(57)【要約】【課題】検出器によるＸ線の遮蔽を効率よく低減することができるＸ線ＣＴ装置及び制御方法を提供すること。【解決手段】実施形態のＸ線ＣＴ装置は、放射線源と、複数の検出器と、処理回路とを備える。放射線源は、所定軌道で回転しながらＸ線を放射する。複数の検出器は、環状リングに配置され、放射Ｘ線を検出する。処理回路は、放射線源の位置に従って放射線源の所定軌道の面に交わる方向に、放射線源に近接した検出器の部分集合を移動させる。【選択図】図４
2016093491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定軌道で回転しながらＸ線を放射する放射線源と、
環状リングに配置され、放射Ｘ線を検出する複数の検出器と、
前記放射線源の位置に従って前記放射線源の前記所定軌道の面に交わる方向に、前記放射線源に近接した前記検出器の部分集合を移動させる処理回路と
を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記検出器の部分集合は前記面の上側にある第１部分集合および前記面の下側にある第２部分集合を含み、
前記処理回路は前記第１部分集合および前記第２部分集合を反対方向に移動させる、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記複数の検出器は光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）を含み、
前記処理回路は、前記放射線源を前記所定軌道で回転させる、請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記放射線源と共に回転する複数のエネルギー積分検出器を含むＣＴ検出器をさらに備え、
前記ＰＣＤは、前記放射線源の回転半径よりも小さい半径を有する前記環状リングに配置される、請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記処理回路は、前記検出器に接続された電気機械システムに制御信号を送信することによって、前記検出器の部分集合を移動させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記電気機械システムは、センサ、ステップモータ、およびアクチュエータを含む、請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記電気機械システムは、サブセッションフレームを含み、
前記サブセッションフレームは、フレームの第１端部にある第１レールガイドと、前記フレームの第２端部にある第２レールガイドと、前記第１レールガイド及び前記第２レールガイドに沿って前記フレームを移動させる前記アクチュエータとを含む、請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記処理回路は、ギアおよびスリングリングを含む機械システムに制御信号を送信することによって、前記検出器の部分集合を移動させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記処理回路は、前記放射線源の回転速度に比例し、前記部分集合の大きさに反比例した周波数で前記検出器の部分集合を移動させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記処理回路は、前記放射線源の回転位置、又は、センサに基づいて、前記所定軌道で回転する前記放射線源の位置を決定する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
環状リングに配置され、所定軌道で回転する放射線源から放射されたＸ線を検出する複数の検出器を備えるＸ線ＣＴ装置によって実行される制御方法であって、
前記放射線源に被検体をスキャンさせるステップと、
前記放射線源の位置に従って前記放射線源の前記所定軌道の面に交わる方向に、前記放射線源に近接した前記検出器の部分集合を移動させるステップと
を含む、制御方法。
【請求項１２】
前記面の上側にある前記検出器の第１部分集合および前記面の下側にある前記検出器の第２部分集合を反対方向に移動させるステップをさらに含む、請求項１１に記載の制御方法。
【請求項１３】
前記検出器に接続された電気機械システムに制御信号を送信することによって、前記検出器の部分集合を移動させるステップをさらに含む、請求項１１又は１２に記載の制御方法。
【請求項１４】
フレームの第１端部にある第１レールガイドと、前記フレームの第２端部にある第２レールガイドと、前記第１レールガイド及び前記第２レールガイドに沿って前記フレームを移動させるアクチュエータとを含むサブセッションフレームを含む電気機械システムに制御信号を送信することによって、前記検出器の部分集合を移動させるステップをさらに含む、請求項１３に記載の制御方法。
