7000582 電荷共有キャリブレーション方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-27

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】電荷共有キャリブレーション方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   G01T 1/17 20060101AFI20220112BHJP

   G01T 1/24 20060101ALI20220112BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20220112BHJP

   G01N 23/04 20180101ALI20220112BHJP

【ＦＩ】

G01T1/17 A

G01T1/24

A61B6/03 320R

G01N23/04

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020537542

(86)(22)【出願日】2019-01-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-04-08

(86)【国際出願番号】 EP2019050323

(87)【国際公開番号】W WO2019137901

(87)【国際公開日】2019-07-18

【審査請求日】2021-08-12

(31)【優先権主張番号】18150759.1

(32)【優先日】2018-01-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】シュテットマン，ボーカー ロガー

(72)【発明者】

【氏名】レッスル，エヴァルト

【審査官】後藤 大思

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３２２３１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－７８１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０８５３０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－９５０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｔ １／００ －１／１６

１／１６７－７／１２

Ａ６１Ｂ ６／００ －６／１４

Ｇ０１Ｎ２３／００－２３／２２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネイティブピクセルサイズを有している検出器サブシステムを有するＸ線イメージング装置と、
信号処理システムと
を有し、
前記信号処理システムは、
Ｘ線放射曝露に応答して前記検出器サブシステムで生成された信号を結合し、第１データセット及び第２データセットの少なくとも一方を取得するよう構成される結合器であり、前記第１データセット及び前記第２データセットの一方ではピクセルサイズが前記ネイティブピクセルサイズであり、他方のデータセットでは前記ネイティブピクセルサイズの倍数である、前記結合器と、
２つの前記データセットに基づいて、相関係数を有する関数モデルによって電荷共有効果の推定値を計算するよう構成される推定器と、
前記電荷共有効果について、前記推定値に基づいて、前記検出器サブシステム又は他の検出器によって生成された第３データセットを補正するよう構成される補正器と
を有する、
撮像装置。

【請求項2】

前記結合器は、前記検出器サブシステムで生成された前記信号をビニングするビニング回路を含む、
請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記推定器は、前記推定値を得るように前記第１データセット及び前記第２データセットに従う値に基づいて１つ以上の比を形成することによって前記相関係数を形成するよう構成される、
請求項１に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記検出器サブシステムは、エネルギ分解型である、
請求項１に記載の撮像装置。

【請求項5】

第１データセット及び第２データセットの少なくとも一方を取得するように、ネイティブピクセルサイズを有している検出器サブシステムによってＸ線放射曝露に応答して生成された信号を結合することであり、前記第１データセット及び前記第２データセットの一方ではピクセルサイズが前記ネイティブピクセルサイズであり、他方のデータセットでは前記ネイティブピクセルサイズの倍数である、前記結合することと、
２つの前記データセットに基づいて、相関係数を有する関数モデルを用いて電荷共有効果の推定値を計算することと、
前記推定値に基づいて、前記電荷共有効果について、前記検出器サブシステムによって又は他の検出器によって生成された第３データセットを補正することと
を有する信号処理方法。

【請求項6】

少なくとも１つの処理ユニットによって実行される場合に、該少なくとも１つの処理ユニットに、
第１データセット及び第２データセットの少なくとも一方を取得するように、ネイティブピクセルサイズを有している検出器サブシステムによってＸ線放射曝露に応答して生成された信号を結合することであり、前記第１データセット及び前記第２データセットの一方ではピクセルサイズが前記ネイティブピクセルサイズであり、他方のデータセットでは前記ネイティブピクセルサイズの倍数である、前記結合することと、
２つの前記データセットに基づいて、相関係数を有する関数モデルを用いて電荷共有効果の推定値を計算することと、
前記推定値に基づいて、前記電荷共有効果について、前記検出器サブシステムによって又は他の検出器によって生成された第３データセットを補正することと
を有する信号処理方法を実行させる実行可能命令を記憶している非一時的なコンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号処理システム、信号処理方法、撮像装置、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に関係がある。

【背景技術】

【0002】

コンピュータ断層撮影（Computed Tomography，ＣＴ）スキャナ、Ｘ線写真装置、又は他のような、いくつかのＸ線イメージング装置は、エネルギ弁別検出器を使用する。単にエネルギ集積である従来型の検出器とは違って、エネルギ弁別検出器システムは、Ｘ線放射のエネルギスペクトルを解析することができる。この追加情報の取り出しは、例えば、撮像されたサンプルの物質組成に関して知ることをスペクトルイメージングに可能にする。

【0003】

そのようなエネルギ弁別検出器システムの１つのタイプは、直接変換光子計数検出器である。これらは、検出器信号へのＸ線放射の変換のために、大部分は構造化されていない半導体を使用する。構造化又は“ピクシレーション”は、複数の電極を半導体上に配置することによって達成される。電極は、衝突する光子により半導体内で形成される電荷雲によって引き起こされる光子事象を記録する。電極は、スペクトル画像データへと処理され得る電気パルスの形で検出器信号を供給する。

【0004】

“電荷共有”の望ましくない現象は、このようなタイプの検出器又は同様の事象カウンタで起こることがある。“電荷共有”は、極めて同じ光子事象が１よりも多い電極によって記録される効果であり、これは、イメージング装置のエネルギ弁別機能を乱す可能性がある。

【0005】

電荷共有の影響を小さくする１つの方法は、異なるピクセルの検出された信号を解析するアルゴリズムを使用することである。電荷共有事象の場合に、パルス高さが小さい多くのパルスは、隣接するピクセルにおいて同時に検出される。パルス高さは、最初のパルス高さを回復するよう結合され得る。

【発明の概要】

【0006】

事象計数に基づくイメージングを改善する代替方法が必要とされ得る。

【0007】

本発明の目的は、独立請求項の対象によって解消され、更なる実施形態は、従属請求項に組み込まれている。以下で記載される態様は、イメージングモジュール及びイメージング装置に同様に適用されることが留意されるべきである。

【0008】

本発明の第１の態様に従って、
第１ピクセルサイズでＸ線検出器サブシステムによって生成された第１データセットと、第１ピクセルサイズとは異なる第２ピクセルサイズで生成された第２データセットとを含む少なくとも２つのデータセットを受ける入力インターフェースと、
２つのデータセットに基づいて電荷共有効果の推定値を計算するよう構成される推定器と
を有する信号処理システムが提供される。

【0009】

すなわち、ピクセルサイズは変化してよく、データセットは、少なくとも２つのピクセルサイズの夫々の測定に相当する。これらの測定は、次いで、所与の検出器サブシステムにおける電荷共有効果を評価するために処理される。

【0010】

より具体的には、一実施形態に従って、検出器サブシステムはネイティブピクセルサイズを有し、第１及び第２ピクセルサイズの一方はネイティブピクセルサイズであり、かつ／あるいは、第２及び第１ピクセルサイズの少なくとも一方はネイティブピクセルサイズの倍数である。

【0011】

ピクセルサイズ（又は面積）は、ときどきピッチを用いて表現され、実効面積に相当し、それにより、測定は、例えば、ネイティブピクセルのグループから集められ、結合される。具体的に、検出器ピクセルのグループは、単一のリードアウトチャネルに結合又はビニングされる。

【0012】

より具体的には、一実施形態で、データセットは、結合器（システムの部分であってよい）の動作によって取得される。結合器は、少なくとも第１又は第２データセットを取得するように、Ｘ線放射曝露に応答して検出器サブシステムによって生成された信号を結合するよう構成される。

【0013】

一実施形態に従って、結合器は、Ｘ線検出器サブシステムで生成された信号をビニングするビニング回路を含む。他の加算回路も、代わりに、又は組み合わせて使用されてよい。

【0014】

一実施形態に従って、推定器は、推定値を得るように、第１及び第２データセットに従う値に基づいて１つ以上の比を形成するよう構成される。

【0015】

一実施形態に従って、システムは、検出器サブシステムによって又は他の検出器によって生成された第３データセットを推定値に基づいて電荷共有補正するよう構成される補正器を有する。イメージングフェーズの前にキャリブレーションフェーズでキャリブレーションデータとして先に一緒に収集される第１及び第２データセットとは対照的に、第３データセットはイメージングフェーズで収集され、第３データセットにおける信号は、撮像対象に関して収集される。

