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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-12
(54)【発明の名称】デュアルエネルギーイメージングデバイスおよび方法
(51)【国際特許分類】
G01T 1/20 20060101AFI20231004BHJP
G01T 1/17 20060101ALI20231004BHJP
G01N 23/04 20180101ALI20231004BHJP
G01N 23/087 20180101ALI20231004BHJP
【ＦＩ】
G01T1/20 L
G01T1/20 E
G01T1/17 H
G01N23/04
G01N23/087
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2023515662
(86)(22)【出願日】2021-09-28
(85)【翻訳文提出日】2023-04-17
(86)【国際出願番号】 FI2021050636
(87)【国際公開番号】W WO2022069796
(87)【国際公開日】2022-04-07
(31)【優先権主張番号】20198877.1
(32)【優先日】2020-09-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519260876
【氏名又は名称】ディテクション テクノロジー オイ
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(74)【代理人】
【識別番号】100165157
【弁理士】
【氏名又は名称】芝 哲央
(74)【代理人】
【識別番号】100205659
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 拓也
(74)【代理人】
【識別番号】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(74)【代理人】
【識別番号】100185269
【弁理士】
【氏名又は名称】小菅 一弘
(72)【発明者】
【氏名】マティッカラ ミッコ
【テーマコード（参考）】
2G001
2G188
【Ｆターム（参考）】
2G001AA01
2G001AA02
2G001BA11
2G001CA01
2G001CA02
2G001DA01
2G001DA09
2G001EA06
2G001FA06
2G001FA08
2G001HA13
2G188AA27
2G188BB02
2G188BB04
2G188BB15
2G188CC22
2G188DD04
2G188DD05
2G188DD09
2G188EE01
2G188EE08
2G188EE12
2G188EE29
2G188FF02
(57)【要約】
ｘ線および／またはガンマ線検出のためのデバイスおよび方法を提供することを目的とする。一実施形態によれば、デバイスは、複数のピクセルを備える検出器であって、複数のピクセルが、第１のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第１のサブセット、および第２のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第２のサブセットを含む、検出器と、複数のピクセルにおける各ピクセルから信号を得、各ピクセルの信号に基づいて複数のピクセルにおける各ピクセルについての放射強度値を得、ピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルについての第１のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するように構成された処理ユニットとを備える。デバイスおよび方法が提供される。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のピクセル（２０１）を備える検出器（１０１）であって、前記複数のピクセルが、第１のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第１のサブセット（２０２）、および第２のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第２のサブセット（２０３）を含み、前記第２のエネルギー範囲が、前記第１のエネルギー範囲の部分範囲である、検出器（１０１）と、前記検出器（１０１）に結合された処理ユニット（１０２）であって、
前記複数のピクセルにおける各ピクセルから信号を得、
各ピクセルの前記信号に基づいて前記複数のピクセルにおける各ピクセルについての放射強度値（４０４、５０１）を得、
ピクセルの前記第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値（４０４）、およびピクセルの前記第１のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた前記放射強度値（５０１）を使用してピクセルの前記第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルについて前記第１のエネルギー範囲における放射強度推定値（４０６）を計算するように構成された、処理ユニット（１０２）と
を備える、デバイス（１００）。
【請求項2】
前記処理ユニット（１０２）は、前記複数のピクセルにおける複数のピクセル対の各ピクセル対（３０１）についての減衰係数（４０１）の計算であって、前記複数のピクセル対の各ピクセル対が、ピクセルの前記第１のサブセットにおけるピクセル、およびピクセルの前記第２のサブセットにおけるピクセルを含む、計算と、
空間フィルタ（４０２）および前記複数のピクセル対の前記減衰係数（４０１）を使用したフィルタリングされた減衰係数（４０３）の計算と、
前記ピクセルの第２のサブセットにおける前記少なくとも１つのピクセルの得られた前記放射強度値（４０４）およびフィルタリングされた前記減衰係数（４０３）を使用した前記第１のエネルギー範囲における放射強度推定値（４０６）の計算と、
を実行することによって前記放射強度推定値を計算するようにさらに構成される、請求項１に記載のデバイス（１００）。
【請求項3】
