JP2018526623A - 積層検出器を用いる同時ｘ線及びガンマ光子イメージングのためのデバイス及び方法 - Google Patents

Abstract

デュアルモード放射線検出器は、入射Ｘ線放射線をＸ線電気データに変換し、デュアルモード放射線検出器の入射面を形成するＸ線検出器層と、Ｘ線検出器層の下に配置されるコリメータと、コリメータの下に配置され、入射ガンマ光子をガンマ光子電気データに変換するガンマ光子検出器層とを含む。

Description

本発明は、医用イメージング分野に関し、より具体的には、同時Ｘ線及び核イメージングに適した医用イメージング用の検出器に関する。

Ｘ線イメージング及び核イメージングは、医用イメージング分野の主要技術である。

Ｘ線イメージングでは、例えばシンチレータであるＸ線検出器が、例えばＸ線管であるＸ線源からのＸ線放射線を検出する。Ｘ線検出器は、患者を通過したＸ線放射線を検出するように配置される。

核イメージングでは、放射性アイソトープが患者内に注入される。ガンマ検出器が、放射性アイソトープの崩壊から生じるガンマ光子を検出する。

Ｘ線画像が核画像の解釈を容易にする解剖学的構造を明らかにすることから、医用イメージング分野では、Ｘ線イメージングをガンマ光子イメージングと組み合わせてデュアルモードイメージングデバイスにすることに関心が寄せられている。例えば放射性アイソトープを用いてイメージングされた腫瘍の場所は、付近の骨構造に対するその場所が分かれば、より正確に決定することができる。この骨構造は、Ｘ線によってイメージングされる。

上記解剖学的及び機能的情報を抽出するためには、Ｘ線検出器及びガンマ検出器は、同じ関心領域の画像を取得するべきである。これは、互いにオフセットした（例えば互いに隣接する）両検出器を用いて行うことができるが、両検出器が、関心領域に対して同じ配向を有していることが好ましい。

更に、Ｘ線画像及びガンマ光子画像を組み合わせることの有用性を強く高めるため、Ｘ線画像及びガンマ光子画像を同時に取得することが望ましい。例えば患者は動く可能性があり、また、例えば心拍とそれに続く例えば動脈の動きといった体内の動きも、順次取得中に著しい動きが生じるようなゆっくりとしたペースで画像が順次取得されたのならば、組み合わせられた画像の解釈の妨げになる。

例えばＰＥＴ−ＣＴシステムについて説明している国際特許公開ＷＯ２０１２／０６６４６９に、同時Ｘ線及びガンマ光子検出器用の２層を含む上記されたようなタイプの検出器が説明されている。Ｘ線検出器が、検出器の入射面を形成し、ガンマ検出器は、Ｘ線検出器の後ろに配置される。Ｘ線検出器はガンマ光子の一部を通過させ、これらのガンマ光子は次にガンマ検出器に衝突する。

国際特許公開ＷＯ２０１２／０６６４６９のデバイスは、完全に満足のいくものではない。

本発明は、同時Ｘ線及びガンマ光子イメージング用の改良された積層検出器を提供することを目的とする。

このために、本発明は、
Ｘ線放射線をＸ線電気データに変換し、デュアルモード放射線検出器の入射面を形成するＸ線検出器層と、
Ｘ線検出器層の下に配置されるコリメータと、
コリメータの下に配置され、ガンマ光子をガンマ光子電気データに変換するガンマ光子検出器層とを含むデュアルモード放射線検出器を提案する。

したがって、本発明の放射線検出器は、Ｘ線検出器層とガンマ光子検出器層との間に置かれるコリメータを含む。このコリメータは、入射ガンマ光子束の一部のみを通過させ、例えば関心領域から生じるガンマ光子を選択するために使用される平行側面を有するプレート又は本体部である。コリメータは、核イメージング分野ではよく知られており、ガンマ光子の優れた吸収材であることから、通常、タングステン又は鉛で作られている。例えば平行孔コリメータ、ピンホールコリメータ又はコーンビームコリメータである様々なタイプのコリメータが知られている。

Ｘ線検出器層の下に配置されるコリメータのない国際特許公開ＷＯ２０１２／０６６４６９の積層検出器は、核イメージングから機能的情報を得るためには、関心物体に対する検出器の様々な取得位置下で多数の画像を撮る必要がある。したがって、国際特許公開ＷＯ２０１２／０６６４６９のデバイスを用いたイメージングは時間がかかり、複雑な画像再構成が伴う。

