JP7087067B2 - 多重エネルギーコンピュータ断層撮影におけるエネルギー分離 - Google Patents

Description

本明細書に開示される主題は、多重エネルギーＸ線撮像に関する。

非侵襲的撮像技術は、患者に侵襲的処置を施すことなく患者の内部構造または特徴の画像を得ることを可能にする。特に、そのような非侵襲的撮像技術は、データを取得し、画像を構成し、あるいは観察された患者の内部特徴を表すために、ターゲット体積を通るＸ線の差動透過または音波の反射などの様々な物理的原理に依存している。

例えば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）および他のＸ線ベースの撮像技術では、Ｘ線放射が人間の患者などの対象とする被検体に及び、放射の一部が検出器に衝突し、そこで強度データが収集される。シンチレータベースの検出器システムでは、シンチレータ材料は、Ｘ線に曝されると光学的または他の低エネルギー光子を生成し、次に光検出器が検出器のその部分で観察される放射の量または強度を表す信号を発生する。その後、信号を処理して、検討のために表示することができる画像を生成することができる。ＣＴシステムでは、このＸ線透過情報は、ガントリが患者の周りを回転するときに様々な角度位置で収集され、体積測定再構成を生成することを可能にする。

臨床では、このようなＸ線透過データを２つ以上のＸ線エネルギーまたはスペクトルで取得することが望ましい場合があるが、それは、異なるエネルギーでのＸ線透過の差を利用して、異なる組織タイプに対応する画像を生成したり、撮像領域内の空間的材料組成に関する情報を伝達したりすることができるからである。そのような手法は、コンピュータ断層撮影の場面では、スペクトルＣＴ、二重エネルギーＣＴまたは多重エネルギーＣＴとして特徴付けることができる。

本明細書で説明するように、スペクトルは、Ｘ線を生成するために使用されるＸ線管の最大動作電圧（ｋＶｐ）によって特徴付けることができ、それはＸ線管の動作電圧レベルとしても示される。そのようなＸ線放出は、特定のエネルギーレベル（例えば、７０ｋＶｐ、１５０ｋＶｐなどの動作電圧を有する管内の電子ビームエネルギーレベルを指す）にあるものとして本明細書で一般的に記載または説明することができるが、それぞれのＸ線放出は、実際には、エネルギーの連続体またはスペクトルを含み、したがって、ターゲットエネルギーを中心とするか、ターゲットエネルギーで終端するか、またはターゲットエネルギーでピーク強度を有する多色放出を構成することができる。

そのような多重エネルギー撮像手法は、異なるエネルギースペクトルまたは単一のスペクトルの異なる領域に起因する信号を分離することができること、すなわち、良好なエネルギー分離を必要とする。エネルギー分離を達成するための現在の手法はすべて、異なるエネルギーレベルの不十分な分離または不十分な同期性、すなわち、異なるスペクトルの対応する信号が取得されるときの時間的ずれ、ならびに／あるいは不十分な半径方向対応、すなわち、別々の放出および／または検出構成要素を使用して、異なるエネルギー信号を互いに半径方向にずれた位置で取得され得ること、に関する欠点またはトレードオフを有する。時間的ずれの誤差は、二重管システムおよび単一の管を用いて放出状態を切り換えるシステムの主な欠点である。逆に、単一のスペクトル放出に対して２つのエネルギー信号を生成する二重層検出器を用いるシステムは、スペクトル範囲全体にわたって測定された低および高エネルギースペクトルが重複するため、エネルギー分離が比較的不十分である。これを念頭に置いて、スペクトルＣＴの場面でのエネルギー分離の改善が有用であり得る。

米国特許出願公開第２０１７／０９００３９号明細書

一実施形態では、二重エネルギーＸ線透過データを取得および処理する方法が提供される。この方法によれば、第１のｋｅＶ分布を有する第１のＸ線ビームと、第１のｋｅＶ分布とは異なる第２のｋｅＶ分布を有する第２のＸ線ビームとがＸ線源から交互に放出される。各放出された第１のＸ線ビームに応じて、少なくとも低エネルギーシンチレータ信号が二重層検出器の第１の層から読み出される。各放出された第２のＸ線ビームに応じて、少なくとも高エネルギーシンチレータ信号が二重層検出器の第２の層から読み出される。少なくとも低エネルギーシンチレータ信号および高エネルギーシンチレータ信号は、処理されて画像を生成する。

さらなる実施形態では、撮像システムが提供される。この実施形態によれば、撮像システムは、動作中、第１の放出スペクトルに対応する第１の動作電圧と第２の放出スペクトルに対応する第２の動作電圧との間で切り換えられるように構成されるＸ線源と、第１の層および第２の層を有する二重層Ｘ線検出器と、Ｘ線源が第１の動作電圧で動作するときに少なくとも第１の層を読み出し、Ｘ線源が第２の動作電圧で動作するときに少なくとも第２の層を読み出すように構成されるデータ取得システムと、Ｘ線源が第１の動作電圧で動作するときに少なくとも第１の層から取得された信号を使用し、Ｘ線源が第２の動作電圧で動作するときに第２の層のみから取得された信号を使用して画像を生成するように構成される画像処理回路とを含む。

さらなる実施形態では、二重エネルギーＸ線データを取得するための方法が提供される。この方法によれば、二重層検出器が第１の動作電圧で動作するＸ線源によって照射されると、二重層検出器の少なくとも低エネルギーシンチレータ層が読み出されて第１の信号を生成する。二重層検出器が第２の動作電圧で動作するＸ線源によって照射されると、二重層検出器の高エネルギーシンチレータ層が読み出されて第２の信号を生成する。組織タイプまたは材料分解画像は、第１の信号および第２の信号を使用して生成される。

本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読解すればより良好に理解され、添付の図面においては、図面全体を通して同一の符号は同一の部分を表している。

本開示の態様による、患者のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像を取得して画像を処理するように構成されたＣＴシステムの一実施形態の概略図である。 本開示の態様による、二重層検出器の特徴の一般的な表現を示す図である。 二重層検出器のみを使用して観察された低および高エネルギースペクトルの例を示す図である。 ｋＶ切り換え型Ｘ線源のみを使用して観察された低および高エネルギースペクトルの例を示す図である。 本開示の態様による、ｋＶ切り換え型線源および二重層検出器の使用を図式的に示す図である。 ｋＶ切り換え型Ｘ線源と二重層検出器の両方を使用して観察された低および高エネルギースペクトルの例を示す図である。

