▶ ジーイー・プレシジョン・ヘルスケア・エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023168246
(43)【公開日】2023-11-24
(54)【発明の名称】Ｘ線検出器用コリメータアセンブリ
(51)【国際特許分類】
G01T 7/00 20060101AFI20231116BHJP
A61B 6/03 20060101ALI20231116BHJP
【ＦＩ】
G01T7/00 B
A61B6/03 320H
A61B6/03 320R
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023069699
(22)【出願日】2023-04-21
(31)【優先権主張番号】17/743,907
(32)【優先日】2022-05-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】319011672
【氏名又は名称】ジーイー・プレシジョン・ヘルスケア・エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(74)【代理人】
【識別番号】100129779
【弁理士】
【氏名又は名称】黒川 俊久
(74)【代理人】
【識別番号】100151286
【弁理士】
【氏名又は名称】澤木 亮一
(72)【発明者】
【氏名】ビジュ・ジャコブ
(72)【発明者】
【氏名】マーク・アダマック
(72)【発明者】
【氏名】ブライアン・ヤノフ
(72)【発明者】
【氏名】ジョナサン・ショート
(72)【発明者】
【氏名】ブルーノ・クリスティアン・バナード・デ・マン
(72)【発明者】
【氏名】能勢 勝正
(72)【発明者】
【氏名】ヘンシャン・ガオ
【テーマコード（参考）】
2G188
4C093
【Ｆターム（参考）】
2G188AA02
2G188BB02
2G188CC28
2G188DD05
2G188DD17
2G188DD31
2G188EE07
2G188EE12
4C093AA22
4C093CA07
4C093EA12
4C093EB13
4C093EB17
4C093EB22
(57)【要約】 （修正有）
【課題】Ｘ線源とＸ線検出器との間のＸ線経路上のコリメータアセンブリとX線イメージングシステムを提供する。
【解決手段】Ｘ線検出器は、並ぶように配置され、Ｘ線源に向けられた複数の検出器モジュールを含み、前記検出器モジュールは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に沿って並ぶように配置されている。コリメータアセンブリは、前記検出器モジュールの方向と一致する方向に並ぶように間隔を空けて配置された複数のコリメータプレート７１に基づいている。前記コリメータアセンブリは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に広がる側面に配置され、物理的に安定させるための側部支持構造体７２をさらに含む。
【選択図】図１５
【解決手段】Ｘ線検出器は、並ぶように配置され、Ｘ線源に向けられた複数の検出器モジュールを含み、前記検出器モジュールは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に沿って並ぶように配置されている。コリメータアセンブリは、前記検出器モジュールの方向と一致する方向に並ぶように間隔を空けて配置された複数のコリメータプレート７１に基づいている。前記コリメータアセンブリは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に広がる側面に配置され、物理的に安定させるための側部支持構造体７２をさらに含む。
【選択図】図１５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｘ線イメージングシステムであって、
Ｘ線源、
Ｘ線検出器、及び
前記Ｘ線検出器に結合されたコリメータアセンブリ、
を含み、
前記Ｘ線検出器は、並ぶように配置され、前記Ｘ線源に向けられた複数の検出器モジュールを含み、前記検出器モジュールは、Ｘ線の入射方向に実質的に直交する方向に沿って並ぶように配置されており、
前記コリメータアセンブリは、間隔を空けて配置された複数のコリメータプレートであって、前記検出器モジュールの方向と一致する方向に並ぶように配置された複数のコリメータプレートを含み、
前記コリメータアセンブリは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に広がる側面に配置され、物理的に安定させるための側部支持構造体をさらに含む、Ｘ線イメージングシステム。
Ｘ線源、
Ｘ線検出器、及び
前記Ｘ線検出器に結合されたコリメータアセンブリ、
を含み、
前記Ｘ線検出器は、並ぶように配置され、前記Ｘ線源に向けられた複数の検出器モジュールを含み、前記検出器モジュールは、Ｘ線の入射方向に実質的に直交する方向に沿って並ぶように配置されており、
前記コリメータアセンブリは、間隔を空けて配置された複数のコリメータプレートであって、前記検出器モジュールの方向と一致する方向に並ぶように配置された複数のコリメータプレートを含み、
前記コリメータアセンブリは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に広がる側面に配置され、物理的に安定させるための側部支持構造体をさらに含む、Ｘ線イメージングシステム。
【請求項2】
前記Ｘ線イメージングシステムは、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムである、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項3】
前記コリメータプレートは、前記ＣＴイメージングシステムの回転軸方向（ｚ方向とも表される）に並ぶように配置されている、請求項２記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項4】
前記コリメータプレートは、前記ＣＴイメージングシステムの角度方向（ｘ方向とも表される）に並ぶように配置されている、請求項２記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項5】
前記物理的に安定させるための側部支持構造体は、前記側面に延在する複数のストリップ及び／又はワイヤであって、前記複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられた複数のストリップ及び／又はワイヤを含む、請求項１記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項6】
前記物理的に安定させるための側部支持構造体は、前記複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられたフェンス及び／又はグリッドとして形成されている、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項7】
前記物理的に安定させるための側部支持構造体は、複数の開口部を有する少なくとも１つのサイドプレートであって、前記複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられた少なくとも１つのサイドプレートを含む、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項8】
前記複数の開口部を有する前記少なくとも１つのサイドプレートは、ハニカム形状のプレートである、請求項６に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項9】
前記物理的に安定させるための側部支持構造体は、前記複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられた少なくとも１つのサイドカバーシートを含む、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項10】
前記物理的に安定させるための側部支持構造体は、前記複数のコリメータプレートの両側に配置されている、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項11】
前記物理的に安定させるための側部支持構造体は、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）を含む、又は炭素繊維強化ポリマーで製造されている、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項12】
前記コリメータアセンブリは、前記コリメータプレートが取り付けられる上部保持プレート及び下部保持プレートをさらに含む、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項13】