【0016】

一実施形態に従って、検出器サブシステムは、エネルギ分解型（又は光子計数型）である。

【0017】

本発明の第２の態様に従って、ｉ）上記の実施形態のいずれか１つに従う信号処理システムと、ｉｉ）検出サブシステムを備えるＸ線イメージング装置とを有する撮像装置が提供される。Ｘ線イメージング装置は、ＣＴスキャナ又はＣアームシステムなどのように回転可能であってよいが、投影Ｘ線撮影システムなどの他のシステムも、本明細書で除外されない。

【0018】

本発明の第３の態様に従って、
第１ピクセルサイズでＸ線検出器サブシステムによって生成された第１データセットと、第１ピクセルサイズとは異なる第２ピクセルサイズで生成された第２データセットとを含む少なくとも２つのデータセットを受けることと、
２つのデータセットに基づいて電荷共有効果の推定値を計算することと
を有する信号処理方法が提供される。

【0019】

一実施形態に従って、方法は、推定値に基づいて、検出器サブシステムによって又は他の検出器サブシステムによって生成された第３データセットを電荷共有効果について補正することを有する。

【0020】

本発明の第４の態様に従って、少なくとも１つの（データ）処理ユニットによって実行される場合に、処理ユニットに、上記の態様又は実施形態のいずれか１つに従う方法を実行させるよう構成されるコンピュータプログラム要素が提供される。

【0021】

本発明の第５の態様に従って、プログラム要素を記憶しているコンピュータ可読媒体が提供される。

【0022】

提案されているシステム及び方法は、極めて高いＸ線フラックスに対処するために必要とされるエネルギ分解型光子計数検出器で特に使用されるような、極めて小さいピクセルサイズによるイメージングをサポートすることを可能にする。しかしながら、ピクセルサイズを低減することは、エネルギ性能を危うくする電荷共有の悪影響によって制約される。そのため、ピクセルサイズは、フラックス能力及びエネルギ分解能のニーズのバランスをとるよう選択される。

【0023】

提案されているシステムは、高フラックスで高レート能力を提供する。

【0024】

提案されている電荷共有補償システムは、異なる検出器ピクセル構成で取得されたキャリブレーションデータ（上記の第１及び第２データセット）を処理するよう構成されるソフトウェアにおいて実装されてよい。リードアウトエレクトロニクスは、２つ以上の有効なピクセルサイズでキャリブレーションデータを取ることを可能にするために、上記の結合器を組み込むことによって適応されてよい。大きい同等のピクセルサイズ／ピッチでのキャリブレーションデータは、より小さいピクセルピッチで取得されたキャリブレーションデータの個別の組における電荷共有の影響を推定するために使用可能である。キャリブレーションデータのこの解析は、全ての臨床的に関連があるプロトコルに供するために必要とされ得る公称の小さいピクセルピッチを用いて取得された投影／画像データに対する電荷共有を補償するように補正データを定式化することを可能にする。

【0025】

本発明の例となる実施形態が、これより、以下の図（実寸通りではない）を参照して記載される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】Ｘ線撮像装置の略ブロック図を示す。

【図2】Ｘ線放射コンポーネントを備えたＸ線検出器モジュールの断面図を示す。

【図3】第1実施形態に従うＸ線データ取得システムの略回路図を示す。

【図4】電荷共有推定のための信号処理システムの略ブロック図を示す。

【図5】第２実施形態に従うＸ線データ取得システムの略回路図を示す。

【図6】信号処理方法のフローチャートを示す。

【図7】キャリブレーションデータを取得する方法ステップのフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１を参照して、コンピュータ断層撮像装置、投影Ｘ線撮影、などのようなＸ線イメージング装置ＸＩ（本明細書では「イメージャ」と呼ばれる）を含むＸ線撮像装置１００の略ブロック図が示されている。

【0028】

イメージャＸＩは、特に、対象ＯＢの内部構造及び／又は物質組成に関して、イメージを生成するよう構成される。対象ＯＢは、有生物又は無生物であってよい。特に、対象は、患者若しくは患畜又はその部分である。

【0029】

Ｘ線イメージャＸＩは、望ましくは、医療分野におけるスペクトル又は光子計数（エネルギ分解）イメージングのために特に想定されているが、手荷物検査または非破壊物質検査（Non-Destructive material Testing，ＮＤＴ）などのような、非医療分野における他の用途も本明細書で除外されない。

【0030】

Ｘ線イメージング装置ＸＩは、Ｘ線を放射するよう構成されたＸ線源ＸＳを含む。

【0031】

Ｘ線源ＸＳから隔てて、試験領域にわたって、Ｘ線感知検出器モジュールＸＤが配置されている。Ｘ線感知検出器モジュールＸＤは、データ取得回路ＤＡＳへ結合されている。Ｘ線感知検出器モジュールＸＤ及びデータ取得回路ＤＡＳは一緒に、撮像装置１００のＸ線検出器（サブ）システムＸＤＳを形成する。モジュール及びＤＡＳは、１つのユニットに一体化されてよく、あるいは、個別的に離れて配置されてもよいが、通信上結合されている。

【0032】

検出器モジュールＸＤは、Ｘ線放射を電気信号に変換するトランスデューサであり、電気信号は、次いで、（以下で更に詳細に記載される様態で）データ取得回路ＤＡＳ（本明細書では単に「ＤＡＳ」と呼ばれる）によって数字（検出器信号）へと処理される。検出器信号は、画像プロセッサＩＰによって、必要とされるイメージへと処理され得る。画像に望まれる数量又はコントラストに応じて、画像プロセッサは、（３Ｄイメージのための）フィルタ補正逆投影法（filtered back-projection）、位相コントラスト再構成（phase contrast reconstruction）、暗視野再構成（fark-field reconstruction）、伝送再構成（transmission reconstruction）又はそれらの任意の組み合わせなどの適切な画像処理アルゴリズムを実装する。イメージは、表示デバイスＤＵ（例えば、モニタ）での表示のためにレンダリングされてよく、あるいは、別なふうに更に処理されてよく、あるいは、メモリＤＢに格納されてよい。

【0033】

撮像中、撮像対象ＯＢ（又はその部分）は、Ｘ線源ＸＳとＸ線検出器ＸＤとの間の試験領域内にある。Ｘ線源ＸＳは、ユーザによって制御ユニット（図示せず）を通じて給電される。次いで、Ｘ線源ＸＳは、試験領域及び撮像対象ＯＢを横切るＸ線ビームＸＢの形でＸ線放射を発する。Ｘ線ビームは、Ｘ線源ＸＳによって生成されるＸ線放射のスペクトルによって定義される異なるエネルギの光子から成る。

【0034】

Ｘ線光子は、対象ＯＢ内の物体と相互作用する。例えば、光子の一部は物体によって吸収され、一方、他の光子は、（Ｘ線源から見た）物体の向こう側で表に現れ、それからＸ線感知検出器ＸＤと相互作用する。対象ＯＢ飲む高側で表に現れる光子の一部は、対象ＯＢ内の物体とのそれらの相互作用のために散乱され、一方、他の光子は、散乱されずに現れる。散乱除去グリッド（anti-scatter grid）が、検出器システムに届くよう散乱光子を防いで画像品質を改善するために使用されてよい。

