(57)【要約】【課題】画質を向上させることができるＸ線ＣＴ装置及びＰＣＤを提供すること。【解決手段】実施形態のＸ線ＣＴ装置は、コンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）スキャナと、複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）とを備える。ＣＴスキャナは、回転するＸ線源を含む。複数のＰＣＤのそれぞれは、固定された検出器リングに配置され、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子を捕捉する。また、複数のＰＣＤは、第１の透過度で前記Ｘ線光子を透過させる第１のコリメータがそれぞれの表面に設けられた複数の第１のＰＣＤ、及び、当該第１の透過度とは異なる第２の透過度で前記Ｘ線光子を透過させる第２のコリメータがそれぞれの表面に設けられた複数の第２のＰＣＤを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するＸ線源を含むコンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）スキャナと、
固定された検出器リングに配置され、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子を捕捉する複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）と
を備え、
前記複数のＰＣＤは、第１の透過度で前記Ｘ線光子を透過させる第１のコリメータがそれぞれの表面に設けられた複数の第１のＰＣＤ、及び、当該第１の透過度とは異なる第２の透過度で前記Ｘ線光子を透過させる第２のコリメータがそれぞれの表面に設けられた複数の第２のＰＣＤを含む、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記複数の第１のＰＣＤのそれぞれは、前記検出器リングの円周方向に略同一の間隔で配置され、
前記複数の第２のＰＣＤのそれぞれは、前記検出器リングの円周方向に略同一の間隔で配置される、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記第１のコリメータは、前記第１の透過度に対応する第１の間隔の開口部を備え、
前記第２のコリメータは、前記第２の透過度に対応する第２の間隔の開口部を備える、請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記第１のコリメータは、第１の幅のコリメータ要素が前記第１の間隔で複数並ぶことで、前記第１の間隔の開口部を形成し、
前記第２のコリメータは、第２の幅のコリメータ要素が前記第２の間隔で複数並ぶことで、前記第２の間隔の開口部を形成する、請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記第１のコリメータは、前記第１の透過度に対応する第１の厚みのコリメータ要素を備え、
前記第２のコリメータは、前記第２の透過度に対応する第２の厚みのコリメータ要素を備える、請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
回転するＸ線源を含むコンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）スキャナと、
固定された検出器リングに配置され、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子を捕捉する複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）と
を備え、
前記複数のＰＣＤのそれぞれは、それぞれの表面において、第１の透過度で前記Ｘ線光子を透過させる第１の透過領域と、当該第１の透過度とは異なる第２の透過度で前記Ｘ線光子を透過させる第２の透過領域とを有するコリメータを備える、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記複数のＰＣＤのそれぞれは、前記コリメータにおいて、前記第１の透過領域及び前記第２の透過領域が、軸方向に交互に配置される、請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記検出器リングは、前記第１の透過領域及び前記第２の透過領域が、前記検出器リングの円周方向に交互に配置されるように、前記複数のＰＣＤが配置される、請求項６又は７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記複数のＰＣＤのそれぞれは、前記第１の透過領域として、前記第１の透過度に対応する第１の間隔の開口部を有するとともに、前記第２の透過領域として、前記第２の透過度に対応する第２の間隔の開口部を有する請求項６〜８のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記複数のＰＣＤのそれぞれは、前記第１の透過領域として、前記第１の透過度に対応する第１の厚みのコリメータ要素を有するとともに、前記第２の透過領域として、前記第２の透過度に対応する第２の厚みのコリメータ要素を有する請求項６〜８のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記複数のＰＣＤのそれぞれは、第１の結晶及び第２の結晶を備え、
