(57)【要約】イメージングシステム（１００）は、検査領域を横断する放射線を検出し、それを示す電気信号を生成する直接変換検出器ピクセル（１１１）を有し、電気信号は、直接変換検出器ピクセルの直接変換材によって生成されて、電気信号のレベルをシフトする持続性電流を含む。持続性電流推定部（１１６）は、持続性電流を推定し、その推定に基づき補償信号を生成する。前置増幅部（１１２）は電気信号及び補償信号を受信する。補償信号は、持続性電流を実質的に相殺して、持続性電流を補償された信号を生成する。前置増幅部は、補償された信号を増幅し、増幅された補償された信号を生成する。成形部（１１４）は、増幅された補償された信号に基づき、直接変換材を照射する放射線のエネルギを示すパルスを生成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査領域を横断する放射線を検出し、それを示す電気信号を生成する第１の直接変換検出器ピクセルであり、前記生成された電気信号が、前記第１の直接変換検出器ピクセルの直接変換材によって生成され且つ前記電気信号のレベルをシフトする持続性電流を含む、前記第１の直接変換検出器ピクセルと、
前記直接変換材によって生成される前記持続性電流を推定し、該推定に基づき持続性電流補償信号を生成する持続性電流推定部と、
前記第１の直接変換検出器ピクセルによって出力される前記電気信号、及び前記持続性電流補償信号を受信し、前記持続性電流補償信号が、前記直接変換材によって生成される前記持続性電流を実質的に相殺して、持続性電流を補償された信号を生成し、該持続性電流を補償された信号を増幅して、増幅された持続性電流を補償された信号を生成する前置増幅部と、
前記増幅された持続性電流を補償された信号に基づき、前記直接変換材を照射する前記放射線のエネルギレベルを示す電気パルスを生成する成形部と
を有するイメージングシステム。
【請求項２】
前記持続性電流推定部は、前記持続性電流に対する前記直接変換材の挙動のモデルに基づき、前記持続性電流補償信号を推定する、
請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項３】
前記モデルは、前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成と、前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートとをモデリングする、
請求項２に記載のイメージングシステム。
【請求項４】
前記持続性電流推定部は、
前記成形部によって出力される前記電気パルスを受け取って処理し、それに基づき前記持続性電流補償信号を生成する回路
を有する、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項５】
前記回路は、
前記成形部によって出力される前記電気パルスを受け取り、前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成を示す第１の出力信号を生成する第１の抵抗素子
を有する、請求項４に記載のイメージングシステム。
【請求項６】
前記第１の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記直接変換材の挙動に対応する第１の抵抗値を有する、
請求項５に記載のイメージングシステム。
【請求項７】
少なくとも第２の直接変換検出器ピクセルを更に有し、
前記第２の直接変換検出器ピクセルの第１の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記少なくとも第２の直接変換検出器ピクセルの直接変換材の挙動に対応する、前記第１の抵抗値とは異なる第２の抵抗値を有する、
請求項６に記載のイメージングシステム。
【請求項８】
前記回路は、積分器を有し、
前記積分器は、増幅器と、フィードバック回路とを有し、
前記フィードバック回路は、
前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートを示す第２の抵抗素子と、
前記第２の抵抗素子と電気的に並列である容量素子と
を有し、
前記積分器は、前記第１の出力信号を受信して積分し、それに基づき前記持続性電流補償信号を生成する、
請求項５又は６に記載のイメージングシステム。
【請求項９】
前記第２の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記直接変換材の挙動に対応する第２の抵抗値を有する、
請求項８に記載のイメージングシステム。
【請求項１０】
少なくとも第２の直接変換検出器ピクセルを更に有し、
