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▶ 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】P2024074253
(43)【公開日】2024-05-30
(54)【発明の名称】コンピュータ断層撮影用のハイブリッド画像検出器構成
(51)【国際特許分類】
A61B 6/42 20240101AFI20240523BHJP
A61B 6/03 20060101ALI20240523BHJP
【ＦＩ】
A61B6/42 530R
A61B6/03 573
【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 2023188999
(22)【出願日】2023-11-06
(31)【優先権主張番号】18/057,184
(32)【優先日】2022-11-18
(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】ブライアン・イー・ネット
(72)【発明者】
【氏名】ジョンサン・エス・モルツ
(72)【発明者】
【氏名】チャッド・エイ・スミス
(72)【発明者】
【氏名】ブランドン・エイ・スミス
【テーマコード（参考）】
4C093
【Ｆターム（参考）】
4C093AA22
4C093CA32
4C093CA37
4C093EA07
4C093EB18
4C093EB20
4C093EC35
4C093FA32
4C093FD09
(57)【要約】 （修正有）
【課題】単一のＣＴシステム内で異なる検出器材料を用いてＣＴスキャンを実行するためのシステム及び方法が提供される。
【解決手段】ＣＴシステムは、ガントリの回転可能な部分に結合されたハイブリッド検出器アセンブリ４３０を備え、ハイブリッド検出器アセンブリ４３０は、ＣＴシステムのテーブルの運動軸に平行な方向に沿って離間し、異なる検出器材料を含む複数の検出器アレイを含む。ハイブリッド検出器アセンブリ４３０は、所望の検出器材料を有する検出器アレイ上にＸ線管をセンタリングするために、投影データの第１の取得と投影データの第２の取得との間でハイブリッド検出器アセンブリ４３０の位置をガントリの回転可能な部分内で変更できる並進機構に取り付けることができる。
【選択図】図４
【解決手段】ＣＴシステムは、ガントリの回転可能な部分に結合されたハイブリッド検出器アセンブリ４３０を備え、ハイブリッド検出器アセンブリ４３０は、ＣＴシステムのテーブルの運動軸に平行な方向に沿って離間し、異なる検出器材料を含む複数の検出器アレイを含む。ハイブリッド検出器アセンブリ４３０は、所望の検出器材料を有する検出器アレイ上にＸ線管をセンタリングするために、投影データの第１の取得と投影データの第２の取得との間でハイブリッド検出器アセンブリ４３０の位置をガントリの回転可能な部分内で変更できる並進機構に取り付けることができる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム（１００）であって、ＣＴシステム（１００）のガントリ（７０２）の回転可能な部分に結合されたハイブリッド検出器アセンブリ（４３０）を含み、ハイブリッド検出器アセンブリは複数の検出器アレイ（４３２）を含み、複数の検出器アレイ（４３２）はＣＴシステム（１００）のテーブル（１１４）の運動軸に平行な方向に沿って分離され、複数の検出器アレイ（４３２）の各検出器アレイ（４３２）は異なる検出器材料を含む、ＣＴシステム（１００）。
【請求項2】
複数の検出器アレイ（４３２）は、エネルギー積分（ＥＩ）検出器アレイ（５５４）と光子計数（ＰＣ）検出器アレイ（５５２）を含む、請求項１に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項3】
ＣＴシステム（１００）のハイブリッド検出器アセンブリ（４３０）及びＸ線管（１０４）の少なくとも一方が、投影データの第１の取得と投影データの第２の取得との間で、ハイブリッド検出器アセンブリ（４３０）及びＸ線管（１０４）の少なくとも一方の位置がガントリ（７０２）の回転可能部分内で変化することを可能にするように構成された並進機構に取り付けられている、請求項１に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項4】
並進機構がレール（７６２）を含む、請求項３に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項5】
並進機構は、撮影中にハイブリッド検出器アセンブリ（４３０）を所望の位置にロックするロック機構を含む、請求項３に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項6】
プロセッサと、プロセッサによって実行されるとハイブリッド検出器アセンブリ（４３０）およびＸ線管（１０４）のうちの少なくとも１つを第１の位置から第２の位置へ移動させる命令を含む非一時的メモリとをさらに備え、第１の位置でＸ線管（１０４）は複数の検出器アレイ（４３２）のうちの第１の検出器アレイ（４３２）にセンタリングされ、第１の検出器アレイ（４３２）は投影データの取得に用いられ、第２の位置でＸ線管（１０４）は複数の検出器アレイ（４３２）のうち第２の検出器アレイ（４３２）にセンタリングされ、第２の検出器アレイ（４３２）は第２の投影データの取得に用いられる、請求項３記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項7】
ハイブリッド検出器アセンブリ（４３０）とＸ線管（１０４）の少なくとも一方は、ＣＴシステム（１００）のテーブル（１１４）の運動軸に平行な方向に移動される、請求項６に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項8】
第１の検出器アレイ（４３２）はエネルギー積分検出器（ＥＩＤ）アレイ（５５４）であり、投影データの第１の収集から従来のＣＴ画像が生成され、
第２の検出器アレイ（４３２）は光子計数コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ）検出器アレイ（５５２）であり、ＰＣＣＴデータに基づく画像が投影データの第２の収集から生成される、請求項６に記載のＣＴシステム（１００）。
第２の検出器アレイ（４３２）は光子計数コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ）検出器アレイ（５５２）であり、ＰＣＣＴデータに基づく画像が投影データの第２の収集から生成される、請求項６に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項9】
複数の検出器アレイ（４３２）のうちの検出器アレイ（４３２）が、ＣＴシステム（１００）のユーザによって、
収集中に得られた投影データから再構成された画像の１つ以上の所望の特性、
画像を再構成するための所望の時間枠、
収集中に利用可能なコンピューティングリソースおよび／またはメモリリソースの量、
のうちの少なくとも１つに基づいて収集を実行するように選択される、請求項１記載のＣＴシステム（１００）。
収集中に得られた投影データから再構成された画像の１つ以上の所望の特性、
画像を再構成するための所望の時間枠、
収集中に利用可能なコンピューティングリソースおよび／またはメモリリソースの量、
のうちの少なくとも１つに基づいて収集を実行するように選択される、請求項１記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項10】
複数の検出器アレイ（４３２）が隣接して配置され、複数の検出器アレイ（４３２）の各検出器アレイ（４３２）がハイブリッド検出器アセンブリ（４３０）内の隣接する検出器アレイ（４３２）と面共有接触している、請求項１に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項11】
異なる検出器材料の検出器材料は、少なくとも１つの次元において所望の広がりをもって製造することができない、請求項１に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項12】
テーブル（１１４）の運動軸に平行な方向における複数の検出器アレイ（４３２）のうちの２つ以上の検出器アレイ（４３２）の範囲が等しくない、請求項１に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項13】
２つ以上の検出器アレイ（４３２）の第１の検出器アレイ（６０４）がＥＩＤアレイであり、２つ以上の検出器アレイ（４３２）の第２の検出器アレイ（６０２）がＰＣＣＴアレイであり、ＥＩＤアレイの表面積がＰＣＣＴアレイの表面積より大きい、請求項１２に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項14】
複数の検出器アレイ（４３２）のうちの２つ以上の検出器アレイ（４３２）の視野が等しくない、請求項１に記載のＣＴシステム（１００）。
【請求項15】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムのための方法であって、
ＣＴシステムのユーザから、ＣＴ撮像システムの複数の検出器タイプからの第１の検出器タイプの第１の選択を受信するステップ（８０２）と、
複数の検出器アレイを含むハイブリッド検出器アセンブリの位置を調整するステップ（８０４）であって、複数の検出器アレイの各検出器アレイは異なる検出器タイプを有し、ＣＴシステムのガントリの回転可能な部分内の第１の位置からガントリの回転可能な部分内の第２の位置までの調整が行われ、第２の位置はＣＴシステムのＸ線源を第１の検出器タイプの第１の検出器アレイにセンタリングする、前記ステップ（８０４）と、
第１の検出器アレイを使用して被検体をスキャンするステップ（８０６）と、
第１の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被検体の画像を再構成するステップと、
を含む方法。
ＣＴシステムのユーザから、ＣＴ撮像システムの複数の検出器タイプからの第１の検出器タイプの第１の選択を受信するステップ（８０２）と、
複数の検出器アレイを含むハイブリッド検出器アセンブリの位置を調整するステップ（８０４）であって、複数の検出器アレイの各検出器アレイは異なる検出器タイプを有し、ＣＴシステムのガントリの回転可能な部分内の第１の位置からガントリの回転可能な部分内の第２の位置までの調整が行われ、第２の位置はＣＴシステムのＸ線源を第１の検出器タイプの第１の検出器アレイにセンタリングする、前記ステップ（８０４）と、
第１の検出器アレイを使用して被検体をスキャンするステップ（８０６）と、
第１の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被検体の画像を再構成するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される主題の実施形態は、医療用画像処理に関し、より詳細には、コンピュータ断層撮影画像処理システムを用いて再構成される画像の品質を高めることに関する。
【背景技術】
【0002】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング・システムでは、陰極から発生した電子ビームがＸ線管内のターゲットに向けられる。電子がターゲットに衝突して生成された扇形または円錐形のＸ線ビームは、患者などの被写体に向けられる。被写体によって減衰された後、Ｘ線は放射線検出器のアレイに衝突し、画像を生成する。スキャナは、従来の間接変換型検出器ベースのエネルギー積分型検出器（ＥＩＤ：Energy Integrating Detectors）や直接変換型光子計数型ＣＴ（ＰＣＣＴ：Photon Counting CT）検出器など、異なる種類の検出器を使用することができる。
【0003】
診療所や病院が購入するスキャナには、通常１種類の検出器が含まれている。例えば、診療所は、ＥＩ検出器を搭載した１台目のスキャナを購入することもあれば、ＰＣＣＴ検出器を搭載した２台目のスキャナを購入することもあるが、財政的な制約から両方を購入することはない。各検出器には長所と短所がある。ＥＩ検出器はＰＣＣＴ検出器よりも低コストであり、多くの撮像作業に十分である。ＰＣＣＴ検出器では、光子をカウントしてスペクトル情報を提供し、再構成画像の空間分解能を向上させることができる。しかし、ＰＣ検出器の性能には限界があるため、入力計数率が高くなると光子のパイルアップが発生し、高いＸ線束率では画質が低下することがある。一般に、得られる画像の所望の特性に応じて、あるタイプの検出器が他のタイプの検出器よりも撮影に適している、又は好ましい場合がある。その結果、スキャナを購入する際、診療所や病院は、異なる検出器タイプ間のトレードオフを考慮しなければならない場合がある。
【発明の概要】
【0004】
本開示は、ＣＴシステムのガントリの回転可能部分に結合されたハイブリッド検出器アセンブリを含むＣＴ検出器システムに関する。ハイブリッド検出器アセンブリは、複数の検出器アレイを含み、検出器アレイは、ＣＴシステムのテーブルの運動軸に平行な方向に沿って分離され、複数の検出器アレイの各検出器アレイは、異なる検出器材料を含む。このＣＴ検出器システムによって、上記特定された問題の１つ以上に少なくとも部分的に対処する。ハイブリッド検出器アセンブリは、ＣＴシステムのガントリの回転可能な部分内に摺動可能に取り付けられることがあり、回転可能な部分は、スキャン中にスキャンされた被検体の周りを回転する。ガントリ上のハイブリッド検出器アセンブリの異なる構成では、ＣＴシステムのＸ線管が異なる検出器アレイの中心に配置されることがある。異なる構成は、ハイブリッド検出器アセンブリを第１の方向、又は第２の反対方向に移動（例えば、スライド）させることによって選択することができ、第１の方向及び第２の方向は、ＣＴシステムのテーブルの運動軸（例えば、ｚ次元）に平行である。
【0005】
例えば、第１の検出器材料を有する第１の検出器アレイが、結果として得られる画像の所望の特性の第１のセットに基づいて、撮影を実行するために複数の検出器アレイから選択されることがある。第１の検出器アレイが選択されると、Ｘ線管が第１の検出器アレイの中心に位置するように、ハイブリッド検出器アセンブリが第１の方向に移動するように指令されることがある。第２の撮影が実行されることがあり、ここで、第１の検出器材料とは異なる第２の検出器材料を有する第２の検出器アレイが、得られる画像の所望の特性の第２のセットに基づいて、複数の検出器アレイから選択される。第２の検出器アレイが選択されると、Ｘ線管が第２の検出器アレイの中心に位置するように、ハイブリッド検出器アセンブリを第２の方向（例えば、反対方向）に移動させることができる。他の実施形態では、検出器アセンブリは、２つ以上の検出器アレイを含むことができ、これらの検出器アレイはそれぞれ、第１方向または第２方向のいずれかに移動することによってＸ線管の中心に配置されることができる。このようにして、単一のスキャナを、従来のＣＴスキャン、又はＰＣＣＴスキャンのいずれかを実行するように構成することができる。その結果、病院や診療所は、従来のＣＴスキャナとＰＣＣＴスキャナのいずれかを選択する必要がなくなり、異なる画質の画像をより広範囲にサポートすることができる。さらに、ＰＣＣＴスキャナの典型的なＰＣＣＴ検出器アレイと比較して、ＰＣＣＴ検出器アレイのサイズを小さくして、スキャナのコストをさらに低減することができる。