【請求項１５】
ギアおよびスリングリングを含む機械的システムに制御信号を送信することによって、前記検出器の部分集合を移動させるステップをさらに含む、請求項１１又は１２に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記放射線源の回転速度に比例し、前記部分集合の大きさに反比例した周波数で前記検出器の前記部分集合を移動させるステップをさらに含む、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項１７】
前記放射線源を前記所定軌道で回転させるステップをさらに含む、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の制御方法。
【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装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどのコンピュータ断層撮影（Computer  Tomography：ＣＴ）システムにおけるＸ線ビームは、一般的に多色である。ここで、ＣＴシステムにおいて、第３世代ＣＴスキャナは、検出器のエネルギー積分特性に応じたデータに基づいて画像を生成する。このような従来の検出器は、エネルギー積分検出器と呼ばれ、エネルギー積分したＸ線データを収集する。一方、光子計数検出器は、エネルギー積分特性ではなく、Ｘ線源のスペクトル特性を収集するように構成されている。透過したＸ線データのスペクトル特性を得るために、光子計数検出器は、Ｘ線ビームをそのエネルギー成分すなわちスペクトルのビンに分割し、各ビン中の光子の数を計数する。Ｘ線源のスペクトル特性を使用するＣＴは、しばしば、スペクトルＣＴと呼ばれる。スペクトルＣＴは、２つ以上のエネルギーレベルで照射されたＸ線の検出を行うため、一般にデュアルエネルギーＣＴもスペクトルＣＴに含まれる。
【０００３】
スペクトルＣＴはＸ線ビームのフルスペクトルに固有の追加的な臨床情報が提供されるため、従来のＣＴよりも有用である。例えば、スペクトルＣＴにより組織の識別、ならびにカルシウムおよびヨウ素を含んだ組織等の物質の識別能を向上させ、より細い血管の検出を向上させる。ここで、種々の利点の中でも、スペクトルＣＴはさらに、ビームハードニングアーチファクトを低減させ、かつ個々のスキャナに依存しないＣＴ値の精度を上げると期待される。
【０００４】
従来のスペクトルＣＴの手法として、スペクトルＣＴを実施する際に積分検出器が使用される。ある試みでは、ガントリが患者の周りを回転する間にデータを収集するために、互いに所定の角度でガントリに配置される、デュアル線源およびデュアル積分検出器ユニットが用いられた。別の試みでは、ガントリが患者の周りを回転する間にデータを収集するためにガントリに配置される、ｋＶスイッチング（管電圧の切り替え）を行うシングル線源とシングル積分検出器ユニットが用いられた。さらに別の試みでは、ガントリが患者の周りを回転する間にデータを収集するためにガントリに重ねて配置される、シングル線源とデュアル積分検出器ユニットが用いられた。スペクトルＣＴに対するこのような試みは、臨床に役立つ画像を再構成するためにビームハードニング、時間分解能、雑音、不十分な検出器応答、不十分なエネルギー分離等の課題を実質的に解決することに、いずれも成功していない。
【０００５】
従来のスペクトルＣＴの手法としてさらに、スペクトルＣＴを実施する際に従来の積分検出器が光子計数検出器に置き換えられる。かかる場合、概して、光子計数検出器は費用がかかるため、高線束下では性能が制約されてしまう。少なくとも１つの実験的なスペクトルＣＴシステムが報告されているが、高速光子計数検出器は全面的実施にはひどく高価である。光子計数検出器技術におけるいくらかの進歩にもかかわらず、現在利用可能な光子計数検出器は依然として、空間電荷蓄積による分極、パイルアップ効果、散乱効果、空間分解能、時間分解能、および照射量効率等の実現課題に対する解決策が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５４−１２５８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、検出器によるＸ線の遮蔽を効率よく低減することができるＸ線ＣＴ装置及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、放射線源と、複数の検出器と、処理回路とを備える。放射線源は、所定軌道で回転しながらＸ線を放射する。複数の検出器は、環状リングに配置され、放射Ｘ線を検出する。