(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトンカウンティングの放射線検出器及びＸ線放射源を備える、対象物のＸ線画像を生成するためのＸ線装置であって、前記放射線検出器は、前記Ｘ線画像の獲得の間、前記Ｘ線放射源によって放出され、且つ前記対象物を通過したＸ線光子を、Ｘ線光子事象に対応する電気パルス信号に変換し、前記Ｘ線装置は、さらに、
前記放射線検出器を第１の放射パルスに曝露し、前記Ｘ線画像の獲得の間に前記放射線検出器を第２の放射パルスに曝露する、追加の放射源であって、前記第１の放射パルス及び前記第２の放射パルスは、前記追加の放射源の同じ構成に従って放出される、前記追加の放射源と、
前記放射線検出器の前記第１の放射パルスへの曝露に起因して前記放射線検出器によって生成される第１の電気パルス信号を検出し、前記放射線検出器の前記第２の放射パルスへの曝露に起因して前記放射線検出器によって生成される第２の電気パルス信号を検出する、検出回路とを備え、
前記放射線検出器を前記第１の放射パルス及び前記第２の放射パルスの各々に曝露することによって、Ｘ線光子事象が生成又はシミュレートされ、この結果、前記第１の電気パルス信号及び第２の電気パルス信号の各々は、ある特定のエネルギーを有する入射Ｘ線光子に応じて前記放射線検出器によって生成された電気パルス信号に対応し、
前記Ｘ線装置は、前記第１の電気パルス信号の振幅と前記第２の電気パルス信号の振幅とを比較し、前記比較の結果に基づいて前記Ｘ線画像を生成する、
Ｘ線装置。
【請求項２】
前記追加の放射源は、前記Ｘ線画像の獲得の前、又はＸ線画像獲得の開始時に、前記放射線検出器を前記第１の放射パルスに曝露するように制御可能である、請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項３】
前記検出回路は、前記第２の電気パルス信号の振幅を決定するためのピークホールド回路を備える、請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項４】
前記追加の放射源の前記構成は、前記第１及び前記第２の電気パルス信号の振幅が、Ｘ線放射への曝露に応じて前記放射線検出器によって生成される電気パルス信号の振幅より高くなるように選択可能であり、前記検出回路が、獲得期間中最も高い振幅を有する前記放射線検出器によって生成される電気パルス信号を前記第２の電気パルス信号として特定することを含む、請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項５】
前記追加の放射源は、前記Ｘ線放射源によるＸ線放射の放出が中断される期間に前記放射線検出器を前記第１及び／又は前記第２の放射パルスに曝露するように制御可能である、請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項６】
前記検出回路は、前記第２の電気パルス信号の振幅を決定するためのピークホールド回路を備え、前記ピークホールド回路は、前記Ｘ線放射源がＸ線放射を放出しない間にのみ前記ピークホールド回路がアクティブ化されるように制御可能である、請求項５に記載のＸ線装置。
【請求項７】
前記追加の放射源は、前記追加の放射源の異なる構成に従って放出される少なくとも２つの第１の放射パルスと、少なくとも２つの第２の放射パルスとに、前記放射線検出器を曝露し、前記第２の放射パルスの各々は前記追加の放射源の構成のうちの１つに従って放出され、
前記追加の放射源の構成のうちの１つに従って放出される前記第２の放射パルスの各々について、前記Ｘ線装置は、前記放射線検出器の前記第２の放射パルスの各々への曝露に応じて生成された電気パルス信号の振幅を、前記追加の放射源の同じ構成に従って放出される前記第１の放射パルスへの曝露に応じて前記放射線検出器によって生成された電気パルス信号の振幅と比較し、
前記Ｘ線装置は、前記比較の結果に基づいて前記Ｘ線画像を生成する、
請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項８】
前記追加の放射源は、前記Ｘ線放射源によるＸ線放射の放出が中断される期間に少なくとも２つの第２の放射パルスを連続的に放出するように制御可能である、請求項７に記載のＸ線装置。
【請求項９】
Ｘ線放射への曝露に応じて前記放射線検出器によって生成された電気パルス信号に基づいて、及び前記第１の電気パルス信号の振幅と前記第２の電気パルス信号の振幅との比較の結果に基づいて、前記Ｘ線画像を再構成する再構成ユニットを備える、請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項１０】
前記放射線検出器は、Ｘ線光子が入ることに応じて生成された電気パルス信号に基づいて、前記放射線検出器に入る複数のＸ線光子の各々にエネルギー範囲を割り当て、前記再構成ユニットは、前記第１の電気パルス信号の振幅と前記第２の電気パルス信号の振幅との比較の結果に基づいて、前記Ｘ線光子の少なくともいくつかに対する割り当てを変更する、請求項９に記載のＸ線装置。
【請求項１１】
前記放射線検出器の読み出し電子回路を備え、前記読み出し電子回路が、前記第１の電気パルス信号の振幅と前記第２の電気パルス信号の振幅との比較の結果に基づいて、Ｘ線放射への曝露に応じて生成された電気パルス信号を処理することを含む、請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項１２】
Ｘ線放射への曝露に応じて生成された電気パルス信号の前記処理は、前記第１の電気パルス信号の振幅と前記第２の電気パルス信号の振幅との比較の結果に基づいて選択されたゲインを使用して前記電気パルス信号を増幅することを含む、請求項１１に記載のＸ線装置。
【請求項１３】
Ｘ線放射への曝露に応じて生成された電気パルス信号の前記処理は、前記第１の電気パルス信号の振幅と前記第２の電気パルス信号の振幅との比較の結果に基づいて、エネルギー範囲を前記電気パルス信号に割り当てることを含む、請求項１１に記載のＸ線装置。
【請求項１４】
前記追加の放射源は、レーザ装置であり、前記第１及び前記第２の放射パルスは、レーザ放射線を含む、請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項１５】
Ｘ線画像の獲得の間、Ｘ線放射源によって放出され且つ対象物を通過したＸ線放射を、Ｘ線光子事象に対応する電気パルス信号に変換するスペクトル放射線検出器を使用して、対象物のＸ線画像を生成するための方法であって、前記方法は、
追加の放射源の構成に従って前記追加の放射源によって放出された第１の放射パルスに前記スペクトル放射線検出器を曝露し、前記第１の放射パルスへの曝露に応じて前記スペクトル放射線検出器によって生成された第１の電気パルス信号を取得するステップと、
前記Ｘ線画像の獲得の間、前記追加の放射源の同じ構成に従って前記追加の放射源によって放出された第２の放射パルスに前記スペクトル放射線検出器を更に曝露し、前記第２の放射パルスへの曝露に応じて前記スペクトル放射線検出器によって生成された第２の電気パルス信号を取得するステップと、
前記第１の電気パルス信号の振幅と前記第２の電気パルス信号の振幅とを比較し、前記比較の結果に基づいて前記Ｘ線画像を生成するステップとを有し、