【0035】

Ｘ線ビームにおける各光子は、一定のエネルギを有している。本明細書で主に想像されているＸ線イメージャＸＩは、光子が検出器モジュールＸＤと相互作用する様態を定量化するよう事象計数の能力がある。１つの特定の実施形態では、Ｘ線イメージャは、検出されたＸ線放射／光子のスペクトル解析を可能にするスペクトルイメージャである。この能力は、例えば、対象の物質分解を可能にする。すなわち、検出された放射は、例えば、対象内の種々のタイプの物質組織を識別するよう解析され得る。

【0036】

より具体的には、光子は、対象ＯＢとの相互作用の後、Ｘ線検出器ＸＤのＸ線感知レイヤと相互作用して電気信号を引き起こす。電気信号は、次いで、ＤＡＳ内で捕捉され処理される。

【0037】

本明細書で提案されている撮像装置１００は、検出器システムＸＤＳで起こる電荷共有効果について検出器信号を補正するよう構成される新規の信号処理システムＳＰＳを含む。電荷共有は、検出器信号の忠実性を貶める効果である。考慮されない場合に、電荷共有は、画像品質及びスペクトル分離を台無しにする可能性がある。

【0038】

新たに提案されている信号処理システムＳＰＳの動作を見る前に、最初に、電荷共有について更に詳細に説明するために、図２を参照する。図２は、検出器サブシステムＸＤＳ
、特にＸ線モジュールＸＤ、及びＤＡＳの部分の断面図を示す。断面は、Ｘ線放射ＸＢの主たる伝搬方向ｐと平行である。

【0039】

検出器モジュールＸＤは、望ましくは、直接変換器タイプである。より具体的には、検出器ＸＤは、Ｘ線放射感知コンポーネントとして、直接変換レイヤＤＬを含む。直接変換レイヤＤＬは、適切な半導体から形成される。半導体は、シリコン、ＣｄＴｅ、ＣＺＴ、ＧａＡｓ及びＧｅ、並びに他などの結晶構造を有している。検出器ＸＤユニットの全体と同様に、変換レイヤＤＬは、一般的に長方形形状であって、アレイを形成する。図２を考慮して、レイヤの他の長さ寸法は、図の紙面に及ぶ。直接変換レイヤＤＬはトランスデューサとして動作する。言い換えれば、衝突する光子が電気信号を生成するのは、このレイヤＤＬの至る所である。具体的に、変換レイヤは、電極ＥＬの対の間に挟まれている。図２の断面図では、変換レイヤＤＬの遠位面に配置されているアノードのみが示されている。電極ＥＬは、直接変換レイヤＤＬの遠位面上でパターンにおいて一定の距離Ｄで間隔をあけられている。各電極ＥＬはネイティブサイズ（事実上、面積）ｄを有している。サイズはまた、ピッチとして表されてもよい。電極ＥＬは、別なふうに構造化されていない変換レイヤＤＬの“ピクシレーション”を定義する。各電極ＥＬは、１つの検出器ピクセルに対応し、ピクセルの全体のアレイからほんの３つのピクセルＰＸ１～３が例として示されている。電極ＥＬは、ときどき本明細書中で略して「ピクセル」と呼ばれる。電極ＥＬは、ＴＦＴ（thin-field-transistors）のレイヤとして配置されてもよい。電圧が電極及び直接変換レイヤＤＬにわたって印加される。通常、カソードは、レイヤＤＬにわたって同じ電圧を印加するためにピクセル化されない。Ｘ線光子Ｘｐｈは、検出器レイヤＤＬ内の結晶に衝突する。光子Ｘｐｈのエネルギに応じて、多数の電子及び空孔が解放され、さもなければ結晶で束縛される。そうして解放された電子及び空孔はそれ自体が更なる電子及び空孔を解放する、など。印加電圧により、電子及び空孔の主な部分は再結合し、各々の電荷雲ＣＣを形成する。印加電圧によって駆動されると、電荷雲ＣＣはアノードＥＬの方へ（図２では下向きに）向かって、蒸気の電気信号、具体的に、電気パルスを引き起こす。それから、電気信号はＤＡＳによって処理される。

【0040】

光子エネルギの各カウントは事象を表す。イメージャの事象計数能力及びその忠実性の大半は、異なる光子によって引き起こされる電荷雲を区別するその能力に依存する。故に、理想的に、各電極対ＥＬは、一度に１つの光子の電荷雲に応答することになる。あいにく、これは、電荷雲の無視できない有限なサイズのために、常には起こらない。電荷雲が、隣接するピクセルＥＬの間で生成される場合に（図２に図示）、雲の一部分は、対応する電界によってピクセルの１つへ向けられ、他の部分は、他のピクセルへ向けられる。言い換えれば、続いて起こる電荷雲ＣＣは、２つ以上の、特に隣接する、電極によってとどめられ得る。この望ましくない効果が「電荷共有」と呼ばれる。言い換えれば、直接変換レイヤとの相互作用を通じて単一の光子Ｘｐｈによって引き起こされる電荷雲ＣＣは、２つ以上のアノード／ピクセルの間で共有される。この電荷共有は、電荷が、アノードによって定義されるピクセルの２つ以上の間で共有されるので、単一の所与の光子を２回又は複数回数えることを生じさせる可能性がある。電荷共有は、従って、イメージャＸＩのエネルビ弁別能力、最終的には、イメージャの忠実性を害する可能性がある。

【0041】

検出器モジュールＸＤの上記のアーキテクチャは単に実例であって、電荷共有との関連でＸ線光子Ｘｐｈから電気信号への信号チェーンを表すことを目的とする、ことが理解されるだろう。図２における上記の設計に対する多数の他の変更も本願で考えられている。特に、レイヤＤＬの代わりに、シンチレータレイヤと、それへ結合されたフォトダイオードレイヤとを含む間接変換タイプの検出器モジュールＸＤも、代替案において本願で考えられている。間接変換タイプの場合に、ピクシレーションは、シンチレータにおける結晶成長又は機械的な構造化によって少なくとも部分的に与えられる。

【0042】

これより図３を参照すると、図３は、一実施形態に従って本願で考えられているＤＡＳのリードアウト回路の更なる詳細を示す。左部分は、例となる検出器ピクセルを示す。明りょうさのために、２つのピクセルＰＸ１、ＰＸ２のみが示されている。

【0043】

ピクセルＰＸ１、ＰＸ２は、衝突する光子Ｘｐｈのエネルギに大部分が対応する面積となるような大きさ（“高さ”）を有する電気（電流）パルスを生成する。所与のピクセルＰＸ１、ＰＸ２で検出される電気パルスの高さは、衝突する光子Ｘｐｈのエネルギの関数である。光子エネルギが高ければ高いほど、各々のピクセルＰＸ１、ＰＸ２で検出され得るパルス振幅はますます高くなる。

【0044】

各ピクセル電極ＰＸ１、ＰＸ２は、個々のロー信号ライン（又は“（ピクセル）リードアウトチャネル”）ＣＨによってＤＡＳの光子計数回路へ結合されている。

【0045】

一実施形態に従って、ピクセルＰＸ１、ＰＸ２で生成された電気パルスは、次の方法で光子計数回路によって処理される：任意のコンディショニング回路は、ピクセル２１８のいずれかによって生成された各電気信号を増幅する前置増幅器３２０を含む。

【0046】

任意のコンディショニング回路は、増幅された電気信号を検出された光子について処理し、検出された光子を示す電圧／電流又は他のパルスなどの、パルス高さを含む対応するアナログ信号を生成するパルス成形器（図示せず）を更に含んでよい。そうして生成されたパルスは、予め定義された形状又はプロファイルを有している。この例では、パルスは、検出された光子のエネルギを示すピーク振幅を有する。

【0047】

エネルギ弁別器３２５は、アナログパルスをエネルギ弁別する。この例では、エネルギ弁別器３２５は、アナログ信号の振幅を、特定のエネルギレベルに対応する各々の閾値と夫々比較する複数のコンパレータ３３０を含む。隣接する閾値はエネルギビンを定義する。別の言い方をすれば、弁別器３２５は、成形器によって生成された入来パルスの“高さ”を決定するよう動作する。より具体的に、各コンパレータ３３０は、パルスの振幅がその閾値を超えるかどうかを示す出力カウント信号を生成する。この例では、各コンパレータからの出力信号は、パルス振幅が増大しその閾値をまたぐときにローからハイへ（又はハイからローへ）、及びパルス振幅が低減しその閾値またぐときにハイからローへ（又はローからハイへ）の遷移を含むデジタル信号を生成する。

