JP7073380B2 - 自己較正ct検出器、自己較正を行うためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本出願は、「SELF-CALIBRATING CT DETECTORS, SYSTEMS AND METHODS FOR SELF-CALIBRATION」と題する2016年12月23日出願の仮出願62/438,494の優先権を主張し、当該仮出願の利益を主張する。当該仮出願は、その全体が参照により本明細書に援用される。
2 セグメント
98 画素化検出器、エネルギー分解光子カウンティング検出器
100 撮像システム
102 画素、検出器素子、セグメント、画素化検出器
102a 画素
102b 画素
104 較正サブシステム
106 セグメント
106A セグメント
106B セグメント
106C セグメント
106a 第1のセグメント
106b 第2のセグメント
108 応答信号
112 信号取得システム
114 プロセッサユニット、画像プロセッサ
116 メモリ記憶デバイス
118 画像再構成ユニット
120 メモリユニット
122 通信バス
124 放射線源、X線源
126 放射線信号
128 物体
130 強度信号、X線光子
136 第2の透過線
138 第1の透過線
142 診断画像
144 ディスプレイデバイス
146 第1の光子カウント
148 第2の光子カウント
150 第1の深さ
152 第2の深さ
160 散乱防止タングステンプレート
162 散乱防止グリッド、散乱防止コリメータ
180 ASICチャネル、読み出しチャネル、スペクトル
182 電荷感応増幅器
184 整形フィルタ
186 比較器
188 エネルギービンカウンタ
190 スペクトル応答、スペクトル出力
192 画素出力スペクトル/補正されたスペクトル
202 入射スペクトル
208 縦軸
212 斜線領域
220 スペクトル
220A スペクトル出力
220B スペクトル出力
222A 斜線領域
222B 斜線領域
230 曲線
240 方法
242 ステップ
244 ステップ
246 ステップ
248 ステップ
260 ステップ
262 ステップ
264 ステップ
266 ステップ
L 距離
R 応答関数
X 軸
Y 軸
Z 軸
θ 傾斜角度、位置ずれ角度
θ1 傾斜角度
Claims (19)
- X線源(124)と、画素化検出器(98)とを備えるエネルギー分解コンピュータ断層撮影(CT)システム(100)を較正するための方法(240)であって、
複数のセグメント(106)を備える検出器素子(102)の各それぞれのセグメント(106)に対して、それぞれの応答信号(108)を取得すること(242)であって、各応答信号(108)は、各々が前記それぞれのセグメント(106)の異なるエネルギービンに対応する複数の光子カウント(146、148)を含むことと、
前記検出器素子(102)に対して、第1のセグメント(106a)のエネルギービンに対する第1の光子カウント(146)、および第2のセグメント(106b)の同じエネルギービンに対する第2の光子カウント(148)を決定すること(244)であって、前記第1のセグメント(106a)と前記第2のセグメント(106b)は、前記それぞれの検出器素子(102)内で垂直方向にオフセットされていることと、
前記第1の光子カウント(146)および前記第2の光子カウント(148)に基づいて光子カウント比を決定すること(246)と、
前記光子カウント比に基づいて前記X線源(124)を基準とした前記検出器素子(102)の位置ずれ角度(θ)を決定すること(248)と、
前記光子カウント比および前記位置ずれ角度(θ)に基づいて前記検出器素子(102)の前記複数のセグメント(106)に対する複数の利得係数を決定すること(260)と、
前記複数の利得係数および前記応答信号(108)を使用して前記検出器素子(102)に対する補正されたスペクトル(192)を決定すること(262)と
を含む、方法(240)。 - 前記画素化検出器(98)が、複数の検出器素子(102)を備え、それぞれの補正されたスペクトル(192)が、前記画素化検出器(98)のいくつかまたはすべての検出器素子(102)について計算される、請求項1に記載の方法(240)。
- 前記検出器素子(102)が、前記複数のセグメント(106)にセグメント化された半導体材料のストリップを備え、前記セグメント(106)が、前記X線源(124)からの距離が増すにつれて厚さが増す、請求項1に記載の方法(240)。
- 前記検出器素子(102)の寸法が、前記X線源(124)に面する前記画素化検出器(98)の平面に沿って約0.5mm×0.5mmであり、X線伝播の方向において約30mm~約80mmである、請求項1に記載の方法(240)。
- 前記補正されたスペクトル(192)が、臨床スキャン操作中に実質的にリアルタイムで決定される、請求項1に記載の方法(240)。
- 前記利得係数が、臨床スキャン操作の前に決定され、前記臨床スキャン操作中に取得されたデータの前記スペクトル(192)を補正するために使用される、請求項1に記載の方法(240)。
- 前記X線源(124)および前記画素化検出器(98)の異なる回転速度に対して異なる利得係数を取得することを含み、
前記検出器素子(102)に対する前記補正されたスペクトル(192)を決定すること(260)が、スペクトルデータが取得された前記回転速度に対応する前記利得係数を使用する、請求項1に記載の方法(240)。 - 撮像されたボリュームに関して、前記X線源(124)と画素化検出器(98)の異なる視野角度に対して異なる利得係数を取得することを含み、
前記検出器素子(102)に対する前記補正されたスペクトル(192)を決定すること(260)が、スペクトルデータが取得された前記視野角度に対応する前記利得係数を使用する、請求項1に記載の方法(240)。 - コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム(100)であって、
放射線を放出するように構成された放射線源(124)と、
前記放出された放射線に応じて信号(108)を生成するように構成された画素化検出器(98)であって、前記画素化検出器(98)は、複数の検出器素子(102)を備え、各検出器素子(102)は、放射線伝播の方向にオフセットした複数のセグメント(106)を備える画素化検出器(98)と、
