KR102437855B1 - 소비 전력이 저감된 광자 계수형 검출기 - Google Patents

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Abstract

광자 계수형 검출기는 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 포함한다. 각각의 검출기 모듈에는 소비 전력 회로가 있다. 제1 서브 세트의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 검출기 모듈에 전원이 공급되는 동작 모드에서 제1 전력량을 소비하도록 구성된다. 그에 대응하여, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 동작 모드에서 제1 전력량보다 낮은 제2 전력량을 소비하도록 구성된다.

Description

소비 전력이 저감된 광자 계수형 검출기
본 실시예는 일반적으로 광자 계수형 검출기 및 이런 광자 계수형 검출기를 구비한 x-선 검출기 시스템에 관한 것으로, 특히 소비 전력이 저감된 광자 계수형 검출기에 관한 것이다.
최신 의료용 컴퓨터 단층 촬영(computed tomograph, CT) 시스템은 일반적으로 x-선 광원 또는 튜브가 원호형 검출기와 대면하는 부채꼴 구조로 이루어진다. 밀리 초(sub-seconds) 내에 360도에 걸쳐 연속으로 x-선 광원과 검출기를 회전시킴으로써 환자를 중심으로 서로 다른 각도에서 많은 x-선 투사 영상이 얻어진다. (환자 후방의) 감쇠된 x-선 세기 및 (환자 전방의) 감쇠되지 않은 x-선 세기가 모두 기록되며 이로부터 환자 체내의 선형 감쇠 계수의 3차원 공간 분포가 재구축됨으로써 기관과 조직을 정밀하게 묘사한다.
검출기는 CT 시스템에서 가장 중요한 구성요소 중 하나이다. 최신 CT 시스템에는 광전 다이오드에 결합된 신틸레이터로 구성된 섬광 검출기가 가장 빈번히 이용된다. 이들 검출기에서는, 우선 상호 작용을 하는 x-선 광자가 신틸레이터 내에서 섬광 광으로 변환된다. 이에 따라 광전 다이오드에서는 섬광 광을 흡수함으로써 전자-전공쌍이 생성된다. 소정 노광 시간에 걸쳐 상호 작용 광자들에 의해 축적된 에너지는 통합되어 총 축적 에너지에 비례하는 전기 신호를 제공하고 전기 신호는 광전 다이오드로부터 출력된다. 이와 같이, 검출기 내의 검출 소자와 판독 전자 장치에 의해 생성되는 전자 노이즈 또한 출력 신호에 통합되어 화상 재구성을 위한 아날로그-디지탈 변환 주문형 집적회로(ASIC)를 거쳐 데이터 처리 시스템으로 전송된다.
섬광 검출기와 같은 에너지 통합형 검출기 내의 구성요소, 특히 광전 다이오드는 온도에 아주 민감하다. 예컨대, 광전 다이오드가 실리콘으로 제조된 경우, 전자 노이즈의 주 공급원인 벌크형 실리콘의 암전류는 8℃가 증가할 때마다 배가된다. 따라서, 검출기 구성요소 내의 온도 변환에 의해 야기될 수 있는 화질 문제를 방지하기 위해, 에너지 통합형 검출기를 동작 및 시스템 보정 동안 모두 제어된 온도로 유지하는 것이 바람직하다.
최신 CT 검출기에서의 열 제어를 위한 방법과 장치들은 일반적으로 검출기에 전원이 계속 공급되는 동안 일정한 온도 환경을 제공하기 위해 냉각기 및/또는 가열기를 이용한다[1-4]. 에너지 통합형 검출기를 위한 통상의 동작 온도는 36℃보다 높고[5], 이때 허용 오차는 0.5℃ 미만이다.
차세대 x-선 및 CT 촬영 시스템에 사용될 수 있는 광자 계수형 검출기는 에너지 통합형 검출기와 완전히 다른 방식으로 동작한다. 입사 x-선 광자는 전기 펄스에 직접 전달되며, 이때 펄스 진폭은 광자 에너지에 비례한다. 그후, 이들 전기 펄스는 대응하는 ASIC 채널로 공급된다. 각각의 ASIC 채널은 일반적으로 전하 감지형 증폭기(CSA, charge sensitive amplifier), 펄스 조정기, 다수의 펄수 높이 비교기 및 계수기를 구비한다. 증폭되어 형상화된 각각의 펄스는 다수의 프로그램 가능한 임계값과 비교되어 펄스 높이에 따라 구분되고, 대응하는 계수가 증분된다.