前記スペクトル放射線検出器を前記第１の放射パルス及び前記第２の放射パルスの各々に曝露するステップによって、Ｘ線光子事象が生成又はシミュレートされ、この結果、前記第１の電気パルス信号及び第２の電気パルス信号の各々は、ある特定のエネルギーを有する入射Ｘ線光子に応じて前記スペクトル放射線検出器によって生成された電気パルス信号に対応する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、スペクトルＸ線撮像に関する。より詳細には、本発明は、スペクトル放射線検出器を備える、対象物のＸ線画像を生成するためのＸ線装置、及びスペクトル放射線検出器を使用して対象物のＸ線画像を生成するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるスペクトル又はフォトンカウンティングＸ線撮像では、Ｘ線装置の放射線検出器上へのＸ線光子入射を個々に検出することができ、また、それらのエネルギーを決定することができる。この目的のため、放射線検出器は、例えば、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）又はテルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）などの直接変換物質を含み、この直接変換物質は、光子が物質に入るとパルス状の電流信号を生成し、電流パルスは、光子エネルギーを示す電荷量に対応する。光子エネルギーを決定するために、放射線検出器は、Ｘ線光子によって生成される電荷量を表す電気パルス信号を生成し、この電気パルス信号の振幅は、通常はエネルギービンとも称される複数の予め定められたエネルギー範囲のうちの１つの割り当てられる。Ｘ線スキャン中、エネルギービンに割り当てられた光子の数がカウントされ、Ｘ線画像が、そのカウント数に基づいて再構成される。その際、各エネルギー範囲に対して１つのサブ画像を含み、及び／又は対象となる異なる物質に関して対象物の物質組成を示すＸ線画像が再構成される。
【０００３】
スペクトルＸ線撮像に使用される直接変換放射線検出器の知られている問題は、トラップ電荷から生じるそれらの不安定性である。そのような電荷は、放射線検出器内の電場を変化させ、それにより検出器の電荷収集特性の劣化を引き起こす。このような劣化は、通常、偏光と称される。偏光効果の結果として、Ｘ線光子の所与のエネルギーで物質によって発生した電荷量は、時間及び／又は光子束とともに変化する。これが光子エネルギーの不正確な解析へとつながり、それが、再構成されたＸ線画像にアーチファクトをもたらす。
【０００４】
米国特許出願第２０１４／０１４０４６９号は、一次Ｘ線源及びＸ線検出器を備えるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置を開示しており、この装置は、検出器によって吸収された光子の総エネルギーに比例して信号電流を生成する。これに関して、Ｘ線検出器は、不安定なゲインを有し、ＣＴ装置は、ゲインキャリブレーション手順を実施するように構成される。この目的のため、ＣＴ装置は、いくつかの補足スキャンにおいてＸ線検出器を照明するために使用される補足のＸ線源を備える。補足スキャンにおいて測定された検出器信号に基づいて、キャリブレーションデータが決定され、それを使用して対象物スキャンの信号を補正する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、放射線検出器の偏光から生じるＸ線画像内のアーチファクトを減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様において、対象物のＸ線画像を生成するためのＸ線装置が提案される。本装置は、スペクトル放射線検出器及びＸ線放射源を備え、放射線検出器が、画像の獲得の間、Ｘ線放射源によって放出され且つ対象物を通過したＸ線放射を、Ｘ線光子事象に対応する電気パルス信号に変換する。本装置は、放射線検出器を第１の放射パルスに曝露するように構成され、Ｘ線画像の獲得の間に放射線検出器を第２の放射パルスに曝露するように構成される、追加の放射源を備え、第１の放射パルス及び第２の放射パルスは、追加の放射源の同じ構成に従って放出される。さらには、本装置は、放射線検出器の第１の放射パルスへの曝露に起因して放射線検出器によって生成される第１の電気パルス信号を検出するように構成され、放射線検出器の第２の放射パルスへの曝露に起因して放射線検出器によって生成される第２の電気パルス信号を検出するように構成される、検出回路を備える。さらに、本Ｘ線装置は、第１の電気パルス信号の振幅と第２の電気パルス信号の振幅とを比較し、その比較の結果に基づいてＸ線画像を生成するように構成される。
【０００７】
第１及び第２の放射パルスは追加の放射源の同じ構成（例えば、強度、波長、及び／又はパルス持続時間に関して）に従って放出されるため、第１及び第２の放射パルスへの曝露に応じて放射線検出器によって生成される電気パルス信号は、放射線検出器が偏光による影響を受けなかったときは、互いに対応する。したがって、第１及び第２の放射パルスへの曝露に応じて放射線検出器によって生成される電気パルス信号を比較することによって、放射線検出器の偏光を解析することが可能であり、この比較の結果に基づいてＸ線画像を生成することによって、偏光の効果を補正すること、及び／又はそのような効果を補償することが可能である。これにより、検出器偏光から生じる画像アーチファクトを減少させることができる。
【０００８】
放射線検出器を第１及び第２の放射パルスの各々に曝露することによって、Ｘ線光子事象が、特に、生成又はシミュレートされる。それに応じて、第１及び第２の電気パルス信号の各々は、特に、ある特定のエネルギーを有する入射Ｘ線光子に応じて放射線検出器によって生成された電気パルス信号に対応する。
【０００９】
１つの実施形態において、追加の放射源は、レーザ装置であり、第１及び第２の放射パルスは、レーザ放射を含む。しかしながら、例えば、ＬＥＤ光源及び放射性輻射源などの他の種類の放射線源を使用することも同様に可能である。
【００１０】
放射線検出器が、画像獲得に対する潜在的な検出器偏光の効果を解析するためにＸ線画像の獲得の間に第２の放射パルスに曝露される一方で、追加の放射源は、画像の獲得の前、又は画像獲得の開始時に、放射線検出器を第１の放射パルスに曝露するように制御可能である。したがって、放射線検出器の第１の放射パルスへの曝露に応じて生成される第１の電気パルス信号は、画像獲得の前又は画像獲得の開始時の放射線検出器の電荷収集特性を反映する参照信号としての役割を果たす。これらの特性は、通常、これに基づいて放射線検出器のエネルギーキャリブレーション（即ち、検出されたＸ線光子に応じて生成された電気パルス信号の振幅とエネルギー範囲又はビンとの間の割り当て）が行われる電荷収集特性に対応する。故に、第１の電気信号パルスの振幅と第２の電気パルス信号の振幅との比較の結果に基づいたＸ線画像の生成は、エネルギーキャリブレーションの時点での特性と比較した検出器の電荷収集特性の変化を補正又は補償することを可能にする。
【００１１】
少なくとも第２の放射パルスは、画像獲得の間に、故に、Ｘ線放射が概して放射線検出器上への入射でもある間に、放射線検出器に受容されるため、第２の放射パルスは、好ましくは、第２の放射パルスへの曝露に応じて放射線検出器によって生成される電気パルス信号を、入射Ｘ線放射に応じて生成される電気パルス信号と区別することができるような様式で放出される。
【００１２】
この点において、本発明の１つの実施形態は、追加の放射源が、第１及び第２の電気パルス信号の振幅がＸ線放射への曝露に応じて放射線検出器によって生成される電気パルス信号の振幅より高くなるように選択可能であるという構成、並びに、検出回路が、獲得期間中最も高い振幅を有する放射線検出器によって生成される電気パルス信号を第２の電気パルス信号として特定するように構成されるということを含む。獲得期間は、特に、Ｘ線画像の獲得の間の予め定められた期間に対応し、その期間中に追加の放射源が１つの第２の放射パルスを放出する。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンが実行されるとき、獲得期間は、特に、１つ又は複数のフレームに対応し、各フレームにおいて１つの投影が測定される。さらなる実施形態において、追加の放射源は、Ｘ線放射源によるＸ線放射の放出が中断される期間に放射線検出器を第１及び／又は第２の放射パルスに曝露するように制御可能である。
【００１３】
さらに、検出回路は、第１及び／又は第２の電気パルス信号の振幅を決定するためのピークホールド回路を備え、このピークホールド回路が、信号を監視し、その最大値を保持する。Ｘ線放射源によるＸ線放射の放出が中断される期間に、検出器が第１及び／又は第２の放射パルスに曝露される場合、ピークホールド回路は、Ｘ線放射源がＸ線放射を放出しない間にのみピークホールド回路がアクティブ化されるように制御可能である。これは、第１及び第２の電気パルス信号の振幅が、入射Ｘ線放射に応じて放射線検出器によって生成される電気パルス信号の振幅よりも高くない場合に特に当てはまる。