処理回路は、前記放射線源の位置に従って前記放射線源の前記所定軌道の面に交わる方向に、前記放射線源に近接した前記検出器の部分集合を移動させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る光子計数検出器リングの一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る光子計数検出器の可動の一例を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る光子計数検出器のグループ分けの一例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本実施形態に係る光子計数検出器の２つの開放型部分集合の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本実施形態に係る光子計数検出器の開放型部分集合の詳細な構造の一例を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る処理システムの概略図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、Ｘ線ＣＴ装置及び制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、本明細書に記載の実施形態、及び、それに付随する諸利点の多くは、添付の図面と併せて考察すれば、以下の詳細な説明を参照することによって、理解がより深まり、実施形態のより完全に把握することが容易である。以下で開示する実施形態は、概して、コンピュータ断層撮影（Computed  Tomography：ＣＴ）システムに関する。
【００１１】
ハイブリッドＰＣＣＴ（Photon  Counting  Computer  Tomography）設計において、第４世代ＣＴジオメトリでは、環状のまばらに分布した光子計数検出器を使用してスペクトル情報を収集するのに対し、エネルギー積分検出器は第３世代ジオメトリを使用してデータを収集する。第４世代設計により光子計数検出器技術が直面する課題を克服できるのに対し、第３世代のデータは再構成における空間分解能および雑音特性を維持するために使用することができる。
【００１２】
一実施形態において、（１）所定軌道で回転しながらＸ線を放射するように構成される放射線源と、（２）環状リングに配置され、放射Ｘ線を検出するように構成される複数の検出器と、（３）放射線源に被検体をスキャンさせ、また放射線源の決定された位置に従って放射線源の所定軌道面に交わる方向に、放射線源に最も近接した検出器の部分集合を移動させるように構成される処理回路とを含むＸ線ＣＴ装置が提供される。
【００１３】
別の実施形態では、環状リングに配置され、所定軌道で回転する放射線源から放射されたＸ線を検出するように構成される複数の検出器を含むＸ線ＣＴ装置のための制御方法が提供され、本方法は、（１）放射線源に被検体をスキャンさせるステップと、（２）放射線源の決定された位置に従って放射線源の所定軌道面に交わる方向に、放射線源に最も近接した検出器の部分集合を移動させるステップとを含む。
【００１４】
別の実施形態では、環状リングに配置され、所定軌道で回転する放射線源から放射されたＸ線を検出するように構成される複数の検出器を含むＸ線ＣＴ装置のプロセッサにより実行されたときに、（１）放射線源に被検体をスキャンさせる手順と、（２）放射線源の決定された位置に従って放射線源の所定軌道面に交わる方向に、放射線源に最も近接した検出器の部分集合を移動させる手順とを含む方法をコンピュータプロセッサに実行させる、実行可能な命令を格納する非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。
【００１５】
図１は、光子を検出する検出器アレイを含むＸ線ＣＴ装置の簡略化した概略構造を示す。本開示の態様は医用イメージングシステムとしてのＸ線ＣＴ装置に限定されない。特に、本明細書に記載される構造および手順はその他の医用イメージングシステムに適用でき、本明細書に提供される、特にＸ線ＣＴ装置および光子の検出に関連する説明は、例示として考えられるべきである。検出器アレイ、光子検出器および／または光子検出器アレイは、本明細書において単に検出器と呼んでもよい。
【００１６】
