(57)【要約】【課題】複数の検出器列を低コストで実現し僅かな重量を有するＸ線またはガンマ線用の検出器モジュールを提供する。【解決手段】１つ又は複数の検出器列を構成するために並べて配置されかつ直列に光学的に互いに接続されている１つ又は複数の光導波路部分（２）を含むＸ線またはガンマ線用の検出器モジュールにおいて、光導波路部分（２）は、入射するＸ線またはガンマ線（３）を光線に変換するための１つ又は複数の変換器材料を含み、かつ光導波路部分（２）に沿ってそれぞれ隣接する領域においてＸ線またはガンマ線（３）の入射時に異なる波長の光線が発生されるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数の検出器列を構成するために並べて配置されかつ直列に光学的に互いに接続されている１つ又は複数の光導波路部分（２）を含むＸ線またはガンマ線用の検出器モジュールにおいて、
光導波路部分（２）は、入射するＸ線またはガンマ線（３）を光線に変換するための１つ又は複数の変換器材料を含み、かつ光導波路部分（２）に沿ってそれぞれ隣接する領域においてＸ線またはガンマ線（３）の入射時に異なる波長の光線が発生されるように構成されていることを特徴とするＸ線またはガンマ線用の検出器モジュール。
【請求項２】
１つ又は複数の検出器列を構成するために並べて配置されかつ直列に光学的に互いに接続されている１つ又は複数の光導波路部分（２）を含むＸ線またはガンマ線用の検出器モジュールにおいて、
光導波路部分（２）は、入射するＸ線またはガンマ線（３）を光線に変換するための光学的に刺激可能な蛍光材料を含むことを特徴とするＸ線またはガンマ線用の検出器モジュール。
【請求項３】
光学的に刺激可能な蛍光材料の読取りに使用された少なくとも１つの光導波路（１１）は１つ又は複数の光導波路部分（２）に次のように、すなわち光学的に刺激可能な蛍光材料が、読取りに使用された光導波路（１１）に沿って移動する出射点によって、光導波路（１１）内に入射した光ビームにより局所的に光線の放出のために刺激可能であるように配置されていることを特徴とする請求項２記載の検出器モジュール。
【請求項４】
光導波路（１１）内に入射する光ビームの波長の変化によって出射点の移動が達成されるように、読取りに使用された光導波路（１１）が光導波路（１１）の長さに亘って変化する格子を有することを特徴とする請求項３記載の検出器モジュール。
【請求項５】
読取りに使用された光導波路（１１）が音響変換器（１３）に接続され、この音響変換器（１３）により光導波路（１１）内に音波を発生することによって出射点の移動が達成されることを特徴とする請求項３記載の検出器モジュール。
【請求項６】
変換器材料はシンチレータ材料であることを特徴とする請求項１記載の検出器モジュール。
【請求項７】
変換器材料は光学的に刺激可能な蛍光材料であることを特徴とする請求項１記載の検出器モジュール。
【請求項８】
光学的に刺激可能な蛍光材料の読取りに使用された少なくとも１つの光導波路（１７）は、入射した光ビームの光を光導波路（１７）の長手軸線に対して直角方向に放出し、かつ１つ又は複数の光導波路部分（２）に次のように、すなわち光学的に刺激可能な蛍光材料が光導波路（１７）内に入射した光ビームにより局所的に光線の放出のために刺激可能であるように配置されていることを特徴とする請求項７記載の検出器モジュール。
【請求項９】
光導波路部分（２）は、光導波路部分（２）に沿ってそれぞれ発生すべき異なる波長の光線に応じて変化する分布帰還型格子構造（９）を有することを特徴とする請求項１、６乃至８の１つに記載の検出器モジュール。
【請求項１０】
光導波路部分（２）は、各光導波路部分（２）に沿った異なる領域においてＸ線またはガンマ線（３）の入射時に異なる波長の光線が発生されるように構成されていることを特徴とする請求項１、６乃至９の１つに記載の検出器モジュール。
【請求項１１】
光導波路部分（２）は、光転向要素を介して端部を互いに光学的に互いに接続されていることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の検出器モジュール。
【請求項１２】
