(57)【要約】  本発明は、例えば医療撮像システムに関する放射線Ｘを検出する間接放射線検出器に関する。検出器は、ピクセルＰ１〜Ｐ６のアレイを持つ。各ピクセルＰは、少なくとも第１及び第２のサブピクセルＰＥ１、ＰＥ２へと再分割される。各サブピクセルは、アレイの表面６０に平行な断面領域Ａ１、Ａ２を持つ。検出可能な束密度のダイナミックレンジを提供するため、第１のサブピクセルＰＥ１の断面領域Ａ１は、第２のサブピクセルＰＥ２の断面領域Ａ２とは異なる。例えばＡ１の方がより小さい。更に、第１のサブピクセルＰＥ１は、サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスＰＳ１を持つ。このサイドは、良好な光学結合を提供するため、ピクセルのアレイの表面に実質的に直交する。この検出器は、比較的簡単な検出器設計を用いて高束光子計数を可能にする。
2011503535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する間接放射線検出器であって、
各ピクセルが少なくとも第１及び第２のサブピクセルへと再分割されるピクセルのアレイであって、各サブピクセルが、前記ピクセルのアレイの表面に平行な断面領域を持つ、ピクセルのアレイを有し、
前記第１のサブピクセルの前記断面領域が、前記第２のサブピクセルの前記断面領域と異なり、
前記第１のサブピクセルは、前記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを有し、前記サイドが、前記ピクセルのアレイの前記表面に実質的に直交する、間接放射線検出器。
【請求項２】
前記第２のサブピクセルが、前記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを有し、前記サイドは、前記ピクセルのアレイの前記表面に実質的に直交する、請求項１に記載の検出器。
【請求項３】
前記第２のサブピクセルが、前記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを有し、前記サイドは、前記ピクセルのアレイの前記表面に実質的に平行である、請求項１に記載の検出器。
【請求項４】
前記放射線の入射方向に実質的に直交する前記サイドが、前記入射放射線に対する前記検出器の後方サイドに配置される、請求項３に記載の検出器。
【請求項５】
前記第１及び前記第２のサブピクセルが、前記ピクセルのアレイの前記表面に直交する異なる幾何中心を持つ、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検出器。
【請求項６】
前記第１及び前記第２のサブピクセルが、前記ピクセルのアレイの表面に平行な実質的に矩形の断面領域を持つ、請求項５に記載の検出器。
【請求項７】
前記第１及び前記第２のサブピクセルが、前記ピクセルのアレイの前記表面に直交する同じ幾何中心を実質的に持つ、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検出器。
【請求項８】
前記第１のサブピクセルのフロント表面及び／又はリア表面が、前記第２のサブピクセルのフロント表面及び／又はリア表面とそれぞれ実質的に整列配置される、請求項１に記載の検出器。
【請求項９】
前記感光性デバイスが配置される前記サイドが、前記最大領域を持つ前記第１のサブピクセルの前記サイドである、請求項６に記載の検出器。
【請求項１０】
前記第２のサブピクセルの断面領域と前記第１のサブピクセルの断面領域との間の比率が、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０である、請求項１に記載の検出器。
【請求項１１】
各ピクセルが、少なくとも第１、第２及び第３のサブピクセルへと再分割され、各サブピクセルは、前記ピクセルのアレイの表面に平行な断面領域を持つ、請求項１に記載の検出器。
【請求項１２】
前記３つのサブピクセルの前記断面領域の間の比率が、約１：５：２５から約１：１０：１００の範囲にある、請求項１１に記載の検出器。
【請求項１３】
前記第１及び前記第２のサブピクセルが、光子計数回路手段に結合される、請求項１に記載の検出器。
【請求項１４】
前記第１及び前記第２のサブピクセルが、束密度放射線の２つの異なるサブ範囲を測定するため、前記光子計数回路手段と共に配置される、請求項１３に記載の検出器。
【請求項１５】
前記感光性デバイスが、アバランシェフォトダイオード、シリコン光電子増倍管、電圧バイアス・フォトダイオード又は光電子倍増管である、請求項１に記載の検出器。
【請求項１６】
前記ピクセルが、ＬＳＯ、ＬＹＳＯ、ＧＳＯ、ＹＡＰ、ＬｕＡＰ若しくはＬａＢｒ３、又はこれらの任意の合金を有する、請求項１に記載の検出器。
