JP2016506504A - Ｘ線画像情報の画像補正方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明はＸ線画像情報の補正に関し、例えば、Ｘ線検出器要素の永久電流に関するＸ線画像情報の補正に関する。Ｘ線検出器は、抵抗接点を有するフォトコンダクタであって各フォトコンダクタピクセルに当たる光子のエネルギーと量に応じた光電流を出力するものとして、実施できる。かかる光伝導体は光伝導ゲインを示す。すなわち、Ｘ線放射が照射されたときの測定電流は、電・正孔対を発生するだけの衝突光子による電流より大きくなる。光伝導ゲインを補正するため、Ｘ線画像情報の画像補正方法（５０）を提供する。該方法は、Ｘ線検出器要素（１４）の読み出し情報を受け取るステップ（５２）と、読み出し情報は光電流を生成する衝突Ｘ線（２０）に依存し、補正情報を用いて光伝導ゲインに対して読み出し情報を補正するステップ（５４）とを有する。

Description

本発明は、概してＸ線画像技術に関する。

より具体的には、本発明はＸ線画像情報の補正に関し、例えば、Ｘ線検出器要素の永久電流に関するＸ線画像情報の補正に関する。特に、本発明は、Ｘ線画像情報の画像補正方法と、Ｘ線画像情報の画像補正装置と、本発明による装置を有するＸ線システムと、Ｘ線システム及びＣＴシステムの一方におけるかかる装置の使用と、コンピュータ読み取り可能媒体と、プログラム要素とに関する。

検査するオブジェクト（例えば、患者）は、そのＸ線画像を撮像するものであるが、Ｘ線放射線の経路中、Ｘ線発生デバイス（例えば、Ｘ線管）とＸ線検出器要素との間に配置される。そのＸ線放射線は、Ｘ線発生デバイスから発せられ、オブジェクトを通り、Ｘ線検出器エレメントに到達する。検査されるオブジェクトの内部構造や組織構造により、オブジェクトを通った後にＸ線検出器に到達するＸ線ビームに空間的減衰をもたらす。Ｘ線放射線は、オブジェクトにより空間的に減衰され、Ｘ線検出器により検出される。この減衰情報を利用してオブジェクトのＸ線画像情報を生成する。

Ｘ線画像情報を取得するため、Ｘ線検出器要素は検出器に到達する光子の光子エネルギー及び／または光子カウントを記録（ｒｅｇｉｓｔｅｒ）している。光子エネルギーにより検出器要素中に、具体的には光検出器の各ピクセル要素中に、光子電流が発生する。これを実質的に読み出し、すなわちＸ線検出器の出力として後段の画像情報生成エレクトロニクスまたは回路に供給する。

Ｘ線検出器は、抵抗接点を有する光伝導体であって各光伝導体要素またはＸ線検出器ピクセル要素に当たる光子のエネルギーと量に応じた光電流を出力するものとして、実施できる。このような抵抗接点を有する光伝導体は光伝導体利得ηを示す。すなわち、Ｘ線を照射された時のかかるＸ線検出器ピクセルの測定電流は、電子正孔対を発生するだけの衝突光子による電流よりも、大きく、場合によっては非常に大きい。衝突光子（光学的であっても、Ｘ線であっても、その他のタイプであってもよい）により発生する電流を、光電流と呼ぶ。

特許文献１は、ダイナミックレンジが大きいＸ線検出器について記載し、さらに計数及び集積チャネル（ｃｏｕｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）の組み合わせについて記載している。

特許文献２は、多色スペクトルによるＸ線検出器画像化について記載し、さらに複数のエネルギー閾値を有する計数チャネルと、集積チャネルとの組み合わせについて記載している。

米国特許第６，７５９，６５８Ｂ２号 国際出願公開第２００７／０１０４４８Ａ２号

本願の一態様は、光伝導ゲインすなわち言い換えれば永久電流に対して、Ｘ線検出器要素の読み出し情報を補正することと見なせる。

したがって、Ｘ線画像情報の画像補正方法と、Ｘ線画像情報の画像補正装置と、本発明による装置を有するＸ線システムと、本発明による装置の使用と、コンピュータ読み取り可能媒体と、独立請求項によるＸ線画像情報の画像補正をするプログラム要素とを提供する。好ましい実施形態は従属請求項からわかる。

