JP6018748B2 - Ｃｔイメージング・システム - Google Patents

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Description

本発明の各実施形態は一般的には、診断撮像の方法及び装置に関し、さらに具体的には、一体型Ｘ線検出器アセンブリを製造する装置及び方法に関する。
典型的には、ＣＴイメージング・システムでは、Ｘ線源が患者又は手荷物のような被検体又は物体へ向けてファン（扇形）形状のビームを放出する。以下では、「被検体」及び「対象」「物体」等の用語は、撮像されることが可能な任意の物体を含むものとする。一般的には、Ｘ線源及び検出器アセンブリは、撮像平面内で被検体を中心としてガントリの周りを回転する。Ｘ線源は典型的には、焦点においてＸ線ビームを放出するＸ線管を含んでいる。ビームは被検体によって減弱された後に放射線検出器のアレイに入射する。
検出器アセンブリは典型的には、複数の検出器モジュールで構成されている。検出器素子の各々における受光されたＸ線ビームの強度を表わすデータが、一連のガントリ角度にわたって収集される。検出器アレイにおいて受光される減弱後のビーム放射線の強度は典型的には、被検体によるＸ線ビームの減弱量に依存する。検出器アレイの各々の検出器素子が、各々の検出器素子によって受光される減弱後のビームを示す別個の電気信号を発生する。電気信号はデータ処理システムへ伝送されて解析され、ここから最終的に画像を形成する。
従来のＣＴシステムは、多色スペクトルを有するＸ線を放出する。被検体の各々の物質のＸ線減弱は、放出されるＸ線のエネルギに依存する。ＣＴ投影データが多数のＸ線エネルギ・レベル又はスペクトルにおいて取得される場合には、データは、撮像されている被検体又は対象に関する従来のＣＴ画像には含まれない付加的情報を含む。例えば、スペクトルＣＴデータを用いて、選択された単色エネルギと等価のＸ線減弱係数による新たな画像を形成することができる。かかる単色画像は、恰も被検体からの投影データを単色Ｘ線ビームによって収集することによりＣＴ画像が形成されているかのようにボクセルの強度値が割り当てられている画像データを含んでいる。スペクトルＣＴデータは、各組織のさらに十分な識別を容易にして、例えばカルシウムを含む組織及びヨードを含む組織のように各物質を区別することを容易にする。
エネルギ感知型走査の主な目的は、異なる色エネルギ状態での２以上の走査を利用することにより、画像の内部の情報（コントラスト分離及び物質特異性等）を強調する診断用ＣＴ画像を得ることである。高周波発生器が、交互ビュー毎に高周波電磁エネルギ投射源のｋＶｐ電位を切り換えることを可能にした。結果として、２以上のエネルギ感知型走査のデータを、従来のＣＴ技術の場合に典型的に生ずる数秒間隔で行なわれる２回の別個の走査ではなく、時間的にインタリーブされた態様で得ることができる。インタリーブされた投影データはさらに、例えば何らかの形態の補間を用いて、各々のエネルギ・レベルにおいて同じ経路長が画定されるように位置合わせされ得る。
従来の曲線型検出器アレイは、検出器アレイに配列された多数の個別の検出器素子を含んでいる。これらの検出器素子は二次元モジュールとして配列されたシンチレータ／フォトダイオードのセルであり、次いでこれらの二次元モジュールを結合して二次元（２Ｄ）検出器面積アレイにする。この検出器アレイの検出範囲（coverage）面積は、各々の２Ｄモジュールにおける検出器素子の数及び検出器アセンブリを形成するように結合される２Ｄモジュールの数によって画定される。
米国特許第７，０３９，１５３号明細書
従来の曲線型検出器アレイを含む公知のシステム及び方法を用いて、多数のＸ線エネルギ・レベル又はスペクトルにおける投影データを取得して表示することができるが、走査の検出範囲面積は検出器アレイの寸法によって画定される。各々の個別の検出器素子が当該素子固有の読み出しチャネルを有するため、検出器アセンブリが大きいほどイメージング・システムは高価で複雑になる。
心走査のような様々な撮像応用において、撮像対象についての画像データの全てをガントリの単一の回転において取得することができると有利である。かかる画像データ取得技術は、例えばモーション・アーティファクトを最小化することを含めて多くの利点を有する。しかしながら、検出器アセンブリの検出範囲面積は、検出器アレイでの撮像対象の投影の寸法に基づいて寸法決定されなければならない。例えば心臓を撮像するのに十分に大きい検出範囲面積を有して設計される曲線型検出器アセンブリは、極めて複雑で法外に高価となる。
従って、上述の欠点を克服するＸ線検出器アセンブリを設計することが望ましい。
本発明の一観点によれば、Ｘ線検出器アセンブリが、第一の複数の検出器モジュールを含む第一の曲線型検出器アセンブリと、第二の複数の検出器モジュールを含む第二の曲線型検出器アセンブリと、第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器とを含んでおり、第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器は、当該第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器の第一の端部が第一の曲線型検出器アセンブリの内側端部に結合され、当該第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器の第二の端部が第二の曲線型検出器アセンブリの内側端部に結合されるように、第一及び第二の曲線型検出器アセンブリの間に配置される。
