JP6502356B2 - 光子計数検出器 - Google Patents

Description

本願は、概して撮像検出器に関し、より詳細には光子計数撮像検出器に関し、スペクトルコンピュータ断層撮影（ＣＴ）への特定の適用について述べられる。

コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナは、一般に、検査領域を挟んで検出器アレイの向かい側に、回転可能なガントリに取り付けられたＸ線管を含む。回転可能なガントリ及び従ってＸ線管は、検査領域及び検査領域内の被験者の周りを回転する。Ｘ線管は、検査領域及び被験者を横切る放射線を放出する。検出器アレイは、検査領域を横切る放射線を検出し、その放射線を示す信号データを生成する。

検出器アレイは、一体型及び／又は光子計数検出器を含むことができる。一体型検出器は、フォトセンサに光学的に結合されたシンチレータを含む。シンチレータが、Ｘ線光子を吸収して、光の光子（又は赤外光子）を生成し、フォトセンサが、光の光子を検知し、その光子を示す電気信号を生成する。光子計数検出器は、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）又はテルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）等の直接変換材料を含み、直接変換材料は、Ｘ線光子を吸収し、それらのＸ線光子を示す電気信号を直接生成する。

光子計数検出器では、検出器アレイによって出力される信号は、検出された放射線のエネルギーを示す。従って、光子計数検出器は、１つ又は複数の異なるエネルギー範囲に関してＸ線光子の数を計数するために使用され得る。しかし、光子計数検出器は、一体型検出器とは異なり、入射Ｘ線放射線の強度の変化への非線形応答を有する。残念ながら、獲得（計数）期間中にこれらの変化が記録される場合、測定されるデータでのノイズの増加がある。

本明細書で述べる態様は、上述した問題等に対処する。

Ｘ線管のアノードのスリットにより、及び／又はスイッチンググリッドによるＸ線管のオン及びオフの変調により、放出される放射線の強度が低下する計数期間の時間間隔中にのみ、放射線検出が休止される撮像システムを以下に述べる。放射線放出及び／又は検出は、トリガ信号及び／又はタイマ信号に基づいて休止及び再開され、これらの信号は、アノード特性及び／又は所定のグリッドスイッチングパターンに基づいて計算される。

一態様では、撮像システムは、検査領域を横切るＸ線光子のビームを放出する、焦点を有する放射線源を含む。撮像システムは、検査領域を横切るＸ線光子のサブセットを検出する光子計数検出器アレイを更に含む。撮像システムは制御装置を更に含み、制御装置は、放出されたＸ線光子のビームの強度が所定の強度レベル未満に低下したという計算結果に応答して休止信号を発生して送信し、この休止信号により、光子計数検出器アレイが、Ｘ線光子のサブセットの検出を休止する。撮像システムはカウンタを更に含み、カウンタは、複数の計数期間のそれぞれに関して、対応する計数期間中に光子計数検出器アレイによって検出されるサブセットのＸ線光子を計数する。

別の態様では、方法が、検査領域を横切るＸ線光子のビームを放出するステップを含む。この方法は、Ｘ線光子のビームの強度が所定の強度レベルを満たしたことに応答して、計数期間中に検査領域を横切るＸ線光子を検出するステップを更に含む。この方法は、Ｘ線光子のビームの強度が所定の強度レベルを満たしていないことに応答して、Ｘ線光子の検出を休止するステップを更に含む。この方法は、計数期間にわたって、検出される光子の数を計数するステップを更に含む。

別の態様では、コンピュータ断層撮影スキャナが、放射線を放出するＸ線管を含み、Ｘ線管がアノードを含む。コンピュータ断層撮影スキャナは、放射線を検出する計数検出器を更に含む。コンピュータ断層撮影スキャナは制御装置を更に含み、制御装置は、放出された放射線がアノードのスリットを横切ることにより、Ｘ線管によって放出される放射線の強度が所定の閾値未満に低下したことに応答して、計数期間中に計数検出器による放射線の検出を一時的に休止する。

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の構成、並びに様々なステップ及びステップの構成の形態を取ることができる。図面は、好ましい実施形態を例示する目的のものにすぎず、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。

