JP2002301057A - 特定用途向けのコンピュータ断層放射線検出のための方法及び装置 - Google Patents
特定用途向けのコンピュータ断層放射線検出のための方法及び装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/32—Transforming X-rays
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/30—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming X-rays into image signals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転式イメージング・システムでの使用に適
し、極端に広い帯域幅を必要とせず、高分解能を選択的
に提供できる検出器アレイを提供する。 【解決手段】 検出器アレイ（１８）は、複数の導電性
バス（８２、８４．．．、９６）と、ｘ方向に延びる横
列（５０、５２．．．、６０）及びｚ方向に延びる縦列
（６２、６４．．．、７６）の形で配列されている複数
の検出器素子（２０）と、その各々が検出器素子の少な
くとも１つと結合された複数のスキャン線であって、該
スキャン線のうちの１本の電気的起動により検出器素子
からの電荷を該バスのうちの１つに転送するようにした
複数のスキャン線（９８、１００．．．、１２０）と、
複数の読み出し線（１２４、１２６．．．、１３８）
と、このバス及び読み出し線に結合されると共にバスか
らの電荷を読み出し線に選択的に転送するように再構成
可能である相互接続マトリックス（１２２）と、を有す
る。
し、極端に広い帯域幅を必要とせず、高分解能を選択的
に提供できる検出器アレイを提供する。 【解決手段】 検出器アレイ（１８）は、複数の導電性
バス（８２、８４．．．、９６）と、ｘ方向に延びる横
列（５０、５２．．．、６０）及びｚ方向に延びる縦列
（６２、６４．．．、７６）の形で配列されている複数
の検出器素子（２０）と、その各々が検出器素子の少な
くとも１つと結合された複数のスキャン線であって、該
スキャン線のうちの１本の電気的起動により検出器素子
からの電荷を該バスのうちの１つに転送するようにした
複数のスキャン線（９８、１００．．．、１２０）と、
複数の読み出し線（１２４、１２６．．．、１３８）
と、このバス及び読み出し線に結合されると共にバスか
らの電荷を読み出し線に選択的に転送するように再構成
可能である相互接続マトリックス（１２２）と、を有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全般的には、コン
ピュータ断層（ＣＴ）イメージングその他のイメージン
グ・システムにおいて放射線を検出しかつ計測するため
の方法及び装置に関し、さらに詳細には、プログラム可
能な出力を有する高分解能放射線検出器アレイに関す
る。
ピュータ断層（ＣＴ）イメージングその他のイメージン
グ・システムにおいて放射線を検出しかつ計測するため
の方法及び装置に関し、さらに詳細には、プログラム可
能な出力を有する高分解能放射線検出器アレイに関す
る。
【０００２】
【発明の背景】周知の単一スライス型ＣＴシステムの少
なくとも１つの構成では、Ｘ線源は、デカルト座標系の
ＸＹ平面（一般に「画像作成面」と呼ばれる）内に位置
するようにコリメートされた扇形状のビームを放出す
る。Ｘ線ビームは、例えば患者などの画像化しようとす
る対象を透過する。ビームは、この対象によって減衰を
受けた後、放射線検出器の１つの横列アレイ上に入射す
る。検出器アレイで受け取った減衰したビーム状放射線
の強度は、対象によるＸ線ビームの減衰に依存する。こ
のアレイの各検出器素子は、それぞれの検出器位置での
ビーム減衰の計測値に相当する電気信号を別々に発生さ
せる。すべての検出器からの減衰量計測値を別々に収集
し、透過プロフィールが作成される。
なくとも１つの構成では、Ｘ線源は、デカルト座標系の
ＸＹ平面（一般に「画像作成面」と呼ばれる）内に位置
するようにコリメートされた扇形状のビームを放出す
る。Ｘ線ビームは、例えば患者などの画像化しようとす
る対象を透過する。ビームは、この対象によって減衰を
受けた後、放射線検出器の１つの横列アレイ上に入射す
る。検出器アレイで受け取った減衰したビーム状放射線
の強度は、対象によるＸ線ビームの減衰に依存する。こ
のアレイの各検出器素子は、それぞれの検出器位置での
ビーム減衰の計測値に相当する電気信号を別々に発生さ
せる。すべての検出器からの減衰量計測値を別々に収集
し、透過プロフィールが作成される。
【０００３】周知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが画像化しようとする
対象を切る角度が一定に変化するようにして、画像作成
面内でこの画像化対象の周りをガントリと共に回転す
る。あるガントリ角度で検出器アレイより得られる一群
のＸ線減衰量計測値（すなわち投影データ）のことを
「ビュー（ｖｉｅｗ）」という。また、画像化対象の
「スキャン・データ（ｓｃａｎ）」は、Ｘ線源と検出器
が１回転する間に、様々なガントリ角度で得られるビュ
ーの集合からなる。
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが画像化しようとする
対象を切る角度が一定に変化するようにして、画像作成
面内でこの画像化対象の周りをガントリと共に回転す
る。あるガントリ角度で検出器アレイより得られる一群
のＸ線減衰量計測値（すなわち投影データ）のことを
「ビュー（ｖｉｅｗ）」という。また、画像化対象の
「スキャン・データ（ｓｃａｎ）」は、Ｘ線源と検出器
が１回転する間に、様々なガントリ角度で得られるビュ
ーの集合からなる。
【０００４】アキシャル・スキャンでは、この投影デー
タを処理し、画像化対象を透過させて得た２次元スライ
スに対応する画像を構成する。投影データの組から画像
を再構成するための一方法に、当技術分野においてフィ
ルタ補正逆投影法（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒ
ｏｊｅｃｔｉｏｎ）と呼ぶものがある。この処理方法で
は、スキャンにより得た減衰量計測値を「ＣＴ値」、別
名「ハウンスフィールド値」という整数に変換し、これ
らの整数値を用いて陰極線管ディスプレイ上の対応する
画素の輝度を制御する。
タを処理し、画像化対象を透過させて得た２次元スライ
スに対応する画像を構成する。投影データの組から画像
を再構成するための一方法に、当技術分野においてフィ
ルタ補正逆投影法（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒ
ｏｊｅｃｔｉｏｎ）と呼ぶものがある。この処理方法で
は、スキャンにより得た減衰量計測値を「ＣＴ値」、別
名「ハウンスフィールド値」という整数に変換し、これ
らの整数値を用いて陰極線管ディスプレイ上の対応する
画素の輝度を制御する。
【０００５】全体のスキャン時間を短縮させるため、
「ヘリカル（らせん）」スキャンを実行することがあ
る。「ヘリカル」スキャンを実行するには、所定のボリ
ュームのカバレッジを得る間、患者を移動させる。こう
したシステムでは単一ファン・ビームのヘリカル・スキ
ャンを１回行うと、単一らせんが１つ描かれる。ファン
・ビームが描いたらせんに沿って投影データが得られ、
これを用いて所定の各スライス位置での画像を再構成す
ることができる。
「ヘリカル（らせん）」スキャンを実行することがあ
る。「ヘリカル」スキャンを実行するには、所定のボリ
ュームのカバレッジを得る間、患者を移動させる。こう
したシステムでは単一ファン・ビームのヘリカル・スキ
ャンを１回行うと、単一らせんが１つ描かれる。ファン
・ビームが描いたらせんに沿って投影データが得られ、
これを用いて所定の各スライス位置での画像を再構成す
ることができる。
【０００６】周知のＣＴイメージング・システムの少な
くとも１つでは、多重横列検出器アレイを使用してい
る。この検出器の各横列（または、隣接する横列の選択
した組み合わせ）は、スキャンしている被検体または患
者の異なる平行な画像作成面（すなわち、「スライ
ス」）の減衰計測値を収集するように構成することがで
きる。しかし、マルチスライス・スキャンを実行する際
に減衰計測値の全数を処理しなければならないため、マ
ルチスライス型ＣＴイメージング・システム内に極めて
広い帯域幅のデータ経路を備える必要がある。この広帯
域幅のデータ経路は、検出器アレイと画像再構成装置の
間に設けられる通信路である。この通信路はデータ収集
システム（ＤＡＳ）を含んでおり、検出器アレイからＤ
ＡＳへの通信信号線の数、ＤＡＳの処理能力、並びにＤ
ＡＳから画像再構成装置への信号帯域幅（例えば、バイ
ト毎秒で計測される）のうちの１つまたは複数によりこ
の通信路は制約を受ける。この通信路の最大限界のこと
を、最大帯域幅限界または最大データ帯域幅という。
くとも１つでは、多重横列検出器アレイを使用してい
る。この検出器の各横列（または、隣接する横列の選択
した組み合わせ）は、スキャンしている被検体または患
者の異なる平行な画像作成面（すなわち、「スライ
ス」）の減衰計測値を収集するように構成することがで
きる。しかし、マルチスライス・スキャンを実行する際
に減衰計測値の全数を処理しなければならないため、マ