에너지 통합형 검출기에 비해, 광자 계수형 검출기는 다음과 같은 장점을 갖는다. 첫째로, 에너지 통합형 검출기에 의해 신호에 통합된 전기 노이즈는 광자 계수형 검출기에서 최하 에너지 임계값을 노이즈 바닥보다 높게 설정함으로써 배척될 수 있다. 둘째로, 검사 대상인 환자의 다양한 성분이 식별되어 정량화될 수 있도록 하는 물질 분해가 검출기에 의해 추출되는 에너지 정보를 이용하여 용이하게 구현될 수 있다[6]. 셋째로, K-에지(edge) 촬영과 같은 분해 기술에 유용한 둘 이상의 기초 물질이 사용될 수 있음으로써, 예컨대 요오드 또는 가돌리늄과 같은 대조 작용제의 분포가 정량적으로 판단된다[7]. 마지막으로 그러나 상술한 것들과 마찬가지로 중요한 사항으로, 보다 작은 화소 크기를 이용함으로써 보다 높은 공간 분해능이 달성될 수 있다. 기존 에너지 통합형 검출기의 화소 크기가 일반적으로 1 ㎟인 것에 비해, 광자 계수형 검출기는 일반적으로 1 ㎟ 미만의 화소 크기를 갖는다. 예컨대, 실리콘-스트립형 광자 계수형 검출기는 0.2 ㎟의 화소 크기를 가질 수 있다[8].
광자 계수형 검출기용으로 가장 유망한 물질은 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 카드뮴 아연 텔루라이드(CZT) 및 실리콘이다. CdTe와 CZT는 임상 CT에 사용되는 고에너지 x-선의 높은 흡수 효율을 위해 여러가지 광자-계수 스펙트럼 CT 프로젝트에 사용된다. 그러나, 이런 프로젝트는 CdTe/CZT의 몇 가지 단점으로 인해 진행이 느리다. CdTe/CZT는 낮은 전하 캐리어 이동도를 가짐으로써 임상 실무에서 발생하는 유속보다 10배 낮은 유속에서 심각한 펄스 충돌을 야기한다. 이 문제를 완화하는 한 방법은 화소 크기를 줄이는 것이지만, 이는 전하 공유 및 K-이스케이프(escape)의 결과로써 스펙트럼 왜곡을 증가시킨다. 또한, CdTe/CZT는 광자 플럭스가 소정 수준보다 높을 때 출력 계수 속도의 급격한 저하를 초래하는 분극화로 이어지는 전하 트래핑(charge trapping)을 야기한다.
반면에, 실리콘은 높은 전하 캐리어 이동도를 가지며 분극화 문제를 야기하지 않는다. 원만한 제조 공정과 비교적 저렴한 비용 또한 실리콘의 장점이다. 그러나, 실리콘은 CdTe/CZT에 없는 한계를 갖는다. 실리콘 센서는 낮은 정지 전력을 보완하기 위해 매우 두꺼워야 한다. 일반적으로, 실리콘 센서는 대부분의 입사 광자를 흡수하기 위해 수 센티미터의 두께를 가져야 하는 반면, CdTe/CZT는 단지 수 밀리미터의 두께를 필요로 한다. 다른 한편으로, 실리콘의 긴 감쇠 경로는 또한 개별적으로 판독되는 상이한 심도 구획부로 검출기를 구획하는 것을 가능하게 한다. 이는 검출 효율을 증가시키며 실리콘계 광자 계수형 검출기가 CT에서 높은 플럭스를 적절히 처리할 수 있도록 한다.
그러나, 심도 구획부에 검출기 소자들을 사용하는 것 또한 실리콘계 광자 계수형 검출기에 문제를 일으킨다. 많은 ASIC 채널이 검출기 소자로부터 공급되는 데이터를 처리하기 위해 사용되어야 한다. 각각의 이들 ASIC 채널은 일반적으로 수 밀리 와트의 전력을 소비한다[9]. 총 면적이 200 ㎠보다 넓은 완전 광자 계수형 검출기는 수백만 개의 ASIC 채널로 구성될 수 있는데, 이는 ASIC의 총 소비 전력이 수천 와트 수준임을 의미한다. 결과적으로, 광자 계수형 검출기에 의해 많은 열이 발생하여 예컨대 고가의 수냉식 또는 고급 공조기에 의해 방출되어야 하기 때문에, 실리콘계 광자 계수형 검출기는 열 관리 시스템에 많은 어려움을 가져 온다.
