(57)【要約】  スペクトルＣＴシステムは、高いエネルギー分解能を有する安価な検出器を必要とする。本発明の１つの見地によれば、コンピュータトモグラフィ装置は、複数のサブピクセルにセグメント化される検出器素子を有する。各々のサブピクセルは、少なくとも２つの閾値及び計数チャネルを有し、各々のサブピクセルについて第２の閾値は、名目上の検出器素子上で変化する。これは、改善されたエネルギー分解される光子計数を提供することができる。
2008538971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心対象を検査するためのコンピュータトモグラフィ装置であって、
複数のサブピクセルにセグメント化される検出器素子を有し、
前記複数のサブピクセルは、第１のサブピクセル及び第２のサブピクセルを有し、
前記第１のサブピクセルは、第１のエネルギー閾値に対応する第１の計数チャネル及び第２のエネルギー閾値に対応する第２の計数チャネルを有し、
前記第２のサブピクセルは、第３のエネルギー閾値に対応する第３の計数チャネル及び第４のエネルギー閾値に対応する第４の計数チャネルを有する、コンピュータトモグラフィ装置。
【請求項２】
前記第１のサブピクセルは、前記第１のエネルギー閾値より高い第１のエネルギーを有する第１の放射線を検出し、前記第２のエネルギー閾値より高い第２のエネルギーを有する第２の放射線を検出して、第１及び第２の検出データを生じさせるように適応され、
前記第２のサブピクセルは、前記第３のエネルギー閾値より高い第３のエネルギーを有する第３の放射線を検出し、前記第４のエネルギー閾値より高い第４のエネルギーを有する第４の放射線を検出して、第３及び第４の検出データを生じさせるように適応される、請求項１に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項３】
前記第１の計数チャネルは、第１の計数として、前記第１の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する検出イベントを計数するように適応され、
前記第２の計数チャネルは、第２の計数として、前記第２の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する検出イベントを計数するように適応され、
前記第３の計数チャネルは、第３の計数として、前記第３の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する検出イベントを計数するように適応され、
前記第４の計数チャネルは、第４の計数として、前記第４の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する検出イベントを計数するように適応される、請求項１に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項４】
前記第１の閾値エネルギーは、前記第３の閾値エネルギーに等しく、前記第２の閾値エネルギーは、前記第４の閾値エネルギーと異なる、請求項１に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項５】
前記第１、前記第２、前記第３及び前記第４の検出データを組み合わせて、前記検出器素子を表すエネルギー分解された結果信号を生じさせるように適応される決定ユニットを更に有する、請求項２に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項６】
前記結果信号は、第１、第２、第３及び第４のエネルギービンに基づいて表され、
前記第１、前記第２、前記第３及び前記第４のエネルギービンは、離散的なエネルギービンであり、
前記第１及び前記第３の閾値エネルギーは、前記第２の閾値エネルギーより低く、前記第２の閾値エネルギーは、前記第４の閾値エネルギーより低く、
前記第３の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する前記第３の計数は、前記第３及び前記第４のエネルギービンに等しく分配される、請求項５に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項７】
前記第１及び前記第２のサブピクセルは、対応する単一光子を検出するように適応される、請求項１に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項８】
前記コンピュータトモグラフィ装置は、コヒーレント散乱コンピュータトモグラフィ装置として適応される、請求項１に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項９】
前記関心対象に電磁放射線を発するように適応される電磁放射線源と、
前記電磁放射線源及び前記検出器素子の間に配されるコリメータと、