前記検出器リングは、前記検出器リングの円周方向で隣り合うＰＣＤにおいて、前記第１の結晶及び前記第２の結晶のすき間が軸方向の異なる位置に配置されるように、前記複数のＰＣＤが配置される、請求項１〜１０のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記第１の結晶は、前記第２の結晶の長さとは異なる長さを有する、請求項１１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記すき間は、前記複数のＰＣＤのそれぞれにおいて、略同一の長さである、請求項１１又は１２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
第１の透過度でＸ線光子を透過させる第１の透過領域と、当該第１の透過度とは異なる第２の透過度で前記Ｘ線光子を透過させる第２の透過領域とを有するコリメータを表面に備える、光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）。
【請求項１５】
所定の間隔で並べられた第１の結晶及び第２の結晶を有するとともに、当該間隔がコリメータにより覆われる、光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置及びＰＣＤに関する。
【背景技術】
【０００２】
直接変換式の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）（例えば、テルル化カドミウム亜鉛（Cadmium  Zinc  Telluride：ＣｄＺｎＴｅ）やテルル化カドミウム（Cadmium  Telluride：ＣｄＴｅ））には、ＣＴイメージングにおいて一般的に用いられる高いＸ線束による分極（半導体センサ内における空間電荷の蓄積）と電子のパイルアップという課題がある。上記課題を克服するために、小さいスリット状の開口部を含む検出器側コリメータが用いられる。ここで、検出器側コリメータのスリット開口部のサイズは一定であり、特定の線束レベルに応じて最適化される。
【０００３】
しかしながら、一般的なコンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）イメージングにおけるＸ線束レベルは、１回のスキャン内で大きく変動する。このような線束レベルの変動は、くさび形の形状だけでなく、被検体のサイズ、形状、及び解剖学的構造等に応じて異なる。一定サイズのスリット開口部を有する検出器側コリメータでは、高い線束レベルによる分極を防ぐには不十分であったり（開口部が大きすぎる）、線束レベルが低い状態では感受性が低かったりする（開口部が小さすぎる）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−４０８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、画質を向上させることができるＸ線ＣＴ装置及びＰＣＤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、コンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）スキャナと、複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）とを備える。ＣＴスキャナは、回転するＸ線源を含む。複数のＰＣＤのそれぞれは、固定された検出器リングに配置され、前記Ｘ線源から放射されたＸ線光子を捕捉する。また、複数のＰＣＤは、第１の透過度で前記Ｘ線光子を透過させる第１のコリメータがそれぞれの表面に設けられた複数の第１のＰＣＤ、及び、当該第１の透過度とは異なる第２の透過度で前記Ｘ線光子を透過させる第２のコリメータがそれぞれの表面に設けられた複数の第２のＰＣＤを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係るＣＴイメージングシステムの一例を示す図である。
【図２】図２は、コリメータを備えた光子計数検出器（ＰＣＤ）の一例を示す図である。
【図３】図３は、コリメータの開口部サイズが大きいＰＣＤの一例を示す図である。
【図４】図４は、コリメータの開口部サイズが小さいＰＣＤの一例を示す図である。
【図５】図５は、円周方向に高感度のコリメータと低感度のコリメータとが交互に配置された検出器リングの一例を示す図である。
【図６】図６は、円周方向に長いＰＣＤと短いＰＣＤとがＺ軸に沿って交互に配置された検出器リングの一例を示す図である。
【図７】図７は、コリメータ要素間の開口部サイズについて、小さい開口部と大きい開口部が交互になるように配置されたＰＣＤの一例を示す図である。
【図８】図８は、高感度領域及び低感度領域の配置の一例を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、透過度がコリメータの厚みによって設定される場合を説明するための図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、透過度がコリメータの厚みによって設定される場合を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の特徴を実現できるコンピュータシステムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の説明を読み、添付の図面を検討することにより、本開示をよりよく理解できる。以下の図面は一例に過ぎず、本実施形態を限定するものではない。
【０００９】