【0048】

例となるコンパレータの実施形態において、各コンパレータの出力は、振幅が増大しその閾値をまたぐときにローからハイへ、及びパルス振幅が低減しその閾値をまたぐときにハイからローへ遷移する。

【0049】

カウンタ３３５は、各閾値について立ち上がり（またはいくつかの実施形態では立ち下がり）を夫々数える。カウンタ３３５は、閾値ごとに単一のカウンタ又は個別的なサブカウンタを含んでよい。任意に、両側ビンの場合のみ、エネルギ閾値の間の範囲に対応するエネルギ範囲又はビンにカウントを割り当てる又はエネルギビニングするエネルギビンナー（図示せず）がある。実際に、高フラックスによる好適な実施形態では、範囲へのビニング動作はなく、記録されるのは、単に閾値交差のカウンタである（すなわち、片側ビニング）。

【0050】

カウントデータ（本明細書ではＭと表され、以下で更により詳しく説明される）は、次いで、検出された光子をエネルギ分解するために使用されてよい。別な言い方をすれば、ＤＡＳの光子計数回路は、各ピクセルＰＸ１、ＰＸ２からの各入来パルスのパルス高さを、電圧閾値の数字によって定義されるエネルギビンへと量子化するよう動作する。Ｋ（Ｋ≧２）（エネルギを示す電圧、アンペア数、又は他の物理量）個の閾値は、閾値の各々１つよりも高いパルス高さを記録するためのＫ個の異なったエネルギビンを定義することができる。例えば、２つの閾値を超える（すなわち、「交差する」）立ち上がりのパルスは、各々２つの閾値に関連する２つのビンの夫々についてカウントを引き出す。低い方の閾値しか交差されない場合には、１つのカウントしか存在しない、など。しかし、これはほんの一例であり、いくつかの実施形態では、立ち下がりしかカウントを引き出さず、あるいは、立ち上がり及び立ち下がりの両方がカウントを引き出す。

【0051】

光子計数回路は、夫々のピクセルＰＸ１、ＰＸ２ごとに、単位時間に記録された各ビンでのカウント数をその出力部で供給する。ビン及びピクセルごとのそれらの光子計数率は、射影的な光子計数データを形成し、これは、公式に、Ｍ＝（ｍ_１，・・・ｍ_Ｋ）^ｉと記述され得、計数率のベクトルはｍ _ｋであり、一方、ｉは各々のピクセルを表し、１≦ｋ≦Ｎは使用されるエネルギビンの数である。別な言い方をすれば、ｍ_ｋは、高さがビンｋにおさまるパルスがピクセルｉで記録された単位時間ごとの回数（カウント）を表す。カウントは、計数率、すなわち、単位時間ごとのカウントを表すようフレームレートによって正規化され得る。なお、正規化は不可欠ではなく、提案されているシステムは、正規化されていないカウントデータに対しても作用し得る。２、３又はそれ以上のエネルギ閾値が存在する。ＣＴ又はＣアームなどの回転式システムでは、記録される計数率は、異なる投影方向ごとに異なることがあるので、上記の表記法は、投影方向についての追加のインデックスにより補われ得る。この後者の場合に、Ｍは、ＣＴ実施形態におけるサイノグラム（sinogram）を形成する。

【0052】

そうして量子化された事象カウントデータＭは、次いで、画像プロセッサＩＰによって処理される。

【0053】

これより図４を参照すると、図４は、イメージＸＩの動作中に検出器サブシステムＸＤＳにおいて又はそれによって生成されるデータの電荷共有補正のために構成された信号処理システムＳＰＳの略ブロック図を示す。

【0054】

Ｘ線検出器サブシステムＸＤＳは、複数の検出器構成において動作可能であるよう構成される。異なる検出器構成においてサブシステムＸＤＳによってキャリブレーション照射において生成されるデータは、その場合に、電荷共有効果を評価又は定量化するために比較され得る。検出器構成は、検出器ユニットＸＤのピクセルサイズＰＸによって定義される。検出器ピクセルの１つのそのようなサイズ、ネイティブサイズｄは、図２において先に説明されたピクシレーションを生じさせるハードウェア配置によって与えられる。ピクセルサイズＤは、直接変換検出器の場合について図２で先に説明されたように、リードアウトレイヤにおける電極のサイズによって与えられ得る。代替的に、ネイティブサイズは、間接変換の場合に使用される光子検出器のサイズ及び／又はシンチレーションレイヤにおける結晶成長によって与えられ得る。要するに、ネイティブピクセルサイズは、最良の空間分解能をもたらすようイメージャが動作することができる最小限のサイズである。ネイティブピクセルサイズｄは、Ｘ線を電気パルスに変換する検出器ユニット内の最小の物理配置である。

【0055】

異なる検出器構成のためのピクセルサイズは、異なる検出器構成、ひいては異なる（仮想又は有効）ピクセルサイズを実現するよう、そのようなネイティブピクセルの倍数に対して検出器信号を結合することによって（例えば、ビニングすることによって）、達成され得る。例えば、データ信号は、４つのネイティブピクセルに関して、ネイティブピクセルサイズｄの４倍のサイズを有する“仮想”検出器ピクセルを実現するよう結合されてよい。そのような構成は、“Ｐ対１”（P-to-1）と呼ばれ得る。すなわち、Ｐが１よりも大きい自然数であるとして、１つの仮想ピクセルに対してＰ個のネイティブピクセルが存在する。具体的に、Ｐの実際的な値は、２、３、４又は８若しくはそれ以上の２桁の数といったより大きい数を含む。明りょうさのために、Ｐ＝１を用いると、この表記法では“１対１”が得られ、これは、通常のネイティブピクセルサイズｐの構成に対応する構成である。異なる検出器構成は、信号コンバイナ機能ＣＯＭＢによって実現されてよい。

【0056】

再び図３を参照すると、これは、Ｘ線サブシステムＸＤＳに、特に、Ｘ線サブシステムＸＤＳの光子計数回路に組み込まれている、一実施形態に従うそのようなコンバイナ機能ＣＯＭＢを示す。具体的に、コンバイナＣＯＭＢは、２つのピクセルＰＸ１及びＰＸ２を単一のチャネルにビニングして２対１検出器構成をもたらし、それによって空間分解能を半分に減らすビンナーとして実現される。これを達成するために、コンバイナＣＯＭＢは、図３に示されるように、スイッチＳ１、Ｓ２＝バーＳ１を含む。スイッチは、リードアウトチャネルＣＨを下る電気信号を捕捉し結合するよう配置され、“バー”（図中、Ｓ１の上のバー）は、スイッチＳ１の２つの状態“開（オフ）”、“閉（オン）”に対する否定演算子を表す。Ｓ１は、ＰＸ１、ＰＸ２のための２つのリードアウトラインの間にあるクロスリンクラインＸＬに配置されている。具体的に、スイッチＳ１は、開から閉へ切り替えられるときに、スイッチＳ２（例えばＰＸ２のリードアウトラインに配置される）に、ピクセルＰＸ２をそのネイティブピッチリードアウトチャネルＣＨから切り離させ、それをピクセルＰ１のリードアウトエレクトロニクスに対応する入力ノードに接続させる。どちらのピクセルＰＸ１、ＰＸ２でも生成されたパルス信号は、重ね合わせによって加算され、この場合に単一のリードアウトチャネル（例えば、ピクセルＰＸ１のそれ）上にあり、ピクセルＰＸ１の光子計数回路によって処理される。ＰＸ１及びＰＸ２にわたる電荷共有事象（時間において同時）は足し合わされ、ピクセルＰＸ１のためのスレッショルダ３２５及び弁別器３３０で正しい蓄積エネルギにおいて１つの単一事象として扱われる、ことが理解されるだろう。

