JP6470986B2 - Radiation detector and radiation tomography apparatus - Google Patents

Radiation detector and radiation tomography apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP6470986B2
JP6470986B2 JP2015013931A JP2015013931A JP6470986B2 JP 6470986 B2 JP6470986 B2 JP 6470986B2 JP 2015013931 A JP2015013931 A JP 2015013931A JP 2015013931 A JP2015013931 A JP 2015013931A JP 6470986 B2 JP6470986 B2 JP 6470986B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation
conversion element
signal
ray
dose
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015013931A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016137097A (en
Inventor
祐次郎 矢崎
祐次郎 矢崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority to JP2015013931A priority Critical patent/JP6470986B2/en
Publication of JP2016137097A publication Critical patent/JP2016137097A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6470986B2 publication Critical patent/JP6470986B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、放射線撮影に用いる放射線検出器の改良技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving a radiation detector used for radiography.

従来、X線CT(X-ray computed Tomography)装置に用いられるX線検出器では、1ビュー(view)あたりの多量なX線検出信号を蓄積して、その総和電流量を出力信号としている。このような出力構造を、カレントモード(current mode)と呼ぶ。   Conventionally, an X-ray detector used in an X-ray computed tomography (CT) apparatus accumulates a large amount of X-ray detection signals per view and uses the total current amount as an output signal. Such an output structure is called a current mode.

一方、フォトン・カウンティング(photon counting)方式によるX線検出器では、1ビューごとに照射される一発のX線を受け、その入射されたX線によるパルス的な電流を出力信号としている。このような出力構造を、パルスモード(pulse mode)と呼ぶ。   On the other hand, an X-ray detector using a photon counting method receives a single X-ray irradiated for each view and uses a pulsed current generated by the incident X-ray as an output signal. Such an output structure is called a pulse mode.

一般的に、カレントモードの検出器とパルスモードの検出器とは構造が異なっている。前者は、X線をシンチレータ(scintillator)で光に変換してから、その光量をフォトダイオード(photo-diode)で検出する構造になっており、この構造は、間接変換方式と呼ばれる。後者は、X線を直接に半導体検出器で捕える構造になっており、この構造は、直接変換方式と呼ばれる(例えば、特許文献1,要約等参照)。   Generally, current mode detectors and pulse mode detectors have different structures. The former has a structure in which X-rays are converted into light by a scintillator and then the amount of light is detected by a photodiode (photo-diode). This structure is called an indirect conversion method. The latter has a structure in which X-rays are directly captured by a semiconductor detector, and this structure is called a direct conversion system (see, for example, Patent Document 1, Abstract, etc.).

特開2014−210047号公報JP 2014-210047 A

パルスモードでは、X線エネルギースペクトル(X-ray energy spectrum)を利用できる、すなわちスペクトラル・イメージング(spectral imaging)を行えることから、カレントモードよりも豊富な情報量で画像を生成することができるという特徴がある。一方、パルスモードでは、一般的に、半導体検出器によるX線の直接変換方式が採用される。この場合、検出器の出力がカレントモードほど安定しない、計数率特性が悪い(X線量が多過ぎると出力が時間軸方向に重なる現象、いわゆるパイルアップが生じる)、撮影の前後で多くのキャリブレーション(calibration)が必要であるなど、多くの課題が残されている。故に、カレントモードが未だ主力となっている。   In the pulse mode, the X-ray energy spectrum can be used, that is, because spectral imaging can be performed, an image can be generated with a richer amount of information than in the current mode. There is. On the other hand, in the pulse mode, a direct X-ray conversion method using a semiconductor detector is generally employed. In this case, the output of the detector is not as stable as the current mode, the count rate characteristics are poor (when the X-ray dose is too high, the output overlaps in the time axis direction, so-called pile-up occurs), many calibrations before and after imaging Many issues remain, such as the need for calibration. Therefore, the current mode is still the mainstay.

上記事情により、実績のあるカレントモードによる画質及びワークフロー(workflow)を維持したまま、必要に応じてパルスモードのメリット(merit)を享受することができる技術が望まれている。   In view of the above circumstances, there is a demand for a technique that can enjoy the merit of the pulse mode as needed while maintaining the image quality and workflow in the current mode with a proven record.

第1の観点の発明は、
複数の放射線検出素子が少なくとも一方向に配列された放射線検出器であって、
前記複数の放射線検出素子の各々が、
入射された放射線を光子に変換する光変換素子と、
前記光変換素子における第1の光放出面に設けられており、入射された前記光子を電気的な蓄積信号に変換して出力する第1の光電変換素子と、
前記光変換素子における前記第1の光放出面とは異なる第2の光放出面に設けられており、入射された前記光子を電気的な独立信号に変換して出力する第2の光電変換素子と、を含む放射線検出器を提供する。
The invention of the first aspect
A radiation detector in which a plurality of radiation detection elements are arranged in at least one direction,
Each of the plurality of radiation detection elements is
A light conversion element that converts incident radiation into photons;
A first photoelectric conversion element that is provided on a first light emission surface of the light conversion element, converts the incident photons into an electrical accumulation signal, and outputs the electrical accumulation signal;
A second photoelectric conversion element that is provided on a second light emission surface different from the first light emission surface of the light conversion element and converts the incident photons into an electrical independent signal and outputs the signal. And a radiation detector comprising:

第2の観点の発明は、
前記光変換素子が、シンチレータを含み、
前記第1の光電変換素子が、フォトダイオードを含み、
前記第2の光電変換素子が、Si−PM(Silicon Photomultiplier)を含む、上記第1の観点の放射線検出器を提供する。
The invention of the second aspect is
The light conversion element includes a scintillator,
The first photoelectric conversion element includes a photodiode;
The radiation detector according to the first aspect described above, wherein the second photoelectric conversion element includes Si-PM (Silicon Photomultiplier).

第3の観点の発明は、
前記第1の光放出面は、底面であり、
前記第2の光放出面は、側面である、上記第1の観点または第2の観点の放射線検出器を提供する。
The invention of the third aspect is
The first light emitting surface is a bottom surface;
The radiation detector according to the first aspect or the second aspect, wherein the second light emission surface is a side surface.

ここで、「底面側」とは、放射線入射方向を上下方向としたときの底面の側を意味する。また、「側面側」とは、放射線入射方向を上下方向としたときの側面の側を意味する。   Here, the “bottom surface side” means the bottom surface side when the radiation incident direction is the vertical direction. Further, the “side surface side” means the side surface side when the radiation incident direction is the vertical direction.

第4の観点の発明は、
上記第1の観点から第3の観点のいずれか一つの観点の放射線検出器を備えた放射線撮影装置を提供する。
The invention of the fourth aspect is
A radiation imaging apparatus including the radiation detector according to any one of the first to third aspects is provided.

第5の観点の発明は、前記放射線検出素子における放射線の検出信号の強度を、該放射線検出素子に含まれる前記第1の光電変換素子から出力される前記蓄積信号の大きさに基づいて決定する第1の決定手段と、
前記放射線検出素子における放射線の検出信号の強度を、該放射線検出素子に含まれる前記第2の光電変換素子から出力される前記独立信号の一定時間内の計数値に基づいて決定する第2の決定手段と、を備えた上記第4の観点の放射線撮影装置を提供する。
In a fifth aspect of the invention, the intensity of the radiation detection signal in the radiation detection element is determined based on the magnitude of the accumulated signal output from the first photoelectric conversion element included in the radiation detection element. A first determining means;
A second determination that determines the intensity of a radiation detection signal in the radiation detection element based on a count value within a predetermined time of the independent signal output from the second photoelectric conversion element included in the radiation detection element. And a radiation imaging apparatus according to the fourth aspect of the present invention.

