特許 7418334 Ｘ線イメージングのためのディテクター

(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】2024-01-11

(45)【発行日】2024-01-19

(54)【発明の名称】Ｘ線イメージングのためのディテクター

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/42 20240101AFI20240112BHJP

   A61B 6/00 20240101ALI20240112BHJP

   G01T 1/20 20060101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 300Q

A61B6/00 333

A61B6/03 320S

G01T1/20 B

G01T1/20 E

G01T1/20 G

G01T1/20 F

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020536837

(86)(22)【出願日】2018-12-31

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-04-08

(86)【国際出願番号】 EP2018086898

(87)【国際公開番号】W WO2019134882

(87)【国際公開日】2019-07-11

【審査請求日】2021-12-27

(31)【優先権主張番号】18150035.6

(32)【優先日】2018-01-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(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．

【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ５２， ５６５６ ＡＧ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】110001690

【氏名又は名称】弁理士法人Ｍ＆Ｓパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】ファン デ ハール ペーター ジョージ

(72)【発明者】

【氏名】ルッテン ウォルター

(72)【発明者】

【氏名】スタインハウザー ヘイドラン

(72)【発明者】

【氏名】ステージフース ハーマン

(72)【発明者】

【氏名】ウィンマース オノ ヤン

【審査官】倉持 俊輔

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１１０８９５９５（ＤＥ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０６７８４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／０６６４６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１１３０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】CHAN Jer Wang et al.，Wire transfer function analysis for castellated dual-energy X-ray detectors，Applied Optics，2004年12月10日，Vol.43, No.35，pp.6413-6420

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００，６／０３

Ｇ０１Ｔ １／１６１－１／１６６，１／２０，

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のシンチレーターと第２のシンチレーターと第１のセンサーアレイと第２のセンサーアレイと
を備えるＸ線イメージングのためのディテクターであって、
前記第１のセンサーアレイが前記第１のシンチレーターに関連し、前記第１のセンサーアレイが前記第１のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するセンサー要素のアレイを備え、
前記第２のセンサーアレイが前記第２のシンチレーターに関連し、前記第２のセンサーアレイが前記第２のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するセンサー要素のアレイを備え、
Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず前記第１のシンチレーターに行き着き、次に前記第２のシンチレーターに行き着くように、前記第１のシンチレーターは前記第２のシンチレーターに重なって位置しており、
前記第１のシンチレーターが０．６ｍｍ以上の厚さをもち、且つ、前記第１のシンチレーターの厚さが１ｍｍ未満であり、
前記第２のシンチレーターが１．１ｍｍ以上の厚さをもち、
前記ディテクターは、第１、第２及び第３のイメージング動作モードのそれぞれの動作モードで動作可能であるように構成され、
前記ディテクターは、前記第１のイメージング動作モードで動作する場合、前記第１のシンチレーター及び前記第１のセンサーアレイが、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成され、
前記ディテクターは、前記第２のイメージング動作モードで動作する場合、前記第２のシンチレーター及び前記第２のセンサーアレイが、高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成されるとともに、ビニング工程として、前記第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせて検出するように構成され、
前記ディテクターは、前記第３のイメージング動作モードで動作する場合、前記第１のシンチレーター、前記第１のセンサーアレイ、前記第２のシンチレーター、及び前記第２のセンサーアレイが、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される、
ディテクター。

【請求項2】

前記第１のシンチレーターがＣｓＩシンチレーターである、
請求項１に記載のディテクター。

【請求項3】

前記第１のシンチレーターが針構造を備える、
請求項１又は２に記載のディテクター。

【請求項4】

前記第２のシンチレーターがＣｓＩシンチレーターである、
請求項１から３のいずれか一項に記載のディテクター。

【請求項5】

前記第２のシンチレーターが針構造を備える、
請求項１から４のいずれか一項に記載のディテクター。

【請求項6】

前記第２のシンチレーターがガドリニウム酸硫化物シンチレーターである、
請求項１から３のいずれか一項に記載のディテクター。

【請求項7】

前記ディテクターは、前記第１のイメージング動作モードで動作する場合、ビニング工程として、前記第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせて検出するように構成される、
請求項１から６のいずれか一項に記載のディテクター。

【請求項8】

前記ディテクターは、前記第３のイメージング動作モードで動作する場合、ビニング工程として、前記第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせて検出するように構成されるとともに、第２のビニング工程として、前記第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせて検出するように構成される、
請求項１から７のいずれか一項に記載のディテクター。

【請求項9】

前記第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法が、前記第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法と同じである、
請求項１から８のいずれか一項に記載のディテクター。

【請求項10】

前記第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法が、前記第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法より小さい、
請求項１から８のいずれか一項に記載のディテクター。

【請求項11】

ＧＯＳシンチレーターを使用したＸ線イメージングのためのディテクターであって、前記ディテクターが、
第１のシンチレーターと第２のシンチレーターと第１のセンサーアレイと第２のセンサーアレイとを備え、
前記第１のセンサーアレイが前記第１のシンチレーターに関連し、前記第１のセンサーアレイが前記第１のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するセンサー要素のアレイを備え、
前記第２のセンサーアレイが前記第２のシンチレーターに関連し、前記第２のセンサーアレイが前記第２のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するセンサー要素のアレイを備え、
Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず前記第１のシンチレーターに行き着き、次に前記第２のシンチレーターに行き着くように、前記第１のシンチレーターは前記第２のシンチレーターに重なって位置しており、
前記第１のシンチレーターが０．６ｍｍ以上の厚さをもち、前記第１のシンチレーターの厚さが１ｍｍ未満であり、
前記第２のシンチレーターが０．６ｍｍ以上の厚さをもち、
前記第２のシンチレーターがガドリニウム酸硫化物シンチレーターであり、
前記ディテクターは、第１、第２及び第３のイメージング動作モードのそれぞれの動作モードで動作可能であるように構成され、
前記ディテクターは、前記第１のイメージング動作モードで動作する場合、前記第１のシンチレーター及び前記第１のセンサーアレイが、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成され、
前記ディテクターは、前記第２のイメージング動作モードで動作する場合、前記第２のシンチレーター及び前記第２のセンサーアレイが、高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成されるとともに、ビニング工程として、前記第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせて検出するように構成され、
前記ディテクターは、前記第３のイメージング動作モードで動作する場合、前記第１のシンチレーター、前記第１のセンサーアレイ、前記第２のシンチレーター、及び前記第２のセンサーアレイが、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される、
ディテクター。