図１に示すＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管１、フィルタおよびコリメータ２、ならびに検出器３を含む。Ｘ線ＣＴ装置はさらに、スパース固定エネルギー識別（例えば、光子計数）検出器３’を含むことができ、この検出器３’は図２に示すように、第３世代検出器とは異なる半径に配置され得る。Ｘ線ＣＴ装置は、さらなる機械部品および電気部品、例えばガントリモータ、およびガントリの回転を制御し、Ｘ線源を制御し、患者の寝台を制御するコントローラ４をさらに含む。Ｘ線ＣＴ装置は、データ収集システム５およびプロセッサ６をさらに含む。プロセッサ６は、データ収集システムによって収集された投影（ビュー）データに基づいてＣＴ画像を生成するように構成されている。例えば、プロセッサ６は、スペクトルＣＴ画像を再構成する再構成プロセッサを含む。プロセッサは、本明細書に記載されるプロセス、アルゴリズム、式、および関係に従って、方法を実行し、アルゴリズムを実行するようにプログラムされている。プロセッサおよびデータ収集システムはメモリ７を利用することができ、メモリ７は、例えば検出器から得られるデータ、検出器パイルアップモデル、および再構成画像を格納するように構成されている。
【００１７】
Ｘ線管１、フィルタおよびコリメータ２、検出器３、ならびにコントローラ４は、内径部を含むフレーム８内に設置することができる。フレーム８は、一般的な円筒形またはドーナツ形状を有する。図１に示す図では、フレーム８のボアの長手軸は内径部の中心にあり、ページ内外に延在する。区域９と識別される内径部の内部は、イメージングの標的区域である。患者等のスキャンされる被検体は、例えば、患者テーブルと共に標的区域内に置かれる。その後、一般に、実質的に、または事実上、長手軸に対して被検体を横断するファンまたはコーン放射線１０で、Ｘ線管１により被検体を照射することができる。プロセッサ６は、捕捉された入射Ｘ線光子の光子数を決定するようにプログラムされている。データ収集システム５、プロセッサ６、およびメモリ７は、単一の機械またはコンピュータとして、あるいは、ネットワークまたは他のデータ通信システムを介して共に結合または分散された別々の機械またはコンピュータとして、実装することができる。コントローラ４は、ネットワークまたは他のデータ通信システムを介して結合することもでき、また、別々の機械またはコンピュータにより実装することもでき、あるいは、システムの別の機械またはコンピュータの一部として実装することができる。
【００１８】
図１においては、検出器３は、ボアの長手軸を回転軸としてＸ線管１と共に回転する回転検出器アレイである。また、Ｘ線ＣＴ装置は、固定検出器アレイも設けることができ、その結果、回転検出器アレイおよび固定アレイが、共にフレーム８内に設置される。なお、他の検出器の構成を実装することもできる。
【００１９】
ここで図３を参照して、光子計数検出器（Photon-Counting  Detector：ＰＣＤ）リングについて説明する。図３は、所定の第３世代ジオメトリにおいて検出器と対応するＸ線源と組み合わせた、所定の第４世代ジオメトリにおける光子計数検出器の実施形態を示す。図３に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置においては、第４世代ジオメトリにおける、まばらな光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮに加えて、Ｘ線源１０１−１からの透過Ｘ線を検出するための、所定の第３世代ジオメトリにおける検出器１０３を含む。ここで、Ｘ線源１０１−１は、まばらに配置された光子計数検出器の外側で回転する。
【００２０】
図３に示すように、Ｘ線源１０１−１は、光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮの外側を通るため、Ｘ線はまばらに配置された光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮの間の開口または間隙を通って被検体に向けて投射される。Ｘ線源１０１−１の位置によって、放射Ｘ線の一部は、まばらに配置された光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮのいくつかにより遮断（遮蔽）される。換言すれば、Ｘ線源１０１−１が所定軌道周りを回転するとき、放射Ｘ線のある部分は、任意の所定の時点において、まばらに配置された光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮのいくつかの背面に投射されてしまう。残りのＸ線は間隙を通り、検出面が線源１０１−１に対向する光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮのいくつかに到達する。また、残りのＸ線はさらに検出器１０３にも到達する。検出器１０３の検出面は実質的に所定の線源ファンビーム角度θＡの範囲内である。Ｘ線焦点に隣接している側の静止した光子計数検出器は、身体を通過するはずの放射を遮断しており、スペクトルＣＴシステムはこの遮断を低減させる必要がある。
