ１２との接触から熱せられた空気をＣＴシステム１０から除去するように、ＣＴシステム１０の筐体１３の内部から外部の周囲環境へ空気を押し出すように配置されたファン５６を内部に含んでいる。ＣＴシステム１０の内部からの空気はファン５６を経てガントリ排気ダクト５４に引き込まれ、引き続き周囲環境に押し出される。
【００３２】
また、ガントリ排気ダクト５４には、ファン５６によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている発泡体の層８６が含まれている。発泡体層８６は、ファン５６によって発生される雑音を、雑音の高周波内容を減少させることにより緩和するように、防音性発泡材（例えば、ポリウレタン又は他の適当なポリマー複合材）で形成される。このように、発泡体層８６は、ガントリ排気ダクト５４のファン５６の受動式雑音緩和方法／装置として作用する。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、図７の透視図に示すように、能動式雑音緩和を提供するスピーカ（又は複数スピーカ構成）８８がガントリ排気ダクト５４の内部に配置される。スピーカ８８は、ファン５６と同じ周波数であるが雑音と位相の異なる音を発生するように構成される。このように、スピーカ８８によって発生されるファン雑音と同じ周波数で位相の異なる音は、ファン５６によって発生される雑音を相殺するように作用し、これによりガントリ排気ダクト５４のファン５６によって発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させる。ファン５６によって発生される雑音の周波数を決定するために、１又は複数のマイクロフォン９０、９１を配置してファン雑音を測定／記録する。マイクロフォン９０によって測定／記録されるファン雑音は、スピーカ８８によって発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために制御器９２のディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムに供給される。本発明の各実施形態によれば、それぞれフィード・バック型及びフィード・フォワード型の能動式雑音緩和手法に従って、参照マイクロフォン９１及び誤差マイクロフォン９０の両方を用いるか、参照マイクロフォン９０のみを用いて、スピーカ８８によって発生されるべき音の周波数を決定する目的のために制御器９２に入力を供給することができる。ＤＳＰアルゴリズムを介してスピーカ８８の動作を制御することにより、スピーカ８８は雑音を複数の異なるファン速度で能動式で制御することができる。このように、ガントリ排気ダクト５４は「ハイブリッド」式の雑音緩和方法／構造を含んで用いる。すなわち、発泡体層８６によって提供される受動式雑音緩和に加えて、スピーカ８８はガントリ排気ダクト５４のファン５６によって発生される雑音のための「能動式」雑音緩和を提供する。
【００３４】
図８には、本発明のもう一つの実施形態によるＣＴシステム１０のブロック概略図が示されている。図８の実施形態では、ＣＴシステム１０はシステム・レベル雑音制御器９６を含んでおり、制御器９６は、ＣＴシステム１０によって発生される音響的雑音を最小にするための能動式雑音緩和方式を決定するためにＣＴシステム１０の複数のサブシステム又は構成要素から雑音入力を受け取る。かかる雑音発生源及び関連する雑音入力としては、Ｘ線源熱交換器ファン７８及び該ファン７８の雑音入力６４、Ｘ線検出器熱交換器ファン７８及び該ファン７８の雑音入力６６、ガントリ排気ダクトのファン５６及び該ファン５６の雑音入力６８、ガントリ入口ダクトのファン５２及び該ファン５２の雑音入力７０、並びにＣＴシステムに含まれる他のあらゆる冷却ファン９７及び該ファン９７の雑音入力９８等がある。また、ガントリの回転によって発生される雑音を示す雑音入力７２もシステム・レベル雑音制御器９６に入力され得る。システム・レベル雑音制御器９６は、各々のそれぞれの構成要素／サブシステム（すなわちＸ線管回転子１４、Ｘ線源熱交換器５８、Ｘ線検出器熱交換器、ガントリ排気ダクトのファン５６、ガントリ入口ダクトのファン５２、及び回転式ガントリ１２）毎に理想的な能動式雑音緩和制御方式を決定するように作用し、この決定は、各構成要素／サブシステムから受け取られる関連する雑音入力に基づいて、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムに雑音信号を入力して制御信号を発生し、この制御信号を各々のそれぞれの構成要素／サブシステムに含まれているスピーカ（１又は複数）８８に伝達し、この制御信号によって、スピーカ（１又は複数）に雑音消去を促す正しい周波数及び位相の音を発生させること等により行なわれる。本発明の各実施形態によれば、システム・レベル雑音制御器９６を、各々の個々の雑音発生構成要素／サブシステムに付設された制御器９２の代わりに代用してもよいし、制御器９２と併用してもよいことが認められている。
【００３５】
また、図８にさらに詳細に示すように、受動式雑音緩和を用いて、ポンプ及びＸ線管の回転子のような参照番号９９として同図に全体的に示されている他の雑音発生源から発生される雑音を緩和する。かかる構成要素／サブシステムからの雑音は、受動式振動絶縁を用いて、且つ／又はＣＴシステム１０の上部構造にかかる構成要素を適当に装着することにより、減衰させることができる。このように、システム・レベル雑音制御器９６によって他の構成要素／サブシステム９９の受動式雑音緩和と組み合わせて提供され制御される能動式雑音緩和を介して、ＣＴシステム１０のガントリ開口４８（図１）の内部でも、またＣＴシステム１０を包囲する区域（すなわち筐体１３の外部）でも、可聴の音響的雑音のレベルを低下させるハイブリッド雑音緩和方式がＣＴシステム１０に提供される。このように、患者及びシステム操作者にさらに配慮した「静音」システムが提供される。
【００３６】