第6の観点の発明は、
前記第1の決定手段により決定された放射線の検出信号の強度による第1の投影データ(projection data)に基づいて第1の画像を再構成する第1の再構成手段と、
前記第2の決定手段により決定された放射線の検出信号の強度による第2の投影データに基づいて第2の画像を再構成する第2の再構成手段と、を備えた上記第5の観点の放射線撮影装置を提供する。
The invention of the sixth aspect is
First reconstruction means for reconstructing a first image based on first projection data based on the intensity of the radiation detection signal determined by the first determination means;
The second reconstructing means for reconstructing the second image based on the second projection data based on the intensity of the radiation detection signal determined by the second determining means. A radiation imaging apparatus is provided.

第7の観点の発明は、
前記第2の決定手段が、前記放射線検出素子における特定のエネルギーを有する放射線の検出信号の強度を、前記独立信号のうち特定の波高を有する信号の一定時間内の計数値に基づいて決定し、
前記第2の再構成手段が、前記特定のエネルギーを有する放射線の検出信号の強度による投影データに基づいて第2の画像を再構成する、上記第6の観点の放射線撮影装置を提供する。
The invention of the seventh aspect
The second determination means determines the intensity of a detection signal of radiation having specific energy in the radiation detection element based on a count value within a certain time of a signal having a specific wave height among the independent signals,
The radiation imaging apparatus according to the sixth aspect, wherein the second reconstruction means reconstructs a second image based on projection data based on the intensity of a detection signal of radiation having the specific energy.

第8の観点の発明は、
前記第1の画像と前記第2の画像とを重ねて表示する表示手段をさらに備えた上記第6の観点または第7の観点の放射線撮影装置を提供する。
The invention of the eighth aspect
The radiation imaging apparatus according to the sixth aspect or the seventh aspect, further comprising display means for displaying the first image and the second image in an overlapping manner.

第9の観点の発明は、
第1の線量による放射線と、前記第1の線量より低い第2の線量による放射線とを照射して撮影するよう放射線源を制御する制御手段をさらに備え、
前記第1の決定手段が、前記第1の線量による放射線の照射時における前記蓄積信号に基づいて前記放射線の検出信号の強度を決定し、
前記第2の決定手段が、前記第2の線量による放射線の照射時における前記独立信号に基づいて前記放射線の検出信号の強度を決定する、第5の観点から第8の観点のいずれか一つの観点の放射線撮影装置を提供する。
The invention of the ninth aspect is
Control means for controlling the radiation source so as to irradiate and image radiation with a first dose and radiation with a second dose lower than the first dose;
The first determining means determines the intensity of the detection signal of the radiation based on the accumulated signal at the time of irradiation of the radiation with the first dose;
The second determination means determines the intensity of the detection signal of the radiation based on the independent signal at the time of irradiation with the radiation with the second dose, any one of the fifth to eighth aspects A radiographic apparatus according to the aspect is provided.

第10の観点の発明は、
前記撮影は、放射線断層撮影であり、
前記制御手段が、前記照射する放射線の線量がビューごとに前記第1の線量と前記第2の線量とに切り換わるよう制御する、上記第9の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the tenth aspect is
The imaging is radiation tomography,
The radiation tomography apparatus according to the ninth aspect, wherein the control unit controls the radiation dose to be irradiated to switch between the first dose and the second dose for each view.

上記観点の発明によれば、実績のあるカレントモードによる画質及びワークフローを維持したまま、必要に応じてパルスモードのメリットを享受することができる。   According to the invention of the above aspect, the merits of the pulse mode can be enjoyed as necessary while maintaining the image quality and workflow in the current mode with a proven record.

発明の実施形態に係るX線CT装置の構成を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the invention. 本実施形態に係るX線検出器及びコリメータ装置(collimator)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the X-ray detector and collimator apparatus (collimator) which concern on this embodiment. X線検出素子の構成を示す拡大断面図であるIt is an expanded sectional view which shows the structure of a X-ray detection element. 撮影時における管電流のタイムチャート(time chart)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time chart (time chart) of the tube current at the time of imaging | photography. 本実施形態に係るX線CT装置における動作の流れの一例を示すフローチャート(flowchart)である。It is a flowchart (flowchart) which shows an example of the flow of operation | movement in the X-ray CT apparatus which concerns on this embodiment.

以下、発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the invention will be described below.

(第一実施形態)
図1は、発明の実施形態に係るX線CT装置の構成を概略的に示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the invention.

X線CT装置1は、撮影テーブル(imaging table)2、走査ガントリ(scanning gantry)3、及び操作コンソール(operation console)4を備えている。   The X-ray CT apparatus 1 includes an imaging table 2, a scanning gantry 3, and an operation console 4.

撮影テーブル2は、載置された被検体91を、走査ガントリ3の空洞部3Bに搬送する。空洞部3Bは、撮影空間となる。   The imaging table 2 conveys the placed subject 91 to the cavity 3 </ b> B of the scanning gantry 3. The cavity 3B becomes an imaging space.

走査ガントリ3は、X線管31、X線検出器32、コリメータ装置33、データ収集部(data acquisition unit)34を有している。   The scanning gantry 3 includes an X-ray tube 31, an X-ray detector 32, a collimator device 33, and a data acquisition unit (data acquisition unit) 34.

X線管31及びX線検出器32は、空洞部3Bを挟んで対向して配置されている。X線管は、空洞部3Bに配置された被検体91に向けてX線81を照射する。X線検出器32は、被検体91の透過X線を検出して信号を出力する。   The X-ray tube 31 and the X-ray detector 32 are arranged to face each other with the cavity 3B interposed therebetween. The X-ray tube emits X-rays 81 toward the subject 91 arranged in the cavity 3B. The X-ray detector 32 detects the transmitted X-ray of the subject 91 and outputs a signal.

コリメータ装置33は、空洞部3BとX線検出器32との間に配置されている。コリメータ装置33は、X線検出器32に入射する散乱線を除去する。   The collimator device 33 is disposed between the cavity 3 </ b> B and the X-ray detector 32. The collimator device 33 removes scattered radiation incident on the X-ray detector 32.

X線管31、X線検出器32及びコリメータ装置33は、空洞部3Bの周りに回転可能に設けられている。   The X-ray tube 31, the X-ray detector 32, and the collimator device 33 are rotatably provided around the cavity 3B.

データ収集部34は、被検体91の撮影時に得られたX線検出器32からの出力信号に基づいて、被検体91の投影データを収集する。なお、データ収集部34は、一般に、DAS(Data Acquisition System)とも呼ばれる。   The data collection unit 34 collects projection data of the subject 91 based on an output signal from the X-ray detector 32 obtained when the subject 91 is imaged. The data collection unit 34 is also generally called DAS (Data Acquisition System).

操作コンソール4は、操作者92からの各種操作を受け付ける。また、操作コンソール4は、各種データの処理や各部の制御を行う。操作コンソール4は、撮影モード選択部41、撮影条件設定部43、撮影制御部44、画像再構成部45、表示制御部46を有している。なお、操作コンソール4のこれらの機能的な各部は、例えば、コンピュータ(computer)の演算処理装置に所定のプログラム(program)を実行させることによりに実現させることができる。   The operation console 4 receives various operations from the operator 92. The operation console 4 processes various data and controls each unit. The operation console 4 includes a shooting mode selection unit 41, a shooting condition setting unit 43, a shooting control unit 44, an image reconstruction unit 45, and a display control unit 46. Note that these functional units of the operation console 4 can be realized, for example, by causing an arithmetic processing unit of a computer to execute a predetermined program.

