(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージング方法において、
光検出器及びシンチレータを持つ放射線検出器デバイスを提供するステップであって、前記シンチレータが、前記シンチレータに入射する１次放射線に基づき、変換された１次放射線を生成し、前記光検出器は、前記変換された１次放射線を表す画像信号を生成する、ステップと、
前記シンチレータの空間的な２次利得分布画像を生成するため、２次放射線で前記シンチレータを照射するステップと、
前記光検出器により、前記シンチレータにより変換された２次放射線から前記空間的な２次利得分布画像を表す画像信号を生成するステップと、
１次放射線を受信することにより、前記変換された１次放射線を表す画像信号に基づき１次放射線画像を取得するステップと、
前記空間的な２次利得分布画像に基づき、前記１次放射線画像を較正するステップとを有し、
前記２次放射線は、紫外線であり、
前記２次放射線で前記シンチレータを照射するステップが、２次利得分布の基準画像を生成するため、ブライトバーン前の前記シンチレータを前記２次放射線で照射するステップと、２次利得分布の現在の画像を生成するため、ブライトバーン後の前記シンチレータを前記２次放射線で照射するステップとを有し、
前記空間的な２次利得分布画像を表す画像信号を生成するステップは、前記２次利得分布の基準画像及び前記２次利得分布の現在の画像から、前記空間的な２次利得分布の画像を生成するステップとを有する、イメージング方法。
【請求項２】
前記シンチレータが、層状であり、第１の表面部分と、前記第１の表面部分の反対の第２の表面部分とを持ち、
前記１次放射線は、前記シンチレータの前記第１の表面部分に照射され、
前記２次放射線が、前記シンチレータの前記第２の表面部分に照射される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１次放射線及び前記２次放射線が、前記シンチレータの共通の表面部分に照射される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記１次放射線が、Ｘ線である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
プロセッサが請求項１に記載の方法を実施することを可能にするコンピュータプログラム。
【請求項６】
１次放射線を受信し、該１次放射線に基づき、変換された１次放射線を生成するシンチレータと、
２次放射線に対する前記シンチレータの空間的な２次利得分布画像を生成するため、前記シンチレータに前記２次放射線を適用する２次放射線源と、
前記変換された１次放射線を表す画像信号と、前記シンチレータにより変換された２次放射線から前記空間的な２次利得分布画像を表す画像信号とを生成する光検出器と、
前記変換された１次放射線を表す画像信号に基づき１次放射線画像を取得し、前記空間的な２次利得分布画像に基づき、前記１次放射線画像を較正する制御ユニットとを有し、
前記２次放射線が、紫外線であり、
前記制御ユニットが、２次利得分布の基準画像を生成するべく、ブライトバーン前の前記シンチレータを前記２次放射線で照射するため、前記２次放射線源を制御し、及び２次利得分布の現在の画像を生成するべく、ブライトバーン後の前記シンチレータを前記２次放射線で照射するため、前記２次放射線源を制御し、及び
前記２次利得分布の基準画像及び前記２次利得分布の現在の画像から、前記空間的な２次利得分布の画像を生成する、放射線検出器デバイス。
【請求項７】
前記２次放射線源が、１次放射線の照射範囲外に配置される、請求項６に記載の放射線検出器デバイス。
【請求項８】
前記１次放射線に対する第１の放射線経路と前記２次放射線に対する第２の放射線経路とを更に有し、前記第１の放射線経路及び前記第２の放射線経路が、前記シンチレータの異なる表面部分でそれぞれ終わる、請求項６に記載の放射線検出器デバイス。
【請求項９】
前記１次放射線に対する第１の放射線経路と前記２次放射線に対する第２の放射線経路とを更に有し、前記第１の放射線経路と前記第２の放射線経路とが共に、前記シンチレータの同じ表面部分で終わる、請求項６に記載の放射線検出器デバイス。
【請求項１０】
請求項６に記載の放射線検出器デバイスを有する画像検出デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器の分野に関し、より詳細にはシンチレータを有する放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許出願公開第EP 0 642 264 A1号は、Ｘ線画像を検出するための半導体画像検出アレイを持つ画像検出デバイスを開示する。この場合、ファントム画像による摂動が実質的に軽減される。この参照文献によれば、放射線センサ要素の半導体物質における電荷のトラッピングによる電荷移送が遅延することで、斯かる摂動がもたらされる。参照文献による検出デバイスは、入射放射線を電荷に変換する放射線感知要素と、転送された電荷を１次電子画像信号に変換するために構成される読み出し回路に電荷を転送する読出し線とを組み込む画像検出アレイを有する。検出デバイスは、遅延された電荷移送によりもたらされるアーチファクトを１次電子画像信号から除去することにより、１次電子画像信号を修正された画像信号へと変換するため、画像修正信号を形成する補正回路を更に有する。画像修正信号は、現在検出された画像の検出前に検出された画像の指数的に減衰する信号の重ね合わせとして組立てられることができる。続いて、修正された画像信号が、画像修正信号及びアーチファクトを含む画像信号から組立てられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、１次放射線のためのシンチレータの空間利得分布に関する情報を提供することである。この発明の利点は、１次放射線に対するシンチレータの空間利得分布に関する情報が、シンチレータに１次放射線を適用する必要なしに提供される点にある。