図９を参照すると、小包／手荷物検査システム１００が、小包又は手荷物を通過させ得る開口１０４を内部に有する回転式ガントリ１０２を含んでいる。回転式ガントリ１０２は、高周波電磁エネルギ源１０６と、検出器アセンブリ１０８とを収容している。また、コンベヤ・システム１１０が設けられており、コンベヤ・システム１１０は、構造１１４によって支持されて走査のために小包又は手荷物１１６を自動的に且つ連続的に開口１０４に通すコンベヤ・ベルト１１２を含んでいる。物体１１６をコンベヤ・ベルト１１２によって開口１０４に送り込み、次いで撮像データを取得し、コンベヤ・ベルト１１２によって開口１０４から小包１１６を除去することを、制御された連続的な態様で行なう。結果として、郵便物検査官、手荷物積み降ろし員及び他の警備人員が、爆発物、刃物、銃及び密輸品等について小包１１６の内容を非侵襲的に検査することができる。
【００３７】
図９に示すように、システム１００は空冷式システムとなるように構成されている。ガントリ入口ダクト５０がシステム１００の外筐体１３に設けられて、ファン５２がガントリ入口ダクト５０に含まれており、空気を周囲環境からシステム１００の筐体１３に引き込み、回転式ガントリ１０２に冷却を提供するように回転式ガントリ１０２に空気を接触させる。また、ガントリ排気ダクト５４が筐体１３に設けられて、ファン５６がガントリ排気ダクト５４に含まれており、ガントリ１０２との接触から熱せられた空気を筐体１３の内部から周囲環境へ強制排出する。上で詳細に述べたように、受動式雑音緩和装置及び能動式雑音緩和装置を装置レベル及びＣＴシステム・レベルでシステム１００に設けて、システム１００のガントリ開口１０４及び周囲の外部環境に放出される雑音のレベルを制御することができる。各実施形態によれば、システム１００内及び周囲の可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように雑音を受動式で及び能動式でそれぞれ緩和するために、図４〜図７に示すような発泡体層８６及びスピーカ８８を実装することができる。
【００３８】
このように、本発明の各実施形態はＣＴシステム１０、１００のための雑音緩和のシステム及び方法を有益に提供する。受動式及び能動式の両方の雑音制御方法を用いるハイブリッド雑音緩和方式が装置構成要素レベル及びシステム・レベルの両方で提供される。ハイブリッド雑音緩和方式は、ＣＴシステム１０、１００（図１、９）のガントリ開口４８、１０４の内部でも、またＣＴシステム１０、１００内及び周囲の区域でも、可聴の音響的雑音のレベルを低下させる。
【００３９】
従って、本発明の一実施形態によれば、ＣＴシステムが、外筐体と、外筐体の内部に配置されて、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されているハイブリッド雑音緩和システムとを含んでおり、ハイブリッド雑音緩和システムは、受動式態様で雑音を制御するように構成されている受動式雑音緩和装置と、能動式態様で雑音を制御するように構成されている能動式雑音緩和装置とを含んでいる。
【００４０】
本発明のもう一つの実施形態によれば、ＣＴシステムが、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリの周囲に配置されている外筐体であって、当該外筐体内部に空気をそれぞれ流入及び流出させるファンを各々含むガントリ入口ダクト及びガントリ排気ダクトを内部に形成した外筐体とを含んでいる。このＣＴシステムはまた、回転式ガントリに装着されて、対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、回転式ガントリに装着されて、対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、Ｘ線源及び検出器アレイの各々に対応して回転式ガントリに装着されて、Ｘ線源及び検出器アレイに冷却を提供するように構成されている熱交換器とを含んでいる。このＣＴシステムはさらに、ＣＴシステムの運転中にＣＴシステムによって発生される雑音を緩和するように構成されている複数の雑音緩和装置を含んでおり、雑音緩和装置はガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器の各々に設けられて、該ガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器により発生される雑音を受動式態様及び能動式態様の少なくとも一方で緩和する。
【００４１】
本発明のさらにもう一つの実施形態によれば、ＣＴシステムの雑音を緩和する方法が、ＣＴシステムの既存の構成要素及び特徴に複数の雑音緩和装置を一体化させるステップと、ＣＴシステムによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを複数の雑音緩和装置を介して受動式で低下させるステップと、ＣＴシステムによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを複数の雑音緩和装置を介して能動式で低下させるステップとを含んでいる。複数の雑音緩和装置は、ＣＴガントリの回転、ガントリ・ファン、Ｘ線管運転、Ｘ線管熱交換器ファン、及びＸ線検出器熱交換器ファンの少なくとも一つによって発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている。
【００４２】
この書面の記載は、最適な態様を含めて発明を開示し、また任意の装置又はシステムを製造して利用すること及び任意の組み込まれた方法を実行することを含めてあらゆる当業者が本発明を実施することを可能にするように実例を用いている。本発明の特許付与可能な範囲は特許請求の範囲によって画定され、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書字言語に相違しない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の書字言語と非実質的な相違を有する等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００４３】
１０：ＣＴイメージング・システム
１２：ガントリ
１３：外筐体
１４：Ｘ線源
１６：Ｘ線ビーム
１８：検出器アセンブリ又はコリメータ
２０：複数の検出器
２２：患者
２４：回転中心
２６：制御機構
２８：Ｘ線制御器
３０：ガントリ・モータ制御器
３２：データ取得システム（ＤＡＳ）
３４：画像再構成器
３６：コンピュータ
３８：大容量記憶装置
４０：コンソール
４２：表示器
４４：テーブル・モータ制御器
４６：電動テーブル
４８：ガントリ開口
５０：ガントリ入口ダクト
５２、５６：ファン