を更に有し、前記コリメータは、ファンビーム又はコーンビームを形成するために、前記電磁放射線源によって発せられる電磁放射線ビームをコリメートするように適応される、請求項１に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項１０】
前記検出器素子がシングルスライス検出器アレイを形成する、請求項１に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項１１】
前記検出器素子がマルチスライス検出器アレイを形成する、請求項１に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項１２】
手荷物検査装置、医療アプリケーション装置、材料試験装置及び材料科学解析装置を含むグループのうちの１つとして構成される、請求項１に記載のコンピュータトモグラフィ装置。
【請求項１３】
関心対象を検査するためのコンピュータトモグラフィ装置用の検出器であって、
複数のサブピクセルにセグメント化される検出器素子を有し、
前記複数のサブピクセルは、第１のサブピクセル及び第２のサブピクセルを有し、
前記第１のサブピクセルは、第１のエネルギー閾値に対応する第１の計数チャネル及び第２のエネルギー閾値に対応する第２の計数チャネルを有し、
前記第２のサブピクセルは、第３のエネルギー閾値に対応する第３の計数チャネル及び第４のエネルギー閾値に対応する第４の計数チャネルを有する、検出器。
【請求項１４】
関心対象をコンピュータトモグラフィ装置によって検査する方法であって、
第１のサブピクセルによって、第１のエネルギー閾値より高い第１のエネルギーを有する第１の放射線及び第２のエネルギー閾値より高い第２のエネルギーを有する第２の放射線を検出して、第１及び第２の検出データを生じさせるステップと、
第２のサブピクセルによって、第３のエネルギー閾値より高い第３のエネルギーを有する第３の放射線及び第４のエネルギー閾値より高い第４のエネルギーを有する第４の放射線を検出して、第３及び第４の検出データを生じさせるステップと、
を含み、
前記第１のサブピクセルは、前記第１のエネルギー閾値に対応する第１の計数チャネル及び前記第２のエネルギー閾値に対応する第２の計数チャネルを有し、前記第２のサブピクセルは、前記第３のエネルギー閾値に対応する第３の計数チャネル及び前記第４のエネルギー閾値に対応する第４の計数チャネルを有する、方法。
【請求項１５】
関心対象をコンピュータトモグラフィ装置によって検査するためのコンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されるとき、
第１のサブピクセルによって、第１のエネルギー閾値より高い第１のエネルギーを有する第１の放射線及び第２のエネルギー閾値より高い第２のエネルギーを有する第２の放射線を検出して、第１及び第２の検出データを生じさせるステップと、
第２のサブピクセルによって、第３のエネルギー閾値より高い第３のエネルギーを有する第３の放射線及び第４のエネルギー閾値より高い第４のエネルギーを有する第４の放射線を検出して、第３及び第４の検出データを生じさせるステップと、
を実行するように適応され、
前記第１のサブピクセルは、前記第１のエネルギー閾値に対応する第１の計数チャネル及び前記第２のエネルギー閾値に対応する第２の計数チャネルを有し、前記第２のサブピクセルは、前記第３のエネルギー閾値に対応する第３の計数チャネル及び前記第４のエネルギー閾値に対応する第４の計数チャネルを有する、コンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
関心対象を検査するためのプログラムであって、プロセッサによって実行されるとき、
第１のサブピクセルによって、第１のエネルギー閾値より高い第１のエネルギーを有する第１の放射線及び第２のエネルギー閾値より高い第２のエネルギーを有する第２の放射線を検出して、第１及び第２の検出データを生じさせるステップと、
第２のサブピクセルによって、第３のエネルギー閾値より高い第３のエネルギーを有する第３の放射線及び第４のエネルギー閾値より高い第４のエネルギーを有する第４の放射線を検出して、第３及び第４の検出データを生じさせるステップと、
を実行するように適応され、
前記第１のサブピクセルは、前記第１のエネルギー閾値に対応する第１の計数チャネル及び前記第２のエネルギー閾値に対応する第２の計数チャネルを有し、前記第２のサブピクセルは、前記第３のエネルギー閾値に対応する第３の計数チャネル及び前記第４のエネルギー閾値に対応する第４の計数チャネルを有する、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線イメージングの分野に関する。特に、本発明は、関心対象を検査するためのコンピュータトモグラフィ装置、コンピュータトモグラフィ装置用の検出器、関心対象をコンピュータトモグラフィ装置によって検査する方法、コンピュータ可読媒体及びプログラム要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年にわたって、Ｘ線手荷物検査は、オペレータによる対話に完全に依存した簡単なＸ線イメージングシステムから、自動的に或るタイプの物質を認識し、危険物質がある場合にアラームをトリガーすることができる一層洗練された自動システムに発展した。検査システムは、検査されるパッケージを通って検出器に送信され又は検査されるパッケージから検出器に散乱されるＸ線を発するためのＸ線放射線源を用いる。