前記上部保持プレート及び前記下部保持プレートは、カーボンキャップである、請求項１１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項14】
前記コリメータアセンブリは、前記複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの間に備えられた硬化した発泡層をさらに含む、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項15】
前記複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートは、隣接する検出器モジュールの間に画定されたスペース又はギャップに整列するように配置される、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項16】
複数の検出器モジュールのうちの少なくとも一部の検出器モジュールの間に、Ｘ線減衰アセンブリが配置されている、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項17】
前記複数のコリメータプレートのうちの少なくとも１つのコリメータプレートは、前記Ｘ線減衰アセンブリの延長部分として提供される、請求項１５に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項18】
前記Ｘ線減衰アセンブリは、少なくとも１つのＸ線減衰プレート若しくはシート又は少なくとも１つの散乱防止ホイルを含む、請求項１６に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項19】
各検出器モジュールは、入射Ｘ線の方向と、入射Ｘ線の方向と主延在方向との両方に直交する方向とに広がる検出器素子のアレイを有し、各コリメータプレートは同じ方向に延在する、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項20】
前記物理的に安定させるための側部支持構造体は、接着剤によって、前記複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられている、請求項１に記載のＸ線イメージングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
提案された技術は、Ｘ線技術及びＸ線イメージングに関する。特に、提案された技術は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムなどのＸ線イメージングシステムに関する。
【0002】
コンピュータ断層（ＣＴ）イメージングシステムなどの放射線イメージング法は、医療診断や治療などの医療用途に長年に渡って使用されている。
【0003】
通常、ＣＴイメージングシステムなどのＸ線イメージングシステムは、Ｘ線源及びＸ線検出器を含んでおり、Ｘ線検出器は、Ｘ線強度を独立に測定するために１つ以上の検出器素子を含む複数の検出器モジュールを有している。Ｘ線源はＸ線を放出し、このＸ線は、画像化される被検体又は物体を通過し、Ｘ線検出器によって受信される。Ｘ線源とＸ線検出器は、通常、ガントリの回転部材上で被検体や物体の周りを回転するように配置されている。放出されたＸ線は、被検体又は物体を通過するときに、被検体又は物体によって減衰し、その結果生じる透過Ｘ線が検出器によって測定される。測定されたデータは、被検体や物体の画像を再構成するために使用される。
【0004】
図１Ａを参照して、従来技術の例示的で一般的なＸ線イメージングシステムの簡単な概要を説明することが効果的であると考えられる。この例示的な実施例では、Ｘ線イメージングシステム１００は、Ｘ線源１０と、Ｘ線検出器２０と、結合された画像処理システム３０とを含んでいる。一般に、Ｘ線検出器２０は、Ｘ線源１０からの放射線を記憶するように構成されており、その放射線は、任意でＸ線光学系又はコリメータによって集束され、物体、被検体、又は物体若しくは被検体の一部を通過する。Ｘ線検出器２０は、少なくとも部分的にＸ線検出器２０に統合されている適切なアナログ読出し電子回路部を通じて、画像処理システム３０に接続可能であり、画像処理システム３０は画像処理及び／又は画像再構成を実行することができる。任意に、Ｘ線源１０とＸ線検出器２０との間のＸ線経路上に、コリメータアセンブリ７０を配置することができる。
【0005】
例えば、従来のＣＴイメージングシステムは、被検体又は物体の投影画像を少なくとも１８０度の範囲をカバーする異なる視野角で取得できるように配置されたＸ線源及びＸ線検出器を含む。これは、最も一般的には、被検体又は物体の周りを回転することができる支持体（例えば、ガントリの回転部材）に線源及び検出器を取り付けることによって実現することができる。異なる視野角に対して異なる検出器素子に記録された投影を含む画像は、サイノグラムと呼ばれる。以下では、検出器が２次元であっても、異なる視野角に対して異なる検出器素子に記録されたプロジェクションの集まりをサイノグラムと呼び、サイノグラムを３次元画像とする。
【0006】
図１Ｂは、従来技術によるＸ線イメージングシステムの配置の一例を示す概略図であり、Ｘ線源から物体を経由してＸ線検出器までの投影線を示す図である。
【0007】
Ｘ線イメージングのさらに発展したものとして、エネルギー分解Ｘ線イメージング（スペクトラルＸ線イメージングとも呼ばれる）があり、エネルギー分解Ｘ線イメージングでは、複数の異なるエネルギーレベルに対してＸ線透過率が測定される。これは、異なる２つの放射スペクトルの間で線源を高速に切り替えることによって、異なるＸ線スペクトルを放出する２つ以上のＸ線源を使用することによって、又は２つ以上のエネルギーレベルで入射放射線を測定するエネルギー弁別検出器を使用することによって、実現することができる。このような検出器の例としては、マルチビン光子計数検出器があり、記録された各光子は電流パルスを発生させ、これを一組の閾値と比較することにより、複数のエネルギービンのそれぞれに入射した光子の数をカウントする。
【0008】
多くのＸ線イメージングシステムには、主に散乱Ｘ線光子を除去するために、Ｘ線源とＸ線検出器との間において、Ｘ線経路上に配置された後置コリメータが備えられている。コリメータアセンブリは、十分に散乱除去しながら、十分な検出効率を可能にする一方で、容易に製造できることが好ましい。
【0009】
Ｘ線イメージングシステム（ＣＴイメージングシステムなど）のコリメータアセンブリ（特に後置コリメータ）の設計及び／又は構成に関して改善することが一般的に要求されている。
【発明の概要】
【0010】
本概要では、発明を実施するための形態でより詳細に記載される概念を導入している。本要約は、請求された対象の本質的な特徴を特定するために使用されるべきではなく、請求された対象の範囲を限定するために使用されるべきでもない。
【0011】
一般的な目的は、Ｘ線イメージングシステムの改良されたコリメータアセンブリを提供することである。特定の目的は、改善されたＸ線イメージングシステムを提供することである。これらの目的及び他の目的は、特許請求の範囲によって画定される本発明の１つ以上の実施形態によって達成される。
【0012】
第１の態様によれば、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、Ｘ線検出器に結合されたコリメータアセンブリとを含むＸ線イメージングシステムが提供される。前記Ｘ線検出器は、並ぶように配置され、前記Ｘ線源に向けられた複数の検出器モジュールを含み、前記検出器モジュールは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に沿って並ぶように配置されている。前記コリメータアセンブリは、間隔を空けて配置された複数のコリメータプレートであって、前記検出器モジュールの方向と一致する方向に並ぶように配置された複数のコリメータプレートを含む。前記コリメータアセンブリは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に広がる側面に配置され、物理的に安定させるための側部支持構造体をさらに含む。
【0013】
このようにして、コリメータは、Ｘ線イメージングシステムの動作中（例えば、患者のスキャンを実行するとき）に発生する様々な力によって引き起こされる変形の影響を受けにくくなる。さらに、剛性に関する改善により、入射Ｘ線の方向における高さが比較的大きいコリメータプレートを使用することができ、そのコリメータプレートによって十分に散乱除去をすることができる。
【0014】
例として、Ｘ線イメージングシステムは、回転式コンピュータ断層撮影（ＣＴ）のシステムとすることができる。
【0015】
提案された技術は、様々な例示的な実施形態の記載を参照することによって理解されるように、コリメータアセンブリを含むＸ線イメージングシステムの以下の利点のうちの１つ以上の利点を提供する：
・剛性の向上
・複雑な製造の低減
・十分な散乱線除去
・動作中の変形の低減
