相関付けられた光子数及びエネルギー測定値を用いるスペクトルコンピュータ断層撮影
コンピュータ断層撮影システムは複数の放射線感知検出器素子（１００）を含んでおり、該複数の検出器素子は様々な検出器素子（１００）が受けたｘ線光子を表す時間変化する信号を生成する。光子カウンタ（２４）が、様々な検出器素子（１００）が受けた光子をカウントする。イベントドリブンエネルギー決定部（２６）が、受けた光子の総エネルギーを測定する。平均エネルギー計算部（４６）が、複数の読み取り期間中に様々な検出器素子（１００）が受けた光子の平均エネルギーを計算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願はスペクトルコンピュータ断層撮影（ＣＴ）の分野に関する。本出願はまた、検出された放射線のエネルギーに関する情報を取得することが望ましい、ｘ線及びその他の放射線の検出に関する。本出願は、特に医用撮像に適用され、非破壊での検査及び分析、セキュリティ用途、及びエネルギー弁別能力が有用となるその他の用途にも適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＴシステムは、検査対象のｘ線減衰を表す画像データを提供してきたが、そのようなシステムは、特に、異なる物質が同様の放射線減衰を有する場合において、対象物の物質組成に関する情報を提供する能力が限られていた。しかしながら、ＣＴシステムの物質分離能力を向上させることは数多くの用途で有用である。例えば、医療用途において、様々な組織型を区別することや、組織を造影剤から区別すること等が望ましいことがある。他の一例として、サンプルの組成に関する情報により、セキュリティ用途における検査作業を簡略化することができる。
【０００３】
物質組成情報を取得する一手法は、例えば光子計数検出器を用いることにより、検出された放射線のエネルギーを測定するものである。典型的な光子計数検出器は、例えばオルトケイ酸ルテチウム（Ｌｕ２ＳｉＯ５すなわちＬＳＯ）、ゲルマン酸ビスマス（ＢＧＯ）及びヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）等に基づくシンチレータベースの検出器と、例えばフォトダイオード又は光電子増倍管（ＰＭＴ）等の光検出器とを含んでいる。さらに、例えば臭化ランタン（ＬａＢｒ）、ＬｕＩ３、Ｇｄ２ＳｉＯ５（ＧＳＯ）、ＬｕＡｌＯ３（ＬｕＡＰ）及びＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）等、その他のシンチレータ材料も知られている。テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）ベースの検出器は、直接変換光子計数検出器の一例である。
【０００４】
しかしながら、残念なことに、光子計数技術は、ＣＴ及びその他のｘ線用途で典型的に遭遇する計数率及び入力ダイナミックレンジで使用することには特に適したものではない。この問題を解決する１つの技術が非特許文献１に記載されている。非特許文献１は、ＣＺＴ検出器とともに使用するための計数・積分画素（counting and integrating pixel；ＣＩＸ）を開示している。読み取り期間中に検出器画素が受けた光子を光子カウンタが計数する。同時に、読み取り期間全体での総信号電流を積分器が積分する。この論文によれば、そこに記載の技術は、利用可能なダイナミックレンジを、計数技術及び積分技術を個々に採用したときの限界を超えるまで広げ、光子計数レジームと積分レジームの動作範囲が重なり合う領域で平均光子エネルギーに関するスペクトル情報を生成する。
【０００５】
とはいうものの、改善の余地が残されている。より具体的には、ＣＴ及びその他のｘ線検出システムにおいてスペクトル情報を取得する改善された技術を提供することが依然として望まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Kraft等、「Counting and Integrating Readout for Direct Conversion X-ray Imaging Concept，Realization and First Prototype Measurement」、2005年、IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の態様は、これらの問題及びその他の問題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様に従って、装置は、受けたｘ線光子に応答して振幅変化する信号を生成するｘ線検出器、読み取り期間中に検出器が受けたｘ線光子を計数する光子カウンタ、及び読み取り期間中に検出器が受けたｘ線光子に応答した検出器信号の振幅変化の総量を表す出力を生成する光子エネルギー決定部を含む。
【０００９】
他の一態様に従って、方法は、ｘ線コンピュータ断層撮影装置のｘ線検出器素子が受けたｘ線光子を検出する検出段階、検出された光子を計数する計数段階、及び検出された光子のエネルギーを測定する測定段階を含む。測定段階は光子の検出に応答して実行される。当該方法はまた、読み取り期間の間、前記の検出段階、計数段階及び測定段階を繰り返す反復段階、及び読み取り期間中に検出器素子が受けた光子の数及び総エネルギーを表す出力を生成する生成段階を含む。
【００１０】
他の一態様に従って、ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、検査領域内の検査対象を支持する対象支持体、検査領域の周りの複数の位置からｘ線を生成するｘ線源、受けたｘ線光子に応答して時間変化する検出器信号を生成するｘ線感知検出器素子、読み取り期間中に検出器素子が受けたｘ線光子を計数する光子カウンタ、及び計数されたｘ線光子の総エネルギーを測定する光子エネルギー決定部を含む。光子エネルギー決定部は、読み取り期間の複数の小期間の各々中で検出器信号の変化を測定する。
【００１１】
以下の詳細な説明を読み、理解することにより、本発明の更なる態様が当業者に認識される。
【００１２】
本発明は、様々な構成要素及びそれらの配置、並びに様々な段階及びそれらの編成の形態を取り得る。図面は、好適実施形態を例示するためだけのものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＣＴシステムを示す図である。
【図２】検出器チャネルの機能ブロック図である。
【図３】検出器信号を示す図である。
【図４】エネルギー弁別装置のブロック図である。
【図５】エネルギーの符号化スキームを示す図である。
【図６】撮像方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照するに、ＣＴスキャナ１０は、検査領域１４の周りを回転する回転式ガントリー１８を含んでいる。ガントリー１８は、例えばｘ線管などのｘ線源１２を支持している。ガントリー１８はまた、検査領域１４の反対側で或る範囲の弧を定めるｘ線感知検出器２０を支持している。ｘ線源１２によって生成されたｘ線は、検査領域１４を横切り、検出器２０によって検出される。従って、スキャナ１０は、検査領域１４内に配置された対象物を通る複数の投影又は光線に沿った放射線減衰を表す投影データを生成する。
【００１５】