【００１４】
本発明の１つの実施形態において、追加の放射源は、追加の放射源の異なる構成に従って放出される少なくとも２つの第１の放射パルスと、少なくとも２つの第２の放射パルスとに、放射線検出器を曝露するように構成され、各第２の放射パルスは追加の放射源の前記構成のうちの１つに従って放出される。追加の放射源の構成のうちの１つに従って放出される第２の放射パルスについて、Ｘ線装置は、放射線検出器の各第２の放射パルスへの曝露に応じて生成された電気パルス信号を、追加の放射源の同じ構成に従って放出される第１の放射パルスへの曝露に応じて放射線検出器によって生成された電気パルス信号と比較するように構成され、Ｘ線装置は、その比較の結果に基づいてＸ線画像を生成するようにさらに構成される。異なって構成された（例えば、異なる強度、波長、及び／又は持続時間を有する）放射パルスの測定を評価することによって、振幅−高さドメインの異なる点において偏光を解析すること、並びに、放射線検出器内で生成された電気パルス信号の振幅及び／又はＸ線光子の異なるエネルギーに対する偏光の影響の変動を考慮することが特に可能である。
【００１５】
特に、検出器が、Ｘ線放射源によるＸ線放射の放出が中断される期間に第１及び／又は第２の放射パルスに曝露される場合、追加の放射源は、Ｘ線放射源によるＸ線放射の放出が中断される期間に少なくとも２つの第２の放射パルスを連続的に放出するように制御可能である。これは、異なって構成された放射パルス又は第２の電気パルス信号の異なる振幅に対する偏光効果を本質的に同時に（したがって偏光プロセスの同じ段階に）評価することを可能にする。しかしながら、偏光は、通常、より大きな時間の尺度では増大しないため、さらなる実施形態においては、少なくとも２つの第２の放射パルスを、ある特定の時間距離で生成することができる。
【００１６】
第１の電気パルス信号及び第２の電気パルス信号の振幅の比較の結果に基づくＸ線画像の生成は、特に、放射線検出器によって提供される測定データを使用してＸ線画像を再構成するプロセスに補正を適用することを含む。
【００１７】
したがって、本発明の１つの実施形態は、Ｘ線装置が、Ｘ線放射への曝露に応じて放射線検出器によって生成された電気パルス信号に基づいて、及び第１の電気パルスの振幅と第２の電気パルス信号の振幅との比較の結果に基づいて、Ｘ線画像を再構成するように構成される再構成ユニットを備えるということを含む。
【００１８】
関連した実施形態において、放射線検出器は、Ｘ線光子が入ることに応じて生成された電気パルス信号に基づいて、放射線検出器に入る複数のＸ線光子の各々にエネルギー範囲を割り当てるように構成され、再構成ユニットは、第１の電気パルス信号と第２の電気パルス信号との比較の結果に基づいて、Ｘ線光子の少なくともいくつかに対する割り当てを変更するように構成される。具体的には、再構成ユニットは、シフトされた及び／又はスケールされたエネルギー範囲に基づく画像再構成を実行する。
【００１９】
放射線検出器の出力を使用してＸ線画像を再構成するプロセスに適用される補正に加えて、又はその代替として、放射線検出器の構成は、検出器偏光の効果を補償するように適合される。これに関して、本発明の１つの実施形態は、Ｘ線装置が、放射線検出器の読み出し電子回路を備えるということ、並びに、読み出し電子回路が、第１の電気パルス信号と第２の電気パルス信号との比較の結果に基づいて、Ｘ線放射への曝露に応じて生成された電気パルス信号を処理するように構成されるということを含む。
【００２０】
本発明の１つの関連した実施形態において、Ｘ線放射への曝露に応じて生成された電気パルス信号の処理は、第１の電気パルス信号と第２の電気パルス信号との比較の結果に基づいて選択されたゲインを使用して電気パルス信号を増幅することを含む。さらなる関連した実施形態において、Ｘ線放射への曝露に応じて生成された電気パルス信号の処理は、第１の電気パルス信号の振幅と第２の電気パルス信号の振幅との比較の結果に基づいて、エネルギー範囲を電気パルス信号に割り当てることを含む。本発明のさらなる態様において、フォトンカウンティング放射線検出器を使用して対象物のＸ線画像を生成するための方法が提案され、ここでは、検出器は、画像の獲得の間、Ｘ線放射源によって放出され且つ対象物を通過したＸ線放射を、Ｘ線光子事象に対応する電気パルス信号に変換する。本方法は、
−  追加の放射源の構成に従って追加の放射源によって放出された第１の放射パルスに放射線検出器を曝露し、第１の放射パルスへの曝露に応じて放射線検出器によって生成された第１の電気パルス信号を取得するステップと、
−  その後、画像の獲得の間、追加の放射源の同じ構成に従って追加の放射源によって放出された第２の放射パルスに放射線検出器を曝露し、第２の放射パルスへの曝露に応じて放射線検出器によって生成された第２の電気パルス信号を取得するステップと、
−  第１の電気パルス信号の振幅と第２の電気パルス信号の振幅とを比較し、その比較の結果に基づいてＸ線画像を生成するステップとを有する。
【００２１】
請求項１のＸ線装置及び請求項１５の方法は、特に従属請求項において規定されるように、同様及び／又は同一の好ましい実施形態を有するということが理解されるべきである。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態はまた、従属請求項又は上の実施形態のそれぞれの独立請求項との任意の組み合わせであり得ることが理解されるべきである。
【００２３】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以後説明される実施形態から明らかであり、それを参照してより明瞭にされるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】Ｘ線装置の放射線検出器の偏光を解析するためのテスト放射パルスを放出するための１つ又は複数の放射源を含むＸ線装置の構成要素を概略的及び例示的に示す図である。
【図２】Ｘ線装置の放射線検出器の検出器素子及び検出器素子の読み出し電子回路の構成要素を概略的及び例示的に示す図である。
【図３】ビームスプリッタを使用して検出器素子に向けられるテスト放射パルスを放出するための放射線放出体を概略的及び例示的に示す図である。
【図４】１つの実施形態において、入射Ｘ線光子及び入射テスト放射パルスに応じて検出器素子において生成された電気パルス信号、並びに入射テスト放射パルスから生じる信号パルスの振幅を決定するためのピークホールド回路の出力信号を概略的及び例示的に示す図である。
【図５】さらなる実施形態において、入射Ｘ線光子及び入射テスト放射パルスに応じて検出器素子において生成された電気パルス信号、並びに入射テスト放射パルスから生じる信号パルスの振幅を決定するためのピークホールド回路の出力信号を概略的及び例示的に示す図である。
【図６】入射Ｘ線光子及びテスト放射パルスの入射シーケンスに応じて検出器素子において生成された電気パルス信号を概略的及び例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、対象物を撮像するためのＸ線装置１の構成要素を概略的及び例示的に例証する。１つの実施形態において、Ｘ線装置１は、対象物の３次元画像を生成するためのＣＴ装置である。しかしながら、Ｘ線装置１は、別のやり方で同様に構成されてもよい。撮像される対象物は、人間若しくは動物の身体、又は任意の他の対象物であり、その内部構造がＸ線装置１を使用して撮像されることになる。
【００２６】
Ｘ線装置１は、Ｘ線管などのＸ線源２、及び放射線検出器３を備える。Ｘ線源２は、Ｘ線放射が放射線検出器３によって収集される前に、Ｘ線源２と放射線検出器３との間の検査領域１２を通過するＸ線ビーム４を発生する。Ｘ線ビームを形成するため、Ｘ線源２は、好適なコリメータ５を備える。対象物は、検査領域１２内に位置付けることができる支持部（図面では示されない）上に置かれる。対象物が患者の身体である場合、支持部は患者台として構成される。
【００２７】