・検出効率の向上
・剛性の向上
・複雑な製造の低減
・十分な散乱線除去
・動作中の変形の低減
・検出効率の向上
【図面の簡単な説明】
【0016】
実施形態は、実施形態の他の目的及び利点と一緒に、添付図面とともに以下の記載を参照することによって、最もよく理解することができる。
【図1A】Ｘ線イメージングシステム全体の一実施例を示す概略図である。
【図1B】Ｘ線イメージングシステム全体の一実施例を示す概略図である。
【図2】ＣＴイメージングシステムなどのＸ線イメージングシステムの他の実施例を示す概略図である。
【図3】Ｘ線イメージングシステムを例示的な実施例としたＣＴイメージングシステムの概略ブロック図である。
【図4】ＣＴイメージングシステムなどのＸ線イメージングシステムの関連部品の他の実施例を示す概略図である。
【図5】従来技術による光子計数回路及び／又は光子計数デバイスの概略図である。
【図6】例示的な実施形態による半導体検出器モジュールの一例を示す概略図である。
【図7】他の例示的な実施形態による半導体検出器モジュールの一例を示す概略図である。
【図8A】さらに別の例示的な実施形態による半導体検出器モジュールの一例を示す概略図である。
【図8B】並べられた検出器モジュールのセットの一例を示す概略図であり、各検出器モジュールは深さ方向に分割された検出器モジュールであり、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）又は対応する回路は、入射Ｘ線の方向から見て検出器素子の下に配置されている。
【図9】ＣＴイメージングシステムの概観の例を示す概略図である。
【図10】Ｘ線源－検出器システムの全体的なデザインの一例を示す概略図である。
【図11A】検出器－コリメータアセンブリの一例を示す概略図である。検出器－コリメータアセンブリは、ＣＴイメージングシステムの回転軸の方向（また、ｚ方向で示される）に並ぶように配置された複数のコリメータプレートからなる一次元コリメータアセンブリを有し、それによってｚ方向用コリメータが規定される。
【図11B】検出器－コリメータアセンブリの一例を示す概略図である。検出器－コリメータアセンブリは、ＣＴイメージングシステムの角度方向（また、ｘ方向で示される）に並ぶように配置された複数のコリメータプレートからなる一次元コリメータアセンブリを有し、それによってｘ方向用コリメータが規定される。
【図12】一実施形態による検出器－コリメータアセンブリの一実施例を示す概略断面図である。
【図13】一実施形態による検出器－コリメータアセンブリの他の実施例を示す概略断面図である。
【図14】一実施形態による検出器－コリメータアセンブリのさらに他の実施例を示す概略断面図である。
【図15】一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体を有する一次元コリメータアセンブリの一実施例を示す概略斜視図である。
【図16】一次元コリメータアセンブリの実際的な実装の一実施例を示す概略斜視図である。
【図17】コリメータプレートが取り付けられる保持プレートを有する一次元コリメータアセンブリの実際的な実装の特定の実施例を示す概略斜視図である。
【図18A】一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体を有する一次元コリメータアセンブリの別の実施例を示す概略斜視図である。
【図19A】一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体を有する一次元コリメータアセンブリのさらに別の実施例を示す概略斜視図である。
【図20】一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体を有する一次元コリメータアセンブリの更に他の実施例を示す概略斜視図である。
【図21】一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体を有する一次元コリメータアセンブリの他の実施例を示す概略斜視図である。
【図22】一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体を有する一次元コリメータアセンブリの別の他の実施例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本開示の実施形態について、図面を参照しながら例として説明する。
【0018】
より理解するためには、本発明の概念によるデータ処理及びデータ伝送を実施することができるＸ線イメージングシステム全体の非限定的な実施例の導入的な説明を続けることが有用である。
【0019】
図２は、Ｘ線イメージングシステム１００の一例（ＣＴイメージングシステムなど）の概略図である。Ｘ線イメージングシステム１００は、Ｘ線を放射するＸ線源１０と、物体を透過した後のＸ線を検出するＸ線検出器を有するＸ線検出器２０と、Ｘ線検出器からの生の（raw）電気信号を処理してデジタル化するアナログ処理回路２５と、測定データにさらに処理動作（測定データを補正し、一時的に記憶し、又はフィルタリングするなど）を実行するデジタル処理回路４０と、処理されたデータを記憶し、さらに後処理及び／又は画像再構成を実行することができるコンピュータ５０とを含んでいる。例示的な実施形態によれば、アナログ処理回路２５の全部又は一部は、Ｘ線検出器２０に実装されていてもよい。Ｘ線源及びＸ線検出器は、ＣＴイメージングシステム１００のガントリ１１の回転部材に結合することができる。
【0020】
Ｘ線検出器全体は、Ｘ線検出器２０と考えることができ、又は結合されたアナログ処理回路２５が組み合わされたＸ線検出器２０と考えることができる。
【0021】
アナログ処理回路２５と通信し、電気的に結合されているのは、画像処理システム３０であり、画像処理システム３０は、デジタル処理回路４０及び／又はコンピュータ５０を含むことができ、コンピュータ５０は、Ｘ線検出器からの画像データに基づいて画像再構成を実行するように構成することができる。したがって、画像処理システム３０は、コンピュータ５０と考えることができ、代替的にデジタル処理回路４０とコンピュータ５０とを組み合わせたシステムと考えることができ、又はデジタル処理回路が画像処理及び／又は再構成に特化されている場合にはデジタル処理回路４０自体と考えることも可能である。
【0022】
一般的に使用されるＸ線イメージングシステムの一実施例は、ＣＴイメージングシステムであり、ＣＴイメージングシステムは、Ｘ線のファンビーム又はコーンビームを生成するＸ線源又はＸ線管と、対向するＸ線検出器のアレイであって、患者又は物体を透過したＸ線を測定するＸ線検出器のアレイとを含むことができる。Ｘ線源又はＸ線管とＸ線検出器は、撮像される物体の周囲を回転するガントリ１１に取り付けられる。
【0023】
図３は、Ｘ線イメージングシステムの例示的な実施例としてＣＴイメージングシステム１００を概略的に示している。ＣＴイメージングシステムは、ディスプレイ６２及びある形態のオペレータインターフェース（例えば、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、又は他の入力装置）を有することができるオペレータコンソール６０によってオペレータからコマンド及び走査パラメータを受け取るコンピュータ５０を含んでいる。次に、コンピュータ５０は、オペレータが供給したコマンド及びパラメータを使用して、Ｘ線コントローラ４１、ガントリコントローラ４２、及びテーブルコントローラ４３に制御信号を供給する。具体的には、Ｘ線コントローラ４１は、Ｘ線源１０に電力及びタイミング信号を供給し、テーブル１２に横たわる物体又は患者へのＸ線の放射を制御する。ガントリコントローラ４２は、Ｘ線源１０及びＸ線検出器２０を含むガントリ１１の回転速度及び回転位置を制御する。一例として、Ｘ線検出器２０は、光子計数型Ｘ線検出器とすることができる。テーブルコントローラ４３は、患者テーブル１２の位置と患者の走査範囲を制御し決定する。検出器コントローラ４４も備えられており、検出器コントローラ４４は、Ｘ線検出器２０からのデータを制御する及び／又はＸ線検出器２０からデータを受け取るように構成されている。
【0024】
一実施形態では、コンピュータ５０は、Ｘ線検出器２０から出力された画像データの後処理及び画像再構成も実行する。そのため、コンピュータ５０は、図１Ａ及び図２に示すような画像処理システム３０に相当する。結合されているディスプレイ６２により、オペレータは、コンピュータ５０からの再構成された画像及び他のデータを観察することができる。
【0025】