【請求項12】

Ｘ線源と、請求項１から１１のいずれか一項に記載のディテクターと、処理ユニットとを備えるＸ線イメージングシステムであって、
前記Ｘ線源と前記ディテクターとの間の領域の少なくとも一部が物体を収容するための検査領域であるように、前記ディテクターが前記Ｘ線源に対して配置されており、
前記処理ユニットが、
前記第１のイメージング動作モード、前記第２のイメージング動作モード及び前記第３のイメージング動作モードにおいて、前記Ｘ線源と前記ディテクターとを制御する、
Ｘ線イメージングシステム。

【請求項13】

Ｘ線イメージングのための方法であって、前記方法が、
Ｘ線源とディテクターとの間の領域の少なくとも一部が物体を収容するための検査領域であるように、前記Ｘ線源に対して前記ディテクターを配置するステップと、
処理ユニットにより前記ディテクターと前記Ｘ線源とを制御するステップとを有し、
前記ディテクターが、第１のシンチレーターと第２のシンチレーターと第１のセンサーアレイと第２のセンサーアレイとを備え、
前記第１のセンサーアレイが前記第１のシンチレーターに関連し、前記第１のセンサーアレイが前記第１のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するセンサー要素のアレイを備え、
前記第２のセンサーアレイが前記第２のシンチレーターに関連し、前記第２のセンサーアレイが前記第２のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するセンサー要素のアレイを備え、
前記Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず前記第１のシンチレーターに行き着き、次に前記第２のシンチレーターに行き着くように、前記第１のシンチレーターは前記第２のシンチレーターに重なって位置しており、
前記第１のシンチレーターが０．６ｍｍ以上の厚さをもち、前記第１のシンチレーターの厚さが１ｍｍ未満であり、
前記第２のシンチレーターが１．１ｍｍ以上の厚さをもち、
前記ディテクターは、第１、第２及び第３のイメージング動作モードのそれぞれの動作モードで動作可能であるように構成され、
前記処理ユニットにより前記ディテクターと前記Ｘ線源とを制御するステップは、
前記第１のイメージング動作モードにおいて、前記第１のシンチレーター及び前記第１のセンサーアレイが、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように制御し、
前記第２のイメージング動作モードにおいて、前記第２のシンチレーター及び前記第２のセンサーアレイが、高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように、及び前記第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせて検出するように制御し、
前記第３のイメージング動作モードにおいて、前記第１のシンチレーター、前記第１のセンサーアレイ、前記第２のシンチレーター、及び前記第２のセンサーアレイが、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように制御する、
Ｘ線イメージングのための方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線イメージングのためのディテクター、Ｘ線イメージングのためのシステム、及びＸ線イメージングのための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

異なるＸ線イメージングモダリティが、異なるＸ線ディテクター技術の使用を必要とする。例えば、２Ｄ高分解能イメージングのために使用されるＸ線ディテクターは、Ｘ線光子を吸収して、センサーアレイにより検出される光の光子を生成するシンチレーターを使用し得る。高い空間分解能を提供するために、シンチレーターは、横方向光拡散が大き過ぎないように比較的薄い。これは、比較的低エネルギーのＸ線光子のみがシンチレーターにおいて吸収されることを意味する。逆に、高コントラストを要求する３Ｄイメージング目的のために使用されるＸ線ディテクターは、このような２Ｄディテクターより多くのＸ線光子を吸収することを必要とし、シンチレーターは空間分解能を犠牲にして、より厚く作られる。さらに、イメージングモダリティ、例えばデュアルエネルギー獲得は、デュアルソース高速ｋＶｐスイッチング又はデュアルレイヤーディテクター構成を必要とする。

【0003】

ＥＰ２６４０２７０Ａ１は、第１のディテクター層と第２のディテクター層とを含む放射線ディテクターが検査領域を取り囲むことを説明している。第１の層のディテクターは、例えばアバランシェフォトダイオードといった、シンチレーター及び光ディテクターを含む。第２のディテクター層のディテクターは、シンチレーター及び光学ディテクターを含む。第１の層のシンチレーターは、第２の層のシンチレーターより小さい断面をもつ。グループの、例えば９つの第１の層のシンチレーターが、第２のグループのシンチレーターの各々に重なる。ＣＴモードでは、第１の層のディテクターは、比較的高い分解能をもつＣＴ画像を生成するために透過放射を検出し、第２の層のディテクターは、より低い分解能の出射画像への再構成のために核データを生成するためにＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ放射を検出する。第１の層及び第２の層のディテクターが位置合わせされるので、透過画像と出射画像とが本質的に位置合わせされる。

【0004】

ＷＯ２００８／０６７８４６（Ａ１）は、低エネルギー放射量子及び高エネルギー放射量子の組み合わされた検出のための放射線ディテクターを説明しており、多層構造物を含む放射線ディテクターは、高エネルギー放射量子が後部シンチレーター層により吸収されたことに応答して、シンチレーション光子のバーストを出射するように構成された後部シンチレーター層と、後部シンチレーター層の後側に装着された後部光センサー層であって、後部光センサー層が、後部シンチレーター層において生成されたシンチレーション光子を検出するように構成された、後部光センサー層と、後部光センサー層とは反対に後部シンチレーター層の前側に配置された前部シンチレーター層であって、前部シンチレーター層が、低エネルギー放射量子が前部シンチレーター層により吸収されたことに応答してシンチレーション光子のバーストを出射するように構成された、前部シンチレーター層と、後部シンチレーター層とは反対に前部シンチレーター層の前側に装着された前部光センサー層であって、前部光センサー層が、前部シンチレーター層において生成されたシンチレーション光子を検出するように構成された、前部光センサー層とを備え、高エネルギー放射量子がガンマ線であり、低エネルギー放射量子がＸ線である。

【0005】

米国特許出願公開第２００８／３１５１０６号（Ａ１）は、放射線を吸収してそれぞれ第１の波長及び第２の波長における光を生成する少なくとも第１のシンチレーター及び第２のシンチレーターを含む放射線ディテクターを説明している。ディテクターは、少なくとも第１の光ディテクター及び第２の光ディテクターをさらに含む。第１の光ディテクターは、第２のシンチレーターにより生成された波長の光に実質的に応答しない。３つ以上のシンチレーター及び光ディテクターを含むディテクターが実現されてもよい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

Ｘ線イメージングのための改善されたディテクターを提供する必要性が存在する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