本発明の放射線検出器は、関心物体に対して検出器の単一の、例えば固定の取得位置において取得されるガンマ光子電気データからガンマ放出又は機能的画像を得るのに最適に適していると考えられる。当該ガンマ放出画像は、次に、適切なソフトウェア及びコンピュータを使用して、ガンマ光子電気データと同時に取得されたＸ線電気データから再構成されたＸ線画像と融合される。

検出器システムの固定取得位置を使用して融合Ｘ線画像及び核画像を得る方法は、国際特許公開ＷＯ２０１４／０９２５７４においても使用され、より詳細に説明されている。実施形態において、本発明の検出器は、国際特許公開ＷＯ２０１４／０９２５７４の検出器装置に取って代わることができる。

固定取得中、Ｘ線機器及びデュアルモード放射線検出器は、表示される融合画像に融合される画像であるＸ線画像及びガンマ放射線画像が完全に静止した状態で得られるように、したがって、各画像のためのデータ取得に、例えば患者である検査物体に対するＸ線機器及びデュアルモード放射線検出器又はこれらの一部の任意の移動を必要とすることなく、固定された状態に保持される。

したがって、単一の固定取得位置における本発明の放射線検出器を用いたＸ線放射線及びガンマ光子放射線の同時検出は、より迅速及びより単純なイメージングを提供する可能性がある。

幾つかの実施形態では、Ｘ線検出器、コリメータ及びガンマ検出器は、互いに直接積層される。このような構成は、コンパクトな検出器を提供する。例えば積層体は、例えばＣアームデバイス、ガントリデバイス等といったイメージング設備内に配置されるユニットとして具体化される。

実施形態では、Ｘ線フィルタ層が、Ｘ線検出器層とコリメータとの間に配置される。好適には、フィルタ層はガンマ光子を通過させる。例えばフィルタ層はスズ（Ｓｎ）を含む。

実施形態では、Ｘ線検出器層、Ｘ線フィルタ層、コリメータ及びガンマ光子検出器層は、互いに直接積層される。

幾つかの実施形態では、患者に向いているＸ線検出器、オプションのＸ線フィルタ層、コリメータ及びガンマ検出器の面積はすべて等しい。つまり、コリメータ及びガンマ光子検出器層の前面面積各々は、デュアルモード放射線検出器の入射面の前面面積と等しい。このようにすると、放射線がそこから検出される領域は、両検出器について実質的に同じである。

実施形態では、デュアルモード放射線検出器には、例えば平行孔コリメータ及びコーンビームコリメータである様々なコリメータが設けられている。当該コーンビームコリメータは、その焦点をＸ線源の場所に有する。好適な実施形態では、Ｘ線源の焦点からオフセットされている、例えばＸ線源の焦点から少なくとも１センチメートル、例えば数センチメートル、横方向にオフセットされている焦点を有するコーンビームコリメータが設けられる。これは、コリメータを通るＸ線を減少し、したがって、ガンマ検出器へのＸ線負荷を低減する。

実施形態では、コリメータは取り外し可能であり、また、デュアルモード放射線検出器内に挿入可能である。

例えば検出器は、例えばＸ線フィルタ層があってもなくても、Ｘ線検出器層とガンマ検出器との間の選択されたコリメータの横方向の挿入のためにＸ線検出器層とガンマ検出器とを幾分離すように移動するように具体化されてよい。デュアルモード検出器は更に、例えば積層コンポーネントを互いに近くにする又は更には互いにクランプすることで、当該積層コンポーネントをコンパクト積層構成にするように具体化されてよい。

例えばデュアルモード検出器は、フレーム又はハウジングを含み、その中に積層コンポーネントが保持される。例えばハウジングは、積層体の入射面を露出する開放前部と、積層体の側面及び底面を覆う放射線遮蔽周囲壁及び底部とを有する。

本発明のデュアルモード放射線検出器におけるＸ線検出は様々なやり方で行われる。例えばＸ線検出器層は、シンチレータ層と、シンチレータ層の後ろのフォトダイオードを含む検出器アレイとを含む間接フラットパネル検出器であってよい。シンチレータ層は、入来Ｘ線を光子に変換し、これらの光子は、フォトダイオードに伝搬された後、電気信号に変換される。

シンチレータ層は、例えば１０〜３０００ミクロン（例えば３００μｍ）の層厚を有するヨウ化セシウムシンチレータ、及び、当該シンチレータの後ろの約０．１〜１０ｍｍ（例えば７００μｍ）の厚さを有するシリコンベースの薄膜トランジスタのアレイを含む。