【０００４】
更に、シンチレータに１次放射線を適用する必要なしにシンチレータの空間利得分布に関する情報を提供する方法又は放射線検出器デバイスを実現することが、有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この問題により好適に対処するため、本発明の第１の側面では、１次放射線に対するシンチレータの空間的な利得分布に関する情報を提供する方法が与えられる。本発明の第１の側面による方法は、２次放射線に対する上記シンチレータの空間的な２次利得分布の画像を生成するため、上記２次放射線で上記シンチレータを照射するステップを有し、上記空間的な２次利得分布画像が、上記１次放射線に対する上記シンチレータの上記空間的な１次利得分布の画像に対応する。この明細書及び請求項において、「２次放射線に対するシンチレータの空間的な２次利得分布の画像」という用語は、「空間的な２次利得分布画像」と略記される。同様に、「１次放射線に対するシンチレータの空間的な１次利得分布の画像」という用語は、「空間的な１次利得分布画像」と略記される。
【０００６】
本発明の第２の側面によれば、１次放射線を受信し、この１次放射線に基づき、変換された１次放射線を生成するシンチレータを有する放射線検出器デバイスが与えられる。放射線検出器デバイスは、上記２次放射線に対する上記シンチレータの空間的な２次利得分布の画像を生成するため、上記シンチレータに２次放射線を適用する２次放射線源を更に有し、上記空間的な２次利得分布画像が、上記１次放射線に対する上記シンチレータの空間的な１次利得分布画像に対応する。
【０００７】
本発明のある実施形態によれば、上記シンチレータから上記空間的な２次利得分布画像を読み出すステップを更に有する方法が与えられる。
【０００８】
本発明の更に別の実施形態によれば、上記シンチレータから上記空間的な２次利得分布画像を読み出す読み出しユニットを有する対応する放射線検出器が与えられる。
【０００９】
本発明の更に別の実施形態によれば、入射する１次放射線に基づき上記シンチレータにより生成される変換された１次放射線を読み出すために提供される同じ光検出器により、上記シンチレータから上記空間的な２次利得分布画像を読み出すステップを更に有する方法が提供される。この実施形態の利点は、上記空間的な２次利得分布画像を読み出す追加的な光検出器が必要とされない点にある。この実施形態の更なる利点は、シンチレータがオンにされると、上記空間的な２次利得分布画像の光路が、上記変換された１次放射線の上記光路と同じである点にある。
【００１０】
本発明の別の実施形態によれば、入射する１次放射線に基づき、上記シンチレータにより生成される変換された１次放射線を読み出す光検出器を更に有する対応する放射線検出器デバイスが与えられ、上記光検出器が、上記シンチレータから上記空間的な２次利得分布画像を読み出すためにも提供される。
【００１１】
本発明の更に別の実施形態によれば、２次利得分布の基準画像を生成するため、基準シンチレータ状態にある上記２次放射線で上記シンチレータを照射するステップを有する方法が与えられる。本願明細書において、基準シンチレータ状態は、一様な利得分布の状態とすることができる。更に、基準シンチレータ状態は、例えば利得コントラストが所定レベル以下であるといった特定の条件を満たす利得分布の状態とすることができる。その後、上記シンチレータは、２次利得分布の実際の画像を生成するため、実際のシンチレータ状態にある上記２次放射線で照射される。その後、空間的な２次利得分布の真の実際の画像が、上記基準の空間的な２次利得分布画像及び上記実際の空間的な２次利得分布画像から生成される。この実施形態は、均一でない２次照射の影響が、上記基準の空間的な２次利得分布画像及び実際の空間的な２次利得分布画像を用いるツーステージ(two-stage)較正法により除去されることになるという利点を持つ。
【００１２】
本発明の更に別の実施形態によれば、対応する放射線検出器デバイスが与えられ、この放射線検出器デバイスは、２次利得分布の基準画像を生成するべく基準シンチレータ状態にある上記２次放射線で上記シンチレータを照射するため、上記２次放射線源を制御する制御ユニットと、上記空間的な２次利得分布基準画像を格納するストレージデバイスと、２次利得分布の実際の画像を生成するべく、実際のシンチレータ状態にある上記２次放射線で上記シンチレータを照射するため、上記２次放射線源を制御する制御部とを有する。この実施形態の放射線検出器デバイスは、上記基準の空間的な２次利得分布画像及び上記実際の空間的な２次利得分布画像から空間的な２次利得分布の真の実際の画像を生成する処理ユニットを更に有する。
【００１３】
本発明の更に別の実施形態によれば、上記１次放射線が上記シンチレータの第１の表面部分へ照射され、上記２次放射線は上記シンチレータの第２の表面部分へ照射され、上記シンチレータの上記第２の表面部分が上記シンチレータの上記第１の表面部分とは異なる、方法が与えられる。この実施形態は、上記１次放射線に関する上記光路が、上記２次放射線に関する上記光路から完全に分離されることができるという利点を持つ。これは、上記２次放射線に関する上記光路において上記１次放射線に対して非透過である物質の使用を可能にする。本発明の更に別の実施形態によれば、上記シンチレータの上記第１の表面部分は、上記シンチレータの上記第２の表面部分の反対にあるとすることができる。これは、上記１次放射線を用いる照射に対して、上記シンチレータが均一に照射されることを可能にする。