Ｘ線イメージングのための改善されたディテクター、Ｘ線イメージングのためのシステム及びＸ線イメージングのための方法を有することが有益である。

【0008】

本発明の目的は独立請求項の主題により解決され、さらなる実施形態が従属請求項に組み込まれる。本発明の後述の態様及び例が、Ｘ線イメージングのためのディテクター、Ｘ線イメージングのためのシステム、及びＸ線イメージングのための方法にも適用されることに留意されなければならない。第１の態様によると、第１のシンチレーターと第２のシンチレーターと第１のセンサーアレイと第２のセンサーアレイとを備える、Ｘ線イメージングのためのディテクターが提供される。

【0009】

第１のセンサーアレイは、第１のシンチレーターに関連している。第１のセンサーアレイは、第１のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターに関連している。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず第１のシンチレーターに行き着き、次に第２のシンチレーターに行き着くように、第１のシンチレーターが第２のシンチレーターに重なって位置している。第１のシンチレーターは０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーターは１．１ｍｍ以上の厚さをもつ。第１のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター及び第１のセンサーアレイが、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第２のイメージング動作モードにおいて、第２のシンチレーター及び第２のセンサーアレイが、高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第３のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター、第１のセンサーアレイ、第２のシンチレーター、及び第２のセンサーアレイが、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。

【0010】

この手法により、第１のシンチレーターが薄いことが、第１の動作モードにおいて高分解能２Ｄイメージングを提供する。さらに、デュアルエネルギーイメージングは、別々に処置されたデータを使用した第１のモードにおける、及び、第２のモードにおける動作を通して、より高いエネルギーのＸ線を検出する、より薄いシンチレーターの下方に位置するより厚いシンチレーターを含むことを通して提供される。さらに、実際に、より高い検出量子効率ＤＱＥ（０）をさらに提供する第３のモードにおいて両方のシンチレーターからのデータを組み合わせることを通して、例えばＣアームシステムにおける３Ｄイメージングシステムに適した、非常に高いコントラストのイメージングが提供される。さらに、より高いｋＶｐ（例えば、１２０ｋＶｐの代わりに１４０ｋＶｐ）が使用されてもよい。第３のモードのより大きいシンチレーター厚が、第１のモードに比べて特別に高いエネルギーのＸ線量子が吸収されることを確実なものとする。１４０ｋＶｐの利点は、１）より高いエネルギーのＸ線が肥満患者により透過される十分なエネルギーをもつこと、及び、２）それがスペクトル性能を高めることである。

【0011】

ディテクターを利用する別の例は、底層がより大きいコントラスト（だがより低い空間分解能）をもち、上層がより高い空間分解能（だがより低いコントラスト）をもつ場合、高い分解能へと補間するために、第１の層からの情報に基づいて「超分解能」アルゴリズムが適用され得る。

【0012】

第１の態様において、第１のシンチレーターの厚さは、１ｍｍ未満である。

【0013】

一例において、第１のシンチレーターは、ＣｓＩシンチレーターである。

【0014】

一例において、第１のシンチレーターは、針構造を備える。

【0015】

したがって、第１のシンチレーターは、シンチレーターの一部を形成する光学的画像センサーまでの導波を提供する針構造を使用することを通して、さらに高い分解能の性能を提供する。

【0016】

例えば、熱蒸着工程は、針構造を含むシンチレーター材料を堆積させるために使用され得る。したがって、熱蒸着により堆積させられた任意のシンチレーター材料は、（基材上へのできる限り小さい入射角を使用することにより）針構造を与えられ得る。

【0017】

一例において、第２のシンチレーターはＣｓＩシンチレーターである。

【0018】

一例において、第２のシンチレーターは針構造を備える。

【0019】

さらに、第２のシンチレーターに対して針様構造物を提供することにより、高いＸ線吸収を提供するのと同時により高い分解能が提供される。

【0020】

したがって、針構造をもつシンチレーターの導波機能は、ビニングを伴わなくても、分解能を犠牲にすることなく（針構造を含まないシンチレーターが使用される状況と比べて）より厚い材料層が使用され得ることを意味する。

【0021】

一例において、第２のシンチレーターは、ガドリニウム酸硫化物シンチレーターである。一例において、第２のシンチレーターは、（ＣＴ様の）ピクセル式ガドリニウム酸硫化物シンチレーターである。第２のシンチレーターは、ＧＯＳと同様の他の材料から形成され得る。一例において、シンチレーターは、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｇｄ_２Ｑ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_３：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣｓＢｒ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＣａＷＯ_４、ＣａＷＯ_４：Ｔｂ、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ、ＢａＳＯ_４：Ｅｕ、ＢａＳｒＳＯ_４、ＢａＰｂＳＯ_４、ＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、ＬａＯＢｒ、ＬａＯＢｒ：Ｔｍ、Ｌｕ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｌｕ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、ＬｕＴａＯ_４、ＨｆＯ_２：Ｔｉ、ＨｆＧｅＯ_４：Ｔｉ、ＹＴａＯ_４、ＹＴａＯ_４：Ｇｄ、ＹＴａＯ_４：Ｎｂ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、ＹＢＯ_３：Ｅｕ、ＹＢＯ_３：Ｔｂ、又は（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ又はそれらの組合せから作られ得る。

【0022】

一例において、第１のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0023】

言い換えると、ビニングは、分解能の低下を伴って、ノイズに対して信号を大きくし、読み取り速度を上げるために使用され得る。これは、低エネルギーＸ線領域における画像が高エネルギーＸ線領域において同じ分解能をもつことをさらに可能にする。

