特開 2023-179373 光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ）の検出器センサのセンサ効率を向上させるための修復

(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】P2023179373

(43)【公開日】2023-12-19

(54)【発明の名称】光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ）の検出器センサのセンサ効率を向上させるための修復

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20231212BHJP

   G01T 1/24 20060101ALI20231212BHJP

   G01T 1/17 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 320Y

A61B6/03 320R

A61B6/03 373

G01T1/24

G01T1/17 E

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023085855

(22)【出願日】2023-05-25

(31)【優先権主張番号】17/805,834

(32)【優先日】2022-06-07

(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】ニコラス・アール・コンクル

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン・ディ・ヤノフ

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・エム・ボウドリー

【テーマコード（参考）】

2G188

4C093

【Ｆターム（参考）】

2G188AA02

2G188BB02

2G188BB15

2G188CC28

2G188CC34

2G188DD05

2G188EE01

2G188EE06

2G188EE07

2G188EE12

2G188EE17

2G188EE29

2G188EE37

4C093AA22

4C093CA35

4C093EA07

4C093EB13

4C093EB17

4C093FA59

4C093FF41

4C093GA06

4C093GA07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ）の検出器センサのセンサ効率を向上させる。
【解決手段】光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ）イメージングシステムの光子計数型検出器のセンサアレイの中の欠陥のあるセグメントを修復するための方法及びシステムは、センサアレイのセグメントを複数のサブセグメントに分割することであって、複数のサブセグメントの各サブセグメントは、読出し電子回路部に電気的に結合され、読出し電子回路部はセグメントの光子カウント値を計算するように構成される、セグメントを複数のサブセグメントに分割することと、分割されたセグメントの各サブセグメントで生成され結合された電気信号に基づいて、分割されたセグメントの光子の合計カウント値を生成することと、分割されたセグメントにおける光子の合計カウント値に基づいて画像を再構成することとを含む。
【選択図】図３Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ）イメージングシステムの方法であって、
ＰＣＣＴイメージングシステムの光子計数型検出器のセンサアレイのセグメントを複数のサブセグメントに分割することであって、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントは、読出し電子回路部に電気的に結合され、前記読出し電子回路部は前記セグメントの光子カウント値を計算するように構成される、セグメントを複数のサブセグメントに分割すること、
前記分割されたセグメントの各サブセグメントで生成され結合された電気信号に基づいて、前記分割されたセグメントの光子の合計カウント値を生成すること、及び
前記分割されたセグメントにおける光子の合計カウント値に基づいて画像を再構成すること
を含む、方法。

【請求項2】

前記セグメントの欠陥を検出した場合、
前記欠陥が存在するサブセグメントを特定すること、
前記欠陥のあるサブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を切断することによって、前記セグメントを修復すること、
前記分割されたセグメントの欠陥のない各サブセグメントにおいて生成され結合された電気信号に基づいて、前記分割されたセグメントの光子の合計カウント値を生成すること、
前記光子の合計カウント値に基づいて画像を再構成すること
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記欠陥が存在するサブセグメントを特定すること、及び前記欠陥のあるサブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を切断することによって、前記セグメントを修復することは、試験段階及び／又は修復段階で前記センサアレイの製造者によって実行される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記欠陥のあるサブセグメントをグランド線と電気的に結合することにより、前記欠陥のあるサブセグメントを接地することをさらに含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記欠陥が存在するサブセグメントを特定することは、電子ビーム励起電流法（ＥＢＩＣ）及び熱画像法のうちの一方を使用して、前記サブセグメントからの電気の漏れを検出することを含む、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記欠陥が存在するサブセグメントを特定することは、
前記複数のサブセグメントの各サブセグメントに対して、
前記読出し電子回路部によって第１の信号を測定すること、
前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を切断すること、
前記読出し電子回路部で第２の信号を測定すること、
前記第１の信号と前記第２の信号との間の変化が、前記サブセグメントに欠陥があることを示す範囲内にある場合、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を永久に切断すること、及び
前記第１の信号と前記第２の信号との間の変化が、前記サブセグメントに欠陥があることを示す範囲内にない場合、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を回復させること
を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項7】

前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を切断することは、レーザで前記接続部を切断することと、前記接続部に配置されたスイッチを閉位置から開位置に調整することとのうちの一方を含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

レーザ溶接で前記接続部を修復することと、前記接続部に配置されたスイッチを開位置から閉位置に調整することとのうちの一方によって、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を回復することを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

各サブセグメントは、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部にスイッチを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

複数のサブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部に配置された複数のスイッチは、１つの信号源に電圧を印加することによって、閉位置から開位置に調整される、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＴ）イメージングシステムであって、
センサアレイを含む光子計数型検出器であって、前記センサアレイは複数のセグメントを含み、前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つのセグメントは複数のサブセグメントに分割され、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントは前記センサアレイの読出し電子回路部に電気的に結合される、光子計数型検出器と、
１つ以上のプロセッサ、及び前記１つ以上のプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的メモリと
を含み、前記命令は、
前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つのセグメントに対して、
前記読出し電子回路部において、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントからの結合された信号に基づいて、前記セグメントの光子の合計カウント値を計算すること、及び
前記セグメントの光子の合計カウント値に基づいて、画像を再構成すること
を実行するための命令である、システム。

【請求項12】

前記複数のサブセグメントは、前記読出し電子回路部に結合された共有トレースの対応する複数の個別接続部を通じて前記読出し電子回路部に電気的に結合されている、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

複数のスイッチが前記複数の個別接続部に配置され、前記複数のスイッチの各スイッチは、前記読出し電子回路部から１つ以上のサブセグメントを接続又は切断するように動作可能である、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記複数のサブセグメントは電気的に直列に結合され、１つのサブセグメントが前記読出し電子回路部に電気的に結合される、請求項１１に記載のシステム。

【請求項15】

前記ＰＣＣＴイメージングシステム（１００、２００）のグランドバス（５０１）に電気的に結合されたグランド線（５１２）をさらに備え、前記グランド線（５１２）は、前記複数のサブセグメント（５０２）の各サブセグメント（５２０、５２２、５２４、５２６）に電気的に結合可能である、請求項１１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示された対象の実施形態は、医用撮影に関し、より詳細には、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮影システムに関する。

【背景技術】

【0002】

光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＴ）イメージングシステムは、半導体センサ材料としてシリコンを使用したセンサアレイを有する検出器を必要とすることがある。センサアレイは、パイルアップを考慮して、Ｘ線の方向に向けられた複数のセグメントを含むことができる。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換及び読出しを実行するための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）へのチャンネルの数が節約されるように、Ｘ線の方向に向けられたセグメントの数を最小限にすることがあるが、これは、チャンネル数を少なくすると、センサのコスト、及び使用中にセンサ読出し電子回路部によって発生する熱量を低減することができるからである。しかし、セグメント数が少ないことの欠点は、センサアレイのセグメントが（漏れ電流が大きい、又は他の欠陥により）使用に適していない場合、効率が低下したり画像アーチファクトが起こり得るため、センサアレイが、検出器の中心部で使用に適さない恐れがあることである。センサアレイ内の幾つかのセグメントが使用に適さない場合、センサアレイが全く使用に適さなくなる恐れがある。

【発明の概要】

【0003】

本開示は、ＰＣＣＴイメージングシステムのための方法によって、上述に特定された問題のうちの１つ以上の問題について少なくとも部分的に対処する。本方法は、ＰＣＣＴイメージングシステムの光子計数型検出器のセンサアレイのセグメントを複数のサブセグメントに分割することであって、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントは、読出し電子回路部に電気的に結合され、前記読出し電子回路部は前記セグメントの光子カウント値を計算するように構成される、セグメントを複数のサブセグメントに分割すること、前記分割されたセグメントの各サブセグメントで生成され結合された電気信号に基づいて、前記分割されたセグメントの光子の合計カウント値を生成すること、及び前記分割されたセグメントにおける光子の合計カウント値に基づいて画像を再構成することを含む。そして、分割されたセグメントで検出された欠陥から、欠陥のあるサブセグメントを見つけることができ、その欠陥のあるサブセグメントは読出し電子回路部から分離することができ、それによって再構成された画像の品質を向上させることができる。

【0004】

本記載の上記の利点及び他の利点並びに特徴は、以下の発明を実施するための形態だけを読んで、又は、以下の発明を実施するための形態を添付図面とともに読むことにより、容易に明らかになる。上記の概要は、発明を実施するための形態でさらに説明される概念を簡略化して導入するために記載されていることを理解されたい。上記の概要は、請求された対象の重要な又は本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、請求された対象の範囲は、発明を実施するための形態の後に記載されている請求項によって一意的に画定される。さらに、請求される対象は、上述された欠点又は本開示の様々な箇所に記載された欠点を解決する実装形態に限定されることはない。

【図面の簡単な説明】

【0005】

本開示の様々な態様は、以下の発明を実施するための形態を読み、図面を参照することによって、更に理解することができる。

【0006】

【図1】本開示の１つ以上の実施形態によるＣＴイメージングシステムの図である。

【図2】本開示の１つ以上の実施形態による例示的なＣＴイメージングシステムのブロック概略図である。

【図3A】従来技術としてのＰＣＣＴイメージングシステムの光子計数検出器のセンサアレイの概略図である。

【図3B】本開示の１つ以上の実施形態による、ＰＣＣＴイメージングシステムの光子計数検出器のセンサアレイのセグメントにおける欠陥のあるサブセグメントを示す概略図であり、欠陥のあるサブセグメントは、検出器のＡＳＩＣから分離されている。

【図4A】本開示の１つ以上の実施形態による、ＰＣＣＴイメージングシステムのセンサアレイのセグメントのサブセグメントの構成を示す概略図である。

【図4B】本開示の１つ以上の実施形態による、ＰＣＣＴイメージングシステムのセンサアレイのセグメントのサブセグメントの第１の代替構成を示す概略図である。

【図5】本開示の１つ以上の実施形態による、ＰＣＣＴイメージングシステムのセンサアレイのセグメントのサブセグメントの第２の代替構成を示す概略図である。

【図6A】本開示の１つ以上の実施形態による、ＰＣＣＴイメージングシステムのセンサアレイのセグメントのサブセグメントの第３の代替構成を示す概略図である。

【図6B】本開示の１つ以上の実施形態による、ＰＣＣＴイメージングシステムのセンサアレイのセグメントのサブセグメントの第４の代替構成を示す概略図である。

【図7】本開示の１つ以上の実施形態による、セグメントの複数のサブセグメントとセンサアレイのＡＳＩＣとの間の接続部を反復的に切断することによって、ＰＣＴ検出器のセンサアレイのセグメントの欠陥のあるサブセグメントの位置を決定する例示的な方法を示すフローチャートである。

【図8】本開示の１つ以上の実施形態による、セグメントの複数のサブセグメントとセンサアレイのＡＳＩＣとの間の接続部のスイッチを反復的にオフにすることによって、ＰＣＣＴ検出器のセンサアレイのセグメントの欠陥のあるサブセグメントの位置を決定する例示的な方法を示すフローチャートである。

【0007】

図面は、記載されたシステム及び方法の特定の態様を示すものである。図面は、以下の発明を実施するための形態とともに、本明細書に記載された構造、方法、及び原理を示し、説明するものである。図面において、構成要素の大きさは、明確性のために誇張されたり、変更されることがある。記載された構成要素、システム、及び方法の態様を不明瞭にすることを回避するために、周知の構造、材料、及び動作は、詳細には図示されておらず記載されていない。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書に開示された対象の記載及び実施形態は、光子計数型コンピュータ断層（ＰＣＣＴ）イメージングシステムによって取得される画像の質を向上させる方法及びシステムに関する。一般に、コンピュータ断層（ＣＴ）イメージングシステムでは、Ｘ線源は、物体（患者など）に向かってファンビーム又はコーンビームを放出する。一般に、ＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器アレイは、撮像平面内において患者の周囲をガントリを中心に回転し、画像は、異なるビュー角度における複数のビューの投影データから生成される。例えば、Ｘ線源の１回転に対して、ＣＴシステムにより９８４個のビューが適用される場合がある。Ｘ線ビームは、患者によって減衰した後、放射線検出器のアレイに衝突する。Ｘ線検出器又は検出器アレイは、典型的には、検出器で受け取ったＸ線ビームをコリメートするためのコリメータと、コリメータに隣接して配置されたシンチレータであって、Ｘ線を光エネルギーに変換するシンチレータと、隣接するシンチレータから光エネルギーを受け取とるフォトダイオードであって、電気信号を生成するためのフォトダイオードとを含んでいる。検出器アレイで受け取った減衰ビーム放射の強度は、典型的には、患者によるＸ線ビームの減衰に依存する。検出器アレイの各検出器要素は、各検出器要素が受け取った減衰ビームを示す個別の電気信号を生成する。電気信号は、データ処理システムに伝送され分析される。データ処理システムは、電気信号を処理して画像を生成する。

【0009】

このような従来のＣＴイメージングシステムは、放射線エネルギーを電流信号に変換する検出器を利用し、この電流信号は時間にわたって積分され、次に測定され、最終的にデジタル化される。しかしながら、このような検出器の欠点は、検出された光子の数及び／又はエネルギーに関するデータ又はフィードバックを提供できないことである。すなわち、シンチレータによって放出される光は、衝突するＸ線の数とそのＸ線のエネルギーレベルとの両方の関数である。フォトダイオードは、シンチレーションからのエネルギーレベル又は光子数を識別することができない場合がある。例えば、２つのシンチレータが同等の強度でＸ線照射され、それぞれのシンチレータに対応するフォトダイオードに同等の出力が与えられることがある。しかし、同等の光出力が精製されるにもかかわらず、各シンチレータが受け取るＸ線の数は異なり、Ｘ線の強度が異なることがある。

