JP2005526556A - 複数の検出器からなる検出器ユニットによるｘ線検出のためのコンピュータ断層撮影装置およびｘ線検出方法 - Google Patents

Abstract

コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線（４０）の検出のための複数の検出器（１）からなる検出器ユニット（２）を有する。検出器ユニット（２）の個々の検出器（１）は、Ｘ線（４０）の入射したＸ線量子を受信し、受信されたＸ線（４０）を、強度に関しても、個々のＸ線量子の量子エネルギーに関しても検出するように構成されている。更に、複数の検出器（１）からなる検出器ユニットを有するコンピュータ断層撮影装置による相応のＸ線検出方法が開示されている。

Description

本発明は、複数の検出器からなる検出器ユニットによるＸ線検出のためのコンピュータ断層撮影装置およびＸ線検出方法に関する。

種々の医学的な問題発生時にコンピュータ断層撮影装置による検査が行なわれる。機械工学の幾つかの分野においても、とりわけ材料学および飛行安全性において、このような検査が検査目的で使用される。

この場合にＸ線が使用される。なぜならば、Ｘ線は固体、例えば非金属体を部分的に透過する能力があり、被観察体内部の物質分布に関する情報を得ることができるからである。

Ｘ線使用の欠点は、或る線量以上のＸ線は生物学的組織を害することにある。従って、測定に必要なＸ線量を低く保つことは医療においてまさに目指す価値がある。

Ｘ線の検出のために、Ｘ線が特定のシンチレーション材料によって吸収され、しかも吸収されたＸ線量子のエネルギーが光に変換されることが知られている。Ｘ線量子当たりに発生した光子の数は、一般にＸ線量子の量子エネルギーにほぼ比例する。ホトダイオードは光を電流に変換し、電流はアナログディジタル変換器によってディジタル化される。シンチレーション材料における光の自己吸収は光効率を低下させることから、発生した光の自己吸収を減らすために、しばしば、発生した光の周波数シフトを生じさせる分子がシンチレーション材料に混合される。

更に、Ｘ線の検出のために、入射するＸ線が電荷担体を発生する特殊な半導体材料も知られている。Ｘ線量子当たりに発生した電荷担体の個数は一般にＸ線量子の量子エネルギーにほぼ比例する。

Ｘ線の検出のための公知の検出器は上述の作用を利用する。公知の積分形検出器では測定毎に１つの測定値が求められるだけであることに注意すべきである。従って、測定周期毎に受信された多数のＸ線量子によって発生させられた閃光もしくは電荷が測定周期の期間に亘って積分される。受信されたＸ線量子の強度（単位時間当たりにおける平均量子エネルギーの受信されたＸ線量子の個数）は、検出器によって積分された値を、推計的に求められるべきＸ線量子当たりの平均量子エネルギーで割算することによってもたらされる。

コンピュータ断層撮影装置において測定目的のために放出された測定用Ｘ線は一般に多色スペクトルを有することから、この関係において硬化作用が考慮されるべきである。Ｘ線源から放出された測定用Ｘ線が測定対象物を透過する際、Ｘ線は、透過された物質およびその物質を通り抜けるＸ線経路の長さに依存して、スペクトルの低エネルギー成分の部分的に強い抑制を受ける。それによって、散乱Ｘ線は、受信されたＸ線量子の平均量子エネルギーと同様に、スペクトルにおいて高いエネルギーへシフトされる。

２次元分布の検出のために、従って入射するＸ線の画像形成のために、入射するＸ線を検出して相応の画像情報を出力すべく同種の多数の検出器をまとめることは公知である。検出器はとりわけ一平面に格子状に並べて配置されている。

これによって、硬化作用のために検出器ユニットの各検出器にとって、被観察測定対象物における物質分布に依存して、Ｘ線量子当たりの実際の平均的量子エネルギーに関して異なる値が生じる。この実際の値は多色法によっては近似的にしか求めることができない。被観察測定対象物内で異なる物質が互いに接している範囲（例えば骨の縁）において特に、Ｘ線量子当たりの平均量子エネルギーの近似計算は数値修正にもかかわらず著しく誤差を含む。