【００２１】
光子計数検出器の使用を改善するための従来の試みとして、回転方向周りに検出器リングを回転させて、検出器各部による放射線源の遮断を低減させることが挙げられる。このシステムでは、検出器すべてが所定の環状部品に沿って位置し、検出器リングを形成する。背面が放射線源に対向している、Ｘ線放射線源に近い側の検出器が、検出面が放射線源に対向している検出器によって放射線の検出を阻害しないように、検出器リングは回転方向において章動（nutation）を行う。しかし、検出器リングの回転には所定の環状部品に取り付けられた検出器すべてが関わる一方で、Ｘ線検出を阻害するごく一部の検出器だけを移動させる必要がある。
【００２２】
図４は、所定の第３世代ジオメトリにおいて検出器と対応するＸ線源と組み合わせた、所定の第４世代ジオメトリにおける光子計数検出器の実施形態を示す。Ｘ線源１０１−１および検出器１０３の両方が被検体の周りを回転する。ＰＣＤは被検体周りの第１円形路に沿ってまばらに配置される。一方、Ｘ線源１０１−１は被検体周りの第２円形路に沿って回転する。第１円形路は、被検体周りの第２円形路よりも小さくその内側にある。Ｘ線放射線源１０１−１は、所定の線源ファンビーム角度θＡでＸ線を被検体に向けて投射する一方で、Ｘ線源１０１−１はまばらに配置された光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮの外側で被検体の周りを回転する。検出器１０３は第３円形路に沿って移動する。回転部１３０は検出器１０３を、被検体を挟んでＸ線源１０１−１とは正反対の位置に搭載し、光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮが所定のまばらな方法で固定されて配置された第２円形路の外側を回転する。
【００２３】
ここで、本実施形態においては、プロセッサ６（処理回路）が、放射線源１０１−１の位置に従って放射線源１０１−１の所定軌道の面に交わる方向に、放射線源１０１−１に近接した検出器の部分集合を移動させる。例えば、複数の光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮを複数の集合（部分集合）に分けられ、プロセッサ６は、複数の部分集合のうち、放射線源１０１−１に近接した部分集合を、放射線源１０１−１の回転軌道の面に交わる方向に移動させる。例えば、検出器の部分集合が、所定軌道の面の上側に移動する第１部分集合と、面の下側に移動する第２部分集合とにさらに分けられ、プロセッサ６が、第１部分集合及び第２部分集合を反対方向に移動させる。このように、検出器の部分集合は、放射線源の決定された位置に従って放射線源の所定軌道面に交わる方向に移動する。
【００２４】
例えば、図４に示すように、放射線源１０１−１に近い側に位置するＰＣＤ（ＰＣＤ１〜ＰＣＤＫ）は、Ｘ線の放射線ビームの軌道面（Ｘ−Ｙ面）から外れて移動し、開放方向ＰＣＤの２つの部分集合に分割される。ここで、開放方向ＰＣＤの第１部分集合はＰＣＤ１〜ＰＣＤＫを含み、開放方向ＰＣＤの第２部分集合はＰＣＤＫ＋１〜ＰＣＤＭを含む。ＰＣＤの第１部分集合は、放射線ビームの軌道面に垂直な＋ｚ軸方向に移動され、第２グループのＰＣＤは第１グループのＰＣＤとは反対に−ｚ軸方向に移動される。したがって、底部の検出器（ＰＣＤＭ＋１〜ＰＣＤＮ）のみが静止したままで放射線を収集する。
【００２５】
Ｘ線源１０１−１および検出器１０３が被検体の周りを回転するにつれ、光子計数検出器および検出器１０３はそれぞれデータ収集中に透過Ｘ線を検出する。Ｘ線は開放ＰＣＤの第１部分集合と第２部分集合との間の開口を通って被検体に向けて投射される。ＰＣＤの第１部分集合（ＰＣＤ１〜ＰＣＤＫ）はＸ線源１０１−１の軌道面の上側にあり、ＰＣＤの第２部分集合（ＰＣＤＫ＋１〜ＰＣＤＭ）はＸ線源１０１−１の軌道面の下側にあるため、放射Ｘ線は、まばらに配置された光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮのうち検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＭには遮断（遮蔽）されない。ＰＣＤの第１部分集合およびＰＣＤの第２部分集合はＰＣＤの単一の部分集合（ＰＣＤ１〜ＰＣＤＭ）に組み合わせることができる。放射Ｘ線が、まばらに配置された光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮのうち検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＭには遮断されないように、この単一の部分集合は＋ｚ軸方向または−ｚ軸方向のいずれかに移動され得る。
【００２６】
