(57)【要約】【課題】光子計数検出器が応答不能になることを防止すること。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置は、コンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）スキャナと、検出器と、処理部とを備える。ＣＴスキャナは、回転するＸ線源を含む。検出器は、前記Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）と、各ＰＣＤの第１の面に接して配置された陰極及び前記第１の面の反対側の第２の面に接して配置された陽極によって構成される検出画素と、前記検出画素と前記Ｘ線源との間に位置し、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち前記検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するように前記第１の面の上部に配置されたコリメータとを有する。処理部は、複数の前記検出画素が出力した信号に基づいてＣＴ画像を生成する。【選択図】図１
2014226551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するＸ線源を含むコンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）スキャナと、
前記Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）と、各ＰＣＤの第１の面に接して配置された陰極及び前記第１の面の反対側の第２の面に接して配置された陽極によって構成される検出画素と、前記検出画素と前記Ｘ線源との間に位置し、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち前記検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するように前記第１の面の上部に配置されたコリメータとを有する検出器と、
複数の前記検出画素が出力した信号に基づいてＣＴ画像を生成する処理部と
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記コリメータは、Ｘ線光子が入射する側の面の少なくとも一部の領域に切欠きを有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記複数のＰＣＤは、ＣｄＴｅ又はＣＺＴを材料とし、一体化されて形成され、
複数の前記検出画素は、複数の行列を有する２次元格子パターンで配置され、
前記コリメータは、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子が、前記各検出画素の中心部分以外に到達するのを阻止することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記コリメータは、前記検出画素の各列の間の前記ＰＣＤを覆うように配置されることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記コリメータは、前記検出画素の列の間に、１列おきに前記ＰＣＤを覆うように配置されることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記コリメータは、前記検出画素の表面積の１０〜６０％を覆うよう配置される、請求項１〜５のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記コリメータは、前記各ＰＣＤの第１の面の少なくとも一方の端部に配置され、前記端部から離れて前記Ｘ線源の軌道に対して伸長する曲面を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記ＰＣＤは、散在して配置されかつ固定されていることを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記コリメータは、前記コリメータが配置されたＰＣＤに対応付けられた前記検出画素の幅に比例する高さを有することを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記コリメータの曲面は、前記コリメータが配置されたＰＣＤの幅、及び前記ＰＣＤと前記Ｘ線源との距離に基づいて決定されることを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記コリメータは、前記各ＰＣＤの第１の面の少なくとも一方の端部に配置され、前記端部から前記Ｘ線源に向かって伸長する平面を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記コリメータは前記Ｘ線源に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記コリメータは、前記各ＰＣＤの第１の面の上部に対を形成して配置され、前記各ＰＣＤに対応付けられた前記検出画素ごとに対を形成するコリメータ間の距離が調整可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
複数のＰＣＤが配置され、前記Ｘ線源の周りに固定された検出器リングと、
前記各ＰＣＤから前記検出器リングの中心に置かれた被検体の中心までの線と前記被検体の中心を通過する軸との間の角度を決定し、決定した前記角度に基づいて前記コリメータ間の距離を決定する制御部と、
前記決定された距離に基づいて前記対を形成するコリメータを動かす駆動部と
をさらに備える、請求項１３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記対を形成するコリメータの内側周縁部の高さ及び決定した前記角度に基づいて、前記距離を決定することを特徴とする請求項１４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１６】
前記制御部は、スキャノグラムから決定される前記被検体のサイズに基づいて、前記距離を決定することを特徴とする請求項１４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１７】
前記スキャノグラムが１ビュースキャノグラムであり、１対の軸のうちの第１軸の第１軸長を「ａ」とし、前記Ｘ線源から前記被検体の中心までの距離を「Ｄｆ」とし、前記被検体の中心と前記第１軸に交差する前記被検体の第１の周縁部との間の角度を「γ１」とし、前記被検体の中心と前記第１の周縁部から１８０°離間しかつ前記第１軸に交差する前記被検体の第２の周縁部との間の角度を「γ２」とした場合に、前記１対の軸長のうちの第１軸長を「ａ＝Ｄｆ＊（ｔａｎγ１＋ｔａｎγ２）／２」により決定することを特徴とする請求項１６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１８】
前記スキャノグラムが１ビュースキャノグラムであり、前記第１軸に垂直な前記１対の軸のうちの第２軸の第２軸長を「ｂ」とし、被検体の中心を通過する放射線の総和を「ｐｃ」とし、水の平均線減衰係数を「μ」とする場合、前記１対の軸長のうちの第２軸長を「ｂ＝０．５＊ｐｃ／μ」により決定する請求項１７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１９】
前記スキャノグラムが２ビュースキャノグラムであり、前記１対の軸のうちの第１軸の第１軸長を「ａ」とし、前記Ｘ線源から前記被検体の中心までの距離を「Ｄｆ」とし、前記被検体の中心と前記第１軸に交差する前記被検体の第１の周縁部との間の角度を「γ１」とし、前記被検体の中心と前記第１の周縁部から１８０°離間しかつ前記第１軸に交差する前記被検体の第２の周縁部との間の角度を「γ２」とする場合、前記１対の軸長のうちの第１軸長を「ａ＝Ｄｆ＊（ｔａｎγ１＋ｔａｎγ２）／２」により決定し、前記第１軸に垂直な前記１対の軸のうちの第２軸の第２軸長を「ｂ」とし、前記被検体の中心と前記第２軸に交差する前記被検体の第３の周縁部との間の角度を「γ３」とし、前記被検体の中心と前記第３の周縁部から１８０°であって前記第２軸に交差する前記被検体の第４の周縁部との間の角度を「γ４」とする場合、前記１対の軸長のうちの第２軸長を「ｂ＝Ｄｆ＊（ｔａｎγ３＋ｔａｎγ４）／２」により決定することを特徴とする請求項１６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項２０】
Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）と、