コンピュータ断層撮影装置によるＸ線測定における他の擾乱量は、被観察測定対象物に応じて程度の差こそあれ強く顕著な散乱Ｘ線である。散乱Ｘ線は、放射された測定用Ｘ線のスペクトルおよび被観察測定対象物の種類に応じて、放出された測定用Ｘ線の数十パーセントになることがある。散乱Ｘ線は、検出器ユニットの検出器によって得られた測定結果の著しいコントラスト低下をもたらす。

このために公知のコンピュータ断層撮影装置の検出器ユニットの前には、定められた方向およびエネルギーを有するＸ線量子（従って測定にとって重要なＸ線量子）のみが通り抜ける散乱Ｘ線除去用グリッドが設けられている。

散乱Ｘ線除去用グリッドは一般に薄層装置の形をした特殊なコリメータシステムを有するので、放出された測定用Ｘ線のＸ線量子のうち薄層壁にぶつかったＸ線量子も吸収される。

それゆえ、散乱Ｘ線除去用グリッドを設けることによって、測定目的のために放出された測定用Ｘ線のＸ線量子の数パーセントは散乱Ｘ線除去用グリッド内で吸収され、それゆえ検出器によってはもはや検出できなくなる。

従って、測定目的のために放出されたＸ線の強度は散乱Ｘ線除去用グリッドのために相応に高められなければならない。

これは、医療応用においては避けがたい患者線量の増加をもたらす。

更に、散乱Ｘ線除去用グリッドを設けることによっても散乱Ｘ線をしばしば十分によく抑制することができない。

本発明の課題は、散乱Ｘ線量子または硬化作用に起因する測定結果妨害が簡単かつ確実に回避される、複数の検出器からなる検出器ユニットを備えたＸ線検出のためのコンピュータ断層撮影装置およびＸ線検出方法を使用できるようにすることにある。

この課題は独立請求項によって解決される。本発明は従属請求項において展開されている。

この課題は、Ｘ線の検出のための複数の検出器からなる検出器ユニットを有するコンピュータ断層撮影装置において、検出器ユニットの個々の検出器が、Ｘ線の入射したＸ線量子を受信し、入射したＸ線を、強度に関しても、受信されたＸ線の個々のＸ線量子の量子エネルギーに関しても検出するように構成されていることによって解決される。

本発明によるコンピュータ断層撮影装置による検出器ユニットの検出器は、入射するＸ線を受信し、受信されたＸ線を、強度に関しても、受信されたＸ線の個々のＸ線量子の量子エネルギーに関しても検出するように構成されているので、検出器ユニットの検出器の出力端では、測定周期当たりの個々の測定値ではなくて、測定周期当たりに受信された平均量子エネルギーのＸ線量子の個数（強度）に関する情報のほかに、受信されたＸ線のＸ線量子のそれぞれの量子エネルギー（スペクトル）に関する情報をも含むスペクトルが出力される。

このようにして得られた情報に基づいて、散乱Ｘ線に起因する影響を、場合によっては存在する散乱Ｘ線除去用グリッドに加えて、更に抑制することができる。

更に、得られたスペクトルの観察によって、例えば骨の縁において現われるような、受信されたＸ線の硬化作用を、受信されたＸ線のスペクトルのシフトに基づいて確実に検出することができる。このようにして検出された硬化作用は、検出器ユニットの検出器から得られた情報を継続処理する際に相応に考慮され、場合によっては修正される。

更に、検出器ユニットの検出器から得られた情報を継続処理する際に、本発明によるコンピュータ断層撮影装置の検出器ユニットの検出器から得られたスペクトルデータの定量的評価は、従来のコンピュータ断層撮影装置において知られている方法を用いて（例えばρ−Ｚ変換により）可能である。

更に、本発明によるコンピュータ断層撮影装置の検出器の電子回路は従来の検出器の電子回路よりも著しく少ないアナログ部分を有する。なぜならば、受信されたＸ線のＸ線量子に起因する多数の部分−事象の積分が必要でないからである。従って、本発明によるコンピュータ断層撮影装置の電子回路は小型、低コストおよび擾乱なく準備することができる。

要約するに、本発明によれば、散乱Ｘ線量子または硬化作用に起因する測定結果妨害が簡単かつ確実に回避される、複数の検出器からなる検出器ユニットを有するコンピュータ断層撮影装置を使用することができる。

