Ｋ端イメージング
イメージングシステムは、検査領域を横切る多色放射線を放出する放射線源１１０と、検査領域を横切る放射線を検出し、検出された光子のエネルギーを示す信号を生成する検出器１１６と、を有する。システムは更に、複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、信号をエネルギー分解するエネルギー弁別器１２２を有する。エネルギー閾値のうち少なくとも２つが、検査領域に配される混合物中の２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有する。システムは更に、エネルギー分解された信号を、少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表わす少なくとも複数Ｋ端成分に区別する信号区別器１３２を有する。１つの例において、造影剤の２つの異なる元素の理論混合比は、知られており、実質的に一定である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、Ｋ端イメージングに関する。本発明は、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）の特定の用途に関して記述されるが、他の医用イメージング及び非医用イメージングアプリケーションにも関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）スキャナは、回転可能なガントリの、１又は複数の検出器の反対側に取り付けられるＸ線管を有する。Ｘ線管は、Ｘ線管と１又は複数の検出器との間に位置する検査領域の周囲を回転し、検査領域に配置される検査領域及び被検体及び／又は対象を横切る多色放射線を放出する。１又は複数の検出器は、検査領域を横切る放射線を検出し、検査領域及び検査領域に配置された被検体及び／又は対象を示す信号又は投影データを生成する。投影データは、そのボリュメトリック画像データを再構成するために使用され、ボリュメトリックデータは、被検体及び／又は対象の１又は複数の画像を生成するために使用されることができる。結果として得られる（複数の）画像は、相対放射線濃度に対応するグレースケール値に関して一般に表現されるピクセルを有する。
【０００３】
グレースケール値は、スキャンされた被検体及び／又は対象の減衰特性を反映し、概して、例えば患者内の解剖学的構造、無生物対象内の物理的構造等の構造を示す。しかしながら、物質による光子の吸収は、物質を横切る光子のエネルギーに依存するので、検出された放射線は、スペクトル情報をも含み、これは、被検体及び／又は対象の組織及び／又は物質の基本的な又は材料組成（例えば原子番号）を示す情報のような、付加の情報を提供する。残念ながら、通常のＣＴ投影データは、１又は複数の検出器によって出力される信号が、エネルギースペクトルにわたって積分されるエネルギーフルエンスに比例するので、スペクトル特性を反映しない。スペクトルＣＴでは、スペクトル特性が、例えば元素組成を示す情報のような詳細情報を提供するために活用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スペクトルＣＴシステムは、例えば直接変換ＣＺＴ検出器（又はＣｄＴｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓ等）のようなエネルギー分解光子計数検出器を有することができ、かかる検出器は、それが検出する各光子の電気信号を生成し、電気信号は、当該光子のエネルギーを示す。パルス整形器は、信号を処理し、検出された光子のエネルギーを示すピーク振幅を有する電圧又は電流パルスを生成する。弁別器は、パルスの振幅を、異なるエネルギーレベルに従ってセットされる１又は複数の閾値と比較する。カウンタは、各閾値ごとに、振幅が閾値を越える回数を計数する。ビニング器は、計数に基づいて、エネルギーウィンドウに検出された光子をビニングし又は割り当てる。結果として得られるエネルギー分解された検出光子は、検出された光子の信号のスペクトル再構成のために使用されることができる情報を提供する。
【０００５】
Ｋ端イメージングは、高Ｚ元素が、Ｋ端エネルギーより低く光子を減衰するのではなく、所与の元素のＫ端エネルギーのような特定のエネルギーより非常に高い程度に光子を減衰させる傾向があるという事実を活用する。元素の減衰挙動の不連続性は、例えば上述のエネルギー分解光子計数検出器を使用して、検出されることができる。概して、ヨウ素のＫ端は、約３３ｋｅＶのかなり低いエネルギーに位置するので、総減衰が大きく、Ｘ線スペクトルが患者を通過するときに大幅にハードニングされる場合、ヨウ素は、Ｋ端イメージングにはあまり適さない。感度を改善する１つのやり方は、５０ｋｅＶ付近にＫ端を有するガドリニウムのようなヨウ素より高い原子番号Ｚを有する元素を使用することである。このエネルギーでのビームハードニングは、それほど深刻ではなく、高い減衰がある場合であっても相対的に良好な結果をもたらす。
【０００６】
しかしながら、Ｋ端イメージングの感度を一層改善するための解決されていないニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の見地は、上述した問題及び他の問題に対処する。
【０００８】
１つの見地によれば、イメージングシステムは、検査領域を横切る多色放射線を放出する放射線源と、検査領域を横切る放射線を検出し、検出された光子のエネルギーを示す信号を生成する検出器と、を有する。システムは更に、複数の異なるエネルギー閾値に基づいて信号をエネルギー分解するエネルギー弁別器を含み、エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、検査領域に配置される混合物中の２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有する。システムは更に、エネルギー分解された信号を、少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表す少なくとも複数Ｋ端成分(a multi K-edge component)に区別する信号区別器を有する。
【０００９】
別の見地において、方法は、検査領域を横切る放射線源によって放出される多色放射線を検出するステップと、検出された光子のエネルギーを示す信号を生成するステップと、を含む。方法は更に、複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、信号をエネルギー分解するステップを含み、ここで、エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、検査領域に配置されている混合物の２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有し、混合物の２つの異なる元素の理論混合比は知られている。方法は更に、エネルギー分解された信号を、少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表す少なくとも複数Ｋ端成分に区別するステップを含む。方法は更に、２つの異なる元素を示すボリュメトリック画像データを生成するために、複数Ｋ端成分及び理論混合比に基づいて、複数Ｋ端画像を再構成するステップを含む。
【００１０】