【0010】

対照的に、ＰＣＣＴ検出器は、高い空間分解能の光子計数フィードバック及び／又はエネルギー弁別フィードバックを提供することができる。ＰＣＣＴ検出器は、Ｘ線計数モード、各Ｘ線イベントのエネルギー測定モード、又はその両方で動作することができる。言い換えれば、これらのエネルギー弁別型直接変換検出器は、Ｘ線計数だけでなく、検出された各Ｘ線のエネルギーレベルを測定することもできる。直接変換型エネルギー弁別検出器は、半導体材料（シリコンなど）で作られた複数のセンサを含むことができる。

【0011】

ＰＣＣＴ検出器は、Ｘ線光子計数だけでなく、エネルギー測定やタギングもサポートしている。このように、本発明は、解剖学的な詳細と組織性状診断情報との両方を取得することをサポートする。この点で、エネルギー識別情報又はデータは、線質硬化等の影響を低減するために使用することができる。さらに、ＰＣＣＴ検出器は、組織識別データの取得をサポートするので、病気又は他の病状を示す診断情報を提供する。ＰＣＴ検出器は、ヨウ素とカルシウム（及び他の原子番号の大きい物質）のコントラストを高めるための最適なエネルギー重み付けを使用することにより、被検体に注入することができる物質（造影剤及び／又は他の特殊物質など）を検出し、測定し、物質の特性を求めるために使用することもできる。造影剤は、例えば、視覚的に十分に分かりやすくするために血流に注入されるヨウ素が含まれることがある。

【0012】

パイルアップとは、検出器における線源フラックスが非常に大きく、２つ以上のＸ線光子が１つの画素に時間的に十分に近い間に電荷パケットを付与して電荷パケットの信号が互いに干渉する恐れが無視できない場合に起こる現象である。パイルアップ現象は、一般的に２つの種類があり、その２つの種類の影響は幾分異なっている。第１の種類は、２つ以上のイベントが十分長い時間で分けられているため、２つ以上のイベントが別個のイベントとして認識されるが、信号が重なり合うため、後から到着したＸ線のエネルギーの測定精度が低下する。この種類のパイルアップは、システムのエネルギー分解能を低下させる。第２の種類のパイルアップでは、２つ以上のイベントが時間的に十分に近い間に到達するため、システムは２つ以上のイベントを別個のイベントとして分解することができない。この場合、２つ以上のイベントは、２つ以上のイベントのエネルギーの和を有する単一のイベントとして認識され、その２つ以上のイベントはスペクトル上で高エネルギーの方にシフトする。また、パイルアップによって、高Ｘ線フラックスにおけるカウント数が顕著に低下し、検出器の量子効率（ＤＱＥ）が低下する。

【0013】

直接型変換センサでは、このパイルアップによって、比較的低いＸ線フラックスレベルの閾値で検出器の飽和が引き起こされる恐れがある。これらのフラックスレベルを超えると、検出器の応答性が悪くなり、正確に補償又は補正することができず、線量の利用率が悪くなり、画像情報を損失してしまい、Ｘ線投影及びＣＴ画像にノイズ及びアーチファクトが生じる。特に、直接変換型光子計数検出器は、各Ｘ線光子イベントに関連する固有の電荷収集時間（すなわち、デッドタイム）のために飽和する。各画素のＸ線光子吸収率が、この電荷収集時間の逆数のオーダーである場合、パルスパイルアップにより飽和が発生する。

【0014】

ＰＣＣＴイメージングシステムは、通常、１つ以上のエネルギービンを有している。各エネルギービンは、典型的には、データ収集システム（ＤＡＳ）の読出部の一部である比較器によって決定される。１ビンシステムの場合、典型的には、比較器の１つのエネルギー閾値は、偽ノイズカウントがほとんど存在しない又は全く存在しないように十分に高いエネルギー値であるが、一方で、読出しプロセスにおいて信号Ｘ線の損失がほとんどないように十分に低いエネルギー値に設定される。このようなシステムは、上記のように、複数のエネルギーイベントのパイルアップによる統計的誤差及び偏りの影響を受ける。

【0015】

多くのエネルギービンを有するシステムは、読出しＤＡＳの複数の比較器を用いて形成することができる。各比較器は、設定されたエネルギーレベルを超える光子に対してトリガし、対応するＸ線エネルギーレベルを超える光子の数がレジスタに蓄積されるように設定することができる。ビンカウント値は重み付けされて加算され、イメージングシステムに適した特定の情報コンテンツを有するシステム出力を形成することができる。しかしながら、１ビンシステムと同様に、マルチビンシステムは、パイルアップによる劣化を受け、その結果、ＤＱＥが減少する。ビンカウント値の平均パイルアップを補正することはできるが、統計的な精度は失われる。信号対雑音比（ＳＮＲ）を使用して、システム出力に対する加重和を評価することができる。

【0016】

ＰＣＣＴ検出器のセンサは、センサアレイ内の複数のセンサセグメントとして構成することができ、センサセグメントは、入射するＸ線の方向に向けられる。センサセグメントは、検出器におけるパイルアップの挙動を防止する又はパイルアップの挙動に対応するために使用される。センサアレイに電気的に結合された（Ａ／Ｄ）変換及び読出し用の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のチャンネルが節約されるように、セグメントの数を最小限にすることができる。チャンネル数を少なくすることで、センサアレイによって生成される熱量とセンサアレイのコストを低減することができる。しかし、例えばリーク電流が大きいために、センサアレイの一部のセグメントに欠陥が発生することがある。センサアレイのうち、検出器の中心に位置するセグメントに欠陥が発生すると、センサアレイの効率が低下し、画像アーチファクトが発生する恐れがあり、センサアレイが使用に適さなくなる。センサアレイ内のいくつかのセグメントが使用に適さない場合、センサアレイが全く使用に適さなくなる恐れがある。したがって、ＰＣＣＴの課題は、セグメントの数を少なくすることによりコストが削減され熱の発生が減少する利益を得ると同時に、より多くのセグメントについて高い歩留まりをどのようにして実現するかである。

【0017】

セグメントの数を増やすことなくセンサの欠陥に対するロバスト性を高めるために、本明細書で提案されるシステム及び方法では、セグメントをサブセグメントに分割し、セグメントの各サブセグメントをＰＣＣＴイメージングシステムのＡＳＩＣに個別に接続することができる。従って、サブセグメントに欠陥が生じた場合、欠陥のあるサブセグメントはＡＳＩＣから分離されるが、欠陥のないサブセグメントはＡＳＩＣに接続され続ける。このようにして、欠陥が発生した結果として失われるデータが少なくなり、より高品質な画像を再構成することができる。

【0018】

本技術に従って造影スキャンを実行するために使用することができるＰＣＣＴイメージングシステムの一例が、図１及び図２に示されている。図３Ａは、ＰＣＣＴイメージングシステムの例示的な光子計数型検出器要素を示し、Ｘ線源によって被検体に向けられたＸ線の光子が、検出器要素のセンサアレイによって検出される。センサアレイのセグメントに欠陥が発生すると、センサアレイが使用に適さなくなる可能性がある。図３Ｂに示すように、セグメントが複数のサブセグメントに分割されている場合、ＰＣＣＴイメージングシステムの欠陥のあるサブセグメントとＡＳＩＣとの間の接続部は切断され、したがって読出し電子回路部から分離することができるが、欠陥のないサブセグメントの光子カウント値に影響を与えることはなく、それによってセンサアレイが使用に適さなくなることを防止できる。複数のサブセグメントは、図４Ａに示すように、サブセグメントの各々がＡＳＩＣに接続されてもよいし、図４Ｂに示すように直列に接続されてもよい。欠陥のあるサブセグメントとＰＣＣＴイメージングシステムのＡＳＩＣとの接続部が切断された場合、図５に示すように、欠陥のあるサブセグメントを接地することができる。また、サブセグメントは、図６Ａの第１の構成及び図６Ｂの第２の構成に示すように、スイッチを通じてＡＳＩＣ又は他の読出し電子回路部に接続することができ、スイッチを使用して、欠陥のあるサブセグメントを特定すること及び分離することができる。図７は、読出し電子回路部の接続部を切断することによって欠陥のあるサブセグメントを特定及び分離する第１の方法を示し、図８は、スイッチを使用して欠陥のあるサブセグメントを特定及び分離する第２の方法を示している。

【0019】

図１は、ＣＴイメージングのために構成された例示的なＣＴシステム１００を示す。特に、ＣＴシステム１００は、被検体（患者など）１１２、無生物、１つ又は複数の製造部品、及び／又は異物（体内に存在する歯科インプラント、ステント、及び／又は造影剤など）を撮影するように構成されている。一実施形態では、ＣＴシステム１００はガントリ１０２を含み、ガントリ１０２は、テーブル１１４に横たわる被検体１１２の撮影に使用するためのＸ線放射のビーム１０６（図２参照）を投射するように構成された少なくとも一つのＸ線源１０４を更に含むことができる。具体的には、Ｘ線源１０４は、ガントリ１０２の反対側に配置された検出器アレイ１０８に向けてＸ線放射ビーム１０６を投射するように構成される。図１は単一のＸ線源１０４を示しているが、特定の実施形態では、患者に対応する異なるエネルギーレベルの投影データを取得するための複数のＸ線放射ビームを投影するために、複数のＸ線源及び複数の検出器を採用することができる。一部の実施形態では、Ｘ線源１０４は、高速キロボルトピーク（ｋＶｐ）スイッチングによって、デュアルエネルギーのＧＳＩ（gemstone spectral imaging）が可能である。一部の実施形態では、採用されるＸ線検出器は、異なるエネルギーのＸ線光子を区別することが可能な光子計数型検出器である。他の実施形態では、Ｘ線源と検出器の２つのセットを使用してデュアルエネルギー投影を生成するが、一方のセットは低ｋＶｐであり、他方のセットは高ｋＶｐである。したがって、本明細書に記載の方法は、デュアルエネルギーの取得技術だけでなく、単一エネルギーの取得技術にも実施できることが理解されるべきである。

【0020】

特定の実施形態では、ＣＴシステム１００は、逐次画像再構成法又は解析的画像再構成法を用いて被検体１１２のターゲットボリュームの画像を再構成するように構成された１つ以上のプロセッサを含む画像プロセッサユニット１１０を更に含む。例えば、画像プロセッサユニット１１０は、解析的画像再構成手法（フィルタリング逆投影（ＦＢＰ）など）を使用して、患者のターゲットボリュームの画像を再構成することができる。別の例として、画像プロセッサユニット１１０は、逐次画像再構成手法（ＡＳＩＲ（advanced statistical iterative reconstruction）、ＣＧ（conjugate gradient）、ＭＬＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）、ＭＢＩＲ（model-based iterative reconstruction）など）を使用して、被検体１１２のターゲットボリュームの画像を再構成してもよい。本明細書でさらに説明するように、一部の例では、画像プロセッサユニット１１０は、逐次画像再構成手法に加えて、解析的画像再構成手法（ＦＢＰなど）の両方を使用することができる。

【0021】

一部のＣＴイメージングシステムの構成では、Ｘ線源は、デカルト座標系のＸ－Ｙ－Ｚ面内に存在しコリメートされたコーン形状のＸ線放射ビームであって、一般に「撮影面」と呼ばれるコーン形状のＸ線放射ビームを照射する。Ｘ線放射ビームは、撮影される物体（患者又は被検体など）を通過する。Ｘ線放射ビームは、物体によって減衰した後、検出器要素のアレイに衝突する。検出器アレイで受け取られる減衰したＸ線放射ビームの強度は、物体によるＸ線放射ビームの減衰量に依存する。アレイの各検出器は、検出器位置におけるＸ線ビーム減衰の測定値である個別の電気信号を生成する。全ての検出素子からの減衰測定値を個別に取得して、透過プロファイルが作成される。

【0022】

一部のＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが物体と交差する角度が連続的に変化するように、ガントリによって、撮影面内において、撮影される物体の周囲を回転する。１つのガントリ角度における検出器アレイからのＸ線放射の減衰測定値のグループ（例えば、投影データ）は、「ビュー」と呼ばれる。物体の「スキャン」には、Ｘ線源と検出器が１回転する間に異なるガントリ角度（又はビュー角度）において得られるビューのセットが含まれる。

【0023】

Ｘ線源１０４は、陽極と陰極とを含む。陰極によって放出された電子（例えば、陰極の通電により生じる電子）は、陽極に配置された又は陽極の近くに配置されたターゲットによって遮られる。ターゲットによって遮られた電子は、Ｘ線の形態でエネルギーを放出し、Ｘ線は検出器アレイ１０８に向けられる。ターゲット面において、陰極から電子を受け取り、放出されたＸ線を形成する領域は、本明細書では「焦点」と呼ぶことがある。放出されたＸ線は、スキャンされた被検体２０４の一部分（「有効焦点」）に集束されることがある。有効焦点の大きさは、（例えば、ターゲット面における）実際の焦点の角度に依存する場合がある。例えば、小さな有効焦点は、小さな領域を走査する場合に望ましく、大きな有効焦点は、大きな領域を走査する場合に望ましい。