ルチスライス型ＣＴイメージング・システム内に極めて
広い帯域幅のデータ経路を備える必要がある。この広帯
域幅のデータ経路は、検出器アレイと画像再構成装置の
間に設けられる通信路である。この通信路はデータ収集
システム（ＤＡＳ）を含んでおり、検出器アレイからＤ
ＡＳへの通信信号線の数、ＤＡＳの処理能力、並びにＤ
ＡＳから画像再構成装置への信号帯域幅（例えば、バイ
ト毎秒で計測される）のうちの１つまたは複数によりこ
の通信路は制約を受ける。この通信路の最大限界のこと
を、最大帯域幅限界または最大データ帯域幅という。
【０００７】帯域幅限界の結果として、マルチスライス
型ＣＴイメージング・システムは１回のスキャンで収集
できるイメージング・データのスライス数が制限され
る。例えば、横列１６個の検出器アレイを備える１つの
イメージング・システムでは、１回のスキャンの間に収
集されるのは減衰データの僅かに４スライスに過ぎな
い。（１６個の検出器横列のすべてを使用する場合に
は、４個の隣接する検出器横列からの計測値が各スライ
スごとに計測値の収集前に不可分に組み合わされる。）
したがって、周知のＣＴ検出器アレイは比較的制限され
た分解能を有しているか、高分解能では少数の横列しか
有することができない。（ある周知のシステムでの最小
の検出器素子は約１ｍｍ×２ｍｍである。）
型ＣＴイメージング・システムは１回のスキャンで収集
できるイメージング・データのスライス数が制限され
る。例えば、横列１６個の検出器アレイを備える１つの
イメージング・システムでは、１回のスキャンの間に収
集されるのは減衰データの僅かに４スライスに過ぎな
い。（１６個の検出器横列のすべてを使用する場合に
は、４個の隣接する検出器横列からの計測値が各スライ
スごとに計測値の収集前に不可分に組み合わされる。）
したがって、周知のＣＴ検出器アレイは比較的制限され
た分解能を有しているか、高分解能では少数の横列しか
有することができない。（ある周知のシステムでの最小
の検出器素子は約１ｍｍ×２ｍｍである。）
【０００８】非回転式のディジタル放射線撮影システム
の周知の１つでは、単位面積あたりの検出器素子数が周
知のＣＴイメージング・システムの場合の概ね１００倍
の検出器アレイにより画像が作成される。回転式イメー
ジング・システムで検出器アレイが同様の分解能を有し
ていれば、様々な身体部位を臨床上のニーズに最適に適
合した分解能でスキャンする機能が提供される。しか
し、回転式イメージング・システムではデータ伝送で利
用できる帯域幅は制限されているため、高分解能でスキ
ャンする検出器アレイは使用できない。
の周知の１つでは、単位面積あたりの検出器素子数が周
知のＣＴイメージング・システムの場合の概ね１００倍
の検出器アレイにより画像が作成される。回転式イメー
ジング・システムで検出器アレイが同様の分解能を有し
ていれば、様々な身体部位を臨床上のニーズに最適に適
合した分解能でスキャンする機能が提供される。しか
し、回転式イメージング・システムではデータ伝送で利
用できる帯域幅は制限されているため、高分解能でスキ
ャンする検出器アレイは使用できない。
【０００９】したがって、回転式イメージング・システ
ムでの使用に適したスキャン可能で高分解能の検出器ア
レイを提供することが望ましい。さらに、極端に広い帯
域幅を必要としないスキャン可能な検出器素子を有する
ＣＴイメージング・システムを提供することが望まし
い。さらにまた、回転式イメージング・システム向けに
高分解能を選択的に提供できる検出器アレイを動作させ
るための方法及び装置を提供することが望ましい。
ムでの使用に適したスキャン可能で高分解能の検出器ア
レイを提供することが望ましい。さらに、極端に広い帯
域幅を必要としないスキャン可能な検出器素子を有する
ＣＴイメージング・システムを提供することが望まし
い。さらにまた、回転式イメージング・システム向けに
高分解能を選択的に提供できる検出器アレイを動作させ
るための方法及び装置を提供することが望ましい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の実
施の一形態は、イメージング・システム用の検出器アレ
イであって、複数の導電性バスと、ｘ方向に延びる横列
とｚ方向に延びる縦列の形に配列されている複数の検出
器素子と、その各々が前記検出器素子の少なくとも１つ
と動作可能に結合された複数のスキャン線であって、該
スキャン線のうちの１本の電気的起動により検出器素子
からの電荷をバスのうちの１つに転送するようにした複
数のスキャン線と、複数の読み出し線と、バス及び読み
出し線と動作可能に結合されると共にバスからの電荷を
読み出し線に選択的に転送するように電気的に再構成可
能である相互接続マトリックスと、を有するイメージン
グ・システム用検出器アレイである。
施の一形態は、イメージング・システム用の検出器アレ
イであって、複数の導電性バスと、ｘ方向に延びる横列
とｚ方向に延びる縦列の形に配列されている複数の検出
器素子と、その各々が前記検出器素子の少なくとも１つ
と動作可能に結合された複数のスキャン線であって、該
スキャン線のうちの１本の電気的起動により検出器素子
からの電荷をバスのうちの１つに転送するようにした複
数のスキャン線と、複数の読み出し線と、バス及び読み
出し線と動作可能に結合されると共にバスからの電荷を
読み出し線に選択的に転送するように電気的に再構成可
能である相互接続マトリックスと、を有するイメージン
グ・システム用検出器アレイである。
【００１１】この実施形態により、極端に広い帯域幅を
必要とせず、かつ例えば患者の特定の部位に対して高分
解能を選択的に提供できるような、回転式イメージング
・システム用のスキャン可能で高分解能の検出器アレイ
を提供できる。
必要とせず、かつ例えば患者の特定の部位に対して高分
解能を選択的に提供できるような、回転式イメージング
・システム用のスキャン可能で高分解能の検出器アレイ
を提供できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１及び図２を参照すると、「第
３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含む
ものとして、コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・
システム１０を示している。ガントリ１２は、このガン
トリ１２の対向面上に位置する検出器アレイ１８に向け
てＸ線ビーム１６を放出するＸ線源１４を有する。検出
器アレイ１８は、投射され被検体２２（例えば、患者）
を透過したＸ線を一体となって検知する検出器素子２０
により形成される。検出器アレイ１８は、単一スライス
構成で製作される場合とマルチ・スライス構成で製作さ
れる場合がある。各検出器素子２０は、入射したＸ線ビ
ームの強度、すなわち、Ｘ線ビームが患者２２を透過し
て受ける減衰、を表す電気信号を発生させる。Ｘ線投影
データを収集するためのスキャンの間に、ガントリ１２
及びガントリ上に装着されたコンポーネントは回転中心
２４の周りを回転する。
３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含む
ものとして、コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・
システム１０を示している。ガントリ１２は、このガン
トリ１２の対向面上に位置する検出器アレイ１８に向け
てＸ線ビーム１６を放出するＸ線源１４を有する。検出
器アレイ１８は、投射され被検体２２（例えば、患者）
を透過したＸ線を一体となって検知する検出器素子２０
により形成される。検出器アレイ１８は、単一スライス
構成で製作される場合とマルチ・スライス構成で製作さ
れる場合がある。各検出器素子２０は、入射したＸ線ビ
ームの強度、すなわち、Ｘ線ビームが患者２２を透過し
て受ける減衰、を表す電気信号を発生させる。Ｘ線投影
データを収集するためのスキャンの間に、ガントリ１２
及びガントリ上に装着されたコンポーネントは回転中心
２４の周りを回転する。
【００１３】ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作
は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御され
る。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング
信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の回
転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３
０とを含む。制御機構２６内にはデータ収集システム
（ＤＡＳ）３２があり、これによって検出器素子２０か
らのアナログ・データをサンプリングし、このデータを
後続の処理のためにディジタル信号に変換する。画像再
構成装置３４は、サンプリングされディジタル化された
Ｘ線データをＤＡＳ３２から受け取り、高速で画像再構
成を行う。再構成された画像はコンピュータ３６に入力
として渡され、コンピュータにより大容量記憶装置３８
内に格納される。
は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御され
る。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング
信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の回
転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３
０とを含む。制御機構２６内にはデータ収集システム
（ＤＡＳ）３２があり、これによって検出器素子２０か
らのアナログ・データをサンプリングし、このデータを
後続の処理のためにディジタル信号に変換する。画像再
構成装置３４は、サンプリングされディジタル化された
Ｘ線データをＤＡＳ３２から受け取り、高速で画像再構
成を行う。再構成された画像はコンピュータ３６に入力
として渡され、コンピュータにより大容量記憶装置３８
内に格納される。
【００１４】コンピュータ３６はまた、キーボードを有
するコンソール４０を介して、オペレータからのコマン
ド及びスキャン・パラメータを受け取る。付属の陰極線
管ディスプレイ４２により、オペレータはコンピュータ
３６からの再構成画像やその他のデータを観察すること
ができる。コンピュータ３６は、オペレータの発したコ
マンド及びパラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御
装置２８及びガントリ・モータ制御装置３０に対して制
御信号や制御情報を提供する。さらにコンピュータ３６
は、モータ式テーブル４６を制御してガントリ１２内で
の患者２２の位置決めをするためのテーブル・モータ制
御装置４４を操作する。詳細には、テーブル４６により
患者２２の各部分はガントリ開口４８を通過できる。
するコンソール４０を介して、オペレータからのコマン
ド及びスキャン・パラメータを受け取る。付属の陰極線
管ディスプレイ４２により、オペレータはコンピュータ
３６からの再構成画像やその他のデータを観察すること
ができる。コンピュータ３６は、オペレータの発したコ
マンド及びパラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御
装置２８及びガントリ・モータ制御装置３０に対して制
御信号や制御情報を提供する。さらにコンピュータ３６
は、モータ式テーブル４６を制御してガントリ１２内で
の患者２２の位置決めをするためのテーブル・モータ制
御装置４４を操作する。詳細には、テーブル４６により
患者２２の各部分はガントリ開口４８を通過できる。
【００１５】ガントリ１２の回転軸によりＣＴシステム
１０のｚ軸を規定する。この説明においては、このｚ軸
に平行な任意の方向のことを「ｚ方向」という。本発明
の実施の一形態では、検出器アレイ１８はｚ軸を横断す
る平面で円弧形をした断面を有している。検出器アレイ
１８の放射線源１４と向かい合う表面の図示では、従来
のように、検出器アレイ１８の表面の１つの平面上への
平坦投影としている。このように、検出器アレイ１８
は、検出器素子２０の横列がｘ方向に（すなわち、ｚ方
向を横断するように）延びるものとして示すのが通例で
ある。異なる横列からの検出器素子２０がｚ方向に延び
る縦列に配列されていると言うこともできる。こうした
用語法の使用には、平坦な検出器アレイだけでなく、例
えば、図２の円弧形の検出器アレイ１８などの曲がった
検出器アレイ１８も包含するように意図している。さら
に、幾つかのタイプのスキャン（特に、ヘリカルスキャ
ン）を実行する幾つかのＣＴイメージング・システム１
０では、ｘ方向から若干傾斜させた横列及び／またはｚ
方向の一致から逸らせた縦列を有する検出器アレイを提
供すると有利となることがある。この説明及び本特許請
求の範囲で使用する際に、検出器素子２０のｘ方向に延
びる横列及びｚ方向に延びる縦列を有する検出器アレイ
１８を記載する用語は、こうした実施形態を包含するよ
うに意図したものである。
１０のｚ軸を規定する。この説明においては、このｚ軸
に平行な任意の方向のことを「ｚ方向」という。本発明
の実施の一形態では、検出器アレイ１８はｚ軸を横断す
る平面で円弧形をした断面を有している。検出器アレイ
１８の放射線源１４と向かい合う表面の図示では、従来
のように、検出器アレイ１８の表面の１つの平面上への
平坦投影としている。このように、検出器アレイ１８
は、検出器素子２０の横列がｘ方向に（すなわち、ｚ方
向を横断するように）延びるものとして示すのが通例で
ある。異なる横列からの検出器素子２０がｚ方向に延び
る縦列に配列されていると言うこともできる。こうした
用語法の使用には、平坦な検出器アレイだけでなく、例
えば、図２の円弧形の検出器アレイ１８などの曲がった
検出器アレイ１８も包含するように意図している。さら
に、幾つかのタイプのスキャン（特に、ヘリカルスキャ
ン）を実行する幾つかのＣＴイメージング・システム１
０では、ｘ方向から若干傾斜させた横列及び／またはｚ
方向の一致から逸らせた縦列を有する検出器アレイを提
供すると有利となることがある。この説明及び本特許請
求の範囲で使用する際に、検出器素子２０のｘ方向に延
びる横列及びｚ方向に延びる縦列を有する検出器アレイ
１８を記載する用語は、こうした実施形態を包含するよ
うに意図したものである。
【００１６】実施の一形態で（上述した慣例を使用しな
がら）図３を参照すると、検出器アレイ１８は、ｘ方向
に延びる横列５０、５２、５４、５６、５８及び６０と
ｚ方向に延びる縦列６２、６４、６６、６８、７０、７
２、７４及び７６とを有する検出器素子２０の多重横列
アレイである。各検出器素子２０は、検知素子７８と、
この検知素子をバス８２、８４、８６、８８、９０、９
２、９４または９６に結合させているスイッチ８０と、
を含んでいる。検知素子７８は、放射線に曝露させる
と、入射した放射線量を表している電荷を発生させかつ
保持する。この電荷は、したがって、放射線ビーム１６
のうち被検体または患者２２を透過する一部分の減衰を
表している。各検出器素子２０のスイッチ８０はスキャ
ン線９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８または１２０
と動作可能に結合させ、結合させたスキャン線の起動に
よって検知素子７８が発生させた電荷がこの検知素子に
結合させた導電性バスに転送できるようにしている。ア
ナログ相互接続マトリックス１２２は、導電性バス８
２、８４、８６、８８、９０、９２、９４及び９６、並
びに複数の読み出し線１２４、１２６、１２８、１３
０、１３２、１３４、１３６、１３８に動作可能に結合
させる。相互接続マトリックス１２２の各交さ点１４０
は、導通状態に切り換えてバスを読み出し線と電気的に
リンクさせることができる電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）など、別々に制御可能なスイッチを有している。こ
のスイッチを起動させると（すなわち、スキャンする
と）、アナログ信号が対応するバス線から対応する読み
出し線に結合される。（スイッチが起動されることを
「オン」と見なす。図３には個々のスイッチは図示して
いない。しかし、図示を目的として図３及び４では、イ
メージング・システム１０のコンピュータ３６により電
気的にオンにすることが可能なスイッチの選択を、対応
する交さ点１４０の位置にある小さな長円形１４２によ
り表している。）
がら）図３を参照すると、検出器アレイ１８は、ｘ方向
に延びる横列５０、５２、５４、５６、５８及び６０と
ｚ方向に延びる縦列６２、６４、６６、６８、７０、７
２、７４及び７６とを有する検出器素子２０の多重横列
アレイである。各検出器素子２０は、検知素子７８と、
この検知素子をバス８２、８４、８６、８８、９０、９
２、９４または９６に結合させているスイッチ８０と、
を含んでいる。検知素子７８は、放射線に曝露させる
と、入射した放射線量を表している電荷を発生させかつ
保持する。この電荷は、したがって、放射線ビーム１６
のうち被検体または患者２２を透過する一部分の減衰を
表している。各検出器素子２０のスイッチ８０はスキャ
ン線９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８または１２０
と動作可能に結合させ、結合させたスキャン線の起動に
よって検知素子７８が発生させた電荷がこの検知素子に
結合させた導電性バスに転送できるようにしている。ア
ナログ相互接続マトリックス１２２は、導電性バス８
２、８４、８６、８８、９０、９２、９４及び９６、並
びに複数の読み出し線１２４、１２６、１２８、１３
０、１３２、１３４、１３６、１３８に動作可能に結合
させる。相互接続マトリックス１２２の各交さ点１４０
は、導通状態に切り換えてバスを読み出し線と電気的に
リンクさせることができる電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）など、別々に制御可能なスイッチを有している。こ
のスイッチを起動させると（すなわち、スキャンする
と）、アナログ信号が対応するバス線から対応する読み
出し線に結合される。（スイッチが起動されることを
「オン」と見なす。図３には個々のスイッチは図示して
いない。しかし、図示を目的として図３及び４では、イ
メージング・システム１０のコンピュータ３６により電
気的にオンにすることが可能なスイッチの選択を、対応
する交さ点１４０の位置にある小さな長円形１４２によ
り表している。）
【００１７】上述の方式では、マトリックス１２２は、
バス８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４及び９