【０００３】
コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）は、単一の回転軸を中心に取得される一連の２次元Ｘ線画像から対象の内部の３次元画像を生成するためにデジタル処理を使用するプロセスである。ＣＴ画像の再構成は、適当なアルゴリズムを適用することによって行われることができる。コヒーレントに散乱されるＸ線光子又は量子に基づくイメージング技法は、いわゆるコヒーレント散乱コンピュータトモグラフィ（Coherent Scatter Computer Tomography、ＣＳＣＴ）である。ＣＳＣＴは、関心対象の（特に低い角度の）散乱特性の画像を生成する技法である。これらは対象の分子構造に依存し、各々の成分の物質特有のマップを生成することが可能である。低い角度の散乱の支配的な成分は、コヒーレント散乱である。コヒーレント散乱スペクトルは、散乱するサンプルの原子構造に依存し、コヒーレント散乱コンピュータトモグラフィは、２次元の対象断面全体にわたって手荷物又は生物学的組織の分子構造の空間的なバリエーションをイメージングするための感度のよい技法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＴ又はＣＳＣＴ用の光子計数検出器は、高い計数レートをサポートしなければならない。スペクトルＣＴシステムは、高いエネルギー分解能を有する安価な検出器を必要とする。
【０００５】
ＣＴ／ＣＳＣＴシステム用の改善されたエネルギー分解光子計数検出器を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、関心対象を検査するためのコンピュータトモグラフィ装置であって、複数のサブピクセルにセグメント化される検出器素子を有し、複数のサブピクセルが第１のサブピクセル及び第２のサブピクセルを有する、コンピュータトモグラフィ装置が提供されることができる。第１のサブピクセルは、第１のエネルギー閾値に対応する第１の計数チャネル及び第２のエネルギー閾値に対応する第２の計数チャネルを有する。第２のサブピクセルは、第３のエネルギー閾値に対応する第３の計数チャネル及び第４のエネルギー閾値に対応する第４の計数チャネルを有する。
【０００７】
本発明によれば、コンピュータトモグラフィ装置は、複数の計数チャネル及びエネルギー閾値を各々が有する単一放射線検出ピクセルに細分される検出器素子を有する。これは、最小限の努力で高いエネルギー分解能を提供することができる。
【０００８】
本発明の例示的な実施形態は、従属請求項に開示される。
【０００９】
本発明の例示的な実施形態によれば、第１のサブピクセルは、第１のエネルギー閾値より高い第１のエネルギーを有する第１の放射線を検出し、第２のエネルギー閾値より高い第２のエネルギーを有する第２の放射線を検出して、第１及び第２の検出データを生じさせるように適応される。更に、第２のサブピクセルは、第３のエネルギー閾値より高い第３のエネルギーを有する第３の放射線を検出し、第４のエネルギー閾値より高い第４のエネルギーを有する第４の放射線を検出して、第３及び第４の検出データを生じさせるように適応される。
【００１０】
従って、各々のサブピクセルは、２つの異なるタイプの放射線、すなわちより低いエネルギーを有する第１のタイプの放射線及びより高いエネルギーを有する第２のタイプの放射線を検出することができる。
【００１１】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第１の計数チャネルは、第１の計数として、第１の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する検出イベントを計数するように適応され、第２の計数チャネルは、第２の計数として、第２の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する検出イベントを計数するように適応される。更に、第３の計数チャネルは、第３の計数として、第３の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する検出イベントを計数するように適応され、第４の計数チャネルは、第４の計数として、第４の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する検出イベントを計数するように適応される。
【００１２】
従って、各々のサブピクセルは、予め決められた閾値より高いエネルギーを有する放射線に対応する検出イベントを計数することができるとともに、別の異なる、例えば予め決められた閾値より高いエネルギーを有する放射線に対応する検出イベントを（別個に）計数することができる。