【0024】

一部の実施形態では、Ｘ線源１０４を含むＸ線発生システムは、焦点を移動すること及び／又は形成することができる。例えば、Ｘ線発生システムは、焦点のサイズを大きくする又は小さくすることができる。さらに、一部の実施形態では、Ｘ線生成システムは、複合焦点を生成することができる。複合焦点は、２つ以上の別個の焦点の組み合わせである。例えば、互いに離れて位置する２つの別個の焦点を組み合わせて、単一の複合焦点を生成することができる。複合焦点は、図３～図９を参照して、以下に更に詳細に記載されている。

【0025】

図２は、図１のＣＴシステム１００に類似する例示的なイメージングシステム２００を示す図である。本開示の態様に従って、イメージングシステム２００は、被検体２０４（例えば、図１の被検体１１２）を撮影するように構成されている。一実施形態では、イメージングシステム２００は、検出器アレイ１０８（図１参照）を含んでいる。検出器アレイ１０８は複数の検出器素子２０２を更に含んでいる。複数の検出器素子２０２は、お互いに、被検体２０４（患者など）を通過するＸ線放射ビーム１０６（図２参照）を感知して、対応する投影データを取得する。一部の実施形態では、検出器アレイ１０８は、セル又は検出器素子２０２の複数の列を含むマルチスライス構造で製造することができ、投影データを取得するために、検出器素子２０２の１つ以上の追加の列を並列の構成で配置することができる。

【0026】

特定の実施形態では、イメージングシステム２００は、被検体２０４の周りの異なる角度位置を移動して所望の投影データを取得するように構成される。従って、ガントリ１０２及びガントリに取り付けられた構成要素は、回転中心２０６の周りを回転して、例えば異なるエネルギーレベルの投影データを取得するするように構成することができる。あるいは、被検体２０４に対する投影角度が時間に応じて変化する実施形態では、取り付けられた構成要素は、円弧ではなく一般的な曲線に沿って移動するように構成することができる。

【0027】

Ｘ線源１０４及び検出器アレイ１０８が回転すると、検出器アレイ１０８は減衰Ｘ線ビームのデータを収集する。検出器アレイ１０８によって収集されたデータは、スキャンされた被検体２０４の減衰係数の線積分が表されるようにデータを調整するため、前処理及び較正が実行される。処理されたデータは、一般に、投影と呼ばれる。一部の例では、検出器アレイ１０８の個々の検出器又は検出器要素２０２は、個々の光子の相互作用を１つ以上のエネルギービンに記録する光子計数型検出器を含むことができる。本明細書に記載される方法は、エネルギー積分型検出器に実装することもできることを理解されたい。

【0028】

取得した投影データのセットは、基底物質弁別（ＢＭＤ）に使用することができる。ＢＭＤの間、測定された投影は、物質密度投影のセットに変換される。物質密度投影は、物質密度マップ又は各基底物質の画像（骨、軟組織、及び／又は造影剤マップなど）のペア又はセットが形成されるように再構成することができる。密度マップ又は画像は、順に関連付けられ、撮像ボリュームにおける基底物質（例えば、骨、軟組織、及び／又は造影剤）の３Ｄボリュメトリック画像を形成することができる。

【0029】

再構成されると、イメージングシステム２００によって生成された基底物質画像によって、２つ以上の基底物質の密度で表される被検体２０４の内部特徴が明らかになる。これらの特徴を示すために密度画像を表示することができる。医学的状態（病状など）及び一般的な医学的事象の診断における従来の手法では、放射線科医又は医師は、密度画像のハードコピー又は表示された密度画像を検討して、関心部分の特有の特徴を見分けると考えられる。このような特徴としては、病変、特定の解剖学的構造又は器官のサイズ、及び形状、並びに個々の医師の技能及び知識に基づいて画像から識別可能な他の特徴がある。

【0030】

一実施形態では、イメージングシステム２００は、構成要素の動き（ガントリ１０２の回転及びＸ線源１０４の動作など）を制御する制御機構２０８を含む。ある実施形態では、制御機構２０８は、Ｘ線源１０４に電力及びタイミング信号を供給するように構成されたＸ線コントローラ２１０を更に含む。さらに、制御機構２０８は、撮影条件に基づいてガントリ１０２の回転速度及び／又は位置を制御するように構成されたガントリモータコントローラ２１２を含んでいる。

【0031】

特定の実施形態では、制御機構２０８はデータ収集システム（ＤＡＳ）２１４を更に含む。データ収集システム（ＤＡＳ）２１４は、検出器素子２０２から受け取ったアナログデータをサンプリングし、そのアナログデータを、後処理するためにデジタル信号に変換するように構成されている。ＤＡＳ２１４によってサンプリングされデジタル化されたデータは、１つ以上のプロセッサを含むコンピュータ又はコンピューティング装置２１６に送信される。一例では、コンピューティング装置２１６は、データを記憶装置又は大容量記憶装置２１８に記憶する。記憶装置２１８は、例えば、任意のタイプの非一時的メモリとすることができ、記憶装置２１８としては、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスク読み取り／書き込み（ＣＤ－Ｒ／Ｗ）ドライブ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュドライブ、及び／又はソリッドステート記憶ドライブがある。

【0032】

さらに、コンピューティング装置２１６は、ＤＡＳ２１４、Ｘ線コントローラ２１０、及びガントリモータコントローラ２１２のうちの１つ以上に、システム動作（データ取得及び／又はデータ処理など）を制御するための命令及びパラメータを与える。特定の実施形態では、コンピューティング装置２１６は、オペレータ入力に基づいてシステム動作を制御する。コンピューティング装置２１６は、例えば、コンピューティング装置２１６に動作可能に結合されたオペレータコンソール２２０によって、命令及び／又は走査パラメータを含むオペレータ入力を受け取る。オペレータコンソール２２０は、オペレータが命令及び／又は走査パラメータを指定できるように、キーボード（図示せず）又はタッチスクリーンを含むことができる。

【0033】

図２は１つのオペレータコンソール２２０を示しているが、例えば、システムパラメータを入力又は出力する、検査を要求する、データを示す、及び／又は画像を見るために、２つ以上のオペレータコンソールがイメージングシステム２００に結合されていてもよい。更に、特定の実施形態では、イメージングシステム２００は、１つ以上の設定可能な有線及び／又は無線のネットワーク（インターネット及び／又は仮想プライベートネットワーク、無線電話ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク、有線ローカルエリアネットワーク、無線ワイドエリアネットワーク、有線ワイドエリアネットワークなど）を通じて、例えば機関又は病院に、若しくは全く異なる場所に、ローカルに又はリモートに配置された複数のディスプレイ、プリンタ、ワークステーション及び／又は同様のデバイスに結合することができる。

【0034】

一実施形態では、例えば、イメージングシステム２００は、画像保存通信システム（ＰＡＣＳ）２２４を含んでいてもよいし、ＰＡＣＳ２２４が結合されていてもよい。例示的な実施形態では、ＰＡＣＳ２２４は、放射線科情報システム、病院情報システム、及び／又は内部又は外部ネットワーク（図示せず）などのリモートシステムに更に結合され、異なる場所にいるオペレータが、命令及びパラメータを供給する、及び／又は画像データへのアクセスを獲得することができるようにしている。

【0035】

コンピューティング装置２１６は、オペレータが供給した及び／又はシステムで定義された命令及びパラメータを使用して、テーブルモータコントローラ２２６を動作させる。テーブルモータコントローラ２２６はテーブル１１４を制御することができ、テーブル１１４は、電動テーブルとすることができる。具体的には、テーブルモータコントローラ２２６は、ガントリ１０２内に被検体２０４を適切に位置決めし、被検体２０４のターゲットボリュームに対応する投影データが取得されるように、テーブル１１４を移動させることができる。

【0036】

前述のように、ＤＡＳ２１４は、検出器要素２０２によって取得された投影データをサンプリングしてデジタル化する。その後、画像再構成器２３０が、サンプリングされデジタル化されたＸ線データを用いて、高速再構成を実行する。図２は画像再構成器２３０を別個の構成要素として示しているが、特定の実施形態では、画像再構成器２３０はコンピューティング装置２１６の一部を形成してもよい。あるいは、画像再構成器２３０は撮像システム２００には存在しておらず、代わりにコンピューティング装置２１６が画像再構成器２３０の１つ以上の機能を実行してもよい。さらに、画像再構成器２３０は、ローカルに又はリモートに配置することができ、有線又は無線のネットワークを用いてイメージングシステム２００に動作的に接続することができる。特に、１つの例示的な実施形態では、画像再構成器２３０のために、「クラウド」ネットワーククラスタ内のコンピューティング資源を使用することができる。

【0037】

一実施形態では、画像再構成器２３０は、再構成された画像を記憶装置２１８に記憶する。あるいは、画像再構成器２３０は、再構成された画像を、診断及び評価に有益な患者情報を生成するコンピューティング装置２１６に送信することができる。特定の実施形態では、コンピューティング装置２１６は、再構成された画像及び／又は患者情報を、コンピューティング装置２１６及び／又は画像再構成器２３０に通信可能に結合されたディスプレイ又は表示装置２３２に送信することができる。いくつかの実施形態では、再構成された画像を、短期保存又は長期保存するために、コンピューティング装置２１６又は画像再構成器２３０から記憶装置２１８に伝送してもよい。

【0038】

ここで図３Ａを参照すると、ＰＣＣＴイメージングシステムの光子計数型検出器要素３００の部分図が示されている。光子計数型検出器要素３００は、図２の検出器要素２０２の非限定的な実施形態とすることができ、検出器要素３００の複数の列は、上述のように、投影データを取得する検出器アレイ（例えば、検出器アレイ１０８）を形成するために、並列配列で配置することができる。

【0039】

光子計数型検出器要素３００はセンサアレイ３０２を含み、センサアレイ３０２はプリント回路基板（ＰＣＢ）３１６に電子的に結合することができる。ＰＣＢ３１６は、検出器要素３００の読出し電子回路部との接続部３１８を含む。特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）３１２をＰＣＢ３１６に搭載することができ、ＰＣＢ３１６は、読出し電子回路部とともに、ＰＣＣＴイメージングシステムのＤＡＳ（例えば、ＤＡＳ２１４）の一部を形成する。

【0040】

様々な実施形態において、センサアレイ３０２は、半導体材料（シリコンなど）で作られたチップに埋め込むことができる。チップの幅は、センサアレイ３０２のエッジ３１１において、１画素とすることができる。複数のセンサは、チップの表面に沿うように埋め込まれ、チップの長さに沿って延在することができる。センサアレイ３０２は、センサアレイ３０２のエッジ３１１に衝突する光子をカウントするように構成することができる。具体的には、エッジ３１１に沿う各画素３０９に対して、１つ以上のセンサセグメント３０５を、各画素３０９の下に延在するカラム３０３に埋め込み、入射Ｘ線ビーム３０１の方向３０７に（例えば、図３Ａの垂直方向に）向けるようにすることができる。各カラム３０３の各センサセグメント３０５は、関連するカラム３０３に対応するエッジ３１１の画素３０９に対応する約１画素分のセンサアレイ３０２の表面の幅を有することができる。各カラム３０３の各センサセグメント３０５は、対応する画素３０９におけるエッジ３１１に衝突する入射Ｘ線ビーム３０１の光子の数をカウントすることができる。

【0041】

言い換えれば、各カラム３０３は、カラム３０３において方向３０７に縦に重ねられた複数のセグメント３０５を含むことができる。例えば、（垂直方向の）各カラム３０３は、第１の垂直位置３０４の第１のセグメント、及び第２の垂直位置３０６の第２のセグメント、などを含むことができる。図３Ａに示された実施形態では、各カラム３０３は、２つのセグメント３０５を含む。他の実施形態では、各カラム３０３は、３つ以上のセグメント３０５を含むことができる。カラム３０３の各セグメント３０５の大きさは同じであってもよいし、カラム３０３の各セグメント３０５は異なるサイズであってもよい。例えば、カラム３０３の第１のセグメント３０５は、カラム３０３の第２のセグメント３０５より大きくてもよい。カラム３０３の第３のセグメント３０５は、カラム３０３の第２のセグメント３０５より小さくてもよい。

【0042】

各セグメント３０５は、ＰＣＢ３１６に搭載されたＡＳＩＣ３１２に電気的に結合することができる。様々な実施形態において、センサアレイ３０２の各セグメント３０５は、ＰＣＣＴセンサトレース３０８を通じてセンサアレイ３０２のセンサボンドパッド３１０に電気的に結合することができる。センサボンドパッド３１０は、ワイヤボンド３１４を通じてＡＳＩＣ３１２に電気的に結合することができる。

【0043】

各セグメント３０５は、Ｘ線ビーム３０１の入射光子の数を検出することができる。Ｘ線ビーム３０１が画素３０９でセンサアレイ３０２に衝突すると、Ｘ線ビーム３０１は、対応するカラム３０３の重ねられた複数のセグメント３０５を通過することができる。Ｘ線ビーム３０１がカラム３０３の各重ねられた各セグメント３０５を通過すると、Ｘ線ビーム３０１に含まれる光子の数をセグメント３０５で検出することができる。