６、並びに読み出し線１２４、１２６、１２８、１３
０、１３２、１３４、１３６、１３８と動作可能に結合
されると共に、バス８２、８４、８６、８８、９０、９
２、９４及び９６からの電荷を読み出し線１２４、１２
６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８
まで選択的に転送するように電気的に再構成可能であ
る。読み出し線１２４、１２６、１２８、１３０、１３
２、１３４、１３６、１３８は、放射線の減衰を表すア
ナログ信号をイメージング・システム１０のデータ収集
システム３２に結合させている。検出器アレイ１８の素
子２０はスキャン可能であり、また相互接続マトリック
ス１２２は、検出器素子２０及び１組の読み出し線（例
えば、１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３
４、１３６、１３８）と動作可能に結合させ、スキャン
を受けた検出器素子の異なる群からの組み合わせ信号
を、検出器素子２０のアレイ１８をスキャンした際に読
み出し線から選択した部分集合の各々の上に選択的かつ
同時に多重化させている再構成可能なスイッチである。
バス８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４及び９
６、並びに読み出し線１２４、１２６、１２８、１３
０、１３２、１３４、１３６、１３８と動作可能に結合
されると共に、バス８２、８４、８６、８８、９０、９
２、９４及び９６からの電荷を読み出し線１２４、１２
６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８
まで選択的に転送するように電気的に再構成可能であ
る。読み出し線１２４、１２６、１２８、１３０、１３
２、１３４、１３６、１３８は、放射線の減衰を表すア
ナログ信号をイメージング・システム１０のデータ収集
システム３２に結合させている。検出器アレイ１８の素
子２０はスキャン可能であり、また相互接続マトリック
ス１２２は、検出器素子２０及び１組の読み出し線（例
えば、１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３
４、１３６、１３８）と動作可能に結合させ、スキャン
を受けた検出器素子の異なる群からの組み合わせ信号
を、検出器素子２０のアレイ１８をスキャンした際に読
み出し線から選択した部分集合の各々の上に選択的かつ
同時に多重化させている再構成可能なスイッチである。
【００１８】本発明の検出器アレイ１８の実施形態はス
ケーラブルであり、幾つかの実施形態では数百の横列と
数千の縦列を有しており、また周知のＣＴ検出器アレイ
１８の全体寸法と同じまたはより大きな全体寸法を有す
るようにできる。したがって、検出器アレイ１８の幾つ
かの実施形態は数万個の検出器素子２０を含んでいる。
図３は、こうした実施形態の代表的部分を図示している
ものと考えられたい。実施の一形態では、検出器素子２
０は、ｘ方向が０．１ｍｍでｚ方向が０．２ｍｍの寸法
を有する隣接する矩形の検知素子である。特殊目的のイ
メージング応用に適した幾つかの実施形態では、その検
出器アレイ１８は検出器素子２０からなる横列の数が縦
列の数より多い。
ケーラブルであり、幾つかの実施形態では数百の横列と
数千の縦列を有しており、また周知のＣＴ検出器アレイ
１８の全体寸法と同じまたはより大きな全体寸法を有す
るようにできる。したがって、検出器アレイ１８の幾つ
かの実施形態は数万個の検出器素子２０を含んでいる。
図３は、こうした実施形態の代表的部分を図示している
ものと考えられたい。実施の一形態では、検出器素子２
０は、ｘ方向が０．１ｍｍでｚ方向が０．２ｍｍの寸法
を有する隣接する矩形の検知素子である。特殊目的のイ
メージング応用に適した幾つかの実施形態では、その検
出器アレイ１８は検出器素子２０からなる横列の数が縦
列の数より多い。
【００１９】実施の一形態で図４を参照すると、スキャ
ン線９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０の総
数を減らすために、各スキャン線は１つの横列内の複数
の検出器素子２０と動作可能に結合させる。例えば、ス
キャン線９８は、横列５０内の検出器素子２０と縦列７
０、７２、７４及び７６の位置で結合している。したが
って、スキャン線９８を起動させると（すなわち、スキ
ャンすると）、これらの検出器素子２０からの電荷は複
数のバス９０、９２、９４及び９６に同時に転送され
る。複数の検出器素子２０はマトリックス１２２及びそ
の交さ点１４０の電気的構成に応じて各スキャン線によ
りスキャンを受けるものであるが、図示した実施形態で
は、各検出器素子２０からの個々の減衰計測値の個別の
収集は依然として可能である。個々の計測値を収集する
には、例えば、相互接続マトリックス１２２を図４に示
すように電気的に構成させること、並びに各スキャン線
９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１
０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０を順次起
動させることによる。
ン線９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０の総
数を減らすために、各スキャン線は１つの横列内の複数
の検出器素子２０と動作可能に結合させる。例えば、ス
キャン線９８は、横列５０内の検出器素子２０と縦列７
０、７２、７４及び７６の位置で結合している。したが
って、スキャン線９８を起動させると（すなわち、スキ
ャンすると）、これらの検出器素子２０からの電荷は複
数のバス９０、９２、９４及び９６に同時に転送され
る。複数の検出器素子２０はマトリックス１２２及びそ
の交さ点１４０の電気的構成に応じて各スキャン線によ
りスキャンを受けるものであるが、図示した実施形態で
は、各検出器素子２０からの個々の減衰計測値の個別の
収集は依然として可能である。個々の計測値を収集する
には、例えば、相互接続マトリックス１２２を図４に示
すように電気的に構成させること、並びに各スキャン線
９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１
０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０を順次起
動させることによる。
【００２０】より具体的には、横列５０、縦列７０の位
置の検出器セル２０に対する減衰計測値は読み出し線１
２４に出てくる。同様に、横列５０、縦列７２の位置の
検出器セル２０に対する減衰計測値は読み出し線１２６
に出され、横列５０、縦列７４の計測値は読み出し線１
２８に出され、また横列５０、縦列７６の計測値は読み
出し線１３０に出される。スキャン線１００を起動させ
る（すなわち、スキャンまたはストロボ動作（ｓｔｒｏ
ｂｅ）させる）と、横列５０、縦列６２の位置の検出器
セル２０に対する減衰計測値は読み出し線１２４に出さ
れる。同様に、横列５０、縦列６４の位置の検出器セル
２０に対する減衰計測値は読み出し線１２６に出され、
横列５０、縦列６６の計測値は読み出し線１２８に出さ
れ、また横列５０、縦列６８の計測値は読み出し線１３
０に出される。したがって、本発明の実施の一形態で
は、検出器のセル数未満の読み出し線しか有していない
場合であっても、アナログ相互接続マトリックス１２２
を適当に構成させると共に各スキャン線を順次スキャン
することにより各検出器セル２０を個別に読み取ること
ができる。こうしたスキャンにより異なる検出器素子か
らの減衰計測値が選択した読み出し線上に多重化される
と共に、スキャン線を１つの横列内の複数の検出器素子
２０と動作可能に結合させた実施形態であってもこうし
たスキャンを達成することができる。
置の検出器セル２０に対する減衰計測値は読み出し線１
２４に出てくる。同様に、横列５０、縦列７２の位置の
検出器セル２０に対する減衰計測値は読み出し線１２６
に出され、横列５０、縦列７４の計測値は読み出し線１
２８に出され、また横列５０、縦列７６の計測値は読み
出し線１３０に出される。スキャン線１００を起動させ
る（すなわち、スキャンまたはストロボ動作（ｓｔｒｏ
ｂｅ）させる）と、横列５０、縦列６２の位置の検出器
セル２０に対する減衰計測値は読み出し線１２４に出さ
れる。同様に、横列５０、縦列６４の位置の検出器セル
２０に対する減衰計測値は読み出し線１２６に出され、
横列５０、縦列６６の計測値は読み出し線１２８に出さ
れ、また横列５０、縦列６８の計測値は読み出し線１３
０に出される。したがって、本発明の実施の一形態で
は、検出器のセル数未満の読み出し線しか有していない
場合であっても、アナログ相互接続マトリックス１２２
を適当に構成させると共に各スキャン線を順次スキャン
することにより各検出器セル２０を個別に読み取ること
ができる。こうしたスキャンにより異なる検出器素子か
らの減衰計測値が選択した読み出し線上に多重化される
と共に、スキャン線を１つの横列内の複数の検出器素子
２０と動作可能に結合させた実施形態であってもこうし
たスキャンを達成することができる。
【００２１】実施の一形態では、そのスキャン線が複数
の横列内の複数の検出器素子と動作可能に結合されてい
る。例えば、実施の一形態では、スキャン線１００、１
０４、１０８、１１２、１１６及び１２０は固定電気接