에너지-통합형 검출기를 위한 일반적인 일정 온도 환경을 유지하도록 구성된 종래의 열 관리 시스템은 광자 계수형 검출기에 적합하지 않다.
본 발명의 일반인 목적은 개선된 광자 계수형 검출기를 제공하는 것이다.
이들 및 여타의 목적은 본 명세서에서 개시된 실시예에 의해 충족된다.
실시예의 일 양태는 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 포함하는 광자 계수형 검출기에 관한 것이다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 검출기 모듈에 전원이 공급되는 동작 모드에서 제1 전력량을 소비하도록 구성된다. 이에 대응하여, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 동작 모드에서 제1 전력량보다 낮은 제2 전력량을 소비하도록 구성된다.
본 실시예의 다른 양태는 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기를 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 제어 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 포함하는 광자 계수형 검출기에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 동작 모드를 선택하는 단계를 포함한다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 본 방법은 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 선택된 동작 모드로 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하는 단계를 포함한다.
실시예의 또 다른 양태는 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기를 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하는 단계 및/또는 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하는 단계를 포함한다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 본 방법은 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 동작 모드로 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하는 단계를 포함한다.
실시예의 또 다른 양태는 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 적어도 하나의 프로세서가 제어 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 포함하는 광자 계수형 검출기에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 동작 모드를 선택하도록 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 적어도 하나의 프로세서는 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 선택된 동작 모드로 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하게 된다.
실시예의 또 다른 양태는 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 적어도 하나의 프로세서가 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하고 그리고/또는 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하도록 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 적어도 하나의 프로세서는 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 동작 모드로 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하게 된다.
실시예의 관련 양태는 상술한 바에 따르는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 캐리어를 정의한다. 캐리어는 전자 신호, 광 신호, 전자기 신호, 자기 신호, 전기 신호, 무선 신호, 마이크로파 신호, 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 중 하나이다.
본 실시예는 조감된 소비 전력으로 동작될 수 있으면서도 화상 획득 동안 충분한 화질을 제공할 수 있는 광자 계수형 검출기를 제공한다. 이는 관심이 낮은 화상 특징에 관여하는 광자 계수형 검출기 부분에서의 소비 전력를 줄임으로써 달성된다. 따라서, 가장 관심있는 화상 특징을 포착하는 광자 검출기 부분에서의 소비 전력 및 그에 따른 노이즈 억제가 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점과 함께 실시예는 첨부된 도면과 함께 다음의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 x-선 촬영 시스템의 개략적 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 x-선 촬영 시스템의 개략적 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈의 개략도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈의 개략도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈의 개략도이다.
도 7은 몇몇 에너지 임계값을 갖는 광자 검출기의 개략도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 방열의 개략도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 x-선 촬영 시스템의 개략적 블록도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 열 관리의 개략적 블록도이다.
도 11은 3 pF에서 전체 채널 노이즈 대비 전하 감지형 증폭기(CSA)의 소비 전류를 나타낸 선도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 개략도이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 개략도이다.
도 14는 CT 획득의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 컴퓨터 구현의 일례를 나타내는 개략적 블록도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 제어 방법을 도시하는 흐름도이다.
도면 전체에 걸쳐, 유사한 참조 번호는 유사하거나 상응하는 구성요소에 대해 사용된다.
본 실시예는 일반적으로 광자 계수형 검출기 및 이런 광자 계수형 검출기를 포함하는 x-선 검출기 시스템에 관한 것으로, 특히 소비 전력이 저감된 광자 계수형 검출기에 관한 것이다.
x-선 검출기에서의 소비 전력 저감은 당업계에 공지되어 있다. 예컨대, 미국 특허 제8,779,907은 에너지를 보존하고 배터리의 수명을 연장시키기 위해 다양한 동작 모드로 전환될 수 있는 휴대용 배터리 구동식 디지털 평판 x-선 검출기를 개시한다. 보다 상세하게는, 디지털 평판 x-선 검출기는 대부분의 전력을 소비하는 구성요소를 비활성화하면서도 나머지 구성요소를 활성화된 상태로 유지함으로써 휴면 모드로 전환될 수 있다.