Ｘ線は開口を通って移動し、光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮのうち検出器ＰＣＤＭ＋１〜ＰＣＤＮに到達する。これら検出器の検出面は線源１０１−１に対向し、検出器１０３に到達する。検出器１０３の検出面は実質的に所定線源ファンビーム角度θＡの範囲内である。
【００２７】
光子計数検出器ＰＣＤＭ＋１〜ＰＣＤＮは、所定の検出器ファンビーム角度θＡで被検体を透過したＸ線を断続的に検出し、所定のエネルギービンそれぞれに、光子計数を個別に出力する。一方、検出器１０３の検出器素子は、被検体を透過したＸ線を連続的に検出し、検出器１０３が回転する際に検出信号を出力する。
【００２８】
ＰＣＤは必要に応じて、Ｘ線焦点が到達するときに開放しているかまたは閉鎖しているグループとしてグループ分けすることができる。本実施形態によれば、各グループの構成は性能および拡張性を最適化するために変えることができる。したがって、光子計数検出器ＰＣＤ１〜ＰＣＤＮの集合全体を後述のように４つの部分集合に分割できる一方で、あるいはＰＣＤの集合全体をＮ個（例えば、Ｎ＝４、８、または１６）の部分集合に分割することができ、部分集合の大きさはコスト、性能、収量、試験時間、拡張性、信頼性等に基づき最適化されるものであると理解される。
【００２９】
図５は、ＰＣＤ検出器のグループ分けの一例を示す。光子計数検出器ＰＣＤ１およびＰＣＤＮは４つのグループのＰＣＤに分割される。第１部分集合（グループ）はＰＣＤ１〜ＰＣＤＮ／４を含み、第２部分集合（グループ）はＰＣＤＮ／４＋１〜ＰＣＤＮ／２を含み、第３部分集合（グループ）はＰＣＤＮ／２＋１〜３＊ＰＣＤＮ／４を含み、第４部分集合（グループ）は３＊ＰＣＤＮ／４＋１〜ＰＣＤＮを含む。
【００３０】
図６Ａは、光子計数検出器の２つの開放型部分集合の一例を示す。ＰＣＤの第１部分集合（ＰＣＤ１〜ＰＣＤＫ）はＸ線源１０１−１の軌道面の上側にあり、ＰＣＤの第２部分集合（ＰＣＤＫ＋１〜ＰＣＤＭ）はＸ線源１０１−１の軌道面の下側にあるため、放射Ｘ線はＰＣＤ１〜ＰＣＤＫにはもはや遮断されない。
【００３１】
ここで、上述した部分集合の移動は、以下の手法によって実現することができる。具体的には、プロセッサ６は、検出器に接続された電気機械システムに制御信号を送信することによって、検出器の部分集合を移動させる。電気機械システムは、例えば、センサ、ステップモータ、およびアクチュエータなどを含む。一例を挙げると、電気機械システムは、サブセッションフレームを含み、サブセッションフレームは、フレームの第１端部にある第１レールガイドと、フレームの第２端部にある第２レールガイドと、第１レールガイド及び第２レールガイドに沿って前記フレームを移動させるアクチュエータとを含む。プロセッサ６は、このような電気機械システムに制御信号を送ることで、部分集合の移動を制御する。
【００３２】
図６Ｂは、光子計数検出器の開放型部分集合の詳細な構造の一例を示す。所定数の部分集合Ｎに基づき、各部分集合は環状フレームの１／Ｎ、アクチュエータ、および２本のレールガイドを占める。光子計数検出器は環状フレーム６０１の部分にまばらに固定されて分布する。第１レールガイド６０２はフレーム６０１の第１端部６０４に位置し、第２レールガイド６０６はフレームの第２端部６０８に位置する。アクチュエータ６１１の第１端部６１０はフレームの中間に位置する。第２端部６１２を有するアクチュエータは、Ｘ線の軌道面の上側または下側のいずれかにフレームを移動させるように構成される。
【００３３】
図１に示すプロセッサ６は、放射線源１０１−１の回転位置、又は、センサに基づいて、所定軌道で回転する放射線源１０１−１の位置を決定することができる。例えば、プロセッサ６は、Ｘ線ビームの回転位置に基づき放射線源の位置およびＰＣＤのＸ−Ｙ面における正確な開放時間を決定し、放射線を収集するために必要とされるＰＣＤのみがビーム経路内にあるように、被検体へのＸ線を遮断するＰＣＤは放射線ビームから外れるように移動されていることを確認する。プロセッサは放射線源が回転するときにその位置を制御するため、プロセッサは常に放射線源の位置を把握している。あるいは、センサを使用して、放射線源の位置を検出することができる。制御信号はプロセッサからアクチュエータに送信され、フレームを第１および第２レールガイドに沿って移動させる。図６Ａに示すように、プロセッサの制御下において、アクチュエータはＰＣＤの第１部分集合（ＰＣＤ１〜ＰＣＤＫ）を放射線ビームの軌道の上側に移動させ、ＰＣＤの第２部分集合（ＰＣＤＫ＋１〜ＰＣＤＭ）を放射線ビームの軌道の下側に移動させた。
【００３４】
開放しかつ閉鎖するＰＣＤの部分集合の周波数は、
部分集合開放／閉鎖周波数（Ｈｚ）＝第３世代ＣＴ検出器の毎分回転数／６０＊Ｎ  （１）
