CN107076862A - 射线检测器、射线摄像装置、计算机断层摄影装置以及射线检测方法 - Google Patents

射线检测器、射线摄像装置、计算机断层摄影装置以及射线检测方法 Download PDF

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Abstract

平板状的像素(20)是构成射线检测器的一单位，分别构成为分割成四个以上的亚像素(21)。该情况下，各像素(20)分割为，即使从本身按照有效面积的升序去除预定个数的亚像素(21)，剩余的亚像素(21)整体的有效面积的重心(51)也位于重心(50)与像素(20)相同且各边的长度为像素(20)的一半的相似形状区域(30)的内部。

Description

射线检测器、射线摄像装置、计算机断层摄影装置以及射线检 测方法
技术领域
本发明涉及射线检测器、射线摄像装置、计算机断层摄影装置以及射线检测方法。
背景技术
近年，通过以脉冲模式使用射线检测器、即对每个射线进行分解地检测，来实现更高精度的装置的动向很活跃。关于该动向，专利文献1、专利文献2公开了设置有大小不同的亚像素的检测器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2011－503535号公报
专利文献2：日本专利5215722号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在脉冲模式中，在射线的入射率高的情况下存在检测器会饱和的问题。为了解决该问题，上述文献公开了在正方形的像素的中央设置小型的正方形的亚像素、在正方形的像素的端部设置小的矩形的亚像素。若增加亚像素数，则随之由于检测器微小化、处理电路密度增加而在安装上、成本上存在困难，考虑到该情况，在上述的任一例中，对亚像素数主要为二或三的情况进行了探讨。
对于该现状，发明者们发现了以下的课题。为了在入射率高的情况下使检测器不饱和，需要使最小的亚像素充分地小。但是，为了抑制测量精度的变差，需要使像素间的面积差不过于变大。另一方面，为了在入射数低的情况下也精度良好地进行测量，像素本身的尺寸不能太小。另外，当小的亚像素位于像素的端部时，容易产生误差，准直仪的影子的影响变大。
本发明鉴于以上的课题而作成，目的在于提供一种能够在大范围的入射率区域中精度良好地实施射线测量的射线检测器。
用于解决课题的方案
为了实现上述的目的，本发明的射线检测器的特征在于，配置多个检测射线的平板状的像素而构成，上述像素分别分割成具有至少两个不同的有效面积的四个以上的亚像素，上述亚像素是以如下方式分割上述像素而成的像素：即使从上述像素按照有效面积的升序去除比分割上述像素的亚像素的个数小的任意的个数，剩余的亚像素的整体的有效面积的重心也位于重心与上述像素相同且各边的长度为上述像素的一半的相似形状区域的内部。
发明的效果
根据本发明，能够在便于安装、低成本地提供能够在大范围的入射率区域中精度良好地实施射线测量的射线检测器以及使用了该射线检测器的CT。
附图说明
图1是表示现有例的射线检测器的亚像素分割的形式的示意图。
图2是使用了本发明的实施方式的射线检测器的CT的示意图。
图3是将本发明的实施方式的射线检测器配置了多个的示意图。
图4是本发明的实施方式的射线检测器的示意图(主视图)。
图5是本发明的实施方式的射线检测器的示意图(剖视图)。
图6是本发明的实施方式的射线检测器的示意图(主视图)。
图7是表示本发明的实施方式的射线检测器的亚像素的重心位置的示意图。
图8是表示本发明的实施方式的射线检测器的相对于入射率的计数的标准偏差的示意图。
具体实施方式
在对本发明的实施方式进行说明前，对本发明的技术上的意义进行说明。此外，在本申请中，以采用利用了X射线的医用诊断装置作为射线检测器的应用地的例为中心进行说明。