本発明のもう一つの観点によれば、検出器アセンブリを製造する方法が、第一のフラット・パネル検出器を設けるステップを含んでおり、第一のフラット・パネル検出器は、Ｘ線源に対面するように構成された上面と、当該第一のフラット・パネル検出器の上面から上面の反対側の底面へ向けて延在する第一の側面と、第一の側面の反対側で上面から底面まで延在する第二の側面とを有している。この方法はまた、内部に配置された複数の検出器を有し、Ｘ線源に対面するように構成された上面を含む第一の曲線型検出器アレイを設けるステップと、当該第一の曲線型検出器の上面の一辺が第一のフラット・パネル検出器の第一の側面に当接するように第一の曲線型検出器アレイを第一のフラット・パネル検出器と整列させるステップとを含んでいる。さらに、この方法は、内部に配置された複数の検出器を有し、Ｘ線源に対面するように構成された上面を含む第二の曲線型検出器アレイを設けるステップと、当該第二の曲線型検出器の上面の一辺が第一のフラット・パネル検出器の第二の側面に当接するように第二の曲線型検出器アレイを第一のフラット・パネル検出器と整列させるステップとを含んでいる。
本発明のもう一つの観点によれば、ＣＴシステムが、走査対象を収容する開口を内部に有する回転式ガントリと、回転式ガントリの開口の内部に配置されて開口を通ってＺ方向に移動可能なテーブルとを含んでいる。このＣＴシステムはまた、回転式ガントリに結合されてＸ線のビームを走査対象へ向けて投射するように構成されているＸ線源と、Ｘ線源からのＸ線のビームを受光するように配置された検出器アセンブリとを含んでいる。検出器アセンブリは、複数の検出器を含む第一の曲線型検出器アセンブリと、複数の検出器を含む第二の曲線型検出器アセンブリと、第一のフラット・パネル・ディジタル検出器とを含んでおり、第一のフラット・パネル・ディジタル検出器は、当該第一のフラット・パネル・ディジタル検出器の第一の端部が第一の曲線型検出器アセンブリの内側端部に結合され、当該第一のフラット・パネル検出器の第二の端部が第二の曲線型検出器アセンブリの内側端部に結合されるように、第一及び第二の曲線型検出器アセンブリの間に配置される。
他の様々な特徴及び利点が、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
図面は、本発明を実施するために現状で思量される好ましい各実施形態を示す。
ＣＴイメージング・システムの見取り図である。 図１に示すシステムのブロック概略図である。 ＣＴシステム検出器アレイの一実施形態の遠近図である。 検出器の一実施形態の遠近図である。 本発明の一実施形態による検出器アセンブリを有するイメージング・システムの一部の断面図である。 図５の検出器アセンブリの一部の拡大図である。 図５の検出器アセンブリの他の一部の拡大図である。 本発明の一実施形態による図５の検出器アセンブリの遠近図である。 本発明のもう一つの実施形態による検出器アセンブリを有するイメージング・システムの一部の断面図である。 図９の検出器アセンブリの一部の拡大図である。 図９の検出器アセンブリの他の一部の拡大図である。 第一の位置にあるフラット・パネル検出器を示す図９の検出器アセンブリのブロック概略図である。 第二の位置にあるフラット・パネル検出器を示す図９の検出器アセンブリのもう一つのブロック概略図である。 非侵襲型小包検査システムと共に用いられるＣＴシステムの見取り図である。
本発明の動作環境を６４スライス型計算機式断層写真法（ＣＴ）システムに関連して説明する。但し、当業者には、本発明が他のマルチ・スライス型構成での利用にも同等に適用可能であることが認められよう。さらに、本発明をＸ線の検出及び変換に関連して説明する。但し、当業者はさらに、本発明が他の高周波電磁エネルギの検出及び変換にも同等に適用可能であることを認められよう。本発明を「第三世代」ＣＴスキャナに関連して説明するが、本発明は他のＣＴシステムでも同等に適用可能である。
加えて、本発明の幾つかの実施形態は、例えば二重エネルギ・データのような多重エネルギ・データを取得するためのシステム、方法、及びコンピュータ命令を提供する。幾つかの多重エネルギ・データは、例えばフォトン計数システムのようなスペクトル・イメージング・システムにおいて用いられ得る。多重エネルギ・データの一形式である二重エネルギ・データは、単色画像、物質密度画像、及び／又は実効Ｚ画像において具現化され得る。本書に記載される実施形態の多くは二重エネルギ・データに関連して議論されているが、当業者には認められるように、これらの実施形態は二重エネルギ・データに限定されず、他の形式の多重エネルギ・データに関連して用いられることもできる。