放射線放出及び／又は放射線検出の少なくとも一方を制御する制御装置を含む例示的な撮像システムの概略図である。 複数の無材料領域を含む例示的な放射線源アノードの概略図である。 複数の無材料領域を含まない例示的な放射線源アノードの概略図である。 放射線源のアノード及びカソードの例示的な配置の概略図である。 図２のアノードに関連する、休止及び再開トリガ信号を発生する制御装置の一例の概略図である。 図２のアノードに関連する、図５の制御装置による放射線放出及び放射線検出の制御をグラフで示す図である。 図２のアノードに関連する、図５の制御装置による放射線放出及び放射線検出の異なる制御をグラフで示す図である。 図５の制御装置による放射線検出のみの制御をグラフで示す図である。 休止信号及びタイマ再開時間を発生する制御装置の一例の概略図である。 図９の制御装置による放射線放出及び放射線検出の制御をグラフで示す図である。 図３のアノードに関連する制御装置の一例の概略図である。 図６、図７、又は図１０に関連して述べられる実施形態による例示的な方法を示す図である。 図８に関連して述べられる実施形態による例示的な方法を示す図である。 図１１に関連して述べられる実施形態による例示的な方法を示す図である。

まず図１を参照すると、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ等の撮像システム１００が概略的に示されている。

撮像システム１００は、固定ガントリ１０２と、回転ガントリ１０４とを含み、回転ガントリ１０４は、固定ガントリ１０２によって回転可能に支持されている。回転ガントリ１０４は、長手方向軸又はｚ軸を中心として検査領域１０６の周りを回転する。

診療台等の被験者支持体１０８が、検査領域１０６内で物体又は被験者を支持する。被験者支持体１０８は、走査前、走査中、及び／又は走査後に、撮像システム１００に対して被験者又は物体を垂直方向及び／又は水平方向で位置決めするために使用され得る。

Ｘ線源等の放射線源１１０が、回転ガントリ１０４によって支持され、回転ガントリ１０４と共に回転する。放射線源１１０は、アノード１１２と、カソード１１４とを含む。アノード１１２とカソード１１４とにわたって印加されるソース電圧が、電子をカソード１１４からアノード１１２に加速させる。電子流は、カソード１１４からアノード１１２への電流を提供し、検査領域１０６を横切る放射線を生成する。

簡単に図２を見ると、アノード１１２の非限定的な例が概略的に示されている。図２に示されるアノード１１２は、複数（例えば、１箇所、４箇所、１２箇所、２０箇所、５０箇所等）の無材料領域２０２、例えばスリット、穴、開口等を含む。例示される複数の無材料領域２０２は、実質的に同様又は同一の幾何形状（即ち、長さ「ｌ」及び幅「ｗ」を有する長方形）を有する。一変形形態では、複数の無材料領域２０２のうちの少なくとも１つが、異なる幾何形状を有する。

焦点２０４が、カソード１１４からアノード１１２に加速された電子に関するアノード１１２のターゲット領域に対応する。電流（即ち加速された電子）は、アノード１１２の材料と相互作用し、その材料から放出されるＸ線放射と、熱とを発生する。焦点２０４の図示される幾何形状は、例示の目的で提供されており、限定的なものではないことを理解されたい。更に、放射線源１１０は、複数の焦点を含んでいてもよい。

アノード１１２は、第１の方向２０６で回転するものとして図示されている。しかし、別の実施形態では、アノード１１２は、方向２０６とは逆方向に回転してもよい。アノード１１２が回転するとき、複数の無材料領域２０２が焦点２０４を相次いで通過する。複数の無材料領域２０２のそれぞれが焦点２０４を通過するとき、（電子が無材料領域２０２を通過するときに）より少数の電子がアノード材料に衝突し、それにより、より少ない放射線が発生され、検査領域１０６を横切る放射線の放射線強度が減少する。

図３を見ると、アノード１１２の別の例が概略的に例示されている。図３でのアノード１１２は、図２でのアノード１１２と実質的に同様であるが、図３でのアノード１１２は、複数の無材料領域２０２及び／又は他の無材料領域を含まない。図２及び図３での例示的なアノード１１２は、例示の目的で提供されており、限定的なものではないことを理解されたい。本明細書では他のアノード構成も企図される。

図４は、アノード１１２とカソードとの例示的な配置を示す。例示される配置は、カソード１１４からアノード１１２上の焦点２０４への電子流４０２、及び電子流４０２とアノード１１２の材料との相互作用に応答して生成される放射線４０４を含む。この例では、アノード１１２は、ディスク形状であり、モータ４１０によって駆動される回転軸受アセンブリ４０８に支承されたスピンドル４０６に取り付けられる。本明細書では他のアノード配置も企図される。

図１に戻ると、グリッド電圧発生器１１６が、アノード１１２とカソード１１４との間にあるスイッチンググリッド１１８のためのグリッド電圧を発生する。スイッチンググリッド１１８は、グリッド電圧に応じて、カソード１１４からアノード１１２への電流を導通又は遮断する。従って、スイッチンググリッド１１８は、伝送を変調する（例えば、放射線放出を「オン」及び「オフ」に切り替える）ために使用され得る。一変形形態では、グリッド電圧発生器１１６は省略される又は利用されない。