(本发明的技术上的意义等的说明)
一般，在利用了X射线的医用诊断装置、例如计算机断层摄影装置(CT)中，向受检体照射从X射线源产生的X射线，通过射线检测器来检测该X射线。由此，通过得到X射线因受检体受到了多少衰减的信息，从而将受检体的体内的情况图像化而用于诊断。
在现在使用的典型的全身用CT中，从施加了高电压的X射线管产生X射线，通过闪烁体检测透过了受检体的X射线。此外，若检测到在受检体散射的X射线，则成为不希望的信号，因此，一般，从X射线管侧观察，在闪烁体的跟前配置准直仪，遮蔽散射的X射线。被闪烁体检测到的X射线变换成荧光，该荧光被例如光电二极管等光设备读取，作为电信号而输出。该检测器系统以所谓的电流模式(或者积分模式)而被运用。即，在某时间段、例如在1毫秒的期间所产生的电信号的总量成为测量值，每个X射线光子不能分解。于是，例如一次检测到能量100keV的X射线光子的情况和两次检测到能量50keV的X射线光子的情况得到相同的测量结果。
近年来，通过不以电流模式，而以脉冲模式使用检测器系统、即对每个X射线光子进行分解地检测，从而来实现更高精度的诊断装置的动向很活跃。通过分解地检测各X射线光子，从而能够得到在现有的CT中得不到的X射线光子的能量信息。由此，期待是否能够进行在现有的CT不能实现的物质辨别、低被曝光化。
在以脉冲模式运用CT的检测器的情况下，X射线光子的入射率极高成为大的问题。在通常的全身用CT中，每1平方毫米检测器最大检测每秒109(109cps/mm2)左右的X射线光子。CT的典型的检测器像素的尺寸是1毫米见方左右，例如，若检测器系统处理一个X射线光子的信号50纳秒，则正在实施某X射线光子的信号处理中会进来几十个其它X射线光子的信号，会将两个以上的X射线光子的信号误认为一个X射线光子的信号来进行信号处理(所谓的累积脉冲)。这是检测器产生饱和的状态，当检测器饱和，不能对X射线光子正确地进行计数，另外也不能正确地得到能量信息。
为了解决该“对应检测器的高入射率”的问题，存在几个方法。
一个方法是将一个像素分割为多个更小的亚像素，在各亚像素连接独立的信号处理电路的方法。例如，若将1毫米见方的像素分成16份，分成0.25毫米见方的亚像素，则能够期待计数率特性简单地改进16倍。若增加分割数，则每个面积的计数率特性改进所分割的数的倍数，但是因为检测器微小化，信号处理电路的密度也增加，所以过度的分割便随着装配上、成本上的困难。
作为一边抑制分割数，一边解决高入射率的方法，专利文献1、专利文献2公开了设置大小不同的亚像素的方法。在入射率低的区域中用所有的亚像素对X射线光子进行计数。若成为入射率高的区域，则虽然面积大的亚像素会饱和，但面积小的亚像素能够继续计数，因此即使更高的入射率，也能够进行X射线计数。
在专利文献1及专利文献2中，作为向面积不同的亚像素的分割的方式，公开了图1(a)至图1(d)所示的方法。图1(a)是专利文献1的图5A及专利文献2的图19公开的向亚像素的分割法。在专利文献1中公开了两个亚像素的重心可以相同。指明了该情况下对称性良好，有利于再合并。另外，专利文献2指明了，相信将小的亚像素配置于中央会使亚像素间的串音更少。图1(b)是专利文献1的图5B公开的向亚像素的分割法。在专利文献1中，公开了两个亚像素的重心可以不同。指明了，该情况相比图1(a)，容易制造。图1(c)是专利文献2的图18公开的向亚像素的分割法。图1(d)是专利文献1的图3公开的向亚像素的分割法，表示分割成三个亚像素的方式。