第１の有利な実施態様によれば、検出器ユニットの検出器は、それぞれ１つの閾値を備えた並列接続された複数の比較器を有し、各比較器にはカウンタが付設され、比較器は、受信されたＸ線のＸ線量子の量子エネルギーがそれぞれの比較器の閾値を上回ったとき、それぞれの付属のカウンタを１単位だけ高めるように構成されている。

検出器のこのような構成によって、特に簡単に、受信されたＸ線の強度もスペクトルも検出することができる。更に、或る量子エネルギーを有する受信されたＸ線量子の個数は、低い閾値を有する比較器の全てのカウンタによって共に検出されるので、どの事象も退けられることはない。ある閾値範囲内の量子エネルギーを有するＸ線量子の個数は隣接する閾値を有する２つの比較器のカウンタ内容の差から簡単に算出することができる。カウンタにおける計数速度の相互関係が得られるので、引き算における統計誤差は増加しない。

本発明によるコンピュータ断層撮影装置が種々の被観察測定対象物および種々の測定方法に適応することができるように、比較器の閾値は自由に設定可能であると好ましい。

検出器ユニットの検出器が複数のパルスロジックを有するならば、検出器ユニットの検出器によって得られた情報は特に簡単に継続処理することができる。パルスロジックは比較器の出力信号の時間的規格化（又は正規化）をもたらす。それぞれ１つのパルスロジックは、それぞれの比較器の後に接続されかつそれぞれのカウンタの前に接続されている。

特に有利な実施態様によれば、本発明によるコンピュータ断層撮影装置は、更に、予め定められた強度および予め定められたスペクトルを有するＸ線を放出するＸ線源と、検出器ユニットの検出器によって検出された情報を評価装置に伝送する伝送装置と、評価装置とを有する。この評価装置は、検出器ユニットの検出器によって検出された情報に基づいて、Ｘ線源から放出されたＸ線の強度およびスペクトルを考慮して、Ｘ線によって透過される測定対象物の測定結果を算出するように構成されている。

このような構成により、Ｘ線源から放出されたＸ線の強度およびスペクトルを本発明によるコンピュータ断層撮影装置の検出器ユニットの検出器によって検出された受信されたＸ線の強度およびスペクトルと比較することによって、特に簡単かつ確実に、被観察測定対象物の特に詳細化された測定結果を算出することができる。

検出器ユニットの検出器は、ガドリニウム酸硫化物セラミックス、ゲルマン酸ビスマスまたはルテチウム−オキシオルトシリケート（Lutetium-Oxyorthosilicate；LSOと略記される）からなるＸ線の受信面を有すると好ましい。これらの高速のシンチレータ材料は、約１／５０ｍｍ²のピクセルサイズの場合、本発明によるコンピュータ断層撮影装置において特に使用される１０ＭＨｚの計数速度を可能にする。

しかしながら代替として、検出器は、テルル化カドミウム亜鉛またはテルル化カドミウムからなるＸ線の直接変換形の受信面を有することもできる。

直接変換形の検出器の利点は、検出器から発生した信号の継続処理に必要な評価電子回路の大部分を検出器内に組み込むことができるので、当然のことながらとりわけ引出し線の数の削減によって検出器ユニットの複雑さを軽減できることにある。

本発明の基礎をなしている課題は、複数の検出器からなる検出器ユニットを有するコンピュータ断層撮影装置によるＸ線検出方法において、検出器ユニットの検出器により受信されたＸ線が、強度に関しても、受信されたＸ線の個々のＸ線量子の量子エネルギーに関しても検出されることによっても解決される。

本発明による方法の第１の実施態様によれば、検出器ユニットの検出器により受信されたＸ線量子の検出は、
受信されたＸ線量子によって検出器内に発生され、受信されたＸ線量子の量子エネルギーに比例する信号高さを有する信号を検出するステップと、
信号高さを複数の予め定められた閾値と比較するステップと、
信号高さが２つの隣接する閾値間の範囲内にあるとき、２つの隣接する閾値間のそれぞれ１つの範囲に割当てられたカウンタを1単位だけ高めるステップと
を有する。