一実施形態において、コンピュータ断層撮影（Computed-Tomography：ＣＴ）スキャナは、回転するＸ線源と、固定された検出器リングに配置され、Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を捕捉する複数の光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）とを備えるＣＴスキャナであって、複数のＰＣＤは、Ｘ線源から放射されたＸ線光子を遮蔽し、第１のサイズの開口部を含む第１のコリメータが、それぞれの表面に設けられた複数の第１のＰＣＤと、Ｘ線源から放射されたＸ線光子を遮蔽し、第１のサイズと異なる第２のサイズの開口部を含む第２のコリメータが、それぞれの表面に設けられた複数の第２のＰＣＤとを含む。
【００１０】
言い換えると、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、回転するＸ線源を含むＣＴスキャナと、固定された検出器リングに配置され、Ｘ線源から放射されたＸ線光子を捕捉する複数のＰＣＤとを備える。また、複数のＰＣＤは、第１の透過度でＸ線光子を透過させる第１のコリメータがそれぞれの表面に設けられた複数の第１のＰＣＤ、及び、第１の透過度とは異なる第２の透過度でＸ線光子を透過させる第２のコリメータがそれぞれの表面に設けられた複数の第２のＰＣＤを含む。ここで、透過度とは、例えば、Ｘ線源から放射されたＸ線光子が、各ＰＣＤの平面陰極まで到達する割合に対応する。この透過度は、例えば、コリメータの開口部のサイズやコリメータの厚みによって設定される。
【００１１】
一実施形態において、複数の第１のＰＣＤと複数の第２のＰＣＤはそれぞれ、Ｘ線源周囲の円周方向に交互に配置される。
【００１２】
一実施形態において、第１のコリメータは複数の第１のコリメータ要素を備え、第２のコリメータは複数の第２のコリメータ要素を備え、第１のコリメータ要素のうちの１つは、第２のコリメータ要素のうちの１つと異なる幅を有する。
【００１３】
一実施形態において、第１のサイズは第２のサイズよりも大きく、複数の第１のＰＣＤは複数の第２のＰＣＤよりも高い感度を示す。
【００１４】
一実施形態において、ＣＴ装置は、回転するＸ線源を備えたＣＴスキャナと、固定された検出器リングに配置され、Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を捕捉する複数のＰＣＤとを備えるＣＴ装置であって、ＰＣＤはそれぞれ表面に、少なくとも２種類のサイズの開口部が軸方向に設けられるコリメータを備える。
【００１５】
一実施形態において、コリメータは、複数のコリメータ要素を備え、そのうち少なくとも１つのコリメータ要素は、別のコリメータ要素と異なる幅を有する。
【００１６】
一実施形態において、ＣＴ装置は、回転するＸ線源を備えたＣＴスキャナと、固定された検出器リングに配置され、Ｘ線源から放射された入射Ｘ線光子を捕捉し、Ｘ線源から放射されたＸ線光子を遮蔽する複数のコリメータがそれぞれの表面に設けられた、複数のＰＣＤとを備えるＣＴ装置であって、各ＰＣＤには、第１の結晶と第２の結晶とが間隔を置いて設けられ、各ＰＣＤの第１の結晶と第２の結晶は、円周方向に隣接するＰＣＤにおいて、同一の体軸横断面上に間隔がこないように配置される。
【００１７】
一実施形態において、第１の結晶と第２の結晶は異なる長さを有する。
【００１８】
一実施形態において、第１の結晶は第２の結晶よりも短い。
【００１９】
一実施形態において、各ＰＣＤにおける第１の結晶と第２の結晶との間隔は同じサイズである。
【００２０】
Ｘ線ＣＴ装置（以下、単に「ＣＴ装置」とも称する）は、本明細書に記載する検出器と、ガントリモータや、ガントリの回転を制御し、Ｘ線源を制御し、被検体寝台を制御する制御部等の付加的な機械電気部品とを備える。またＣＴ装置は、データ取得システムと、データ取得システムによって取得された投影データに基づいてＣＴ画像を生成する（再構成）処理部とを備える。処理部及びデータ取得システムは、例えば、検出器から取得されたデータ及び再構成された画像を格納するように構成されたメモリを備える。
【００２１】
図１は、実施形態に係るＣＴイメージングシステムの一例を示す図である。図１には、固定されたスパースＰＣＤと、回転するＸ線源とを備えたスパーススペクトルＣＴイメージングシステムを示す。線源の軌道は、ＰＣＤによって画定されるリングの内側であっても外側であってもよい。
【００２２】
図１に示すように、例えば、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、対向するＸ線源と検出器とを回転させるスキャン方式である第３世代のＣＴシステムと、複数の検出器をリング状に固定配置してＸ線源を回転させるスキャン方式である第４世代のＣＴシステムとの複合システムである。このような複合システムは、第３世代の検出器（つまり、ＰＣＤ１００）で検出したデータを用いて画像を再構成し、更に、再構成した画像を、第４世代の検出器で検出したデータを用いて補正（補完）することで、より高画質の画像を提供する。なお、図１は一例に過ぎず、例えば、ＰＣＤ１００は、積分型の検出器であっても良い。
【００２３】