前記空間フィルタ（４０２）は、空間ローパスフィルタ、移動平均フィルタ、移動メジアンフィルタ、加重メジアンフィルタ、またはガウスフィルタを含む、請求項２に記載のデバイス（１００）。
【請求項4】
前記処理ユニット（１０２）は、ピクセルの前記第１のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた前記放射強度値（５０１）およびピクセルの前記第２のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた前記放射強度値を使用して、ピクセルの前記第１のサブセット（２０２）における少なくとも１つのピクセルについて前記第２のエネルギー範囲における放射強度推定値（５０２）を計算するようにさらに構成される、請求項１～３のいずれか一項に記載のデバイス（１００）。
【請求項5】
前記検出器（１０１）は、前記第２のエネルギー範囲外の前記入射ｘ線またはガンマ線放射のうちの少なくとも一部が第２の複数のピクセル（２０３）に入るのをブロックするように配置されたフィルタ（２０５）をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のデバイス（１００）。
【請求項6】
前記フィルタ（２０５）は、前記入射ｘ線またはガンマ線放射が第１の複数のピクセル（２０２）に入ることを可能にするように配置された複数のアパーチャをさらに備える、請求項５に記載のデバイス（１００）。
【請求項7】
ピクセルの前記第１のサブセットおよびピクセルの前記第２のサブセットは、交互パターンで空間的に配置される、請求項１～６のいずれか一項に記載のデバイス（１００）。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか一項に記載のデバイス（１００）を備える、デュアルエネルギーｘ線またはガンマ線イメージング装置。
【請求項9】
複数のピクセルを備える検出器を使用してイメージングするための方法（１２００）であって、前記複数のピクセルは、第１のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第１のサブセットと、第２のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第２のサブセットと、を含み、前記第２のエネルギー範囲は、前記第１のエネルギー範囲の部分範囲であり、前記方法は、前記複数のピクセルの各ピクセルから信号を得るステップ（１２０１）と、
各ピクセルの前記信号に基づいて前記複数のピクセルの各ピクセルについて放射強度値を得るステップ（１２０２）と、
ピクセルの前記第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた前記放射強度値、およびピクセルの前記第１のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた前記放射強度値を使用して、ピクセルの前記第２のサブセットにおける前記少なくとも１つのピクセルについて前記第１のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するステップ（１２０３）と、
を含む、方法（１２００）。
【請求項10】
前記放射強度推定値を計算するステップ（１２０３）は、前記複数のピクセルにおける複数のピクセル対の各ピクセル対について減衰係数を計算するステップであって、前記複数のピクセル対の各ピクセル対が、ピクセルの前記第１のサブセットにおけるピクセル、およびピクセルの前記第２のサブセットにおけるピクセルを含む、ステップと、
空間フィルタおよび前記複数のピクセル対の前記減衰係数を使用してフィルタリングされた減衰係数を計算するステップと、
ピクセルの前記第２のサブセットにおける前記少なくとも１つのピクセルの得られた前記放射強度値およびフィルタリングされた前記減衰係数を使用して前記第１のエネルギー範囲における前記放射強度推定値を計算するステップと、
を含む、請求項９に記載の方法（１２００）。
【請求項11】
前記空間フィルタは、空間ローパスフィルタ、移動平均フィルタ、移動メジアンフィルタ、加重メジアンフィルタ、またはガウスフィルタを含む、請求項１０に記載の方法（１２００）。
【請求項12】
ピクセルの前記第１のサブセットにおける前記少なくとも１つのピクセルの計算された強度値、およびピクセルの前記第２のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた前記放射強度値を使用して、ピクセルの前記第１のサブセットにおける前記少なくとも１つのピクセルについて前記第２のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するステップをさらに含む、請求項９～１１のいずれか一項に記載の方法（１２００）。
【請求項13】
コンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品が、コンピュータで実行される場合、請求項９～１２のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されたプログラムコードを含む、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、フィールドｘ線（Ｘ線）およびガンマ線検出器、より具体的には、ｘ線および／またはガンマ線検出のためのデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
デュアルエネルギーイメージング（ｄｕａｌ－ｅｎｅｒｇｙ ｉｍａｇｉｎｇ）において、２つのエネルギー範囲における物体のｘ線などの電磁放射線の減衰を得ることができる。次いでこの情報を使用して、単一のエネルギー範囲のみを使用した場合と比較して、物体のより詳細な画像を生成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
この概要は、以下の詳細な説明でさらに記載される概念の選択を簡略化された形態で導入するために提供される。この概要は、特許請求された主題の重要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求された主題の範囲を限定するために使用することを意図するものではない。
【0004】