別の見地において、コンピュータ可読記憶媒体は、検査領域を横切る多色放射線を検出するステップと、検出された光子のエネルギーを示す信号を生成するステップと、複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、信号をエネルギー弁別するステップであって、エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、検査領域に配置される２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有する、ステップと、エネルギー分解された信号を、少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表わす複数Ｋ端成分に区別するステップと、をコンピュータによって実行されるとき該コンピュータに実施させる命令を含む。
【００１１】
本発明の更に別の見地は、以下の詳細な説明を読み、理解することにより、当業者に理解されるであろう。
【００１２】
本発明は、さまざまな構成要素及び構成要素の取り合わせ並びにさまざまなステップ及びステップの取り合わせの形をとりうる。図面は、好適な実施形態を説明する目的のみであり、本発明を制限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】イメージングシステムを示す図。
【図２】例示のパルスエネルギー弁別器を示す図。
【図３】例示の成分区別器を示す図。
【図４】例示の複数Ｋ端減衰曲線を示す図。
【図５】方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照して、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システム１００は、一般に静止しているガントリ１０２及び回転ガントリ１０４を有し、回転ガントリ１０４は、静止ガントリ１０２によって回転可能に支持される。回転ガントリ１０４は、長軸又はｚ軸１０８を中心に検査領域１０６の周囲を回転する。例えばＸ線管のようなＸ線源１１０は、回転ガントリ１０４によって支持され、多エネルギー放射線を放出する。コリメータ１１２は、検査領域１０６を横切る概してコーン、扇形、くさび形又は他の形状の放射線ビームを生成するために、放射線ビームをコリメートする。
【００１５】
放射線感受性の検出器アレイ１１６が、検査領域１０６を横切る光子を検出する。図示される検出器１１６は、例えば直接変換検出器（例えばＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、その他）、又は光検知器と光学的に通信するシンチレータを有するシンチレータベースの検出器のようなエネルギー分解検出器、である。検出器１１６は、各々の検出された光子ごとに、例えば電流又は電圧のような電気信号を生成する。
【００１６】
プリアンプ１１８は、検出器１１６によって出力された電気信号を増幅する。パルス整形器１２０は、増幅された電気信号を処理し、例えば検出された光子のエネルギーを示す電圧又は他のパルスのようなパルスを生成する。エネルギー弁別器１２２は、パルスをエネルギー弁別する。図示される例において、エネルギー弁別器１２２は、パルスの振幅を、関心のある異なるエネルギーに対応する２又はそれ以上の異なるエネルギー閾値と比較する比較器１２４を有する。比較器１２４は、比較に基づいて、光子のエネルギーを示す出力信号を生成する。
【００１７】
閾値セッタ１２６が、閾値をセットする。後で詳しく述べるように、閾値セッタ１２６は、例えば、スキャンされるべき患者に投与される造影剤中のそれぞれ異なるコントラスト元素のような、関心のある元素のＫ端エネルギーに従って、閾値の２又はそれ以上をセットするために使用されることができる。所与の造影剤中の２又はそれ以上の異なるＺ元素のＫ端にあわせられる２又はそれ以上の閾値を使用することは、Ｋ端イメージング技法の感度を増大させることができる。従って、システム１００が、調整可能な閾値に関して構成される場合、閾値をＫ端エネルギーにあわせることが望ましくなりうる。当然ながら、閾値は、更にコンプトン効果及び光電効果成分を区別するようにもセットされることができる。
【００１８】
カウンタ１２８は、エネルギー弁別器１２２の出力に基づいて、各々の閾値ごとに、計数値をインクリメントする。例えば、特定の閾値に関する比較器１２４の出力が、パルスの振幅が対応する閾値を越えることを示す場合、当該閾値の計数値が、インクリメントされる。ビニング器１３０は、計数に基づいて、信号及びゆえに光子を、２又はそれ以上のエネルギービンにエネルギービニングする。エネルギービンは、エネルギーレンジ又はウインドウを含む。例えば、ビンは、２つの閾値の間のエネルギーレンジについて規定されることができ、その場合、高いほうの閾値ではなく、低いほうの閾値について計数を生じさせた光子が、当該ビンに割り当てられる。
【００１９】
信号区別器１３２は、エネルギー分解された信号を、さまざまなエネルギー依存の成分に区別する。例えば、１つの例において、検出されたエネルギー分解された信号は、コンプトン成分、光電成分、及び造影剤中の２又はそれ以上のＫ端物質を表わす複数Ｋ端成分に、区別される。最大尤度又は別の区別方法が代替として使用されることができることが理解されるべきである。
【００２０】
再構成器１３４は、検出された信号を選択的に再構成する。１つの例において、これは、コンプトン成分、光電成分及び／又は複数Ｋ端成分を、個別に又は組み合わせで再構成することを含む。複数Ｋ端成分に関して、造影剤中のコントラスト元素の理論混合比は、エネルギーの関数として元素の減衰を特徴付けるために、知られているべきであり、一定であるべきである。
【００２１】
特徴付けバンク１３６は、複数Ｋ端成分に寄与する元素をそのようなものとして特徴付ける情報を含む。この情報は、２又はそれ以上の元素のＫ端エネルギー、元素の理論混合比、その他を含む。このような情報は、より詳しく後述されるように、複数Ｋ端成分を再構成する際に使用される。
【００２２】
汎用コンピュータが、オペレータコンソール１３８として機能する。コンソール１３８は、モニタ又はディスプレイのような人間可読の出力装置、及びキーボード及びマウスのような入力装置を有する。コンソール１３８に常駐するソフトウェアは、オペレータが、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して又はその他のやり方で、スキャナ１００と対話することを可能にする。このような対話は、複数Ｋ端イメージングプロトコルのようなスキャンプロトコルを選択すること、エネルギー弁別閾値をセットすること、等を含む。
【００２３】
寝台のような対象支持体１４０は、検査領域１０６内の患者又は他の対象を支持する。対象支持体１４０は、スキャニングプロシージャを実施するために、検査領域１０６に対して対象をガイドするように移動可能である。
【００２４】
手短に上述したように、スキャナ１００は、被検体又は対象内の造影剤中の少なくとも２つの異なるコントラスト元素の複数Ｋ端成分イメージングのために使用されることができ、この場合、元素の理論混合比は知られており、一定である。このようなアプリケーションによって、比較器１２４の閾値のうち少なくとも２つが、少なくとも２つの異なるコントラスト元素のＫ端エネルギーに従ってセットされる。以下は、説明及び簡潔さの目的で、ヨウ素及びガドリニウムを含む造影剤に関する例を記述する。同じ又はより多くの及び／又は同様の又は異なるコントラスト物質を含む他の造影剤が更に企図されることが理解されるべきである。
【００２５】
図２は、造影剤中の２つの異なる元素に関する２つの異なるＫ端エネルギーに従ってセットされる２つの閾値をもつ比較器１２４の非限定的な例を示す。図示されるように、比較器１２４は、Ｎ個のサブ比較器１２４１、…、１２４２、…、１２４３、…、１２４Ｎを有し、ここで、Ｎは、４に等しい又はそれより大きい整数である。サブ比較器１２４の各々は、パルス整形器１２０の出力信号を受け取る第１の入力部を有する。比較器１２４の各々は更に、対応する限界値ＴＨ１、…、ＴＨ２、…、ＴＨ３、…、ＴＨＮを受け取る第２の入力部を有する。