휴면 모드와 활성 모드 사이에서 검출기를 전환하는 이런 절차는 종래 기술의 디지털 평판 x-선 검출기에 대해 잘 작용할 수 있다. 그러나, 이런 절차는 차세대 광자 계수형 검출기의 경우 문제가 될 수 있다. 예컨대, 광자 계수형 검출기는 광자 계수의 일부로서 프로그램 가능한 임계값 형태와 같은 교정 데이터를 사용한다. 완전 광자 계수형 검출기가 미국 특허 제8,779,907에 개시된 바와 같이 휴면 모드에 놓여 지면, 이런 교정 데이터는 광자 계수형 검출기가 휴면 모드에서 활성 모드로 전환될 때마다 매번 재충전되어야 한다. 이는 시간과 프로세스에 소모적인 과정이다.
또한, 휴면 모드에서, x-선 검출기는 전력을 적게 소비함으로써 열을 적게 생성한다. 따라서, 일반적으로 x-선 검출기의 온도는 활성 모드와 비교하여 휴면 모드에서 훨씬 낮다. 그러나, x-선 검출기의 검출 효율은 일반적으로 온도에 따라 변한다. 따라서, x-선 검출기에는 일반적으로 x-선 검출기를 계속 일정 온도로 동작하도록 유지하기 위해서 일종의 온도 관리 시스템이 구현된다. 이런 열 관리 시스템은 미국 특허 제9,223,038호에 개시되어 있다. 이 문서에서, x-선 검출기의 광자 계수형 검출기 모듈은 검출기 모듈과 센서 물질의 전자 기기의 소비 전력의 함수로써 제어되는 열-생성 회로를 구비하고 있어서 검출기 모듈의 총전력은 일정하게 유지된다.
이는 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 적어도 하나의 제2 서브 세트의 검출기 모듈을 포함하는 광자 계수형 검출기에 관한 본 실시예와 명백하게 대조된다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 실시예에 따르면, 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 검출기 모듈에 전원이 공급되는 동작 모드에서 제1 전력량을 소비하도록 구성된다. 그러나, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 동작 모드에서 제2 전력량을 소비하도록 구성된다. 제2 전력량은 제1 전력량보다 낮다.
따라서, 광자 계수형 검출기가 진입하는 광자와 x-선을 검출하도록 구성된 동작 모드에서, 일부 검출기 모듈, 즉, 제1 서브 세트의 소비 전력 회로는 제1 전력량을 소비하는 반면, 다른 검출기 모듈, 즉, 적어도 하나의 제2 서브 세트의 소비 전력 회로는 이보다 낮은 제2 전력량을 소비한다. 이로써 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈의 전체 전력 소비는 모든 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 전력량을 소비하는 경우에 비해 저감될 수 있다.
그러나, 광자 계수형 검출기의 총 소비 전력 저감은 모든 검출기 모듈을 휴면 모드로 전환할 필요가 없고, 이런 전환 작업은 교정 데이터와 임계값의 재-로딩을 필요로 하는 단점을 수반한다. 명백히 대조적으로, 동작 모드에서 광자 계수형 검출기의 모든 검출기 모듈에 전원이 공급되지만 다른 수준이다. 결과적으로, 검출기 모듈을 위한 보정 데이터를 다시 로딩할 필요가 없다.
이는 도 1을 참조하여 예시적인 x-선 촬영 시스템을 개관함으로써 유용할 것이다. 본 예시적인 비제한적인 예에서, x-선 촬영 시스템(100)은 기본적으로 x-선 광원(10), x-선 검출기 시스템(20) 및 관련 화상 처리 장치(30)를 포함한다. 일반적으로, x-선 촬영 시스템(100)은 선택적 x-선 광학 기구에 의해 선택적으로 집속되어 대상, 대상자 또는 그 일부를 통과하는 x-선 광원(10)에서 방출된 방사선을 정합하도록 구성된다. x-선 검출기 시스템(20)은 화상 처리 장치(30)에 의한 화상 처리 및/또는 화상 재구성을 가능하도록 하기 위해 적절한 소비 전력 회로를 통해 화상 처리 장치(30)에 접속 가능하다.
도 2는 x-선 촬영 시스템의 예시적인 일례로서 CT 시스템의 개략적 블록도이다. CT 시스템은 디스플레이 및 운영자 인터페이스의 일부 형태, 예컨대 키보드 및 마우스를 구비한 운영자 콘솔을 통해 운영자로부터 명령 및 스캐닝 매개변수를 수신하는 컴퓨터를 포함한다. 운영자가 제공한 명령 및 매개변수는 컴퓨터에 의해 x-선 제어부, 갠트리 제어부 및 테이블 제어부로 제어 신호를 제공하는 데 사용된다. 구체적으로, x-선 제어부는 x-선 광원으로 전원과 타이밍 신호를 제공하여 테이블에 누워 있는 대상 또는 환자에 대한 x-선 방출을 제어한다. 갠트리 제어부는 x-선 광원 및 광자 계수형 검출기를 포함하는 갠트리의 회전 속도와 위치를 제어한다. 테이블 제어부는 환자 테이블의 위치와 환자의 스캐닝 범위를 제어하고 결정한다.