ｘ線および／またはガンマ線検出のためのデバイスおよび方法を提供することを目的とする。前述および他の目的は、独立請求項の特徴によって達成される。さらなる実施態様の形態は、従属請求項、説明および図面から明らかである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第１の態様によれば、デバイスは、複数のピクセルを備える検出器であって、複数のピクセルが、第１のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第１のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）、および第２のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第２のサブセットを含み、第２のエネルギー範囲が、第１のエネルギー範囲の部分範囲（ｓｕｂｒａｎｇｅ）である、検出器と、検出器に結合された処理ユニットであって、複数のピクセルにおける各ピクセルから信号を得、各ピクセルの信号に基づいて複数のピクセルにおける各ピクセルについての放射強度値（ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｖａｌｕｅ）を計算し、ピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値、およびピクセルの第１のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた放射強度値を使用してピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルについて第１のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するように構成された、処理ユニットとを備える。このデバイスは、例えば、第１のエネルギー範囲における失った情報（ｍｉｓｓｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を推定することによってイメージング解像度（ｉｍａｇｉｎｇ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を増加させることができる。
【0006】
第１の態様の実施態様の形態では、処理ユニットは、複数のピクセルにおける複数のピクセル対の各ピクセル対についての減衰係数の計算であって、複数のピクセル対の各ピクセル対（ｐｉｘｅｌ ｐａｉｒ）が、ピクセルの第１のサブセットにおけるピクセル、およびピクセルの第２のサブセットにおけるピクセルを含む、計算、空間フィルタおよび複数のピクセル対の減衰係数を使用したフィルタリングされた減衰係数の計算、ならびにピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値およびフィルタリングされた減衰係数を使用した第１のエネルギー範囲における放射強度推定値の計算を実行することによって放射強度推定値を計算するようにさらに構成される。このデバイスは、例えば、他のピクセルの減衰係数を使用することによって推定値を効果的に計算することができる。
【0007】
第１の態様のさらなる実施態様の形態では、空間フィルタは、空間ローパスフィルタ、移動平均フィルタ、移動メジアンフィルタ（ａ ｍｏｖｉｎｇ ｍｅｄｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ）、加重メジアンフィルタ（ａ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｍｅｄｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ）、またはガウスフィルタ（ガウシアンフィルタ、ａ ｇａｕｓｓｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ）を含む。このデバイスは、例えば、フィルタリングされた減衰係数を効果的に計算することができる。
【0008】
第１の態様のさらなる実施態様の形態では、処理ユニットは、ピクセルの第１のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値およびピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた放射強度値を使用してピクセルの第１のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルについて第２のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するようにさらに構成される。このデバイスは、例えば、第２のエネルギー範囲における失った情報を推定することによってイメージング解像度をさらに増加させることができる。
【0009】
第１の態様のさらなる実施態様の形態では、検出器は、第２のエネルギー範囲外の入射ｘ線またはガンマ線放射のうちの少なくとも一部が第２の複数のピクセルに入るのをブロックするように配置されたフィルタをさらに備える。このデバイスは、例えば、第２のエネルギー範囲外の入射線放射（ｉｎｃｉｄｅｎｔ ｒａｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）が第２の複数のピクセルに入るのを効果的に阻止することができる。したがって、第２の複数のピクセルをデュアルエネルギーイメージングのために使用することができる。
【0010】
第１の態様のさらなる実施態様の形態では、フィルタは、入射ｘ線またはガンマ線放射が第１の複数のピクセルに入ることを可能にするように配置された複数のアパーチャ（開口部、ａｐｅｒｔｕｒｅ）をさらに備える。このデバイスは、例えば、第２のエネルギー範囲外の入射線放射が第２の複数のピクセルに入るのを阻止しながら、放射線が第１の複数のピクセルに入ることを可能にすることができる。したがって、第１および第２の複数のピクセルをデュアルエネルギーイメージングのために使用することができる。
【0011】
第１の態様のさらなる実施態様の形態では、ピクセルの第１のサブセットおよびピクセルの第２のサブセットは、交互パターンで空間的に配置される。このデバイスは、例えば、１つおきのピクセルを使用して第１のエネルギー範囲における入射放射線を測定し、１つおきのピクセルを使用して第２のエネルギー範囲における入射放射線を測定することができる。
【0012】