続または切り換え可能な電気接続（図４では図示せず）
を介した単一のスキャン線を形成しており、またスキャ
ン線９８、１０２、１０６、１１０、１１４及び１１８
も同様に接続されている。同じ意味合いで、スキャン線
からなる各組を同時に起動させて同じ結果、すなわち、
検出器アレイの複数の横列からの減衰データの組み合わ
せ、を達成させている。この方式により減衰データの横
列を組み合わせることにより、イメージング・システム
１０でスキャンしている被検体または患者２２に対する
（ｚ方向で）より厚層のスライスを表す減衰データが収
集される。
の横列内の複数の検出器素子と動作可能に結合されてい
る。例えば、実施の一形態では、スキャン線１００、１
０４、１０８、１１２、１１６及び１２０は固定電気接
続または切り換え可能な電気接続（図４では図示せず）
を介した単一のスキャン線を形成しており、またスキャ
ン線９８、１０２、１０６、１１０、１１４及び１１８
も同様に接続されている。同じ意味合いで、スキャン線
からなる各組を同時に起動させて同じ結果、すなわち、
検出器アレイの複数の横列からの減衰データの組み合わ
せ、を達成させている。この方式により減衰データの横
列を組み合わせることにより、イメージング・システム
１０でスキャンしている被検体または患者２２に対する
（ｚ方向で）より厚層のスライスを表す減衰データが収
集される。
【００２２】横列計測値の組み合わせとは無関係に、ア
ナログ相互接続マトリックス１２２は、所望であれば、
隣接する減衰計測値を縦列で（すなわち、ｘ方向に）組
み合わせるように電気的に構成することができる。した
がって、本発明の実施形態では、再構成画像の厚さ及び
平面内分解能の多くの組み合わせの選択が利用可能であ
る。（平面内分解能はｘ方向での独立した減衰計測値の
数により計測される。）図３及び４はアナログ相互接続
マトリックス１２２に対する２つの構成を表している。
ナログ相互接続マトリックス１２２は、所望であれば、
隣接する減衰計測値を縦列で（すなわち、ｘ方向に）組
み合わせるように電気的に構成することができる。した
がって、本発明の実施形態では、再構成画像の厚さ及び
平面内分解能の多くの組み合わせの選択が利用可能であ
る。（平面内分解能はｘ方向での独立した減衰計測値の
数により計測される。）図３及び４はアナログ相互接続
マトリックス１２２に対する２つの構成を表している。
【００２３】実施の一形態では、イメージング・システ
ム１０のコンピュータ３６は検出器アレイ１８のスキャ
ン線からなる選択した異なる真部分集合を順次電気的に
起動するように構成させており、また相互接続マトリッ
クス１２２はコンピュータ３６によって、スキャン線か
らなる選択した異なる真部分集合を電気的に起動させる
際にすべての読み出し線の全体数未満の真部分集合にバ
スからの電荷を多重化させるように構成されている。例
えば、図３を参照すると、オンに切り換えられた交さ点
１４０（参照番号１４２で示す）を有する読み出し線１
２４、１２６、１２８及び１３０のみにより、検出器ア
レイ１８からデータ収集システム３２に電荷が転送され
る。スキャン線９８、１００、１０２、１０４、１０６
及び１０８を先ず電気的に起動させ、次いでスキャン線
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８及び１２０を
電気的に起動させることにより、バス８２、８４、８
６、８８、９０、９２、９４及び９６は、先ず横列５
０、５２及び５４からの電荷をスキャン線１２４、１２
６、１２８及び１３０まで転送し、次いで横列５６、５
８及び６０からの電荷をスキャン線の同じ真部分集合ま
で転送する。スキャン線からなる部分集合を同じ順序で
繰り返し起動させることにより、横列の指示された部分
集合からの電荷がスキャン線のこの部分集合上に順次多
重化される。したがって、検出器アレイ１８の検出器素
子２０からなる様々な選択可能な真部分集合からの出力
は、複数の横列から組み合わせて複数の読み出し線上に
多重化することができ、さらにＤＡＳ３２により読み出
し線からアナログ信号を読み取ることができる。
ム１０のコンピュータ３６は検出器アレイ１８のスキャ
ン線からなる選択した異なる真部分集合を順次電気的に
起動するように構成させており、また相互接続マトリッ
クス１２２はコンピュータ３６によって、スキャン線か
らなる選択した異なる真部分集合を電気的に起動させる
際にすべての読み出し線の全体数未満の真部分集合にバ
スからの電荷を多重化させるように構成されている。例
えば、図３を参照すると、オンに切り換えられた交さ点
１４０（参照番号１４２で示す）を有する読み出し線１
２４、１２６、１２８及び１３０のみにより、検出器ア
レイ１８からデータ収集システム３２に電荷が転送され
る。スキャン線９８、１００、１０２、１０４、１０６
及び１０８を先ず電気的に起動させ、次いでスキャン線
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８及び１２０を
電気的に起動させることにより、バス８２、８４、８
６、８８、９０、９２、９４及び９６は、先ず横列５
０、５２及び５４からの電荷をスキャン線１２４、１２
６、１２８及び１３０まで転送し、次いで横列５６、５
８及び６０からの電荷をスキャン線の同じ真部分集合ま
で転送する。スキャン線からなる部分集合を同じ順序で
繰り返し起動させることにより、横列の指示された部分
集合からの電荷がスキャン線のこの部分集合上に順次多
重化される。したがって、検出器アレイ１８の検出器素
子２０からなる様々な選択可能な真部分集合からの出力
は、複数の横列から組み合わせて複数の読み出し線上に
多重化することができ、さらにＤＡＳ３２により読み出
し線からアナログ信号を読み取ることができる。
【００２４】説明の都合上、マトリックス１２２は、通
例により検出器アレイ１８の一部であると見なしてい
る。本発明の少なくとも１つの実施形態では、相互接続
マトリックス１２２は検出器アレイ１８と物理的に結合
させるか、または検出器アレイ１８のモジュール内で物
理的に結合させるか、あるいは検出器アレイ１８の回路
基板または半導体上に構築させる。
例により検出器アレイ１８の一部であると見なしてい
る。本発明の少なくとも１つの実施形態では、相互接続
マトリックス１２２は検出器アレイ１８と物理的に結合
させるか、または検出器アレイ１８のモジュール内で物
理的に結合させるか、あるいは検出器アレイ１８の回路
基板または半導体上に構築させる。
【００２５】上述のように、相互接続マトリックス１２
２は、バス８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４
及び９６、並びに読み出し線１２４、１２６、１２８、
１３０、１３２、１３４、１３６、１３８と動作可能に
結合させる。しかし、大型の検出器アレイ１８でマトリ
ックス１２２のサイズを小さくするために、可能な交さ
点１４０（または、交さ点スイッチ）のすべてをマトリ
ックス１２２内に設けていない。この小型化を利用し
て、本発明の検出器アレイ１８の実施の一形態はモジュ
ールからなるアレイから組み上げられている。例えば、
図４を参照すると、第１のタイプの検出器モジュール１
４２はアナログ相互接続マトリックス１２２の一部分１
４４を含むだけでなく、導電性バス、検出器素子２０及
びスキャン線の一部分、並びに検出器アレイ１８全体の
読み出し線の一部分または全部を含んでいる。１つのモ
ジュール１４２内に組み上げた検出器アレイ１８のアナ
ログ相互接続マトリックス１２２の一部分１４４は必ず
しも別のモジュール１４２からの導電性バスのための交
さ点１４０を有する必要はないため、こうした分割が可
能となる。（実施の一形態では、モジュール１４２内の
アナログ相互接続マトリックス１２２の一部分１４４は
さらに、検出器アレイ１８のすべての読み出し線に対す
る交さ点１４０は有していない、このため、モジュール
１４２間の相互接続の数がさらに減少する。）アナログ
相互接続マトリックス１２２の一部分１４４は、例え
ば、ＦＥＴスイッチからなる組（例えば、ＦＥＴからな
るモノリシック（一体構造の）アレイ）である。相互接
続マトリックス１２２を構成するために、コンピュータ
３６はスイッチからなるこれらの組を構成させる。アナ
ログ相互接続マトリックス１２２のいかなる一部分も含
まないような、第２のタイプの検出器モジュール１４６
も示してある。検出器アレイ１８の実施の一形態は第１
のタイプのモジュール１４２のみを含む。別の実施形態
は第１のタイプのモジュール１４２と第２のタイプのモ
ジュール１４６とを含む。ほとんどの実施形態では、検
出器アレイ１８、並びにモジュール１４２及び１４６
は、図４に表した検出器アレイ並びにモジュールに対す
るスケールにおいて上位のバージョンとなる、すなわ
ち、検出器素子２０やその他の付属する構成要素をより
多く含んでおり、かつ検出器アレイ１８はこうしたモジ
ュールを多数含むことになる。この説明からモジュール
１４２及び１４６の構造が理解されたら、検出器アレイ
１８の具体的な実施の一形態によるモジュール１４２及
び１４６のサイズ及び縦横比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉ
ｏ）を設計上の選択として決定することができる。
２は、バス８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４