ガントリ１１に配置されたＸ線源１０は、Ｘ線を放出する。Ｘ線検出器２０は、光子計数型Ｘ線検出器の形態とすることができ、物体又は患者を通過した後のＸ線を検出する。Ｘ線検出器２０は、例えば、センサ又は検出器素子とも呼ばれる複数の画素と、検出器モジュールに配置された関連する処理回路（特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など）とによって形成することができる。アナログ処理部の一部は画素に実装することができ、処理部の残りの部分は例えばＡＳＩＣに実装される。一実施形態では、処理回路（ＡＳＩＣ）は、画素からのアナログ信号をデジタル化する。処理回路（ＡＳＩＣ）は、デジタル処理部を含むことができ、デジタル処理部は、測定データに対する他の処理動作（補正を適用すること、測定データを一時的に保存すること、及び／又はフィルタリングすることなど）を実行することができる。Ｘ線投影データを取得するためのスキャン中、ガントリと、ガントリに搭載された構成要素は、アイソセンタ１３を中心に回転する。
【0026】
最新のＸ線検出器は、通常、入射したＸ線を電子に変換する必要がある。この変換は、通常、光電効果又はコンプトン相互作用によって行われ、生じた電子はエネルギーが失われるまで二次可視光を作り、この光が感光性材料によって検出される。また、半導体をベースとした検出器もあり、この場合、Ｘ線によって生成された電子は電子－正孔対による電荷を生成し、電界を印加することによって収集される。
【0027】
多数のＸ線から積分された信号を提供するというエネルギー積分モードで動作する検出器がある。出力信号は、検出されたＸ線によって付与された全エネルギーに比例する。
【0028】
医用Ｘ線の分野では、光子計数能とエネルギー分解能とを備えたＸ線検出器が一般的になっている。光子計数型検出器は、原理的に各Ｘ線のエネルギーを測定することができるので、物体の組成に関する追加の情報が得られるという利点がある。この情報を使用して、画質を向上させること、及び／又は放射線量を低減することができる。
【0029】
一般に、光子計数型Ｘ線検出器は、検出器材料において光子の相互作用によって発生した電気パルスの高さを、比較器電圧のセットと比較することによって、光子のエネルギーを決定する。これらの比較器電圧は、エネルギー閾値とも呼ばれる。一般に、比較器のアナログ電圧は、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）によって設定される。ＤＡＣは、コントローラによって送られたデジタル設定を、光子パルスの高さと比較できるアナログ電圧に変換する。
【0030】
光子計数型検出器は、測定時間の間に検出器内で相互作用した光子の数をカウントする。新しい光子は、一般に、電気パルスの高さが少なくとも１つの比較器の比較器電圧を超えることによって識別される。光子が識別されると、そのチャンネルに関連するデジタルカウンタをインクリメントすることにより、イベントが保存される。
【0031】
複数の異なる閾値を使用する場合、検出された光子を様々な閾値に対応するエネルギービンに分別することができるエネルギー識別型の光子計数検出器が得られる。このタイプの光子計数検出器は、マルチビン検出器とも呼ばれることがある。一般に、エネルギー情報によって、新しい種類の画像であって、新しい情報を利用することができ、従来技術で現れる画像アーチファクトを除去できる画像を作成することができる。すなわち、エネルギー弁別型光子計数検出器では、比較器において、パルス高さがプログラム可能な複数の閾値（Ｔ１～Ｔ１Ｎ）と比較され、エネルギーに比例するパルス高さに応じて分類される。つまり、ここでは、２つ以上の比較器を含む光子計数検出器は、マルチビン光子計数検出器と呼ばれる。マルチビン光子計数検出器の場合、光子のカウントは一組のカウンタ（典型的には、各エネルギー閾値に対して１つのカウンタ）に格納される。例えば、カウンタは、光子パルスが超えた最高エネルギー閾値に対応するように割り当てることができる。別の実施例では、カウンタは、光子パルスが各エネルギー閾値を超える回数を記録する。
【0032】
一実施例として、エッジオンとは、Ｘ線センサ（Ｘ線検出器素子又はピクセルなど）が入射Ｘ線にエッジを向けるように配置された光子計数型検出器の非限定的な特定の設計技術である。
【0033】
例えば、そのような光子計数検出器は、少なくとも２つの方向に画素を有することができ、エッジオン光子計数検出器の少なくとも２つの方向のうちの１つの方向は、Ｘ線の方向に成分を有する。このようなエッジオン光子計数検出器は、深さ方向に分割された光子計数検出器と呼ばれることがあり、入射Ｘ線の方向に、画素の２つ以上の深さセグメントを有する。
【0034】
あるいは、画素は、入射Ｘ線の方向と実質的に直交する方向にアレイとして配置される（深さ方向には分割されていない）ようにしてもよく、各画素は、入射Ｘ線にエッジを向けるように配置してもよい。言い換えれば、光子計数検出器は、入射Ｘ線にエッジを向けるように配置されるが、深さ方向には分割されないようにしてもよい。
【0035】
エッジオン型光子計数検出器をエッジオンに配置することによって、吸収効率を高めることができ、その場合、吸収深さを任意の長さに選択することができ、非常に高い電圧をかけることなく、エッジオン型光子計数検出器を完全に空乏化することができる。
【0036】
直接式の半導体検出器によってＸ線光子を検出する従来の仕組みは、基本的に次のように作用する。検出器材料におけるＸ線相互作用のエネルギーは、半導体検出器内で電子－正孔対に変換される。電子－正孔対の数は概ね光子のエネルギーに比例する。この電子と正孔は、検出器の電極と裏面に向かって（又はその逆に）ドリフトされる。このドリフトの間、電子と正孔は電極に電流を誘導し、その電流を測定することができる。
【0037】
図４に示されるように、信号２６は、Ｘ線検出器の検出器素子２２からアナログ処理回路（例えば、ＡＳＩＣ）２５の入力部に送られる。特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）という用語は、特定の用途に使用され構成される任意の一般的な回路として広く解釈されるべきであることが理解されるべきである。ＡＳＩＣは、各Ｘ線から発生した電荷を処理してデジタルデータに変換し、デジタルデータを使用して測定データ（光子カウント数及び／又は推定されたエネルギーなど）を得ることができる。ＡＳＩＣは、デジタル処理回路に接続するように構成されているので、デジタルデータは、デジタル処理回路４０及び／又は１つ以上のメモリ回路若しくは構成要素４５に送られ、最終的に、データは、図２の画像処理回路３０又はコンピュータ５０の入力となって、再構成画像が生成される。
【0038】
１つのＸ線イベントから発生する電子と正孔の数はＸ線光子のエネルギーに比例するため、１つの誘導電流パルスの全電荷は当該エネルギーに比例する。ＡＳＩＣでフィルタリングを行った後、パルス振幅は電流パルスの全電荷に比例し、したがってＸ線エネルギーに比例する。パルス振幅は、１つ以上の比較器（ＣＯＭＰ）の１つ以上の閾値（ＴＨＲ）とパルス振幅の値を比較することによって測定することができ、パルスが閾値より大きい場合の数を記録するカウンタが使用されている。このようにして、ある時間枠内で検出され、それぞれの閾値（ＴＨＲ）に対応するエネルギーを超えるエネルギーを持つＸ線光子の数をカウント及び／又は記録することが可能である。
【0039】
ＡＳＩＣは通常、クロックサイクルごとにアナログ光子パルスを１回サンプリングし、比較器の出力を記憶する。比較器（閾値）は、アナログ信号が比較器電圧を上回ったか下回ったかによって、１又は０を出力する。各サンプルにおいて利用可能な情報は、例えば、比較器がトリガされた（光子パルスが閾値より大きい）かどうかを表す各比較器の１又は０である。
【0040】
光子計数検出器では、通常、新しい光子が記憶されたかどうかを判断し、光子をカウンタに記憶する光子計数論理回路部がある。マルチビン型光子計数検出器の場合、通常、複数のカウンタがあり、例えば、各比較器に１つずつカウンタが備えられており、光子カウントは、光子エネルギーの推定値に従ってカウンタに記憶される。この論理回路部は、いくつかの異なる方法で実装することができる。光子計数論理回路部の最も一般的な種類には、非麻痺型計数モードと麻痺型計数モードの２つがある。その他の光子計数論理回路部としては、例えば、極大値検出部があり、電圧パルスの検出された極大値をカウントし、可能であればそのパルス高さを記憶する。
【0041】
光子計数型検出器には、空間分解能が高い、電子ノイズに対して感度が低い、エネルギー分解能に優れている、物質弁別能（スペクトラルイメージング能）など、多くの利点があり、これらに限定されることはない。しかし、エネルギー積分型検出器には、カウントレート耐性が高いという利点がある。カウントレート耐性は、光子の全エネルギーが測定されるため、光子が１個追加されると、検出器に現在記憶されている光子の量に関係なく、出力信号が（妥当な範囲内で）常に増加するという事実／認識に由来する。この利点は、エネルギー積分型検出器が今日の医用ＣＴのスタンダードである主な理由の１つになっている。
【0042】
図５は、従来技術による光子計数回路及び／又はデバイスの概略図である。
【0043】