일 실시예에서, 컴퓨터는 또한 광자 계수형 검출기로부터 출력된 화상 데이터의 후처리 및 화상 재구성을 수행한다. 이로써 컴퓨터는 도 1에 도시된 화상 처리 장치에 대응한다. 관련 디스플레이는 운영자가 컴퓨터로부터 재구성된 화상 및 다른 데이터를 관찰할 수 있도록 한다.
갠트리에 배열된 x-선 광원은 x-선을 방출한다. x-선 검출기는 광자 계수형 검출기의 형태로 환자를 통과한 x-선을 검출한다. 광자 계수형 검출기는 검출기 소자로도 지칭되는 다수의 센서와, 검출기 모듈에 배열된 주문형 집적 회로(ASIC)와 같은 관련 소비 전력 회로로 형성된다. ASIC는 일반적으로 검출기 소자로부터의 미처리 전기 신호를 처리하여 디지털화하는 아날로그 처리부와, 보정 처리 작업 및 일시적 저장 작업과 같은 측정 데이터에 대한 추가 처리 작업을 수행할 수 있는 디지털 처리부를 포함한다(도 9 참조). 광자 계수형 검출기는 선택적으로, 바람직하게는 냉각 영역 또는 히트 싱크에 연결됨으로써, ASIC에 의해 생성된 열이 효율적으로 방출될 수 있다. x-선 투사 데이터를 획득하기 위한 스캐닝 동안에, 갠트리 및 이에 장착된 구성요소는 등중심(isocenter)을 중심으로 회전한다.
본 실시예의 x-선 검출기는 다수의 검출기 모듈을 포함하는 광자 계수형 검출기가다. 도 3은 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 개략도이다. 본 예에서는 x-선을 방출하는 x-선 광원을 구비한 광자 계수형 검출기의 개략도를 도시한다. 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈은 바람직하게는 전체적으로 약간 만곡된 구성으로 배열된다. 광자 계수형 검출기의 두 가지 가능한 스캐닝 동작 E와 F가 지시되어 있다. 각각의 스캐닝 동작에서 x-선 광원은 고정되거나 이동 가능하다. E로 지시된 스캐닝 동작에서, x-선 광원과 광자 계수형 검출기는 그 사이에 위치된 대상 또는 환자 주위를 중심으로 회전될 수 있다. F로 표시된 스캐닝 동작에서, 광자 계수형 검출기와 x-선 광원은 대상 또는 환자에 대해 이동될 수 있거나 대상 또는 환자가 이동할 수 있다. 또한, 스캐닝 동작 E에서 대상 또는 환자는 회전 중에 이동될 수 있으며, 이를 소위 나선형 스캐닝이라 한다. 예로서, CT 구현에 있어서, x-선 광원과 광자 계수형 검출기는 영상화된 대상 또는 환자 주위를 회전하는 갠트리에 장착될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈의 일례를 도시한 개략도이다. 이는 센서부가 스트립 형태의 검출기 소자로 분할된 반도체 검출기 모듈의 일례이며, 각각의 검출기 소자는 일반적으로 다이오드를 기반으로 한다. x-선은 반도체 검출기의 가장자리를 통해 진입한다.
도 5는 다른 실시예에 따른 검출기 모듈의 일례를 도시한 개략도이다. 이 예에서, 반도체 검출기 모듈의 스트립형 검출기 소자들은 깊이 방향으로 소위 심도 구획부로 분할되는데, 다시 x-선이 가장자리를 통해 진입한다고 가정한다.
검출기 모듈은 검출기 모듈이 전기 경로 및 다수의 ASIC를 위한 반도체 기판을 갖는다는 점에서 소위 다중 칩 모듈(MCM)로 구현될 수 있다(도 6 참조). 경로는 ASIC으로부터 외부 메모리 및/또는 디지털 데이터 처리부(도시되지 않음)로의 연결뿐만 아니라 각각의 검출기 소자로부터 ASIC 입력부로의 신호를 위한 연결을 포함할 수 있다. ASIC에 대한 전력은 이런 연결에서 큰 전류에 필요한 단면의 증가를 고려한 유사한 경로를 통해 제공될 수 있지만, 전력은 별도의 연결을 통해 제공될 수도 있다.
