(57)【要約】  イメージングシステム２００は、検査領域を横切る放射線を放出する放射線ソース２０８を含む。イメージングシステムは、検査領域を横切る放射線を受けるハイブリッドデータ収集システム２１２を更に含む。ハイブリッドデータ収集システムは、全視野の副部分に広がる位相コントラスト副部分３０４を含む。ハイブリッドデータ収集システムは、全視野に広がる積分部分３０２、７０２、８０４、８０６、９０２又はスペクトル部分４０２、７０４、７０６、８０２、１００２のうちの少なくとも１つを更に含む。ハイブリッドデータ収集システムは、位相コントラスト信号と、積分信号又はスペクトル信号のうちの少なくとも１つとを生成する。イメージングシステムは、検査領域を示す容積イメージデータを生成するために、位相コントラスト信号と、積分信号又はスペクトル信号のうちの少なくとも１つとを再構成する、再構成器２１６を更に含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査領域を横切る放射線を放出する放射線ソースと、
前記検査領域を横切る放射線を受けるハイブリッドデータ収集システムと、
再構成器とを備える、イメージングシステムであって、
前記ハイブリッドデータ収集システムは、全視野の副部分に広がる位相コントラスト副部分と、前記全視野に広がる積分部分又はスペクトル部分のうちの少なくとも１つとを含み、前記ハイブリッドデータ収集システムは、位相コントラスト信号と、積分信号又はスペクトル信号のうちの少なくとも１つとを生成し、  前記再構成器は、前記検査領域を示す容積イメージデータを生成するために、前記位相コントラスト信号と、前記積分信号又は前記スペクトル信号のうちの少なくとも１つとを再構成する、
イメージングシステム。
【請求項２】
前記位相コントラスト副部分は、前記積分部分又は前記スペクトル部分のうちの少なくとも１つの当該部分の中央領域について対称的に配設される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項３】
前記ハイブリッドデータ収集システムは、全体的に前記全視野に広がる前記積分部分及び前記スペクトル部分を含む、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項４】
前記スペクトル部分は周辺領域に配設され、前記積分部分は前記周辺領域の間にある中央領域に配設される、請求項３に記載のイメージングシステム。
【請求項５】
前記積分部分は周辺領域に配設され、前記スペクトル部分は前記周辺領域の間にある中央領域に配設される、請求項３に記載のイメージングシステム。
【請求項６】
前記位相コントラスト副部分は前記中央領域について対称的に配設される、請求項４又は５に記載のイメージングシステム。
【請求項７】
前記位相コントラスト副部分は、前記中央領域と前記周辺領域のうちの１つとをカバーしながら非対称的に配設される、請求項４又は５に記載のイメージングシステム。
【請求項８】
前記スペクトル部分及び前記積分部分は互いに隣接し、対向する端部に位置付けられる、請求項３に記載のイメージングシステム。
【請求項９】
前記スペクトル部分は第１の長さを伴うスペクトル副部分を含み、前記積分部分は第２の長さを伴う積分副部分を含み、前記第１の長さは前記第２の長さより長い、請求項８に記載のイメージングシステム。
【請求項１０】
前記スペクトル部分は第１の長さを伴うスペクトル副部分を含み、前記積分部分は第２の長さを伴う積分副部分を含み、前記第１の長さは前記第２の長さより短い、請求項８に記載のイメージングシステム。
【請求項１１】
前記位相コントラスト副部分は、前記中央領域について対称的に配設され、前記スペクトル副部分又は前記積分副部分のうちの１つのみをカバーする、請求項９又は１０に記載のイメージングシステム。
【請求項１２】
前記位相コントラスト副部分は、前記中央領域について非対称的に配設され、前記スペクトル部分又は前記積分部分の少なくとも副部分をカバーする、請求項９又は１０に記載のイメージングシステム。
【請求項１３】
前記再構成器は、前記スペクトル信号からコンプトン散乱イメージを生成し、前記コンプトン散乱イメージを前記位相コントラスト信号から生成された位相コントラストイメージと組み合わせる、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１４】
前記位相コントラスト信号は切り捨て誤差を含み、前記再構成器は前記スペクトル信号を用いて前記切り捨て誤差を低減する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１５】
放射線ソースを用いて検査領域を介して放射線を伝送すること、及び、
ハイブリッドデータ収集システムを用いて前記検査領域を横切る放射線を受けること、
を含む方法であって、
前記ハイブリッドデータ収集システムは、