【００１３】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第１の閾値又は閾値エネルギーは、第３の閾値エネルギーに等しく、第２の閾値エネルギーは、第４の閾値エネルギーと異なる。
【００１４】
従って、第１のサブピクセルは、第２のサブピクセルと異なる検出イベントを計数することができる。
【００１５】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、コンピュータトモグラフィ装置は、第１、第２、第３及び第４の検出データを組み合わせて、名目上の検出素子を表すエネルギー分解された結果信号を生じさせるように適応される決定ユニットを更に有する。
【００１６】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、結果信号は、第１、第２、第３及び第４のエネルギービンに基づいて表され、第１、第２、第３及び第４のエネルギービンは、離散的なエネルギービンである。更に、第１及び第２のサブピクセルの第１及び第３の閾値エネルギーは、第２の閾値エネルギーより低く、第２の閾値エネルギーは、第４の閾値エネルギーより低い。第３の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子に起因する第３のカウントは、第３及び第４のエネルギービンに等しく分配される。
【００１７】
これは、エネルギー考察に基づく検出データの解析を提供することができる。
【００１８】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、第１及び第２のサブピクセルは、対応する単一光子を検出するように適応される。
【００１９】
従って、光子は個別に計数されることができ、個々の計数された数は、検出データの後続のエネルギー分解される解析のために使用されることができる。単一光子を計数することにより、高いエネルギー分解能及び感度をもたらすことができる。
【００２０】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、コンピュータトモグラフィ装置は、コヒーレント散乱コンピュータトモグラフィ装置として適応される。
【００２１】
コンピュータトモグラフィ装置は、関心対象に電磁放射線を発するように適応される電磁放射線源と、電磁放射線源及び検出素子の間に配されるコリメータとを有し、コリメータは、ファンビーム、コーンビーム、又は任意の他の所望のジオメトリをもつビームを形成するために、電磁放射線源によって発せられる電磁放射線ビームをコリメートするように適応される。コンピュータトモグラフィ装置の検出素子は、シングルスライス検出器アレイ又は代替としてマルチスライス検出器アレイを形成することができる。シングルスライス検出器アレイは、簡単な構成及び検出された信号の高速評価の利点を有することができる。しかしながら、マルチスライス検出器アレイは、検出される信号の特に高い分解能及び多くの量の検出される信号を達成するために実現されることができる。
【００２２】
本発明の方法は、任意の軌道、検出器形状、ビームジオメトリ（例えばファンビーム、コーンビーム、その他）に効果的であるとともに、エネルギー依存の減衰マップを支援することができることが留意されるべきである。
【００２３】
本発明によるコンピュータトモグラフィ装置は、手荷物検査装置、医療アプリケーション装置、材料試験装置又は材料科学解析装置として応用されることができる。本発明の好適な応用分野は、手荷物検査でありえる。本発明の規定される機能は、手荷物アイテムの中身の安全且つ信頼できる解析を可能にすることにより、疑わしい中身を検出することを可能にするとともに、このような手荷物アイテム内の物質のタイプを決定することさえ可能にする。
【００２４】
本発明の例示的な実施形態によるこのような装置又は方法は、或るタイプの物質を自動的に認識することができるとともに、必要に応じて、危険物質が存在する場合にアラームをトリガーすることができる高品質自動システムを生成することができる。このような検査システムは、検査されるパッケージを通って、散乱する放射線をエネルギー分解される態様で検出することができる検出器に送信され又は検査されるパッケージから該検出器に散乱されるＸ線を発するＸ線放射線源を有する本発明のコンピュータトモグラフィ装置を用いることができる。
【００２５】
更に、本発明の別の例示的な実施形態によれば、関心対象を検査するためのコンピュータトモグラフィ装置用の検出器であって、複数のサブピクセルにセグメント化される検出器素子を有する検出器が提供される。このような検出器は、前述のコンピュータトモグラフィ装置に実装されることができる。
