(57)【要約】【課題】固体ディジタルＸ線検出器において、小面積の関心領域及び高取得フレーム・レートを用いて一連の画像を取得する。【解決手段】Ｘ線検出器は、Ｘ線レベルを表わす電荷を記憶する検出器素子を含み、検出器素子は行及び列を成して配列されている。走査線が行又は列を成して配列されており、検出器素子に接続している。第一及び第二の組の検知回路が検出器素子から電荷を読み取る。第一の組のデータ線が第一の組の検知回路に接続しており、第二の組のデータ線が第二の組の検知回路に接続している。第一の組のデータ線に属する１以上のデータ線が第二の組のデータ線の間に分散配置されている。【選択図】　　　　図１
2004057816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を取得するのに用いられるＸ線システム（１４）であって、
行及び列を成して配列されておりＸ線レベルを表わす電荷を記憶する検出器素子（４０）を含んでいるＸ線検出器（２２）と、
前記検出器素子（４０）から前記電荷を読み取る第一及び第二の組の検知回路（５４、５６）と、
前記行及び列の一つにおける前記検出器素子（４０）の各々に接続している走査線（５２）と、
前記行及び列の前記一つにおける前記検出器素子（４０）の一部に接続している第一及び第二の組のデータ線（４６、４８）であって、前記第一の組のデータ線（４６）は前記第一の組の検知回路（５４）に接続しており、前記第二の組のデータ線（４８）は前記第二の組の検知回路（５６）に接続しており、前記第一の組のデータ線（４６）に属する１以上のデータ線が前記第二の組のデータ線（４８）の間に分散配置されている、第一及び第二の組のデータ線（４６、４８）とを備えたＸ線システム（１４）。
【請求項２】
前記第一の組のデータ線（４６）の各々の前記データ線は、前記第二の組のデータ線（４８）の各々の前記データ線と交互配置している請求項１に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項３】
関心領域（６０）の外部の前記検出器素子（４０）から読み取られる前記電荷は破棄される請求項１に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項４】
前記Ｘ線検出器（２２）の一部を含む関心領域（６０）を画定するための操作者インタフェイス（３８）をさらに含んでおり、前記第一及び第二の組の検知回路（５４、５６）は、前記Ｘ線検出器（２２）が放射線源に照射されているときに前記関心領域（６０）の外部の前記検出器素子（４０）を読み取る請求項１に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項５】
前記第一及び第二の組の検知回路（５４、５６）は、２以上の前記走査線（５２）に接続している前記検出器素子（４０）により記憶されている前記電荷を同時に読み取る請求項１に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項６】
前記第一及び第二の検知回路（５４、５６）は電荷を同時に読み取り、前記第一の検知回路（５４）は、２以上の連続した前記走査線（５２）から成る第一のグループに接続している前記検出器素子（４０）から前記電荷を読み取り、前記第二の検知回路（５４、５６）は、２以上の連続した前記走査線（５２）から成る第二のグループに接続している前記検出器素子（４０）から前記電荷を読み取る請求項１に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項７】
画像を形成するのに用いられるＸ線システム（１４）であって、
Ｘ線（１７）を発生するＸ線源（１５）と、
行及び列を成して配列されておりＸ線レベルを表わす電荷を記憶する検出器素子（４０）を含んでいる検出器（２２）と、
前記検出器素子（４０）の第一及び第二の組からそれぞれ前記電荷を読み取る第一及び第二の組の検知回路（５４、５６）と、
前記行及び列の一つにおける各々の前記検出器素子（４０）に接続している１以上の連続した走査線（５２）を含むグループを含んでいる第一及び第二の組の走査線（５２）であって、当該第一及び第二の組の走査線（５２）はそれぞれ前記第一及び第二の組の検出器素子（４０）に接続しており、前記第一の組の走査線（５２）に含まれる前記グループは、前記第二の組の走査線（５２）に含まれるグループに対して隣接していると共に交互配置している、第一及び第二の組の走査線（５２）とを備えたＸ線システム（１４）。
【請求項８】
前記第一及び第二の組の前記検出器素子（４０）にそれぞれ接続しており、前記走査線（５２）に垂直な第一及び第二の組のデータ線（４６、４８）をさらに含んでいる請求項７に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項９】