前記第２の直接変換検出器ピクセルの第２の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記少なくとも第２の直接変換検出器ピクセルの直接変換材の挙動に対応する、前記第１の抵抗値とは異なる第２の抵抗値を有する、
請求項９に記載のイメージングシステム。
【請求項１１】
前記成形部によって生成される前記電気パルスは、対応する検出された放射線をエネルギ弁別するよう処理される、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１２】
複数の直接変換検出器ピクセルと、複数の持続性電流推定部とを更に有し、
夫々の持続性電流推定部は、異なる直接変換検出器ピクセルごとに持続性電流補償信号を生成する、
請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１３】
前記持続性電流は、前記第１の直接変換検出器ピクセルの前記直接変換材によって、該直接変換材を照射する前記放射線に応答して生成される、
請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１４】
イメージングシステムの光子計数検出器ピクセルの直接変換材におけるトラップ光子の生成と、前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートとをモデリングする前記直接変換材の挙動のモデルに基づき、持続性電流補償信号を生成するステップと、
前記光子計数検出器ピクセルを照射する放射線に応答して前記光子計数検出器ピクセルによって生成される電気信号を受信して増幅する前置増幅部の入力部で前記持続性電流補償信号を投入するステップと
を有する方法。
【請求項１５】
前記持続性電流補償信号は、前記直接変換材によって前記電気信号に導入された持続性電流を相殺する、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
増幅された持続性電流を補償された信号に基づき、前記直接変換材を照射する前記放射線のエネルギレベルを示す電気パルスを生成するステップを有する
請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記持続性電流補償信号は、電気回路により生成される、
請求項１４乃至１６のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記電気回路は、
前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成を示す第１の抵抗値を有し、第１の出力信号を生成する第１の抵抗素子と、
前記第１の出力信号を積分し、前記持続性電流補償信号を生成する積分器と
を有し、
前記積分器は、前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成を示す第２の抵抗値を有する少なくともフィードバック抵抗素子を含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記電気回路は、前記前置増幅部の出力に基づき電気パルスを生成する成形部によって生成された前記電気パルスを受け取る、
請求項１４乃至１８のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記イメージングシステムのイメージング検出部の複数の光子計数検出器ピクセルの夫々について異なる持続性電流補償信号を生成するステップを更に有する
請求項１４乃至１９のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
光子計数検出器ピクセルの直接変換材によって生成される持続性電流を推定する持続性電流推定器であって、
前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成を示す第１の抵抗値を有し、第１の出力信号を生成する第１の抵抗素子と、
前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートを示す第２の抵抗値を有するフィードバック抵抗素子を含み、前記第１の出力信号を受信して処理し、前記直接変換材によって生成される前記持続性電流に対応する持続性電流補償信号を生成する積分器と