上記は、特に、コンピュータ断層撮影画像化において、個々の光子をカウントするためにＸ線検出器の変換材料として利用されるＣｄＴｅやＣＺＴなどの直接変換半導体にも適用できる。したがって、本発明の方法と装置は、イオン化放射線を用い、上記放射線を電気信号に変換するのに直接変換器を利用するすべての画像化モダリティで利用できる。

直接変換半導体において示される光伝導ゲインは、ホールトラップの存在と、ホール（正孔）のモビリティが電子のモビリティより約１／１０と小さいことによると考えられる。それに加え、深いトラップは浅いトラップより重要である。

例えば、Ｘ線の光子が物質と相互作用し、電子・正孔（ホール）対を発生するとき、例えば、３００Ｖ／ｍｍの印加外部電場により電子と正孔（ホール）を分離する。ついで、電子はアノードに向かってドリフトし、一方ホールはカソードに向かってドリフトする。モビリティの違いにより、電子は、ホールがカソードに到着するより速く、アノードに到着する。言い換えると、電子がＸ線検出器ピクセルのアノード要素に到着した時、ホールはカソード要素に向けて移動中であると仮定できる。アノード要素に到着した電子に対応するすべてのホール（正孔）はまだ移動中であるかも知れない。

さらに、電場強度と合わせて考えても、半導体中のホールトラップにより、ホールはトラップされ、それによりホールがカソードに到着するのにかかる時間が長くなり、それによりホールのモビリティ自体による時間よりも長くなる。

つまり、電子がアノードに到着した時、半導体中にホールがあるため、バルクは電気的に中性ではなくなり、一方、対応する電子はバルクを離れつつあるか、すでにアノードに着きバルクを離れてしまっている。このため、非常に単純なモデルでは、カソードの抵抗特性が良ければ、電気的な中性を保つため、カソード側で電子が注入される。言い換えれば、対応電子はすでにアノードに到着しているが、カソードに向けて移動中の、トラップされたホールがある限り、電子がカソードからバルクに注入され、印加外部電場によりアノードに向けて移動し、結果として電流が加わると考えられる。この加わった電流が永久電流と呼ばれるものである。

この振る舞いは、光伝導ゲインが「ホールの再結合までの平均寿命」と「カソードからアノードまでの注入電子の移動時間」の商にほぼ比例するとまとめることができる。光伝導ゲインは、それゆえ、検討中の結晶の、特にその結晶の検討中のボリュームの特性である。

光伝導ゲインは、測定電流が衝突光子自体により生じる電流より実際には大きいことの要因である。このように、Ｘ線検出器要素のピクセル要素ごとに観測される測定電流は、衝突光子により発生する光電流と、半導体の上記の振る舞いの結果として生じる永久電流との和である。光伝導ゲインηは次式１で計算できる：

本発明の上記その他の態様を、以下に説明する実施形態を参照して明らかにし、詳しく説明する。

添付図面を参照して、本発明の実施形態を以下に説明する。

図面は概略図である。 別の図面においても、同様または同一の要素には同じ参照数字を付した。

図面はスケールにしたがっては描かれていないが、定性的特性は示している。

本発明によるＣＴシステムの一実施形態例を示す図である。 読み出し情報を分析する電子回路の一実施形態を示す図である。 光子エネルギーの決定を示す図である。 ａ及びｂは、読み出し情報を分析する電子回路のさらに別の実施形態を示す図である。 本発明によるＸ線画像の画像補正方法の一実施形態例を示す図である。