【００１４】
放射線検出器デバイスの対応する実施形態は、上記１次放射線に対する第１の放射線経路と上記２次放射線に対する第２の放射線経路とを更に有し、上記第１の放射線経路と上記第２の放射線経路とが、上記シンチレータの異なる表面部分でそれぞれ終わる。
【００１５】
本発明の更に別の実施形態によれば、上記１次放射線及び上記２次放射線が、上記シンチレータの共通の表面部分へ照射される、方法が与えられる。これは、上記シンチレータが１次及び２次放射線の通過照射(through-irradiation)に適していない基板に提供されることができるという利点を持つ。
【００１６】
放射線検出器デバイスの対応する実施形態は、上記１次放射線に対する第１の放射線経路と上記２次放射線に対する第２の放射線経路とを有し、上記第１の放射線経路と上記第２の放射線経路とが共に、上記シンチレータの同じ表面部分で終わる。
【００１７】
本発明の更に別の実施形態によれば、上記１次放射線はＸ線放射線であり、上記２次放射線は例えば紫外線（ＵＶ）放射線といった非Ｘ線放射線である。この実施形態は、Ｘ線放射線を使用することなしに、即ち従事者及び／又は患者をＸ線放射線にさらすことなく、上記Ｘ線放射線に対するシンチレータの空間的な利得分布に関する情報が得られることができるという利点を持つ。
【００１８】
本発明の更に別の実施形態によれば、以下のステップを有するイメージング方法が与えられる。１．光検出器及びシンチレータを持つ放射線検出器デバイスを提供するステップであって、上記シンチレータが、上記シンチレータに入射する１次放射線に基づき、変換された１次放射線を生成し、及び上記光検出器は、上記変換された１次放射線を検出する、ステップ。２．上記シンチレータの上記空間的な２次利得分布画像を生成するため、上記放射線検出器デバイスのシンチレータを用いて、本発明による方法又は本発明の１つ若しくは複数の実施形態による方法を行うステップ。３．上記シンチレータで１次放射線を受信することにより上記放射線検出器デバイスを用いて１次放射線画像を取得するステップ。４．上記取得された１次放射線画像及び上記空間的な２次利得分布画像に基づき、修正された１次放射線画像を生成するステップ。「上記取得された１次放射線画像及び上記空間的な２次利得分布画像に基づき修正された１次放射線画像を生成するステップ」は、「上記空間的な２次利得分布画像を用いて上記取得された１次放射線画像を較正するステップ」を有する、又はこのステップから構成されることができる。本発明に基づき、又は本発明の１つ又は複数の実施形態の特徴を含む方法に基づき、１次放射線に対するシンチレータの空間的な利得分布に関する情報を提供する方法をイメージング方法において採用すると、有利なことに、１次放射線に対する上記シンチレータの空間的な利得分布に関する情報は、上記１次放射線で上記シンチレータを照射する必要なしに得られることができる。これにより、上記シンチレータの較正は、安全な態様で、即ち従事者及び／又は患者が１次放射線にさらされることなく行われることができる。
【００１９】
上述したイメージング方法に対応するデバイスは、本明による放射線検出器デバイスを有する画像検出デバイス、又は本発明のある実施形態による放射線検出器デバイスである。
【００２０】
本発明の更に別の実施形態によれば、本発明に基づき又は本発明のある実施形態に基づき、１次放射線に対するシンチレータの空間的な利得分布を提供する方法をプロセッサが実行することを可能にするコンピュータプログラムが与えられる。本発明の更に別の実施形態によれば、本発明の上記個別の実施形態によるイメージング方法をプロセッサが実行することを可能にするコンピュータプログラムが与えられる。本発明のこれらの実施形態の利点は、上記１次放射線又は上記２次放射線を用いる上記シンチレータの上記照射を制御する制御ユニットが交換される必要がなく、上記個別のコンピュータプログラムにより再プログラムされることができる点にある。本発明の上記個別の実施形態によるコンピュータプログラムは、任意の適切な形式で、例えば新規なコンピュータプログラムの形で、例えばリムーバブル媒体といった個別の媒体を介して、インターネットを介して等により、既存のコンピュータプログラムを更新することで提供されることができる。
【００２１】
まとめると、本発明の１つの側面によれば、１次放射線に対するシンチレータの空間的な利得分布に関する情報を提供する方法及び装置が提供される。これらは、１次放射線を用いて上記シンチレータを照射することを必要としない。この方法は、上記２次放射線に対する上記シンチレータの空間的な２次利得分布の画像を生成するため、２次放射線で上記シンチレータを照射するステップを有する。空間的な２次利得分布画像は、上記１次放射線に対する上記空間的な１次利得分布の画像に対応する。本発明の実施形態において、即ち、上記１次放射線がＸ線放射線であるＸ線撮像デバイスにおいて、本発明は、Ｘ線放射線でＸ線検出器を照射することなしに上記Ｘ線検出器の正確な較正を提供する。代わりに、上記２次放射線として紫外線を用いる照射は、較正のために使用されることができる所望の空間的な２次利得分布画像を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるイメージング装置の実施形態の概略表示を示す図である。
【図２】本発明による放射線検出器デバイスの実施形態の断面部分表示を示す図である。