但是，在实施图1(b)(c)(d)所示的亚像素分割的情况下，最小的亚像素22位于像素的外周附近。当入射率提高时，成为以下状况：面积大的亚像素饱和而不能计数，在入射率最高的区域，仅最小的亚像素22对X射线光子进行计数。即，仅检测来到像素的外周附近的X射线光子，但是，该情况下产生以下问题。一个是取样的问题。CT在受检体周围旋转而实施数据收集，但是，在检测器处于0度的位置时和处于180度的位置时，已知以下方法：以相对于旋转中心错位1/4像素的方式配置检测器，从而实现有效的取样间隔的微小化(所谓的四分之一偏移法)。但是，在图1(b)(c)(d)的亚像素分割法中，在入射率最高的区域仅检测像素外周的信号，因此取样产生误差，导致画质变差。另外，已知通过一边稍微移动X射线管的焦点，一边取得数据来实现有效的取样间隔的微小化的方法(所谓的运动焦点法)，该情况也同样导致画质变差。另一个是准直仪的影子的影响。准直仪以包围一个像素整体的周围的方式设置，在准直仪的制作精度不理想的情况下，存在准直仪的影子会落在亚像素22的情况。面积小的亚像素22位于容易受影子的影响的周围，因此认为会对X射线光子的计数产生大的影响，该情况也导致画质变差。
另外，实际上，仅将像素分割成两个或三个亚像素便产生问题。为了保证足以用于诊断的画质，需要检测充分的数量的X射线光子，因此，为了即使在入射率低的区域也精度良好地实施计数，像素20的尺寸不能太小。另一方面，为了在充分高的入射率前使检测器不饱和地进行对应，例如，需要在图1(a)中使最小的亚像素22的面积充分地小。于是，与最大的亚像素21的面积比变大，计数的X射线光子的数量根据亚像素而存在大的不同。该情况下，虽然在低的入射率下，通过亚像素21及22对X射线光子计数，但是，入射率逐渐提高，当最大的亚像素21饱和时，用于X射线光子的计数的检测器的面积急剧变小，计数的精度急剧变差，统计误差不连续地急剧增加，对画质产生不良影响。即，为了抑制对画质的不良影响，需要将一个像素的尺寸做得充分大，使最小的亚像素充分小，且使各亚像素的面积差不能过大。因此，亚像素数必须多到某程度，而且亚像素数至少为4以上。
以下，参照图表，对本发明的实施方式进行说明。
(CT)
作为实施例，图2表示使用了多个射线检测器150的CT100的示意图，上述的多个射线检测器150利用了本发明。受检体200躺在床板140上，通过处于龙门架110的中央附近的开口部而进入装置中央附近。作为X射线源120，优选使用X射线管，从X射线管放出X射线光子130，其一部分被受检体200对应于体内的物质分布而吸收，一部分透过受检体200，被多个射线检测器150检测。检测到的X射线光子以脉冲模式通过信号处理电路160进行计数。此外，在此所谓的计数除了包括计算检测到的X射线光子，还包括取得能量信息。
CT一般取得来自所有方向的数据，X射线源120及多个射线检测器150一边在受检体200的周围旋转，一边取得数据。典型地，旋转的速度为每秒1～4圈。另外，为了取得来自某一个方向的投影数据(1视野)，积累数据的时间典型地为0.1～1毫秒左右。如本实施例所示，覆盖整个受检体200的X射线源120和多个射线检测器150一同在受检体200的周围旋转的方式有时称为第三代CT，在其它CT中也能够应用本发明。
此外，多个射线检测器150配置成在检测器处于0度的位置的情况下和处于180度的位置时，相对于旋转中心偏移1/4像素间距(所谓的四分之一偏移)。
上述的X射线源120的旋转动作、X射线光子130的射出、床140的移动等通过来自CT的控制装置170的信号来控制。另外，控制装置170也实现处理来自信号处理电路160的信号并传送至计算机180的作用。
计算机180基于所得到的来自各方向的投影数据组，实施断层图像的重组。最终从输出装置191输出断层像，用于诊断。此外，数据收集所需的参数、例如从高压电源(未图示)向X射线管施加的电压的值、管电流、上述的X射线源120的旋转动作的速度等从输入装置192输入，另外，对其状态能够从输出装置191进行确认。
(射线检测器结构)