【００２６】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、関心対象をコンピュータトモグラフィ装置によって検査する方法であって、第１のサブピクセルによって、第１のエネルギー閾値より高い第１のエネルギーを有する第１の放射線及び第２のエネルギー閾値より高い第２のエネルギーを有する第２の放射線を検出して、第１及び第２の検出データを生じさせるステップと、第２のサブピクセルによって、第３のエネルギー閾値より高いエネルギーを有する第３の放射線及び第４のエネルギー閾値より高いエネルギーを有する第４の放射線を検出して、第３及び第４の検出データを生じさせるステップと、を含む方法が提供される。更に、第１のサブピクセルは、第１のエネルギー閾値に対応する第１の計数チャネル及び第２のエネルギー閾値に対応する第２の計数チャネルを有する。第２のサブピクセルは、第３のエネルギー閾値に対応する第３の計数チャネル及び第４のエネルギー閾値に対応する第４の計数チャネルを有する。
【００２７】
これは、ＣＴ／ＣＳＣＴアプリケーションのための改善されたエネルギー分解光子計数を可能にするものと確信される。
【００２８】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、関心対象をコンピュータトモグラフィ装置によって検査するためのコンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムが、プロセッサによって実行されるとき、上述の方法ステップを実行するように適応される、コンピュータ可読媒体が提供されることができる。更に、関心対象を検査するためのプログラム要素であって、プロセッサによって実行されるとき、上述の方法ステップを実行するように適応されるプログラム要素が提供されることができる。
【００２９】
本発明による関心対象の検査は、コンピュータプログラムによって、すなわちソフトウェアによって実現され、１若しくは複数の特別な電子最適化回路を使用することによって、すなわちハードウェアにおいて実現され、又はハイブリッド形式で、すなわちソフトウェアコンポーネント及びハードウェアコンポーネントによって実現されることができる。
【００３０】
個別のサブピクセルにセグメント化される、エネルギー分解される光子計数検出器が使用され、各々のサブピクセルが少なくとも２つの閾値及び計数チャネルを有することが、本発明の例示的な実施形態の要旨として理解されることができる。本発明の例示的な実施形態によれば、各々のサブピクセルについて第２の閾値は、名目上の検出器セル上で変化する。
【００３１】
本発明のこれら及び他の見地は、以下に記載される実施形態から明らかになり、それらを参照して解明される。
【００３２】
本発明の例示的な実施形態は、添付の図面を参照して以下に記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図面のイラストレーションは概略的である。それぞれ異なる図面において、同様の又は同一の構成要素は、同じ参照符号を与えられている。
【００３４】
図１は、本発明の例示的な実施形態によるＣＳＣＴスキャナシステムの例示的な実施形態を示している。この例示的な実施形態を参照して、本発明は、手荷物アイテム内の例えば爆発物のような危険物質を検出するための手荷物検査のアプリケーションに関して記述される。しかしながら、本発明は、このアプリケーションに制限されず、医用イメージング又は材料試験のような他の産業アプリケーションにおいても応用されることができることが留意されるべきである。
【００３５】
図１に示されるコンピュータトモグラフィ装置１００は、コーンビームＣＴスキャナである。しかしながら、本発明は、ファンビームジオメトリを用いて実行されることもできる。図１に示されるＣＴスキャナは、回転軸１０２を中心に回転可能であるガントリ１０１を有する。ガントリ１０１は、モータ１０３によって駆動される。参照数字１０４は、Ｘ線源のような放射線源を示しており、かかる放射線源は、本発明の１つの見地により、多色放射線を発する。
【００３６】
参照数字１０５は、放射線源から発せられる放射線ビームを円錐形放射線ビーム１０６にするアパーチャシステムを示す。コーンビーム１０６は、それがガントリ１０１の中心すなわちＣＳＣＴスキャナの検査領域に配置される関心対象１０７を通り抜け、検出器１０８に当たるように、指向される。図１から分かるように、検出器１０８は、検出器１０８の表面がコーンビーム１０６によって覆われるように、放射線源１０４に対向してガントリ１０１上に配置される。図１に示される検出器１０８は、関心対象１０７によってコヒーレントに散乱されたＸ線又は個別の光子を、（検出器素子が複数のピクセルを有し、各々のピクセルが、或る予め決められたエネルギー閾値を有するとともに、その或る予め決められたエネルギー閾値より高いエネルギーを有する光子を検出し計数し、更に例えばエネルギーが予め決められたエネルギー閾値より低い光子を検出し計数するように適応される、という意味において）エネルギー分解される態様で検出する能力を各々がもつ複数の検出器素子１２３を有する。
【００３７】
関心対象１０７の走査中、放射線源１０４、アパーチャシステム１０５及び検出器１０８は、ガントリ１０１に沿って、矢印１１６によって示される方向に回転される。放射線源１０４、アパーチャシステム１０５及び検出器１０８を有するガントリ１０１の回転のために、モータ１０３が、モータ制御ユニット１１７に接続されており、モータ制御ユニット１１７は、計算又は決定ユニット１１８に接続される。