１つまたは複数の具体的な実施形態を、以下に記載する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供することを目的として、実際の実施態様のすべての特徴は、本明細書には記載されないことがある。エンジニアリングまたは設計プロジェクトなどの実際の実施態様の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施態様に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施態様ごとに異なる可能性があることを理解されたい。さらに、このような開発努力は、複雑で時間がかかるが、それでもなお本開示の利益を有する当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることを理解されたい。

本発明の様々な実施形態の要素を紹介するとき、「１つの（ａ、ａｎ）」、「この（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」という冠詞は、それらの要素が１つまたは複数存在することを意味するものとする。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることを意図し、列挙された要素以外にもさらなる要素が存在してもよいことを意味する。さらに、以下の説明におけるあらゆる数値例は非限定的なものであることを意図し、したがって追加の数値、範囲、および百分率は開示される実施形態の範囲内にあるものとする。

以下の説明は一般に医療撮像の場面で提供されるが、本技法は、そのような医療の場面に限定されないことを理解されたい。実際に、このような医療の場面における例および説明の提供は、現実の実施態様および用途の事例を提供することによって説明を容易にすることに過ぎない。しかしながら、本手法は、製造された部品または商品の非破壊検査（すなわち、品質管理または品質検討用途）、および／または包装、箱、荷物の非侵襲的検査など（すなわち、セキュリティまたはスクリーニング用途）の他の場面でも利用することができる。一般に、本手法は、スペクトルコンピュータ断層撮影（ＣＴ）など、二重または多重エネルギー撮像が望ましい任意の撮像またはスクリーニングの場面において望ましい可能性がある。

組織の特徴付けまたは分類は、病理学的状態について特徴付けられている組織を評価するため、および／または対象とする様々な元素、化学物質もしくは分子の存在について組織を評価するために、様々な臨床場面において望ましい可能性がある。そのような手法は、典型的には、二重エネルギー撮像、すなわち、高エネルギースペクトルおよび低エネルギースペクトル、すなわち、異なる平均ｋｅＶを有する２つのスペクトルでのデータ取得の使用を伴う。

このような二重エネルギー撮像手法は、典型的には、次の３つの形式のいずれかを取る：（１）高エネルギーＸ線管および検出器、ならびに別々の半径方向にずれた低エネルギーＸ線管および検出器の使用（すなわち、二重管／検出器構成）、（２）検出器の異なる層を単独または組み合わせて使用して、単一の放出されたスペクトルから低エネルギーＸ線光子および高エネルギーＸ線光子に対応するそれぞれの信号を生成する二重層検出器の使用（すなわち、二重層検出器構成）、または（３）単一のＸ線管および単一層検出器を使用して異なるエネルギー信号を生成することができるように、高および低エネルギーＸ線放出を迅速に切り換えるＸ線源の使用（すなわち、ｋＶ切り換えまたは高速ｋＶ切り換えの実装）。各手法には、固有の長所と短所がある。

例えば、二重管／検出器およびｋＶ切り換え方法は両方とも「二重ｋＶ」撮像技法として分類することができるが、これはＸ線源１６および検出器が撮像される対象物の周りを回転するとき、両方の手法が異なる時間間隔または方位角位置で解剖学的構造を通過する、異なるエネルギーまたは平均ｋｅＶのＸ線ビームを使用するためである。それに対応して、対応する高および低エネルギー信号が生成されるときに時間的ずれが存在し、時間的ずれは、典型的には、ｋＶ切り換え型手法の単一の切り換え型管とは対照的に、２つの管が回転すると互いに半径方向にずれるために二重管手法で大きくなる。逆に、二重層検出器手法は、単一の時間間隔で単一のＸ線ビーム（すなわち、放出されたスペクトル）を使用し、エネルギーの弁別は、検出器の２つの層内で行われる（すなわち、１つのＸ線放出スペクトルの場合、高および低エネルギー検出器信号は、信号間の時間的ずれなしで生成される）。結果として、二重層検出器技法は良好な時間分解能を提供するが、ｋｅＶ範囲全体にわたって低および高エネルギースペクトルが重複するため、エネルギー分離は比較的不十分である。このような重複は、典型的には低エネルギー範囲でのみ重複が存在する二重ｋＶの方法論では発生しない。

ｋＶ切り換えに基づく手法は、ｋＶ切り換えが単一のＸ線源（高および低エネルギー放出モードの間で切り換えられる）および単一の検出器のみを必要とするという点で、二重管／検出器手法を上回る利点を提供する。対照的に、二重管／検出器手法は、２つのＸ線管および２つの検出器を必要とし、システムのコストおよび複雑さが増加する。

しかしながら、二重管／検出器方法は、ｋＶ切り換えを上回る利点を提供する。特に、２つの異なるエネルギーのＸ線ビームを生成する２つの別々のＸ線管が存在するため、高エネルギービームを微分フィルタリングしてその平均エネルギーを高くすることができ、それによって低ｋｅＶ範囲でのエネルギーの重複を減少させる。これにより、従来のｋＶ切り換え手法で達成可能なものよりも大きいエネルギー分離を提供する。特に、単一管ｋＶ切り換えスキームで同等のフィルタリングを行うには、フィルタを高ｋＶ観測中にビームに機械的に挿入する必要があり（観測は、ガントリの特定の回転角度で行われる露光であると理解される）、その後、低ｋＶ観測中に除去される（高ｋＶ観測と交互に得られる）。これらの観測は、典型的には、ｋＨｚ範囲で取得されるため、この解決策の仕組みは実用的ではない。

上記を念頭に置いて、本手法は、ｋＶ切り換え型Ｘ線源と二重層検出器を用いて、高ｋＶ観測が取得されるときにビーム経路に挿入されるフィルタを用いずに改善されたエネルギー分離を達成する。