图3表示多个射线检测器150的状态。作为射线检测器的一单位的像素20是配置成二维状的结构。像素的个数例如在长边方向为892，在短边方向为64。图3中以将像素20近似地配置成曲面状的方式描绘，但是一般，像素表面多为没有曲率的平面，因此检测器的配置也存在成为多边形的情况。向各像素20射入透过了受检体200的X射线光子130，进行计数。此外，出于去除在受检体200散射的X射线光子的目的，在像素20的跟前配置有准直仪(未图示)。该准直仪可以为与像素20间距及形状一致的二维矩形准直仪，也可以为一维的狭缝准直仪。
图4是从X射线光子入射的方向观察一个像素20的情况的概念图。像素20的尺寸为1毫米见方，分割成16个亚像素。作为检测器的原料，能够使用在闪烁体(间接型射线检测原料)光学结合光设备而成的材料，但是，更优选使用容易进行微小加工且能够直接读取电信号的碲化镉、碲化镉锌、溴化铊、碘化汞等直接型射线检测原料。
16个亚像素具有各种有效面积，有效面积大的配置于像素20的外周侧，在其间隙中以填埋的方式配置小的亚像素。大致为，越大的亚像素越配置于外周，越小的亚像素越配置于内周。大致是指该配置不严格，也考虑没有大的间隙地将像素20内用亚像素填满。
图5是使用直接型射线检测原料40作为检测器的原料的情况下的像素20的剖视野。直接型射线检测原料40的厚度优选为0.5毫米～3毫米的程度。在作为X射线光子130的入射面的直接型射线检测原料的上表面形成有覆盖整个像素的公共电极41。通过未图示的高压电源，向公共电极41施加例如－600V的电压。另一方面，在下表面，按照亚像素形成亚像素电极42，而且信号处理电路的独立的通道165与各亚像素电极42连接而读取信号，实施包含能量信息的取得在内的X射线光子的计数。此外，在公共电极41及亚像素电极42期望X射线光子不衰减，已知使这些电极比直接型射线检测元件40充分薄，且作成1微米以下的厚度。
如图5中虚线所示，在直接型射线检测原料40内，与亚像素电极42对应的区域形成各亚像素23。因此，在使用直接型射线检测原料作为检测器的原料的情况下，在从像素20的上面观察的情况下，存在物理上看不到图4所描绘的亚像素的边界的情况，将射线检测器分割到亚像素。
(与入射率对应的像素的动作)
在X射线光子的入射率低的区域中，所有的亚像素未饱和，因此能够正确地对入射的X射线光子进行计数，能够用于数据取得。当入射率变高时，最初，最大的亚像素21饱和，不能正确地对X射线光子进行计数。该情况下，最大的亚像素21以外的15个亚像素未饱和，因此能够使用这些计数数据正确地实施X射线光子的计数。当入射率进一步变高，第二大的亚像素饱和，因此使用除此以外的14个亚像素的计数数据来对X射线光子进行计数。如此，仅利用根据入射率而未饱和的亚像素，在入射率最高的区域，仅使用未饱和的最小的亚像素22来实施X射线光子的计数。在断层画像的重组处理时，考虑哪个亚像素曾用于数据取得，从而实施像素的大小的补正处理。
在实际的计数数据的处理中，将来自16个亚像素的计数数据全部获取到计算机180，然后去除饱和的亚像素的数据，仅汇集未饱和的亚像素的数据，从而能够进行像素的输出。一般，当检测器饱和时，基于累积脉冲的能量信息显著变差，因此能够通过观察能量信息来判断某亚像素是否饱和。另外，作为其它方法，使信号处理电路160中具有检测饱和的机构，能够实时地抑制来自饱和的亚像素的数据输出。该情况下，向计算机180传送的数据量减少，因此数据传送的负担减轻。另外，作为其它方法，将已得到的视野的计数数据作为一个参考，在接下来取得的视野中预测饱和的亚像素，能够抑制饱和的亚像素的数据输出。另外，作为其它方法，基于在进行断层摄影前实施的某定位扫描的数据，即，以使多个射线检测器150在受检体200的周围不旋转的方式简单地取得的透过数据，预测各视野中的各像素的入射率，能够抑制来自饱和的亚像素的数据输出。另外，作为其它方法，基于从输入装置192输入的受检体200的身高体重等参数，预测各视野中的各像素的入射率，能够抑制来自饱和的亚像素的数据输出。