【0024】

ビニングは、ＣｓＩ（又は他の材料）シンチレーターであるシンチレーターが０．８ｍｍより大きい厚さをもつこと、及び、より速いモードにおいて動作することをさらに可能にする。したがって、０．８ｍｍより大きい厚さをもつＣｓＩシンチレーターの場合、シンチレーターにおいて生成された可視光子がより多数の近接したピクセルに拡散するので、厚さを大きくすることに伴って分解能の損失が増加する。したがって、シンチレーターが０．８ｍｍより大きい厚さをもつ場合、近接したピクセルのビニングが分解能の損失につながるとは限らないが、動作速度を上げる。シンチレーターに関連したセンサーアレイは、シンチレーターのより大きい厚さに適合するように、より大きいピクセル寸法をもち得るが、固定のピクセル寸法をもつ標準的なセンサーアレイをビニングすることにより、すべてのシンチレーター厚に対して使用され得、そのシンチレーター厚の本来的な分解能に整合したビニング工程が使用される。したがって、シンチレーター厚は、例えば、より薄いシンチレーターに対して最適化され得る標準的なセンサーアレイの１つより多いピクセルにわたって信号が広がるようにされ得る。したがって、ビニングは、このような標準的なセンサーアレイに対する分解能の低下を実際にもたらさずに、動作速度を上げるために使用され得る。しかし、ビニングは、シンチレーターの本来的な厚さに関連した分解能未満に分解能をさらに下げるために、速度をさらに上げるために、ノイズに対して信号を大きくするために、及び、さらには、より厚い第２のシンチレーターからのものに適合した分解能をもつ画像データを提供するためにも使用され得、この場合、このような適合は、デュアルエネルギー分析に役立ち、及び、組み合わされた画像を提供することにおいて第１のセンサーアレイ及び第２のセンサーアレイからの出力を組み合わせることに役立ち得る。

【0025】

第１の態様において、第２のイメージングモードにおける動作は、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0026】

この手法により、第２のイメージングモードの動作速度が上げられ得る。さらに、第１のシンチレーターに関連してここまでに説明されているように、ビニング工程は、標準的なセンサーアレイが使用されることを可能にし得、この場合、１つのピクセルに関連したＸ線から生成された可視光子が、シンチレーターの厚さに起因して近接したピクセルに拡散し、返された画像データの本来的な分解能の低下を実際に伴わずに、速度の改善が達成されながら速度を上げる。

【0027】

一例において、第３のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第１のビニング工程を有し、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第２のビニング工程を有する。

【0028】

一例において、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法と同じである。

【0029】

一例において、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法より小さい。

【0030】

したがって、例えば、ビニング工程を伴わずに動作し得る第２のシンチレーターに対するものと同じ効果的なピクセル寸法を提供するように、第１のシンチレーターに関連してビニングが使用され得るが、この場合、両方のシンチレーターからのデータが、例えばコーンビームコンピュータ断層撮影ＣＢＣＴシステムにおける３Ｄイメージングに適した高コントラスト画像を提供するために効率的に組み合わされ得る。

【0031】

第２の態様によると、ＧＯＳシンチレーターを使用したＸ線イメージングのためのディテクターであって、第１のシンチレーターと第２のシンチレーターと第１のセンサーアレイと第２のセンサーアレイとを備える、ディテクターが提供される。

【0032】

第１のセンサーアレイは、第１のシンチレーターに関連している。第１のセンサーアレイは、第１のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターに関連している。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず第１のシンチレーターに行き着き、次に第２のシンチレーターに行き着くように、第１のシンチレーターが第２のシンチレーターに重なって位置している。第１のシンチレーターは０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーターは０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーターは、ガドリニウム酸硫化物シンチレーターである。第１のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター及び第１のセンサーアレイが、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第２のイメージング動作モードにおいて、第２のシンチレーター及び第２のセンサーアレイが、高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第３のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター、第１のセンサーアレイ、第２のシンチレーター、及び第２のセンサーアレイが、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。

【0033】

第２の態様において、第１のシンチレーターの厚さは、１ｍｍ未満である。

【0034】

第２の態様において、第２のイメージングモードにおける動作は、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0035】

この手法により、ＧＯＳシンチレーターの使用は、より少ない残光及びより少ないゴースト発生をもたらし得、このことは、ＧＯＳが（Ｔｂの代わりに）Ｐｒによってドープされた場合に当てはまる。残光（又はラグ）は、追加的な時間的影響に関連して使用される用語であり、ゴースト発生（又はブライトバーン）は、乗算的な時間的影響に関連して使用される用語である。両方の影響がシンチレーターに存在し、Ｘ線ディテクター画像にアーチファクトを与え得るが、ＧＯＳシンチレーターの使用は、このような影響を軽減し得る（又は、少なくとも、ＣＴ様イメージングに近づくようにこのような影響を小さくする）。

【0036】

針構造をもたないシンチレーターが使用される場合、例えばＧｄＯＳ：ＴｂといったＧＯＳシンチレーターにより得られる利点が存在する。

【0037】

第３の態様によると、
Ｘ線源と、
第１の態様又は第２の態様によるＸ線ディテクターと、
処理ユニットと
を備える、Ｘ線イメージングシステムが提供される。

【0038】

Ｘ線源とＸ線ディテクターとの間の領域の少なくとも一部が物体を収容するための検査領域であるように、Ｘ線ディテクターがＸ線源に対して配置される。処理ユニットは、第１のイメージング動作モードにおいて動作するように、第２のイメージング動作モードにおいて動作するように、及び、第３のイメージング動作モードにおいて動作するように、Ｘ線源とＸ線ディテクターとを制御するように構成される。

【0039】

第４の態様によると、Ｘ線イメージングのための方法であって、方法が、
ａ）Ｘ線源とＸ線ディテクターとの間の領域の少なくとも一部が物体を収容するための検査領域であるように、Ｘ線源に対してＸ線ディテクターを配置することと、
ｂ）処理ユニットによりＸ線源とＸ線ディテクターとを制御することと、
ｃ）第１のイメージング動作モードにおいて動作すること、ｄ）第２のイメージング動作モードにおいて動作すること、ｅ）第１のイメージングモードにおいて、及び、第２のイメージングモードにおいて動作すること、又は、ｆ）第３のイメージング動作モードにおいて動作することと
を有し、ディテクターが、第１のシンチレーター、第２のシンチレーター、第１のセンサーアレイ、及び第２のセンサーアレイを備える、Ｘ線イメージングのための方法が提供される。第１のセンサーアレイは、第１のシンチレーターに関連している。第１のセンサーアレイは、第１のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターに関連している。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず第１のシンチレーターに行き着き、次に第２のシンチレーターに行き着くように、第１のシンチレーターが第２のシンチレーターに重なって位置している。第１のシンチレーターは０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーターは１．１ｍｍ以上の厚さをもつ。第１のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター及び第１のセンサーアレイが、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第２のイメージング動作モードにおいて、第２のシンチレーター及び第２のセンサーアレイが、高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第３のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター、第１のセンサーアレイ、第２のシンチレーター、及び第２のセンサーアレイが、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。

【0040】

第４の態様において、第１のシンチレーターの厚さは１ｍｍ未満である。

【0041】

第４の態様において、第２のイメージングモードにおける動作は、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0042】