ｋＶ切り換えでエネルギー分離を改善するための本手法を説明する前に、本手法を実施するために使用することができる撮像システムの動作および構成要素を理解することが有用であり得る。これを念頭に置いて、図１は、本開示の態様による、二重エネルギー画像データを取得するための撮像システム１０の一実施形態を示す。図示の実施形態では、システム１０は、複数のエネルギースペクトルでＸ線投影データを取得し、投影データを体積測定再構成に再構成し、表示および分析用に、材料分解または組織タイプの画像データを含む画像データを処理するように設計されたコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムである。ＣＴ撮像システム１０は、撮像セッション中、異なるエネルギー特性を有する複数（例えば、２つ）のスペクトルでのＸ線生成を可能にするＸ線管などのＸ線源１２を含む。例えば、放出スペクトルは、それらの平均値、中央値、最頻値、最大値、または最小値のＸ線エネルギーの１つまたは複数において異なってもよい。

例として、一実施形態では、Ｘ線源１２（例えば、Ｘ線管）は、比較的低エネルギーの多色放出スペクトル（例えば、約８０ｋＶｐのＸ線管動作電圧）と、比較的高エネルギーの多色放出スペクトル（例えば、約１４０ｋＶｐ）との間で切り換えられてもよい。理解されるように、Ｘ線源１２は、本明細書に列挙されたもの以外のエネルギーレベルの周りに局在する多色スペクトル（すなわち、特定のｋＶｐ範囲によって生じるスペクトル）で放出することができる。実際に、放出のためのそれぞれのエネルギーレベルの選択は、少なくとも部分的には、撮像される解剖学的構造および組織の特徴付けのために対象とする化学物質もしくは分子に基づいてもよい。

特定の実施態様では、線源１２は、被検体２４（例えば患者）または対象とする対象物が位置決めされる領域に入る１つまたは複数のＸ線ビーム２０のサイズおよび形状を画定するために使用されるビーム整形器２２に近接して位置決めすることができる。被検体２４は、Ｘ線の少なくとも一部を減衰させる。結果として生じる減衰されたＸ線２６は、各層内の複数の検出器素子によって形成された二重層検出器アレイ２８（例えば、一次元または二次元検出器アレイ）に衝突する。各検出器素子は、ビームが検出器２８に当たるときに検出器素子の位置に入射するＸ線ビームの強度を表す電気信号を発生する。検出器２８の２つの層からの電気信号を取得して処理し、それぞれ高および低エネルギーのスキャンデータセットを生成する。

システムコントローラ３０は、検査プロトコルを実行し、取得されたデータを前処理または処理するように撮像システム１０の動作を命令する。Ｘ線源１２に関して、システムコントローラ３０は、Ｘ線検査シーケンスのために電力、焦点場所、制御信号などを供給する。検出器２８は、システムコントローラ３０に結合され、システムコントローラ３０は、検出器２８によって生成された信号の取得を命令する。加えて、システムコントローラ３０は、モータコントローラ３６を介して、撮像システム１０の構成要素および／または被検体２４を移動させるために使用される直線位置決めサブシステム３２および／または回転サブシステム３４の動作を制御することができる。

システムコントローラ３０は、信号処理回路と、関連するメモリ回路とを含むことができる。そのような実施形態では、メモリ回路は、Ｘ線源１２および検出器２８を含む撮像システム１０を動作させるために、例えば、２つ以上のエネルギーレベルまたはビンでＸ線透過データを生成および／または取得し、ならびに検出器２８によって取得されたデータを処理するために、システムコントローラ３０によって実行されるプログラム、ルーチン、および／または符号化アルゴリズムを格納することができる。一実施形態では、システムコントローラ３０は、汎用または特定用途向けコンピュータシステムなどのプロセッサベースのシステムの全部または一部として実現することができる。

切り換え型Ｘ線源１２は、システムコントローラ３０内に含まれるＸ線コントローラ３８によって制御することができる。Ｘ線コントローラ３８は、電力およびタイミング信号を線源１２に提供するように構成することができる。本明細書で説明するように、本明細書で説明される特定の実施態様では、Ｘ線コントローラ３８および／または線源１２は、２つ（またはそれ以上）のエネルギーレベルの間でＸ線源１２の高速切り換え（すなわち、ほぼ瞬時のまたは観測間の切り換え）を提供するように構成することができる。このようにして、Ｘ線放出は、線源１２が画像取得セッション中に連続してまたは交互に、異なるそれぞれの多色エネルギースペクトルでＸ線を放出するように動作する異なるｋＶの間で迅速に切り換えることができる。例えば、二重エネルギー撮像の場面では、Ｘ線コントローラ３８は、Ｘ線源１２が対象とする異なる多色エネルギースペクトルで連続的に（例えば、観測間で）Ｘ線を放出するようにＸ線源１２を動作させることができ、それにより隣接する投影が異なるエネルギーで取得される（すなわち、第１の投影は低エネルギーで取得され、第２の投影は高エネルギーで取得され、以下同様である）。

システムコントローラ３０は、データ取得システム（ＤＡＳ）４０を含むことができる。ＤＡＳ４０は、検出器２８の異なる層からのサンプリングされたデジタルまたはアナログ信号など、二重層検出器２８の読み出し電子回路によって収集されたデータを受信する。次に、ＤＡＳ４０は、コンピュータ４２などのプロセッサベースのシステムによる後続の処理のためにデータをデジタル信号に変換することができる。他の実施形態では、検出器２８は、データ取得システム４０への送信の前に、サンプリングされたアナログ信号をデジタル信号に変換することができる。

図示する例では、コンピュータ４２は、コンピュータ４２によって処理されたデータ、コンピュータ４２によって処理されるべきデータ、またはコンピュータ４２のプロセッサ４４によって実行される命令を格納することができる１つまたは複数の非一時的メモリデバイス４６を含むかまたはそれらと通信することができる。例えば、コンピュータ４２のプロセッサは、メモリ４６に格納された１つまたは複数の命令のセットを実行することができ、メモリ４６は、コンピュータ４２のメモリ、プロセッサのメモリ、ファームウェア、または同様のインスタンス化であってもよい。メモリ４６は、プロセッサ４４によって実行されたときに画像取得および／または処理を行う命令のセットを格納する。