Ｘ線検出器は、ガンマ光子の少なくとも一部を通過させる。

デュアルモード検出器のＸ線層の入射面は、好適には平面である。

同様に、本発明のデュアルモード放射線検出器のガンマ検出器は、様々なタイプであってよい。例えばコリメータ及びガンマ光子検出器層は、ガンマカメラを形成する。ガンマカメラは、上記コリメータ、シンチレータ層及び当該シンチレータ層の下の光電子増倍管を含む。上記シンチレータ層は、入来ガンマ光子をシンチレーション光に変換し、シンチレーション光は、次に、光電子増倍管層内で電気信号に変換される。

上記ガンマ光子シンチレータは、ヨウ化ナトリウムベースのシンチレータ、場合により、１〜５０ｍｍ（例えば９．５ｍｍ）の厚さを有し、タリウムがドープされたヨウ化ナトリウムであってよい。

ガンマ検出器は、半導体検出器デザイン、好適にはＣＺＴ（テルル化カドミウム亜鉛）検出器又はテルル化カドミウム検出器を含んでよい。

一実施形態では、Ｘ線検出器層とガンマ光子検出器層との間に配置されるコリメータは、デュアルモード放射線検出器の唯一のコリメータであって、当該Ｘ線検出器層は、イメージングされる物体を通過したＸ線放射線に対して全体的に露出している。

別の実施形態では、散乱線除去グリッドがＸ線検出器の前に設けられている。散乱線除去グリッドは、Ｘ線イメージング分野において知られており、Ｘ線源から散乱線除去グリッドに伝搬する間に、Ｘ線検出器層に入射する散乱Ｘ線放射線の量を低減する一方で、散乱していないＸ線放射線を通過させるために使用される。散乱線除去グリッドを設けることにより、Ｘ線電気データから再構成されるＸ線画像の解像度が増加される。

例えば平行グリッド又は収束グリッドである様々なタイプの散乱線除去グリッドが使用されてよい。幾つかの実施形態では、散乱線除去グリッドを交換するために、当該散乱線除去グリッドは、デュアルモード放射線検出器から取り外し可能である。

好適には、任意の散乱線除去グリッドは、散乱線除去グリッドに入射するガンマ光子の少なくとも一部、例えば大部分を通す。散乱線除去グリッドは、ガンマ光子電気データの取得中は、所定の位置にあってよい。

ガンマ光子検出器層に入射するＸ線光子がガンマ光子検出イベントとして誤って解釈されることを更に防ぐために、ガンマ光子検出層に入射する光子のエネルギーが測定され、当該エネルギー値は、ガンマ光子電気データの一部を形成する。このようにすると、ガンマ光子について予想される値と異なるエネルギー値は、当該ガンマ光子電気データの更なる処理中に除去される。

更に、ガンマ光子検出器上へのＸ線光子の累積を防ぐために、短い減衰時間（例えばしばしば使用されるヨウ化ナトリウムシンチレータ層の減衰時間よりも短い）を有するガンマ光子検出器を使用することができる。このような短い減衰時間は、オルトケイ酸ルテチウム−イットリウム又は三臭化ランタン（ＬａＢｒ_３）を含むシンチレーション結晶を使用することによって実現される。

本発明は更に、デュアルモード放射線検出システムに関する。当該システムは、本明細書において説明されるデュアルモード放射線検出器と、画像処理ユニットとを含む。画像処理ユニットは、デュアルモード放射線検出器からＸ線電気データ及びガンマ光子電気データの両方を受信する。画像処理ユニットは、同時取得したＸ線電気データ及びガンマ光子電気データを、Ｘ線電気データ及びガンマ光子電気データの両方を含む融合画像に融合する。

画像処理ユニットは、Ｘ線電気データからＸ線画像を、ガンマ光子電気データからガンマ放出画像を再構成する。画像処理ユニットは、ガンマ光子電気データからのガンマ放出画像の再構成において、コリメータの形状を考慮する。任意選択的に、当該再構成において、散乱線除去グリッドも考慮される。しかし、ガンマ光子の少なくとも一部は散乱線除去グリッドによって妨げられないので、通常、散乱線除去グリッドの考慮は不要である。

実際には、２つ又は３つのＸ線光子が、ガンマ光子検出器層によって同時に吸収される。これらのＸ線光子の組み合わせエネルギーは、ガンマ光子のエネルギーと同様の場合がある。したがって、ガンマ光子検出器層によってＸ線光子がガンマ光子と解釈されることを防ぐためには更なる手段が必要である。これは、例えば１乃至１０ｍｓの持続時間を有するＸ線放射線のパルスを放出するＸ線源によって行われる。こうすると、ガンマ光子検出器層によるガンマ光子の検出は、必要に応じて、Ｘ線放射線パルス間にのみ行われるか、又は、当該Ｘ線放射線のパルシングは、ガンマ光子電気データの解析において考慮される。例えばＸ線放射線パルス中のガンマ光子検出を表す任意のデータがガンマ光子電気データから取り除かれる。