前記第一及び第二の組の検知回路（５４、５６）は、前記Ｘ線源（１５）が前記Ｘ線（１７）を発生しているときに関心領域（６０）の外部のデータを取得する請求項７に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項１０】
関心領域（６０）の内部の前記走査線（５２）を識別するシステム制御器（３６）をさらに含んでいる請求項７に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項１１】
前記第一及び第二の組の検出器素子（４０）に接続しており前記検出器（２２）の一つの次元に交差している第一及び第二の組のデータ線（４６、４８）をさらに含んでおり、前記第一の組のデータ線（４６）は前記第二の組のデータ線（４８）に対して隣接していると共に交互配置している請求項７に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項１２】
前記第一及び第二の検知回路（５４、５６）は、２以上の前記検出器素子（４０）からの前記電荷を結合するデータ縮減回路（７０、７２）をさらに含んでいる請求項７に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項１３】
前記第一及び第二の検知回路（５４、５６）は、同じ前記グループの走査線（５２）に含まれる２以上の隣接する前記検出器素子（４０）により記憶されている前記電荷のレベルを結合するデータ縮減回路（７０、７２）をさらに含んでいる請求項７に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項１４】
前記検出器（２２）の一部を含む関心領域（６０）を画定する操作者インタフェイス（３８）と、
前記関心領域（６０）の内部の前記走査線（５２）を識別するシステム制御器（３６）とをさらに含んでいる請求項７に記載のＸ線システム（１４）。
【請求項１５】
関心領域（６０）の内部のＸ線データを取得する方法であって、
互いに対して垂直であると共に各々当該Ｘ線検出器（２２）の一つの次元に交差しているデータ線（４６、４８）及び走査線（５２）に接続している検出器素子（４０）を含むＸ線検出器（２２）において関心領域（６０）を画定する工程であって、前記走査線（５２）は第一及び第二の検知回路（５４、５６）によりそれぞれ読み取られる第一及び第二の組の走査線（５２）を形成しており、グループが１以上の連続した走査線（５２）を含んでおり、前記第一の組の走査線（５２）に含まれる前記グループは、前記第二の組の走査線（５２）に含まれる前記グループに対して隣接していると共に交互配置している、関心領域（６０）を画定する工程と、
前記Ｘ線検出器（２２）を放射線源（１５）で照射する工程と、
前記Ｘ線検出器（２２）を照射した後に、前記第一の組の走査線（５２）に含まれる第一のグループ及び前記第二の組の走査線（５２）に含まれる第二のグループに含まれる前記検出器素子（４０）により記憶されている電荷のレベルをそれぞれ第一及び第二の検知回路（５４、５６）により同時に読み取る工程であって、前記第一及び第二のグループの走査線（５２）は前記関心領域（６０）に含まれている、同時に読み取る工程と、
前記第一の組の走査線（５２）に含まれる第三のグループ及び前記第二の組の走査線（５２）に含まれる第四のグループに含まれる前記検出器素子（４０）により記憶されている前記電荷のレベルをそれぞれ第一及び第二の検知回路（５４、５６）により同時に読み取る工程であって、前記第三及び第四のグループは前記関心領域（６０）に含まれている、同時に読み取る工程とを備えた方法。
【請求項１６】
前記照射する工程時に、前記関心領域（６０）の外部の前記グループの走査線（５２）に含まれる前記検出器素子（４０）により記憶されている前記電荷のレベルを前記第一及び第二の検知回路（５４、５６）により読み取る工程と、
前記関心領域（６０）の外部の前記検出器素子（４０）により記憶されている前記電荷のレベルに基づくデータを破棄する工程とをさらに含んでいる請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
同じ前記グループの走査線（５２）に含まれる２以上の前記検出器素子（４０）により記憶されている前記電荷のレベルを結合する工程をさらに含んでいる請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
２以上の前記検出器素子（４０）により記憶されている前記電荷を結合する工程をさらに含んでいる請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