別の一態様によると、コンピュータプログラム要素が処理ユニットにより実行されたとき、上述のように方法ステップを実施するように適応される、上述のように装置を制御するコンピュータプログラム要素が提供される。

【0043】

別の一態様によると、上述のように記憶されたコンピュータ要素を含むコンピュータ可読媒体が提供される。

【0044】

有益には、上述の態様のうちの任意の態様により提供される利点は、他の態様のすべてに同様に適用され、逆も同様である。

【0045】

上述の態様及び例は、以下で説明される実施形態から明らかとなり、以下で説明される実施形態を参照しながら説明される。

【0046】

以下の図面を参照しながら、例示的な実施形態が以下で説明される。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】Ｘ線イメージングのためのディテクターの一例の概略構成を示す図である。

【図2】Ｘ線イメージングのためのシステムの一例の概略構成を示す図である。

【図3】Ｘ線イメージングのための方法の一例を示す図である。

【図4】２Ｄ及び３Ｄイメージングのための従来のディテクターの例を示す図である。

【図5】図１に関連して説明されるＸ線イメージングのためのディテクターの詳細な例を示す図である。

【図6】図１に関連して説明されるＸ線イメージングのためのディテクターの詳細な例を示す図である。

【図7】１４０ｋＶにおける、総ＣｓＩ厚の関数としての、２つのＣｓＩシンチレーターを含む図１に関連して説明されるディテクターの総Ｘ線吸収を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

図１は、Ｘ線イメージングのためのディテクター１０の一例を示す。ディテクター１０は、第１のシンチレーター２０、第２のシンチレーター３０、第１のセンサーアレイ４０、及び第２のセンサーアレイ５０を備える。第１のセンサーアレイ４０は、第１のシンチレーター２０に関連している。第１のセンサーアレイ４０は、第１のシンチレーター２０において生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。第２のセンサーアレイ５０は、第２のシンチレーター３０に関連している。第２のセンサーアレイ５０は、第２のシンチレーター３０において生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず第１のシンチレーター２０に行き着き、次に第２のシンチレーター３０に行き着くように、第１のシンチレーター２０が第２のシンチレーター３０に重なって位置している。第１のシンチレーター２０は０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーター３０は１．１ｍｍ以上の厚さをもつ。第１のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター２０及び第１のセンサーアレイ４０が、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第２のイメージング動作モードにおいて、第２のシンチレーター３０及び第２のセンサーアレイ５０が、高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第３のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター２０、第１のセンサーアレイ４０、第２のシンチレーター３０、及び第２のセンサーアレイ５０が、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。

【0049】

一例によると、第１のシンチレーターの厚さは１ｍｍ未満である。

【0050】

一例において、第１のシンチレーターの厚さは０．８ｍｍ以下である。この手法により、ビニングを使用しないとき、この最大厚さが、ＣｓＩシンチレーターに対するＭＴＦ（空間分解能又は鮮明さ）の過度に大きい低減を避ける。

【0051】

一例において、第２のシンチレーターの厚さは１．８ｍｍ未満である。

【0052】

一例において、第２のシンチレーターの厚さは１．２ｍｍ以上である。一例において、第２のシンチレーターの厚さは１．３ｍｍ以上である。一例において、第２のシンチレーターの厚さは１．４ｍｍ以上である。一例において、第２のシンチレーターの厚さは１．５ｍｍ以上である。一例において、第２のシンチレーターの厚さは１．６ｍｍ以上である。一例において、第２のシンチレーターの厚さは１．７ｍｍ以上である。この手法により、ビニングを使用しないとき、この最大厚さは、高分解能データが第２のシンチレーターから返されることが必要とされる場合、ＣｓＩシンチレーターに対するＭＴＦ（鮮明さ）の過度に大きい低減を避ける。

【0053】

一例によると、第１のシンチレーターはＣｓＩシンチレーターである。

【0054】

一例によると、第１のシンチレーターは針構造を備える。

【0055】

一例によると、第２のシンチレーターはＣｓＩシンチレーターである。

【0056】

一例において、ＣｓＩは、例えば時間的影響を小さくするために、Ｔｌに加えて他の共ドーピング物も含む。

【0057】

一例によると、第２のシンチレーターは針構造を備える。

【0058】

一例によると、第２のシンチレーターはガドリニウム酸硫化物シンチレーターである。

【0059】

一例によると、第１のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0060】

一例によると、第２のイメージングモードにおける動作は、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0061】

一例によると、第３のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第１のビニング工程を有し、及び、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第２のビニング工程を有する。

【0062】

一例において、第１のビニング工程は、第２のビニング工程と同じである。

【0063】

したがって、ビニング工程自体は、組み合わされた画像を生成するために低エネルギーデータと高エネルギーデータとを組み合わせる工程の一部として使用され得る。

【0064】

一例において、第１のセンサーアレイの近接したセンサー要素であって、その近接したセンサー要素の信号が組み合わされる、近接したセンサー要素の空間的広がりは、第２のセンサーアレイの近接したセンサー要素であって、その近接したセンサー要素の信号が組み合わされる、近接したセンサー要素の空間的な広がりと同じである。

【0065】

一例によると、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法と同じである。

【0066】

一例によると、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法より小さい。

【0067】

一例において、第１のシンチレーターのセンサー要素のピクセル寸法は、１５０μｍである。

【0068】

図１は、Ｘ線イメージングのための異なるディテクター１０ａをさらに表し得る。このディテクター１０ａは、ＧＯＳシンチレーターを使用し、第１のシンチレーター２０、第２のシンチレーター３０ａ、第１のセンサーアレイ４０、及び第２のセンサーアレイ５０を備える。第１のセンサーアレイ４０は、第１のシンチレーター２０に関連している。第１のセンサーアレイ４０は、第１のシンチレーター２０において生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。第２のセンサーアレイ５０は、第２のシンチレーター３０ａに関連している。第２のセンサーアレイ５０は、第２のシンチレーター３０ａにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず第１のシンチレーター２０に行き着き、次に第２のシンチレーター３０ａに行き着くように、第１のシンチレーター２０が第２のシンチレーター３０ａに重なって位置している。第１のシンチレーター２０は０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーター３０ａは０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーター３０ａはガドリニウム酸硫化物シンチレーターである。第１のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター２０及び第１のセンサーアレイ４０が、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第２のイメージング動作モードにおいて、第２のシンチレーター３０ａ及び第２のセンサーアレイ５０が高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第３のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター２０、第１のセンサーアレイ４０、第２のシンチレーター３０ａ、及び第２のセンサーアレイ５０が、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。

