(57)【要約】一実施形態は、放射線シールドを提供するために、ケーシングとケーシング内に配置された放射線ライニングとを含むエンクロージャであって、取り外し可能な部分を含むエンクロージャと、キャリブレーションコードと通信している複数のモジュラーコンポーネントであって、キャリブレーションコードが複数のモジュラーコンポーネントの情報に基づいて撮像装置をキャリブレーションし、複数のモジュラーコンポーネントがそれぞれ、半導体結晶を含み、かつ撮像装置から取り外し可能な複数のガンマ検出器を含んでおり、複数のガンマ検出器のそれぞれが他のガンマ検出器から所定の間隔を有するように、複数のガンマ検出器がアレイ構成に構成されるように配置された複数のモジュラーコンポーネントと、複数の電子通信コンポーネントであって、階層通信技術を使用して各ガンマ検出器からの通信を促進する複数の電子通信コンポーネントと、冷却システムと、を含む撮像装置を提供する。【選択図】図３
2021500550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線シールドを提供するために、ケーシングと前記ケーシング内に配置された放射線ライニングとを備え、取り外し可能な部分を含むエンクロージャと、
キャリブレーションコードと連絡している複数のモジュラーコンポーネントであって、前記キャリブレーションコードが前記複数のモジュラーコンポーネントの情報に基づいて撮像装置をキャリブレーションし、前記複数のモジュラーコンポーネントがそれぞれ、半導体結晶を含み、かつ前記撮像装置から取り外し可能な複数のガンマ検出器を含んでおり、前記複数のガンマ検出器のそれぞれが他のガンマ検出器から所定の間隔を有するように、前記複数のガンマ検出器がアレイ構成に構成されるように配置された、複数のモジュラーコンポーネントと、
階層通信技術を使用して前記ガンマ検出器のそれぞれからプロセッサへの通信を促進する複数の電子通信コンポーネントと、
冷却システムと、
を含む、撮像装置。
【請求項２】
前記キャリブレーションコードは、前記複数のモジュラーコンポーネントのうちの少なくとも１つの交換時に、前記撮像装置をキャリブレーションする、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記キャリブレーションコードは、エネルギーキャリブレーション、均一性キャリブレーション、および不適合ピクセル位置に関連付けられている、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記キャリブレーションコードは、前記撮像装置のコンポーネントに基づいて初期キャリブレーションを提供する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
複数の前記半導体結晶は、複数のテルル化亜鉛カドミウム（ＣｄＺｎＴｅまたはＣＺＴ）またはテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）結晶を含む、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記エンクロージャは、上面、底面、および４つの側面を備え、前記取り外し可能な部分は、前記４つの側面のうちの１つを含む、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記複数のモジュラーコンポーネントは、ドロワーにグループ化され、前記ドロワーは、モジュラーコンポーネントの前記ドロワーが前記エンクロージャの側面に平行に移動できるようにする摺動可能な機構を備える、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記ドロワーは、動作時に、前記摺動可能な機構の移動を妨げる機械的停止ブロックを備える、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記モジュラーコンポーネントは、モジュールとしてグループ化される複数のガンマ検出器と複数の電子通信コンポーネントとを含む、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記電子通信コンポーネントはそれぞれ、ガンマ検出器のユニットに割り当てられ、前記ガンマ検出器の前記ユニットは、前記モジュール内に前記複数のガンマ検出器のサブセットを含む、請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記ガンマ検出器は、更に、集積回路を備え、
前記複数の電子通信コンポーネントは、複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ、複数のアレイアグリゲータ、システムコントロールボード、およびシステムオンチップ（ＳｏＣ）を備える、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記フィールドプログラマブルゲートアレイがそれぞれ、前記複数のアレイアグリゲータのうちの１つと通信している、請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記アレイアグリゲータはそれぞれ、フィールドプログラマブルゲートアレイを備え、前記システムコントロールボードと通信し、
前記システムコントロールボードは、前記システムオンチップ（ＳｏＣ）と通信する、請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
キャリブレーションコードと通信している撮像装置であり、前記キャリブレーションコードが前記撮像装置のコンポーネントの情報に基づいて前記撮像装置をキャリブレーションし、
前記撮像装置は、複数のガンマ検出器からプロセッサへの階層通信を促進する複数の電子通信コンポーネントを備え、
前記複数の電子通信コンポーネントは、複数の集積回路、複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ、複数のアレイアグリゲータ、システムコントロールボードおよびプロセッサを含み、
それぞれのガンマ検出器は、前記複数の集積回路のうちの１つを備え、前記ガンマ検出器はアレイにグループ化され、
前記アレイの集積回路のそれぞれが、対応する前記アレイに割り当てられる前記複数のフィールドプログラマブルゲートアレイのうちの１つと通信し、前記ガンマ検出器の前記アレイはユニットにグループ化され、前記ユニットはドロワーにグループ化され、
対応するドロワーに対する前記フィールドプログラマブルゲートアレイは、前記対応するドロワーに割り当てられる複数のアレイアグリゲータのうちの１つと通信し、
前記複数のアレイアグリゲータは前記システムコントロールボードと通信し、前記システムコントロールボードは前記プロセッサと通信し、前記プロセッサはリモートシステムとの通信を促進する、撮像装置。
【請求項１５】
前記キャリブレーションコードは、前記コンポーネントのうちの少なくとも１つの交換時に、前記撮像装置をキャリブレーションする、請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記キャリブレーションコードは、エネルギーキャリブレーション、均一性キャリブレーション、および不適合ピクセル位置に関連付けられている、請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記キャリブレーションコードは、前記撮像装置のコンポーネントに基づいて初期キャリブレーションを提供する、請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１８】
更にイーサネット通信接続を備え、
通信パケットが、前記リモートシステムに設定されており、前記イーサネット通信接続を介した通信のために最適化されるデータパケットにパッケージ化されている、請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記データパケットの最適化は、複数のデータ通信の、単一のデータパケットへの収集およびパッケージ化を含む、請求項１８に記載の撮像装置。
【請求項２０】
ガンマ撮像装置であって、
ケーシング、及び前記ケーシング内に配置される鉛合金またはタングステン合金を含むライニングを含み、完全な放射線シールドを提供する放射線シールドエンクロージャであって、前記放射線シールドエンクロージャは上面、底面、および４つの側面を含み、前記４つの側面のうちの１つは、前記ケーシングの一部および前記ライニングの一部を含む取り外し可能な部分を含む、放射線シールドエンクロージャと、