全視野に広がる積分部分又は前記全視野に広がるスペクトル部分のうちの少なくとも１つ、及び、
視野の副部分に広がる位相コントラスト副部分、
を含み、
前記ハイブリッドデータ収集システムは、積分信号又はスペクトル信号のうちの少なくとも１つと位相コントラスト信号とを生成する、
方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの３６０度にわたってデータを収集すること、及び、
前記全視野について位相コントラストイメージを再構成すること、
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの１８０度とファン角とを加えた角度にわたってデータを収集すること、及び、
前記全視野の副部分について位相コントラストイメージを再構成すること、
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記スペクトル信号からコンプトン散乱イメージを生成すること、及び、
前記全視野について導出された位相コントラストイメージを作成するために、コンプトン散乱位相コントラストイメージを組み合わせること、
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記スペクトル信号を用いて前記位相コントラスト信号の切り捨て誤差を訂正することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
検査領域を横切る放射線を受けるハイブリッドデータ収集システムを備えるイメージングシステムであって、
受ける前記ハイブリッドデータ収集システムは、位相コントラスト検出器サブシステム及び非位相コントラスト検出器サブシステムを含む、少なくとも２つの異なるタイプの検出器サブシステムを含む、
イメージングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記は一般にデータ収集に関し、より具体的にはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）のためのハイブリッド位相コントラストデータ収集のシステム及び／又は方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴを用いて、スキャン対象物の構成要素の吸収断面積における差によってコントラストが取得される。これは、骨などの高吸収構造が、比較的弱い吸収構造の基質、例えば人体の周囲組織に埋め込まれている場合に良好な結果を生む。しかしながら、同様の吸収断面を備える異なる形の組織が検査される場合（例えば、マンモグラフィ又は腹部イメージング）、Ｘ線吸収コントラストは比較的乏しい。したがって、現在の病院ベースのＸ線システムで取得される吸収放射線写真において病理性組織と非病理性組織とを区別することは、或る組織組成では引き続き困難である。
【０００３】
位相コントラストイメージングは、上記のコントラスト限界を克服する。一般に、こうしたイメージングはＸ線格子を利用して、位相コントラストでのＸ線画像の収集を可能にし、スキャン対象物に関する追加情報を提供する。位相コントラストイメージングを用いて、スキャン対象物によって回析されたＸ線照射の散乱成分に基づく画像が生成される。そこで、スキャン対象物における非常にわずかな密度差を非常に高い解像度で表示することができる。例示の位相コントラストイメージングシステムは、２０１０年１２月３日出願の「Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ｉｍａｇｉｎｇ」という名称の特許出願ＵＳ２０１２０２４３６５８Ａ１号で考察されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。図１は、ＵＳ２０１２０２４３６５８Ａ１号からの例示の構成を示す。
【０００４】
図１において、Ｘ線ソース１０２及び検出器アレイ１０４は、検査部位１０６を横切って互いに向かい合って配置される。ソース格子１０８がソース１０２に隣接し、吸収体（又はアナライザ）格子１１０が検出器アレイ１０４に隣接し、位相格子１１２が対象物１１４と吸収体格子１１０との間にある。ソース格子１０８は位相格子１１２から距離（「ｌ」）１１６だけ離れている。位相格子１１２は吸収体格子１１０から距離（「ｄ」）１１８だけ離れており、これはタルボット距離に対応している（
【数１】
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ここで、λは入射放射線の波長である）。ソース格子１０８、位相格子１１２、及び吸収体格子１１０はそれぞれ、格子ライン周期ｐ０、ｐ１、及びｐ２を有し、
【数２】
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及び
【数３】