(像素的亚像素分割)
在图4中，最小的亚像素22作成0.05毫米见方。亚像素的尺寸更细，能够对应更高的入射率。但是，为了作为射线检测器而进行期望的动作，根据以下的理由，需要保证一定以下的外周与面积比，并非能够使亚像素多小都可以。当检测器检测X射线光子时，在像素20内产生高能量的一次电子，其一边移动一边在周围电离，从而产生二次载体。该一次电子的移动距离有限，能够向相邻的亚像素逃逸。另外，与一次电子一同产生的某特性X射线也最终能够向相邻的亚像素逃逸。由于这些，所谓的串音现象显著，计数精度变差。这是必须保证一定以下的外周与面积比的理由。在亚像素的有效面积为0.05毫米见方的情况下，即使X射线光子为109cps/mm2的入射率，亚像素的计数率成为2.5×106cps乘以检测器的检测效率(例如99％)的值，只要为响应时间为50纳秒的信号处理电路，就能够不饱和而进行计数。
此外，若将整个像素20用0.05毫米见方的亚像素充满，则需要分成400份，需要极高的信号处理电路密度，在装配上、成本上产生困难。对于此，本实施例的射线检测器使亚像素的尺寸产生变化，将它们有效地进行配置，因此将亚像素的分割数抑制为16个，同时能够对应高入射率。
在图4中，设有三个0.05毫米见方的最小的亚像素22。除此之外的13个亚像素具有互相不同的有效面积，以填充像素20的方式配置。此外，作为亚像素的分割法，也考虑图6的配置。即，将多个最小的亚像素22设于互相分离的位置。由此，即使在入射率最高的区域，因为最小的亚像素22不饱和而进行动作，所以能够在像素内的分离的位置进行X射线光子的计数，能够检测像素内的透过数据的偏差。而且，虽然在本实施例中未介绍，但是具有设置多个并非最小但具有相同的有效面积的亚像素的意思。例如，若在隔着像素21的重心点对称的分离的位置配置相同尺寸的亚像素，则能够得到精度提高的效果。
另外，不依赖于X射线光子的入射率，而通过使用小的亚像素，能够作成对受检体200的透过数据加强了高频成分的诊断图像。
如之前所讨论地，当亚像素的外周与面积比变小时，因串音效应，产生不希望的动作。对于具有某面积的图形，具有最小的外周与面积的形状为圆形，但是不能用圆形的亚像素填满像素。因此，亚像素的形状优选为正方形或者纵横比接近1的长方形，另外，从同样的观点出发，优选具有充实的形状。在此，充实的形状指示没有类似于圆环状的中空部分、凹状的部分的形状。另外，在图4中，16个亚像素均为正方形或长方形，具有充实的形状，另外，纵横比为0.5以上且2以下。
(亚像素的重心)
在本发明的各实施例中，仅使用未饱和的亚像素的计数数据，因此在像素内用于数据取得的区域能够根据入射率而变化。在入射率低的区域，所有的亚像素不饱和，正确地对X射线光子进行计数，因此整个像素用于数据取得，基本上，未饱和的亚像素的重心如图7(a)所示地与像素的重心50一致。当入射率变高，最大的亚像素21饱和，不用于数据取得。该情况下，在图7(a)中，像素的右下的区域不发挥功能，因此用于数据取得的亚像素的重心51从像素的重心50向左上移动。
在入射率变高，饱和的亚像素的个数逐渐增加时，用于数据取得的亚像素的重心的移动轨迹52变得如图7(b)所示。即，在任何的状况下，不饱和而用于数据取得的亚像素的重心均留在像素20的中心附近的区域30内。原因之一在于，像素20的外周部被从大开始的六个亚像素专门占有，从小开始的10个亚像素与像素20未共有边。用于数据取得的亚像素的重心处于中心附近，从而相比处于外周附近的情况，作为X射线光子的透过数据，能够取得像素内的更具代表性的值，另外，从空间分解能及伪像降低的观点出发，也能够得到优选的效果。