【請求項１７】
放射線検出器を有する陽電子放出断層撮影装置であって、
前記放射線検出器が、各ピクセルが少なくとも第１及び第２のサブピクセルへと再分割されるピクセルのアレイであって、各サブピクセルが、前記ピクセルのアレイの表面に平行な断面領域を持つ、ピクセルのアレイを有し、
前記第１のサブピクセルの前記断面領域は、前記第２のサブピクセルの前記断面領域と異なり、
前記第１のサブピクセルが、前記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを有し、前記サイドは、前記ピクセルのアレイの前記表面に実質的に直交する、陽電子放出断層撮影装置。
【請求項１８】
放射線検出器を有する単光子放出コンピュータ断層撮影装置であって、
前記放射線検出器が、各ピクセルが少なくとも第１及び第２のサブピクセルへと再分割されるピクセルのアレイであって、各サブピクセルが、前記ピクセルのアレイの表面に平行な断面領域を持つ、ピクセルのアレイを有し、
前記第１のサブピクセルの前記断面領域は、前記第２のサブピクセルの前記断面領域と異なり、
前記第１のサブピクセルが、前記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを有し、前記サイドは、前記ピクセルのアレイの前記表面に実質的に直交する、単光子放出コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１９】
放射線検出器を有するコンピュータ断層撮影装置であって、
前記放射線検出器が、各ピクセルが少なくとも第１及び第２のサブピクセルへと再分割されるピクセルのアレイであって、各サブピクセルが、前記ピクセルのアレイの表面に平行な断面領域を持つ、ピクセルのアレイを有し、
前記第１のサブピクセルの前記断面領域は、前記第２のサブピクセルの前記断面領域と異なり、
前記第１のサブピクセルが、前記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを有し、前記サイドは、前記ピクセルのアレイの前記表面に実質的に直交する、コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２０】
放射線検出器を有し、大面積のフラットパネル撮像を備えるコンピュータ断層撮影装置であって、
前記放射線検出器が、各ピクセルが少なくとも第１及び第２のサブピクセルへと再分割されるピクセルのアレイであって、各サブピクセルが、前記ピクセルのアレイの表面に平行な断面領域を持つ、ピクセルのアレイを有し、
前記第１のサブピクセルの前記断面領域は、前記第２のサブピクセルの前記断面領域と異なり、
前記第１のサブピクセルが、前記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを有し、前記サイドは、前記ピクセルのアレイの前記表面に実質的に直交する、コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２１】
放射線を検出する方法において、
各ピクセルが少なくとも第１及び第２のサブピクセルへと再分割されるピクセルのアレイを提供するステップであって、各サブピクセルが、前記ピクセルのアレイの表面に平行な断面領域を持つ、ステップと、
間接検出により前記放射線を検出するステップとを有し、
前記第１のサブピクセルの前記断面領域が、前記第２のサブピクセルの前記断面領域と異なり、
前記第１のサブピクセルは、前記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを有し、前記サイドが、前記ピクセルのアレイの前記表面に実質的に直交する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を、特に医療撮像目的のために適用されるＸ線放射線を検出する間接放射線検出器に関する。本発明は、放射線を検出する対応する方法及び対応するコンピュータ・プログラムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なＸ線撮影撮像システム、例えばＸ線撮像システム及びコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムにおいて、Ｘ線源又は放射源は、例えば患者である対象物又は他の対象物の方へＸ線を放射する。この光線は、対象物を通り横断する。これにより、Ｘ線ビームの強度の減衰が引き起こされる。Ｘ線源及び検査される対象物に対して適切に配置される場合、光線の減少した強度が、放射線検出器により測定されることができる。
【０００３】