図２は、コリメータを備えたＰＣＤの一例を示す図である。図２には、複数のコリメータ要素１３０ａ〜１３０ｅを含むコリメータを備えるＰＣＤの一実施形態を示す。図２に示すように、ＰＣＤ１００は、画素化された陽極１２０ａ〜１２０ｄと、平面陰極１１０とを備える。例えば、画素化された陽極１２０ａ〜１２０ｄのそれぞれは、個々の画素に対応する。実施形態によっては、ＰＣＤ１００は、テルル化カドミウム（Cadmium  Telluride：ＣｄＴｅ）やテルル化カドミウム亜鉛（Cadmium  Zinc  Telluride：ＣＺＴ）等の連続的なバルク材料からなる半導体ＰＣＤである。図２に示すように、コリメータ要素１３０ａ〜１３０ｅがＰＣＤ１００の陰極側に配置される。実施形態によっては、コリメータ要素１３０ａ〜１３０ｅは、各画素の周縁部に設けられる。この点について、コリメータ要素は、全てではなくともほとんどの入射Ｘ線が画素の周縁部に当たるのを遮り、画素１２０ａ〜１２０ｄの中央のみが入射Ｘ線を受けるようにする。
【００２４】
このため、図２に示すように、コリメータ要素１３０ａ〜１３０ｅを含むコリメータは、個々の検出器チャネル／画素を分離する。一実施形態では、コリメータ要素１３０ａ〜１３０ｅのそれぞれは、ＰＣＤの陰極側に重ね合わされたマスクの一部である。別の実施形態では、ＰＣＤに入射する線束の量に応じて、陰極全体の１０〜６０％がコリメータ要素によって覆われる。
【００２５】
本実施形態では、感度とダイナミックレンジを改善するために、異なるコリメータ開口部を用いる。一実施形態では、異なるサイズのコリメータ開口部を含むＰＣＤが、リング構成の接線方向（被験体寝台の長さに沿った、Ｚ方向）に沿って組み合わされて用いられる。あるいは、一実施形態では、異なるサイズのコリメータ開口部が、同じ検出器要素上に設けられる（より大きいスライス厚さに適用するために）。
【００２６】
一実施形態では、コリメータ開口部は数十または数百マイクロメータ（μｍ）程度である。具体的なコリメータ開口部は、臨床スキャンのＸ線束レベルに従って決定できる。一実施形態では、入射Ｘ線光子率が高い場合は５０μｍ〜約１００μｍのコリメータ開口部を、入射Ｘ線光子率が低い場合は２００μｍ〜約３００μｍのコリメータ開口部を用いることができる。一実施形態では、コリメータ開口部には、５０μｍ〜約５００μｍの異なるサイズを用いることができる。
【００２７】
図３は、コリメータの開口部サイズが大きいＰＣＤの一例を示す図である。図３には、コリメータの開口部サイズが比較的大きいＰＣＤ（図３において、総称して検出器１４０と呼ばれる）の一実施形態を示す。そのような構成では、感度がより高く、ダイナミックレンジがより小さくなる。
【００２８】
図４は、コリメータの開口部サイズが小さいＰＣＤの一例を示す図である。図４には、コリメータの開口部サイズが比較的小さいＰＣＤ（図４において、総称して要素１５０と呼ばれる）の一実施形態を示す。そのような構成では、感度がより低く、ダイナミックレンジがより大きくなる。なお、図３及び図４に示すように、図３に示すコリメータの遮蔽部分（コリメータ要素）は、図４に示すコリメータの遮蔽部分（コリメータ要素）よりも小さい（幅が小さい）。
【００２９】
言い換えると、検出器１４０のコリメータは、所定の透過度（高い感度）に対応するサイズの開口部を備える。具体的には、検出器１４０のコリメータは、狭い幅（第１の幅）のコリメータ要素が広い間隔（第１の間隔）で複数並ぶことで、広いサイズの開口部を形成する。また、検出器１５０のコリメータは、検出器１４０の透過度より低い透過度に対応するサイズの開口部を備える。具体的には、検出器１５０のコリメータは、広い幅（第２の幅）のコリメータ要素が狭い間隔（第２の間隔）で複数並ぶことで、狭いサイズの開口部を形成する。ここで、第１の幅は第２の幅よりも狭く、第１の間隔は第２の間隔よりも広い。
【００３０】
図５は、円周方向に高感度のコリメータと低感度のコリメータとが交互に配置された検出器リングの一例を示す図である。図５には、同じサイズのコリメータ開口部を含むＰＣＤ同士が検出器リングの円周上で隣接しないように、検出器リングの円周に高感度のコリメータと低感度のコリメータを交互に配置した実施形態を示す。一実施形態では、検出器リングは、低密度に分散された固定ＰＣＤを備える第４世代の検出器リングである。
【００３１】
そのような配置には、少なくとも１つの検出器が線束に耐えうるようにしつつ、感度とダイナミックレンジとの最適な妥協点を見つけ、また、被検体周囲を連続測定できる、という利点がある。なお、Ｚ方向は、検出器リングを通って延びる（すなわち、被検体寝台の長さに沿って延びる）方向である。なお、図５のリング全体では、検出器１４０と検出器１５０がリング全体の円周に交互に配置されているので、「高感度領域」と「低感度領域」が円周方向に交互になっていることを示している。
【００３２】
言い換えると、図５において、複数の検出器１４０のそれぞれは、検出器リングの円周方向に略同一の間隔で配置され、複数の検出器１５０のそれぞれは、検出器リングの円周方向に略同一の間隔で配置される。すなわち、検出器１４０の数と検出器１５０の数は、必ずしも同じ数でなくてもよい。なお、ここで言う略同一とは、それぞれの間隔が必ずしも完全に一致しなくてもよいことを表す。
【００３３】
図６は、円周方向に長いＰＣＤと短いＰＣＤとがＺ軸に沿って交互に配置された検出器リングの一例を示す図である。図６には、検出器リングの円周に、長いモノリシック結晶と短いモノリシック結晶をＺ方向に交互に配置し、結晶の「継ぎ目」（すなわち、図６に示す「すき間」）が常に同じ体軸横断面にこないようにした実施形態を示す。したがって、ＰＣＤ内の連続する結晶のすき間は、リング円周上で、Ｚ方向に交互に配置される。換言すると、結晶／ＰＣＤ１６０と結晶／ＰＣＤ１７０とのすき間は、結晶／ＰＣＤ１８０と結晶／ＰＣＤ１９０とのすき間とは異なる位置にある。なお、すき間は、物理的な間隔というよりも、画素がないためデータが収集されない領域（空間）である。
【００３４】