各ＰＣＤの第１の面に接して配置された陰極及び前記第１の面の反対側の第２の面に接して配置された陽極によって構成される検出画素と、
前記検出画素と前記Ｘ線源との間に位置し、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち前記検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するように前記第１の面の上部に配置されたコリメータと
を備えたことを特徴とする検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置及び検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線断層イメージングとは、最も簡単に言えば、Ｘ線が被写体を通過し、検出器が照射されたＸ線毎の減衰量を全体的に関連付けることである。減衰量は、対象物がある場合とない場合とで照射される同一のＸ線を比較して得られる。この概念定義から、画像を適切に構成するにはいくつかの工程が必要である。例えば、Ｘ線発生装置の有限寸法、発生装置からの非常に低いエネルギーをもつＸ線を遮断するフィルタの性質及び形状、検出器の詳細なジオメトリ及び特徴、ならびにデータ収集システムの容量のすべてが、どのように画像が実際に再構成されるかに影響を及ぼす要因となる。
【０００３】
従来のＸ線検出器は、放射線センサで生成された電流をすべて統合し、個々の光子検出事象から得られる振幅情報を無視する。各事象から得られる電荷振幅は光子の検出エネルギーに比例するので、従来のデータ収集では各光子のエネルギーについて何の情報も得られず、よって、被写体における減衰係数のエネルギー依存性を捉えることができない。
【０００４】
一方、単一光子計数及び個別の波高分析が可能な半導体Ｘ線検出器を用いることができる。このようなＸ線検出器は、マルチ画素並列読出し及び高速計数に適した特定用途向け集積回路（Application-Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）と組み合わせて、室温動作が可能で良好なエネルギー分解能を有する高速半導体放射線センサ材を利用することによって可能となる。
【０００５】
このような光子計数検出器の主な利点のひとつは、波高分析読出しと組み合わせた場合、被写体における減衰係数についてスペクトル情報が得られるということである。実際には、減衰係数は光子エネルギーに強く依存するが、従来のＣＴ検出器は１つの平均エネルギーでの減衰を測定する。これに対して、波高分析を用いたシステムでは、入射Ｘ線光子を、その検出エネルギーに基づき、いくつかのエネルギービンに分類することができる。このスペクトル情報により、物質の識別及びターゲットのコントラストを効率的に改善でき、患者に対する放射線量を減らすことができる。
【０００６】
多くの臨床応用は、組織分解やビームハードニング方向等のスペクトルＣＴの能力の恩恵を受けている。汎用ＣＴ用の光子計数検出器システムの技術的問題点の１つは、検出器の計数率能力が限られていることである。さらに、半導体ベースの検出器には、画素間のクロストークの問題がある。ＣＴスキャンにおいてよく見られる高いＸ線束により、ＣｄＴｅ（Cadmium  Telluride：テルル化カドミウム）ベース又はＣｄＺｎＴｅ（Cadmium  Zinc  Telluride：テルル化カドミウム亜鉛）ベースの光子計数検出器は分極して、機能停止となる。このため、高い線束において所望の検出器応答を達成することが非常に重要である。さらに、散乱補正は、マルチスライススパース第４世代ＰＣＣＴの幾何学的配置にとって非常に大きな技術課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−４０８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、光子計数検出器が応答不能になることを防止することができる、Ｘ線ＣＴ装置及び検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、コンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）スキャナと、検出器と、処理部とを備える。ＣＴスキャナは、回転するＸ線源を含む。検出器は、前記Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）と、各ＰＣＤの第１の面に接して配置された陰極及び前記第１の面の反対側の第２の面に接して配置された陽極によって構成される検出画素と、前記検出画素と前記Ｘ線源との間に位置し、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち前記検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するように前記第１の面の上部に配置されたコリメータとを有する。処理部は、複数の前記検出画素が出力した信号に基づいてＣＴ画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係るＣＴシステムの一例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係るスパースＣＴスキャナの一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係るコリメータを有するＰＣＤの一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤの上面図を示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤ検出器の上面図に対するコリメータパターンの一例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤ検出器の上面図に対するコリメータパターンの一例を示す図である。
【図７】図７は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤ検出器の上面図に対するコリメータパターンの一例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤ検出器の上面図に対するコリメータパターンの一例を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施形態に係るコリメータを有さないＰＣＤで得られた計数率のグラフを示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施形態に係るコリメータを有するＰＣＤで得られた計数率のグラフを示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施形態に係るコリメータを有さないＰＣＤで得られた計数率のグラフを示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、実施形態に係るコリメータを有するＰＣＤで得られた計数率のグラフを示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施形態に係る曲面コリメータを有するスパース検出器の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施形態に係る曲面コリメータを有するスパース検出器の一例を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、実施形態に係る平面コリメータの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係るスパースＸ線リング検出器の一例を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施形態に係るくさび形コリメータの一例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施形態に係るくさび形コリメータの一例を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施形態に係る１次元スキャノグラムの一例を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施形態に係る２次元スキャノグラムの一例を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を決定するための幾何学的パラメータの一例を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を決定するための幾何学的パラメータの一例を示す図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を決定するための幾何学的パラメータの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態に係る調整可能なくさび形コリメータを有する複数のＰＣＤの構成の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を調整するための制御部の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を調整するための処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、実施形態に係るコリメータの開口を調整する他の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施形態に係る処理部の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書に開示する実施形態及び本明細書に開示する実施形態に付随する利点の多くをより完全に理解することは、以下の詳細な説明を参照し添付図面と関連付けて考えれば、容易にできる。
