(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光子スキャン装置であって、
光子ビームを放出する光子源と、
前記光子源から放出される光子を検出するように前記光子ビームの伝播方向に配置される光子検出器と
を有し、
前記光子源及び前記光子検出器は中心軸の周りを共通に回転可能であり、前記光子源は、所定のフラックスレートで所定のパルス幅変調方式に従って前記光子ビームを放出するように構成され、前記パルス幅変調方式は、前記中心軸及びスキャンされるべき対象の周り及びそれに沿って、前記光子源及び前記光子検出器のそれぞれの位置に対して前記光子ビームのパルス幅を規定し、
前記光子検出器は、前記パルス幅に対応する期間の間光子を放出する前記光子源による光子の前記放出の開始よりも遅延して、光子を検出し始め、光子の前記放出を停止する前記光子源に先行して光子を検出することを終了するように構成される、光子スキャン装置。
【請求項２】
前記光子源は、前記光子ビームを放出し始めるとき、所定のパルス幅に対応する放出期間を示す命令を前記光子検出器に発行し、前記光子検出器は、前記命令の受信後、所定の遅延で光子を計数し始めるように構成される、請求項１に記載の光子スキャン装置。
【請求項３】
前記光子源は、光子を放出し始めた後、所定の遅延で前記光子検出器に所定のパルス幅に対応する放出時間を示す命令を発行するように構成され、前記光子検出器は、前記所定のパルス幅より所定の量だけ短い期間の間、前記命令の受信時に光子を計数し始めるように構成される、請求項１に記載の光子スキャン装置。
【請求項４】
前記パルス幅変調方式に従って前記光子源の回転位置を決定し、特定のパルス幅に対応するそれぞれの動作期間を示す前記光子検出器及び前記光子源に対する制御命令を発行する制御ユニットをさらに有し、前記光子源は、前記特定のパルス幅に対応する放出期間の間の前記制御命令の受信時に光子を放出し始めるように構成され、前記光子検出器は、前記放出期間で終了する検出期間の間の前記制御命令の受信後、所定の遅延で光子を計数し始めるように構成される、請求項１に記載の光子スキャン装置。
【請求項５】
前記パルス幅変調方式に従って前記光子源の回転位置を決定し、前記光子源に第1の制御命令を発行する制御ユニットをさらに有し、前記光子源は、前記第1の制御命令の受信時に前記光子ビームの放出を開始し、前記光子検出器に第２の制御命令を発行するように構成され、前記光子検出器は、前記第２の制御命令の受信時に光子の計数を開始するように構成され、前記光子源による前記放出は、所定の第１の期間の間行われ、前記光子検出器による前記計数は、所定の第２の期間の間行われ、前記第２の期間は、前記第１の期間の終了より所定時間前に終了する、請求項１に記載の光子スキャン装置。
【請求項６】
前記光子スキャン装置は、スペクトルコンピュータ断層撮影スキャン装置である、請求項１に記載の光子スキャン装置。
【請求項７】
所定のパルス幅変調方式に従って光子ビームを放出する光子源と、前記光子源から放出される光子を検出するために前記光子ビームの伝播方向に配置される光子検出器とを有する光子スキャン装置を所定のフラックスレートで動作させる方法であって、前記光子源及び前記光子検出器は中心軸の周りで共通に回転可能であり、前記方法は、
前記パルス幅変調によるパルス幅を使用して対象をスキャンするステップを有し、前記光子検出器は、前記パルス幅に対応する期間の間光子を放出する前記光子源による光子の前記放出の開始に対して所定の遅延で、光子を検出し始め、前記光子検出器は、前記光子源が光子の前記放出を停止する前に光子を検出することを終了する
方法。
【請求項８】
請求項１に記載の光子スキャン装置の処理ユニットで実行可能なコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムが前記処理ユニットで実行されるとき、請求項７に記載の方法を前記処理ユニットに実行させるためのプログラムコード手段を有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、光子スキャン装置及びそれを動作させる方法に関し、より具体的には、スペクトルコンピュータトモグラフィー（ＣＴ）への特定の用途で説明される光子計数撮像検出器の較正に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＴスキャナは、検査領域を横切って配置される検出器アレイに対向する回転可能なガントリに取り付けられるＸ線管を含む。回転可能なガントリ、すなわちX線管は検査領域の周りを回転する。 X線管は、X線を放射するように構成されている。よく知られている「ボウタイ」フィルタなどの放射線強度プロファイル形成器は、検査領域に向けて放出されるX線放射を、中心領域よりも周辺領域でより大きく減衰させ、それにより、外側の領域におけるフラックスを低減し、放射効率を改善する。
