JPWO2016158501A1 - 放射線撮像装置,放射線計数装置および放射線撮像方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また,X線CTに用いる半導体検出器の場合,ピクセルを電極分割により形成するため,信号検出中に隣接ピクセルに誘起電荷が一時的に発生するといった問題が生じる。このため従来のピークを足し合わせる手法では本来の値よりも高い信号が検出されるといった問題が生じる。
その他の課題を解決するための手段は,後記する発明の実施の形態にて図面を参照して明らかにする。
本発明の第1実施例の放射線撮像装置,放射線計数装置および放射線撮像方法(検出器内での散乱線を考慮した散乱線処理方法)を,図1から図7を用いて説明する。図1は本実施例における装置であるX線CT装置Sの一例を示したものである。
次に,図8を用いて第2実施例について説明する。第2実施例は読出し回路ブロック20の外に同時判定回路23aを持つことが第1実施例とは異なる。すなわち第1実施例では,同時判定は各読出し回路ブロック20(例えば制御回路23)内において同時判定回路23aが実施しているが,本実施例では同時判定を読出し回路ブロック20の外部に置かれた同時判定回路23aにおいて行う。
図9を用いて第3実施例について説明する。第3実施例は同時判定回路23aにもカウンタ27が接続されている他,カウンタ制御回路23bに接続されるカウンタ24の種類が増加している点が前記の第1,第2実施例とは異なる。X線CT装置Sでは検出器ピクセル9でのX線の検出数が非常に多く,数十から数百Mcpsのイベントを処理する必要がある。このような高計数率下の状態で同時判定を行った場合,1つのX線が2つにわかれたものだけではなく(図6や図7に示されたものだけでなく),偶然同時に検出されてしまう偶発同時計数という現象が発生する。
前記した実施例では,検出器10(検出器ピクセル9)内での散乱などによって1つのX線イベントが3つ以上のピクセルにわたって計測(分割して計測)されてしまう場合について,このような場合は個々のピクセルでの波高値が低下するため(つまりエネルギーウインドウが低下するため),そのようなX線イベントについての処理を省略することとした。換言すると,同時判定回路23aにおける同時判定は2つのピクセルでの同時であることを前提に,自身のピクセルと同じエネルギーウインドウのピクセルが近傍にもう1つ存在する同時判定の場合(ステップS9→Yesの場合)は,カウンタ制御回路23bは同時計数のカウンタ24に0.5を加算していた。しかし,ピクセルのサイズがさらに微細化された場合,1つのX線イベントが3つ以上のピクセルにわたって計測されることも増えてくると考えられる。この場合,同時判定回路23aにおける同時判定のピクセル数(同時と判定されたピクセル数)を計算し,加算するカウント値が同時判定のピクセル数に応じたものとなるように,カウンタ制御回路23bが同時計数のカウンタ24の制御を行う構成とする。具体的には,図5のフローチャートにおいて,自身のピクセルの近傍に自身と同じエネルギーウインドウのピクセルが1つ存在する場合(自身を含めて2つ存在する場合)(ステップS9参照),ステップS11では同時計数のカウンタ24に1/2=0.5を加算する。一方,自身のピクセルの近傍に自身と同じエネルギーウインドウのピクセルが2つ存在する場合(自身を含めて3つ存在する場合)(ステップS9参照),ステップS11では同時計数のカウンタ24に1/3=0.33を加算する。
以上説明した本発明は上記した実施例(第1〜第3実施例)のみに限定されるものではなく,発明の本質的な効果を奏する範囲で様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施例は,本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり,必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また,ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが当然可能であり,ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも当然可能である。また,各実施例の構成の一部について,他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
1 ガントリ
2 データ収集装置
3 画像表示装置
4 ベッド
5 被検者
6 X線管
7 検出器パネル
8 検出器モジュール
9 検出器ピクセル
10 検出器(放射線検出器)
11 ASIC(放射線計数装置)
12 保持基板
20 読出し回路ブロック(計測回路)
21 チャージアンプ
22 コンパレータ(計測回路)
22a (閾値が低い)コンパレータ
22b (閾値が高い)コンパレータ
23 制御回路
23a 同時判定回路
23b カウンタ制御回路
24 カウンタ
25 データ制御回路
27 カウンタ(第3実施例)
100A,100B,100C,100D X線イベント
Claims (15)
- 放射線を検出する複数の検出器ピクセルを備える放射線検出器と,
前記放射線検出器が出力する信号に基づいて前記検出器ピクセルが放射線を検出した際のエネルギーを計測するエネルギー計測回路と,
放射線の検出数を計数する複数のカウンタと,
前記放射線の検出の際に前記検出器ピクセルの近傍の他の検出器ピクセルにおいて放射線を同時に検出したか否かを判定する同時判定回路と,
前記同時判定回路における同時判定の有無と前記エネルギー計測回路におけるエネルギーとに基づいて,前記カウンタの増加の動作を制御するカウンタ制御回路と,