他のＸ線撮像システム、例えば陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）又は単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）では、放射線源は、対象物に挿入され、対象物の画像は、エネルギーを感知可能な光子計数検出器を用いて、放出されたガンマ放射線を検出することにより再構成されることができる。
【０００４】
近年、光子計数Ｘ線ＣＴ撮像システムは、標準的なＣＴ撮像システム（即ち現在の一体化技術に基づかれるもの）と比較して、物質識別能力、低コントラスト分解能及び低放射線量に対する感度を大幅に向上させる非常に大きな可能性があることから、ある程度注目されている。既知の光子計数ＣＴ検出器は、直接的な変換物質に基づかれるか、又は光学的に感度の良いデバイスに結合される高速シンチレータに基づかれる。シンチレータは基本的に間接検出機構を用いて作動する。このことが、これらの検出器がなぜこの分野において間接検出器とも呼ばれるかを説明している。
【０００５】
通常、光子計数能力は、各ピクセル及び各スキャン読出しにおけるＸ線スペクトル及びＸ線光子数を測定するのに使用される。重要な側面は、検出器の位置での面積当たりのＸ線光子レートである、受信Ｘ線束密度である。この量は、所与の検出器素子において及びスキャン読み出しに関して検出される光子計数から算出されることができる。（増倍率までの）束密度値は、対象物の画像を再構成する能力にとって必須である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在の一体化技術に基づかれる標準的なＣＴ検出器と比較した場合、光子計数検出器の一般的な不利な点の１つは、大きなエラー又は信号飽和を得ることなしに測定されることができるＸ線束密度が比較的低いことである。人間の患者の典型的な臨床ＣＴスキャンにおいて、検出器の位置での最大Ｘ線束密度は、１０９光子／秒／ｍｍ２のオーダー及びそれ以上とすることができる。斯かる高い束密度は、短いスキャン時間、低い画像ノイズ及び高い空間分解能の観点から全体の良好な性能を実現するために必須である。
【０００７】
（許容可能なエラーでの）所与の検出器ピクセルの検出可能な最大光子計数レートは、Ｘ線光子に対するパルス信号の時定数の関数である。この時定数は、立ち上がり時間、減衰時間及びパルス幅を定める。光子計数Ｘ線ＣＴに適した一般的な検出器タイプにおいて、パルス幅は通常、１０〜５０ナノ秒のオーダーである。シンチレータに対して最適化されるいくつかの信号処理技術では、立ち上がりパルスの情報だけで充分とすることができる。立ち上がりパルスの総持続期間は、高速物質において１〜５ナノ秒のオーダーとすることができる。時定数のこれらの範囲において、レート限界が検出器の物理的特性に完全に依存するよう、適切な高速電子機器が設計されることができる。しかしながら、時間的ポアソン分布を持つランダムな光子の検出は、効率的な撮像のために必要な最大限の計数レートに達することを非常に困難にする。
【０００８】
複数の既知の方法は、光子計数ＣＴにおいて検出可能なＸ線束密度が不十分である問題を部分的に緩和することができる。
【０００９】
１つの一般的な手法は、「撮像ピクセル」（即ち、適切な画像再構成にとって充分である有効な検出器ピクセル域）の領域を複数の検出器サブピクセルに分けることである。各サブピクセルは、個別の信号処理チャネルを持つ。何らかの実際的な限界内で、実現可能な総束密度は、サブピクセルの数に比例する。すべてのサブピクセルから計数結果を得た後、より大きな撮像ピクセルを表すため、複数のサブピクセルデータのグループが結合されることができる。この手法の明白な欠点は、経由及び処理されるべき個別の電子チャネルの数が非常に増加する点である。更に、いくつかの検出器タイプ（主にピクセル化されたシンチレータ）では、小さいサブピクセルを構築することが、技術的問題をもたらし、有効な検出区域を減らす場合がある。
【００１０】
別の既知の手法は、撮像ピクセルを複数の垂直検出層へ分割することである。各層は、互いに上下に配置され、個別の信号処理チャネルを持つ。例えば、（直接的な変換検出器を用いる）ＵＳ２００６／００５６５８１号を参照されたい。この技術は、光子計数スペクトル解析に対してかなりの複雑さをもたらす場合もある。なぜなら、各層のスペクトル応答が、他の層とは異なるからである。この場合、複雑な較正及び修正が必要とされる場合がある。
【００１１】