測定周期の終端におけるカウンタのカウンタ内容は、受信されたＸ線量子の個数に関する情報と共に、受信されたＸ線量子のそれぞれの量子エネルギーに関する情報も受け取るので、カウンタのカウンタ内容に基づいて、受信されたＸ線の強度もスペクトルも示すことは容易である。

本発明による方法の特に有利な代替としての第２の実施態様によれば、検出器ユニットの検出器により受信されたＸ線量子の検出は、
受信されたＸ線量子によって検出器内に発生され、受信されたＸ線量子の量子エネルギーに比例する信号高さを有する信号を検出するステップと、
信号高さを複数の予め与えられた閾値と比較するステップと、
信号の信号高さがそれぞれの閾値を上回ったとき、それぞれ１つの閾値に割当てられているカウンタを1単位だけ高めるステップと
を有する。

特にこの進行形式の利点はどんな事象も退けられないことである。なぜならば、或る量子エネルギーを有する受信されたＸ線量子の個数は、より低い閾値を有する全てのカウンタによって共に検出されるからである。１つの閾値範囲内の量子エネルギーを有するＸ線量子の個数は、隣接する閾値を有する２つの比較器のカウンタにおけるカウンタ内容の差から簡単に算出される。

更に、受信されたＸ線量子によって検出器内に発生された信号は、信号の検出された信号高さが最低の閾値よりも小さいときは拒否されると好ましい。

本発明による方法においても、閾値は自由に設定可能であると好ましい。

特に有利な実施形態によれば、本発明による方法は、
検出器により得られた情報を評価装置に伝送するステップと、
評価装置により、検出器によって検出された情報に基づいてＸ線源から放出されたＸ線の強度およびスペクトルを考慮して、Ｘ線によって透過される測定対象物の測定結果を算出するステップと
を有する。

このような方法により、Ｘ線源から放出されたＸ線の強度およびスペクトルを、検出器ユニットの検出器によって検出された受信されたＸ線の強度およびスペクトルと比較することによって、特に簡単かつ確実に散乱Ｘ線の影響および硬化作用を修正し、従って被観察測定対象物の特に詳細化された測定結果を算出することができる。

以下に本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。図において同じ要素には同じ符号が付されている。
図１はＸ線検出のためのコンピュータ断層撮影装置における多数の検出器からなる検出器ユニットを示し、
図２は本発明によるコンピュータ断層撮影装置の特に有利な実施形態による検出器の主たる要素を概略的に示し、
図３は検出器の原理的な発展例を示し、
図４は本発明によるコンピュータ断層撮影装置による有利な測定構成の主たる要素を概略的に示し、
図５は多数の検出器からなる検出器ユニットを有するコンピュータ断層撮影装置を用いた本発明によるＸ線検出方法の特に有利な実施形態のフローチャートを示す。

図１はＸ線検出のためのコンピュータ断層撮影装置における多数の検出器からなる検出器ユニットを示す。

検出器ユニット２の個々の検出器１はそれぞれ同じ構造を持ち、それぞれＸ線の受信面３を有する。

図示された有利な実施形態では、検出器の受信面３は、入射するＸ線量子を光に変換するシンチレータ材料を有する。受信されたＸ線量子によって発生された光子の数は受信されたＸ線量子の量子エネルギーにほぼ比例する。シンチレータ材料として、図１では、ゲルマン酸ビスマス（Ｂｉ₄Ｇｅ₃Ｏ₁₂）が使用されている。しかしながら、代替として、ガドリニウム酸硫化物（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ）セラミックスまたはルテチウム−オキシオルトシリケート（Lutetium-Oxyorthosilicate）（Ｌｕ₂ＳｉＯ₅）もこれらのシンチレータ材料の高速性ゆえに非常に好適である。

しかしながら、代替として検出器の受信面３はテルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）またはテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）から形成することもできる。というのは、これらの材料は受信されたＸ線量子によって直接に（すなわち、光を介する回り道なしに）電気信号を出力することができるからである。（電荷または電流の形で発生する）信号の値／高さは受信されたＸ線量子の量子エネルギーにほぼ比例する。直接変換形の検出器の利点は、検出器のための継続処理する評価電子回路（図示されていない）の一部をそれぞれの検出器に直接に組込むことができる点にある。