用于数据取得的亚像素的重心越接近像素的重心越优选，但是，若考虑到通过四分之一偏移法使有效的取样密度提高到两倍，则用于数据取得的亚像素的重心优选至少始终留在以下相似形状区域内：重心与初始的像素相同且大小(各边的长度)为初始的像素的一半。另外，用于数据取得的亚像素的重心的位置已知，因此，将其作为参考，实施断层画像的重组处理中的数据重组及补正处理等。在亚像素的分割中，以不形成因亚像素的重心位置不同而在重组处理中产生限制的取样的方式实施分割。
用于数据取得的亚像素的重心处于像素的中心附近，从而这些亚像素难以成为准直仪的影子，也能得到难以对画质产生不良影响的效果。
(亚像素的有效面积)
将分割成N个的亚像素以升序排列，在将各有效面积设为a1、a2、···、aN的情况下，对将他们设定为怎样的值进行叙述。若设置k个最小的亚像素，则a1＝a2＝···＝ak＜ak+1＜···＜aN。在此，如上所述，亚像素的大小为三种不充分，因此N≥4、1≤k≤N－3。此外，本实施例相当于N＝16、k＝3的情况。
作为决定X射线光子的计数的精度的代表性的因素，设定统计误差。根据泊松统计，在对100个光子进行了计数的测定中，其统计误差为将100的平方根即10用初始的100除而得到的10％。那么，在本实施例中，在X射线光子的入射率高的区域中，仅未饱和的亚像素用于数据取得。因此，由于某亚像素的饱和，用于数据取得的亚像素的总面积断续地减少，统计误差断续地增加。从画质的观点出发，可以说期望使统计误差不因入射率而大幅断续地变动的亚像素分割。
为了实现该目的，在第i+1小的亚像素在某入射率下饱和，仅i个亚像素用于数据取得的状况和入射率进一步提高而第i小的亚像素饱和，仅i－1个亚像素用于数据取得的状态下，只要整个像素的统计误差、进一步而言，只要计数或计数率相同即可。其中，i＞k+1。
为了将该状况公式化，将各亚像素连接的信号处理电路饱和的计数率设为C，将第i小的亚像素饱和的每单位面积的入射率设为Si。此时，Si＝C/ai。用数学式表达上一段的条件(计数率相同)，则成为式(1)。
[数1]
设最小的像素的有效面积为a，设a1＝a2＝···＝ak＝a，ak+1＝αa(α是比1大的实数)，则作为满足式(1)的an，得到式(2)。
[数2]
此外，关于an的和，得到式(3)的关系。
[数3]
例如，设a为0.05毫米见方，亚像素的有效面积的和等于像素的面积，从而，能够对任意的k，使用式(3)求α。其中，在像素20的面积为1毫米见方且N＝16的情况下，对于k＝1，α＝0.49，对于k＝2，α＝0.92，由于均为α≤1，因此为无解的状态。即，发明者们发现了，若不将最小的亚像素设置一定以上的个数，则存在不能实现期望的检测器的情况。对于k＝3，α＝1.37，存在解。对于k＝4以上，虽然也存在解，但是，相比k＝3的情况，最大的亚像素的有效面积会变大，在更低的入射率引起饱和，因此不太建议。
实际上，考虑到需要分割某确定了形状的像素进行亚像素化，为了降低串音而使纵横比接近1，或者其它限制，难以严格地按照式(2)实施亚像素分割。即使如此，以偏离式(2)给出的值10％以内的方式进行亚像素分割是现实的，另外，也能够更多地得到通过本发明所想要的效果。
对于图4所示的本实施例的射线检测器，图8示出了计数的标准偏差相对于入射率的比例的示意图。随着入射率变高，能够看到标准偏差断续地增加的部位，这些使伴随着亚像素的饱和的断续点。设置四个以上的亚像素，适当地设定各亚像素的面积，从而抑制在这些断续点的标准偏差的增加，能够在大范围的入射率区域中实现大致固定的动作，并且保证用于数据取得的亚像素的总面积大，从而能够抑制标准偏差的绝对值，实施精度良好的计数。