従って、特により効率的及び／又は信頼性が高い改良された放射線検出器が有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従って、本発明は、好ましくは、単独で又は任意の組合せにおいて、上述の不利な点の１つ又は複数を緩和、軽減又は除去しようとするものである。特に本発明の目的は、計数光子に関連して高いＸ線束密度を検出することに伴う従来技術の上述の問題を解決する放射線検出器を提供することである。
【００１３】
この目的及び他の複数の目的は、放射線を検出する間接放射線検出器を提供することにより、本発明の第１の側面において達成される。この検出器は、各ピクセルが少なくとも第１及び第２のサブピクセルへと再分割されるピクセルのアレイであって、各サブピクセルが、ピクセルのアレイの表面に平行な断面領域を持つ、ピクセルのアレイを有し、上記第１のサブピクセルの上記断面領域が、上記第２のサブピクセルの上記断面領域と異なり、上記第１のサブピクセルは、上記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを持ち、上記サイドが、ピクセルの上記アレイの上記表面に実質的に直交する。
【００１４】
本発明は、特に、しかし排他的にではなく、比較的簡単な検出器設計を用いて高束光子計数を可能にする間接放射線検出器を得る点に関して有利である。少なくとも１つのサブピクセル上での感光性デバイスのサイド方向の構成は通常、サブピクセル及び対応する感光性デバイスの間の良好な光学結合を確実にする。
【００１５】
特に、本発明は、第１及び第２のサブピクセルから類似するスペクトル応答を提供することもできる。このことは、より簡単な画像再構成を容易化することができる。更に、本発明は、既存の検出器構築技術を使用することにより実現するのが比較的簡単である。
【００１６】
本発明に関連して、「表面」が、ピクセルのアレイの境界線上の共通平面を構成する点を理解されたい。放射線検出器の充分な空間分解能を得るのに必要とされるピクセル数が多いことが原因で、ピクセルは通常、類似する又は同じサイズとなることになり、アレイにおいて隣り合って配置される。これは、ピクセルのアレイの「表面」という用語を良く表している。異質な表面に対しては、このアレイに対する平均表面を定めることが適切な場合がある。表面は、組み立てのとき放射線検出器の外側表面となることができるか、又は、この表面は、斯かる表面の近くにある平面となることができる。衝突する放射線は通常、最高の分解能を与えるため、アレイの表面に直交する入射方向を持つことが意図されることになる。しかしながらいくつかのセットアップでは、放射線は、直交する入射角からの幾らかの偏差を持つ場合がある。ピクセルのアレイ、即ち放射線検出器が、特定の湾曲を持つ場合も想定される。表面はそれに従って、検出器の位置での放射線検出器に対する正接面を規定することができる。
【００１７】
本発明に関連して、「放射線」は、数電子ボルト（ｅＶ）及びこれ以上の範囲のエネルギーを持つ光子により搬送される任意の種類の電磁放射線として理解されることができる点を理解されたい。従って「放射線」は、紫外線（ＵＶ）、Ｘ線（軟及び硬）及びガンマ線（γ）（軟及び硬）を含むことができる。本発明は特に、医療撮像に関連してＸ線放射線を検出する点に関して有利である。
【００１８】
有利には、上記第２のサブピクセルが、上記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを持つこともでき、上記サイドは、ピクセルの上記アレイの上記表面に実質的に直交する。従って、第１及び第２のサブピクセルが共に、両方のサブピクセルに対する良好な光学結合を与えるサイド方向の感光性デバイスを持つことができる。
【００１９】
代替的に、上記第２のサブピクセルが、上記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを持つことができ、上記サイドは、ピクセルの上記アレイの上記表面に実質的に平行である。こうして、感光性デバイスは、上記第２のサブピクセルの上部又は底部に配置されることができる。両方の位置は、製造にとってもより容易である。好ましくは、上記放射線の入射方向に実質的に直交する上記サイドが、上記入射放射線に対する上記検出器の後方サイド、即ち底面サイドに配置されることができる。
【００２０】
ある実施形態において、上記第１及び上記第２のサブピクセルが、ピクセルの上記アレイの上記表面に直交する異なる幾何中心を持つことができる。こうしてピクセルは互いに隣合って配置されることができ、これは、ピクセルをより小さい要素に分離することにより、製造を比較的容易なものにする。本実施形態において、上記第１及び上記第２のサブピクセルが、ピクセルの上記アレイの表面に平行な実質的に矩形の断面領域を持つことができる。従って、サブピクセルの斯かる箱形状の構成が、都合よく作られることができる。矩形の構成に関して、感光性デバイスが配置されるサイドは好ましくは、サブピクセル及び対応する感光性デバイスの間の最大光学結合を確実にするよう、最も大きい領域を持つ第１のサブピクセルのサイドである。