スキャナ１０及び検出器２０の構成に応じて、ｘ線源１２は、検出器２０の受信可能範囲とほぼ同一の広がりを有する概して扇状、楔状又は円錐状の放射線ビームを生成する。また、検出器２０が３６０°の弧にまたがり、ｘ線源１２が検査領域の周りを回転するときに静止したままにされる、いわゆる第４世代スキャナ構成も実現され得る。フラットパネル検出器、単一スライス検出器、又はその他の検出器構成も意図される。
【００１６】
検出器２０は、ＣＺＴ、光検知装置に結合されたシンチレータ、又はその他の光子計数検出器として実装される複数の検出器素子すなわち画素１００１、・・・、１００Ｎを含んでいる。様々な検出器素子１００１、・・・、１００Ｎにより生成された信号は、複数の光子カウンタ２４１、・・・、２４Ｎ及びイベントドリブンエネルギー決定部２６１、・・・、２６Ｎによって受信される。様々な光子カウンタ２４１−Ｎは、対応する検出器素子１００１−Ｎが受けた光子の数を表し且つ１つ以上の計数基準を満たす出力ｎmeas１−Ｎを生成し、イベントドリブンエネルギー決定部２６は、計数された光子の測定エネルギーを表す出力Ｅmeas１−Ｎを生成する。出力ｎmeas１−Ｎ及びＥmeas１−Ｎは、検査領域１４の周りの様々な投影角に対応する複数の読み取り期間の各々に対して生成される。更に後述するように、エネルギー測定は、それぞれの検出器素子１００による光子検出に同期化されたイベントドリブン処理として見ることができる。より具体的には、エネルギー測定値は、或る所与の読み取り期間中に検出された光子の上昇信号正味振幅の和を表す。
【００１７】
平均エネルギー計算部４６が様々な計数データｎmeas１−Ｎ及びＥmeas１−Ｎを用いて、様々な検出器チャネル及び読み取り期間に関する平均エネルギーＥmeans１−Nを計算し、データは、好適な１つ以上のメモリに格納され、あるいはその他の方法で再構成部２２に提供される。カウント補正部４４が、様々な読み取り期間中にチャネルによって生成された測定計数データｎmeas１−Ｎにパイルアップ補正又はその他の所望の補正を適用し、補正されたカウントｎcorr１−Ｎを生成する。
【００１８】
再構成部２２が投影データを再構成し、患者の内部生体構造を表す体積データを生成する。また、検査対象の物質組成に関する情報を提供するために、エネルギー情報が（再構成の前に、再構成の後に、あるいはそれらの双方において）用いられる。なお、光子数データ及び総エネルギーデータは、後処理操作で用いられる２つの異なる画像セットから抽出された情報を用いて、平均エネルギーデータを参照することなく別々に再構成され得る。そのような例においては、平均エネルギー計算部４６は省略されてもよい。
【００１９】
例えばカウチ等の対象支持体１６が、検査領域１４内の患者又はその他の対象物を支持する。支持体１６は好ましくは、ヘリカル、アクシャル、円形、直線、又はその他の所望のスキャン軌道を実現するよう、スキャンと協調して移動可能である。
【００２０】
汎用コンピュータが操作者コンソール４４としての役割を果たす。コンソール４４は、例えばモニタ又はディスプレー等のヒトが読み取り可能な出力装置と、例えばキーボード及び／又はマウス等の入力装置とを含んでいる。コンソールに常駐のソフトウェアにより、操作者が、所望のスキャンプロトコルを構築し、スキャンの開始及び停止を行い、体積画像データの閲覧及びその他の操作を行い、その他の方法でスキャナ１０とやり取りすることによって、スキャナ１０の動作を制御することが可能にされる。
【００２１】
図２は、典型的な検出器チャネルを更に詳細に示している。認識されるように、検出器素子１００は、該検出器素子１００が受けたｘ線光子に応答して振幅が時間とともに変化する時変信号Ｓ（ｔ）を生成する。例えば前置増幅器及び信号整形器やフィルタ等の信号調整器２０２が、例えば所望の信号レベルを提供し且つ／或いはノイズの影響を抑制するため、検出器信号を調整する。第１の時間遅延素子２０４が、検出器信号を第１の遅延時間Δｔ１だけ遅延させ、時間遅延検出器信号Ｓ（ｔ−Δｔ１）を生成する。光子検出器２０６が、この時間遅延検出器信号を受信し、例えば検出された光子を表す信号Ｓ（ｔ−Δｔ１）の起伏部を検出することにより、検出器素子１００が受けた、カウントされるための或る一定の条件を満たす様々な光子Ｐｉを検出する。ノイズによる誤ったカウントを低減するために検出閾値が用いられてもよい。光子検出器２０６はまた、光子Ｐｉの検出に応答してトリガー信号を生成する。カウンタ２０８が光子Ｐｉを計数し、或る読み取り期間中に検出された光子の数を表す出力ｎmeasを生成する。
【００２２】
例えば遅延減算器などの検出器信号変化決定部が、同様に検出器信号Ｓ（ｔ）を受信し、第２の期間Δｔ２における検出器信号の変化の大きさを表す出力信号：
ΔＳ＝Ｓ（ｔ）−Ｓ（ｔ−Δｔ２） （１）
を生成する。光子検出器２０６により生成されたトリガー信号に応答して、例えばサンプル・ホールドユニット等の信号標本化部２１２が遅延減算部２１０の出力をサンプリングし、様々な光子Ｐｉに対応するサンプリングされた信号ΔＳｉを生成する。加算部２１４が、サンプリングされた信号を加算し、この読み取り期間中に検出された光子Ｐｉのエネルギーを表す出力Ｅmeas：
【００２３】
【数１】
を生成する。ただし、ｎはこの読み取り期間中に検出された光子の数である。
【００２４】
各読み取り期間後、次の読み取りのため、カウンタ２０８及び加算部２１４の光子カウントｎmeas及びエネルギーＥmeasはリセットされる。
【００２５】
ここで図１を再び参照するに、カウント補正部４４は、各チャネルの様々な測定カウント値ｎmeasにパイルアップ補正を適用し、対応する補正済みカウント値ｎcorrを生成する。この補正は、補正伝達関数、ルックアップテーブル、又はその他の既知の技術を用いて実現され得る。平均エネルギー計算部４６は、各チャネルの測定されたカウントｎmeas及びエネルギーＥmeasを用いて、様々な読み取り期間中に様々な検出器素子１００が受けた光子の、対応する平均エネルギー値：
Ｅmean＝ｋ・Ｅmeas／ｎmeas （３）
を生成する。ただし、ｋは所与のシステムの動作特性に基づいて実験的に得ることが可能な校正係数である。
【００２６】
次に、図３を参照して動作を更に説明する。図３は、光子Ｐ１、Ｐ２及びＰ３に応答して生成された典型的な検出器信号３０２を示している。検出器信号３０２の厳密な特性は検出器素子１００及び関連電子回路の関数であるが、１つの光子により生成される信号は、典型的に、比較的ゆっくりとした減衰が後に続く、信号振幅が比較的急峻に上昇する期間によって特徴付けられる。従って、遅延時間Δｔ１及びΔｔ２は、検出器素子１００及び関連電子回路の特性に基づいて選定される。より具体的には、第２の遅延時間Δｔ２は、検出器信号変化決定部２１０が信号差ΔＳを計算するための期間を決定する。図示のように、第２の遅延時間Δｔ２は、検出器素子１００による１つの光子の受光に応答した信号３０２の上昇信号部分の期間（すなわち、信号３０２の振幅が上昇する期間）を近似するように選定される。現実の光子計数検出器及び／又はシンチレータ材料では、遅延時間Δｔ２は約２ｎｓから２０ｎｓの範囲内である。
【００２７】
第１の遅延時間Δｔ１は、信号差ΔＳｉが上昇信号部分の期間中にサンプリングされるように標本化部２１２の動作を光子Ｐｉの検出に同期させるために使用される。故に、様々な信号差ΔＳｉは、検出された光子Ｐｉの上昇信号正味振幅に一致する。当然ながら、この一致の平均精度は入力光子の計数率によって影響を受ける。