일 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 검출기 모듈을 위한 반도체 물질로서 실리콘에 기반하여 제조된다.
따라서, 일 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 다수의 반도체 검출기 모듈을 포함한다. 즉, 제1 서브 세트는 다수의 반도체 검출기 모듈을 포함하고 적어도 하나의 제2 서브 세트는 다수의 반도체 검출기 모듈을 포함한다. 특정 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 다수의 실리콘 검출기 모듈을 포함한다. 즉, 제1 서브 세트는 다수의 실리콘 검출기 모듈을 포함하고 제2 서브 세트는 다수의 실리콘 검출기 모듈을 포함한다.
실리콘의 낮은 정지력을 보완하기 위해, 일반적으로 검출기 모듈은 그 가장자리가 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 x-선 광원으로 향하는 에지-온(edge-on) 구조로 배향됨으로써, 흡수 두께가 수 센티미터에 이른다. 임상 CT에서의 높은 광자 플럭스에 대처하기 위해, 심도 구획부에 스트립형 검출기 소자를 배치하는 구획형 구조가 바람직하게 적용되며, 이는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 개별 검출기 소자를 실리콘 기판 상에서 심도 구획부 내로 주입함으로써 달성된다. 때로 전극으로 지칭되는 각각의 개별 검출기 소자는 실리콘 기판 상에서 ASIC 및 전기 경로를 통합하기 위해 MCM 기술이 사용되는 후속 ASIC 채널에 연결된다.
일 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 광자 계수형 에지-온 검출기이고, 각각의 검출기 모듈은 입사하는 x-선을 향하는 각각의 가장자리를 갖는다. 특정 실시예에서, 다수의 검출기 모듈의 가장자리의 총 면적은 200 ㎠보다 크다. 이처럼 가장자리의 넓은 총 면적은 광자 계수형 에지-온 검출기를 위한 충분한 검출기 영역을 제공한다.
검출기 모듈에서 심도 구획부와 개별 판독값을 사용하면 많은 수의 ASIC 채널을 제공한다. 더욱이, CT 적용을 위한 완전 광자 계수형 검출기는 일반적으로 200 ㎠보다 넓은 총 면적을 가지며, 이는 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 1,500 내지 2,000개의 검출기 모듈과 같이 많은 수의 검출기 모듈을 제공한다.
결과적으로, 광자 계수형 검출기는 전력을 소비하고 이에 따라 열을 생성하는 매우 많은 수의 ASIC을 갖게 될 것이고, 이로써 일반적으로 종래의 평판 CT 검출기보다 많은 전력을 소비할 것이다. 이런 광자 계수형 검출기의 모든 검출기 모듈이 최대 전력, 예컨대 제1 전력량을 소비하는 경우, 열 관리 시스템은 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 일정한 온도로 유지하는 것이 어려울 것이며 전력 소비가 많은 검출기 모듈 내의 ASIC에서 생성된 열을 전달한다. 본 실시예는 적어도 하나의 제2 서브 세트의 소비 전력 회로를 제1 서브 세트의 소비 전력 회로에 비해 저감된 전력 모드로 구동 또는 동작시킴으로써 이 문제를 해결한다.
일 실시예에서, 검출기 모듈의 제1 서브 세트는 검출기 모듈의 중심 서브 세트이고, 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트는 예컨대 도 3에 점선으로 도시된 축과 같이 광자 계수형 검출기의 축을 따라 중심 서브 세트의 각각의 측면 상에 배열된 검출기 모듈의 적어도 하나의 주변 서브 세트이다. 중심 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 동작 모드에서 제1 전력량을 소비하도록 구성되고, 적어도 하나의 주변 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 동작 모드에서 제2 전력량을 소비하도록 구성된다.
특정 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 광자 계수형 검출기의 축을 따라 중심 서브 세트의 제1 측면 상에 배열된 검출기 모듈의 제1 주변 서브 세트 및 광자 계수형 검출기의 축을 따라 제1 측면에 대향하는 중심 서브 세트의 제2 측면 상에 배열된 검출기 모듈의 제2 주변 서브 세트를 포함한다.