５４：ガントリ排気ダクト
５８、６０：熱交換器
６２：Ｘ線源からの雑音
６４：Ｘ線源熱交換器からの雑音
６６：Ｘ線検出器熱交換器からの雑音
６８：ガントリ排気ダクトのファンからの雑音
７０：ガントリ入口ダクトのファンからの雑音
７２：ガントリの回転からの雑音
７４：冷却ユニット
７６：配管
７８：ファン
８０：ファン・プレナム
８２：空気フィルタ
８４：出口ダクト
８６：発泡体層
８８：スピーカ
９０：誤差マイクロフォン
９１：参照マイクロフォン
９２：制御器
９４：空気フィルタ
９６：システム・レベル雑音制御器
９７：冷却ファン
９８：冷却ファンの雑音入力
９９：他の雑音発生源
１００：小包／手荷物検査システム
１０２：回転式ガントリ
１０４：開口
１０６：高周波電磁エネルギ源
１０８：検出器アセンブリ
１１０：コンベヤ・システム
１１２：コンベヤ・ベルト
１１４：構造
１１６：小包又は手荷物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筐体と、
該外筐体の内部に配置されて、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、
該回転式ガントリに装着されて、前記対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、
前記回転式ガントリに装着されて、前記対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、前記対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、
運転中に当該計算機式断層写真法（ＣＴ）システムにより発生される雑音を緩和するように構成されているハイブリッド雑音緩和システムと
を備えた計算機式断層写真法（ＣＴ）システムであって、
前記ハイブリッド雑音緩和システムは、受動式態様で雑音を制御するように構成されている受動式雑音緩和装置と、能動式態様で雑音を制御するように構成されている能動式雑音緩和装置とを含んでいる、計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項２】
前記外筐体は、
前記ＣＴシステムを冷却するために周囲空気を周囲の環境から当該外筐体の内部容積に受け入れるガントリ入口ダクトであって、前記周囲空気を周囲の環境から当該外筐体の前記内部に吸引するファンを内部に配置して含んでいるガントリ入口ダクトと、
前記ＣＴシステムを冷却するために空気を前記外筐体の前記内部容積から周囲の環境へ排出するガントリ排気ダクトであって、空気を前記外筐体の前記内部容積から周囲の環境に押し出すファンを内部に配置して含んでいるガントリ排気ダクトと
を含んでいる、請求項１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項３】
前記受動式雑音緩和装置は、前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの少なくとも一方の内部に配置されて、前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている防音性発泡体の層を含んでいる、請求項２に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項４】
前記能動式雑音緩和装置は、
前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの少なくとも一方の内部に配置されているスピーカと、
前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの前記少なくとも一方に近接して配置されて、前記ファンにより発生される雑音を測定する参照マイクロフォンと、
制御器と
を含んでおり、該制御器は、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記参照マイクロフォンから受け取り、
前記測定された雑音に基づいて、前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを適用し、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御する
ように構成されている、請求項２に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項５】
前記Ｘ線源に冷却を提供するように構成されているＸ線源熱交換器と、
前記検出器アレイに冷却を提供するように構成されている検出器熱交換器と
をさらに含んでおり、
前記Ｘ線源熱交換器及び前記検出器熱交換器の各々が、
冷却流体を冷却して、配管を通して該冷却流体をポンプ供給するように構成されている冷却ユニットと、
ファン・プレナムと、
該ファン・プレナムの内部に配置されて、熱エネルギを前記冷却流体から引き出すように、空気を前記冷却ユニットの周囲に吹き込む又は空気を前記冷却ユニットから吸引するの何れかを行なうように構成されているファンと、
熱せられた空気を前記熱交換器空気から排出するように構成されている出口ダクトと
を含んでいる、請求項１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項６】
前記受動式雑音緩和装置は、前記出口ダクトの内部に配置されて、前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている防音性発泡体の層を含んでいる、請求項５に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項７】
前記能動式雑音緩和装置は、
前記出口ダクトの内部に配置されているスピーカと、
前記出口ダクトの近傍に配置されて、前記ファンにより発生される雑音を測定する参照マイクロフォンと、
制御器と
を含んでおり、該制御器は、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記参照マイクロフォンから受け取り、
前記測定された雑音に基づいて、前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを適用し、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御する