コンピュータ４２はまた、オペレータワークステーション４８を介してオペレータによって提供される指示およびスキャンパラメータに応じてなど、システムコントローラ３０によって可能にされる特徴（すなわち、スキャン動作およびデータ取得）を制御するように適合することができる。システム１０はまた、オペレータが関連するシステムデータ、撮像パラメータ、生の撮像データ、再構成データ、本開示に従って作成された造影剤密度マップなどを見ることを可能にするオペレータワークステーション４８に結合されたディスプレイ５０を含むことができる。加えて、システム１０は、オペレータワークステーション４８に結合され、任意の所望の測定結果を印刷するように構成されたプリンタ５２を含むことができる。ディスプレイ５０およびプリンタ５２はまた、直接またはオペレータワークステーション４８を介してコンピュータ４２に接続されてもよい。さらに、オペレータワークステーション４８は、画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）５４を含むか、またはそれに結合することができる。ＰＡＣＳ５４は、遠隔クライアント５６、放射線科情報システム（ＲＩＳ）、病院情報システム（ＨＩＳ）、または内部もしくは外部のネットワークに結合することができ、そのようにして様々な場所の第三者が画像データにアクセスすることができる。

上記のように、Ｘ線源１２は、複数のエネルギースペクトル（例えば、二重エネルギー）でＸ線を放出するように構成され得る。そのようなＸ線放出は、一般に、特定のエネルギーレベル（例えば、典型的には約７０ｋＶｐ～約１５０ｋＶｐの範囲内の動作電圧を有する管内の電子ビームエネルギーを指す）にあるものとして記載または説明することができるが、それぞれのＸ線放出は、実際には、エネルギーの連続体またはスペクトルを含み、したがって、ターゲットエネルギーを中心とするか、ターゲットエネルギーで終端するか、またはターゲットエネルギーでピーク強度を有する多色放出を構成することができる。材料分解の目的のために、そのような異なる放出スペクトルは、異なるスペクトルでの同じ解剖学的領域について減衰データを得ることを可能にし、それによって所与の組織または組成について異なるスペクトルでの減衰差を決定することを可能にする。既知のスペクトルにおけるこの減衰差に基づいて、材料および／または組織分解技法を適用することができる。

本明細書で説明するように、特定の手法では、Ｘ線源１２は、低エネルギーおよび高エネルギー放出状態の間で切り換えることができ、結果として生じるＸ線放出は、撮像された体積に対して線源１２の反対側の二重層検出器２８で検出される。

上記を念頭に置いて、図２を参照すると、二重層検出器２８の一般的な図が示されている。この図では、二重層検出器２８は、低エネルギーＸ線検出部分（低エネルギー検出層８０として示される）と、高エネルギーＸ線検出部分（高エネルギー検出層８２として示される）とを有する。図示する例では、低エネルギー検出層８０は、Ｘ線が低エネルギー検出層８０に最初に遭遇するようにＸ線経路の高エネルギー検出層８２の上に積み重ねられ、実際には、これらのＸ線を低エネルギーで停止するように作用する。逆に、低エネルギー検出層８０を通過する高エネルギーＸ線は、高エネルギー検出層８２と相互作用し続ける。

図示する例では、低エネルギー検出層８０は、放出されたスペクトルの低エネルギーＸ線９０と相互作用する深さおよび／または組成を有する低エネルギーシンチレータ８８と、対応する低エネルギー読み出し回路９２とで形成される。低エネルギーＸ線９０と低エネルギーシンチレータ８８との間の相互作用は、Ｘ線９０と低エネルギーシンチレータ８８の相互作用によって生成された光子を検出するように位置決めされた低エネルギー信号読み出し回路９２（例えば、フォトダイオードおよび関連する読み出し回路）によって検出可能な光波長光子または他の光子を生成する。次に、読み出し回路９２は、低エネルギーシンチレータ８８と相互作用するＸ線放射の強度を示す電気信号９６を生成する。理解され得るように、低エネルギーシンチレータ８８は、ピクセル化されたシンチレータであるようにリフレクタまたはセプタムによって一次元または二次元に細分され得、シンチレータ８８のピクセルは、読み出し回路９２の読み出し要素に対応する。命名の目的および本明細書での説明を容易にするために、低エネルギーシンチレータとのＸ線相互作用によって生成された電気信号９６は、低エネルギーシンチレータ信号と呼ばれる。

逆に、高エネルギー検出層８２は、高エネルギー読み出し回路１０４と、低エネルギー層８０を通過する放出されたスペクトルの高エネルギーＸ線１０６と相互作用する深さおよび／または組成を有する高エネルギーシンチレータ１００とで形成される。高エネルギーＸ線１０６と高エネルギーシンチレータ１００との間の相互作用は、Ｘ線１０６と高エネルギーシンチレータ１００の相互作用によって生成された光子を検出するように位置決めされた高エネルギー信号読み出し回路１０４（例えば、フォトダイオードおよび関連する読み出し回路）によって検出可能な光波長光子または他の光子を生成する。次に、読み出し回路１０４は、高エネルギーシンチレータ１００と相互作用するＸ線放射の強度を示す電気信号１１０を生成する。低エネルギーシンチレータ８８と同様に、高エネルギーシンチレータ１００は、ピクセル化されたシンチレータであるようにリフレクタまたはセプタムによって一次元または二次元に細分され得、シンチレータ１００のピクセルは、読み出し回路１０４の読み出し要素に対応する。命名の目的および本明細書での説明を容易にするために、高エネルギーシンチレータとのＸ線相互作用によって生成された電気信号１１０は、高エネルギーシンチレータ信号と呼ばれる。低および高エネルギー層８０、８２の両方について、それぞれの読み出し回路は、Ｘ線透過および積み重ねられたシンチレータ８８、１００と並んで示されている。しかしながら、読み出し回路の態様は、さらにまたは代わりに、積み重ねられた配置の側面またはスタック内のどこかに位置決めされてもよいことを理解されたい。