第２の態様によれば、デュアルエネルギーｘ線またはガンマ線イメージング装置（ｉｍａｇｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）は、第１の態様によるデバイスを備える。
【0013】
第３の態様によれば、複数のピクセルを備える検出器を使用してイメージングするための方法が提供され、複数のピクセルが、第１のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第１のサブセット、および第２のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第２のサブセットを含み、第２のエネルギー範囲が、第１のエネルギー範囲の部分範囲であり、この方法が、複数のピクセルの各ピクセルから信号を得るステップ、各ピクセルの信号に基づいて複数のピクセルの各ピクセルについて放射強度値を計算するステップ、ピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値、およびピクセルの第１のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた放射強度値を使用してピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルについて第１のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するステップを含む。この方法は、例えば、第１のエネルギー範囲における失った情報を推定することによってイメージング解像度を増加させることができる。
【0014】
第３の態様の実施態様の形態では、放射強度推定値を計算するステップは、複数のピクセルにおける複数のピクセル対の各ピクセル対について減衰係数を計算するステップであって、複数のピクセル対の各ピクセル対が、ピクセルの第１のサブセットにおけるピクセル、およびピクセルの第２のサブセットにおけるピクセルを含む、ステップ、空間フィルタおよび複数のピクセル対の減衰係数を使用してフィルタリングされた減衰係数を計算するステップ、ピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値およびフィルタリングされた減衰係数を使用して第１のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するステップを含む。この方法は、例えば、他のピクセルの減衰係数を使用することによって推定値を効果的に計算することができる。
【0015】
第３の態様のさらなる実施態様の形態では、空間フィルタは、空間ローパスフィルタ、移動平均フィルタ、移動メジアンフィルタ、加重メジアンフィルタ、またはガウスフィルタを含む。この方法は、例えば、フィルタリングされた減衰係数を効果的に計算することができる。
【0016】
第３の態様のさらなる実施態様の形態では、この方法は、ピクセルの放射線の第１のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値、およびピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた放射強度値を使用してピクセルの第１のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルについて第２のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するステップをさらに含む。この方法は、例えば、第２のエネルギー範囲における失った情報を推定することによってイメージング解像度を増加させることができる。
【0017】
第４の態様によれば、コンピュータプログラム製品は、このコンピュータプログラム製品が、コンピュータで実行される場合、第３の態様による方法を実行するように構成されたプログラムコードを含む。
【0018】
付随する特徴の多くは、添付の図面に関連して考慮される以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解されるので、より容易に認識されるであろう。
【0019】
以下において、例示的な実施形態が、添付の図面を参照してより詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】一実施形態に係るデバイスの概略図を示す。
【図2】一実施形態に係る検出器の概略図を示す。
【図3】別の実施形態に係る検出器の概略図を示す。
【図4】一実施形態に係る放射強度値の推定の概略図を示す。
【図5】一実施形態に係るＴＥおよびＨＥカウントならびに減衰係数のプロット図を示す。
【図6】別の実施形態に係るＴＥおよびＨＥカウントならびに減衰係数のプロット図を示す。
【図7】一実施形態に係るグレースケール画像としての暗補正された生データの概略図を示す。
【図8】一実施形態に係るグレースケール画像としての減衰係数の概略図を示す。
【図9】一実施形態に係るグレースケール画像としてのフィルタリングされた減衰係数の概略図を示す。
【図10】一実施形態に係るグレースケール画像としての復元されたＴＥ出力の概略図を示す。
【図11】一実施形態に係るグレースケール画像としての復元されたＨＥ出力の概略図を示す。
【図12】一実施形態に係る方法のフローチャート図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下において、同一の参照符号は、類似または少なくとも機能的に等価の特徴を指す。
【0022】
以下の説明では、本開示の一部を形成し、本開示が配置され得る特定の態様が例示として示されている添付の図面を参照する。本開示の範囲から逸脱することなく、他の態様を利用することができ、構造的または論理的な変更を行うことができることが理解される。したがって、以下の詳細な説明は、本開示の範囲が添付の特許請求の範囲によって定義されるため、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【0023】
例えば、説明した方法に関連する開示は、その方法を実行するように構成された対応するデバイスまたはシステムにも当てはめることができ、その逆も成り立つことが理解される。例えば、特定の方法ステップが説明されている場合、対応するデバイスは、説明された方法ステップを実行するためのユニットを、そのようなユニットが図面に明確に説明され、または示されていなくても含むことができる。他方で、例えば、特定の装置が機能ユニットに基づいて説明されている場合、対応する方法は、説明された機能を実行するステップを、そのようなステップが、図面に明確に説明され、または示されていなくても含むことができる。さらに、特に断りのない限り、本明細書に説明された様々な例示的態様の特徴を互いに組み合わせることができることを理解されたい。