を有する持続性電流推定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、概して、光子計数検出器に関連し、特に、光子計数検出器材により導入された持続性電流（persistent  current）を補償することに関連し、コンピュータ断層撮影（computed  tomography）（ＣＴ）への特定の用途をもって記載される。しかしながら、以下はまた、例えばＸ線及び／又は他のイメージングモダリティなどの他のイメージングモダリティに従う。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナは、一般に、固定ガントリに回転可能に取り付けられた回転ガントリを含む。回転ガントリは、Ｘ線管を支持し、長手方向軸に関して検査領域の周りを回転するよう構成される。検出器アレイは、検査領域を横切ってＸ線管に向かい合って配置される。Ｘ線管は、検査領域（及びその中にある対象又は被検者の部分）を横断して検出器アレイを照射する多エネルギ電離放射線を放射するよう構成される。検出器アレイは、放射線を検出してそれを示す信号を生成する検出器ピクセルの１又は２次元のアレイを含む。夫々のピクセルは、更なる処理のために対応する信号を搬送するために使用されるリードアウトチャネルに関連付けられる。再構成部は、処理された信号を再構成し、検査領域を示す体積画像データを生成する。
【０００３】
スペクトラルＣＴに関し、検出器ピクセルは直接変換検出器ピクセルを含んでいる。一般に、直接変換ピクセルは、陰極と陽極との間に配置された直接変換材（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）など）を含み、陰極と陽極との間には電圧が印加される。Ｘ線光子は陰極を照射し、エネルギを、電子／正孔対を形成する直接変換材中の電子に伝達し、電子は陽極の方へと押し流される。陽極は、それに応じて、検出器アレイによって出力される電気信号を生成する。増幅器は電気信号を増幅し、パルス成形部は、増幅された電気信号を処理し、検出された放射線のエネルギを示すピーク振幅又は高さを有するパルスを生成する。エネルギ弁別部は、パルスの高さを１又はそれ以上のエネルギ閾値と比較する。夫々の閾値について、計数部は、パルス高さが閾値を交差する回数をカウントする。エネルギビナーは、カウントをエネルギ範囲においてビニングし、それによって、検出された放射線をエネルギ分解する。再構成部は、スペクトル再構成アルゴリズムを用いて、ビニングされた信号を再構成する。
【０００４】
例えばＣｄＴｅ及びＣＺＴなどの直接変換材は、Ｘ線を照射された場合に低周波電流を生成する傾向がある。これは、検出器ピクセルによって出力される信号の基線シフトを生じさせる。あいにく、基線シフトは、成形部によって出力されるパルスをシフトする。これは、弁別部の閾値が固定されたままである場合に、不正確なエネルギビンへの検出された放射線の誤ったビニングをもたらすことがある。このような低周波電流の２つの主たる成分、すなわち、暗電流及び持続性電流が存在する。暗電流は、検出器材及びバイアス電圧に依存し、通常は取得インターバルの間に変化しないＤＣ成分である。この成分は、反対の符号を持った同量の電流を増幅器の入力部へ投入する静的なバイアス成分により簡単に補正され得る。持続性電流は、電子−正孔対の正孔の（直接変換材における）トラップによって引き起こされる。トラップされた電荷の正電位のために、電子はバルク材に注入され、正孔と再結合するのではなく陽極に移動する。結果として生じるゆっくりと変化する電流は、極めて強く、光子電流（光子によって直接生成される電荷の量）よりも二桁も大きくなり得る。あいにく、持続性電流は動的に変化し、暗電流のような逆符号の静的な信号により簡単に補償され得ない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで記載される態様は、上記の問題及び他に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様において、イメージングシステムは、検査領域を横断する放射線を検出し、それを示す電気信号を生成する直接変換検出器ピクセルを有する。前記生成された電気信号は持続性電流を含み、該持続性電流は、前記直接変換検出器ピクセルの直接変換材によって生成され、且つ、前記電気信号のレベルをシフトする。当該イメージングシステムは、前記直接変換材によって生成される前記持続性電流を推定し、該推定に基づき持続性電流補償信号を生成する持続性電流推定部を更に有する。当該イメージングシステムは、前記直接変換検出器ピクセルによって出力される前記電気信号、及び前記持続性電流補償信号を受信する前置増幅部を更に有する。前記持続性電流補償信号は、前記直接変換材によって生成される前記持続性電流を実質的に相殺して、持続性電流を補償された信号を生成する。前記前置増幅部は更に、前記持続性電流を補償された信号を増幅して、増幅された持続性電流を補償された信号を生成する。当該イメージングシステムは、前記増幅された持続性電流を補償された信号に基づき、前記直接変換材を照射する前記放射線のエネルギレベルを示す電気パルスを生成する成形部を更に有する。