検出器アレイ１２２は、検査領域１０６を挟んで放射線源１１０と向かい側の円弧状角度区域を画定する。検出器アレイ１２２は、直接変換検出器画素等の１次元又は２次元の画素アレイを含み、画素は、直接変換材料、例えばテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）、及び／又は他の直接変換材料を含む。検出器アレイ１２２は、検査領域１０６を横切る放射線を検出し、その放射線のエネルギーを示す信号を発生する。

制御装置１２０は、グリッド電圧発生器１１６及び検出器アレイ１２２を制御する。この制御は、撮像システム１００がグリッド電圧発生器１１６を含む場合には、スイッチンググリッド１１８を制御するため、例えば放射線放出を「オフ」及び「オン」に切り替えるために、グリッド電圧発生器１１６に少なくとも１つのトリガ信号を伝達することを含む。また、この制御は、放射線検出を「オフ」及び「オン」に切り替えるために、少なくとも１つのトリガ信号を検出器アレイ１２２に伝達することも含む。計数期間中に放射線放出及び検出を一時的に「オフ」及び「オン」に切り替えることは、放射線放出及び検出の休止及び再開と見られ得る。

以下に更に詳細に述べるように、一例では、制御装置１２０は、複数の無材料領域２０２のうちの１つの無材料領域２０２が焦点２０４を通過する期間中、休止トリガ信号を発生し、この休止トリガ信号により、スイッチンググリッド１１８が、電流を遮断して放射線放出を「オフ」に切り替え、検出器アレイ１２２が、放射線検出を「オフ」に切り替える。これは、放射線が検出されていないときに被験者の照射を低減し、及び／又は放射線強度の変化により検出器アレイが望ましくないカウントレート低下を受けやすい期間中に放射線の検出を低減する。放射線放出及び検出を再び「オン」に切り替えるために、再開タイマ信号等が使用され得る。

以下に更に詳細に述べるように、複数の無材料領域２０２を含まない図３のアノード１１２に関連して、制御装置１２０は、放射線放出を変調するためにスイッチンググリッド１１８が使用されている期間中、休止トリガ信号を発生し、その休止トリガ信号を検出器アレイ１２２に伝達して、放射線検出を「オフ」に切り替える。これは、「オン」から「オフ」への及び／又は「オフ」から「オン」への放射線放出の遷移中に放射線強度の変化により検出器アレイが望ましくないカウントレート低下を受けやすい期間中に放射線の検出を低減する。ここでも、放射線検出を再び「オン」に切り替えるために、再開タイマ信号等が使用され得る。

やはり以下に更に詳細に述べるように、撮像システムがグリッド電圧発生器１１６を含まない又は使用しない場合、制御装置１２０は、この場合にも、複数の無材料領域２０２のうちの１つの無材料領域が焦点２０４を通過する期間中、休止トリガ信号を発生することができ、この休止トリガ信号により、検出器アレイ１２２が放射線検出を「オフ」に切り替える。これは、アノード１１２の複数の無材料領域２０２による放射線強度の変化により検出器アレイが望ましくないカウントレート低下を受けやすい期間中に放射線の検出を低減する。ここでも、放射線検出を再び「オン」に切り替えるために、再開タイマ信号等が使用され得る。

パルス成形器１２６が、検出器アレイ１２２によって発生された信号を受信して、対応する検出された入射放射線のエネルギーを示す高さ又は振幅ピークを有するパルス（例えば電圧又は電流パルス）を発生する。任意選択的に、パルス成形器１２６がパルスを発生する前に、信号を増幅するために前置増幅器が採用され得る。追加として又は代替として、パルス成形の前及び／又は後に、他の前処理及び／又は調整が信号に加えられ得る。

エネルギー弁別器１２８が、比較器１３０_１、…、１３０_Ｎ（本明細書では総称して比較器１３０と呼ぶ）と、それぞれのエネルギー閾値（ＴＨ）１３２_１、…、１３２_Ｎ（本明細書では総称して閾値１３２と呼ぶ）とを含み、ここで、Ｎは、１以上の整数である。比較器１３０は、入射パルスの振幅（高さ）を閾値１３２と比較して出力信号を発生し、この出力信号は、パルスの振幅がどの閾値１３２を超えたかを示し、それにより、閾値１３２に基づいて入射パルスをエネルギー弁別する。

カウンタ１３４は、１つ又は複数のサブカウンタ１３６を含む。カウンタ１３４は、エネルギー弁別器１２８の出力に基づいて、各閾値に関するサブカウンタ１３６の少なくとも１つのカウント値を増分する。例えば、特定の閾値に関する比較器の出力が、パルスの振幅が対応する閾値を超えていることを示すとき、その閾値に関するカウント値が増分される。