【００１２】
本明細書に開示する実施形態では、高い線束における検出器応答を劇的に改善するために、開口又はスリットにより、テルル化カドミウム亜鉛（Cadmium  Zinc  Telluride：ＣＺＴ）検出器チャネル上へのビームのサイズを減少させる。各チャネルの一部のみに照射される場合、コリメータを用いて光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）に入射するＸ線を遮蔽することにより、電場の歪みが低減され、これによってＣＴスキャナの性能が改善する。さらに、コリメータを使用することにより、画素間のクロストーク及び結果として生じるスペクトルの歪みも低減される。
【００１３】
本明細書に開示する実施形態はセグメント間の集束コリメータを対象としており、これは、スパース第４世代ＣＴスキャナに、長手方向の散乱ビームを阻止させ、検出器ファン角度の全域に対して１次ビームをコリメートするのに役立たせるためのものである。
【００１４】
本明細書に開示する実施形態は、ＸＹ平面（検出器ファン）方向の「くさび形の」コリメータを対象としており、これは、Ｘ線輝度変動を補償するのに役立ち、角度応答を補正しやすくするためのものである。「くさび形のコリメータ」は、調整可能な構造を有してもよい。
【００１５】
本明細書に開示するコリメータの実施形態は、中間原子番号の材料（例えば、Ｍｏ）を用いて、コリメータに起因する望ましくない副次的事象（例えば、散乱、漏れＸ線）を最小限にする。
【００１６】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、コンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）スキャナと、検出器と、処理部とを備える。ＣＴスキャナは、回転するＸ線源を含む。検出器は、前記Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）と、各ＰＣＤの第１の面に接して配置された陰極及び前記第１の面の反対側の第２の面に接して配置された陽極によって構成される検出画素と、前記検出画素と前記Ｘ線源との間に位置し、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち前記検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するように前記第１の面の上部に配置されたコリメータとを有する。処理部は、複数の前記検出画素が出力した信号に基づいてＣＴ画像を生成する。
【００１７】
実施形態の検出器は、複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）と、検出画素と、コリメータとを備える。複数のＰＣＤは、Ｘ線源から放射される入射Ｘ線光子を捕捉する。検出画素は、各ＰＣＤの第１の面に接して配置された陰極及び前記第１の面の反対側の第２の面に接して配置された陽極によって構成される。コリメータは、前記検出画素と前記Ｘ線源との間に位置し、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち前記検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するように前記第１の面の上部に配置される。
【００１８】
一実施形態によると、検出器は、光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）層と、ＰＣＤ層に隣接して配置された陰極層とを備える。検出器は、陰極層の反対側に光子計数検出層に隣接して配置された、複数の陽極をさらに備える。また検出器は、Ｘ線源から放射されたＸ線光子の一部が陽極に到達するのを阻止するよう、陰極層の上に配置された複数のコリメータセグメントを備え、各コリメータセグメントは少なくとも１つの陽極の一部の上に配置される。
【００１９】
一実施形態によると、コンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）装置は、回転するＸ線源を含むＣＴスキャナを備える。この装置は、複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）を含むＰＣＤアレイをさらに備え、各ＰＣＤはＸ線源から放射された入射Ｘ線光子を捕捉するように構成される。この装置は、ＰＣＤアレイ内のＰＣＤの１つの周縁部から離れて延在する曲面を有し、Ｘ線源から放射されるＸ線光子の一部を遮断するコリメータをさらに備える。
【００２０】
一実施形態によると、コンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）装置は、回転するＸ線源を含むＣＴスキャナを備える。この装置は、Ｘ線源の周りに固定された検出器リング内に配置され、Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を捕捉する、複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）をさらに備える。またこの装置は、ＰＣＤの１つの表面上に配置され、Ｘ線源から放射されたＸ線光子の一部を遮断する、１対の調整可能なくさび形コリメータを備える。
【００２１】
一実施形態によると、光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）上に配置された１対の調整可能なくさび形コリメータの開口距離を決定する方法は、回転するＸ線源に対して中心に置かれた撮像対象の被検体のスキャノグラムを作成するステップを含む。この方法は、スキャノグラムからの情報を用いて、被検体の中心を通過する１対の垂直軸の１対の軸長を決定するステップをさらに含む。この方法は、ＰＣＤから被検体の中心までの線と１対の垂直軸のうち１つの軸との間の角度を決定するステップをさらに含む。この方法は、少なくとも決定された１対の軸長及び決定された角度を用いて、１対の調整可能なくさび形コリメータの開口距離を決定するステップをさらに含む。またこの方法は、決定された開口距離に基づいて、１対の調整可能なくさび形コリメータ間の開口を調整するステップを含む。
【００２２】
一実施形態によると、コンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）装置は、回転するＸ線源を含むＣＴスキャナを備える。この装置は、複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）を含むＰＣＤアレイをさらに備え、各ＰＣＤはＸ線源から放射された入射Ｘ線光子を捕捉するように構成される。またこの装置は、ＰＣＤアレイ内のＰＣＤの１つの端から離れて延在する平面を有し、Ｘ線源から放射されるＸ線光子の一部を固定するコリメータを備える。
【００２３】
ここで図面を参照すると、いくつかの図面を通して同じ参照番号は、同一の又は対応する部品を示す。図１は、実施形態に係るＣＴシステムの一例を示す図である。図１では、本明細書に記載の検出器を備えることができるＣＴ装置の構造の実施形態を示す。図１のＣＴ装置は、Ｘ線管１００と、フィルタ及びコリメータ２００と、検出器３００とを備える。またＣＴ装置は、ガントリモータや、ガントリの回転を制御し、Ｘ線源としてのＸ線管１００を制御し、寝台を制御する制御部４００等の付加的な機械電気部品を備える。またＣＴ装置は、データ収集システム５００と、データ収集システム５００によって収集された投影データに基づいてＣＴ画像を生成する（再構成）処理部６００とを備える。例えば、処理部６００は、後述する検出画素が出力した信号に基づいてＣＴ画像を生成する。処理部６００及びデータ収集システム５００は、例えば、検出器３００から収集されたデータ及び再構成された画像を格納するように構成された、記憶部７００を使用する。