照射と同時に、前記第一及び第二の検知回路（５４、５６）により、前記関心領域（６０）の外部の前記検出器素子（４０）により記憶されている電荷のレベルを読み取る工程をさらに含んでいる請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記グループは２以上の連続した走査線（５２）を含んでおり、前記グループの各々は等しい数の連続した前記走査線（５２）を含んでいる請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記画定する工程は、前記Ｘ線検出器（２２）の上半分及び下半分のいずれか一方の内部に位置するように前記関心領域（６０）を画定する工程をさらに含んでおり、前記第一及び第二のグループの一方が、前記関心領域（６０）に含まれる最初の走査線（５２）及び最後の走査線（５２）の一方を含んでいる請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記関心領域（６０）の内部の前記検出器素子（４０）の前記電荷のレベルを表わすデータを記憶する工程と、
前記関心領域（６０）の外部の前記検出器素子（４０）の前記電荷のレベルを表わすデータを破棄する工程とをさらに含んでいる請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明の幾つかの実施形態は一般的には、固体多素子Ｘ線検出器を用いて画像を形成するＸ線システムに関し、さらに具体的には、Ｘ線検出器よりも小面積の関心領域を表わす一連の画像を取得する手法及び装置に関する。
【０００２】
行及び列を成して配列されている検出器素子の二次元アレイを備えた固体Ｘ線検出器は当技術分野で公知である。検出器素子上には、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）のようなシンチレータが付着させられている。ＣｓＩがＸ線を吸収しＸ線を光へ変換すると、光が検出器素子によって検出される。各々の検出器素子は、キャパシタとして動作して検出器素子への放射線入射量を表わす電荷を記憶するフォトダイオードと、スイッチとして動作してフォトダイオードに記憶された電荷の読み出しをイネーブル及びディスエーブルにする電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）とを含んでいる。各々の検出器素子は、行すなわち走査線、及び列すなわちデータ線の両方に接続されている。走査線及びデータ線を用いてＦＥＴを起動して、フォトダイオードの記憶電荷レベルを読み取る。
【０００３】
データ線の抵抗及びキャパシタンスによって生ずる電子雑音が検出器の画質に悪影響を与える場合がある。データ線の抵抗及びキャパシタンスの量は、データ線の長さが短くなるにつれて減少する。従って、電子雑音を最小限にし、これにより検出器の画質を向上させるために、各々のデータ線の中点に分割部を設けてデータ線の長さを短くするように検出器を設計して、検出器の読み取りを二つの別個の動作に実効的に分割することが行なわれている。
【０００４】
照射の後に、検出器は行単位で読み取られて、後の画像処理、記憶及び表示のためにディジタル化される。データ線を分割した検出器の場合には、同時に二行を読み取ることができる。データ線が分割されていなければ読み出し回路は一組であるが、上述のような場合には検出器の二辺に二組の読み出し電子回路が必要とされる。従って、同じ検出器読み出し速度すなわち取得フレーム・レートを達成するためには、読み出し電子回路の速度は、非分割型データ線の読み出し電子回路に必要とされる速度の二分の一でよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
固体検出器の幾つかの応用として、胸部撮像、血管撮像、及び心臓撮像がある。胸部応用の際には検出器の全視野（ＦＯＶ）を用いて診断データを取得すればよい。しかしながら、血管応用及び心臓応用では、人体の各部位で経時的に生ずる事象に関心があり、検出器の全ＦＯＶが必要とされるのではなく、高フレーム・レートが必要とされる。
【０００６】
残念なことに、多素子Ｘ線検出器及びシステムを特定の応用の専用とすることは必ずしも可能ではない。特定の応用を対象とするときには、網羅すべき面積、ピクセル寸法、ダイナミック・レンジ及び取得フレーム・レート等の検出器設計上の兼ね合いを取って、検出器の性能を当該応用に関して最適化する。例えば、所与の寸法の検出器について、ピクセル寸法が小さい場合には優れた空間分解能が得られるが、フレーム・レートが犠牲となり、或いは逆に、帯域幅を広くすることによるコスト、及びチャネルを多くする（読み出し電子回路及びＦＥＴ駆動電子回路の両方で）ことによるコストが大きくなる。ダイナミック・レンジを広くする場合には、変換レベルが多くなって時間が長く掛かるとするとやはりフレーム・レートに悪影響を及ぼす。所与のピクセル寸法では、検出器が大型である場合には所要の支援電子回路に多くのコストが掛かり、また同じ帯域幅を有する小型の検出器ほど高速のフレーム・レートがサポートされない。従って、小寸のピクセルを備えた大型の検出器は胸部応用には望ましいが、心臓応用に望ましいような高フレーム・レートをサポートする帯域幅を有することができない。フレーム・レートが低くなると、高速で完全に読み出すことのできる小型の検出器に比べて、同じ時間で少ない時間情報しか取得することができない。