【００２８】
この技術の１つの利点は、光子カウント及び総エネルギーの測定値がパイルアップ及びノイズの閾値設定によって同様に影響される傾向を有することである。従って、平均エネルギーの計算は比較的広いダイナミックレンジにわたって正確である。また、どちらの測定値も、第１の読み取り期間中に受け取られた光子による残留信号が後続の読み取り期間における信号レベルに寄与することを生じさせ得る比較的長い検出器遅延時間成分（‘残光’効果と呼ばれることもある）に対して感度が低い。結果として、ここで説明した技術は、特に、読み取り期間全体で検出器信号を積分する技術と比較したとき、これらの残留信号による影響を比較的受けにくい。
【００２９】
図４及び５は、１つの取り得るハードウェア実装のブロック図及びエネルギー符号化スキームを示している。当然ながら、この構成は単なる一例であり、その他の構成も可能である。ここで与えられる様々なパラメータの値は、典型的なシステムで遭遇し得る期間及びレートの大きさの程度を例示するためのものである。
【００３０】
図示のように、第１の時間遅延素子２０４は約３ｎｓの遅延Δｔ１を提供し、光子検出器２０６は、１０ｎｓの強制的なデッドタイムを有する上昇信号検出器として実装される。検出器信号エネルギー変化決定部２１０は、約４ｎｓの遅延Δｔ２を提供する遅延素子４０２と減算器４０４とを用いて実装される。
【００３１】
図４はまた、様々なサンプルΔＳｉを加算するのに好適な技術を示している。図示のように、このシステムは、電圧−時間変換器４０２、時間−クロックサイクル変換器４０４、第１のクロック４０６、前置スケーラ４０８、第２のカウンタ４１０、及び第２のクロック４１２を含んでいる。電圧−時間変換器４０２は、サンプル信号ΔＳｉを、サンプル信号ΔＳｉの振幅に比例する時間長を有するパルスに変換する。時間−クロックサイクル変換器４０４は、第１のクロックと協働し、電圧−時間変換器４０２によって生成されたパルスの長さに比例する数のパルスを生成する。例えば、第１のクロック４０６は１ＧＨｚクロックとして実装されてもよく、電圧−時間変換器４０２は、サンプリングされた信号ΔＳｉに予期される最大振幅に応答して生成されるパルス長がクロック４０６の８サイクル分に相当するように構成され得る。
【００３２】
第２のカウンタ４１０は、第２のクロック４１２と協働し、時間−クロックサイクル変換器４０４によって生成されたパルスを計数する。前置スケーラ４０８は、時間−クロックサイクル変換器４０４と第２のカウンタ４１０の入力との間に配置され、周波数分周器として機能することにより、比較的低速のカウンタ４１０を使用することを可能にする。前置スケーラ４０８が３ビット（すなわち、１／８）前置スケーラとして実装される場合、第２のクロック４１２の好適速度は１００ＭＨｚ程度となり、第１のカウンタ２０８及び第２のカウンタ４１０は１６ビット同期カウンタとして実装されることが可能となる。代替的に、クロック４１２を必要とせずに、非同期カウンタが用いられてもよい。
【００３３】
図５は、光子エネルギーと符号化スキームとの間の関係を詳細に示している。この例においては、約５ｋｅＶから１２０ｋｅＶまでのエネルギー範囲が、各々が幅ΔＥを有する８個のエネルギー範囲すなわちエネルギー瓶Ｅ１−Ｅ８に符号化されている。なお、電圧−時間変換器４０２によって生成されるパルス幅は、エネルギー瓶Ｅ１が１クロックサイクルとして符号化され、エネルギー瓶Ｅ２が２クロックサイクルとして符号化され、等々となるように構築されるべきである。
【００３４】
第２のカウンタ４１０によって生成されるカウント値は、所望のエネルギー単位（ユニット）に対応するように容易にスケール変更することが可能である。一技術によれば、第２のカウンタ４１０の出力は前置スケーラ４０８の分周率によって操作される。前置スケーラ４０８内に残存するカウントを読み出すことが可能な一例においては、残存カウントが乗算の結果に加算される。残存カウントを読み出すことが不可能な一例においては、残存カウントは、前置スケーラ４０８の分周率の１／２に相当するカウント数を乗算の結果に加算することによって近似されてもよい。そして、その結果に、既知のエネルギー瓶の幅ΔＥ、及び上昇信号正味振幅の和を所望単位の総光子エネルギーに変換する既知の事前校正された係数が掛け合わされる。
【００３５】
変形も意図される。説明した光子計数・エネルギー測定技術に特有の１つの利点は、その相対的な単純さであるが、その他の技術も用いられ得る。例えば、全体的なエネルギー測定の精度は統計的な因子の関数であるが、全体的なエネルギー測定の精度は、上昇信号正味振幅の測定精度にも影響される。例えば、サンプリングが信号上昇の開始及び／又は信号ピークに一層接近するように第１及び第２の遅延時間Δｔ１及びΔｔ２を計数率及び／又は信号レベルの関数として動的に調整することにより、エネルギー測定の精度は向上され得る。更なる他の一例として、エネルギー測定は、その他の測定スキームを用いて実行されてもよく、また、より高い或いは低い分解能で実行されてもよい。
【００３６】
次に、図６を参照して動作を説明する。
【００３７】
段階６０２にて、スキャンが開始される。
【００３８】
段階６０４にて、検査領域１４を横切った放射線が検出される。
【００３９】
段階６０６にて、所与の読み取り期間中に検出された光子が係数され、段階６０８にて、検出された光子のエネルギーが測定される。エネルギーは、読み取り期間内の、各々がｘ線の検出に対応する複数の別々の小期間のそれぞれで検出器信号を測定することによって測定されてもよい。上述のように、例えば、エネルギーは、様々な検出光子に応答した検出器信号の変化を測定することによって測定されてもよい。
【００４０】
段階６１０にて、検出放射線の平均エネルギーが計算される。
【００４１】
段階６１２にて、補正された光子カウント値が生成される。
【００４２】
段階６１４にて、投影データが既知の技術を用いて再構成され、検査対象の放射線減衰及び物質組成を表す体積データが生成される。なお、物質組成情報は、代替的に、あるいは追加的に、再構成後の処理にて生成されてもよい。
【００４３】
段階６１６にて、体積画像データ及び／又は物質組成情報が、例えば操作者コンソール４４に付随するディスプレー上に表示されたヒトが読み取り可能な画像によって等、ヒトが知覚可能な形態で提示される。
【００４４】
以上の段階群は単一の検出器素子１００及び単一の読み取り期間の視点から説明されたが、当然に認識されるように、データは様々な検出器素子に対して且つ複数の読み取り期間にわたって収集される。
【００４５】
好適な実施形態を参照しながら本発明を説明した。以上の詳細な説明を読み、理解した者は改良及び改変に想到し得る。本発明は、添付の特許請求の範囲又はその均等範囲に入る限りにおいて、そのような全ての改良及び改変を含むとして解釈されるものである。
【技術分野】
【０００１】
