JP6670659B2 - X線検出器装置及びx線ct装置 - Google Patents
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Description
図6は、第2の実施形態に係る検出器モジュール3’の構成例を示す図である。この第2の実施形態は、第4世代CTスキャナにおける極性効果を低減するために実施される。第4世代CTスキャナにおいて、検出器は静止ガントリ上にあり、X線源は回転する。各検出器はX線源が回転するにつれて、異なる入射角度からX線を受信する。検出器応答はX線入射角により変化し、これは極性効果と呼ばれる。極性効果は通常、入射光子に非垂直な入射に対して起こるため、検出器の応答を測定する際に曖昧さをもたらし、医用イメージングシステムにおける全体的な空間分解能を低下させてしまう。図6に示すように、入射光子604および606が検出器の電界Eに垂直でない場合、検出器の幾何学的効率が法線入射線602の場合とは異なる。したがって、極性効果を、スパース第4世代PCDジオメトリ用の検出器設計に組み込む必要がある。
第3の実施形態では、検出器モジュール3’のカソード側電極がX線管1の回転中心を向くように配置されるのではなく、カソード側電極とアノード側電極とに隣接する面である側面がX線管1の回転中心を向くように配置される場合について説明する。ここで、検出器モジュール3’のPCDは、円軌道の法線方向に対して傾斜される。図7A及び図7Bは、第3の実施形態に係る検出器モジュール3’の構成例を示す図である。第3の実施形態に係る検出器モジュール3’は、図7Aに示すように、一対のピクセル型PTF直接変換型PCDおよび2つのコリメータを備える。このPTF直接変換型PCDの構成は図5で説明したものと同様である。すなわち、検出器モジュール3’は、PCDとして、コリメータが設けられた第1のPCDと、コリメータが設けられた第2のPCDとを有する。また、2つのPTF直接変換型PCD(検出器AおよびB)は、円周方向708に沿った法線面に対して傾斜される。言い換えると、第1のPCDおよび第2のPCDはそれぞれ、円軌道の法線方向に対して傾斜される。図7Aに示すように、検出器Aはピクセルアノード側が円周方向に沿って法線面を向くように円周方向に沿って時計回りに傾斜され、検出器Bはピクセルアノード側が円周方向に沿って法線面を向くように円周方向に沿って反時計回りに傾斜される。すなわち、第1のPCDおよび第2のPCDはそれぞれ、アノードピクセルが設けられた第1の面が互いに対向するように円軌道の法線方向に対して所定の角度で傾斜される。そして、第1のPCDと第2のPCDとが、円軌道の中心側から当該円軌道側へ向く開口部を形成する。このように、検出器AおよびBを傾斜させることで、X線702、704、および706は対称に検出器に入射する。横傾斜角度θは、検出器Aのアノード側と検出器Bのアノード側との間の角度である。各PCDはコリメータを有し、これはアノード側付近で結晶に取り付けられて、入射X線と検出器との間の相互作用によりエネルギー情報がほとんど提供されない点線間の入射X線を遮蔽する。コリメータ寸法は電極設計に応じ、感度を向上するためにさらに寸法を小さくすることができる。
図8A及び図8Bを用いて、第3の実施形態の変形例について説明する。図8A及び図8Bは、第3の実施形態の変形例に係る検出器モジュール3’の構成例を示す図である。第3の実施形態では、第1のPCDおよび第2のPCDはそれぞれ、アノードピクセルが設けられた第1の面が互いに対向するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図8Aに示すように、第3の実施形態の変形例に係る検出器モジュール3’は、一対のピクセル型PTF直接変換型PCDおよび2つのコリメータを備える。このPTF直接変換型PCDの構成は図5で説明したものと同様である。2つのPTF直接変換型PCD(検出器AおよびB)は、法線面に対して傾斜され、「ウェル」を形成し、傾斜された検出器Aおよび検出器BからのKエスケープ光子を収集する。
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
2 フィルタおよびコリメータ
3 検出器
3’ 検出器モジュール
4 制御部
5 データ収集システム
6 処理部
7 メモリ
8 フレーム
Claims (18)
- X線管の回転軌道と中心を同一とする円軌道に沿って配置された複数の検出器モジュールを備えたX線検出器装置であって、
各検出器モジュールは、
半導体結晶と、前記半導体結晶の第1の面に設けられたアノードピクセルと、前記第1の面と対向した第2の面に設けられるカソード電極とを備える光子計数検出器(Photon-Counting Detector:PCD)と、