【０００３】
ソースコリメータは、フィルタ処理されるX線をコリメートし、検査領域の方向に放射線ビームを生成する。フィルタリングされる放射線ビームは検査領域（及びその中の関心対象）を横断し、検出器ピクセルの1次元又は2次元アレイを含む検出器アレイによって検出される。検出器ピクセルは、それに応じて、検出される放射線を示す信号を生成し、出力する。信号は再構成され、体積画像データを生成できる。さらに、体積画像データは処理されて、関心対象の1つ又は複数の画像を生成できる。
【０００４】
スペクトルCTスキャナには、光子計数検出器ピクセル（センサー材料、たとえばCdTe、CdZnTeなど）（及びオプションで複数のソース、kVpスイッチングなど）が追加される上記の要素が含まれている。残念ながら、ボウタイフィルタは、X線源の一次ビームスペクトルを変更する。つまり、ボウタイフィルタの前のスペクトルはすべての角度に対して均一であると見なすことができるが、スペクトルの歪みはボウタイフィルタの材料によって引き起こされ、ボウタイフィルタの形状によってファンの角度方向が変化する。
【０００５】
光子計数検出器を較正する1つの一般的なアプローチは、吸収体組成の既知のセットを検出器信号にマッピングすることであり、その後例えば材料分解のためにルックアップテーブルの形式で使用される。したがって、測定対象物で発生する各材料の組み合わせは、「マルチビンパルス波高分析による光子計数エネルギー選択X線イメージング用推定器」（アルバレス、ロバートE.、医用物理学38（5）、2324乃至2334ページ、2011年5月）で説明されるように、較正プロシージャ又は同等の吸収体ペアで実現する必要があるため、この手法は、吸収体材料の数とともに複雑さが増す較正ファントムを必要とする。
【０００６】
たとえば、医用CTのキャリブレーションデータを取得するため、すべての関連する骨の厚さ（例えば0乃至10 cm）とすべての関連する軟組織の厚さ（例えば0乃至40 cm）を考慮に入れなければならない。適切なプロシージャは、骨及び軟組織と同様のX線減衰特性を持つ材料の2ステップファントム、たとえば、それぞれアルミニウムとポリマーを生成し、両方のステップファントムのステップ番号のすべての組み合わせに対するデータを取得することである。
【０００７】
個々のピクセルのさまざまな特性又はX線スペクトルの角度依存性を可能にするため、すべての検出器ピクセルのためにキャリブレーションデータを取得する必要がある。たとえば、ステップファントムはそれぞれ10個の材料の厚さを有し、ピクセルごとに合計100個の個別の測定を行う必要がある。 第三の材料、たとえばヨウ素又は別の造影剤の場合、第三の材料を含める必要があり、キャリブレーションプロシージャに追加のディメンションが追加される。
【０００８】
別のアプローチは、各材料の組み合わせに対して光子数を推定するための検出器モデルを有する。ここで、検出器モデルは、1つ以上の材料を備えたキャリブレーションファントムを使用して較正する必要がある。選択したアプローチに関係なく、各検出器のピクセルは、検出器内のピクセル間のばらつきと、前述のボウタイによる一次スペクトルの変化とのために較正する必要がある。光子計数検出器を使用すると、記載されているキャリブレーションは、異なる材料の組み合わせだけでなく、パルスパイルアップの影響によるX線管電流とX線管加速電圧の異なる組み合わせにも必要である。高度なCTスキャナは、動的線量変調を使用して、患者の減衰プロファイルに従って各投影にX線束を適応する。顕著な例の1つは、水平光線の強い減衰と垂直光線の低い減衰を伴う患者の肩である。変調は、改善される線量有用性をもたらす均一なノイズ分布を目的としている。線量変調は、患者の解剖学的構造にX線束を採用するため、医用イメージングにおいて不可欠な機能である。線量変調は、X線管電流を変調することで実現できる。したがって、検出器の動作点はビューごとに異なり、検出される計数は入射光子束の非線形関数であるため、スキャン中のスキャナのすべての発生する動作点設定に対して適切なキャリブレーションが必要になる。
【０００９】