本出願はスペクトルコンピュータ断層撮影（ＣＴ）の分野に関する。本出願はまた、検出された放射線のエネルギーに関する情報を取得することが望ましい、ｘ線及びその他の放射線の検出に関する。本出願は、特に医用撮像に適用され、非破壊での検査及び分析、セキュリティ用途、及びエネルギー弁別能力が有用となるその他の用途にも適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＴシステムは、検査対象のｘ線減衰を表す画像データを提供してきたが、そのようなシステムは、特に、異なる物質が同様の放射線減衰を有する場合において、対象物の物質組成に関する情報を提供する能力が限られていた。しかしながら、ＣＴシステムの物質分離能力を向上させることは数多くの用途で有用である。例えば、医療用途において、様々な組織型を区別することや、組織を造影剤から区別すること等が望ましいことがある。他の一例として、サンプルの組成に関する情報により、セキュリティ用途における検査作業を簡略化することができる。
【０００３】
物質組成情報を取得する一手法は、例えば光子計数検出器を用いることにより、検出された放射線のエネルギーを測定するものである。典型的な光子計数検出器は、例えばオルトケイ酸ルテチウム（Ｌｕ２ＳｉＯ５すなわちＬＳＯ）、ゲルマン酸ビスマス（ＢＧＯ）及びヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）等に基づくシンチレータベースの検出器と、例えばフォトダイオード又は光電子増倍管（ＰＭＴ）等の光検出器とを含んでいる。さらに、例えば臭化ランタン（ＬａＢｒ）、ＬｕＩ３、Ｇｄ２ＳｉＯ５（ＧＳＯ）、ＬｕＡｌＯ３（ＬｕＡＰ）及びＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）等、その他のシンチレータ材料も知られている。テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）ベースの検出器は、直接変換光子計数検出器の一例である。
【０００４】
しかしながら、残念なことに、光子計数技術は、ＣＴ及びその他のｘ線用途で典型的に遭遇する計数率及び入力ダイナミックレンジで使用することには特に適したものではない。この問題を解決する１つの技術が非特許文献１に記載されている。非特許文献１は、ＣＺＴ検出器とともに使用するための計数・積分画素（counting and integrating pixel；ＣＩＸ）を開示している。読み取り期間中に検出器画素が受けた光子を光子カウンタが計数する。同時に、読み取り期間全体での総信号電流を積分器が積分する。この論文によれば、そこに記載の技術は、利用可能なダイナミックレンジを、計数技術及び積分技術を個々に採用したときの限界を超えるまで広げ、光子計数レジームと積分レジームの動作範囲が重なり合う領域で平均光子エネルギーに関するスペクトル情報を生成する。
【０００５】
とはいうものの、改善の余地が残されている。より具体的には、ＣＴ及びその他のｘ線検出システムにおいてスペクトル情報を取得する改善された技術を提供することが依然として望まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Kraft等、「Counting and Integrating Readout for Direct Conversion X-ray Imaging Concept，Realization and First Prototype Measurement」、2005年、IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の態様は、これらの問題及びその他の問題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様に従って、装置は、受けたｘ線光子に応答して振幅変化する信号を生成するｘ線検出器、読み取り期間中に検出器が受けたｘ線光子を計数する光子カウンタ、及び読み取り期間中に検出器が受けたｘ線光子に応答した検出器信号の振幅変化の総量を表す出力を生成する光子エネルギー決定部を含む。
【０００９】
他の一態様に従って、方法は、ｘ線コンピュータ断層撮影装置のｘ線検出器素子が受けたｘ線光子を検出する検出段階、検出された光子を計数する計数段階、及び検出された光子のエネルギーを測定する測定段階を含む。測定段階は光子の検出に応答して実行される。当該方法はまた、読み取り期間の間、前記の検出段階、計数段階及び測定段階を繰り返す反復段階、及び読み取り期間中に検出器素子が受けた光子の数及び総エネルギーを表す出力を生成する生成段階を含む。
【００１０】
他の一態様に従って、ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、検査領域内の検査対象を支持する対象支持体、検査領域の周りの複数の位置からｘ線を生成するｘ線源、受けたｘ線光子に応答して時間変化する検出器信号を生成するｘ線感知検出器素子、読み取り期間中に検出器素子が受けたｘ線光子を計数する光子カウンタ、及び計数されたｘ線光子の総エネルギーを測定する光子エネルギー決定部を含む。光子エネルギー決定部は、読み取り期間の複数の小期間の各々中で検出器信号の変化を測定する。
【００１１】
以下の詳細な説明を読み、理解することにより、本発明の更なる態様が当業者に認識される。
【００１２】
本発明は、様々な構成要素及びそれらの配置、並びに様々な段階及びそれらの編成の形態を取り得る。図面は、好適実施形態を例示するためだけのものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＣＴシステムを示す図である。
【図２】検出器チャネルの機能ブロック図である。
【図３】検出器信号を示す図である。
【図４】エネルギー弁別装置のブロック図である。
【図５】エネルギーの符号化スキームを示す図である。
【図６】撮像方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照するに、ＣＴスキャナ１０は、検査領域１４の周りを回転する回転式ガントリー１８を含んでいる。ガントリー１８は、例えばｘ線管などのｘ線源１２を支持している。ガントリー１８はまた、検査領域１４の反対側で或る範囲の弧を定めるｘ線感知検出器２０を支持している。ｘ線源１２によって生成されたｘ線は、検査領域１４を横切り、検出器２０によって検出される。従って、スキャナ１０は、検査領域１４内に配置された対象物を通る複数の投影又は光線に沿った放射線減衰を表す投影データを生成する。
【００１５】
スキャナ１０及び検出器２０の構成に応じて、ｘ線源１２は、検出器２０の受信可能範囲とほぼ同一の広がりを有する概して扇状、楔状又は円錐状の放射線ビームを生成する。また、検出器２０が３６０°の弧にまたがり、ｘ線源１２が検査領域の周りを回転するときに静止したままにされる、いわゆる第４世代スキャナ構成も実現され得る。フラットパネル検出器、単一スライス検出器、又はその他の検出器構成も意図される。
【００１６】
検出器２０は、ＣＺＴ、光検知装置に結合されたシンチレータ、又はその他の光子計数検出器として実装される複数の検出器素子すなわち画素１００１、・・・、１００Ｎを含んでいる。様々な検出器素子１００１、・・・、１００Ｎにより生成された信号は、複数の光子カウンタ２４１、・・・、２４Ｎ及びイベントドリブンエネルギー決定部２６１、・・・、２６Ｎによって受信される。様々な光子カウンタ２４１−Ｎは、対応する検出器素子１００１−Ｎが受けた光子の数を表し且つ１つ以上の計数基準を満たす出力ｎmeas１−Ｎを生成し、イベントドリブンエネルギー決定部２６は、計数された光子の測定エネルギーを表す出力Ｅmeas１−Ｎを生成する。出力ｎmeas１−Ｎ及びＥmeas１−Ｎは、検査領域１４の周りの様々な投影角に対応する複数の読み取り期間の各々に対して生成される。更に後述するように、エネルギー測定は、それぞれの検出器素子１００による光子検出に同期化されたイベントドリブン処理として見ることができる。より具体的には、エネルギー測定値は、或る所与の読み取り期間中に検出された光子の上昇信号正味振幅の和を表す。