キャリブレーションコードと連絡している複数のモジュラーコンポーネントであって、前記キャリブレーションコードが前記複数のモジュラーコンポーネントの情報に基づいて前記撮像装置をキャリブレーションし、前記複数のモジュラーコンポーネントがそれぞれ、半導体結晶および集積回路を備え、かつ前記ガンマ撮像装置から取り外し可能な複数のガンマ検出器を備え、前記複数のガンマ検出器がそれぞれ他のガンマ検出器から所定の間隔を有するよう、前記複数のガンマ検出器がアレイ構成に構成されるように配置される複数のモジュラーコンポーネントと、
前記複数のガンマ検出器からプロセッサへの通信を促進する複数の階層電子通信コンポーネントと、
冷却システムと、
を備え、
前記複数の階層電子通信コンポーネントは、複数の集積回路、複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ、複数のアレイアグリゲータ、システムコントロールボード、およびプロセッサを備え、
それぞれのガンマ検出器は、前記複数の集積回路のうちの１つを含み、前記ガンマ検出器は、複数のガンマ検出器を含むアレイにグループ化され、
前記アレイの前記集積回路のそれぞれは、対応する前記アレイに割り当てられる前記複数のフィールドプログラマブルゲートアレイのうちの１つと通信し、前記ガンマ検出器のアレイは、複数のアレイを含むユニットにグループ化され、前記ユニットは、複数のユニットを含むドロワーにグループ化され、前記ガンマ撮像装置は複数のドロワーを含み、
対応するドロワーに対する前記フィールドプログラマブルゲートアレイは、前記対応するドロワーに割り当てられる前記複数のアレイアグリゲータのうちの１つと通信し、
前記複数のアレイアグリゲータは、複数のフィールドプログラマブルゲートアレイを含み、かつ前記システムコントロールボードと通信し、前記システムコントロールボードは、フィールドプログラマブルゲートアレイを含み、かつ前記プロセッサと通信し、前記プロセッサはリモートシステムとの通信を促進する、ガンマ撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１７年１０月１９日に出願され、「モジュラーガンマ撮像装置（”Modular Gamma Imaging Device”）」と題された米国特許出願第１５／７８８５５６号の一部継続出願であり、２０１８年６月１３日に出願され、「モジュラーガンマ撮像装置（”Modular Gamma Imaging Device”）」と題された米国特許出願第１６／００７４５７号に対する優先権を主張しており、その主題はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置は、医療画像、保安検査、画像取得等の多くの異なる機能を実行する。画像のソースは、放射線源、可視光、非可視光、または撮像装置が検出可能な任意のタイプのソースであり得る。例えば、医療現場では、患者に放射線剤を注入し、診断分析のために撮像装置により患者の身体からの放射線の放出を撮像することができる。別の例として、保安検査の場合には、禁止されている物質を探すために、個人の身体または所持品が撮像装置またはスキャナに配置される場合がある。撮像装置は、放出源に敏感なカメラ、例えば、放出源に敏感であるか、または放出源に反応する特定の物質または物体を含むカメラを含んでもよい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
要約すると、一態様は、放射線シールドを提供するために、ケーシングとケーシング内に配置された放射線ライニングとを含むエンクロージャであって、取り外し可能な部分を含むエンクロージャと、キャリブレーションコードと通信している複数のモジュラーコンポーネントであって、キャリブレーションコードが複数のモジュラーコンポーネントの情報に基づいて撮像装置をキャリブレーションし、複数のモジュラーコンポーネントがそれぞれ、半導体結晶を含み、かつ撮像装置から取り外し可能な複数のガンマ検出器を含んでおり、複数のガンマ検出器のそれぞれが他のガンマ検出器から所定の間隔を有するように、複数のガンマ検出器がアレイ構成に構成されるように配置された複数のモジュラーコンポーネントと、複数の電子通信コンポーネントであって、階層通信技術を使用して各ガンマ検出器からプロセッサへの通信を促進する複数の電子通信コンポーネントと、冷却システムと、を含む撮像装置を提供する。
【０００４】
別の態様は、キャリブレーションコードと通信している撮像装置であって、キャリブレーションコードが撮像装置のコンポーネントの情報に基づいて撮像装置をキャリブレーションする撮像装置と、複数のガンマ検出器からプロセッサへの階層通信を促進する複数の電子通信コンポーネントであって、複数の集積回路、複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ、複数のアレイアグリゲータ、システムコントロールボード、およびプロセッサを含む複数の電子通信コンポーネントと、を含む撮像装置であって、各ガンマ検出器は、複数の集積回路のうちの１つを備え、ガンマ検出器はアレイにグループ化され、アレイの集積回路のそれぞれが、対応するアレイに割り当てられた複数のフィールドプログラマブルゲートアレイのうちの１つと通信し、ガンマ検出器のアレイはユニットにグループ化され、ユニットはドロワーにグループ化され、対応するドロワーのフィールドプログラマブルゲートアレイは、対応するドロワーに割り当てられた複数のアレイアグリゲータのうちの１つと通信し、複数のアレイアグリゲータはシステムコントロールボードと通信し、システムコントロールボードはプロセッサと通信し、プロセッサによりリモートシステムとの通信を促進する、撮像装置を提供する。
【０００５】
更なる態様は、ガンマ撮像装置であって、完全な放射線シールドを提供するために、ケーシングと、ケーシング内に配置された鉛合金またはタングステン合金を含むライニングとを含む放射線シールドエンクロージャであって、エンクロージャは上面、底面、および４つの側面を含み、４つの側面のうちの１つは、ケーシングの一部およびライニングの一部を含む取り外し可能な部分を含む、エンクロージャと、キャリブレーションコードと通信している複数のモジュラーコンポーネントであって、キャリブレーションコードが複数のモジュラーコンポーネントの情報に基づいて撮像装置をキャリブレーションし、複数のモジュラーコンポーネントがそれぞれ、半導体結晶および集積回路を備え、撮像装置から取り外し可能な複数のガンマ検出器を備え、複数のガンマ検出器がそれぞれ他のガンマ検出器から所定の間隔を有するよう、複数のガンマ検出器がアレイ構成に構成されるように配置された複数のモジュラーコンポーネントと、複数のガンマ検出器からプロセッサへの通信を促進する複数の階層電子通信コンポーネントであって、複数の電子通信コンポーネントは、複数の集積回路、複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ、複数のアレイアグリゲータ、システムコントロールボード、およびプロセッサを含み、各ガンマ検出器は、複数の集積回路のうちの１つを含み、ガンマ検出器は複数のガンマ検出器を含むアレイにグループ化され、アレイの各集積回路は、対応するアレイに割り当てられた複数のフィールドプログラマブルゲートアレイのうちの１つと通信し、ガンマ検出器のアレイは、複数のアレイを含むユニットにグループ化され、ユニットは複数のユニットを含むドロワーにグループ化され、ガンマ撮像装置は複数のドロワーを含み、対応するドロワーのフィールドプログラマブルゲートアレイは、対応するドロワーに割り当てられた複数のアレイアグリゲータのうちの１つと通信し、複数のアレイアグリゲータは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイを備え、かつシステムコントロールボードと通信し、システムコントロールボードはフィールドプログラマブルゲートアレイを備え、かつプロセッサと通信し、プロセッサによりリモートシステムとの通信を促進する、複数の階層電子通信コンポーネントと、冷却システムと、を備える、ガンマ撮像装置を提供する。
【０００６】
上記は要約であり、従って、簡略化、一般化、および詳細の省略を含む場合がある。その結果、当業者は、要約が単なる例示であり、決して限定することを意図していないことを理解するであろう。
【０００７】