X線管グリッドスイッチング（GS）と呼ばれる新しい手法により、X線管出力の超高速バイナリ（オン/オフ）X線束変調が可能になる。切り替え時間が1 μsec未満の場合、フラックス変調を使用して、CTのスパース角度サンプリングを実行できる。さらに、ある種のパルス幅変調により、積分期間内の限られた時間間隔だけ検出器を照射できるため、必要な分だけ患者をX線に曝すことができる。
【００１０】
光子計数CTスキャナの場合、パルス幅変調を簡単に適用して線量を変調することはできない。高フラックスイメージングの場合、光子計数検出器はパルスパイルアップの影響を受ける。光子計数は、検出器の不感時間（デッドタイム）のために失われる場合があり、又は2つの低エネルギーの光子が1つの光子として計数される場合がある。理想的な光子計数検出器の応答曲線は、増加するフラックスとともに線形に増加するが、実際の光子計数検出器の応答曲線は非線形である。したがって、安定したフラックスでの動作中のパイルアップ効果は、パルス開始時の光子フラックスの立ち上がりの間及びパルス終了時のフラックスの立ち下がりの間のパイルアップ効果とは異なる。
【００１１】
その点で、米国特許出願US 2016/0324494 A1は、検査領域を横断するX線光子のビームを放出する焦点スポットを備えた放射源を含む撮像システムを開示している。撮像システムはさらに、検査領域を横断するX線光子のサブセットを検出する光子計数検出器アレイを含む。撮像システムは、所定の強度レベルより低い放出X線光子のビームの強度の計算される低下に応じて、一時停止信号を生成及び送信するコントローラをさらに含み、これにより、光子計数検出器アレイはX線光子のサブセットの検出を一時停止する。
【００１２】
撮像システムは、複数の計数期間のそれぞれについて、対応する計数期間に光子計数検出器アレイによって検出されるサブセットのX線光子を計数するカウンタをさらに含む。
【００１３】
さらに、米国特許出願ＵＳ２００５ ／ ００８９１３５Ａ１は、スキャンベイ内の対象の位置を決定し、対象の特定の位置が考慮されるようにＸ線減衰を調整することを含む診断イメージングのシステム及び方法が提供されることを開示する。そこに開示される概念に従って、適切な減衰フィルタ構成が自動的に選択され、患者センタリングが修正され、ノイズ予測エラーが修正され、それにより線量効率と管出力が増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の目的は、較正労力の低減を必要とする効果的な線量変調を備えた光子スキャン装置と光子スキャン装置を動作させる方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、独立請求項に記載の装置及び方法により達成される。
【００１６】
本発明の一態様によれば、光子スキャン装置が提示される。装置は、光子ビームを放出する光子源、光子源から放出される光子を検出するように光子ビームの伝播方向に配置される光子検出器を備え、光子源及び光子検出器は中心軸の周りを共通に回転可能であり、光子源は、所定のフラックスレートで所定のパルス幅変調方式に従って光子ビームを放出するように構成され、パルス幅変調方式は、中心軸及びスキャンされるべき対象の周り及びそれに沿って、光子源及び光子検出器のそれぞれの位置について光子ビームのパルス幅を定義し、光子検出器は、光子を放出し始める光子源に対する遅延を備える所定のパルス幅に対応する期間の間、光子の検出を開始し、光子を放出することを停止する光子源に先行して光子の検出を終了するように構成される。
【００１７】
光子計数プロセスからの各パルスの開始時と終了時に光子束がランプアップ及びランプダウンする期間を除くパルス幅変調を適用することにより、光子検出器を単一の束速度で動作させることができる。したがって、検出器は、所定のフラックスレートに対してのみキャリブレーションされる必要があり、従来のフラックス変調に必要なキャリブレーション作業を大幅に削減する。
【００１８】