前記半導体結晶における前記第1の面と隣接する面であり、前記X線管から照射されたX線が入射される面である第3の面の前記アノードピクセル側に設けられ、前記第3の面の前記アノードピクセル側の所定の領域を遮蔽するコリメータと、
を備えた、X線検出器装置。 - 前記所定の領域は、前記アノードピクセルから前記カソード電極方向への距離に応じた検出効率に基づいて設定される、請求項1に記載のX線検出器装置。
- 前記コリメータは、前記アノードピクセルを更に覆う、請求項1又は2に記載のX線検出器装置。
- 前記PCDは、前記円軌道の法線方向に対して傾斜される、請求項1〜3のいずれか一つに記載のX線検出器装置。
- 前記各検出器モジュールは、前記PCDとして、前記コリメータが設けられた第1のPCDと、前記コリメータが設けられた第2のPCDとを有し、前記第1のPCDおよび前記第2のPCDはそれぞれ、前記円軌道の法線方向に対して傾斜される、請求項1〜3のいずれか一つに記載のX線検出器装置。
- 前記第1のPCDおよび前記第2のPCDはそれぞれ、アノードピクセルが設けられた第1の面が互いに対向するように前記円軌道の法線方向に対して所定の角度で傾斜され、前記第1のPCDと前記第2のPCDとが、前記円軌道の中心側から当該円軌道側へ向く開口部を形成する、請求項5に記載のX線検出器装置。
- 前記第1のPCDおよび前記第2のPCDはそれぞれ、カソード電極を有する第2の面が互いに対向するように前記円軌道の法線方向に対して所定の角度で傾斜され、前記第1のPCDと前記第2のPCDとが、前記円軌道側から当該円軌道の中心側へ向く開口部を形成する、請求項5に記載のX線検出器装置。
- 前記PCDはCdZnTeまたはCdTeから形成される、請求項1〜7のいずれか一つに記載のX線検出器装置。
- 前記PCDは、
前記半導体結晶における前記第1の面と前記第2の面とが平行であり、
前記第1の面に複数のアノードピクセルを有するアノード側電極と、
前記第2の面を覆うカソード電極を有するカソード側電極と、
を備える、請求項1に記載のX線検出器装置。 - X線を照射するX線管と、
前記X線管の回転軌道と中心を同一とする円軌道に沿って配置された複数の検出器モジュールを有するX線検出器装置とを備え、
各検出器モジュールは、
半導体結晶と、前記半導体結晶の第1の面に設けられたアノードピクセルと、前記第1の面と対向した第2の面に設けられるカソード電極とを備える光子計数検出器(Photon-Counting Detector:PCD)と、
前記半導体結晶における前記第1の面と隣接する面であり、前記X線管から照射されたX線が入射される面である第3の面の前記アノードピクセル側に設けられ、前記第3の面の前記アノードピクセル側の所定の領域を遮蔽するコリメータと、
を備えた、X線CT装置。 - 前記所定の領域は、前記アノードピクセルから前記カソード電極方向への距離に応じた検出効率に基づいて設定される、請求項10に記載のX線CT装置。
- 前記コリメータは、前記アノードピクセルを更に覆う、請求項10又は11に記載のX線CT装置。
- 前記PCDは、前記円軌道の法線方向に対して傾斜される、請求項10〜12のいずれか一つに記載のX線CT装置。
- 前記各検出器モジュールは、前記PCDとして、前記コリメータが設けられた第1のPCDと、前記コリメータが設けられた第2のPCDとを有し、前記第1のPCDおよび前記第2のPCDはそれぞれ、前記円軌道の法線方向に対して傾斜される、請求項10〜12のいずれか一つに記載のX線CT装置。
- 前記第1のPCDおよび前記第2のPCDはそれぞれ、アノードピクセルが設けられた第1の面が互いに対向するように前記円軌道の法線方向に対して所定の角度で傾斜され、前記第1のPCDと前記第2のPCDとが、前記円軌道の中心側から当該円軌道側へ向く開口部を形成する、請求項14に記載のX線CT装置。
- 前記第1のPCDおよび前記第2のPCDはそれぞれ、カソード電極を有する第2の面が互いに対向するように前記円軌道の法線方向に対して所定の角度で傾斜され、前記第1のPCDと前記第2のPCDとが、前記円軌道側から当該円軌道の中心側へ向く開口部を形成する、請求項14に記載のX線CT装置。
- 前記PCDはCdZnTeまたはCdTeから形成される、請求項10〜16のいずれか一つに記載のX線CT装置。
- 前記PCDは、
前記半導体結晶における前記第1の面と前記第2の面とが平行であり、
前記第1の面に複数のアノードピクセルを有するアノード側電極と、
前記第2の面を覆うカソード電極を有するカソード側電極と、
を備える、請求項10に記載のX線CT装置。
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