他の更なる特徴および利点とともに実施形態をより理解するために、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲にて指摘する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な情報処理装置回路を示す図である。
【図２】別の例示的な情報処理装置回路を示す図である。
【図３】例示的なモジュラーガンマ撮像装置を示す図である。
【図４】例示的な放射線ライニング構成を示す図である。
【図５】放射線シールドを含む例示的な取り外し可能なカバーを示す図である。
【図６】開示された実施形態を使用し得る撮像装置の別の実施形態を示す図である。
【図７】更なる例示的な情報処理装置回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書の図面において一般的に説明および図示される実施形態の構成要素は、説明される例示的な実施形態に加えて、多種多様な異なる構成で配置および設計され得ることが容易に理解されよう。従って、図面に示される例示的な実施形態の以下のより詳細な説明は、主張されるように実施形態の範囲を限定することを意図するものではなく、単に例示的な実施形態を代表するものである。
【００１０】
本明細書全体を通して「一実施形態」または「実施形態」（等）への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体を通して様々な箇所における「一実施形態では」または「実施形態では」等の語句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を指しているわけではない。
【００１１】
更に、説明される特徴、構造、または特性は、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。以下の説明では、実施形態を完全に理解するために、多数の特定の詳細が提供されている。しかしながら、当業者であれば、様々な実施形態が１つ以上の特定の詳細なしに、または他の方法、構成要素、材料等を用いて実施可能であることを認識するであろう。他の例では、不明化を避けるために、周知の構造、材料、または操作は詳細に図示または説明されていない。
【００１２】
ガンマ撮像装置またはカメラを使用して、異なる人々または物体の画像を検出および撮影することができる。ガンマカメラは、放射線源から放出され得るガンマ光子に敏感であり、かつガンマ光子を検出することができる。例えば、医療現場ではガンマカメラを使用して、人体の内部組織の画像を表示することができる。このような状況では、ユーザはガンマ光子を放出する放射性医薬品を摂取する、注射される、または吸入する場合がある。続いて、ガンマカメラによりガンマ光子を検出し、ガンマ光子の位置、エネルギー、および濃度を示す画像を提供する。別の例として、ガンマカメラを保安現場で使用して、Ｘ線および／またはガンマ光子の放射線源または天体物理学的ソースによって放出されるガンマ光子を検出および撮像することができる。
【００１３】
ガンマカメラは、ガンマ光子に敏感な結晶を含む。一実施形態では、ガンマ光子がシンチレータ結晶に衝突すると、シンチレータ結晶がシンチレーションし、それにより光が光検出器のアレイに到達する。続いて、光検出器は、ガンマ光子相互作用の位置を示す信号を提供する。別の実施形態では、ガンマ光子が半導体結晶に衝突すると、電子およびホールの電荷雲が生成され、これがカソードおよびピクセル化されたアノードによって収集される。続いて、ガンマカメラは、これらの信号から画像を作成し、画像化された物体内の放出されたガンマ光子の位置を特定する。この画像は、画像の読者にガンマ光子の濃度のアイデアを提供する。医療現場の場合、医療専門家はこれらの画像に基づいて行動方針を決定することができる。保安現場の場合、セキュリティチームは、ガンマカメラによって生成された画像を使用して、対象物にセキュリティ上の脅威となり得る放射線物質が含まれているか否かを決定することができる。
【００１４】
ガンマカメラは、例えば、ガンマ光子を検出するために使用される半導体結晶や特定の結晶と組み合わされた敏感な電子通信コンポーネント等、多くの脆弱部を含む。現場で故障や誤作動が発生した場合、ガンマカメラの修理は困難な場合があり、かつ脆弱部に起因して費用がかかる場合がある。更に、特定のコンポーネントが他のコンポーネントと特別に組み合わされている故に、交換コンポーネントを確実に組み合わせるために、複数のコンポーネントを交換する必要があり得る。例えば、単結晶は、その結晶に特別に組み合わされた集積回路を有している場合がある。集積回路および結晶は、製造時に一緒に構築および試験され得る。従って、別の結晶をその集積回路と組み合わせる、またはその逆は不可能である。更に、従来のガンマカメラは、現場で特定のコンポーネントを交換することができるように構築されている。結晶アレイは非常に脆弱である故に、単一の検出器結晶を交換することにより、結果的により損傷が大きくなり、修理に費用がかかる可能性がある。更に、大規模なピクセル化半導体検出器ガンマカメラシステムの最もシンプルな設計では、カメラアレイは一般に非常に大きく、かつ重い。従って、技術者は通常、機械的な支援なしではカメラを持ち上げることができない。これはまた、機械的なリフティング装置を使用してカメラを放射線シールドエンクロージャから取り外し、特定のコンポーネントを交換する故に、システムがより損傷を受ける結果となり得る。
【００１５】
ガンマカメラは通常、エンクロージャが放射線シールドで裏打ちされている故に、エンクロージャの頂部および底部の２つのアクセスポイントのみを有する。従って、ガンマカメラは、エンクロージャの２つのピースのみを取り外すことで、デバイスの内部のコンポーネントにアクセスすることができるように設計されている。従って、従来のガンマカメラでは、カメラの内部への唯一のアクセスは、デバイスの頂部（コリメータ側）、またはデバイスの底部にあるエンクロージャの蓋を通してのみ可能である。当業者は、ガンマカメラを容易にひっくり返して先の下側を露出させることができる故に、頂部および底部とは任意のラベルであることを認識するであろう。これは、デバイスの中央にあるコンポーネントにアクセスするために、技術者または他のユーザが所望のコンポーネントを包囲するコンポーネントを取り除く必要があり得ることを意味している。
【００１６】
従って、一実施形態は、デバイス内のコンポーネントの除去を可能にするモジュール構造を含むガンマ撮像装置システムを提供する。カメラ内のコンポーネントは、機械的な支援を使用せずに一人で取り外し可能なモジュールに分割される。更に、デバイスはコンポーネントのセクション、例えば結晶アレイのセクションを除去することができる故に、デバイスは、コンポーネントのセクションを交換した後でさえも各コンポーネント間の許容誤差が維持されるように設計されている。更に、モジュールは、従来のガンマカメラ構成におけるよりも誤動作するコンポーネントにアクセスするために取り外す必要があるコンポーネントがより少ないように設計されている。これは、デバイスの修理中に技術者または他のユーザによって引き起こされ得る追加の損傷を防ぐのに役立つ。
【００１７】
一実施形態では、撮像装置の取り外し可能な部分は、エンクロージャの前側方である。これにより、デバイス内のコンポーネントへのアクセスがより良好になる。取り外し可能な部分が撮像装置上の所定位置にあるとき、装置が完全な放射線シールドを提供する放射線ライニングを含むように、取り外し可能な部分は、例えば、鉛合金またはタングステン合金等の放射線シールドライニング部分も含む。
【００１８】
更に、本明細書の実施形態によって説明されるデバイスは、階層形式で通信する電子通信システムを含む。デバイス内の各ガンマ検出器には、集積回路が含まれる。ガンマ検出器は、検出器のアレイにグループ化され、これらの各アレイはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）と通信する。続いて、ガンマ検出器のアレイはユニットにグループ化され、ユニットはドロワーにグループ化される。ドロワー内の各フィールドプログラマブルゲートアレイはアレイアグリゲータと通信し、全てのアレイアグリゲータはシステムコントロールボードと通信する。次いで、システムコントロールボードは、リモートシステム、例えば、撮像装置が設置されているシステム全体やクラウドデータストレージシステム等との通信を促進するプロセッサまたはシングルボードコンピュータと通信する。そのような階層電子通信システムは、電子通信コンポーネントの数の削減を可能にし、それによって、システムによって生成される熱量およびシングルボードコンピュータに必要な処理量を削減する。