この説明から理解され得るように、二重層検出器２８は、入射Ｘ線ビーム（すなわち、単一の入射Ｘ線スペクトル）を、Ｘ線光子が低エネルギー（すなわち、上部）シンチレータ８８または高エネルギー（すなわち、下部）シンチレータ１００によって停止されるかに基づいて２つのエネルギー分布に分離する。すなわち、単一の放出スペクトルから、二重層検出器２８は、スペクトルを、高エネルギーシンチレータ１００によって停止されたＸ線に対応する高エネルギー分布と、低エネルギー読み出し回路９２から読み出された信号９６に起因する低エネルギーシンチレータ８８によって停止されたＸ線に対応する低エネルギー分布とに分離し、それぞれの信号９６、１１０は、それぞれの低エネルギーシンチレータ８８および高エネルギーシンチレータ１００へのＸ線入射を反映する。本明細書で説明されるスペクトル重複の問題は、単一の高ｋＶのＸ線露光から得られる低エネルギーシンチレータ信号９６に存在し得る不完全なエネルギー分離によるものである。特に、所与の露光事象の場合、露光スペクトル内の高エネルギーＸ線１０６の一部が低エネルギー層８０によって停止されて低エネルギー層８０で信号を生成する結果、低エネルギーＸ線９０の比較的少数が高エネルギー層８２に侵入して信号を生成する一方で、エネルギー分離が不十分になる。

二重層検出器２８を使用して得ることができる、高エネルギースペクトル１４０Ａおよび低エネルギースペクトル１４２Ａの例が図３に示されている。図３で観察され得るように、それぞれの高および低エネルギースペクトル１４０Ａ、１４２Ａは、それらの組み合わされた範囲にわたって実質的な重複を示し、示すように、最大ｋｅＶまである程度重複し得る。

逆に、上記のように、ｋＶ切り換え手法は単一のＸ線検出メカニズムまたは層を用いるが、代わりに、単層検出器で別々に読み出される高エネルギーおよび低エネルギースペクトルの間でＸ線源放出を交互に行う。このような手法は、図４に示すように、低エネルギースペクトル１４２Ｂが低エネルギーピークに対して実質的に狭く、より良好に画定され、高エネルギー放出スペクトル１４０Ｂの高エネルギー部分とほとんど重複しないという点で、優れた低エネルギースペクトル１４２Ｂを示す。しかしながら、放出された高エネルギースペクトル１４０Ｂは、低エネルギーＸ線光子をまだ含んでおり（放出がより高いターゲットエネルギーにシフトした場合でも、広範囲に及ぶため）、検出器メカニズムによって検出され、高エネルギースペクトル１４０Ｂと低エネルギースペクトル１４２Ｂの実質的な重複につながる。

本手法の態様によれば、ｋＶ切り換え型Ｘ線源１２は、二重層検出器２８と併せて使用される。本例は、特定のエネルギー範囲またはレベル（７０ｋｅＶ、８０ｋｅＶ、１４０ｋｅＶ、１５０ｋｅＶなど）に関連または伝達する場合があるが、そのような記載のエネルギーレベルはすべて単に例として提供されており、本手法はこれらおよび他のＸ線エネルギーと共に用いられてもよいことを理解されたい。

これを念頭に置いて、切り換え型線源１２による低エネルギーＸ線放出中、放出スペクトルは、図４に示す狭く明確に画定された低エネルギースペクトル１４２Ｂに対応する。結果として、放出されたＸ線光子が高エネルギー領域と重複しないため、信号は高エネルギーシンチレータ１００でほとんどまたはまったく生成されない（例えば、図示する例では、放出された低エネルギースペクトルは７０ｋｅＶで終了する））。すなわち、放出された低エネルギーＸ線は、低エネルギーシンチレータ８８で実質的にすべて停止される。結果として、この低エネルギー放出段階では、高エネルギーシンチレータ信号１１０は事実上ゼロになるはずであり、この信号を読み出し時に破棄することができ、または信号１１０にわずかに非ゼロ値がある場合、低エネルギーシンチレータを偶然に透過し、高エネルギーシンチレータによって停止された低エネルギーＸ線光子を表すために下流処理用の低エネルギーシンチレータ信号９６と合計され得る。しかしながら、実用的な目的のために、低エネルギーシンチレータ信号９６は、低エネルギーＸ線放出スペクトル１４２Ｂの読み出しデータを表すと想定されてもよい。

逆に、切り換え型線源１２による高エネルギーＸ線放出中、放出スペクトルは、一例では７０ｋｅＶ未満の領域などの対象とする低エネルギー領域と重複する広く多色性のスペクトル１４０Ｂに対応する。しかしながら、二重層検出器２８の使用により、高エネルギーＸ線放出スペクトル１４０Ｂに存在する低エネルギーＸ線光子は、低エネルギーシンチレータ８８で停止される。したがって、高エネルギー放出中に低エネルギーシンチレータ信号９６を破棄することによって、高エネルギーシンチレータ信号１１０は、下流処理に用いることができ、低エネルギーＸ線光子からの実質的な重複または寄与がない。

したがって、一実施形態では、切り換え型線源の低エネルギーＸ線放出段階では、少なくとも低エネルギーシンチレータ信号９６が読み出され、下流処理で使用され、低Ｘ線エネルギーでのＸ線透過を表す。この低エネルギー放出段階中の高エネルギーシンチレータ信号１１０は、そのような下流処理から廃棄されるか、または高エネルギーシンチレータ１００に偶然に到達した低エネルギーＸ線光子を示している可能性が高いとして、低エネルギーシンチレータ信号９６に追加されてもよい。

逆に、この実施形態では、切り換え型線源の高エネルギーＸ線放出段階中、低エネルギーシンチレータ信号９６を読み出すことができるが、廃棄されるか、そうでなければ下流処理で使用されない。しかしながら、この高エネルギー放出段階中の高エネルギーシンチレータ信号１１０は保持され、下流処理で使用される。