（患者の、又は、例えばその心拍を通した心臓の）任意の動きよりもかなりも短い持続時間を有する好適なＸ線パルス及びガンマ光子検出間隔が使用されるので、Ｘ線検出間隔とガンマ光子検出間隔との間においてイメージングされる領域の移動は想定されない。したがって、両画像の融合は、上記メリットを依然として与えることが期待される。したがって、この高速順次イメージング（この間、物体は基本的に静止している）は同時と見なされる。Ｘ線パルス、Ｘ線検出及びガンマ光子検出間隔のこのような持続時間は、好適には最大限でも０．５ｓ以内である。

デュアルモードイメージングシステムは更に、Ｘ線源及びデュアルモード放射線検出器を担持する支持設備を含む。支持設備は、Ｘ線源及びデュアルモード放射線検出器の固定取得位置を提供する。構造及び機能に関する情報を含む融合画像に融合されるＸ線電気データ及びガンマ光子電気データは、固定取得位置にあるＸ線源及びデュアルモード放射線検出器を用いて得られる。

本発明は更に、本明細書において説明されるようなデュアルモード放射線検出器と、画像処理ユニットと、例えばＸ線管であるＸ線源とを含むデュアルモードイメージングシステムに関する。画像処理ユニットは、デュアルモード放射線検出器からＸ線電気データ及びガンマ光子電気データの両方を受信する。このシステムは更に、例えば人用の支持台を有する被験者受容開口を画定する回転ガントリを含む。回転ガントリは、例えば水平軸である回転軸について被験者受容開口の周りを、例えば全回転で回転する。Ｘ線源は、回転ガントリとともに回転されるように回転ガントリに取り付けられ、検出器ヘッドは、回転ガントリとともに回転されるように回転ガントリに取り付けられる。検出器ヘッドは、Ｘ線源の反対側に、例えば被験者受容空間に対して直径方向に向かい合う場所に取り付けられる。検出器ヘッドは、Ｘ線源からＸ線を受信し、また、被験者受容開口内の被験者からガンマ光子放射線を受信するように、本発明のデュアルモード放射線検出器を含む。

本発明のデュアルモード検出器を、回転ガントリと組み合わせて使用することは、例えばガントリを被験者の周りを回転させることによる画像取得中に被験者の一部、例えば臓器の任意の動きについて得られた画像の補正を容易にする。ガントリは段階的に操作されてもよく、したがって、固定取得は、各停止時に可能である。Ｘ線源の上記パルスモード動作及び関連のガンマ光子データ解釈もガントリ設備と組み合わされてもよい。

例えば本発明のデュアルモード検出器は、米国特許第６，４２９，４３３号に説明されるガントリシステム及び方法において使用することができる。

別の実施形態では、支持設備は、例えば国際特許公開ＷＯ２０１４／０９２５７により詳細に説明されているように、Ｃアームであってよい。本明細書において考えられる実施形態では、デュアルモード放射線検出器は、Ｃアームの第２の自由端セグメントによって担持されるか、又は、当該第２の自由端セグメントに取り付けられる。

本発明のデュアルモード放射線検出システムは、同時の蛍光透視法及びシンチグラフィ用、つまり、２Ｄ画像の形成用に構成される。

デュアルモード放射線検出器は、Ｃアームデバイス、患者のＸ線及び／又は核イメージング分野において使用されるデバイスの一部であってよい。

一般的なデザインでは、このようなＣアームデバイスは、
向かい合う第１及び第２の自由端セグメントを有するＣアームと、
第１及び第２の自由端セグメントの中間において、Ｃアームに接続されるＣアーム支持構造体と、
Ｃアームの第１の自由端セグメントに取り付けられ、Ｘ線ビーム方向にＸ線ビームを放出するＸ線源と、
Ｘ線源によってＸ線ビーム方向に放出されるＸ線ビームがＸ線検出器上に結像されるように、第２の自由端セグメントに取り付けられるＸ線検出器とを含む。

国際特許公開ＷＯ２０１４／０９２５７４に、Ｃアームデバイスのより詳細な説明及び可能な実施形態が記載されている。

デュアルモード放射線検出器は、Ｘ線検出器をデュアルモード放射線検出器によって置換することによってＣアームデバイスに組み込まれ、これにより、Ｃアームデュアルモードイメージングデバイスが得られる。既存のＣアームデバイスのデュアルモードイメージングＣアームデバイスへの変換方法は本願に含まれる。