撮影モード選択部41は、操作者92の操作に基づき、撮影モードを選択する。撮影モード(imaging mode)は、被検体91の透過X線の検出方法の違いにより複数のモードが用意される。本例では、従来方式によるカレントモードと、フォトン・カウンティング方式によるパルスモードと、これら両方によるカレント&パルスモードの3つモードが用意される。操作者92は、これらの中からいずれか所望のモードを指定する操作を行う。撮影モード選択部41は、その操作に基づき、撮影モードを選択する。   The shooting mode selection unit 41 selects a shooting mode based on the operation of the operator 92. The imaging mode (imaging mode) is provided with a plurality of modes depending on the detection method of the transmitted X-ray of the subject 91. In this example, three modes are prepared: a current mode based on the conventional method, a pulse mode based on the photon counting method, and a current & pulse mode based on both. The operator 92 performs an operation of designating any desired mode from these. The shooting mode selection unit 41 selects a shooting mode based on the operation.

撮影条件設定部43は、操作者92の操作に基づき、X線管31の管電圧及び管電流、被検体91の撮影範囲、ガントリ回転速度、スライス厚(slice thickness)、再構成関数等の設定を行う。   The imaging condition setting unit 43 sets the tube voltage and tube current of the X-ray tube 31, the imaging range of the subject 91, the gantry rotation speed, the slice thickness, the reconstruction function, and the like based on the operation of the operator 92. I do.

撮影制御部44は、設定された撮影条件にしたがって被検体91の撮影を実施するよう、各部を制御する。   The imaging control unit 44 controls each unit to perform imaging of the subject 91 according to the set imaging conditions.

画像再構成部45は、データ収集部34にて収集された投影データに基づいて画像を再構成する。画像再構成には、例えば、フィルタ逆投影法(filtered back-projection method)、3次元画像再構成法などを適宜用いることができる。   The image reconstruction unit 45 reconstructs an image based on the projection data collected by the data collection unit 34. For the image reconstruction, for example, a filtered back-projection method, a three-dimensional image reconstruction method, or the like can be used as appropriate.

表示制御部46は、各種画像や文字情報を画面に表示するよう不図示のモニタ(monitor)を制御する。   The display control unit 46 controls a monitor (not shown) so as to display various images and character information on the screen.

ここで、X線検出器32及びコリメータ装置33について詳しく説明する。   Here, the X-ray detector 32 and the collimator device 33 will be described in detail.

図2は、本実施形態に係るX線検出器32及びコリメータ装置33の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the X-ray detector 32 and the collimator device 33 according to the present embodiment.

図2に示すように、X線検出器32は、チャネル方向(channel direction)CH及びスライス方向(slice direction)SLにおいて、マトリクス(matrix)状に2次元に配列され複数のX線検出素子32iを有している。チャネル方向とは、被検体91に照射するファンビームX線(fan beam X-ray)の広がり方向、スライス方向とは、そのファンビームX線の厚み方向、あるいは被検体91の体軸方向である。X線検出素子32iは、チャネル方向CHに幅Δaを有しており、スライス方向SLに幅Δbを有している。幅Δa及び幅Δbは、例えば、1mmである。X線検出器32のX線入射面は、X線検出素子32iのX線入射面により形成される。X線検出素子32iは、例えば、チャネル方向CHに1000個程度、スライス方向SLに64個、配列されている。X線検出器32のカバレッジ(coverage)は、例えば、40mmである。   As shown in FIG. 2, the X-ray detector 32 includes a plurality of X-ray detection elements 32 i arranged in a two-dimensional matrix in a channel direction CH and a slice direction SL. Have. The channel direction is the spreading direction of fan beam X-rays irradiated to the subject 91, and the slice direction is the thickness direction of the fan beam X-rays or the body axis direction of the subject 91. . The X-ray detection element 32i has a width Δa in the channel direction CH and a width Δb in the slice direction SL. The width Δa and the width Δb are, for example, 1 mm. The X-ray incident surface of the X-ray detector 32 is formed by the X-ray incident surface of the X-ray detection element 32i. For example, about 1000 X-ray detection elements 32i are arranged in the channel direction CH and 64 in the slice direction SL. The coverage of the X-ray detector 32 is 40 mm, for example.

コリメータ装置33は、複数のX線検出素子32iを少なくともチャネル方向CHにそれぞれ区分するように立設された複数のコリメータ板(collimator plate)33Pを有している。すなわち、複数のコリメータ板33Pは、少なくともチャネル方向CHに隣接するX線検出素子32i間の境界に位置するように配置されている。コリメータ板33Pの板面は、X線管31のX線焦点31FからX線81が照射される方向、X線照射方向Eに平行となるよう傾き調整されている。コリメータ板33Pは、X線吸収性を有する重金属、例えば、タングステン(tungsten)やモリブデン(molybdenum)等により構成されている。コリメータ板33Pの板厚Δtは、例えば、0.2mmである。   The collimator device 33 includes a plurality of collimator plates 33P that are erected so as to divide the plurality of X-ray detection elements 32i in at least the channel direction CH. That is, the plurality of collimator plates 33P are disposed so as to be positioned at least at the boundary between the X-ray detection elements 32i adjacent to each other in the channel direction CH. The plate surface of the collimator plate 33P is adjusted to be parallel to the direction in which the X-ray 81 is irradiated from the X-ray focal point 31F of the X-ray tube 31 and the X-ray irradiation direction E. The collimator plate 33P is made of a heavy metal having X-ray absorption, such as tungsten or molybdenum. The plate thickness Δt of the collimator plate 33P is, for example, 0.2 mm.

なお、X線検出器32は、所定数のX線検出素子32iをモジュール化して、複数の検出器モジュールの配列により構成されるようにしてもよい。同様に、コリメータ装置33は、所定数のコリメータ版33Pをモジュール化して、複数のコリメータモジュールの配列により構成されるようにしてもよい。   Note that the X-ray detector 32 may be configured by modularizing a predetermined number of X-ray detection elements 32i and arranging a plurality of detector modules. Similarly, the collimator device 33 may be configured by modularizing a predetermined number of collimator plates 33P and arranging the collimator modules 33P.

図3は、X線検出素子32iの構成を示す拡大断面図である。本図は、X線検出素子32iのチャネル方向CHに平行な断面をスライス方向SLに見たときの図である。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the X-ray detection element 32i. This figure is a view when a cross section of the X-ray detection element 32i parallel to the channel direction CH is viewed in the slice direction SL.

X線検出素子32iは、セラミック基板(ceramic bord)51上に、光変換素子52と、第1の光電変換素子53と、第2の光電変換素子54と、光反射板55と、蓋部56とを有している。   The X-ray detection element 32 i is provided on a ceramic substrate 51, a light conversion element 52, a first photoelectric conversion element 53, a second photoelectric conversion element 54, a light reflection plate 55, and a lid portion 56. And have.

光変換素子52は、入射されたX線81を光子82に変換して放出する素子である。X線81は、通常、所定のX線エネルギー分布を有している。特定のX線エネルギーを有するX線は、そのX線エネルギーの大きさに応じた数のX線粒子のかたまりと考えることができる。光変換素子52は、このX線粒子のかたまりを維持したまま、X線粒子を所定の確率で光子82に変換する。すなわち、光変換素子52は、X線81が入射されると、X線エネルギー別に、そのX線エネルギーに対応した数の光子82群を略同時に放出する。   The light conversion element 52 is an element that converts incident X-rays 81 into photons 82 and emits them. The X-ray 81 usually has a predetermined X-ray energy distribution. X-rays having a specific X-ray energy can be considered as a mass of X-ray particles according to the magnitude of the X-ray energy. The light conversion element 52 converts the X-ray particles into photons 82 with a predetermined probability while maintaining the mass of the X-ray particles. That is, when the X-rays 81 are incident, the light conversion element 52 emits a number of photons 82 corresponding to the X-ray energy at substantially the same time for each X-ray energy.