【0024】
図１は、一実施形態に係るデバイス１００の概略図を示す。
【0025】
一実施形態によれば、デバイス１００は、複数のピクセルを含む検出器１０１を備える。複数のピクセルは、第１のエネルギー範囲において入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第１のサブセット、および第２のエネルギー範囲において入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第２のサブセットを含むことができる。第２のエネルギー範囲は、第１のエネルギー範囲の部分範囲であり得る。
【0026】
複数のピクセルは、例えば、一次元の行または二次元のアレイもしくはマトリックスに空間的に配置され得る。
【0027】
第１のエネルギー範囲は、例えば、デュアルエネルギーｘ線イメージングにおけるいわゆる総エネルギー（ＴＥ、ｔｏｔａｌ ｅｎｅｒｇｙ）に対応し得る。
【0028】
第２のエネルギー範囲は、例えば、デュアルエネルギーｘ線イメージングにおけるいわゆる高エネルギー（ＨＥ、ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ）に対応し得る。ＨＥエネルギー範囲は、ＴＥエネルギー範囲の部分範囲であるため、デバイス１００は、ＴＥイベントからＨＥイベントを減算することによって、いわゆる低エネルギー（ＬＥ、ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ）情報を得ることができる。このように、デバイス１００は、ＬＥ信号およびＨＥ信号を使用することによってデュアルエネルギーイメージングを実行することができる。
【0029】
デバイス１００は、検出器１０１に結合された処理ユニット１０２をさらに備えてもよい。処理ユニット１０２は、複数のピクセルの各ピクセルから信号を取得するように構成されてもよい。
【0030】
処理ユニット１０２は、複数のピクセルから得られた信号に基づいて前処理を実行することができる。次いで、処理ユニット１０２は、連続動作のために前処理された信号を使用することができる。例えば、処理ユニット１０２は、ノイズ除去および／またはダークフレーム減算を実行することができる。
【0031】
各ピクセルからの信号は、入射放射線の強度に比例し得る。例えば、各信号は、入射放射線によってピクセル内で発生したイベントの数に比例し得る。
【0032】
処理ユニット１０２は、各ピクセルの信号に基づいて、複数のピクセルの各ピクセルについての放射強度値を得るようにさらに構成され得る。
【0033】
処理ユニット１０２は、例えば、信号に対してアナログ・デジタル変換を実行し、変換の結果を適切にスケーリングすることによって放射強度値を得ることができる。あるいはまたはさらに、処理ユニット１０２は、放射強度値を得るために他の操作および／または計算を実行することができる。
【0034】
放射強度値は、ピクセルの位置における入射放射線の強度に対応することができる。放射強度値は、イベントカウントなどと呼ばれることもある。得られた放射強度値は、測定放射強度値（ｍｅａｓｕｒｅｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｖａｌｕｅｓ）、検出放射強度値（ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｖａｌｕｅｓ）などと呼ばれることもある。
【0035】
処理ユニット１０２は、信号処理ユニット、計算ユニットなどと呼ばれることもある。
【0036】
処理ユニット１０２は、ピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値、およびピクセルの第１のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた放射強度値を使用して、ピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルについて、第１のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するようにさらに構成され得る。
【0037】
いくつかの実施形態では、処理ユニット１０２は、ピクセルの第２のサブセットにおける各ピクセルの得られた放射強度値、およびピクセルの第１のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた放射強度値を使用して、ピクセルの第２のサブセットにおける各ピクセルの第１のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するようにさらに構成され得る。
【0038】
ピクセルの第２のサブセットは、第２のエネルギー範囲における入射放射線のみを検出することができるので、第２のサブセットにおけるピクセルの位置における第１のエネルギー範囲における入射放射線の強度に関する情報が失われる場合がある。したがって、イメージング解像度が低下する場合がある。デバイス１００は、上記で開示したように、他のピクセルからのイメージング情報を使用することによって失われた情報を近似することができる。したがって、デバイス１００は、画質を改善することができる。
【0039】
複数のピクセルの各ピクセルは、例えば、ピクセルの近くで入射ｘ線および／またはガンマ線放射を検出するように構成され得る。
【0040】
処理ユニット１０２は、例えば、複数のピクセルの各ピクセルに電気的に結合され得る。いくつかの実施形態では、処理ユニット１０２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実装され得る。いくつかのさらなる実施形態では、ＡＳＩＣは、検出器１０１と一体化して単一のユニットにすることができる。他の実施形態では、処理ユニット１０２は、検出器１０１とは別個のデバイスで具現化され得る。
【0041】