光導波路部分（２）は、スパイラル状に配置されている光導波路の部分であり、この部分はコンピュータ断層撮影装置のための３６０°の検出器面を形成していることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の検出器モジュール。
【請求項１３】
光導波路部分（２）は矩形の断面形状を有することを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載の検出器モジュール。
【請求項１４】
異なる検出器列の光導波路部分（２）は同一に構成されていることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の検出器モジュール。
【請求項１５】
コンピュータ断層撮影装置に用いられることを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の検出器モジュール。
【請求項１６】
検出器モジュールの出力が周波数および／または時間を分解する光測定装置（６）に接続されていることを特徴とする請求項１５記載の検出器モジュール。
【請求項１７】
検出器モジュールはコンピュータ断層撮影装置の回転部分に配置され、検出器モジュールの出力が発生した光線を伝送するための光学式スリップリングによりコンピュータ断層撮影装置の静止部分に接続され、コンピュータ断層撮影装置の静止部分に周波数および／または時間を分解する光測定装置（６）が配置されていることを特徴とする請求項１５記載の検出器モジュール。
【請求項１８】
光線が、複数の検出器列において、刺激可能な蛍光材料を直列に光学的に刺激する装置（１１，１２，１３，１４，１６，１７，１９）によって発生されることを特徴とする請求項１５乃至１７の１つに記載の検出器モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射するＸ線またはガンマ線が１つ又は複数の変換器材料を介して光線（つまり光放射）に変換されるＸ線またはガンマ線用の検出器モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
この検出器モジュールは、特に、例えば医用画像化において患者の体内画像を得るために使用されるようなコンピュータ断層撮影装置に適用されている。コンピュータ断層撮影装置はとりわけＸ線発生装置、Ｘ線検出器および患者用寝台を含み、患者用寝台により検査対象を検査中にシステム軸線、すなわちＺ軸に沿って検査空間内を移動させることができる。Ｘ線発生装置は検査空間の周りを回転するＸ線焦点から出射するＸ線ビームを発生する。システム軸線に対して垂直な検査空間の断面（Ｘ−Ｙ平面）においてファン状に広がるＸ線ビームが、検査時に検査対象の断層、例えば患者の身体断層を透過し、Ｘ線焦点に対向するＸ線検出器の検出素子に入射する。Ｘ線ビームが患者の身体断層を透過する角度および場合によっては患者用寝台の位置は、一般にコンピュータ断層撮影装置による画像撮影中に連続的に変化する。
【０００３】
回転するＸ線焦点は、第３世代のコンピュータ断層撮影装置の場合、Ｘ線検出器と同様に検査空間の周りを回転することができる回転枠に固定されているＸ線管によって発生される。近年、回転枠の回転速度は、画像記録時における高いスキャン速度を達成するためにますます高められた。しかしながら、例えば心臓または血管の血流の検査のようなコンピュータ断層撮影装置の新しい用途のためにはもっと高いスキャン速度が必要である。第３世代のコンピュータ断層撮影装置の場合、機械的な安定性および安全性の理由から、そうこうするうちに、移動すべき質量およびそれから生じる高い加速力により回転枠の回転速度の明白な上昇はもはや許容されない限界に達した。この理由から、最近においては、回転枠の１回転当たりに多数のボリュームを検出できるようにするために、使用されたＸ線検出器の列数が高められた。しかしながら、これは検出器の重量およびコストを高める。
【０００４】
２つのＸ線管および２つのＸ線検出器が同時に使用される他のコンピュータ断層撮影装置は公知である（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この種の構成は回転する構成要素の重量およびコンピュータ断層撮影装置の総コストを高める。