及び９６、並びに読み出し線１２４、１２６、１２８、
１３０、１３２、１３４、１３６、１３８と動作可能に
結合させる。しかし、大型の検出器アレイ１８でマトリ
ックス１２２のサイズを小さくするために、可能な交さ
点１４０（または、交さ点スイッチ）のすべてをマトリ
ックス１２２内に設けていない。この小型化を利用し
て、本発明の検出器アレイ１８の実施の一形態はモジュ
ールからなるアレイから組み上げられている。例えば、
図４を参照すると、第１のタイプの検出器モジュール１
４２はアナログ相互接続マトリックス１２２の一部分１
４４を含むだけでなく、導電性バス、検出器素子２０及
びスキャン線の一部分、並びに検出器アレイ１８全体の
読み出し線の一部分または全部を含んでいる。１つのモ
ジュール１４２内に組み上げた検出器アレイ１８のアナ
ログ相互接続マトリックス１２２の一部分１４４は必ず
しも別のモジュール１４２からの導電性バスのための交
さ点１４０を有する必要はないため、こうした分割が可
能となる。（実施の一形態では、モジュール１４２内の
アナログ相互接続マトリックス１２２の一部分１４４は
さらに、検出器アレイ１８のすべての読み出し線に対す
る交さ点１４０は有していない、このため、モジュール
１４２間の相互接続の数がさらに減少する。）アナログ
相互接続マトリックス１２２の一部分１４４は、例え
ば、ＦＥＴスイッチからなる組（例えば、ＦＥＴからな
るモノリシック（一体構造の）アレイ）である。相互接
続マトリックス１２２を構成するために、コンピュータ
３６はスイッチからなるこれらの組を構成させる。アナ
ログ相互接続マトリックス１２２のいかなる一部分も含
まないような、第２のタイプの検出器モジュール１４６
も示してある。検出器アレイ１８の実施の一形態は第１
のタイプのモジュール１４２のみを含む。別の実施形態
は第１のタイプのモジュール１４２と第２のタイプのモ
ジュール１４６とを含む。ほとんどの実施形態では、検
出器アレイ１８、並びにモジュール１４２及び１４６
は、図４に表した検出器アレイ並びにモジュールに対す
るスケールにおいて上位のバージョンとなる、すなわ
ち、検出器素子２０やその他の付属する構成要素をより
多く含んでおり、かつ検出器アレイ１８はこうしたモジ
ュールを多数含むことになる。この説明からモジュール
１４２及び１４６の構造が理解されたら、検出器アレイ
１８の具体的な実施の一形態によるモジュール１４２及
び１４６のサイズ及び縦横比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉ
ｏ）を設計上の選択として決定することができる。
【００２６】実施の一形態で図５を参照すると、検出器
素子２０の各検知素子７８は、シンチレータ１４８と、
電子スイッチ８０（図５では図示せず）に結合されると
共にシンチレータ１４８からの光に応答している光検出
器１５０と、を含んでいる。適切なシンチレータ１４８
としては、光ファイバ・シンチレータ、ヨウ化セシウム
柱状成長（ｃｏｌｕｍｎａｒ ｇｒｏｗｎ）シンチレー
タ、イットリウム・ガドリニウム酸化物射出成形シンチ
レータ、ガドリニウム酸硫化物シンチレータ、及びタン
グステン酸カドミウム・シンチレータが含まれるが、こ
れらに限定するものではない。適切な光検出器１５０と
しては、例えば、非晶質シリコン・ダイオードや単結晶
シリコン・ダイオードが含まれる。第１のタイプのモジ
ュール１４２または第２のタイプのモジュール１４６の
いずれかの光検出器１５０及びスイッチ８０、あるいは
アレイ１８全体の光検出器１５０及びスイッチ８０は、
例えば、単一のチップ上に実装することができる。相互
接続マトリックス１２２（あるいは、その一部分）もま
た、同じチップの一部分上に実装したり、別の１つのチ
ップまたは幾つかのチップを構成させたりすることがで
きる。
素子２０の各検知素子７８は、シンチレータ１４８と、
電子スイッチ８０（図５では図示せず）に結合されると
共にシンチレータ１４８からの光に応答している光検出
器１５０と、を含んでいる。適切なシンチレータ１４８
としては、光ファイバ・シンチレータ、ヨウ化セシウム
柱状成長（ｃｏｌｕｍｎａｒ ｇｒｏｗｎ）シンチレー
タ、イットリウム・ガドリニウム酸化物射出成形シンチ
レータ、ガドリニウム酸硫化物シンチレータ、及びタン
グステン酸カドミウム・シンチレータが含まれるが、こ
れらに限定するものではない。適切な光検出器１５０と
しては、例えば、非晶質シリコン・ダイオードや単結晶
シリコン・ダイオードが含まれる。第１のタイプのモジ
ュール１４２または第２のタイプのモジュール１４６の
いずれかの光検出器１５０及びスイッチ８０、あるいは
アレイ１８全体の光検出器１５０及びスイッチ８０は、
例えば、単一のチップ上に実装することができる。相互
接続マトリックス１２２（あるいは、その一部分）もま
た、同じチップの一部分上に実装したり、別の１つのチ
ップまたは幾つかのチップを構成させたりすることがで
きる。
【００２７】本発明の実施形態により、スライス厚さと
平面内分解能の選択可能な多数の組み合わせが提供され
るだけでなく、極めて精細な検出器素子ピッチやスライ
ス厚さが提供され、このため、ＣＴ応用のニーズを広範
囲に満足させることができる。例えば、本発明の検出器
アレイの実施の一形態を使用すると、選択可能な様々な
分解能で様々な身体部位をスキャンすること可能とな
り、またデータ収集システム（すなわち、ＤＡＳ）のデ
ータ速度を変更することなしに分解能を選択的に変更す
ることが可能となる。この際には単に、検出器素子をス
キャンする順序及びタイミングを選択すること、並びに
相互接続マトリックスを適当に構成させることによるだ
けでよい。高分解能を得るために１００マイクロメート
ル程度の小さい検出器素子ピッチを使用することができ
る。こうしたサイズはスキャン可能なディジタル放射線
撮影のマンモグラフィ用半導体検出器ですでに利用可能
である。
平面内分解能の選択可能な多数の組み合わせが提供され
るだけでなく、極めて精細な検出器素子ピッチやスライ
ス厚さが提供され、このため、ＣＴ応用のニーズを広範
囲に満足させることができる。例えば、本発明の検出器
アレイの実施の一形態を使用すると、選択可能な様々な
分解能で様々な身体部位をスキャンすること可能とな
り、またデータ収集システム（すなわち、ＤＡＳ）のデ
ータ速度を変更することなしに分解能を選択的に変更す
ることが可能となる。この際には単に、検出器素子をス
キャンする順序及びタイミングを選択すること、並びに
相互接続マトリックスを適当に構成させることによるだ
けでよい。高分解能を得るために１００マイクロメート
ル程度の小さい検出器素子ピッチを使用することができ
る。こうしたサイズはスキャン可能なディジタル放射線
撮影のマンモグラフィ用半導体検出器ですでに利用可能
である。
【００２８】本発明に対しては、検出器素子２０の横列
及び縦列の役割及び／または方向を入れ替えた多くの追
加的で等価な実施形態が実現可能であるものと理解され
る。こうした実施形態では、そのスキャン線は、図３に
示すスキャン線を横断する方向で検出器素子２０をスキ
ャンするように構成させる。さらに、そのバスは検出器
素子の縦列ではなく横列に接続される。こうした実施形
態と図３に例示した実施形態との間での選択にあたって
は、実施の容易さを阻害する要因（例えば、その検出器
アレイの実施形態では横列の数を縦列より多くすべき
か、あるいはその逆であるかなど）を考慮することにな
る。
及び縦列の役割及び／または方向を入れ替えた多くの追
加的で等価な実施形態が実現可能であるものと理解され
る。こうした実施形態では、そのスキャン線は、図３に
示すスキャン線を横断する方向で検出器素子２０をスキ
ャンするように構成させる。さらに、そのバスは検出器
素子の縦列ではなく横列に接続される。こうした実施形
態と図３に例示した実施形態との間での選択にあたって
は、実施の容易さを阻害する要因（例えば、その検出器
アレイの実施形態では横列の数を縦列より多くすべき
か、あるいはその逆であるかなど）を考慮することにな
る。
【００２９】本発明を具体的な様々な実施形態に関して
説明してきたが、当業者であれば、本特許請求の範囲の
精神及び範疇の域内の修正を伴って本発明を実施できる
ことを理解するであろう。
説明してきたが、当業者であれば、本特許請求の範囲の
精神及び範疇の域内の修正を伴って本発明を実施できる
ことを理解するであろう。
【図１】ＣＴイメージング・システムの外観図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック概要図である。
【図３】本発明の検出器アレイの概要図である。
【図４】図３の検出器アレイの概要図にさらに、大型の
検出器アレイを構成することができる相互接続マトリッ
クスと２つのタイプのモジュールとの電気的な再構成を
表している概要図である。
検出器アレイを構成することができる相互接続マトリッ
クスと２つのタイプのモジュールとの電気的な再構成を
表している概要図である。
【図５】図３及び４の検出器アレイの１個の検知素子の
斜視図である。
斜視図である。
１０ コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システ