【0069】

一例において、第２のシンチレーターは０．８ｍｍ以上の厚さをもつ。一例において、第２のシンチレーターは１．０ｍｍ以上の厚さをもつ。一例において、第２のシンチレーターは１．２ｍｍ以上の厚さをもつ。一例において、第２のシンチレーターは１．３ｍｍ以上の厚さをもつ。

【0070】

一例において、第１のシンチレーターの厚さは１ｍｍ未満である。一例において、第１のシンチレーターはＣｓＩシンチレーターである。一例において、第１のシンチレーターは針構造を備える。

【0071】

一例において、第１のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0072】

一例において、第２のイメージングモードにおける動作は、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0073】

一例において、第３のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第１のビニング工程を有し、及び、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第２のビニング工程を有する。

【0074】

一例において、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法と同じである。

【0075】

一例において、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法より小さい。

【0076】

図２は、Ｘ線イメージングシステム１００の一例を示す。システム１００は、Ｘ線源１１０、図１に関連して説明されるＸ線ディテクター１０、又はＸ線ディテクター１０ａを備える。システム１００は、処理ユニット１２０をさらに備える。Ｘ線源１１０とＸ線ディテクター１０、１０ａとの間の領域の少なくとも一部が物体を収容するための検査領域であるように、Ｘ線ディテクター１０、１０ａがＸ線源１１０に対して配置されている。処理ユニット１２０は、第１のイメージング動作モードにおいて動作するように、第２のイメージング動作モードにおいて動作するように、及び、第３のイメージング動作モードにおいて動作するように、Ｘ線源１１０及びＸ線ディテクター１０、１０ａを制御するように構成される。

【0077】

図３は、その基本ステップにおけるＸ線イメージングのための方法２００を示す。方法２００は、
ステップａ）とも呼ばれる配置するステップ２１０において、Ｘ線源とＸ線ディテクターとの間の領域の少なくとも一部が物体を収容するための検査領域であるように、Ｘ線源に対してＸ線ディテクターを配置することと、
ステップｂ）とも呼ばれる制御するステップ２２０において、処理ユニットによりＸ線源とＸ線ディテクターとを制御することと、
ステップｃ）とも呼ばれる動作するステップ２３０において、第１のイメージング動作モードにおいて動作すること、ステップｄ）とも呼ばれる動作するステップ２４０において、第２のイメージング動作モードにおいて動作すること、ステップｅ）とも呼ばれる動作するステップ２５０において、第１のイメージングモードにおいて、及び、第２のイメージングモードにおいて動作すること、又は、ステップｆ）とも呼ばれる動作するステップ２６０において、第３のイメージング動作モードにおいて動作することとを有し、
ディテクターが、第１のシンチレーター、第２のシンチレーター、第１のセンサーアレイ、及び第２のセンサーアレイを備える。

【0078】

第１のセンサーアレイは、第１のシンチレーターに関連している。第１のセンサーアレイは、第１のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターに関連している。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず第１のシンチレーターに行き着き、次に第２のシンチレーターに行き着くように、第１のシンチレーターは第２のシンチレーターに重なって位置している。第１のシンチレーターは０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーターは１．１ｍｍ以上の厚さをもつ。第１のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター及び第１のセンサーアレイは、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第２のイメージング動作モードにおいて、第２のシンチレーター及び第２のセンサーアレイは、高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第３のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター、第１のセンサーアレイ、第２のシンチレーター、及び第２のセンサーアレイは、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。

【0079】

一例において、第１のシンチレーターの厚さは１ｍｍ未満である。一例において、第１のシンチレーターはＣｓＩシンチレーターである。一例において、第１のシンチレーターは針構造を備える。

【0080】

一例において、第２のシンチレーターはＣｓＩシンチレーターである。一例において、第２のシンチレーターは針構造を備える。一例において、第２のシンチレーターは、ガドリニウム酸硫化物シンチレーターである。

【0081】

一例において、第１のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0082】

一例において、第２のイメージングモードにおける動作は、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0083】

一例において、第３のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第１のビニング工程を有し、及び、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第２のビニング工程を有する。

【0084】

一例において、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法と同じである。

【0085】

一例において、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法より小さい。

【0086】

一例において、ステップａ）とも呼ばれる配置するステップにおいて、Ｘ線源とＸ線ディテクターとの間の領域の少なくとも一部が物体を収容するための検査領域であるように、Ｘ線源に対してＸ線ディテクターを配置することと、
ステップｂ）とも呼ばれる制御するステップにおいて、処理ユニットによりＸ線源とＸ線ディテクターとを制御することと、
ステップｃ）とも呼ばれる動作するステップにおいて、第１のイメージング動作モードにおいて動作すること、ステップｄ）とも呼ばれる動作するステップにおいて、第２のイメージング動作モードにおいて動作すること、ステップｅ）とも呼ばれる動作するステップにおいて、第１のイメージングモードにおいて、及び、第２のイメージングモードにおいて動作すること、又は、ステップｆ）とも呼ばれる動作するステップにおいて、第３のイメージング動作モードにおいて動作することとを有し、
ディテクターが、ＧＯＳシンチレーターを使用し、第１のシンチレーター、第２のシンチレーター、第１のセンサーアレイ、及び第２のセンサーアレイを備える、Ｘ線イメージングのための方法がさらに提供される。

【0087】

第１のセンサーアレイは、第１のシンチレーターに関連している。第１のセンサーアレイが、第１のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターに関連している。第２のセンサーアレイは、第２のシンチレーターにおいて生成された光学的な光子を検出するように構成されたセンサー要素のアレイを備える。Ｘ線源から出射されたＸ線が、まず第１のシンチレーターに行き着き、次に第２のシンチレーターに行き着くように、第１のシンチレーターは第２のシンチレーターに重なって位置している。第１のシンチレーターは０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーターは０．６ｍｍ以上の厚さをもつ。第２のシンチレーターは、ガドリニウム酸硫化物シンチレーターである。第１のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター及び第１のセンサーアレイは、低エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第２のイメージング動作モードにおいて、第２のシンチレーター及び第２のセンサーアレイは、高エネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。第３のイメージング動作モードにおいて、第１のシンチレーター、第１のセンサーアレイ、第２のシンチレーター、及び第２のセンサーアレイは、組合せエネルギーＸ線画像を生成するために使用可能なデータを提供するように構成される。