【００１９】
図示される例示的な実施形態は、図面を参照することにより最もよく理解されるであろう。以下の説明は、単なる例示として意図されており、特定の例示的な実施形態を単に示している。
【００２０】
スマートフォンおよび／またはタブレット回路１００に関して、情報処理装置において様々な他の回路、電気回路、または構成要素を利用することができるが、図１に示される例には、例えばタブレットまたは他のモバイルコンピューティングプラットフォームで見られるシステムオンチップ設計が含まれる。ソフトウェアおよびプロセッサは、シングルチップ１１０に結合される。プロセッサは、当技術分野で周知のように、内部演算装置、レジスタ、キャッシュメモリ、バス、Ｉ／Ｏポート等を含む。内部バス等は異なるベンダーに依存するが、基本的には全ての周辺機器（１２０）はシングルチップ１１０に取り付けることができる。回路１００は、プロセッサ、メモリ制御、およびＩ／Ｏコントローラハブを全てシングルチップ１１０に結合する。また、このタイプのシステム１００は、通常、ＳＡＴＡまたはＰＣＩまたはＬＰＣを使用しない。例えば、共通のインタフェースには、ＳＤＩＯおよびＩ２Ｃが含まれる。
【００２１】
例えば、電源（図示せず）への接続によって充電され得る、充電式バッテリ１４０を介して供給される電力を管理する電源管理チップ１３０、例えば、バッテリ管理ユニット（ＢＭＵ）がある。少なくとも１つの設計において、１１０等のシングルチップを使用して、ＢＩＯＳのような機能およびＤＲＡＭメモリを提供する。
【００２２】
システム１００は、通常、通信ネットワークおよび無線インターネット装置、例えばアクセスポイント等の様々なネットワークに接続するためのＷＷＡＮトランシーバ１５０およびＷＬＡＮトランシーバ１６０のうちの１つ以上を含む。更に、例えばカメラ等の画像センサ等のデバイス１２０が一般的に含まれる。システム１００は、多くの場合、データ入力および表示／レンダリングのためのタッチスクリーン１７０を含む。システム１００は、典型的に、例えばフラッシュメモリ１８０およびＳＤＲＡＭ１９０等の様々な記憶装置も含む。
【００２３】
図２は、別の例示的な情報処理装置回路、電気回路またはコンポーネントのブロック図を示している。図２に示される例は、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、または他のデバイス等のコンピューティングシステムに対応し得る。本明細書の説明から明白であるように、実施形態は、図２に示される例の他の特徴または一部の特徴のみを含んでもよい。
【００２４】
図２の例は、製造業者（例えば、ＩＮＴＥＬ、ＡＭＤ、ＡＲＭ等）に応じて異なり得るアーキテクチャを備えた、いわゆるチップセット２１０（集積回路群、または協働するチップ、チップセット（複数））を含む。ＩＮＴＥＬは、米国およびその他の国におけるＩｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。ＡＭＤは、米国およびその他の国におけるＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｍｉｃｒｏ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．の登録商標である。ＡＲＭは、米国およびその他の国におけるＡＲＭ  Ｈｏｌｄｉｎｇｓ  ｐｉｃの未登録商標である。チップセット２１０のアーキテクチャは、コアおよびメモリコントロールグループ２２０と、ＤＭＩ（direct management interface）２４２またはリンクコントローラ２４４を介して情報（例えば、データ、信号、コマンド等）を交換するＩ／Ｏコントローラハブ２５０とを含む。図２では、ＤＭＩ２４２はチップ間インタフェース（「ノースブリッジ」と「サウスブリッジ」との間のリンクであると呼ばれる場合もある）である。コアおよびメモリコントロールグループ２２０は、１つ以上のプロセッサ２２２（例えば、シングルまたはマルチコア）と、フロントサイドバス（ＦＳＢ）２２４を介して情報を交換するメモリコントローラハブ２２６とを含み、グループ２２０のコンポーネントは、従来の「ノースブリッジ」スタイルのアーキテクチャに取って代わるチップに統合可能であることに留意されたい。当技術分野で周知のように、１つ以上のプロセッサ２２２は、内部演算装置、レジスタ、キャッシュメモリ、バス、Ｉ／Ｏポート等を備える。
【００２５】
図２において、メモリコントローラハブ２２６は、（例えば、「システムメモリ」または「メモリ」とも呼ばれ得るＲＡＭのタイプのサポートを提供するため）メモリ２４０とインタフェースする。メモリコントローラハブ２２６は、更に、ディスプレイデバイス２９２（例えば、ＣＲＴ、フラットパネル、タッチスクリーン等）用の低電圧差動信号（ＬＶＤＳ）インタフェース２３２を含む。ブロック２３８は、ＬＶＤＳインタフェース２３２（例えば、シリアルデジタルビデオ、ＨＤＭＩ／ＤＶＩ、ディスプレイポート）を介してサポートされ得るいくつかの技術を含む。メモリコントローラハブ２２６は、ディスクリートグラフィックス２３６をサポートし得るＰＣＩエクスプレスインタフェース（ＰＣＩ−Ｅ）２３４も含む。
【００２６】
図２において、Ｉ／Ｏハブコントローラ２５０は、ＳＡＴＡインタフェース２５１（例えば、ＨＤＤ、ＳＤＤ等、２８０用）、ＰＣＩ−Ｅインタフェース２５２（例えば、無線接続２８２用）、ＵＳＢインタフェース２５３（例えば、デジタイザ、キーボード、マウス、カメラ、電話、マイク、ストレージ、その他の接続デバイス等のデバイス２８４用）、ネットワークインタフェース２５４（例えば、ＬＡＮ）、ＧＰＩＯインタフェース２５５、ＬＰＣインタフェース２７０（ＡＳＩＣ２７１、ＴＰＭ２７２、スーパーＩ／Ｏ２７３、ファームウェアハブ２７４、ＢＩＯＳサポート２７５、並びに、ＲＯＭ２７７、フラッシュ２７８、およびＮＶＲＡＭ２７９等の多様なタイプのメモリ２７６）、電源管理インタフェース２６１、クロックジェネレータインタフェース２６２、オーディオインタフェース２６３（例えば、スピーカー２９４用）、ＴＣＯインタフェース２６４、システムマネジメントバスインタフェース２６５、およびＢＩＯＳ２６８およびブートコード２９０を含み得るＳＰＩフラッシュ２６６を含む。Ｉ／Ｏハブコントローラ２５０は、ギガビットイーサネットサポートを含み得る。
【００２７】
システムは、電源投入時に、ＳＰＩフラッシュ２６６内に格納されているように、ＢＩＯＳ２６８のブートコード２９０を実行するように構成されてもよく、その後、（例えば、システムメモリ２４０に格納されている）１つ以上のオペレーティングシステムおよびアプリケーションソフトウェアの制御下でデータを処理する。オペレーティングシステムは、様々な場所のいずれかに格納され、例えば、ＢＩＯＳ２６８の命令に従ってアクセスされ得る。本明細書で説明されるように、デバイスは、図２のシステムに示されるよりも少ないまたは多い特徴を含み得る。
【００２８】
例えば図１または図２に概説される情報処理装置回路をタブレット、スマートフォン、パーソナルコンピュータデバイス等のデバイス、および／または撮像装置あるいは撮像装置と通信可能な装置において使用され得る電子機器において使用することができる。例えば、図１に概説される回路は、タブレットまたはスマートフォンの実施形態で実装され得るが、図２に概説される回路は、パーソナルコンピュータの実施形態で実装され得る。
【００２９】
図３は、本明細書ではガンマカメラとも呼ばれる例示的なモジュラーガンマ撮像装置３００を示している。図３は、ガンマカメラの内部を示している。従って、図は、上部および側部が取り除かれており、これらは通常の動作中には見られない。モジュラーガンマカメラ３００は、上面、底面、および４つの側面を有するエンクロージャを含む。エンクロージャは、ケーシング３０１および放射線ライニング３０２を含む。ケーシングおよび放射線ライニングは、４０１がケーシングであり、４０２Ａおよび４０２Ｂはライニングの一部を構成する図４により詳細に見ることができる。ケーシングは、軽量であるが構造的に強い材料、例えばアルミニウム等から製造することができる。放射線ライニングは、許容可能なレベルの放射線シールドを提供する任意の材料から製造することができ、一般に鉛合金またはタングステン合金である。しかしながら、任意の放射線シールド材料が使用可能であることを理解されたい。
【００３０】
