JP7004850B2 - 光子計数スペクトラルct - Google Patents
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Description
[定義]
図1は検出器100の一実施態様の概略図を示し、該検出器は上部電極108、バルク直接変換材料101、構造化された底部電極を形成する複数のピクセル電極103、少なくとも各ピクセル電極103のための導電性取付手段104及びピクセル電子回路106を備える基板105(例えば、Si)を有する。バルク直接変換材料101は、例えば3.0mm未満、2.0mm未満等のように薄いもの(例えば、約500マイクロメートル厚)とする。該材料の厚さは、当該材料に依存すると共に、自身のバルク体積内で十分な放射線の吸収を提供するように選択される(例えば、50%よりも多い光子吸収を達成する又は、好ましくは、80%より多い光子吸収を達成する厚さ)。当該バルク内でX線等の衝突する放射線を電荷に変換するのに適した直接変換材料101の限定するものでない例は、テルル化カドミウム亜鉛(CZT)、テルル化カドミウム(CdTe)、ガリウムヒ素、アモルファスセレンの合金、又は他の適切な直接変換材料、好ましくは高原子番号の元素を含む半導体である。直接変換材料の他の例はシリコン又は他はゲルマニウムであり、これらは、X線を変換すること以外に、紫外又は他は可視光を変換するのにも適している。本明細書において、直接変換とは、例えば一層長い波長における光の再放出(ルミネッセンス)等の中間過程を除く、1対の電荷の生成を即座に生じる放射線変換過程であると理解される。例えば複数の多エネルギ光子を有するX線ビーム等の放射線の各入力ビームは、自由電荷の量が入射光子のエネルギに比例する自由電荷キャリアの群を発生する。直接変換材料の利点は、入射放射線信号が検出されるべき電荷に直接変換され、DQEが消光等の放射線の再放出(シンチレーション)、導光及び収集損失等に関係する損失により悪化されないことである。本発明の好ましい実施態様において、入射放射線107はX線であり、該X線は直接変換半導体材料(例えば、CZT)内で電子/正孔対を発生する。本発明の前後関係における放射線信号は、検出器100の少なくとも一部に入射する放射線のビーム(例えば、X線光子のビーム)を一般的に指すが、特には制御された放射線のビームを指し、その場合において、ビーム制御は放射線源により放出されるビームのビーム成形(例えば、発散角の制御)、空間フィルタリング、放射線ビームの空間変調(例えば、局部的に吸収する材料による)及び/又は時間変調(例えば、オン/オフスイッチング、パルス列)を有する。従って、例えば放射線源が給電される場合に放射線信号が供給され得る一方、この放射線源がオフされると放射線信号はもはや供給され得ない。
Claims (15)
- 第1主面及び第2主面を有し、入射放射線を電荷に変換する直接変換材料と、
前記直接変換材料の第1主面に接続された少なくとも1つの第1電極、及び、前記直接変換材料の第2主面に接続された複数の第2電極であって、前記少なくとも1つの第1電極及び前記複数の第2電極の各々が前記第1及び第2電極の間に印加される電界内で発生される電荷を収集する、前記第1電極及び前記第2電極と、
少なくとも1つの電流測定装置と、
各々が前記入射放射線に関してエネルギ値を弁別するための読出ユニットを有する、複数の信号処理チェーンと、
を有する、漏れ電流を検出する放射線検出器において、各々の前記信号処理チェーンが、前記エネルギ値を弁別するための前記読出ユニットに前記複数の第2電極の1つを電気的に接続する第1信号路上で、又は前記複数の第2電極の前記1つを前記少なくとも1つの電流測定装置の1つに対する入力端に電気的に接続する第2信号路上で、信号を伝送するための切換要素を更に有し、複数の前記切換要素が、入射放射線がない場合に当該放射線検出器の対応する複数の第2電極において受入される漏れ電流を測定するために前記信号を前記第2信号路上で伝送することを特徴とする、
放射線検出器。 - 前記直接変換材料がCZT結晶である、請求項1に記載の放射線検出器。
- 前記複数の第2電極が前記第2主面上に電極のアレイとして配置される、請求項1又は請求項2に記載の放射線検出器。
- 測定された漏れ電流を記憶するための記憶装置を更に有する、請求項1から3の何れか一項に記載の放射線検出器。
- 前記少なくとも1つの電流測定装置がアナログ/デジタル変換器を有する、請求項1から4の何れか一項に記載の放射線検出器。
- 前記信号処理チェーンの少なくとも1つは前記第1及び第2信号路上で伝送される前記信号に対する漏れ電流検出ユニット及び漏れ電流補償ユニットを更に有し、前記漏れ電流検出ユニットの出力端は前記漏れ電流補償ユニットの入力端に接続され、前記漏れ電流補償ユニットの出力端が前記切換要素に接続される、請求項1から5の何れか一項に記載の放射線検出器。
- 請求項1から6の何れか一項に記載の放射線検出器を複数有する、検出器システム。
- 放射線源と物体の画像を再構成するための画像再構成ユニットとを更に有し、前記画像再構成ユニットにおいて、前記物体が前記放射線源と複数の前記放射線検出器との間に配置された場合に該物体を横切る放射線に関する投影データが得られる、請求項7に記載の検出器システム。
- 前記画像再構成ユニットが、スペクトルエネルギシフトを補正するために、測定された漏れ電流を使用する検出器モデルを有する、請求項8に記載の検出器システム。
- 複数の前記放射線検出器の漏れ電流分布を表示するための表示ユニットを更に有する、請求項7から9の何れか一項に記載の検出器システム。
- 直接変換放射線検出器における漏れ電流を検出する方法であって、前記直接変換放射線検出器は直接変換材料の第1主面に接続された少なくとも1つの第1電極、及び、前記直接変換材料の第2主面に接続された複数の第2電極を有すると共に少なくとも1つの電流測定装置を有し、前記少なくとも1つの第1電極及び前記複数の第2電極の各々は前記第1及び第2電極の間に印加される電界内で発生される電荷を収集するように配置され、当該方法が、
収集された電荷を検出信号に変換するステップと、
前記検出信号を、各々が入射放射線に関してエネルギ値を弁別するための読出ユニットを有する複数の信号処理チェーンにより前記入射放射線に関してエネルギ値を弁別することにより処理するステップと、
エネルギ値を弁別するために前記複数の第2電極の1つを前記読出ユニットに電気的に接続する第1信号路に、又は前記複数の第2電極の1つを前記少なくとも1つの電流測定装置の1つに対する入力端に電気的に接続する第2信号路に、信号を伝送するステップと、
を有し、複数の切換要素が、入射放射線がない場合に前記直接変換放射線検出器の対応する前記複数の第2電極において受入される漏れ電流を測定するために、前記信号を前記第2信号路に伝送する、
方法。 - 測定された前記漏れ電流を記憶するステップを更に有する、請求項11に記載の方法。
- 物体の画像を再構成するステップを有し、これにより前記物体を横切る放射線に関する投影データを得る、請求項11又は請求項12に記載の方法。
- 前記画像を再構成するステップが、スペクトルエネルギシフトを補正するために、測定された漏れ電流を用いる検出器モデルを使用するステップを有する、請求項13に記載の方法。
- 漏れ電流分布を表示するステップを更に有する、請求項11から14の何れか一項に記載の方法。
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