【００２１】
別の実施形態では、上記第１及び上記第２のサブピクセルが、ピクセルの上記アレイの上記表面に直交する同じ幾何中心を実質的に持つことができる。これにより、この対称性を持つ検出器を製造することがより困難な場合があるが、再ビン化するために有益である高度な対称性が提供される。
【００２２】
可能であれば、上記第１のサブピクセルのフロント表面及び／又はリア表面が、上記第２のサブピクセルのフロント表面及び／又はリア表面とそれぞれ実質的に整列配置される。従って、フロント表面が整列配置されるとき、アレイの表面は、実質的に平坦となる場合がある。一方、リア表面が整列配置される場合には、これは必ずしも必要とされるものではない。
【００２３】
第１及び第２のサブピクセルの断面領域の間の比率は、好ましくは少なくとも５、又はより好ましくは少なくとも１０である。検出可能な放射線束密度の幅広い範囲を提供するため、比率は、１から１０、又はより好ましくは２から２０の範囲にあるとすることができる。
【００２４】
ある実施形態において、各ピクセル要素が、少なくとも第１、第２及び第３のサブピクセルへと再分割され、各サブピクセルは、ピクセルの上記アレイの表面に平行な断面領域を持つ。同様に、ピクセルは、４、５、６、７、８、９、１０及びこれ以上の数のサブピクセルへと再分割されることができる。３つのサブピクセルを用いる場合、上記３つのサブピクセルの上記断面領域の間の比率が、約１：５：２５から約１：１０：１００の範囲にある。他の比率は、約１：４：８から約２：４：８の範囲にあるとすることができる。
【００２５】
ある実施形態では、１Ｇｃｐｓより高い計数レートで本発明を適用するため、上記第１及び上記第２のサブピクセルが、光子計数回路手段に結合されることができる。詳細には、上記第１及び上記第２のサブピクセルが、束密度放射線の２つの異なるサブ範囲を測定するため、上記光子計数回路手段と共に配置されることができる。最低のサブ範囲は、最大のサブピクセルにより、又は代替的に２つのサブピクセルの組合せにより検出される。最高のサブ範囲において、光子検出は、最も小さい領域を持つサブピクセルによってのみ実行される。異なるサブピクセルにおいて計数された光子数は、画像再構成に関して必要とされる真の放射線束密度を表すため、容易に修正されることができる。対応して、３つ又はこれ以上のサブピクセルが、さまざまな検出サブ範囲へと結合されることができる。
【００２６】
ある実施形態において、上記感光性デバイスは、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）、電圧バイアス・フォトダイオード、光電子倍増管、又はサブピクセルからの光を電子的に測定可能な信号へと変換することができる他の適切な感光性デバイスとすることができる。
【００２７】
通常、このピクセルは、入射放射線を光に変換するため、ＬＳＯ、ＬＹＳＯ、ＧＳＯ、ＹＡＰ、ＬｕＡＰ若しくはＬａＢｒ３、又はこれらの任意の合金を有することができる。これは、シンチレータに関して良く知られている。
【００２８】
本発明は、第１の側面による放射線検出器を有する、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）装置、陽電子単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）装置、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置、又は大面積の平面パネル撮像を持つコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置にも関することができる。
【００２９】
第２の側面において、本発明は放射線を検出する方法に関する。この方法は、
各ピクセルが少なくとも第１及び第２のサブピクセルへと再分割されるピクセルのアレイを提供するステップであって、各サブピクセルが、ピクセルのアレイの表面に平行な断面領域を持つ、ステップと、
間接検出により上記放射線を検出するステップとを有し、
上記第１のサブピクセルの上記断面領域が、上記第２のサブピクセルの上記断面領域と異なり、
上記第１のサブピクセルは、上記サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスを持ち、上記サイドが、ピクセルの上記アレイの上記表面に実質的に直交する。
【００３０】