【０００７】
他の態様において、方法は、光子計数検出器ピクセルの直接変換材の挙動のモデルに基づき、持続性電流補償信号を生成するステップを有する。前記モデルは、前記直接変換材におけるトラップ光子の生成と、前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートとをモデリングする。当該方法は、前記光子計数検出器ピクセルを照射する放射線に応答して前記光子計数検出器ピクセルによって生成される電気信号を受信して増幅する前置増幅部の入力部で前記持続性電流補償信号を投入するステップを更に有する。
【０００８】
他の態様において、光子計数検出器ピクセルの直接変換材によって生成される持続性電流を推定する持続性電流推定器は、前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成を示す第１の抵抗値を有し、第１の出力信号を生成する第１の抵抗素子と、前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートを示す第２の抵抗値を有するフィードバック抵抗素子を含み、前記第１の出力信号を受信して処理し、前記直接変換材によって生成される前記持続性電流に対応する持続性電流補償信号を生成する積分器とを有する。
【０００９】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置において、且つ、様々なステップ及びステップの配置において形を成してよい。図面は、単に、好適な実施形態を説明することを目的としており、本発明を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】持続性電流推定部に関連してイメージングシステムを概略的に表す。
【図２】持続性電流の限定されないモデルを概略的に表す。
【図３】図１の持続性電流モデルの限定されない電気回路に基づく実施を概略的に表す。
【図４】持続性電流を補償する方法を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述されたように、イメージングシステムの光子計数検出器の直接変換材は、Ｘ線を放射された場合に低周波電流（すなわち、持続性電流）を生成する傾向があり、持続性電流は、検出された放射線の誤ったビニングを生じさせ得る。ここでは、持続性電流を推定し、この推定を用いてデータ取得中に持続性電流を補償し、それによって、持続性電流に起因した、検出された放射線の誤ったビニングを軽減することへのアプローチが記載される。
【００１２】
図１は、例えばコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナなどのイメージングシステム１００を表す。イメージングシステム１００は、固定ガントリ１０２と、固定ガントリ１０２によって回転可能に支持されている回転ガントリ１０４とを有する。回転ガントリ１０４は、ｚ軸に関して検査領域１０６の周りを回転する。
【００１３】
例えばＸ線管などの放射線源１０８は、回転ガントリ１０４によって支持され、回転ガントリ１０４とともにｚ軸に関して検査領域１０６の周りを回転する。源１０８は、検査領域１０６を横断する放射線を放射する。任意の放射線コントローラ１０９は、放射線が検査領域１０６を横断する第１の状態と、放射線が検査領域１０６を横断しない第２の状態との間で、放射線放射の状態を移行する。これは、源１０８を“オン”／“オフ”すること、放射線の経路からフィルタを挿入／除去すること、グリッド電圧を源１０８のスイッチンググリッドへ印加／除去して電子が源１０８の陰極から陽極へ流れることを阻止／許可すること、などを含んでよい。
【００１４】
放射線感受性検出器アレイ１１０は、放射線源１０８の向かい側に検査領域１０６を横切って角度円弧を定める。検出器アレイ１１０は、検査領域１０６を横断する放射線を検出し、それを示す電気（例えば、電圧又は電流）信号を生成する。表されている検出器アレイ１１０は、例えば、直接変換結晶又は物質（例えば、ＣｄＴｅ、ＣＺＴ、など）を含む直接変換検出器ピクセルなどの光子計数検出器ピクセル１１１の１又はそれ以上の列を含む。検出器ピクセル１１１の夫々について、任意の前置増幅部１１２は、電気信号を増幅し、パルス成形部１１４は、電気信号又は増幅された信号を受信し、対応する入射した被検出放射線のエネルギレベルを示すピーク高さ又は振幅を持ったパルス（例えば、電圧又は電流）を生成する。