此外，在专利文献1中，对于分割成四个以上的亚像素的情况下的面积比率，指明了“能够设定为处于从约1：4：8到约2：4：8的范围”。在专利文献1中未记载设置多个最小的亚像素，认为记载了在本实施例中提到的k＝1的情况。对于此，在本发明中，a1：a2：a3＝1：α：α(1+α)＝4/α：4：4(1+α)，为了将4/α收在约1～2的范围，需要α为约2～4，但是，该情况下4(1+α)成为约12～20，远超过在专利文献1所公开的8。即，可知，专利文献1公开的范围与本实施例不同，专利文献1公开的思想与本实施例不同。
亚像素的有效面积的和能够不严格地与像素的几何学的面积一致。此外，亚像素的有效面积是亚像素的计数率除以每单位面积的X射线光子的入射率及检测效率而得到的值。如图5所示，在亚像素电极42彼此间存在成为亚像素的边界的间隙，作为因素，能够列举入射到此的X射线光子存在不能正确计数的可能性、另外入射到亚像素的边缘部附近的X射线光子存在因串音效应而不能正确计数的可能性等。亚像素电极的几何学的面积与亚像素的有效面积严格上也存在不一致的可能性，但是其效果小，不对本实施例的宗旨产生影响。
(其它实施方式)
以上，对优选的实施例进行了叙述，但是，在不脱离本发明的宗旨的范围中，能够考虑各种变更、追加。
例如，在本实施例中对亚像素分割数N＝16、最小的亚像素数k＝3的情况进行叙述，但是只要这些数处于N≥4、1≤k≤N－3的范围，就能够根据信号处理电路、成本等情况自由地设定。另外，对于亚像素分割的区域的取得方法，在不脱离本实施例的宗旨的范围中，也能够存在各种变化。
另外，在本实施例中对X射线光子的检测进行了叙述，但是本发明也能够应用于伽马射线光子、紫外线光子、带电粒子射线的检测器。另外，对向全身用CT的应用例进行了叙述，但是也能够应用于牙科用CT、人以外的对象的CT、包括面向国土安全的使用了X射线的摄像装置、SPECT·PET的核医学诊断装置等。
另外，在本实施例中，在直接型射线检测原料的上表面设置公共电极，在下表面设置亚像素电极，从而实施亚像素分割，但是，也可以不设置公共电极，在上面也按照亚像素设置电极。同样地，在多个射线检测器150中，相邻的射线检测器的像素20也可以共有上表面的公共电极，也可以独立地具有电极。另外，作为检测器的原料，能够不是直接型射线检测原料，而使用在闪烁体(间接型射线检测原料)上光学结合光设备而成的原料。作为该情况下的亚像素分割的方法，可以按照亚像素设置周围被遮光剂覆盖的闪烁体，也可以通过使一个闪烁体在亚像素间产生基于激光的微裂的方法来进行亚像素分割。另外，作为光学设备，能够使用光电倍增管(PMT)、光电二极管(PD)、雪崩光电二极管(APD)、硅光电倍增管(SiPM)等。
另外，在本实施例中，通过信号处理电路的独立的通道165处理来自各亚像素的信号，但是，也可以设置能够将来自多个亚像素的信号与一个信号处理电路的通道相连的开关。由此，能够将多个亚像素有效地整合成一个大的亚像素，除了在入射率低的区域能够抑制串音的影响，还能够减少使用的信号处理电路的通道数。
另外，能够在与射线的入射方向平行的方向上配置多层本实施例的射线检测器。由此，能够通过后端的射线检测器来检测透过了射线的到来方向侧的射线检测器的射线，能够提高检测效率。
符号说明
20—像素，21—最大的亚像素，22—最小的亚像素，23—亚像素，30—像素的中心附近的区域，40—直接型射线检测原料，41—公共电极，42—亚像素电极，50—像素的重心，51—最大的亚像素饱和时的用于数据取得的亚像素的重心，52—有效面积大的亚像素依次饱和时的用于数据取得的亚像素的重心的移动轨迹，100—计算机断层摄影装置(CT)，110—龙门架，120—X射线源，130—X射线光子，140—床，150—多个射线检测器，160—信号处理电路，165—信号处理电路的独立的通道，170—控制装置，180—计算机，190—界面，191—输出装置，192—输入装置，200—受检体。