【０００７】
小面積の関心領域（ＲＯＩ）を必要とし、且つフレーム・レートの高速化が望まれる応用において、より大型で微細分解能の検出器の利用を扱った試みが為されている。小面積ＲＯＩをデータ線の分割部を中心として画定すればスループットを犠牲にせずに済む。ＲＯＩの外部の走査線は、Ｘ線照射中に読み取るか又はスクラブ（ｓｃｒｕｂ）して、電荷を復元すればよい。但し、このデータには関心はなく、破棄されてよく又は収集されなくてもよい。次いで、Ｘ線照射の後に、ＲＯＩの内部の走査線を読み取る。
【０００８】
しかしながら、場合によっては、患者の配置のため検出器の中心ではなく一辺に沿って又は隅に小面積ＲＯＩを画定する方が望ましい場合がある。しかしながら、データ線の分割部に関して非対称に小面積ＲＯＩを画定すると、検出器の読み取りにさらに時間が掛かって、取得フレーム・レートに悪影響を及ぼす。このように、ＲＯＩがデータ線の分割部の両側で等しい数の走査線を組み入れているときにしか最高の取得フレーム・レートを達成することができないため、分割型データ線設計は、取得フレーム・レートに関する制約となっている。分割部の一方の側に他方の側よりも多数の走査線が望まれる場合には、読み出し電子回路は第一の側ではより多くの動作サイクルが必要とされる一方で、第二の側では読み出し電子回路は取得の一部の時間にはアイドル状態となる。すると、第二の側の補完的な走査線が存在しない状態で第一の側のあらゆる走査線を読み出す間では検出器全体についてのスループットが二分の一だけ実効的に低下する。
【０００９】
従って、以上に述べた問題点及び従来経験されていた問題点に対処するために、検出器上での関心領域の配置の仕方を問わず、小面積の関心領域及び高取得フレーム・レートを用いて一連の画像を取得するに加えて、検出器の全視野を利用して画像を取得するようにも設計されている検出器が当技術分野で求められている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
少なくとも一つの実施形態では、画像を取得するＸ線検出器を提供する。Ｘ線検出器は、Ｘ線レベルを表わす電荷を記憶する検出器素子を含んでいる。検出器素子は行及び列を成して配列されている。走査線が行又は列を成して配列されており、検出器素子に接続している。第一及び第二の組の検知回路を用いて検出器素子から電荷を読み取る。第一の組のデータ線が第一の組の検知回路に接続しており、第二の組のデータ線が第二の組の検知回路に接続している。第一の組のデータ線に属する１以上のデータ線が第二の組のデータ線の間に分散配置されている。
【００１１】
また、少なくとも一つの実施形態では、画像を形成するのに用いられるＸ線システムを提供する。Ｘ線システムは、Ｘ線を発生するＸ線源と、行及び列を成して配列されている検出器素子を含む検出器とを含んでいる。検出器素子は、Ｘ線レベルを表わす電荷を記憶する。Ｘ線システムはまた、それぞれ第一及び第二の組の検出器素子から電荷を読み取る第一及び第二の組の検知回路を含んでいる。行及び列の一つにおける各々の検出器素子に接続している１以上の連続した走査線を含むグループを含んでいる第一及び第二の組の走査線が設けられている。第一及び第二の組の走査線は、第一及び第二の組の検出器素子に接続している。第一の組の走査線に属するグループは、第二の組の走査線に属するグループに対して隣接すると共に交互配置している。
【００１２】
また、少なくとも一つの実施形態では、関心領域内のＸ線データを取得する方法を提供する。Ｘ線検出器内の関心領域が画定される。関心領域は、互いに対して垂直であり各々Ｘ線検出器の一つの次元に交差しているデータ線及び走査線に接続した検出器素子を含んでいる。走査線は、１以上の連続した走査線を含むグループを形成している。Ｘ線検出器は放射線源で照射される。Ｘ線検出器が照射された後に、第一及び第二のグループの走査線に含まれる検出器素子によって記憶された電荷のレベルが、それぞれ第一及び第二の検知回路によって同時に読み取られる。次いで、第三及び第四のグループの走査線に含まれる検出器素子によって記憶された電荷のレベルが、それぞれ第一及び第二の検知回路によって同時に読み取られる。第一及び第二のグループの走査線は、隣接していると共に関心領域に含まれており、第三のグループの走査線は第二のグループの走査線に隣接している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
前述の概要及び本発明の幾つかの実施形態についての以下の詳細な説明は、添付図面と共に参照するとさらに十分に理解されよう。但し、本発明は添付図面に示されている構成及び手段に限定されていないこと理解されたい。
【００１４】