【００２６】
この例において、閾値のうちの２つが、ヨウ素（Ｋ端≒３３ｋｅＶ）及びガドリニウム（Ｋ端≒５０ｋｅＶ）のＫ端エネルギーにそれぞれ基づいてセットされる。２つの他の閾値は、コンプトン効果及び光電効果を識別するようにセットされる。所望のＫ端を有するより多くの又は異なる元素が造影剤中に存在する場合、１又は複数の他の閾値が、相応にセットされることができる。例えば、造影剤が、金（Ｋ端≒８０ｋｅＶ）を含む場合、閾値は、相応にセットされることができる。概して、Ｋ端エネルギーは、約２５ｋｅＶ乃至約１５０ｋｅＶの診断イメージングレンジ内にあるべきである。１つの例において、閾値セッタ１２６は、選択されたスキャンプロトコルに基づいて、閾値の少なくとも１つをセットする。別の例において、オペレータは、閾値の少なくとも１つをセットするために閾値セッタ１２６を使用する。
【００２７】
比較器１２４１、…、１２４２、…、１２４３、…、１２４Ｎの各々について、入力パルスの振幅が、対応する閾値を越える場合、比較器１２４１、…、１２４２、…、１２４３、…、１２４Ｎの出力は状態を変化させ、例えば低いほうから高いほうへ、０から１へ遷移し、又は他の遷移を示す。比較器１２４の出力は、カウンタ１２８に供給され、カウンタ１２８は、状態遷移に基づいて、閾値ごとに計数をインクリメントする。
【００２８】
図３は、例示の信号区別器１３２を示す。以下は、コンプトン効果及び光電効果を識別するために使用されうる２つの閾値である、第１のＫ端エネルギーに関する閾値及び第２のＫ端エネルギーに関する閾値を含む４つの閾値の例を提供する。この例において、信号区別器１３２は、少なくとも３つのエネルギー分解された検出信号ｄｉを受け取る。ここで、ｉは、それぞれ異なるエネルギービンについての整数である。検出信号ｄｉは、ｉ番目のエネルギービンｂｉのスペクトル感度Ｄ１（Ｅ）を示す。更に、多色放射線源１１０の放出スペクトルＴ（Ｅ）は、一般に知られている。
【００２９】
信号区別器１３２は、スペクトルＰ（Ｅ）をもつ光電効果、スペクトルＣ（Ｅ）をもつコンプトン効果及びスペクトルＫ（Ｅ）をもつ複数Ｋ端造影剤の組み合わせとして、情報をモデル化する。特に光電効果成分ｐ、コンプトン効果成分ｃ及び複数Ｋ端成分ｋの各成分についての密度と長さの積は、各検出信号ｄｉにおいて、式１に従って離散的なシステムにおいてモデル化される：
式１：
dn = ∫d(E)T(E)Dn(E)exp(-(pP(E) + cC(E) + kK(E)))
【００３０】
少なくとも３つの検出信号ｄ１、ｄ２及びｄ３が、少なくとも３つのエネルギービンｂ１、ｂ２及びｂ３に関して利用可能であるので、少なくとも３つの式のシステムが、３つの未知数を有して形成され、これは、既知の数値方法によって解かれることができる。概して、この例では、３つのエネルギービンで十分である。しかしながら、より多くのエネルギービンについてより多くの検出信号を使用することは、感度及び雑音ロバストネスを増大させることができる。３より多くのエネルギービンが利用可能である場合、測定の雑音統計を考慮する最大尤度アプローチが使用されることができる。適切な最大尤度アプローチは、「K-edge imaging in x-ray computed tomography using multi-bin photon counting detectors」（E. Roessl and R. Proksa, 2007 Phys. Med. Biol. 52 4679-4696)に関連して記述されている。
【００３１】
特に成分ｐ、ｃ及びｋのような結果は、通常の再構成方法により所望の成分画像を再構成するために、具体的には複数Ｋ端成分画像を再構成するために、使用されることができる。通常のＣＴ画像並びにコンプトン成分画像及び／又は光電効果成分画像も、再構成されることができる。
【００３２】
造影剤中の元素の理論混合比が知られていない場合、式１は、例えば、ヨウ素のＫ端、ガドリニウムのＫ端のような、各々のＫ端ごとのＫ端成分を含むように変形されることができる。個別のＫ端成分の適切な分解は、２００７年１２月１４日出願の国際出願第ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５５１０５号明細書に記述されており、この国際出願は、２００６年１２月２０日に出願の欧州仮出願第０６１２６６５３．２号の利益を主張する。これら出願の内容はともに、参照によってすべて本願明細書に盛り込まれる。
【００３３】
造影剤中の元素の理論混合比が知られており、実質的に一定である場合、造影剤中の元素の理論混合比は、そのＫ端エネルギーとともに、エネルギーの関数として、元素の組み合わせの減衰を特徴付ける。結果として、理論混合比及びＫ端エネルギーは、複数Ｋ端成分画像を生成するために、再構成の間使用される。理論混合比及びＫ端エネルギー情報は、再構成器１３４による使用のために、特徴付けバンク１３６に記憶されることができる。
【００３４】
概して、理論混合比及びＫ端エネルギーは、元素の組み合わせに関して固有のシグネチャ又はフィンガープリントを提供する。これは図４に関連して図示される。図４は、ヨウ素及びガドリニウムを含む１：１混合物の光子エネルギーの関数としての減衰曲線４００を示している。当然ながら、他の混合比率（例えば最大１：５又はそれ以上）、物質の別の数及び／又は他の物質が、ここで企図され、ヨウ素及びガドリニウムを含む混合物が、説明の目的で示されている。
【００３５】
図４において、ｘ軸の軸４０２は、エネルギー（Ｅ）をｋｅＶ単位で表わし、ｙ軸の軸４０４は、エネルギー（Ｅ）の関数として減衰（μ）を表わす。ヨウ素（Ｋ端≒３３ｋｅＶ）のＫ端は４０６に示され、ガドリニウム（Ｋ端≒５０ｋｅＶ）のＫ端は４０８に示されている。このように、造影剤の減衰は、固定の個々の高さをもつ個々のＫ端エネルギーにおける２つの不連続性によって特徴付けられることができる。理論混合比が、例えばヨウ素の２単位（例えば、原子、その他）及びガドリニウムの１単位のように異なる（１：１でない）場合、図４のＫ端４０６及び４０８の高さ比率は、２倍高くなる。結果として、曲線４００は、元素の特定の組み合わせについて固有のシグネチャとして使用されることができる。
【００３６】
図５は、複数Ｋ端成分イメージング方法を示している。ステップ５０２において、放射線源によって放出され、検査領域を横切る多色放射線が、検出される。ステップ５０４において、検出された放射線は、エネルギー分解され、異なるエネルギーに対応する複数の閾値に基づいて、異なるエネルギーウィンドウにわたってビニングされる。ここで、閾値のうちの少なくとも２つは、患者をスキャンする前に患者に与えられる造影剤中の少なくとも２つの元素のＫ端エネルギーに従ってセットされる。上述したように、これは、４つのエネルギー閾値を含むことができ、閾値のうちの２つが、２つのＫ端物質の造影剤に従って、２つの異なるＫ端エネルギーにあわせられる。ステップ５０６において、エネルギー分解されたデータは、造影剤中の少なくとも２つの元素に対応する２又はそれ以上のＫ端エネルギーを表わす複数Ｋ端成分を含む構成成分に区別される。ステップ５０８において、少なくともＫ端成分が、複数Ｋ端成分画像を生成するために、造影剤中の元素の理論混合比を使用して再構成される。
【００３７】