によって定義される。式中、第３世代ＣＴ検出器はエネルギー積分検出器１０３であり、Ｎは一緒に移動するＰＣＤの部分集合の数である。すなわち、プロセッサ６は、放射線源１０１−１の回転速度に比例し、部分集合の大きさに反比例した周波数でＰＣＤの部分集合を移動させる。
【００３５】
開示された実施形態では、Ｘ−Ｙ面における一対のＰＣＤ検出器部分集合は、正確なタイミング制御で同時に反対方向に開く。開放動作は電気機械的システムによって駆動されることができ、電気機械的システムはセンサ、ステップモータ、およびアクチュエータを含む。ギア、スリングリング等を含む純粋な機械的システムを使用してシステムを実行することもできる。電気機械的システムは、フレームの第１端部にある第１レールガイド、フレームの第２端部にある第２レールガイド、ならびに第１および第２レールガイドに沿ってフレームを移動させるアクチュエータを含むサブセッションフレームを含む。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、ＰＣＤがまばらに配置される場合を一例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、フレーム８に密に配置される場合であってもよい。かかる場合には、密に配置されたＰＣＤが複数のグループ（部分集合）に分けられ、プロセッサ６が、回転移動する放射線源の位置に近接するグループのＰＣＤを、放射線源の回転軌道の面に交わる方向に移動させる。ここで、ＰＣＤをいくつのグループに分けるかは、任意に決定される。
【００３７】
また、上述した実施形態では、部分集合を第１部分集合と第２部分集合に分け、それぞれ反対方向に移動させる場合を一例に挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、部分集合を第１部分集合と第２部分集合とに分けることなく、各部分集合のＰＣＤを移動させる場合であってもよい。かかる場合には、例えば、放射線源の回転軌道の面の上側（或いは、下側）のＸ線を遮蔽しない位置まで部分集合を移動させる。
【００３８】
また、上述した実施形態では、ＰＣＤの中心付近で第１部分集合と第２部分集合とに分ける場合を一例に挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、ＰＣＤを第１部分集合と第２部分集合に分ける位置は任意に決定される。
【００３９】
例示的なコンピュータ処理システムが図７に示され、これは図１に示すプロセッサ６を含むことができる。プロセッサ６はハードウェアデバイス、例えば、記載された機能をＣＰＵに実行させる１つ以上のコンピュータプログラムを実行するように明確に構成されたＣＰＵであることができる。特に、この例示的処理システムは、中央演算処理装置（Central  Processing  Unit：ＣＰＵ）や少なくとも１つの特定用途向けプロセッサ（Application-Specific  Processor：ＡＳＰ）（図示せず）等の１以上のマイクロプロセッサまたは均等物を用いて実装することができる。マイクロプロセッサは、本開示のプロセスおよびシステムを実行し、かつ／または制御するようにマイクロプロセッサを制御するように構成され、本明細書に記載されるアルゴリズムを実行するように構成されるメモリ回路（例えば、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、スタティックメモリ、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、およびこれらの均等物）等のコンピュータ可読記憶媒体を利用する回路（ｃｉｒｃｕｉｔ）または回路（ｃｉｒｃｕｉｒｔｙ）である。その他の記憶媒体は、ハードディスクドライブまたは光ディスクドライブを制御できる、ディスクコントローラ等のコントローラを介して制御され得る。
【００４０】
マイクロプロセッサまたはその態様は、代替実装例において、本開示の態様を増補するか完全に実装する論理回路を含むことができ、または排他的に含むことができる。このような論理回路としては、特定用途向け集積回路（Application-Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ）、Ｇｅｎｅｒｉｃ−Ａｒｒａｙ  ｏｆ  Ｌｏｇｉｃ（ＧＡＬ）、およびそれらの均等物が含まれるが、これらに限定されない。マイクロプロセッサは、別々のデバイスまたは単一の処理機構とすることができる。さらに、本開示は、計算効率の向上を達成するために、マルチコアＣＰＵおよびグラフィック処理装置（Graphics  Processing  Unit：ＧＰＵ）の並列処理能力を利することができる。マルチプロセッシング構成における１以上のプロセッサを採用して、メモリ内に含まれる命令のシーケンスを実行してもよい。あるいは、ハードワイヤード回路を、ソフトウェア命令の代わりに、または、ソフトウェア命令と組み合わせて使用してもよい。このように、本明細書で論じる例示的な実装例は、ハードウェア回路およ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。