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である。
【０００５】
ソース格子１０８は、個々にコヒーレントであるが相互にインコヒーレントなソースのアレイを作成する。ビーム経路内の対象物１１４は、Ｘ線の各コヒーレントサブセットに対してわずかな屈折を生じさせ、これは対象物の局部位相勾配に比例する。この小さな角度変位が結果として、位相格子１１２と吸収体格子１１０との組み合わせによって局部的に伝達される強度に変化を生じさせる。位相格子１１２はビームスプリッタとして動作し、基本的に入射Ｘ線ビームを２つの１次回析に分割する。回析ビームは、干渉し、タルボ距離で、位相格子の半分に１／（ｌ＋ｄ）によって定義される幾何学拡大係数を掛けたものに等しい、線形周期フリンジパターンを形成する。
【０００６】
ビーム内の対象物１１４上の屈折によって誘発されるような入射波面の摂動は、フリンジの局所変位につながる。吸収体格子１１０は検出器アレイ１０４に対する伝達マスクとして動作し、局所フリンジ位置を信号強度変動に変換する。したがって、検出される信号プロファイルは、対象物１１４によって誘発される位相シフトに関する定量的情報を含む。位相情報を符号化及び抽出するために、位相ステッピング手法が利用されてきた。この手法を用いて、吸収体格子１１０は、格子ライン周期にわたる所定のステップサイズ移動を介して位相格子１１２に対して横方向に平行移動され、これは格子のラインに対して垂直である。
【０００７】
各格子ステップで測定が行われ、いくつかの（例えば８つの）格子ステップ及び測定が投影に採用される。３Ｄ収集の場合、対象物１１４がソース１０２、格子１０８、１１０、及び１１２、並びに検出器アレイ１０４に対して回転するか、又はソース１０２、格子１０８、１１０、及び１１２、並びに検出器アレイ１０４が対象物１１４の周囲を（少なくとも１８０度とファン角とを加えた角度にわたって）回転し、所定数の投影（例えば１０００）が回転の異なる角度ビューから収集される。残念なことに、スペクトル（エネルギー分解及び／又は光子計数）検出器を含むＣＴシステムと同様に、位相コントラストイメージング用に構成されたＣＴシステムは、非位相コントラストシステムに比べて高額となる傾向があり、法外な費用につながる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本明細書で説明する態様は、前述の問題及び他の問題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、ハイブリッドデータ収集システムを備えるＣＴスキャナについて説明する。ハイブリッドデータ収集システムは、積分検出器セクション並びに／或いはエネルギー分解及び／又は光子計数セクションのうちの少なくとも１つに関連して、位相コントラストサブセクションを含む。したがって本明細書で説明するＣＴスキャナは、フル（非ハイブリッド）位相コントラストデータ収集システムを備える位相コントラストＣＴスキャナに比べて、低コストでの位相コントラストイメージングが可能である。
【００１０】
一態様において、イメージングシステムは、検査領域を横切る放射線を放出する放射線ソースを含む。イメージングシステムは、検査領域を横切る放射線を受けるハイブリッドデータ収集システムを更に含む。ハイブリッドデータ収集システムは、全視野の副部分に広がる位相コントラスト副部分を含む。ハイブリッドデータ収集システムは、全視野に広がる積分部分又はスペクトル部分のうちの少なくとも１つを更に含む。ハイブリッドデータ収集システムは、位相コントラスト信号と、積分信号又はスペクトル信号のうちの少なくとも１つとを生成する。イメージングシステムは、検査領域を示す容積イメージデータを生成するために、位相コントラスト信号と、積分信号又はスペクトル信号のうちの少なくとも１つとを再構成する、再構成器を更に含む。
【００１１】
別の態様において、方法は、放射線ソースを用いて検査領域を介して放射線を伝送することを含む。方法は、ハイブリッドデータ収集システムを用いて検査領域を横切る放射線を受けることを更に含む。ハイブリッドデータ収集システムは、全視野に広がる積分部分又は全視野に広がるスペクトル部分のうちの少なくとも１つ、及び、視野の副部分に広がる位相コントラスト副部分を含む。ハイブリッドデータ収集システムは、積分信号又はスペクトル信号のうちの少なくとも１つ、及び位相コントラスト信号を生成する。
【００１２】
別の態様において、イメージングシステムは、検査領域を横切る放射線を受けるハイブリッドデータ収集システムを含む。ハイブリッドデータ収集システムは、位相コントラスト検出器サブシステム及び非位相コントラスト検出器サブシステムを含む、少なくとも２つの異なるタイプの検出器サブシステムを含む。