【図３】本発明による放射線検出器デバイスの別の実施形態の断面部分表示を示す図である。
【図４】本発明による放射線検出器デバイスの更に別の実施形態の断面表示を示す図である。
【図５】本発明による放射線検出器デバイスの更に別の実施形態の断面表示を示す図である。
【図６】本発明による放射線検出器デバイスの更に別の実施形態の断面表示を示す図である。
【図７】本発明による放射線検出器デバイスの更に別の実施形態の断面表示を示す図である。
【図８】本発明による放射線検出器デバイスの更に別の実施形態の断面表示を示す図である。
【図９】本発明による放射線検出器の更に別の実施形態の分解斜視表示を示す図である。
【図１０】本発明のある実施形態によるイメージング方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明のこれらの及び他の態様が、以下に説明される実施形態より明らとなり、これらの実施形態を参照して説明されることになる。
【００２４】
本発明の説明的な実施形態が、図面を参照して以下より詳細に記載されることになる。実施形態の詳細な説明を通して、１次放射線に対する例は、Ｘ線放射線であり、２次放射線に対する例は、非Ｘ線放射線、特に、紫外線又は青色光である。
【００２５】
図１は、イメージング装置２の例示的な実施形態の概略図を示す。イメージング装置２は、調査される対象物８に１次放射線６を照射する１次放射線源４を有する。図１において例示的に示される対象物８は、人間である。しかしながら、対象物８は、動物又は任意の種類の物質とすることができる。図１に示される実施形態では、１次放射線源４はＸ線源であり、１次放射線はＸ線放射線である。しかしながら、１次放射線は、対象物８を調査するのに適した他の任意の放射線とすることができる。
【００２６】
対象物８を通過した後、１次放射線６は、放射線検出器デバイス１０により検出される。検出器デバイス１０は、シンチレータ１２及び光検出器１４を有する。入射する１次放射線６に基づき、シンチレータ１２は、変換された１次放射線１８を生成する。変換された１次放射線１８を検出し、これに応じて、変換された１次放射線１８を表わす画像信号を生成する光検出器１４が提供される。
【００２７】
図１に示される例示的な実施形態において、シンチレータは、ＣｓＩ：Ｔl（タリウムドープヨウ化セシウム）タイプのシンチレータである。しかしながら、シンチレータは、選択された１次放射線６に適した任意のシンチレータとすることができる。図１に示されるイメージング装置２において使用される光検出器１４は、図２においてより詳細に示されるように、変換された１次放射線１８を検出するための複数のフォトダイオード１６を有するフラットダイナミックＸ線検出器（ＦＤＸＤ）である。
【００２８】
フラットパネルＸ線検出器において一般に使用されるシンチレータタイプＣｓＩ：Ｔｌは、時間的利得効果を示し、それゆえ、「高輝度燃焼(bright-burn)」と呼ばれる。この利得効果は、投影画像の情報コンテンツに依存する。電荷担体のトラッピングが原因で、シンチレータ１２の及びそれ故、検出器デバイス１０の利得は、時間、空間及び強度における履歴に依存する場合がある。強い照射のとき、利得画像が、シンチレータ１２にインプリントされ、その後集められる画像に反映される(imposed)。低コントラストイメージングの場合には、この画像は、より長い期間（日）にわたり輝くだろう。ＣＴタイプのイメージングといった特に軟組織イメージングにおいて、これらのインプリントされたコントラストは、再構成画像におけるリングとして現れるだろう。この効果は望ましくない。なぜなら、これらは組織の低コントラスト可視性を減らすからである。すでに上述されるように、本発明の実施形態は、この効果の消滅に対処する。
【００２９】
適用された線量への利得依存は、Ｔ１成分に基づき、０露出から飽和まで最高６％に達することができる。実際には、デジタル減算血管造影（ＤＳＡ）後、１％近辺の値が見つかるだろう。この値は、同じオーダの大きさのコントラストが検出されなければならない軟組織イメージングにとってはあまりに高い。
【００３０】
低コントラスト可視性を強調するため、図１に示される放射線検出器デバイス１０の実施形態は、２次放射線２２をシンチレータに適用するための２次放射線源２０を有する。これは、２次放射線２２に関する２次利得シンチレータ１２の空間的な２次利得分布の画像を生成するよう適合される。この場合、本実施形態におけるＸ線に関して、空間的な２次利得分布画像は、１次放射線６に対するシンチレータ１２の空間的な１次利得分布画像に対応する。２次放射線源２２がＸ線源４の反対側に、即ち放射線検出器デバイス１０の裏に配置されるので、このタイプの検出器デバイス１０は、背面照射型フラットダイナミックＸ線検出器（ＦＤＸＤ）と呼ばれる。特に「背面照射型」は、フォトダイオード及びシンチレーション層を支持するガラス基板を介して、フォトダイオード及び／又はシンチレーション層を照射することを指す。
【００３１】
実験によれば、３５０〜４５０ｎｍの間の波長範囲、又は例えば、３６５〜４００ｎｍの間の波長範囲、又は例えば、３７０〜３９０ｎｍの間の波長範囲、例えば３８０ｎｍの光が、Ｘ線放射線に関するシンチレータの空間的な１次利得分布画像に対応するＣｓＩ：Ｔｌシンチレータの空間的な２次利得分布画像を生成するのに適していることが示された。図１及び図２の実施形態において、２次放射線源２０は、基板２１の下に取り付けられる。基板２１の上に、光検出器１４が形成される。光検出器１４の上に、検出器デバイス１０のシンチレータ１２が形成される。従って、２次放射線源２０は、１次放射線源４に面するシンチレータ１２の第１の表面部分２４の反対にあるシンチレータ１２の第２の表面部分２６に面して取り付けられる。従って、図示された実施形態において、１次放射線の放射線経路は、１次放射線源４と第１の表面部分２４との間に延在し、２次放射線２２の放射線経路は、２次放射線源２０と第２の表面部分２６との間に延在する。