ム １２ ガントリ １４ Ｘ線源 １６ Ｘ線ビーム １８ 検出器アレイ ２０ 検出器素子 ２２ 被検体／患者 ２４ 回転中心 ２６ 制御機構 ２８ Ｘ線制御装置 ３０ ガントリ・モータ制御装置 ３２ データ収集システム（ＤＡＳ） ３４ 画像再構成装置 ３６ コンピュータ ３８ 大容量記憶装置 ４０ コンソール ４２ 陰極線管ディスプレイ ４４ テーブル・モータ制御装置 ４６ モータ式テーブル ４８ ガントリ開口 ５０ ｘ方向検出器横列 ５２ ｘ方向検出器横列 ５４ ｘ方向検出器横列 ５６ ｘ方向検出器横列 ６０ ｘ方向検出器横列 ６２ ｚ方向縦列 ６４ ｚ方向縦列 ６６ ｚ方向縦列 ６８ ｚ方向縦列 ７０ ｚ方向縦列 ７２ ｚ方向縦列 ７４ ｚ方向縦列 ７６ ｚ方向縦列 ７８ 検知素子 ８０ 電子スイッチ ８２ バス ８４ バス ８６ バス ８８ バス ９０ バス ９２ バス ９４ バス ９６ バス ９８ スキャン線 １００ スキャン線 １０２ スキャン線 １０４ スキャン線 １０６ スキャン線 １０８ スキャン線 １１０ スキャン線 １１２ スキャン線 １１４ スキャン線 １１６ スキャン線 １１８ スキャン線 １２０ スキャン線 １２２ アナログ相互接続マトリックス １２４ 読み出し線 １２６ 読み出し線 １２８ 読み出し線 １３０ 読み出し線 １３２ 読み出し線 １３４ 読み出し線 １３６ 読み出し線 １３８ 読み出し線 １４０ 相互接続マトリックスの交さ点 １４２ 検出器モジュール（第１のタイプ） １４４ アナログ相互接続マトリックスの一部分 １４６ 検出器モジュール（第２のタイプ） １４８ シンチレータ １５０ 光検出器
ム １２ ガントリ １４ Ｘ線源 １６ Ｘ線ビーム １８ 検出器アレイ ２０ 検出器素子 ２２ 被検体／患者 ２４ 回転中心 ２６ 制御機構 ２８ Ｘ線制御装置 ３０ ガントリ・モータ制御装置 ３２ データ収集システム（ＤＡＳ） ３４ 画像再構成装置 ３６ コンピュータ ３８ 大容量記憶装置 ４０ コンソール ４２ 陰極線管ディスプレイ ４４ テーブル・モータ制御装置 ４６ モータ式テーブル ４８ ガントリ開口 ５０ ｘ方向検出器横列 ５２ ｘ方向検出器横列 ５４ ｘ方向検出器横列 ５６ ｘ方向検出器横列 ６０ ｘ方向検出器横列 ６２ ｚ方向縦列 ６４ ｚ方向縦列 ６６ ｚ方向縦列 ６８ ｚ方向縦列 ７０ ｚ方向縦列 ７２ ｚ方向縦列 ７４ ｚ方向縦列 ７６ ｚ方向縦列 ７８ 検知素子 ８０ 電子スイッチ ８２ バス ８４ バス ８６ バス ８８ バス ９０ バス ９２ バス ９４ バス ９６ バス ９８ スキャン線 １００ スキャン線 １０２ スキャン線 １０４ スキャン線 １０６ スキャン線 １０８ スキャン線 １１０ スキャン線 １１２ スキャン線 １１４ スキャン線 １１６ スキャン線 １１８ スキャン線 １２０ スキャン線 １２２ アナログ相互接続マトリックス １２４ 読み出し線 １２６ 読み出し線 １２８ 読み出し線 １３０ 読み出し線 １３２ 読み出し線 １３４ 読み出し線 １３６ 読み出し線 １３８ 読み出し線 １４０ 相互接続マトリックスの交さ点 １４２ 検出器モジュール（第１のタイプ） １４４ アナログ相互接続マトリックスの一部分 １４６ 検出器モジュール（第２のタイプ） １４８ シンチレータ １５０ 光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド・エム・ホフマン アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ニュ ー・ベルリン、ウエスト・サニービュー・ ドライブ、13311番 Ｆターム(参考） 2G088 AA03 EE02 FF02 GG10 GG19 JJ01 JJ05 JJ33 KK05 4C093 AA22 BA03 CA02 CA27 EB17 EB20 FC03 5C024 AX12 AX14 CX37 HX50
Claims (25)
- 【請求項１】 イメージング・システム（１０）のため
の検出器アレイ（１８）であって、 複数の導電性バス（８２、８４、８６、８８、９０、９
２、９４、９６）と、 ｘ方向に延びる横列（５０、５２、５４、５６、５８、
６０）とｚ方向に延びる縦列（６２、６４、６６、６
８、７０、７２、７４、７６）の形に配列されている複
数の検出器素子（２０）と、 その各々が少なくとも１つの前記検出器素子と動作可能
に結合された複数のスキャン線（９８、１００、１０
２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１
４、１１６、１１８、１２０）であって、該スキャン線
の１本の電気的起動により前記少なくとも１つの検出器
素子からの電荷を前記バスのうちの１つに転送するよう
にした複数のスキャン線（９８、１００、１０２、１０
４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１
６、１１８、１２０）と、 複数の読み出し線（１２４、１２６、１２８、１３０、
１３２、１３４、１３６、１３８）と、 前記バス及び前記読み出し線と動作可能に結合されてお
り、かつ前記バスからの電荷を前記読み出し線に選択的
に転送するように電気的に再構成可能である相互接続マ
トリックス（１２２）と、を備える検出器アレイ（１
８）。 - 【請求項２】 前記検出器素子（２０）の各々が、シン
チレータ（１４８）と、前記シンチレータからの光に応
答する光検出器（１５０）と、前記バス（８２、８４、
８６、８８、９０、９２、９４、９６）のうちの１つの
上に前記シンチレータからの光を示している前記光検出
器からの電荷を放電させるために前記スキャン線（９
８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１
０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０）のうち
の１つと動作可能に結合されている電子スイッチ（８
０）と、を備えている、請求項１に記載の検出器アレイ
（１８）。 - 【請求項３】 前記スキャン線（９８、１００、１０
２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１
４、１１６、１１８、１２０）の各々が１つの横列（５
０、５２、５４、５６、５８、６０）内の複数の検出器
素子（２０）と動作可能に結合されている、請求項１に
記載の検出器アレイ（１８）。 - 【請求項４】 前記スキャン線（９８、１００、１０
２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１
４、１１６、１１８、１２０）の各々が複数の横列（５
０、５２、５４、５６、５８、６０）内の複数の検出器
素子（２０）と動作可能に結合されている、請求項１に
記載の検出器アレイ（１８）。 - 【請求項５】 前記複数の読み出し線（１２４、１２
６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３
８）の数が前記複数の検出器素子（２０）の数未満であ
る、請求項１に記載の検出器アレイ（１８）。 - 【請求項６】 前記検出器アレイが、前記複数の導電性
バス（８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４、９
６）のうちの幾つかと、前記複数の検出器素子（２０）
のうちの幾つかと、前記複数のスキャン線（９８、１０
０、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１
２、１１４、１１６、１１８、１２０）のうちの幾つか
と、前記複数の読み出し線（１２４、１２６、１２８、
１３０、１３２、１３４、１３６、１３８）のうちの幾
つかと、前記相互接続マトリックス（１２２）の一部分
とを有するモジュールを含め、複数のモジュール（１４
２、１４６）を備えている、請求項１に記載の検出器ア
レイ（１８）。 - 【請求項７】 前記相互接続マトリックス（１２２）の
前記一部分が電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）アレイを
備えている、請求項６に記載の検出器アレイ（１８）。 - 【請求項８】 前記検出器素子（２０）の各々が、シン
チレータ（１４８）と、前記シンチレータからの光に応
答する光検出器（１５０）と、前記バス（８２、８４、
８６、８８、９０、９２、９４、９６）のうちの１つの
上に前記シンチレータからの光を示している前記光検出
器からの電荷を放電させるために前記スキャン線（９
８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１
０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０）のうち
の１つと動作可能に結合されている電子スイッチ（８
０）と、を備えている、請求項７に記載の検出器アレイ
（１８）。 - 【請求項９】 前記シンチレータ（１４８）が、光ファ
イバ・シンチレータ、ヨウ化セシウム柱状成長（ｃｏｌ
ｕｍｎａｒ ｇｒｏｗｎ）シンチレータ、イットリウム
・ガドリニウム酸化物射出成形シンチレータ、ガドリニ
ウム酸硫化物シンチレータ、及びタングステン酸カドミ
ウム・シンチレータからなる群より選択されたシンチレ
ータである、請求項８に記載の検出器アレイ（１８）。 - 【請求項１０】 前記光検出器（１５０）が非晶質シリ
コン・ダイオード及び単結晶シリコン・ダイオードから
なる群より選択される、請求項８に記載の検出器アレイ
（１８）。 - 【請求項１１】 前記光検出器（１５０）が単結晶シリ
コン・ダイオードである、請求項１０に記載の検出器ア