【0006】
エネルギー積分システム内にＰＣＣＴ検出器アレイを設けることにより、ＰＣＣＴスキャナを購入するよりも低コストでＰＣＣＴのいくつかの利点を得ることができる。例えば、ＰＣＣＴ機能性を使用することが所望されないか又はコスト的に効果的でない場合には、より安価な従来のＣＴスキャンを実行し、より高品質の画像が所望される場合には、より高価なＰＣＣＴスキャンを実行することができる。例えば、ＰＣＣＴ検出器アレイは、より高い分解能が所望される作業、病理、又は解剖学的領域（tasks, pathologies, or anatomical regions）に使用されることがあり、ＥＩ検出器アレイは、より高い分解能が正当化されない場合に使用されることがある。ＰＣＣＴ検出器アレイは縮小視野を有する場合があり、ＰＣＣＴ検出器はより小さい解剖学的領域（例えば、心臓、四肢）に使用され、ＥＩ検出器はより大きい解剖学的領域に使用される。あるいは、ＰＣＣＴ検出器アレイは主に研究に使用され、ＥＩ検出器アレイは主に臨床作業に使用されることもある。
【0007】
さらなる利点として、スキャンにどのタイプの検出器を使用すべきかに関する決定は、患者がスキャンされる準備が整うまで延期することができ、これにより、ＣＴスキャナ使用のスケジューリングの効率が向上し、リソースが使用されない可能性のあるダウンタイムが減少する。
【0008】
本明細書の上記の利点および他の利点、ならびに特徴は、単独で、または添付の図面と関連してとらえた場合、以下の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。上記の要約は、詳細な説明にさらに記載される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供されることを理解されたい。これは、特許請求される主題の重要な特徴または必須の特徴を特定することを意図するものではなく、その範囲は、詳細な説明に続く特許請求の範囲によって独自に定義される。さらに、特許請求される主題は、上記または本開示のいずれかの部分で指摘された欠点を解決する実施態様に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本開示の様々な側面は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照することで、よりよく理解することができる。
【図1】本開示の１つ以上の実施形態による撮像システムの絵画的斜視図である。
【図2】本開示の１つ以上の実施形態による、例示的な撮像システムのブロック概略図である。
【図3】本開示の１つ以上の実施形態による、ＣＴシステムの例示的な検出器アレイの概略図である。
【図4】図４Ａは、従来技術としての単一の従来のＣＴ検出器の概略図である。図４Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、第１のハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの概略図である。図４Ｃは、本開示の１つ以上の実施形態による、第２のハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの概略図である。
【図5】図５Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの検出器アレイの第１の構成を示す概略図である。図５Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの検出器アレイの第２の構成を示す概略図である。
【図6】図６Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの検出器アレイの第３の構成を示す概略図である。図６Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの検出器アレイの第４の構成を示す概略図である。
【図7A】本開示の１つ以上の実施形態に従った、第１の向きにある取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリを含むガントリの回転可能な部分を示す。
【図7B】本開示の１つ以上の実施形態に従った、第２の方向における取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリを含むガントリの回転可能な部分を示す。
【図7C】本開示の１つ以上の実施形態に従った、第３の方向における取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリを含むガントリの回転可能な部分を示す。
【0010】
図面は、記載されたシステムおよび方法の特定の態様を示す。以下の説明とともに、図面は、本明細書に記載される構造、方法、および原理を示し、説明する。図面において、構成要素の大きさは、明瞭にするために誇張またはその他の方法で変更されている場合がある。よく知られた構造、材料、または操作は、記載された構成要素、システム、および方法の側面を不明瞭にすることを避けるため、詳細に図示または記載されていない。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書及び本明細書に開示される主題の実施形態は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムを介して取得される画像の品質を向上させるための方法及びシステムに関する。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング・システムでは、Ｘ線源は、患者などの物体に向かって扇形ビーム又は円錐形ビームを放出する。一般に、ＣＴシステムでは、Ｘ線源及びエネルギー積分（ＥＩ又はＥＩＤ）検出器アレイは、撮像平面内及び患者の周囲でガントリに対して回転され、画像は、異なるビュー角度の複数のビューにおける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、１０００ビューがＣＴシステムによって生成される。ビームは、患者によって減弱された後、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、検出器で受けたＸ線ビームを平行化するためのコリメータと、Ｘ線を光エネルギーに変換するためにコリメータに隣接して配置されたシンチレータと、隣接するシンチレータから光エネルギーを受けてそこから電気信号を生成するためのフォトダイオードとを含む。検出器アレイで受信される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素子は、各検出器素子によって受信された減弱ビームを示す個別の電気信号を生成する。電気信号は、解析のためにデータ処理システムに伝送される。データ処理システムは、電気信号を処理して画像の生成を容易にする。
【0012】
このような従来のＣＴ撮像システムは、放射線撮影エネルギーを時間にわたって積分される電流信号に変換し、次いで測定され、最終的にデジタル化される検出器を利用する。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、入射したＸ線の数と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または光子数を識別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照射され、それぞれのフォトダイオードに同等の出力が得られる場合がある。しかし、同等の光出力が得られるにもかかわらず、各シンチレータによって受光されるＸ線の数は異なる場合があり、Ｘ線の強度は異なる場合がある。
【0013】
対照的に、ＰＣＣＴ検出器は、高い空間分解能で光子計数及び／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線事象のエネルギー測定モード、またはその両方で動作させることができる。ハイブリッド光子計数エネルギー弁別検出器の構造には多くの材料を使用することができるが、半導体が好ましい材料の１つであることが示されている。このような使用のための典型的な材料としては、カドミウム亜鉛テルル化物（ＣＺＴ：Cadmium Zinc Telluride）、カドミウムテルル化物（ＣｄＴｅ：Cadmium Telluride）、ガリウムヒ素、ペロブスカイト、およびシリコン（Ｓｉ）が挙げられ、これらは、複数のピクセル化陽極（pixilated anodes）が取り付けられている。
【0014】
ＰＣＣＴ検出器は、Ｘ線光子計数に加えてエネルギー測定またはタグ付けをサポートするため、解剖学的詳細情報だけでなく組織特性情報の取得もサポートされる。この点で、エネルギー識別情報またはデータは、ビームハードニングなどの影響を低減するために使用することができる。さらに、これらの検出器は、組織識別データの取得をサポートするため、疾患または他の病態を示す診断情報を提供する。ＰＣＣＴ検出器はまた、ヨウ素やカルシウム（および他の高原子番号材料）のコントラストを高めるために最適なエネルギー加重を使用することによって、造影剤および／または他の特殊材料など、被検体に注入される可能性のある材料を検出、測定、特徴付けるために使用することもできる。造影剤には、例えば、可視化の際にコントラストを高めるために血液中に注入されるヨウ素がある。
【0015】
しかしながら、直接変換半導体検出器の１つの欠点は、これらのタイプの検出器が、従来のＣＴシステムで一般的に遭遇するＸ線光子束で計数できないことである。飽和及びパイルアップは、検出器と放射線エネルギー源又はＸ線管との間に小さな被写体の厚さが介在する検出器の位置で発生し得る。パイルアップは、検出器における線源フラックスが非常に高く、２つ以上のＸ線光子が電荷パケットを１つの画素に堆積させ、それらの信号が互いに干渉するように時間的に十分に近い可能性が無視できない場合に、ＰＣＣＴ検出器で発生する現象である。これらの事象は、それらのエネルギーの和を持つ１つの事象として認識される可能性があり、事象はスペクトルでより高いエネルギーにシフトする。さらに、パイルアップは、高Ｘ線束において多かれ少なかれ顕著な計数の落ち込みを引き起こし、検出器量子効率（ＤＱＥ：detector quantum efficiency）の低下をもたらす。このパイルアップは検出器の飽和につながる可能性があり、直接変換センサーでは比較的低いＸ線束レベルで発生する。このレベルを超えると、検出器の応答が予測できなくなり、線量利用率が低下して画像情報が失われ、Ｘ線投影画像やＣＴ画像にノイズやアーチファクトが発生する。
【0016】
このように、ＥＩ検出器とＰＣＣＴ検出器にはそれぞれ利点と欠点がある。いくつかの臨床作業では、ＥＩ検出器が好まれ、他の臨床作業では、所望の画像特性に応じて、ＰＣＣＴ検出器が好まれる場合がある。換言すれば、ＥＩ検出器は第１の組の利点を提供し、ＰＣＣＴ検出器は第２の組の利点を提供する場合があり、一方の種類の検出器を選択することは、他方の種類の検出器の利点を犠牲にすることを伴う場合がある。例えば、ＰＣＣＴ検出器は、スキャンされた対象物の中央部分においてＥＩ検出器よりも高品質の画像を生成する可能性があり、ＥＩ検出器は、スキャンされた対象物の側面の部分（例えば、パイルアップによる）においてより高品質の画像を生成する可能性がある。
【0017】
単一のＣＴシステム内で異なる種類の検出器の利点から利益を得る能力を医療従事者及び施設に提供するために、本明細書において本発明者らは、単一のＣＴシステム内で検出器の種類（例えば、検出器材料）を切り替えるための新規なアプローチを提案しており、そこでは、複数の異なる検出器の種類が移動可能な様式でガントリ上に組み立てられる場合がある。複数の異なる検出器タイプを含む検出器アセンブリは、Ｘ線源から発せられる電子ビームを複数の異なる検出器タイプのうちの所望の検出器タイプに集中させるために移動させることができる。
【0018】
本発明の技術に従ってスキャンを実行するために使用され得るＣＴシステムの例が図１及び図２に提供されている。図３及び図４Ａは、ＣＴシステムのＣＴ検出器アレイの例を示している。図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、異なるタイプのＣＴ検出器アレイを可動ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリに配置することができる。図５Ａは、３つのＣＴ検出器アレイを含む可動式ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの第１の構成を示し、各検出器アレイは異なる検出器タイプ又は材料を有する。可動式ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ内の検出器アレイの相対的な大きさは、図５Ｂ、図６Ａ、及び図６Ｂに示すように、幾つかの検出器アレイが他の検出器アレイよりも大きい（例えば、１つ以上の寸法においてより大きな広がりを有する）場合があり、様々である。可動ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリは、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示すように、ガントリに結合されることがある。スキャンに先立ち、ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリは、Ｘ線ビームが可動ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの第１の検出器アレイに集束される図７Ｄに示す第１の位置から、Ｘ線ビームが可動ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの第２の検出器アレイに集束される図７Ｅに示す第２の位置に調整されることがある。可動ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの異なる検出器アレイ間の切り替えは、図８に示す方法に従って行うことができる。
【0019】