更に、本発明のデュアルモード放射線検出器以外の検出器を有する既存のＣアームデバイスが、本発明のデュアルモード放射線検出器を用いてレトロフィットされてもよい。

本発明は更に、同時Ｘ線イメージング及び核イメージング方法に関連し、当該方法は、
ガンマ光子を放出する放射性アイソトープを含む物体を提供するステップと、
検査領域に向けてＸ線放射線を放出するＸ線源を提供するステップと、
本明細書において説明されるような１つ以上のデュアルモード放射線検出器を提供するステップであって、放射線検出器は、Ｘ線源によって放出されるＸ線放射線、例えば物体を通過したＸ線放射線を検出し、物体内の放射性アイソトープによって放出されるガンマ光子を検出する、上記ステップと、
デュアルモード放射線検出器を用いて、Ｘ線電気データ及びガンマ光子電気データを同時に取得するステップと、
Ｘ線画像及びガンマ放出画像をそれぞれ再構成するように、Ｘ線電気データ及びガンマ光子電気データを処理するステップと、
同時に取得したＸ線電気データ及びガンマ光子電気データのＸ線画像及びガンマ放出画像を、融合Ｘ線画像及びガンマ光子画像に融合するステップとを含む。

例えば上記方法は、女性患者の乳房のマンモグラフィ検査を含む。

ガンマ光子検出器層のＸ線光子スピルオーバーを防ぐために、Ｘ線源は、短いパルスのＸ線放射線、例えば１〜１０ｍｓのパルスを放出する。ガンマ検出器は、当該短いＸ線放射パルス間にガンマ光子電気データを取得する。したがって、本発明は更に、同時Ｘ線及び核イメージングの方法を含み、当該方法は、１つ以上のデュアルモード放射線検出器及びパルスＸ線源を提供するステップを含み、ガンマ光子電気データの取得は、Ｘ線光子電気データの取得に先行又は後続する。Ｘ線光子電気データ及びガンマ光子電気データの両方の取得の持続時間は、好適には０．５ｓ未満であり、したがって、物体は、１つの画像に融合されるＸ線電気データ及びガンマ光子電気データの両方の取得中は基本的に静止している。

幾つかの実施形態では、Ｘ線電気データ及びガンマ光子電気データを含む融合画像に融合されるＸ線電気データ及びガンマ光子電気データは、固定取得位置にあるＸ線源及びデュアルモード放射線検出器を用いて取得される。当該固定取得位置は、Ｃアームデバイスによって実現される。

幾つかの実施形態では、単一の固定取得位置において同時に取得されたＸ線電気データ及びガンマ光子電気データの単一のセットで、解剖学的及び機能的情報を含む画像に融合されるＸ線画像及びガンマ放出画像を再構成するのに十分である。

幾つかの実施形態では、検出器の特定の固定取得位置において１つ以上の融合画像が得られた後、より多くの融合画像を得るために、異なる固定取得位置が選択される。しかし、機能的画像及び融合画像を得るには、単一の固定取得位置で十分である。

本発明のデュアルモード検出器及び説明された方法は、２次元イメージングに適用される。つまり、Ｘ線イメージングは、蛍光透視イメージングであり、核イメージングは、シンチグラフィックイメージングである。上記されたように様々な固定取得位置を選択することによって、３次元イメージングを行うこともできる。

次に、添付図面を参照して、本発明について説明する。

図１は、本発明によるデュアルモード放射線検出器の側面図を示す。 図２は、本発明によるデュアルモード放射線検出システムの側面を示す。 図３は、本発明による別のデュアルモード放射線検出器の側面図を示す。

これらの図面の要素は縮尺通りではない。即ち、これらの図面の要素の相対寸法に関する情報はない。

図面を参照して、デュアルモード放射線検出器の実施形態及びオプションの特徴について説明する。

図１は、Ｘ線検出器層１１を含むデュアルモード放射線検出器１を示す。Ｘ線検出器層１１は、デュアルモード放射線検出器の入射面を形成する。コリメータ１２が、Ｘ線検出器層１１の下に配置され、ガンマ光子検出器層が、コリメータ１２の下に配置される。

示される実施形態では、コリメータ１２は平行孔コリメータである。しかし、図３を参照して説明されるように、コーンビームコリメータといった他のタイプのコリメータの使用も考えられる。

図２は、デュアルモード放射線検出システム２を示す。デュアルモード放射線検出システム２は、本発明によるデュアルモード放射線検出器１を含み、デュアルモード放射線検出器は、Ｘ線検出器層１１、コリメータ１２及びガンマ光子検出器層１３をこの順序で含む。