【００１３】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置構成、並びに様々なステップ及びステップの配置構成の形を取ることができる。図面は、好ましい実施形態を示すためのみのものであり、本発明を限定するものとして解釈されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来技術の位相コントラストデータ収集システムを示す図である。
【図２】少なくとも位相コントラスト副部分を含むハイブリッドデータ収集システムを備えるイメージングシステムを概略的に示す図である。
【図３】対称的に位置付けられた位相コントラスト部分及び積分部分を備える、ハイブリッドデータ収集システムの例を概略的に示す図である。
【図４】対称的に位置付けられた位相コントラスト部分及び積分部分を備える、ハイブリッドデータ収集システムの別の例を概略的に示す図である。
【図５】対称的に位置付けられた位相コントラスト部分及びスペクトル部分を備える、ハイブリッドデータ収集システムの別の例を概略的に示す図である。
【図６】非対称的に位置付けられた位相コントラスト部分及びスペクトル部分を備える、ハイブリッドデータ収集システムの別の例を概略的に示す図である。
【図７】対称的に位置付けられた位相コントラスト部分と１つの積分副部分及び複数のスペクトル副部分とを備える、ハイブリッドデータ収集システムの別の例を概略的に示す図である。
【図８】対称的に位置付けられた位相コントラスト部分と１つのスペクトル副部分及び複数の積分副部分とを備える、ハイブリッドデータ収集システムの別の例を概略的に示す図である。
【図９】積分副部分の副部分をカバーしスペクトル副部分はカバーしない、対称的に位置付けられた位相コントラスト部分を備える、ハイブリッドデータ収集システムの別の例を概略的に示す図である。
【図１０】スペクトル副部分の副部分をカバーし積分副部分はカバーしない、対称的に位置付けられた位相コントラスト部分を備える、ハイブリッドデータ収集システムの別の例を概略的に示す図である。
【図１１】スペクトル副部分と積分副部分の副部分とをカバーする、非対称的に位置付けられた位相コントラスト部分を備える、ハイブリッドデータ収集システムの別の例を概略的に示す図である。
【図１２】積分副部分とスペクトル副部分の副部分とをカバーする、非対称的に位置付けられた位相コントラスト部分を備える、ハイブリッドデータ収集システムの別の例を概略的に示す図である。
【図１３】本明細書で説明する実施形態に従った方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
初めに図２を参照すると、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナなどの例示のイメージングシステム２００が概略的に示されている。
【００１６】
回転ガントリ２０４が静止ガントリ２０２によって回転可能に支持され、縦軸すなわちｚ軸について検査領域２０６の周りを回転する。ｘ線管などの放射線ソース２０８が回転ガントリ２０４によって支持され、回転ガントリ２０４と共に回転し、検査領域２０６及びその内部の被験者又は対象物の一部を横切る放射線を放出する。ソース格子２１０がソース２０８に隣接して配設され、検査領域２０６を横切る放射線が少なくとも個々にコヒーレントであるが相互にインコヒーレントな線の副部分を含むように、放射線ビームの副部分をフィルタリングする。放射線ソース２０８がこうした線を作り出す場合、ソース格子２１０は省略可能である。
【００１７】
ハイブリッドデータ収集システム２１２が、検査領域２０６を隔てて放射線ソース２０８の反対側に位置付けられる。ハイブリッドデータ収集システム２１２は、ｚ軸方向に沿って延在する複数行の検出器ピクセルを備える１次元又は２次元のアレイを含む。ハイブリッドデータ収集システム２１２は、検査領域２０６を横切る放射線を検出し、信号又はそれを示す投影データを生成する。以下でより詳細に説明するように、１インスタンスにおいて、ハイブリッドデータ収集システム２１２は、積分部分、スペクトル部分、又は積分副部分及びスペクトル副部分に関連して位相コントラストイメージングを含む、異なる検出部分を含む。一般に、位相コントラストイメージング副部分によってカバーされていない検出器ピクセル列の数は少なくとも１であるが、全部よりは少ない。
【００１８】
積分部分／副部分は、吸収投影ｐａｂｓｏｒｂ（ｕ，ｖ，θ）を生成し、ここでｕ／ｖは行／列座標でありθは投影角度である。スペクトル部分／副部分は、光電効果投影：ｐｐｈｏｔｏ（ｕ，ｖ，θ）、コンプトン効果投影：ｐｃｏｍｐｔｏｎ（ｕ，ｖ，θ）、吸収投影：ｐａｂｓｏｒｂ（ｕ，ｖ，θ）（前者２つを組み合わせた結果）、及び／又は、選択された基底関数当たりの相対寄与を伴う投影を生成する。２つ以上の基底関数は、スペクトル検出器が２つ以上のチャネルを含む場合に抽出可能である。位相コントラスト副部分は、吸収投影：ｐａｂｓｏｒｂ（ｕ，ｖ，θ）、微分位相投影：ｐｐｈａｓｅ（ｕ，ｖ，θ）、及び暗視野投影：ｐｄａｒｋ（ｕ，ｖ，θ）を生成する。位相投影及びコンプトン投影の関係は、ｐｐｈａｓｅ（ｕ，ｖ，θ）＝Ｋ＊ｐｃｏｍｐｔｏｎ（ｕ，ｖ，θ）である。