図１には、ＣＴイメージング・システム１０が、「第三世代」ＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして示されている。ガントリ１２はＸ線源１４を有し、Ｘ線源１４は、ガントリ１２の反対側に位置する検出器アセンブリ又はコリメータ１６へ向けてＸ線のビームを投射する。図２を参照すると、検出器アセンブリ１６は、複数の検出器又は検出器モジュール１８及びデータ取得システム（ＤＡＳ）２０によって形成されている。複数の検出器１８は、患者２４を透過する投射Ｘ線２２を感知し、ＤＡＳ２０は後続の処理のためにデータをディジタル信号へ変換する。各々の検出器１８が、入射Ｘ線ビームの強度を表わし従って患者２４を透過した減弱後のビームを表わすアナログ電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品は回転中心２６の周りを回転する。
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２８によって制御される。制御機構２８は、Ｘ線制御器３０とガントリ・モータ制御器３２とを含んでおり、Ｘ線制御器３０はＸ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３２はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。画像再構成器３４が、標本化されてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ２０から受け取って高速再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
コンピュータ３６はまた、キーボード、マウス、音声作動式コントローラ、又は他の任意の適当な入力装置のような何らかの形態の操作者インタフェイスを有するコンソール４０を介して、操作者から命令及び走査用パラメータを受け取る。付設されている表示器４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピュータ３６からのその他のデータを観察することができる。操作者が供給した命令及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ２０、Ｘ線制御器３０及びガントリ・モータ制御器３２に制御信号及び情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、電動テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、患者２４及びガントリ１２を配置する。具体的には、テーブル４６は患者２４を図１のガントリ開口４８を通して全体として又は部分的に移動させる。
図３に示すように、検出器アセンブリ１６は、コリメート用ブレード又はプレート５２を間に配置したレール５０を含んでいる。プレート５２は、Ｘ線ビームが例えば検出器アセンブリ１６に配置された図４の検出器１８に入射する前にＸ線２２をコリメートするように配置されている。一実施形態では、検出器アセンブリ１６は５７個の検出器１８を含んでおり、各々の検出器１８が６４×１６のアレイ寸法のピクセル素子５４を有している。結果として、検出器アセンブリ１６は６４列の横列及び９１２列の縦列（１６×５７個の検出器）を有し、ガントリ１２の各回の回転によって６４枚の同時スライスのデータを収集することを可能にしている。
図４を参照すると、検出器１８はＤＡＳ２０を含んでおり、各々の検出器１８が、パック５６として構成されている多数の検出器素子５４を含んでいる。検出器１８は、検出器素子５４に対してパック５６の内部に配置されたピン５８を含んでいる。パック５６は、複数のダイオード６２を有する背面照射型ダイオード・アレイ６０の上に配置されている。次に、背面照射型ダイオード・アレイ６０は多層基材６４の上に配置されている。スペーサ６６が多層基材６４の上に配置されている。検出器素子５４は背面照射型ダイオード・アレイ６０に光学的に結合され、次に背面照射型ダイオード・アレイ６０は多層基材６４に電気的に結合されている。軟質（フレックス）回路６８が、多層基材６４の面７０及びＤＡＳ２０に取り付けられている。検出器１８は、ピン５８の利用によって検出器アセンブリ１６の内部に配置される。
一実施形態の動作時には、検出器素子５４の内部に入射するＸ線がフォトンを発生し、フォトンがパック５６を横断することによりアナログ信号を発生して、この信号が背面照射型ダイオード・アレイ６０の内部のダイオードにおいて検出される。発生されるアナログ信号は、多層基材６４を通り、フレックス回路６８を通ってＤＡＳ２０まで運ばれて、ここでアナログ信号がディジタル信号へ変換される。
図５は、例えば図１のＣＴイメージング・システム１０のようなイメージング・システム７２の一部の側面図を示す。イメージング・システム７２は、回転式ガントリ７８の回転中心７６の周りを回転するように構成されているＸ線源７４を含んでいる。Ｘ線源７４から放出される高速の電子がＸ線源７４のターゲット部（図示されていない）の表面に衝突すると、Ｘ線ビーム８０が発生される。Ｘ線ビーム８０は患者８２を透過して検出器アセンブリ８４に入射する。