【0057】

図５は、ビニングのための代替のコンバイナＣＯＭＢ配置を示し、コンバイナ機能ＣＯＭＢは光子計数回路の別の段に組み込まれている。図３では、コンバイナは、パルスを捕捉し結合するようリードアウト信号ラインＣＨ上で動作し、一方、図５では、コンバイナＣＯＭＢは、代わりに下流に配置され、増幅器３２０及び成形器の出力段で結合信号を形成する。すなわち、電荷パルス信号はそれら自体で結合されないが、むしろ、各々の成形器の出力がそのように結合される。Ｓ１は、この場合に、成形器／前置増幅器３２０から各々の弁別器３２５へのフィードライン上に配置され、一方、Ｓ２は、フィードライン間の各々のクロスリンクラインＸＬ上に配置される。

【0058】

代替的に、コンバイナ機能ＣＯＭＢは、ＤＡＳの他の段に、特に、光子計数回路の他の段に、例えば、パルスカウンタ３３５自体に統合されてもよい。その場合に、このコンバイナの実施形態は、結果として得られる等価エネルギを計算すること含んでよい。これは、結合するときに単純にカウントを足し合わせるのではなく、代わりに、結合動作は、結果として得られる等価エネルギに基づいて、システムがより高い閾値のビンでカウントを１だけインクリメントすることによって、実行されてよい。

【0059】

ノイズ寄与の二次和に対するロバスト性の観点から、図３の実施形態は、図５の実施形態よりも好ましい。なぜなら、図３では、全てのビニングされたリードアウトエレクトロニクスからのノイズが１つの単一ノードに結合されるからである。その場合に本明細書で使用されるように、「検出器信号」との語は、リードアウトラインＣＨ（例えば、図３）であろうと又は下流の他の段（例えば、図５）であろうと、検出器サブシステムＸＤＳ内のどこで検出されるかに関わらず、如何なるパルス又は結合パルスにも関係があり得る。

【0060】

コンバイナＣＯＭＢの図３及び図５の特定の実施形態は、２対１構成をもたらすよう構成されているが、概念は、如何なるＰ＞２の場合にも（例えば、３対１、４対１、５対１、など）、いくつかの他の構成に拡張され得る、ことが理解されるだろう。すなわち、スイッチは、２つのパルスだけでなく、３、４又は５以上といった２つよりも多いパルス、及びそれらの任意の小計を合算するよう操作されてよい。例えば、例として５対１の配置は、５つの異なるピクセルからの５つのパルスから成るパルス合計、及び好ましくは５つのパルスからの任意の選択ｋに対する５つ未満のパルスの各小計を形成することができる。言い換えれば、入力ノードでのスイッチネットワークは、複数の検出器構成が実装されるような適切なロジックによって形成及び制御され得、このようにして、１＜ｋ≦Ｐとして、Ｐ個の異なる構成Ｐ対１のうちのいずれか１つを形成するように、ｋの任意の選択に対して少なくとも２つの異なる検出器構成を取得することを可能にする。このようなネットワークを実装する１つの方法は、一部又は全部（又は少なくともＰ個）のピクセルリードアウトラインの間にクロスリンクラインＸＬを追加することであり、各クロスリンクラインには各々のスイッチがあり、夫々の（Ｐ個の）ピクセルリードアウトラインＣＨにはスイッチがある。このネットワークは、Karnaugh-Veitchダイアグラム分析によって、又はデジタル合成の他のツールによって、複雑さが軽減され得る。

【0061】

図３、図５に示されるように、検出器ＸＤ全体のために単一のコンバイナＣＯＭＢ（２つのスイッチＳ１、Ｓ２を含む）で十分であり得るが、好ましくは、各々のスイッチＳ１、Ｓ２を備えた同様のコンバイナが、図示されるように２つのピクセルＰＸ１、ＰＸ２に対してだけでなく、複数のピクセルの間に夫々配置される。特に、好ましくは、任意の２つの隣接するピクセルについて、図３、図５に示される例示的なものと類似した又は同様のコンバイナＣＯＭＢが存在する。例えば、更なるそのようなコンバイナ（図示せず）が、ＰＸ２からのパルスと結合するようピクセルＰＸ３（図示せず）の間に配置される、など。

【0062】

全ての検出器構成が各イメージング設定に望ましいとは限らないため、コンバイナは汎用的でなくてもよく、手元にあるイメージャＸＩの仕様に合わせて事前構成されてもよい。例えば、５００μｍのネイティブピクセルピッチＤ及び１ｍｍピッチ散乱除去グリッドによるＣＴセットアップでは、コンバイナは、例えば、ＡＳＧの壁内の２－１及び４－１構成に制限され得る。このため、コンバイナは、２つの隣接するＡＳＧ壁の間の領域内に限定されたネイティブピクセルのグループを超える組み合わせに対して構成可能である必要はない。よって、コンバイナは、固定された限られた数の異なる（少なくとも２つの）検出器構成のために構成（例えば、ハードワイヤード）され得る。しかしながら、所与のＰまで及びそれを含む全ての可能な構成のために構成することができるユーザ構成可能なコンバイナも、他の実施形態において本願が考えられている。

【0063】

スイッチＳ１、Ｓ２＝バーＳ１のネゲートされた対に関する各コンバイナ機能ＣＯＭＢの実装は、代替案において本願で等しく考えられている他の実施形態の中の一実施形態にすぎない、ことが理解されるだろう。しかしながら、スイッチ対の実施形態は、その単純さや信頼性により好ましい実施形態である。本願で考えられているスイッチのタイプには、例えば、「オン」状態のときの直列抵抗が低くかつ「オフ」状態のときの漏れが少ない金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳ－ＦＥＴ）などのトランジスタが含まれる。

【0064】

再び図４を参照すると、信号処理回路ＳＰＳは、適切なインターフェース手段ＣＩＮＦ及び関連するコントローラを含み、それらを通じて、ＳＰＳは、Ｘ線検出器サブシステムＸＤＳに、異なる検出器構成の中の所望の構成のうちの少なくとも２つで動作するよう要求することができる。このようにして、各々のキャリブレーションデータＭＤＣ１及びＭＤＣ２は、本明細書でＤＣ１及びＤＣ２として表される各々の検出器構成について生成され得る。「ＤＣ１」は、ネイティブピクセルサイズ検出器構成を表すために本明細書中で使用される。上述されたように、結合されるピクセルの数Ｎは、ユーザ構成可能である。更に、検出器アレイＸＤの各ピクセルごとにキャリブレーションを実行する必要はないが、所望のピクセル数（３又は４以上など、２つ以上）を持つ単一のピクセルグループ（検出器アレイＸＤの任意の場所）に対してこれを実行すれば十分であり得る。ピクセルのサブセットのみに対して測定を行うことは、処理されるべきデータの量を減らすことを可能にする。

【0065】

Ｘ線検出システムＸＤＳが２つ以上の検出器構成で操作された後、各々のキャリブレーションデータＭＤＣ１、ＭＤＣ２は、信号処理システムＳＰＳの入力ポートＩＮで受け取られる。

【0066】

次に、推定器ＥＳＴは、（少なくとも）２つのデータセットＭＤＣ１、ＭＤＣ２を使用して、電荷共有を推定又は定量化する。一実施形態では、機能モデルは、推定器ＥＳＴによって使用され、補正値Ｃの形で電荷共有の影響を推定する。これらの補正値は、電荷共有による影響がより大きくなることが予想されるため、特に、ピクセルサイズの小さい検出器構成ＤＣ１に関連する。

【0067】

１つの方法は、２つの検出器構成に対して夫々生成された検出器信号から比率を形成することによって、電荷共有の影響ｆｓを推定することである。例えば、Ｐ対１構成（Ｐは２以上の自然数）の場合に、比率は、