図１は、Ｘ線システム１４のブロック図を示している。Ｘ線システム１４は、電源１６によって励起されるとＸ線ビーム１７を放出するＸ線管１５を含んでいる。図示のように、Ｘ線ビーム１７は、Ｘ線透過性テーブル２０に横臥している患者１８に向かって照射される。Ｘ線ビーム１７の一部を遮蔽するためにコリメータ１９を用いてもよい。Ｘ線ビーム１７のうちテーブル２０及び患者１８を透過した部分がＸ線検出器２２に入射する。Ｘ線検出器２２はシンチレータ２４を含んでおり、シンチレータ２４はＸ線フォトンを可視スペクトルにある相対的に低エネルギのフォトンへ変換する。シンチレータ２４に接して光検出器アレイ２６が位置しており、光検出器アレイ２６は光フォトンを電気信号へ変換する。検出器制御器２７が、画像を取得して各々の光検出器素子から信号を読み出すように光検出器アレイ２６を動作させる電子回路を含んでいる。
【００１５】
光検出器アレイ２６からの出力信号は、Ｘ線画像信号を処理して強調するサーキットリ（回路要素）を含む画像プロセッサ２８に結合される。次いで、処理済画像をビデオ・モニタ３２に表示し、また画像記憶装置３０に保管することができる。画像プロセッサ２８は加えて、照射制御回路３４に印加される輝度制御信号を発生して、電源１６を調節し、これによりＸ線照射を調節する。Ｘ線システム１４の全体的な動作はシステム制御器３６によって制御されており、システム制御器３６はＸ線技術者から操作者インタフェイス・パネル３８を介して命令を受け取る。
【００１６】
図２は、交互配置型走査線５２を備えた光検出器アレイ２６の一部のサーキットリを示している。光検出器アレイ２６は、検出器素子４０のマトリクスで形成されている。検出器素子４０は、列及び行の二次元アレイを成してアモルファス・シリコン・ウェーハ上に配列されている。例を掲げる目的のみで述べると、典型的な高分解能Ｘ線検出器２２は、１，０００，０００個〜４，０００，０００個を上回る検出器素子４０のアレイで構成されていてよい。各々の検出器素子４０はフォトダイオード４２と薄膜電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）４４とを含んでいる。フォトダイオード４２は、シンチレータ２４によって発生される光の大部分をフォトダイオード４２が受光するために大面積ウェーハで作製されている。各々のフォトダイオード４２はまた、フォトン励起によって生ずる電荷を蓄積し得るように比較的大きいキャパシタンスを有する。
【００１７】
アレイ２６の各々の列のフォトダイオード４２のカソードは、関連するＦＥＴ４４のソース−ドレイン導電経路を介してデータ線（４６−１〜４６−ｎ）又は（４８−１〜４８−ｎ）に接続されている。固体Ｘ線検出器技術の進歩によって、データ線４６及び４８のキャパシタンス及び抵抗の両方が次第に減少している。例えば、データ線４６及び４８は相対的に低インピーダンスの金属で形成されていてよい。また、キャパシタンスは、フォトダイオード４２に接続されているダイオード・コモン５０の構造を改造することにより減少させることができる。従って、中点で分割されていないデータ線４６及び４８を用いて、各々のデータ線４６及び４８を検出器２２の一つの次元全体にわたって延在させることも可能である。データ線４６は検知回路５４に接続され、データ線４８は検知回路５６に接続されている。検知回路５４及び５６は画像プロセッサ２８に含まれているが、見易くするために別個に図示している。各々の行のフォトダイオード４２のアノードは、ダイオード・コモン５０に接続されている。
【００１８】
各々の行のＦＥＴ４４のゲート電極は、例えば行１については走査線５２−１といったように走査線（５２−１〜５２−ｍ）に接続されている。各々の走査線５２は検出器２２の一つの次元全体にわたって延在している。走査線５２は検出器制御器２７に結合されている。見易くするために限定した数のデータ線４６及び４８並びに走査線５２を図示しているが、検出器２２は多数のデータ線及び走査線を含んでいることを理解されたい。
【００１９】
図２に示すように、データ線４６は奇数番号の走査線５２の検出器素子４０に接続されており、データ線（４６−１〜４６−ｎ）は第一の行及び第三の行すなわち走査線５２−１及び５２−３の検出器素子に接続されている。一方、データ線４８は偶数番号の走査線５２の検出器素子４０に接続されており、データ線（４８−１〜４８−ｎ）は第二の行及び第四の行すなわち走査線５２−２及び５２−４の検出器素子４０に接続されている。換言すると、データ線４６及び４８は一列における一つ置きの検出器素子４０に接続しており、従って、走査線５２は、奇数番号の走査線５２が検知回路５４によって読み出され、偶数番号の走査線５２が検知回路５６によって読み出されるように交互配置している。
【００２０】