この手法の例は、図５に絵で示されており、Ｘ線源１６は、放出されたＸ線が低エネルギースペクトルを示す低エネルギーモード（図５の左側に示す）と、放出されたＸ線が高エネルギースペクトルを示す高エネルギーモード（図５の右側に示す）との間でＸ線光子の放出を交互に行う。低エネルギースペクトル１４２Ｂが二重層検出器２８に入射すると、少なくとも低エネルギーシンチレータ信号９６が後続の処理のために取得される。高エネルギーシンチレータ信号１１０はまた、低エネルギーＸ線放出中に取得することもでき、ゼロまたはほぼゼロ値を有する可能性が高い。結果として、高エネルギーシンチレータ信号は、後続の処理から破棄され得るか、または低エネルギーシンチレータ８８を通過して高エネルギーシンチレータに衝突する少数の低エネルギーＸ線光子に起因する可能性が高いため、後続の処理のために低エネルギーシンチレータ信号９６に追加され得る。

逆に、高エネルギースペクトル１４０Ｂが二重層検出器２８に入射すると、高エネルギーシンチレータ信号１１０が取得され、下流処理で使用される。逆に、低エネルギーシンチレータ信号９６は、読み出される場合、廃棄され、下流処理で使用されない。したがって、低エネルギーシンチレータ８８と相互作用する入射高エネルギースペクトル１４０Ｂに存在する低エネルギーＸ線光子は処理されず、システムのエネルギー分離を改善する。

特定の実施態様では、従来の二重層検出器２８および二重層読み出し手法を使用することができるが、この手法の変形を用いることができることも理解されたい。例えば、外部で制御することができる低および高エネルギーの収集の効率が異なる二重層検出器２８を使用して、同等の結果を得ることができる。そのような実施形態では、高エネルギー取得中、検出器２８は、高エネルギー光子のみを受け入れるように調節されてもよい。この方法では、低エネルギー光子は無視されるか、そうでなければ検出器スキームの固有の非効率性によって測定されない。

これらの手法に従って観察または測定されたスペクトルの例は、図６で見ることができる。この例に示すように、高エネルギースペクトル１４０Ａと低エネルギースペクトル１４２Ｂは、孤立して使用される二重層検出器またはｋＶ切り換え型手法のいずれかと比較して、重複が制限されて大幅に良好に分離される。

理解され得るように、この手法によれば、物理的または機械的フィルタを用いることなく、Ｘ線ビームのフィルタリングの効果を得ることができる。これを念頭に置いて、低エネルギー層８０が遮断されるか、そうでなければ高エネルギー放出間隔中に用いられない可能性があるため、二重層検出器２８は従来の二重層検出器よりもそれほど厳しくない要件を厳守し、かつ／または異なる波長に同調されたフォトダイオードを使用することができ、したがって、電気的要件の厳しさを減らしたり、かつ／またはタイミングもしくは読み出しの面で許容範囲を大きくしたりすることができると考えられる。さらに、この手法に従った患者の線量は、従来のｋＶ切り換え手法で用いられるものよりも大きくないであろう。

本発明の技術的効果は、二重層検出器と併せて、ｋＶ切り換え型Ｘ線管などのｋＶ切り換え型Ｘ線源を用いることを含む。そのような手法では、二重層検出器は、高ｋＶ放出間隔または観測中に生成された低エネルギー光子に起因する信号を無視または破棄するように動作し得る。１つのそのような実施態様では、Ｘ線源は、低エネルギーモードと高エネルギーモードとの間でＸ線光子の放出を交互に行う。低エネルギースペクトルが二重層検出器に入射すると、少なくとも低エネルギー読み出し信号が取得される。高エネルギースペクトルが二重層検出器に入射すると、高エネルギー読み出し信号が取得され、低エネルギー信号は取得されない。このようにして、低エネルギーＸ線光子が高エネルギーの露光中に分離される。