図２には、本発明によるコンピュータ断層撮影装置の特に有利な実施形態による検出器の主たる要素が概略的に示されている。

既述のとおり、図２に示された検出器１の受信面３には受信されたＸ線量子によって信号が発生され、この信号の高さは受信されたＸ線量子の量子エネルギーに比例する。この信号は増幅器１２によって増幅される。

増幅器１２には並列接続された３つの比較器１３１，１３２，１３３を有する検出回路１６が接続されている。

並列接続された各比較器１３１，１３２，１３３には同じでない自由に設定可能な閾値が割当てられている。図示の例では比較器１３１には最低の閾値（すなわち最も低い閾値）が割当てられ、比較器１３３には最高の閾値が割当てられている。

比較器１３１，１３２，１３３は、増幅器１２から出力された信号をそれらの各閾値と比較し、増幅器１２によって受信された信号がそれぞれの閾値よりも大きいときには正の信号を出力するように構成されている。

比較器１３１，１３２，１３３に直列にそれぞれパルスロジック１４１，１４２，１４３が接続されている。パルスロジック１４１，１４２，１４３は、それぞれ、比較器１３１，１３２，１３３の出力信号の時間的規格化（又は正規化）をもたらすために構成されている。更に、パルスロジック１４１，１４２，１４３に直列にそれぞれカウンタ１５１，１５２，１５３が接続されている。

各比較器１３１，１３２，１３３から出力され各パルスロジック１４１，１４２，１４３によって規格化された正の信号は各カウンタ１５１，１５２，１５３を１単位だけ高める。

パルスロジック１４１，１４２，１４３は、とりわけ互いに同期化され、図示されていない共通の制御線を有する。

本発明によるコンピュータ断層撮影装置の検出器の図２に示された特に好ましい実施形態では、Ｘ線量子が受信され、その受信されたＸ線量子の量子エネルギーが比較器１３２の閾値を上回り、従って比較器１３１の閾値を上回り、しかし比較器１３３の閾値を下回っている場合、比較器１３１も比較器１３２も正の出力信号を出力する。その結果として、カウンタ１５１，１５２が１だけ高められる。これに対して比較器１３３は負の出力信号を出力し、比較器１３３に属するカウンタ１５３は変化なしにとどまる。

図示された実施例においてＸ線量子が受信され、その受信されたＸ線量子の量子エネルギーが比較器１３１の閾値を上回っているが、しかし比較器１３２の閾値を下回っており、従って比較器１３３の閾値も下回っている場合、カウンタ１５１のみが１だけ高められ、他方カウンタ１５２，１５３は変化なしにとどまる。

これに対して、Ｘ線量子が受信され、その受信されたＸ線量子の量子エネルギーが比較器１３１の閾値を下回る場合、カウンタ１５１，１５２，１５３のいずれによっても検出されない。

最低の閾値の適切な選択によって散乱Ｘ線の影響を最初から排除することが可能である。なぜならばこれらの影響はいずれのカウンタによっても検出されないからである。

提示された例から容易に分かるように、それぞれの閾値範囲に対応した量子エネルギーを有する受信されたＸ線量子の数は、隣接した閾値の比較器のカウンタにおけるカウンタ内容の差によって簡単に算出される。

図２に示された特に有利な実施形態は、単に、４つの量子エネルギー範囲（比較器１３１の閾値以下、比較器１３１，１３２の閾値の間、比較器１３２，１３３の閾値の間、比較器１３３の閾値以上）におけるＸ線量子のスペクトル識別のために、改善された明瞭性を可能にする。

これに基づいて、受信されたＸ線の実際上望ましい高いスペクトル分解能を達成するためには、検出回路１６において異なる閾値を有するより多数の並列接続された比較器を設けることだけが必要である。図３に示されているように、各比較器にはここでもパルスロジックおよびカウンタが付設される。従って、このように簡単に、検出器１の受信面３によって受信されたＸ線のほぼ任意の精密なスペクトル分解能が達成される。