ライニングは、カメラの各部分が十分な厚さのライニングを有することで、特定のエネルギー（例えば、３６５ｋｅＶ等）のほとんどのガンマ光子を遮断し、それによって完全な放射線シールドを作成するように、ケーシング内に配置する。これを達成するために、複数のピースを含むライニングを構成することができる。例えば、図４に示すように、ライニングは、プレート４０２Ａ、例えば垂直部分および水平部分を含み、また、プレート４０２Ａが互いに当接することによって生じる隙間を覆うライニングストリップ４０２Ｂも含む。ケーシング内のライニングの配置は、ラビリンス配置と呼ばれ得る。
【００３１】
ガンマカメラエンクロージャは、図５に示されるような取り外し可能な部分も含む。ガンマカメラの取り外し可能な部分は、従来のガンマカメラに見られるように上部または底部の代わりに、４つの側面のうちの１つ（アクセスしやすいように前面が好ましい）である。図３において、取り外し可能な部分は、装置の前面に取り付けられるであろう（図３の右側に示す）。図５に示すように、取り外し可能な部分は、ケーシング５０１の一部を含み、ライニング５０２の一部も含む。ライニングは、完全に包囲されると、ライニングによりカメラ内の全ての位置において完全な放射線シールドが提供されるように、ケーシング内に配置される。従って、エンクロージャの取り外し可能な部分を設置すると、ケーシングが完成し、ライニングによって提供される放射線シールドも完成する。
【００３２】
ガンマカメラ３００は、複数のモジュラーコンポーネントも含む。モジュラーコンポーネントは、フィールドサービス技術者または他のユーザが現場で特定のモジュールを、支援を必要とすることなく、かつ他のコンポーネントへの損傷の可能性を低減しつつ取り外すことができるように設計されている。ガンマカメラは、半導体結晶、例えばテルル化亜鉛カドミウム（ＣｄＺｎＴｅまたはＣＺＴ）またはテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）結晶を含む複数のガンマ検出器３０３を含むことができる。ガンマ検出器は、集積回路、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）も含み得る。集積回路は、例えば特定の結晶で構築および試験される等、結晶と組み合わされてもよい。従って、集積回路および結晶は、ガンマモジュールまたはガンマ検出器とも呼ばれるシングルユニットとして取り扱うことができる。本明細書の全体を通して、読みやすくするためにガンマ検出器という用語を使用するが、当技術分野において公知の他の用語を使用してもよい。
【００３３】
ピクセル化されたガンマ検出器は、例えば、図３に見られるように、アレイ構成で設計されてもよい。この実施形態では、ＣＺＴピクセル化ガンマ検出器は、２２ｍｍ×２２ｍｍかつ厚さ５ｍｍであり、２．０ｍｍピッチで１１×１１ピクセルを有する。図示されているアレイのサイズは、サイズ３９６ｍｍ×５２８ｍｍの１８×２４ガンマ検出器である。適切に動作し、かつ高解像度を提供するために、各ガンマ検出器は、検出器ピクセル間、またはより具体的には検出器の結晶間に特定の間隔を有するガンマカメラ内に設置されてもよい。実際には、この間隔は非常に小さい隙間、例えば公差値を有する０．５ミリメートルであり得る。検出器の結晶間に小さなエアギャップを維持することができるように、エッジピクセルを僅かに小さくすることによって、アレイにわたってピクセルピッチを維持する。検出器間の狭い間隔および結晶の脆弱性により、検出器を取り外すことで、結果的に複数の結晶に損傷（例えば、欠け、割れ等）が生じやすくなる。従って、本明細書で開示されるシステムは、特定のモジュールの取り外しおよび交換を可能にしつつ、他のコンポーネントへの損傷の可能性を最小限に抑えるように設計されている。更に、システムは、モジュールを交換した後でさえも結晶間の間隔を維持するように設計されている。
【００３４】
各ガンマ検出器は最終的にはガンマカメラから取り外し可能であるが、現場ではガンマ検出器の結晶の脆弱性によりこれは望ましくない。従って、本明細書で説明するガンマカメラは、ガンマ検出器をモジュールおよびドロワーにグループ化する。まず、ガンマ検出器は、このサイズのアレイからの信号を処理することが可能なＦＰＧＡの選択に部分的に基づいて、１２のガンマ検出器のアレイにグループ化される。電子通信コンポーネントに応じて、ガンマ検出器は様々な用途においてより大きなグループまたはより小さなグループにグループ化されてもよい。１２のガンマ検出器のアレイは、２×６アレイと呼ばれる、２検出器×６検出器アレイであり得る。続いて、これらの２×６アレイのうち３つは、例えば２×１８カラムとも呼ばれる２×１８検出器アレイとして、３６の検出器のモジュールにグループ化することができる。本明細書に記載のシステムでは、２×１８カラムまたは２×６アレイは、フィールドサービスエンジニア、技術者、または他のユーザによりシステムから取り外すことができる。従って、２×１８カラムには、そのモジュールに固有のあらゆる全ての電子通信コンポーネントを含めることができる。モジュールおよび嵌合部品には、モジュールまたはコンポーネントの誤配線または損傷を引き起こし得るケーブルまたはワイヤを手動で接続するのではなく、モジュールにスナップできる通信または嵌合接続を含めることができる。
【００３５】
説明される例示的なシステムにおいて、２×１８検出器モジュールカラムは現場交換可能ユニット（ＦＲＵ）を構成する。一実施形態は、エネルギーキャリブレーション、均一性（フラットフィールド）キャリブレーション、および不適合ピクセルのマップからなるＦＲＵのファクトリーキャリブレーションからなる。この実施形態はまた、ガンマカメラ全体の格納されたキャリブレーションデータのソフトウェア更新からも構成されており、これは、この図では２×１８カラムＦＲＵのうち１２個を含む。更新ソフトウェアは、削除されたＦＲＵのシリアル番号を新しいＦＲＵのシリアル番号に置き換える。ソフトウェアは、エネルギーキャリブレーション、均一性キャリブレーション、および不適合ピクセルマップを、新しいＦＲＵに関連するファクトリーキャリブレーションで更新する。私たちの経験では、ファクトリーキャリブレーションを使用することにより、現場で新しいキャリブレーションを必要としない故に、フィールドサービスエンジニアがＦＲＵの交換に費やす時間を大幅に削減することができる。もちろん、フィールドサービスエンジニアは、ＦＲＵを交換した後、カメラ全体のキャリブレーションが仕様内にあることを確認するであろう。
【００３６】
２×１８カラムモジュールをより容易に取り外すために、モジュールは、各ドロワーが４つのカラムモジュールを含むドロワーにグループ化されてもよい。以下により詳細に説明するように、ドロワーにより、モジュールにより簡単にアクセスでき、正常に機能している他のモジュールへの損傷の可能性を最小限に抑えるために、モジュールをガンマカメラエンクロージャから取り出すことができる。各ドロワーには４つのモジュールが含まれている故、故障した、または誤動作しているコンポーネントにアクセスするために取り外す必要がある主なモジュールは２つのモジュールである。例えば、ターゲットモジュール（即ち、取り外す予定のモジュール）がドロワーの外側にあるモジュールの１つである場合、そのモジュールのみを取り外す必要がある。ターゲットモジュールがドロワーの中央にある場合、外側のモジュールの１つを取り外し、続いてこの例では内側のターゲットモジュールを取り外すことができる。取り外す必要があるのは最大で２つのカラムモジュールのみである故、これにより他のモジュールへの損傷のリスクが最小限に抑えられる。
【００３７】
ガンマカメラ３００は、機械的機構を介して撮像装置の内外に移動可能な３つのモジュラードロワー３０４を備えるように設計されている。用語「ドロワー」は、本明細書全体を通して使用される。しかしながら、これはモジュールの構造ではなく、モジュールの動きを表す用語として使用される。換言すると、各モジュールには、標準のキャビネットドロワーに見られるような４つの側面および底面が含まれていない場合がある。ドロワーは、１つ以上の摺動可能なコンポーネントを有し得る摺動可能な機構（例えば、ドロワースライド、リニアスライド、キャリッジスライド等）上に取り付けられる。例えば、摺動可能な機構は、２つのスライド、モジュールの各側に１つずつ、またはモジュールの底部に１つのスライド等を含んでもよい。摺動可能な機構は、ドロワーが撮像装置の底面に平行に移動することを可能にする機構を提供する。換言すると、ドロワーは、撮像装置の側面を通って撮像装置の外に移動する。摺動可能な機構は、ドロワーモジュールの１つ以上の側面、ドロワーモジュールの底部、またはそれらの組み合わせに設置されてもよい。ドロワーがガンマカメラから外に移動されると、ドロワーに設置されたモジュールは撮像装置から片持ちになる。従って、ドロワースライドは、片持ち位置に長時間置かれることで生じ得る曲げやねじれに耐えるように設計されている。