ように構成されている、請求項５に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項８】
前記制御器は、前記スピーカを制御するためにフィード・フォワード型又はフィード・バック型の制御手法の一方を実装しており、前記制御器は、前記フィード・フォワード型制御手法を実装するときには前記参照マイクロフォンのみから入力を受け取り、前記フィード・バック型制御手法を実装するときには前記参照マイクロフォン及び別個の誤差マイクロフォンから入力を受け取る、請求項７に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項９】
前記ハイブリッド雑音緩和システムは、前記ガントリ開口の内部及び当該ＣＴシステムの周囲の区域において当該ＣＴシステムにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている、請求項１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１０】
前記外筐体は、当該ＣＴシステムにより発生される雑音を受動式態様で制御するように、前記回転式ガントリを実質的に包囲している、請求項１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１１】
走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、
該回転式ガントリの周囲に配置されている外筐体であって、当該外筐体の内部に空気をそれぞれ流入及び流出させるファンを各々含むガントリ入口ダクト及びガントリ排気ダクトを内部に形成した外筐体と、
前記回転式ガントリに装着されて、前記対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、
前記回転式ガントリに装着されて、前記対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、前記対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、
前記Ｘ線源及び前記検出器アレイの各々に対応して前記回転式ガントリに装着されて、前記Ｘ線源及び前記検出器アレイに冷却を提供するように構成されている熱交換器と、
運転中に当該計算機式断層写真法（ＣＴ）システムにより発生される雑音を緩和するように構成されている複数の雑音緩和装置と
を備えた計算機式断層写真法（ＣＴ）システムであって、
雑音緩和装置は、前記ガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器の各々に設けられて、該ガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器により発生される雑音を受動式態様及び能動式態様の少なくとも一方で緩和する、計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１２】
前記複数の雑音緩和装置は、前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの内部に配置されて、内部の前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを受動式で低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている防音性発泡体の層を含んでいる、請求項１１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１３】
前記複数の雑音緩和装置は、前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの各々に対応して能動式雑音緩和装置を含んでおり、各々の能動式雑音緩和装置が、
前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの内部に配置されているスピーカと、
前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの近傍に配置されて、前記それぞれのファンにより発生される雑音を測定するマイクロフォンと、
制御器と
を含んでおり、該制御器は、
前記それぞれのファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記マイクロフォンから受け取り、
前記測定された雑音に基づいて、前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを適用し、
前記それぞれのファンにより発生される前記雑音を相殺して前記それぞれのファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記それぞれのファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記それぞれのスピーカを制御する
ように構成されている、請求項１１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１４】
前記Ｘ線源及び前記検出器アレイの各々に対応する前記熱交換器は、
冷却流体を冷却して、配管を通して該冷却流体をポンプ供給するように構成されている冷却ユニットと、
ファン・プレナムと、
該ファン・プレナムの内部に配置されて、熱エネルギを前記冷却流体から引き出すように、空気を前記冷却ユニットの周囲に吹き込む又は空気を前記冷却ユニットから吸引するの何れかを行なうように構成されているファンと、
熱せられた空気を前記熱交換器から排出するように構成されている出口ダクトと
を含んでいる、請求項１１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１５】
前記複数の雑音緩和装置は、前記出口ダクトの内部に配置されて、前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを受動式で低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている防音性発泡体の層を含んでいる、請求項１４に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１６】