それゆえ、本発明によるコンピュータ断層撮影装置における検出器ユニット２の既述の検出器１により、受信されたＸ線は、強度に関しても、受信されたＸ線の個々のＸ線量子の量子エネルギーに関しても検出される。

図４に示された特に有利な実施形態に従って、本発明によるコンピュータ断層撮影装置が、予め与えられた強度および予め与えられたスペクトルを有するＸ線４０を放出するＸ線源４１のほかに、検出器ユニット２の検出器１によって検出された情報を評価装置４４に伝送する伝送装置４３を有すると特に有利である。

評価装置４４が、検出器ユニット２の検出器１によって検出された情報に基づいて、Ｘ線源４１から放出されたＸ線４０の強度およびスペクトルを考慮して、Ｘ線源４１のＸ線４０によって透過される測定対象物４２の測定結果を算出するように構成されていると好ましい。

この構成により、特に正確な誤差のない測定結果が得られる。なぜならば、散乱Ｘ線の影響および硬化作用を有効に検出して定量化することができ、従って修正することもできるからである。

以下において、図５を参照しながらフローチャートに基づいて、多数の検出器１からなる検出器ユニット２を有するコンピュータ断層撮影装置によりＸ線を検出するための本発明による方法の有利な実施形態を説明する。

本発明による方法によれば、検出器ユニット２の検出器１により受信されたＸ線４０は、強度に関しても、受信されたＸ線４０の個々のＸ線量子の量子エネルギーに関しても検出される。

図５に示された有利な実施形態によれば、検出器ユニット２の各検出器１により受信されたＸ線量子の検出ステップは次のステップを有する。

第１のステップＳ１において、受信されたＸ線量子により検出器１から出力されたアナログ信号を検出するために、検出器１は入射するＸ線量子を連続的に監視される。この検出器１は、（例えば、シンチレーション検出器の場合におけるように）出力された信号の値（高さ）が受信されたＸ線量子の量子エネルギーに比例するように構成されている。この出力された信号は例えば或る高さを有する電流または電圧または電荷である。

ステップＳ２において、受信されたＸ線量子により検出器１から発生された信号が検出されたならば、発生された信号の値が、信号を生ぜしめた受信されたＸ線量子の量子エネルギーを決定するためにステップ３においてまず第１の最低の閾値と比較される。

ステップ４において信号値が最低の閾値よりも大きいと判定されると、最低の閾値に付属したカウンタ１５１が次のステップＳ５において1単位だけ高められる。

そうでない場合には、方法はステップＳ１に戻り、このステップＳ１において検出器１は入射するＸ線量子を連続的に監視される。

ステップＳ４において信号の値が最低の閾値よりも大きいと判定された場合、信号は、最低の閾値に割当てられたカウンタ１５１の増加（ステップＳ５参照）の後に、ステップ６において次に高い閾値と比較される。

次のステップＳ７において信号の値がこの次に高い閾値よりも大きいと判定された場合、ステップＳ８においてこの閾値に付属するカウンタ１５２，１５３も増加させられる。

次に、信号が再びステップＳ６においてその都度次に高い閾値と比較される。

ステップＳ７において、信号値がそれぞれの閾値よりも小さいと判定されると、方法はステップＳ１に戻り、このステップＳ１において検出器１は入射するＸ線量子を監視される。

図５に関連して説明された方法の個々のステップ（特に、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５およびＳ６，Ｓ７，Ｓ８）は、これらが図２による電子的な検出回路によって実行される場合には、とりわけ、図５に示されたように直列にではなくて並列に処理されることを考慮すべきである。この場合に、図２におけるステップのクロック動作はパルスロジックによって予め与えられ数ＭＨｚであるとよい。

図５に基づいて説明した本発明による方法の実施形態から明らかであるように、受信されたＸ線量子により検出器１から発生された信号は、信号値が最低の閾値よりも小さい場合には拒否される。それにより、最低の閾値の適切な選択によって散乱Ｘ線の影響を大幅に排除することができる。

しかしながら、閾値は原理的に自由に設定できるので、零または零近傍の最低の閾値も考え得る。このような低い閾値はどの事象も退けられないという利点を有する。

前述の方法の終了後、定められた閾値範囲に相当する量子エネルギーを有する入射したＸ線量子の数は、隣接する閾値範囲に割当てられたカウンタのカウンタ内容の差によって容易に求められる。