【００１７】
平均エネルギー計算部４６が様々な計数データｎmeas１−Ｎ及びＥmeas１−Ｎを用いて、様々な検出器チャネル及び読み取り期間に関する平均エネルギーＥmeans１−Nを計算し、データは、好適な１つ以上のメモリに格納され、あるいはその他の方法で再構成部２２に提供される。カウント補正部４４が、様々な読み取り期間中にチャネルによって生成された測定計数データｎmeas１−Ｎにパイルアップ補正又はその他の所望の補正を適用し、補正されたカウントｎcorr１−Ｎを生成する。
【００１８】
再構成部２２が投影データを再構成し、患者の内部生体構造を表す体積データを生成する。また、検査対象の物質組成に関する情報を提供するために、エネルギー情報が（再構成の前に、再構成の後に、あるいはそれらの双方において）用いられる。なお、光子数データ及び総エネルギーデータは、後処理操作で用いられる２つの異なる画像セットから抽出された情報を用いて、平均エネルギーデータを参照することなく別々に再構成され得る。そのような例においては、平均エネルギー計算部４６は省略されてもよい。
【００１９】
例えばカウチ等の対象支持体１６が、検査領域１４内の患者又はその他の対象物を支持する。支持体１６は好ましくは、ヘリカル、アクシャル、円形、直線、又はその他の所望のスキャン軌道を実現するよう、スキャンと協調して移動可能である。
【００２０】
汎用コンピュータが操作者コンソール４４としての役割を果たす。コンソール４４は、例えばモニタ又はディスプレー等のヒトが読み取り可能な出力装置と、例えばキーボード及び／又はマウス等の入力装置とを含んでいる。コンソールに常駐のソフトウェアにより、操作者が、所望のスキャンプロトコルを構築し、スキャンの開始及び停止を行い、体積画像データの閲覧及びその他の操作を行い、その他の方法でスキャナ１０とやり取りすることによって、スキャナ１０の動作を制御することが可能にされる。
【００２１】
図２は、典型的な検出器チャネルを更に詳細に示している。認識されるように、検出器素子１００は、該検出器素子１００が受けたｘ線光子に応答して振幅が時間とともに変化する時変信号Ｓ（ｔ）を生成する。例えば前置増幅器及び信号整形器やフィルタ等の信号調整器２０２が、例えば所望の信号レベルを提供し且つ／或いはノイズの影響を抑制するため、検出器信号を調整する。第１の時間遅延素子２０４が、検出器信号を第１の遅延時間Δｔ１だけ遅延させ、時間遅延検出器信号Ｓ（ｔ−Δｔ１）を生成する。光子検出器２０６が、この時間遅延検出器信号を受信し、例えば検出された光子を表す信号Ｓ（ｔ−Δｔ１）の起伏部を検出することにより、検出器素子１００が受けた、カウントされるための或る一定の条件を満たす様々な光子Ｐｉを検出する。ノイズによる誤ったカウントを低減するために検出閾値が用いられてもよい。光子検出器２０６はまた、光子Ｐｉの検出に応答してトリガー信号を生成する。カウンタ２０８が光子Ｐｉを計数し、或る読み取り期間中に検出された光子の数を表す出力ｎmeasを生成する。
【００２２】
例えば遅延減算器などの検出器信号変化決定部が、同様に検出器信号Ｓ（ｔ）を受信し、第２の期間Δｔ２における検出器信号の変化の大きさを表す出力信号：
ΔＳ＝Ｓ（ｔ）−Ｓ（ｔ−Δｔ２） （１）
を生成する。光子検出器２０６により生成されたトリガー信号に応答して、例えばサンプル・ホールドユニット等の信号標本化部２１２が遅延減算部２１０の出力をサンプリングし、様々な光子Ｐｉに対応するサンプリングされた信号ΔＳｉを生成する。加算部２１４が、サンプリングされた信号を加算し、この読み取り期間中に検出された光子Ｐｉのエネルギーを表す出力Ｅmeas：
【００２３】
【数１】
を生成する。ただし、ｎはこの読み取り期間中に検出された光子の数である。
【００２４】
各読み取り期間後、次の読み取りのため、カウンタ２０８及び加算部２１４の光子カウントｎmeas及びエネルギーＥmeasはリセットされる。
【００２５】
ここで図１を再び参照するに、カウント補正部４４は、各チャネルの様々な測定カウント値ｎmeasにパイルアップ補正を適用し、対応する補正済みカウント値ｎcorrを生成する。この補正は、補正伝達関数、ルックアップテーブル、又はその他の既知の技術を用いて実現され得る。平均エネルギー計算部４６は、各チャネルの測定されたカウントｎmeas及びエネルギーＥmeasを用いて、様々な読み取り期間中に様々な検出器素子１００が受けた光子の、対応する平均エネルギー値：
Ｅmean＝ｋ・Ｅmeas／ｎmeas （３）
を生成する。ただし、ｋは所与のシステムの動作特性に基づいて実験的に得ることが可能な校正係数である。
【００２６】
次に、図３を参照して動作を更に説明する。図３は、光子Ｐ１、Ｐ２及びＰ３に応答して生成された典型的な検出器信号３０２を示している。検出器信号３０２の厳密な特性は検出器素子１００及び関連電子回路の関数であるが、１つの光子により生成される信号は、典型的に、比較的ゆっくりとした減衰が後に続く、信号振幅が比較的急峻に上昇する期間によって特徴付けられる。従って、遅延時間Δｔ１及びΔｔ２は、検出器素子１００及び関連電子回路の特性に基づいて選定される。より具体的には、第２の遅延時間Δｔ２は、検出器信号変化決定部２１０が信号差ΔＳを計算するための期間を決定する。図示のように、第２の遅延時間Δｔ２は、検出器素子１００による１つの光子の受光に応答した信号３０２の上昇信号部分の期間（すなわち、信号３０２の振幅が上昇する期間）を近似するように選定される。現実の光子計数検出器及び／又はシンチレータ材料では、遅延時間Δｔ２は約２ｎｓから２０ｎｓの範囲内である。
【００２７】
第１の遅延時間Δｔ１は、信号差ΔＳｉが上昇信号部分の期間中にサンプリングされるように標本化部２１２の動作を光子Ｐｉの検出に同期させるために使用される。故に、様々な信号差ΔＳｉは、検出された光子Ｐｉの上昇信号正味振幅に一致する。当然ながら、この一致の平均精度は入力光子の計数率によって影響を受ける。
【００２８】
この技術の１つの利点は、光子カウント及び総エネルギーの測定値がパイルアップ及びノイズの閾値設定によって同様に影響される傾向を有することである。従って、平均エネルギーの計算は比較的広いダイナミックレンジにわたって正確である。また、どちらの測定値も、第１の読み取り期間中に受け取られた光子による残留信号が後続の読み取り期間における信号レベルに寄与することを生じさせ得る比較的長い検出器遅延時間成分（‘残光’効果と呼ばれることもある）に対して感度が低い。結果として、ここで説明した技術は、特に、読み取り期間全体で検出器信号を積分する技術と比較したとき、これらの残留信号による影響を比較的受けにくい。
【００２９】
図４及び５は、１つの取り得るハードウェア実装のブロック図及びエネルギー符号化スキームを示している。当然ながら、この構成は単なる一例であり、その他の構成も可能である。ここで与えられる様々なパラメータの値は、典型的なシステムで遭遇し得る期間及びレートの大きさの程度を例示するためのものである。
【００３０】