【００３２】
空間的な２次利得分布画像が、空間的な１次利得分布画像と比較して逆転されたコントラストを示すことができる点に留意されたい。例えば、これは、ＣｓＩ：Ｔｌシンチレータ及び３６５〜４００ｎｍの間の特定の範囲にある紫外線の場合にあてはまる。しかしながら、斯かる逆転された空間的な２次利得分布画像さえ、放射線検出器デバイス１０の正確な較正に役立つ場合がある。
【００３３】
図３は、異なる動作状態にある図２の要素を示す。図２は、１次放射線画像を取得する間、即ちシンチレータ１２に１次放射線６を照射する間のシンチレータ１２、光検出器１４及び基板２１を示し、一方図３は、２次利得コントラスト画像の生成の間のシンチレータ１２、光検出器１４及び基板２１を示す。
【００３４】
図３は、図２の検出器デバイス１０における、２次放射線２２の例示的な放射線経路を示す。２次放射線２２は、基板２１の透過的部分を通り、フォトダイオード１６の傍を通過し、シンチレータ１２に達する。２次放射線２２が光検出器１４を通過することは、フォトダイオード１６の間の空間２８を通りフォトダイオード１６を過ぎて２次放射線を通過させることを含むことができる。この場合、空間２８は２次放射線２２に対して透過的である。図示された実施形態において、フォトダイオード１６の背面側は、２次放射線２２、即ち光に対して透過的でない。代替的に、フォトダイオード１６は、２次放射線２２に対して透過的であってもよい。
【００３５】
シンチレータ１２に達する２次放射線２２は、シンチレータ１２を励起させる。結果として生じるシンチレータ１２の蛍光２９は、シンチレータ１２の以前のＸ線照射に関してトラップ誘導されたシンチレータの反応の複製である。この蛍光２９は、シンチレータ１２の空間的な２次利得分布画像を形成する。蛍光２９は、光検出器１４によりシンチレータ１２から読み出される。イメージング装置２において、読み出された蛍光２９は、較正画像として使用されることができる。この実施形態の検出器デバイスの正確な較正を可能にするため、紫外線により作られる高輝度燃焼の(bright-burned)平坦な画像は、Ｘ線により作られる画像の複製でなければならない。
【００３６】
本発明のある実施形態によれば、励起されたシンチレータ１２により生成される蛍光２９が、光検出器１４のトラップ充填(trap filling)のために使用される。別の実施形態では、フォトダイオードは、紫外線光に対して直接的な応答性を持つこともでき、従って、トラップ充填に支配されることもできる。例えば、励起されたシンチレータの蛍光２９は、図１に示されるイメージング装置２の実施形態におけるフォトダイオード１６のトラップを充填するのに使用されることができ、これにより利得効果が減らされ、特にフォトダイオードにおけるトラップ誘導される利得変動が減らされる。フォトダイオード１６のトラップ充填は、例えば、第２の空間的な利得分布画像の生成及びこの画像からの読み出しに先立って行われることができる。
【００３７】
図１は、本発明のある実施形態によるイメージング装置の制御ユニット３０の例示的な実施形態を示す。図１のイメージング装置２は、制御ユニット３０により制御される。制御ユニット３０は、２次放射線源２０に２次放射線２２を放出させるため、２次放射線源２０に制御信号３２を提供する。
【００３８】
制御ユニット３０は更に、１次放射線源４に１次放射線６を放出させるため、１次放射線源４に制御信号３４を提供する。
【００３９】
制御ユニット３０は更に、例えば読み出しに関して光検出器１４の１つ又は複数の光検出器要素を選択するため、光検出器１４に制御信号３６を提供する。
【００４０】
更に、制御ユニット３０は、光検出器１４から画像信号３８を受信する。画像信号は、例えば対象物８の取得された１次放射線画像を表わす画像信号、空間的な２次利得分布画像を表わす画像信号、空間的な１次利得分布画像を表わす画像信号等といった、光検出器１４により取得される画像に関連する任意の信号とすることができる。
【００４１】
更に、制御ユニット３０は、イメージング装置２の他の部分を制御するよう構成されることができる。例えば、Ｃ型弧心臓血管イメージング装置のＣＴスキャナにおいて、１次放射線源４及び放射線検出器デバイス１０は、Ｃ型弧における直径の反対側に取り付けられる。例えば、イメージング装置２の斯かる実施形態において、制御ユニット３０は、Ｃ型弧の駆動モータ（図示省略）を制御するよう構成されることができる。
【００４２】
制御ユニット３０は、１つ又は複数の別々の制御デバイス４０を有することができる。この場合、制御ユニット３０の前述の個別の各機能は、制御デバイス４０の１つにより行われることができる。本発明の他の実施形態では、制御ユニットは、上述した個別の機能の一部だけを行うことができる。本発明の更に他の実施形態において、制御ユニットは、上述した個別の機能の一部又は全部に加えて、更なる機能を行うことができる。制御ユニット３０の個別の機能のいくつか又は全ては、所定のプログラムに基づき行われることができる。更に、制御ユニット３０の個別の機能のいくつか又は全ては、センサ信号又は他の外部の信号に応答して行われることができる。制御ユニット３０の個別の機能のいくつか又は全ては、マイクロプロセッサで個別のコンピュータプログラムを実行することにより行われることができる。制御ユニット３０又は制御ユニット３０の１つ又は複数の制御デバイス４０は、より高次のランクの制御システムの一部とすることができる。