エネルギービン振分け器１４０が、複数のエネルギービン１４２に基づいてカウントをエネルギービンに振り分け、各ビンが異なるエネルギー範囲を表す。例えば、より低い閾値に関してはカウントを加えるが、その次に高い閾値に関してはカウントを加えない光子は、より低い閾値のビンに割り当てられる。

再構成器１４４は、エネルギービン信号を選択的に再構成する。この再構成は、特定のエネルギービンに対応する信号を再構成すること、及び／又は全てのビンにわたる信号を再構成し、それにより非スペクトル画像データを生成することを含む。

コンピュータは、オペレータコンソール１４６として働く。コンソール１４６は、モニタ又はディスプレイ等の人間可読出力デバイスと、キーボード及びマウス等の入力デバイスとを含む。コンソール１４６に常駐するソフトウェアは、オペレータが、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）等を介してスキャナ１００と対話できるようにする。

図５、図９、及び図１１は、制御装置１２０の例を示す。図５では、撮像システム１００は、グリッド電圧発生器１１６と、図２のアノード１１２とを含む。図９では、撮像システム１００は、図３のアノード１１２を含み、グリッド電圧発生器１１６を含まず、使用もしない。図１１では、撮像システム１００は、グリッド電圧発生器１１６と、図３のアノード１１２とを含み、このアノード１１２は、複数の無材料領域２０２を含まない。

まず図５を参照すると、撮像システム１００がグリッド電圧発生器１１６及び図２のアノード１１２を含む構成に関連する制御装置１２０の一例が示されている。

この例では、制御装置１２０は、複数の無材料領域２０２のそれぞれが焦点２０４を横切る期間中にのみ、グリッド電圧発生器１１６を制御して放射線放出を「オフ」に切り替え、検出器アレイ１２２を制御してデータ獲得を「オフ」に切り替える。

例示される制御装置１２０は、期間予測器５０２を含む。期間予測器５０２は、複数の無材料領域２０２のそれぞれが焦点２０４を横切る期間の継続時間、及び期間が生じる時点を、１つ又は複数のアノード及び焦点パラメータ５０４に基づいて計算する。

一例では、期間予測器５０２は、式１に基づいて、期間（計算された期間、即ち「ｃｔｐ」）を計算する。
ここで、「ｄ」は、アノード直径を表し、「ω」は、アノード１１２の回転周波数を表し、「ｆｓｗ」は、焦点２０４の幅を表す。ｄ＝２０〜２５ｃｍ、ω＝１５０〜３００Ｈｚ、及びｆｓｗ＝０．６〜１．２ｍｍである非限定的な例では、計算された期間は、約５〜１０マイクロ秒である。

制御装置１２０は、少なくとも、計算された期間と、「ｎ」及び「ω」等のアノードパラメータ５０４とに基づいて、各期間が生じる時を決定する。一例では、期間予測器５０２は、式２に基づいて、期間発生（計算された期間発生、即ち「ｃｔｐｏ」）を計算する。
ここで、「ｎ」は、アノード１１２での無材料領域２０２の数を表す。

例示される制御装置１２０は、更にトリガ発生器５０６を含む。トリガ発生器５０６は、計算された期間及び計算された期間発生に基づいて、少なくとも１つの休止トリガ信号を発生し、休止トリガ信号は、グリッド電圧発生器１１６を発動させて放射線放出を「オフ」に切り替え、検出器アレイ１２２を発動させて放射線検出を「オフ」に切り替える。一例では、同じ休止トリガ信号がグリッド電圧発生器１１６と検出器アレイ１２２との両方を発動させる。別の例では、異なる休止トリガ信号がグリッド電圧発生器１１６と検出器アレイ１２２とを発動させる。

放射線放出及び放射線検出を「オン」に切り替えるために、トリガ発生器５０６は、少なくとも計算された期間に基づいて、少なくとも１つの再開トリガ信号を発生し、再開トリガ信号は、グリッド電圧発生器１１６を発動させて放射線放出を「オン」に切り替え、検出器アレイ１２２を発動させて放射線検出を「オン」に切り替える。先と同様に、同じ又は異なる再開トリガ信号が、グリッド電圧発生器１１６と検出器アレイ１２２とを発動させるために使用され得る。何れの場合にも、検出器アレイ１２２に伝達される再開トリガ信号が、グリッド電圧発生器１１６に伝達される再開トリガ信号に対して時間遅延され得て、放射線検出を再び「オン」に切り替える前に放射線放出を上昇させる。