【０００５】
そうこうするうちに、回転する構成要素を回避するために、Ｘ線発生装置もＸ線検出器も静止配置されている第５世代のコンピュータ断層撮影装置が知られるに至った。このコンピュータ断層撮影装置の場合には、コンピュータ断層撮影装置の検査空間を１つの平面内において少なくとも部分的に包囲するターゲットが使用される。このターゲット上には検査空間の周りを移動するＸ線焦点が発生され、Ｘ線焦点からＸ線が出射する。従って、このコンピュータ断層撮影装置は完全に機械的に回転させられるＸ線管なしで済ませることができる。この場合に、ターゲットは検査空間の周りを３６０°または少なくとも１８０°以上の角度に亘って広がっている。同じように、Ｘ線検出器が検査空間を３６０°または少なくとも１８０°以上の角度に亘って包囲している。ターゲットおよびＸ線検出器がそれぞれ検査空間を３６０°もしくは２１０°の角度に亘って包囲している第５世代のコンピュータ断層撮影装置は公知である（例えば、特許文献２または特許文献３参照）。
【０００６】
ほぼ全てのコンピュータ断層撮影装置において、主として平行なアーキテクチャを有する検出器モジュールが使用される。入射するＸ線は各検出素子もしくは各検出器チャンネルについて直接にもしくは光線を介して間接に電気信号に変換される。電気信号は検出素子に直接配置された電子回路内で積分されてディジタル化される。ひき続いてディジタルデータが高速スリップリングを介してコンピュータ断層撮影装置の回転部分から静止部分へ伝達され、その静止部分では画像コンピュータにおいて画像再構成が行なわれる。この平行なアーキテクチャによって検出器コストは検出器チャンネル数もしくは検出器列数に比例して上昇する。従って、第５世代のコンピュータ断層撮影装置における多列検出器モジュールのコストは著しい。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３０２５６５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第４１５８１４２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第４３５２０２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、複数の検出器列を低コストで実現でき、小重量であり、かつ特に第３または第５世代のコンピュータ断層撮影装置での使用に好適であるＸ線またはガンマ線用の検出器モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は請求項１または請求項２による検出器モジュールによって解決される。この検出器モジュールの有利な実施態様は従属請求項に記載されており、あるいは以下の説明ならびに実施例から引き出すことができる。本発明はコンピュータ断層撮影装置へのこの種の検出器モジュールの有利な使用にも関する。
【０００９】
本発明によるＸ線またはガンマ線用の検出器モジュールは、１つ又は複数の検出器列を構成するために並べて配置されかつ直列に光学的に互いに接続されている１つ又は複数の光導波路部分（光導波管部分とも呼ばれている）を含む。光導波路部分は、入射するＸ線またはガンマ線を光線（つまり光放射）に変換するための１つ又は複数の変換器材料を含む。本発明による検出器モジュールの１つの構成例においては、光導波路部分は、光導波路部分に沿ってそれぞれ隣接する領域においてＸ線またはガンマ線の入射時に異なる波長の光線が発生されるように構成されている。従って、この構成例において、光導波路部分は、接続された光導波路部分の端部に到来する光線の波長に基づいて光線の発生位置を推定することができる位置コーディングを有する。この場合に、検出器列を形成する各光導波路部分は、光導波路部分の異なる領域において異なる波長の光線が発生されるようにコード化されていると好ましい。これはこの光導波路部分に使用された変換器材料の変化によって行なわれる。この場合に、異なる検出器列を形成する光導波路部分が同一に構成されていると好ましい。異なる検出器列は、光導波路からの光線の出射時点が異なることによって区別可能である。このようにして、１つの検出器列を形成する光導波路部分が、それぞれ同一にコード化されている異なる部分を構成することもできる。この場合にも光線が由来する発生領域もしくは部分は光導波路からの出射時点を介して決定することができる。