【００４３】
本発明のある実施形態によれば、１次放射線に対するシンチレータ１２の空間的な利得分布に関する情報は、２次放射線に対するシンチレータの空間的な２次利得分布画像を生成するため、シンチレータ１２に２次放射線２２を照射することにより生成される。その場合、空間的な２次利得分布画像は、１次放射線６に対するシンチレータ１２の空間的な１次利得分布画像に対応する。以下「ワンステップ法」と呼ばれるこの方法は、シンチレータ１２に対して１次放射線を適用することなしに、１次放射線に対するシンチレータ１２の空間的な利得分布に関する情報を提供することを可能にする。ワンステップ法を用いて取得される空間的な２次利得分布画像は、２次放射線分布が原因による非均一性を含む。しかしながら、この非均一性は、多くの用途において許容可能とすることができる。
【００４４】
本発明の別の実施形態によれば、１次放射線に対するシンチレータ１２の空間的な利得分布に関する情報は、図１０においても示される以下のステップにより得られる。
【００４５】
この場合、１次放射線（図１の実施形態におけるＸ線放射線）及び２次放射線（図１の実施形態における紫外線）に対する図１の実施形態において使用される特定の例が、図１０に与えられる。
【００４６】
１．例えば１次放射線較正画像を取得することにより、ｔ＝ｔ０で、１次放射線を用いて検出器デバイス１０が任意の態様において較正される。この較正画像は、取得された複数の１次放射線画像に関して使用されることができる長期較正画像である。シンチレータに１次放射線を一様に照射することにより、シンチレータにおける利得コントラストが、全く生成されない（図１０におけるステップＡ）。
【００４７】
２．ｔ＝ｔ０＋ｄｔ０で、空間的な２次利得分布の基準画像を生成するため、基準シンチレータ状態にある２次放射線がシンチレータ１２に照射される（図１０におけるステップＢ）。空間的な２次利得分布基準画像は、長期的な使用のため、即ち複数の１次放射線画像の較正のために意図される。空間的な２次利得分布の基準画像の生成は、ｔ０のすぐ後に実施されることができる。即ち、ｄｔ０は非常に小さくすることができる。基準シンチレータ状態は、一様な利得分布により特徴づけられることができる。例えば、基準シンチレータ状態は、初期の検出器デバイス１０の状態、特に初期のシンチレータ１２の状態とすることができる。基準シンチレータ状態に関する更なる例は、特定の条件を満たすシンチレータ１２の利得分布により特徴付けられることができる。斯かる条件は、基準シンチレータ状態にあるシンチレータ１２の利得コントラストが、所定のレベル以下であるという点で特徴付けられることができる。
【００４８】
２次利得分布の基準画像を生成すると、シンチレータ１２は、シンチレータ１２の利得分布画像を変化させる１次放射線を用いる種々の照射に支配されることができる。これは、図１０におけるＣでのドットにより示される。
【００４９】
３．ｔ＝ｔ１で、空間的な２次利得分布の実際の画像を生成するため、現在の実際のシンチレータ状態にある２次放射線２２がシンチレータ１２に照射される（図１０におけるステップＤ）。このステップは、ｔ＝ｔ１＋ｄｔ１で、イメージング装置２の軟組織イメージング（ＳＴＩ）の実行の前に行われることができる。
【００５０】
４．基準の空間的な２次利得分布画像と実際の空間的な２次利得分布画像とから、空間的な２次利得分布の真の実際の画像が生成される（図１０におけるステップＤ）。このステップは、基準の空間的な２次利得分布画像と実際の空間的な２次利得分布画像とを分けることにより行われることができる。
【００５１】
従って、この実施形態は、２次放射線を用いる２つの照射ステップを有する。第１の照射ステップは、高輝度燃焼イベントの前に基準シンチレータ状態にある２次放射線を用いて行われ、第２の照射ステップは、実際の１次放射線画像が取得される前であって高輝度燃焼イベントの後に、実際のシンチレータ状態にある２次放射線を用いて行われる。このツーステップ(two step)法は、空間的な２次利得分布の真の実際の画像が高輝度燃焼効果のみを含むという利点を持つ。特に、空間的な２次利得分布の真の実際の画像は、例えばシンチレータ１２に２次放射線２２を非一様に照射することによる影響を受けない。空間的な２次利得分布の真の実際の画像は、検出器デバイス１０を較正するのに、特にシンチレータ１２を較正するのに使用されることができる。
【００５２】
本発明のある実施形態によれば、シンチレータ１２のイメージング方法は、以下のステップを有する。
【００５３】
１．ｔ＝ｔ１で、シンチレータ１２の空間的な２次利得分布画像を生成するステップ（図１０におけるステップＡ〜Ｄ）。これは、例えば上記ワンステップ法又はツーステップ法を行うことにより行われることができる。この意味において、「空間的な２次利得分布画像」という用語は、前述の「真の実際の空間的な２次利得分布画像」を含む。
【００５４】
２．ｔ＝ｔ１＋ｄｔ１で、１次放射線６を受信することにより、放射線検出器デバイス１０を用いて１次放射線画像を取得するステップ（図１０におけるステップＥ）。１次放射線画像を取得することは、例えば撮像デバイス２の軟組織イメージングの実行とすることができる。
【００５５】