【００１９】
コンピューティングシステムはオペレータコンソール２１４として働き、モニタなどの人間が読み取れる出力デバイスと、キーボード、マウスなどの入力デバイスとを含む。コンソール２１４は、オペレータがグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）及び／又は他のものを介してスキャナ２００と対話できるようにする。例えばユーザは、オペレータコンソール２１４の入力デバイスを採用して、位相コントラストイメージングプロトコル、スペクトルイメージングプロトコル、及び／又は非位相コントラスト、非スペクトル（又は従来型）イメージングプロトコルを選択することができる。再構成器２１６は投影データを再構成し、それを示す容積データを生成する。カウチなどの被験者支持体２１８は、例えばスキャンの前、途中、及び／又は後に、検査領域２０６内で被験者を支持する。
【００２０】
図３〜図１２は、ハイブリッドデータ収集システム２１２の様々な異なる構成を概略的に示す。図示された構成は限定的ではなく、本明細書において他の構成が企図されることが理解されよう。図２に関連して上記で簡単に考察したように、ソース格子２１０は全視野をカバーするか、又は視野の副部分のみをカバーすることができる。図３〜図１２は放射線ビーム３００を示し、これは、ソース格子２１０と、検査領域２０６内の被験者又は対象物の一部を横切った後のビームである。図３〜図１２の例における検出器アレイは、例示の目的ですべて平面的に示されている。しかしながらそれらは、例えば図２に示されるように焦点に集中することができる。
【００２１】
最初に図３を参照すると、ハイブリッドデータ収集システム２１２は全視野に広がる積分部分３０２を含む。ハイブリッドデータ収集システム２１２は、位相格子３０６と、積分部分３０２と位相格子３０６との間に配設されたアナライザ格子３０８とを含む、位相コントラスト部分３０４を更に含む。この例において、位相コントラスト部分３０４は視野の副部分に広がる。特に、図示された位相コントラスト部分３０４は、積分部分３０２の対向する端部に位置付けられる周辺端部領域３１２及び３１４についてではなく、積分部分３０２の中央領域３１０について対称的に配設される。
【００２２】
図示された例は、ハイブリッドデータ収集システム２１２に対して、広再構成又は全再構成視野（ＲＦＯＶ）直径３１６及び狭再構成又は中央再構成視野（ＲＦＯＶ）直径３１８を含む、少なくとも２つの再構成視野の直径を示す。図３の構成では、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンの場合、全ＲＦＯＶに対する吸収投影が収集可能であり、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンの場合、狭ＲＦＯＶに対する位相投影及び暗視野投影が収集可能である。
【００２３】
図３において、位相コントラスト部分３０４の長さは、少なくとも１８０度（に加えてファン角）をカバーするスキャンの場合、頭部、心臓などの或る対象物について、狭視野ＲＦＯＶに対する位相コントラスト投影の完全セットが取得できるように構成される。狭ＲＦＯＶよりも大きい対象物の場合、位相コントラスト投影は不完全となり、位相及び暗視野に対応するイメージは、狭ＲＦＯＶのみをカバーすることになる。これらの部分的投影からのイメージ再構成は、例えばフィルタ補正逆投影タイプの再構成が使用される場合、イメージ内に現れる切り捨てアーティファクトにつながる可能性がある。こうした狭視野の非限定的な例は、直径約２５０ミリメートルである。
【００２４】
図４に進むと、ハイブリッドデータ収集システム２１２は、全視野に広がる積分部分３０２を含む。ハイブリッドデータ収集システム２１２は、位相格子３０６と、積分部分３０２と位相格子３０６との間に配設されたアナライザ格子３０８とを備える、位相コントラスト部分３０４を更に含む。しかしながらこの例では、位相コントラスト部分３０４は積分部分３０２について、中央領域３１０及び周辺端部領域３１４に広がるように非対称的に配設される。図示されていない変形において、位相コントラスト部分３０４は積分部分３０２について、中央領域３１０及び周辺端部領域３１２に広がるように非対称的に配設される。全ＲＦＯＶに対する吸収投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて取得可能であり、位相投影及び暗視野投影は、１８０度（に加えてファン角）スキャンについては狭ＲＦＯＶに対して、及び３６０度スキャンについては広ＲＦＯＶに対して、取得可能である。
【００２５】