Ｘ線装置１がＣＴ装置として構成される場合、Ｘ線源２及び放射線検出器３は、モータ７によって駆動される回転可能なガントリ６上に向かい合った位置に搭載される。Ｘ線源２及び放射線検出器３を検査領域１２内に位置付けられた撮像される対象物の周りで回転させることができるように、モータ７によって、ガントリ６を回転させることができる。したがって、異なる投影を連続して獲得することができ、各投影は、撮像される対象物に対するＸ線源２及び放射線検出器３の１つの角度位置に対応する。これらの投影のうちの１つの獲得するための期間は、本明細書ではフレームとも称される。対象物及びガントリ６を互いに対してｚ軸方向に、即ちビーム方向に垂直に、移動させることによって、対象物の、異なるいわゆるスライスを撮像することができる。この目的のため、支持部（及び、故に対象物）は、追加のモータ８によって検査領域１２内をｚ軸方向に前後に動かされる。しかしながら、支持部を移動させず、ガントリ６をｚ軸の方向に動かすことも可能である。
【００２８】
Ｘ線源２及び（任意選択的に）放射線検出器３は、Ｘ線源２及び放射線検出器３の動作を制御する制御ユニット９に連結される。Ｘ線源２に対して、制御ユニット９は、特に、Ｘ線放射を生成するタイミング及びパワーを制御し、放射線検出器に対する制御ユニット９の制御機能は、以下にさらに説明される。さらに、制御ユニット９は、ガントリ６及び対象物支持部を駆動するモータ７及び８を制御する。
【００２９】
放射線検出器３は、放射線検出器３によって収集される測定データに基づいて画像を再構成する、再構成ユニット１０にさらに連結される。これらの測定データは、対象物の投影であり、これらの投影から当業者に知られているやり方で画像を再構成することができる。（本明細書内の以下にさらに説明されるように）予め定められたエネルギー範囲に従って光子エネルギーを決定するエネルギー識別フォトンカウンティング検出器３が使用されるため、Ｘ線装置１において生成されるＸ線画像は、各エネルギー範囲に対して、及び／又は撮像された対象物に含まれる対象となる異なる物質（いわゆる物質分解）に関して、１つのサブ画像を含むサブ画像のセットを含む。また、これらのサブ画像が、組み合わされて複数のエネルギー範囲に対する１つの画像を形成する。
【００３０】
制御ユニット９及び再構成ユニット１０は、制御ユニット９及び再構成ユニット１０によって実行されるルーチンを実装するコンピュータプログラムを実行するためのプロセッサユニットを備えるコンピュータ装置として構成される。１つの実施形態において、制御ユニット９及び再構成ユニット１０は、別個のコンピュータ装置に実装される。しかしながら、制御ユニット９及び再構成ユニット１０を、単一のコンピュータ装置に含めること、及びコンピュータ装置のいくつかのプロセッサユニット又は単一のプロセッサユニットに実装することが同様に可能である。
【００３１】
放射線検出器３は、単一の入射Ｘ線光子を検出することができ、またいくつかの予め規定されたエネルギービンに従ってそれらのエネルギーを決定することを可能にする、フォトンカウンティング検出器として構成される。これに関して、放射線検出器３への光子入射は、検出器電極へと流れる電荷キャリア（電子及び正孔）の電荷雲を発生し、ここで電荷量は入射Ｘ線光子のエネルギーに依存する。生成された電荷は、放射線検出器３の読み出し電子回路によって収集され、次に放射線検出器３が電気信号（例えば、電圧信号）を生成し、その振幅は、衝突するＸ線光子のエネルギーに比例する。
【００３２】
より具体的には、放射線検出器３は、モジュール又はタイルとも称され、また好ましくは平坦又は凹面であるアレイ内に配置される、複数の検出器素子２０１を備える。したがって、検出器素子２０１は、互いに垂直に配置された行及び列の形態で配置される。そのような検出器素子２０１の構成要素は、図２に概略的及び例示的に描写される。
【００３３】
例証された構成によると、各検出器素子２０１は、Ｘ線を電気信号に変換するための変換素子２０２を含み、この変換素子は、カソード接点２０３とアノード接点アセンブリ２０４との間に提供される。変換素子２０２は、半導体物質でできており、好適な半導体物質は、例えば、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）、セレン化テルル化カドミウム（ＣｄＴｅＳｅ）、ＣｄＺｎＴｅＳｅ、テルル化カドミウムマンガン（ＣｄＭｎＴｅ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムひ素（ＧａＡｓ）、及びヨウ化水銀（ＨｇＩ）である。電場が、変換素子２０２内のカソード接点２０３とアノード接点アセンブリ２０４との間に形成されるように、カソード接点２０３は、一般的には、アノード接点アセンブリ２０４より低い電位に保持される（即ち、負のバイアス電圧が、アノード接点アセンブリ２０４に対してカソード接点２０３に印加される）。Ｘ線光子がカソード接点２０３を通って変換素子２０２に入るように、及び電場が（主要な）ビーム方向に平行であるように、変換素子２０２のカソード側は、Ｘ線源２の方を向いている。しかしながら、検出器素子２０１が別のやり方で構成されることも同様に可能である。
【００３４】
変換素子２０２は、略立方体のブロックとして構成され、その横寸法はその厚さよりもはるかに大きい。カソード接点２０３及びアノード接点アセンブリ２０４は、変換素子２０２の大きな上側及び下側に接続されるため、電場は変換素子２０２のより小さい厚さに沿って延在する。さらに、カソード接点２０３は、変換素子２０２上に適用された薄い金属化フィルムによって形成される連続したカソード電極として構成される。対照的に、アノードアセンブリ２０４は、ピクセル化されたアノード電極２０５、即ち、互いに対して特定の距離に配置され、また通常アノードピクセルとも称される別個のアノード電極２０５を含む。１つの実施形態において、これらのアノードピクセル２０５もまた、変換素子２０２の表面上に、互いに対して垂直である行及び列に配置される。
【００３５】
アノード電極又はピクセル２０５は、変換素子３０１に対する光子入射によって発生した電荷を収集し、各アノードピクセルは、結果として生じる電流を収集して、後に再構成ユニット１０に提供される測定データを決定する読み出し電子回路に接続される。したがって、Ｘ線光子が変換素子３０１に入ると、Ｘ線光子が半導体物質を励起し、それにより電荷キャリア（電子及び正孔）を生成する。負の電荷キャリアは、変換素子３０１内の電場の影響下でアノード電極３４のうちの１つへと流れ、例えば、変換素子のアノード側に取り付けられたＣＭＯＳ  ＡＳＩＣ構造に実装される読み出し電子回路によって収集される前述の電気信号パルスを発生させる。
【００３６】
図２はまた、１つの実施形態における１つのアノードピクセル２０５のための読み出し電子回路の構成要素を概略的及び例示的に例証する。この実施形態では、読み出し電子回路は、特に、電荷有感型増幅器などの増幅器２０６を含み、この増幅器が、各事象（例えば、入射Ｘ線光子）にわたって入力電流を積分して、対応する階段状の出力電圧信号を発生させる。増幅器信号は、好ましくは、特に、電荷有感型増幅器によって生成される階段（即ち、入射Ｘ線光子が発生させる電荷雲の積分電荷）に比例するパルス振幅を発生させるため、及び雑音を低減するために、増幅器２０６に含まれるいわゆるパルス整形回路においてフィルタリングされる。したがって、いわゆる増幅／整形器２０６は、好ましくは、検出事象に対応する電圧信号を生成するために使用される。さらに、読み出し電子回路は、２つ以上のパルス識別器２０７１、…、２０７Ｎを含み、各パルス識別器は、増幅／整形器２０６の出力信号を予め定められたしきい値Ｓｉ（ｉ＝１、…、Ｎ）と比較し、増幅／整形器の出力がしきい値Ｓｉを超える場合には、出力信号を生成する（これは、本明細書内の以下では事象とも称される）。これらのパルス識別器２０７１、…、２０７Ｎのしきい値Ｓｉは、前述のエネルギービンの上界を表し、エネルギービンｉの上界の値に対応するエネルギーを有する光子がしきい値に対応する増幅／整形器２０６の出力を発生させるように選択される。しきい値Ｓｉの対応する構成は、そのようなものとして当業者に知られるやり方で実行されるＸ線装置１のキャリブレーション手順の範囲内で提供される。
【００３７】