図３は、交互配置型走査線５２を備えた四個の検出器素子６２〜６８の平面図を示す。図３は、上述のようなデータ線４６−１、４６−２、４８−１及び４８−２、並びに走査線５２−１、５２−２及び５２−３を含んでいる。各々の検出器素子６２〜６８がＦＥＴ４４及びフォトダイオード４２を含んでいる。図３では、データ線４６−１が検出器素子６２に接続されており、データ線４８−１が検出器素子６４に接続されている。従って、データ線４６及び４８は一列における一つ置きの検出器素子４０に接続しており、データ線４６及び４８は検出器２２全体にわたって交互配置している。結果として、走査線５２−１は一つの組の検知回路５４によって処理される検出器素子４０に接続し、走査線５２−２は異なる組の検知回路５６によって処理される検出器素子４０に接続しており、図２に示すように検出器２２全体にわたってこのように交互配置している。
【００２１】
図２に戻ると、検出器２２を用いてＸ線画像を取得するために、Ｘ線システム１４は以下に述べる動作系列を実行する。最初に、検出器２２をスクラブする。スクラブは、アイドル時間中にフォトダイオード４２上に適正なバイアスを維持して、画像保持又は画像遅延の影響を少なくし、且つ／又はＦＥＴ４４の動作特性を保護するために行なうことができる。
【００２２】
検出器２２のスクラブは一度に二つの連続した行に対して行なうことができる。従って、スクラブされている一つの走査線５２はデータ線４６に接続されている検出器素子４０を動作させると共に、第二の走査線５２はデータ線４８に接続されている検出器素子４０を動作させる。例を掲げる目的のみで述べると、連続した走査線５２−１及び５２−２を同時にスクラブすることができる。ダイオード・コモン５０には負電圧が印加される。次いで、検知回路５４及び５６は各々のデータ線４６及び４８に比較的小さい負電圧を印加する。走査線５２−１及び５２−２は、ダイオード・コモン５０の電圧よりも大きい負電圧から正電圧へ切り換えられて、この結果、走査線５２−１及び５２−２に取り付けられているＦＥＴ４４が導通を開始する。次いで、フォトダイオード４２はデータ線４６及び４８とダイオード・コモン５０との間の電圧差に到るのに必要な電荷を蓄積し、この後に、ＦＥＴ４４はオフに切り換えられて再び負電圧になる。次いで、次の二つの走査線（例えば走査線５２−３及び５２−４）を上述と同様にスクラブする。走査線５２は、照射が行なわれる前に一回を超えてスクラブされてよい。スクラブ動作時には検出器２２のデータは記憶されない。
【００２３】
次いで、検出器２２は、Ｘ線管１５によって従来の態様で発生されるＸ線ビーム１７で照射される。Ｘ線ビーム１７はＸ線フォトンを含んでおり、Ｘ線フォトンはシンチレータ２４によって相対的に低エネルギのフォトンへ変換される。これら相対的に低エネルギのフォトンが光検出器アレイ２６のフォトダイオード４２に入射すると、フォトダイオード４２が導通してフォトダイオード４２のキャパシタンスが部分的に放電される。所与のフォトダイオード４２のキャパシタンスから除去される電荷量は、当該フォトダイオード４２に入射した相対的に低エネルギのフォトンの量に依存しており、延いてはフォトダイオード４２に隣接して設けられているシンチレータ２４の領域に入射したＸ線ビーム１７の強度及び持続時間に依存している。従って、各々の検出器素子４０のフォトダイオード４２から除去される電荷量は、Ｘ線検出器２２の対応する領域に入射するＸ線強度の関数となる。
【００２４】
Ｘ線照射の停止の後に、各々のフォトダイオード４２の電荷は、検出器２２をスクラブするときに用いられる方法と同様に、一度に二つの連続した行すなわち走査線５２で復元される。検出器制御器２７は二つの連続した走査線５２、例えば走査線５２−１及び５２−２に前述したように同時に正電圧を印加する。走査線５２に正バイアスが加わると、この走査線５２に接続されているＦＥＴ４４がオンになって、これにより、選択された行の関連するフォトダイオード４２を対応するデータ線４６又は４８に結合する。このときに、データ線４６及び４８とダイオード・コモン５０との間の電圧レベルを復元するのに必要な電荷量が、相応する検知回路５４及び５６によって測定される。様々な形式の検知回路５４及び５６の任意のものを画像プロセッサ２８に組み入れてよい。例えば、検知回路５４及び５６はフォトダイオード４２に跨がる電圧を測定し、従ってフォトダイオード４２に蓄積されている電荷量を測定するものであってよい。代替的には、検知回路５４及び５６は、関連するデータ線４６及び４８をフォトダイオード４２のカソードよりも高い電位に接続して、フォトダイオード４２に流入又はフォトダイオード４２から流出する電荷の量を測定するものであってもよい。
【００２５】
走査線５２は任意の順序で読み取られてよく、検出器２２の中央又は上部区画の走査線５２の読み取りを開始して、検出器２２の下部へと読み取り、次いで検出器２２の上部から始めて中央に向かって移動しつつ走査線５２を読み取ることが可能である。但し、二つの走査線５２を常に同時に読み取ることができ、うち一方の走査線はデータ線４６及び検知回路５４によって処理される検出器素子４０に接続されており、他方の走査線はデータ線４８及び検知回路５６によって処理される検出器素子４０に接続されている。前述の例では、同時に読み取られる二つの走査線５２は互いに隣接していてもよいし隣接していなくてもよい。