【００３８】
図１において、関心対象１０７は、コンベアベルト１１９に配置される手荷物アイテムである。関心対象１０７の走査中、ガントリ１０１が、手荷物アイテムのような関心対象１０７の周りを回転する一方、コンベアベルト１１９は、ガントリ１０１の回転軸１０２と平行な方向に沿って関心対象１０７を移動させる。これによって、関心対象１０７は、ヘリカル走査パスに沿って走査される。コンベアベルト１１９は更に、走査中、止められることができ、それによって信号スライスが測定される。コンベアベルト１１９を設ける代わりに、例えば関心対象１０７が患者である医療アプリケーションにおいて、可動テーブルが使用されることもできる。しかしながら、記述されるケースの全てにおいて、回転軸１０２と平行な方向への移動がなく、回転軸１０２を中心とするガントリ１０１の回転のみがある円形走査を実施することも可能であることが留意されるべきである。
【００３９】
更に、図１に示されるコーンビーム構成に代わるものとして、本発明は、ファンビーム構成によって実現されることができることが強調されるべきである。一次ファンビームを生成するために、アパーチャシステム１０５は、スリットコリメータとして構成されることができる。
【００４０】
検出器１０８は、決定ユニット１１８に接続されることができる。決定ユニット１１８は、検出結果、すなわち検出器１０８の検出器素子１２３からの読み出し情報を受け取ることができ、読み出し情報に基づいて走査結果を決定することができる。更に、決定ユニット１１８は、モータ１０３及び１２０によりガントリ１０１の動きをコンベアベルト１１９と調整するために、モータ制御ユニット１１７と通信する。
【００４１】
決定ユニット１１８は、本発明の例示的な実施形態による統計的方法を使用して、検出器１０８の読み出し情報から画像を構成するように適応されることができる。計算ユニット１１８によって生成される再構成された画像は、インタフェース１２２を介してディスプレイ（図１に図示せず）に出力されることができる。
【００４２】
決定ユニット１１８は、検出器１０８の検出器素子１２３からの読み出し情報を処理するためのデータプロセッサによって実現されることができる。
【００４３】
更に、図１から分かるように、決定ユニット１１８は、例えば手荷物アイテム１０７内の疑わしい物質を検出する場合にアラームを自動的に出力するためにスピーカ１２１に接続されることができる。
【００４４】
関心対象１０７を検査するためのコンピュータトモグラフィ装置１００は、マトリックス様の態様で配置される複数の検出素子１２３を有する検出器１０８を有し、各々の検出素子は、閾値に基づき且つゆえにエネルギー分解される態様で、関心対象１０７からコヒーレントに散乱されるＸ線を検出するように適応される。更に、コンピュータトモグラフィ装置１００は、第１、第２、第３及び第４の検出データを組み合わせて、名目上の検出器セルを表すエネルギー分解された結果信号を生じさせるように適応される決定又は再構成ユニット１１８を有する。
【００４５】
コンピュータトモグラフィ装置１００は、関心対象１０７にＸ線を発するように適応されるＸ線源１０４を有する。電磁放射線源１０４と検出素子１２３との間に設けられるコリメータ１０５は、コーンビームを形成するために、電磁放射線源１０４から発せられる電磁放射線ビームをコリメートする。代替例として、図１に示されないが、スリットコリメータが、ファンビームを生成するために、コリメータ１０５に代わって使用されることができる。検出素子１２３は、マルチスライス検出器アレイ１０８を形成する。コンピュータトモグラフィ装置１００は、手荷物検査装置として構成されることができる。
【００４６】
以下では、図２を参照して、本発明の例示的な実施形態による関心対象を検査する方法が、更に詳しく記述される。
【００４７】
方法は、ステップＳ１−Ｓ４において、検出器素子による検出データの取得から始まる。検出器素子は、本発明の例示的な実施形態によれば、第１のサブピクセル及び第２のサブピクセルを有する複数のサブピクセルにセグメント化されることができる。第１のサブピクセルは、第１のエネルギー閾値に対応する第１の計数チャネル及び第２のエネルギー閾値に対応する第２の計数チャネルを有することができる。第１の計数チャネルは、第１の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する検出イベント又は単一光子をも計数するように適応されることができ、第２の計数チャネルは、第２の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する検出イベント又は単一光子をも計数するように適応されることができる。
【００４８】
ステップＳ１において、第１のエネルギー閾値より高いエネルギーを有する光子が、第１のサブピクセルによって検出される。ステップＳ２において、第２のエネルギー閾値より高いエネルギーを有する光子が、第１のサブピクセルによって検出される。