光子が半導体材料で相互作用すると、電子－正孔対のクラウド（雲）が生成される。検出器材料に電界を印加することによって、電荷キャリアが、検出器材料に備えられた電極により収集される。検出器素子から並列処理回路（例えば、ＡＳＩＣ）の入力部に信号が送られる。特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）という用語は、特定の用途向けに使用され環境設定される一般的な回路として広く解釈されるべきであることを理解されたい。ＡＳＩＣは、各Ｘ線から発生した電荷を処理してデジタルデータに変換し、デジタルデータを使用して測定データ（光子数及び／又は推定されたエネルギーなど）を得ることができる。一実施例として、ＡＳＩＣは、光子によって検出器材料に付与されたエネルギー量に比例する最大高さを有する電圧パルスが生成されるように、電荷を処理することができる。
【0044】
ＡＳＩＣは、比較器３０２のセットを含むことができる。各比較器３０２は、電圧パルスの大きさを基準電圧と比較する。比較器の出力は、典型的には、比較された２つの電圧のうちどちらが大きいかに応じて、０又は１（０／１）である。ここでは、電圧パルスが基準電圧よりも高い場合は比較器出力が「１」であり、基準電圧が電圧パルスよりも高い場合は「０」であるとする。デジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）３０１は、ユーザ又は制御プログラムによって供給することができるデジタル設定値を、比較器３０２によって使用することができる基準電圧に変換するために使用することができる。電圧パルスの高さが特定の比較器の基準電圧を超える場合、その比較器はトリガされたと呼ぶことにする。各比較器は、一般に、デジタルカウンタ３０３に結合されており、デジタルカウンタ３０３は、光子計数論理回路部に従った比較器出力に基づいてインクリメントする。
【0045】
前述したように、各投影ラインに対して、結果として推定された基底係数線積分
が画像行列に配置されると、その結果は、各基底ｉに対する物質固有の投影画像（基底画像とも呼ばれる）である。この基準画像は、直接的に視認する（投影Ｘ線撮影など）ことができ、又は、再構成アルゴリズムの入力として取り込み、（例えば、ＣＴにおける）物体内部の基底係数ａｉのマップを形成することができる。いずれにしても、基準弁別の結果は、１つ以上の基準画像を表すもの（基底係数線積分又は基底係数自体など）と見なすことができる。
【数1】
【0046】
本明細書に記載された手法及び配列は、様々な方法で、実装する、組み合わせる、及び再配列できることが理解される。
【0047】
例えば、実施形態は、ハードウェアで実装されてもよいし、適切な処理回路によって実行されるソフトウェアで少なくとも部分的に実装されてもよいし、それらの組み合わせであってもよい。
【0048】
本明細書に記載されたステップ、機能、手順、及び／又はブロックは、汎用電子回路及び特定用途向け回路の両方を含む従来技術（ディスクリート回路又は集積回路の技術など）を使用してハードウェアに実装することができる。
【0049】
代替的に、又は補完的に、本明細書に記載のステップ、機能、手順、及び／又はブロックの少なくとも一部は、適切な処理回路（１つ以上のプロセッサ又は処理ユニットなど）により実行されるソフトウェア（コンピュータプログラムなど）に実装することができる。
【0050】
以下では、特定の検出器モジュールの実装の非限定的な実施例について説明する。より詳細には、これらの実施例では、エッジオンに向けられた検出器モジュールと、深さ方向に分割された検出器モジュールに言及されている。他のタイプの検出器及び検出器モジュールも実現可能である。
【0051】
図６は、例示的な実施形態による半導体検出器モジュールの一例を示す概略図である。これは、半導体センサが複数の検出器素子又は画素２２を有する検出器モジュール２１の実施例であり、各検出器素子（又は画素）は、標準的には、電荷収集電極を有するダイオードを主要構成要素としている。Ｘ線は、検出器モジュールのエッジから入射する。
【0052】
図７は、別の例示的な実施形態による半導体検出器モジュールの例を示す概略図である。この例でも、半導体センサを有する検出器モジュール２１は、検出器モジュールのエッジからＸ線が入射すると見なして、深さ方向において、複数の深さセグメント又は検出器素子２２に分割されている。
【0053】
通常、検出器素子は、検出器のＸ線に対して高感度である個々のサブ素子である。一般に、光子相互作用は検出器素子で起こり、こうして発生した電荷は検出器素子の対応する電極で収集される。
【0054】
各検出器素子は、通常、入射Ｘ線束を一連のフレームとして測定する。フレームとは、指定された時間間隔（フレーム時間と呼ばれる）の間の測定データのことである。
【0055】
検出器の構造によっては、特に検出器がフラットパネル検出器である場合、１つの検出器素子が１つの画素に対応することがある。深さ方向に分割された検出器は、複数の検出器ストリップを有し、各ストリップは複数の深さセグメントを有すると見なすことができる。このような深さ方向に分割された検出器では、特に深さセグメントの各々が、各深さセグメント自体の個別の電荷収集電極に結合されている場合には、各深さセグメントは個別の検出器素子と見なすことができる。
【0056】
深さ方向に分割された検出器の検出器ストリップは、通常のフラットパネル検出器の画素に対応するため、画素ストリップと呼ばれることもある。しかし、深さ方向に分割された検出器を３次元の画素アレイと考えることも可能であり、この場合、各画素（ボクセルと呼ばれることもある）は個々の深さセグメント／検出器素子に対応する。
【0057】
半導体センサは、電気配線用のベース基板であって、好ましくはいわゆるフリップチップ技術によって取り付けられ複数のＡＳＩＣのベース基板として使用されるという意味で、いわゆるマルチチップモジュール（ＭＣＭ）として実装することができる。配線には、各画素又は検出器素子からＡＳＩＣ入力までの信号用の接続部と、ＡＳＩＣから外部メモリ及び／又はデジタルデータ処理部までの接続部が含まれる。ＡＳＩＣに電力を供給する場合、これらの接続部に大電流を流すのに断面積を増加させる必要があることを考慮して、同じような配線で供給することができるが、電力は別の接続で供給してもよい。ＡＳＩＣはアクティブセンサの横に配置することができ、これは、吸収カバーを上部に配置すればＡＳＩＣを入射Ｘ線から保護できること、及び吸収体を散乱線の方向に配置することによってＡＳＩＣを側面の散乱Ｘ線から保護できることを意味している。
【0058】
図８Ａは、米国特許第８，１８３，５３５号における実施形態と同様のＭＣＭとして実装される検出器モジュールを示す概略図である。この実施例では、検出器モジュール２１が、どのようにしてＭＣＭの基板の機能を有することができるのかが、説明されている。信号は、検出器素子２２から、アクティブセンサ領域の隣に配置された並列処理回路２４（例えば、ＡＳＩＣ）の入力部までのルーティング経路２３によって伝送される。特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）という用語は、特定の用途に使用され、特定の用途のために構成された一般的な集積回路として、広く解釈されるべきであることが理解される。ＡＳＩＣは、各Ｘ線によって発生する電荷を処理し、デジタルデータに変換して、光子の検出及び／又は光子のエネルギーの推定に使用することができる。ＡＳＩＣは、小さなタスク用に、デジタル処理回路とメモリとを有することができる。そして、ＡＳＩＣは、ＭＣＭの外部に位置するデジタル処理回路及び／又はメモリ回路若しくは構成要素と接続するように構成することができ、データは、最終的に、画像を再構成するための入力として使用される。
【0059】
しかし、深さセグメントを採用した場合、シリコンベースの光子計数型検出器には２つの大きな課題も生じてくる。第１に、多数のＡＳＩＣチャンネルを使用して、結合された検出器セグメントから供給されるデータを処理しなければならない。画素サイズが小さく深さ方向に分割されることによりチャンネル数が増加することに加えて、複数のエネルギービンによってデータサイズがさらに増加する。第２に、所与のＸ線の入力カウントは、小さい画素、セグメント、エネルギービンに分割されるため、各ビンは低い信号を持ち、検出器を校正／補正するには、統計的不確実性を最小化するために数桁を超える多くの校正データが必要となる。
【0060】
当然ではあるが、データサイズが数桁になると、大きなコンピュータ資源、ハードドライブ、メモリ、及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）／グラフィックス処理装置（ＧＰＵ）が必要になることに加えて、データ処理も前処理も遅くなる。例えば、データサイズが１０メガバイトではなく１０ギガバイトの場合、データ処理時間、読み書きは、１０００倍も長くなる。
【0061】
どんなＸ線光子計数型検出器でも問題になるのが、パイルアップの問題である。Ｘ線光子のフラックスレートが高い場合、続いて生じる２つの電荷パルスを区別するときに問題が起こることがある。上記のように、フィルター後のパルス長は整形時間に依存する。このパルス長が、Ｘ線光子で誘導された２つの電荷パルスの間の時間よりも長い場合、２つのパルスが合わさるように成長し、２つの光子が区別できず、１つのパルスとしてカウントされることがある。これをパイルアップと呼ぶ。フォトンフラックスが高い場合にパイルアップを回避する１つの方法は、整形時間を短くするか、深さセグメンテーションを使用することである。