Ｃ＝Ｐ×ＭＤＣ１／ＭＤＣ２又はＭＤＣ２／Ｐ×ＭＤＣ１ （１）

のように形成され得る。ここで、ＭＤＣ１は、ネイティブサイズ構成の検出器信号であり、ＭＤＣ２は、ネイティブサイズｐのＰ倍の構成での結合信号である。例えば、Ｐ個のピクセル（例えば、Ｐ＝４）に関して検出器信号が結合される場合に、この値は、電荷共有に起因して、より小さいピクセルの構成ＤＣ１での検出器信号をＰ倍することによって求められる値とは異なる。従って、比率Ｃは１とは異なる。上記の比率Ｃは、このようにして、より小さいピクセルサイズの検出器構成ＤＣ１で検出器が通常のように（コンバイナを使用せずに）動作するときに検出器の読み取り値に適用される補正係数として使用可能である。推定のために、重み付けされた又は絶対的な差など、比率以外の関数式を形成することも、図６に関連して以下で更に詳細に説明されるように、本願で考えられている.比率Ｃは、一般に、カウンタ３３５の各ビンに対する各々のカウントごとに形成される。言い換えれば、比率Ｃは、各エネルギビンに対して形成される。

【0068】

２つのデータセットＭＤＣ１、ＭＤＣ２を取得するために、ユーザ又は乱数発生器によって、単一のピクセル、例えばＰＸ１が指定される。この仕様は、例えば、ピクセルＰＸ１の座標を選択することによって達成され得る。各ピクセルは、一意の座標でアドレス指定可能である。例えば、ピクセルパターンは、ピクセルが行及び列に配置された長方形であってよい。その場合に、各ピクセルには一意の座標（x、y）があり、xは行、yは列である。他のアドレス指定方式も使用されてよい。その上、２つ以上のピクセルのグループが、好ましくはピクセルＰＸ１の周りの近傍で、選択される。例えば、ピクセルアレイＸＤのグリッド状配置では、ピクセルＰＸ１の周りのＰ＝４個の隣接ピクセルがそのように選択される。

【0069】

次に、検出器、ひいてはピクセルＰＸ１とともにピクセルのグループは、キャリブレーションフェーズでＸ線源を動作させることによって放射線に曝される。次に、構成ごとに１つずつ、２つの測定が行わる。例えば、１つは、ネイティブサイズ（ＤＣ１）を対象とし、もう１つは、より大きなピクセルサイズ構成Ｐ対１（例えば、Ｐ＝４）のＤＣ２を対象とする。２つよりも多い検出器構成が使用される場合には、２よりも多い曝露が必要とされる。ＤＣ２構成の曝露では、コンバイナＣＯＭＢは、ピクセルのグループ及びピクセルＰＸ１に関して検出器信号を結合して２つのデータセットＭＤＣ１、ＭＤＣ２を形成するよう動作する。その結果、２つのデータセットＭＤＣ１、ＭＤＣ２がキャリブレーションフェーズで取得される。データセットＭＤＣ１には、ピクセルＰＸ１のビンにわたるカウントとしてカウンタ３３５によって記録された（通常の）検出器信号が含まれ、一方。他のデータセットＭＤＣ２には、カウンタ３３５のビン内のカウントとして記録された、グループ内のＰ＝４個のピクセルからの結合信号が含まれる。故に、原則として、各エネルギビンについて、各データセットＭＣＤ２、ＭＤＣ１は単一の数値を有し、これらの数値は、Ｐ＝４の場合に、上記の式（１）のＣに従って電荷共有の影響を推定するために、使用され得る。代わりに、２、３、５又はそれ以上といったＰの他の値が使用されてもよい。

【0070】

この同じ補正係数Ｃは、電荷共有を補正するために実際の撮像フェーズ（上記のキャリブレーションフェーズの後）中に他の全てのピクセルに使用されてよい。代替的に、好ましくは、上記は、複数の異なるピクセル位置ＰＸ_ｊについて（特に、アレイＸＤ内の全てのピクセルについて）繰り返され、次いで、各々の補正係数Ｃ_ｊは、平均化されるか、さもなければ算術的に組み合わされる。

【0071】

代替的に、更により好ましくは、補正係数Ｃ_ｊは、ピクセルごとに保持され、各々のピクセルｊに専用であり、補正係数Ｃ_ｊの集合は、各々のピクセル位置ｊと夫々関連付けられて、メモリＣＥＭに格納される。次に、補正動作は、撮像中又は撮像後に、関連する補正係数Ｃ_ｊをピクセルＰＸ_ｊごとに検索するためのルックアップ動作を含む。

【0072】

好ましくは、そしてより良い結果を得るために、キャリブレーション測定値ＭＤＣ１、ＭＤＣ２を取得するための上記の手順は、エネルギキャリブレーション及び／又は材料キャリブレーション（これについては図７で更に詳しく説明する）、及び／又は異なる範囲の衝突するＸ線フラックスと関連して、取得される。データセットＭＤＣ１、ＭＤＣ２は、各々のビン（すなわち、エネルギ）によって、及び少なくとも材料タイプ／厚さによってインデックス付けされた、数値の多次元集合を形成する。その上、任意に、フラックス範囲によるインデックス付け、又は他のパラメータが使用されてもよい。結果として、補正データＣも同様に、数値の多次元配列であり、エントリは、各々のピクセル、ビン、材料、エネルギなど、又は他の関連する要素による適切なインデックス付けを通じて関連付けられる。

【0073】

次に、撮像モードにおいて、上記のキャリブレーションモードの後、（撮像される実際の対象ＯＢに関する）検出器信号は、Ｘ線検出器サブシステムＸＤＳから入力ポートＩＮで受信される。撮像モードでは、キャリブレーションは必要なく、対象ＯＢ検出器信号は、その場合に、直接に補正器ＣＯＲＲに渡される。

【0074】

補正器ＣＯＲＲは、それから、目下の撮像に使用される検出器構成（例えば、ＤＣ１）に関連付けられてメモリＣＥＭに記憶されている関連する補正値を読み出す。補正器ＣＯＲＲは、次いで、受信したオブジェクトＯＢ検出器信号に補正値Ｃ_ｊを適用（例えば、乗算）し、補正された検出器値を形成する。それから、補正された検出器値は、出力ポートＯＵＴで出力される。

【0075】

そうして補正された検出器信号は、次いで、画像プロセッサＩＰによって、透過率、位相コントラスト、暗視野若しくはスペクトル画像、又は他といった、望ましいイメージを計算するために使用され得る。

【0076】

上記から理解できるように、サブシステムＸＤＳによって生成されたデータに関する電荷共有の影響評価は、特定の撮像装置ＸＩに、特定の検出器ユニットＸＤに、検出器ユニットＸＤの特定のピクセル部分に、又は個々のピクセルレベルまで下がって、合わせられ得る。提案されているサブシステムは、既存のイメージャＸＩに後付けされてもよい。

【0077】

これより図６、図７のフローチャートを参照して、信号処理システムＳＰＳの動作を更に詳細に説明する。なお、後述される方法ステップは、必ずしも、図１～５に従うアーキテクチャに結びつけられない、ことが理解されるだろう。特に、以下で説明される方法ステップは、それらだけで教示を構成すると理解されてもよい。