処理ユニット１０２は、少なくとも１つのプロセッサを備えることができる。少なくとも１つのプロセッサは、例えば、コプロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、付属のＤＳＰを伴う若しくは伴わない処理回路などの様々な処理デバイス、または例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）、ハードウェアアクセラレータ、専用コンピュータチップなどの集積回路を含む様々な他の処理デバイスのうちの１つ以上を備えることができる。
【0042】
処理ユニット１０２は、メモリをさらに備えることができる。メモリは、例えば、コンピュータプログラムなどを格納するように構成され得る。メモリは、１つ以上の揮発性メモリデバイス、１つ以上の不揮発性メモリデバイス、および／または１つ以上の揮発性メモリデバイスと不揮発性メモリデバイスの組み合わせを備えることができる。例えば、メモリは、磁気記憶デバイス（ハードディスクドライブ、フロッピーディスク、磁気テープなど）、光磁気記憶デバイス、および半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（プログラマブルＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能なＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）など）として具現化することができる。
【0043】
当業者が理解できるように、処理ユニット１０２が、一部の機能性を実装するように構成される場合、少なくとも１つのプロセッサおよび／またはメモリなどの、一部のコンポーネントおよび／または処理ユニット１０２のコンポーネントは、この機能性を実装するように構成され得る。さらに、少なくとも１つのプロセッサが、一部の機能性を実装するように構成される場合、この機能性は、例えば、メモリに含まれるプログラムコードを使用して実装され得る。
【0044】
デバイス１００は、例えば、デュアルエネルギーｘ線またはガンマ線イメージング装置で具現化することができる。
【0045】
図２は、一実施形態による検出器１０１の概略図を示す。
【0046】
一実施形態によれば、検出器１０１は、第２のエネルギー範囲外の入射ｘ線またはガンマ線放射２０６のうちの少なくとも一部が第２の複数のピクセル２０３に入るのをブロックするように配置されたフィルタ２０５をさらに備える。
【0047】
一実施形態によれば、フィルタ２０５は、入射ｘ線またはガンマ線放射２０６が第１の複数のピクセル２０２に入ることを可能にするように配置された複数のアパーチャをさらに備える。
【0048】
例えば、図２の実施形態では、複数のピクセル２０１は、ピクセルの第１のサブセット２０２および第２のサブセット２０３を含む。ピクセルの第２のサブセット２０３におけるピクセルは各々、フィルタ２０５によってカバーされる。したがって、フィルタ２０５は、第１の複数のピクセル２０２のためのアパーチャを備える。
【0049】
図２の実施形態では、検出器は、シンチレータ層２０４をさらに備える。シンチレータ層２０４は、入射放射線２０６を低エネルギー電磁放射線に変換することができる。次いで、低エネルギー電磁放射線は、例えば、複数のピクセル２０１に対応するフォトダイオードによって検出することができる。
【0050】
フィルタ２０５は、例えば、銅を含むことができる。フィルタ２０５の厚さは、例えば、１．５ｍｍなどの、０．１～１０ミリメートル（ｍｍ）の範囲内であり得る。
【0051】
フィルタ２０５は、高エネルギーフィルタ、ｘ線フィルタなどと呼ばれることもある。
【0052】
デバイス１００は、ピクセルの第１のサブセット２０２が、フィルタ２０５によってカバーされず、ピクセルの第２のサブセット２０３が、フィルタ２０５によってカバーされるため、１つのタイプのシンチレータ２０４を使用して入射放射線２０６を測定することによって、入射放射線２０６に関するデュアルエネルギー情報を得ることができる。
【0053】
ピクセルの第１のサブセット２０２は、フィルタ２０５によってカバーされないので、ピクセルは総エネルギー（ＴＥ）信号を得ることができる。他方で、ピクセルの第２のサブセット２０３は、フィルタ２０５によってカバーされるので、ピクセルは、例えば、高エネルギー（ＨＥ）信号を得ることができる。
【0054】
ＴＥ／ＨＥ信号は、例えば、処理ユニット１０２によって、ＴＥ信号からＨＥ信号を減算することによって低エネルギー（ＬＥ）信号に変換することができる。次いで、ＬＥおよびＨＥ信号は、例えば、デュアルエネルギー（ＤＥ、ｄｕａｌ－ｅｎｅｒｇｙ）イメージングアルゴリズムで使用することができる。あるいは、デュアルエネルギーアルゴリズムを修正して、ＴＥ信号およびＨＥ信号を使用することもできる。
【0055】
図３は、別の実施形態による検出器１０１の概略図を示す。
【0056】
一実施形態によれば、ピクセルの第１のサブセット２０２およびピクセルの第２のサブセット２０３は、交互パターンに空間的に配置される。
【0057】
例えば、図３の実施形態では、１つおきのピクセルが、ピクセルの第１のサブセット２０２にあり、１つおきのピクセルが、ピクセルの第２のサブセット２０３にある。
【0058】
いくつかの実施形態では、複数のピクセル２０１を一次元の行に配置することができる。次に、対象物の二次元画像を得るために、複数のピクセル２０１に対して、例えばコンベヤベルトによって、画像化される対象物を移動させることができる。これはラインスキャニング（ｌｉｎｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ）と呼ばれることがあり、低コストのイメージングソリューション（ｉｍａｇｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）に使用できる。
【0059】
いくつかの実施形態では、第１のサブセット２０２および第２のサブセット２０３におけるピクセルは、単一のＡＳＩＣに結合され得る。処理ユニット１０２は、ＡＳＩＣを備えることができる。しかしながら、第１のサブセット２０２と第２のサブセット２０３との間の信号レベルの差は大きい場合がある。したがって、ＡＳＩＣで使用できるゲイン設定が１つだけの場合、信号対ノイズ比を両方のサブセットについて両方とも最適化することはできない。したがって、いくつかの実施形態では、ピクセルの第１のサブセット２０２を第１のＡＳＩＣに結合することができ、ピクセルの第２のサブセット２０３を第２のＡＳＩＣに結合することができる。これにより、エネルギー範囲ごとのＡＳＩＣゲイン調整が可能になる。しかしながら、これには、ピクセルあたり２分の１のセンサフィルファクタ（ｓｅｎｓｏｒ ｆｉｌｌ－ｆａｃｔｏｒ）が必要になる場合があり、全体的な信号レベルが低下する場合がある。