前記複数の雑音緩和装置は、前記熱交換器の各々に対応する能動式雑音緩和装置を含んでおり、各々の能動式雑音緩和装置が、
前記出口ダクトの内部に配置されているスピーカと、
前記出口ダクトに隣接して配置されて、前記ファンにより発生される雑音を測定するマイクロフォンと、
制御器と
を含んでおり、該制御器は、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記マイクロフォンから受け取り、
前記測定された雑音に基づいて、前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを適用し、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御する
ように構成されている、請求項１４に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１７】
計算機式断層写真法（ＣＴ）システムの雑音を緩和する方法であって、
当該ＣＴシステムの既存の構成要素及び特徴に複数の雑音緩和装置を一体化させるステップと、
当該ＣＴシステムにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを前記複数の雑音緩和装置を介して受動式で低下させるステップと、
当該ＣＴシステムにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを前記複数の雑音緩和装置を介して能動式で低下させるステップと
を備えており、前記複数の雑音緩和装置は、ＣＴガントリの回転、ガントリ・ファン、Ｘ線管運転、Ｘ線管熱交換器ファン、及びＸ線検出器熱交換器ファンの少なくとも一つにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている、方法。
【請求項１８】
可聴の音響的雑音のレベルを受動式で低下させる前記ステップは、内部に含まれているファンにより発生される雑音を緩和するように、ガントリ筐体入口ダクト、ガントリ筐体排気ダクト、前記Ｘ線源熱交換器、及び前記検出器熱交換器の各々に防音性発泡体の層を一体化することを含んでおり、該防音性発泡体の層は、前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを受動式で低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させる前記ステップは、前記それぞれのファンにより発生される前記雑音を相殺して前記それぞれのファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記それぞれのファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記それぞれのファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように、制御器を介して前記ガントリ・ファン、Ｘ線管熱交換器ファン、及びＸ線検出器熱交換器ファンの各々の近傍に配置されているスピーカを制御することを含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
それぞれのスピーカを制御する前記ステップは、フィード・フォワード型手法に従ってそれぞれのスピーカを制御することを含んでおり、前記フィード・フォワード型手法は、
それぞれのファンの近傍に配置されている参照マイクロフォンを介してそれぞれのファンにより発生される雑音を測定するステップと、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記参照マイクロフォンから前記制御器に供給するステップと、
前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために、前記制御器によりディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを前記測定された雑音に適用するステップと、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御するステップと
を含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
それぞれのスピーカを制御する前記ステップは、フィード・バック型手法に従ってそれぞれのスピーカを制御することを含んでおり、前記フィード・バック型手法は、
それぞれのファンの近傍に配置されている参照マイクロフォンを介してそれぞれのファンにより発生される雑音を測定するステップと、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記参照マイクロフォンから前記制御器に供給するステップと、
前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために、前記制御器によりディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを前記測定された雑音に適用するステップと、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御するステップと、
前記スピーカ音の発生の後に存在するあらゆる音響的雑音を誤差マイクロフォンを介して測定するステップと、
音響的雑音のレベルをさらに最小化するように、前記スピーカにより発生される前記音を調節する出力を前記誤差マイクロフォンから前記制御器に供給するステップと
を含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記制御器は、構成要素レベル制御器及びＣＴシステム・レベル制御器の一方を含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記複数の雑音緩和装置は、雑音レベル閾値を上回って上昇した雑音レベルの検出時に、前記ＣＴシステムにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるようにされる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１】