本発明の第１及び第２の側面はそれぞれ、他の側面の任意の１つと結合されることができる。本発明のこれら及び他の側面が、以下に説明される実施形態を参照して明らかとなり、これらの実施形態を参照して説明されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムの概略的な図である。
【図２】本発明による放射線検出器の実施形態を示す図である。
【図３】本発明による放射線検出器の別の実施形態を示す図である。
【図４】本発明による放射線検出器の更に別の実施形態を示す図である。
【図５】本発明による２つの放射線検出器の上面図である。
【図６】本発明による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明が以下、例示に過ぎないものを用いて、添付の図面を参照して、説明されることになる。
【００３３】
図１は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムの概略的な図である。ここでは、コンピュータ断層撮影スキャナ１０が、放射線源１２を収納又は支持する。この放射線源は、ある実施形態ではＸ線源であり、スキャナ１０により規定される検査領域１４に放射線ビームを投影する。検査域１４を通過後、放射線ビームは、検査領域１４を通過後の放射線ビームを検出するよう構成される２次元放射線検出器１６により検出される。放射線検出器１６は、複数の検出モジュール又は検出要素１８を含む。通常、Ｘ線管は、コーンビーム、楔ビーム、又は放射線検出器１６の領域を実質的に満たすよう検査領域１４を通過するとき拡大する他の光線ジオメトリを持つ拡散的Ｘ線ビームを生成する。
【００３４】
撮像対象物は、撮像対象物を検査領域１４に移動させる寝台２２又は他の支持部上に配置される。寝台２２は、図１においてＺ方向として示される軸方向に沿って、直線的に移動可能である。視野についての角度範囲を提供するため、ガントリ２４の回転が検査領域１４の周りで放射線源１２の回転をもたらすよう、放射線源１２及び放射線検出器１６は、回転ガントリ２４上で検査領域１４の反対の位置に取り付けられる。取得したデータは投影データと呼ばれる。なぜなら、各検出器要素が、源から検出器要素まで延在する線、狭い円錐又は他の実質的に線形の投影上でとられる減衰線積分に対応する信号を検出するからである。
【００３５】
スキャンの間、各投影に沿って通過する放射線のいくつかの部分は、一般に空間的に変化する放射線の減衰を生成するよう撮像対象物により吸収される。放射線吸収投影データを生成するため、放射線検出器１６の検出器要素１８は、放射線ビームにわたり放射線強度をサンプリングする。放射線源１２が検査領域１４の周囲で回転するという態様でガントリ２４が回転するにつれ、投影データの複数の角度表示が得られる。こうして、バッファ・メモリ２８に格納される投影データセットが、集合的に規定される。
【００３６】
マルチ・スライス・スキャナにおける源集束取得ジオメトリに対して、バッファ・メモリ２８に格納される減衰線積分又は投影データセットの投影の読み出しは、Ｐ（γ、β、ｎ）としてパラメタ化されることができる。ここで、γは、回転ガントリ２４の位置により決定される放射線源１２の源角度であり、βは、ファン内の角度であり（
2011503535.tif 000003
、ここで
2011503535.tif 000004
はファン角度である）、及びｎは、Ｚ方向における検出器行番号である。再ビン化プロセッサ３０は好ましくは、標準的な（canonic）長軸断座標の平行な非等距離ラスタへと投影データを再ビン化する。再ビン化は、Ｐ（γ、β、ｎ）→Ｐ（θ、ｌ、ｎ）として表されることができる。ここで、θは、ｌによりパラメタ化される平行な読み出しから作られる投影番号をパラメタ化し、ｌは、読み出しとアイソセンターとの間の距離を特定し、及びｎは、Ｚ方向における検出器行番号である。
【００３７】
再ビン化された平行な光線投影データセットＰ（θ、ｌ、ｎ）が、投影データセット・メモリ３２に格納される。オプションで、投影データは、投影データセット・メモリ３２に投影データＰ（θ、ｌ、ｎ）を格納する前に、等距離の座標へと又は他の所望の座標空間へと補間プロセッサ３４により補間される。再構成プロセッサ３６は、再構成画像メモリ３８に格納される１つ又は複数の再構成画像へと投影データセットを再構成するため、フィルタリング逆投影法又は別の画像再構成技術を適用する。再構成画像は、ビデオプロセッサ４０により処理され、ユーザ・インタフェース４２に表示されるか、又は他の態様で処理若しくは利用される。ある実施形態において、ユーザ・インタフェース４２は、選択されたアキシアル、ヘリカル又は他のコンピュータ断層撮影撮像セッションを実現するよう、放射線科医、技師又は他のオペレータがコンピュータ断層撮影スキャナコントローラ４４とインタフェースすることも可能にする。