各検出器素子(102)の各セグメント(106)に対する読み出しチャネル(180)であって、各読み出しチャネル(180)は、操作中、複数のエネルギービンの各ビンに対する光子カウント(146、148)を生成する読み出しチャネル(180)と、
それぞれの検出器素子(102)の第1のセグメント(106a)および第2のセグメント(106b)に対する前記光子カウント(146、148)に基づいて、
前記第1のセグメント(106a)のエネルギービンに対する第1の光子カウント(146)、および前記第2のセグメント(106b)の同じエネルギービンに対する第2の光子カウント(148)を決定し、前記第1のセグメント(106a)と前記第2のセグメント(106b)は、前記それぞれの検出器素子(102)内で垂直方向にオフセットされており、
前記第1の光子カウント(146)および前記第2の光子カウント(148)に基づいて光子カウント比を決定し、
前記光子カウント比に基づいて前記放射線源(124)を基準とした前記検出器素子(102)の位置ずれ角度(θ)を決定し、
前記光子カウント比および前記位置ずれ角度(θ)に基づいて前記検出器素子(102)の前記複数のセグメント(106)に対する複数の利得係数を決定し、かつ
前記複数の利得係数および前記信号(108)を使用して前記検出器素子(102)に対する補正されたスペクトル(192)を決定する
ように構成された較正サブシステム(104)と、
前記検出器素子(102)のいくつかまたはすべての前記それぞれの補正されたスペクトル(192)を使用して出力画像(142)を生成するように構成された画像再構成ユニット(118)とを備える、CT撮像システム(100)。 - 前記放射線源(124)が、X線管を備える、請求項9に記載のCT撮像システム(100)。
- 各検出器素子(102)が、前記複数のセグメント(106)にセグメント化された半導体材料のストリップを備え、前記セグメント(106)が、前記放射線源(124)からの距離が増すにつれて厚さが増す、請求項9に記載のCT撮像システム(100)。
- 前記検出器素子(102)の寸法が、前記放射線源(124)に面する前記画素化検出器(98)の平面に沿って約0.5mm×0.5mmであり、放射線伝播の方向において約30mm~約80mmである、請求項9に記載のCT撮像システム(100)。
- 前記補正されたスペクトル(192)が、前記補正されたスペクトル(192)を生成するために使用される較正操作に続く撮像操作において使用するために、前記CT撮像システム(100)のメモリユニット(120)に記憶される、請求項9に記載のCT撮像システム(100)。
- 1つまたは複数のプロセッサ(114)によって実行されると、前記1つまたは複数のプロセッサ(114)に、
複数のセグメント(106)を備える検出器素子(102)の各それぞれのセグメント(106)に対して、それぞれの応答信号(108)を取得することであって、各応答信号(108)は、各々がそれぞれのセグメント(106)の異なるエネルギービンに対応する複数の光子カウント(146、148)を含むことと、
前記検出器素子(102)に対して、第1のセグメント(106a)のエネルギービンに対する第1の光子カウント(146)、および第2のセグメント(106b)の同じエネルギービンに対する第2の光子カウント(148)を決定することであって、前記第1のセグメント(106a)と前記第2のセグメント(106b)は、前記それぞれの検出器素子(102)内で垂直方向にオフセットされていることと、
前記第1の光子カウント(146)および前記第2の光子カウント(148)に基づいて光子カウント比を決定することと、
前記光子カウント比に基づいてX線源(124)を基準とした前記検出器素子(102)の位置ずれ角度(θ)を決定することと、
前記光子カウント比および前記位置ずれ角度(θ)に基づいて前記検出器素子(102)の前記複数のセグメント(106)に対する複数の利得係数を決定することと、
前記複数の利得係数および前記応答信号(108)を使用して前記検出器素子(102)に対する補正されたスペクトル(192)を決定することと
を含む動作を行わせるプロセッサ実行可能命令を記憶する、1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記プロセッサ実行可能命令が、実行されると、画素化検出器(98)のいくつかまたはすべての検出器素子(102)について補正されたスペクトル(192)を計算する、請求項14に記載の1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記プロセッサ実行可能命令が、実行されると、臨床スキャン操作中に実質的にリアルタイムで前記補正されたスペクトル(192)を決定する、請求項14に記載の1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記プロセッサ実行可能命令が、実行されると、臨床スキャン操作の前に前記利得係数を決定し、前記臨床スキャン操作中に取得されたデータの前記スペクトル(192)を補正するために前記利得係数を使用する、請求項14に記載の1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記プロセッサ実行可能命令が、実行されると、
前記X線源(124)および画素化検出器(98)の異なる回転速度に対して異なる利得係数を取得し、
前記検出器素子(102)に対する前記補正されたスペクトル(192)を決定すること(260)が、スペクトルデータが取得された前記回転速度に対応する前記利得係数を使用する、請求項14に記載の1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記プロセッサ実行可能命令が、実行されると、
撮像されたボリュームに関して、前記X線源(124)と画素化検出器(98)の異なる視野角度に対して異なる利得係数を取得し、
前記検出器素子(102)に対する前記補正されたスペクトル(192)を決定すること(260)が、スペクトルデータが取得された前記視野角度に対応する前記利得係数を使用する、請求項14に記載の1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
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