光子スキャン装置は、スペクトルCTスキャナであることが好ましい場合がある。光子源及び光子検出器は、中心軸の周りを回転するように構成されるガントリの一部であってもよい。さらに、ガントリはまた、中心軸に沿った螺旋運動を可能にするために、中心回転軸に沿った方向に移動可能であってもよい。代わりに、ガントリは、中心軸の周りでのみ回転可能であり、中心軸に沿って配置される支持手段は、回転軸に沿ってガントリに対して移動することができる。両方の配置により、中心軸にらせん状に配置される患者のスキャンが可能になる。光子源は、所定のパルス幅変調方式に従って、光子ビーム、優先的には多色光子ビームを放出するように構成されている。パルス幅変調方式は、Plewes、D.B. 及びVogelstein、E.の「グリッド制御X線管スイッチング時間：迅速な露出制御への影響」で説明されているように、いわゆるグリッドスイッチングメカニズムによって実現できる（医療物理学１１（５）、６９３乃至６９６ページ、１９８４年９月／ １０月）。パルス幅変調方式は、光子源及び検出器配置のそれぞれの位置、例えばガントリの位置に対して患者を特定するように決定され、スキャンされるべき関心領域、例えば検査されるべき解剖学的領域又は器官に依存する。光子スキャン装置は、ルックアップテーブルを格納するメモリを備えてもよく、ルックアップテーブルは、それぞれの関心領域に対する光子ビームパルス幅及び光子源、例えばガントリのそれぞれの位置に関する患者の状態を関連付ける。 CTスカウトスキャン又はスキャノグラムとも呼ばれる単純なプレスキャンでは、関心領域の位置が決定される。同じ関心領域、たとえば同じ器官でも、患者の状態、例えば体型（肥満、年齢、健康など）及び診断に必要な解像度に応じて異なる投与量が必要になる場合がある。それぞれの入力は、光子スキャン装置のユーザーによって提供されてもよい。決定される患者固有のパルス幅変調方式に基づいて、光子源はそれぞれの持続時間の光子パルスを放出するように構成されている。光子検出器は、光子の放出を開始する光子源に対する遅延で光子の検出を開始するように構成されている。遅延は、光子束が安定しているときに光子検出器が光子の計数を開始するように選択される。安定したフラックスレートで発生するパイルアップ効果は、再構成で考慮され、例えば光子計数検出器はこの動作点に対して較正される。フラックスのランクアップ及びランクダウン中に発生するパイルアップ効果は異なるため、再構築中に考慮することはできない。光子束のランクアップ及びランクダウン中、パイルアップ効果により、検出器応答は実際に入射するよりも多くの光子を計数する可能性がある。したがって、光子束のランクアップ及びランクダウンに必要なそれぞれの時間間隔は、測定期間から除外される。 遅延時間は、製造中又はキャリブレーション中に事前に決定できる。光子検出器はさらに、光子源が停止して光子を放出する前に光子の検出を終了するように構成されている。光子検出器は、光子源が光子放出を終了する命令を受信すると同時に光子の計数を停止してもよい。この命令を受信すると、光子束はランプダウンする。光子束が減少すると同時に光子計数を停止することにより、パイルアップ効��が光子計数に影響を与えないことが保証される。したがって、光子スキャン装置はパルス幅変調を活用することができ、したがって、単一の較正のみ、又は従来の線量変調方式と比較して較正労力を大幅に削減する少数の動作点に対する最小較正のみを必要とする。
【００１９】
一実施形態では、光子源は、光子ビームの放出を開始すると、所定のパルス幅に対応する放出期間を示す命令を光子検出器に発行するように構成され、光子検出器は、放出期間の終わりまで命令を受信した後、所定の遅延時に光子計数を開始するように構成される。
【００２０】
放出期間が終了すると、光子束はすぐにゼロに設定されるのではなく、ランプダウンする。この間、パルスパイルアップ効果が発生するので、光子検出器は、通常の放射期間の終わりに、したがって束が減少する前に光子の計数を停止するように構成される。
【００２１】
一実施形態では、光子源は、光子を放出し始めた後、所定の遅延で光子検出器に所定のパルス幅に対応する放出時間を示す命令を発行するように構成され、光子検出器は、所定のパルス幅より所定量だけ短い期間の間、命令の受信時に光子の計数を開始するように構成される。この実施形態では、初期遅延は光子源によって制御される。これは、立ち上がり時間が異なり、公称フラックスレートに達するまで上昇曲線の傾きに基づいて光子源によって検出及び推定される場合に特に有利である。光子源は、決定される遅延の公称パルス幅をさらに修正し、この修正されるパルス幅を光子検出器に送信し、光子検出器はそれから、命令の受信後にオンになり、修正されるパルス幅に対応する期間が経過した後にオフにスイッチされる。一方の側に遅延と補正の論理を集中させることにより、他方の側の論理、この場合、光子検出器側の論理をより簡単にすることができる。しかしながら、修正されるパルス幅に対応する期間を修正するための論理は、光子検出器側で実装されてもよい。どちらの場合も、光子検出器は、光子束が減少する前に光子計数を停止する。
【００２２】