【００２４】
図２に、固定されたスパースＰＣＤと、回転するＸ線源とを備えたスパーススペクトルＣＴイメージングシステムを示す。すなわち、ＰＣＤは、散在して配置されかつ固定されている。なお、線源の軌道は、光子計数検出器によって画定されるリングの内側又は外側であってもよい。なお、図２は、実施形態に係るスパースＣＴスキャナの一例を示す図である。
【００２５】
図３は、実施形態に係るコリメータを有するＰＣＤの一例を示す図である。図３に、コリメータを有するＰＣＤの一実施形態を示す。図３に示すように、ＰＣＤ３００は、陽極３０４ａ〜３０４ｄと、平面陰極３０２とを備える。一実施形態では、陽極３０４ａ〜３０４ｄのそれぞれが個々の検出画素（「画素」とも言う）に対応する。すなわち、陽極３０４ａ〜３０４ｄのそれぞれと平面陰極３０２とによって各検出画素が構成される。いくつかの実施形態では、ＰＣＤ３００は、ＣｄＴｅやＣＺＴ等の連続的なバルク材料で作られた半導体ＰＣＤである。言い換えると、ＰＣＤ３００は、ＣｄＴｅやＣＺＴ等を材料とし、一体化されて形成される。図３に示すように、平面陰極３０２は、ＰＣＤのＸ線源と対向する面（「第１の面」とも言う）に接して配置される。また、陽極は、第１の面の反対側の第２の面に接して配置される。コリメータ３０６ａ〜３０６ｅがＰＣＤ３００の陰極側に配置される。いくつかの実施形態では、コリメータ３０６ａ〜３０６ｅは、各画素の周縁部の上に設けられる。すなわち、コリメータは、検出画素とＸ線源との間に位置し、Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するようにＰＣＤ３００の第１の面の上部に配置される。この点について、コリメータは、入射Ｘ線が画素の周縁部に当たるのを遮断し、画素３０４ａ〜３０４ｄの中心のみが入射Ｘ線を受けるようにする。このため、図３に示すように、設置されたコリメータは個々の検出器チャネル／画素を分離する。一実施形態では、コリメータ３０６ａ〜３０６ｅのそれぞれは、ＰＣＤの陰極側に重ね合わされたマスクの一部である。別の実施形態では、各陽極の１０〜６０％が、ＰＣＤに入射する線束の量に応じてコリメータによって覆われる。なお、図３に示す例では、コリメータの形状が矩形である場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、コリメータは、Ｘ線光子が入射する側の面の少なくとも一部の領域に切欠きを有してもよい。
【００２６】
図４は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤの上面図を示す図である。図４に、一実施形態による検出器底面上の２次元の陽極パターンを示す。いくつかの実施形態では、陽極は個々の画素の位置を表す。一実施形態によると、コリメータは検出器の上面（陰極側）に置かれる。しかし説明のために、図には、コリメータセグメントを含むコリメータパターンを陽極パターン上に重ね合わせたものを示す。いくつかの実施形態では、２次元の平面検出器に関して、特定の検出器の幾何学的配置及びイメージングタスクに対して特定のコリメータパターンが決定される。図４の左上隅は、陽極パターンのセグメント方向及びチャネル方向を示している。
【００２７】
図５は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤ検出器の上面図に対するコリメータパターンの一例を示す図である。図５に、セグメント方向のクロストーク（すなわち、セグメント間のクロストーク）が主要問題であるときに用いられるコリメータパターンの実施形態を示す。図５に示すように、コリメータパターンは、各画素（陽極）のセグメント方向の周縁部に入射するＸ線を遮断するように構成される。すなわち、コリメータパターンは、セグメント方向の各画素列の間に配置されたコリメータセグメントを含む。
【００２８】
図６は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤ検出器の上面図に対するコリメータパターンの一例を示す図である。図６に、ＰＣＤアレイに対するコリメータパターンの別の実施形態を示す。この所定の構成において、コリメータセグメントは、隣接する画素１対の間に、１対おきに配置される。図６に示すコリメータパターンは、セグメント方向の２画素ずつからの信号が組み合わせられるときに使用される。したがって、１セグメントおきに分離が必要である。例えば、図６において、画素６００は画素６０２と組み合わせられ、画素６０４は画素６０６と組み合わせられ、画素６０８は画素６１０と組み合わせられる。したがって、コリメータパターンは、画素６０２と６０４の間、６０６と６０８の間、及び６１０と６１２の間に配置されるコリメータセグメントを含む。この場合、より優れた信号対雑音比（Signal-To-Noise：ＳＮＲ）を達成するために、複数の検出器画素からの信号が組み合わせられ、より優れた計数統計が得られる。図６に示すコリメータパターンは、図５のコリメータパターンと比較して簡易に作成することが可能であり、例えば散乱線が気にならない場合に採用される。
【００２９】
図７は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤ検出器の上面図に対するコリメータパターンの一例を示す図である。図７に、チャネル方向の各画素間にコリメータセグメントを含む、コリメータパターンの別の実施形態を示す。図７に示すコリメータパターンは、チャネル間のクロストークのみが主要問題であるときに用いられる。
【００３０】
例として、検出器のエネルギー分解能及び計数率能力を改善するために、１方向に検出器を傾斜させるのが有効な場合がある。この場合、Ｘ線ビームの同じ面積を対象範囲に含めるために、検出器センサの面積を大きく広げる必要がある。より広い面積のセンサでは、多くの場合、複数の陽極（画素）及び複数の電子チャネルによって信号が読み出されるが、後で複数の信号を組み合わせて１つの信号が形成される。この方向のクロストークは問題にはならない。
【００３１】
図８は、実施形態に係る陽極パターンを有するＰＣＤ検出器の上面図に対するコリメータパターンの一例を示す図である。図８に、セグメント間及びチャネル間のクロストークの両方が主要問題であって、かつ分極が非常に大きいとき、又はその一方であるときに用いられる、コリメータパターンの別の例を示す。図８に示すように、各画素すなわち陽極の中心は開かれたままである一方、ＰＣＤ表面のその他の部分は、入射するＸ線の受光がコリメータにより遮断される。例として、入射線束が元々高い（高い管ｋＶｐ、高い管ｍＶ、準最適な管フィルタ）場合に大きな分極が生じる。２次元検出器領域全体がＸ線光子で照射されて、信号が個々の画素から読み出されたとき、すなわち、画素信号の組み合わせがないときに、セグメント方向及びチャネル方向の両方でクロストークが発生する。
【００３２】
図９Ａは、実施形態に係るコリメータを有さないＰＣＤで得られた計数率のグラフを示す図である。図９Ａは、コリメータを使用しないＰＣＤでの、単位面積当たりの秒当たりの様々な計数における計数率対Ｘ線光子エネルギーのグラフである。図９Ａは、分極、及び計数率が高くなるにつれて低下するスペクトル応答の典型的な様子を示している。この場合、図９Ｃにおいて、ボックス９００で強調表示したグラフの一部に示されたように、画素間のクロストークが原因のスペクトル歪み（すなわち、画素間クロストーク）がある。なお、図９Ｃは、実施形態に係るコリメータを有さないＰＣＤで得られた計数率のグラフを示す図である。
【００３３】
図９Ｂは、実施形態に係るコリメータを有するＰＣＤで得られた計数率のグラフを示す図である。図９Ｂは、コリメータを使用する様々なエネルギーにおけるＰＣＤに対する、単位面積当たりの秒当たりの様々な計数における計数率対Ｘ線光子エネルギーのグラフを示す。例として、図９Ｂに示すグラフは、ビームサイズを３６％縮小できるコリメータを用いた光子計数検出器についてのものである。図９Ｄは、実施形態に係るコリメータを有するＰＣＤで得られた計数率のグラフを示す図である。図９Ｄに示すように、コリメータを用いることによって、著しく低減された歪み（９０２）が存在する。さらに、Ｘ線スペクトルにおいて観察された低いエネルギーでのテーリングは、主に画素間のクロストークの影響によるものであるが、本明細書に説明するコリメータを使用することで低減できる。
【００３４】