【００１５】
持続性電流推定部１１６は、夫々の検出器ピクセル１１１について、対応する成形部１１４の出力部での持続性電流の値を推定し、検出器ピクセル１１１ごとの持続性電流補償信号を生成する。ある検出器ピクセル１１１について、推定部１１６は、補償信号を対応する前置増幅部１１２の入力部へフィードバック又は投入する。補償信号は、前置増幅部１１２の入力部にあるその検出器ピクセル１１１の持続性電流を実質的に相殺する。これは、その検出器ピクセル１１１の持続性電流に起因した、検出器ピクセル１１１の成形部１１１の出力部での基線シフトを実質的に軽減することができる。以下でより詳細に記載されるように、一例において、持続性電流推定部１１６は、持続性電流に対する検出器ピクセル１１１の直接変換材の挙動を記述する数学的モデルに対応する電気回路を含む。
【００１６】
エネルギ弁別部１１８は、夫々の検出器ピクセル１１１について成形部１１４によって出力されるパルスをエネルギ弁別する。表されているエネルギ弁別部１１８は、コンパレータ１２０１，・・・，１２０Ｎの組（集合的にここではコンパレータ１２０と呼ばれる。）と、所定のエネルギ閾値（ＴＨ）１２２１，・・・，１２２Ｎの対応する組（集合的にここではエネルギ閾値１２２と呼ばれる。）とを含む。なお、Ｎは１以上の整数である。コンパレータ１２０の夫々は、入来するパルスの高さを、閾値１２２のうちのその各自の１つと比較し、ピーク高さがその閾値１２２を越えたかどうかを示す出力信号を生成する。
【００１７】
計数部１２４は、コンパレータ１２０の夫々について、個々の閾値が、複数のパルスの夫々について、パルスのピークによって越えられる場合をカウントする。エネルギビナー１２６は、閾レベルと入来する放射線のエネルギとの間の関係に基づき、カウントをエネルギ範囲にビニングし、それによって、検出された放射線をエネルギ分解する。再構成部１２８は、エネルギビニングされた信号を再構成する。再構成部１２８は、エネルギビニングされた信号を再構成するよう、スペクトル及び／又は非スペクトル再構成アルゴリズムを用いることができる。
【００１８】
例えばカウチなどの対象支持体１３０は、検査領域１０６において対象又は被検者を支持する。対象支持体１３０は、スキャニングの前、最中、及び／又は後にイメージングシステム１００に対して被検者又は対象を垂直及び／又は水平に位置付けるために使用され得る。汎用のコンピューティングシステムはオペレータコンソール１３２として働き、例えばディスプレイなどの出力装置と、例えばキーボード、マウス、及び／又は同様のものなどの入力装置とを有する。コンソール１３２に常駐するソフトウェアは、オペレータがイメージングシステム１００と対話し且つ／あるいはそれを操作することを可能にする。そのような対話は、グリッドスイッチング、スキャニングの開始、などの有無によらずに、イメージングプロトコルを選択することを含んでよい。
【００１９】
上述されたように、持続性電流推定部１１６は、検出器ピクセル１１１の直接変換材によって導入される持続性電流に対する直接変換材の挙動のモデルに対応する電気回路により実施され得る。以下は、数学的モデルの限定されない例及びそれに基づく電気回路の例を提供する。
【００２０】
このような例に関し、持続性電流は、式１において示されるようにモデリングされ得る：
式１：
Ｉｐ（ｔ）＝ｅＮＴ＋（ｔ）／ＴＤＲＩＦＴ
上記の式において、Ｉｐ（ｔ）は、持続性電流を表し、ｅは、素電荷を表し、ＮＴ＋（ｔ）は、トラップ正孔の数を表し、ＴＤＲＩＦＴは、源１０８の陰極から陽極への電子のドリフト時間を表す。トラップ正孔の生成は、光子電流に比例し、正孔は、ｔの寿命を有し、正孔の数は、式２において示される微分方程式によって近似され得る：
式２：
ｄＮＴ＋／ｄｔ＝αＮ−（ｔ）−βＮＴ＋（ｔ）
上記の式において、αは、生成された光電子ごとのトラップ正孔の生成を近似する定数を表し、βは、トラップ正孔の再結合レートを記述する定数を表す。α及びβは両方とも、直接変換材に特有の定数である。
【００２１】
図２は、式２の微分方程式に構造的に類似する微分方程式に基づく電気回路モデル２００を例示する。
【００２２】
電気回路モデル２００は、増幅器２０４を含むアナログ積分器２０２と、トラップ正孔の生成をモデリングする第１の抵抗素子（Ｒ１）２１０と、トラップ正孔の再結合レートをモデリングする、容量素子（Ｃ）２０８と電気的に並列な第２の抵抗素子（Ｒ２）２０６を備えるフィードバック回路２０３とを含む。Ｕ１は、入力電位を表し、第１の抵抗素子（Ｒ１）２１０によって電流に変換され、Ｕは、積分器２０２の出力電位を表す。