次に図５で、ハイブリッドデータ収集システム２１２は全視野に広がるスペクトル部分５０２を含む。ハイブリッドデータ収集システム２１２は、位相格子３０６と、スペクトル部分５０２と位相格子３０６との間に配設されたアナライザ格子３０８とを備える、位相コントラスト部分３０４を更に含む。位相コントラスト部分３０４は、図３と同様に、中央領域３１０について対称的に配設される。全ＲＦＯＶに対する光電効果投影及びコンプトン投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて収集可能である。位相投影は、１８０度（に加えてファン角）スキャン及び３６０度スキャンの両方について、広ＲＦＯＶに対して取得可能である。暗視野投影は、１８０度（に加えてファン角）スキャン及び３６０度スキャンの両方について、狭ＲＦＯＶに対して収集可能である。全ＲＦＯＶに対する吸収投影は、光電効果投影及びコンプトン投影を組み合わせることによって導出可能である。
【００２６】
図６において、ハイブリッドデータ収集システム２１２は、全視野に広がるスペクトル部分５０２を含む。ハイブリッドデータ収集システム２１２は、位相格子３０６と、スペクトル部分５０２と位相格子３０６との間に配設されたアナライザ格子３０８とを備える、位相コントラスト部分３０４を更に含む。位相コントラスト部分３０４は、スペクトル部分５０２について、中央領域３１０及び周辺端部領域３１４に広がるように非対称的に配設される。図示されていない変形において、位相コントラスト部分３０４はスペクトル部分５０２について、中央領域３１０及び周辺端部領域３１２に広がるように非対称的に配設される。
【００２７】
図６では、全ＲＦＯＶに対する光電効果投影及びコンプトン投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて収集可能である。位相投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度スキャンの両方のスキャンについて、広ＲＦＯＶに対して収集可能である。暗視野投影は、１８０度（に加えてファン角）スキャンについては狭ＲＦＯＶに対して、及び３６０度スキャンについては広ＲＦＯＶに対して、収集可能である。全ＲＦＯＶに対する吸収投影は、光電効果投影及びコンプトン投影を組み合わせることによって、１８０度及び３６０度の両方のスキャンについて導出可能である。
【００２８】
次に図７を参照すると、ハイブリッドデータ収集システム２１２は、全視野に広がる連続検出器アレイを形成する、中央積分副部分７０２と積分副部分７０２に隣接して配設された周辺スペクトル部分７０４及び７０６とを含み、副部分７０２〜７０６の各々は検出器アレイの副部分のみを構成する。ハイブリッドデータ収集システム２１２は、位相格子３０６と、積分副部分７０２と位相格子３０６との間に配設されたアナライザ格子３０８とを備える、位相コントラスト部分３０４を更に含む。位相コントラスト部分３０４は、スペクトル部分７０４及び７０６をカバーせずに、積分副部分７０２について対称的に配設される。全ＲＦＯＶに対する吸収投影及び位相投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて取得可能であり、暗視野投影は、１８０度（に加えてファン角）スキャンについては狭ＲＦＯＶに対して、及び３６０度スキャンについては広ＲＦＯＶに対して、取得可能である。
【００２９】
この構成では、全視野の位相コントラストの両側でデータ切り捨てが生じることになる。例えば位相コントラストデータ切り捨ては、全視野の周辺領域３１２及び３１４で生じることになる。中央領域３１０からの位相コントラスト信号並びに周辺領域３１２及び３１４からのスペクトル信号を組み合わせた場合、両方のモダリティから少なくとも散乱情報が導出可能である。すなわち、スペクトル信号及び位相コントラスト信号の両方が電子密度を表すため、この両方からコンプトンイメージを生成することが可能である。したがって、周辺領域３１２及び３１４での切り捨てを軽減することができる。
【００３０】
図８に示された実施形態は、検出器アレイの中央副部分がスペクトル部分８０２であり、検出器アレイの周辺副部分が積分副部分８０４及び８０６を含む点を除き、図７とほぼ同様である。全ＲＦＯＶに対する吸収投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて取得可能であり、位相投影、暗視野投影、光電投影、及びコンプトン投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて狭ＲＦＯＶに対して取得可能である。
【００３１】
図９は、積分副部分９０２が中央領域３１０及び周辺領域３１４に広がる点を除き、図７とほぼ同様である。全ＲＦＯＶに対する吸収投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて取得可能であり、位相投影及び暗視野投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて狭ＲＦＯＶに対して取得可能である。