【0062】
図８Ｂは、並べられた検出器モジュールのセットの一例を示す概略図であり、各検出器モジュールは深さ方向に分割された検出器モジュールであり、ＡＳＩＣ又は対応する回路２４は、入射Ｘ線の方向から見て検出器素子２２の下に配置されており、ルーティング経路２３は、検出器素子の間のスペースにおいて、検出器素子２２から並列処理回路２４（例えば、ＡＳＩＣ）に延在することができる。
【0063】
図９は、ＣＴイメージングシステムの概観例を示す概略図である。この概略例では、ＣＴイメージングシステム１００は、ガントリ１１１と、患者スキャン及び／又はキャリブレーションスキャンのときにガントリ１１１の開口部１１４に送入することができる患者テーブル１１２とを含んでいる。撮像される被検体又は患者の周りのガントリの回転部分の回転軸の方向は、ｚ方向と表される。ＣＴイメージングシステムの角度方向はｘ方向と表され、入射Ｘ線の方向はｙ方向と表される。
【0064】
図１０は、Ｘ線源－検出器システムの全体的な配置の一例を示す概略図である。この実施例では、複数の検出器モジュールとＸ線を放出するＸ線源とを含むＸ線検出器の概略図が示されている。各検出器モジュールは、対応する画素を画定する検出器素子のセットを有することができる。例えば、検出器モジュールは、並ぶように配置されＸ線源に対してエッジオンに向けられたエッジオン検出器モジュールとすることができ、これらの検出器モジュールは、全体としてわずかに湾曲した構成で配置することができる。上記のように、入射Ｘ線の方向は、ｙ方向と呼ばれる。ガントリの回転軸の方向（ｚ方向と呼ばれる）に複数の検出器画素が並ぶことで、マルチスライス画像を取得することができる。また、角度方向（ｘ方向と呼ばれる）に複数の検出器画素が並ぶことで、同一平面上の複数の投影を同時に測定することができ、これは、ファンビーム／コーンビームのＣＴで利用されている。ｘ方向はチャンネル方向と呼ばれることもある。多くの検出器は、スライス（ｚ）方向と角度（ｘ）方向の両方に並ぶ検出器画素を有している。
【0065】
散乱防止コリメータ若しくは物体コリメータ又はより一般的なコリメータアセンブリ（散乱除去グリッド又は散乱防止グリッドとも呼ばれる）は、例えば、画質を向上させる目的で物体からの散乱量を低減するために、最新のＣＴイメージングシステムで一般的に使用されている。このようなコリメータアセンブリは、通常、Ｘ線源とＸ線検出器との間において、Ｘ線経路上に配置される。コリメータアセンブリが、撮像される物体又は患者の「下流」に配置される、すなわち、走査される物体とＸ線検出器との間に位置決めされる場合、コリメータアセンブリは、しばしば、後置コリメータと呼ばれる。
【0066】
本発明は、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、Ｘ線検出器に結合されたコリメータアセンブリとを含むＸ線イメージングシステムに関する。Ｘ線検出器は、並ぶように配置された複数の検出器モジュールであって、Ｘ線源に向けられた複数の検出器モジュールを含み、検出器モジュールは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に沿って並ぶように配置されている。コリメータアセンブリは、間隔を空けて配置された複数のコリメータプレートであって、検出器モジュールの方向と一致する方向に並ぶように配置された複数のコリメータプレートを含む。コリメータアセンブリは、入射Ｘ線の方向に実質的に直交する方向に広がる側面に配置され、物理的に安定させるための側部支持構造体をさらに含む。
【0067】
例として、Ｘ線イメージングシステムは、Ｘ線源と、エッジオンＸ線検出器と、Ｘ線源とＸ線検出器との間においてＸ線経路上に位置する中間コリメータアセンブリと、を含むことができる。
【0068】
特定の例では、Ｘ線検出器は、並ぶように配置され、エッジがＸ線源に向けられるように適合された複数のエッジオン検出器モジュールを含んでいる。検出器モジュールは、入射Ｘ線の方向と実質的に直交する主延在方向に沿って並ぶように配置されている。
【0069】
例えば、コリメータアセンブリは、間隔を空けて配置された複数のコリメータプレートであって、検出器モジュールの主延在方向と一致する単一の方向にのみ並ぶように配置された複数のコリメータプレートを使用することができ、それにより、コリメータプレートの１つの集合体からなる一次元コリメータアセンブリが画定される。
【0070】
一例として、コリメータアセンブリは、主延在方向及び入射Ｘ線の方向に広がる側面に配置された物理的に安定させるための側部支持構造体をさらに含み、物理的に安定させるための側部支持構造体は、一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられている。
【0071】
コリメータは、Ｘ線イメージングシステムの動作中（例えば、患者のスキャンを実行しているとき）に発生する様々な力によって引き起こされる変形に対して、影響を受けにくくなる。さらに、剛性の向上により、入射Ｘ線の方向における高さが比較的大きいコリメータプレートを使用することができ、その結果、十分に散乱を除去することができる。一次元コリメータアセンブリを使用できることによって、複雑な二次元コリメータアセンブリを使用するよりも、製造が比較的容易になる。
【0072】
【0073】
特定の例では、コリメータプレートは、ＣＴイメージングシステムの回転軸の方向（ｚ方向とも表される）に並ぶように配置され、それによってｚ方向用コリメータが画定される。
【0074】
あるいは、コリメータプレートは、ＣＴイメージングシステムの角度方向（ｘ方向とも表される）に並ぶように配置され、それによってｘ方向用コリメータを画定することができる。
【0075】
具体的な例では、物理的に安定させるための側部支持構造体は、前記側面に延在する複数のストリップ及び／又はワイヤであって、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられた複数のストリップ及び／又はワイヤを含む。
【0076】
別の例では、物理的に安定させるための側部支持構造体は、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられたフェンス及び／又はグリッドとして形成される。
【0077】
さらに別の例では、物理的に安定させるための側部支持構造体は、複数の開口部を有する少なくとも１つのサイドプレートであって、前記複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられた少なくとも１つのサイドプレートを含む。
【0078】
例として、前記複数の開口部を有するサイドプレートは、ハニカム形状のプレートとすることができる。
【0079】
さらに別の例では、物理的に安定させるための側部支持構造体は、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられた少なくとも１つのサイドカバーシートを含む。
【0080】
任意選択で、物理的に安定させるための側部支持構造体は、複数のコリメータプレートの両側に配置することができる。
【0081】
例えば、物理的に安定させるための側部支持構造体は、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）を含んでいてもよいし、炭素繊維強化ポリマーで製造してもよい。実際、実験研究では、物理的に安定させるための側部支持構造体のベース材料としてＣＦＲＰを使用すると、回転ＣＴイメージングシステムの動作中のコリメータの最大変形が大幅に小さくなることが示されている。
【0082】
特定の実施例では、コリメータアセンブリは、コリメータプレートが取り付けられる上部保持プレートと下部保持プレートとをさらに含む。
【0083】
例として、上部保持プレート及び下部保持プレートは、カーボンキャップとすることができる。
【0084】
任意選択で、コリメータアセンブリは、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの間に備えられた硬化した発泡層をさらに含む。例えば、ROHACELL（登録商標）を発泡層のコア材料として使用することができる。
【0085】
具体的な例では、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートは、隣接する検出器モジュールの間に画定されたスペース又はギャップに整列するように配置することができる。
【0086】
任意選択では、複数の検出器モジュールのうちの少なくとも一部の検出器モジュールの間に、Ｘ線減衰アセンブリを配置することができる。実際の例では、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも１つのコリメータプレートは、Ｘ線減衰アセンブリの延長部分として提供することができる。