図１～図７Ｅは、様々な構成要素の相対的な位置関係を有する構成例を示している。互いに直接接触している、または直接結合しているように示されている場合、そのような要素は、少なくとも一例において、それぞれ直接接触している、または直接結合していると呼ぶことができる。同様に、互いに連続または隣接して示されている要素は、少なくとも一例において、それぞれ連続または隣接している場合がある。一例として、互いに面接触（face-sharing contact）して敷設された構成要素は、面接触していると称される場合がある。別の例として、少なくとも一例において、互いに離間して配置され、その間に空間のみが存在し、他の構成要素が存在しない要素は、そのように呼ばれることがある。さらに別の例として、互いの上／下／下、互いの反対側、または互いの左／右（above/below/underneath one another, at opposite sides to one another, or to the left/right of one another）に示された要素は、互いに対してそのように呼ばれることがある。さらに、図に示すように、少なくとも一例において、最上部の要素または要素の点は、構成要素の「上部：top」と呼ばれることがあり、最下部の要素または要素の点は、構成要素の「底部：bottom」と呼ばれることがある。本明細書で使用されるように、上部／下部、上方／下方、上／下（top/bottom, upper/lower, above/below）は、図の垂直軸に対する相対的なものであり、図の要素の互いに対する位置関係を表すために使用される場合がある。このように、他の要素の上に示されている要素は、一例では、他の要素の垂直方向の上に配置されている。さらに別の例として、図内に描かれている要素の形状は、それらの形状（例えば、円形である、直線である、平面である、湾曲している、丸みを帯びている、面取りされている、角度がついているなど）を有すると称されることがある。さらに、互いに交差して示された要素は、少なくとも一例において、交差要素または互いに交差していると称される場合がある。さらに、別の要素内に示された要素または別の要素の外側に示された要素は、一例において、そのように呼ばれることがある。さらに、図７Ａ～７Ｅは縮尺通りに示されている。しかしながら、他の寸法を使用することもできる。
【0020】
図１は、患者、無生物、１つ又は複数の製造部品、及び／又は体内に存在する歯科インプラント、ステント、及び／又は造影剤などの異物などの被写体１１２を撮像するように構成された例示的なＣＴシステム１００を示す。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上に横たわる被検体１１２を撮像するのに使用するＸ線放射線のビームを投射するように構成された少なくとも１つのＸ線源１０４をさら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線放射ビームを投射するように構成されている。図１には単一のＸ線源１０４が描かれているが、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で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線源及び検出器を採用することができる。幾つかの実施形態では、Ｘ線源１０４は、迅速なピークキロ電圧（ｋＶｐ）切り替えによってデュアルエネルギージェムストーンスペクトル撮像（ＧＳＩ：dual-energy gemstone spectral imaging）を可能にすることができる。本明細書に記載される実施形態では、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できる光子計数検出器である。
【0021】
特定の実施形態では、ＣＴシステム１００は、反復的又は解析的画像再構成法（iterative or analytic image reconstruction method）を用いて被検体１１２の目標体積の画像を再構成するように構成された画像処理ユニット１１０を更に含む。例えば、画像処理ユニット１１０は、患者の目標体積の画像を再構成するためにフィルタリング逆投影（ＦＢＰ：filtered back projection）のような解析的画像再構成手法を使用することができる。別の例として、画像処理ユニット１１０は、高度統計的反復再構成（ＡＳＩＲ：advanced statistical iterative reconstruction）、共役勾配（ＣＧ：conjugate gradient）、最尤期待値最大化（ＭＬＥＭ：maximum likelihood expectation maximization）、モデルベース反復再構成（ＭＢＩＲ：model-based iterative reconstruction）等の反復画像再構成アプローチを使用して、被検体１１２の目標体積の画像を再構成することができる。本明細書で更に説明するように、幾つかの実施例では、画像処理ユニット１１０は、反復的画像再構成アプローチに加えて、ＦＢＰのような解析的画像再構成アプローチの両方を使用することができる。
【0022】
幾つかのＣＴ撮像システム構成では、Ｘ線源源が円錐形のＸ線放射ビームを投影する。このビームはＸ－Ｙ－Ｚデカルト座標系内に収まるようにコリメートされ、一般に「イメージングボリューム：imaging volume、撮像体積」と呼ばれる。Ｘ線放射ビームは、患者や被験者などの撮像対象物を通過する。Ｘ線放射ビームは、対象物によって減衰された後、検出器素子のアレイに衝突する。検出器アレイで受光される減衰したＸ線放射ビームの強度は、対象物によるＸ線放射ビームの減衰に依存する。アレイの各検出器素子は、検出器位置におけるＸ線ビームの減衰の測定値である個別の電気信号を生成する。すべての検出器素子からの減衰測定値を個別に取得し、透過プロファイルを作成する。
【0023】
幾つかのＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが対象物と交差する角度が常に変化するように、撮像平面内及び撮像対象物の周囲でガントリと共に回転される。あるガントリ角度における検出器アレイからのＸ線放射減弱測定値群、例えば投影データは、「ビュー：view」と呼ばれる。対象物の「スキャン：scan」は、Ｘ線源及び検出器が１回転する間に異なるガントリ角度、すなわちビュー角度で行われる一連のビューを含む。
【0024】
図２は、図１のＣＴシステム１００と同様の例示的な撮像システム２００を示す。本開示の態様に従って、撮像システム２００は、被検体２０４（例えば、図１の被検体１１２）を撮像するように構成されている。一実施形態では、撮像システム２００は、検出器アレイ１０８（図１参照）を含む。検出器アレイ１０８は、被写体２０４（患者など）を通過するＸ線放射ビームを一緒に感知して対応する投影データを取得する複数の検出器素子２０２をさらに含む。幾つかの実施形態では、検出器アレイ１０８は、セル又は検出器素子２０２の複数の行を含むマルチスライス構成で作製することができ、検出器素子２０２の１つ又は複数の追加の行（one or more additional rows）は、投影データを取得するために並列構成で配置される。検出器素子２０２は、画素又は検出器画素と呼ばれることもある。
【0025】
特定の実施形態では、撮像システム２００は、所望の投影データを取得するために、被写体２０４の周囲の異なる角度位置を横断するように構成される。従って、ガントリ１０２及びその上に取り付けられた構成要素は、例えば、異なるエネルギーレベルで投影データを取得するために、回転中心２０６を中心に回転するように構成され得る。あるいは、被写体２０４に対する投影角度が時間の関数として変化する実施形態では、取り付けられた構成要素は、円のセグメントに沿ってではなく、一般的な曲線に沿って移動するように構成されてもよい。
【0026】
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は減衰した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、スキャンされた被写体２０４の減弱係数の線積分を表すようにデータを調整するために、前処理及び較正を受ける。処理されたデータは一般に投影と呼ばれる。幾つかの実施例では、検出器アレイ１０８の個々の検出器又は検出器素子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登録する光子計数検出器を含むことができる。
【0027】
取得した投影データのセットは、基底物質分解（ＢＭＤ：basis material decomposition）に使用することができる。ＢＭＤの間、測定された投影は一組の材料密度投影に変換される。材料密度投影は、骨、軟組織、及び／又は造影剤マップなどの各基底物質の材料密度マップ又は画像の組又はセットを形成するために再構成されることがある。密度マップ又は画像は、順次、関連付けられ、撮像された容積内の基礎材料、例えば、骨、軟組織、及び／又は造影剤の３Ｄ容積画像を形成することができる。
【0028】
一旦再構成されると、撮像システム２００によって生成された基底物質画像は、２つの基底物質の密度で表される被検体２０４の内部特徴を明らかにする。密度画像は、これらの特徴を示すために表示することができる。病状のような医学的状態、より一般的には医学的事象の診断に対する従来のアプローチでは、放射線科医又は医師は、関心のある特徴的な特徴を識別するために密度画像のハードコピー又は表示を考慮する。このような特徴には、病変、特定の解剖学的構造又は臓器のサイズ及び形状、並びに個々の医師の技量及び知識に基づいて画像から識別可能なその他の特徴が含まれる。
【0029】
一実施形態では、撮像システム２００は、ガントリ１０２の回転やＸ線源１０４の動作などの構成要素の動き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線制御装置２１０を更に含む。さらに、制御機構２０８は、撮像要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を含む。
【0030】
特定の実施形態では、制御機構２０８は、検出器素子２０２から受信したアナログデータをサンプリングし、後続の処理のためにアナログデータをデジタル信号に変換するように構成されたデータ収集システム（ＤＡＳ）２１４をさらに含む。ＤＡＳ２１４は、検出器素子２０２のサブセットからのアナログデータをいわゆるマクロ検出器に選択的に集約するようにさらに構成され得る。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、コンピュータまたはコンピューティング装置２１６に送信される。コンピューティング装置２１６は、少なくとも一実施例では、画像処理ユニット１１０と同一又は類似であってもよいことに留意されたい。一実施例では、コンピューティング装置ス２１６は、データを記憶装置または大容量記憶装置２１８に記憶する。記憶装置２１８は、例えば、任意のタイプの非一過性メモリであってよく、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、および／またはソリッドステート記憶ドライブを含んでよい。
【0031】
さらに、コンピューティングデバイス２１６は、データ収集及び／又は処理などのシステム動作を制御するために、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つ以上にコマンド及びパラメータを提供する。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を介して、コマンド及び／又は走査パラメータを含むオペレータ入力を受信する。オペレータコンソール２２０は、オペレータがコマンド及び／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み得る。
【0032】
図２には１つのオペレータコンソール２２０が図示されているが、例えば、システムパラメータの入力又は出力、検査の要求、データのプロット、及び／又は画像の閲覧のために、複数のオペレータコンソールが撮像システム２００に結合され得る。更に、特定の実施形態では、撮像システム２００は、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等の１つ又は複数の構成可能な有線及び／又は無線ネットワークを介して、例えば、機関又は病院内、又は全く異なる場所のローカル又はリモートのいずれか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／又は同様の装置に結合され得る。
【0033】
一実施形態では、例えば、撮像システム２００は、画像保存通信システム（ＰＡＣＳ）２２４を含むか、又はこれに結合されている。例示的な実施態様では、ＰＡＣＳ２２４は更に、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）などの遠隔システムに結合され、異なる場所にいるオペレータがコマンド及びパラメータを供給し、及び／又は画像データにアクセスできるようにする。
【0034】
コンピューティングデバイス２１６は、オペレータから供給された及び／又はシステムで定義されたコマンド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、このテーブルモータコントローラ２２６は、電動テーブルであってもよいテーブル１１４を制御することができる。具体的には、テーブルモータコントローラ２２６は、被検体２０４の目標体積に対応する投影データを取得するために、被検体２０４をガントリ１０２内に適切に位置決めするためにテーブル１１４を移動させることができる。
【0035】
前述のように、ＤＡＳ２１４は、検出器素子２０２によって取得された投影データをサンプリングし、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線データを使用して高速再構成を実行する。図２は、画像再構成器２３０を別個の実体として図示しているが、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の一部を形成することができる。あるいは、画像再構成器２３０は撮像システム２００に存在せず、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することもできる。更に、画像再構成装置２３０は、ローカルに又は遠隔に配置されてもよく、有線又は無線ネットワークを用いて撮像システム２００に動作可能に接続されてもよい。特に、例示的な一実施形態では、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リソースを使用することができる。
【0036】