図２に示されるように、各比較器２０７１、…、２０７Ｎの出力は、比較器２０７１、…、２０７Ｎに記録された事象の数をカウントする関連カウンタ２０８１、…、２０８Ｎに接続される。各比較器２０７１、…、２０７Ｎ又はエネルギービンについて、事象の数が、（事象の検出場所の指標とともに）放射線検出器の読み出しインターフェース２０９において（デジタル形式で）提供される。読み出しインターフェース２０９から、事象データが再構成ユニット１０に提供され、再構成ユニット１０は、これらのデータを使用して対象物のＸ線画像を再構成する。このＸ線画像は、各エネルギー範囲に対して１つのサブ画像を含むサブ画像のセットからなる。同様に、一部又はすべてのエネルギー範囲に対するサブ画像が組み合わされて単一のＸ線画像を形成する。
【００３８】
前述のタイプの直接変換検出器３においてしばしば発生する１つの問題は、変換素子２０２の不安定性である。そのような不安定性は、電荷が変換素子２０２内の電場を変化させるほどまでに変換素子２０２内にトラップされることに起因する。そのような変化は、偏光効果とも称され、それぞれの検出器素子２０１の電荷収集特性の劣化を引き起こす。特に、偏光は、検出器のパルス過渡応答における変化をもたらし、その結果、増幅／整形器２０６によって出力されるパルス振幅は、時間及び／又は光子束とともに所与の光子エネルギーによって変化する。この効果は、特に、入射光子束の突然の変化の後に発生し、補正なしでは、そのような状況において入射光子束の正確な決定を妨げる。その結果、生成されたＸ線画像は、対応するアーチファクトを含み、画像品質の劣化を示す。
【００３９】
偏光効果を補正し、画像品質を向上させるために、Ｘ線装置１は、放射線検出器３を試験放射パルスに曝露すること、及びテスト放射パルスの曝露に応じた放射線検出器３の出力の変動を解析することが可能である。これらの変動は、放射線検出器３の偏光の度合いの測定に対応し、これらの変動に基づいて、再構成ユニット１０は、対象物のＸ線画像を生成する際に補正を適用し、及び／又は放射線検出器３の構成は、偏光効果を補償するために適合される。より詳細には、個々のテスト放射パルス又はテスト放射パルスのセットは、本明細書では観察サイクルとも称される予め定められた時間間隔で放射線検出器３に適用される。これらの放射パルス又は放射パルスのセットは、本質的に同一に構成される（即ち、放射線放出体の構成は、放射パルスを放出するとき、本質的に同一である）ため、これらの放射パルス又はパルスシーケンスの検出から生じる出力信号もまた、偏光効果なしでは本質的に同一である。したがって、異なるテスト放射パルス又はパルスシーケンスの検出から生じる出力信号の変動は、放射線検出器３の偏光を解析すること、及びＸ線画像を再構成するプロセスにおける対応する補正又は検出器構成の適合を提供することを可能にする。
【００４０】
Ｘ線装置１によってＣＴスキャンを実行するとき、１つの観察サイクルは、１つ又は複数のフレームに対応する（１つのフレームが、上に説明されるように１つの投影を獲得するための期間に対応する）。各観察サイクルが１つのフレームに対応するときは、比較的細かい時間分解能で偏光効果を解析することができる。しかしながら、これは、テスト放射パルスによって発生した電気信号の比較的高速の処理も必要とする。特に、この実装形態では、テスト放射パルスから生じる電気パルス信号の振幅値をデジタル化するための比較的高速のアナログ−デジタル変換が必要とされる。特にこの要件の観点から、及び、検出器偏光が通常、フレーム期間と比較してより大きい時間スケールで発展するという観点から、各観察サイクルは、複数のフレームに対応する。
【００４１】
テスト放射パルスは、Ｘ線源２に加えて提供される１つ又は複数の放射源１１によって生成される。１つの実装形態において、放射源１１は、Ｘ線装置１の制御ユニット９によって制御され、制御ユニット９は、特に、特定の時点においてテスト放射パルスの放出を開始する。さらに、制御ユニット９は、放射パルスを放出するために使用される放射源１１の構成を制御し、そのような構成は、特に、テスト放射パルスの放射強度、波長、及び持続時間に関する放射源１１の設定を含む。さらなる実施形態において、放射源１１は、例えば、放射源１１と関連付けられた１つ又は複数の専用コントローラなど、Ｘ線装置１の他の構成要素によって制御される。
【００４２】
１つの実施形態において、テスト放射パルスは、レーザパルスであり、各放射源１１は、例えばレーザダイオードなどのレーザ装置として構成される。そのようなレーザダイオードは、比較的小型であるため、レーザダイオードとして構成された放射源１１を容易にＸ線装置１に統合することができる。しかしながら、他のテスト放射パルスを使用することも同様に可能である。さらなる関連した例は、ＬＥＤによって発せられる光、及び制御可能な放射線源によって提供される放射性輻射を含む。
【００４３】
好ましくは、放射源１１は、放射源１１によって放出される放射線が放射線検出器３の検出器素子２０１へ妨げなく進むことができるように放射線検出器３のエリア内に位置する。さらには、テスト放射パルスに基づく補正及び／又は適合は、好ましくは、放射線検出器３の各アノードピクセル２０５に対して個々に実行される。それにより、偏光が、個々のアノードピクセル２０５に異なる程度で影響を与える局所的な効果であるということを考慮することができる。したがって、放射源１１は、好ましくは、すべてのアノードピクセル２０５をテスト放射パルスに曝露することができるやり方で構成される。
【００４４】
原則として、テスト放射パルスは、放射線検出器３の検出器素子２０１に任意の方向から適用することができる。そのため、テスト放射パルスは、放射線検出器３の側面から、即ち、検出器素子２０１の表側を介して適用されてもよい。テスト放射パルスをそのようなやり方で適用するために、特に、１つの検出器素子２０１のアノードピクセル２０５の各行又は列に対して１つの放射線放出体が存在し、それが行又は列方向に放射線を放出する。この場合、放射強度は、変換素子２０２を通って進む放射線の吸収に起因して、放射線放出体からの距離が増加するにつれて減少する。
【００４５】
さらなる実施形態において、テスト放射パルスは、上側から、即ち、カソード接点２０３を通って、又は下側から、即ち、ピクセル化されたアノードアセンブリ２０４を通って変換素子２０２に入る。テスト放射がカソード側から適用される場合、カソード接点２０３は、放射源１１によって放出される放射線に対して透明性である物質、例えば、光スペクトルの可視部内で透明性である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などからなる（したがって、ＩＴＯは、放射源１１が光スペクトルの可視部内で放出するときに使用されるが、必ずしもこうである必要はない）。代替として、カソード接点２０３は、各アノードピクセル２０６のために小さな正孔を備え、テスト放射パルスは、これらの正孔を介して変換素子２０２に入る。
【００４６】
図３に概略的及び例示的に例証される、これらの実施形態の１つの実装形態において、放射源１１は、検出器素子２０１のアノードピクセル２０５の各行又は列に対して、レーザダイオードとして構成される１つの放射線放出体３０１を含む。放射線放出体３０１は、関連した行又は列の方向にテスト放射パルスを放出する。放射線放出体によって放出される放射線ビームを形作るために、対応する光学機械レンズ３０２が、放射線ビーム３０４の光路内に提供される。さらに、ビームスプリッタ３０３が、放射線ビーム３０４の光路内に提供され、ビームスプリッタは、行又は列の各アノードピクセル２０５に割り当てられる。各アノードピクセル２０５について、関連したビームスプリッタ３０３は、放射線ビーム３０４の一部分はビームスプリッタ３０３を通過する一方、放射線ビーム３０４の別の部分は、偏向して、それぞれのアノードピクセル２０５のエリア内で変換素子２０２に入るようなやり方で構成及び配置される。１つの実施形態において、実質的に等しい放射強度が異なるアノードピクセル２０５に入るように配置が構成される。この目的のため、ビームスプリッタ３０３は、異なる分割比を有する。この実装形態で使用される１つの例示的なビームスプリッタ２０５は、Ｎｅｗｐｏｒｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが提供するペリクルビームスプリッタである。
【００４７】