【００２３】
電気回路２００は、式３において示されるように数学的に表され得る：
式３：
ｄ（−ｕ）／ｄｔ＝ｕ１（ｔ）／ＣＲ１−（−ｕ）／ＣＲ２
上記の式において、ｕ（ｔ）及びｕ１（ｔ）は、時間の関数として電子及び正孔の数を表す電位であり、Ｃ、Ｒ１及びＲ２は、式２のα及びβをモデリングするキャパシタンス及び抵抗のＲＣ定数である。上述されたように、式３は、式２と構造的に類似しており、トラップ正孔の挙動をモデリングするために使用され得る。
【００２４】
図３は、検出器ピクセル１１１、前置増幅部１１２、成形部１１４及びエネルギ弁別部１１８に関連して、図２の電気回路モデル２００に基づく構成要素を含む電気回路３００を示す。
【００２５】
この例において、積分器３０２（モデル２００の積分器２０２に類似する。）によって出力される電位ｕは、第３の抵抗素子（Ｒ３）３０１を通じて電流に変換され、次いで、持続性電流補償信号として前置増幅部１１２の入力部でフィードバック又は投入される。加えて、第１の抵抗素子（Ｒ１）３１０及びフィードバック回路３０３の第２の抵抗素子（Ｒ２）３０６は、モデル２００の対応する抵抗素子２１０及びフィードバック回路２０３の抵抗素子２０６と違って、可変抵抗素子である。図３において、第１（Ｒ１）及び第２（Ｒ２）の可変抵抗素子３１０及び３０６の抵抗値は、夫々の検出器ピクセルについて、検出器ピクセルの対応する変換材の挙動が検出器ピクセルごとに異なる傾向があるとして、その挙動に適応される。
【００２６】
夫々の検出器ピクセルの夫々の電気回路３００の電気素子３０２、３０６、３０８及び／又は３１０の値は、対応する検出器ピクセルの対応する直接変換材の実際の挙動に適合させるよう調整される。様々なアプローチがこれを達成するために用いられ得る。例えば、１つの限定されない例において、電気素子３０１及び３０８の抵抗値及び容量値は夫々、全ての検出器ピクセルの全ての電気回路３００について、所定の回路設計基準に基づく静的な値であり、夫々の電気回路３００のＲ１及びＲ２の抵抗値は、対応する検出器ピクセルの直接変換材の挙動に適合させる。
【００２７】
Ｒ１及びＲ２を校正するために、検出器ピクセルの直接変換材の実際の状態とモデルの状態との実際の不一致は、最初に決定される。これは、不一致に基づくオフセットである成形部１１４の出力パルスによって決定され得る。オフセットは、Ｘ線を“オフ”に切り替えて、明確なピーク振幅を有する既知の電子テストパルスを前置増幅部１１２の入力部に投入することによって、測定され得る。閾スキャンは、次いで、それらのパルスのピーク電圧を測定するために使用され得る。
【００２８】
一般に、閾スキャンに関し、検出器ピクセルの夫々についてのコンパレータ１２０の夫々の閾値１２２の夫々のレベルは、所定の開始点から所定のインクリメントによって所定の終了点までスイープされるか又はインクリメント増分され、夫々の不連続な閾点での検出されるカウント数は、パルスのピーク電圧を決定するために使用される。このピーク電圧は、既知のパルスピーク振幅と実際のオフセット（不一致）との和を示し、よって、実際のオフセットは、既知のパルスピーク振幅の和を、測定されたピーク電圧から減じることによって決定され得る。
【００２９】
Ｒ１に関し、Ｘ線は、直接変換材においてトラップ正孔が全くないか又は最小限存在することを確かにする程十分に長い時間“オフ”される。次いで、Ｘ線は、短時間であるが、トラップ正孔を生成するほど十分に長い時間“オン”される。次いで、Ｘ線は“オフ”され、不一致は、上述されたように、測定される。不一致は、Ｒ１の値が直接変換材における正孔生成プロセスにどれだけ従うかを示す。正の不一致は、正孔の生成の過小評価を示し、負の不一致は、Ｒ１による過大評価を示す。正の不一致に関し、Ｒ１の値は減じられ、校正は、不一致が所定範囲内に収まるまで繰り返される。負の不一致に関し、Ｒ１の値は増大され、校正は、不一致が所定範囲内に収まるまで繰り返される。
【００３０】
Ｒ２に関し、Ｘ線は、トラップ正孔を生成するよう“オン”される。次いで、Ｘ線は“オフ”される。不一致のスロープは、次いで、上述されたように測定可能であり、正孔の寿命にわたって記録される。不一致の測定の結果が増大傾向を有する場合は、再結合レートは、Ｒ２の実際の値により過大評価されており、Ｒ２は増大される。不一致の測定の結果が減少傾向を有する場合は、再結合レートは、Ｒ２の実際の値により過小評価されており、Ｒ２は低減される。Ｒ２は、不一致が所定範囲内に収まるまで増大又は低減される。
【００３１】