前記カウンタの値を用いて画像再構成を行うデータ処理装置とを備える
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって,
前記複数のカウンタは,前記近傍の他の検出器ピクセルとの同時計数,非同時計数のカウンタを,エネルギーの区分ごとに持ち,それぞれのカウント値をもとに画像再構成を行う
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって,
前記複数のカウンタは,前記近傍の他の検出器ピクセルとの同時計数,非同時計数のカウンタ,および同時,非同時に関係なく計数するカウンタの3つをエネルギーの区別ごとに持ち,それぞれのカウント値をもとに画像再構成を行う
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって,
前記エネルギー計測回路と前記カウンタと前記カウンタ制御回路とで,前記検出器ピクセルの個々に対応する個々の読出し回路ブロックを構成し,
近傍の前記読出し回路ブロック間に同時判定を実施する前記同時判定回路を備える
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項4に記載の放射線撮像装置であって,
同時計数のカウンタを前記読出し回路ブロックの組合せごとに持つ
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項5に記載の放射線撮像装置であって,
同時計数のカウンタのうち,コリメータの影の部分とそれ以外の部分の計数を分離して集計し,計数率の誤差を補正すること
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって,
前記検出器ピクセルが2次元的に配置されている
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項7に記載の放射線撮像装置であって,
前記エネルギー計測回路,前記同時判定回路,前記カウンタ制御回路,および,前記検出器ピクセルに接続されるチャージアンプを含んで計測回路が構成され,
前記計測回路は,自身に隣接する他の4つの計測回路を前記近傍として判定を行う
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって,
前記カウンタ制御回路は,前記カウンタの増加の動作を制御する際の計数値の増加量を同時判定の結果に基づいて変更する
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって,
前記カウンタ制御回路は,前記カウンタの増加の動作を制御する際の計数値の増加量を,同時判定回路が同時と判定した検出器ピクセルの個数の逆数となる重みにより算出する
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって,
前記エネルギー計測回路は,閾値の異なる複数のコンパレータを有し,
前記同時判定回路は,前記閾値が最も低いコンパレータの出力をトリガとして前記同時か否かの判定を開始する
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項2に記載の放射線撮像装置であって,
前記それぞれのカウント値をもとに画像再構成を行うに際して,
前記同時計数のカウンタのカウント値に1未満の値の重みを乗算し,乗算後の前記カウント値と前記非同時計数のカウンタのカウント値との総和を求めることで前記非同時計数のカウンタのカウント値を補正すること,
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 放射線を検出する複数の検出器ピクセルを備える放射線検出器が出力する信号に基づいて前記検出器ピクセルが放射線を検出した際のエネルギーを計測するエネルギー計測回路と,
放射線の検出数を計数する複数のカウンタと,
前記放射線の検出の際に前記検出器ピクセルの近傍の他の検出器ピクセルにおいて放射線を同時に検出したか否かを判定する同時判定回路と,
前記同時判定回路における同時判定の有無と前記エネルギー計測回路におけるエネルギーとに基づいて,前記カウンタの増加の動作を制御するカウンタ制御回路と,
前記カウンタの値を用いて画像再構成を行うデータ処理装置へ送信するデータを前記カウンタから収集するデータ収集回路とを備える
ことを特徴とする放射線計数装置。 - 放射線を検出する複数の検出器ピクセルを備える放射線検出器と,
前記放射線検出器が出力する信号に基づいて前記検出器ピクセルが放射線を検出した際のエネルギーを計測するエネルギー計測回路と,
放射線の検出数を計数する複数のカウンタと,
前記放射線の検出の際に前記検出器ピクセルの近傍の他の検出器ピクセルにおいて放射線を同時に検出したか否かを判定する同時判定回路と,
前記カウンタの増加の動作を制御するカウンタ制御回路と,
前記カウンタの値を用いて画像再構成を行うデータ処理装置とを備える
放射線撮像装置における放射線撮像方法であって,
前記カウンタ制御回路は,
前記同時判定回路における同時判定の結果に基づき,同時判定ではなければ前記複数のカウンタのうちの非同時計数のカウンタのカウント値を増加させ,同時判定であれば,前記複数のカウンタのうちの同時計数のカウンタのカウント値の値を増加させる
ことを特徴とする放射線撮像方法。 - 請求項14に記載の放射線撮像方法において,
前記カウンタ制御回路は,前記カウント値の増加に際して,非同時計数のカウント値よりも同時計数のカウント値の増加量が小さくなるように増加量を調整する
ことを特徴とする放射線撮像方法。
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