なお、平方ミリメートル当たりの計数が２０％高い場合でも、スペクトル応答は修復される。さらに、計数率の増加に伴うスペクトルの変化は、当業者には明らかなように、電子パルスの蓄積によるものである。いくつかの実施形態によると、図９Ａ〜９Ｄに示したグラフのそれぞれは、画素化されたＣｄＺｎＴｅ検出器（１２０ｋＶｐ〜、入射計数率によって正規化）の同じ検出器チャネルから測定される。
【００３５】
図１０Ａは、実施形態に係る曲面コリメータを有するスパース検出器の一例を示す図である。図１０Ａに、回転するＸ線源及び画素Ｐ１〜Ｐ４を有する、固定型のスパース１次元ＰＣＤアレイを示す。回転するＸ線源から画素Ｐ１〜Ｐ４までの矢印は、マルチスライスボリュームスキャンにおけるＸＹ平面（「検出器ファン」とも言う）における１次ビームを示している。なお、１次ビームとは、散乱されずにＸ線管から直接入射するＸ線を示す。図１０Ａに示すように、２つの曲面（１０００、１００２）は、画素に対する１次ビーム及び検出器ファンによって定義される。いくつかの実施形態によると、曲面コリメータが画素に対する２つの曲面によって定義される。このコリメータは、検出画素とＸ線源との間に位置し、Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するようにＰＣＤアレイの第１の面の上部に配置される。例えば、コリメータは、各ＰＣＤの第１の面の少なくとも一方の端部に配置され、端部から離れてＸ線源の軌道に対して伸長する曲面を有する。一実施形態では、曲面が、隣接する画素の各対の間の境界上に配置される。例えば、３つの画素を含む検出器アレイでは、第１の曲面が第１及び第２の画素の間に配置され、第２の曲面コリメータが第２及び第３の画素の間に配置される。
【００３６】
一実施形態では、コリメータをすべての画素に対して構築することができる。別の実施形態では、コリメータの高さは、検出器の寸法及び散乱線と１次ビームとの比（「散乱１次比」とも言う。）によって決定される。コリメータの厚さにより、すべてのピクセルに対してビームサイズを縮小できる。例として、コリメータの「厚さ」は主に、画素間クロストークを低減（又は除去）して最大の線束レベルを増大させるために用いられる。一実施形態によると、コリメータの厚さはセンサ画素サイズ及びピッチに依存する。例えば当業者は、画素間の影響を許容レベルまで低減するために必要な最小の厚さを、実験的に決定することができる。更なる実施形態では、コリメータの厚さは、特定のイメージングタスク用の線束レベル、及び検出器が最適に処理できる画素当たりの最大の線束にさらに依存する。例えば、当業者は、意図するイメージングタスク及び実際の検出器性能に基づき、散乱線除去グリッド（Anti-Scattering  Grid：ＡＳＧ）間の最大ギャップ（すなわち、最小の厚さ）を、実験的に決定することができる。
【００３７】
Ｚ（セグメント）方向の曲面コリメータにより、マルチスライスイメージングボリュームからの散乱Ｘ線を排除しながら、検出器ファンを横切る１次ビームを収集することができる。いくつかの実施形態によると、曲面コリメータは、Ｍｏ等、関心スペクトル領域内においてＫＸ線を放射しない材料でできている。例として、Ｘ線が物質と相互作用すると、Ｘ線はある確率で光電吸収され（すなわち、内殻電子がはじき出される）、これにより２次Ｘ線が放射される。この２次Ｘ線のエネルギーは、吸収物質に固有のものである。２次Ｘ線が診断Ｘ線の帯域に該当する場合、２次Ｘ線は検出器により検出することができ、（被検体減衰の結果ではなく、所望のものとして）「偽の」信号が生成される。最も重要な２次Ｘ線は、Ｋ殻電子がはじき出されることにより生じるもので、ＫＸ線と呼ばれる。
【００３８】
図１０Ｂは、実施形態に係る曲面コリメータを有するスパース検出器の一例を示す図である。図１０Ｂに、画素Ｐ１〜Ｐ４間の曲面コリメータ１００４、１００６、１００８、及び１０１０を示す。単に説明のために、画素Ｐ２とＰ３の間にはコリメータが置かれていない。しかし、ほとんどの実施形態では、コリメータがすべての隣接する画素の間に含まれる。図１０Ｂに示すように、湾曲した散乱線除去コリメータは、円錐形表面から切り出されたものである。特に、コリメータの底面は画素の幅Ｗに相当する。図１０Ｂに示すように、各コリメータは異なる高さ（Ｈ１〜Ｈ４）を有し、Ｘ線源の軌道に対して異なる角度で傾斜している。いくつかの実施形態によると、各コリメータの高さは、各検出器画素の幅の１０〜３０倍である。すなわち、コリメータは、コリメータが配置されたＰＣＤに対応付けられた検出画素の幅に比例する高さを有する。更なる実施形態では、各コリメータ（Ｌ１〜Ｌ４）の長さは、所望の１次対散乱比によって決定される。例として、各コリメータの長さは、散乱と画像雑音との所望のトレードオフが達成されるまでは、経験的に決定される。例として、長さはシミュレーション又は実測、あるいはその両方により経験的に最適化され、満足のいく性能指数（すなわち、画像雑音、コントラスト対雑音比、１次対散乱比、等）が得られる長さが選択される。さらに、各コリメータの角度は、幾何学的配置に基づいて決定される。例えば、角度θ１〜θ４は、Ｘ線源の回転軌道となる円（「Ｘ線源平面」とも言う）からの画素の距離（Ｄ１〜Ｄ４）、アイソセンタからの画素の距離、及びＸ線源平面の半径Ｒに基づき決定される。いくつかの実施形態によると、曲面コリメータは、パラメトリック設計ツール（例えば、Ｃｒｅｏ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ、３次元プリンタ、等）を用いて作成される。また、コリメータの曲面は、コリメータが配置されたＰＣＤの幅、及びＰＣＤとＸ線源との距離に基づいて決定される。曲面コリメータを用いることにより、Ｘ線源が回転する際に、固定されたＰＣＤからはＸ線照射がコーン状に見える。したがって、曲面コリメータは、散乱されずに直接入射するＸ線だけが検出器に当たるように、Ｘ線の入射角を制限する。なお、図１０Ｂでは、コリメータは、ＰＣＤの上部に配置されるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、コリメータは、ＰＣＤの底面と同じ位置から伸長し、散乱されずに直接入射するＸ線だけが検出器に当たるように、ＰＣＤの上部に配置されてもよい。
【００３９】
図１０Ｃは、実施形態に係る平面コリメータの一例を示す図である。更なる実施形態において、図１０Ｃは、傾斜した平面コリメータを含む実施形態を示す。これらの傾斜した平面コリメータは、Ｘ線源に向かって焦点を合わせており、散乱を阻止すると同時にスパース第４世代ＰＣＤでの極角計測を可能にするために、Ｚ（セグメント）方向で使用されてもよい。例として、図１０Ｃに示すコリメータは、図１０Ｂに示す曲面コリメータ１００４〜１０１０と同様に配置される。ここで、図１０Ｃに示すコリメータは、検出画素とＸ線源との間に位置し、Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するようにＰＣＤアレイの第１の面の上部に配置される。例えば、図１０Ｃに示すコリメータは、ＰＣＤの底面と同じ位置から伸長し、散乱されずに直接入射するＸ線だけが検出器に当たるように、ＰＣＤの上部に延在して配置される。この場合、傾斜した平面コリメータにより、曲面コリメータ１００４〜１０１０と同様に散乱線除去ができる。図５〜８に示すコリメータを、図１０Ｃに示す傾斜した平面コリメータと併用してもよい。なお、図１０Ｃでは、コリメータの底面とＰＣＤの底面とが同一である場合を示したが、コリメータは、ＰＣＤの上部にのみ配置されてもよい。かかる場合、コリメータは、各ＰＣＤの第１の面の少なくとも一方の端部に配置され、端部からＸ線源に向かって伸長する平面を有する。また、図１０Ｃに示す例では、コリメータは、Ｘ線源に向かって傾斜しているものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、コリメータは、ＰＣＤの底面と同じ位置から傾斜せずに伸長してもよい。或いは、コリメータは、各ＰＣＤの第１の面の少なくとも一方の端部に配置され、端部から離れて傾斜せずに伸長してもよい。更なる実施形態において、図１１は、回転するＸ線管と共に固定型スパース検出器リングを示す。Ｘ線の画像再構成領域の中心に被検体１１００があり、患者を表すことができる。図１１は、実施形態に係るスパースＸ線リング検出器の一例を示す図である。図１１では、より多くの非減衰ビームをハッチングで示し、より少ない非減衰ビームをドットで示す。図１１に示すように、Ｘ線管のファンビームは、被検体１１００の周縁部で減衰させることができる。したがって、Ｘ線管のファンビームを減衰させるために、ＸＹ平面において追加のコリメーションを行うことができる。いくつかの実施形態では、第３世代の管側くさびが軸方向に対称な被検体を前提とする一方で、スパース第４世代ＰＣＤ用の検出器側コリメータは、くさび同様に機能して、被検体の非円形（例えば、楕円）形状を含む、様々な管角度位置におけるビーム輝度を補償することができる。いくつかの実施形態では、コリメータはＸＹ平面において調整可能である。