実施形態の詳細な説明

抵抗（カソード）接点を有するＣｄ［Ｚｎ］Ｔｅ半導体などの直接変換半導体を単一光子カウンティング検出器に利用する場合、光伝導ゲインにより、特に直流（ＤＣ）結合読み出しエレクトロニクスの場合に大きな問題が生じると考えられる。永久電流は、衝突光子により発生するｒｅｇｕｌａｒな光電流に加わった非常にゆっくり変化するもしくは一定の電流であると考えられるので、補正手段が無ければ衝突光子のエネルギーが間違って記録されるような、アナログ読み出しチャネルの出力において規定のエネルギー閾値に向けたベースラインシフトを生じると考えられる。

永久電流が非常にゆっくり変化する場合、ベースライン回復等の方法が用いられる。しかし、特に、高線束におけるＸ線画像化用に開発された直接変換半導体またはＣｄ［Ｚｎ］Ｔｅ材料の場合には、永久電流は、あっても大きく変化することなく（すなわち、入射Ｘ線スペクトルと線束がほぼ一定である場合）、非常に速く「スイッチオン」および「スイッチオフ」されたと考えられる兆候がある。言い換えると、永久電流は、Ｘ線照射が終わると、非常に速く、例えばマイクロ秒以下のスケールで消えると考えられる。

光伝導ゲインは、直接変換材料中のある体積の特性であると考えられるので、特にＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅでできた直接変換Ｘ線センサの各ピクセル要素の特性である。

したがって、本発明は、直接変換Ｘ線センサ要素の各ピクセルの光伝導ゲインの決定を提案する。すなわち、各測定期間に到着する個々の光子数に加えて測定中に、各ピクセルにおいて観測される電流も決定することを提案する。ついで、光電流および永久電流が、測定された全ピクセル電流と、各ピクセル要素の（既知のまたは所定の）光伝導ゲインから決定または推定される。ついで、この情報を用いて、光伝導ゲインに対して読み出し情報を補正する。言い換えると、補正情報を測定電流からの補正光電流の決定に利用し、永久電流を除いて、永久電流により生じるベースラインシフトを補正することにより、各到着光子のエネルギー推定値を得られるようにする。ベースラインシフトは、具体的には、単一光子の検出エネルギーレベルにおける（低エネルギーへの）シフトを言う。

本発明の技術的コンセプトによる利益は、永久電流を扱えることである。永久電流は、マイクロ秒の時間スケールで消えてしまい、ベースラインを検知して入力ノードに補正電流を供給することによりベースラインを調整するベースライン回復器などの方法を用いても補正できなかったものである。これは、ベースライン回復器法がゆっくり変化する永久電流のみに使えると考えられることによる。異なる複数のベースライン回復法が知られており、一例は次の通りである：ベースライン回復器は、パルス成形フロントエンドの出力におけるベースラインの変化を検知して、そのフロントエンドの入力に電流を注入して、このベースラインシフトを補正する。出力においてベースラインを正しく検知するには、出力波形がベースラインに届く必要があるので、このフィードバックループは、出力波形の変化と比較して遅いと考えられる。

また、説明するコンセプトにより、説明する単純なモデルとは異なる材料ビヘイビアを取り扱うこともできる。例えば、永久電流がＸ線束と平均Ｘ線エネルギーに非線形に依存すると考えられるが、信号電流はＸ線束と平均Ｘ線エネルギーに線形に依存する場合を取り扱える。かかる場合には、光伝導ゲインは、線束と平均エネルギーが異なる光電流状態で入射Ｘ線束の異なる平均エネルギーに対して測定してもよい。上記の測定の結果を、光伝導ゲインを平均エネルギーの関数として、ルックアップテーブルに集積する。また、関数自体を、光伝導ゲインの精密な決定に利用してもよい。

本発明による画像補正方法は、Ｘ線検出器要素の読み出し情報を利用して、補正情報を利用して、上記読み出し情報を光り伝導ゲインについて補正する。言い換えると、補正情報を用いて、永久電流に起因すると考えられる部分を、すなわち光伝導ゲインを読み出し情報から除く。読み出し情報は衝突Ｘ線放射に依存する。衝突Ｘ線放射はＸ線検出器要素に、具体的には個々のピクセルに独立に、光電流を発生する。