【００１０】
本発明による検出器モジュールの第２の構成例においては、変換器材料として、Ｘ線撮影から例えば米国特許４２５８２６４号明細書から公知の光学的に刺激可能な蛍光材料が使用される。この種の材料は入射するＸ線の強さに関する情報を記憶し、この情報を適切な波長の光ビーム、特にレーザビームによる刺激時に光線として放出する。従って、検出器モジュールのこの第２の構成例の場合、適切な波長の光ビームもしくはレーザビームによる個々の検出器列の走査により、入射したＸ線またはガンマ線の強度に関する情報を直列に読出すことができる。位置情報は光導波路部分へのレーザビームの瞬時的な照射時点を介して得られる。
【００１１】
本発明による検出器モジュールは集光器の原理に従って２つの構成例で動作する。入射するＸ線またはガンマ線は、光導波路部分において吸収され、変換器材料、例えば光導波路材料に含まれているシンチレータ材料または蛍光材料によって光線（光放射）に変換される。光学的に直列に互いに接続されている光導波路部分内に発生されて案内された光線は、接続されている光導波路（光導波管とも呼ばれる）の出口において個々の周波数および／または時間を分解する光測定装置に供給される。検出器モジュールの構成例に応じて、光導波路部分に沿った光線の発生位置を、入射する光線の周波数および／または時間的位置に基づいて決定することができる。周波数分解能に関しては、最も簡単な場合、光線を周波数に依存して空間的に分解し、光検出器アレイ、例えばＣＣＤアレイに結像する格子が使用される。
【００１２】
本発明による検出器モジュールは第３世代のコンピュータ断層撮影装置におけるＸ線検出器として非常に有利に使用することができる。なぜならば、検出器モジュールは検出器列数が多い場合にも少ない重量を有し、低コストで実現可能であるからである。特に、画像を記録するために、例えば格子およびＣＣＤアレイの形の１つの光測定装置しか必要としない。しかも、この光測定装置をコンピュータ断層撮影装置の静止部分に配置することができる。この場合に、光線（すなわち光放射）は、接続されている光導波路部分から光学式スリップリングを介して直接に静止部分に伝達することができる。僅かなコストによりこの種の検出器モジュールは、部分リング形検出器または完全リング形検出器を有する第５世代のコンピュータ断層撮影装置にも、複数のＸ線源およびＸ線検出器を有するシステムにも格別に適している。
【００１３】
例えば、特に検出器面が検査空間の周りの３６０°に広がっている完全リング形検出器は非常に簡単に低コストで実現することができる。このために、本発明による検出器モジュールの場合、個々の光導波路がスパイラル状に配置され、個々の螺旋巻層（個々のスパイラルターン）検出器列を形成する。検出器列当たりのコストは従来使用されている検出器モジュールの場合よりも著しく僅かである。
【００１４】
長手軸線に対して垂直方向への個々の光導波路部分の広がりは本発明による検出器モジュールの場合には検出器列の幅、すなわちコンピュータ断層撮影装置での使用時にはスライス厚に相当する。（仮想の）検出素子の長さは、位置コード化された光導波路において、光導波路部分の長さに亘って発生した光線の波長の変化の大きさと、光測定装置内で異なる波長を区別することができる分解能とに依存する。刺激可能な蛍光材料の場合には検出素子の長さは読取り用レーザビームの位置分解能によって与えられている。
【００１５】