本発明は、好適な実施形態に関して記述されている。当業者であれば、変形例及び変更例が、先行する詳細な説明を読み理解することにより思い付くであろう。本発明は、すべてのこのような変形例及び変更例が添付の請求項又はその等価なものの範囲内にある限り、それらを含むものとして構成されることが意図される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、Ｋ端イメージングに関する。本発明は、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）の特定の用途に関して記述されるが、他の医用イメージング及び非医用イメージングアプリケーションにも関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）スキャナは、回転可能なガントリの、１又は複数の検出器の反対側に取り付けられるＸ線管を有する。Ｘ線管は、Ｘ線管と１又は複数の検出器との間に位置する検査領域の周囲を回転し、検査領域に配置される検査領域及び被検体及び／又は対象を横切る多色放射線を放出する。１又は複数の検出器は、検査領域を横切る放射線を検出し、検査領域及び検査領域に配置された被検体及び／又は対象を示す信号又は投影データを生成する。投影データは、そのボリュメトリック画像データを再構成するために使用され、ボリュメトリックデータは、被検体及び／又は対象の１又は複数の画像を生成するために使用されることができる。結果として得られる（複数の）画像は、相対放射線濃度に対応するグレースケール値に関して一般に表現されるピクセルを有する。
【０００３】
グレースケール値は、スキャンされた被検体及び／又は対象の減衰特性を反映し、概して、例えば患者内の解剖学的構造、無生物対象内の物理的構造等の構造を示す。しかしながら、物質による光子の吸収は、物質を横切る光子のエネルギーに依存するので、検出された放射線は、スペクトル情報をも含み、これは、被検体及び／又は対象の組織及び／又は物質の基本的な又は材料組成（例えば原子番号）を示す情報のような、付加の情報を提供する。残念ながら、通常のＣＴ投影データは、１又は複数の検出器によって出力される信号が、エネルギースペクトルにわたって積分されるエネルギーフルエンスに比例するので、スペクトル特性を反映しない。スペクトルＣＴでは、スペクトル特性が、例えば元素組成を示す情報のような詳細情報を提供するために活用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スペクトルＣＴシステムは、例えば直接変換ＣＺＴ検出器（又はＣｄＴｅ、Ｓｉ、ＧａＡｓ等）のようなエネルギー分解光子計数検出器を有することができ、かかる検出器は、それが検出する各光子の電気信号を生成し、電気信号は、当該光子のエネルギーを示す。パルス整形器は、信号を処理し、検出された光子のエネルギーを示すピーク振幅を有する電圧又は電流パルスを生成する。弁別器は、パルスの振幅を、異なるエネルギーレベルに従ってセットされる１又は複数の閾値と比較する。カウンタは、各閾値ごとに、振幅が閾値を越える回数を計数する。ビニング器は、計数に基づいて、エネルギーウィンドウに検出された光子をビニングし又は割り当てる。結果として得られるエネルギー分解された検出光子は、検出された光子の信号のスペクトル再構成のために使用されることができる情報を提供する。
【０００５】
Ｋ端イメージングは、高Ｚ元素が、Ｋ端エネルギーより低く光子を減衰するのではなく、所与の元素のＫ端エネルギーのような特定のエネルギーより非常に高い程度に光子を減衰させる傾向があるという事実を活用する。元素の減衰挙動の不連続性は、例えば上述のエネルギー分解光子計数検出器を使用して、検出されることができる。概して、ヨウ素のＫ端は、約３３ｋｅＶのかなり低いエネルギーに位置するので、総減衰が大きく、Ｘ線スペクトルが患者を通過するときに大幅にハードニングされる場合、ヨウ素は、Ｋ端イメージングにはあまり適さない。感度を改善する１つのやり方は、５０ｋｅＶ付近にＫ端を有するガドリニウムのようなヨウ素より高い原子番号Ｚを有する元素を使用することである。このエネルギーでのビームハードニングは、それほど深刻ではなく、高い減衰がある場合であっても相対的に良好な結果をもたらす。
【０００６】
しかしながら、Ｋ端イメージングの感度を一層改善するための解決されていないニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の見地は、上述した問題及び他の問題に対処する。
【０００８】
１つの見地によれば、イメージングシステムは、検査領域を横切る多色放射線を放出する放射線源と、検査領域を横切る放射線を検出し、検出された光子のエネルギーを示す信号を生成する検出器と、を有する。システムは更に、複数の異なるエネルギー閾値に基づいて信号をエネルギー分解するエネルギー弁別器を含み、エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、検査領域に配置される混合物中の２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有する。システムは更に、エネルギー分解された信号を、少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表す少なくとも複数Ｋ端成分(a multi K-edge component)に区別する信号区別器を有する。
【０００９】
別の見地において、方法は、検査領域を横切る放射線源によって放出される多色放射線を検出するステップと、検出された光子のエネルギーを示す信号を生成するステップと、を含む。方法は更に、複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、信号をエネルギー分解するステップを含み、ここで、エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、検査領域に配置されている混合物の２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有し、混合物の２つの異なる元素の理論混合比は知られている。方法は更に、エネルギー分解された信号を、少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表す少なくとも複数Ｋ端成分に区別するステップを含む。方法は更に、２つの異なる元素を示すボリュメトリック画像データを生成するために、複数Ｋ端成分及び理論混合比に基づいて、複数Ｋ端画像を再構成するステップを含む。
【００１０】
別の見地において、コンピュータ可読記憶媒体は、検査領域を横切る多色放射線を検出するステップと、検出された光子のエネルギーを示す信号を生成するステップと、複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、信号をエネルギー弁別するステップであって、エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、検査領域に配置される２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有する、ステップと、エネルギー分解された信号を、少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表わす複数Ｋ端成分に区別するステップと、をコンピュータによって実行されるとき該コンピュータに実施させる命令を含む。
【００１１】
本発明の更に別の見地は、以下の詳細な説明を読み、理解することにより、当業者に理解されるであろう。
【００１２】