光変換素子52は、例えば、シンチレータである。光変換素子52は、実質的に直方形状もしくは立方形状を有している。光変換素子52は、そのX線入射面が、X線照射方向すなわちX線入射方向Eに対して略垂直になり、かつ、X線入射方向Eに対して平行な側面が、チャネル方向CH及びスライス方向SLと略平行になるよう配置されている。   The light conversion element 52 is, for example, a scintillator. The light conversion element 52 has a substantially rectangular shape or cubic shape. The light conversion element 52 has an X-ray incident surface substantially perpendicular to the X-ray irradiation direction, that is, the X-ray incident direction E, and side surfaces parallel to the X-ray incident direction E are channel directions CH and They are arranged so as to be substantially parallel to the slice direction SL.

第1の光電変換素子53は、入射された光子82を電気信号に変換し、その蓄積信号G1を出力する素子である。蓄積信号G1とは、一定時間内に入射された個々の光子に対応した電気信号の強度を時間軸方向に積分した信号である。第1の光電変換素子53は、例えば、フォトダイオードである。第1の光電変換素子53は、実質的に板状の直方形状を有しており、その板面の形状は、光変換素子52のX線出射面の形状に近似する。第1の光電変換素子53は、光変換素子52のX線出射面側、すなわちX線入射方向を上下方向としたときの底面側に配置されている。また、第1の光電変換素子53は、その板厚方向がX線入射方向Eと略平行になり、その板面の端辺が、チャネル方向CH及びスライス方向SLと略平行になるよう配置されている。第1の光電変換素子53は、このような構成により、光変換素子52から放出された光子82を受け、一定時間内に受ける光子82の数に応じた強度の電気信号を出力する。   The first photoelectric conversion element 53 is an element that converts the incident photon 82 into an electrical signal and outputs the accumulated signal G1. The accumulated signal G1 is a signal obtained by integrating the intensity of the electric signal corresponding to each photon incident within a certain time in the time axis direction. The first photoelectric conversion element 53 is, for example, a photodiode. The first photoelectric conversion element 53 has a substantially plate-like rectangular shape, and the shape of the plate surface approximates the shape of the X-ray emission surface of the light conversion element 52. The first photoelectric conversion element 53 is disposed on the X-ray emission surface side of the light conversion element 52, that is, on the bottom surface side when the X-ray incident direction is the vertical direction. Further, the first photoelectric conversion element 53 is arranged such that the plate thickness direction is substantially parallel to the X-ray incident direction E, and the edge of the plate surface is substantially parallel to the channel direction CH and the slice direction SL. ing. With such a configuration, the first photoelectric conversion element 53 receives the photons 82 emitted from the light conversion element 52 and outputs an electrical signal having an intensity corresponding to the number of photons 82 received within a predetermined time.

第2の光電変換素子54は、入射された光子82を電気信号に変換し、その独立信号G2を出力する。独立信号G2とは、入射された個々の光子82に対応した電気的なパルス信号である。第2の光電変換素子52は、光子82群が同時に入射されると、その光子82群を構成する光子82の数に応じた波高のパルス信号を出力する。第2の光電変換素子54は、いわゆるフォトン・カウンティングに適した半導体デバイス(semi-conductor device)であり、例えば、シリコン・マルチプライア(Si−MP;Silicon-Multi Plier)である。Si−MPの一種としては、例えば、浜松ホトニクス社が提供するマルチ・ピクセル・フォトン・カウンタ(MPPC;Multi-Pixel Photon Counter)(登録商標)シリーズがある。第2の光電変換素子54は、実質的に板状の直方形状を有しており、その板面の形状は、光変換素子52の側面の形状に近似する。第2の光電変換素子54は、光変換素子52のX線入射方向と直交する方向側、すなわちX線入射方向を上下方向としたときの側面側に配置されている。第2の光電変換素子54は、このような構成により、光変換素子52から放出された光子82を受け、電気信号をパルス状に出力する。被検体91の透過X線の強度が十分低い場合には、X線エネルギー別の光子82群は、光変換素子52において、時間軸方向にばらけた状態で放出される。このとき、第2の光電変換素子54は、X線エネルギー別に、そのX線エネルギーの大きさに応じた波高のパルス信号(pulse signal)を、そのX線エネルギーを有するX線の線量に応じた個数分、時間軸方向にばらけた状態で出力することになる。したがって、一定時間内に出力されるパルス信号を、波高別に計数すれば、被検体91の透過X線について、X線エネルギー別に、その線量を知ることができる。また、一定時間内に出力されるパルス信号を、波高に関係なくすべて計数すれば、被検体91の透過X線全体の線量を知ることができる。   The second photoelectric conversion element 54 converts the incident photon 82 into an electric signal and outputs the independent signal G2. The independent signal G2 is an electrical pulse signal corresponding to each incident photon 82. When the photon 82 group is incident simultaneously, the second photoelectric conversion element 52 outputs a pulse signal having a wave height corresponding to the number of photons 82 constituting the photon 82 group. The second photoelectric conversion element 54 is a semiconductor device (semi-conductor device) suitable for so-called photon counting, and is, for example, a silicon-multiplier (Si-MP). As one type of Si-MP, for example, there is a Multi-Pixel Photon Counter (MPPC) (registered trademark) series provided by Hamamatsu Photonics. The second photoelectric conversion element 54 has a substantially plate-like rectangular shape, and the shape of the plate surface approximates the shape of the side surface of the light conversion element 52. The second photoelectric conversion element 54 is disposed on the side of the light conversion element 52 that is orthogonal to the X-ray incident direction, that is, on the side surface when the X-ray incident direction is the vertical direction. With such a configuration, the second photoelectric conversion element 54 receives the photons 82 emitted from the light conversion element 52 and outputs an electric signal in a pulse shape. When the intensity of transmitted X-rays of the subject 91 is sufficiently low, the photon 82 group for each X-ray energy is emitted from the light conversion element 52 while being scattered in the time axis direction. At this time, the second photoelectric conversion element 54 generates a pulse signal having a pulse height corresponding to the magnitude of the X-ray energy for each X-ray energy according to the dose of X-rays having the X-ray energy. The output is output in a state of being scattered in the time axis direction by the number. Therefore, if the pulse signals output within a predetermined time are counted for each wave height, the dose of the transmitted X-rays of the subject 91 can be known for each X-ray energy. Further, if all the pulse signals output within a certain time are counted regardless of the wave height, the dose of the entire transmitted X-ray of the subject 91 can be known.

第1及び第2の光電変換素子53,54には、セラミック基板51上に形成された不図示の導線パターン(wiring pattern)がそれぞれ接続されており、第1の光電変換素子53からの蓄積信号G1及び第2の光電変換素子54からの独立信号G2は、それらの導線パターンを通って外部に出力される。   A conductive pattern (not shown) formed on the ceramic substrate 51 is connected to each of the first and second photoelectric conversion elements 53 and 54, and an accumulated signal from the first photoelectric conversion element 53 is connected to the first and second photoelectric conversion elements 53 and 54. The independent signal G2 from G1 and the second photoelectric conversion element 54 is output to the outside through the conductor pattern.

なお、第2の光電変換素子54は、1個の光変換素子52ごとに1つの側面に対して1個だけ配置してもよいが、1個の光変換素子52ごとに複数の側面に対して1個ずつ配置してもよい。例えば、1個の光変換素子52ごとに、そのチャネル方向CHにおける一方の側面と、そのスライス方向SLにおける一方の側面とに、1個ずつ配置してもよい。   Note that only one second photoelectric conversion element 54 may be disposed for one side surface for each light conversion element 52, but a plurality of side surfaces are provided for each light conversion element 52. May be arranged one by one. For example, one light conversion element 52 may be disposed on one side surface in the channel direction CH and one side surface in the slice direction SL.