そのような配置は、例えば、Ｚ方向の範囲を広くするために２つ以上の画素化された検出器センサを必要とする、「ワイドコーン」のマルチスライススキャンに適用される。
【００３５】
ワイドコーンスキャンについて簡単に説明すると、１６スライスのスキャンは一般的にはワイドコーンスキャンと見なされないが、３２０スライスのスキャンはワイドコーンスキャンと見なされる。したがって、３２０スライススキャナを用いると、Ｚ方向の検出器要素をより多く用い、それに応じて、同時にＸ線管のコーン角を広げて、１回のスキャンで被検体のより大きい部分をイメージングできる。ワイドコーンスキャンの利用により得られる利点は、検査によっては全体的なスキャン時間に関連する（例えば、イメージングされる被検体が常に動いている心臓のイメージング）。
【００３６】
したがって、「ワイドコーン」はＺ方向の範囲が広いことを意味する。この範囲が広いと、長い連続した検出器要素を設けることが困難になる。結果として、上記のような間隔が設けられる。
【００３７】
なお、図６に示す実施形態の結晶／ＰＣＤ１６０〜１９０は、同じサイズのコリメータ開口部を含むものとして示されている。しかしながら、一実施形態では、図３〜５に関して上述したように、結晶／ＰＣＤは異なるサイズのコリメータ開口部及び／または異なる幅のコリメータ要素を含んでもよい。
【００３８】
また、間隔が交互である限り、ＰＣＤ１６０及び１７０の画素は、ＰＣＤ１８０及び１９０の画素と位置がそろっていなくてもよい。
【００３９】
なお、一実施形態では、陽極をＰＣＤ１６０、１７０、１８０、及び１９０の端部に配置して、陽極の間に間隔があるようにし、ＰＣＤ１６０、１７０、１８０、及び１９０端部のコリメータによって当該間隔を覆うことができる。一実施形態では、間隔はコリメータの遮蔽部分よりも大きくすることができる（遮蔽する割合に応じる）。
【００４０】
言い換えると、図６において、複数のＰＣＤのそれぞれは、２つの結晶を備える。また、検出器リングは、検出器リングの円周方向で隣り合うＰＣＤにおいて、２つの結晶のすき間が軸方向の異なる位置に配置されるように、複数のＰＣＤが配置される。また、これら２つの結晶は、それぞれ異なる長さを有する。また、図６のすき間は、複数のＰＣＤのそれぞれにおいて、略同一の長さである。これにより、例えば、開口部のサイズが略同一であれば、Ｚ軸方向における各画素の位置を揃えることができる。
【００４１】
図７は、コリメータ要素間の開口部サイズについて、小さい開口部と大きい開口部が交互になるように配置されたＰＣＤの一例を示す図である。図７には、任意のＰＣＤにおいて、高感度領域（高感度画素、大きいコリメータ開口部）と低感度領域（低感度画素、小さいコリメータ開口部）をＺ方向に沿って交互に配置した実施形態を示す。換言すると、図７に示す実施形態では、同じコリメータ内で隣接する開口部は、小さいサイズの開口部２００と大きいサイズの開口部２１０が交互に配置されている（図７の開口部２００及び２１０を参照）。図５に示す実施形態と同様に、図７に示すＰＣＤは、検出器リング内の固定位置に配置されている。なお、高感度領域及び低感度領域は、透過領域の一例である。
【００４２】
なお、一実施形態では、コリメータ要素の幅はＰＣＤに沿って異なってもよい。本実施形態では、各スライスのサンプリングに１対の高感度画素と低感度画素を用いてよい。低密度の線束では、ほとんどの場合、高感度画素からのデータが利用される。高密度の線束では、低感度画素が線束に耐えることができ、有用なデータを提供する。なお、図７に関して説明したように、ＰＣＤに沿って高感度画素と低感度画素を交互に配置すると、より厚いスライスをイメージングできる。
【００４３】
例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、高感度画素及び低感度画素から出力されたデータを用いて、画像を再構成する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置は、画素（高感度画素及び低感度画素）ごとに、出力値の適正範囲（例えば、下限値から上限値までの間の範囲）が設定される。そして、Ｘ線ＣＴ装置は、各画素においてＸ線が検出されるごとに、検出された値が各画素の適正範囲に含まれるか否かを判定する。そして、Ｘ線ＣＴ装置は、適正範囲に含まれると判定された画素の出力値を用いて、画像を再構成する。これにより、Ｘ線ＣＴ装置は、分極やパイルアップが発生した画素や、Ｘ線光子を検出不能な画素が生じた場合には、その画素からの出力値を排除して再構成を行うので、画質を向上させることが可能となる。
【００４４】
なお、上記の例は一例に過ぎない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、高感度画素から出力されたデータと、低感度画素から出力されたデータとをそれぞれ個別に用いて、２つの異なる画像を再構成してもよい。つまり、Ｘ線ＣＴ装置は、高感度画素に由来する画像と、低感度画素に由来する画像とを、それぞれ個別に再構成する。そして、Ｘ線ＣＴ装置は、再構成した２つの画像を表示する。これにより、Ｘ線ＣＴ装置は、異なる感度で検出したデータに基づく複数の画像を操作者に提供することができる。この場合、操作者は、例えば、より高画質に撮影された方の画像を選択することができる。
【００４５】
なお、Ｚ方向の（高感度領域と低感度領域の）パターンは、（例えば、Ｘ線ビーム形状を補償するために）連続的な変位に対応するように配置するか、Ｚ方向により大きいダイナミックレンジをカバーするために交互にするか（円周方向のサンプリングの場合）、またはその組み合わせにすることができる。
【００４６】