一実施形態では、画像再構成装置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、診断及び評価のために有用な患者情報を生成するために、再構成された画像をコンピューティング装置２１６に送信してもよい。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デバイス２３２に送信することができる。幾つかの実施形態では、再構成された画像は、コンピューティング装置２１６又は画像再構成装置２３０から、短期又は長期の保存のために記憶装置２１８に送信されることがある。
【0037】
ここで図３を参照すると、図２の検出器アレイ１０８の非限定的な例であり得るＣＴ検出器アレイ３００が示されている。検出器アレイ３００は、その間に配置されたコリメートブレード又はプレート３０６を有するレール３０４を含む。プレート３０６は、そのようなビームがプレート３０６の間に配置され得る検出器アレイ３００の複数の検出器モジュール３０８に衝突する前に、Ｘ線３０２をコリメートするように配置される。一例として、検出器アレイ３００は、５７個の検出器モジュール３０８を含むことができ、各検出器モジュール３０８は、検出器（例えば、ピクセル）素子の６４ｘ１６のアレイサイズを有する。その結果、検出器アレイ３００は、６４行及び９１２列（１６ｘ５７検出器）を有することになり、各ガントリ回転（例えば、図１のガントリ１０２）で収集されるデータの６４同時スライスを可能にする。
【0038】
異なるタイプの検出器素子を使用することもできる。ＣＴ検出器モジュール３０８は、隣接して配置されたシンチレータから光エネルギーを受け取るフォトダイオードを介して放射線撮影エネルギーを電気信号に間接的に変換するように構成されたＥＩＤ検出器を含むことができる。あるいは、ＣＴ検出器モジュール３０８は、放射線撮影エネルギーをエネルギー弁別データまたは光子計数データを含む電気信号に直接変換するように構成されたＰＣＣＴ検出器を含むことができる。例えば、光子がＰＣＣＴ検出器モジュール３０８の検出器素子に衝突すると、光子のエネルギーに比例する電荷が検出器素子の半導体層内に発生することがある。コンパレータは、生成された電荷の電圧を１つ以上の閾値と比較し、１つ以上の閾値に対する電圧に基づいて（複数のビンの）ビンのカウントをインクリメントすることができる。複数のビンは、例えば、最適な物質分解性能のために構成されたエネルギー閾値を有する８つのビンを含むことができる。
【0039】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃを参照して後述するように、複数のＣＴ検出器アレイ３００は、ＣＴシステム（例えば、ＣＴシステム１００のガントリ１０２）のガントリに取り付けられたＣＴ検出器アセンブリに一緒に結合されることがある。
【0040】
図４Ａは、図３のＣＴ検出器アレイ３００の非限定的な例であり得る従来のＣＴ検出器アレイ４００を示す。ＣＴ検出器アレイ４００は典型的にはガントリに堅固に取り付けられており、撮像取得の間に移動しない。ＣＴ検出器アレイ４００は、異なるタイプの検出器モジュール及び検出器素子を含むことができる。例えば、第１のＣＴ検出器アレイ４００はＥＩ検出器を含むことができ、第２のＣＴ検出器アレイ４００はＰＣＣＴ検出器を含むことができ、１つ以上の追加のＣＴ検出器アレイ４００は異なる種類の検出器を含むことができる。ＣＴ検出器アレイ４００は検出器円弧（例えば、湾曲形状を有する）として描かれているが、他の実施形態では、ＣＴ検出器アレイ４００は平坦であってもよい。例えば、ＣＴシステムはフラットパネル撮像システムであってもよく、ＣＴ検出器アレイ４００は直接又は間接フラットパネル撮像検出器を含んでもよい。例えば、ＣＴシステムはインターベンショナル及び放射線治療（interventional and radiation therapy）に使用されることがある。
【0041】
ＣＴ検出器アレイ４００は、基準軸（reference axes：参照軸）４０１に示されるように、本明細書ではｚ寸法と呼ばれるＣＴシステムのテーブルの動きに平行な方向に広がり（例えば、高さ）４１０を有する。（説明上、ＣＴ検出器アレイ４００及び本明細書で様々な次元で説明される他の構成要素の範囲は、図に描かれる方向に基づいて、高さ、長さ、又は幅として本明細書で説明されることが理解されるべきである）。ＣＴ検出器アレイ４００は、基準軸４０１に示されるように、Ｘ寸法において、ＣＴシステムのテーブルの動きに垂直な方向に延びる長さ４２０を有する。高さ４１０及び長さ４２０のいずれか一方又は両方は、方向４０２（例えば、ｙ次元）に投影されたＸ線が集束されるＣＴ検出器アレイ４００の表面積が実施形態に応じてカスタマイズされ得るように、ＣＴシステムに応じて変化し得る。
【0042】
図４Ｂは第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０の簡略図を示し、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０は第１の検出器アレイ４３２と、第２の検出器アレイ４３４とを含む。第１の検出器アレイ４３２および第２の検出器アレイ４３４は、ＣＴ検出器アレイ３００および／またはＣＴ検出器アレイ４００の非限定的な例であり得る。第１の検出器アレイ４３２及び第２の検出器アレイ４３４は、異なるタイプの検出器モジュール及び検出器素子を含み得る。例えば、第１の検出器アレイ４３２はＥＩ検出器を含み、第２の検出器アレイ４３４はＰＣＣＴ検出器を含むことができ、または第１の検出器アレイ４３２はＰＣＣＴ検出器を含み、第２の検出器アレイ４３４はＥＩ検出器を含むことができ、または第１の検出器アレイ４３２および第２の検出器アレイ４３４のいずれか一方または両方が異なるタイプの検出器を含むことができる。
【0043】
第１の検出器アレイ４３２および第２の検出器アレイ４３４は、第１の検出器アレイ４３２の下端（bottom edge：下縁）４３８が第２の検出器アレイ４３４の上端（top edge：上縁）４３９と交わる接合部４３７において、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０内に面を共有して接触して隣接して配置され得る（ 例えば、矢印４３６で示されるＺ次元において）。いくつかの実施形態では、第１の検出器アレイ４３２は、接合部４３７において第２の検出器アレイ４３４に結合され得る。他の実施形態では、第１の検出器アレイ４３２は、接合部４３７において第２の検出器アレイ４３４に結合されないことがあり、第１の検出器アレイ４３２および第２の検出器アレイ４３４の両方は、第１の検出器アレイ４３２および第２の検出器アレイ４３４が接合部４３７において面を共有して接触するようにガントリに結合されることがある。さらに他の実施形態では、第１の検出器アレイ４３２および第２の検出器アレイ４３４は両方とも、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０の構造部品に結合されてもよく、構造部品はガントリに結合されてもよい。さらに他の実施形態では、第１の検出器アレイ４３２下端４３８と第２の検出器アレイ４３４の上端４３９は、互いに面を共有して接触していなくてもよく、第１の検出器アレイ４３２と第２の検出器アレイ４３４は、空間、または物理的な仕切りとして機能する構成要素によって分離されていてもよい。
【0044】
様々な実施形態において、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０は、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０が取得の間にガントリ上で矢印４３６によって示される方向（例えば、Ｘ線の方向に対して垂直なｚ次元）に移動され得るように、ガントリに結合された並進機構（translation mechanism）に搭載され得る。例えば、並進機構は、ガントリ上に配置された一組のレールであってもよく、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０は、一組のレールに沿ってスライドしてもよい。具体的には、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０は、Ｘ線が第１の検出器アレイ４３２の中心に位置する第１の位置から、Ｘ線が第２の検出器アレイ４３４の中心に位置する第２の位置まで、レールに沿ってスライドすることができる。各位置において、ロック機構（locking mechanism）は、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０が撮影中に移動しないように、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０を所定の位置にロックすることができる。例えば、ロック機構は、第１ハイブリッド検出器アセンブリ４３０に結合されることがあり、レール又はガントリの穴と摺動可能に係合するピンを含むことがある。あるいは、ロック機構は、クラッチ及びブレーキ機構を含むことができ、所望の位置でクラッチが係合し、位置間をスライドするときに係合が解除されるようになっている。第１の位置では、第１の検出器アレイ４３２の検出器素子によって投影データが取得され、第２の位置では、第２の検出器アレイ４３４の検出器素子によって投影データが取得される。ハイブリッド検出器アセンブリが第１の位置から第２の位置にスライドする例を、図７Ｄ及び図７Ｅを参照して以下に更に詳細に説明する。
【0045】
あるいは、いくつかの実施形態では、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０は、固定された位置でガントリに結合されてもよく、Ｘ線源（例えば、Ｘ線管）は、Ｘ線源が取得の間にガントリ上で矢印４３６によって示される方向（例えば、ｚ次元）に移動され得るように、並進機構に取り付けられてもよい。換言すれば、第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０及び本明細書で説明される他のハイブリッド検出器アセンブリは、Ｘ線源を所望の検出器アレイ上にセンタリングするように移動されるものとして説明されるが、ハイブリッド検出器アセンブリの位置を固定し、Ｘ線源の位置を調整することによって、同様の結果を得ることができる。
【0046】
第１の検出器アレイ４３２は第１の高さ４４０を有し、第２の検出器アレイ４３４は第２の高さ４４２を有する。第１の高さ４４０は第２の高さ４４２と同じであってもよいし、第１の高さ４４０は第２の高さ４４２と異なっていてもよい。第１の高さ４４０および第２の高さ４４２は、それぞれ、第１の検出器アレイ４３２および第２の検出器アレイ４３４の半導体材料の種類（例えば、検出器の種類）に依存し得る。例えば、第１の検出器アレイ４３２はＥＩ検出器を含むことができ、第２の検出器アレイ４３４はＰＣＣＴ検出器を含むことができる。ＥＩＤに対してＰＣＣＴ検出器のコストが高いため、第２の検出器アレイ４３４の表面積は第１の検出器アレイ４３２の表面積よりも小さく、それによって高さ４４０は高さ４４２よりも大きくなる可能性がある。あるいは、第１の検出器アレイ４３２はＰＣＣＴ検出器を含み、第２の検出器アレイ４３４はＥＩ検出器を含み、高さ４４０は高さ４４２より小さくてもよい。
【0047】
第１の検出器アレイ４３２は、図４Ａの長さ４２０と同じであってもよい長さ４４６を有する。第２の検出器アレイ４３４も長さ４４６を有するものとして示されている。しかしながら、異なる実施形態では、第１の検出器アレイ４３２および第２の検出器アレイ４３４は、異なる長さを有することができる。
【0048】
図４Ｃは、第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０の簡略図を示し、第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０は、第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、および第３の検出器アレイ４５６を含み、これらの各々は、検出器アレイ３００と同じであってもよく、または類似していてもよい。第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、および第３の検出器アレイ４５６は、同じタイプまたは異なるタイプの検出器モジュールおよび検出器素子（ＥＩ検出器、ＰＣＣＴ検出器、および／または異なるタイプの検出器）を含むことができる。例えば、第１の実施形態では、第１の検出器アレイ４５２はＰＣＣＴ検出器を含むことができ、第２の検出器アレイ４５４はＥＩ検出器を含むことができ、第３の検出器アレイ４５６はＰＣＣＴ検出器を含むことができる。第２の実施形態では、第１の検出器アレイ４５２はＥＩ検出器を含み、第２の検出器アレイ４５４はＰＣＣＴ検出器の第１の構成を含み、第３の検出器アレイ４５６はＰＣＣＴ検出器の第２の構成を含むことができる。第３の実施形態では、第１の検出器アレイ４５２はＰＣＣＴ検出器を含み、第２の検出器アレイ４５４はＥＩ検出器の第１の構成を含み、第３の検出器アレイ４５６はＥＩ検出器の第２の構成を含むことができる。一般に、第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０は、様々な構成の様々なタイプの検出器を含むことができる。
【0049】
図４Ｂを参照して上述したように、第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０において、第１の検出器アレイ４５２および第２の検出器アレイ４５４は、第１の検出器アレイ４５２の下端が第２の検出器アレイ４５４の上端と（例えば、ｚ次元において）出会う接合部４５７において、面共有接触して隣接して配置され得る。第２の検出器アレイ４５４および第３の検出器アレイ４５６は、第２の検出器アレイ４５４の下端が第３の検出器アレイ４５６の上端と（例えば、ｚ次元において）出会う接合部４６７において、面共有接触で隣接して配置され得る。第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０と同様に、第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、および第３の検出器アレイ４５６は、接合部４５７および４６７のうちの１つ以上で互いに結合されてもよく、および／または第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、および第３の検出器アレイ４５６は、面共有接触で第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、および／または第３の検出器アレイ４５６を保持する第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０の構造構成要素に結合されてもよく、または第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、および第３の検出器アレイ４５６は、ガントリに結合されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の検出器アレイ４５２の下端４５８と第２の検出器アレイ４３４の上端４５９とは、互いに面共有接触しておらず、空間または仕切りとして作用する構成要素によって分離されていてもよく、および／または、第２検出器アレイ４５４の下端４６８と第３の検出器アレイ４５６の上端４６９とは、互いに面共有接触しておらず、空間または仕切りとして作用する構成要素によって分離されていてもよい。