補償電流は、Ｒ１とＲ２との間の不一致、ノイズ、直接変換材の結晶挙動の変化（例えば、温度）、モデルの不一致、及び／又は他の理由に起因して、実際の持続性電流から逸れることがある。一例において、Ｘ線は、実際の持続性電流が測定され得、持続性電流モデルパラメータがそれに基づき適応され得るように、取得インターバルの間に“オン”及び“オフ”される。
【００３２】
例として、一例において、Ｘ線は、１又はそれ以上の取得インターバルの所定のサブ部分の間に“オフ”され、これは、成形部１１４が実際の持続性電流に適応することを可能にする。そのような適応期間の間、検出器ピクセルの夫々についての抵抗素子Ｒ１の可変抵抗は低い値に調整され、積分器３０２が、検出器ピクセルの直接変換材の実際の持続性電流を補償するようその出力を速やかに変化させることを可能にし、この動作点は、次の取得インターバルのために使用される。
【００３３】
他の例において、Ｒ３を介した直接電荷注入は、より複雑な回路によって、例えば、電荷ミラー及び／又は他の回路構成を用いて、実施され得る。
【００３４】
Ｒ１及びＲ２の校正は、一般に、不一致が所定範囲内に収まるまで反復的に繰り返される。
【００３５】
図４は、直接変換計数検出器の直接変換材によって生成される持続性電流を補償する方法を表す。
【００３６】
４０２で、前置増幅部１１２は、検出器ピクセルを照射する入射放射線に応答して計数検出器の直接変換検出器ピクセルによって生成される信号を受信する。
【００３７】
４０４で、持続性電流推定部１１６は、持続性電流を推定する。持続性電流は、検出器ピクセル１１１を照射する入射放射線に応答して検出器ピクセル１１１の直接変換材によって生成され、前置増幅部で受信される信号に含まれる。
【００３８】
４０６で、持続性電流推定部１１６は、前置増幅部１１２の入力部で推定を投入する。
【００３９】
４０８で、投入された推定は、前置増幅部１１２の入力部で持続性電流を実質的に相殺する。
【００４０】
４１０で、前置増幅部１１２は、持続性電流を補償された信号を増幅する。
【００４１】
４１２で、成形部１１４は、増幅された持続性電流を補償された信号を受信し、入射放射線のエネルギレベルを示すピーク高さを有する電気パルスを生成する。
【００４２】
４１４で、任意に、他のプロセッシングエレクトロニクスは、ここで又は別なふうに論じられるように、入射放射線をエネルギ弁別するよう電気パルスを処理するために用いられる。
【００４３】
本発明は、好適な実施形態を参照して記載されてきた。変更及び代替は、前述の詳細な記載を読み理解することで当業者に想到され得る。本発明は、全てのそのような変更及び代替を、それらが添付の特許請求の範囲及びその均等の適用範囲内にある限り包含するものとして解釈されるよう意図される。
【図１】
2016506507.tif 000002
【図２】
2016506507.tif 000003
【図３】
2016506507.tif 000004
【図４】
2016506507.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月15日(2015.6.15)
【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】
検査領域を横断する放射線を検出し、それを示す電気信号を生成する第１の直接変換検出器ピクセルであり、前記生成された電気信号が、前記第１の直接変換検出器ピクセルの直接変換材によって生成され且つ前記電気信号のレベルをシフトする持続性電流を含む、前記第１の直接変換検出器ピクセルと、
前記直接変換材によって生成される前記持続性電流を推定し、該推定に基づき持続性電流補償信号を生成する持続性電流推定部と、
前記第１の直接変換検出器ピクセルによって出力される前記電気信号、及び前記持続性電流補償信号を受信し、前記持続性電流補償信号が、前記直接変換材によって生成される前記持続性電流を実質的に相殺して、持続性電流を補償された信号を生成し、該持続性電流を補償された信号を増幅して、増幅された持続性電流を補償された信号を生成する前置増幅部と、
前記増幅された持続性電流を補償された信号に基づき、前記直接変換材を照射する前記放射線のエネルギレベルを示す電気パルスを生成する成形部と
を有するイメージングシステム。
【請求項２】
前記持続性電流推定部は、前記持続性電流に対する前記直接変換材の挙動のモデルに基づき、前記持続性電流補償信号を推定する、
請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項３】
前記モデルは、前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成と、前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートとをモデリングする、