이 특정 실시예는 도 14에 개략적으로 도시되어 있다. 이 도면은 컴퓨터 단층 촬영 획득을 위한 구성의 일례를 도시한다. 광자 계수형 검출기의 만곡된 기하학적 구성과 관련하여, 광자 계수형 검출기는 검출기 모듈의 중심부 또는 중심 서브 세트 및 축방향 또는 축을 따른 검출기 모듈의 주변부 또는 주변 서브 세트로 구성되는 것으로 볼 수 있다.
검출기 모듈의 중심 서브 세트는 등중심(회전 중심) 근처를 통과하는 x-선을 측정 및 검출하는 광자 계수형 검출기 부분을 포함한다. 검출기 모듈의 주변 서브 세트는 등중심에서 멀리 벗어나 통과하는 x-선을 측정 및 검출하는 광자 계수형 검출기의 부분을 포함한다.
컴퓨터 단층 촬영시, 광자 계수형 검출기로 입사하는 특정 x-선의 화상에 대한 정보값은 주변 서브 세트 내의 검출기 모듈에 비해 중심 서브 세트 내의 검출기 모듈에 입사하는 x-선의 경우 더 높다. 이것은 일반적으로 인간의 머리나 심장과 같은 모든 피사체 촬영 작업에 해당된다. 따라서, 주변 서브 세트 내의 검출기 모듈은 최종 화상의 주변부에만 영향을 미친다.
따라서, 광자 계수형 검출기의 소비 전력 및 광자 계수형 검출기에 의한 열 생성은 중심 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 공칭 소비 전력을 유지하면서 주변 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력을 저감시킴으로써 저감될 수 있다. 이런 접근 방식은 선량 효율 및 화질을 유지하면서 소비 전력 및 열 생성을 저감시킨다. 이는 일반적으로 화질과 노이즈 억제가 검출기 모듈의 소비 전력 회로의 소비 전력에 의존하기 때문에 가능하다. 일반적으로, 소비 전력량이 많은 경우에 비해, 소비 전력량이 낮을수록 더 많은 노이즈가 생성되고 화질이 낮아진다.
도 11은 3 pF에서 전하 감지형 증폭기(CSA)에서 전류로 표현되는 전력에 따른 검출기 모듈의 전체 채널 노이즈의 변화를 개략적으로 도시한 도면이다. 일반적인 예에서, 공칭 전류, 즉 검출기 모듈의 중심(제1) 서브 세트의 소비 전력 회로에서 CSA에 사용되는 공칭 전류는 550 ㎂이다. CSA 전류 및 그로 인한 소비 전력이 저감되면 노이즈가 증가한다. 검출기 모듈의 주변(제2) 서브 세트의 소비 전력 회로에서 CSA 전류의 일반적인 예는 약 100 내지 120 μA이다.
따라서, 가장 관심있는 화상 특징은 보통 등중심 근처에 위치하기 때문에, 화상 중심부에서 가장 높은 화질을 갖는 것이 중요한다. 따라서, 검출기 모듈에 의해 소비되는 전력량을 나타내는 CSA 전류는 화상의 중심부에 관여하는 검출기 모듈, 즉 중심(제1) 서브 세트 내의 검출기 모듈에서 더 높아야 한다. 그러나, 검출기 모듈에 의해 소비되는 전력량을 나타내는 CSA 전류는 단지 또는 주로 화상의 덜 중요한 부분인 화상 주변부에만 관여하는 검출기 모듈, 즉 주변(제2) 서브 세트 내의 검출기 모듈에서 더 낮을 수 있다.
일 실시예에서, 검출기 모듈의 각각의 소비 전력 회로는 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 ASIC이다. 검출기 모듈은 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이 하나 또는 다수, 즉 적어도 두 개의 ASIC를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 ASIC는 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 적어도 하나의 개별 입력 채널을 포함한다. 이런 각각의 입력 채널은 각각의 증폭기를 포함한다. 제1 (중심) 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC에서 각각의 증폭기는 동작 모드에서 제3 전력량을 소비하도록 구성된다. 이에 대응하여, 적어도 하나의 제2 (주변) 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC에서 각각의 증폭기는 동작 모드에서 제4 전력량을 소비하도록 구성된다. 제4 전력량은 제3 전력량보다 낮다.