例えば、一実施形態では、図７に示すＰＣＤは、低感度画素（小さいコリメータ開口部）と高感度画素（大きいコリメータ開口部）がＺ方向に沿って交互に配置されたＰＣＤと、検出器リングの円周上に交互に配置できる。換言すれば、検出器リングにおいて、第１のＰＣＤは高、低、高、低、高の感度を持ち、すぐ隣の第２のＰＣＤは低、高、低、高の感度を持ち、そのすぐ隣の第３のＰＣＤは高、低、高の感度を持つことができる。あるいは、上述の配置を逆にしてもよい。言い換えると、高感度領域及び低感度領域は、軸方向にも円周方向にも交互に配置することができる。
【００４７】
図８を用いて、高感度領域及び低感度領域の配置の一例について説明する。図８は、高感度領域及び低感度領域の配置の一例を示す図である。図８に示すように、例えば、各ＰＣＤは、結晶２２０の下側に複数の画素２３０が等間隔に配置され、結晶２２０の上側に複数のコリメータ要素２４０が配置された構造である。
【００４８】
ここで、図８に示す例では、小さいサイズの開口部２００と大きいサイズの開口部２１０は、Ｚ方向（軸方向）に交互に並ぶとともに、円周方向にも交互に並ぶ。これにより、高感度領域及び低感度領域を撮像領域に対して広く分散させることができる。このため、分極やパイルアップが発生した画素や、Ｘ線光子を検出不能な画素が生じたとしても、その周囲には必ず感度が異なる画素が存在するため、その画素の出力値を用いて画像を適切に補正することが可能となる。
【００４９】
なお、図８はあくまで一例に過ぎない。例えば、高感度領域及び低感度領域は、軸方向にのみ交互に配置してもよいし、円周方向にのみ交互に配置してもよい。
【００５０】
また、上記の実施形態では、Ｘ線光子の透過度が開口部のサイズによって設定される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、透過度は、コリメータの厚みによって設定されてもよい。
【００５１】
図９Ａ及び図９Ｂは、透過度がコリメータの厚みによって設定される場合を説明するための図である。図９Ａに示すように、検出器３００は、画素に対応する領域が薄いコリメータ要素３１０を備える。また、図９Ｂに示すように、検出器３２０は、画素に対応する領域が厚いコリメータ要素３３０を備える。なお、コリメータ要素３１０及び３３０は、同一の素材で形成され、Ｘ線源から放射されたＸ線光子を所定の割合で透過させる性質を有する。
【００５２】
ここで、コリメータ要素３１０は、画素に対応する領域の厚みが薄いため、Ｘ線源から放射されたＸ線光子を一部遮蔽するものの、その大部分を透過させる（高感度領域）。これに対して、コリメータ要素３３０は、画素に対応する領域の厚みがコリメータ要素３１０よりも厚い。このため、コリメータ要素３３０は、Ｘ線源から放射されたＸ線光子の多くを遮蔽し、あまり透過させない（低感度領域）。このように、透過度は、コリメータの厚みによって設定されてもよい。
【００５３】
本明細書で説明するいずれの実施形態でも、異なる感度を持つ検出器には異なる電子設定が必要である。例えば、コリメータ開口部のサイズが異なる画素には、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）の異なるピーキングタイム（ピークになるまでの時間）を用いることができる。換言すると、ＡＳＩＣピーキングタイムは、画素の感度とコリメータ開口部のサイズに基づいて調整できる。これによって電子のノイズとパイルアップが低減される。感度が異なる検出器に対する他の電子設定も、異なっていてよい。
【００５４】
なお、通常、電子ノイズを低減するにはピーキングタイムが長いほうが望ましい。ピーキングタイムが長いとパイルアップが増加するので、パイルアップとノイズのどちらかが妥協される。異なるＡＳＩＣピーキングタイムを用いると、システム内のノイズレベルとパイルアップレベルの両方が最適化されるという利点がある。低感度画素内の有効な計数と高感度画素内の有効な計数との間の遷移は連続的である。したがって、入射Ｘ線率が高いと、低感度画素よりも、高感度画素に短いピーキングタイムを用いた場合の高感度画素からのデータのほうが有効である。
【００５５】
上述したように、本明細書に記載する実施形態は、一定サイズの検出器側コリメータに関連するＸ線束のダイナミックレンジにおける制限に対処する。本明細書に記載する実施形態は、検出器リングの少なくとも一部に対する、線束の広いダイナミックレンジを維持しつつ、空間電荷による分極を防ぐ。
【００５６】
本明細書に記載する実施形態は、すき間が交互に配置された長い結晶を必要とするワイドコーンスキャナに、本技術を適用することについても説明している。
【００５７】
上述したように、ＣＴ装置の様々な特徴はコンピュータシステム（またはプログラム可能なロジック）によって実装してもよい。図１０に、そのようなコンピュータシステム１２０１を示す。コンピュータシステム１２０１は、バス１２０２に接続されたディスク制御部１２０６を含む。ディスク制御部１２０６は、磁気ハードディスク１２０７やリムーバブルメディアドライブ１２０８（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、読み出し専用コンパクトディスクドライブ、読み出し／書き込みコンパクトディスクドライブ、コンパクトディスクジュークボックス、テープドライブ、及びリムーバブル光磁気ドライブ等）のように、情報及び命令を格納するための１または複数の記憶装置を制御する。記憶装置は、適切なデバイスインタフェース（例えば、小型コンピュータシステムインタフェース（Small  Computer  System  Interface：ＳＣＳＩ）、統合デバイスエレクトロニクス（Integrated  Device  Electronics：ＩＤＥ）、拡張ＩＤＥ（Enhanced-IDE：Ｅ−ＩＤＥ）、直接メモリアクセス（Direct  Memory  Access：ＤＭＡ）、ウルトラＤＭＡ）を用いてコンピュータシステム１２０１に追加されてもよい。