Ｘ線検出器層１１は、例えば検出と関連する時間、場所及びエネルギーに関する情報を含むＸ線電気データ４１を出力する。更に、ガンマ光子検出器層１３は、例えば検出と関連する時間、場所及びエネルギーに関する情報を含むガンマ光子電気データ４２を出力する。

更に、図２は、例えばＸ線管であり、患者３１の方向にＸ線放射線２２を放出するＸ線源２１を示す。Ｘ線放射線は、例えばＸ線２２及び２３のように、患者を部分的に通過し、検出器１に、その入射面において衝突する。上記放射線は、例えばＸ線２２のようにＸ線検出器層１１内で部分的に吸収され、また、Ｘ線検出器層を部分的に通過し、続いて、コリメータ１２によって吸収される。或いは、図示されていないが、Ｘ線は、Ｘ線検出器層及びコリメータを通過し、ガンマ光子検出器によって吸収される。

患者３１の領域３２内に放射性アイソトープが存在する。アイソトープは、例えば光子３３及び３４といったガンマ光子を放出する。これらの光子は、Ｘ線検出器層を通過する。次に、例えば光子３４のようにコリメータを通過し、ガンマ光子検出器によって吸収される。光子の伝搬方向がコリメータ開口のアライメントと異なると、光子は、ここでは光子３３の場合のように、コリメータによっても吸収される。

デュアルモード放射線検出システム２は更に、Ｘ線電気信号４１及びガンマ光子電気データ４２を受信する画像処理ユニット５１を含む。画像処理ユニットは、Ｘ線電気信号４１に基づいて、Ｘ線画像を構成し、ガンマ光子電気データ４２に基づき、また、コリメータ１２の特性を考慮して、ガンマ光子放出画像を再構成する。

次に、同時検出されたＸ線放射線及びガンマ光子放射線からのＸ線透過像及びガンマ光子が、単一の融合画像６２に融合され、当該融合画像は、ディスプレイ６１上に表示される。

図３は、互いに直接積層されたコンポーネントからなるデュアルモード放射線検出器１を示す。

Ｘ線検出器層１１が、デュアルモード放射線検出器の入射面を形成する。

Ｘ線検出器層の下には、オプションであるが、例えばスズ（Ｓｎ）で作られた又はスズ（Ｓｎ）を含むＸ線フィルタ層１６がある。層１６は、好適には、ガンマ光子を通過させるが、Ｘ線を除去する。

コリメータ１２が、Ｘ線検出器層１１の下に、ここでは更に、Ｘ線フィルタ層の下に配置される。

概略的に示されるように、また、好適には、コリメータは、焦点ＦＰを有するコーンビームコリメータである。

コリメータ１２の下に、ガンマ光子検出器層１３が配置される。

上記されたように、コーンビームコリメータ１２の焦点ＦＰが、Ｘ線源の焦点から例えば横方向にオフセットされるようにコーンビームコリメータ１２を有する検出器１を配置及び／又は具体化することが有利である。これは、コリメータを通過するＸ線を減少／回避し、これは、検出器層１３の動作に有利である。

例えば放射線検出器は、例えば骨格フレームである支持構造体を含み、これらのコンポーネントは、例えばフレームから取り外し可能であるように積層及び固定され、これにより、例えば１つのコンポーネントを当該コンポーネントの別のバージョンに交換することができる、及び／又は、フィルタ層１６を配置するか若しくは省略することができる。

Claims (28)