【0044】

例えば、例示的なＸ線ビーム３０１がカラム３０３の第１の垂直位置３０４の第１のセグメント３０５に入り、第１のセグメント３０５が、例示的なＸ線ビーム３０１のうちの第１の数の光子を検出することができる。第１の数の光子が、例示的なＸ線ビーム３０１の光子の総数より少なく、光子の総数のうちの第２の数の光子が、検出されずに第１のセグメント３０５を通過することがある。例示的なＸ線ビーム３０１のうちの、第１のセグメント３０５を通過する（検出されない）第２の数の光子は、その後、カラム３０３の第２の垂直位置３０６における第２のセグメント３０５に入射することができる。第２のセグメント３０５は、例示的なＸ線ビーム３０１の第３の数の光子を検出することができる。第３の数の光子は、第２の数の光子よりも少ないことがあり、第４の数の光子が、検出されずに第２のセグメント３０５を通過することができる。例示的なＸ線ビーム３０１のうちの、第２のセグメント３０５を通過する第４の数の光子は、その後、カラム３０３の第３の垂直位置における第３のセグメント３０５に入射することができ、以下同様である。したがって、例示的なＸ線ビーム３０１の検出された光子の総数は、カラム３０３の垂直方向に重ねられた各セグメント３０５によって検出された光子の数を合計することによって推定することができる。

【0045】

カラム３０３の垂直方向に重ねられた各セグメント３０５で検出される光子の数は、異なる場合がある。例えば、場合によっては、例示的なＸ線ビーム３０１の光子の全てが第１のセグメント３０５によって検出され、例示的なＸ線ビーム３０１のどの光子も第２のセグメント３０５によって検出されないことがある。他の場合、例示的なＸ線ビーム３０１の多くの光子が第１のセグメント３０５で検出され、それよりも少ない光子が第２のセグメント３０５で検出され、さらに少ない光子が第３のセグメント３０５で検出されることがある。例示的なＸ線ビーム３０１の一部の光子は、カラム３０３のどのセグメント３０５でも検出されないことがあり、検出された光子の総数が例示的なＸ線ビーム３０１の光子の総数と等しくないことがある。

【0046】

光子がセグメント３０５に当たると、アナログ電気信号が発生し、アナログ電気信号は、センサトレース３０８及びセンサボンドパッド３１０を経由してＡＳＩＣ３１２に伝送される。アナログ電気信号は、光子のエネルギー量に比例する。ＡＳＩＣ３１２は、光子ヒットの発生をカウンタでカウントすることによって、アナログ電気信号をデジタル信号に変換することができる。さらに、ＡＳＩＣは、電気信号の量を１つ以上の予め設定された閾値と比較することによって、光子によって付与されたエネルギーを識別することができる。具体的には、ＡＳＩＣ３１２は、複数の比較器を含むことができ、複数の比較器の各比較器は、アナログ信号が比較器に関連付けられた信号レベル閾値を超えたときに、対応するデジタルカウンタを１だけインクリメントさせるトリガ信号を出力する。複数の比較器の各比較器は、異なる信号レベル閾値を有することができる。例えば、ＡＳＩＣ３１２は、第１の信号レベル閾値を有する第１の比較器、第２の信号レベル閾値を有する第２の比較器であって、第２の信号レベル閾値は第１の信号レベル閾値より高い第２の比較器、第３の信号レベル閾値を有する第３の比較器であって、第３の信号レベル閾値は第２の信号レベル閾値より高い第３の比較器など、光子のスペクトルの最大エネルギーレベルまで対応した比較器を含むことができる。一対の閾値の間の差は、エネルギー範囲又はビンを画定する。したがって、エネルギーが各ビン内に収まる光子の数がＡＳＩＣによって記録することができる。これらの光子のカウント数は、ＡＳＩＣによって、接続部３１８を通じてＰＣＢに伝送され、画像再構成のために使用することができる。あるいは、ＡＳＩＣは、数値カウント情報に対して追加の演算（所与のカラム内のビンからの個々の光子カウント値を合計して光子カウント値の合計を生成するなど）を最初に実行してもよい。

【0047】

各カラム３０３に複数のセグメントを含む利点は、パイルアップ挙動を、より正確に説明できることである。Ｘ線は、半導体材料（例えば、シリコン）の深さ全体で、半導体材料がどのように複数のセグメントに分割されるかに関係なく吸収される。各セグメント３０５は、そのセグメントに吸収されるＸ線から信号を生成することができる独立した感知素子として機能する。その結果、各セグメント３０５は、セグメント３０５に関係する半導体材料の領域内で吸収されるＸ線をカウントし、他のＸ線は吸収されずにセグメント３０５を通過する場合がある。各セグメント３０５は、ＡＳＩＣの各セグメント自体のカウントチャンネル回路に接続されているので、Ｘ線カウント値の合計が複数のチャンネルに分散される。それにより、各チャンネルは、より容易に吸収速度に追随することができる。

【0048】

画素３０９の一部を形成するセグメント３０５は、例えば、製造時の損傷により欠陥３３０が生じ、望ましくない挙動（高リーク電流など）につながることがある。欠陥のあるセグメント３０５を無効にしたり、欠陥のあるセグメント３０５によって生成されたデータを無視することが可能な場合がある。画素３０９を含む他のセグメントに欠陥がなく、他のセグメントが無効にされない又は無視されない場合、画素３０９は依然として入射Ｘ線３０１の測定値を提供できるが、検出効率は低下する。しかし、検出器要素３００が画素３０９の一部を形成する欠陥のあるセグメント３０５を含み、検出器要素３００が検出器アレイ（例えば、図１の検出器アレイ１０８）の中心に位置している場合、検出器要素の画素３０９の検出効率が下がることにより、画像アーティファクトが発生し、検出器アレイの中心において検出器要素３００が使用に適さなくなることがる。センサアレイ３０２内のいくつかのセグメント３０５が使用に適していない場合、検出器素子３００は、検出器アレイ内のどの位置でも使用に全く適さなくなる恐れがある。例えば、カラム３０３における光子の合計カウント値が、カラム３０３の第１のセグメント３０５と第２のセグメント３１３との合計に基づいており、欠陥３３０が第１のセグメント３０５で発生した場合、第１のセグメントは無効にされなければならない。その結果、カラムの検出効率は低下する。例えば、期待される光子数の３０％が第１のセグメントで生成され、欠陥が原因で第１のセグメントが無効にされなければならない場合、カラムの全体の検出効率は３０％低下することになる。どのカラムからの光子カウント数も、離散的な数のイベントをカウントすることに関連する統計的変動であるショットノイズの影響を受ける。ショットノイズの相対的な量は、全体の検出効率に依存する。したがって、検出効率が低下したカラムは、多くのノイズを伴う劣化したデータを生成する。カラムの全てのセグメントが無効である極端な例では、検出効率はゼロである。この場合、カラムの欠落データの代わりに推定値を供給しなければならない。推定値の供給は、隣接するカラムの値を補間したり、平均化することによって行われることが多い。しかし、この方法は不完全であり、特定の状況下でアーチファクトが発生する恐れがある。

【0049】

１つ以上の欠陥３３０に対するセンサアレイ３０２の感度に対処するために、本明細書における発明者らは、一部のセグメント３０５又は全てのセグメント３０５を複数のサブセグメントに分割し、各サブセグメントが、サブセグメントにおいて光子をカウントするダイオードを含むことを提案している。したがって、欠陥のある１つのサブセグメントが無効であっても、セグメント３０５の他のサブセグメントにおける光子カウントに影響を与えないようにすることができ、セグメントの検出効率を高く維持することができる。

【0050】

図３Ｂは、センサアレイ（図３Ａのセンサアレイ３０２など）の分割されたセグメント３５０を示しており、分割されたセグメント３５０は、第１のサブセグメント３５２と第２のサブセグメント３５４とを含んでいる。第１のサブセグメント３５２及び第２のサブセグメント３５４は、分割されたセグメント３５０の幅（例えば、セグメント３０５の幅）に等しいセンサアレイの表面の幅を有することができる。また、第１のサブセグメント３５２及び第２のサブセグメント３５４は、分割されたセグメント３５０の厚さに等しい厚さ（例えば、深さ）を有することができる。第１のサブセグメント３５２の第１の長さ３６４と第２のサブセグメント３５４の第２の長さ３６６を合計すると、概ね、分割されたセグメント３５０の長さになる。一部の実施形態では、第１の長さ３６４は、第２の長さ３６６と同じにすることができる。他の実施形態では、第１の長さ３６４は、第２の長さ３６６と異なっていてもよい。例えば、第２の長さ３６６は第１の長さ３６４より短くてもよいし、第２の長さ３６６は第１の長さ３６４より長くてもよい。したがって、第１のサブセグメント３５２及び第２のサブセグメント３５４の半導体材料の体積は、同じであってもよいし、体積が異なっていてもよい。

【0051】

Ｘ線の吸収確率は深さ方向に一様ではなく、センサアレイの上部の近くでは多くのＸ線が吸収され、センサアレイの底部では吸収されるＸ線は少ない。サブセグメントが同じ大きさであれば、上部のサブセグメントは多くのＸ線をカウントし、下部のサブセグメントがカウントするＸ線は少なくなる。そのため、センサアレイの上部の近くでは小さなサブセグメントを使用し、センサアレイの底部では大きなサブセグメントを使用し、上部と下部のサブセグメントで吸収されるＸ線の数がほぼ同じになるようにすることが望ましい場合がある。上部と下部のサブセグメントで吸収されるＸ線の数がほぼ同じであれば、上部サブセグメントを無効にした場合の検出効率の影響は、下部サブセグメントを無効にした場合の影響と同じとすることができる。

【0052】

分割されたセグメント３５０における光子の合計カウント値は、第１のサブセグメント３５２で記録された第１の光子カウント数と、第２のサブセグメント３５４で記録された第２の光子カウント数との合計である。第１のサブセグメント３５２及び第２のサブセグメント３５４は、共有トレース３５６を通じてＡＳＩＣ３８０（例えば、ＡＳＩＣ３１２）のチャンネル３８２に電気的に結合されている。図３Ｂにおいて、共有トレース３５６は、ＡＳＩＣ３８０が、第１のサブセグメント３５２から共有トレース３５６の第１の接続部３６０を通じて電気信号を受け取り、ＡＳＩＣ３８０が、第２のサブセグメント３５４から共有トレース３５６の第２の接続部３６２を通じて電気信号を受け取るように構成される。第１のサブセグメント３５２からの電気信号は、第２のサブセグメント３５４からの電気信号と組み合わせることができ、分割されたセグメント３５０の光子の合計カウント値は、チャンネル３８２の組み合わされた電気信号に基づいて計算することができる。一部の実施形態では、ＡＳＩＣ３８０は単一チャンネルＡＳＩＣであってもよく、他の実施形態では、ＡＳＩＣ３８０はマルチチャンネルＡＳＩＣであってもよく、追加のチャンネルがＡＳＩＣ３８０に含まれていてもよい（例えば、他の分割されたセグメント用に）。

【0053】

欠陥３５８は、サブセグメント３５２に位置していると決定することができる。例えば、欠陥は、隣接するセグメント間の部分的な接続（短絡など）を作り出すサブセグメントの損傷箇所と考えられる。欠陥の位置は、様々な方法で決定することができる。一実施形態では、損傷箇所は、電子ビーム励起電流法（ＥＢＩＣ）を用いて決定することができる。この方法では、電子ビームがサブセグメント内及びその周辺の領域にわたって走査され、各位置に電荷が注入される。電流は、各セグメントのサブセグメントの合計であり、一部のセグメント又は全てのセグメントで監視される。電子ビームがサブセグメントの欠陥のない位置に存在している場合、電流は対応するセグメントのみから収集され、他のセグメントから電流が収集されることはない。電子ビームが欠陥の位置にある場合、セグメント間が部分的に接続されるので、電流は隣接するセグメントにも流れることができる。したがって、両方のセグメントに同時に信号が存在する場合、電子ビームの位置に欠陥が存在していることを示していると考えられる。

【0054】

別の実施形態では、欠陥の位置を熱画像法を用いて見つけることができ、熱画像法では、高感度のサーマルカメラを使用して、局所的な漏れに起因するわずかな温度上昇を画像化することができる。他の実施形態では、欠陥３５８は、光子の合計カウント値に基づいて検出することができ、光子の合計カウント値が閾値の光子カウント値を下回る場合、欠陥３５８がサブセグメント３５２に存在していると推論することができる。例えば、光子の合計カウント値は、１つ以上の隣接する分割されたセグメント（例えば、サブセグメント３５４）の光子カウント値、又はセグメント３５０の過去の光子カウント値と比較することができる。

【0055】

様々な実施形態において、欠陥３５８が第１のサブセグメント３５２で検出された場合、位置３７０において第１の接続部３６０を切断することによって、第１のサブセグメント３５２をＡＳＩＣ３８０から分離することができる。例えば、第１の接続部３６０は、レーザによって切断することができる。第１の接続部３６０が位置３７０で切断されると、ＡＳＩＣ３８０は第２のサブセグメント３５４から電気信号を受け取ることができ、ＡＳＩＣ３８０は第１のサブセグメント３５２から電気信号を受け取らないようにすることができる。第１のサブセグメント３５２から電気信号を受け取らない結果、ＡＳＩＣ３８０によって決定される第１のサブセグメント３５２で生成される光子カウント数をゼロにすることができる。しかし、光子カウントは第２のサブセグメント３５４から生成することができるので、分割されたセグメント３５０の光子カウントの全効率はゼロよりも大きく、センサアレイは使用可能とすることができる。したがって、セグメントを２つのサブセグメントに分割することにより、セグメントの欠陥に対するロバスト性が向上し、２つのサブセグメントからの光子カウント数に基づいて再構成される画像の品質を向上させることができる。