【００５８】
またコンピュータシステム１２０１は、専用論理デバイス（例えば、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ））、または構成可能論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ）を含んでもよい。
【００５９】
またコンピュータシステム１２０１は、バス１２０２に接続されたディスプレイ制御部１２０９を含んでもよい。ディスプレイ制御部１２０９は、ディスプレイ１２１０を制御して、情報をコンピュータユーザに表示できる。コンピュータシステムは、キーボード１２１１やポインティングデバイス１２１２等の、コンピュータユーザと対話するとともに処理部１２０３に情報を提供するための入力装置を備える。ポインティングデバイス１２１２は、例えば、処理部１２０３に指示情報やコマンド選択を伝達し、かつディスプレイ１２１０上のカーソルの動きを制御するためのマウス、トラックボール、タッチスクリーンセンサに対する指、またはポインティングスティックであってよい。
【００６０】
処理部１２０３は、メインメモリ１２０４等のメモリに含まれる１または複数の命令からなる１または複数のシーケンスを実行する。そのような命令は、ハードディスク１２０７やリムーバルブメディアドライブ１２０８等の別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ１２０４に読み込まれてもよい。メインメモリ１２０４に含まれる命令シーケンスを実行するために、マルチプロセッシング構成の１または複数の処理部を使用してもよい。他の実施形態では、ソフトウェア命令の代わりまたはソフトウェア命令との組み合わせで、ハードワイヤード回路を使用してもよい。したがって、実施形態は、ハードウェアの回路構成及びソフトウェアのいかなる特定の組み合わせにも限定されない。
【００６１】
上述したように、コンピュータシステム１２０１は、本開示のいずれかの教示に従ってプログラムされた命令を保持し、データ構造、表、記録、または本明細書に記載の他のデータを収容するための、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体またはメモリを備える。コンピュータ可読媒体の例として、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、または任意の他の磁気媒体、コンパクトディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）、または任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、または穿孔パターンを持つ他の物理媒体がある。
【００６２】
コンピュータ可読媒体のいずれか１つまたはその組み合わせに格納されるものとして、本開示は、コンピュータシステム１２０１を制御し、本発明を実現するための１または複数のデバイスを作動させ、かつコンピュータシステム１２０１が人間ユーザと通信できるようにするためのソフトウェアを含む。そのようなソフトウェアは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、及びアプリケーションソフトウェアを含んでもよいが、これらに限定されるものではない。そのようなコンピュータ可読媒体は、本発明の任意の部分を実現する際に実行される処理の全部または一部（処理が分散されている場合）を実行するための、本開示のコンピュータプログラム製品をさらに含む。
【００６３】
本実施形態のコンピュータコードデバイスは、機械言語に翻訳可能な、または実行可能な任意のコード機構であってもよく、スクリプト、機械言語に翻訳可能なプログラム、ダイナミックリンクライブラリ（Dynamic  Link  Library：ＤＬＬ）、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、及び完全な実行可能なプログラムを含むが、これらに限定されない。さらに、性能や信頼性、コストを改善するために、本実施形態の処理を分散させてもよい。
【００６４】
本明細書で用いる用語「コンピュータ可読媒体」は、実行用の処理部１２０３に命令を与えることに関与する、任意の非一時的な媒体を指す。コンピュータ可読媒体は、不揮発性媒体または揮発性媒体を含むが、これらに限定されるものではなく、多くの形態を取ることができる。例えば、不揮発性媒体は、ハードディスク１２０７またはリムーバブルメディアドライブ１２０８等の、光ディスク、磁気ディスク、及び光磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１２０４等のダイナミックメモリを含む。一方、伝送媒体は、バス１２０２を形成する配線を含む同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバを含む。また伝送媒体は、電波通信及び赤外線データ通信の間に生成されるような、音波または光波の形態を取ってもよい。
【００６５】