本明細書は、最良の様式を含む本発明を開示するため、およびどのような当業者も、任意のデバイスまたはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含む本発明の実践を可能にするために、実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的な差のない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
［実施態様１］
二重エネルギーＸ線透過データを取得および処理する方法であって、
Ｘ線源（１２、１６）から、第１のｋｅＶ分布を有する第１のＸ線ビーム（２０）と、前記第１のｋｅＶ分布とは異なる第２のｋｅＶ分布を有する第２のＸ線ビーム（２０）とを交互に放出することと、
各放出された第１のＸ線ビーム（２０）に応じて、二重層検出器（２８）の第１の層（８０）から少なくとも低エネルギーシンチレータ信号（９６）を読み出すことと、
各放出された第２のＸ線ビーム（２０）に応じて、前記二重層検出器（２８）の第２の層（８２）から少なくとも高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を読み出すことと、
少なくとも前記低エネルギーシンチレータ信号（９６）および前記高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を処理して画像を生成することと
を含む、方法。
［実施態様２］
少なくとも前記低エネルギーシンチレータ信号（９６）および前記高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を処理して画像を生成することは、各放出された第１のＸ線ビーム（２０）の追加の高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を取得し、前記追加の高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を前記低エネルギーシンチレータ信号（９６）と組み合わせて前記画像を生成するために使用される低エネルギー信号の集合を生成することを含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
前記第１のｋｅＶ分布は、前記第２のｋｅＶ分布よりも低いエネルギースペクトルである、実施態様１に記載の方法。
［実施態様４］
前記画像は、組織タイプまたは材料分解画像である、実施態様１に記載の方法。
［実施態様５］
前記Ｘ線源（１２、１６）は、高速ｋＶ切り換え型Ｘ線源である、実施態様１に記載の方法。
［実施態様６］
動作中に撮像された体積の周りで前記Ｘ線源（１２、１６）および二重層検出器（２８）を回転させる
ことをさらに含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様７］
前記二重層検出器（２８）の前記第１の層（８０）は、
第１の厚さを有する第１のシンチレータ材料と、
前記第１のシンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて前記低エネルギーシンチレータ信号（９６）を生成するように構成された第１の読み出し回路（９２）と
を備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様８］
前記二重層検出器（２８）の前記第２の層（８２）は、
前記第１のシンチレータ材料とは異なる第２のシンチレータ材料と、
前記第２のシンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて前記高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を生成するように構成された第２の読み出し回路（１０４）と
を備える、実施態様７に記載の方法。
［実施態様９］
前記二重層検出器（２８）の前記第２の層（８２）は、
前記第１の厚さとは異なる第２の厚さの第２のシンチレータ材料または前記第１のシンチレータ材料と、
前記第２の層（８２）の前記シンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて前記高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を生成するように構成された第２の読み出し回路（１０４）と
を備える、実施態様７に記載の方法。
［実施態様１０］
動作中、第１の放出スペクトルに対応する第１の動作電圧と第２の放出スペクトルに対応する第２の動作電圧との間で切り換えられるように構成されるＸ線源（１２、１６）と、
第１の層（８０）および第２の層（８２）を有する二重層Ｘ線検出器（２８）と、
前記Ｘ線源（１２、１６）が前記第１の動作電圧で動作するときに少なくとも前記第１の層（８０）を読み出し、前記Ｘ線源（１２、１６）が前記第２の動作電圧で動作するときに少なくとも前記第２の層（８２）を読み出すように構成されるデータ取得システム（４０）と、
前記Ｘ線源（１２、１６）が前記第１の動作電圧で動作するときに少なくとも前記第１の層（８０）から取得された信号を使用し、前記Ｘ線源（１２、１６）が前記第２の動作電圧で動作するときに前記第２の層（８２）のみから取得された信号を使用して画像を生成するように構成される画像処理回路と
を備える、撮像システム（１０）。
［実施態様１１］
前記第１の動作電圧および前記第２の動作電圧は、約７０ｋＶｐ～約１５０ｋＶｐの範囲にある、実施態様１０に記載の撮像システム（１０）。
［実施態様１２］
前記画像は、組織タイプまたは材料分解画像である、実施態様１０に記載の撮像システム（１０）。
［実施態様１３］
前記第１の放出スペクトルは、前記第２の放出スペクトルよりも低いエネルギースペクトルである、実施態様１０に記載の撮像システム（１０）。
［実施態様１４］
前記Ｘ線源（１２、１６）は、高速ｋＶ切り換え型Ｘ線源である、実施態様１０に記載の撮像システム（１０）。
［実施態様１５］
前記Ｘ線源（１２、１６）および二重層Ｘ線検出器（２８）が取り付けられる回転構造をさらに備える、実施態様１０に記載の撮像システム（１０）。
［実施態様１６］
前記二重層Ｘ線検出器（２８）の前記第１の層（８０）は、
第１の厚さを有する第１のシンチレータ材料と、
前記第１のシンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて低エネルギー信号（９６）を生成するように構成された第１の読み出し回路（９２）と
を備える、実施態様１０に記載の撮像システム（１０）。
［実施態様１７］
前記二重層Ｘ線検出器（２８）の前記第２の層（８２）は、
前記第１のシンチレータ材料とは異なる第２のシンチレータ材料と、
前記第２のシンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて高エネルギー信号（１１０）を生成するように構成された第２の読み出し回路（１０４）と
を備える、実施態様１０に記載の撮像システム（１０）。
［実施態様１８］
前記二重層Ｘ線検出器（２８）の前記第２の層（８２）は、
前記第１の厚さとは異なる第２の厚さの第２のシンチレータ材料または前記第１のシンチレータ材料と、
前記第２の層（８２）の前記シンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて高エネルギー信号（１１０）を生成するように構成された第２の読み出し回路（１０４）と
を備える、実施態様１０に記載の撮像システム（１０）。
［実施態様１９］
二重エネルギーＸ線データを取得するための方法であって、
二重層検出器（２８）が第１の動作電圧で動作するＸ線源（１２、１６）によって照射されると、前記二重層検出器（２８）の少なくとも低エネルギーシンチレータ層を読み出して第１の信号を生成することと、
前記二重層検出器（２８）が第２の動作電圧で動作する前記Ｘ線源（１２、１６）によって照射されると、前記二重層検出器（２８）の高エネルギーシンチレータ層を読み出して第２の信号を生成することと、
前記第１の信号および前記第２の信号を使用して組織タイプまたは材料分解画像を生成することと
を含む、方法。
［実施態様２０］
前記第１の動作電圧は、第１のＸ線放出スペクトルに対応し、前記第２の動作電圧は、第２のＸ線放出スペクトルに対応する、実施態様２０に記載の方法。

１０ ＣＴ撮像システム
１２ Ｘ線源／ｋＶ切り換え型Ｘ線源
１６ Ｘ線源
２０ Ｘ線ビーム
２２ ビーム整形器
２４ 被検体
２６ 減衰されたＸ線
２８ 二重層検出器
３０ システムコントローラ
３２ 直線位置決めサブシステム
３４ 回転サブシステム
３６ モータコントローラ
３８ Ｘ線コントローラ
４０ データ取得システム（ＤＡＳ）
４２ コンピュータ
４４ プロセッサ
４６ メモリデバイス
４８ オペレータワークステーション
５０ ディスプレイ
５２ プリンタ
５４ 画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）
５６ 遠隔クライアント
８０ 低エネルギー検出層
８２ 高エネルギー検出層
８８ 低エネルギーシンチレータ
９０ 低エネルギーＸ線
９２ 低エネルギー読み出し回路
９６ 低エネルギーシンチレータ信号
１００ 高エネルギーシンチレータ
１０４ 高エネルギー読み出し回路
１０６ 高エネルギーＸ線
１１０ 高エネルギーシンチレータ信号
１４０Ａ 高エネルギースペクトル
１４０Ｂ 高エネルギースペクトル
１４２Ａ 低エネルギースペクトル
１４２Ｂ 低エネルギースペクトル

Claims (15)