【0056】

言い換えれば、セグメントが別々のサブセグメントに分割されていなければ、ＡＳＩＣ３８０のチャンネル３８２を完全に無効にする必要があり、サブセグメント３５２及び３５４からのカウント値は全て失われることになる。様々な実施形態において、チャンネル３８２は、チャンネル３８２の測定回路をトレース３５６から分離し、トレース３５６を接地する（又は、一般には、ＡＳＩＣ内部で利用可能な一定の電圧に接続する）ようにＡＳＩＣ３８０をプログラミングすることによって、無効にすることができる。欠陥３５８を有するサブセグメント３５２の接続部３６０を切断することによって、ＡＳＩＣ３８０のチャンネル３８２は有効なままにすることができ、サブセグメント３５４で生成されたＸ線カウント値が測定される。

【0057】

センサアレイのセグメントの欠陥に対するセンサの感度は、分割されたセグメントのセグメント数に依存する。図３Ｂでは、分割されたセグメント３５０に２つのセグメントが含まれており、第１のサブセグメント３５２の損失は、光子の合計カウント値に実質的な影響を及ぼす恐れがある。分割されたセグメント３５０のロバスト性を向上させ、欠陥に対する感度を低くするために、分割されたセグメント３５０は、更に多くの数のサブセグメントに分割することができ、更に多くの数のサブセグメントの各サブセグメントは、第１のサブセグメント３５２及び／又は第２のサブセグメント３５４よりも小さくすることができる。

【0058】

図４Ａは、センサアレイ（図３Ａのセンサアレイ３０２など）の分割されたセグメント４００のサブセグメントの構成を示し、分割されたセグメント４００は複数のサブセグメント４０２を含んでいる。一部の実施形態では、各サブセグメント４０２は同じサイズであってもよく、他の実施形態では、各サブセグメント４０２は異なるサイズであってもよい。例えば、分割されたセグメント４００の第１のサブセグメントは第１のサイズを有し、分割されたセグメント４００の第２のサブセグメントは第２のサイズを有し、第２のサイズは第１のサイズより大きくてもよいし、小さくてもよい。また、分割されたセグメント４００の第３のサブセグメントは第３のサイズを有することができ、第３のサイズは第１のサイズ及び第２のサイズのうちの一方のサイズ又は両方のサイズより大きくてもよいし、小さくてもよい。

【0059】

分割されたセグメント４００における光子の合計カウント値は、分割されたセグメント４００の各サブセグメント４０２の光子カウント値の合計とすることができる。各サブセグメント４０２は、共有トレース４０６を通じてＡＳＩＣ４８０のチャンネル４８２（例えば、ＡＳＩＣ３８０のチャンネル３８２）に電気的に結合される。図４Ａにおいて、共有トレース４０６は、ＡＳＩＣ４８０が、共有トレース４０６の個別接続部４０８を通じて各サブセグメント４０２からチャンネル４８２を介して電気信号を受け取ることができるように構成される。各サブセグメント４０２からの電気信号は結合され、ＡＳＩＣ４８０によって、分割されたセグメント４００の光子の合計カウント値に変換することができる。

【0060】

図３Ｂを参照して上述したように、サブセグメント４０２に欠陥４０４が発見されることがある。しかし、複数のサブセグメントが共有トレース４０６を通じてＡＳＩＣ４８０に接続されていることの欠点は、どのサブセグメント４０２に欠陥があるかを検出することが困難になる場合があることである。

【0061】

図７を参照して以下でより詳細に記載されるように、どのサブセグメント４０２に欠陥があるかを決定するための１つの方法は、各サブセグメント４０２に対して、共有トレース４０６の各サブセグメントに対応する個別接続部４０８を切断し、対応する個別接続部４０８を切断する前と切断した後で光子の合計カウント値を比較することを反復することである。あるいは、別の方法で対応する個別接続部４０８を切断する前と切断した後で、欠陥によって引き起こされる電気の漏れを推定又は測定することができ、欠陥のあるサブセグメントを、漏れのない（例えば、漏れを実質的に低減する）切断されたサブセグメントにすることができる。

【0062】

欠陥のあるサブセグメント４０２が決定された後、欠陥のないサブセグメント４０２の切断された個別接続部４０８は、欠陥のないサブセグメント４０２の機能を回復するために、修復することができる。例えば、切断された個別接続部４０８は、レーザ溶接によって修復することができ、各切断された個別接続部４０８の切断部分は、レーザを適用して形成されたスポット溶接によって一緒に溶融される。

【0063】

欠陥のあるサブセグメントの個別接続部４０８が（例えば、位置４１０において）切断されると、ＡＳＩＣ４８０は、他のサブセグメント４０２から電気信号を受け取ることができるが、切断されたサブセグメント４０２から電気信号を受け取ることはできない。切断されたサブセグメント４０２から電気信号を受け取らないので、ＡＳＩＣ４８０によって決定される切断されたサブセグメント４０２の光子カウント数は、ゼロとなる。しかし、他のサブセグメント４０２は光子カウントを生成するので、分割されたセグメント４００の光子の合計カウント値は、欠陥のあるセグメントの接続部が切断される前の元の光子カウント値に近く、それによってセンサアレイを使用可能とすることができる。このように、１つのセグメントを複数のサブセグメントに分割することにより、分割されたセグメントの欠陥に対するロバスト性が向上し、サブセグメントからの光子カウント数に基づいて再構成される画像の品質を向上することができる。

【0064】

図４Ｂは、分割されたセグメント４００の複数のサブセグメント４０２の第１の代替構成４５０を示す。第１の代替構成４５０では、各サブセグメント４０２は、共有トレース４０６を通じてＡＳＩＣ４８０に電気的に結合されてはいない。図４Ｂでは、各サブセグメント４０２は、鎖状の直列接続部４５１を通じて隣接するサブセグメントに電気的に結合され、接続された最後のサブセグメントはＡＳＩＣ４８０に電気的に結合されている。第１の代替構成４５０では、ＡＳＩＣ４８０は、接続された最後のサブセグメントに結合された共有トレース４０６を通じて各サブセグメント４０２から電気信号を受け取ることができる。各サブセグメント４０２からの結合された電気信号は、分割されたセグメント４００の光子の合計カウント値に変換することができる。

【0065】

図４Ａの分割されたセグメント４００の構成に対する第１の代替構成４５０の利点は、トレースの全長が短くなり、これによって、図４Ａの構成と比較して静電容量が低くなることである。静電容量が追加されると、ノイズが増加する恐れがあり、これは望ましくない。しかしながら、図４Ａの分割されたセグメント４００の構成に対する第１の代替構成４５０の欠点は、各サブセグメント４０２間が直列接続であるので、欠陥のあるサブセグメント４０２の接続部が切断される結果として、欠陥のない１つ以上のサブセグメント４０２がＡＳＩＣ４８０から分離される恐れがあることである。

【0066】

例えば、どのサブセグメント４０２が欠陥４０４を含んでいるかを決定するために、第１の直列接続部４５２を切断することができる。ここで、第１の直列接続部４５２は、分割されたセグメント４００の第１のサブセグメント４６０を第２のサブセグメント４６２に接続するものである（例えば、第１のサブセグメント４６０はＡＳＩＣ４８０から最も遠いサブセグメントである）。分割されたセグメント４００の信号を、第１の直列接続部４５２を切断する前と切断した後で比較し、その結果、欠陥４０４が第１のサブセグメント４６０に存在していることを示す場合、分割されたセグメント４５０から欠陥のあるサブセグメントを永久に除去するために、接続部４５２は切断したままに維持することができる。残りのサブセグメント４０２における光子カウント値は、ＡＳＩＣ４８０に伝送することができる。分割されたセグメント４００の信号を、第１の直列接続部４５２を切断する前と切断した後で比較し、その結果、欠陥４０４が第１のサブセグメント４６０に存在していないことを示す場合、第２の直列接続部４５４を切断することができる。ここで、第２の直列接続部４５４は、分割されたセグメント４００の第２のサブセグメント４６２を第３のサブセグメント４６４に接続するものである。分割されたセグメント４００の信号を、第２の直列接続部４５４を切断する前と切断した後で比較し、その結果、欠陥４０４が第２のサブセグメント４６２に存在していることを示す場合、残りのサブセグメント４０２における光子カウント値をＡＳＩＣ４８０に送信することができる。分割されたセグメント４００の信号を、第２の直列接続部４５４を切断する前と切断した後で比較し、その結果、欠陥４０４が第２のサブセグメント４６２に存在していないことを示す場合、第３の直列接続部４５６を切断することができる。ここで、第３の直列接続部４５４は、分割されたセグメント４００の第３のサブセグメント４６４を第４のサブセグメント４６６に接続するものである。このようにして、欠陥４０４を含むサブセグメント４０２を決定することができ、欠陥のあるサブセグメントは、位置４５８においてその直列接続部を切断することによって、ＡＳＩＣ４８０から分離することができる。しかしながら、第１の代替構成４５０では、直列接続部４５２、４５４、及び４５６は回復できず、そのため、ＡＳＩＣ４８０は、（欠陥のあるサブセグメント４６６とＡＳＩＣ４８０との間に存在する）サブセグメント４６８、４７０、４７２、及び４７４から光子カウント値を受け取るが、（欠陥のあるサブセグメント４６６によってＡＳＩＣ４８０から分離された）サブセグメント４６０、４６２、及び４６４から光子カウント値を受け取ることはできない。

【0067】

図５は、分割された第１のセグメント５０４及び分割された第２のセグメント５５４に配置された複数のサブセグメント５０２の第２の代替構成５００を示し、サブセグメント５０２は、図４Ａの分割されたセグメント４００のサブセグメント４０２と同じとすることができる。図５において、切断されたサブセグメント５０２は、グランド線５１２を通じてグランド端子５０１に接地することができる。サブセグメント５０２と、きちんと電位が確定された導体（例えば、ＡＳＩＣの入力ノード）との間の接続部が切断されると、切断された電極の電位はもはや固定ではなく、その電極の近傍の電荷の移動に応じて変化する恐れがある。他の影響としては、切断された電極の近傍の電界が不均一になることがあり、これは好ましくない。これを回避するために、切断されたサブセグメント５０２を個別にグランド線５１２に接続することができる。

【0068】

分割されたセグメント５０４は、第１のサブセグメント５２０と第２のサブセグメント５２２とを含む。分割されたセグメント５５４は、第３のサブセグメント５２４と第４のサブセグメント５２６とを含む。第２の代替構成５００は、第１の共有トレース５０６と第２の共有トレース５０８とを含み、分割されたセグメント５０４のサブセグメント５２０及び５２２は第１の共有トレース５０６を通じてＡＳＩＣ５８０の第１のチャンネル５８１に接続され、分割されたセグメント５５４のサブセグメント５２４及び５２６は第２の共有トレース５０８を通じてＡＳＩＣ５８０の第２のチャンネル５８２に接続されている。

【0069】

他の実施形態では、分割されたセグメント５０４及び／又は分割されたセグメント５５４の一方のセグメント又は両方のセグメントに含まれるサブセグメントの数は別の数であってもよく、分割されたセグメントを、更に多い数のトレース又は更に少ない数のトレースを通じてＡＳＩＣ５８０の１つ以上のチャンネルに接続してもよい。例えば、分割されたセグメント５０４は、第１の共有トレース５０６及び第１のチャンネル５８１を通じてＡＳＩＣ５８０に接続された３つのサブセグメントを含むことができ、分割されたセグメント５５４は、第２の共有トレース５０８及び第２のチャンネル５８２を通じてＡＳＩＣ５８０に接続されるた異なる３つのサブセグメントを含むことができる。あるいは、分割されたセグメント５０４又は分割されたセグメント５５４の各サブセグメント５０２は、第１の共有トレース５０６及び第１のチャンネル５８１を通じて、又は第２の共有トレース５０８及び第２のチャンネル５８２を通じて、いずれかのＡＳＩＣ５８０に接続されてもよい。ここに示された例は説明のためのものであり、本開示の範囲から逸脱することなく、更に多い数又は更に少ない数のトレース及び／又はＡＳＩＣを、更に多い数又は更に少ない数のトレース及び／又はＡＳＩＣに接続された更に多くの数又は更に少ない数のサブセグメントとともに使用してもよいことを理解されたい。

【0070】

分割されたセグメント５０４及び第１の共有トレース５０６は、ＡＳＩＣ５８０が、サブセグメント５２０から共有トレース５０６の個別接続部５０５を通じて、及びサブセグメント５２２から共有トレース５０６の個別接続部５０７を通じて、第１のチャンネル５８１において電気信号を受け取ることができるように構成されている。同様に、分割されたセグメント５５４及び第２の共有トレース５０８は、ＡＳＩＣ５８０が、サブセグメント５２４から共有トレース５０８の個別接続部５０９を通じて、及びサブセグメント５２６から共有トレース５０８の個別接続部５１１を通じて、第２のチャンネル５８２において電気信号を受け取ることができるように構成される。サブセグメント５２０及び５２２からの電気信号は、ＡＳＩＣ５８０において結合され、分割されたセグメント５０４の光子の合計カウント値に変換することができる。例えば、分割されたセグメント５０４における光子の合計カウント値は、サブセグメント５２０における電気信号とサブセグメント５２２における第２の電気信号との和とすることができる。分割されたセグメント５５４における光子の合計カウント値は、サブセグメント５２４における第３の電気信号と、サブセグメント５２６における第４の電気信号との和とすることができる。