【００４０】
図１２Ａは、実施形態に係るくさび形コリメータの一例を示す図である。図１２Ａに、ＸＹ平面内に配置されたくさび形コリメータ１２０２及び１２０４を有するＰＣＤ１２００の一実施形態を示す。ここで、図１２Ａに示すコリメータ１２０２及び１２０４は、検出画素とＸ線源との間に位置し、Ｘ線源から放射されたＸ線光子のうち検出画素に到達するＸ線光子の少なくとも一部を遮蔽するようにＰＣＤアレイの第１の面の上部に配置される。例えば、コリメータ１２０２及び１２０４は、ＰＣＤの第１の面の上部に対を形成して配置され、ＰＣＤに対応付けられた検出画素ごとに対を形成するコリメータ間の距離が調整可能である。いくつかの実施形態によると、各コリメータの形状（すなわち、調整可能な開口）は、スキャナ内のＰＣＤの角度位置及び患者のサイズに基づいて、すべてのＰＣＤに対して最適化される。コリメータ１２０２及び１２０４は、内部高さＤ及び調整可能な開口幅ＯＷ（すなわち、開口距離）を有する（図１４Ｃを参照）。ＯＷの値は、患者を基準としたＰＣＤの角度位置に依存する。なお、コリメータの形状は、斜めから入射するＸ線を阻害しないのであれば、くさび形に限定されるものではなく、Ｘ線光子が入射する側の面の少なくとも一部の領域に切欠きを有するようにしてもよい。図１２Ｂは、実施形態に係るくさび形コリメータの一例を示す図である。図１２Ｂは、ＸＹ平面内に調整可能なコリメータ１２０６及び１２０８を有するＰＣＤ１２００の別の実施形態を示す。いくつかの実施形態によると、コリメータ１２０６及び１２０８は、図示したそれぞれの回転軸１２１０及び１２１２を中心に回転することにより調整され、ＰＣＤに有効な可変の開口が得られる。ここで、コリメータ１２０６の回転軸１２１０及びコリメータ１２０８の回転軸１２１２が偏心しており、コリメータ１２０６及び１２０８の回転によって開口距離が調整される。
【００４１】
図１３Ａは、実施形態に係る１次元スキャノグラムの一例を示す図である。図１３Ａに、患者の１ビュースキャノグラムの実施形態を示す。被検体は、長さ「ａ」及び「ｂ」の軸を持つ楕円として表される。スキャノグラムは、被検体の周縁部を通過する放射線を見つけるために用いられる。例として、スキャノグラムを生成する場合、周縁部を通過する放射線の識別は、人手による識別（操作者が周縁部を含む関心領域を描画する）、又はコンピュータ制御による画像処理方法（周縁部検出、画素値閾値処理、等）のいずれかによって行ってもよい。被検体の周縁部を通過する放射線が判定された後、パラメータγ１及びγ２が決定される。
【００４２】
一実施形態では、軸長「ａ」を「ａ＝Ｄｆ＊（ｔａｎγ１＋ｔａｎγ２）／２」により決定し、軸長「ｂ」を「ｂ＝０．５＊ｐｃ／μ（水）」により決定する。ここで、Ｄｆは焦点アイソセンタ間距離を表し、ｐｃは被検体の中心を通過する放射線の総和であり、μ（水）は水の平均の線減衰係数である。例として、放射線の総和は、特定の経路に沿っての（例えばこの場合、短軸ｂに沿っての）平均の線減衰係数の線積分である。スキャノグラム画像より、Ｘ線源に沿った放射線の総和、及びＸ線源から入射Ｘ線を受ける検出器画素が得られる。
【００４３】
図１３Ｂは、実施形態に係る２次元スキャノグラムの一例を示す図である。図１３Ｂに、２ビュースキャノグラムの実施形態を示す。いくつかの実施形態では、２ビュースキャノグラムは、９０°離れた２つのビューからのスキャンを含む。１ビュースキャノグラムと同様に、２ビュースキャノグラムは、被検体の周縁部を通過する放射線を検出するために用いられる。一実施形態では、２ビュースキャノグラムを用いて、軸長「ａ」を「ａ＝Ｄｆ＊（ｔａｎγ１＋ｔａｎγ２）／２」により決定し、軸長「ｂ」を「ｂ＝Ｄｆ＊（ｔａｎγ３＋ｔａｎγ４）／２」により決定する。
【００４４】
図１４Ａは、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を決定するための幾何学的パラメータの一例を示す図である。図１４Ａに、被検体の中心に対し角度θにおいて調整可能なくさび形コリメータを有するＰＣＤの配置を示す。軸長「ａ」及び「ｂ」は、前述のように、１ビュースキャノグラム又は２ビュースキャノグラムのいずれかを用いて収集される。いくつかの実施形態では、角度φ１及びφ２は、「（１／ａ＊ｃｏｓ（θ＋φ））２＋（１／ｂ＊ｓｉｎ（θ＋φ））２＝（Ｄｐｃｄ／ａｂ）ｓｉｎ２（φ）」の２つの解であり、ここでＤｐｃｄは、ＰＣＤからアイソセンタまでの距離である。
【００４５】
上記の式は、１つの非負（正又は０の）解及び１つの非正（負又は０の）解を求める２次方程式である。一実施形態では、図１４Ａを参照して、φ１は非正解でありφ２は非負解である。
【００４６】
図１４Ｂは、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を決定するための幾何学的パラメータの一例を示す図である。図１４Ｂに、くさび形コリメータを有さない開口幅Ｏｗの図を示す。図１４Ｃに開口幅Ｏｗの拡大図を示す。いくつかの実施形態によると、開口幅Ｏｗは「Ｏｗ＝ｄ＊（ｔａｎφ１＋ｔａｎφ２）」に従って決定される。なお、図１４Ｃは、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を決定するための幾何学的パラメータの一例を示す図である。
【００４７】
図１２Ｂに示すコリメータに関して、いくつかの実施形態では、「ｄ」の値は円形コリメータ１２０６及び１２０８の直径に相当する。例として、コリメータ間の所望の距離（Ｏｗ）が得られるまでコリメータが回転軸を中心に回転させられる場合、円形コリメータの直径ｄと角度φ１及びφ２に基づいて、値Ｏｗが得られる。
【００４８】
図１５は、実施形態に係る調整可能なくさび形コリメータを有する複数のＰＣＤの構成の一例を示す図である。図１５に、中心の被検体に対するＰＣＤ１５００、１５０２、及び１５０４の構成を示す。図１５に示すように、ＰＣＤのそれぞれは被検体に対して異なる角度θを有するため、異なった、対応する開口幅を有する。
【００４９】
図１６は、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を調整するための制御部の一例を示す図である。図１６に、くさび形コリメータの開口幅を調整するための制御装置の実施形態を示す。図１６に示すように、ＰＣＤ１６０４と被検体との間の角度θが、制御部１６００に入力される。次に制御部１６００は、上述の実施形態に従い、角度θを用いて角度φ１及びφ２を決定する。次に制御部は、上述の方法を用いてＰＣＤ１６０４のくさび形コリメータ用の開口幅（Ｏｗ）を決定する。開口幅を決定すると、制御部１６００は、モータ１６０２に送られる適切な調整値を決定する。例として、調整値は、１対のくさび形コリメータの決定された開口幅と現在の開口幅との差である。調整値に基づいて、適切な決定された開口幅が得られるよう、モータ１６０２がくさび形コリメータ１６０４Ａ及び１６０４Ｂを動かす。
【００５０】
図１６は１つのＰＣＤと１つのモータのみを示しているが、更なる実施形態は、検出器リング内のＰＣＤ毎にモータを備え、制御部が検出器リング内の各モータ及びＰＣＤに接続される。他の実施形態では、Ｘ線検出器リング内の各ＰＣＤが、個々の制御部及びモータを備える。さらに、モータ１６０２は、ステッピングモータやパルス幅変調モータ等の、当業者に周知のいかなるモータあってもよい。また、図１６では、モータを駆動源とする場合について説明したが、圧電素子を駆動源としてもよい。なお、モータや圧電素子は、駆動部の一例である。
【００５１】
図１７は、実施形態に係るくさび形コリメータの開口を調整するための処理手順を示すフローチャートである。図１７に、ＰＣＤにわたって配置されたくさび形コリメータ間の開口幅を決定するプロセスの実施形態を示す。いくつかの実施形態では、プロセスはステップ１７００から始まり、Ｘ線検出器リング内の各ＰＣＤと被検体との角度θが取得される。これらの角度θは、メモリに格納され制御部１６００（図１６）によって取り出された所定の測定値であってもよい。
【００５２】
プロセスはステップ１７０２に進み、被検体すなわち患者のスキャノグラムが取得される。例として、１ビュースキャノグラム又は２ビュースキャノグラムを、前述のように取得することができる。
【００５３】
ステップ１７０４において、被検体の周縁部を通過する放射線が決定される。
【００５４】
ステップ１７０６において、被検体の軸長「ａ］及び「ｂ」が決定される。例えば、軸長「ａ］及び「ｂ」は、上述の実施形態に従い１ビュースキャノグラム又は２ビュースキャノグラムのどちらが用いられたかに基づいて、決定される。
【００５５】
ステップ１７０８において、上述の実施形態に従い、Ｘ線検出器リング内のＰＣＤ毎に開口角度φ１及びφ２が決定される。
【００５６】