【0088】

一例において、第２のシンチレーターは０．８ｍｍ以上の厚さをもつ。一例において、第２のシンチレーターは１．０ｍｍ以上の厚さをもつ。一例において、第２のシンチレーターは１．２ｍｍ以上の厚さをもつ。一例において、第２のシンチレーターは１．３ｍｍ以上の厚さをもつ。

【0089】

一例において、第１のシンチレーターの厚さは１ｍｍ未満である。一例において、第１のシンチレーターはＣｓＩシンチレーターである。一例において、第１のシンチレーターは針構造を備える。

【0090】

一例において、第１のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0091】

一例において、第２のイメージングモードにおける動作は、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせるビニング工程を有する。

【0092】

一例において、第３のイメージングモードにおける動作は、第１のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第１のビニング工程を有し、及び、第２のセンサーアレイの複数の近接したセンサー要素からの信号を組み合わせる第２のビニング工程を有する。

【0093】

一例において、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法と同じである。

【0094】

一例において、第１のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法は、第２のセンサーアレイのセンサー要素のピクセル寸法より小さい。

【0095】

図４は、Ｘ線イメージングのための従来の２Ｄ及び３Ｄディテクターを示す。図４の左側の図は介入型スイートにおける最適な２Ｄ画像ガイダンスのために設計された従来のＸ線ディテクターを示す。小さいピクセル寸法（例えば１５０μｍ）により、及び、シンチレーターにより生成された可視光の広がりを制限することにより、高い空間分解能が達成される。例えば、ＣｓＩシンチレーターは限られた厚さ（＜８００μｍ）をもち、ＣｓＩは、光学的画像センサーまでの光の導波を可能にする針構造をもつ。したがって、このようなディテクターは、最適な処置のための、及び、最適な空間分解能のためのものである。図４の右側の図は、最大１ｍｍのはるかに大きいピクセル寸法をもち、及び、高いＸ線吸収（約１．５ｍｍの厚さのピクセル式シンチレーター）のために最適化され、結果として、最小化された散乱とともに、診断のための高コントラスト画像が達成される３Ｄイメージングのために使用される従来のＣＴディテクターを示す。したがって、このようなディテクターは、最適な診断及び最適なＸ線吸収のためのものである。

【0096】

図１～図３に関連して説明されるＸ線イメージングのためのディテクター、システム及び方法が、以下で図５～図７に関連してより詳細に説明される。

【0097】

図５は、Ｘ線イメージングのためのディテクターの詳細な例を示す。ディテクターは、最適な空間分解能、及び、より大きいＸ線吸収を提供するデュアルレイヤーＸ線ディテクターである。第１の層は反射体を含み、反射体の後にシンチレーターが続き、シンチレーターの下方に光学的放射線ディテクターアレイがある。シンチレーターはＣｓＩから作られ、検出アレイまで放射光を導波する針構造をもつ。低エネルギーＸ線はシンチレーターにおいて吸収され、ディテクターアレイの読み取りは、画像の獲得及び表示を可能にする。高分解能Ｘ線イメージングが可能にされるように、第１の層は非常に薄く維持される。第２の層は第１の層の下方に位置する。第２の層は反射体を含み、反射体の後に第２のシンチレーターが続き、第２のシンチレーターの下方に第２の光学的放射線ディテクターアレイがある。第２のシンチレーターはＣｓＩから作られ、検出アレイまで放射光を導波する針構造をさらにもつ。第１のシンチレーターにおいて吸収されたものより高いエネルギーのＸ線が第２のシンチレーターにおいて吸収され、ディテクターアレイの読み取りが画像の獲得及び表示を可能にする。より多くのＸ線吸収が達成されるように、第２の層は十分に厚い。低エネルギーバンドと高エネルギーバンドとの両方にわたって広がる組み合わされた画像を提供するために、第１のディテクターアレイからの読み取りと、第２のディテクターアレイから読み取りとが組み合わされる。第２のシンチレーターは第１のシンチレーターより厚いので、この画像は、第１の層だけの働きにより達成される空間分解能より低い空間分解能をもつが、３Ｄ画像における使用にふさわしい高コントラスト画像を提供する。必要な場合、第１のディテクターアレイからの読み取りは、第２の層から返される空間分解能に適合するように、ビニングされ得る。これはさらに読み取りを高速化する。第２のディテクターアレイからの読み取りも、読み取りを高速化するために、ビニングされ得る。ビニング工程は、１つ又は複数の近接したピクセルからの信号を組み合わせる。さらに、第１の層からの読み取りが低エネルギーＸ線に関連しており、高エネルギーＸ線からの読み取りが高エネルギーＸ線に関連しているので、２つの読み取り結果が、デュアルエネルギー検出システムの一部として使用され得る。第１のシンチレーターは、その厚さに対する分解能に本来的に適合したピクセル寸法をもつ関連するセンサーアレイを含み得、したがって、この場合、動作を高速化するためにビニングが使用される。第１のシンチレーターは、より大きい厚さをもち得、及び、その厚さにおける本来的な分解能より小さいピクセル寸法をもつ標準的な（したがって、費用効果の高い）センサーアレイを使用して動作し得る。ビニング工程は、次に、分解能を下げずに読み取り速度の上昇をもたらすように、近接したピクセルからの信号を組み合わせるために使用され得る。同様に、第２のシンチレーターは、本来的な分解能に適合したピクセル寸法をもつ関連するセンサーアレイを含み得、したがって、速度を改善するためにビニングが使用される。しかし、第１のシンチレーターに対して使用されるものと同じであり得る標準的なセンサーアレイが使用され得、信号は、１つより多いピクセルにわたって広げられ得、この場合も、ビニングが分解能の損失をもたらさずに速度の上昇をもたらす。ビニング工程は、ビニングモードにおいて動作しているか否かに関わらず、第２のシンチレーターから返された分解能に適合するように、第１のシンチレーターに対しても使用され得る。シンチレーター厚は、Ｘ線線量が低エネルギー画像データと高エネルギー画像データとの間において一様に拡散されるようにされ得る。

【0098】

図６は、図１に関連して説明されるディテクターとして、２つの詳細なバージョンのディテクターを示す。左側の図に示されているのは図５に関連して説明されるディテクターであるのに対し、右側の図では高速ＣＴ様材料（例えばＧＯＳ）が底部シンチレーターに対して使用されており、介入型Ｘ線イメージング用途において並外れて少ないゴースト発生をもたらすディテクターを提供する。したがって、ディテクターは、最適な処置及び最適な診断を提供し、２Ｄのための最適な空間分解能を提供し、及び、３Ｄのためのより大きいＸ線吸収を提供するハイブリッドＸ線ディテクターである。