前述の理論により、光電流は、衝突Ｘ線放射のみを反映するものであるが、特に直接変換半導体を用いた時に発生する永久電流によりオーバーレイされている。読み出し情報の補正後、上記永久電流に対する補正をした補正光電流が求まる。上記補正光電流を用いて、Ｘ線検出器要素に到着する光子の検出エネルギーレベルも補正される。言い換えると、永久電流は光子エネルギーの決定に寄与すると考えられるが、実際の光子エネルギーを反映せず、決定されるエネルギーレベルが実際の光子エネルギーより高くなる。ついで、永久電流を補正せずに光子エネルギーを決定したとき、決定される光子エネルギーは到着する光子の実際のエネルギーより小さい。光電流から永久電流の影響を取り除き、それにより補正光電流を求めたとき、上記補正光電流を利用して補正光子エネルギーを決定してもよい。これはＸ線検出器要素に到着する光子の実際のエネルギーをより正確に反映する。

普通は、光子エネルギーは必ずしもその正確な値まで決定されず、あるエネルギー範囲が決定され、受け取られる光子の光子エネルギーはそのエネルギー範囲内に入る。光子電流が永久電流に対して補正されていない場合には、後で決定される光子エネルギーの閾値レベルが実際の光子エネルギーより高いと推定される。このように、光子電流を永久電流に対して補正するとき、閾値レベル決定器または弁別器に出力される値が補正されるか、レベル自体を変更して、光伝導ゲインを反映する。すなわち、可算した光子エネルギーが決定され、これは永久電流の寄与である。

Ｘ線システムの校正操作により、特に各ピクセルについて、光伝導ゲインの補正情報を決定してもよい。上記校正操作は、例えば、既知の平均エネルギーを有する既知のＸ線束を利用するＸ線発生デバイスとＸ線検出器との間のＸ線放射の経路に何もオブジェクトが無いＸ線システムの操作である。上記校正操作中、あるピクセル要素にどのエネルギーレベルが到着すると期待されるかがわかる。ついで、上記の期待値を実際の測定値と比較する。期待値と測定値との間の相違は、このように永久電流と、それによる光伝導ゲインとに起因すると考えられる。上記の決定された光伝導ゲインとピクセルごとの永久電流を利用して、補正情報の決定に利用でき、測定値すなわち取得した読み出し情報を光り伝導ゲインに対して補正できる。再び、読み出し情報を後段の読み出しエレクトロニクスに送る前に、読み出し情報を補正してもよいし、読み出しエレクトロニクス自体を（特にその決定ビヘイビアを）光り伝導ゲインの影響を取り除くように変更して補正出力値を求めるようにしてもよい。

補正情報がＸ線放射の線束に関数的に依存する場合、広い範囲の到着線束にわたり、補正情報を決定するために、その関数を利用できる。光伝導ゲインがＸ線放射束に非線形に依存する場合、具体的な線束値に対する補正情報値を含むルックアップテーブルを決定してもよい。好ましくは、ルックアップテーブルは検出器ピクセルごとに１つの値のみを有することが好ましい。これは、少なくともあるエネルギー範囲にわたるＸ線束と光伝導ゲインとの間の線形依存性として解釈できる。

ある光子のエネルギーが複数の閾値を用いて決定される場合、閾値は、光子の補正エネルギーレベルを決定しつつ、永久電流により生じる変化を反映するように補正される。あるいは、上記のエネルギーレベルに対応する読み出し情報を永久電流に対して補正してもよい。これにより個々の閾値を変更することは不必要になる。補正されたエネルギーレベルは光子の実際のエネルギーレベルに対応し、特に追加的な永久電流が無く光電流のみを考えるとき、読み出し情報として提供されるエネルギーレベルに対応するからである。