【００２６】
また、検出器２２の部分集合である関心領域（ＲＯＩ）を画定することが可能である。血管又は心臓の処置時等に人体又は器官の多数の連続した画像を取得するためには、相対的に小面積のＲＯＩが望ましい場合がある。ＲＯＩを画定することにより、Ｘ線照射時にＲＯＩの外部の走査線５２をスクラブできるようになるので取得フレーム・レートを向上させることができる。
【００２７】
図４は検出器２２を示しており、ＲＯＩ６０が検出器２２の左上の四半領域として示されている。検出器２２、データ線（４６−１〜４６−ｎ）、データ線（４８−１〜４８−ｎ）、及び行走査線（５２−１〜５２−ｍ）が前述と同様に含まれている。データ線４６及び４８の数ｎ、並びに走査線５２の数ｍは、検出器２２に含まれる検出器素子４０の数によって決まる。
【００２８】
ＲＯＩ６０は、操作者によって操作者インタフェイス・パネル３８を介して画定されてよく、操作者はＲＯＩ６０の寸法、位置、及び形状を画定することができる。従って、ＲＯＩ６０は、検出器２２の任意の位置にランダムに配置されてよい。代替的には、操作者は予め画定されているＲＯＩ６０を選択してもよい。加えて、ＲＯＩ６０はコリメータ１９の利用によって決定されてもよい。例えば、コリメータ１９を用いて、Ｘ線ビーム１７が検出器２２の右側に入射しないように遮蔽してもよいし、或いは検出器２２の中央の領域のみが放射線を受光するように検出器２２の外側域をマスクしてもよい。Ｘ線システム１４は、以下に述べるようにＲＯＩ６０の外部で取得されたデータを記憶しなくてよい。
【００２９】
検出器２２に放射線を照射しているときに、検出器制御器２７はＲＯＩ６０の外部の走査線５２を読み取ってもよいし或いはスクラブしてもよい。ＲＯＩ６０の外側の領域は診断上の関心のないものであるので、破棄されてよく又は収集されなくてもよい。次いで、照射が完了した後にＲＯＩ６０の内部に位置する走査線５２を読み取って、前述のように診断データを保存する。検出器２２が放射線で照射されているときにＲＯＩ６０の外部の走査線５２を読み取る或いはスクラブすることにより、ＲＯＩの内部の走査線５２を相対的に高速の取得フレーム・レートで読み取ることが可能になる。
【００３０】
図５は、交互配置型データ線４６及び４８によって処理される検出器素子４０を制御する連続した走査線５２から成る交互配置型グループを備えた光検出器アレイ２６の一部のサーキットリを示している。光検出器アレイ２６は低分解能で読み取ることができる。図２と同様に、データ線４６は検知回路５４に接続され、データ線４８は検知回路５６に接続されている。但し、データ線４６及び４８は、データ線４６が、２以上の連続した走査線５２例えば二つ、三つ、四つ又は六つの走査線５２から成る一つのグループによって制御される検出器素子４０に接続されて、同等の数の連続した走査線５２から成る次のグループによって制御される検出器素子４０に接続されたデータ線４８と交互配置するように、相互に分散配置されている。従って、単一の走査線５２が交互配置するのではなく、走査線５２のグループが交互配置する。
【００３１】
検知回路５４及び５６は、それぞれデータ縮減回路７０及び７２をさらに含んでいる。検出器アレイ２６の最高分解能が必要とされない場合には、データ縮減回路７０及び７２は多数の検出器素子４０からの信号を結合して一つの信号としてよい。検出器素子４０は、行及び列に沿って等しい数で結合されて、結果として得られる画像が歪まないようにする。例えば、四個の検出器素子４０例えば検出器素子７４〜８０から成るマトリクスを結合してもよいし、或いは三本の連続した走査線５２が一つのグループを形成している場合には九つの検出器素子４０例えば検出器素子７４〜９０から成るマトリクスを結合してもよい。代替的には、最高分解能の場合には、図２で前述したように、走査線の各々のグループ内の走査線５２を一度に一つずつ読み取ってもよい。
【００３２】
また、ＲＯＩ６０は、検出器２２の任意の位置に画定されてよい。検出器素子４０は前述と同様にして読み取られるが、検知回路５４及び５６の各々によって１よりも多い走査線５２が同時に読み取られる。例えば、走査線５２−１及び５２−２を検知回路５４によって同時に読み取り、走査線５２−３及び５２−４を検知回路５６によって同時に読み取ってよい。代替的には、検知回路５４及び５６が、連続した走査線５２の隣接していないグループに属する多数の走査線５２を同時に読み取ってもよい。また、ＲＯＩの外部の検出器素子４０は照射中に読み取られ又はスクラブされる。従って、Ｘ線検出器２２の全体を用いて画像を取得する場合にも、或いはＲＯＩ６０内の検出器素子４０を用いて画像を取得する場合にも取得フレーム・レートの向上を達成することができる。
【００３３】