本発明は、さまざまな構成要素及び構成要素の取り合わせ並びにさまざまなステップ及びステップの取り合わせの形をとりうる。図面は、好適な実施形態を説明する目的のみであり、本発明を制限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】イメージングシステムを示す図。
【図２】例示のパルスエネルギー弁別器を示す図。
【図３】例示の成分区別器を示す図。
【図４】例示の複数Ｋ端減衰曲線を示す図。
【図５】方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照して、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システム１００は、一般に静止しているガントリ１０２及び回転ガントリ１０４を有し、回転ガントリ１０４は、静止ガントリ１０２によって回転可能に支持される。回転ガントリ１０４は、長軸又はｚ軸１０８を中心に検査領域１０６の周囲を回転する。例えばＸ線管のようなＸ線源１１０は、回転ガントリ１０４によって支持され、多エネルギー放射線を放出する。コリメータ１１２は、検査領域１０６を横切る概してコーン、扇形、くさび形又は他の形状の放射線ビームを生成するために、放射線ビームをコリメートする。
【００１５】
放射線感受性の検出器アレイ１１６が、検査領域１０６を横切る光子を検出する。図示される検出器１１６は、例えば直接変換検出器（例えばＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、その他）、又は光検知器と光学的に通信するシンチレータを有するシンチレータベースの検出器のようなエネルギー分解検出器、である。検出器１１６は、各々の検出された光子ごとに、例えば電流又は電圧のような電気信号を生成する。
【００１６】
プリアンプ１１８は、検出器１１６によって出力された電気信号を増幅する。パルス整形器１２０は、増幅された電気信号を処理し、例えば検出された光子のエネルギーを示す電圧又は他のパルスのようなパルスを生成する。エネルギー弁別器１２２は、パルスをエネルギー弁別する。図示される例において、エネルギー弁別器１２２は、パルスの振幅を、関心のある異なるエネルギーに対応する２又はそれ以上の異なるエネルギー閾値と比較する比較器１２４を有する。比較器１２４は、比較に基づいて、光子のエネルギーを示す出力信号を生成する。
【００１７】
閾値セッタ１２６が、閾値をセットする。後で詳しく述べるように、閾値セッタ１２６は、例えば、スキャンされるべき患者に投与される造影剤中のそれぞれ異なるコントラスト元素のような、関心のある元素のＫ端エネルギーに従って、閾値の２又はそれ以上をセットするために使用されることができる。所与の造影剤中の２又はそれ以上の異なるＺ元素のＫ端にあわせられる２又はそれ以上の閾値を使用することは、Ｋ端イメージング技法の感度を増大させることができる。従って、システム１００が、調整可能な閾値に関して構成される場合、閾値をＫ端エネルギーにあわせることが望ましくなりうる。当然ながら、閾値は、更にコンプトン効果及び光電効果成分を区別するようにもセットされることができる。
【００１８】
カウンタ１２８は、エネルギー弁別器１２２の出力に基づいて、各々の閾値ごとに、計数値をインクリメントする。例えば、特定の閾値に関する比較器１２４の出力が、パルスの振幅が対応する閾値を越えることを示す場合、当該閾値の計数値が、インクリメントされる。ビニング器１３０は、計数に基づいて、信号及びゆえに光子を、２又はそれ以上のエネルギービンにエネルギービニングする。エネルギービンは、エネルギーレンジ又はウインドウを含む。例えば、ビンは、２つの閾値の間のエネルギーレンジについて規定されることができ、その場合、高いほうの閾値ではなく、低いほうの閾値について計数を生じさせた光子が、当該ビンに割り当てられる。
【００１９】
信号区別器１３２は、エネルギー分解された信号を、さまざまなエネルギー依存の成分に区別する。例えば、１つの例において、検出されたエネルギー分解された信号は、コンプトン成分、光電成分、及び造影剤中の２又はそれ以上のＫ端物質を表わす複数Ｋ端成分に、区別される。最大尤度又は別の区別方法が代替として使用されることができることが理解されるべきである。
【００２０】
再構成器１３４は、検出された信号を選択的に再構成する。１つの例において、これは、コンプトン成分、光電成分及び／又は複数Ｋ端成分を、個別に又は組み合わせで再構成することを含む。複数Ｋ端成分に関して、造影剤中のコントラスト元素の理論混合比は、エネルギーの関数として元素の減衰を特徴付けるために、知られているべきであり、一定であるべきである。
【００２１】
特徴付けバンク１３６は、複数Ｋ端成分に寄与する元素をそのようなものとして特徴付ける情報を含む。この情報は、２又はそれ以上の元素のＫ端エネルギー、元素の理論混合比、その他を含む。このような情報は、より詳しく後述されるように、複数Ｋ端成分を再構成する際に使用される。
【００２２】
汎用コンピュータが、オペレータコンソール１３８として機能する。コンソール１３８は、モニタ又はディスプレイのような人間可読の出力装置、及びキーボード及びマウスのような入力装置を有する。コンソール１３８に常駐するソフトウェアは、オペレータが、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して又はその他のやり方で、スキャナ１００と対話することを可能にする。このような対話は、複数Ｋ端イメージングプロトコルのようなスキャンプロトコルを選択すること、エネルギー弁別閾値をセットすること、等を含む。
【００２３】
寝台のような対象支持体１４０は、検査領域１０６内の患者又は他の対象を支持する。対象支持体１４０は、スキャニングプロシージャを実施するために、検査領域１０６に対して対象をガイドするように移動可能である。
【００２４】
手短に上述したように、スキャナ１００は、被検体又は対象内の造影剤中の少なくとも２つの異なるコントラスト元素の複数Ｋ端成分イメージングのために使用されることができ、この場合、元素の理論混合比は知られており、一定である。このようなアプリケーションによって、比較器１２４の閾値のうち少なくとも２つが、少なくとも２つの異なるコントラスト元素のＫ端エネルギーに従ってセットされる。以下は、説明及び簡潔さの目的で、ヨウ素及びガドリニウムを含む造影剤に関する例を記述する。同じ又はより多くの及び／又は同様の又は異なるコントラスト物質を含む他の造影剤が更に企図されることが理解されるべきである。
【００２５】
図２は、造影剤中の２つの異なる元素に関する２つの異なるＫ端エネルギーに従ってセットされる２つの閾値をもつ比較器１２４の非限定的な例を示す。図示されるように、比較器１２４は、Ｎ個のサブ比較器１２４１、…、１２４２、…、１２４３、…、１２４Ｎを有し、ここで、Ｎは、４に等しい又はそれより大きい整数である。サブ比較器１２４の各々は、パルス整形器１２０の出力信号を受け取る第１の入力部を有する。比較器１２４の各々は更に、対応する限界値ＴＨ１、…、ＴＨ２、…、ＴＨ３、…、ＴＨＮを受け取る第２の入力部を有する。
【００２６】
この例において、閾値のうちの２つが、ヨウ素（Ｋ端≒３３ｋｅＶ）及びガドリニウム（Ｋ端≒５０ｋｅＶ）のＫ端エネルギーにそれぞれ基づいてセットされる。２つの他の閾値は、コンプトン効果及び光電効果を識別するようにセットされる。所望のＫ端を有するより多くの又は異なる元素が造影剤中に存在する場合、１又は複数の他の閾値が、相応にセットされることができる。例えば、造影剤が、金（Ｋ端≒８０ｋｅＶ）を含む場合、閾値は、相応にセットされることができる。概して、Ｋ端エネルギーは、約２５ｋｅＶ乃至約１５０ｋｅＶの診断イメージングレンジ内にあるべきである。１つの例において、閾値セッタ１２６は、選択されたスキャンプロトコルに基づいて、閾値の少なくとも１つをセットする。別の例において、オペレータは、閾値の少なくとも１つをセットするために閾値セッタ１２６を使用する。