図示のように、第１の時間遅延素子２０４は約３ｎｓの遅延Δｔ１を提供し、光子検出器２０６は、１０ｎｓの強制的なデッドタイムを有する上昇信号検出器として実装される。検出器信号エネルギー変化決定部２１０は、約４ｎｓの遅延Δｔ２を提供する遅延素子４０２と減算器４０４とを用いて実装される。
【００３１】
図４はまた、様々なサンプルΔＳｉを加算するのに好適な技術を示している。図示のように、このシステムは、電圧−時間変換器４０２、時間−クロックサイクル変換器４０４、第１のクロック４０６、前置スケーラ４０８、第２のカウンタ４１０、及び第２のクロック４１２を含んでいる。電圧−時間変換器４０２は、サンプル信号ΔＳｉを、サンプル信号ΔＳｉの振幅に比例する時間長を有するパルスに変換する。時間−クロックサイクル変換器４０４は、第１のクロックと協働し、電圧−時間変換器４０２によって生成されたパルスの長さに比例する数のパルスを生成する。例えば、第１のクロック４０６は１ＧＨｚクロックとして実装されてもよく、電圧−時間変換器４０２は、サンプリングされた信号ΔＳｉに予期される最大振幅に応答して生成されるパルス長がクロック４０６の８サイクル分に相当するように構成され得る。
【００３２】
第２のカウンタ４１０は、第２のクロック４１２と協働し、時間−クロックサイクル変換器４０４によって生成されたパルスを計数する。前置スケーラ４０８は、時間−クロックサイクル変換器４０４と第２のカウンタ４１０の入力との間に配置され、周波数分周器として機能することにより、比較的低速のカウンタ４１０を使用することを可能にする。前置スケーラ４０８が３ビット（すなわち、１／８）前置スケーラとして実装される場合、第２のクロック４１２の好適速度は１００ＭＨｚ程度となり、第１のカウンタ２０８及び第２のカウンタ４１０は１６ビット同期カウンタとして実装されることが可能となる。代替的に、クロック４１２を必要とせずに、非同期カウンタが用いられてもよい。
【００３３】
図５は、光子エネルギーと符号化スキームとの間の関係を詳細に示している。この例においては、約５ｋｅＶから１２０ｋｅＶまでのエネルギー範囲が、各々が幅ΔＥを有する８個のエネルギー範囲すなわちエネルギー瓶Ｅ１−Ｅ８に符号化されている。なお、電圧−時間変換器４０２によって生成されるパルス幅は、エネルギー瓶Ｅ１が１クロックサイクルとして符号化され、エネルギー瓶Ｅ２が２クロックサイクルとして符号化され、等々となるように構築されるべきである。
【００３４】
第２のカウンタ４１０によって生成されるカウント値は、所望のエネルギー単位（ユニット）に対応するように容易にスケール変更することが可能である。一技術によれば、第２のカウンタ４１０の出力は前置スケーラ４０８の分周率によって操作される。前置スケーラ４０８内に残存するカウントを読み出すことが可能な一例においては、残存カウントが乗算の結果に加算される。残存カウントを読み出すことが不可能な一例においては、残存カウントは、前置スケーラ４０８の分周率の１／２に相当するカウント数を乗算の結果に加算することによって近似されてもよい。そして、その結果に、既知のエネルギー瓶の幅ΔＥ、及び上昇信号正味振幅の和を所望単位の総光子エネルギーに変換する既知の事前校正された係数が掛け合わされる。
【００３５】
変形も意図される。説明した光子計数・エネルギー測定技術に特有の１つの利点は、その相対的な単純さであるが、その他の技術も用いられ得る。例えば、全体的なエネルギー測定の精度は統計的な因子の関数であるが、全体的なエネルギー測定の精度は、上昇信号正味振幅の測定精度にも影響される。例えば、サンプリングが信号上昇の開始及び／又は信号ピークに一層接近するように第１及び第２の遅延時間Δｔ１及びΔｔ２を計数率及び／又は信号レベルの関数として動的に調整することにより、エネルギー測定の精度は向上され得る。更なる他の一例として、エネルギー測定は、その他の測定スキームを用いて実行されてもよく、また、より高い或いは低い分解能で実行されてもよい。
【００３６】
次に、図６を参照して動作を説明する。
【００３７】
段階６０２にて、スキャンが開始される。
【００３８】
段階６０４にて、検査領域１４を横切った放射線が検出される。
【００３９】
段階６０６にて、所与の読み取り期間中に検出された光子が係数され、段階６０８にて、検出された光子のエネルギーが測定される。エネルギーは、読み取り期間内の、各々がｘ線の検出に対応する複数の別々の小期間のそれぞれで検出器信号を測定することによって測定されてもよい。上述のように、例えば、エネルギーは、様々な検出光子に応答した検出器信号の変化を測定することによって測定されてもよい。
【００４０】
段階６１０にて、検出放射線の平均エネルギーが計算される。
【００４１】
段階６１２にて、補正された光子カウント値が生成される。
【００４２】
段階６１４にて、投影データが既知の技術を用いて再構成され、検査対象の放射線減衰及び物質組成を表す体積データが生成される。なお、物質組成情報は、代替的に、あるいは追加的に、再構成後の処理にて生成されてもよい。
【００４３】
段階６１６にて、体積画像データ及び／又は物質組成情報が、例えば操作者コンソール４４に付随するディスプレー上に表示されたヒトが読み取り可能な画像によって等、ヒトが知覚可能な形態で提示される。
【００４４】
以上の段階群は単一の検出器素子１００及び単一の読み取り期間の視点から説明されたが、当然に認識されるように、データは様々な検出器素子に対して且つ複数の読み取り期間にわたって収集される。
【００４５】
好適な実施形態を参照しながら本発明を説明した。以上の詳細な説明を読み、理解した者は改良及び改変に想到し得る。本発明は、添付の特許請求の範囲又はその均等範囲に入る限りにおいて、そのような全ての改良及び改変を含むとして解釈されるものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｘ線検出器であり、当該検出器が受けたｘ線光子に応答して振幅変化する信号を生成するｘ線検出器；
読み取り期間中に前記検出器が受けたｘ線光子を計数する光子カウンタ；
前記読み取り期間中に前記検出器が受けたｘ線光子に応答した検出器信号の振幅変化の総量を表す出力を生成する光子エネルギー決定部；
を有する装置。
【請求項２】
前記検出器信号の振幅は、受けた光子に応答して増大し、前記出力は、前記読み取り期間中に前記検出器が受けたｘ線光子に応答した前記検出器信号の振幅上昇の総量を表す、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
受けた光子を表す前記検出器信号の変化を検出する光子検出器を含み、前記光子エネルギー決定部は、前記光子検出器からの信号に応答した前記検出器信号の振幅変化を測定する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記光子エネルギー決定部は、前記読み取り期間中に前記検出器が受けた複数の光子の各々に関して、前記検出器信号の上昇信号正味振幅を測定する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記振幅変化は約２ｎｓ−２０ｎｓの間の或る期間にわたって測定される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記光子エネルギー決定部は、前記検出器信号の変化を測定する検出器信号変化決定部と、測定された変化を足し合わせる加算器とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記検出器信号変化決定部は、センサ信号を遅延させる遅延部と、前記センサ信号と遅延されたセンサ信号との間の差を計算する計算部とを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