【００３８】
図２は、ピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５及びＰ６のアレイ７０を持つ、本発明による放射線検出器１６の要素１８を示す。アレイに対するピクセル数は通常、約１００から数万、更には数十万までの範囲にわたり、非常に大きいものとすることができる。本発明では、より小さい及びより大きな検出領域の両方が想定されるが、通常のＣＴ用途に関して充分な画像分解能を得るため、ピクセルＰ１〜Ｐ６は、１ｍｍ２のオーダーの有効面積を持つべきである。ピクセルの高さ（即ち図２における上方向）は通常、必要とされる停止力に基づき０．５ｍｍから約２〜３ｍｍまでの範囲にある。
【００３９】
アレイ７０は、図２で左に示されるような上部面６０を持つ。本発明による間接放射線検出器の表示された構成では、アレイ７０の上の３本の矢印により示されるように、放射線Ｘは上から衝突するものと意図される。
【００４０】
図２の右側には、単一のピクセルＰが、分解図において別々に表示される。ピクセルＰは、第１のサブピクセルＰＥ１及び第２のサブピクセルＰＥ２に再分割される。各サブピクセルは、ピクセルのアレイ７０の上述の表面６０に平行な断面領域Ａ１及びＡ２を持つ。図２から分かるように、第１のサブピクセルＰＥ１の断面領域Ａ１は、第２のサブピクセルＰＥ２の断面領域Ａ２とは異なる。即ち、Ａ２は、Ａ１より数倍大きく、Ａ２＞Ａ１が成り立つ。更に、第１及び第２のサブピクセルＰＥ１及びＰＥ２は、それぞれ、サイドに配置される感光性デバイスＰＳ１及びＰＳ２を持つ。このサイドは、ピクセルＰ１〜Ｐ６のアレイ７０の表面６０に対して実質的に直交する。
【００４１】
従って撮像ピクセルＰは、２つの非同一の矩形サブピクセルＰＥ１及びＰＥ２へと分割される。この場合、２つの感光性デバイスＰＳ１及びＰＳ２は、サイドから（即ちＸ線放射線Ｘに対して実質的に平行に）結合される。各デバイスは、その対応するサブピクセルに結合される。
【００４２】
説明された構成において、より小さいサブピクセルＰＥ１は、感光性デバイスに対するより効率的な光学結合を持つ。なぜなら、それが、底面サイドからＰＥ１を付けるという可能な状況と比較して、サブピクセルＰＥ１の最大面を通して付けられるからである。シンチレータ・ピクセルのサイドからフォトダイオードを付ける及び経由する技術は既に確立されており、このシンチレータ構成は、本書において全体が参照により含まれる、本出願人によるＷＯ２００６／１１４７１６号の既知の構造化技術を用いて作られることができる。
【００４３】
通常放射線検出器の組み立て後に行われるが、感光性デバイスＰＳ１及びＰＳ２に付けられるものを除けば、好ましくはサブピクセルＰＥ１及びＰＥ２のすべての表面が光学反射物質で覆われるべきである。より大きい領域を持つサブピクセル（又は代替的に、２つのサブピクセルの信号合計）が、Ｘ線束密度の低いサブ範囲における計数データを与える。より小さい領域を持つサブピクセルが単独で、Ｘ線束密度のより高いサブ範囲における計数データを与える。
【００４４】
ＰＥ１及びＰＥ２の間の表面は、撮像システムのアキシアル方向又は角度方向のいずれかに対して平行とすることができる。図１を参照されたい。
【００４５】
図２の右下部分に概略的に示されるように、２つの感光性デバイスＰＳ１及びＰＳ２の各々は、光子計数信号処理手段ＰＣ１及びＰＣ２に動作可能に接続される。
【００４６】
図２に示される構成において、各サブピクセルは、異なる幾何中心を持つ。従って、画像再構成処理において、複数の適合がなされるべきである。再ビン化処理及び再ビン化補間ステップにおいて、異なるサブピクセル座標が考慮されるべきである。更に、逆投影法より前の再構成フィルタが、同様に適合されることができる。一般に、異なるサブピクセルの効果を考慮した後、充分な空間サンプリングを可能にするよう撮像ピクセルのサイズが設計される場合、これらの非同一のサブピクセルを使用することに関する再構成の制限がないようにすべきである。
【００４７】
図３は、本発明による放射線検出器１８の別の実施形態を示す。図３は、３つの非同一のサブピクセルＰＥ１、ＰＥ２及びＰＥ３である点を除けば、図２に類似する構成を示す。即ち、図３は、３つのサブピクセルと、それぞれ、３つの感光性デバイスＰＳ１'、ＰＳ２'及びＰＳ３'に動作可能に接続される対応する３つの信号処理チャネルＰＣ１、ＰＣ２及びＰＣ３とを示す。この構成は、図２の実施形態と比較するとサブピクセルが余分にあることにより、検出可能なＸ線束密度を更に増加させることができる。しかしながら、当業者であれば理解されるように、再構成適合は、角度及びアキシアルの両方向において実現されるべきである。
【００４８】