また、光変換素子52の4つの側面のうち、第2の光電変換素子54が配置されていない側面については、光を通さない部材を設ける。ここでは、このような部材として、光変換素子52から放出された光子が反射するよう、光反射板55を設けるようにする。   Further, among the four side surfaces of the light conversion element 52, a member that does not transmit light is provided on the side surface on which the second photoelectric conversion element 54 is not disposed. Here, as such a member, a light reflection plate 55 is provided so that photons emitted from the light conversion element 52 are reflected.

また、光変換素子52のX線入射面側には、光変換素子52を保護するために、X線透過性を有する蓋部56等を設けるようにしてもよい。蓋部56は、例えばプラスチック樹脂である。   Further, on the X-ray incident surface side of the light conversion element 52, a cover part 56 having X-ray transparency may be provided in order to protect the light conversion element 52. The lid part 56 is made of plastic resin, for example.

本実施形態において、第1の光電変換素子53から出力される蓄積信号G1は、従来方式による投影データの収集に用い、第2の光電変換素子54から出力される独立信号G2は、フォトン・カウンティング方式による投影データの収集に用いる。   In the present embodiment, the accumulated signal G1 output from the first photoelectric conversion element 53 is used for collecting projection data according to the conventional method, and the independent signal G2 output from the second photoelectric conversion element 54 is photon counting. Used to collect projection data by the method.

従来方式では、X線の検出感度が比較的に低い。そのため、満足できるSN比の信号を得るためには、光変換素子52から放出される光子82をある程度稼ぐ必要があり、相対的に高い線量のX線を被検体91に照射しなければならない。   In the conventional method, the X-ray detection sensitivity is relatively low. Therefore, in order to obtain a signal with a satisfactory S / N ratio, it is necessary to earn photons 82 emitted from the light conversion element 52 to some extent, and the subject 91 must be irradiated with a relatively high dose of X-rays.

一方、フォトン・カウンティング方式では、X線の検出感度が非常に高い。つまり、X線81の線量が低く、光変換素子52から放出される光子82が少なくても、十分なSN比の信号を得ることができる。ただし、X線81の線量が多いと、いわゆるパイルアップ(pile up)と呼ばれる現象が発生し、信号が時間軸方向に分解できなくなるので、返ってよくない。そのため、フォトン・カウンティング方式では、相対的に非常に低い線量のX線81を被検体91に照射しなければならない。   On the other hand, in the photon counting method, the X-ray detection sensitivity is very high. That is, even when the dose of the X-ray 81 is low and the number of photons 82 emitted from the light conversion element 52 is small, a signal with a sufficient SN ratio can be obtained. However, if the dose of the X-ray 81 is large, a phenomenon called so-called pile up occurs, and the signal cannot be resolved in the time axis direction, so it cannot be returned. Therefore, in the photon counting method, the subject 91 must be irradiated with a relatively very low dose of X-rays 81.

本例では、撮影モードとして、カレントモード、パルスモード、カレント&パルスモードを用意する。撮影モード選択部41は、操作者の操作に基づき、これらのうちいずれか所望のモードを選択する。   In this example, a current mode, a pulse mode, and a current & pulse mode are prepared as shooting modes. The shooting mode selection unit 41 selects any one of these modes based on the operation of the operator.

カレントモードが選択された場合には、撮影制御部44は、X線管31の管電流が第1の線量D1に対応した第1の管電流値A1であるときの撮影を行うべく、X線管31等を含む各部を制御する。このような制御により、第1の線量D1のX線で撮影が行われ、第1の線量D1による複数ビューの投影データが収集される。   When the current mode is selected, the imaging control unit 44 performs X-ray imaging in order to perform imaging when the tube current of the X-ray tube 31 is the first tube current value A1 corresponding to the first dose D1. Each part including the pipe 31 and the like is controlled. By such control, imaging is performed with the X-ray of the first dose D1, and projection data of a plurality of views with the first dose D1 is collected.

パルスモードが選択された場合には、撮影制御部44は、X線管31の管電流が第1の管電流値A1より低く第2の線量D2に対応した第2の管電流値A2であるときの撮影を行うべく、X線管31等を含む各部を制御する。このような制御により、第2の線量D2のX線で撮影が行われ、第2の線量D2による複数ビューの投影データが収集される。   When the pulse mode is selected, the imaging control unit 44 has the tube current of the X-ray tube 31 lower than the first tube current value A1 and the second tube current value A2 corresponding to the second dose D2. Each part including the X-ray tube 31 and the like is controlled so as to perform imaging. By such control, imaging is performed with the X-ray of the second dose D2, and projection data of a plurality of views with the second dose D2 is collected.

カレント&パルスモードが選択された場合には、撮影制御部44は、X線管31の管電流が第1の線量D1に対応した第1の管電流値A1であるときの撮影と、X線管31の管電流が第1の管電流値A1より低く第2の線量D2に対応した第2の管電流値A2であるときの撮影とを行うべく、X線管31等を含む各部を制御する。このような制御により、第1の線量D1のX線と第1の線量D1より低い第2の線量D2のX線とで撮影が行われ、それぞれの線量ごとに複数ビューの投影データが収集される。   When the current & pulse mode is selected, the imaging control unit 44 performs imaging when the tube current of the X-ray tube 31 is the first tube current value A1 corresponding to the first dose D1, X-rays In order to perform imaging when the tube current of the tube 31 is lower than the first tube current value A1 and the second tube current value A2 corresponding to the second dose D2, the respective units including the X-ray tube 31 and the like are controlled. To do. By such control, imaging is performed with the X-ray of the first dose D1 and the X-ray of the second dose D2 lower than the first dose D1, and projection data of a plurality of views is collected for each dose. The

図4は、撮影時における管電流のタイムチャートの一例を示す図である。この図は、カレント&パルスモードでの例である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of a time chart of tube current at the time of photographing. This figure is an example in the current & pulse mode.

本例では、カレント&パルスモードが選択されると、図4に示すように、ビューごとに、X線管31の管電流を、第1の管電流値A1と第2の管電流値A2とに切り換えながらX線81を被検体91に照射する。ビューは、例えば、ガントリ1回転時間を1秒程度とし、ガントリ1回転分に対して約1000ビューを割り当てる。   In this example, when the current & pulse mode is selected, the tube current of the X-ray tube 31 is changed into the first tube current value A1 and the second tube current value A2 for each view as shown in FIG. The subject 91 is irradiated with X-rays 81 while switching to the above. For the view, for example, one gantry rotation time is about 1 second, and about 1000 views are assigned to one gantry rotation.

X線検出器32は、ビューごとに被検体91の透過X線を受けて信号を出力する。データ収集部34は、1ビューに対応した時間幅のうち管電流が第1の管電流値A1であるときの時間幅ごとに、カレントモードにより信号を受信する。すなわち、各第1の光電変換素子53からの蓄積信号G1を受信する。そして、これら蓄積信号G1の強度の大きさに基づいて、当該ビューの投影データを決定する。また、データ収集部は、1ビューに対応した時間幅のうち管電流が第2の管電流値A2であるときの時間幅ごとに、パルスモードにより信号を受信する。すなわち、各第2の光電変換素子54からの独立信号G2を受信する。そして、これら独立信号G2の計数値に基づいて、当該ビューの投影データを決定する。   The X-ray detector 32 receives the transmitted X-rays of the subject 91 for each view and outputs a signal. The data collection unit 34 receives a signal in the current mode for each time width when the tube current is the first tube current value A1 in the time width corresponding to one view. That is, the accumulation signal G1 from each first photoelectric conversion element 53 is received. Then, based on the intensity of the accumulated signal G1, projection data of the view is determined. The data collection unit receives a signal in the pulse mode for each time width when the tube current is the second tube current value A2 in the time width corresponding to one view. That is, the independent signal G2 from each second photoelectric conversion element 54 is received. Then, based on the count value of the independent signal G2, projection data of the view is determined.