【００４９】
更に、検出器素子は、第３のエネルギー閾値に対応する第３の計数チャネル及び第４のエネルギー閾値に対応する第４の計数チャネルを有する第２のサブピクセルを有する。第３の計数チャネルは、第３の閾値エネルギーより高いエネルギーを有する光子又は検出イベントを（ステップＳ３において）計数するように適応され、第４の計数チャネルは、第４の閾値エネルギーより高いエネルギーに対応する単一光子又は検出イベントを（ステップＳ４において）計数するように適応される。
【００５０】
言い換えると、各々の名目上の検出器セルは、個々のＮ個のサブピクセルにセグメント化される。各々のピクセルは、少なくとも２つの閾値及び計数チャネルを有する。第１のチャネルは、低い閾値を有し、従ってすべてのイベントを計数することができる。第２のチャネルは、サブピクセルに依存する閾値を有する。この依存する閾値は、名目上の検出器セル上で変化する。例えば、サブピクセルｎは、閾値Ｔ（ｎ）＝Ｅ０＋ｎ＊ＤＥを得る。ここで、Ｅ０は、最も低く、ｎ＊ＤＥは、関心のある最も高いエネルギーである。すべてのサブピクセルチャネルの結果が組み合わせられて、名目上の検出器セルを表すエネルギー分解された信号を生成することができる。
【００５１】
この組み合わせは、ステップＳ５において実施される。ステップＳ５において、決定ユニットは、第１、第２、第３及び第４の検出データを組み合わせて、検出器素子を表すエネルギー分解された結果信号を生じさせる。結果信号は、離散的なエネルギービンを用いて表されることができる。各々のサブピクセルは、これらのビンにその計数を分配することができる。閾値を上回る計数は、閾値より高いエネルギーレベルを表すビンに等しく分配される。低い閾値によってのみ検出された他の計数は、他のビンにわたって等しく分配される。
【００５２】
これは、ステップＳ６において、エネルギー分解された結果信号を提供することができる。
【００５３】
エネルギー分解能の更なる改善は、あるサブピクセルに又は各々のサブピクセルに、更なる閾値及びカウンタを追加することによって可能になりうる。検出器のノイズ統計は、１つの名目上のセル内の閾値の非線形バリエーションを用いて改善されることができる。
【００５４】
方法は、閾値のより複雑な設定に拡張されることができ、再構成自体に検出器効果を含める可能性を提供することが留意されるべきである。
【００５５】
検出器素子を複数のサブピクセルにセグメント化することによって、各チャネルごとの周波数要求を低減することができる。
【００５６】
図３は、本発明による方法の例示的な実施形態を実行するための本発明によるデータ処理装置４００の例示的な実施形態を示している。図３に示されるデータ処理装置４００は、例えば患者又は手荷物アイテムのような関心対象を表す画像を記憶するメモリ４０２に接続される中央処理ユニット（ＣＰＵ）又は画像プロセッサ４０１を有する。データプロセッサ４０１は、複数の入力／出力ネットワーク又はＣＴ装置のような診断装置に接続されうる。データプロセッサ４０１は、更に、データプロセッサ４０１において計算され又は適応化される情報又は画像を表示するコンピュータモニタのような表示装置４０３に接続されることができる。オペレータ又はユーザは、キーボード４０４及び／又は図３に図示されない他の出力装置を介して、データプロセッサ４０１と対話することができる。更に、バスシステム４０５を介して、例えば関心対象の動きを監視する動きモニタに、画像処理及び制御プロセッサ４０１を接続することも可能である。例えば、患者の肺がイメージングされる場合、動きセンサは、呼気センサでありうる。心臓がイメージングされる場合、動きセンサは、心電図でありうる。
【００５７】
本発明が有利に応用されることができる例示的な技術分野は、手荷物検査、医療アプリケーション、材料試験及び材料科学を含む。改善された画像品質及び低減された計算量が、少ない努力と組み合わされて達成されることができる。更に、本発明は、心疾患を検出するために、心臓スキャニングの分野においても応用されることができる。
【００５８】
「有する、含む」なる語は、他の構成要素又はステップを除外せず、単数形で表わされる語は、その複数の存在を除外しないことが留意されるべきである。更に、さまざまな異なる実施形態に関連して記述された構成要素は、組み合わせられることが可能である。
【００５９】
更に、特許請求の範囲における参照符号は、特許請求の範囲を制限するものとして解釈されるべきではないことも留意されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の例示的な実施形態によるコンピュータトモグラフィ装置を示す図。
【図２】本発明による関心対象を検査する方法の例示的な実施形態のフローチャート。
【図３】本発明のコンピュータトモグラフィ装置において実現されるデータ処理装置の例示的な実施形態を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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