【0050】
第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０は、ＣＴシステムのＸ線源から発せられるＸ線を第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、及び第３の検出器アレイ４５６のうちの１つに集中させるために第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０をガントリに対して移動させることができるように、ガントリに結合された並進機構（例えば、レール）に取り付けることができる。
【0051】
第１の検出器アレイ４５２は第１の高さ４６０を有し、第２の検出器アレイ４５４は第２の高さ４６２を有し、第３の検出器アレイ４５６は第３の高さ４６４を有する。図４Ｂを参照して上述したように、第１の高さ４６０、第２の高さ４６２、および／または第３の高さ４６４は、動作上の要求および半導体材料の相対コストを含む様々な要因に応じて、同じであっても異なっていてもよい。第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、および第３の検出器アレイ４５６は、長さ４６６を有するものとして示されている。しかしながら、異なる実施形態では、第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、および第３の検出器アレイ４５６は、異なる長さを有することができる。
【0052】
いくつかの実施形態では、第１の検出器アレイはガントリに固定され、追加の検出器アレイは、第１の固定検出器アレイに対して相対的に移動するように構成されたハイブリッド検出器アセンブリに配置され得る。例えば、第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０は、第１の検出器アレイ４５２および第３の検出器アレイ４５６を含むことができ、第１の検出器アレイ４５２および第３の検出器アレイ４５６は、第２の検出器アレイ４５４の大きさの空間によって分離され、第２の検出器アレイ４５４は、ｙ次元においてＸ線源に対して第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０の反対側（例えば、第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０の後方）でガントリに固定されることができる。第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０の第１の位置では、Ｘ線は第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０を通過し（例えば、第１の検出器アレイ４５２と第３の検出器アレイ４５６とを分離する空間を通って）、第２の検出器アレイ４５４に衝突することがある。異なる検出器タイプが所望される後続のスキャンのために、第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０は、Ｘ線が第１の検出器アレイ４５２に衝突する第２の位置までｚ次元に沿った第１の方向に移動され得るか、又は第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０は、Ｘ線が第３の検出器アレイ４５６に衝突する第３の位置までｚ次元に沿った第２の方向に移動され得る。換言すれば、第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０は、第１の検出器アレイ４５２および第３の検出器アレイ４５６のいずれかが第２の検出器アレイ４５４を覆い隠し、Ｘ線が第２の検出器アレイ４５４に衝突しないように移動されてもよく、または第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０は、第１の検出器アレイ４５２および第３の検出器アレイ４５６のいずれもが第２の検出器アレイ４５４を覆い隠し、それによってＸ線が第２の検出器アレイ４５４に衝突するように移動されてもよい。他の実施例では、第１検出器アレイ４５２、第２検出器アレイ４５４、および第３検出器アレイ４５６の異なる構成が、固定位置または可動位置で使用され得る。固定位置検出器アレイを含むことの１つの利点は、ガントリの全体的なサイズが縮小され得ることである。固定位置検出器アレイを含むことの別の利点は、第２ハイブリッド検出器アセンブリ４５０の重量が低減され得ることであり、これにより第２ハイブリッド検出器アセンブリ４５０を移動させる効率または速度が向上し得る。
【0053】
図５Ａは、図４Ｃの第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０のようなＣＴシステムのハイブリッド検出器アセンブリの検出器アレイの第１の構成例５００を示す。第１の構成例５００は、第１の検出器アレイ５０２、第２の検出器アレイ５０４、及び第３の検出器アレイ５０６を含み、これらは第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、及び第３の検出器アレイ４５６の非限定的な例であり得る。第１の検出器アレイ５０２は、第１の検出器タイプの検出器素子を含み、第２の検出器アレイ５０４は、第２の検出器タイプの検出器素子を含み、第３の検出器アレイ５０６は、第３の検出器タイプの検出器素子を含む。第１の検出器タイプ、第２の検出器タイプ、および第３の検出器タイプは、互いに異なっていてもよく、または異なる構成もしくはサイズの同一もしくは類似の検出器を含んでもよい。図５Ａでは、第１の検出器アレイ５０２、第２の検出器アレイ５０４、および第３の検出器アレイ５０６は、フラットパネル検出器アレイとして描かれている。しかしながら、他の実施形態では、第１の検出器アレイ５０２、第２の検出器アレイ５０４、および第３の検出器アレイ５０６は、図３および４Ａ～４Ｃを参照して上述したように、湾曲検出器アレイであってもよい。図５Ａにおいて
【0054】
図５Ａでは、基準軸５０１で示されるｚ次元において、第１の検出器アレイ５０２は高さ５１２を有し、第２の検出器アレイ５０４は高さ５１４を有し、第３の検出器アレイ５０６は高さ５１６を有し、高さ５１２、５１４、および５１６は等しい。さらに、第１の検出器アレイ５０２、第２の検出器アレイ５０４、および第３の検出器アレイ５０６は、（例えば、ｘ次元において）等しい長さ５２２を共有する。このように、第１の検出器アレイ５０２、第２の検出器アレイ５０４、および第３の検出器アレイ５０６は、等しい表面積を有し得る。
【0055】
対照的に、図５Ｂは、第１の検出器アレイ５５２、第２の検出器アレイ５５４、及び第３の検出器アレイ５５６を含むＣＴシステムのハイブリッド検出器アセンブリの検出器アレイの第２の構成例５５０を示す。第１の検出器アレイ５５２は第１の検出器タイプの検出器素子を含むことができ、第２の検出器アレイ５５４は第２の検出器タイプの検出器素子を含むことができ、第３の検出器アレイ５５６は第３の検出器タイプの検出器素子を含むことができる。
【0056】
図５Ｂにおいて、第１の検出器アレイ５５２、第２の検出器アレイ５５４、および第３の検出器アレイ５５６は、基準軸５０１で示されるｘ次元において、等しい長さ５２２を共有する。しかしながら、第１の検出器アレイ５５２は高さ５６２を有し（例えば、ｚ次元において）、第２の検出器アレイ５５４は高さ５６４を有し、第３の検出器アレイ５５６は高さ５６６を有し、高さ５６２、５６４、および５６６は等しくない。このように、第１の検出器アレイ５０２、第２の検出器アレイ５０４、および第３の検出器アレイ５０６は、等しい表面積を有さない場合がある。具体的には、高さ５６４は、高さ５６２および５６６よりも大きく、それによって、第２の検出器アレイ５５４は、第１の検出器アレイ５５２および第３の検出器アレイ５５６よりも大きな表面積を有するように描かれる。
【0057】
換言すれば、第１の検出器アレイ５５２、第２の検出器アレイ５５４、及び第３の検出器アレイ５５６の相対的なサイズは、様々な目標を満たすように有利に構成又は調整され得る。例えば、第２の検出器アレイ５５４は、ＥＩ検出器を含むことができ、これは、製造及び使用コストが低く、大部分のスキャンにおいて高品質の画像を提供することができる。第１の検出器アレイ５５２は、より高価であり、ＥＩ検出器ほど頻繁には使用されないかもしれないＰＣＣＴ検出器を含むかもしれない。第３の検出器アレイ５５６は、第２の検出器アレイ５５４ほど頻繁には使用されないかもしれない異なる検出器タイプを含むかもしれない。第２の検出器アレイ５５４の製造および使用コストが低く、第１の検出器アレイ５５２および第３の検出器アレイ５５６よりも頻繁に使用される結果として、第２の検出器アレイ５５４の表面積が増加し、第１の検出器アレイ５５２および第３の検出器アレイ５５６の表面積が減少する可能性がある。第２の検出器アレイ５５４の表面積を増加させることにより、第２の検出器アレイ５５４を介して取得された投影データから再構成される画像の品質を増加させることができる。第１の検出器アレイ５５２および／または第３の検出器アレイ５５６の表面積が減少しても、第１の検出器アレイ５５２および／または第３の検出器アレイ５５６から再構成される画像の品質が低下することはない。しかしながら、減少した表面積は、被写体を走査するために使用される時間の量を増加させる可能性がある。さらに、減少した表面積は、第１の検出器アレイ５５２及び／又は第３の検出器アレイ５５６が、スキャンされた被検体のより小さい関心領域をスキャンするために使用されることをもたらす可能性がある。このように、ハイブリッド検出器アセンブリ内の異なる検出器アレイの相対的な高さを調整することによって、スキャナは、性能及びコスト目標を満たしながら、異なるタイプの検出器を使用してスキャンを実行することをサポートすることができる。
【0058】
図６Ａは、図４Ｂの第１のハイブリッド検出器アセンブリ４３０のようなＣＴシステムのハイブリッド検出器アセンブリの２つの検出器アレイの第３の構成例６００を示す。第３の例示的構成６００は第１の検出器アレイ６０２と第２の検出器アレイ６０４とを含み、これらは第１の検出器アレイ４３２と第２の検出器アレイ４３４の非限定的な例であり得る。第１の検出器アレイ６０２は、第１の検出器タイプの検出器素子を含むことができ、第２の検出器アレイ５０４は、第２の検出器タイプの検出器素子を含むことができる。例えば、第１の検出器タイプはＰＣＣＴ検出器であってもよく、第２の検出器タイプはＥＩ検出器であってもよい。
【0059】
基準軸５０１で示されるｚ次元において、第１の検出器アレイ６０２は高さ６１２を有し、第２の検出器アレイ６０４は高さ６１４を有し、高さ６１４は高さ６１２よりも大きい。さらに、第１の検出器アレイ６０２は長さ６２２（例えば、ｘ次元において）を有し、第２の検出器アレイ６０４は長さ６２４を有し、長さ６２４は長さ６２２よりも大きい。このように、第１の検出器アレイ６０２は、第２の検出器アレイ６０４よりも小さい表面積を有する。
【0060】
いくつかの実施形態では、第１の検出器アレイ６０２は、検出器アレイ６０４に対する検出器アレイ６０２の検出器材料の相対的な費用のために、検出器アレイ６０４よりも低い高さおよび／または長さを有することができる。例えば、検出器アレイ６０２は、検出器アレイ６０４の第２の半導体材料よりも高価な第１の半導体材料を含むことがあり、検出器アレイ６０２は、ＣＴシステムの全体的なコストを低減するために、検出器アレイ６０４よりも短い高さまたは長さを有することがある。加えて又は代替的に、高さ６１２は検出器アレイ６０２の製造上の制限に基づくことがある。例えば、検出器材料（例えば、シリコン）は、あるサイズでは製造可能であるが、他の、より大きなサイズでは製造不可能であるか、又は、より大きなサイズでの検出器材料の製造コストがコスト高である場合がある。検出器材料が少なくとも１つの寸法において所望の範囲で製造できない場合、高さ６１２は、製造可能な少なくとも１つの寸法まで短くすることができる。他の実施形態では、高さ６１２は、ハイブリッド検出器アセンブリおよび／またはハイブリッド検出器アセンブリがＺ次元で取り付けられるガントリの限られた全範囲に起因する空間制約の結果として減少する可能性がある。
【0061】
図６Ｂは、図４Ｃの第２のハイブリッド検出器アセンブリ４５０などのハイブリッド検出器アセンブリの３つの検出器アレイの第４の構成例６５０を示す。第４の例示的構成６５０は、第１の検出器アレイ６５２、第２の検出器アレイ６５４、および第３の検出器アレイ６５６を含み、これらはそれぞれ、第１の検出器アレイ４５２、第２の検出器アレイ４５４、および第３の検出器アレイ４５６の非限定的な例であり得る。第１の検出器アレイ６５２は第１の検出器タイプの検出器素子を含み、第２の検出器アレイ６５４は第２の検出器タイプの検出器素子を含み、第３の検出器アレイ６５６は第３の検出器タイプの検出器素子を含み、これらは互いに異なっていてもよい。様々な実施形態において、第１の検出器タイプは第１の検出器材料を含むことができ、第２の検出器タイプは第２の検出器材料を含むことができ、第３の検出器タイプは第３の検出器材料を含むことができる。例えば、第１の検出器タイプはＰＣＣＴ検出器素子を含むことがあり、第２の検出器タイプはＥＩ検出器素子を含むことがあり、第３の検出器タイプは、例えば、インターベンショナルＸ線撮像作業のためのマンモグラフィのためのフラットパネル撮像のために使用されることがある。
【0062】
あるいは、第１の検出器タイプ、第２の検出器タイプ、および第３の検出器タイプのうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の寸法において異なる構成、サイズ、厚さ、および／または範囲の同一または類似の検出器を含むことができる。例えば、第１の検出器タイプは、ＰＣＣＴ検出器素子を含むことができ、第２の検出器タイプは、第１のサイズのＥＩ検出器アレイおよび／またはＥＩ検出器素子を含むことができ、第３の検出器タイプは、第２のサイズのＥＩ検出器アレイおよび／またはＥＩ検出器素子、または異なる厚さのＥＩ検出器素子を含む複合ＥＩ検出器アレイ（例えば、サンドイッチアレイ）を含むことができる。他の実施形態では、第１の検出器タイプはＰＣＣＴ検出器素子を含むことができ、第２の検出器タイプは第１の厚さのＥＩ検出器素子を含むことができ、第３の検出器タイプは第２の厚さのＥＩ検出器素子を含むことができる。本明細書で提供される例は例示目的であり、異なるタイプは、本開示の範囲から逸脱することなく様々な方法で区別され得ることを理解されたい。