【0071】

欠陥５１０は、分割されたセグメント５５４のサブセグメント５２６で検出することができる。様々な実施形態では、図７を参照して以下でより詳細に説明するように、分割されたセグメント５５４の各サブセグメントの個別接続部を切断し、切断前後の光子の合計カウント値を比較することを反復的に実行することによって、欠陥５１０を検出することができる。例えば、まず、個別接続部５０９を切断して、欠陥５１０がサブセグメント５２４にあるかどうかを判断することができる。欠陥５１０がサブセグメント５２４にないと判断された場合、個別接続部５０９が修復される。そして、個別接続部５１１が切断され、欠陥５１０がサブセグメント５２６にあるかどうかを判断することができる。個別接続部５０９を修復した結果、サブセグメント５２４からの電気信号を、第２のチャンネル５８２を通じてＡＳＩＣ５８０で受け取ることができる。サブセグメント５２０及び５２２は分割されたセグメント５５４に含まれないので、サブセグメント５２０及び５２２からの電気信号は、第１のチャンネル５８１を通じてＡＳＩＣ５８０で受け取ることができる。第１のチャンネル５８１で受け取られた電気信号は、光子カウント値に変換され、合計され、分割されたセグメント５０４の光子の合計カウント値を決定することができ、第２のチャンネル５８２で受け取られた電気信号（例えば、サブセグメント５２４からの電気信号だり、切断されたサブセグメント５２６からの電気信号ではない）は、光子カウント値に変換され、合計され、分割されたセグメント５５４の光子の合計カウント値を決定することができる。

【0072】

個別接続部５１１を切断した後、サブセグメント５２６は、新たな接続部５１４を通じてグランド線５１２に接続することができる。切断されたサブセグメント５２６を接地することによって、切断されたサブセグメント５２６の電位を固定することができ、それによって、切断されたサブセグメント５２６の近傍の電界が不均一になることを防止することができる。

【0073】

図６Ａは、分割されたセグメント６０４の複数のサブセグメント６０２の第３の代替構成６００を示す。これらのサブセグメントは、図４Ａ及び図４Ｂの分割されたセグメント４００のサブセグメント４０２、及び図５の分割されたセグメント５０４のサブセグメント５０２と同様である。分割されたセグメント６０４は、第１のサブセグメント６２０、第２のサブセグメント６２２、及び第３のサブセグメント６２４を含む。図４Ａと同様に、各サブセグメントは、共有トレース６０６を通じてＡＳＩＣ６８０に電気的に結合される。しかしながら、図６Ａでは、第１のサブセグメント６２０は、第１のスイッチ６０５を通じて共有トレース６０６に接続され、第２のサブセグメント６２２は、第２のスイッチ６０７を通じて共有トレース６０６に接続され、第３のサブセグメント６２４は、第３のスイッチ６０９を通じて共有トレース６０６に接続される。第１のスイッチ６０５、第２のスイッチ６０７、及び第３のスイッチ６０９は、通常は接続スイッチとすることができ、第１のスイッチ６０５、第２のスイッチ６０７、及び第３のスイッチ６０９のデフォルト位置では、第１のサブセグメント６２０、第２のサブセグメント６２２、及び第３のサブセグメント６２４からＡＳＩＣに電荷が通過することができる。例えば、トランジスタスイッチをセンサアレイに内蔵し、内蔵型電子回路部又は外部印加電圧によってトランジスタのゲートに電圧を印加してトランジスタスイッチを開き、電荷がＡＳＩＣに到達するのを防止することができる。ＡＳＩＣ６８０において、第１のサブセグメント６２０、第２のサブセグメント６２２、及び第３のサブセグメント６２４の電気信号の測定と、分割されたセグメント６０４の光子の合計カウント値の測定は、図４Ａ－図５を参照して上述したように実施することができる。

【0074】

第３の代替構成６００では、有利なことに、第１のスイッチ６０５、第２のスイッチ６０７、及び第３のスイッチ６０９を使用して、サブセグメントとＡＳＩＣ６８０との間の個別接続部を切断することなく、分割されたセグメント６０４のうちのどのサブセグメントに欠陥６１０があるかを決定することができる。

【0075】

例えば、どのサブセグメント６０２が欠陥６１０を含むかを決定するために、第１のスイッチ６０５を閉状態から開状態に調整し、それによって第１のサブセグメント６２０をＡＳＩＣ６８０から切り離すことができる。言い換えれば、第１のスイッチ６０５を開くことによって、ＡＳＩＣ６８０から第１のサブセグメント６２０の個別接続部を切断するのと同じ目的を機能的に実現することができる。したがって、第１のスイッチ６０５を開く前と開いた後で、分割されたセグメント６０４の全電気信号を比較した結果が、欠陥６１０が第１のサブセグメント６２０に存在していることを示す場合、サブセグメント６２２及び６２４における光子のカウント数は、小さな信号損失で、ＡＳＩＣ４８０に送信することができる。第１のスイッチ６０５を開く前と開いた後で、分割されたセグメント６０４の全電気信号を比較した結果が、欠陥６１０が第１のサブセグメント６２０に存在していないことを示す場合、第１のスイッチ６０５は開位置から閉位置に調整され、それによって第１のサブセグメント６２０をＡＳＩＣ６８０に再接続することができる。次に、第２のスイッチ６０７が閉位置から開位置に調整され、それによって第２のサブセグメント６２２をＡＳＩＣ６８０から切り離すことができる。

【0076】

本明細書では、様々なサブセグメントで生成された信号から光子のカウント数を計算することが、ＡＳＩＣ６８０によって実行されるものとして記載されているが、様々な実施形態において、ＡＳＩＣ６８０に代わりに、本開示の範囲を逸脱することなく、異なる読出し電子回路部（例えば、試験及び修復中に用いられる外部読出し電子回路部）が使用できることを理解されたい。

【0077】

第２のスイッチ６０７を開く前と開いた後で、分割されたセグメント６０４の信号を比較した結果が、欠陥６１０が第２のサブセグメント６２２に存在することを示す場合、残りのサブセグメント６２０及び６２４における信号をＡＳＩＣ４８０に送信することができる。第２のスイッチ６０７を開く前と開いた後で、分割されたセグメント６０４の信号を比較した結果が、欠陥６１０が第２のサブセグメント６２２に存在していないことを示す場合、第２のスイッチ６０７は、開状態から閉状態に調整され、それによって第２のサブセグメント６２２をＡＳＩＣ６８０に再接続することができる。次に、第３のスイッチ６０９は、閉状態から開状態に調整され、それによって第３のサブセグメント６２４をＡＳＩＣ６８０から切り離すことができる。

【0078】

このようにして、サブセグメント６２４に欠陥６１０が含まれることが特定され、欠陥のあるサブセグメント６２４は、第３のスイッチ６０９を永久にオフにすることによって、又は位置６３０においてサブセグメント６２４とＡＳＩＣ６８０との接続部を切断することによって、ＡＳＩＣ６８０から分離することができる。一部の実施形態では、欠陥のあるサブセグメント６２４は、図５を参照して上述したように、ＡＳＩＣ６８０との接続部が切断された後に接地することができる。サブセグメント６２４とＡＳＩＣ６８０との間の接続部を切断することによって、第３のスイッチ６０９は開位置に維持される必要がなくなり、その結果、エネルギー消費を削減することができる。エネルギーの節約に加えて、欠陥のあるサブセグメントへのトレースが切断される場合、開状態を維持するための電子回路が不要になる。例えば、電子回路をアセンブリ全体に対して外付けし、製造テスト工程で使用することができる。欠陥のあるサブセグメントへのトレースが切断された場合、最終的な組立てでは、電子回路が不要になることがある。

【0079】

図６Ｂは、２つの分割されたセグメントの第４の代替構成６５０を示し、分割された各セグメントは、２つのサブセグメントを有している。分割されたセグメント６５４は、第１のサブセグメント６５２と第２のサブセグメント６５３とを含み、分割されたセグメント６５５は、第３のサブセグメント６６０と第４のサブセグメント６６２とを含む。第４の代替構成６５０では、サブセグメント６５２及び６５３は共有トレース６６８を通じてＡＳＩＣ６８０に電気的に結合され、サブセグメント６５２は第１の個別接続部６５６を通じて共有トレース６６８に接続され、サブセグメント６５３は第２の個別接続部６６４を通じて共有トレース６６８に接続されている。同様に、サブセグメント６６０及び６６２は、共有トレース６７０を通じてＡＳＩＣ６８０に電気的に結合され、サブセグメント６６０は、第３の個別接続部６５８を通じて共有トレース６７０に接続され、サブセグメント６６２は、第４の個別接続部６６６を通じて共有トレース６７０に接続される。図４Ａ－図６Ａを参照して上述したように、分割されたセグメント６５４の光子の合計カウント値は、第１のサブセグメント６５２から受け取った第１の信号と、第２のサブセグメント６５３から受け取った第２の信号とに基づいて、ＡＳＩＣ６８０で計算することができる。分割されたセグメント６５５の光子の合計カウント値は、第２のサブセグメント６６０から受け取った第３の信号と、第４のサブセグメント６６２から受け取った第４の信号とに基づいて、計算することができる。

【0080】

さらに、第１のスイッチ６５７は、第１の個別接続部６５６に配置することができ、第２のスイッチ６６５は、第２の個別接続部６６４に配置することができ、第３のスイッチ６５９は、第３の個別接続部６５８に配置することができ、第４のスイッチ６６７は、第４の個別接続部６６６に配置することができる。様々な実施形態において、スイッチ６５７、６６５、６５９、及び６６７は、常閉状態のトランジスタとすることができる。図６Ａの第３の代替構成６００と同様に、複数のサブセグメントのうちの１つのサブセグメント（例えば、第１のサブセグメント６５２）の欠陥６７５は、第３の代替構成６００とは異なる方法ではあるが、スイッチ６５７、６６５、６５９、及び６６７のうちの１つ以上のスイッチを調整することによって検出することができる。図６Ｂにおいて、信号源６９０（電圧源など）は、第１のスイッチ６５７のトランジスタゲート及び第３のスイッチ６５９のトランジスタゲートに電気的に結合され、第２の信号源６９２は、第２のスイッチ６６５のトランジスタゲート及び第４のスイッチ６６７のトランジスタゲートに電気的に結合されている。したがって、信号源６９０で印加される電圧は、ＡＳＩＣ６８０において、サブセグメント６５２及び６６０から信号を受け取らないように、第１のスイッチ６５７及び第３のスイッチ６５９のトランジスタゲートを開くことができる。同様に、信号源６９２で印加される電圧は、ＡＳＩＣ６８０において、サブセグメント６５３及び６６２から信号を受け取らないように、第２のスイッチ６６５及び第４のスイッチ６６７のトランジスタゲートを開くことができる。電圧は、例えば、分割されたセグメント６５４及び／又は６５５の試験中及び／又は修復中に、電子プローブによって印加されてもよい。

【0081】

欠陥６７５の位置を決定する場合、第１の信号源６９０及び第２の信号源６９２を調整することによって、サブセグメント６５２、６５３、６６０、及び６６２をＡＳＩＣから反復的に分離することができる。例えば、電圧を信号源６９０に印加してスイッチ６５７及び６５９を開き、それによりサブセグメント６５２及び６６０をＡＳＩＣ６８０から切り離すことができる。ＡＳＩＣ６８０は、第１のＡＳＩＣチャンネル６８１において、サブセグメント６５３からの信号を受け取り、その信号を使用してサブセグメント６５３に欠陥があるかどうかを判断することができ、ＡＳＩＣ６８０は第２のＡＳＩＣチャンネル６８２において、サブセグメント６６２からの信号を受け取り、その信号を使用してサブセグメント６６２に欠陥があるかどうかを判断することができる。サブセグメント６５３及び６６２の信号が期待される信号の範囲内にある場合、サブセグメント６５３及び６６２には欠陥がないと推論することができる。その後、信号源６９０に印加される電圧は、スイッチ６５７及び６５９を閉じるために中断することができ（又は第２の電圧が印加されてもよい）、それによりサブセグメント６５３及び６６２とＡＳＩＣ６８０との間の接続が回復できる。その後、電圧を信号源６９２に印加してスイッチ６６５及び６６７を開き、それによってサブセグメント６５３及び６６２をＡＳＩＣ６８０から切り離すことができる。ＡＳＩＣ６８０は、第１のＡＳＩＣチャンネル６８１において、サブセグメント６５２からの信号を受け取り、ＡＳＩＣ６８０は、第２のＡＳＩＣチャンネル６８２において、サブセグメント６６０からの信号を受け取る。欠陥６７５によって、サブセグメント６５２の信号は期待される信号の範囲内にはない恐れがあり、それによって、サブセグメント６５２に欠陥があると推論することができる。