一実施形態では、光子スキャン装置は、パルス幅変調方式に従って光子源及び光子検出器の回転位置を決定し、特定のパルス幅に対応するそれぞれの動作期間を示す光子検出器及び光子源に対する制御命令を発行する制御ユニットをさらに有し、光子源は、特定のパルス幅に対応する放出期間の間の制御命令の受信時に光子の放出を開始するように構成され、光子検出器は、放出期間で終了する検出期間の間の制御命令の受信後の所定の遅延で光子の計数を開始するように構成される。制御ユニットは、特定のパルス幅に対応するそれぞれの動作期間を示す光子検出器及び光子源に対する制御命令を同時に発行してもよい。光子束がランプダウンしている間に光子を計数することを避けるために放出期間とともに終了する短縮検出期間及び遅延を決定する論理は、両側で遅延を計算する必要性を避けるために、光子検出器側に再び含まれてもよい。代わりに、制御ユニット及び光子検出器に論理を分散させてもよいので、制御ユニットは、放射期間で終了する検出期間を示す命令を既に提供するようにしてもよい。
【００２３】
一実施形態では、光子スキャン装置は、パルス幅変調方式に従って光子源の回転位置を決定し、光子源に第1の制御命令を発行する制御ユニットをさらに備え、光子源は、所定の第1の期間の間の第1の制御命令の受信時に光子ビームを放出することを開始し、光子検出器に第2の制御命令を発行するように構成され、光子検出器は、第１の期間で終了する所定の第2の期間の間の第2の制御命令の受信時に光子の計数を開始するように構成される。この実施形態では、光子源及び光子検出器でのトリガー論理は可能な限り単純に保たれる。それぞれの命令を受信すると、光子源と光子検出器が動作を開始する。第２の期間の決定に関して、それぞれの論理は、制御ユニット又は光子検出器側で再び提供されてもよい。
【００２４】
本発明の一態様によれば、所定のパルス幅変調方式に従って光子ビームを放出する光子源と、光子源から放出される光子を検出するために光子ビームの伝播方向に配置される光子検出器とを有する光子スキャン装置を所定のフラックスレートで動作させる方法であって、光子源及び光子検出器は中心軸の周りで共通に回転可能である、方法が提供される。方法は、パルス幅変調によるパルス幅を使用して物体をスキャンするステップを有し、光子検出器は、光子を放出し始める光子源に対する所定の遅延で所定のパルス幅に対応する期間の間の光子の検出を開始し、光子検出器は、光子源が光子を放出することを停止する前に光子の検出を終了する。
【００２５】
請求項１に記載の光子スキャン装置、請求項７に記載の光子スキャン装置の動作方法、及び請求項８に記載のコンピュータプログラムは、特に従属請求項で定義されるように、類似及び／又は同一の好ましい実施形態を有することは理解される。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項又は上記の実施形態とそれぞれの独立請求項との任意の組み合わせでもあり得ることを理解される。
【００２７】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照して明らかになり、解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る光子スキャン装置を概略的かつ例示的に示す。
【図２】光子検出器の公称積分期間、及び光子パルスの光子束と光子計数を概略的かつ例示的に示す。
【図３】パルスパイルアップのない理想的な光子計数検出器の応答曲線と比較した、パイルアップの影響を受ける光子計数検出器の典型的な応答曲線を概略的かつ例示的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明による光子スキャン装置の実施形態、特に医用用途及び患者の検査のためのスペクトルＣＴ撮像システムを示す。図１に示すＣＴ画像システムは、ｚ方向に平行に延びる回転軸Ｒの周りを回転することができるガントリ１を含む。放射線源２、特に例えば回転タングステン陽極を備えた従来のＸ線管は、ガントリ１に取り付けられている。Ｘ線管２は、成形放X線2によって生成される放射線からのファン、コーンウェッジ、又はその他の所定の形状のような、射線ビーム４を形成するコリメータ装置３を備える。放射線は、円筒状の検査ゾーン（イメージング領域）における関心領域の支持体5上に位置する患者などの物体（図示せず）を横切る。検査ゾーンを横断した後、Ｘ線ビーム４は、Ｘ線検出器ユニット６に入射され、この実施形態において、二次元光子計数検出器は複数の検出器セル６１を有し、ガントリ１に取り付けられ、入射X線放射線を検出信号に変換する。
【００３０】