放射線放出体３０１及びビームスプリッタ３０３のそのような配置を使用すると、テスト放射は、図３に示されるように、変換素子２０２の上側（即ち、カソード側）からアノードピクセル２０５の行又は列に適用される。しかしながら、変換素子２０２の下側（即ち、アノード側）からテスト放射を適用するために同様の配置を使用することも同様に可能である。
【００４８】
テスト放射パルスへの曝露から生じる増幅／整形器２０６の出力の変動を解析するために、これらの出力は、好ましくは、特定され、放射線検出器３へのＸ線光子入射から生じる増幅／整形器２０６の出力と区別される。Ｘ線装置１の通常動作中の入射テスト放射パルスから生じる出力を特定するために、いくつかのオプションが提供され、それらは以下に説明される。
【００４９】
１つの実施形態において、テスト放射パルスは、入射放射パルスから生じる増幅／整形器２０６の出力信号が、入射Ｘ線光子から生じる出力信号よりも高い振幅（即ち、高さ）を有するように構成される。これは、テスト放射パルスの波長、強度、及び持続時間の好適な選択によって達成される。この実施形態では、入射テスト放射パルスから生じる出力信号は、各観察サイクル中に観察される増幅／整形器２０６の最も高い出力信号として特定される。この実施形態では、１つのテスト放射パルスが、各観察サイクルにおいて放出され、異なる観察サイクルにおいて放出される放射パルスは、本質的に同一に構成される。特に、放射パルスは、本質的に同じ波長、強度、及び持続時間を有する。
【００５０】
この実施形態の１つの実装形態において、増幅／整形器２０６の出力信号は、図２に例証されるようなピークホールド回路２１０内で処理される。そのような回路は、そのようなものとして当業者に知られており、増幅／整形器２０６の出力信号を監視し、それらの最大振幅をその独自の出力信号として保持する。テスト放射パルスが、上に説明されるように入射Ｘ線光子から生じる出力信号よりも高い振幅を有する出力信号をもたらす場合、各観察サイクルの最後でのピークホールド回路２１０の出力は、したがって、各観察サイクルの最後にテスト放射パルスから生じる出力信号の振幅に対応する。したがって、各観察サイクルの最後に観察されるピークホールド回路２１０の出力信号は、デジタル信号に変換され、特に、放射線検出器３のデジタル読み出しインターフェース２０９において提供される。この目的のため、ピークホールド回路２１０の出力は、各観察サイクルの最後でピークホールド回路２１０の出力信号をデジタル化するように構成されるアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２１１に接続される。ピークホールド回路２１０の出力信号のデジタル化の後、ピークホールド回路２１０は、リセットされる（その結果、その出力信号は、新しいサイクルの開始時に再びゼロになる）。リセット手順は、図２に例証されるようなＡＤＣ２１１によって、又は他の構成要素によって制御される。
【００５１】
この実装形態で使用されるピークホールド回路２１０の動作は、さらに図４に例証される。上方エリアでは、この図は、入射Ｘ線光子から生じる増幅／整形器２０６の出力パルス４０１（破線で示される）を持続時間Ｔの１つの観察サイクルの間の時間ｔの関数として例示的及び概略的に例証する。これらのパルス４０１は、検出器素子２０１上へのＸ線光子入射の異なるエネルギーに従って異なる振幅を有する。加えて、図４は、テスト放射パルスの検出から生じるパルス信号４０２を示す。上に説明されるように、このパルス信号４０２は、Ｘ線光子に対応するパルス信号よりも高い振幅を有するため、パルス信号４０２をこれらの信号と区別することができる。
【００５２】
下方エリアでは、図４は、ピークホールド回路の出力電圧信号Ｖｏｕｔを時間の関数として概略的に例証する。図から分かるように、信号は観察サイクルの開始時にはゼロであり、前の信号よりも高い振幅を有する信号が記録されるたびに増大する。時間ｔ１でのテスト放射パルスに対応するパルス信号４０２の記録時に最大出力値に達する。観察サイクルの満了時、即ち、時間ｔ２から時間ｔ３まで、出力信号は、ＡＤＣ２１１においてデジタル化される。そのうえで、即ち、時間ｔ３と時間ｔ４の間に、ピークホールド回路２１０は、ゼロ電圧信号を出力するようにリセットされる。
【００５３】
１つの観察サイクルにおいて検出された振幅のアナログ−デジタル変換及びピークホールド回路２１０をリセットするための後続の手順は、図４に示されるように次の観察サイクルの開始時に実行される。この場合、テスト放射パルスを放出するための時間ｔ１は、観察サイクルの開始時に、アナログ−デジタル変換を実施するための、及びリセット手順を実行するための十分な期間があるように選択される。代替として、アナログ−デジタル変換及びリセット手順は、テスト放射パルスの放出後に同じ観察サイクルにおいて実行される。
【００５４】
結論として、本実施形態に従う放射線検出器３は、各アノードピクセル２０５に対して、及び各観察サイクルに対して、テスト放射パルスの検出から生じる出力信号の決定された振幅を提供する。これらのデータは、これらのデータに基づいてＸ線画像を再構成するために再構成ユニット１０によって使用される。その際、再構成ユニット１０は、特に、各アノードピクセル２０５について、及び各観察サイクルについて、テスト放射パルス４０２の振幅を参照テスト放射パルス４０２の振幅（本明細書において以下では参照パルス振幅とも称される）と比較し、この比較の結果に基づいて、それぞれの観察サイクルの間に獲得されたＸ線事象データに補正を適用する。
【００５５】
一般に、参照テスト放射パルスは、エネルギービンを区別するしきい値の選択を含む放射線検出器のエネルギーキャリブレーションを実施するときに適用される。そのようなエネルギーキャリブレーションは、特定の時間間隔で行われ、その時間間隔の間、複数のＸ線スキャンが実行されるか、又はエネルギーキャリブレーションは、各Ｘ線スキャンの前に行われる。両方の場合において、参照テスト放射パルスが適用され、対応する参照パルス振幅は、エネルギーキャリブレーションが行われた後、及びエネルギーキャリブレーションに対して短い時間距離で測定され、その結果、測定は、放射線検出器の電荷収集特性を反映し、それに基づいてエネルギーキャリブレーションが実行される。次いで、参照パルス振幅は、Ｘ線スキャン中の後の使用のために保存される。Ｘ線源２は、スイッチを切られ、参照テスト放射パルスが適用されるとき、放射線検出器３に入るＸ線放射はない。さらに、特に、エネルギーキャリブレーションが各Ｘ線スキャンの前に実行される場合、参照テスト放射パルス４０２はまた、Ｘ線スキャンの第１の観察サイクルにおいて放出されるテスト放射パルスに対応する。
【００５６】
Ｘ線画像を再構成するプロセスに前述の補正を適用するために、再構成ユニット１０は、特に、観察サイクルの間にテスト放射パルスから生じる検出器出力の観察された振幅と参照パルス振幅との差が、検出されたＸ線光子のエネルギービンへの不正確な割り当てを示すかどうかを決定する。再構成ユニット１０が、そのような指標を決定する場合、再構成ユニット１０は、それに応じてそれぞれのアノードピクセル２０５についてエネルギービンに対するカウント数を変更する。
【００５７】
１つの対応する実装形態において、再構成ユニット１０は、参照パルス振幅と各観察サイクルについてテスト放射パルスから生じる観察された振幅との比較に基づいて補正パラメータ又は補正関数を計算し、補正パラメータに基づいて計算される測定されたＸ線光子事象に対して修正されたエネルギー範囲を使用してＸ線画像の再構成を実施する。補正パラメータは、参照パルス振幅とテスト放射パルスから生じる観察された振幅との比又は差に対応し、修正されたエネルギー範囲は、その差に基づいて元のエネルギー範囲（即ち、Ｘ線装置のキャリブレーションが実行された際に基づくエネルギー範囲）をシフトすることによって、又は計算された比でエネルギー範囲を規定するしきい値を乗算し、それによりエネルギーしきい値を再スケールすることによって計算される。複数のテスト放射パルスが評価される場合、再構成ユニット１０は、例えば、テスト放射パルスについて測定されたパルス振幅と対応する参照パルス振幅との差に基づいて補正関数を計算する。補正は、一次関数又は（２つ以上のテスト放射パルスが評価される場合）より高次の補正関数に対応し、そのような関数をパルス振幅の差にフィットさせることによって生成される。補正関数を使用した後者の手法は、特に偏光の影響を補正するためにエネルギー範囲がスケール及びシフトされなければならない場合に、偏光効果のより正確な補正を可能にする。