なお、データ収集部34は、第2の光電変換素子53からの独立信号を計数する際に、独立信号G2を波高別に計数することもできる。横軸に波高値、縦軸に計数値を取りグラフ化すると、X線エネルギーごとの被検体91の透過X線の線量を表すX線エネルギースペクトルを得ることができる。特定のX線エネルギーの透過X線強度のみを抽出して投影データを決定し、これを基に画像を再構成することで、スペクトラル・イメージングを行うことができる。スペクトラル・イメージングでは、特定のX線エネルギーをよく吸収する物質を強調して描画することができるため、被検体91の血流(潅流)など病理的機能イメージングを実現させることができる。   The data collecting unit 34 can also count the independent signal G2 for each wave height when counting the independent signal from the second photoelectric conversion element 53. When the crest value is plotted on the horizontal axis and the count value is plotted on the vertical axis, an X-ray energy spectrum representing the transmitted X-ray dose of the subject 91 for each X-ray energy can be obtained. Spectral imaging can be performed by extracting only transmitted X-ray intensity of specific X-ray energy, determining projection data, and reconstructing an image based on the projection data. Spectral imaging makes it possible to emphasize and draw a substance that absorbs specific X-ray energy well, so that pathological functional imaging such as blood flow (perfusion) of the subject 91 can be realized.

ところで、データ収集法に関し、蓄積信号G1を用いる従来法と、独立信号G2を用いるフォトン・カウンティング法(PC法)とは、それぞれ、次表に示すような特性を有している。   By the way, regarding the data collection method, the conventional method using the accumulated signal G1 and the photon counting method (PC method) using the independent signal G2 each have the characteristics shown in the following table.

Figure 0006470986
Figure 0006470986

つまり、蓄積信号G1を用いる従来法では、X線検出信号のダイナミックレンジ(dynamic range)を広く持つことができ、再構成画像の描写を慣れ親しんだものにできるが、病理的機能イメージングは困難であり、被検体91の低被曝化やX線検出信号のSN比(signal noise ratio)については分が悪い。   That is, in the conventional method using the accumulated signal G1, the dynamic range of the X-ray detection signal can be widened, and the reconstructed image can be made familiar, but pathological functional imaging is difficult. The low exposure of the subject 91 and the signal noise ratio of the X-ray detection signal are bad.

一方、独立信号G2を用いるフォトン・カウンティング法では、病理的機能イメージングが可能であり、被検体の低被曝化やX線検出信号のSN比については良好であるが、被検体91の透過X線の線量が多いとパイルアップが発生するのでX線検出信号のダイナミックレンジは狭く、感度がよい分だけ従来の描写とは異なる描写になることがあり、操作者92によっては違和感を持たれる。   On the other hand, in the photon counting method using the independent signal G2, pathological functional imaging is possible, and the low exposure of the subject and the SN ratio of the X-ray detection signal are good. Since the pile-up occurs when the dose of X-rays is large, the dynamic range of the X-ray detection signal is narrow, and the depiction may differ from the conventional depiction by the amount of good sensitivity, and some operators 92 may feel uncomfortable.

そこで、例えば、被検体91の形状イメージングを違和感のない描写で行いたい場合には、従来法によるカレントモードを用いる。例えば、被検体91の病理的機能イメージングを行いたい場合、ダイナミックレンジをあまり気にする必要がなく低被曝でイメージングを行いたい場合には、フォトン・カウンティング法によるパルスモードを用いる。また例えば、被検体91の形状を表す画像と病理的機能(潅流など)を表す画像とを重ねて表示させたい場合には、カレント&パルスモードを用いる。   Thus, for example, when it is desired to perform shape imaging of the subject 91 with a sense of incongruity, the current mode according to the conventional method is used. For example, when it is desired to perform pathological functional imaging of the subject 91 and when it is desired to perform imaging with low exposure without having to worry too much about the dynamic range, a pulse mode based on the photon counting method is used. For example, when it is desired to display an image representing the shape of the subject 91 and an image representing a pathological function (perfusion, etc.) in an overlapping manner, the current & pulse mode is used.

これより、本実施形態に係るX線CT装置における動作の流れについて説明する。   Hereafter, the flow of operation in the X-ray CT apparatus according to the present embodiment will be described.

図5は、本実施形態に係るX線CT装置における動作の流れの一例を示すフローチャート(flowchart)である。   FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation flow in the X-ray CT apparatus according to the present embodiment.

ステップ(step)S1では、撮影モードを選択する。具体的には、操作コンソール4の撮影モード選択部41が、操作者92の操作に基づき、撮影モードとして、カレントモード、パルスモード、及びカレント&パルスモードのいずれかを選択する。   In step S1, a shooting mode is selected. Specifically, the shooting mode selection unit 41 of the operation console 4 selects any of the current mode, the pulse mode, and the current & pulse mode as the shooting mode based on the operation of the operator 92.

ステップS2では、撮影条件を設定する。具体的には、操作コンソール4の撮影条件設定部42が、操作者の操作に基づき、X線管31の管電圧及び管電流、被検体91の撮影範囲、ガントリ回転速度、スライス厚、再構成関数等の設定を行う。   In step S2, shooting conditions are set. Specifically, the imaging condition setting unit 42 of the operation console 4 determines the tube voltage and tube current of the X-ray tube 31, the imaging range of the subject 91, the gantry rotation speed, the slice thickness, and the reconstruction based on the operation of the operator. Set functions, etc.

ステップS3では、データ収集のセッティング(setting)を行う。具体的には、データ収集部34が、選択された撮影モードに応じて、蓄積信号に基づく投影データと独立信号に基づく投影データのいずれか一方または両方を生成して収集するようセッティングを行う。   In step S3, data collection is set. Specifically, the data collection unit 34 performs setting so as to generate and collect either one or both of projection data based on the accumulated signal and projection data based on the independent signal according to the selected photographing mode.

ステップS4では、被検体91を撮影する。具体的には、操作コンソール4の撮影制御部44が、設定された撮影条件にしたがって各部を制御し、被検体91を撮影する。データ収集部34は、投影データを収集する。なお、このとき、撮影モードとしてパルスモードまたはカレント&パルスモードが選択されている場合には、独立信号に基づく投影データを、X線エネルギー別に生成する。   In step S4, the subject 91 is imaged. Specifically, the imaging control unit 44 of the operation console 4 controls each unit according to the set imaging conditions and images the subject 91. The data collection unit 34 collects projection data. At this time, when the pulse mode or the current & pulse mode is selected as the imaging mode, projection data based on the independent signal is generated for each X-ray energy.

ステップS5では、画像を再構成する。具体的には、操作コンソール4の画像再構成部45が、収集された投影データに再構成関数を適用して画像を再構成する。この際、カレントモードまたはカレント&パルスモードが選択されているときは、蓄積信号G1に基づく投影データを用いて画像を再構成する。また、パルスモードまたはカレント&パルスモードが選択されているときは、独立信号G2に基づくX線エネルギー別の投影データを用いて、X線エネルギー別の画像とX線エネルギー全体に対応する画像を再構成する。   In step S5, the image is reconstructed. Specifically, the image reconstruction unit 45 of the operation console 4 reconstructs an image by applying a reconstruction function to the collected projection data. At this time, when the current mode or the current & pulse mode is selected, the image is reconstructed using the projection data based on the accumulated signal G1. In addition, when the pulse mode or the current & pulse mode is selected, the projection data for each X-ray energy based on the independent signal G2 is used to regenerate an image for each X-ray energy and an image corresponding to the entire X-ray energy. Configure.