【0087】
例として、Ｘ線減衰アセンブリは、少なくとも１つのＸ線減衰プレート若しくはシート又は少なくとも１つの散乱防止ホイルを含むことができる。
【0088】
特定の例では、各検出器モジュールは、入射Ｘ線の方向と、入射Ｘ線の方向と主延在方向との両方に直交する方向とに広がる検出器素子のアレイを有し、各コリメータプレートは同じ方向に延在する。
【0089】
任意選択で、物理的に安定させるための側部支持構造体は、接着剤（エポキシ、糊、ポッティングなど）によって、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられる。
【0090】
【0091】
図１１Ａは、検出器－コリメータアセンブリの一例を示す概略図である。検出器－コリメータアセンブリは、ＣＴイメージングシステムの回転軸の方向（ｚ方向とも表される）に並ぶように配置された複数のコリメータプレートからなる一次元コリメータアセンブリであって、それによってｚ方向用コリメータを画定する一次元コリメータアセンブリを有している。
【0092】
図から分かるように、並ぶように配置された複数のエッジオン検出器モジュール２１であって、Ｘ線源にエッジが向けられるように適合された複数のエッジオン検出器モジュール２１が示されている。検出器モジュール２１は、入射Ｘ線の方向（ｙ）に実質的に直交する主延在方向（ｚ）に沿って並ぶように配置されている。
【0093】
コリメータアセンブリは、検出器モジュールの主延在方向（ｚ）に一致する単一の方向にのみ間隔を空けて並ぶように配置された複数のコリメータプレート７１に基づいており、それによって、コリメータプレートの１つの集合体からなる１次元コリメータアセンブリを画定している。
【0094】
この特定の例では、コリメータプレートは、ＣＴイメージングシステムの回転軸の方向（ｚ）に並ぶように配置され、ｚ方向用コリメータを形成している。
【0095】
例として、コリメータプレート７１は、高Ｚ材料（タングステンなど）を含むことができる。
【0096】
特定の実施例では、複数のエッジオン検出器モジュール２１のうちの少なくとも一部の検出器モジュールの間にＸ線減衰アセンブリ８１を配置することができる。一例として、Ｘ線減衰アセンブリ８１は、少なくとも１つのＸ線減衰プレート若しくはシート又は少なくとも１つの散乱防止ホイルを含むことができる。言い換えれば、複数の検出器モジュールのうちの少なくとも一部の検出器モジュールについて、隣接するエッジオン検出器モジュール２１は、検出器モジュール２１の間のギャップに位置する散乱防止ホイル、シート、又はプレート８１を有することができる。これによって、散乱防止による保護機能を追加すること、及び／又は検出器クロストークを低減することができる。特定の実施形態では、散乱防止ホイル、シート、又はプレートは、コリメータプレートと同様に、高Ｚ材料（タングステンなど）を含むことができる。
【0097】
図１１Ｂは、検出器－コリメータアセンブリの一例を示す概略図である。検出器－コリメータアセンブリは、ＣＴイメージングシステムの角度方向（ｘ方向とも表される）に並ぶように配置された複数のコリメータプレートからなる一次元コリメータアセンブリであって、それによってｘ方向用コリメータを画定する一次元コリメータアセンブリを有している。
【0098】
ｚ方向用コリメータとｘ方向用コリメータとを比較した場合、発明者らは、ｚ方向用コリメータが、ＣＴイメージングシステムにおける回転力の変形に関する影響を受けにくいことに気が付いた。
【0099】
図１２は、一実施形態による検出器－コリメータアセンブリの一例を示す概略断面図である。この例では、検出器モジュール２１は、モジュール間にスペース／ギャップが画定された状態で並ぶように配置され、スペース／ギャップには、検出器モジュール２１に固定する又は他の方法で取り付けることができる散乱防止ホイル、シート、又はプレート８１が備えられている。ここで、複数のコリメータプレート７１は、全体で、一次元コリメータアセンブリ７０を画定しており、散乱防止ホイル、シート、又はプレート８１と位置合わせされている。コリメータプレートを、検出器全体の不活性（機能していない／ギャップ）領域に整列するように配置する及び／又は検出器全体の不活性領域の上に配置することにより、検出効率が改善される。
【0100】
図１３は、一実施形態による検出器－コリメータアセンブリの他の例を示す概略断面図である。この例では、隣接する検出器モジュール間の全てのスペース／ギャップに、散乱防止ホイル、シート、又はプレート８１が設けられているとは限らない。
【0101】
例えば、全てのスペース／ギャップに、散乱防止ホイル、シート、又はプレート８１が設けられているとは限らない場合としては、検出器モジュールを２つ一組にして（例えば、２つの検出器モジュールの前部同士が対向するように）配列する場合がある。検出器モジュールのフロントエンド電子回路部が検出器モジュールの前部に存在すると仮定した場合、隣接する２つの検出器モジュール２１の前部と前部との間のスペースに散乱防止ホイル、シート、又はプレート８１を配置することが好ましい。しかしながら、隣接する２つの検出器モジュール２１の後部と後部との間のスペースには、散乱防止アセンブリを設ける必要はないことがある。隣接する２つの検出器モジュール２１の後部と後部との間のスペースにスペーサ８２を設けるだけで十分の場合がある。これらのスペーサ８２は、３次元（３Ｄ）印刷してもよい。
【0102】
図１３から分かるように、隣接する検出器モジュール間の各ギャップ／スペースの上方にコリメータプレートを設けることは必ずしも必要ではない。例えば、スペーサ８２の上方にコリメータプレートを配置することは、単なる選択肢にすぎない。
【0103】
図１４は、一実施形態による検出器－コリメータアセンブリのさらに他の例を示す概略断面図である。
【0104】
この特定の実施例では、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも１つのコリメータプレートが、Ｘ線減衰アセンブリの延長部分として提供される。より具体的には、実用的な解決策は、各コリメータプレート７１を対応する散乱防止ホイル、シート、又はプレート８１と一体化することである。
【0105】
言い換えると、後置コリメータ７０は、Ｘ線検出器に別途取り付けられてもよいし、Ｘ線検出器と一体化されていてもよい。コリメータ７０の目的は、画質に有害な物体散乱を排除することである。しかしながら、コリメータプレート７１は、主Ｘ線の一部をブロックし、それによって検出効率が低下する。本発明の或る実施形態は、後置コリメータを検出器の一体的な一部として直接的に一体化することにより、この問題を軽減する。本発明は、例えば、特定の種類の検出器（個々の検出器モジュール／スライス（チャンネル）が別個の物理的単位である検出器、及び／又は、シリコンが使用された深さ方向のエッジ照射型検出器モジュールなどのエッジオン検出器モジュールの検出器）に特に適切に利用される。
【0106】
エッジ照射型検出器には、通常、検出器モジュール／スライスの間に、主に内部散乱を抑制するための内部プレートが存在する。前述のように、例えば図１４に示されるような特定の実施形態によれば、これらの内部プレートは、さらに外側に延長し、後置コリメータを形成する。この手法には以下の利点がある：１）プレートの外側部分は、検出器モジュール／スライス間の既存のスペース／ギャップの上に直接配置されるので、幾何学的効率をさらに低下させることはない、２）プレートの外側部分は、検出器セルに対して自己整合的である。
【0107】
図１５は、一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体７２を有する一次元コリメータアセンブリ７０の一例を示す概略斜視図である。
【0108】
この特定の実施例では、物理的に安定させるための側部支持構造体７２は、複数のストリップ及び／又はワイヤを含んでいる。複数のストリップ及び／又はワイヤは、ｉ）主延在方向と入射Ｘ線の方向とによって画定される側面内に延在する、ｉｉ）複数のコリメータプレート７１のうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられている。一例として、ストリップ及び／又はワイヤはカーボンファイバで製造することができ、ストリップ及び／又はワイヤは、選択された接触点において、複数のコリメータプレート７１の各コリメータプレートに、又は複数のコリメータプレートのうちの一部のコリメータプレートに、例えば、接着剤（エポキシ、糊、ポッティングなど）によって取り付けられる。
【0109】
以下に例示するように、安定化させるための様々な側部支持構造を採用できることを理解されたい。
【0110】
図１６は、一次元コリメータアセンブリの実用的な実装の一例を示す概略斜視図である。
【0111】
図１７は、コリメータプレート７１が取り付けられた保持プレート７３；７４を有する一次元コリメータアセンブリ７０の実用的な実装の特定の例を示す概略斜視図である。
【0112】