請求項２に記載のイメージングシステム。
【請求項４】
前記持続性電流推定部は、
前記成形部によって出力される前記電気パルスを受け取って処理し、それに基づき前記持続性電流補償信号を生成する回路
を有する、請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項５】
前記回路は、
前記成形部によって出力される前記電気パルスを受け取り、前記直接変換材におけるトラップ正孔の生成を示す第１の出力信号を生成する第１の抵抗素子
を有する、請求項４に記載のイメージングシステム。
【請求項６】
前記第１の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記直接変換材の挙動に対応する第１の抵抗値を有する、
請求項５に記載のイメージングシステム。
【請求項７】
少なくとも第２の直接変換検出器ピクセルを更に有し、
前記第２の直接変換検出器ピクセルの第１の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記少なくとも第２の直接変換検出器ピクセルの直接変換材の挙動に対応する、前記第１の抵抗値とは異なる第２の抵抗値を有する、
請求項６に記載のイメージングシステム。
【請求項８】
前記回路は、積分器を有し、
前記積分器は、増幅器と、フィードバック回路とを有し、
前記フィードバック回路は、
前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートを示す第２の抵抗素子と、
前記第２の抵抗素子と電気的に並列である容量素子と
を有し、
前記積分器は、前記第１の出力信号を受信して積分し、それに基づき前記持続性電流補償信号を生成する、
請求項５又は６に記載のイメージングシステム。
【請求項９】
前記第２の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記直接変換材の挙動に対応する第２の抵抗値を有する、
請求項８に記載のイメージングシステム。
【請求項１０】
少なくとも第２の直接変換検出器ピクセルを更に有し、
前記第２の直接変換検出器ピクセルの第２の抵抗素子は、前記持続性電流に対する前記少なくとも第２の直接変換検出器ピクセルの直接変換材の挙動に対応する、前記第１の抵抗値とは異なる第２の抵抗値を有する、
請求項９に記載のイメージングシステム。
【請求項１１】
前記成形部によって生成される前記電気パルスは、対応する検出された放射線をエネルギ弁別するよう処理される、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１２】
複数の直接変換検出器ピクセルと、複数の持続性電流推定部とを更に有し、
夫々の持続性電流推定部は、異なる直接変換検出器ピクセルごとに持続性電流補償信号を生成する、
請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１３】
前記持続性電流は、前記第１の直接変換検出器ピクセルの前記直接変換材によって、該直接変換材を照射する前記放射線に応答して生成される、
請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載のイメージングシステム。
【請求項１４】
イメージングシステムの光子計数検出器ピクセルの直接変換材におけるトラップ光子の生成と、前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートとをモデリングする前記直接変換材の挙動のモデルに基づき、持続性電流補償信号を生成するステップと、
前記光子計数検出器ピクセルを照射する放射線に応答して前記光子計数検出器ピクセルによって生成される電気信号を受信して増幅する前置増幅部の入力部で前記持続性電流補償信号を投入するステップと
を有する方法。
【請求項１５】
回路により前記持続性電流補償信号を生成するステップを更に有し、
前記回路は、積分器を有し、
前記積分器は、増幅器と、フィードバック回路とを有し、
前記フィードバック回路は、
前記直接変換材のトラップ正孔再結合レートを示す第２の抵抗素子と、
前記第２の抵抗素子と電気的に並列である容量素子と
を有し、
前記積分器は、第１の出力信号を受信して積分し、それに基づき前記持続性電流補償信号を生成する、
請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
2016506507.tif 000006
2016506507.tif 000007
2016506507.tif 000008