【００３２】
図１０は、スペクトル部分１００２が中央領域３１０及び周辺領域３１４に広がる点を除き、図８とほぼ同様である。図９及び／又は図１０において、積分副部分９０２及び／又はスペクトル部分１００２は、代替として中央領域３１０及び周辺領域３１２に広がることが可能である。全ＲＦＯＶに対する吸収投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて取得可能であり、位相投影及びコンプトン投影は３６０度スキャンについて全ＲＦＯＶに対して取得可能であり、位相投影及びコンプトン投影は１８０度（に加えてファン角）スキャンについて狭ＲＦＯＶに対して取得可能であり、暗視野投影及び光電投影は１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて狭ＲＦＯＶに対して取得可能である。
【００３３】
図１１は、位相コントラスト部分３０４が非対称的に配設され、スペクトル部分７０４全体と積分副部分９０２の副部分のみとをカバーする点を除き、図９とほぼ同様である。
全ＲＦＯＶに対する吸収投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて取得可能であり、位相投影及びコンプトン投影は３６０度スキャンについて全ＲＦＯＶに対して取得可能であり、位相投影及び暗視野投影は３６０度スキャンについて全ＲＦＯＶに対して取得可能であり、位相投影及び暗視野投影は１８０度（に加えてファン角）スキャンについて狭ＲＦＯＶに対して取得可能である。
【００３４】
図１２は、位相コントラスト部分３０４が非対称的に配設され、積分副部分９０２全体とスペクトル副部分１００２の副部分のみとをカバーする点を除き、図１０とほぼ同様である。全ＲＦＯＶに対する吸収投影及び位相投影は、１８０度（に加えてファン角）及び３６０度の両方のスキャンについて取得可能であり、暗視野投影及び光電投影は３６０度スキャンについて全ＲＦＯＶに対して取得可能であり、暗視野投影及び光電投影は１８０度（に加えてファン角）スキャンについて狭ＲＦＯＶに対して取得可能である。
【００３５】
再度図３〜図１２は非限定的な例を概略的に示し、本明細書において他の構成が企図される。例えば別のインスタンスにおいて、ハイブリッドデータ収集システム２１２は２つ又はそれ以上のスペクトル副部分及び／又は積分部分を含む。このインスタンスにおいて、２つ又はそれ以上のスペクトル副部分を２つ以上の積分部分とインターレースすることができる。更に別のインスタンスにおいて、ハイブリッドデータ収集システム２１２は１つ以上の位相コントラスト部分３０４を含むことができる。
【００３６】
図１３は、本明細書で説明する実施形態に従った方法を示す。
【００３７】
以下の動作の順序付けは説明のためであり、限定的でないことを理解されたい。したがって、本明細書では他の順序付けも企図される。加えて、１つ以上の動作が省略可能であり、及び／又は、１つ以上の他の動作を含めることが可能である。
【００３８】
１３０２で、放射線ソースを用いて放射線が生成される。
【００３９】
１３０４で、生成された放射線の少なくとも副部分が、放射線ソースと検査領域との間で放射線ソースに隣接して配設されたソース格子によってフィルタリングされる。本明細書で説明するように、ソース格子は、個々にコヒーレントであるが相互にインコヒーレントなソースのアレイを作成する。放射線ソースがこうしたソースを生成する場合、動作１３０４は省略可能である。
【００４０】
１３０６で、放射線ビームは、内部に配設された被験者又は対象物を含む検査領域を横切る。
【００４１】
１３０８で、ハイブリッドデータ収集システムは、検査領域及び内部に配設された被験者又は対象物を横切る放射線を検出する。本明細書で説明するように、ハイブリッドデータ収集システムは、積分部分又は副部分及びスペクトル部分又は副部分を含み得る、位相コントラスト検出器サブシステム及び非位相コントラスト検出器サブシステムを含む、少なくとも２つの異なるタイプの検出器サブシステムを含む。
【００４２】
１３１０で、ハイブリッドデータ収集システムは少なくとも位相コントラスト信号を作り出す。ハイブリッドデータ収集システムは、積分信号及び／又はスペクトル信号も作り出すことができる。
【００４３】
１３１２で、位相コントラスト信号は位相コントラストイメージを作り出すように再構成される。ハイブリッドデータ収集システムが積分信号及び／又はスペクトル信号も作り出す場合、信号を組み合わせて再構成すること、及び／又は個々に再構成した後に組み合わせることが可能であり、並びに／或いは、積分信号及び／又はスペクトルイメージを再構成することが可能である。
【００４４】