【0082】

欠陥６７５が第１のサブセグメント６５２に存在していると判断されると、第１の接続部６５６が（例えば、レーザを用いて）切断され、サブセグメント６５２をＡＳＩＣ６８０から永久に分離することができる。第１の接続部６５６を切断した後、ＡＳＩＣ６８０のＡＳＩＣチャンネル６８１における分割されたセグメント６５４の光子の合計カウント値は、第２のサブセグメント６５３における光子カウント値に等しくなる。サブセグメント６５２とＡＳＩＣ６８０との間の第１の接続部６５６を切断した結果、分割されたセグメント６５４の光子の合計カウント値は減少することがあるが、分割されたセグメント６５４の光子の合計カウント値は、期待される光子のカウント値に十分に近い値になり、分割されたセグメント６５４の光子の合計カウント値を使用して再構成される画像を高品質にすることができる。図６Ａの第３の代替構成６００に対する第４の代替構成６５０の利点は、２つ以上の分割されたセグメントに対して欠陥が存在していることを、個々に印加される信号の数を少なくして同時に判断することができ、これにより、分割されたセグメントの欠陥を突き止めるための時間及びコストを低減できることである。

【0083】

本明細書に含まれる図では、様々なＡＳＩＣがサブセグメントに接続されていることを言及しているが、検出器素子の他の構成要素が組み立てられてテストされるまで、ＡＳＩＣが検出器素子に含まれなくてもよいことを理解されたい。製造中に実施される試験フェーズの間に接続部が切断され、スイッチが開閉される場合があるので、様々な実施形態において、ＡＳＩＣは、分割されたセグメントからの結合された信号を測定するように構成された外部又は内部の測定回路（例えば、電流計）によって置き換えられ、結合された信号は、（例えば、ＡＳＩＣに機能的に類似する）分割されたセグメントの複数のサブセグメントによって生成される信号を含むことができる。例えば、測定回路は、ＡＳＩＣの外部にあるがＰＣＣＴ検出器の内部にある回路であってもよいし、測定回路は、ＰＣＣＴ検出器の試験及び／又は修復中に、分割されたセグメントに一時的に接続される別の測定回路であってもよい。

【0084】

ここで図７を参照すると、例示的方法７００が示されており、この方法７００は、上述の図４Ａを参照して簡単に説明したように、セグメントの複数のサブセグメントとセンサアレイのＡＳＩＣとの間の接続部を反復的に切断することによって、ＰＣＣＴ検出器のセンサアレイのセグメントの欠陥のあるサブセグメントの位置を決定する。方法７００は、図１のＣＴシステム１００及び／又は図２のイメージングシステム２００を参照しながら説明される。方法７００は、ＰＣＣＴ検出器の構成要素の製造者によって、例えば、ＰＣＣＴ検出器の製造中、試験中、又は修復中に実行することができる。様々な実施形態において、方法７００は、センサアレイの分割されたセグメントの１つ以上のサブセグメント（図４Ａの分割されたセグメント４００のサブセグメント４０２など）に欠陥が検出されたときに実行してもよい。他の実施形態では、方法７００を、代替的に又は追加的に、ＰＣＣＴ検出器を最大効率の条件で動作させることを維持する方法として（例えば、ＰＣＣＴ検出器の使用中に生じる劣化を検出するために）、定期的に実行してもよい。例えば、劣化は、放射線損傷、湿度損傷、システム内のノイズが増加するにつれて閾値を越えるように増加する限界漏れ、又は別の理由によって生じる可能性がある。

【0085】

方法７００は７０２から開始する。７０２では、方法７００は分割されたセグメントの第１のサブセグメントを選択することを含む。分割されたセグメントの第１のサブセグメントは、例えば、ＡＳＩＣに最も近いサブセグメントであってもよいし、分割されたセグメントの第１のサブセグメントは、ＡＳＩＣから最も遠くに位置するサブセグメントであってもよいし、別のサブセグメントであってもよい。

【0086】

７０４では、方法７００は、分割されたセグメントのサブセグメントからの結合された信号を測定するように構成された読出し電子回路部で受け取った第１の信号を測定することを含んでいる。分割されたセグメントの各サブセグメントからの信号は、読出し電子回路部において結合することができ、それによって、第１の信号は、分割されたセグメントの全てのサブセグメントから読出し電子回路部で受け取った全信号とすることができる。上述したように、読出し電子回路部は、ＰＣＣＴ検出器の内部に存在していてもよいし、外部に存在していてもよい。一部の実施形態では、第１の信号は、別個の読出し電子回路部ではなく、ＡＳＩＣによって測定してもよい。

【0087】

７０６では、方法７００は、選択されたサブセグメントと読出し電子回路部との間の接続部を切断することを含んでいる。様々な実施形態において、当該接続部は、選択されたサブセグメントと、読出し電子回路部につながる共有トレースとの間の個別接続部とすることができ、共有トレースは、分割されたセグメントの他のサブセグメントの他の個別接続部に結合することができる。選択されたサブセグメントと読出し電子回路部との間の接続部を切断することにより、選択されたサブセグメントの光子カウント値がスキャンの間にＡＳＩＣで計算することが禁止される。

【0088】

７０８では、方法７００は、読出し電子回路部で受け取った第２の信号を測定することを含んでいる。第１の信号と同様に、第２の信号は、ＡＳＩＣの読出し電子回路部、又はＰＣＣＴ検出器の内部の若しくは外部の測定回路の読出し電子回路部によって測定することができる。各サブセグメントからの信号は、読出し電子回路部（又はＡＳＩＣ）で結合することができ、これにより、第２の信号は、分割されたセグメントの切断されていない全てのサブセグメントから読出し電子回路部で受け取った全信号とすることができる。選択されたサブセグメントと読出し電子回路部との間の接続部が切断されると、選択されたサブセグメントで生成される信号は、非常に小さいことが予想される（例えば、ゼロに近い通常のリーク電流）。

【0089】

７１０では、方法７００は、第１の信号と第２の信号との間の変化が、選択されたサブセグメントが欠陥を含むことを示す範囲内にあるかどうかを判断することを含んでいる。例えば、当該変化が閾値変化を超えている場合、当該変化は、選択されたサブセグメントが欠陥を含むことを示す範囲内にあると考えることができる。例えば、欠陥は、過剰なリーク電流、又は断続的で過剰なダークカウントによって引き起こされる可能性があり、その両方によって望ましくない大きな信号（例えば、存在しないはずの過剰なカウント値）を生成することがある。望ましくない大きな信号は、選択されたサブセグメントが欠陥を含むことを示す範囲内にあると考えられ、欠陥を含まないサブセグメントから生成される信号は、範囲内にないと考えることができる。他の実施形態では、当該範囲は、予想より小さい信号をカバーすることがある。例えば、欠陥が他の原因を有し、当該他の原因が、欠陥を含まないサブセグメントから予想される信号よりも小さい信号を生成する場合がある。予想より小さい信号は、選択されたサブセグメントが欠陥を含むことを示す範囲内にある場合がある。一部の実施形態では、複数の範囲を使用することができ、信号が複数の範囲のうちの１つの範囲内にある場合、サブセグメントに欠陥があると推論し、信号が複数の範囲のうちのいずれの範囲にもない場合、サブセグメントに欠陥がないと推論することができる。

【0090】

他の実施形態では、他の方法を使用して、サブセグメントに欠陥があるかどうかを判断することができる。例えば、図３Ｂを参照して上述したように、ＥＢＩＣを使用して過剰な漏れを検出してもよいし、熱画像法を使用して欠陥を突き止めてもよい。

【0091】

７１０において、第１の信号と第２の信号との間の変化が、サブセグメントに欠陥があることを示す範囲内ではないと判断された場合、方法７００は７１２に進む。７１２では、方法７００は、選択されたサブセグメントを切断されたサブセグメントのリストに追加することを含んでいる。例えば、選択されたサブセグメントを、ＰＣＣＴイメージングシステムの短期メモリに記憶されたベクトルに追加することができる。方法７００は、７１４に進む。

【0092】

７１４では、方法７００は、次のサブセグメントを選択することを含んでいる。様々な実施形態において、次のサブセグメントは、以前に選択されたサブセグメントの隣のサブセグメントである。例えば、選択された第１のサブセグメントは、読出し電子回路部に最も近いサブセグメント（例えば、図４Ｂのサブセグメント４７４など）とすることができる。選択された第２のサブセグメントは、読出し電子回路部に次に近いサブセグメントであって、選択された第１のサブセグメントの隣のサブセグメント（例えば、図４Ｂのサブセグメント４７２）とすることができ、選択された第３のサブセグメントは、読出し電子回路部に次に近いサブセグメントであって、選択された第２のサブセグメントの隣のサブセグメント（例えば、図４Ｂのサブセグメント４７０）とすることができる、等々である。あるいは、選択された第１のサブセグメントは、読出し電子回路部から最も遠いサブセグメントであってもよい（例えば、図４Ｂのサブセグメント４６０など）。選択された第２のサブセグメントは、読出し電子回路部から次に遠いサブセグメントであって、選択された第１のサブセグメントの隣のサブセグメント（例えば、図４Ｂのサブセグメント４６２）とすることができ、選択された第３のサブセグメントは、読出し電子回路部から次に遠いサブセグメントであって、選択された第２のサブセグメントの隣のサブセグメント（例えば、図４Ｂのサブセグメント４６４）とすることができる、等々である。

【0093】

次のサブセグメントが選択されると、方法７００は７０４に戻り、新たな第１の信号が読出し電子回路部によって測定される。

【0094】

あるいは、７１０において、第１の信号と第２の信号との間の変化が、選択されたサブセグメントに欠陥があることを示す範囲内にあると判断された場合、方法７００は７１６に進む。７１６では、方法７００は、切断されたサブセグメントを、例えば、グランドバスに接地することを含むことができる。例えば、一部の実施形態では、切断されたサブセグメントは、図５を参照して上述したように、グランドバスのグランド線に接地することができる。

【0095】

７１８では、方法７００は、切断された（欠陥のない）サブセグメントのリストに対して反復処理を実行し、切断されたサブセグメントのリストの切断された各サブセグメントに対して、切断されたサブセグメントとＡＳＩＣとの間の接続部を修復することを含むことができる。様々な実施形態において、切断されたサブセグメントとＡＳＩＣとの間の接続部は、レーザ溶接によって修復することができる。そして、方法７００は終了する。

【0096】

次に図８を参照すると、例示的な方法８００が示されており、この方法８００は、上述の図６Ａを参照して簡単に説明したように、セグメントの複数のサブセグメントとセンサアレイのＡＳＩＣとの間の接続部のスイッチを反復的にオフにすることによって、ＰＣＣＴ検出器のセンサアレイのセグメントの中の欠陥のあるサブセグメントの位置を決定する。方法８００は、図１のＣＴシステム１００及び／又は図２のイメージングシステム２００を参照して説明される。方法８００は、例えば、ＰＣＣＴ検出器の製造、試験、又は修復中に、ＰＣＣＴ検出器の構成要素の製造者によって実行することができる。方法８００は、センサアレイの分割されたセグメントの１つ以上の複数のサブセグメント（図６Ａの分割されたセグメント６０４のサブセグメント６０２など）に欠陥が検出されたときに実行してもよい。

【0097】

方法８００は８０２で始まる。８０２では、方法８００は、分割されたセグメントの第１のサブセグメントを選択することを含んでいる。分割されたセグメントの第１のサブセグメントは、例えば、読出し電子回路部に最も近いサブセグメントであってもよいし、分割されたセグメントの第１のサブセグメントは、読出し電子回路部から最も遠い位置にあるサブセグメントであってもよい。

【0098】

８０４では、方法８００は、分割されたセグメントのサブセグメントからの結合された信号を測定するように構成された読出し電子回路部で受け取った第１の信号を測定することを含んでいる。分割されたセグメントの各サブセグメントからの信号は、読出し電子回路部において結合することができ、それによって、第１の信号は、分割されたセグメントの全てのサブセグメントから読出し電子回路部で受け取った全信号とすることができる。上述したように、読出し電子回路部は、ＰＣＣＴ検出器の内部に存在していてもよいし、外部に存在していてもよい。一部の実施形態では、第１の信号は、別個の読出し電子回路部ではなく、ＡＳＩＣによって測定してもよい。

【0099】

８０６では、方法８００は、選択されたサブセグメントと、読出し電子回路部につながる共有トレースとの間の個別接続部に結合されたスイッチ（例えば、図６Ａの共有トレース６０６に結合されたスイッチ６０９）を、閉位置から開位置に調整することを含み、共有トレースは、分割されたセグメントの他のサブセグメントの他の個別接続部に結合することができる。

【0100】

８０８では、方法８００は、読出し電子回路部で受け取った第２の信号を測定することを含んでいる。第１の信号と同様に、第２の信号は、ＡＳＩＣの読出し電子回路部、又はＰＣＣＴ検出器の内部の若しくは外部の測定回路の読出し電子回路部によって測定することができる。各サブセグメントからの信号は、読出し電子回路部（又はＡＳＩＣ）で結合することができ、これにより、第２の信号は、分割されたセグメントの接続された全てのサブセグメントから読出し電子回路部で受け取った全信号とすることができる。選択されたサブセグメントと読出し電子回路部との間の接続部のスイッチをオフにすると、選択されたサブセグメントで生成される信号は変化することが予想される。

【0101】

８１０では、方法８００は、方法７００を参照して上述したように、第１の信号と第２の信号との間の変化が、サブセグメントに欠陥があることを示す範囲内にあるかどうかを判断することを含んでいる。８１０において、第１の信号と第２の信号との間の変化が、サブセグメントに欠陥があることを示す範囲内にないと判断された場合、選択されたサブセグメントは欠陥を含まないと推論することができ、方法８００は８１２に進む。８１２では、方法８００は、選択されたサブセグメントと読出し電子回路部につながる共有トレースとの間の個別接続部に結合されたスイッチを、開位置から閉位置に戻すように調整し、それによって選択されたサブセグメントを読出し電子回路部に再接続することを含んでいる。