使用された光導波路部分は、多列検出器モジュールを形成するために直接に互いに接して配置できるように、矩形の断面形状を有すると好ましい。部分リング形の検出器モジュールの場合、個々の光導波路部分は光転向要素、特にプリズムを介して端部で直列に互いに接続されているので、これらの光導波路部分は個々の接続された１つの光導波路を形成する。もちろん、複数のこれらの検出器モジュールを並列に動作させることも可能であるが、しかし各検出器モジュールのために別々の光測定装置が設けられるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下において、図面を参照しながら実施例に基づいて、特許請求の範囲によって予め与えられる保護範囲を制限することなく、本発明による検出器モジュールをもう一度詳しく説明する。
図１は検出器モジュールの光導波路部分の配置の例を示し、
図２は検出器モジュールの光導波路部分のカラーの位置コーディングの例を示し、
図３は検出器モジュールの光導波路部分のスパイラル配置の例を示し、
図４は刺激可能な蛍光体材料を含む光導波路部分の読取りの例を示し、
図５は刺激可能な蛍光体材料を含む光導波路部分の読取りの他の例を示し、
図６は光導波路部分の位置コーディングのために異なる放出波長を有する刺激可能な蛍光体材料を含む検出器モジュールの光導波路部分の例を示し、
図７はスパイラル状に配置された光導波路を有する検出器モジュールの他の例を示す。
【００１７】
図１は本発明による検出器モジュール１の一例を示す。検出器モジュール１においては、矩形断面を有する複数の光導波路部分２が複数の検出器列を形成するように並べて配置されている。検出器モジュール１全体は、ここではコンピュータ断層撮影装置に用いるために、Ｘ線源のＸ線焦点４とコンピュータ断層撮影装置に使用されたＸ線検出器との距離に相当する半径で曲げられている。個々の光導波路部分２は、それぞれ、それらの端部で図では認識できない光学的プリズムを介して互いに接続されている。このようにして光が通過できる１つの光導波路（光導波管とも呼ばれている）が形成され、この端部５から、入射するＸ線によって発生された光線が出射する。図１には、コンピュータ断層撮影装置の作動時にこの種の検出器モジュールに入射するようなピラミッド状のＸ線ビーム３が示されている。Ｘ線は光導波路部分２の変換器材料によって光線（光放射）に変換され、この光線は、接続されている光導波路部分によって形成されている通過できる光学的通路により、どの検出器列において光線が発生されたかに応じて異なる時点で光導波路の端部５から出射する。光導波路部分２のカラーによる位置コーディングによって、受信された光線の波長を介して各検出器列内の発生位置を推定することができる。
【００１８】
図２は、Ｘ線ビーム３が入射するこの種の光導波路部分（光導波管部分とも呼ばれている）２におけるカラーによる位置コーディングの例を概略図で示す。この光導波路部分２は、左側部分において、Ｘ線を赤色の波長範囲の光線に変換するシンチレータ材料をドープされている。右側部分では、入射するＸ線を青色の波長範囲の光線に変換するシンチレータ材料が使用される。両極端の間において光導波路部分２は、この光導波路部分２に亘って発生した光線が赤色の波長範囲から連続的に青色の波長範囲へ変わるようにドープされている。これは、光導波路部分２に沿って光導波路材料が直線的に変化するように適切なシンチレータ材料をドープすることによって行なうことができる。
【００１９】
光導波路部分２における異なる位置で放出された光は光導波路部分２の端部５から出射し、コンパクトな光測定システム６によって測定される。光導波路部分２に沿ったシンチレータ材料の直線的に変化するドーピングの形で作成された直線的な位置コーディングに基づいて、光導波路部分２に沿った異なる仮想ピクセルもしくは検出素子から入射する光線を区別することができる。存在する勾配が、シンチレータ材料によって放出された光の波長を、光導波路部分２に沿った直線位置に応じてずらす。本例において、光測定システム６は、光導波路部分に沿った波長の変化に合わせられた周波数分解能を有する分光器を含む。簡単な場合、この分光器は、集光レンズ７と、入射光をスペクトル的に空間分解するリトロー格子８と、空間的に分解された光が結像される例えば縞状ＣＣＤの如き直線形の光検出器アレイ９とからなる。
【００２０】