レイ（１８）。 - 【請求項１２】 被検体（２２）を画像化するためのコ
ンピュータ断層イメージング・システム（１０）であっ
て、 回転するガントリ（１２）と、 前記回転するガントリ上に装着した放射線源（１４）
と、 前記回転するガントリ上で前記放射線源と反対にある検
出器アレイ（１８）であって、前記放射線源により放出
され前記放射線源と該検出器アレイとの間に配置した被
検体を透過する放射線を検出するように構成されている
検出器アレイ（１８）と、 前記検出器アレイから、被検体を透過する前記放射線の
減衰を表す信号を収集するように構成したデータ収集シ
ステム（３２）と、を備えており、かつ、 前記検出器アレイは、複数の導電性バス（８２、８４、
８６、８８、９０、９２、９４、９６）と、ｘ方向に延
びる横列（５０、５２、５４、５６、５８、６０）とｚ
方向に延びる縦列（６２、６４、６６、６８、７０、７
２、７４、７６）の形に配列されている複数の検出器素
子（２０）と、その各々が少なくとも１つの前記検出器
素子と動作可能に結合された複数のスキャン線（９８、
１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１
１２、１１４、１１６、１１８、１２０）であって、該
スキャン線の１本の電気的起動により前記放射線の前記
減衰を表している電荷を前記少なくとも１つの検出器素
子から前記バスのうちの１つに転送するようにした複数
のスキャン線（９８、１００、１０２、１０４、１０
６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１
８、１２０）と、前記データ収集システムと動作可能に
結合させた複数の読み出し線（１２４、１２６、１２
８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８）と、前
記バス及び前記読み出し線と動作可能に結合されると共
に前記バスからの電荷を前記読み出し線に選択的に転送
するように電気的に再構成可能である相互接続マトリッ
クス（１２２）と、を備えていることを特徴とする、コ
ンピュータ断層イメージング・システム（１０）。 - 【請求項１３】 前記検出器素子（２０）の各々が、シ
ンチレータ（１４８）と、前記シンチレータからの光に
応答する光検出器（１５０）と、前記バス（８２、８
４、８６、８８、９０、９２、９４、９６）のうちの１
つの上に前記シンチレータからの光を示している前記光
検出器からの電荷を放電させるために前記スキャン線
（９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１
１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０）のう
ちの１つと動作可能に結合されている電子スイッチ（８
０）と、を備えている、請求項１２に記載のイメージン
グ・システム（１０）。 - 【請求項１４】 前記スキャン線（９８、１００、１０
２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１
４、１１６、１１８、１２０）の各々が１つの横列（５
０、５２、５４、５６、５８、６０）内の複数の検出器
素子（２０）と動作可能に結合されている、請求項１２
に記載のイメージング・システム（１０）。 - 【請求項１５】 前記スキャン線（９８、１００、１０
２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１
４、１１６、１１８、１２０）の各々が複数の横列（５
０、５２、５４、５６、５８、６０）内の複数の検出器
素子（２０）と動作可能に結合されている、請求項１２
に記載のイメージング・システム（１０）。 - 【請求項１６】 前記複数の読み出し線（１２４、１２
６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３
８）の数が前記複数の検出器素子（２０）の数未満であ
る、請求項１２に記載のイメージング・システム（１
０）。 - 【請求項１７】 前記検出器アレイ（１８）が、前記複
数の導電性バス（８２、８４、８６、８８、９０、９
２、９４、９６）のうちの幾つかと、前記複数の検出器
素子（２０）のうちの幾つかと、前記複数のスキャン線
（９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１
１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０）のう
ちの幾つかと、前記複数の読み出し線（１２４、１２
６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３
８）のうちの幾つかと、前記相互接続マトリックス（１
２２）の一部分とを有するモジュールを含め、複数のモ
ジュール（１４２、１４６）を備えている、請求項１６
に記載のイメージング・システム（１０）。 - 【請求項１８】 前記相互接続マトリックス（１２２）
の前記一部分が電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）アレイ
を備えている、請求項１７に記載のイメージング・シス
テム（１０）。 - 【請求項１９】 前記検出器素子（２０）の各々が、シ
ンチレータ（１４８）と、前記シンチレータからの光に
応答する光検出器（１５０）と、前記バス（８２、８
４、８６、８８、９０、９２、９４、９６）のうちの１
つの上に前記シンチレータからの光を示している前記光
検出器からの電荷を放電させるために前記スキャン線
（９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１
１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０）のう
ちの１つと動作可能に結合されている電子スイッチ（８
０）と、を備えている、請求項１８に記載のイメージン
グ・システム（１０）。 - 【請求項２０】 スキャン線（９８、１００、１０２、
１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１
１６、１１８、１２０）から選択した異なる真部分集合
を順次電気的に起動させるように構成されていると共
に、前記相互接続マトリックス（１２２）は、前記選択
した異なる真部分集合のスキャン線を電気的に起動させ
た際に、前記読み出し線（１２４、１２６、１２８、１
３０、１３２、１３４、１３６、１３８）の全体数未満
の１つの真部分集合上に前記バス（８２、８４、８６、
８８、９０、９２、９４、９６）からの電荷を多重化さ
せるように構成されている、請求項１２に記載のイメー
ジング・システム（１０）。 - 【請求項２１】 複数の横列（５０、５２、５４、５
６、５８、６０）と縦列（６２、６４、６６、６８、７
０、７２、７４、７６）の形に配列させた複数の検出器
素子（２０）を有する検出器アレイ（１８）を、該検出
器アレイからの減衰計測値を表すアナログ信号を収集す
るように構成したデータ収集システム（３２）を備える
コンピュータ断層イメージング・システム（１０）にお
いて動作させる方法であって、 複数のバス（８２、８４、８６、８８、９０、９２、９
４、９６）の各々の上で、複数の横列から選択した検出
器素子の真部分集合からの出力を組み合わせるステップ
と、 複数の読み出し線（１２４、１２６、１２８、１３０、
１３２、１３４、１３６、１３８）の各々の上に、複数
の前記組み合わせ出力を多重化するステップと、を含む
方法。 - 【請求項２２】 複数の組み合わせ出力を多重化する前
記ステップがスイッチからなるアレイを電気的に構成す
るステップを含む、請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記スイッチが電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）スイッチである、請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記検出器アレイ（１８）が複数のモ
ジュール（１４２、１４６）を含み、前記スイッチのア
レイが前記各モジュール内にスイッチからなる組を含
み、かつスイッチからなるアレイを電気的に構成する前
記ステップがスイッチからなる前記組を電気的に構成す
るステップを含む、請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 検出器素子（２０）からなるスキャン
可能なアレイと、再構成可能なスイッチと、読み出し線
（１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４、
１３６、１３８）からなる組とを備えるイメージング・
システム（１０）のための検出器アレイ（１８）であっ
て、前記検出器素子のアレイをスキャンした際に前記読
み出し線の選択した部分集合の各々の上にスキャンした
検出器素子からなる異なる群から組み合わせた信号を選
択的かつ同時に多重化させるように、前記再構成可能な
スイッチを前記検出器素子のアレイ及び前記読み出し線
の組と動作可能に結合させている、イメージング・シス
テム（１０）用検出器アレイ（１８）。
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