【００３８】
更に、結晶アレイは各検出器間に所定のギャップ公差を有する故、摺動可能な機構は、ドロワーが装置から外に移動され、続いて撮像装置内に戻すときに、ドロワーのギャップ公差および／または位置合わせが維持されるように設計される。また、正しいギャップおよび公差の維持を支援するために、ドロワーを正しい位置に移動することができるように、ドロワーおよび／またはドロワースライドを調整することができる。適切なギャップを設定および検証するために、機械的なギャップインジケータを使用することができる。
【００３９】
ドロワーが装置内の所定の位置にあるとき、ドロワーがエンクロージャ内で移動するのを防ぐために機械的停止ブロックが使用される。機械的停止ブロックは、例えば、摺動可能な機構のロックまたはストップとして、摺動可能な機構の一部であってもよい。あるいは、停止ブロックは、ドロワーがエンクロージャ内の所定の位置にあるときに定位置に配置される別個の部品、例えば、ボルト、摺動可能な機構またはドロワーに取り付けられる物体等であってもよく、これにより、ガンマカメラを移動させた場合でさえもドロワーを所定の位置に留める。更に、検出器間のギャップ公差が維持されるように、停止ブロックはドロワーを所定の位置に保つように機能することができる。更に、結晶アレイは、例えばＸ方向やＹ方向等に、結晶がラインから外れていることに敏感であり得る。従って、Ｘおよび／またはＹ方向のドロワーの位置を維持するために、停止ブロックを使用することができる。
【００４０】
ガンマカメラ３００は、システムからの熱を除去するために冷却システムも含むことができる。熱は、様々な電子通信コンポーネント、特にＡＳＩＣおよびＦＰＧＡによって生成し得る。図３に示されるように、冷却システムは、液体冷却システム３０５を含むことができる。しかしながら、冷却システムは、熱冷却のための異なるシステムで使用されるような異なるタイプの冷却システムであってもよい。例えば、冷却システムは、液体冷却システム（例えば、水、グリコール等）、空気がシステムに取り込まれることによって温風をシステムから排出する強制空気冷却システム、熱力学的原理に基づいてシステム内に空気を循環させる受動空気冷却システム、または任意の他のタイプの冷却システムが含まれ得る。冷却システムに応じて、ガンマカメラには異なるコンポーネントが含まれ得る。例えば、図３に示すような液体冷却システムでは、冷却システムには配管、バルブ、ポンプ、ラジエータ、およびその他のコンポーネントが含まれることで、液体が他のコンポーネント、例えば電子通信コンポーネントと接触しないようにしつつ、デバイス全体を冷却することができる。
【００４１】
ガンマカメラは、各ガンマ検出器から遠隔システムへの通信を容易にする電子通信システムを含む。一般に、制御およびデータの２種類の通信が使用され、これらは２つの別個の通信バスで送信される。電子通信システムは、複数の集積回路、複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ＦＰＧＡを含み得る複数のアレイアグリゲータ、ＦＰＧＡを含み得るシステムコントロールボード、およびプロセッサまたはシングルボードコンピュータを含むことができる。本明細書で具体的に説明したものではなく、同じ機能を実行する異なるハードウェアコンポーネントも使用可能である。階層層の数は、検出器アレイのサイズおよびＦＰＧＡ等のコンポーネントの選択に基づいて異なり得る。電子通信コンポーネントはそれぞれ、特定の機能を実行するように設計することができる。例えば、ＡＳＩＣはガンマ検出器の一部として特定の結晶と組み合わさるように特別にプログラムすることができる。各ＦＰＧＡは、以下でより詳細に説明するように、通信階層の特定の位置内で使用可能であり、従って、下位レベルの電子通信コンポーネントおよび上位レベルの電子通信コンポーネントからの通信を送受信することを期待してその機能を実行するようにプログラムすることができる。
【００４２】
本明細書に記載のシステムは、個々のＦＰＧＡにアクセスするために撮像装置のエンクロージャを開く必要なしに、各ＦＰＧＡのファームウェアを現場で更新またはアップグレードできるように設計されている。技術者または他のユーザは、例えばイーサネット（登録商標）接続やユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続等の通信ポートを介してデバイスに接続し、ファームウェアイメージを供給する、またはＦＰＧＡにアップグレードすることができる。あるいは、リモートシステムを介してアップグレードを撮像装置にプッシュすることもできる。例えば、技術者または他のユーザは、リモートシステム、例えばネットワーク接続やＷｅｂブラウザ等を介してカメラにアクセスし、カメラに格納されているファームウェアをアップグレードするためのカメラ命令を提供することができる。このようなアップグレードシステムは、「プッシュ」アップグレードと呼ばれ、例えば、携帯電話や他のモバイルデバイスは、そのような方法でファームウェアのアップグレードを受信する。
【００４３】
更に、技術者または他のユーザは、特定のＦＰＧＡにアップグレードを提供することができる。換言すると、技術者または他のユーザは、システム内の他のＦＰＧＡの状態を変更することなく、アップグレードする特定のＦＰＧＡを識別し、その特定のＦＰＧＡをアップグレードすることができる。各ＦＰＧＡには、ファームウェアのアップグレードによって誤動作または不適切なロードが発生した場合に備えて、いわゆる「ゴールデンイメージ」も含まれる。システムがファームウェアの問題を検出した場合、技術者がデバイスを修理する必要なしに撮像装置全体が適切に動作し得るように、システムは自動的にゴールデンイメージをＦＰＧＡにロードすることができる。システムにはセーフガードも含まれている故に、あるＦＰＧＡのために意図されたイメージを別のＦＰＧＡにロードすることはできない。システムは、１つのＦＰＧＡに属するものとしてイメージを認識し、それを別のＦＰＧＡにロードしようとした場合、そのイメージを拒否する。
【００４４】
上述したように、フィールドサービスエンジニアは、２×１８カラムのガンマ検出器を構成するＦＲＵを交換した後、エネルギーキャリブレーション、均一性キャリブレーション、および不適合ピクセルマップを更新してもよい。このようなキャリブレーションは、ガンマカメラ上のメモリ、またはホストコンピュータ上のユーザソフトウェアにアクセス可能なファイルを含む、様々な場所に保存することができる。例えば、フィールドサービスエンジニアは、リモートシステム、例えばネットワーク接続やＷｅｂブラウザ等を介してカメラにアクセスすることができる。または、フィールドサービスエンジニアは、ホストコンピュータに直接的に、ネットワーク接続やＷｅｂブラウザ等を介してアクセスすることもできる。続いて、ソフトウェアは、ＦＲＵシリアル番号、エネルギーキャリブレーション、均一性（フラットフィールド）キャリブレーション、および不適合ピクセルのマップを更新することができる。
【００４５】
ガンマカメラの電子通信システムは、階層通信システムであってもよい。このようなシステムでは、サブシステムの小さなハードウェアコンポーネントに関連付けられた複数の電子通信コンポーネントが、複数の電子通信コンポーネントのうちの１つと通信し、これが更に別の電子通信コンポーネントと通信する。換言すると、電子通信システムは、階層の最上位にある電子通信コンポーネントが下位の階層の複数の電子通信コンポーネントと通信する階層に分解され、下位の階層においてはその階層の各電子通信コンポーネントが、次の下位の複数の電子通信コンポーネントと通信する。この通信経路を説明する別の方法として、システムには、それぞれが通信用の電子通信コンポーネントを有する数百の検出器が含まれる。これらの検出器は、複数が複数の電子通信コンポーネントのうちの１つと通信するようにグループ化されてもよい。次に、複数の電子通信コンポーネントが別のレベルの電子通信コンポーネントと通信するように、単一の電子通信コンポーネントのみがリモートシステムと通信するまで、これらの電子通信コンポーネントをグループ化することができる。
【００４６】