読み出し情報が上記の速く変化する永久電流を含むだけでなく、例えばディープトラップ（これは非常にゆっくりしか解放されない）により、ゆっくり変化する永久電流も含む場合、いわゆるベースライン回復により、速く変化する永久電流成分に加えて、上記のゆっくり変化する永久電流成分が補正される。
ベースライン回復器は基本的にはフィードバックループと考えられる。このフィードバックループは、ゆっくり変化する永久電流に起因すると考えられるＸ線検出器ピクセルの出力の部分を取り除く。

ここで、図１を参照するに、本発明によるＣＴシステムの一実施形態を示している。

ＣＴシステム１００は、Ｘ線発生デバイス１２またはＸ線管と、ガントリー１６の反対側に配置されたＸ線検出器１４とを有する。Ｘ線発生デバイス１２は、Ｘ線２０を発生していて、図１では、２次元Ｘ線検出器１４に到達するコーンビームとして示されている。個々のＸ線検出器ピクセル要素１８がＸ線検出器１４上に設けられている。サポート２４上には、検査されるオブジェクト２２が配置されている。このオブジェクト２２は、Ｘ線ビーム２０中に持ってこられ、上記Ｘ線ビームを空間的に減衰し、オブジェクト２２の内部構造に関する情報を取得する。Ｘ線発生デバイス１２とＸ線検出器１４とはガントリー１６上にありオブジェクト２２の周りを回転しているので、オブジェクトの周りの複数の角度からＸ線画像を生成する。これは後で、例えば装置２６により、３次元構造に再構成され得る。装置２６は、プロセッサ２８と、Ｘ線検出器１４により撮像された画像情報と関連して行われるプロセッサ２８の処理動作の前後のデータを記憶する記憶要素３０とを有する。Ｘ線／ＣＴシステム１０のユーザに、ディスプレイ要素３２上に表示してビジュアル情報が提供される。

本発明による方法は、システム１０からライブ取得した画像に、または事前に取得して記憶した画像情報に対して実行できる。

さらに、本発明による方法は、プロセッサ２８中のプログラム要素として実施でき、図２と図４ａ、ｂに示した個別の機能を実行する専用電子回路としても実施できる。

ここで図２を参照して、読み出し情報を分析する電子回路の一実施形態を示す。

図２は、Ｘ線検出器のセンサ電流を入力として受け取る読み出し回路４０を示す。具体的に、図２は単一のＸ線検出器ピクセル要素１８に接続された読み出し回路と見ることができる。

図２の回路は、光子カウントを決定し、それぞれの光子エネルギーを決定する第１部分Ｉと、これとは別の、検出器ピクセル８から受け取った電流を決定する第２部分ＩＩとに分かれている。複数の弁別器４２ａ、ｂ、・・・ｎを利用して、Ｘ線検出器ピクセル要素に到達した光子のエネルギーレベルを決定する。ついで、光子カウンタ４３ａ、ｂ、・・・ｎが各弁別器４２ａ、ｂ、・・・ｎの後に取り付けられ、各エネルギーレベルを有する到着光子をカウントする。

例えば、エネルギーレベルが弁別器１と２の間の光子は光子カウンタ１によりカウントされ、それによりその光子のエネルギーレベルは弁別器１により決まるエネルギーレベルと弁別器２により決まるエネルギーレベルとの間にあるにちがいないことがわかる。例えば、エネルギーレベルが弁別器６と弁別器７との間である光子は、すべての光子カウンタ１−６がその光子を記録することになり、その光子のエネルギーレベルが弁別器６のエネルギーレベルと弁別器７のエネルギーレベルとの間にあると判定できる。

光子カウントの評価と並行して、上記ピクセル要素から受け取った電流が、電荷パケットカウンタ４５とタイマー４６、４７とを用いて、電流となるある時間中の電荷量を判定する積分器４４により判定される。永久電流に基づく補正情報を用いて、各弁別器４２ａ、ｂ、・・・ｎのエネルギー閾値レベルを補正する。上記補正は、例えば、永久電流を決定して、計算した永久電流からのベースラインシフトを決定し、ベースラインシフトに対応する弁別器のエネルギー閾値を調整することにより行える。例えば、８０ｋｅＶの閾値は、ベースラインシフトが推定永久電流により１６ｋｅＶとされた場合、６４ｋｅＶの閾値となる。実際のベースラインシフトは変化するので、永久電流が無い場合、より多くの閾値（例えば、ｎ＝１０）すなわち弁別器と、場合によっては一定の相互エネルギー距離とをベースライン上に設定する。