Claims (12)

1.一种射线检测器，其特征在于，
配置多个检测射线的平板状的像素而构成，
上述像素分别分割成具有至少两个不同的有效面积的四个以上的亚像素，
上述亚像素是以如下方式分割上述像素而成的像素：即使从上述像素按照有效面积的升序去除比分割上述像素的亚像素的个数小的任意的个数，剩余的亚像素的整体的有效面积的重心也位于重心与上述像素相同且各边的长度为上述像素的一半的相似形状区域的内部。
2.根据权利要求1所述的射线检测器，其特征在于，
上述亚像素是充实的形状。
3.根据权利要求2所述的射线检测器，其特征在于，
上述亚像素是正方形或纵横比为0.5以上且2以下的长方形。
4.根据权利要求1所述的射线检测器，其特征在于，
在上述像素中，具有最小的有效面积的亚像素设于与上述像素不共有边的位置。
5.根据权利要求1所述的射线检测器，其特征在于，
上述像素由直接型射线检测原料构成。
6.根据权利要求1所述的射线检测器，其特征在于，
在上述像素设有多个具有最小的有效面积的亚像素。
7.根据权利要求1所述的射线检测器，其特征在于，
在上述像素中，具有相同的有效面积的亚像素配置于上述像素内的分离的位置。
8.根据权利要求1所述的射线检测器，其特征在于，
在将上述亚像素的有效面积从小到大设为a1、a2、···、aN的情况下，以它们的大小从通过下式赋予的值落入统计误差的范围内的方式，设定亚像素的有效面积，其中，N是4以上的自然数，
[数1]
<mrow> <msub> <mi>a</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mo>,</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>&amp;le;</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <msub> <mi>a</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>&amp;alpha;</mi> <mi>k</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>n</mi> <mo>-</mo> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mi>a</mi> <mo>,</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>&lt;</mo> <mi>n</mi> <mo>&amp;le;</mo> <mi>N</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，a是最小的亚像素的有效面积，k是1以上且N－3以下的自然数，α是大于1的实数。
9.根据权利要求1所述的射线检测器，其特征在于，
上述亚像素以脉冲模式动作。
10.一种射线摄像装置，其特征在于，
具备在上述亚像素连接有信号处理通道的权利要求1所述的射线检测器，从上述信号处理通道输出用于构成图像的信号。
11.一种计算机断层摄影装置(CT)，其特征在于，
使用权利要求1所述的射线检测器而构成。
12.一种射线检测方法，其特征在于，
对通过权利要求1所述的射线检测器检测的射线检测数据进行处理的计算机进行如下处理：
在构成上述像素的亚像素中的一部分亚像素饱和的情况下，取得通过除了上述饱和的亚像素以外的亚像素而检测出的射线检测数据，
根据上述射线检测数据是从哪个亚像素取得的，对上述取得的射线检测数据进行补正。
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