図４は、本発明による放射線検出器１８の更に別の実施形態を示す。図４において、この構成は図２に類似する。しかし、本実施形態では、より大きいサブピクセルＰＥ２の感光性デバイスＰＳ２''がシンチレータの底面に付けられる。この場合、検出アレイにおける多くの大きいサブピクセルの感光性デバイスは、（アキシアル及び回転軸の両方に沿って）同じ平面チップ上に作られることができる。別の利点は、各撮像ピクセルに対して単一の側面感光性チップだけが存在することである。これは、検出器アレイの活動的な検出領域及び非活動的な領域の間の比率における増加を可能にする。
【００４９】
図５は、本発明による２つの放射線検出器の上面図である。ここで、Ｘ線放射線は、図に示される紙の正面から紙平面へと放射される。
【００５０】
図５Ａでは、第１及び第２のサブピクセルＰＥ１及びＰＥ２が、ピクセルのアレイの表面、即ち図５の表示における紙平面に直交する同じ幾何中心を実質的に持つ。こうして、２つのサブピクセルは、いくつかの再ビン化アルゴリズムにとって有益となる場合がある共通回転軸を共有する。特に、この共通軸に対する１８０°回転対称性が有益な場合がある。第１及び第２のサブピクセルＰＥ１及びＰＥ２が、図５の表示に示されるように同じ側面比率、即ち高さと幅との間の比率を持つことも分かる。しかしながら、第１及び第２のサブピクセルＰＥ１及びＰＥ２は、異なる側面比率を持つことができ、それでもピクセルのアレイの表面、即ち図５の表示における紙平面に直交する共通幾何中心を持つことができる。
【００５１】
図５Ｂでは、第１及び第２のサブピクセルＰＥ１及びＰＥ２は、ピクセルのアレイの表面、即ち図５の表示における紙平面に直交する異なる幾何中心を持つ。これは、上述された図２、３及び４において詳細が示された構成に類似する。
【００５２】
図示されるように、第１及び第２のサブピクセルＰＥ１及びＰＥ２は、ピクセルのアレイの表面、即ち図５の表示における紙平面に平行な矩形の断面領域を持つ。
【００５３】
図６は、本発明による方法のフローチャートである。この方法は、以下のステップを有する。
【００５４】
ステップＳ１は、ピクセルＰ１〜Ｐ６のアレイを提供するステップである。各ピクセルＰは、少なくとも第１及び第２のサブピクセルＰＥ１、ＰＥ２へと再分割される。各サブピクセルは、ピクセルのアレイの表面６０に平行な断面領域Ａ１及びＡ２を持つ。
【００５５】
ステップＳ２は、間接検出により放射線Ｘを検出するステップである。第１のサブピクセルＰＥ１の断面領域Ａ１は、第２のサブピクセルＰＥ２の断面領域Ａ２と異なり、第１のサブピクセルＰＥ１は、サブピクセルのサイドに配置される感光性デバイスＰＳ１を持つ。このサイドが、ピクセルのアレイの表面に実質的に直交する。
【００５６】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの任意の組み合わせを含む適切な形式で実現されることができる。本発明又は本発明のいくつかの特徴は、１つ若しくは複数のデータプロセッサ、及び／又はデジタル信号プロセッサ上で実行されるコンピュータソフトウェアとして実現されることができる。本発明の実施形態の要素及び部品は、任意の適切な態様で物理的、機能的及び論理的に実現されることができる。実際、その機能は、単一のユニットで、複数のユニットで、又は他の機能ユニットの一部として実現されることができる。そのようなものとして、本発明は、単一のユニットで実現されることができるか、又は異なるユニット及びプロセッサ間に物理的及び機能的に分散されることができる。
【００５７】
本発明は、特定の実施形態と共に説明されてきたが、本書に記載される特定の形式に限定されることを意図するものではない。むしろ、本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲によってのみ限定される。請求項における、動詞「有する」及びその活用形の使用は、他の要素又はステップの存在を除外するものではない。更に、個別の特徴が異なる請求項に含まれることができるが、これらは可能であれば有利に結合されることができる。異なる請求項に含まれることは、これらの特徴の組み合わせが、実現できない及び／又は有利でないことを意味するものではない。更に、単数形の参照は、複数性を排除するものではない。従って、「a」「an」「第１」「第２」等への参照は、複数性を除外するものではない。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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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