既述の特に有利な実施形態では、図５に示された方法が、本発明によるコンピュータ断層撮影装置の検出器ユニット２の各検出器１に組み込まれている検出回路１６において進行する。

本発明による方法の特に図示されていない代替的な実施形態によれば、上述の実施形態と違って、２つの隣接する閾値間のそれぞれ１つの範囲に割当てられているカウンタのみが1単位だけ高められ、これに対して残りのカウンタは一定のままである。これは更なる計算なしに或る閾値範囲に割当てられた量子エネルギーを有する入射したＸ線量子の個数を直接出力することを可能にする。

本発明による方法のこの代替としての実施形態は、例えば、各カウンタの前に、反転入力を有するＡＮＤゲートを接続することによって回路技術的に実現される。この場合、隣接する閾値の比較器の出力端は（場合によってはパルスロジックを介して）このＡＮＤゲートの入力端と接続されるべきである。

本発明による方法においても、本方法が更に、検出器１により得られた情報を評価装置４４へ伝送するステップと、Ｘ線４０によって透過された測定対象物４２の測定結果を評価装置４４により算出するステップとを含むと好ましい。評価装置４４による測定結果の算出は、Ｘ線源４１から放出されたＸ線４０の強度およびスペクトルを考慮して、検出器１によって検出された情報に基づいて行なわれる。従って、測定対象物４２の測定結果の算出時には散乱Ｘ線の影響のほかに硬化の影響も高い誤差信頼性をもって修正することができる。

以上のとおり、本発明によれば、コンピュータ断層撮影装置の検出器ユニット２の検出器１により受信されたＸ線４０の強度およびスペクトルの検出によって、多数の検出器１からなる検出器ユニット２によるＸ線４０の検出のためのコンピュータ断層撮影装置およびＸ線検出方法を使用することができ、しかもコンピュータ断層撮影装置およびＸ線検出方法においては散乱Ｘ線量子または硬化作用に起因する測定結果妨害が簡単かつ確実に回避される。

Ｘ線検出のためのコンピュータ断層撮影装置における多数の検出器からなる検出器ユニットを示す平面図 本発明によるコンピュータ断層撮影装置の特に好適な実施形態による検出器の主要要素を概略的に示すブロック図 検出器の原理的な発展形態を示すブロック図 本発明によるコンピュータ断層撮影装置による好適な測定構成の主たる要素を示す概略図 多数の検出器からなる検出器ユニットを有するコンピュータ断層撮影装置を用いたＸ線検出のための本発明による方法の特に有利な実施形態のフローチャート

符号の説明

１ 検出器
２ 検出器ユニット
３ 受信面
１２ 増幅器
１６ 検出回路
１３１〜１３３ 比較器
１４１〜１４３ パルスロジック
１５１〜１５３ カウンタ
１６ 検出回路
４０ Ｘ線
４１ Ｘ線源
４２ 測定対象物
４３ 伝送装置
４４ 評価装置
Ｓ１〜Ｓ８ ステップ

Claims (13)