ここで図５〜図８を参照して述べると、検出器アセンブリ８４は、一対の曲線型検出器アセンブリ又はアレイ８８、９０の間に配置されたフラット・パネル・ディジタル投影放射線検出器８６を含んでいる。図６は検出器アセンブリ８４の一部９２の拡大図であって、フラット・パネル検出器８６と曲線型検出器アセンブリ８８との間の境界面を示しており、図７は検出器アセンブリ８４の一部９４の拡大図であって、フラット・パネル検出器８６と曲線型検出器アセンブリ９０との間の境界面を示している。図６に示すように、フラット・パネル検出器８６は、当該フラット・パネル検出器８６の左側表面又は左側端部９６が曲線型検出器アセンブリ８８の内側表面又は内側端部９８に結合されるように曲線型検出器アセンブリ８８に結合されている。また、図７に示すように、フラット・パネル検出器８６は同様の態様で、当該フラット・パネル検出器８６の右側表面又は右側端部１００が曲線型検出器アセンブリ９０の内側表面又は内側端部１０２に結合されるように曲線型検出器アセンブリ９０に結合されている。一実施形態では、フラット・パネル検出器８６及び曲線型検出器アセンブリ８８、９０は、フラット・パネル検出器８６の上面１０４がそれぞれの曲線型検出器アセンブリ８８、９０の上面１０６、１０８と実質的に整列するように整列させられる。代替的には、以下で図９〜図１０に関連して詳述するように、フラット・パネル検出器８６の上面１０４は、曲線型検出器アセンブリ８８、９０の上面１０６、１０８からずれていてもよい。
各々の曲線型検出器アセンブリ８８、９０が複数の個別の検出器１１０を含んでおり、検出器１１０の各々が、検出器１８（図４）の検出器素子５４と同様に多数の検出器素子（図示されていない）を有している。一実施形態では、各々の検出器１１０は、ｘ方向（チャネル方向）１１２で測定される幅約１６ｍｍ、及びｚ方向（スライス方向）１１４で測定される高さ約６４ｍｍを有している。読み出しチャネル１１６が、各々の検出器１１０の電気信号をそれぞれの検出器１１０からデータ取得システム１１８へ伝送する。データ取得システム１１８はデータをディジタル信号へ変換する。ディジタル信号は、画像再構成器３４（図２）のような画像再構成器であってフラット・パネル・ディジタル検出器８６と曲線型検出器アセンブリ８８、９０との間の境界面における干渉を考慮に入れた高度な較正及び補正を適用し得る画像再構成器へ伝送されて再構成を施される。
フラット・パネル検出器８６は、カテーテル撮像に典型的に用いられるディジタル・フルオロスコピィ・パネルのような固体ディジタル投影放射線検出器である。フラット・パネル検出器８６は、横列及び縦列に構成されたピクセル１２０のアレイを含んでいる。検出器アセンブリ８８、９０のような従来の曲線型検出器アセンブリとは異なり、フラット・パネル検出器８６のピクセル１２０は、図８に示すように走査線１２２及び読み出し線１２４のマトリクスに関連付けられる。フラット・パネル検出器８６は、読み出し線１２４毎に単一の読み出しチャネル１２６を含んでいる。一実施形態では、フラット・パネル検出器８６は、General Electric CompanyのGE Healthcare事業部から市販されているRevolution（商標）XR/dである。
検出器アセンブリ８４は、Ｘ線ビーム８０が患者８２を透過してフラット・パネル検出器８６及び曲線型検出器アセンブリ８８、９０に入射するようにＸ線源７４に整列している。図５に示すように、フラット・パネル検出器８６は、患者８２の関心領域１２８に整列し、関心領域１２８の全投影１３０がフラット・パネル検出器８６に入射するような寸法を有している。Ｘ線透過方向１３２に進み関心領域１２８を透過するＸ線がフラット・パネル検出器８６に入射することを保証するために、フラット・パネル検出器８６の検出範囲面積は関心領域１２８の投影１３０の寸法に少なくとも等しい。従って、フラット・パネル検出器８６を、様々な実施形態に従って心臓、肝臓又は肺のような投影される着目器官の寸法（又は僅かに大型）にすることができる。一実施形態では、フラット・パネル検出器８６は、ｘ方向及びｚ方向１１２、１１４で測定される約２０ｃｍ×２０ｃｍの検出範囲面積を有する。従って、曲線型検出器アセンブリ８８、９０に入射するＸ線ビーム８０の部分は、関心領域１２８の外部の患者８２の領域に対応する。選択により、フラット・パネル検出器８６のＸ線透過方向１３２の前面に、フラット・パネル検出器８６において受光されるＸ線ビームをコリメートするフラット・パネル・コリメータ・アセンブリ又はグリッド１２７（二点鎖線で示す）を配置してもよい。
様々な実施形態によれば、関心領域１２８は、例えば心臓、肺、又は肝臓のような被撮像器官に対応する。従って、関心領域１２８が心臓として画定される心走査応用では、フラット・パネル検出器８６の検出範囲面積がフラット・パネル検出器８６での心臓の投影１３０よりも大きいため、成人の心臓全体を回転式ガントリ７８の単一回転で走査することができる。
図９には、代替的な実施形態によるイメージング・システム１３４が示されている。イメージング・システム１３４は、第一及び第二の曲線型検出器アセンブリ８８、９０の間に配置されたフラット・パネル検出器８６を含む検出器アセンブリ８４へ向けてＸ線ビーム８０を方向付けるように配置されたＸ線源７４を含んでいる点で図５のイメージング・システム７２に関連して説明したものと同様の態様で構成されている。