【００５８】
そのような補正が再構成ユニット１０において行われることに加えて、又はその代替として、放射線検出器３の構成は、偏光効果を補償するために適合される。この目的のため、テスト放射パルスの検出から生じる出力信号の決定された振幅が再び評価され、放射線検出器３の構成は、これらのデータに基づいて適合される。この適合は、オンザフライで行われる。これに関して、放射線検出器３の構成は、直前の観察サイクルに属するデータに基づいて、１つの観察サイクルにおいて適合される。
【００５９】
放射線検出器３の適合は、特に、アノードピクセル２０５に関連した増幅／整形器２０６のゲインの適合、又はアノードピクセル２０５についてエネルギービンを規定するしきい値の適合を含む。そのような修正は、特に、参照パルス振幅とそれぞれのアノードピクセル２０５について観察されるテスト放射パルスから生じる振幅との比に基づいて再び行われる。しきい値の適合は、特に、再構成ユニット１０におけるエネルギー範囲の修正に類似して行われる。
【００６０】
１つの実施形態において、放射線検出器３の構成のそのような適合は、制御ユニット９によって制御され、制御ユニット９は、この目的のため、テスト放射パルスについて測定される決定された振幅を受信及び評価する。代替的に、放射線検出器３の読み出し電子回路は、これらの振幅を評価し、適合を制御するための論理を含む。
【００６１】
任意選択的に、新規のエネルギーキャリブレーションはまた、観察サイクルの間にテスト放射パルスから生じる検出器出力の観察された振幅と参照パルス振幅との比較に基づいて、これらのパルス振幅の差が大きくなりすぎる場合に開始される。この目的のため、これらのパルス振幅の差又は比は、制御ユニット９内で、再構成ユニット１０内で、又は読み出し電子回路によって、予め定められたしきい値と比較される。この比較において、差が大きすぎると決定される場合（例えば、差又は比が予め定められたしきい値を超えるとき）、新規のエネルギーキャリブレーションが実行されるべきであるという指標がＸ線装置１の操作者に対して出力される。
【００６２】
前述の実施形態の変形において、各観察サイクルは、２つ以上のサブサイクルに分割され、各サブサイクルにおいて、他のサブサイクルにおいて放出されるテスト放射パルスとは異なる個々のテスト放射パルスが放出される。ここで、各サブサイクルは、Ｘ線装置１がＣＴスキャンを実施するとき、１つのフレームに対応するか、又は、各サブサイクルは、複数のフレームに対応する。したがって、Ｍ個の異なるテスト放射パルスが使用されるとき、これらのテスト放射パルスは、Ｍ個以上のフレームにわたって分散される。
【００６３】
また、この変形において、すべての放射パルスはこれらの放射パルスから生じる増幅／整形器２０６の出力信号の振幅が入射Ｘ線光子から生じる出力信号の振幅より高くなるように再び構成される。したがって、テスト放射パルスに対応するパルス信号の振幅を、上記のやり方で特定することができる。しかしながら、異なるサブサイクルのテスト放射パルスは、それらのパルス持続時間、強度、及び／又は波長において異なる。これが、異なる条件下で偏光効果を解析することを可能にする。
【００６４】
異なる観察サイクルにおいて、対応するサブサイクルのテスト放射パルスは、本質的に同一に構成される。したがって、Ｎ個のサブサイクルが存在する場合、すべての観察サイクルのｉ番目のサブサイクルのテスト放射パルスは、ｉ＝１、…、Ｎについて本質的に同一である。テスト放射パルスに対応する観察されたパルス振幅値が、上で説明されるような補正及び／又は適合を適用するために再構成ユニット１０及び／又は制御ユニット９内で評価されるとき、１つの観察サイクルのサブサイクルについて測定されるパルス振幅値が、対応する参照振幅値と比較される。この参照振幅値は、第１の観察サイクルの対応するサブサイクルにおいて測定される振幅値に対応するか、又は上に説明されるような実際のＸ線スキャンを実行する前に測定される。比較は、観察サイクルの各サブサイクルに対して行われるため、各サブサイクルについて比較結果が決定される。次いで、補正及び／又は適合が、これらの比較結果に基づいて適用される。この目的のため、補正パラメータ又は関数が比較結果から決定され、補正及び／又は適合は、補正パラメータ又は関数に基づいて行われる。例えば、補正パラメータは、個々の比較結果の平均、最小、又は最大に対応する。補正関数は、予め定められた次数で振幅差に基づいて生成される。例えば、一次又はより高次の補正関数は、すでに上に説明されるような観察された差にそのような関数をフィットさせるとによって、これらの差に基づいて生成される。
【００６５】
さらなる実施形態において、テスト放射パルスから生じる増幅／整形器２０６の出力信号は、信号振幅に基づいて、入射Ｘ線光子から生じる出力信号と区別されない。代わりに、これらの実施形態においては、Ｘ線源２によるＸ線放射の放出が、短いスイッチオフ期間にわたって中断され、テスト放射パルスは、これらのスイッチオフ期間の間に放出され、測定される。テスト放射パルスは、スイッチオフ期間の間、放射線検出器３への放射線入射のみからなるため、テストパルスから生じ得る出力信号を特定することが可能である。これらの実施形態の１つの利点は、テスト放射パルスが、テスト放射パルスから生じる増幅／整形器２０６の出力信号が入射光子から生じる出力信号よりも高い振幅を有するように構成される必要がないということである。これはまた、より広いパルス−高さスペクトルで偏光効果を解析することを可能にする。さらに、放射線検出器３がＸ線放射に曝露されている間にテスト放射パルスが適用されるときに発生するテスト放射パルス及びＸ線光子のパイルアップを防ぐことができる。そのようなパイルアップは、テスト放射パルスがＸ線光子と同時に検出器素子２０１に入るときに発生し、放射線検出器３の偏光の不正確な見積もりをもたらす。
【００６６】
これらの実施形態において、スイッチオフ期間は、例えば約数マイクロ秒の短い持続期間を有する。スイッチオフ期間の間のＸ線放射の放出を中断するために、Ｘ線源２は、これらの実施形態において、いわゆるグリッド制御されたＸ線管として構成されるが、それは、そのようなＸ線管がＸ線放射の放出の高速切替えを可能にするためである。
【００６７】
テスト放射パルスから生じる増幅／整形器２０６の出力信号の振幅を決定するため、ピークホールド回路２１０は、上に説明され図２に例証される実施形態と同様の放射線検出器３の各アノードピクセル２０５に対して使用される。しかしながら、少なくとも、これらの振幅が入射Ｘ線光子から生じる出力信号の振幅よりも高くない場合には、ピークホールド回路２１０は、好ましくは、スイッチオフ期間の間だけアクティブ化される。例えば、これは、各ピークホールド回路２１０の入力において、スイッチオフ期間の間だけ増幅／整形器２０６の出力信号がピークホールド回路２１０を通ることを可能にするスイッチを提供することによって達成される。ピークホールド回路２１０又はスイッチの対応する制御は、制御ユニット９によって行われ、制御ユニット９は、スイッチオフ期間の間Ｘ線放射の放出を中断するためにＸ線源２も同時に制御する。
【００６８】
対応する実施形態における１つのピークホールド回路２１０及びＸ線源２の動作は、さらに図５に例証される。上方エリアでは、この図は、入射Ｘ線光子から生じる増幅／整形器２０６の出力パルス５０１（破線で示される）を持続時間Ｔの１つの観察サイクルの間の時間ｔの関数として例示的及び概略的に例証する。加えて、図５は、テスト放射パルスの検出から生じるパルス信号５０２を示す。例により図５に示されるパルス信号５０２は、入射Ｘ線光子から生じる出力パルス５０１より高い振幅を有する。しかしながら、上に説明されるように、これは必ずしもこうである必要はなく、パルス信号５０２の振幅は、同様に、Ｘ線光子事象に対応するパルス信号５０２の最も高い振幅より低い。
【００６９】