【００２７】
比較器１２４１、…、１２４２、…、１２４３、…、１２４Ｎの各々について、入力パルスの振幅が、対応する閾値を越える場合、比較器１２４１、…、１２４２、…、１２４３、…、１２４Ｎの出力は状態を変化させ、例えば低いほうから高いほうへ、０から１へ遷移し、又は他の遷移を示す。比較器１２４の出力は、カウンタ１２８に供給され、カウンタ１２８は、状態遷移に基づいて、閾値ごとに計数をインクリメントする。
【００２８】
図３は、例示の信号区別器１３２を示す。以下は、コンプトン効果及び光電効果を識別するために使用されうる２つの閾値である、第１のＫ端エネルギーに関する閾値及び第２のＫ端エネルギーに関する閾値を含む４つの閾値の例を提供する。この例において、信号区別器１３２は、少なくとも３つのエネルギー分解された検出信号ｄｉを受け取る。ここで、ｉは、それぞれ異なるエネルギービンについての整数である。検出信号ｄｉは、ｉ番目のエネルギービンｂｉのスペクトル感度Ｄ１（Ｅ）を示す。更に、多色放射線源１１０の放出スペクトルＴ（Ｅ）は、一般に知られている。
【００２９】
信号区別器１３２は、スペクトルＰ（Ｅ）をもつ光電効果、スペクトルＣ（Ｅ）をもつコンプトン効果及びスペクトルＫ（Ｅ）をもつ複数Ｋ端造影剤の組み合わせとして、情報をモデル化する。特に光電効果成分ｐ、コンプトン効果成分ｃ及び複数Ｋ端成分ｋの各成分についての密度と長さの積は、各検出信号ｄｉにおいて、式１に従って離散的なシステムにおいてモデル化される：
式１：
dn = ∫d(E)T(E)Dn(E)exp(-(pP(E) + cC(E) + kK(E)))
【００３０】
少なくとも３つの検出信号ｄ１、ｄ２及びｄ３が、少なくとも３つのエネルギービンｂ１、ｂ２及びｂ３に関して利用可能であるので、少なくとも３つの式のシステムが、３つの未知数を有して形成され、これは、既知の数値方法によって解かれることができる。概して、この例では、３つのエネルギービンで十分である。しかしながら、より多くのエネルギービンについてより多くの検出信号を使用することは、感度及び雑音ロバストネスを増大させることができる。３より多くのエネルギービンが利用可能である場合、測定の雑音統計を考慮する最大尤度アプローチが使用されることができる。適切な最大尤度アプローチは、「K-edge imaging in x-ray computed tomography using multi-bin photon counting detectors」（E. Roessl and R. Proksa, 2007 Phys. Med. Biol. 52 4679-4696)に関連して記述されている。
【００３１】
特に成分ｐ、ｃ及びｋのような結果は、通常の再構成方法により所望の成分画像を再構成するために、具体的には複数Ｋ端成分画像を再構成するために、使用されることができる。通常のＣＴ画像並びにコンプトン成分画像及び／又は光電効果成分画像も、再構成されることができる。
【００３２】
造影剤中の元素の理論混合比が知られていない場合、式１は、例えば、ヨウ素のＫ端、ガドリニウムのＫ端のような、各々のＫ端ごとのＫ端成分を含むように変形されることができる。個別のＫ端成分の適切な分解は、２００７年１２月１４日出願の国際出願第ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５５１０５号明細書に記述されており、この国際出願は、２００６年１２月２０日に出願の欧州仮出願第０６１２６６５３．２号の利益を主張する。これら出願の内容はともに、参照によってすべて本願明細書に盛り込まれる。
【００３３】
造影剤中の元素の理論混合比が知られており、実質的に一定である場合、造影剤中の元素の理論混合比は、そのＫ端エネルギーとともに、エネルギーの関数として、元素の組み合わせの減衰を特徴付ける。結果として、理論混合比及びＫ端エネルギーは、複数Ｋ端成分画像を生成するために、再構成の間使用される。理論混合比及びＫ端エネルギー情報は、再構成器１３４による使用のために、特徴付けバンク１３６に記憶されることができる。
【００３４】
概して、理論混合比及びＫ端エネルギーは、元素の組み合わせに関して固有のシグネチャ又はフィンガープリントを提供する。これは図４に関連して図示される。図４は、ヨウ素及びガドリニウムを含む１：１混合物の光子エネルギーの関数としての減衰曲線４００を示している。当然ながら、他の混合比率（例えば最大１：５又はそれ以上）、物質の別の数及び／又は他の物質が、ここで企図され、ヨウ素及びガドリニウムを含む混合物が、説明の目的で示されている。
【００３５】
図４において、ｘ軸の軸４０２は、エネルギー（Ｅ）をｋｅＶ単位で表わし、ｙ軸の軸４０４は、エネルギー（Ｅ）の関数として減衰（μ）を表わす。ヨウ素（Ｋ端≒３３ｋｅＶ）のＫ端は４０６に示され、ガドリニウム（Ｋ端≒５０ｋｅＶ）のＫ端は４０８に示されている。このように、造影剤の減衰は、固定の個々の高さをもつ個々のＫ端エネルギーにおける２つの不連続性によって特徴付けられることができる。理論混合比が、例えばヨウ素の２単位（例えば、原子、その他）及びガドリニウムの１単位のように異なる（１：１でない）場合、図４のＫ端４０６及び４０８の高さ比率は、２倍高くなる。結果として、曲線４００は、元素の特定の組み合わせについて固有のシグネチャとして使用されることができる。
【００３６】
図５は、複数Ｋ端成分イメージング方法を示している。ステップ５０２において、放射線源によって放出され、検査領域を横切る多色放射線が、検出される。ステップ５０４において、検出された放射線は、エネルギー分解され、異なるエネルギーに対応する複数の閾値に基づいて、異なるエネルギーウィンドウにわたってビニングされる。ここで、閾値のうちの少なくとも２つは、患者をスキャンする前に患者に与えられる造影剤中の少なくとも２つの元素のＫ端エネルギーに従ってセットされる。上述したように、これは、４つのエネルギー閾値を含むことができ、閾値のうちの２つが、２つのＫ端物質の造影剤に従って、２つの異なるＫ端エネルギーにあわせられる。ステップ５０６において、エネルギー分解されたデータは、造影剤中の少なくとも２つの元素に対応する２又はそれ以上のＫ端エネルギーを表わす複数Ｋ端成分を含む構成成分に区別される。ステップ５０８において、少なくともＫ端成分が、複数Ｋ端成分画像を生成するために、造影剤中の元素の理論混合比を使用して再構成される。
【００３７】
本発明は、好適な実施形態に関して記述されている。当業者であれば、変形例及び変更例が、先行する詳細な説明を読み理解することにより思い付くであろう。本発明は、すべてのこのような変形例及び変更例が添付の請求項又はその等価なものの範囲内にある限り、それらを含むものとして構成されることが意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査領域を横切る多色放射線を放出する放射線源と、
前記検査領域を横切る放射線を検出し、検出された光子のエネルギーを示す信号を生成する検出器と、
複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、前記信号をエネルギー分解するエネルギー弁別器であって、前記エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、前記検査領域に配される混合物中の２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有する、エネルギー弁別器と、