【0060】
図４は、一実施形態による放射強度値推定の概略図を示す。
【0061】
一実施形態によれば、処理ユニット１０２は、以下の操作を実行することによって放射強度推定値を計算するようにさらに構成される。
【0062】
処理ユニット１０２は、複数のピクセルにおける複数のピクセル対の各ピクセル対３０１について減衰係数Ｒ４０１を計算することができる。複数のピクセル対の各ピクセル対３０１は、第１のサブセット２０２におけるピクセル、および第２のサブセット２０３におけるピクセルを含むことができる。
【0063】
処理ユニット１０２が、減衰係数Ｒ４０１を計算するピクセル対３０１の数は変化し得る。例えば、複数のピクセル対におけるピクセル対３０１の数は、５、６、７、または９など、３より多くてもよい。
【0064】
減衰係数Ｒ４０１は、ピクセルの第１のサブセット２０２と比較して、ピクセルの第２のサブセット２０３において放射強度がどの程度減衰したかを定量化することができる。減衰係数Ｒ４０１は、例えば、Ｒ＝ＮＨＥ／ＮＴＥとして計算することができ、式中、ＮＴＥは、ピクセル対３０１のピクセルの第１のサブセット２０２におけるピクセルの得られた放射強度値であり、ＮＨＥは、ピクセル対３０１のピクセルの第２のサブセット２０３におけるピクセルの得られた放射強度値である。
【0065】
ＮＴＥは、得られた／測定されたＴＥカウントと呼ばれることもあり、ＮＨＥは、得られた／測定されたＨＥカウントと呼ばれることもある。本明細書では、ＴＥカウントは、入射放射線２０６による第１のエネルギー範囲におけるイベントの数を指す場合があり、ＨＥカウントは、入射放射線２０６による第２のエネルギー範囲におけるイベントの数を指す場合がある。
【0066】
処理ユニット１０２は、空間フィルタ４０２および複数のピクセル対３０１の減衰係数Ｒ４０１を使用して、フィルタリングされた減衰係数Ｒｆ４０３を計算することができる。
【0067】
処理ユニット１０２は、ピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値ＮＨＥ４０４およびフィルタリングされた減衰係数Ｒｆ４０３を使用して、第１のエネルギー範囲ＮＴＥ，ｅ４０６における放射強度推定値を計算することができる。例えば、処理ユニット１０２は、ＮＴＥ，ｅ＝ＮＨＥ／Ｒｆを使用して放射強度推定値４０６を計算することができる。
【0068】
一実施形態によれば、空間フィルタ４０２は、空間ローパスフィルタ、移動平均フィルタ、移動メジアンフィルタ、加重メジアンフィルタ、またはガウスフィルタを含む。適切な空間フィルタのタイプおよび空間フィルタに関連するパラメータは、イメージング用途に応じて異なり得る。
【0069】
空間フィルタ４０２は、例えば、一次元または二次元であり得る。例えば、複数のピクセル２０１が一次元アレイに空間的に配置される場合、空間フィルタ４０２は一次元であり得る。他方で、複数のピクセル２０１が二次元アレイに空間的に配置される場合、空間フィルタ４０２は二次元であり得る。
【0070】
フィルタ４０２は、フィルタリングされた減衰係数ＲＦ４０３を計算するときに重み付けを適用することができる。例えば、フィルタ４０２は、放射強度推定値４０６が計算されるピクセルにより近いピクセル対３０１のより多くの減衰係数Ｒ４０１を重み付けすることができる。
【0071】
処理ユニット１０２は、例えば、空間フィルタ４０２と減衰係数Ｒ４０１との間の畳み込み演算（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を実行することによって、フィルタリングされた減衰係数Ｒｆ４０３を計算することができる。あるいは、処理ユニット１０２は、例えば、非線形空間フィルタの場合、他の何らかの計算演算を実行することができる。
【0072】
他の実施形態では、処理ユニット１０２は、他の方法で放射強度推定値を計算することができる。例えば、処理ユニット１０２は、ピクセルの第１のサブセット２０２および／または第２のサブセット２０３から得られた放射強度値をフィルタリングし、フィルタリングされた強度値に基づいてフィルタリングされた減衰係数Ｒｆ４０３を計算することができる。
【0073】
一実施形態によれば、処理ユニット１０２は、ピクセルの第１のサブセット２０２における少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値、およびピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた放射強度値を使用して、ピクセルの第１のサブセット２０２における少なくとも１つのピクセルについて、第２のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するようにさらに構成される。したがって、処理ユニット１０２は、例えば、ピクセルの第１のサブセット２０２におけるピクセルについてのＨＥカウント推定値を計算することができる。例えば、処理ユニット１０２は、本明細書に開示されるように、フィルタリングされた減衰係数Ｒｆを計算し、次いで、ＨＥカウント推定値を、ＮＨＥ，ｅ＝Ｒｆ×ＮＴＥとして計算することができる。
【0074】
図５は、一実施形態によるＴＥおよびＨＥカウントならびに減衰係数のプロット表示（ｐｌｏｔ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）の図を示す。
【0075】
図５の実施形態では、測定されたＴＥカウント５０１および推定されたＴＥカウント４０６、ならびに測定されたＨＥカウント４０４および推定されたＨＥカウント５０２が示されている。測定されたカウントは塗りつぶされた丸で示され、推定されたカウントは塗りつぶされていない丸で示される。
【0076】
減衰係数４０１は、図５の実施形態において白丸で示されている。各減衰係数は、各ピクセル対についてＲ＝ＮＨＥ／ＮＴＥとして計算されている。フィルタリングされた減衰係数Ｒｆ４０３は線で示されている。フィルタリングされた減衰係数Ｒｆ４０３は、長さ７の移動メジアンフィルタを使用して減衰係数４０１から計算されている。
【0077】