1. Ｘ線（４０）を検出するための複数の検出器（１）からなる検出器ユニット（２）を有するコンピュータ断層撮影装置において、
   検出器ユニット（２）の個々の検出器（１）は、Ｘ線（４０）の入射するＸ線量子を受信し、受信されたＸ線（４０）を、強度に関しても、受信されたＸ線（４０）の個々のＸ線量子の量子エネルギーに関しても検出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断層撮影装置。
2. 検出器ユニット（２）の検出器（１）は、それぞれ１つの閾値を備えた並列接続された複数の比較器（１３１，１３２，１３３）を有し、各比較器（１３１，１３２，１３３）にはカウンタ（１５１，１５２，１５３）が付設され、比較器（１３１，１３２，１３３）は、受信されたＸ線（４０）のＸ線量子の量子エネルギーがそれぞれの比較器（１３１，１３２，１３３）の閾値を上回ったとき、それぞれの付属のカウンタ（１５１，１５２，１５３）を１単位だけ高めるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装置。
3. 比較器（１３１，１３２，１３３）の閾値は自由に設定可能であることを特徴とする請求項２記載のコンピュータ断層撮影装置。
4. 検出器ユニット（２）の検出器（１）は複数のパルスロジック（１４１，１４２，１４３）を有し、それぞれ１つのパルスロジック（１４１，１４２，１４３）が、それぞれの比較器（１３１，１３２，１３３）の後に接続されかつそれぞれのカウンタ（１５１，１５２，１５３）の前に接続され、パルスロジック（１４１，１４２，１４３）が比較器（１３１，１３２，１３３）の出力信号の時間的規格化をもたらすことを特徴とする請求項２又は３記載のコンピュータ断層撮影装置。
5. コンピュータ断層撮影装置は、更に、
   予め定められた強度および予め定められたスペクトルを有するＸ線（４０）を放出するＸ線源（４１）と、
   検出器ユニット（２）の検出器（１）によって検出された情報を評価装置（４４）に伝送する伝送装置（４３）と、
   検出器ユニット（２）の検出器（１）によって検出された情報に基づいて、Ｘ線源（４１）から放出されたＸ線（４０）の強度およびスペクトルを考慮して、Ｘ線（４０）によって透過される測定対象物（４２）の測定結果を算出するように構成されている評価装置（４４）とを
   有することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のコンピュータ断層撮影装置。
6. 検出器ユニット（２）の検出器（１）は、ガドリニウム酸硫化物セラミックス、ゲルマン酸ビスマスまたはルテチウム−オキシオルトシリケートからなるＸ線（４０）の受信面（３）を有することを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のコンピュータ断層撮影装置。
7. 検出器ユニット（２）の検出器（１）は、テルル化カドミウム亜鉛またはテルル化カドミウムからなるＸ線（４０）の直接変換形の受信面（３）を有することを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のコンピュータ断層撮影装置。
8. 複数の検出器（１）からなる検出器ユニット（２）を有するコンピュータ断層撮影装置によるＸ線検出方法において、検出器ユニット（２）の検出器（１）により受信されたＸ線（４０）が、強度に関しても、受信されたＸ線（４０）の個々のＸ線量子の量子エネルギーに関しても検出されることを特徴とするコンピュータ断層撮影装置によるＸ線検出方法。
9. 検出器ユニット（２）の検出器（１）により受信されたＸ線量子の検出は、
   受信されたＸ線量子によって検出器（１）内に発生され、受信されたＸ線量子の量子エネルギーに比例する信号高さを有する信号を検出するステップと、
   信号高さを複数の予め定められた閾値と比較するステップと、
   信号の信号高さが２つの隣接する閾値間の範囲内にあるとき、２つの隣接する閾値間のそれぞれ１つの範囲に割当てられたカウンタ（１５１，１５２，１５３）を1単位だけ高めるステップと
   を有することを特徴とする請求項８記載のＸ線検出方法、
10. 検出器ユニット（２）の検出器（１）により受信されたＸ線量子の検出は、
    受信されたＸ線量子によって検出器（１）内に発生され、受信されたＸ線量子の量子エネルギーに比例する信号高さを有する信号を検出するステップと、
    信号高さを複数の予め与えられた閾値と比較するステップと、
    信号の信号高さがそれぞれの閾値を上回ったとき、それぞれ１つの閾値に割当てられているカウンタ（１５１，１５２，１５３）を1単位だけ高めるステップと
    を有することを特徴とする請求項８記載のＸ線検出方法。
11. 受信されたＸ線量子によって検出器（１）内に発生された信号は、信号の検出された信号高さが最低の閾値よりも小さいときは拒否されることを特徴とする請求項９又は１０記載のＸ線検出方法。
12. 閾値は自由に設定可能であることを特徴とする請求項９，１０又は１１記載のＸ線検出方法。
13. 検出器（１）により得られた情報を評価装置（４４）に伝送するステップと、
    評価装置（４４）により、検出器（１）によって検出された情報に基づいて、Ｘ線源（４１）から放出されたＸ線（４０）の強度およびスペクトルを考慮して、Ｘ線（４０）によって透過される測定対象物（４２）の測定結果を算出するステップと
    を更に有することを特徴とする請求項８乃至１２の１つに記載のＸ線検出方法。

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