ステップ１７１０において、上述の実施形態に従って、Ｘ線検出器リング内のＰＣＤ毎にくさび形コリメータの開口幅が決定される。
【００５７】
ステップ１７１２において、Ｘ線検出器リング内のＰＣＤ毎にくさび形コリメータの開口が調整される。例えば、Ｘ線検出器リング内のＰＣＤ毎に、現在の開口幅が取得される。Ｘ線検出器リング内のＰＣＤ毎の調整値が、ステップ１７１０で決定されたそれぞれの開口幅とそれぞれの現在の開口幅との間の差に基づき決定される。図１７に示したプロセスは、いくつかの実施形態によると、くさび形コリメータの開口が調整された後に終了する。更なる実施形態では、くさび形コリメータが調整された後に、任意の所望の測定システムを用いて、くさび形コリメータに追加の補正を行うこともできる。
【００５８】
なお、上述した実施形態では、くさび形コリメータの開口が調整される場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＣｄＴｅやＣＺＴ等の連続的なバルク材料で作られた半導体ＰＣＤにおいて、コリメータを動かすことでＸ線の入射を制限するようにしてもよい。図１８は、実施形態に係るコリメータの開口を調整する他の一例を示す図である。なお、図１８において、図３と同様の各部については同一の符号を付与して詳細な説明を省略する。また、図１８では、制御部１６００及びモータ１６０２の図示を省略している。
【００５９】
図１８に示すように、コリメータは、ＰＣＤの第１の面の上部に対を形成して配置される。例えば、検出画素３０４ａに対してコリメータ３０６ａとコリメータ３０６ｂ１とが対を形成し、検出画素３０４ｂに対してコリメータ３０６ｂ２とコリメータ３０６ｃ１とが対を形成する、また、検出画素３０４ｃに対してコリメータ３０６ｃ２とコリメータ３０６ｄ１とが対を形成し、検出画素３０４ｄに対してコリメータ３０６ｄ２とコリメータ３０６ｅとが対を形成する。図１８では、破線矢印で示す方向に各コリメータを移動させた場合、移動後のコリメータを破線で示す。図１８に示すように、例えば、検出画素３０４ａに対してコリメータ３０６ａが右側に移動し、コリメータ３０６ｂ１が左側に移動することでコリメータの開口が調整される。このように、ＣｄＴｅやＣＺＴ等の連続的なバルク材料で作られた半導体ＰＣＤにおいて、検出画素ごとに対を形成するコリメータ間の距離を調整可能とし、Ｘ線の入射量を調整することが可能である。なお、検出画素ごとにコリメータの開口量をそれぞれ調整してもよい。また、対を形成するコリメータのいずれか一方だけを移動させるようにしてもよい。
【００６０】
図１９は、実施形態に係る処理部の一例を示す図である。図１９に、例えば、処理部６００（図１）や制御部１６００（図１６）として機能するコンピュータシステム１８０１を示す。コンピュータシステム１８０１を用いて、図１７に示した方法等、本明細書に記載の任意の方法を実行してもよい。
【００６１】
コンピュータシステム１８０１は、ハードディスク１８０７等の、情報及び命令を格納する１つ以上の記憶装置を制御するためにバス１８０２に結合されたディスク制御部１８０６と、リムーバブルメディアドライブ１８０８（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、読み出し専用コンパクトディスクドライブ、読み出し／書き込みコンパクトディスクドライブ、コンパクトディスクジュークボックス、テープドライブ、及びリムーバブル光磁気ドライブ）とを備える。記憶装置は、適切なデバイスインタフェース（例えば、小型コンピュータシステムインタフェース（Small  Computer  System  Interface：ＳＣＳＩ）、統合デバイスエレクトロニクス（Integrated  Device  Electronics:ＩＤＥ）、拡張ＩＤＥ（Enhanced-IDE：Ｅ−ＩＤＥ）、直接メモリアクセス（Direct  Memory  Access：ＤＭＡ）、又はウルトラＤＭＡ）を使用して、コンピュータシステム１８０１に追加されてもよい。
【００６２】
またコンピュータシステム１８０１は、専用論理デバイス（例えば、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ））、又はプログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））を含んでもよい。
【００６３】
またコンピュータシステム１８０１は、コンピュータユーザに情報を表示するための、ディスプレイ１８１０を制御する、バス１８０２に結合されたディスプレイコントローラ１８０９を備えてもよい。コンピュータシステム１８０１は、キーボード１８１１やポインティングデバイス１８１２等の、コンピュータユーザと通信するとともに処理部１８０３に情報を提供するための入力装置を備える。ポインティングデバイス１８１２は、例えば、処理部１８０３に指示情報やコマンド選択を伝達し、かつディスプレイ１８１０上のカーソルの動きを制御するためのマウス、トラックボール、タッチスクリーンセンサに対する指、又はポインティングスティックであってよい。
【００６４】
処理部１８０３は、メインメモリ１８０４等のメモリに含まれる１つ以上の命令からなる１つ以上のシーケンスを実行する。そのような命令は、ハードディスク１８０７やリムーバルブメディアドライブ１８０８等の別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ１８０４に読み込まれてもよい。メインメモリ１８０４に含まれる命令シーケンスを実行するために、マルチプロセッシング構成の１つ以上の処理部を使用してもよい。他の実施形態では、ソフトウェア命令の代わり又はソフトウェア命令との組み合わせで、ハードワイヤード回路を使用してもよい。したがって、実施形態は、ハードウェアの回路構成及びソフトウェアのいかなる特定の組み合わせにも限定されない。
【００６５】
上述したように、コンピュータシステム１８０１は、本開示の教示に従ってプログラムされた命令を保持し、データ構造、表、記録、又は本明細書に記載の他のデータを収容するための、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体又はメモリを備える。コンピュータ可読媒体の例として、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピーディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、又は任意の他の磁気媒体、コンパクトディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）、又は任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、又は穿孔パターンを持つ他の物理媒体がある。
【００６６】
コンピュータ可読媒体のいずれか１又はその組み合わせに格納されるものとして、本開示は、コンピュータシステム１８０１を制御し、本発明を実現するための１又は複数のデバイスを作動させ、コンピュータシステム１８０１が人間ユーザと通信できるようにするための、ソフトウェアを含む。そのようなソフトウェアは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、及びアプリケーションソフトウェアを含んでもよいが、これらに限定されるものではない。そのようなコンピュータ可読媒体は、本発明を実現する際に実行される処理の全部又は一部（処理が分散されている場合）を実行するための、本開示のコンピュータプログラム製品をさらに含む。
【００６７】
本実施形態のコンピュータコードデバイスは、スクリプ卜、解釈可能プログラム、ダイナミックリンクライブラリ（Dynamic  Link  Library：ＤＬＬ)、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、及び完全な実行可能プログラムを含むが、これらに限定されるものではなく、任意の解釈可能コード機構又は実行可能コード機構であってもよい。さらに、性能や信頼性、コストを改善するために、本実施形態の処理を分散させてもよい。
【００６８】
本明細書で使用する用語「コンピュータ可読媒体」は、実行用の処理部１８０３に命令を与えることに関与する、任意の非一時的な媒体を指す。コンピュータ可読媒体は、不揮発性媒体又は揮発性媒体を含むが、これらに限定されるものではなく、多くの形態を取ることができる。例えば、不揮発性媒体は、ハードディスク１８０７又はリムーバブルメディアドライブ１８０８等の、光ディスク、磁気ディスク、及び光磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１８０４等のダイナミックメモリを含む。一方、伝送媒体は、バス１８０２を形成する配線を含む同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバを含む。また伝送媒体は、電波通信及び赤外線データ通信の間に生成される波等の、音波又は光波の形態をとってもよい。