外筐体と、
該外筐体の内部に配置されて、走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、
該回転式ガントリに装着されて、前記対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、
前記回転式ガントリに装着されて、前記対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、前記対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、
運転中に当該計算機式断層写真法（ＣＴ）システムにより発生される雑音を緩和するように構成されているハイブリッド雑音緩和システムと
を備えた計算機式断層写真法（ＣＴ）システムであって、
前記ハイブリッド雑音緩和システムは、受動式態様で雑音を制御するように構成されている受動式雑音緩和装置と、能動式態様で雑音を制御するように構成されている能動式雑音緩和装置とを含んでいる、計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項２】
前記外筐体は、
前記ＣＴシステムを冷却するために周囲空気を周囲の環境から当該外筐体の内部容積に受け入れるガントリ入口ダクトであって、前記周囲空気を周囲の環境から当該外筐体の前記内部に吸引するファンを内部に配置して含んでいるガントリ入口ダクトと、
前記ＣＴシステムを冷却するために空気を前記外筐体の前記内部容積から周囲の環境へ排出するガントリ排気ダクトであって、空気を前記外筐体の前記内部容積から周囲の環境に押し出すファンを内部に配置して含んでいるガントリ排気ダクトと
を含んでいる、請求項１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項３】
前記受動式雑音緩和装置は、前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの少なくとも一方の内部に配置されて、前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている防音性発泡体の層を含んでいる、請求項２に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項４】
前記能動式雑音緩和装置は、
前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの少なくとも一方の内部に配置されているスピーカと、
前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの前記少なくとも一方に近接して配置されて、前記ファンにより発生される雑音を測定する参照マイクロフォンと、
制御器と
を含んでおり、該制御器は、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記参照マイクロフォンから受け取り、
前記測定された雑音に基づいて、前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを適用し、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御する
ように構成されている、請求項２に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項５】
前記Ｘ線源に冷却を提供するように構成されているＸ線源熱交換器と、
前記検出器アレイに冷却を提供するように構成されている検出器熱交換器と
をさらに含んでおり、
前記Ｘ線源熱交換器及び前記検出器熱交換器の各々が、
冷却流体を冷却して、配管を通して該冷却流体をポンプ供給するように構成されている冷却ユニットと、
ファン・プレナムと、
該ファン・プレナムの内部に配置されて、熱エネルギを前記冷却流体から引き出すように、空気を前記冷却ユニットの周囲に吹き込む又は空気を前記冷却ユニットから吸引するの何れかを行なうように構成されているファンと、
熱せられた空気を前記熱交換器空気から排出するように構成されている出口ダクトと
を含んでいる、請求項１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項６】
前記受動式雑音緩和装置は、前記出口ダクトの内部に配置されて、前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている防音性発泡体の層を含んでいる、請求項５に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項７】
前記能動式雑音緩和装置は、
前記出口ダクトの内部に配置されているスピーカと、
前記出口ダクトの近傍に配置されて、前記ファンにより発生される雑音を測定する参照マイクロフォンと、
制御器と
を含んでおり、該制御器は、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記参照マイクロフォンから受け取り、
前記測定された雑音に基づいて、前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを適用し、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御する
ように構成されている、請求項５に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項８】
前記制御器は、前記スピーカを制御するためにフィード・フォワード型又はフィード・バック型の制御手法の一方を実装しており、前記制御器は、前記フィード・フォワード型制御手法を実装するときには前記参照マイクロフォンのみから入力を受け取り、前記フィード・バック型制御手法を実装するときには前記参照マイクロフォン及び別個の誤差マイクロフォンから入力を受け取る、請求項７に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項９】