実際の説明として、上述したように、ガンマ検出器はそれぞれ特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。ガンマ検出器は、１２の検出器の２×６アレイにグループ化される。１２の検出器のこれらのアレイはそれぞれ、アレイに割り当てられたＦＰＧＡと通信することができる。具体的には、各ガンマ検出器の集積回路は、そのアレイに関連付けられたまたは割り当てられたＦＰＧＡと通信することができる。これらの２×６アレイのうち３つは、３６のガンマ検出器の２×１８カラムモジュールとしてグループ化することができ、この場合、このカラムモジュールには３つのＦＰＧＡが含まれる。続いて、カラムモジュールは、それぞれ４つのカラムモジュールを含む３つのドロワーとしてグループ化される。続いて、２×６アレイに関連付けられた１２のＦＰＧＡを含む、ドロワー内の４つのアレイ２×１８カラムモジュールは、ドロワーに割り当てられた、またはドロワーに関連付けられたアレイアグリゲータボードと通信する。３つのドロワーに関連付けられた３つのアレイアグリゲータは、続いて、プロセッサまたはシングルボードコンピュータと通信するシステムコントロールボードと通信する。プロセッサまたはシングルボードコンピュータは、リモートシステムとの通信を促進する。
【００４７】
各アレイアグリゲータボードおよびシステムコントロールボードは、ＦＰＧＡを含む。説明する実施形態では、２×６アレイレベルで３６のＦＰＧＡ、アレイアグリゲータボードレベルで３のＦＰＧＡ、およびシステムコントロールボードレベルで１のＦＰＧＡがある。また、アプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）ソフトウェアプログラムを介してホストコンピュータと通信するシステムコントロールボード上のシステムオンチップ（ＳｏＣ）プロセッサもある。ＳｏＣには、データ操作に使用可能な複数のプロセッサコアが含まれているが、これはＡＰＩまたはホストコンピュータの上位ソフトウェアで実行することも可能である。
【００４８】
このような階層通信構造により、撮像装置全体の計数率を従来の撮像装置におけるよりも高くすることができる。階層通信構造により、エンドポイント通信ノードで発生すべき処理量が削減される。換言すると、各通信ノードポイント（例えば、集積回路、ＦＰＧＡ、アレイアグリゲータ、システムコントロールボード等）にて、そのノードに提供された情報から、次のコンポーネントがその機能を実行するために必要な情報が抽出される。従って、情報が最後の通信ノードに到達するまでに、情報は必要な情報のみが抽出され、それによってリモートシステムに出力すべき情報量が削減される。従って、本明細書で説明されるシステムの係数率は、従来の撮像装置システムの係数率よりもはるかに高くなり得る。実際、読み出し電子通信コンポーネントが単一のガンマ光子イベントを処理する間、モノリシックシンチレータクリスタルおよび光検出器のアレイを備えた従来のガンマカメラは麻痺する。このような従来のカメラは、１秒あたり３０万イベント以下に制限され得る。本明細書で説明するように、階層的読み出しアーキテクチャを有する半導体検出器のピクセル化アレイは、数百の独立した小面積ガンマカメラで構成されている。このようなシステムは、ピクセルレベルでのみ麻痺する可能性がある故、１秒あたり１００万イベント以上の係数率であり得る。
【００４９】
更に、階層型デジタルカメラは、従来のガンマカメラよりも効率的なカスタム通信パケットを作成することによって、ホストコンピュータに送信しなければならないデータパケットの総数を削減する。デジタルカメラがリモートホストコンピュータへの送信または伝達を目的とした通信を受信すると、カメラは通信チャネルを介した送信に最適化されたサイズのパケットをパッケージ化する。カメラが受信した全てのデータ通信をリモートコンピュータシステムに個別に送信するのではなく、カメラ読み出し電子通信コンポーネントはデータ通信を収集し、データを単一のパケットにパッケージ化する。続いて、システムは、通信をリモートシステムに送信する前に、通信パケットがいっぱいになるか、最適化されるか、または十分な時間が経過する（例えば、スローイベントレートや取得終了等）まで、待機する。これにより、リモートコンピュータシステムに送信すべき通信パケットの数が削減される。
【００５０】
更に、リモートコンピュータシステムに提供される情報量が従来のシステムにおけるよりも少ない故、リモートシステムへの接続は単純なプラグイン通信チャネル、例えばギガビットイーサネット接続及びユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続等であり得る。このプラグイン通信チャネルは、従来の撮像装置システムで使用されるフレームグラバーまたは光通信接続とは対照的に、係数率の増加にも役立つ。
【００５１】
次に、図６を参照すると、様々な実施形態のピクセル化検出器および／またはガンマカメラは、例えば、ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）イメージングシステム等の核医学（ＮＭ）イメージングシステム、単一光子放射コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）イメージングシステム、および／または、Ｘ線イメージングシステムおよびＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム等の異なる種類のイメージングシステムの一部として提供されてもよい。例えば、図６は、様々な実施形態に従って構築された医療撮像システム６１０の例示的な実施形態の斜視図であり、この実施形態では、ＳＰＥＣＴイメージングシステムである。システム６１０は、ガントリ中央ボア６３２を中心に指向されたロータ６１４を更に含む統合ガントリ６１２を含む。ロータ６１４は、限定されないが、ガンマカメラ、ＳＰＥＣＴ検出器、多層ピクセル化カメラ（例えば、コンプトンカメラ）、および／またはＰＥＴ検出器等の１つ以上のＮＭピクセル化カメラ６１８（２つのカメラ６１８が図示されている）を支持するように構成される。医用撮像システム６１０がＣＴカメラまたはＸ線カメラを含む場合、医用撮像システム６１０は、検出器に向けてＸ線放射を放出するためのＸ線管（図示せず）も含むことに留意されたい。様々な実施形態において、カメラ６１８は、本明細書でより詳細に説明されるように、ピクセル検出器から形成される。ロータ６１４は、更に、検査軸５１９を中心に軸方向に回転するように構成される。
【００５２】
患者テーブル６２０は、床に直接結合されている、またはガントリ６１２に結合されたベース６２６を介してガントリ６１２に結合されているベッド支持システム６２４に摺動可能に結合されたベッド６２２を含み得る。ベッド６２２は、ベッド６２２の上面６３０に摺動可能に結合されたストレッチャー６２８を含み得る。患者テーブル６２０は、検査軸６１９に実質的に整列されている検査位置への患者（図示せず）の出入りを容易にするように構成されている。イメージングスキャンの間、患者テーブル６２０を制御して、ベッド６２２および／またはストレッチャー６２８を軸方向にボア６３２内に移動させる、およびボア６３２の外に移動させることができる。イメージングシステム６１０の動作および制御は、当技術分野で公知の任意の方法で実行可能である。様々な実施形態は、回転ガントリまたは固定ガントリを含む撮像システムに関連して実施可能であることに留意されたい。
【００５３】
次に、図７は、ガントリに取り付けられた様々な実施形態に従って構成された複数のピクセル化されたイメージング検出器および／またはガンマカメラを有するイメージングシステム７５０を示すブロック図を示している。イメージングシステムは、ＮＭ／ＣＴイメージングシステム等のマルチモダリティイメージングシステムであってもよいことに留意されたい。ＳＰＥＣＴイメージングシステムとして図示されているイメージングシステム７５０は、一般に、ガントリ７５６に取り付けられた複数のピクセル化されたイメージング検出器７５２および７５４（２つが図示されている）を含む。更なるイメージング検出器が設けられてもよいことに留意されたい。イメージング検出器７５２および７５４は、ガントリ７５６のボア７６０内の、患者７５８に対して複数の位置（例えば、図示のようにＬモード構成）に配置される。患者７５８内の対象構造（例えば、心臓）に特有の放射線または画像データを取得することができるように、患者７５８は患者テーブル７６２上で支持される。イメージング検出器７５２および７５４は、ガントリ７５６の可動動作（方位角的に周りを、半径方向に内または外に、軸の周囲を回転的に、及びピボットの周囲を傾斜的に、等）のために構成されているが、いくつかのイメージングシステムでは、イメージング検出器は、ガントリ７５６に固定的に結合され、静止位置に、例えば、ＰＥＴイメージングシステム（例えば、イメージング検出器のリング）に固定的に結合されていることに留意されたい。また、イメージング検出器７５２および７５４は、本明細書に記載されているように異なる材料から形成されてもよく、かつ平坦または湾曲したパネル等の当技術分野で公知の異なる構成で提供されてもよい。