【0078】

最初に図６を参照すると、予備的なステップＳ６０５で、（２つ以上の）各々のデータセット（キャリブレーション測定値又はキャリブレーションデータ）が、各々の異なる検出器構成について実行されるキャリブレーションにおいて取得される。各構成は、使用されるピクセルサイズによって決まり、ピクセルサイズは、セットごとに異なる。異なるキャリブレーション測定値Ｍ＝（ＭＤＣ１，ＭＤＣ２）は、コンバイナ回路ＣＯＭＢによって取得され得る。コンバイナ回路ＣＯＭＢは、異なるピクセルＰＸ１、ＰＸ２に関する検出器信号を結合、特に合算する。結合は、Ｘ線検出器サブシステムＸＤＳの如何なる段でも行われてよい。特に、結合は、アナログ段で、又は信号がカウンタ段でデジタル化されると、行われ得る。結合動作は、２つの異なる構成に従って光子計数回路によって異なるカウント（データセットＭを形成する）をもたらし、そして、キャリブレーション測定値（「キャリブレーションデータ」）Ｍ＝（ＭＤＣ１，ＭＤＣ２）として本明細書中で指定されるものが、それらのカウントである。

【0079】

好ましくは、２つ以上の検出器構成のうちの１つは、可能な限り最小、つまりネイティブピクセルサイズに設定され、一方、他は、ネイティブ構成の２又は４又は８倍などの適切な倍数Ｐとして選択されるが、原則として、Ｐは、上述されたように、２よりも大きい如何なる数であってもよい。このネイティブ検出器構成は、本明細書ではＤＣ１で示され、ＭＤＣ１は、関連するキャリブレーション測定値を示す。

【0080】

次に、ステップＳ６１０で、２つ（又はそれ以上）のキャリブレーションセットＭＤＣ１及びＭＤＣ２は、ワークステーションのコンピュータユニット又はイメージャＸＩに統合されたコンピューティング機能などのデータ処理ユニットＰＵで受信される。

【0081】

ステップＳ６２０で、電荷共有の影響の推定値が計算される。電荷共有の影響のこの推定又は定量化は、補正値又は係数などの補正データとして表されてもよい。推定では、関数モデルｆが、２つ（又はそれ以上）の異なる検出器構成ＤＣ１、ＤＣ２についての測定値を結合するために使用される。

【0082】

一般に、関数モデルｆを考えると、補正データは：

Ｃ_ｂ＝ｆ（ＭＤＣ１_ｂ，ＭＤＣ２_ｂ） （２）

である。

【0083】

インデックス“ｂ”は、（少なくとも２つの）異なる検出器構成ＤＣ１、ＤＣ２についての様々なエネルギビンｂにおけるカウントＭＤＣ１_ｂ、ＭＤＣ２_ｂを区別する。

【0084】

１つの関数モデルｆは、（１）で上述された比率をもたらす線形従属であり、故に、この場合に、ｆは：

Ｃ_ｂ＝ｆ（ＭＤＣ１_ｂ，ＭＤＣ２_ｂ）＝ＭＤＣ２_ｂ／（ｍ×ＭＤＣ１_ｂ） （３）

である。

【0085】

他の実施形態では、加法的関数モデル、例えば：

Ｃ_ｂ＝ｆ（ＭＤＣ１_ｂ，ＭＤＣ２_ｂ）＝（ｍ×ＭＤＣ１_ｂ－ＭＤＣ２_ｂ）^ｋ （４）

が使用される。なお、ｋ≧１である。

【0086】

（４）において、電荷共有がなかった場合、Ｃはゼロに減少し、そこからの偏差は、特に電荷共有の量の指標として使用され得る。ｋ＝１の場合に、差は、符号付き和の絶対値と見なされ得る。二乗偏差ｋ＝２もまた、有益に使用され得る。

【0087】

上記では、２つの検出器構成ＤＣ１、ＤＣ２及び関連するキャリブレーションデータＭ＝（ＭＤＣ１，ＭＤＣ２）を使用することを主に参照してきたが、方法はまた、３つ以上（ｐ＞２）のデータセットを３つ以上の検出器で取得することによって、及びこの情報をコンパイルしてそれから補正データ及び電荷共有の推定値を取り出すことによって、拡張されてもよい。例えば、関数モデルは、より複雑な比率（又は加重和）を形成することを含んでもよい。すなわち、電荷共有の影響を定量化するために、２つよりも多い構成ｐ（例えば、３、４又はそれ以上）は：

ｆ（ＭＤＣ１_ｂ，ＭＤＣ２_ｂ，・・・，ＭＤＣｐ_ｂ） （５）

に従って機能的に及び算術的に結合されてよい。例えば、ｎ個の構成（その中に、
（外１）

が存在する）の中のいずれか２つの構成ｊ、ｋについてのデータＭＤＣｊ、ｍＤＣｋを処理し、いずれかの対ｊ、ｋについて上記のように比率を形成することができる。次に、
（外２）

の比率が平均化（加重又は平均）されて、そうして補正係数Ｃに到達する。

【0088】

上記の内容の更なる拡張として、構成の１つをネイティブ検出器ピクセルサイズ構成とする必要がない場合がある。例えば、１つの構成は、１よりも大きいピクセルのグループを含むものとして形成されてよく、一方、第２（第３など）の構成も、異なるサイズのグループに関連する。言い換えれば、Ｌが１より大きいＰ対Ｌの構成も、状況が撮像タスクのダウンサンプリングを要求する場合に考えられてよい。

【0089】

比率の観点からの電荷共有効果の式（１）、（３）での上記の定量化は、低フラックス設定のための優れた近似であることがわかっている。ただし、より高いフラックス設定では、式（１）、（３）での上記の線形化は、高フラックスの影響と、検出器エレクトロニクスとの接続、特に、不感時間（dead time）及び／又はパラライズ能力（paralyzeability）とをそのようにモデルするために、指数項による変調によって調整され得る。特に、式（３）は：

Ｃ_ｂ＝ｆ（ＭＤＣ１_ｂ，ＭＤＣ２_ｂ）
＝（ＭＤＣ２_ｂ／（ｍ×ＭＤＣ１_ｂ））×ｅ^ｋ×ν×τ （６）

に精緻化され得る。ここで、ｋは、１未満の定数（例えば、３／４）であり、νは、より大きいピクセルＤＣ２のフラックスであり、τは、検出器システムＸＤＳの不感時間である。

【0090】

式（１）～（６）のモデルのいずれか１つでの上記の関係は、パルスパイルアップモデルを表す１以上の更なる項を含めることによって、更に精緻化され得る。

【0091】

上記の推定の実施形態（式（１）～（６））では、２つ以上のピクセルのビニングが直接変換材料の過渡応答に影響を及ぼさないと仮定されている。これは、中程度のビニング構成（例えば、４対１構成における４×５００μｍ対１ｍｍ）のための優れた近似と見なすことができる。同等の大きなピクセル、例えば、８対１の場合、重み付けポテンシャルプロファイルが異なる（大きなピクセルは、いわゆる小ピクセル効果の恩恵を受けない場合がある）ため、過渡応答に大きな変化（例えば、大きなピクセル構成では過渡応答が長くなる、など）が発生する可能性がある。そのような異なる過渡応答は、前置増幅器３２０又はＤＡＳ内のフロントエンドエレクトロニクスの同様の構成要素の信号生成に影響を与える可能性がある。異なる過渡応答によるそのような影響の１つの例は、弾道欠損（ballistic deficit）である。このため、各検出器構成について、異なるエネルギキャリブレーションが比較可能な結果を達成するために使用されることが必要になる場合がある。

【0092】

次いでステップＳ６３０で、推定値、特に、補正データＣは、対象ＯＢが撮像される撮像動作中にイメージャＸＩによって生成される検出器データＭ’を電荷共有について補正するために，使用される。撮像動作は、好ましくは、用いられる検出器構成が、キャリブレーションフェーズにおいて以前に使用された小ピクセルサイズ構成ＤＣ１に対応するものである。言い換えれば、（１）及び（３）のような補正データＣは、好ましくは、構成ＤＣ１に関連し、故に、（１）、（３）は、この依存性を表記法により良く示すために、Ｃ^ＤＣ１に関して書くことができる。ただし、補正データの逆数Ｃ^－１を使用することも、より大きなピクセルサイズの構成ＤＣ２でイメージャＸＩを動作させるときに得られるデータを補正するために使用されてよい。