図１０は検出器アセンブリ８４の一部１３６の拡大図であって、フラット・パネル検出器８６と曲線型検出器アセンブリ８８との間の境界面を示している。図示のように、フラット・パネル検出器８６は、曲線型検出器アセンブリ８８の上面１０６の一辺１３８がフラット・パネル検出器８６の第一の側面１４０と当接するように曲線型検出器アセンブリ８８に結合されている。同様に、図１１は検出器アセンブリ８４の一部１４２の拡大図であって、フラット・パネル検出器８６と曲線型検出器アセンブリ９０との間の境界面を示している。フラット・パネル検出器８６は、曲線型検出器アセンブリ８８と同様の態様で曲線型検出器アセンブリ９０に結合されている。すなわち、曲線型検出器アセンブリ９０の上面１０８の一辺１４４がフラット・パネル検出器８６の第二の側面１４６と当接している。
図９に戻り、イメージング・システム７２（図５）に含まれる各構成要素に加えて、イメージング・システム１３４は、フラット・パネル・ディジタル投影放射線検出器８６のＸ線透過方向１３２の前面に配置される第二のフラット・パネル・ディジタル投影放射線検出器１４８を含んでおり、Ｘ線源７４から発散するＸ線ビーム８０の一部がフラット・パネル検出器８６に入射する前に第二のフラット・パネル検出器１４８を透過するようになっている。様々な実施形態によれば、フラット・パネル検出器８６、１４８は異なる減弱特性を有して構築され得る。例えば、フラット・パネル検出器８２、１４８のシンチレータは、フラット・パネル検出器１４８が低エネルギＸ線を吸収しフラット・パネル検出器８６が高エネルギＸ線を吸収するように、異なる厚み（ｙ方向１５０で測定される）又は異なるシンチレータ材料で製造され得る。イメージング・システム１３４はまた、各々のフラット・パネル検出器８６、１４８の前面に配置される選択要素のコリメート用アセンブリ１２７（図５）と同様のコリメート用アセンブリ又はグリッド（図示されていない）を含み得る。
一実施形態では、第二のフラット・パネル検出器１４８はガイド・レール１５２に摺動自在に取り付けられ、図１２及び図１３に示すように第二のフラット・パネル検出器１４８がＸ線ビーム８０の内外へ移動し得るようにしている。先ず、図１２には、第二のフラット・パネル検出器１４８を第一の位置に有する検出器アセンブリ８４のブロック概略図が示されており、この場合には第二のフラット・パネル検出器１４８はフラット・パネル・ディジタル投影放射線検出器８６の上に配置されて実質的に重なっており、このためフラット・パネル検出器８６は図１２では視界から隠れている。第二のフラット・パネル検出器１４８がこの第一の位置にあるときに、フラット・パネル検出器８６へ向けて発散するＸ線８０の一部が第二のフラット・パネル検出器１４８によって吸収され、Ｘ線８０の他の一部が第二のフラット・パネル検出器１４８を透過してフラット・パネル検出器８６に入射する。図１３は、ガイド・レール１５２に沿って第二の位置へ移動した後の第二のフラット・パネル検出器１４８を示しており、この場合には第二のフラット・パネル検出器１４８はフラット・パネル検出器８６からｚ方向１１４にずれている。このように、第二のフラット・パネル検出器１４８が第二の位置にあるときに、Ｘ線透過方向１３２に向けられたＸ線８０は、最初に第二のフラット・パネル検出器１４８を透過することなく、フラット・パネル検出器８６に入射する。
図９に戻り、Ｘ線透過方向１３２に第一及び第二のフラット・パネル検出器８６、１４８の間に、エネルギ識別計算機式断層写真法（ＥＤＣＴ）応用に用いられるノッチ・フィルタ１５４を配置することができる。ノッチ・フィルタ１５４はＸ線減弱材料で構築されて、Ｘ線源７４から放出されるＸ線８０の高エネルギＸ線帯と低エネルギＸ線帯との間に相対的に広いエネルギ分離帯又はノッチを提供する。様々な実施形態によれば、ノッチ・フィルタ１５４は、単一材料で構築されてもよいし、濾波されるＸ線のノッチ幅を拡大するように複合材料で構築されてもよい。さらに、イメージング・システム７２は、異なる濾波特性を有して所与の走査の詳細に基づいて選択され得る多数の交換可能なノッチ・フィルタ１５４を含み得る。ノッチ・フィルタ１５４は、第二のフラット・パネル検出器１４８に関連して上述したような同様の態様でガイド・レール１５６に摺動自在に装着され得る。当業者は、代替的な実施形態に従って、イメージング・システムが、ノッチ・フィルタを除いて検出器８６、１４８と同様の一対のフラット・パネル検出器を含み得ることを認められよう。さらに、ノッチ・フィルタ１５４は、患者８２と第二のフラット・パネル検出器１４８との間に配置されてもよい。
二つの曲線型検出器アセンブリ８８、９０の間にフラット・パネル検出器８６を組み入れることにより、得られる検出器アセンブリ８４は、フラット・パネル検出器技術及び曲線型検出器技術の両形式の検出器に固有の負の側面を軽減しつつ両者の利点を強化する。例えば、フラット・パネル検出器の所与の読み出し線における検出器素子の全てからの電荷がこの線の単一の読み出し回路に供給されるため、フラット・パネル検出器の標本化速度は従来の曲線型検出器アセンブリの標本化速度よりも遅い。しかしながら、フラット・パネル検出器８６は視野の中心に配置されているので、フラット・パネル検出器８６は画像の最も遅く移動する部分に対応する減弱データを取得する。また、フラット・パネル検出器の製造は同様の検出範囲面積を有する曲線型検出器よりも対費用効果が高いので、検出器アセンブリ８４の中心にフラット・パネル検出器８４を用いると、ｚ方向１１２での（すなわち患者軸に沿った）検出範囲の拡大を可能にしつつ検出器アセンブリ８４の全体の費用を縮小することができる。フラット・パネル検出器８４を曲線型検出器アセンブリ８８、９０の間に配置すると、フラット・パネル検出器の利用に固有の相対的に長い遅延又は残光も軽減される。最後に、例えば第二のフラット・パネル検出器１４８のような第二のフラット・パネル検出器の利用によって、フラット・パネル検出器の限定されたダイナミック・レンジが軽減され得る。フラット・パネル検出器８４は心撮影に望まれる分解能及び検出範囲を提供するので、検出器アセンブリ８４は心ＣＴ撮像応用での利用に特に有利である。