図６は、図５に関連する放射線強度及び放射線検出をグラフで示し、ここで、単一の獲得フレーム又は計数期間中に単一の無材料領域２０２が焦点２０４を横切る。

図６で、第１の軸６０２は放射線強度を表し、第２の軸６０４は単一の計数期間を表す。領域６０６及び６０８は、放射線放出及び放射線検出が「オン」である領域を表す。領域６０６及び６０８で、強度値６１０は非ゼロである。時点６１２で、グリッド電圧発生器１１６及び検出器アレイ１２２によって休止トリガが受信され、これが、放射線放出及び放射線検出を「オフ」に切り替える。プロファイル６１４は、放射線放出が「オン」から「オフ」に遷移しているときの放射線強度の低下を示す。時点６１２で放射線検出が「オフ」に切り替えられるので、この遷移又は放射線強度の低下は、検出器アレイ１２２によって検出されない。

時点６１６で、グリッド電圧発生器１１６によって再開トリガが受信され、放射線放出が再び「オン」に切り替えられる。プロファイル６１８は、放射線放出が「オフ」から「オン」に遷移しているときの放射線強度を示す。放射線検出が「オフ」に切り替えられるので、この遷移又は放射線強度の増加は、検出器アレイ１２２によって検出されない。ステップ６２０で、検出器アレイ１２２によって再開トリガが受信され、検出器アレイ１２２は、放射線を再び検出し始める。領域６２２は、放射線検出が「オフ」に切り替えられている領域を表す。領域６２２では、放射線強度は、ゼロ（部分領域６２４）又は強度６１０未満（部分領域６２６）である。

図６において、時点６１２及び６１６は、領域６２４及び６２６（強度のスイッチングがノイズに影響を及ぼす有限継続時間）を避けるように設定され、全体的な獲得フレーム又は計数期間は領域６０６及び６０８を含み、領域６２４及び６２６中には放射線検出を「オフ」に切り替える。プロファイル６２８は、複数の無材料領域２０２のうちの１つの無材料領域が焦点２０４を横切ることによる放射線強度の低下６３０を示す。このプロファイル６２８は、グリッド電圧発生器１１６が放射線放出を「オフ」に切り替えなかった場合に生じることになる。

制御装置１２０は、放射線検出が「オン」及び／又は「オフ」に切り替えられる計数期間のパーセンテージを示す信号を提供することができる。この信号は、放射線検出が「オフ」及び／又は「オン」に切り替えられたかどうかを示す単一のビットによるものでよく、又は放射線検出が「オフ」及び／又は「オン」であるパーセンテージ及び／又は継続時間を提供する複数のビットによるものでもよい。順に続く計数期間の間の遷移中には放射線検出が「オフ」に切り替えられる場合、一例では、計数期間は、早期に終了され得る、及び／又は次の計数期間の開始が延期され得る。

図７は、実質的に図６と同様であるが、ここでは、時点６１６で、グリッド電圧発生器１１６と検出器アレイ１２２との両方によって再開トリガが受信され、時点６１６で、グリッド電圧発生器１１６及び検出器アレイ１２２が放射線放出及び放射線検出を「オン」に切り替える。この例では、放射線検出は領域７０２にわたり、この領域７０２は、「オフ」から「オン」への遷移を表す領域６２６を含み、この領域６２６内で放射線強度が増加する。

図８で、システム１００はグリッド電圧発生器１１６を含まず、又はグリッド電圧発生器１１６は、放射線放出を「オフ」及び「オン」に切り替えるために使用されない。この変形形態では、図５に関連して（例えばアノード及び焦点パラメータ５０４に基づいて）及び／又は他の箇所で論じるように、制御装置１２０は、休止及び再開トリガ信号を発生する。しかし、休止及び再開トリガ信号は、検出器アレイ１２２にのみ伝達されて、放射線検出を「オフ」及び「オン」に切り替える。放射線放出は、計数期間全体にわたってオンであり、トリガ信号によって妨げられない。

領域８０２及び８０４は、放射線放出が所定の非ゼロ強度値８０６を有する領域を表す。領域８０８は、強度が第２の非ゼロ強度値８１０まで低下する領域を表し、この第２の非ゼロ強度値８１０は、所定の非ゼロ強度値８０６未満である。本明細書で論じるように、領域８０８は、無材料領域２０２が焦点２０４を横切るときに生じる。放射線検出は、領域８０８で「オフ」に切り替えられ、これは、無材料領域２０２による放射線強度の変化により検出器アレイ１２２が望ましくないカウントレート低下を受けやすい期間中に放射線の検出を低減する。