ガントリ１は、モータ７によって、好ましくは一定であるが調整可能な角速度で駆動される。更なるモータ８は、物体、例えば図２に示されている回転軸Ｒ又はｚ軸の方向に平行に検査領域５の患者テーブル上に配置される患者を配置するために提供される。これらのモータ７、８は、例えば放射線源２及び検査ゾーン５が螺旋軌道に沿って互いに対して移動するように、制御装置９によって制御される。しかしながら、対象物又は検査ゾーン５は動かされず、Ｘ線源２のみが回転されることも可能である。
【００３１】
Ｘ線源２を制御するため、特に前記Ｘ線源２によって提供されるＸ線束を変調するため、ソース制御装置１０が提供される。このソース制御装置１０は、Ｘ線源２から放出されるＸ線束が所定の持続時間又はパルス幅の間、所定の線束レベルで提供されることを保証する。パルス幅は、光子源でグリッドスイッチング配置を使用して実現できる。そのようなグリッドスイッチング構成が、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２０１０／０５８３３０ Ａ１号の図２に示されている。ＷＯ２０１０ ／ ０５８３３０Ａ１は、何れかの損傷効果の検出の場合にグリッドスイッチング機構を使用して電子ビームを遮断することを開示しているが、グリッドを使用してパルス幅を変調することもできる。
【００３２】
光子検出器６は各動作点について別々に較正する必要があるため、Ｘ線源２及び光子検出器６は、所定数の動作点、例えば５つの動作点について較正することが好ましい。線量は暴露時間、例えばパルス幅によって変調されるため、原則として、単一の作業ポイント、例えば加速電圧ごとに1つの電流で十分であり、一つ又はそれより多くの動作点を定義して、高吸収特性を持つ物体に対する非常に長い曝露時間、又は低吸収物体に対する非常に短い積分時間及び大量のパルスパイルアップを避けることが適切な場合がある。例えば、四肢の領域からスペクトルCT画像を取得するために低線量のみが必要であるので、短いパルス幅及び/又は低いフラックスレートで十分である。一方、胃の解剖学的領域では、許容できるノイズのある画像を取得するために、はるかに高い線量が必要である。したがって、脚又は腕のイメージングと同じ低フラックスレートが使用される場合、パルス幅ははるかに大きくなる。露出時間が長いと、プロシージャ全体が長くなり、それ自体は望ましくない。さらに、患者は、息を吸ったり吐いたりするとき、暴露中にわずかに動く場合があり、これにより、再構成される画像の精度が低下する可能性がある。したがって、吸収特性が大きく異なるそれぞれの領域に対して、所与のX線管の加速電圧に対してX線束の3乃至5の動作点を持たせることが有利な場合がある。
【００３３】
したがって、関心領域に依存して、適切な動作点が決定され、患者は、器官又は関心領域がどこにあるかを大まかに決定するためにいわゆるスカウトスキャンでスキャンされる。その領域に対して、患者固有のパルス幅変調方式が決定され、X線管2及びガントリ1の反対側の光子計数検出器6のそれぞれの位置及び各々の位置に対するそれぞれの対応する曝露時間又はパルス幅が規定される。パルス幅は、年齢、サイズ/体積などの患者固有のパラメータ及びスカウトスキャン中に決定される吸収特性並びにそれぞれのガントリ位置及び特定の器官などの撮像被検体に対するパルス幅を規定するルックアップテーブルから決定できる。
【００３４】
実際のスキャンを実行する場合、制御装置9は、モータ7及び8に対するそれぞれの命令を提供して、サポート5を配置し、ガントリ1を検査ゾーンの周りで回転させる。所定の位置に対して、制御装置９は、所定のパルス幅に対応する期間の間、Ｘ線源２による対応する放射線ビーム４の放出を開始する操作命令をソース制御装置１０に発行する。制御装置９は、光子検出器６の動作を所定の遅延、例えば１乃至３マイクロ秒で開始するそれぞれの命令を検出器制御装置１１に同時に発行する。さらに、検出器制御装置１１は、所定のパルス幅に対応する期間が達せられた後、光子検出器６の動作を停止し、例えば検出器6は、X線源2と一緒に、又はX線源2の少し前でも動作を停止する。光子放出を制御する電流がランプアップ又はランプダウンするまで、開始又は停止命令の受信時に、X線源2に必要な時間中に検出器に到達する光子は、図2に示されるように光子検出器6によって計数されない。曲線１０２は光子束を示し、曲線１０３は検出器によって計数される光子を示す。図２に示す例では、ガントリ１は、各位置に対して特定の公称積分期間１００、例えば400マイクロ秒を提供する速度で回転する。