好ましい一実施形態では、発生する蚊も知れない最大推定永久電流によりシフトしている場合があるベースライン上に少なくとも５つの閾値レベルがある。この場合、永久電流が存在しても、複数の衝突光子によるパルストレインのエネルギーを推定できる。

好ましくは、永久電流は一測定期間では、特に例えば１００μｓ以下の非常に短い測定期間では、少なくともほぼ一定に留まる。さらに、読み出し回路は、特にそれがアナログフロントエンド回路として実施されている場合に、読み出し回路のダイナミックレンジ、特にその増幅要素のダイナミックレンジと、決定可能な個別エネルギー閾値レベルとが、瞬間バックグラウンド電流が大きい時でもリニアな出力結果を提供するように十分大きい。これは、電荷パルスのパルストレイン上にスーパーインポーズされ、光電流を構成する。言い換えると、永久電流の高さに関わらず、永久電流上に、入力に電荷パルスｑ０がある場合、アナログフロントエンドは、振幅ａ０の出力パルスを供給すべきである。ダイナミックレンジは、考えられる最高の電荷パルスが考えられる最大の永久電流条件になっている読み出し回路に到達しても、出力信号が回路のダイナミックレンジ内にあるようなものでなければならない。

光伝導ゲインが入射スペクトルの平均エネルギーに（非線形に）依存する場合、光伝導ゲインを各ピクセルの入射スペクトルの平均エネルギーに依存して特徴付けることがさらに必要である。ベースラインシフトの補正後、特に、入射スペクトルの平均エネルギーの仮定の下に、光子エネルギーを推定し、この推定から平均エネルギーを推定する。この決定された平均エネルギーが仮定された平均エネルギーと一致する場合、ベースラインシフト補正は十分であると考えられる。そうでなければ、最良一致が得られるまで、異なる平均エネルギーに対して、さらに別の光伝導ゲイン値で引き続き補正を行う。

ここで、図３を参照するに、光エネルギーの決定を示す図である。

図３は、図の左側Ｉに、永久電流が無い場合の決定シナリオを示し、右側ＩＩに、永久電流がある場合のシナリオを示す。
各シナリオＩ、ＩＩは、それぞれ、３つの到着光子ａ、ｂ、ｃとｅ、ｆ、ｇのパルストレインを示し、各々は専用のエネルギーレベルを有し、これを決定すべきである。特に、さらに説明するため、到着光子の各光子エネルギーのうち、ａとｅ、ｂとｆ、及びｃとｇは同じであると仮定する。

水平線は、あるエネルギーに対応する１０通りの閾値を例として示す。したがって、閾値１は図２の光子カウンタの弁別器１の閾値に対応し、閾値２は弁別器２のレベルに対応し、以下同様である。シナリオＩの３つの到着光子のうち、光子ａは閾値３と閾値４との間のエネルギーレベルを有し、光子ｂは閾値４と閾値５との間のエネルギーレベルを有し、光子ｃは再び閾値３と閾値４との間のエネルギーレベルを有する。したがって、光子ａに対して、最初の３つの弁別器は光子ｃにするのと同様に記録する。光子ｂに対して、最初の４つの弁別器が記録する。瞬間的ベースラインシフトに対応（ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｅ）するため、多数の閾値を用いる。

設定する最高の閾値は、可能性のある最大のベースラインシフトにより決まる。シナリオＩとシナリオＩＩとの間で、永久電流によるほぼ瞬間的なベースラインシフトｄが発生する。具体的に、その時、Ｘ線束が瞬間的に変化する。図３のベースラインシフトｄは、例えば、弁別器３のエネルギー閾値に一致している。