図１４を参照すると、小包／手荷物検査システム１５８が、小包又は手荷物を通過させ得る開口１６２を内部に有する回転式ガントリ１６０を含んでいる。回転式ガントリ１６０は、高周波電磁エネルギ源１６４と、図３又は図４に示されるものと同様のシンチレータ・セルで構成されたシンチレータ・アレイを有する検出器アセンブリ１６６とを収容している。また、コンベヤ・システム１６８が設けられており、コンベヤ・システム１６８は、構造１７２によって支持されて走査のために小包又は手荷物１７４を自動的に且つ連続的に開口１６２に通すコンベヤ・ベルト１７０を含んでいる。物体１７４をコンベヤ・ベルト１７０によって開口１６２に送り込み、次いで撮像データを取得し、コンベヤ・ベルト１７０によって開口１６２から小包１７４を除去することを、制御された連続的な態様で行なう。結果として、郵便物検査官、手荷物積み降ろし員及び他の警備人員が、爆発物、刃物、銃及び密輸品等について小包１７４の内容を非侵襲的に検査することができる。
当業者は、本発明の各実施形態が、コンピュータ・プログラムを記憶したコンピュータ可読の記憶媒体に結び付けられて制御され得ることを認められよう。コンピュータ可読の記憶媒体は、電子的構成要素、ハードウェア構成要素、及び／又はコンピュータ・ソフトウェア構成要素の１又は複数のような複数の構成要素を含んでいる。これらの構成要素は、連鎖を成す１若しくは複数の具現化形態又は実施形態の１若しくは複数の部分を実行するソフトウェア、ファームウェア、及び／又はアセンブリ言語のような命令を一般に記憶する１又は複数のコンピュータ可読の記憶媒体を含み得る。これらのコンピュータ可読の記憶媒体は一般的には、非一時的であり且つ／又は有形である。かかるコンピュータ可読の記憶媒体の例としては、コンピュータの記録可能なデータ記憶媒体及び／又は記憶装置等がある。コンピュータ可読の記憶媒体は例えば、磁気式、電気式、光学式、生物式、及び／又は原子式のデータ記憶媒体の１又は複数を用いていてよい。さらに、かかる媒体は、例えばフロッピィ・ディスク、磁気テープ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハード・ディスク・ドライブ、及び／又は電子メモリの形態を取り得る。列挙されていない他の形態の非一時的であり且つ／又は有形であるコンピュータ可読の記憶媒体を本発明の各実施形態と共に用いてもよい。
多数のかかる構成要素がシステムの具現化形態において結合され又は分割され得る。さらに、かかる構成要素は、当業者には認められるように多数のプログラミング言語の任意のもので書かれ又は具現化された一組及び／又は一連のコンピュータ命令を含み得る。加えて、搬送波のような他の形態のコンピュータ可読の媒体を用いて、１又は複数のコンピュータによって実行されると、連鎖を成す１若しくは複数の具現化形態又は実施形態の１若しくは複数の部分を実行することを当該１又は複数のコンピュータに行なわせる命令の系列を表わすコンピュータ・データ信号を具現化することができる。
従って、一実施形態によれば、Ｘ線検出器アセンブリが、第一の複数の検出器モジュールを含む第一の曲線型検出器アセンブリと、第二の複数の検出器モジュールを含む第二の曲線型検出器アセンブリと、第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器とを含んでおり、第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器は、当該第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器の第一の端部が第一の曲線型検出器アセンブリの内側端部に結合され、当該第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器の第二の端部が第二の曲線型検出器アセンブリの内側端部に結合されるように、第一及び第二の曲線型検出器アセンブリの間に配置される。
もう一つの実施形態によれば、検出器アセンブリを製造する方法が、第一のフラット・パネル検出器を設けるステップを含んでおり、第一のフラット・パネル検出器は、Ｘ線源に対面するように構成された上面と、当該第一のフラット・パネル検出器の上面から上面の反対側の底面へ向けて延在する第一の側面と、第一の側面の反対側で上面から底面まで延在する第二の側面とを有している。この方法はまた、内部に配置された複数の検出器を有し、Ｘ線源に対面するように構成された上面を含む第一の曲線型検出器アレイを設けるステップと、当該第一の曲線型検出器の上面の一辺が第一のフラット・パネル検出器の第一の側面に当接するように第一の曲線型検出器アレイを第一のフラット・パネル検出器と整列させるステップとを含んでいる。さらに、この方法は、内部に配置された複数の検出器を有し、Ｘ線源に対面するように構成された上面を含む第二の曲線型検出器アレイを設けるステップと、当該第二の曲線型検出器の上面の一辺が第一のフラット・パネル検出器の第二の側面に当接するように第二の曲線型検出器アレイを第一のフラット・パネル検出器と整列させるステップとを含んでいる。