【0093】

補正データは、撮像中に直接適用されるか（これが望ましい）、あるいは、代替的に、撮像対象ＯＢに関する（まだ）補正されていない検出器読み取り値Ｍ’が最初に保存又はバッファリングされ、後の段階で、例えば、視覚化が要求されるときに、補正データＣは適用される。どの関数モデルがステップＳ６２０で使用されるかに応じて、補正は、補正値を画像データＭ’と乗算するか（式（１））、画像データＭ’から減算するか、又は画像データＭ’に加算することによって、達成され得る。

【0094】

上記の方法は、放射線による空中走査中にＸ線検出器を単に曝露することによって実行され得るが、エネルギ及び材料キャリブレーションスキームとの関連でキャリブレーションデータを収集することが好ましい。これは、これより参照される図７のフローチャートで更に詳細に説明される。言い換えれば、図７のフローチャートは、キャリブレーションデータの２つ以上のセットを生成する方法ステップＳ６０５をいかにして実行するかについての更なる詳細を提供する。

【0095】

ステップＳ７１０で、エネルギキャリブレーションは、弁別器３２５内の全てのピクセル閾値が検出器アレイＸＤの全体にわたって同じエネルギにセットされるように実行される。特に、エネルギキャリブレーションでは、ゲイン及びオフセットを考慮に入れることができる。

【0096】

検出器（サブ）システムのこのキャリブレートされた状態では、ビームＸＢ内のキャリブレーション材料ｃの特定の構成を用いて、材料キャリブレーションがステップＳ７１０で実行される。適切な材料（「ファントム」）は、水、デルリン、スズ、テフロン（登録商標）、若しくはｋエッジ材料（例えば、ＡＵ、Ｂｉ、Ｐｂなど）、又は他の中のいずれか１つである。材料には少なくとも２つの異なる厚さが必要である。次に、１回の曝露で十分な場合があるが、そうでない場合には、上記の材料の複数のアイテムを積み上げて異なる厚さを実現し、更に２回以上の曝露が実行される必要がある。材料キャリブレーションにより、計数率を撮像のための材料厚に変換するための曲線又はルックアップテーブル（ＬＵＴ）を構成することができる。使用される材料の厚さが大きいほど、ＬＵＴはより正確になる。所与の計数率について、その場合に、関連する厚さはＬＵＴから補間され得る。

【0097】

第１検出器構成ＤＣ１（ネイティブ構成）のための対応するキャリブレーションデータは、ＭＤＣ１_ｃ，ｂによって示され、インデックスｃは、ビームのキャリブレーション材料（又は厚さ）を区別する。

【0098】

同様に、上述されたようにビニングによって検出器構成を切り替えた後、エネルギキャリブレーション及び材料キャリブレーションは、対応する測定結果ＭＤＣ２_ｃ，ｂにより、ステップＳ７３０で繰り返される。測定値ＭＤＣ１_ｃ，ｂ及びＭＤＣ２_ｃ，ｂは全く同じ照射条件に対応するので、それらの間には、電荷共有の量によって影響を及ぼされる（上記で説明したような）仮定された関係が存在する。任意に、更なるステップで、フラックスレートによって更にインデックス付けされた補正Ｃを用いて、異なるフラックス設定の範囲について測定値が取得され得る。

【0099】

ステップＳ７１０～７３０における上記の手順は、ｂ、ｃ、ピクセル位置（ｘ、ｙ）、検出器構成ＤＣ_ｊに対する様々な依存性に起因して、補正データＣの最も一般的な場合において、上記の多次元の性質を示す。ただし、かなり単純化された一部の事例では、依存関係は、ビンの依存関係に縮減され得る。

【0100】

信号処理システムＳＰＳのコンポーネントは、単一のソフトウェアスイート内のソフトウェアモジュール又はルーチンとして実装され、イメージャＸＩに関連したワークステーションなどの汎用のコンピュータユニットＰＵで、又はイメージャのグループに関連したサーバコンピュータで実行されてよい。代替的に、信号処理システムＳＰＳのコンポーネントは、分散アーキテクチャ及び／又は“クラウド”において配置され、適切な通信ネットワークにおいて接続されてもよい。

【0101】

更なる代替案として、ＳＰＳの一部又は全部のコンポーネントは、適切にプログラムされたＦＰＧＡ（field-programmable-gate-array）などのハードウェアにおいて、又はＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）などのハードワイヤードＩＣチップとして、又は検出器サブシステムＸＤＳのための回路に含まれているＰＣＢモジュールに配置されてもよい。

【0102】

上記では、コンバータは有効な材料経路長さｌに変換するが、これは広く考えられるべきであり、上記の有効経路長さと等価である任意の他のパラメータに変換することも本願では考えられている。更に、上記の式のいずれかに関連して、これらの数学的に等価な再公式化も本願では考えられている。

【0103】

本発明の他の例となる実施形態では、上記の実施形態の１つに従う方法の方法ステップを適切なシステムで実行するよう適応されることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。

【0104】

従って、コンピュータプログラム要素は、コンピュータユニットに記憶されてよい。コンピュータユニットも、本発明の実施形態の部分であってよい。このコンピュータユニットは、上記の方法のステップを実行するか又は実行を引き起こすよう適応されてよい。更に、それは、上記の装置のコンポーネントを動作させるよう適応されてよい。コンピュータユニットは、自動的に動作するよう及び／又はユーザの命令を実行するよう適応され得る。コンピュータプログラムは、データプロセッサの作業メモリにロードされてよい。よって、データプロセッサは、本発明の方法を実行するよう装備されてよい。

【0105】

本発明のこの例となる実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラム、及びアップデートによって、本発明を使用するプログラムへと既存のプログラムを変えるコンピュータプログラム、の両方をカバーする。

【0106】

更には、コンピュータプログラム要素は、上記の方法の例となる実施形態の手順を満たす全ての必要なステップを提供することができる。

【0107】

本発明の更なる例となる実施形態に従って、ＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提供され、コンピュータ可読媒体には、上記のコンピュータプログラム要素が記憶されている。

【0108】

コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又はその部分として供給される光学記憶媒体又は固体状態媒体などの適切な媒体（特に、しかし必ずしもそうではないが、非一時的な媒体）で記憶及び／又は分配されてよいが、他の形態でも、例えば、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介して、分配されてもよい。

【0109】

なお、コンピュータプログラムはまた、ワールドワイドウェブのようなネットワーク上でも提供されてよく、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリにダウンロードされ得る。本発明の更なる例となる実施形態に従って、コンピュータプログラム要素をダウンロードできるようにする媒体が提供され、コンピュータプログラムは、本発明の上記の実施形態の１つに従う方法を実行するよう配置される。

【0110】

留意されるべきは、本発明の実施形態は様々な対象を参照して記載される点である。特に、いくつかの実施形態は、方法タイプの請求項を参照して記載され、一方、他の実施形態は、デバイスタイプの請求項を参照して記載される。なお、当業者であれば、別なふうに述べられない限りは、１つのタイプの対象に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる対象に係る特徴の間の任意の組み合わせも本願により開示されていると見なされると、上記及び下記の説明から察するだろう。なお、全ての特徴は、特徴の単純な足し合わせ以上の相乗効果をもたらすように組み合わされ得る。

【0111】

本発明は、図面及び上記の説明において詳細に図示及び記載されてきたが、そのような図示及び記載は、実例又は例示であって限定とみなされるべきではない。本発明は、開示されている実施形態に制限されない。開示されている実施形態に対する他の変形例が、当業者によって、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求されている発明を実施する際に理解され達成され得る。

【0112】

特許請求の範囲において、語「有する」（comprising）は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞（a又はan）は、複数を除外しない。単一のプロセッサ又はユニットは、特許請求の範囲で挙げられているいくつかのアイテムの機能を満たしてよい。特定の手段が相互に異なる請求項で挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。特許請求の範囲中の如何なる参照符号も、適用範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】