【００４１】
別の態様において、本開示による処理の結果を、ディスプレイコントローラを介してモニタに表示することができる。計算効率を向上させるために、ディスプレイコントローラは、複数のグラフィック処理コアにより提供することができる少なくとも１つのグラフィック処理装置を含むことが好ましい。さらに、周辺機器として入出力（Input-Output：Ｉ／Ｏ）インタフェースに接続することができるマイク、スピーカ、カメラ、マウス、キーボード、タッチディスプレイ、パッドインタフェース等から信号やデータを入力するために、Ｉ／Ｏインタフェースが設置される。例えば、本開示の様々なプロセスのパラメータまたはアルゴリズムを制御するキーボードまたはポインティングデバイスをＩ／Ｏインタフェースに接続して、さらなる機能性および構成オプションを供給したり、ディスプレイ特性を制御したりすることができる。さらに、モニタに、コマンド／命令インタフェースを実現するタッチセンサ方式インタフェースを設けることができる。
【００４２】
上述したコンポーネントは、制御可能なパラメータ等のデータの送信または受信のためのネットワークインターフェースを介して、インターネットやローカルイントラネット等のネットワークに接続することができる。中央ＢＵＳは、上述のハードウェアコンポーネントを共に接続するために設けられ、また、その間のデジタル通信の少なくとも１つのパスを実現する。
【００４３】
さらに、処理システムは、１実装例において、ネットワークまたは他のデータ通信接続により互いに接続することができる。１以上の処理システムを、ガントリやＸ線源、患者寝台の動きの起動および制御を行うために、対応するアクチュエータに接続することができる。
【００４４】
適切なソフトウェアを、メモリやストレージデバイス等の処理システムのコンピュータ可読媒体上に記憶することができることは明白である。コンピュータ可読媒体の他の例として、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）、またはコンピュータが読み取ることができる任意の他の媒体がある。ソフトウェアとしては、デバイスドライバやオペレーティングシステム、開発ツール、アプリケーションソフト、グラフィカルユーザインタフェースを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００４５】
上述した媒体上のコンピューターコード要素は、スクリプト、解釈可能なプログラム、ダイナミックリンクライブラリ（Dynamic  Link  Libraries：ＤＬＬ）、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、および完全な実行可能なプログラム（これらに限定されない）等の、任意の解釈可能なまたは実行可能なコードメカニズムとすることができる。さらに、本開示の態様の処理の部分は、性能、信頼性の向上や費用の低減を目的として分散させることができる。
【００４６】
処理システムのデータ入力部分は、例えばそれぞれの有線接続により、検出器または検出器アレイから入力信号を受信する。複数のＡＳＩＣまたは他のデータ処理コンポーネントを、データ入力部を形成するものとして、または、データ入力部に入力を供給するものとして設置することができる。ＡＳＩＣは、それぞれ、個別検出器アレイまたはそのセグメント（個別部分）から信号を受信することができる。検出器からの出力信号がアナログ信号であるとき、データの記録および処理に使用するために、アナログ／デジタル変換器と共にフィルタ回路を設置することができる。フィルタリングは、アナログ信号のための個別フィルタ回路を用いずに、デジタルフィルタリングにより行うこともできる。あるいは、検出器がデジタル信号を出力するとき、デジタルフィルタリングやデータ処理は、検出器の出力から直に行うことができる。
【００４７】
以上、説明したとおり本実施形態によれば、検出器によるＸ線の遮蔽を効率よく低減することができる。
【００４８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１  Ｘ線管
３  検出器
６  プロセッサ
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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