さらにもう一つの実施形態によれば、ＣＴシステムが、走査対象を収容する開口を内部に有する回転式ガントリと、回転式ガントリの開口の内部に配置されて開口を通ってＺ方向に移動可能なテーブルとを含んでいる。このＣＴシステムはまた、回転式ガントリに結合されてＸ線のビームを走査対象へ向けて投射するように構成されているＸ線源と、Ｘ線源からのＸ線のビームを受光するように配置された検出器アセンブリとを含んでいる。検出器アセンブリは、複数の検出器を含む第一の曲線型検出器アセンブリと、複数の検出器を含む第二の曲線型検出器アセンブリと、第一のフラット・パネル・ディジタル検出器とを含んでおり、第一のフラット・パネル・ディジタル検出器は、当該第一のフラット・パネル・ディジタル検出器の第一の端部が第一の曲線型検出器アセンブリの内側端部に結合され、当該第一のフラット・パネル検出器の第二の端部が第二の曲線型検出器アセンブリの内側端部に結合されるように、第一及び第二の曲線型検出器アセンブリの間に配置される。*
この書面の記載は、最適な態様を含めて本書において本発明を開示し、また任意の装置又はシステムを製造して利用すること及び任意の組み込まれた方法を実行することを含めてあらゆる当業者が本発明を実施することを可能にするように実例を用いている。本発明の特許付与可能な範囲は特許請求の範囲によって画定され、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書字言語に相違しない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の書字言語と非実質的な相違を有する等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
１０：ＣＴイメージング・システム
１２：ガントリ
１４：Ｘ線源
１６：検出器アセンブリ
１８：複数の検出器
２０：データ取得システム（ＤＡＳ）
２２：投射Ｘ線
２４：患者
２６：回転中心
２８：制御機構
３０：Ｘ線制御器
３２：ガントリ・モータ制御器
３４：画像再構成器
３６：コンピュータ
３８：大容量記憶装置
４０：コンソール
４２：表示器
４４：テーブル・モータ制御器
４６：電動テーブル
４８：ガントリ開口
５０：レール
５２：コリメート用プレート
５４：ピクセル素子
５６：パック
５８：ピン
６０：背面照射型ダイオード・アレイ
６２：複数のダイオード
６４：多層基材
６６：スペーサ
６８：軟質（フレックス）回路
７０：面
７２：イメージング・システム
７４：Ｘ線源
７６：回転中心
７８：回転式ガントリ
８０：Ｘ線ビーム
８２：患者
８４：検出器アセンブリ
８６：フラット・パネル検出器
８８、９０：曲線型検出器アセンブリ
９２、９４：一部
９６：左側表面又は左側端部
９８：内側表面又は内側端部
１００：右側表面又は右側端部
１０２：内側表面又は内側端部
１０４、１０６、１０８：上面
１１０：個別の検出器
１１２：ｘ方向
１１４：ｚ方向
１１６、１２６：読み出しチャネル
１１８：データ取得システム
１２０：ピクセル
１２２：走査線
１２４：読み出し線
１２７：フラット・パネル・コリメータ・アセンブリ又はグリッド
１２８：関心領域
１３０：全投影
１３２：Ｘ線透過方向
１３４：イメージング・システム
１３６、１４２：一部
１３８、１４４：辺
１４０：第一の側面
１４６：第二の側面
１４８：第二のフラット・パネル検出器
１５０：ｙ方向
１５２、１５６：ガイド・レール
１５４：ノッチ・フィルタ
１５８：小包／手荷物検査システム
１６０：回転式ガントリ
１６２：開口
１６４：高周波電磁エネルギ源
１６６：検出器アセンブリ
１６８：コンベヤ・システム
１７０：コンベヤ・ベルト
１７２：構造
１７４：小包又は手荷物

Claims (7)

  1. 走査対象を収容する開口を内部に有する回転式ガントリと、
    前記回転式ガントリの開口の内部に配置されて開口を通って移動可能なテーブルと、
    回転式ガントリに結合され、回転時にＸ線のビームを走査対象へ向けて投射するように構成されているＸ線源と、
    前記回転式ガントリに結合され、回転時に前記Ｘ線源からのＸ線のビームを受光するように配置された検出器アセンブリ（８４）とを含み、
    前記検出器アセンブリ（８４）は、
    第一の複数の検出器モジュール（１１０）を含む第一の曲線型検出器アセンブリ（８８）と、
    第二の複数の検出器モジュール（１１０）を含む第二の曲線型検出器アセンブリ（９０）と、