他の実施形態においては、異なる波長を有する各仮想ピクセルすなわち各領域を共鳴空洞として実現することもできる。このために、局所的な共鳴格子９が光導波路部分２、例えば光ファイバのファイバコアの中に挿入され、格子周期は光導波路部分２の長さに亘って変化し、それぞれ局所的にそこで放出された光の必要波長に合わせられている。各仮想ピクセルは、この場合には、ポンプ源としてＸ線をともなうＤＦＢ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｆｅｅｄｂａｃｋ；分布帰還）レーザを形成する。ＤＦＢレーザは終端ミラーを必要とせず、約０．２ｎｍの波長選択性を有する。
【００２１】
図３は光導波路のスパイラル状の配置を極めて簡略化して示す。このスパイラル状の配置によって隣接する光導波路部分２が形成される（図には引き離されて示されている）。この構成の場合、図２の場合と同様なカラーによる位置コーディングも、光測定装置に入射する光線の時間的順序も利用される。この場合に異なる検出器列（螺旋巻層）からの光線は異なる時点で光測定装置に入射する。
【００２２】
この種の検出器モジュールは、とりわけ、パルス動作形のＸ線源が使用される第５世代のコンピュータ断層撮影装置に適している。パルス幅は光が１つの螺旋巻層（スパイラルターン）に沿って伝播するのに要する時間（約１５ｎｓ）よりも短くなければならない。この種のＸ線源は、例えば、Ｘ線を放出するレーザで発生されたプラズマ、またはレーザで活性可能な光電陰極を有するＸ線管であるとよい。
【００２３】
この検出器モジュールの場合には光導波路から各Ｘ線パルスにおいて時間的に順番に波長の変化する光線パルスが出射する。時間的に最初に到来する光線パルスは光導波路端部の最も近くにある螺旋巻層に由来し、次の光線パルスは２番目の螺旋巻層に由来し、以下同様に続く。１５ｎｓ以下の時間分解能を有する時間分解スペクトル解析器、例えばストリークカメラにより、異なる螺旋巻層に由来する光信号を区別することができる。最も簡単な場合、ストリークカメラは、集光レンズ７、リトロー格子８および光検出器マトリックス１０から構成される。光検出器マトリックス１０にはリトロー格子８からの光線がスペクトル的に空間分解されて結像される。光検出器マトリックス１０は、少なくとも螺旋巻層数（スパイラルターン数）に相当する複数の列を有するとともに、少なくとも１螺旋巻層当たりの仮想ピクセル個数に関する検出器分解能に相当する１列当たりのピクセル数を有する。積分周期の期間中に多数のＸ線パルスが検出器モジュールに入射するので、その際に得られスペクトル分解された光パルスがそれぞれの光検出器列内で積分される。
【００２４】
図４は、本発明による検出器モジュールにおいて使用できる光導波路部分２の他の例を示す。光導波路部分２は、Ｘ線撮影から知られているような刺激可能な蛍光材料をドープされている。刺激可能な蛍光材料は、Ｘ線エネルギーを無限の時間の間蓄積し、光学的に刺激されると、蓄積したＸ線線量に比例した光線を放出する。通常の放射線学の分野においてこの種の蛍光材料は６３３ｎｍまたは６００〜７００ｎｍの範囲の波長の赤色光により刺激され、２次放出は３９０ｎｍまたは３００〜５００ｎｍの範囲の波長にある。この技術の利点は刺激する光のパワーが放出された光信号を増幅することにある。
【００２５】
図４の例においては、刺激可能な蛍光材料を有する光導波路部分のほかに、光導波路部分２の隣りに配置されている特殊な刺激用光導波路１１が使用される。刺激レーザ１４から入射した刺激レーザ光の出射位置が刺激用光導波路１１に沿って移動しながら発生することによって、それぞれの瞬時的な出射点１２において光導波路部分２の蛍光材料が光線の放出のために刺激される。このようにして光導波路部分２の個々の仮想ピクセルを順次、局部的照射によって読取ることができる。Ｘ線の照射および読取りを同時にかつ順次行なうことができる。
【００２６】
移動する出射点の発生のために種々の技術を使用することができる。１つの技術においては、図４の例に示されているように、音響変換器１３が刺激用光導波路１１に結合される。この音響変換器１３は短い音響パルスのみを発生し、この短い音響パルスによって刺激用光導波路１１内において刺激用光導波路１１に沿って伝播する一時的な格子構造が作成される。格子周期およびそれにともなう音響周波数は入射したレーザ光の波長に合うように選択されるので、格子位置において刺激用光導波路からレーザ光が出射する。レーザ光は刺激用光導波路内を伝播し、その都度の瞬時の格子位置で刺激用光導波路から出射する。この個所でレーザ光が隣接の光導波路部分２に入射し、そこで蛍光材料を刺激して蓄積されたＸ線エネルギーを可視光として放出させる。本例において音響パルスとレーザ光とは刺激用光導波路１１内を反対方向に伝播する。