前記ハイブリッド雑音緩和システムは、前記ガントリ開口の内部及び当該ＣＴシステムの周囲の区域において当該ＣＴシステムにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている、請求項１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１０】
前記外筐体は、当該ＣＴシステムにより発生される雑音を受動式態様で制御するように、前記回転式ガントリを実質的に包囲している、請求項１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１１】
走査される対象を収容するガントリ開口を有する回転式ガントリと、
該回転式ガントリの周囲に配置されている外筐体であって、当該外筐体の内部に空気をそれぞれ流入及び流出させるファンを各々含むガントリ入口ダクト及びガントリ排気ダクトを内部に形成した外筐体と、
前記回転式ガントリに装着されて、前記対象へ向けてＸ線ビームを投射するように構成されているＸ線源と、
前記回転式ガントリに装着されて、前記対象を通過したＸ線エネルギを検出し、該検出に応答して、前記対象の画像として再構成され得る検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、
前記Ｘ線源及び前記検出器アレイの各々に対応して前記回転式ガントリに装着されて、前記Ｘ線源及び前記検出器アレイに冷却を提供するように構成されている熱交換器と、
運転中に当該計算機式断層写真法（ＣＴ）システムにより発生される雑音を緩和するように構成されている複数の雑音緩和装置と
を備えた計算機式断層写真法（ＣＴ）システムであって、
雑音緩和装置は、前記ガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器の各々に設けられて、該ガントリ入口ダクト、ガントリ排気ダクト、及び熱交換器により発生される雑音を受動式態様及び能動式態様の少なくとも一方で緩和する、計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１２】
前記複数の雑音緩和装置は、前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの内部に配置されて、内部の前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを受動式で低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている防音性発泡体の層を含んでいる、請求項１１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１３】
前記複数の雑音緩和装置は、前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの各々に対応して能動式雑音緩和装置を含んでおり、各々の能動式雑音緩和装置が、
前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの内部に配置されているスピーカと、
前記ガントリ入口ダクト及び前記ガントリ排気ダクトの近傍に配置されて、前記それぞれのファンにより発生される雑音を測定するマイクロフォンと、
制御器と
を含んでおり、該制御器は、
前記それぞれのファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記マイクロフォンから受け取り、
前記測定された雑音に基づいて、前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを適用し、
前記それぞれのファンにより発生される前記雑音を相殺して前記それぞれのファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記それぞれのファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記それぞれのスピーカを制御する
ように構成されている、請求項１１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１４】
前記Ｘ線源及び前記検出器アレイの各々に対応する前記熱交換器は、
冷却流体を冷却して、配管を通して該冷却流体をポンプ供給するように構成されている冷却ユニットと、
ファン・プレナムと、
該ファン・プレナムの内部に配置されて、熱エネルギを前記冷却流体から引き出すように、空気を前記冷却ユニットの周囲に吹き込む又は空気を前記冷却ユニットから吸引するの何れかを行なうように構成されているファンと、
熱せられた空気を前記熱交換器から排出するように構成されている出口ダクトと
を含んでいる、請求項１１に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１５】
前記複数の雑音緩和装置は、前記出口ダクトの内部に配置されて、前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを受動式で低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている防音性発泡体の層を含んでいる、請求項１４に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１６】
前記複数の雑音緩和装置は、前記熱交換器の各々に対応する能動式雑音緩和装置を含んでおり、各々の能動式雑音緩和装置が、
前記出口ダクトの内部に配置されているスピーカと、
前記出口ダクトに隣接して配置されて、前記ファンにより発生される雑音を測定するマイクロフォンと、
制御器と
を含んでおり、該制御器は、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記マイクロフォンから受け取り、
前記測定された雑音に基づいて、前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するためにディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを適用し、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御する
ように構成されている、請求項１４に記載の計算機式断層写真法（ＣＴ）システム。