図６は、交互配置型走査線５２を備えた検出器２２を用いてＲＯＩ６０内のデータを取得する方法を示している。図２に示すように単一の走査線５２が交互配置していてもよいし、或いは図５に示すように走査線５２のグループが交互配置していてもよい。前述のように、ＲＯＩ６０は検出器２２の任意の位置に位置していてよい。ステップ１００で、ＲＯＩ６０を画定する。ＲＯＩ６０は、操作者によって操作者インタフェイス・パネル３８を介して画定されてもよいし、或いは予め画定されていてもよい。代替的には、ＲＯＩ６０をコリメータ１９の位置、形式及び／又は寸法を検知することにより画定してもよい。
【００３４】
ステップ１０２では、検出器制御器２７が画像取得の準備として前述のようにして検出器２２をスクラブする。ステップ１０４では、システム制御器３６が照射を開始する。検出器２２が照射されているのと同時に、ステップ１０６でＲＯＩ６０の外部の走査線５２がスクラブされる。前述のように、ＲＯＩ６０の外部の走査線５２からのデータは関心のある診断データを含んでいないので破棄される。
【００３５】
ステップ１０８では、ＲＯＩ６０内の走査線５２を読み取って、データを画像記憶装置３０に保存し且つ／又はビデオ・モニタ３２に表示する。走査線５２については、それぞれ図２及び図５で前述したように、一度に二つの走査線５２を読み取ってもよいし一度に走査線５２の二つのグループを読み取ってもよい。ステップ１１０では、システム制御器３６が、画像すなわちデータのフレームをもう一つ取得すべきか否かを識別する。画像をもう一つ取得したい場合には、フローはステップ１０４に戻る。これ以上画像を取得しない場合には、フローはステップ１１２に進んで本方法は完了する。
【００３６】
図６の方法で示すように、ＲＯＩ６０の内部の走査線５２を読み出すためには、検出器２２の走査線５２のすべてを読み出すのに必要とされる時間よりも短い時間しか必要とされない。従って、交互配置型走査線５２又は走査線５２の交互配置型グループを備えた検出器２２を用い、またＲＯＩ６０を画定することにより、取得フレーム・レートを向上させることができる。このようにして、より短い時間でより多くの画像データを取得することができる。また、奇数番号の走査線５２（又は連続した走査線５２の第一のグループ）が検知回路５４によって読み取られ、偶数番号の走査線５２（又は連続した走査線５２の隣接したグループ）が検知回路５６によって読み取られるように走査線５２が交互配置しているので、ＲＯＩ６０は検出器２２の任意の位置に位置していてよく、しかも向上した取得フレーム・レートの利点を達成することができる。
【００３７】
幾つかの実施形態に関して本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱せずに様々な変形を施しまた均等構成を置換し得ることが理解されよう。加えて、本発明の範囲から逸脱せずに本発明の教示に具体的な状況又は物質を合わせる多くの改変を施してよい。従って、本発明は開示されている特定の実施形態に限定されているのではなく、特許請求の範囲に属するすべての実施形態を包含しているものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるＸ線システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に従って形成される交互配置型走査線を備えた光検出器アレイの一部のサーキットリを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に従って形成される交互配置型走査線を備えた四つの検出器素子の平面図である。
【図４】本発明の実施形態に従って関心領域を画定した検出器の図である。
【図５】本発明の実施形態に従って形成される交互配置型データ線によって処理される検出器素子を制御する走査線の交互配置型グループを備えた光検出器アレイの一部のサーキットリを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に従って交互配置型走査線を備えた検出器を用いて関心領域内のデータを取得する方法を示す図である。
【符号の説明】
１４　Ｘ線システム
１５　Ｘ線管
１７　Ｘ線ビーム
１８　患者
１９　コリメータ
２０　Ｘ線透過性テーブル
２２　Ｘ線検出器
２４　シンチレータ
２６　光検出器アレイ
４０、６２〜６８、７４〜９０　検出器素子
４２　フォトダイオード
４４　薄膜電界効果トランジスタ
４６、４８　データ線
５０　ダイオード・コモン
５２　走査線
５４、５６　検知回路
６０　関心領域（ＲＯＩ）
７０、７２　データ縮減回路
【図１】
2004057816.tif 000003
【図２】
2004057816.tif 000004
【図３】
2004057816.tif 000005
【図４】
2004057816.tif 000006
【図５】
2004057816.tif 000007
【図６】
2004057816.tif 000008