ついで、光子ｅ、ｆ、ｇが記録される。光子ｅのエネルギーレベルは閾値５と閾値６との間に記録され、光子ｆは閾値７と閾値８との間に記録され、光子ｇのエネルギーは閾値６と閾値７との間に記録される。決定されるエネルギー値は、ベースラインシフトｄが無ければ記録されたであろうものより非常に大きい。光子ｅ、ｆ、ｇの実際のエネルギーレベルは実質的に光子ａ、ｂ、ｃのエネルギーレベルに対応するからである。したがって、実際のエネルギー値を取得するため、ベースラインシフトｄのエネルギーレベル（すなわち、閾値３に対応するエネルギー）は、永久電流に起因すると考えられるが、光子ｅ、ｆ、ｇの各エネルギーレベルから差し引かれなければならない。

したがって、永久電流を決定するとき、図３のベースラインシフトｄを決定でき、次にこれを用いて、永久電流がありそのためベースラインシフトがある場合に、決定された閾値レベルを補正できる。

図３のリニア仮想スケールを仮定した場合、光子ｅ、ｆ、ｇのエネルギー値を補正するため、閾値３のエネルギー閾値レベル（シフトｄに対応）を、光子ｅ、ｆ、ｇに対して決定した各エネルギーレベルから差し引き得る。

ここで図４を参照して、読み出し情報を分析する電子回路の別の一実施形態を示す。

ゆっくり変化する永久電流コンポーネントにより生じるベースラインシフトを避けるため、ベースライン回復とともに、説明の補正方式も利用できる。かかるベースライン回復器を実現するため、ベースライン回復器フィードバック回路４９を利用する。これは、図２の光子カウンティング部Ｉのプリアンプ４１の周りのフィードバックループを有する。したがって、カウンタＩから積分器４１及び積分チャネルＩＩへのフィードバックは、ゆっくり変化する永久電流成分を感知しない。かかる成分はすでにベースライン回復器により補正されているからである。

図４ｂは、アナログフロントエンドアンプの出力から入力へのフィードバックであり、Ｘ線検出器要素から来るセンサ電流に可算して、それによりゆっくり変化する永久電流を補正している構成を示す。「ＣＳＡ及び成形器」または「成形器」のみは、電流パルスから電圧パルスを生成するように構成されている。電圧パルスの高さは、電流パルスの下の面積または領域に比例する。かかる面積は、電流パルスにより供給される電荷の尺度であり、それゆえ各電流パルスを生成するＸ線光子のエネルギーの尺度でもある。

本発明は、例えば、医療用画像化システム、科学的目的のための機器、または空港／母国セキュリティにおいて、直接変換検出器技術に基づくすべての光子カウンティング放射検出器に適用できる。

ここで、図５を参照するに、本発明によるＸ線画像情報の画像補正方法の一実施形態例を示す。

Ｘ線画像情報の画像補正方法５０は、Ｘ線検出器要素の読み出し情報を受け取るステップ５２を有し、読み出し情報は光電流により生成される衝突Ｘ線に依存し、補正情報を用いて光伝導ゲインに対して読み出し情報を補正するステップ５４を有する。

補正情報の決定は、読み出し情報から、光エネルギー及び／または光カウント及びＸ線検出器ピクセル要素ごとの光電流を決定するステップ５６と、永久電流に対して光電流を補正することにより補正光電流を決定するステップ５８とにより行われる。補正情報は、補正された光電流に基づいて補正光エネルギーを決定することにより決定される（６０）。

特に光子カウンタの場合、読み出し情報の補正は、ベースラインシフトの補正に対応し、これは光子エネルギーが複数の光子エネルギー閾値のうちの確定された光子エネルギー閾値を超えたか判断するステップ６２と、決定された閾値におけるシフトは永久電流により導入されており、補正情報を用いてシフトを補正し、補正された光子エネルギー閾値を取得するステップ６４とを有する。