前記エネルギー分解された信号を、前記少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表わす少なくとも複数Ｋ端成分に分解する信号区別器と、
を有するイメージングシステム。
【請求項２】
前記造影剤中の２つの異なる元素の理論混合比は、知られており、実質的に一定である、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項３】
前記理論混合比に基づいて、前記異なる元素を表わす複数Ｋ端画像を生成するために、前記複数Ｋ端成分を再構成する再構成器を更に有する、請求項２に記載のイメージングシステム。
【請求項４】
前記理論混合比は、約１：１乃至約１：５のレンジにある、請求項２又は３のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項５】
前記理論混合比及び前記Ｋ端エネルギーは、前記２つの異なる元素の前記混合物について固有のフィンガープリントを与える、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項６】
前記２つの異なる元素は、単一造影剤の一部である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項７】
前記信号区別器は更に、前記エネルギー分解された信号を、コンプトン成分及び光電成分に区別する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項８】
前記再構成器は、コンプトン成分画像及び光電成分画像を生成するために、前記コンプトン成分及び前記光電成分を再構成する、請求項７に記載のイメージングシステム。
【請求項９】
前記Ｋ端エネルギーは、約２５ｋｅＶ乃至約１５０ｋｅＶのレンジ内にある、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項１０】
前記Ｋ端エネルギーのうち少なくとも１つは約３３ｋｅＶである、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項１１】
前記Ｋ端エネルギーのうち少なくとも１つは約５０ｋｅＶである、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項１２】
放射線源によって放出され、検査領域を横切る多色放射線を検出するステップと、
検出された光子のエネルギーを示す信号を生成するステップと、
複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、前記信号をエネルギー分解するステップであって、前記エネルギー閾値のうち少なくとも２つは、前記検査領域に配される混合物の２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有し、前記混合物の前記２つの異なる元素の理論混合比は知られている、ステップと、
前記エネルギー分解された信号を、前記少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表わす少なくとも複数Ｋ端成分に区別するステップと、
前記２つの異なる元素を示すボリュメトリック画像データを生成するために、前記複数Ｋ端成分及び前記理論混合比に基づいて、複数Ｋ端画像を再構成するステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
前記理論混合比が実質的に一定である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記理論混合比は、約１：１乃至約１：５のレンジにある、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記理論混合比及び前記Ｋ端エネルギーは、光子エネルギーの関数として、前記元素の減衰挙動を一意的に特徴付ける、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記エネルギー分解された信号を、コンプトン効果成分及び光電効果成分に区別するステップを更に含む、請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
コンプトン成分及び光電成分を示すボリュメトリック画像データを生成するために、前記コンプトン成分及び前記光電成分を再構成するステップを更に含む、請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記混合物が、少なくとも第３の元素を含み、前記エネルギー閾値が更に、前記少なくとも第３の元素に対応する第３の閾値を含み、前記方法が、
前記エネルギー分解された信号を、前記少なくとも３つの異なるＫ端エネルギーを表わす少なくとも複数Ｋ端成分に区別するステップと、
前記３つの異なる元素を示すボリュメトリック画像データを生成するために、前記複数Ｋ端成分及び前記理論混合比に基づいて複数Ｋ端画像を再構成するステップと、
を含む、請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
コンピュータによって実行されるとき、
検査領域を横切る多色放射線を検出するステップと、
検出された光子のエネルギーを示す信号を生成するステップと、
複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、前記信号をエネルギー弁別するステップであって、前記エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、前記検査領域に配される２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有する、ステップと、
前記エネルギー分解された信号を、前記少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表わす複数Ｋ端成分に区別するステップと、
を前記コンピュータに実施させる命令、を含むコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２０】
前記命令は、前記コンピュータによって実行されるとき、造影剤中の前記２つの異なる元素の理論混合比に基づいて、前記複数Ｋ端成分を再構成するステップを前記コンピュータに実施させ、前記理論混合比は知られており、実質的に一定である、請求項１９に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１】
検査領域を横切る多色放射線を放出する放射線源と、
前記検査領域を横切る放射線を検出し、検出された光子のエネルギーを示す信号を生成する検出器と、
複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、前記信号をエネルギー分解するエネルギー弁別器であって、前記エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、前記検査領域に配される混合物中の２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有する、エネルギー弁別器と、
前記エネルギー分解された信号を、前記少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表わす少なくとも複数Ｋ端成分に分解する信号区別器と、
を有するイメージングシステム。
【請求項２】