図９は、図５の一変形形態を示し、ここでは、休止トリガ信号は、計算された期間にのみ、グリッド電圧発生器１１６及び検出器アレイ１２２に伝達される。タイマ９０２が、「ｎ」及び「ω」等のアノードパラメータ９０４に少なくとも基づいて、期間を計算する。計算された期間の経過後、タイマ９０２は、信号をトリガ発生器５０６に伝達し、この信号により、トリガ発生器５０６は、休止トリガ信号をグリッド電圧発生器１１６及び検出器アレイ１２２に伝達するのを停止する（及び／又は再開信号をグリッド電圧発生器１１６及び検出器アレイ１２２に伝達する）。

図１０は、図９に関連する放射線強度及び放射線検出をグラフで示す。この表現は、図６に示される表現と実質的に同様であるが、ここでは、放射線放出及び放射線検出を「オン」に切り替えるために、再開トリガの代わりにタイマ期間１００２及び１００４が使用される。

図６、図７、及び図１０の変形形態では、グリッド電圧発生器１１６は、図６、図７、及び図１０で述べたように制御されて放射線放出を「オフ」及び「オン」に切り替えるが、検出器アレイ１２２は「オフ」に切り替えられない。

図１１は、図５の一変形形態を示し、ここでは、撮像システム１００は、グリッド電圧発生器１１６と、図３のアノード１１２とを含み、このアノード１１２は、複数の無材料領域２０２を含まない。この変形形態では、制御装置１２０は、グリッドスイッチ変調パターン１１０２の設定と、トリガ発生器５０６とを含む。トリガ発生器５０６は、図５〜図７に関連して論じたように、休止及び再開トリガ信号を発生する。

しかし、この変形形態では、トリガ発生器５０６は、グリッドスイッチ変調パターン１１０２の設定に基づいて、休止及び再開トリガ信号を発生する。スイッチ変調パターン１１０２の設定は、予め分かっており、コンソール１４６、撮像プロトコル、放射線源１１０、ユーザ入力、及び／又はその他から取得され得る。一変形形態では、トリガ発生器５０６は、図９に関連して論じたように、休止トリガ信号及びタイマ期間を発生する。

放射線強度の低下を計算するために他の手法も利用され得る。例えば、一変形形態では、強度の低下及びトリガ機能は、アノード表面で角度をシフトさせるアノード上の構造によって、又はスリットの到着を検出するために、例えばレーザビームとフォトダイオードの組合せと共にスリット自体を利用することによって実現される。このとき、トリガ信号は、フォトダイオード出力で設定されるレベル閾値から導出され得る。より多くのトリガが、電流を再び「オン」に切り替え、放射線検出を「オフ」に切り替え、計数を再開させてもよい。

図１２は、図６、図７、又は図１０に関連して述べた実施形態による例示的な方法を示す。

これらの方法の操作の順序は限定的なものではないことを理解されたい。従って、本明細書では、他の順序も企図される。更に、１つ若しくは複数の操作が省かれてもよく、及び／又は１つ若しくは複数の追加の操作が含まれてもよい。

ステップ１２０２で、計数期間にわたって無材料領域２０２が焦点２０４を横切る時に対応する時点及び継続時間が計算される。

ステップ１２０４で、上記の時点に基づいて、休止トリガ信号が発生される。

ステップ１２０６で、休止トリガ信号が、放射線放出の「オフ」への切替え及び放射線検出の「オフ」への切替えを発動する。

ステップ１２０８で、上記の継続時間に基づいて、再開トリガ信号又はタイマ信号の少なくとも一方が発生される。

ステップ１２１０で、再開トリガ信号、又はタイマ信号の時間切れの少なくとも一方が、放射線放出の「オン」への切替えを発動する。

ステップ１２１２で、再開トリガ信号、又はタイマ信号の時間切れの少なくとも一方が、放射線検出の「オン」への切替えを発動する。操作１２１２は、操作１２１０と同時に、又は操作１２１０後に所定の遅延に基づいて実施され得る。

図１３は、図８に関連して述べた実施形態による例示的な方法を示す。

これらの方法の操作の順序は限定的なものではないことを理解されたい。従って、本明細書では、他の順序も企図される。更に、１つ若しくは複数の操作が省かれてもよく、及び／又は１つ若しくは複数の追加の操作が含まれてもよい。

ステップ１３０２で、計数期間にわたって無材料領域２０２が焦点２０４を横切る時に対応する時点及び継続時間が計算される。

ステップ１３０４で、上記の時点に基づいて、休止トリガ信号が発生される。

ステップ１３０６で、休止トリガ信号が、放射線検出の「オフ」への切替えを発動する。

ステップ１３０８で、上記の継続時間に基づいて、再開トリガ信号又はタイマ信号の少なくとも一方が発生される。

ステップ１３１０で、再開トリガ信号、又はタイマ信号の時間切れの少なくとも一方が、放射線検出の「オン」への切替えを発動する。

図１４は、図１１に関連して述べた実施形態による例示的な方法を示す。

これらの方法の操作の順序は限定的なものではないことを理解されたい。従って、本明細書では、他の順序も企図される。更に、１つ若しくは複数の操作が省かれてもよく、及び／又は１つ若しくは複数の追加の操作が含まれてもよい。