【００２７】
溶融シリカガラス中における音速は６ｍｍ／ｍｓである。従って、４００μｓの積分周期についての光導波路の最大長は２．４ｍに制限されている。より長い光導波路部分のためにはより高い音速を有する材料が必要とされる。スパイラル状の光導波路を有する検出器モジュールの場合、ちょうど１巻層（１スパイラルターン）を有する刺激用光導波路で十分である。この光導波路は検出器モジュールの全巻層（全スパイラルターン）を同時に刺激する。この場合、異なる巻層の刺激個所から相次いで入射する光線間を区別するために十分な時間分解能を有する光検出器が使用される。刺激レーザ１４はパルス動作させられ、光が１巻層内を伝播するのに要する時間間隔（約１５ｎｓ）よりも短いパルス幅を有するべきである。
【００２８】
図５は、刺激可能な蛍光材料を有する光導波路部分２の他の構成を示す。この光導波路部分２の場合、特別に構成された刺激用光導波路１１により読取りが行なわれる。この刺激用光導波路１１は、周期が刺激用光導波路１１の長さに亘って連続的に変化する永久的な格子構造を有する。この格子構造は、刺激用光導波路１１の各長手方向位置で異なった波長に対して次の共振条件、すなわち刺激用光導波路内１１を案内されたこの波長のレーザ光の一部がこの長手方向位置で刺激用光導波路１１から外へ転向される共振条件を満たすように構成されている。この場合に、波長を離調可能なレーザ１６が動作中に波長範囲内で周期的に離調される。この波長スイープによって刺激用光導波路１１における出射点が長さの変化する格子周期に応じて移動する。従って、離調可能なレーザ１６の各波長には蛍光材料を有する光導波路部分２内の異なった仮想ピクセルが反応を示す。光導波路１１内を案内されたレーザ光が、適用された格子の格子周期に当たると、レーザ光はこの個所で蛍光材料を有する光導波路部分２へ転向され、蛍光材料を刺激して光線を放出させる。このようにしてもレーザ１６の周期的な波長離調によって光導波路部分２の個々の仮想ピクセルが繰り返し順次読取られる。
【００２９】
図６に示された本発明による検出器モジュールの他の構成においては、光導波路部分２における縦方向位置に依存して異なる波長の光線を発生する刺激可能な蛍光材料が使用される。この２次放出は蛍光材料の組成に依存し、３００〜７００ｎｍの波長範囲に亘って変化させられる。本例ではカラー勾配が光導波路部分に沿って発生されるので、光導波路部分２に沿った各仮想ピクセルは蛍光材料の刺激時に異なる波長の光線を放出する。０．２ｎｍの波長分解能の場合、光導波路部分２に沿った２３２０個の仮想ピクセルに対して２次放出の変化のために４６４ｎｍの波長範囲が必要であり、０．１ｎｍの波長分解能の場合には２３２ｎｍの波長範囲が必要である。この種の光導波路部分２の全ピクセルは、隣りに配置された漏れ付き刺激用光導波路１７から出射する刺激レーザ１４のレーザ光で同時に刺激される。この刺激用光導波路１７は、例えば、入射したレーザ光の出射のための多数の漏れ個所を有する漏れ付きファイバとして構成されているとよい。
【００３０】
放出された光線の検出は、光導波路部分２に沿ったカラー分解能に合わせられた波長分解能を有する分光器（リトロー格子８および光検出器１８）によって構成されている光測定システムにより行なわれる。Ｘ線照射および読取り過程は同時に行なわれる。更に、この構成においても、ＤＦＢレーザとして働く格子構造が光導波路部分２内に収容されている。この場合にＤＦＢレーザは刺激光によってポンピングされる。従って、刺激光は蛍光放出
の増幅に使用される。
【００３１】