３．ｔ＝ｔ１＋ｄｔ１＋ｄｔ２で、取得された１次放射線画像及び空間的な２次利得分布画像に基づき、修正された１次放射線画像を生成するステップ（図１０におけるステップＦ）。修正された１次放射線画像を生成するステップは、任意の適切な方法により行われることができる。例えば、空間的な２次利得分布画像が対応する空間的な１次利得分布画像と比較して逆転されたコントラストを示す場合には、このステップは、空間的な２次利得分布画像を逆にするステップを含むことができる。更に、このステップは、取得された１次放射線画像及び空間的な２次利得分布画像を追加するステップを含む訂正方法により行われることができる。更に、このステップは、取得された１次放射線画像及び空間的な２次利得分布画像を分けるステップを含む訂正方法により行われることができる。訂正された１次放射線画像を生成するための訂正の望ましい目的は、修正された１次放射線画像におけるシンチレータの高輝度燃焼が原因であるゴースト画像の除去である。
【００５６】
時間間隔ｄｔ０、ｄｔ１及びｄｔ２は、所望のタイミング及び関係要素の処理速度に依存する。
【００５７】
上述したステップの各々は、制御ユニット３０の個別の制御デバイス４０により行われることができる。個別の実施形態において、制御ユニット３０は、少なくとも空間的な２次利得分布基準画像及び／又は１次放射線較正画像を格納するためのストレージデバイス４１を更に有することができる。画像を格納するステップは、画像を表す信号を格納するステップを含む。
【００５８】
図４〜図８は、放射線検出器デバイスの可能な実施形態のいくつかを示す。これらの実施形態のいくつかは、２次放射線源としてフォトルミネセンスシート又は発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する。フォトルミネセンスシートは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の有機発光層を有することができる。しかしながら、個別のシンチレータの空間的な２次利得分布画像を生成するのに適切な２次放射線を提供する限り、本発明の他の実施形態において、他の形式の２次放射線源も可能である。２次放射線が紫外線である場合には、個別のフォトルミネセンスシートが紫外線発光シートであり、個別のＬＥＤは紫外線範囲における放射線を放出する紫外線ＬＥＤであることを理解されたい。図４〜図８の例示的な実施形態において、光検出器１４は、複数のフォトダイオード１６を有する。しかしながら、光検出器が、２次放射線を用いる照射に基づきシンチレータにより生成される放射線を検出するのに適した任意の形式を持つことができる点を理解されたい。図４〜図８に示される放射線検出器の実施形態の各々は、図１における放射線検出器１０を置換することができる。この意味において、放射線検出器１０に関して述べられた特徴及び利点は、図４〜図８に示される放射線検出器の実施形態に対しては繰り返されない。
【００５９】
図４〜図８に示される実施形態の利点について述べるとき、１次放射線６は、個別の放射線検出器デバイスへ上から照射されることが仮定される。しかしながら、この仮定は説明の便宜上なされるにすぎず、実施形態はこれに限定されない。
【００６０】
図４は、基板１２１の上に形成されるフォトルミネセンスシート１２０を持つ放射線検出器デバイス１１０の実施形態を示す。光検出器１１４のフォトダイオード１１６は、フォトルミネセンスシート１２０の上に形成される。フォトダイオード１１６の上に、シンチレータ１１２が形成される。この実施形態は、基板１２１が２次放射線に関して透過的である必要がないという利点を持つ。
【００６１】
図５は、基板２２１の表面２４４上に形成されるフォトルミネセンスシート２２０を持つ放射線検出器デバイス２１０の実施形態を示す。基板２２１の表面２４４は表面２４６の反対側にある。この表面２４６の上に、光検出器２１４が形成される。シンチレータ２１２は、光検出器２１４の上に形成される。基板２２１は、２次放射線に関して透過的であり、１次放射線に関して非透過であるよう選択されることができる。斯かる「フィルタリング基板」の代わりに、１次放射線及び２次放射線に対して透過的である基板が、適切な放射線フィルタを具備することができる。いずれの場合でも、フォトルミネセンスシート２２０を１次放射線で照射することが回避されることができる。
【００６２】
図６は、基板３２１の上に形成される光検出器３１４を持つ放射線検出器デバイス３１０の実施形態を示す。光検出器３１４の上に、シンチレータ３１２が形成される。シンチレータ３１２の上に、１次放射線に関して透過的なフォトルミネセンスシート３２０が形成される。従って、１次放射線６及び２次放射線２２は、シンチレータ１２の共通の表面部分３２４上へ照射される。この実施形態は、空間的な２次利得分布画像を形成する放射線に関する放射線経路が、光検出器３１４によっても検出される変換された１次放射線の放射線経路に相当するものであるという利点を持つ。
【００６３】
図７は、図５の実施形態のシンチレータ２１２、光検出器２１４及び基板２２１を持つ放射線検出器デバイス４１０の実施形態を示す。しかしながら、図５の実施形態と比較して、放射線検出器４１０は、図５のデバイス２１０のフォトルミネセンスシート２２０の代わりに、複数の２次放射線放出ダイオード４２０を有する。図４〜図６に示される実施形態のいずれかにおいて、個別のフォトルミネセンスシート１２０、２２０、３２０が、複数の適切な発光ダイオードにより置換されることができる点に留意されたい。
【００６４】
図８は、図７の放射線検出器デバイス４１０に対応する放射線検出器デバイス５１０の実施形態を示す。この検出器デバイスは、複数の３次放射線源５４８に加えて、図示された実施形態の発光ダイオードを持つ。この３次放射線源は、光検出器２１４における１次放射線により誘導されるトラップを充填するのに適した３次放射線を生成するよう作動されることができる。この実施形態は、光検出器２１４におけるトラップを３次放射線を用いて満たした後、光検出器が、空間的な２次利得分布画像を読み出すための一様な感度を持つという利点がある。