測定された前記変化をサンプリングし且つ保持するサンプル・ホールド部、を含む請求項６に記載の装置。
【請求項９】
計数された光子数及び前記出力を用いて、前記読み取り期間中に受けたｘ線光子のエネルギーを表す値を計算するエネルギー計算部、を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
計算された前記値は平均エネルギーである、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
検査領域内の検査対象を支持する対象支持体；
前記検査領域の周りの複数の角度位置からｘ放射線を生成するｘ線源；
複数の、ｘ線検出器、光子カウンタ、及び光子エネルギー決定部；
を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
ｘ線コンピュータ断層撮影装置のｘ線検出器素子が受けたｘ線光子を検出する検出段階；
検出された光子を計数する計数段階；
前記検出された光子のエネルギーを測定する測定段階であり、光子の検出に応答して実行される測定段階；
読み取り期間の間、前記の検出段階、計数段階及び測定段階を繰り返す反復段階；
前記読み取り期間中に前記検出器素子が受けた光子の数及び総エネルギーを表す出力を生成する生成段階；
を有する方法。
【請求項１３】
前記測定段階は、前記ｘ線検出器素子により生成された信号の振幅増加と時間的に同期して実行される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記測定段階は、前記検出器素子により生成された信号の振幅変化を測定することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記変化は前記検出器素子の信号の上昇信号正味振幅である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記出力は平均エネルギーを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ｘ線コンピュータ断層撮影装置の複数の検出器素子及び読み取り期間の各々に対して、前記の検出段階、計数段階、測定段階、反復段階及び生成段階を繰り返すこと、を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記検出段階は、前記ｘ線検出器素子により生成された、受けたｘ線光子を表す信号を特定することを含み、前記測定段階は前記信号の特定に応答して実行される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ｘ線検出器素子は検出器素子信号を生成し、前記測定段階は：
前記検出器素子信号を遅延させる段階；
遅延された検出器素子信号と前記検出器素子信号との間の差を決定する段階；
前記信号差をサンプリングする段階；
複数のサンプリングされた信号差を足し合わせる段階；
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記検出器素子信号は、前記検出器素子が光子を受けたことに応答して生成される上昇信号部を含み、前記遅延させる段階は、前記上昇信号部に対応する期間だけ前記検出器素子信号を遅延させることを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記検出器素子はＣＺＴを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
前記読み取り期間中に検出された光子の前記測定されたエネルギーの和を生成する段階を含み、前記反復段階は該生成する段階を繰り返すことを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
検査領域内の検査対象を支持する対象支持体；
前記検査領域の周りの複数の位置からｘ線を生成するｘ線源；
ｘ線感知検出器素子であり、当該検出器素子が受けたｘ線光子に応答して時間変化する検出器信号を生成するｘ線感知検出器素子；
読み取り期間中に前記検出器素子が受けたｘ線光子を計数する光子カウンタ；
計数されたｘ線光子の総エネルギーを測定する光子エネルギー決定部であり、前記読み取り期間の複数の小期間の各々中で前記検出器信号の変化を測定する光子エネルギー決定部；
を有するｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２４】
検出器信号を用いて、前記検出器素子が受けた光子を特定する光子検出器を更に含み、前記小期間は前記光子検出器によるｘ線光子の検出に時間的に同期される、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記検出器素子は受けたｘ線光子に応答して上昇信号部を生成し、前記小期間は前記上昇信号部に相当する、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記光子カウンタ及び前記光子エネルギー決定部に動作的に接続され、前記読み取り期間中に前記検出器素子が受けた光子の平均エネルギーを計算する平均エネルギー計算部、を含む請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
計数された光子数にパイルアップ補正を適用するカウント補正部、を含む請求項２３に記載の装置。
【請求項２８】
前記測定された変化を足し合わせる加算器、を含む請求項２３に記載の装置。
【請求項２９】
前記検出器素子はシンチレータを含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項１】
ｘ線検出器であり、当該検出器が受けたｘ線光子に応答して振幅変化する信号を生成するｘ線検出器；
読み取り期間中に前記検出器が受けたｘ線光子を計数する光子カウンタ；
前記読み取り期間中に前記検出器が受けたｘ線光子に応答した検出器信号の振幅変化の総量を表す出力を生成する光子エネルギー決定部；
を有する装置。
【請求項２】
前記検出器信号の振幅は、受けた光子に応答して増大し、前記出力は、前記読み取り期間中に前記検出器が受けたｘ線光子に応答した前記検出器信号の振幅上昇の総量を表す、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
受けた光子を表す前記検出器信号の変化を検出する光子検出器を含み、前記光子エネルギー決定部は、前記光子検出器からの信号に応答した前記検出器信号の振幅変化を測定する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記光子エネルギー決定部は、前記読み取り期間中に前記検出器が受けた複数の光子の各々に関して、前記検出器信号の上昇信号正味振幅を測定する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記振幅変化は約２ｎｓ−２０ｎｓの間の或る期間にわたって測定される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記光子エネルギー決定部は、前記検出器信号の変化を測定する検出器信号変化決定部と、測定された変化を足し合わせる加算器とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記検出器信号変化決定部は、センサ信号を遅延させる遅延部と、前記センサ信号と遅延されたセンサ信号との間の差を計算する計算部とを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