【0063】
第４の構成例６５０では、基準軸５０１で示されるｚ次元において、第１の検出器アレイ６５２は高さ６６２を有し、第２の検出器アレイ６５４は高さ６６４を有し、第３の検出器アレイ６５６は高さ６６６を有し、ここで高さ６６２、６６４、６６６は異なる。さらに、第１の検出器アレイ６５２は長さ６７２（例えば、ｘ次元において）を有し、第２の検出器アレイ６５４は長さ６７４を有し、第３の検出器アレイ６５６は長さ６７６を有し、長さ６７２、６７４、および６７６は異なる。具体的には、高さ６６２は高さ６６６未満であり、高さ６６２および長さ６６６の両方は高さ６６４未満であり、長さ６７２は長さ６７６未満であり、長さ６７２および長さ６７６の両方は長さ６７４未満である。このように、第１の検出器アレイ６５２、第２の検出器アレイ６５４、および第３の検出器アレイ６５６は、異なる表面積を有し得る。上述したように、異なる表面積は、ＣＴシステム及び／又はＣＴシステムから再構成される画像の様々な特性を最大化又は最小化するように構成され得る。例えば、第１の検出器アレイ６５２は第１のＰＣＣＴ検出器アレイであることがあり、第２の検出器アレイ６５４はＥＩ検出器アレイであることがあり、第３の検出器アレイ６５６は第２のＰＣＣＴ検出器アレイであることがある。第１の検出器アレイ６５２及び第３の検出器アレイ６５６の表面積は、ＣＴシステムのコストを低減するために減少させることができ、第２の検出器アレイ６５４の表面積は、第１の検出器アレイ６５２及び第３の検出器アレイ６５６のＰＣＣＴ検出器よりも使用頻度が高い第２の検出器アレイ６５４のＥＩ検出器から再構成される画像の品質を高めるために増加させることができる。
【0064】
ハイブリッド検出器アセンブリ内の検出器アレイの相対的な位置決めは、有利には、異なる検出器アレイの１つ以上の特性に基づいて行われる。例えば、検出器アレイの相対的な位置決めは、ハイブリッド検出器アセンブリの１つ以上の検出器アレイの予期される使用量に基づくことがあり、予期される使用量が多い第１の検出器アレイがｚ次元において中央に配置されることがあり、他の検出器アレイが第１の検出器アレイの周囲に配置されることがある（例えば、ｚ次元において第１の検出器アレイの上方または下方にあるように図５Ａ～図６Ｂに描写されている）。加えて、ＣＴシステムのデフォルト位置又は開始位置では、Ｘ線源は、ハイブリッド検出器アセンブリが第１の検出器アレイを使用する撮影のために移動されないことがあり、ハイブリッド検出器アセンブリは、予想される使用量がより少ない検出器アレイを使用する撮影のために移動されることがあるように、第１の検出器アレイの中央に配置されることがある。このようにして、ＣＴシステムのガントリに対するハイブリッド検出器アセンブリの移動が最小化され、ハイブリッド検出器アセンブリの摩耗及び／又はハイブリッド検出器アセンブリの保守の頻度が低減され、ハイブリッド検出器アセンブリ及び／又はハイブリッド検出器アセンブリと結合するガントリの構成要素（例えば、レール）の耐用年数が増加され得る。他の実施形態では、検出器アレイの相対的な位置決めは、例えば、検出器アレイの相対的な重量及び／又はサイズなど、検出器アレイの１つ又は複数の追加的な又は異なる特性に基づくことができる。例えば、検出器アレイは、複数の走査にわたってハイブリッド検出器アセンブリによって移動される総距離を最小にするようにハイブリッド検出器アセンブリ内に配置され得る。
【0065】
図７Ａは、図１のＣＴシステム１００のガントリ１０２のようなＣＴシステムのガントリの回転可能な部分７０２と、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４とを、一組の基準軸５０１に関して第１の視点から示した概略図７００である。取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４は、図４Ｂ及び図４Ｃに簡略化して示したハイブリッド検出器アレイアセンブリ４３０及び４５０の非限定的な例であってよく、図５Ａ～図６Ｂを参照して上述したような様々な構成の異なるタイプの検出器アレイを含んでよい。取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４は、方向矢印７０１によって示されるように、基準軸５０１のｙ寸法において、回転可能部分７０２に機械的に結合され得る。様々な実施形態において、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４の第１の内面７１０は回転可能部分７０２の第１の外面７１２にボルト止めされることがあり、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４の第２の内面７１４は回転可能部分７０２の第２の外面７１６にボルト止めされることがある。
【0066】
図７Ｂは、回転可能部分７０２及び取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４を基準軸５０１に関して（例えば、ｘ／ｙ寸法で）第２の視点から見た概略図７３０を示す。概略図７３０は、回転可能部分７０２の第１の側面７３４における回転可能部分７０２への取付け可能ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４の結合を示しており、ＣＴシステムのＸ線源７３２が回転可能部分７０２の第２の対向する側面７３６に配置されている。このように、Ｘ線源７３２によって生成されたＸ線は、矢印７３８によって示されるように、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４に配置された（例えば、ｚ次元で積み重ねられた）複数の検出器アレイのうちの１つに向けられることがある。
【0067】
図７Ｄ及び図７Ｅを参照して以下により詳細に説明するように、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４は、複数の可動検出器アレイを含むことができ、検出器アレイの位置は、複数の可動検出器アレイの所望の検出器アレイ上にＸ線をセンタリングするようにｚ次元で調整されることができる。（上述したように、いくつかの実施形態では、検出器アレイは固定されることがあり、Ｘ線源（例えば、Ｘ線源７３２）は、所望の検出器アレイ上のＸ線の中心になるようにｚ次元で調整されることがある）。検出器アレイが第１の位置から第２の位置にシフトされると、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４及び回転可能部分７０２全体の重量分布が変更され、回転可能部分７０２の回転に影響を及ぼす可能性のある不均衡が発生することがある。幾つかの実施形態では、不均衡は、回転可能部分７０２の回転速度を低下させることによって対処することができる。他の実施形態では、重量の分布の変化は、１つ以上の可動錘（movable weights）７４０を回転可能部分７０２の第２の対向する側面７３６に結合することによって相殺することができる。１つまたは複数の可動錘７４０は、検出器アレイが位置を移動するときに、１つまたは複数の可動錘７４０が移動して重量分布の変化を補償するように構成することができる。例えば、検出器アレイがｚ次元の第１の方向に動かされる場合、１つ以上の可動錘７４０は、補正するためにｚ次元の第２の反対方向に動かされ得る。検出器アレイの移動を補償する１つまたは複数の可動錘７４０の能力は、１つまたは複数の可動錘７４０のサイズに依存する場合がある。１つ以上の可動錘７４０が小さい場合、検出器アレイの移動は部分的に補償される可能性がある。検出器アレイの移動が部分的に補償される場合、回転可能部分７０２の回転速度を低下させて、結果として生じる不均衡を緩和することができる。あるいは、１つまたは複数の可動錘７４０は、検出器アレイの移動を完全に補償する大きさにすることができ、それにより、回転可能部分７０２の回転速度を低下させないことができる。いくつかの実施形態では、回転可能部分７０２のサイズを大きくして、より大きなサイズの錘のためのスペースを確保することができる。あるいは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の可動錘７４０は、回転可能部分７０２の内側ボア７４１に配置されるか、またはこれに結合されることがある。
【0068】
図７Ｃは、回転可能部分７０２及び取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４の概略図７５０を、基準軸５０１に関して（例えば、ｙ／ｚ寸法において）第３の視点から示している。概略図７３０は、矢印７０１によって示されるｙ寸法において、回転可能部分７０２の第１の側面７３４における回転可能部分７０２への取付け可能ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４の結合を示す。
【0069】
図７Ｄは、基準軸５０１に関して（例えば、ｙ／ｚ寸法において）図７Ｃの第３の態様からの図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃの回転可能部分７０２の概略図７６０を示す。概略図７６０は、レール７６２、第１の検出器アレイ７６４、及び第２の検出器アレイ７６６を示す取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４の簡略図を含む。第１の検出器アレイ７６４及び第２の検出器アレイ７６６は、それぞれ第１の検出器アレイ６０２及び第２の検出器アレイ６０４の非限定的な例であり得る。例えば、第１の検出器アレイ７６４は、ＥＩ検出器素子を含むＥＩＤ検出器アレイであってもよく、第２の検出器アレイ７６６は、ＰＣＣＴ検出器素子を含むＰＣＣＴ検出器アレイであってもよい。第１の検出器アレイ７６４および第２の検出器アレイ７６６は、図６Ａを参照して上述したように、互いに直接結合されるか、または取付け可能ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４の共有構成要素に結合される。取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４及び／又は取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４の部品及び／又は部分は、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４に含まれる検出器アレイの数に応じて異なるサイズにすることができることが更に理解されるべきである。
【0070】
様々な実施形態において、レール７６２は、固定位置で、回転可能部分７０２の（描かれたｙ次元における）底部側面（bottom side）７７０に機械的に結合され得る。第１の検出器アレイ７６４および第２の検出器アレイ７６６は、第１の検出器アレイ７６４および第２の検出器アレイ７６６が方向矢印７７２によって示されるｚ次元においてレール７６２に沿ってスライドし得るように、レール７６２にスライド可能に結合され得る。図７Ｄにおいて、第１の検出器アレイ７６４および第２の検出器アレイ７６６は、回転可能部分７０２に対して第１の位置７６８に示され、ここで、第１の検出器アレイ７６４は、破線７６１によって示されるスキャン平面の中心に位置合わせされる。第１の検出器アレイ７６４がスキャン平面の中心に位置合わせされた結果として、Ｘ線源７３２によって生成されたＸ線は、第１の検出器アレイ７６４の検出器要素に衝突することがあり、第２の検出器アレイ７６６の検出器要素に衝突しないことがある。したがって、投影データは、第１の検出器アレイ７６４から取得され、第２の検出器アレイ７６６からは取得されないことがあり、ＣＴ画像は、第１の検出器アレイ７６４を介して取得された投影データから再構成されることがある。
【0071】
図７Ｅは、回転可能部分７０２および取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４の簡略図７８０を示し、第１の検出器アレイ７６４および第２の検出器アレイ７６６は、回転可能な部分７０２に対して第２の位置７８２に示されており、第２の検出器アレイ７６６は、破線７６１によって示されるスキャン平面の中心に中心合わせされている。第２の検出器アレイ７６６がスキャン平面の中心に位置合わせされた結果として、Ｘ線源７３２によって生成されたＸ線は、第２の検出器アレイ７６６の検出器要素に衝突することがあり、第１の検出器アレイ７６４の検出器要素に衝突しないことがある。したがって、投影データは、第１の検出器アレイ７６４からではなく、第２の検出器アレイ７６６から取得されることがあり、ＣＴ画像は、第２の検出器アレイ７６６を介して取得された投影データから再構成されることがある。
【0072】
換言すれば、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４は、第１の検出器アレイ７６４からの投影データを使用してスキャンを実行することが所望されるか、又は第２の検出器アレイ７６６からの投影データを使用してスキャンを実行することが所望されるかに応じて、第１の位置７６８と第２の位置７８２との間で有利に切り替えられ得る。第１の検出器アレイ７６４からの投影データが所望される場合、第１の検出器アレイ７６４および第２の検出器アレイ７６６は、矢印７７２によって示されるｚ寸法に沿って第１の方向（例えば、図７Ｄおよび図７Ｅにおいて左方向）にレール７６２に沿ってスライドされ得る。第２の検出器アレイ７６６からの投影データが所望される場合、第１の検出器アレイ７６４及び第２の検出器アレイ７６６は、矢印７７２によって示されるｚ寸法に沿って第２の反対方向（例えば、図７Ｄ及び図７Ｅにおいて右方向）にレール７６２に沿ってスライドさせることができる。このようにして、ＣＴシステムは、異なるタイプの検出器を用いて被検体を走査するように構成することができる。
【0073】
例えば、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４は、第１の被検体からの投影データの第１の収集を実行するために第１の位置７６８に切り換えられることがある。第１の収集のために、放射線技師は、他のタイプの検出器よりも高速でリソースをより効率的に使用することができ、そこから高品質の再構成画像を生成することができるＥＩ検出器を使用してスキャンを実行することを望むことができる。１回目の撮影が終了した後、放射線技師は２回目の撮影を行うことを望む場合がある。２回目の撮影では、放射線技師は、ＥＩ検出器から得られるよりも高画質の再構成画像を生成することができるＰＣＣＴ検出器を用いてスキャンを実行することを希望することができる。第２の撮影を実行するために、取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４は第１の位置７６８から第２の位置７８２に切り替えられることがあり、それによって第２の検出器アレイ７６６は破線７６１によって示されるスキャン平面の中心に位置付けられることがある。第２の検出器アレイ７６６がスキャン平面の中心に位置決めされた結果として、ＰＣＣＴ検出器を含む第２の検出器アレイ７６６によって投影データが取得されることがあり、投影データから画像が再構成されることがある。