【００６５】
図９は、正面照射型ＣＭＯＳタイプの光検出器６１４を持つ放射線検出器デバイス６１０の更なる実施形態の分解立体図を示す。
【００６６】
放射線検出器デバイス６１０は、２次放射線源６２０としてＬＥＤアレイを持つ。２次光源６２０は、１次放射線６のビームの外に配置される。この実施形態の利点は、ＬＥＤアレイ６２０の代わりに、他のタイプの任意の２次放射線源がこの実施形態において採用されることができる点にある。２次放射線源としては、例えば２次発光チューブが採用され、特にＣｓＩタイプのシンチレータが使用される場合には紫外線発光チューブが採用されることができる。１次放射線６は、基板６２１に面するシンチレータ６１２の表面上へ照射される。即ち、１次放射線６が、図９において下から照射される。
【００６７】
検出器デバイス６１０のフロント照射を行うよう、ＬＥＤアレイ６２０から検出器デバイス６１０まで２次光２２をガイドするため、放射線検出器デバイス６１０は光ガイド６５０を有する。例えば図９に示されるように、２次光源６２０からの２次光２２を分散させる光ガイドプレートが与えられる。例えば、光ガイドプレート６５０は、光検出器６１４の検出器表面に又はシンチレータ６１２のシンチレータ表面に対応する表面に２次光２２を分散させるようデザインされることができる。検出器デバイス６１０の反対側にある光ガイドプレート６５０の表面６５２に、１次放射線に関して透過的であり、かつ２次放射線を反射する反射シート６５４が提供されることができる。更に、光ガイドプレート６５０に２次光２２を焦束させる反射器６５６が提供されることができる。
【００６８】
図９に示される実施形態では、ガラスから形成される基板６２１が提供される。しかしながら、１次放射線及び２次放射線に関して透過的である限り、他の材料も適している。基板６２１は、光学フィルタ６５８、及び例えばＣｓＩシンチレータ層といったシンチレータ６１２を搬送する。基板６２１の反対のシンチレータ６１２表面には、ＣＭＯＳタイプの光検出器６１４が配置される。光検出器６１４は、複数の光検出器を持つウエハの形で提供されることができる。ウエハは、シリコン又は他の任意の適切な物質から形成されることができる。上記のＣＭＯＳタイプの放射線検出器６１４の代わりに、他の任意の放射線検出器が使用されることができる。光学フィルタは、２次放射線及び１次放射線を通過させ、シンチレータ放出光を反射する低域フィルタである。こうして、１次放射線で生成される光子に関するシンチレータ６１２の反応性が増加される。
【００６９】
シンチレータ６１２へと２次光を向けるために、例えば図９に示されるような、表面が下向きのプリズムシートといった放射線ディレクタ６６０が提供されることができる。図示された実施形態において、ディレクタ６６０は、２次放射線２２をシンチレータ表面に対して本質的に垂直に向ける。２次放射線２２を更に均質化するため、拡散シートが提供されることができる。例えば、適切に設計された基板６２１が、拡散シートとして機能することができる。
【００７０】
図６の実施形態において、２次放射線源６２０と、２次放射線源及び基板の間の２次放射線の放射線経路における要素、例えば光ガイド６５０及びディレクタ６６０とが、フォトルミネセンスシートにより置換されることができる。更に、図５に示される実施形態における光検出器３１４は、図９に示される実施形態の光検出器６１４としてＣＭＯＳタイプの光検出器とすることができる。
【００７１】
本発明が図面及び前述の説明において詳細に図示され及び説明されたが、斯かる図示及び説明は、説明的又は例示的であると考えられ、本発明を限定するものではない。即ち、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。
【００７２】
例えば、本発明は、Ｘ線検出器デバイスに又はＸ線検出器デバイスの較正に限定されるものではない。代わりに、１次放射線に対するシンチレータの利得分布に関する情報が必要とされる任意の応用例において、本発明に基づき取得される空間的な２次利得分布画像を使用することが可能である。
【００７３】
「空間的な利得分布画像」という用語は、「平面の利得分布画像」を含む。実際、本発明の詳細な説明に示される実施形態は、平面の利得分布の画像である。しかしながら、空間的な利得分布画像が平面の利得分布画像とは異なる他の構成を持つ実施形態において、本発明を実施することも可能である。
【００７４】
図面、開示及び添付の特許請求の範囲の研究から、開示された実施形態に対する他の変形が、請求項に記載された発明を実施する当業者により理解され及び遂行されることができる。請求項において、単語「有する」は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載される複数のアイテムの機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される適切な媒体に格納／配布されることができるが、例えばインターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してといった他の形式で配布されることもできる。更に、請求項における参照符号は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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