【００６９】
実行用の処理部１８０３に対する１つ以上の命令からなる１つ以上のシーケンスを実行する際に、様々な形態のコンピュータ可読媒体を用いてもよい。例えば、命令を、最初に、リモートコンピュータの磁気ディスクに収容してもよい。リモートコンピュータは、本開示の全部又は一部を実行するための命令をダイナミックメモリにリモー卜でロードし、モデムを使ってこの命令を電話線で送信することができる。さらに、コンピュータ可読命令は、Ｘｅｎｏｎプロセッサ（米国、インテル社）又はＯｐｔｅｒｏｎプロセッサ（米国、ＡＭＤ社）等のプロセッサ、ならびにＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  ＶＩＳＴＡ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ＡｐｐｌｅのＭＡＣ−ＯＳＸ（登録商標）、及び当業者に公知の他のオペレーティングシステム等のオペレーティングシステムと一緒に実行する、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、もしくはオペレーティングシステムの構成要素、又はそれらの組み合わせとして提供することができる。
【００７０】
コンピュータシステム１８０１のローカルのモデムは、電話線でデータを受信し、データをバス１８０２に乗せてもよい。バス１８０２は、データをメインメモリ１８０４へ伝達し、そこから処理部１８０３は命令を取り出して実行する。メインメモリ１８０４が受信した命令は、必要に応じて、処理部１８０３が実行する前か後かにハードディスク１８０７又はリムーバブルメディアドライブ１８０８に格納してもよい。
【００７１】
当業者には明らかなように、処理部１８０３は、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ）、又は他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）等の個別の論理ゲートとして実装可能なＣＰＵを含むことができる。ＦＰＧＡ又はＣＰＬＤの実装は、ＶＨＤＬ、Ｖｅｒｉｌｏｇ、又はその他のハードウェア記述言語でコード化してもよく、またそのコードを直接ＦＰＧＡ又はＣＰＬＤ内の電子メモリの中に、又は別の電子メモリとして、格納してもよい。処理部１８０３は、本明細書に記載の機能を実行する１組のコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラムであって、上記の非一時的電子メモリ、あるいはハードディスクドライブ、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュドライブ、又は他の任意の公知の記憶媒体、あるいはそれらの両方のうちのいずれかに格納されているプログラムを実行してもよい。一旦ＣＰＵによって処理されると、処理された信号は、ＣＴ画像を生成するように構成された再構成処理部に渡される。画像はメモリに格納されるかディスプレイに表示され、又はその両方が実行される。
【００７２】
またコンピュータシステム１８０１は、バス１８０２に結合された通信インタフェース１８１３も備える。通信インタフェース１８１３は、例えば、ローカルエリアネットワーク（Local  Area  Network：ＬＡＮ）１８１５、又はインターネット等の別の通信ネットワーク１８１６に接続されるネットワークリンク１８１４につながる双方向データ通信を可能にする。例えば、通信インタフェース１８１３は、任意のパケット交換ＬＡＮに取り付けるネットワークインタフェースカードであってもよい。他の例として、通信インタフェース１８１３は、総合サービスデジタル網（Integrated  Services  Digital  Network：ＩＳＤＮ）カードであってもよい。また無線リンクが実装されてもよい。そのような実施態様のいずれにおいても、通信インタフェース１８１３は、様々な種類の情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、又は光信号を送受信する。
【００７３】
ネットワークリンク１８１４は、一般的に、１つ以上のネットワークを介して他のデータデバイスへのデータ通信を可能にする。例えば、ネットワークリンク１８１４は、ローカルエリアネットワーク１８１５（例えば、ＬＡＮ）を通じて、又は通信ネットワーク１８１６を介して通信サービスを提供するサービスプロバイダによって操作される機器を通じて、別のコンピュータに接続できるようにしてもよい。ネットワークリンク１８１４及び通信ネットワーク１８１６は、例えば、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、又は光信号、及び関連する物理層(例えば、カテゴリ５ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ等)を使用する。様々なネットワークを介した信号、及びコンピュータシステム１８０１との間でデジタルデータをやりとりする通信インタフェース１８１３を介したネットワークリンク１８１４上の信号は、ベースバンド信号又は搬送波ベースの信号で実現されてもよい。ベースバンド信号は、デジタルデータビットの流れを表す非変調電気パルスとしてデジタルデータを伝達する。ここで、用語「ビット」は、記号を意味するように広く解釈するべきであり、各記号は、少なくとも１つ以上の情報ビットを伝達する。またデジタルデータを用いて、導電媒質上を伝搬されるか、あるいは伝搬媒質を介して電磁波として伝送される振幅偏移変調信号、位相偏移変調信号、及び／又は周波数偏移変調信号等で、搬送波を変調してもよい。このように、デジタルデータは、「有線の」通信チャネルを通して非変調のベースバンドデータとして送信されてもよく、かつ／又は、搬送波を変調することによりベースバンドとは異なる所定の周波数帯の範囲内で送信されてもよい。コンピュータシステム１８０１は、ネットワーク１８１５及び１８１６、ネットワークリンク１８１４、及び通信インタフェース１８１３を介して、プログラムコードを含むデータを送受信することができる。さらに、ネットワークリンク１８１４は、ＬＡＮ１８１５を介して、携帯情報端末（Personal  Digital  Assistant：ＰＤＡ)、ラップトップコンピュータ、又は携帯電話等の携帯機器１８１７に接続できるようにしてもよい。
【００７４】
以上、説明したとおり本実施形態によれば、光子計数検出器が応答不能になることを防止することができる。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７６】
１００  Ｘ線管
２００  フィルタ及びコリメータ
３００  検出器
４００  制御部
５００  データ収集システム
６００  処理部
７００  記憶部
【図１】
2014226551.tif 000003
【図２】
2014226551.tif 000004
【図３】
2014226551.tif 000005
【図４】
2014226551.tif 000006
【図５】
2014226551.tif 000007
【図６】
2014226551.tif 000008
【図７】
2014226551.tif 000009
【図８】
2014226551.tif 000010
【図９Ａ】
2014226551.tif 000011
【図９Ｂ】
2014226551.tif 000012
【図９Ｃ】
2014226551.tif 000013
【図９Ｄ】
2014226551.tif 000014
【図１０Ａ】
2014226551.tif 000015
【図１０Ｂ】
2014226551.tif 000016
【図１０Ｃ】
2014226551.tif 000017
【図１１】
2014226551.tif 000018
【図１２Ａ】
2014226551.tif 000019
【図１２Ｂ】
2014226551.tif 000020
【図１３Ａ】
2014226551.tif 000021
【図１３Ｂ】
2014226551.tif 000022
【図１４Ａ】
2014226551.tif 000023
【図１４Ｂ】
2014226551.tif 000024
【図１４Ｃ】
2014226551.tif 000025
【図１５】
2014226551.tif 000026
【図１６】
2014226551.tif 000027
【図１７】
2014226551.tif 000028
【図１８】
2014226551.tif 000029
【図１９】
2014226551.tif 000030