前記造影剤中の２つの異なる元素の理論混合比は、知られており、実質的に一定である、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項３】
前記理論混合比に基づいて、前記異なる元素を表わす複数Ｋ端画像を生成するために、前記複数Ｋ端成分を再構成する再構成器を更に有する、請求項２に記載のイメージングシステム。
【請求項４】
前記理論混合比は、約１：１乃至約１：５のレンジにある、請求項２又は３のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項５】
前記理論混合比及び前記Ｋ端エネルギーは、前記２つの異なる元素の前記混合物について固有のフィンガープリントを与える、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項６】
前記２つの異なる元素は、単一造影剤の一部である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項７】
前記信号区別器は更に、前記エネルギー分解された信号を、コンプトン成分及び光電成分に区別する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項８】
前記再構成器は、コンプトン成分画像及び光電成分画像を生成するために、前記コンプトン成分及び前記光電成分を再構成する、請求項７に記載のイメージングシステム。
【請求項９】
前記Ｋ端エネルギーは、約２５ｋｅＶ乃至約１５０ｋｅＶのレンジ内にある、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項１０】
前記Ｋ端エネルギーのうち少なくとも１つは約３３ｋｅＶである、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項１１】
前記Ｋ端エネルギーのうち少なくとも１つは約５０ｋｅＶである、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項１２】
放射線源によって放出され、検査領域を横切る多色放射線を検出するステップと、
検出された光子のエネルギーを示す信号を生成するステップと、
複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、前記信号をエネルギー分解するステップであって、前記エネルギー閾値のうち少なくとも２つは、前記検査領域に配される混合物の２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有し、前記混合物の前記２つの異なる元素の理論混合比は知られている、ステップと、
前記エネルギー分解された信号を、前記少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表わす少なくとも複数Ｋ端成分に区別するステップと、
前記２つの異なる元素を示すボリュメトリック画像データを生成するために、前記複数Ｋ端成分及び前記理論混合比に基づいて、複数Ｋ端画像を再構成するステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
前記理論混合比が実質的に一定である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記理論混合比は、約１：１乃至約１：５のレンジにある、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記理論混合比及び前記Ｋ端エネルギーは、光子エネルギーの関数として、前記元素の減衰挙動を一意的に特徴付ける、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記エネルギー分解された信号を、コンプトン効果成分及び光電効果成分に区別するステップを更に含む、請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
コンプトン成分及び光電成分を示すボリュメトリック画像データを生成するために、前記コンプトン成分及び前記光電成分を再構成するステップを更に含む、請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記混合物が、少なくとも第３の元素を含み、前記エネルギー閾値が更に、前記少なくとも第３の元素に対応する第３の閾値を含み、前記方法が、
前記エネルギー分解された信号を、前記少なくとも３つの異なるＫ端エネルギーを表わす少なくとも複数Ｋ端成分に区別するステップと、
前記３つの異なる元素を示すボリュメトリック画像データを生成するために、前記複数Ｋ端成分及び前記理論混合比に基づいて複数Ｋ端画像を再構成するステップと、
を含む、請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
コンピュータによって実行されるとき、
検査領域を横切る多色放射線を検出するステップと、
検出された光子のエネルギーを示す信号を生成するステップと、
複数の異なるエネルギー閾値に基づいて、前記信号をエネルギー弁別するステップであって、前記エネルギー閾値のうちの少なくとも２つは、前記検査領域に配される２つの異なる元素の少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーに対応する値を有する、ステップと、
前記エネルギー分解された信号を、前記少なくとも２つの異なるＫ端エネルギーを表わす複数Ｋ端成分に区別するステップと、
を前記コンピュータに実施させる命令、を含むコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２０】
前記命令は、前記コンピュータによって実行されるとき、造影剤中の前記２つの異なる元素の理論混合比に基づいて、前記複数Ｋ端成分を再構成するステップを前記コンピュータに実施させ、前記理論混合比は知られており、実質的に一定である、請求項１９に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１１−５２７２２３（Ｐ２０１１−５２７２２３Ａ）
【公表日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１７２７４（Ｐ２０１１−５１７２７４）
【出願日】平成２１年６月２２日（２００９．６．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５２６７０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００４４６０
【国際公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【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２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２２日（２００９．６．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５２６７０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００４４６０
【国際公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【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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