以前に決定されるパルス幅変調方式によれば、X線源2から放出されるパルスは、公称積分期間100、例えば200マイクロ秒よりもはるかに短くてもよい。しかしながら、X線源をオン状態に切り替えると、安定した光子束が得られるまで少し時間がかかる。検出器の光子計数率は、最初直線的に上昇するが、それからパイルアップにより降下する。図３は、理想的な光子計数検出器Ｉ及び実際の光子計数検出器ＩＩに対する典型的なパルスパイルアップ曲線を例示的に示している。 x軸は入力レートを示し、y軸は出力レートを示す。軸は、検出器のデッドタイムτに対して正規化される。理想的な光子計数検出器は、同一の入力及び出力レートを持つ。しかしながら、実際の光子検出器は線形応答で始まり、入力レートが増加するにつれ計数損失が発生する。非常に高いレートの場合、検出器は飽和し、出力レートは低下する（入力レートに遅れて時間τは1に等しくなる）。安定したフラックスの場合、パイルアップによる計数損失を考慮することができ、例えば検出器はこの動作点に対してキャリブレーションされ、キャリブレーションは画像再構成中に考慮される。しかしながら、立ち上がり時間と立ち下がり時間中の検出器応答は、計数率全体に大きな影響を与える。これらのミス計数は、画像再構成では簡単に修正できない。したがって、光子検出器６の実際の積分期間１０１は、図２に示すように、Ｘ線源オン期間の開始に対して遅延で始まり、光子束がランプダウンする前に停止する。立ち上がり時間及びドロップダウン時間が安定している場合、各ハードウェアトリガーは、デバイス制御ユニット9から開始命令及び対応するパルス幅がいつ受信されてもよいように、決定される遅延時間でプログラムされてもよく、検出器制御デバイス11は、プログラムされる遅延で検出器の動作をトリガーし、公称パルス幅の終わりで検出器の動作を停止する。
【００３５】
代わりに、トリガー命令を遅延させる論理が、検出器制御装置11の代わりに制御ユニット9に実装されてもよい。その場合、検出器制御装置11は、制御ユニット9からのそれぞれの命令の受信直後に、光子検出器6の動作をトリガーする。しかしながら、制御ユニット９は、ソース制御装置１０に発行される開始命令と比較してわずかに遅れて開始命令を発行する。
【００３６】
さらに別の実施形態では、ソース制御装置10と検出器制御装置11とは互いに通信してもよく、ソース制御装置10は、所定のパルス幅の間、X線源2の動作を開始するときに検出器制御装置11にそれぞれのトリガー命令を発行する。検出器制御装置１１は、命令を受信するとき、所定の遅延で光子検出器６の動作を開始し、公称パルス幅に対応する時間が達せられるとき、光子検出器６を停止する。ここでも、遅延論理は、代わりに所定の遅延で検出器制御デバイス11に開始命令を発行してもよいソース制御装置10に実装することもできる。
【００３７】
光子スキャン装置を動作させる方法による光子スキャン装置の制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として、及び/又は専用ハードウェアとして実装することができる。
【００３８】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに、又は他のハードウェアの一部として提供される、光学記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体に格納/配布できるが、インターネット又は他の有線又は無線の通信システムなどの他の形式で配布することもできる。
【００３９】
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されるが、そのような図示及び説明は、限定的ではなく例証的又は例示的であると見なされるべきである。本発明は開示される実施形態に限定されない。開示される実施形態に対する他の変形は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求される発明を実施する際に当業者によって理解及び達成され得る。請求項において、「含む」という語は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されてい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できないことを示すものではない。請求項中の参照符号は、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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