【0102】

８１４では、方法８００は、次のサブセグメントを選択することを含んでいる。様々な実施形態において、次のサブセグメントは、以前に選択されたサブセグメントの隣のサブセグメントである。例えば、選択された第１のサブセグメントは、読出し電子回路部に最も近いサブセグメントとすることができる。選択された第２のサブセグメントは、読出し電子回路部に次に近いサブセグメントとすることができ、選択された第３のサブセグメントは、読出し電子回路部に次に近いサブセグメントとすることができる、等々である。次のサブセグメントが選択されると、方法８００は８０４に戻り、新たな第１の信号が測定される。

【0103】

あるいは、８１０において、第１の信号と第２の信号との間の変化が、選択されたサブセグメントに欠陥があることを示す範囲内にあると判断された場合、方法８００は８１６に進む。８１６では、方法８００は、欠陥のあるサブセグメントと読出し電子回路部との間の接続部を切断することを含んでいる。

【0104】

８１８では、方法８００は、任意選択で、切断されたサブセグメントを、例えば、グランドバスに接地することを含んでいる。例えば、一部の実施形態では、切断されたサブセグメントは、図５を参照して上述したように、グランドバスのグランド線に接地することができる。そして、方法８００は終了する。

【0105】

したがって、本明細書で提案されている方法及びシステムは、ＰＣＣＴイメージングシステムの光子計数型検出器のセンサアレイのセグメントの中の欠陥のあるセグメントを修復するものであり、ＰＣＣＴイメージングシステムのセンサアレイのセグメントを、複数のサブセグメントに分割し、各サブセグメントは、セグメントの光子カウント値を計算するように構成されたＡＳＩＣに電気的に結合される。画像を再構成するために使用される分割されたセグメントの光子の合計カウント値は、各サブセグメントによって生成される電気信号から決定することができる。セグメントを複数のサブセグメントに分割することにより、セグメントの欠陥から、欠陥のあるサブセグメントを見つけることができる。そして、欠陥のあるサブセグメントとＡＳＩＣとの間の接続部を切断することにより、欠陥のあるサブセグメントを分離することができる。欠陥のあるセグメントではなく、セグメントの中の欠陥のあるサブセグメントを分離する技術的効果は、セグメントに関連する画素について、光子カウント値を更に正確に測定することができ、より高品質な再構成画像を得ることができる。

【0106】

サブセグメントの欠陥を検出する様々な方法が提案されている。この方法では、例えば、選択されたサブセグメントと読出し電子回路部との間の接続部を切断する又は接続部のスイッチをオフにする前後で、読出し電子回路部で受け取ったセグメントからの信号を比較することにより欠陥が検出される。接続部を切断する前の信号が、接続部を切断した後に受け取った信号と大きく異なる場合、選択されたサブセグメントに欠陥があると推論することができる。あるいは、接続部を切断する前に受け取った信号が、接続部を切断した後に受け取った信号と大きくは異なっていない場合、選択されたサブセグメントに欠陥がないと推論することができる。サブセグメントに欠陥があると判断されると、サブセグメントとＡＳＩＣとの間の接続部をレーザで切断することにより、サブセグメントをＡＳＩＣから永久的に分離することができる。永久に分離されたサブセグメントは更に接地することができる。

【0107】

また、本開示は、光子計数コンピュータ断層撮影（ＰＣＴ）撮像システムのための方法のサポートを提供する。本方法は、ＰＣＣＴイメージングシステムの光子計数型検出器のセンサアレイのセグメントを複数のサブセグメントに分割することであって、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントは、読出し電子回路部に電気的に結合され、前記読出し電子回路部は前記セグメントの光子カウント値を計算するように構成される、セグメントを複数のサブセグメントに分割すること、前記分割されたセグメントの各サブセグメントで生成され結合された電気信号に基づいて、前記分割されたセグメントの光子の合計カウント値を生成すること、及び前記分割されたセグメントにおける光子の合計カウント値に基づいて画像を再構成することを含む。本方法の第１の実施例では、本方法は、前記セグメントの欠陥を検出した場合、前記欠陥が存在するサブセグメントを特定すること、前記欠陥のあるサブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を切断することによって、前記セグメントを修復すること、前記分割されたセグメントの欠陥のない各サブセグメントにおいて生成され結合された電気信号に基づいて、前記分割されたセグメントの光子の合計カウント値を生成すること、前記光子の合計カウント値に基づいて画像を再構成することを含む。任意選択で第１の実施例を含む本方法の第２の実施例では、前記欠陥が存在するサブセグメントを特定すること、及び前記欠陥のあるサブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を切断することによって、前記セグメントを修復することは、試験段階及び／又は修復段階で前記センサアレイの製造者によって実行される。任意選択で第１の実施例及び第２の実施例のうちの一方の実施例又は両方の実施例を含む本方法の第３の実施例では、本方法は、前記欠陥のあるサブセグメントをグランド線と電気的に結合することにより、前記欠陥のあるサブセグメントを接地することをさらに含む。任意選択で第１の実施例～第３の実施例のうちの１つ以上の実施例又は各実施例を含む本方法の第４の実施例では、前記欠陥が存在するサブセグメントを特定することは、電子ビーム励起電流法（ＥＢＩＣ）及び熱画像法のうちの一方を使用して、前記サブセグメントからの電気の漏れを検出することを含む。任意選択で第１の実施例～第４の実施例のうちの１つ以上の実施例又は各実施例を含む本方法の第５の実施例では、前記欠陥が存在するサブセグメントを特定することは、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントに対して、前記読出し電子回路部によって第１の信号を測定すること、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を切断すること、前記読出し電子回路部で第２の信号を測定すること、前記第１の信号と前記第２の信号との間の変化が、前記サブセグメントに欠陥があることを示す範囲内にある場合、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を永久に切断すること、及び前記第１の信号と前記第２の信号との間の変化が、前記サブセグメントに欠陥があることを示す範囲内にない場合、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を回復させることを含む。任意選択で第１の実施例～第５の実施例のうちの１つ以上の実施例又は各実施例を含む本方法の第６の実施例では、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を切断することは、レーザで前記接続部を切断することと、前記接続部に配置されたスイッチを閉位置から開位置に調整することとのうちの一方を含む。任意選択で第１の実施例～第６の実施例のうちの１つ以上の実施例又は各実施例を含む本方法の第７の実施例では、本方法は、レーザ溶接で前記接続部を修復することと、前記接続部に配置されたスイッチを開位置から閉位置に調整することとのうちの一方によって、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を回復することを含む。任意選択で第１の実施例～第７の実施例のうちの１つ以上の実施例又は各実施例を含む本方法の第８の実施例では、各サブセグメントは、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部にスイッチを含む。任意選択で第１の実施例～第８の実施例のうちの１つ以上の実施例又は各実施例を含む本方法の第９の実施例では、複数のサブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部に配置された複数のスイッチは、１つの信号源に電圧を印加することによって、閉位置から開位置に調整される。

【0108】

本開示は、光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ）イメージングシステムのサポートも提供する。ＰＣＣＴイメージングシステムは、センサアレイを含む光子計数型検出器であって、前記センサアレイは複数のセグメントを含み、前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つのセグメントは複数のサブセグメントに分割され、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントは前記センサアレイの読出し電子回路部に電気的に結合される、光子計数型検出器と、１つ以上のプロセッサ、及び前記１つ以上のプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的メモリとを含み、前記命令は、前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つのセグメントに対して、前記読出し電子回路部において、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントからの結合された信号に基づいて、前記セグメントの光子の合計カウント値を計算すること、及び前記セグメントの光子の合計カウント値に基づいて、画像を再構成することを実行するための命令である。システムの第１の実施例では、前記複数のサブセグメントは、前記読出し電子回路部に結合された共有トレースの対応する複数の個別接続部を通じて前記読出し電子回路部に電気的に結合されている。任意選択で第１の実施例を含む本システムの第２の実施例では、複数のスイッチが前記複数の個別接続部に配置され、前記複数のスイッチの各スイッチは、前記読出し電子回路部から１つ以上のサブセグメントを接続又は切断するように動作可能である。任意選択で第１の実施例及び第２の実施例のうちの一方の実施例又は両方の実施例を含む本システムの第３の実施例では、前記複数のサブセグメントは電気的に直列に結合され、１つのサブセグメントが前記読出し電子回路部に電気的に結合される。任意選択で第１の実施例～第３の実施例のうちの１つ以上の実施例又は各実施例を含む本システムの第４の実施例では、前記ＰＣＣＴイメージングシステムのグランドバスに電気的に結合されたグランド線をさらに備え、前記グランド線は、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントに電気的に結合可能である。

【0109】

また、本開示は、光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ）イメージングシステムのための方法のサポートを提供する。本方法は、ＰＣＣＴイメージングシステムの光子計数型検出器のセンサアレイの、複数のサブセグメントを含むセグメントの欠陥を検出した場合、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントを、前記複数のサブセグメントによって生成された複数の信号を含む結合信号を測定するように構成された読出し電子回路部から反復的に分離すること、及び前記サブセグメントを分離する前に前記複数のサブセグメントの測定された第１の結合信号を、前記サブセグメントを分離した後に測定された第２の結合信号と比較することによって、前記セグメントの欠陥のあるサブセグメントを特定すること、並びに、前記欠陥のあるサブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部を永久に切断することによって前記セグメントを修復することを含む。本方法の第１の実施例では、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントを読出し電子回路部から反復的に分離することは、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントに対して、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部をレーザで切断すること、及びサブセグメントに欠陥がないと認められた場合、次の分離の前に、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の切断された接続部を修復することを含む。任意選択で第１の実施例を含む本方法の第２の実施例では、各サブセグメントを読出し電子回路部から反復的に分離すること、及び測定された第１の結合信号を、測定された第２の結合信号と比較することによって前記欠陥のあるサブセグメントを特定することは、測定された前記第１の結合信号と測定された前記第２の結合信号との間の変化が、前記分離されたサブセグメントに欠陥があることを示す範囲内にあるかどうかを判断することを含む。任意選択で第１の実施例及び第２の実施例のうちの一方の実施例又は両方の実施例を含む本方法の第３の実施例では、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントを読出し電子回路部から反復的に分離することは、前記複数のサブセグメントの各サブセグメントに対して、前記サブセグメントと前記読出し電子回路部との間の接続部に配置された少なくとも１つのスイッチのゲートに第１の電圧を印加して、前記接続部を開くこと、及びサブセグメントに欠陥がないと認められた場合、前記第１の電圧の印加を停止することと第２の電圧を前記少なくとも１つのスイッチのゲートに印加することのうちの一方を実行して、次の分離の前に、前記接続部を閉じて前記サブセグメントを前記読出し電子回路部に再接続することを含む。任意選択で第１の実施例～第３の実施例のうちの１つ以上の実施例又は各実施例を含む本方法の第４の実施例では、前記方法は、前記センサアレイの１つ以上のセグメントの劣化を事前に確認するために、周期的に実行される。

【0110】

本開示の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「この（ｔｈｅ）」は、その要素が１つ以上存在することを意味することが意図される。用語「第１」、「第２」などは、順序、量、又は重要性を示すものではなく、ある要素を他の要素から区別するために使用されるものである。用語「含む」、「備える」、「有する」は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味する。本明細書において、用語「に接続される」、「に結合される」などが使用される場合、１つの対象（例えば、材料、要素、構造、部材等）は、１つの対象が他の対象に直接に接続されている又は直接に結合されているかどうか、又は１つの対象と他の対象との間に１つ以上の介在物が存在しているかどうかにかかわらず、他の対象に接続する又は結合することができる。加えて、本開示の「１つの実施形態」又は「実施形態」に言及することは、言及された特徴も組み込んだ追加の実施形態の存在を排除するように解釈されることを意図するものではないことが理解されるべきである。

【0111】

先に示された変更に加えて、本記載の趣旨及び範囲を逸脱することなく、当業者によって多くの他の変更構造及び代替構造が考えられ、特許請求の範囲は、このような変更及び構造を含むことが意図される。したがって、上記の情報は、現在最も実用的で好ましい態様であると考えられるものに関して特に詳細に記載されているが、当業者には、本明細書に記載された原則及び概念から逸脱することなく、形態、機能、操作方法、及び使用方法（これらに限定されることはない）などについて、多くの変更が可能であることが明らかである。また、本明細書において、実施例及び実施形態は、あらゆる点において単なる例示であることを意味しており、いかなる方法においても限定的に解釈されるべきではない。

【符号の説明】

【0112】

１００、２００ ＣＴシステム
３０５ センサセグメント
３１１ エッジ
３６４、３６６ 長さ
３８０ ＡＳＩＣ
４０２ サブセグメント
４０６ 共有トレース
４０８ 個別接続部
４６０、４６２、４６４、４６６、４６８、４７０、４７２、４７４ サブセグメント
４８０ ＡＳＩＣ
５０１ グランド端子
５０２ サブセグメント
５１２ グランド線
５２０、５２２、５２４、５２６ サブセグメント
６０５、６０７、６０９ スイッチ
６２０、６２２、６２４ サブセグメント
６８０ ＡＳＩＣ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【外国語明細書】