【0074】
ここで図８を参照すると、図７Ａ～図７Ｅの取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ７０４のようなＣＴ撮像システムのハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの異なる検出器アレイ間を切り替えるための例示的な方法８００を示すフローチャートが示されている。方法８００は、非一過性メモリに命令として格納され、図２のイメージング・システム２００のコンピューティング装置２１６などのＣＴ撮像システムのコンピューティング装置の１つまたは複数のプロセッサによって実行されることがある。
【0075】
方法８００は８０２から始まり、方法８００はＣＴスキャンで使用されることが所望される検出器のタイプの選択を受け取ることを含む。様々な実施形態では、検出器の種類は、選択された検出器の種類を介して取得された投影データから再構成された画像の１つ以上の所望の特性に基づいて選択され得る。
【0076】
一例として、第１のタイプの検出器はＥＩ検出器であってよく、これは従来のＣＴ画像が所望される場合に選択され得る。第２の種類の検出器はＰＣＣＴ検出器であることがあり、従来のＣＴ画像よりも高い空間分解能を有する画像が所望される場合に選択されることがある。例えば、従来のＣＴ画像は所望の画像再構成速度に基づいて所望される場合があり、従来のＣＴ画像はＰＣＣＴ検出器データから再構成される画像よりも迅速に再構成される場合がある。ＥＩＤデータから従来のＣＴ画像を再構成することは、ＰＣＣＴデータから画像を再構成することよりも少ない計算資源及びメモリ資源を消費することもあり、この場合、ＰＣＣＴデータを使用することによる潜在的な画質の向上は、ＰＣＣＴデータから画像を再構成するために依存する時間、処理能力、及びメモリの増加量を正当化しないことがある。あるいは、一部の撮像作業では、ＰＣＣＴデータを使用することによる時間、処理能力、及びメモリの増加が正当化される場合があり、それによってＰＣＣＴ検出器タイプが選択される場合がある。
【0077】
所望の検出器タイプは、放射線科医、医師、技師、又は別の医療提供者等のＣＴシステムのユーザによって選択されることがある。様々な実施形態において、所望の検出器タイプは、ＣＴシステムの表示装置（例えば、図２の表示装置２３２）上に表示されるＣＴシステムのグラフィカルユーザインタフェースを介してユーザによって選択されることがある。更に、所望の検出器タイプは、ＣＴシステムを用いてスキャンを実行する際にユーザによって選択されることがある。例えば、ユーザは、投影データを取得するためにＥＩＤ検出器が使用されるＣＴシステムの第１の構成を使用して被検体をスキャンし、従来のＣＴ画像を生成することができる。従来のＣＴ画像を確認した後、ユーザは、異なる検出器タイプ（例えば、ＰＣＣＴ検出器）を選択するようにＣＴシステムを再設定して、被検体の第２のスキャンを実行することができ、その結果、得られる画像はより高品質になる可能性がある。
【0078】
８０４において、方法８００は、ＣＴシステムのハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの位置を調節して、選択された検出器タイプの検出器アレイ上にＣＴシステムのＸ線管をセンタリングすることを含む。ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリは、図４Ｂ～図７Ｅを参照して説明したハイブリッドＣＴ検出器アセンブリと同じであってもよいし、類似のものであってもよい。例えば、ハイブリッドＣＴ検出器アセンブリの位置を調整することは、図７Ｄ及び図７Ｅを参照して上述したように、複数の検出器アレイ（例えば、第１の検出器アレイ７６４及び第２の検出器アレイ７６６）をレール（例えば、レール７６２）に沿って第１の方向、又はＣＴシステムのｚ次元に沿った第２の対向する方向（例えば、スキャンされた被検体が位置決めされるＣＴシステムのテーブルの動きと整列する方向）にスライドさせることを含むことができる。
【0079】
８０６において、方法８００は、選択された検出器アレイを介して投影データを取得することと、取得された投影データから画像を生成することとを含む。画像、及び／又は画像の２Ｄスライスは、表示装置上に表示することができる。一実施例では、Ｘ線は、Ｘ線管が選択された検出器アレイと中心を合わせた後にのみ、選択された検出器タイプに向けて照射される。
【0080】
８０８において、方法８００は、新たな検出器タイプが選択されたか否かを判定することを含む。例えば、ユーザは、同じ被写体上又は異なる被写体上で後続の撮像を実行することを望む場合があり、後続の撮像は、最初の撮像とは異なる検出器タイプを使用して実行される。加えて又は代替的に、撮像が完了し、追加の撮像が望まれない場合もある。幾つかの実施形態では、検出器タイプは、実施されるスキャンプロトコルによって定義又は提案され得る。例えば、第１のスキャンプロトコルは、第１の検出器タイプが所望されることを指定することができ、又はユーザが第１の検出器タイプを選択することを提案することができ、第２のスキャンプロトコルは、第２の検出器タイプが所望されることを指定することができ、又はユーザが第２の検出器タイプを選択することを提案することができる。スキャンプロトコルにおける検出器タイプの指定は、例えば、スキャンを実行する前に人間の専門家によって行われることがある。場合によっては、検出器タイプの指定は、対応する撮像タスクに適した検出器タイプを予測するように訓練された機械学習アルゴリズムに少なくとも部分的に基づいて行われることがある。
【0081】
８０８において、新たな検出器タイプが後続の走査のために選択されたと判定された場合、方法８００は８０４に戻り、ハイブリッド検出器アセンブリの位置が、Ｘ線管が新たに選択された検出器タイプを含む検出器アレイの中心に位置するように調整され、選択された検出器タイプから取得された投影データを有する画像を取得する。新たに選択された検出器タイプがＸ線管と中心を合わせるまで、Ｘ線はハイブリッド検出器アレイに向けて照射されない。このプロセスの間、患者は撮像システム内に留まることができる。このようにすることで、単一の撮影システムで複数の種類のＣＴ画像を取得することができる。
【0082】
あるいは、８０８において、新しい検出器タイプが後続の走査のために選択されていないと判定された場合、方法８００は８１０に進む。８１０において、方法８００は、ハイブリッド検出器アセンブリの現在の位置を維持することを含み、方法８００は終了する。
【0083】
したがって、本明細書では、単一のＣＴシステム内で異なる検出器タイプ又は材料を用いてＣＴスキャンを実行するための方法及びシステムが提供される。ＣＴシステムは、所望の検出器タイプ／材料を有する所望の検出器アレイ上にＣＴシステムのＸ線管をセンタリングするためにｚ次元におけるハイブリッド検出器アセンブリの位置を取得の間にシフトさせることができるように、ｚ次元において（例えば、ＣＴシステムのテーブルの運動軸に平行に）積層されることができる、異なる材料の様々な検出器アレイを含むハイブリッド検出器アセンブリを含むことができる。第１の検出器アレイ（例えば、ＥＩ検出器アレイ）を用いた第１の撮影中に取得された投影データを用いて第１の画像を再構成し、第２の異なる検出器アレイ（例えば、ＰＣＣＴ検出器アレイ）を用いた第２の撮影中に取得された投影データを用いて第２の画像を再構成することができる。ＣＴシステムのユーザは、スキャン時に所望の検出器タイプ／材料を選択して、所望の検出器アレイがＸ線管の中心に位置する位置にハイブリッド検出器アセンブリを移動させることができる。ユーザがスキャン時に実行する撮影の種類を決定できるようにすることで、ＣＴシステムの使用をより効率的にスケジュールすることができ、その結果、使用率が向上する。単一のシステム内で異なる検出器能力を提供することにより、診療所や病院は、追加の装置を購入することなく、異なるタイプのスキャンを実行することができ、コストを節約することができる。その結果、病院や診療所は、従来のＣＴスキャナとＰＣＣＴスキャナとのどちらかを選択する必要がなくなり、画質の異なる幅広い画像をサポートすることができる。
【0084】
ＣＴシステム内に異なる検出器材料の検出器アレイを設けることの技術的効果は、異なる種類の再構成画像のために異なるＣＴシステムを購入するよりも低コストで、より幅広い種類の再構成画像に対応できることである。
【0085】
本開示はまた、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムのための支持体を提供する。支持体はＣＴシステムのガントリの回転可能な部分に結合されたハイブリッド検出器アセンブリを含み、ハイブリッド検出器アセンブリは複数の検出器アレイを含み、検出器アレイはＣＴシステムのテーブルの運動軸に平行な方向に沿って分離され、複数の検出器アレイの各検出器アレイは異なる検出器材料を含む。
システムの第１の実施例では、複数の検出器アレイはエネルギー積分（ＥＩ）検出器アレイと光子計数（ＰＣ）検出器アレイとを含む。
システムの第２の実施例では、任意に第１の実施例を含み、ＣＴシステムのハイブリッド検出器アセンブリ及びＸ線管の少なくとも一方は、投影データの第１の収集と投影データの第２の収集との間で、ハイブリッド検出器アセンブリ及びＸ線管の少なくとも一方の位置がガントリの回転可能な部分内で変化することを可能にするように構成された並進機構に取り付けられる。
システムの第３の実施例では、任意に第１及び第２の実施例の一方又は両方を含み、並進機構はレールを含む。
システムの第４の実施例では、任意に第１から第３の実施例の１つ以上又は各々を含み、並進機構は、撮影中にハイブリッド検出器アセンブリを所望の位置にロックするロック機構を含む。
システムの第５の実施例において、任意選択で、第１乃至第４の実施例のうちの１つ以上又は各実施例を含み、システムは、更に、プロセッサと、プロセッサによって実行されると、ハイブリッド検出器アセンブリ及びＸ線管の少なくとも一方を、Ｘ線管が複数の検出器アレイの第１の検出器アレイの中心に位置する第１の位置（第１の位置で第１の検出器アレイは投影データの第１の収集に使用される）から、Ｘ線管が複数の検出器アレイの第２の検出器アレイの中心に位置する第２の位置（第２の位置で第２の検出器アレイは投影データの第２の収集に使用される）まで移動させる命令を含む非一時的メモリと、を備える。
システムの第６の実施例では、任意に、第１から第５の実施例のうちの１つ以上又は各実施例を含み、ハイブリッド検出器アセンブリ及びＸ線管のうちの少なくとも一方は、ＣＴシステムのテーブルの運動軸に平行な方向に移動される。
システムの第７の実施例では、任意に第１乃至第６の実施例の１つ以上又は各々を含み、第１の検出器アレイはエネルギー積分検出器（ＥＩＤ）アレイであり、従来のＣＴ画像が投影データの第１の取得から生成され、第２の検出器アレイは光子計数コンピュータ断層撮影（ＰＣＴ）検出器アレイであり、ＰＣＴデータに基づく画像が投影データの第２の取得から生成される。
システムの第８の実施例では、任意に、第１乃至第７の実施例のうちの１つ以上又は各実施例を含み、複数の検出器アレイのうちの１つの検出器アレイが、ＣＴシステムのユーザによって、取得中に得られる投影データから再構成される画像の１つ以上の所望の特性、画像を再構成するための所望の時間枠、及び取得中に利用可能な計算及び／又はメモリ資源の量のうちの少なくとも１つに基づいて取得を実行するように選択される。
システムの第９の実施例では、任意選択で、第１から第８の実施例のうちの１つ以上または各実施例を含み、複数の検出器アレイは隣接して配置され、複数の検出器アレイの各検出器アレイは、ハイブリッド検出器アセンブリ内の隣接する検出器アレイと面共有接触する。
システムの第１０の実施例では、任意に、第１から第９の実施例のうちの１つ以上または各実施例を含み、異なる検出器材料の検出器材料は、少なくとも１つの次元（dimension）において所望の広がりで製造することができない。
システムの第１１の実施例では、第１から第１０の実施例のうちの１つ以上またはそれぞれを任意に含み、複数の検出器アレイのうちの２つ以上の検出器アレイの、テーブルの運動軸に平行な方向における範囲（extent）が等しくない。
システムの第１２の実施例では、任意に、第１から第１１の実施例の１つ以上または各々を含み、２つ以上の検出器アレイの第１の検出器アレイはＥＩＤアレイであり、２つ以上の検出器アレイの第２の検出器アレイはＰＣＣＴアレイであり、ＥＩＤアレイの表面積はＰＣＣＴアレイの表面積よりも大きい。
システムの第１３の実施例では、任意に第１から第１２の実施例のうちの１つ以上または各々を含み、複数の検出器アレイのうちの２つ以上の検出器アレイの視野（field of view）は等しくない。
本開示はまた、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムのための方法のサポートも提供する。この方法は、ＣＴシステムのユーザから、ＣＴ撮像システムの複数の検出器タイプから第１の検出器タイプの第１の選択を受信するステップと、複数の検出器アレイを含むハイブリッド検出器アセンブリの位置を調整ステップとを含む。複数の検出器アレイの各検出器アレイは異なる検出器タイプを有し、ＣＴシステムのガントリの回転可能な部分内の第１の位置からガントリの回転可能な部分内の第２の位置への移動が行われ、第２の位置はＣＴシステムのＸ線源を第１の検出器タイプの第１の検出器アレイ上にセンタリングし、第１の検出器アレイを用いて被検体を走査する。方法は、第１の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被検体の画像を再構成するステップも含む。
本方法の第１の実施例では、検出器タイプは、検出器アレイの半導体材料、及び検出器アレイの表面積のうちの少なくとも１つに基づく。
任意に第１の実施例を含む方法の第２の実施例において、方法はさらに、複数の検出器タイプから第２の検出器タイプの第２の選択をユーザから受信するステップであって、第２の検出器タイプは第１の検出器タイプとは異なる、前記ステップと、ハイブリッド検出器アセンブリの位置を、ガントリの回転可能部分内の第２の位置からガントリの回転可能部分内の第３の位置まで調整するステップであって、第３の位置は第２の検出器タイプの第２の検出器アレイ上にＸ線源をセンタリングする、前記ステップと、第２の検出器アレイを使用して被検体をスキャンするステップと、第２の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被検体の画像を再構成するステップと、を含む。