ステップ１４０２で、グリッドスイッチパターンが取得される。

ステップ１４０４で、グリッドスイッチパターンに基づいて休止トリガ信号が発生される。

ステップ１４０６で、休止トリガ信号が、放射線検出の「オフ」への切替えを発動する。

ステップ１４０８で、グリッドスイッチパターンに基づいて、再開トリガ信号又はタイマ信号の少なくとも一方が発生される。

ステップ１４１０で、再開トリガ信号、又はタイマ信号の時間切れの少なくとも一方が、放射線検出の「オン」への切替えを発動する。

上記の操作は、コンピュータ可読記憶媒体（即ち物理メモリ及び他の非一時的媒体）に符号化された又は埋め込まれたコンピュータ可読命令によって実施されてよく、それらのコンピュータ可読命令は、マイクロプロセッサによって実行されるときに、プロセッサに上述した操作を実施させる。追加又は代替として、コンピュータ可読命令の少なくとも１つは、信号、搬送波、及び他の一時的な媒体によって搬送される。

好ましい実施形態を参照して本発明を述べてきた。上記の詳細な説明を読んで理解すれば、修正形態及び変形形態が想到されよう。本発明は、添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、全てのそのような修正形態及び変形形態を含むものと解釈されることが意図される。

Claims (13)