1. 入射Ｘ線放射線をＸ線電気データに変換し、デュアルモード放射線検出器の入射面を形成するＸ線検出器層と、
   前記Ｘ線検出器層の下に配置されるコリメータと、
   前記コリメータの下に配置され、入射ガンマ光子をガンマ光子電気データに変換するガンマ光子検出器層と、
   を含む、デュアルモード放射線検出器。
2. 前記Ｘ線検出器層、前記コリメータ及び前記ガンマ光子検出器層は、互いに直接積層される、請求項１に記載のデュアルモード放射線検出器。
3. Ｘ線フィルタ層が、前記Ｘ線検出器層と前記コリメータとの間に配置され、前記Ｘ線検出器層、前記Ｘ線フィルタ層、前記コリメータ及び前記ガンマ光子検出器層は、互いに直接積層される、請求項１に記載のデュアルモード放射線検出器。
4. 前記コリメータ及び前記ガンマ光子検出器層の前面面積各々は、前記デュアルモード放射線検出器の前記入射面の前面面積と等しい、請求項１乃至３の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器。
5. 前記コリメータは取り外し可能であり、前記デュアルモード放射線検出器内に挿入可能である、請求項１乃至４の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器。
6. 前記Ｘ線検出器層は、シンチレータ層と、前記シンチレータ層の下のフォトダイオードを含む検出器アレイとを含む間接フラットパネル検出器である、請求項１乃至５の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器。
7. 前記コリメータ及び前記ガンマ光子検出器層は、ガンマカメラを形成し、前記ガンマカメラは、前記コリメータ、シンチレータ層、及び、前記シンチレータ層の下の光電子増倍管層を含む、請求項１乃至６の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器。
8. 前記コリメータは、コーンビームコリメータである、請求項１乃至７の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器。
9. 前記コリメータは、平行孔コリメータである、請求項１乃至７の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器。
10. 前記Ｘ線検出器層と前記ガンマ光子検出器層との間に配置される前記コリメータは、前記デュアルモード放射線検出器の唯一のコリメータであり、前記入射面は、前記デュアルモード放射線検出器に衝突する放射線に全体的に露出されている、請求項１乃至９の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器。
11. 前記Ｘ線検出器層に入射する散乱Ｘ線放射線の量を低減するように、前記Ｘ線検出器層の前に設けられる散乱線除去グリッドを更に含む、請求項１乃至９の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器。
12. 前記散乱線除去グリッドは、前記デュアルモード放射線検出器から取り外し可能である、請求項１１に記載のデュアルモード放射線検出器。
13. 前記散乱線除去グリッドは、ガンマ光子の少なくとも一部を通過させ、前記散乱線除去グリッドは、ガンマ光子電気データの取得中は、前記Ｘ線検出器層の前の所定位置に留まる、請求項１１又は１２に記載のデュアルモード放射線検出器。
14. 前記ガンマ光子検出器層は、オルトケイ酸ルテチウム−イットリウム又は三臭化ランタン（ＬａＢｒ_３）シンチレーション結晶を使用することによって、タリウムがドープされたヨウ化ナトリウムの減衰時間よりも短い減衰時間を有するシンチレータ層を含む、請求項１乃至１３の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器。
15. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器と、画像処理ユニットと、を含み、前記画像処理ユニットは、前記デュアルモード放射線検出器から前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方を受信し、前記画像処理ユニットは、同時に取得した前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データを、前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方を含む融合画像に融合する、デュアルモード放射線検出システム。
16. 前記ガンマ光子電気データは、前記ガンマ光子検出器層に入射する光子のエネルギーに関する情報を含み、前記画像処理ユニットは、前記ガンマ光子検出器層に入射する光子のエネルギーに基づいて、前記ガンマ光子検出器層に入射するＸ線光子を除去する、請求項１５に記載のデュアルモード放射線検出システム。
17. 同時の蛍光透視法及びシンチグラフィ用に構成される、請求項１５又は１６に記載のデュアルモード放射線検出システム。
18. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器と、画像処理ユニットと、Ｘ線管であるＸ線源と、を含み、前記画像処理ユニットは、前記デュアルモード放射線検出器から前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方を受信し、前記画像処理ユニットは、取得した前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データを、前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方を含む融合画像に融合する、デュアルモードイメージングシステム。
19. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器と、画像処理ユニットと、Ｘ線管であるＸ線源と、を含み、前記Ｘ線源は、焦点を有し、前記画像処理ユニットは、前記デュアルモード放射線検出器から前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方を受信し、前記デュアルモード放射線検出器の前記コリメータは、前記Ｘ線源の前記焦点からオフセットした焦点を有するコーンビームコリメータである、請求項１８に記載のデュアルモードイメージングシステム。
20. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器と、画像処理ユニットと、例えばＸ線管であるＸ線源と、を含み、前記画像処理ユニットは、前記デュアルモード放射線検出器から前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方を受信し、前記Ｘ線源は、Ｘ線放射線のパルスを放出し、前記ガンマ光子検出器層は、前記Ｘ線放射線のパルス間に光子を検出し、前記画像処理ユニットは、前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方が、０．５秒の時間間隔内に取得され、取得した前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データを、前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方を含む融合画像に融合するように、前記Ｘ線電気データは、Ｘ線パルス中に取得され、前記ガンマ光子電気データは、前記Ｘ線パルスの前又は後に取得される、請求項１８又は１９に記載のデュアルモードイメージングシステム。
21. 前記Ｘ線源及び前記デュアルモード放射線検出器を担持する支持設備を更に含み、前記支持設備は、前記Ｘ線源及び前記デュアルモード放射線検出器の固定取得位置を提供し、前記融合画像に融合される前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データは、前記固定取得位置にある前記Ｘ線源及び前記デュアルモード放射線検出器を用いて得られる、請求項１８乃至２０の何れか一項に記載のデュアルモードイメージングシステム。
22. 前記支持設備は、Ｃアームデバイスであり、前記Ｃアームデバイスは、
    向かい合う第１の自由端セグメント及び第２の自由端セグメントを有するＣアームと、
    前記第１の自由端セグメントと前記第２の自由端セグメントとの中間において、前記Ｃアームに接続されるＣアーム支持構造体と、
    を含み、
    前記Ｘ線源は、前記Ｃアームの前記第１の自由端セグメントによって担持され、Ｘ線ビーム方向にＸ線ビームを放出し、
    前記デュアルモード放射線検出器は、前記第２の自由端セグメントによって担持され、したがって、前記Ｘ線源によって前記Ｘ線ビーム方向に放出されるＸ線ビームは、前記デュアルモード放射線検出器上に結像される、請求項２１に記載のデュアルモードイメージングシステム。
23. 向かい合う第１の自由端セグメント及び第２の自由端セグメントを有するＣアームと、
    前記第１の自由端セグメントと前記第２の自由端セグメントとの中間において、前記Ｃアームに接続されるＣアーム支持構造体と、
    前記Ｃアームの前記第１の自由端セグメントに取り付けられ、Ｘ線ビーム方向にＸ線ビームを放出するＸ線源と、
    前記Ｘ線源によって前記Ｘ線ビーム方向に放出されるＸ線ビームが前記デュアルモード放射線検出器上に結像されるように、前記第２の自由端セグメントに取り付けられる請求項１乃至１４の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器と、
    を含む、Ｃアームデュアルモード放射線検出デバイス。
24. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載のよるデュアルモード放射線検出器と、画像処理ユニットと、Ｘ線管であるＸ線源と、を含むデュアルモードイメージングシステムであって、
    前記画像処理ユニットは、前記デュアルモード放射線検出器から前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方を受信し、
    前記デュアルモードイメージングシステムは更に、被験者受容開口を画定する回転ガントリと、前記回転ガントリとともに回転されるように前記回転ガントリに取り付けられる検出器ヘッドと、を含み、前記回転ガントリは、回転軸について前記被験者受容開口の周りを回転し、前記Ｘ線源は、前記回転ガントリとともに回転されるように前記回転ガントリに取り付けられ、前記検出器ヘッドは、前記Ｘ線源の反対側に配置され、前記検出器ヘッドは、前記Ｘ線源からＸ線を受信し、前記被験者受容開口内の被験者からガンマ光子放射線を受信するように、前記デュアルモード放射線検出器を含む、デュアルモードイメージングシステム。
25. 同時Ｘ線及び核イメージングのための方法であって、
    ガンマ光子を放出する放射性アイソトープを含む物体を提供するステップと、
    検査領域に向けてＸ線放射線を放出するＸ線源を提供するステップと、
    請求項１８乃至２４の何れか一項に記載のデュアルモードイメージングシステム内に、請求項１乃至１４の何れか一項に記載のデュアルモード放射線検出器を１つ以上提供するステップであって、前記デュアルモード放射線検出器は、前記Ｘ線源によって放出されるＸ線放射線である、前記物体を通過したＸ線放射線を検出し、前記物体内の前記放射性アイソトープによって放出されるガンマ光子を検出する、前記ステップと、
    前記デュアルモード放射線検出器を用いて、Ｘ線電気データ及びガンマ光子電気データを同時に取得するステップと、
    Ｘ線画像及びガンマ放出画像をそれぞれ再構成するように、前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データを処理するステップと、
    同時に取得した前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの前記Ｘ線画像及び前記ガンマ放出画像を、融合Ｘ線及びガンマ光子画像に融合するステップと、
    を含む、方法。
26. 前記Ｘ線源は、融合画像用の前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データの両方が最大限で０．５秒の時間間隔内に取得されるように、Ｘ線放射線のパルスである１乃至１０ｍｓの持続時間を有するパルスを放出するように動作し、前記Ｘ線電気データは、Ｘ線パルス中に取得され、前記ガンマ光子電気データは、前記Ｘ線パルスの前及び／又は後に取得される、請求項２５に記載の方法。
27. 融合画像に融合される前記Ｘ線電気データ及び前記ガンマ光子電気データは、固定取得位置における前記Ｘ線源及び前記デュアルモード放射線検出器を用いて取得される、請求項２４乃至２６の何れか一項に記載の方法。
28. 前記Ｘ線イメージングは、蛍光透視イメージングであり、前記核イメージングは、シンチグラフィックイメージングである、請求項２４乃至２７の何れか一項に記載の方法。

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