方法の第３の実施例では、任意に第１及び第２の実施例のうちの１つ又は両方を含み、ハイブリッド検出器アセンブリの位置を調整するステップは、ＣＴ撮像システムの並進機構に沿ってハイブリッド検出器アセンブリを第１の位置から第２の位置までスライドさせるステップと、ハイブリッド検出器アセンブリを第２の位置でロックするステップと、を更に含む。
本開示はまた、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムのための支持体を提供する。支持体は、ＣＴシステムのガントリの回転可能な部分に結合されたハイブリッド検出器アセンブリを備える。ハイブリッド検出器アセンブリは複数の検出器アレイを含み、検出器アレイはＣＴシステムのテーブルの運動軸に平行な方向に沿って離間しており、複数の検出器アレイの各検出器アレイは異なる検出器材料を含む。支持体は、プロセッサと、命令を含む非一過性のメモリと、命令はを備えるプロセッサによって実行されると、ＣＴシステムに、第１の状態において、ハイブリッド検出器アセンブリが第１の位置にあり、該第１の位置は、ＣＴシステムのＸ線源を複数の検出器アレイのうちの第１の検出器アレイの中心に配置し、該第１の検出器アレイは所望の検出器材料を有し、第１の検出器アレイを使用して被検体をスキャンするステップと、第１の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被検体の第１の画像を再構成ステップとを実施させ、ハイブリッド検出器アセンブリが第１の検出器アレイ上のＸ線源を中心とする第１の位置にある第２の状態では、第１の検出器アレイは所望の検出器材料を有しておらず、ハイブリッド検出器アセンブリを第２の位置に移動させ、第２の位置はＸ線源を第２の検出器アレイ上に集中させ、第２の検出器アレイは所望の検出器材料を有し、第２の検出器アレイを用いて被検体をスキャンすえるステップと、第２の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被写体の第２の画像を再構成するステップとを実施させる。
システムの第１の実施例では、第１の位置と第２の位置は、テーブルの運動軸に平行な方向に沿った２点である。
システムの第１の実施例では、複数の検出器アレイはエネルギー積分（ＥＩ）検出器アレイと光子計数（ＰＣ）検出器アレイとを含む。
システムの第２の実施例では、任意に第１の実施例を含み、ＣＴシステムのハイブリッド検出器アセンブリ及びＸ線管の少なくとも一方は、投影データの第１の収集と投影データの第２の収集との間で、ハイブリッド検出器アセンブリ及びＸ線管の少なくとも一方の位置がガントリの回転可能な部分内で変化することを可能にするように構成された並進機構に取り付けられる。
システムの第３の実施例では、任意に第１及び第２の実施例の一方又は両方を含み、並進機構はレールを含む。
システムの第４の実施例では、任意に第１から第３の実施例の１つ以上又は各々を含み、並進機構は、撮影中にハイブリッド検出器アセンブリを所望の位置にロックするロック機構を含む。
システムの第５の実施例において、任意選択で、第１乃至第４の実施例のうちの１つ以上又は各実施例を含み、システムは、更に、プロセッサと、プロセッサによって実行されると、ハイブリッド検出器アセンブリ及びＸ線管の少なくとも一方を、Ｘ線管が複数の検出器アレイの第１の検出器アレイの中心に位置する第１の位置（第１の位置で第１の検出器アレイは投影データの第１の収集に使用される）から、Ｘ線管が複数の検出器アレイの第２の検出器アレイの中心に位置する第２の位置（第２の位置で第２の検出器アレイは投影データの第２の収集に使用される）まで移動させる命令を含む非一時的メモリと、を備える。
システムの第６の実施例では、任意に、第１から第５の実施例のうちの１つ以上又は各実施例を含み、ハイブリッド検出器アセンブリ及びＸ線管のうちの少なくとも一方は、ＣＴシステムのテーブルの運動軸に平行な方向に移動される。
システムの第７の実施例では、任意に第１乃至第６の実施例の１つ以上又は各々を含み、第１の検出器アレイはエネルギー積分検出器（ＥＩＤ）アレイであり、従来のＣＴ画像が投影データの第１の取得から生成され、第２の検出器アレイは光子計数コンピュータ断層撮影（ＰＣＴ）検出器アレイであり、ＰＣＴデータに基づく画像が投影データの第２の取得から生成される。
システムの第８の実施例では、任意に、第１乃至第７の実施例のうちの１つ以上又は各実施例を含み、複数の検出器アレイのうちの１つの検出器アレイが、ＣＴシステムのユーザによって、取得中に得られる投影データから再構成される画像の１つ以上の所望の特性、画像を再構成するための所望の時間枠、及び取得中に利用可能な計算及び／又はメモリ資源の量のうちの少なくとも１つに基づいて取得を実行するように選択される。
システムの第９の実施例では、任意選択で、第１から第８の実施例のうちの１つ以上または各実施例を含み、複数の検出器アレイは隣接して配置され、複数の検出器アレイの各検出器アレイは、ハイブリッド検出器アセンブリ内の隣接する検出器アレイと面共有接触する。
システムの第１０の実施例では、任意に、第１から第９の実施例のうちの１つ以上または各実施例を含み、異なる検出器材料の検出器材料は、少なくとも１つの次元（dimension）において所望の広がりで製造することができない。
システムの第１１の実施例では、第１から第１０の実施例のうちの１つ以上またはそれぞれを任意に含み、複数の検出器アレイのうちの２つ以上の検出器アレイの、テーブルの運動軸に平行な方向における範囲（extent）が等しくない。
システムの第１２の実施例では、任意に、第１から第１１の実施例の１つ以上または各々を含み、２つ以上の検出器アレイの第１の検出器アレイはＥＩＤアレイであり、２つ以上の検出器アレイの第２の検出器アレイはＰＣＣＴアレイであり、ＥＩＤアレイの表面積はＰＣＣＴアレイの表面積よりも大きい。
システムの第１３の実施例では、任意に第１から第１２の実施例のうちの１つ以上または各々を含み、複数の検出器アレイのうちの２つ以上の検出器アレイの視野（field of view）は等しくない。
本開示はまた、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムのための方法のサポートも提供する。この方法は、ＣＴシステムのユーザから、ＣＴ撮像システムの複数の検出器タイプから第１の検出器タイプの第１の選択を受信するステップと、複数の検出器アレイを含むハイブリッド検出器アセンブリの位置を調整ステップとを含む。複数の検出器アレイの各検出器アレイは異なる検出器タイプを有し、ＣＴシステムのガントリの回転可能な部分内の第１の位置からガントリの回転可能な部分内の第２の位置への移動が行われ、第２の位置はＣＴシステムのＸ線源を第１の検出器タイプの第１の検出器アレイ上にセンタリングし、第１の検出器アレイを用いて被検体を走査する。方法は、第１の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被検体の画像を再構成するステップも含む。
本方法の第１の実施例では、検出器タイプは、検出器アレイの半導体材料、及び検出器アレイの表面積のうちの少なくとも１つに基づく。
任意に第１の実施例を含む方法の第２の実施例において、方法はさらに、複数の検出器タイプから第２の検出器タイプの第２の選択をユーザから受信するステップであって、第２の検出器タイプは第１の検出器タイプとは異なる、前記ステップと、ハイブリッド検出器アセンブリの位置を、ガントリの回転可能部分内の第２の位置からガントリの回転可能部分内の第３の位置まで調整するステップであって、第３の位置は第２の検出器タイプの第２の検出器アレイ上にＸ線源をセンタリングする、前記ステップと、第２の検出器アレイを使用して被検体をスキャンするステップと、第２の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被検体の画像を再構成するステップと、を含む。
方法の第３の実施例では、任意に第１及び第２の実施例のうちの１つ又は両方を含み、ハイブリッド検出器アセンブリの位置を調整するステップは、ＣＴ撮像システムの並進機構に沿ってハイブリッド検出器アセンブリを第１の位置から第２の位置までスライドさせるステップと、ハイブリッド検出器アセンブリを第２の位置でロックするステップと、を更に含む。
本開示はまた、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムのための支持体を提供する。支持体は、ＣＴシステムのガントリの回転可能な部分に結合されたハイブリッド検出器アセンブリを備える。ハイブリッド検出器アセンブリは複数の検出器アレイを含み、検出器アレイはＣＴシステムのテーブルの運動軸に平行な方向に沿って離間しており、複数の検出器アレイの各検出器アレイは異なる検出器材料を含む。支持体は、プロセッサと、命令を含む非一過性のメモリと、命令はを備えるプロセッサによって実行されると、ＣＴシステムに、第１の状態において、ハイブリッド検出器アセンブリが第１の位置にあり、該第１の位置は、ＣＴシステムのＸ線源を複数の検出器アレイのうちの第１の検出器アレイの中心に配置し、該第１の検出器アレイは所望の検出器材料を有し、第１の検出器アレイを使用して被検体をスキャンするステップと、第１の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被検体の第１の画像を再構成ステップとを実施させ、ハイブリッド検出器アセンブリが第１の検出器アレイ上のＸ線源を中心とする第１の位置にある第２の状態では、第１の検出器アレイは所望の検出器材料を有しておらず、ハイブリッド検出器アセンブリを第２の位置に移動させ、第２の位置はＸ線源を第２の検出器アレイ上に集中させ、第２の検出器アレイは所望の検出器材料を有し、第２の検出器アレイを用いて被検体をスキャンすえるステップと、第２の検出器アレイを介して取得された投影データに基づいて被写体の第２の画像を再構成するステップとを実施させる。
システムの第１の実施例では、第１の位置と第２の位置は、テーブルの運動軸に平行な方向に沿った２点である。
【0086】
本開示の様々な実施形態の要素を紹介する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、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、または重要性を示すものではなく、むしろ、１つの要素を他の要素と区別するために使用される。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」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する可能性があることを意味する。本明細書において「に接続される」、「に結合される」等の用語が使用されるように、１つの物体（例えば、材料、要素、構造、部材等）は、１つの物体が他の物体に直接接続または結合されているか否か、または１つの物体と他の物体との間に１つ以上の介在物体が存在するか否かにかかわらず、他の物体に接続または結合され得る。加えて、本開示の「１つの実施形態」または「一実施形態」への言及は、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ものとして解釈されることを意図していないことを理解されたい。
【0087】
先に示した修正に加えて、本明細書の精神および範囲から逸脱することなく、多数の他の変形および代替配置が当業者によって考案され得、添付の特許請求の範囲は、そのような修正および配置をカバーすることを意図している。従って、現時点において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連して、特定性および詳細性をもって上述してきたが、本明細書に記載した原理および概念から逸脱することなく、形態、機能、操作方法および使用方法を含むがこれらに限定されない多数の改変を行うことができることは、当業者には明らかであろう。また、本明細書で使用される場合、実施例および実施形態は、あらゆる点で例示的なものであることを意図しており、いかなる方法でも限定的なものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【0088】
１００：ＣＴシステム １０２：ガントリ １０４：Ｘ線源 １０６：Ｘ線放射ビーム １０８：検出器アレイ １１０：画像処理ユニット １１２、２０４：被検体 １１４：テーブル ２００：撮像システム ２０２：検出器素子 ２０６：回転中心 ２０８：制御機構 ２１０：Ｘ線コントローラ ２１２：ガントリモータコントローラ ２１４：ＤＡＳ ２１６：コンピューティング装置 ２１８：大容量記憶装置 ２２０：オペレータコンソール ２２４：ＰＡＣＳ ２２６：テーブルモータコントローラ ２３０：画像再構成器 ２３２：ディスプレイ ３００：検出器アレイ ３０２：Ｘ線 ３０４：レール ３０６：コリメートブレード ３０８：検出器モジュール ４００：ＣＴ検出器アレイ ４０１：基準軸 ４０２：方向 ４１０：高さ ４２０：長さ ４３０：第１のハイブリッド検出器アセンブリ ４３２：第１の検出器アレイ ４３４：第２の検出器アレイ ４３６：矢印 ４３７：接合部 ４３８：下端 ４３９：上端 ４４０：第１の高さ ４４２：第２の高さ ４４６：長さ ４５０：第２のハイブリッド検出器アセンブリ ４５２：第１の検出器アレイ ４５４：第２の検出器アレイ ４５６：第３の検出器アレイ ４５７：接合部 ４５８：下端 ４５９：上端 ４６０：第１の高さ ４６２：第２の高さ ４６４：第３の高さ ４６６：長さ ４６７：接合部 ４６８：下端 ４６９：上端 ５００：第１の構成例 ５０１：基準軸 ５０２：第１の検出器アレイ ５０４：第２の検出器アレイ ５０６：第３の検出器アレイ ５１２、５１４、５１６：高さ ５２２：等しい長さ ５５０：第２の構成例 ５５２：第１の検出器アレイ ５５４：第２の検出器アレイ ５５６：第３の検出器アレイ ５６２、５６４、５６６：高さ ６００：第３の構成例 ６０２：第１の検出器アレイ ６０４：第２の検出器アレイ ６１２、６１４：高さ ６２２、６２４：長さ ６５０：第４の構成例 ６５２：第１の検出器アレイ ６５４：第２の検出器アレイ ６５６：第３の検出器アレイ ６６２、６６４、６６６：高さ ６７２、６７４、６７６：長さ ７００、７３０、７５０、７６０、７８０：概略図 ７０１：矢印 ７０２：回転可能部分 ７０４：取付け可能なハイブリッドＣＴ検出器アセンブリ ７１０：第１の内面 ７１２：第１の外面 ７１４：第２の内面 ７１６：第２の外面 ７３２：Ｘ線源 ７３４：第１の側面 ７３６：第２の側面 ７３８：矢印 ７４０：可動錘 ７４１：内側ボア ７６１：破線 ７６２：レール ７６４：第１の検出器アレイ ７６６：第２の検出器アレイ ７６８：第１の位置 ７７０：底部側面 ７７２：矢印 ７８２：第２の位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8】
【外国語明細書】