【請求項１７】
計算機式断層写真法（ＣＴ）システムの雑音を緩和する方法であって、
当該ＣＴシステムの既存の構成要素及び特徴に複数の雑音緩和装置を一体化させるステップと、
当該ＣＴシステムにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを前記複数の雑音緩和装置を介して受動式で低下させるステップと、
当該ＣＴシステムにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを前記複数の雑音緩和装置を介して能動式で低下させるステップと
を備えており、前記複数の雑音緩和装置は、ＣＴガントリの回転、ガントリ・ファン、Ｘ線管運転、Ｘ線管熱交換器ファン、及びＸ線検出器熱交換器ファンの少なくとも一つにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを低下させるように構成されている、方法。
【請求項１８】
可聴の音響的雑音のレベルを受動式で低下させる前記ステップは、内部に含まれているファンにより発生される雑音を緩和するように、ガントリ筐体入口ダクト、ガントリ筐体排気ダクト、前記Ｘ線源熱交換器、及び前記検出器熱交換器の各々に防音性発泡体の層を一体化することを含んでおり、該防音性発泡体の層は、前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを受動式で低下させるように、前記ファンにより発生される雑音の高周波内容を減少させるように構成されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させる前記ステップは、前記それぞれのファンにより発生される前記雑音を相殺して前記それぞれのファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記それぞれのファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記それぞれのファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように、制御器を介して前記ガントリ・ファン、Ｘ線管熱交換器ファン、及びＸ線検出器熱交換器ファンの各々の近傍に配置されているスピーカを制御することを含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
それぞれのスピーカを制御する前記ステップは、フィード・フォワード型手法に従ってそれぞれのスピーカを制御することを含んでおり、前記フィード・フォワード型手法は、
それぞれのファンの近傍に配置されている参照マイクロフォンを介してそれぞれのファンにより発生される雑音を測定するステップと、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記参照マイクロフォンから前記制御器に供給するステップと、
前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために、前記制御器によりディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを前記測定された雑音に適用するステップと、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御するステップと
を含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
それぞれのスピーカを制御する前記ステップは、フィード・バック型手法に従ってそれぞれのスピーカを制御することを含んでおり、前記フィード・バック型手法は、
それぞれのファンの近傍に配置されている参照マイクロフォンを介してそれぞれのファンにより発生される雑音を測定するステップと、
前記ファンにより発生される前記測定された雑音を示す出力を前記参照マイクロフォンから前記制御器に供給するステップと、
前記スピーカにより発生されるべき雑音の正しい周波数及び位相を決定するために、前記制御器によりディジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムを前記測定された雑音に適用するステップと、
前記ファンにより発生される前記雑音を相殺して前記ファンにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるように、前記ファンにより発生される前記雑音と同じ周波数であるが前記ファンにより発生される前記雑音と位相の異なる音を発生するように前記ＤＳＰアルゴリズムを介して前記スピーカを制御するステップと、
前記スピーカ音の発生の後に存在するあらゆる音響的雑音を誤差マイクロフォンを介して測定するステップと、
音響的雑音のレベルをさらに最小化するように、前記スピーカにより発生される前記音を調節する出力を前記誤差マイクロフォンから前記制御器に供給するステップと
を含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記制御器は、構成要素レベル制御器及びＣＴシステム・レベル制御器の一方を含んでいる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記複数の雑音緩和装置は、雑音レベル閾値を上回って上昇した雑音レベルの検出時に、前記ＣＴシステムにより発生される可聴の音響的雑音のレベルを能動式で低下させるようにされる、請求項１７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０６９４６（Ｐ２０１３−１０６９４６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４４９５９（Ｐ２０１２−２４４９５９）
【出願日】平成２４年１１月７日（２０１２．１１．７）
【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６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月７日（２０１２．１１．７）
【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）】
[ Back to top ]