1. 二重エネルギーＸ線透過データを取得および処理する方法であって、
   ｋV切り換え型Ｘ線源（１２、１６）から、第１のｋｅＶ分布を有する第１のＸ線ビーム（２０）と、前記第１のｋｅＶ分布とは異なる第２のｋｅＶ分布を有する第２のＸ線ビーム（２０）とを交互に放出することと、
   各放出された第１のＸ線ビーム（２０）に応じて、二重層検出器（２８）の第１の層（８０）から少なくとも低エネルギーシンチレータ信号（９６）を読み出すことと、
   各放出された第２のＸ線ビーム（２０）に応じて、前記二重層検出器（２８）の第２の層（８２）から少なくとも高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を読み出すことと、
   少なくとも前記低エネルギーシンチレータ信号（９６）および前記高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を処理して画像を生成することと
   を含み、
   前記ｋV切り換え型Ｘ線源の低エネルギーＸ線放出段階では、前記低エネルギーシンチレータ信号が読み出されて処理され、前記高エネルギーシンチレータ信号は、廃棄される、又は前記低エネルギーシンチレータ信号に追加される、又は、
   前記ｋV切り換え型Ｘ線源の高エネルギーＸ線放出段階では、前記低エネルギーシンチレータ信号は読み出されるが、破棄される又は処理されず、前記高エネルギーシンチレータ信号は処理される、方法。
2. 少なくとも前記低エネルギーシンチレータ信号（９６）および前記高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を処理して画像を生成することは、各放出された第１のＸ線ビーム（２０）の追加の高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を取得し、前記追加の高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を前記低エネルギーシンチレータ信号（９６）と組み合わせて前記画像を生成するために使用される低エネルギー信号の集合を生成することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のｋｅＶ分布は、前記第２のｋｅＶ分布よりも低いエネルギースペクトルである、請求項１に記載の方法。
4. 前記画像は、組織タイプまたは材料分解画像である、請求項１に記載の方法。
5. 前記Ｘ線源（１２、１６）は、高速ｋＶ切り換え型Ｘ線源である、請求項１に記載の方法。
6. 動作中に撮像された体積の周りで前記Ｘ線源（１２、１６）および二重層検出器（２８）を回転させる
   ことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記二重層検出器（２８）の前記第１の層（８０）は、
   第１の厚さを有する第１のシンチレータ材料と、
   前記第１のシンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて前記低エネルギーシンチレータ信号（９６）を生成するように構成された第１の読み出し回路（９２）と
   を備える、請求項１に記載の方法。
8. 前記二重層検出器（２８）の前記第２の層（８２）は、
   前記第１のシンチレータ材料とは異なる第２のシンチレータ材料と、
   前記第２のシンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて前記高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を生成するように構成された第２の読み出し回路（１０４）と
   を備える、請求項７に記載の方法。
9. 前記二重層検出器（２８）の前記第２の層（８２）は、
   前記第１の厚さとは異なる第２の厚さの第２のシンチレータ材料または前記第１のシンチレータ材料と、
   前記第２の層（８２）の前記シンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて前記高エネルギーシンチレータ信号（１１０）を生成するように構成された第２の読み出し回路（１０４）と
   を備える、請求項７に記載の方法。
10. 動作中、第１の放出スペクトルに対応する第１の動作電圧と第２の放出スペクトルに対応する第２の動作電圧との間で切り換えられるように構成されるｋV切り換え型Ｘ線源（１２、１６）と、
    第１の層（８０）および第２の層（８２）を有する二重層Ｘ線検出器（２８）と、
    前記Ｘ線源（１２、１６）が前記第１の動作電圧で動作するときに少なくとも前記第１の層（８０）を読み出し、前記Ｘ線源（１２、１６）が前記第２の動作電圧で動作するときに少なくとも前記第２の層（８２）を読み出すように構成されるデータ取得システム（４０）と、
    前記Ｘ線源（１２、１６）が前記第１の動作電圧で動作するときに少なくとも前記第１の層（８０）から取得された信号を使用し、前記Ｘ線源（１２、１６）が前記第２の動作電圧で動作するときに前記第２の層（８２）のみから取得された信号を使用して画像を生成するように構成される画像処理回路と
    を備え、
    前記ｋV切り換え型Ｘ線源の低エネルギーＸ線放出段階では、前記第１の層から取得された低エネルギーシンチレータ信号が、読み出されて前記画像処理回路で処理されるが、前記第２の層から取得された高エネルギーシンチレータ信号は、廃棄される、又は前記低エネルギーシンチレータ信号に追加される、又は、
    前記ｋV切り換え型Ｘ線源の高エネルギーＸ線放出段階では、前記低エネルギーシンチレータ信号は読み出されるが、破棄される又は前記画像処理回路において処理されず、前記高エネルギーシンチレータ信号は前記画像処理回路において処理される、撮像システム（１０）。
11. 前記第１の動作電圧および前記第２の動作電圧は、約７０ｋＶｐ～約１５０ｋＶｐの範囲にある、請求項１０に記載の撮像システム（１０）。
12. 前記Ｘ線源（１２、１６）および二重層Ｘ線検出器（２８）が取り付けられる回転構造をさらに備える、請求項１０に記載の撮像システム（１０）。
13. 前記二重層Ｘ線検出器（２８）の前記第１の層（８０）は、
    第１の厚さを有する第１のシンチレータ材料と、
    前記第１のシンチレータ材料によって生成された光子を検出し、それに応じて低エネルギー信号（９６）を生成するように構成された第１の読み出し回路（９２）と
    を備える、請求項１０に記載の撮像システム（１０）。
14. 二重エネルギーＸ線データを取得するための方法であって、
    二重層検出器（２８）が第１の動作電圧で動作するｋV切り換え型Ｘ線源（１２、１６）によって照射されると、前記二重層検出器（２８）の少なくとも低エネルギーシンチレータ層を読み出して第１の信号を生成することと、
    前記二重層検出器（２８）が第２の動作電圧で動作する前記Ｘ線源（１２、１６）によって照射されると、前記二重層検出器（２８）の高エネルギーシンチレータ層を読み出して第２の信号を生成することと、
    前記第１の信号および前記第２の信号を使用して組織タイプまたは材料分解画像を生成することと
    を含み、
    前記ｋV切り換え型Ｘ線源の低エネルギーＸ線放出段階では、前記第１の信号が読み出され、前記第１の信号を使用して組織タイプまたは材料分解画像を生成するが、前記第２の信号は、廃棄される、又は前記第１の信号に追加される、又は、
    前記ｋV切り換え型Ｘ線源の高エネルギーＸ線放出段階では、前記第１の信号は読み出されるが破棄される、又は前記第１の信号を使用して組織タイプまたは材料分解画像は生成されず、前記第２の信号を使用して組織タイプまたは材料分解画像を生成する、方法。
15. 前記第１の動作電圧は、第１のＸ線放出スペクトルに対応し、前記第２の動作電圧は、第２のＸ線放出スペクトルに対応する、請求項１４に記載の方法。

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