一例として、これらの保持プレート７３；７４は、コリメータ全体のそれぞれのエンドブロック７６に締結具７５で固定することができる。さらに、エンドブロック７６は、保持プレート７３；７４の位置決め孔に位置合わせすることができる位置決めピンを有することができる。
【0113】
例えば、この特定の設計では、コリメータ７０の全体の上側接続面及び下側接続面（保持プレート７３；７４）として、２つのカーボンキャップを使用することができる。
【0114】
本発明者らは、このコリメータの実行可能な実装が、例えば、Ｘ線イメージングシステム（ＣＴイメージングシステムなど）の動作中に発生する回転力及び他の力による変形の影響を、依然として受ける恐れがあることを認識した。例えば、保持プレート７３；７４の中央部は固定されていないので、高速回転によって発生する振動によって、プレートの中央部が動いてしまうことがある。
【0115】
主延在方向と入射Ｘ線の方向とに広がる側面に配置され、複数のコリメータプレートのうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられた提案された安定化させるための側部支持構造は、一次元コリメータアセンブリの剛性を大幅に改善することができる。
【0116】
図１８Ａは、一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために物理的に安定させるための側部支持構造体７２を有する一次元コリメータアセンブリ７０の別の実施例を示す概略斜視図である。
【0117】
【0118】
前述のように、物理的に安定させるための側部支持構造体７２は複数のストリップを含むことができ、複数のストリップは、上記の画定された側面内に延在し、複数のコリメータプレート７１の全てのコリメータプレート又は複数のコリメータプレート７１のうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられている。この特定の例では、側部支持構造７２は、コリメータアセンブリ７０の全体の一方の端部ブロックから他方の端部ブロックまで主延在方向（ｚ／ｘ）に延在する細長いストリップ又はシートのセットとして形成されている。一例として、ストリップは、カーボン系ストリップ、例えば、ＣＦＲＰ製とすることができる。一例として、ストリップの厚さは、０．１ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上とすることができる。
【0119】
一例として、固定されたカーボンファイバストリップは、全体の硬さを向上させるために、好ましくは両方の短辺に設けられる。
【0120】
側部支持構造のストリップが追加されるので、Ｘ線の線量は、わずかに失われる。
【0121】
図１９Ａは、一次元コリメータアセンブリ７０のさらに別の実施例を示す概略斜視図である。一次元コリメータアセンブリ７０は、一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体７２を有している。
【0122】
【0123】
この例では、物理的に安定させるための側部支持構造体７２は、少なくとも一つのサイドプレート又はサイドキャップを含んでいる。サイドプレート又はサイドキャップは、複数の開口部を有しており、複数のコリメータプレート７１のうちの一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられている。
【0124】
好ましくは、サイドプレートに画定された開口部のサイズ及び分布は、硬さとＸ線量の損失との間のバランス又はトレードオフがとれるように設定される。固定サイドプレートの、コリメータプレートの短辺に取り付けられる面積が大きい場合、全体的な硬さが増加する。一方、サイドプレートに使用される材料の量が多くなると、Ｘ線量の損失が大きくなる。サイドプレートに複数の開口部を設けることにより、硬さを向上することと、Ｘ線量の損失を少なくすることの両方を満たしている。好ましくは、サイドプレートは、例えば、ＣＦＲＰを含んでいてもよいし、ＣＦＲＰで作られていてもよい。一例として、サイドプレート又はサイドキャップの厚さは、０．１ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上にすることができる。
【0125】
例として、開口部を有するサイドプレートは、例えば、図２０に具体的に示されるようなハニカム形状のプレートとすることができる。
【0126】
図２１は、一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体を有する一次元コリメータアセンブリの他の例を示す概略斜視図である。
【0127】
この特定の実施例では、物理的に安定させるための側部支持構造体７２は、複数のコリメータプレート７１のうちの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられたフェンス及び／又はグリッドとして形成されている。
【0128】
図２２は、一次元コリメータアセンブリの剛性を向上させるために、物理的に安定させるための側部支持構造体を有する一次元コリメータアセンブリの別のさらなる実施例を示す概略斜視図である。
【0129】
この例では、物理的に安定させるための側部支持構造体７２は、複数のコリメータプレートの少なくとも一部のコリメータプレートの短辺の少なくとも一部に取り付けられた少なくとも１つのサイドカバーシートを含んでいる。２つの完全な状態のサイドキャップ（例えばＣＦＲＰ製で、０．１ｍｍを超える例示的な厚さを有する）を使用する場合、全体の剛性又は硬さは非常に良好である。しかしながら、完全な状態のサイドキャップは、他の実施形態と比較して、Ｘ線量の損失が大きくなる。
【0130】
図面に示され上述された本開示の実施形態は、例示的な実施形態に過ぎず、特許請求の範囲（特許請求の範囲に含まれる任意の均等物を含む）を限定することを意図するものではない。特許請求の範囲によって画定される範囲から逸脱することなく、実施形態に対して様々な修正、組み合わせ、及び変更できることが、当業者によって理解される。本明細書に記載された互いに排他的でない特徴の任意の組み合わせは、本発明の範囲内にあることが意図される。すなわち、記載された実施形態の特徴は、上記の任意の適切な態様と組み合わせることができ、任意の１つの態様の任意の特徴は、任意の他の適切な態様と組み合わせることができる。同様に、従属項に言及される特徴は、特に従属項が同一の独立項に従属している場合、他の従属項の相互に排他的でない特徴と組み合わせることができる。一部の法域の実務が要求するように、単一の請求項に従属するように記載される場合があるが、これは、従属項の特徴が相互に排他的であることを意味するものと解釈されるべきではない。
【0131】
さらに、本発明の概念は、明示的に別段の記載がない限り、特徴の全ての可能な組み合わせに関するものであることに留意されたい。特に、異なる実施形態における異なる部分的な解決策は、技術的に可能であれば、他の構成で組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0132】
１０ Ｘ線源
１１ ガントリ
１２ テーブル
１３ アイソセンタ
２０ Ｘ線検出器
２１ 検出器モジュール
２２ 検出器要素
２３ ルーティング経路
２４ 並列処理回路
２５ アナログ処理回路
２６ 信号
３０ 画像処理システム
４０ デジタル処理回路
４１ Ｘ線コントローラ
４２ ガントリコントローラ
４３ テーブルコントローラ
４４ 検出器コントローラ
４５ 構成要素
５０ コンピュータ
６０ オペレータコンソール
６２ ディスプレイ
７０ 一次元コリメータアセンブリ
７１ コリメータプレート
７２ 側部支持構造
７３ 保持プレート
７４ 保持プレート
７５ 締結具
７６ エンドブロック
８１ Ｘ線減衰アセンブリ
８２ スペーサ
１００ Ｘ線イメージングシステム
１１１ ガントリ
１１２ 患者テーブル
１１４ 開口部
３０１ ＤＡＣ
３０２ 比較器
３０３ デジタルカウンタ
１１ ガントリ
１２ テーブル
１３ アイソセンタ
２０ Ｘ線検出器
２１ 検出器モジュール
２２ 検出器要素
２３ ルーティング経路
２４ 並列処理回路
２５ アナログ処理回路
２６ 信号
３０ 画像処理システム
４０ デジタル処理回路
４１ Ｘ線コントローラ
４２ ガントリコントローラ
４３ テーブルコントローラ
４４ 検出器コントローラ
４５ 構成要素
５０ コンピュータ
６０ オペレータコンソール
６２ ディスプレイ
７０ 一次元コリメータアセンブリ
７１ コリメータプレート
７２ 側部支持構造
７３ 保持プレート
７４ 保持プレート
７５ 締結具
７６ エンドブロック
８１ Ｘ線減衰アセンブリ
８２ スペーサ
１００ Ｘ線イメージングシステム
１１１ ガントリ
１１２ 患者テーブル
１１４ 開口部
３０１ ＤＡＣ
３０２ 比較器
３０３ デジタルカウンタ
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22】
【外国語明細書】