本発明を、好ましい実施形態を参照しながら説明してきた。他者が前述の詳細な説明を読み、理解することで、修正及び改変を思い付くことができる。本発明は、こうした修正及び改変が添付の特許請求の範囲又はそれらの等価物の範囲内にある限りにおいて、こうした修正及び改変のすべてを含むものと解釈されることが意図される。
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月14日(2016.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査領域を横切る放射線を放出する放射線ソースと、
前記検査領域を横切る放射線を受けるハイブリッドデータ収集システムと、
再構成器とを備える、イメージングシステムであって、
前記ハイブリッドデータ収集システムは、全視野の副部分に広がる位相コントラスト副部分と、前記全視野に広がる積分部分又はスペクトル部分のうちの少なくとも１つとを含み、前記ハイブリッドデータ収集システムは、位相コントラスト信号と、積分信号又はスペクトル信号のうちの少なくとも１つとを生成し、
前記再構成器は、前記検査領域を示す容積イメージデータを生成するために、前記位相コントラスト信号と、前記積分信号又は前記スペクトル信号のうちの少なくとも１つとを再構成し、
前記ハイブリッドデータ収集システムは、全体的に前記全視野に広がる前記積分部分及び前記スペクトル部分を含む、イメージングシステム。
【請求項２】
前記スペクトル部分は周辺領域に配設され、前記積分部分は前記周辺領域の間にある中央領域に配設される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項３】
前記積分部分は周辺領域に配設され、前記スペクトル部分は前記周辺領域の間にある中央領域に配設される、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項４】
前記位相コントラスト副部分は前記中央領域について対称的に配設される、請求項２又は３に記載のイメージングシステム。
【請求項５】
前記位相コントラスト副部分は、前記中央領域と前記周辺領域のうちの１つとをカバーしながら非対称的に配設される、請求項２又は３に記載のイメージングシステム。
【請求項６】
前記スペクトル部分及び前記積分部分は互いに隣接し、対向する端部に位置付けられる、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項７】
前記スペクトル部分は第１の長さを伴うスペクトル副部分を含み、前記積分部分は第２の長さを伴う積分副部分を含み、前記第１の長さは前記第２の長さより長い、請求項６に記載のイメージングシステム。
【請求項８】
前記スペクトル部分は第１の長さを伴うスペクトル副部分を含み、前記積分部分は第２の長さを伴う積分副部分を含み、前記第１の長さは前記第２の長さより短い、請求項６に記載のイメージングシステム。
【請求項９】
前記位相コントラスト副部分は、前記中央領域について対称的に配設され、前記スペクトル副部分又は前記積分副部分のうちの１つのみをカバーする、請求項７又は８に記載のイメージングシステム。
【請求項１０】
前記位相コントラスト副部分は、前記中央領域について非対称的に配設され、前記スペクトル部分又は前記積分部分の少なくとも副部分をカバーする、請求項７又は８に記載のイメージングシステム。
【請求項１１】
前記再構成器は、前記スペクトル信号からコンプトン散乱イメージを生成し、前記コンプトン散乱イメージを前記位相コントラスト信号から生成された位相コントラストイメージと組み合わせる、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１２】
前記位相コントラスト信号は切り捨て誤差を含み、前記再構成器は前記スペクトル信号を用いて前記切り捨て誤差を低減する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１３】
放射線ソースを用いて検査領域を介して放射線を伝送すること、
ハイブリッドデータ収集システムを用いて前記検査領域を横切る放射線を受けること、
少なくとも１つの１８０度とファン角とを加えた角度にわたってデータを収集すること、
全視野の副部分について位相コントラストイメージを再構成すること、
前記スペクトル信号からコンプトン散乱イメージを生成すること、及び、
前記全視野について導出された位相コントラストイメージを作成するために、コンプトン散乱位相コントラストイメージを組み合わせること、
を含む方法であって、
前記ハイブリッドデータ収集システムは、
前記全視野に広がる積分部分又は前記全視野に広がるスペクトル部分のうちの少なくとも１つ、及び、
視野の副部分に広がる位相コントラスト副部分、
を含み、
前記ハイブリッドデータ収集システムは、積分信号又はスペクトル信号のうちの少なくとも１つと位相コントラスト信号とを生成する、
方法。
【国際調査報告】
2017518099.tif 000019
2017518099.tif 000020