実行用の処理部１２０３に対する１または複数の命令からなる１または複数のシーケンスを実行する際に、様々な形態のコンピュータ可読媒体を用いてもよい。例えば、命令を、最初に、リモートコンピュータの磁気ディスクに収容してもよい。リモートコンピュータは、本開示の全部または一部を実行するための命令をダイナミックメモリにリモー卜でロードし、モデムを使ってこの命令を電話線で送信することができる。コンピュータシステム１２０１のローカルのモデムは、電話線でデータを受信し、データをバス１２０２に乗せてもよい。バス１２０２は、データをメインメモリ１２０４へ伝達し、そこから処理部１２０３は命令を取り出して実行する。メインメモリ１２０４が受信した命令は、必要に応じて、処理部１２０３が実行する前か後かに記憶装置１２０７または１２０８に格納してもよい。
【００６６】
またコンピュータシステム１２０１は、バス１２０２に接続された通信インタフェース１２１３も備える。通信インタフェース１２１３は、例えば、ローカルエリアネットワーク（Local  Area  Network：ＬＡＮ）１２１５、またはインターネット等の別の通信ネットワーク１２１６に接続されるネットワークリンク１２１４につながる双方向データ通信を可能にする。例えば、通信インタフェース１２１３は、任意のパケット交換ＬＡＮに取り付けるネットワークインタフェースカードであってもよい。他の例として、通信インタフェース１２１３は、総合サービスデジタル網（Integrated  Services  Digital  Network：ＩＳＤＮ）カードであってもよい。また無線リンクが実装されてもよい。そのような実施態様のいずれにおいても、通信インタフェース１２１３は、様々な種類の情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、または光信号を送受信する。
【００６７】
ネットワークリンク１２１４は、一般的に、１または複数のネットワークを介して他のデータデバイスへのデータ通信を可能にする。例えば、ネットワークリンク１２１４は、ローカルネットワーク１２１５（例えば、ＬＡＮ）を通じて、または通信ネットワーク１２１６を介して通信サービスを提供するサービスプロバイダによって操作される機器を通じて、別のコンピュータに接続できるようにしてもよい。ローカルネットワーク１２１４及び通信ネットワーク１２１６は、例えば、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、または光信号、及び関連する物理層（例えば、カテゴリ５ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ等）を使用する。コンピュータシステム１２０１との間でデジタルデータをやりとりする、様々なネットワークを介した信号、ネットワークリンク１２１４上の信号、及び通信インタフェース１２１３を介した信号は、ベースバンド信号または搬送波ベースの信号として実現されてもよい。ベースバンド信号は、デジタルデータビットの流れを表す非変調電気パルスとしてデジタルデータを伝達する。ここで、用語「ビット」は、記号を意味するように広く解釈するべきであり、各記号は、少なくとも１または複数の情報ビットを伝達する。またデジタルデータを用いて、導電媒質上を伝搬されるか、あるいは伝搬媒質を介して電磁波として伝送される振幅偏移変調信号、位相偏移変調信号、周波数偏移変調信号等で、搬送波を変調してもよい。このように、デジタルデータは、「有線の」通信チャネルを通して非変調のベースバンドデータとして送信されてもよく、かつ／または、搬送波を変調することによりベースバンドとは異なる所定の周波数帯の範囲内で送信されてもよい。コンピュータシステム１２０１は、ネットワーク１２１５及び１２１６、ネットワークリンク１２１４、及び通信インタフェース１２１３を介して、プログラムコードを含むデータを送受信することができる。さらに、ネットワークリンク１２１４は、ＬＡＮ１２１５を介して、携帯情報端末（Personal  Digital  Assistant：ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、または携帯電話等の携帯機器１２１７に接続できるようにしてもよい。
【００６８】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、画質を向上させることができる。
【００６９】
ある特定の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、単なる事例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。実際、本明細書で説明した新規の方法及びシステムは、様々な別の態様で具体化が可能である。さらには、本発明の要旨を逸脱することなく、本明細書で説明した方法及びシステムの態様において様々な省略、置換、及び変更が可能である。添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物は、本発明の範囲や要旨に収まると考えられる態様または変更を有効範囲に含むためのものである。
【符号の説明】
【００７０】
１４０，１５０      検出器
【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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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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