    第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）であって、当該第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）の第一の端部が前記第一の曲線型検出器アセンブリ（８８）の内側端部に結合され、当該第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）の第二の端部が前記第二の曲線型検出器アセンブリ（９０）の内側端部に結合されるように、前記第一及び第二の曲線型検出器アセンブリ（８８、９０）の間に配置される、前記回転式ガントリの回転軸の方向で前記第一及び第二の曲線型検出器アセンブリ（８８、９０）より長く延在する第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）と、
    第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）と、
    を備え、
    前記第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）は、当該第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）が第一の位置と第二の位置との間で移動自在になるようにガイド・レール（１５２）に装着され、
    前記第一の位置にあるときには、前記第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）は、Ｘ線源から発散して当該第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）を前記Ｘ線が投射される方向に透過するＸ線が前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）に入射するように、前記回転軸と垂直な方向における前記第一及び第二の曲線型検出器アセンブリ（８８、９０）の間で、前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）に整列させられ、
    前記第二の位置にあるときには、前記第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）は、前記回転軸の方向で移動して前記ビームの外に配置され、前記Ｘ線源から前記Ｘ線が投射される方向に発散するＸ線が、当該第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）を透過せずに前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）に入射するように、前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）との整列を外される、
    ＣＴイメージング・システム。
  2. 前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）に前記Ｘ線が投射される方向において実質的に整列し、前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）から前記Ｘ線が投射される方向において隔設されている第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）をさらに含んでいる請求項１に記載のＣＴイメージング・システム。
  3. 前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）は、前記第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）の検出範囲面積に少なくとも等しい検出範囲面積を有している、請求項２に記載のＣＴイメージング・システム。
  4. 所与のエネルギ帯の範囲内でＸ線を濾波するように選択されるＸ線減弱材料を含むノッチ・フィルタ（１５４）をさらに含んでいる請求項２または３に記載のＣＴイメージング・システム。
  5. 前記ノッチ・フィルタ（１５４）は、前記Ｘ線が投射される方向において前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）と前記第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）との間に配置される、請求項４に記載のＣＴイメージング・システム。
  6. 前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）は高エネルギＸ線を吸収するように構成されており、
    前記第二のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（１４８）は低エネルギＸ線を吸収するように構成されている、請求項２乃至５のいずれかに記載のＣＴイメージング・システム。
  7. 前記第一及び第二の曲線型検出器アセンブリ（８８、９０）の前記複数の検出器モジュール（１１０）は約１６ｍｍのチャネル方向における幅を有しており、
    前記第一のフラット・パネル・ディジタル投影検出器（８６）は約２０ｃｍの前記チャネル方向における幅を有している、請求項１乃至６のいずれかに記載のＣＴイメージング・システム。
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