ステップS6では、画像を表示する。具体的には、操作コンソール4の表示制御部46が、再構成された画像をモニタ(monitor)の画面に表示させる。この際、カレントモードまたはカレント&パルスモードが選択されているときは、蓄積信号G1に基づく画像を表示する。また、パルスモードまたはカレント&パルスモードが選択されているときは、独立信号G2に基づく画像を表示する。このとき、操作者92は、所望のX線エネルギーを入力することができる。表示制御部46は、この入力情報に基づいて、所望のX線エネルギーに対応した画像を表示させることができる。もちろん、X線エネルギー全体に対応する画像を表示させることもできる。蓄積信号G1に基づく画像と独立信号G2に基づく画像とは、画像に含まれる被検体の位置合せを行った後、重ねて表示させることもできる。   In step S6, an image is displayed. Specifically, the display control unit 46 of the operation console 4 displays the reconstructed image on a monitor screen. At this time, when the current mode or the current & pulse mode is selected, an image based on the accumulation signal G1 is displayed. When the pulse mode or the current & pulse mode is selected, an image based on the independent signal G2 is displayed. At this time, the operator 92 can input desired X-ray energy. The display control unit 46 can display an image corresponding to desired X-ray energy based on this input information. Of course, an image corresponding to the entire X-ray energy can also be displayed. The image based on the accumulated signal G1 and the image based on the independent signal G2 can be displayed in an overlapping manner after the subject included in the image is aligned.

このような本実施形態によれば、X線検出器32を構成するX線検出素子32iが、X線81を光子82に変換する光変換素子52と、光変換素子52で変換され入射された光子82を電気的な蓄積信号G1に変換して出力するカレントモード構造を持つ第1の光電変換素子52と、光変換素子52で変換され入射された光子82を電気的な独立信号G2に変換して出力するパルスモード構造を持つ第2の光電変換素子54とを有しているので、実績のあるカレントモードによる画質及びワークフロー(work flow)を維持したまま、必要に応じてパルスモードのメリット(merit)を享受することができる。   According to the present embodiment, the X-ray detection element 32 i constituting the X-ray detector 32 is converted by the light conversion element 52 that converts the X-ray 81 into the photon 82 and the light conversion element 52 and is incident thereon. A first photoelectric conversion element 52 having a current mode structure that converts a photon 82 into an electrical accumulated signal G1 and outputs it, and a photon 82 converted and incident by the light conversion element 52 into an electrical independent signal G2 The second photoelectric conversion element 54 having a pulse mode structure that outputs in the same manner, so that the merits of the pulse mode are maintained as necessary while maintaining the image quality and work flow in the current mode with proven results. (Merit) can be enjoyed.

また、本実施形態では、第2の光電変換素子54が、光変換素子52の側面に配置されており、隣接する光変換素子52同士の間に設けられる従来の仕切り板としての役目も果たすため、光変換素子52の形状や大きさに悪影響をほとんど及ぼさない。つまり、撮影装置の機械構造や画像再構成のアルゴリズム(algorithm)などの設計変更を少なくすることができ、生産コスト(production cost)や生産工数の上昇を抑えることができる。   In the present embodiment, the second photoelectric conversion element 54 is disposed on the side surface of the light conversion element 52, and also serves as a conventional partition plate provided between adjacent light conversion elements 52. The shape and size of the light conversion element 52 are hardly adversely affected. That is, it is possible to reduce design changes such as the mechanical structure of the photographing apparatus and the algorithm for image reconstruction (algorithm), and to suppress an increase in production cost and production man-hour.

なお、発明の実施形態は、上記に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。   The embodiment of the invention is not limited to the above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、上記の実施形態では、第1の光電変換素子53は、光変換素子52における底面に設けられており、第2の光電変換素子54は、光変換素子52における側面に設けられているが、これに限定されず、第1の光電変換素子53は、光変換素子52における第1の光放出面に設けられており、第2の光電変換素子54は、光変換素子52における上記第1の光放出面とは異なる第2の光放出面に設けられていてもよい。ただし、蓄積信号を出力する第1の光電変換素子53が光変換素子52における底面に設けられ、独立信号を出力する第2の光電変換素子54が光変換素子52における側面に設けられた方が、検出器の構造が現行のものに近くなる。そのため、この構造の方が、設計が容易になり、コストや製造工数の削減、性能の安定に寄与するため、より好適である。   For example, in the above embodiment, the first photoelectric conversion element 53 is provided on the bottom surface of the light conversion element 52, and the second photoelectric conversion element 54 is provided on the side surface of the light conversion element 52. Without being limited thereto, the first photoelectric conversion element 53 is provided on the first light emission surface of the light conversion element 52, and the second photoelectric conversion element 54 is the first photoelectric conversion element 52 in the light conversion element 52. The second light emission surface may be different from the light emission surface. However, the first photoelectric conversion element 53 that outputs an accumulation signal is provided on the bottom surface of the light conversion element 52, and the second photoelectric conversion element 54 that outputs an independent signal is provided on the side surface of the light conversion element 52. The detector structure is close to the current one. For this reason, this structure is more preferable because it facilitates design, contributes to cost and manufacturing man-hour reduction, and stability of performance.

また例えば、上記実施形態における検出器と同様の構造を有する検出器は、胸部等を放射線撮影する一般撮影装置等の放射線撮影装置にも適用可能であり、このような放射線撮影装置もまた、発明の一実施形態である。   Further, for example, a detector having the same structure as the detector in the above-described embodiment can be applied to a radiographic apparatus such as a general imaging apparatus that performs radiographic imaging of the chest and the like, and such a radiographic apparatus is also an invention. It is one Embodiment.

1 X線CT装置
2 撮影テーブル
3 走査ガントリ
3B 空洞部
31 X線管
32 X線検出器
32i X線検出素子
33 コリメータ装置
34 データ収集部
4 操作コンソール
41 撮影モード選択部
43 撮影条件設定部
44 撮影制御部
45 画像再構成部
46 表示制御部
51 セラミック基板
52 光変換素子
53 第1の光電変換素子
54 第2の光電変換素子
55 光反射板
56 蓋部
81 X線
82 光子
91 被検体
92 操作者
ISO アイソセンタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray CT apparatus 2 Imaging table 3 Scanning gantry 3B Cavity part 31 X-ray tube 32 X-ray detector 32i X-ray detection element 33 Collimator apparatus 34 Data collection part 4 Operation console 41 Imaging mode selection part 43 Imaging condition setting part 44 Imaging | photography Control unit 45 Image reconstruction unit 46 Display control unit 51 Ceramic substrate 52 Light conversion element 53 First photoelectric conversion element 54 Second photoelectric conversion element 55 Light reflection plate 56 Lid 81 X-ray 82 Photon 91 Subject 92 Operator ISO Isocenter

Claims (9)