測定された前記変化をサンプリングし且つ保持するサンプル・ホールド部、を含む請求項６に記載の装置。
【請求項９】
計数された光子数及び前記出力を用いて、前記読み取り期間中に受けたｘ線光子のエネルギーを表す値を計算するエネルギー計算部、を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
計算された前記値は平均エネルギーである、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
検査領域内の検査対象を支持する対象支持体；
前記検査領域の周りの複数の角度位置からｘ放射線を生成するｘ線源；
複数の、ｘ線検出器、光子カウンタ、及び光子エネルギー決定部；
を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
ｘ線コンピュータ断層撮影装置のｘ線検出器素子が受けたｘ線光子を検出する検出段階；
検出された光子を計数する計数段階；
前記検出された光子のエネルギーを測定する測定段階であり、光子の検出に応答して実行される測定段階；
読み取り期間の間、前記の検出段階、計数段階及び測定段階を繰り返す反復段階；
前記読み取り期間中に前記検出器素子が受けた光子の数及び総エネルギーを表す出力を生成する生成段階；
を有する方法。
【請求項１３】
前記測定段階は、前記ｘ線検出器素子により生成された信号の振幅増加と時間的に同期して実行される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記測定段階は、前記検出器素子により生成された信号の振幅変化を測定することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記変化は前記検出器素子の信号の上昇信号正味振幅である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記出力は平均エネルギーを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ｘ線コンピュータ断層撮影装置の複数の検出器素子及び読み取り期間の各々に対して、前記の検出段階、計数段階、測定段階、反復段階及び生成段階を繰り返すこと、を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記検出段階は、前記ｘ線検出器素子により生成された、受けたｘ線光子を表す信号を特定することを含み、前記測定段階は前記信号の特定に応答して実行される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ｘ線検出器素子は検出器素子信号を生成し、前記測定段階は：
前記検出器素子信号を遅延させる段階；
遅延された検出器素子信号と前記検出器素子信号との間の差を決定する段階；
前記信号差をサンプリングする段階；
複数のサンプリングされた信号差を足し合わせる段階；
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記検出器素子信号は、前記検出器素子が光子を受けたことに応答して生成される上昇信号部を含み、前記遅延させる段階は、前記上昇信号部に対応する期間だけ前記検出器素子信号を遅延させることを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記検出器素子はＣＺＴを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
前記読み取り期間中に検出された光子の前記測定されたエネルギーの和を生成する段階を含み、前記反復段階は該生成する段階を繰り返すことを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
検査領域内の検査対象を支持する対象支持体；
前記検査領域の周りの複数の位置からｘ線を生成するｘ線源；
ｘ線感知検出器素子であり、当該検出器素子が受けたｘ線光子に応答して時間変化する検出器信号を生成するｘ線感知検出器素子；
読み取り期間中に前記検出器素子が受けたｘ線光子を計数する光子カウンタ；
計数されたｘ線光子の総エネルギーを測定する光子エネルギー決定部であり、前記読み取り期間の複数の小期間の各々中で前記検出器信号の変化を測定する光子エネルギー決定部；
を有するｘ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２４】
検出器信号を用いて、前記検出器素子が受けた光子を特定する光子検出器を更に含み、前記小期間は前記光子検出器によるｘ線光子の検出に時間的に同期される、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記検出器素子は受けたｘ線光子に応答して上昇信号部を生成し、前記小期間は前記上昇信号部に相当する、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記光子カウンタ及び前記光子エネルギー決定部に動作的に接続され、前記読み取り期間中に前記検出器素子が受けた光子の平均エネルギーを計算する平均エネルギー計算部、を含む請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
計数された光子数にパイルアップ補正を適用するカウント補正部、を含む請求項２３に記載の装置。
【請求項２８】
前記測定された変化を足し合わせる加算器、を含む請求項２３に記載の装置。
【請求項２９】
前記検出器素子はシンチレータを含む、請求項２３に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１０−５１１１６９（Ｐ２０１０−５１１１６９Ａ）
【公表日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３８８１１（Ｐ２００９−５３８８１１）
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５４６１０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０６５５６４
【国際公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５４６１０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０６５５６４
【国際公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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