下のエリアでは、図５は、Ｘ線源２がＸ線放射を放出しないスイッチオフ期間５０３、及びＸ線放射がＸ線源２によって放出される観察サイクルの期間５０４を概略的に示す。さらには、図５は、例証される実施形態において、スイッチオフ期間の間にのみアクティブ化されるピークホールド回路２０１の出力電圧Ｖｏｕｔを例示的に示す。したがって、ピークホールド回路２１０は、テスト放射パルスから生じるパルス信号５０２の振幅だけを測定する。ピークホールド回路２１０の出力信号は、再びデジタル化され（時間ｔａとｔｂの間で）、ピークホールド回路２１０は、図５に示されるように次の観察サイクルの開始時、又はスイッチオフ期間の満了後の観察サイクル内で（時間ｔｂとｔｃの間で）再びリセットされる。
【００７０】
テスト放射パルスから生じ、そのようなやり方で決定される出力信号の振幅は、再構成ユニット１０内で対象物のＸ線画像を再構成するときに補正を適用するため、及び／又は放射線検出器３の偏光を補償するために放射線検出器３の構成を適合するために、上に説明されるやり方で再び処理される。
【００７１】
入射テスト放射パルスから生じる電気パルス信号がそれらの振幅に基づいて特定されるという上に説明される実施形態と同様に、前述の実施形態もまた、放射源１１の異なる構成に従って放出されるテスト放射パルスが検出器偏光の解析のために使用されるように様々である。特に、各観察サイクルは、上に説明されるように、ここでもサブサイクルに分割され、テスト放射パルスの構成は、それらの強度、波長、及び／又は持続時間に関して個々のサブサイクルでは異なる。これらのテスト放射パルスは、上に説明されるようにピークホールド回路２１０を使用して測定され、再構成ユニット１０及び／又は制御ユニット９は、好ましくは、Ｘ線画像を再構成するプロセスに補正を適用するための１つ若しくは複数の補正パラメータ若しくは関数を決定するために、又は放射線検出器３の構成を変更するために、放射源１１の同じ構成に従って放出されるテスト放射パルスについて測定された信号振幅を比較する。
【００７２】
入射放射パルスに応じて増幅／整形器２０６によって出力されるパルス信号の振幅が、異なるエネルギーの入射Ｘ線光子に応じて生成されるパルス信号の振幅に対応するようなやり方でテスト放射パルスを構成することも同様に可能である。したがって、補正パラメータ（例えば、上に説明されるように、テスト放射パルスについて観察された振幅と参照振幅との比）は、各エネルギービン又は範囲におけるＸ線光子事象に対して、１つの特定の構成のテスト放射インパルス、即ち、サブサイクルのうちの１つにおいて放出されるテスト放射インパルスについて観察されたパルス振幅の比較に基づいて個々に計算される。特に、ある特定のエネルギービンにおけるＸ線光子事象の補正パラメータは、そのエネルギービンに割り当てられた振幅を有する増幅／整形器２０６の出力信号を発生するテスト放射パルスの測定を使用して、且つこの振幅の対応する参照振幅との比較に基づいて計算される。そのようなやり方においては、偏光効果の潜在的なエネルギー依存を考慮することが可能である。
【００７３】
さらなるバリエーションにおいて、放射源１１の異なる構成に従って放出されるテスト放射パルスは、各観察サイクル内の単一のスイッチオフ期間に適用される。これは、図６に例証され、図６は、例として、持続時間Ｔの観察サイクル内のスイッチオフ期間６０２の間に放出される５つの異なるテスト放射パルス６０１１、…、６０１５（実線で示される）を示す。観察サイクルの残りの時間では、放射線検出器は、図中では例示的にパルス信号６０３（破線で示される）によって例証されるようなＸ線放射を受容し、検出する。
【００７４】
この実装形態において、異なるテスト放射パルスから生じるパルス信号の振幅は、好ましくは、上に説明される実施形態において使用される単一のピークホールド回路の代わりに、複数のピークホールド回路２１０を使用して決定される。特に、各ピークホールド回路が１つのテスト放射パルスに割り当てられるように、１つのピークホールド回路が、各テスト放射パルスに対して使用される。これらのピークホールド回路は、別個の構成要素として構成されるか、又はそれらは、単一の装置に統合される（例えば、入力信号をサンプリングするために通常使用される複数のキャパシタを装置に設けることによって）。
【００７５】
異なるピークホールド回路は、測定されることになるテスト放射パルスを放出するための放射線放出体と同期される。同期は、各ピークホールド回路が、ピークホールド回路に割り当てられたテスト放射パルスの放出の後、及び次のテスト放射パルスの放出の前に、外部信号によって非アクティブ化されるようなやり方で行われる。さらに、すべてのピークホールド回路は、スイッチオフ回路の開始時にアクティブ化される。これは、テスト放射パルスから生じるパルス信号の振幅が図６に示されるように増大する場合に、特に当てはまる。代替的に、各ピークホールド回路は、ピークホールド回路に割り当てられたテスト放射パルスが放出される前、及び前のテスト放射パルスが放出された後にアクティブ化される。後者の場合では、各ピークホールド回路はまた、入力信号が回路内で保持される最大値を下回ることを検出するとき、自ら非アクティブ化するため、外部の非アクティブ化信号は不要となり得る。
【００７６】
そのようなやり方で異なるテスト放射パルスについて決定されたパルス振幅の評価は、前に説明された実施形態と類似のやり方で行われる。これは、特に、各観察サイクルにおいて決定された振幅は、放射線放出体の同じ構成に従って放出されたテスト放射パルスから生じる参照振幅と比較されること、並びに、補正がＸ線画像を再構成するプロセスに適用され、及び／又は放射線検出器３の構成に対して、比較の結果に基づいて変更が行われることを意味する。
【００７７】
さらなる実施形態は、放射パルスの放出が予め定められたスケジュールに従って行われないという点で、これまでに説明された実施形態とは異なる。そのような実施形態において、放射線検出器３の各アノードピクセル２０５は、関連した放射線放出体を備え、放射線放出体は、読み出し電子回路がＸ線光子事象を処理していないときにテスト放射パルスを放出する。それを達成するために、アノードピクセル２０５の読み出し電子回路は、それが入射Ｘ線光子に応じて増幅／整形器２０６によって発生したパルス信号が予め定められたしきい値を下回ると決定するとき、テスト放射パルスを放出するように、アノードピクセル２０５に割り当てられた放射線放出体を制御する。そのような実施形態で使用される放射線放出体は、例えば、読み出し電子回路を形成するＣＭＯＳ構造に統合されるレーザダイオードとして構成される。入射テスト放射パルスに応じて発生した電気信号の振幅を決定するために、ピークホールド回路が再び使用され、これらの実施形態においては、これらの回路は、テスト放射パルスの放出と同期して動作される（即ち、アクティブ化及び非アクティブ化される）。次いで、決定された振幅の評価が、上に説明される実施形態と類似して行われる。
【００７８】
開示された実施形態に対するさらなるバリエーションは、図面、本開示、及び添付の請求項の研究により、特許請求された本発明の実践にあたって、当業者により理解及び達成され得る。
【００７９】
特許請求項において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外するものではない。
【００８０】
単一のユニット又は装置が、特許請求項内に列挙されるいくつかの項目の機能を満たしてもよい。特定の方策が相互に異なる従属請求項に列挙されるということだけでは、これらの方策の組み合わせを有利に使用することができないということを示さない。
【００８１】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に供給されるか、又はそれの一部として供給される光学記憶媒体又は固体記憶媒体などの好適な媒体に格納／配信されるが、インターネット又は他の無線若しくは有線通信システムを介してなど、他の形態でも配信される。
【００８２】
請求項内のいかなる参照記号もその範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
0006797909.tif 000002
【図２】
0006797909.tif 000003
【図３】
0006797909.tif 000004
【図４】
0006797909.tif 000005
【図５】
0006797909.tif 000006
【図６】
0006797909.tif 000007