【００５４】
イメージング検出器７５２および７５４のうちの１つ以上の放射線検出面（図示せず）の前に１つ以上のコリメータを設けることができる。イメージング検出器７５２および７５４は、ピクセルのｘおよびｙ位置と、イメージング検出器７５２および７５４の位置とによって定義され得る２Ｄ画像を取得する。放射線検出面（図示せず）は、例えば、人間の患者、動物、空港手荷物等であり得る患者７５８に指向される。
【００５５】
コントローラユニット７６４は、イメージング検出器７５２および７５４に対する患者テーブル７６２の移動および位置決め、並びに、患者７５８に対するイメージング検出器７５２および７５４の移動および位置決めを制御することで、患者７５８の所望の解剖学的構造をイメージング検出器７５２および７５４の視野（ＦＧＶｓ）内に配置することができ、これは、対象の解剖学的構造の画像を取得する前に実施されてもよい。コントローラユニット７６４は、それぞれが、処理装置７６８によって自動的に命令される、オペレータによって手動で制御される、またはそれらを組み合わせた、テーブルコントローラ７６５およびガントリモータコントローラ７６７を有してもよい。テーブルコントローラ７６５は、患者テーブル７６２を移動させて、イメージング検出器７５２および７５４のＦＯＶに対して患者７５８を位置付けることができる。更に、または任意に、イメージング検出器７５２および７５４は、患者７５８に対して移動、配置または配向する、または、ガントリモータコントローラ７６７の制御下で患者７５８を中心に回転させることができる。
【００５６】
イメージングデータは、組み合わされて、２Ｄ画像、３Ｄボリューム、または経時的な３Ｄボリューム（４Ｄ）を含み得る画像に再構成され得る。
【００５７】
データ取得システム（ＤＡＳ）７７０は、イメージング検出器７５２および７５４によって生成されたアナログおよび／またはデジタル電気信号データを受信し、本明細書でより詳細に説明されるように後続処理のためにデータをデコードする。画像再構成プロセッサ７７２は、ＤＡＳ７７０からデータを受信し、当技術分野で周知の任意の再構成プロセスを使用して画像を再構成する。ＤＡＳ７７０からのデータまたは再構成された画像データを記憶するためにデータ記憶装置７７４が設けられてもよい。ユーザインプットを受信するためにインプットデバイス７７６も設けられてもよく、また、再構成された画像を表示するためにディスプレイ７７８が設けられてもよい。電荷位置決定モジュール７８０は、ピクセル化されたイメージング検出器７５２および７５４との各ガンマ光子の相互作用に対するｘおよびｙ位置を提供し得る。一実施形態では、相互作用深度（depth-of-interaction）ｚ位置が決定され得る。
【００５８】
そのようなシステムは、従来のガンマ撮像装置を超える技術的改善を提供する。本明細書で説明するシステムを使用すると、他のコンポーネントへの損傷の可能性を減らしつつ、撮像装置を現場で機能させることができる。交換されたＦＲＵのファクトリーキャリブレーションを使用して、ＦＲＵシリアル番号、エネルギーキャリブレーション、均一性キャリブレーション、および不適合ピクセルの格納されたマップをアップグレードすることができる。更に、本明細書で説明するシステムは、効率的な通信およびハードウェアコンポーネントの削減を可能にする階層通信システムを提供する。
【００５９】
当業者によって理解されるように、様々な態様は、システム、方法、またはデバイスプログラム製品として具現化され得る。従って、態様は、完全にハードウェアの実施形態、または本明細書で一般に「回路」、「モジュール」、または「システム」と呼ばれるソフトウェアを含む実施形態の形態をとり得る。更に、態様は、それとともに具現化されるデバイス可読プログラムコードを有する１つ以上のデバイス可読媒体にて具現化されるデバイスプログラム製品の形態をとり得る。
【００６０】
本明細書で説明する様々な機能は、プロセッサによって実行される非信号記憶装置等の装置可読記憶媒体に格納された命令を使用して実装可能であることに留意されたい。記憶装置は、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、若しくは半導体システム、装置、若しくはデバイス、またはそれらの任意の適切な組み合わせであり得る。記憶媒体のより具体的な例には、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、携帯用コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、またはそれらの任意の適切な組み合わせが含まれるだろう。本明細書の文脈において、記憶装置は信号ではなく、「非一時的（non-transitory）」には信号媒体を除く全ての媒体が含まれる。
【００６１】
記憶媒体上で具現化されるプログラムコードは、限定されないが、無線、有線、光ファイバーケーブル、ＲＦ等、またはそれらの任意の適切な組み合わせを含む、任意の適切な媒体を使用して送信され得る。
【００６２】
操作を実行するためのプログラムコードは、１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい。プログラムコードは、完全に単一のデバイスで、一部を単一のデバイスで、スタンド−アローンソフトウェアパッケージとして、一部を単一のデバイスかつ一部を別のデバイスで、または完全に他のデバイスで実行することができる。場合によっては、デバイスは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプの接続またはネットワークを介して接続することができ、または、他のデバイスを介して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用するインターネットを介して）、例えば近距離通信等の無線接続を介して、またはＵＳＢ接続のようなハードワイヤ接続を介して接続することができる。
【００６３】
本明細書では、様々な例示的な実施形態による例示的な方法、デバイス、およびプログラム製品を示す図面を参照して、例示的な実施形態を説明する。動作および機能は、少なくとも部分的にプログラム命令によって実装可能であることが理解されよう。これらのプログラム命令は、デバイスのプロセッサを介して実行される命令が、特定の機能／作用を実行するマシンを生成するように、デバイスのプロセッサ、専用情報処理装置、または他のプログラム可能なデータ処理デバイスに提供される。
【００６４】
図面には特定のブロック図が使用されており、ブロックの特定の順序が示されているが、これらは非限定的な例であることは注目に値する。特定の文脈において、２つ以上のブロックを組み合わせる、１つのブロックを２つ以上のブロックに分割する、または特定のブロックを適宜並べ替えあるいは再編成することができる。明示的に図示された実施例は説明のみを目的として使用されており、制限するものとして解釈されるべきではない。
【００６５】
本明細書で使用される場合、単数形の「ａ」および「ａｎ」は、特に明記しない限り、複数形「１つ以上」を含むと解釈され得る。
【００６６】
本開示は、例示および説明の目的で提示されているが、網羅的または限定的であることを意図するものではない。当業者には多くの修正および変形が明らかであろう。例示的な実施形態は、原理および実際の用途を説明するために選択および説明したものであって、考えられる特定の用途に適するように本開示の多様な実施形態に様々な変更を加えることが可能であることを当業者は理解されよう。
【００６７】
従って、例示的な実施形態を添付の図面を参照して本明細書で説明したが、この説明は限定するものではなく、本開示の範囲または精神から逸脱することなく、当業者によって様々な他の変更および修正が可能であることを理解されたい。
【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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【国際調査報告】
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