図５の実施形態に示される推定されたＨＥカウント５０２は、上記に開示されるように、フィルタリングされた減衰係数Ｒｆ４０３および測定されたＴＥカウント５０１を使用して計算されている。同様に、推定されたＴＥカウント４０６は、上記に開示されるように、フィルタリングされた減衰係数Ｒｆ４０３および測定されたＨＥカウント４０４を使用して計算されている。
【0078】
図６は、別の実施形態によるＴＥおよびＨＥカウントならびに減衰係数のプロット表示の図を示す。
【0079】
【0080】
図７は、一実施形態によるグレースケール画像としての暗補正（ｄａｒｋ－ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ）された生データ７００の概略図を示す。生データ７００は、測定されたＴＥおよびＨＥカウントに対応する。
【0081】
図７の実施形態では、水平方向に１つおきの列が、測定されたＴＥカウントに対応し、１つおきの列が、測定されたＨＥカウントに対応する。したがって、各エネルギー範囲についての水平解像度（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）は、生データ７００の合計水平解像度の半分である。
【0082】
図８は、一実施形態によるグレースケール画像としての減衰係数４０１の概略図を示す。
【0083】
【0084】
図９は、一実施形態によるグレースケール画像としてのフィルタリングされた減衰係数４０３の概略図を示す。
【0085】
【0086】
図１０は、一実施形態によるグレースケール画像としての復元されたＴＥ出力１０００の概略図を示す。
【0087】
復元されたＴＥ出力１０００は、生データ７００からの測定されたＴＥ列を使用することによって、ならびに本明細書で開示されるように、生データ７００からの測定されたＨＥカウントおよびフィルタリングされた減衰係数４０３を使用して他の列についての推定されたＴＥカウントを計算することによって得ることができる。
【0088】
図１１は、一実施形態によるグレースケール画像としての復元されたＨＥ出力の概略図を示す。
【0089】
復元されたＨＥ出力１１００は、生データ７００からの測定されたＨＥ列を使用することによって、ならびに本明細書で開示されるように、生データ７００からの測定されたＴＥカウントおよびフィルタリングされた減衰係数４０３を使用して他の列についての推定されたＨＥカウントを計算することによって得ることができる。
【0090】
図１２は、一実施形態による方法１２００のフローチャート図を示す。
【0091】
一実施形態によれば、複数のピクセルを備える検出器を使用してイメージングするための方法１２００であって、複数のピクセルが、第１のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第１のサブセット、ならびに第２のエネルギー範囲における入射ｘ線またはガンマ線放射を検出するように構成されたピクセルの第２のサブセットを含み、第２のエネルギー範囲が、第１のエネルギー範囲の部分範囲であり、複数のピクセルにおける各ピクセルから信号を得るステップ１２０１を含む。
【0092】
方法１２００は、各ピクセルの信号に基づいて複数のピクセルにおける各ピクセルについての放射強度値を計算するステップ１２０２をさらに含むことができる。
【0093】
方法１２００は、ピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルの得られた放射強度値、およびピクセルの第１のサブセットにおける少なくとも２つのピクセルの得られた放射強度値を使用して、ピクセルの第２のサブセットにおける少なくとも１つのピクセルについて第１のエネルギー範囲における放射強度推定値を計算するステップ１２０３をさらに含むことができる。
【0094】
方法１２００は、例えば、処理ユニット１０２によって実行され得る。
【0095】
本明細書で与えられる任意の範囲またはデバイスの値は、求められる効果を失うことなく拡張または変更することができる。また、明示的に否定しない限り、任意の実施形態を別の実施形態と組み合わせることができる。
【0096】
主題は、構造的特徴および／または作用に特有の言語で説明されてきたが、添付の特許請求の範囲で定義される主題は、上記の特定の特徴または作用に必ずしも限定されないことが理解されるべきである。むしろ、上記の特定の特徴および作用は、特許請求の範囲を実装する例として開示されており、他の同等の特徴および作用は、特許請求の範囲内にあることを意図している。
【0097】
上記の利益および利点は、一実施形態に関連し得るか、またはいくつかの実施形態に関連し得ることが理解されるであろう。実施形態は、記載された問題のいずれかもしくは全てを解決するもの、または記載された利益および利点のいずれかもしくは全てを有するものに限定されない。「ある（ａｎ）」項目への言及は、それらの項目の１つまたは複数を指すことができることがさらに理解されるであろう。
【0098】
本明細書に記載される方法のステップは、任意の適切な順序で、または必要に応じて同時に実行することができる。さらに、個々のブロックは、本明細書に記載された主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、いずれの方法からも削除することができる。上記の実施形態のいずれかの態様を、記載されている他の実施形態のいずれかの態様と組み合わせて、求められる効果を失うことなくさらなる実施形態を形成することができる。
【0099】
「含む」という用語は、特定された方法、ブロックまたは要素を含むことを意味するために本明細書で使用されるが、そのようなブロックまたは要素は排他的なリストを含まず、方法または装置は、追加のブロックまたは要素を含むことができる。
【0100】
上記の説明は単なる例として与えられたものであり、当業者によって様々な変更がなされてもよいことが理解されるであろう。上記の仕様、例、およびデータは、例示的な実施形態の構造および使用の完全な説明を提供する。様々な実施形態が、ある程度の詳細度で、または１つ以上の個々の実施形態を参照して上記に説明されてきたが、当業者は、本明細書の趣旨または範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に対して多数の変更を行うことができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】