【0099】

しかし、両方のバージョンに対して、高分解能２Ｄイメージングのために、ディテクターは適切な厚さの上部シンチレーターを備え、及び、このディテクターからの画像はすべての２Ｄ用途に対して単独で使用され得る（画像１）。この上部シンチレーターは、従来のＸ線ディテクターにおける厚さと同じ厚さであり得る。ディテクターのこの上部シンチレーターは、画像ガイダンス（及び高分解能３Ｄ用途）のために最適な画像品質が確実なものとされ得るビニングされない３Ｄ用途にも使用され得る。しかし、画像１と画像２との組合せを使用して、組み合わされた画像が（ビニングが適用され得る）３Ｄイメージングのために生成され得る。これを達成するために、底部シンチレーターが上部シンチレーターより厚く作られ得る。実現され得る、主に高ｋＶｐ設定（例えば１２０ｋＶｐ又は１４０ｋＶｐ）に対する結果として得られる総Ｘ線吸収は、Ｘ線ディテクターに対して並外れて高く、ＣＴ様イメージングを実現し、図７が、ＣｓＩから作られたときの、及び、１４０ｋＶにおける動作のための、及びＣｕを０．４ｍｍとし、Ｈ_２Ｏを３００ｍｍとし、ＣｓＩ充填密度を７５％とした、両方のシンチレーターに対する総シンチレーター厚の関数として総Ｘ線吸収に関連した詳細を提供している。右側の図における底部シンチレーターは３Ｄのための４×４ビニングの一例を示す。

【0100】

高度な画像処理は、画像１及び画像２に適用され得る。この手法により、超分解能が達成され得、したがって、画像２（より高いコントラスト）が画像１（より良い空間分解能）を改善するために、又はその逆のために使用され得る。この場合において、画像２は、２Ｄ用途のために使用され得る。さらに、２つの画像が異なる散乱情報を使用して獲得されたという事実を利用することにより、散乱修正が改善され得る。さらに、説明されているように、画像１及び画像２は異なるエネルギーのＸ線の獲得に関連しているので、ディテクターはデュアルエネルギー画像獲得をさらに提供した。

【0101】

ピクセルのビニング
ピクセルのビニングは、多くの近接したピクセルからの信号を加算又は平均化することを表す。このようなビニングは、多くの場合、ピクセルの長方形又は正方形の配置にわたって行われるが、それらの形状に限定されない。ビニング工程は、
専用ビニングスイッチを使用してピクセルを互いに直接接続することにより、
近接した行の（同時）読み取りであって、信号が読み取り列において加算される、近接した行の（同時）読み取り（「縦ビニング」）により、
読み取り中に読み取り列を相互接続し、したがって、近接した列の信号を加算又は平均化すること（「横ビニング」）により、
ディテクターパネルの縁部における読み取りＡＳＩＣにおいて近接した読み取り列からの信号を加算又は平均化すること（「横ビニング」）により、
個々の（又は、１次元的にビニングされた）ピクセルを読み取った後のデジタルドメインにおける信号の加算又は平均化により、又は、
上記の工程の組合せにより
行われ得る。

【0102】

別の例示的な実施形態において、適切なシステムにおいて、先行する実施形態のうちの１つによる方法の方法ステップを実行するように構成されてい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。

【0103】

したがって、コンピュータプログラム要素がコンピュータユニットに記憶されてよく、これも一実施形態の一部であってよい。この演算ユニットは、上述の方法のステップを実施するように、又は実施することを誘起するように構成されてよい。さらに、この演算ユニットは、上述の装置及び／又はシステムのコンポーネントを動作させるように構成されてよい。演算ユニットは、自動的に動作するように、及び／又はユーザーの命令を実行するように構成され得る。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。したがって、データプロセッサは、先行する実施形態のうちの１つによる方法を実施するように具備されてよい。

【0104】

本発明のこの例示的な実施形態は、まさに最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、更新により既存のプログラムを、本発明を使用するプログラムに変換するコンピュータプログラムとの両方をカバーする。

【0105】

さらに、コンピュータプログラム要素は、上述のような方法の例示的な実施形態の手順を満たすすべての必要なステップを提供することが可能であってよい。

【0106】

本発明のさらなる例示的な実施形態によると、ＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提示され、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータプログラム要素を含み、このコンピュータプログラム要素はこれまでのセクションにより説明される。

【0107】

コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一体的に、又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体に記憶されてよく、及び／又は、適切な媒体にのせて配布されてよいが、例えばインターネット又は他の有線又は無線電気通信システムを介してなど他の形態で配布されてもよい。

【0108】

しかし、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブといったネットワークを通じて提示されてもよく、こ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。本発明のさらなる例示的な実施形態によると、ダウンロードのためにコンピュータプログラム要素を利用可能にする媒体が提供され、このコンピュータプログラム要素が本発明の上述の実施形態のうちの１つによる方法を実施するように構成される。

【0109】

本発明の実施形態が異なる主題に関連して説明されることに注意が必要である。特に、いくつかの実施形態が方法形態の請求項に関連して説明されるのに対し、他の実施形態はデバイス形態の請求項に関連して説明される。しかし、当業者は、上述の内容と以下の説明とを参照して、別段の記載がない限り、１つの形態の主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、異なる主題に関連した特徴間の任意の組合せも本出願において開示されているとみなされることを理解する。しかし、すべての特徴が、組み合わされることにより、特徴の単なる足し合わせを上回る相乗効果を提供し得る。

【0110】

図面及び上述の説明に本発明が例示され、詳細に説明されているが、このような例示及び説明は例示又は一例とみなされ、限定とはみなされない。本発明は開示されている実施形態に限定されない。開示されている実施形態に対する他の変形例が、図面、本開示、及び従属請求項の考察により、請求項に記載された発明を実施する当業者により理解及び実現され得る。

【0111】

特許請求の範囲において、「備える（含む、有する、もつ）」という用語は、他の要素もステップも排除せず、単数形は複数を排除しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載されているいくつかの項目の機能を実現してよい。単に特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという事実が、利点を得るためにこれらの手段の組合せが使用不可能なことを示すわけではない。特許請求の範囲における参照符号は、いずれも特許請求の範囲を限定するように解釈されてはならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】