図７は、最後に、光導波路部分２がスパイラル状に配置された光導波路によって構成されている他の例を示す。この例においても、光導波路（光導波管とも呼ばれている）は、入射するＸ線エネルギーをレーザ光の入射によって再び放出させられるまで蓄積しておく刺激可能な蛍光材料を有する。Ｘ線は、この場合にも、放出された光が１つの螺旋巻層（スパイラルターン）を通過するのに要する時間よりも短いパルス幅で発生される。各Ｘ線照射後に、非常に短いレーザパルスを発生する読取器１９が光導波路に結合される。パルス幅は仮想ピクセルの大きさを決定する。５ｐｓのパルス幅は１ｍｍの縦方向のピクセル分解能を生じる。この刺激パルスが光導波路に沿って伝播する間、刺激パルスは蓄積されたＸ線エネルギーを光線（光放射）に変換させ、光線は反対方向に伝播し、そこで光検出器１８に入射する。局所的な各光パルスは、光検出器１８と作動させられたピクセルとの距離に依存した遅れで、光検出器１８に到達する。この遅れは、刺激パルスがそれぞれのピクセル位置に伝播するのに要する時間も含む。光検出器１８は、適切な時間分解能の場合、光導波路に沿った異なるピクセル位置に由来するパルスを区別することができる。このような時間分解能は例えば光学式の高速オシロスコープまたはストリークカメラにより達成される。任意選択的に、なおも光ファイバ増幅器（ＯＦＡ）２１が仮想ピクセルからの光信号を増幅してもよく、この場合には付加的なポンプレーザ２０が光ファイバ増幅器２１用として使用される。光増幅は、ノイズがなく、ストリークカメラを光検出器１８として使用するのに必要である動的範囲の低減のための対数変換も可能にする。
【００３２】
本発明による検出器モジュールの特別な利点は、光導波路部分２の出口または光導波路が、仮想の検出器ピクセルからの多重化された光信号を直接にＣＴ回転枠の静止部分に伝達する光学式スリップリングに直接に接続可能であることにある。この種の光学式スリップリングの例は例えば国際公開第０３／０６９３９２号パンフレッドに開示されている。このパンフレッドにおいて、電気的に完全に受動的な検出器モジュールが電気的に受動的な光学式スリップリングに接続されているので、電気的に受動的に回転するＸ線検出器を有する第３世代のコンピュータ断層撮影装置が実現される。多重化された光信号が静止部分においてはじめてデコードされ、ディジタル化される。これは、回転部分における検出器構成要素の重量を著しく低減する。検出器のための全ての電気的部分を静止部分に配置することができる。これは、コスト、重量およびＥＭＩ問題（ＥＭＩ：電磁干渉）ならびに回転する回転枠における検出器のためのスペースを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】検出器モジュールの光導波路部分の配置の例を示す斜視図
【図２】検出器モジュールの光導波路部分のカラーの位置コーディングの例を示す概略図
【図３】検出器モジュールの光導波路部分のスパイラル配置の例を示す概略図
【図４】刺激可能な蛍光体材料を含む光導波路部分の読取りの例を示す概略図
【図５】刺激可能な蛍光体材料を含む光導波路部分の読取りの他の例を示す概略図
【図６】光導波路部分の位置コーディングのために異なる放出波長を有する刺激可能な蛍光体材料を含む検出器モジュールの光導波路部分の例を示す概略図
【図７】スパイラル状に配置された光導波路を有する検出器モジュールの他の例を示す概略図
【符号の説明】
【００３４】
１        検出器モジュール
２        光導波路部分
３        Ｘ線ビーム
４        Ｘ線焦点
５        端部
６        光測定システム
７        集光レンズ
８        リトロー格子
９        光検出器アレイ（共鳴格子）
１０        光検出器マトリックス
１１        刺激用光導波路
１２        出射点
１３        音響変換器
１４        刺激レーザ
１６        離調可能なレーザ
１７        刺激用光導波路
１８        光検出器
１９        読取レーザ
２０        ポンプレーザ
２１        光ファイバ増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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