任意的に、補正された読み出し情報は、ベースライン回復を利用して、ゆっくり変化する永久電流に対して補正され得る（６６）。
参照符号リスト
１０ Ｘ線／ＣＴシステム
１２ Ｘ線発生デバイス
１４ Ｘ線検出器
１６ ガントリー
１８ Ｘ線検出器ピクセル要素
２０ Ｘ線放射
２２ オブジェクト
２４ サポート
２６ 装置
２８ プロセッサ要素
３０ 記憶／メモリ要素
３２ ディスプレイ要素
４０ 読み出し回路
４１ アンプ
４２ａ、ｂ、ｎ 弁別器
４３ａ、ｂ、ｎ 光子カウンタ
４４ 積分器
４５ 電荷パケットカウンタ
４６ 時間カウンタ
４７ 時間ラッチ
４８ Ｘ線検出器ピクセルセンサ電流
４９ ベースライン回復器
５０ 画像補正方法
５２ 読み出し情報の受け取り
５４ 読み出し情報の補正
５６ 読み出し情報から、光エネルギー／光子カウント及びＸ線検出器ピクセル要素ごとの光電流の決定
５８ 補正光電流の決定
６０ 補正情報の決定
６２ 光子エネルギーが、確定された光子エネルギー閾値を超えたかの判断
６４ 閾値シフト／ベースラインシフトの補正
６６ ゆっくり変化する永久電流に対する読み出し情報の補正

Claims (12)

1. Ｘ線画像情報の画像補正方法であって、
   Ｘ線検出器要素の読み出し情報を受け取るステップと、
   前記読み出し情報は光電流を生成する衝突Ｘ線に依存し、
   補正情報を用いて光伝導ゲインに対して読み出し情報を補正するステップとを有する、方法。
2. 前記読み出し情報から、光エネルギー及び／または光カウントと検出器ピクセル要素ごとの光電流とを決定するステップと、
   永久電流に対して前記光電流を補正することにより補正光電流を決定するステップと、
   前記補正光電流に基づいて補正光エネルギーを決定することを含み、前記補正情報を決定するステップとを有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記光伝導ゲインは前記補正情報を用いて各Ｘ線検出器ピクセル要素について補正される、請求項１乃至２いずれか一項に記載の方法。
4. 光伝導ゲインの補正情報は、前記読み出し情報の取得に用いられるＸ線システムの校正動作により各ピクセルに対して決定される、請求項１乃至３いずれか一項に記載の方法。
5. 前記補正情報は、Ｘ線束に依存する関数と、Ｘ線束に依存して検出器ピクセルごとに少なくとも１つの値を有するルックアップテーブルとのうち一方である、請求項１乃至４いずれか一項に記載の方法。
6. ベースラインシフトを補正するステップは、
   光子エネルギーが複数の光子エネルギー閾値のうちの確定された一光子エネルギー閾値を超えているか判断するステップと、
   決定された閾値は永久電流によりシフトされる可能性があり、
   前記補正情報を用いてシフトを補正し、補正光子エネルギー閾値を取得するステップとを有する、
   請求項２ないし５いずれか一項に記載の方法。
7. ベースライン回復を利用して、ゆっくり変化する永久電流に対して、光エネルギー情報を含む読み出し情報を補正するステップをさらに有する、請求項２ないし６いずれか一項に記載の方法。
8. Ｘ線画像情報の画像補正装置であって、
   オブジェクトの、受け取った読み出し情報を記憶する記憶要素と、
   補正された読み出し情報を生成する処理要素とを有し、
   請求項１乃至７いずれか一項に記載の方法を実行するように構成されている、装置。
9. 請求項８に記載の装置を有するＸ線システム。
10. Ｘ線システム及びＣＴシステムのうち一方における請求項８に記載の装置の使用。
11. プロセッサにより実行されたとき、請求項１乃至７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、Ｘ線画像情報の画像補正をするコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能媒体。
12. プロセッサにより実行されたとき、請求項１乃至７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、Ｘ線画像情報の画像補正をするプログラム要素。
    
    
    

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