1. 検査領域を横切るＸ線光子のビームを放出する、焦点を有する放射線源であって、複数の無材料領域を含む回転するアノードと、カソードとを備え、前記アノードが回転し、それにより前記複数の無材料領域を回転させ、前記無材料領域が、回転して相次いで前記焦点を通る、放射線源と、
   前記検査領域を横切るＸ線光子のサブセットを検出する光子計数検出器アレイと、
   前記複数の無材料領域のそれぞれが前記焦点を横切る期間の継続時間及び期間が生じる時点を計算し、その計算結果に基づいて、休止信号及び再開信号を発生して送信し、前記休止信号の発生及び送信により、前記光子計数検出器アレイが、前記Ｘ線光子の前記サブセットの検出を休止し、前記再開信号の発生により、前記光子計数検出器アレイが、当該再開信号に応答して前記Ｘ線光子のビームの検出を再開するようにする、制御装置と、
   複数の計数期間のそれぞれに関して、対応する計数期間中に前記光子計数検出器アレイによって検出される前記サブセットのＸ線光子を計数するカウンタと
   を備える、撮像システム。
2. 放出された放射線の強度が、前記複数の無材料領域のうちの１つの無材料領域が回転して前記焦点を通るのに応答して低下し、前記放出された放射線の強度が、前記複数の無材料領域が前記焦点の外にあるのに応答して上昇する、請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記アノードの直径と、前記アノードの角周波数と、前記アノードにある前記無材料領域の数と、前記アノードにある前記無材料領域それぞれの幅とに少なくとも一部基づいて、前記複数の無材料領域のそれぞれが前記焦点を横切る期間の継続時間及び期間が生じる時点を計算する予測器
   を更に備える、請求項１又は２に記載の撮像システム。
4. 前記予測器が、前記休止信号と、前記アノードの前記角周波数と、前記アノードにある前記無材料領域それぞれの前記幅とに少なくとも一部基づいて、前記複数の無材料領域のそれぞれが前記焦点を横切る期間の継続時間及び期間が生じる時点を計算する、請求項３に記載の撮像システム。
5. グリッドスイッチ発生器を更に備え、
   前記グリッドスイッチ発生器が、前記休止信号に応答して、前記アノードと前記カソードとの間にグリッドスイッチ電圧を印加し、前記グリッドスイッチ電圧の印加が、前記アノードと前記カソードとの間の電子流を遮断し、それにより放射線放出を休止する、
   請求項３又は４に記載の撮像システム。
6. 前記グリッドスイッチ発生器が、前記再開信号に応答して、前記グリッドスイッチ電圧を除去し、前記グリッドスイッチ電圧の除去が、前記アノードと前記カソードとの間の電子流を導通し、それにより放射線放出を再開する、請求項５に記載の撮像システム。
7. 前記再開信号が、放射線放出及び放射線検出をオンに切り替えるためのトリガ信号又はタイマ継続時間を示す信号の一方を含む、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の撮像システム。
8. 検査領域を横切るＸ線光子のビームを放出する、焦点を有する放射線源であって、アノードとカソードとを備える、放射線源と、
   前記検査領域を横切るＸ線光子のサブセットを検出する光子計数検出器アレイと、
   前記複数の無材料領域のそれぞれが前記焦点を横切る期間の継続時間及び期間が生じる時点を計算し、その計算結果に基づいて、休止信号及び再開信号を発生して送信し、前記休止信号の発生及び送信により、前記光子計数検出器アレイが、前記Ｘ線光子の前記サブセットの検出を休止し、前記再開信号の発生により、前記光子計数検出器アレイが、当該再開信号に応答してＸ線光子の前記ビームの検出を再開するようにする、制御装置と、
   前記休止信号に応答して、前記アノードと前記カソードとの間にグリッドスイッチ電圧を印加し、前記グリッドスイッチ電圧の印加が、前記アノードと前記カソードとの間の電子流を遮断し、それにより放射線放出を休止し、前記再開信号に応答して、前記グリッドスイッチ電圧を除去し、前記グリッドスイッチ電圧の除去が、前記アノードと前記カソードとの間の電子流を可能にし、それにより放射線放出を再開するようにする、グリッドスイッチ発生器と、
   複数の計数期間のそれぞれに関して、対応する計数期間中に前記光子計数検出器アレイによって検出される前記サブセットのＸ線光子を計数するカウンタと
   を備える、撮像システム。
9. 前記再開信号が、前記光子計数検出器アレイの動作を再開すべき時点であることを示す信号、又は前記複数の無材料領域のそれぞれが前記焦点を横切る期間の継続時間を計時するタイマがタイムアップしたことを示す信号の一方を含む、請求項８に記載の撮像システム。
10. グリッドスイッチ変調パターンに少なくとも一部基づいて、前記複数の無材料領域のそれぞれが前記焦点を横切る期間の継続時間及び期間が生じる時点を計算する予測器
    を更に備える、請求項８又は９に記載の撮像システム。
11. 焦点を有する放射線源であって、複数の無材料領域を含む回転するアノードと、カソードとを備え、前記アノードが回転し、それにより前記複数の無材料領域を回転させ、前記無材料領域が、回転して相次いで焦点を通る、当該放射線源が、検査領域を横切るＸ線光子のビームを放出するステップと、
    光子計数検出器アレイが、前記検査領域を横切るＸ線光子のサブセットを検出するステップと、
    制御装置が、前記複数の無材料領域のそれぞれが前記焦点を横切る期間の継続時間及び期間が生じる時点を計算し、その計算結果に基づいて、休止信号及び再開信号を発生して送信し、前記休止信号の発生及び送信により、前記光子計数検出器アレイが、前記Ｘ線光子の前記サブセットの検出を休止し、前記再開信号の発生及び送信により、前記光子計数検出器アレイが、前記Ｘ線光子の前記ビームの検出を再開するようにするステップと、
    カウンタが、複数の計数期間のそれぞれに関して、対応する計数期間中に前記光子計数検出器アレイによって検出される前記サブセットのＸ線光子を計数するステップと
    を含む、方法。
12. 焦点を有し、アノードとカソードとを備える、放射線源が、検査領域を横切るＸ線光子のビームを放出するステップと、
    光子計数検出器アレイが、前記検査領域を横切るＸ線光子のサブセットを検出するステップと、
    制御装置が、前記複数の無材料領域のそれぞれが前記焦点を横切る期間の継続時間及び期間が生じる時点を計算し、その計算結果に基づいて、休止信号及び再開信号を発生して送信し、前記休止信号の発生及び送信により、前記光子計数検出器アレイが、前記Ｘ線光子の前記サブセットの検出を休止し、前記再開信号の発生及び送信により、前記光子計数検出器アレイが、Ｘ線光子の前記ビームの検出を再開するようにするステップと、
    グリッドスイッチ発生器が、前記休止信号に応答して、前記アノードと前記カソードとの間にグリッドスイッチ電圧を印加するステップであって、前記グリッドスイッチ電圧の印加が、前記アノードと前記カソードとの間の電子流を遮断し、それにより放射線放出を休止し、前記再開信号に応答して、前記グリッドスイッチ電圧を除去し、前記グリッドスイッチ電圧の除去が、前記アノードと前記カソードとの間の電子流を可能にし、それにより放射線放出を再開するようにするステップと、
    カウンタが、複数の計数期間のそれぞれに関して、対応する計数期間中に前記光子計数検出器アレイによって検出される前記サブセットのＸ線光子を計数するステップと
    を含む、方法。
13. コンピュータ断層撮影スキャナである、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の撮像システム。