複数の放射線検出素子が少なくとも一方向に配列された放射線検出器であって、
前記複数の放射線検出素子の各々は、
入射された放射線を光子に変換する単層の光変換素子と、
前記光変換素子における底面および側面のうちの一方の面に設けられており、入射された前記光子を電気的な蓄積信号に変換して出力する第1の光電変換素子と、
前記光変換素子における前記底面および側面のうちの他方の面に設けられており、入射された前記光子を電気的な独立信号に変換して出力する第2の光電変換素子と、
を含む放射線検出器。
A radiation detector in which a plurality of radiation detection elements are arranged in at least one direction,
Each of the plurality of radiation detection elements includes:
A single-layer light conversion element that converts incident radiation into photons;
A first photoelectric conversion element that is provided on one of a bottom surface and a side surface of the light conversion element, converts the incident photons into an electrical accumulated signal, and outputs the electrical accumulated signal;
A second photoelectric conversion element that is provided on the other of the bottom surface and the side surface of the light conversion element, converts the incident photons into an electrical independent signal, and outputs the electrical independent signal;
Including radiation detector.
前記光変換素子は、シンチレータを含み、
前記第1の光電変換素子は、フォトダイオードを含み、
前記第2の光電変換素子は、Si−PM(Silicon Photomultiplier)を含む、請求項
1に記載の放射線検出器。
The light conversion element includes a scintillator,
The first photoelectric conversion element includes a photodiode,
The radiation detector according to claim 1, wherein the second photoelectric conversion element includes Si-PM (Silicon Photomultiplier).
請求項1又は2に記載の放射線検出器を備えた放射線撮影装置。 The radiation imaging apparatus comprising a radiation detector according to claim 1 or 2. 前記放射線検出素子における放射線の検出信号の強度を、該放射線検出素子に含まれる前記第1の光電変換素子から出力される前記蓄積信号の大きさに基づいて決定する第1の決定手段と、
前記放射線検出素子における放射線の検出信号の強度を、該放射線検出素子に含まれる前記第2の光電変換素子から出力される前記独立信号の一定時間内の計数値に基づいて決定する第2の決定手段と、を備えた請求項に記載の放射線撮影装置。
First determination means for determining the intensity of a radiation detection signal in the radiation detection element based on the magnitude of the accumulated signal output from the first photoelectric conversion element included in the radiation detection element;
A second determination that determines the intensity of a radiation detection signal in the radiation detection element based on a count value within a predetermined time of the independent signal output from the second photoelectric conversion element included in the radiation detection element. And a radiation imaging apparatus according to claim 3 .
前記第1の決定手段により決定された放射線の検出信号の強度による第1の投影データに基づいて第1の画像を再構成する第1の再構成手段と、
前記第2の決定手段により決定された放射線の検出信号の強度による第2の投影データに基づいて第2の画像を再構成する第2の再構成手段と、を備えた請求項に記載の放射線撮影装置。
First reconstruction means for reconstructing a first image based on first projection data based on the intensity of the radiation detection signal determined by the first determination means;
Of claim 4 and a second reconstruction means for reconstructing a second image based on the second projection data by the intensity of the detection signal of the radiation determined by the second determining means Radiography equipment.
前記第2の決定手段は、前記放射線検出素子における特定のエネルギーを有する放射線の検出信号の強度を、前記独立信号のうち特定の波高を有する信号の一定時間内の計数値に基づいて決定し、
前記第2の再構成手段は、前記特定のエネルギーを有する放射線の検出信号の強度による投影データに基づいて第2の画像を再構成する、請求項に記載の放射線撮影装置。
The second determining means determines the intensity of a detection signal of radiation having specific energy in the radiation detection element based on a count value within a certain time of a signal having a specific wave height among the independent signals,
The radiation imaging apparatus according to claim 5 , wherein the second reconstruction unit reconstructs a second image based on projection data based on an intensity of a detection signal of radiation having the specific energy.
前記第1の画像と前記第2の画像とを重ねて表示する表示手段をさらに備えた請求項または請求項に記載の放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to claim 5 or claim 6 further comprising a display means for displaying overlapping and said second image and the first image. 第1の線量による放射線と、前記第1の線量より低い第2の線量による放射線とを照射して撮影するよう放射線源を制御する制御手段をさらに備え、
前記第1の決定手段は、前記第1の線量による放射線の照射時における前記蓄積信号に基づいて前記放射線の検出信号の強度を決定し、
前記第2の決定手段は、前記第2の線量による放射線の照射時における前記独立信号に基づいて前記放射線の検出信号の強度を決定する、請求項から請求項のいずれか一項
に記載の放射線撮影装置。
Control means for controlling the radiation source so as to irradiate and image radiation with a first dose and radiation with a second dose lower than the first dose;
The first determining means determines the intensity of the radiation detection signal based on the accumulated signal at the time of radiation irradiation with the first dose,
Said second determining means determines the intensity of the detection signal of the radiation on the basis of the independent signals during irradiation by the second dose, according to any one of claims 7 claims 4 Radiography equipment.
前記撮影は、放射線断層撮影であり、
前記制御手段は、前記照射する放射線の線量がビューごとに前記第1の線量と前記第2の線量とに切り換わるよう制御する、請求項に記載の放射線撮影装置。


The imaging is radiation tomography,
The radiographic apparatus according to claim 8 , wherein the control unit controls the radiation dose to be irradiated to switch between the first dose and the second dose for each view.


JP2015013931A 2015-01-28 2015-01-28 Radiation detector and radiation tomography apparatus Active JP6470986B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015013931A JP6470986B2 (en) 2015-01-28 2015-01-28 Radiation detector and radiation tomography apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015013931A JP6470986B2 (en) 2015-01-28 2015-01-28 Radiation detector and radiation tomography apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016137097A JP2016137097A (en) 2016-08-04
JP6470986B2 true JP6470986B2 (en) 2019-02-13

Family

ID=56558560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015013931A Active JP6470986B2 (en) 2015-01-28 2015-01-28 Radiation detector and radiation tomography apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6470986B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110352038B (en) * 2017-02-28 2023-05-09 富士胶片株式会社 Radiation detection system, radiation output device, and radiation detection device
EP3444826A1 (en) * 2017-08-14 2019-02-20 Koninklijke Philips N.V. Low profile anti scatter and anti charge sharing grid for photon counting computed tomography

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008078255A2 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Energy-resolving detection system and imaging system
US20100282972A1 (en) * 2007-11-06 2010-11-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Indirect radiation detector
JP5875786B2 (en) * 2011-06-14 2016-03-02 株式会社東芝 X-ray computed tomography apparatus and radiation detector

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016137097A (en) 2016-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6923562B2 (en) X-ray detection system and X-ray detection method
JP5100045B2 (en) Multi-layer direct conversion computed tomography detector module
US20070205367A1 (en) Apparatus and method for hybrid computed tomography imaging
US20140185759A1 (en) Method and apparatus of generating x-ray image
US20090147910A1 (en) System and method for energy sensitive computed tomography
JP6539748B2 (en) X-ray CT data processing apparatus and X-ray CT apparatus equipped with the same
JP2009507544A (en) Direct measurement and scatter correction for CT
EP3510928A1 (en) Tomographic imaging apparatus, method of controlling the same, and computer program product
US10571579B2 (en) Dual-mode radiation detector
JP2020520451A (en) Scatter correction techniques for use in radiation detectors
WO2014126189A1 (en) X-ray imaging device and x-ray imaging method
WO2013128891A1 (en) Image processing device and method
US10034652B2 (en) Detector assembly, computed tomography apparatus having the same and control method for the same
WO2015016205A1 (en) Low-energy x-ray image forming device and method for forming image thereof
KR102216440B1 (en) Apparatus and method for generating of X-ray image
KR20160089762A (en) An radiography apparatus, a method for controlling the radiography apparatus
US9230702B2 (en) System and method for reducing grid line image artifacts
JP6470986B2 (en) Radiation detector and radiation tomography apparatus
JP2017080342A (en) Radiographic imaging system, information processor for radiological image, information processing method for radiological image and program therefor
KR102153345B1 (en) Radiation imaging apparatus and method for representation of radioacitve image of the same
JP7106392B2 (en) Sensitivity correction method and photon counting detector
US9724062B2 (en) X-ray imaging apparatus and control method for the same
JP7391499B2 (en) Radiation detector, radiation diagnostic equipment, and charge sharing determination method
JP2020103571A (en) Medical processing device and X-ray diagnostic system
JP2018099169A (en) X-ray CT apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180821

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180904

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6470986

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250