일 실시예에서, 각각의 ASIC는 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 적어도 하나의 개별 입력 채널을 포함한다. 이런 각각의 입력 채널은 각각의 전하 감지형 증폭기(CSA)를 포함한다. 제1 (중심) 서브 세트의 검출기 모듈의 ASIC에서 각각의 CSA는 동작 모드에서 제1 소비 전류를 갖는다. 이에 대응하여, 적어도 하나의 제2 (주변) 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC에서 각각의 CSA는 동작 모드에서 제2 소비 전류를 갖는다. 제2 소비 전류는 제1 소비 전류보다 낮다.
통상적 실시예에서, 각각의 ASIC는 검출기 모듈에 존재하는 검출기 소자의 수에 따라 수십 개의 CSA에서 최대 수백 개의 CSA와 같이 다수의 CSA를 포함한다. 이런 방식에서, ASIC 내의 모든 CSA에 대한 전류는 동일한 전류 레벨로 설정될 수 있거나 ASIC 내의 상이한 CSA 또는 CSA 그룹에 대해 개별적으로 또는 그룹으로 설정될 수 있다. 또한, 검출기 모듈의 하나의 ASIC 내의 CSA의 전류 레벨이 동일한 검출기 모듈의 다른 ASIC 내의 CSA의 전류 레벨과 다른 것도 가능하다. 후자의 방식은 일반적으로 광자 계수형 검출기에서 검출기 모듈의 소비 전류 및 그에 따른 소비 전력을 보다 미세하게 제어할 수 있도록 한다.
따라서, 특정 실시예에서, 각각의 ASIC는 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 다수의 입력 채널을 포함하고, 이런 각각의 입력 채널은 각각의 증폭기, 바람직하게는 각각의 CSA를 포함한다. 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 각각의 증폭기, 바람직하게는 CSA의 총 소비 전류는 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 각각의 증폭기, 바람직하게는 CSA의 총 소비 전류보다 낮다.
일 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 보통 스펙트럼 x-선 검출기로 지칭되는 소위 에너지-판별 또는 에너지-분해 광자 계수형 검출기가다. 본 실시예에서, 도 7을 참조하면, 각각의 정합된 광자는 한 세트의 임계값(Ti-TN)과 비교되는 전류 펄스를 생성함으로써, 다수의 에너지 빈(energy bins) 각각으로 입사하는 광자의 수를 계수한다.
일반적으로, 콤프톤 산란 후의 광자를 포함하는 x-선 광자는 검출기 모듈의 반도체 기판 내부에서 전자-정공 쌍으로 변환되는데, 이때 전자-정공 쌍의 수는 일반적으로 광자 에너지에 비례한다. 전자와 정공은 검출기 소자쪽으로 이동하여 광자 계수형 검출기를 떠난다. 이런 이동 동안, 전자와 정공은 검출기 소자에 전류를 유도하는데, 전류는 도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 예컨대 CSA를 통해 측정되고, 뒤이어 형상 계수(shaping filter, SF)가 측정될 수 있다.
하나의 x-선 이벤트에서 나오는 전자와 정공의 수는 x-선 에너지에 비례하기 때문에, 하나의 유도 전류 펄스 내의 전체 전하는 이 에너지에 비례한다. 전류 펄스는 CSA에서 증폭된 후 SF 필터에 의해 필터링된다. SF 필터의 적절한 형상화 시간을 선택함으로써, 필터링 후의 펄스 진폭은 전류 펄스 내의 전체 전하에 비례하고, 따라서 x-선 에너지에 비례한다. SF 필터 다음에, 펄스 진폭은 하나 이상의 비교기(COMP)에서 하나 또는 여러 개의 임계값(TI-TN)과 그 값을 비교함으로써 측정되며, 펄스가 임계값보다 큰 경우의 횟수는 계수기에 의해 기록될 수 있다. 이런 방식으로, 특정 시간 프레임 내에서 검출된 각각의 임계값(TI-TN)에 대응하는 에너지를 초과하는 에너지를 갖는 x-선 광자의 수를 계수 및/또는 기록하는 것이 가능하다.
여러 개의 서로 다른 임계값을 사용하는 경우, 검출된 광자가 다양한 임계값에 대응하는 에너지 빈으로 분류될 수 있는 소위 에너지-판별식 광자 계수형 검출기가 얻어진다. 때로는, 이런 유형의 광자 계수형 검출기를 멀티-빈 검출기라고도 한다.
일반적으로, 에너지 정보는 새로운 정보가 이용 가능하고 종래 기술에 고유한된 화상 아티팩트가 제거될 수 있는 새로운 종류의 화상이 생성되도록 한다.
즉, 에너지 판별식 광자 계수형 검출기의 경우, 펄스 높이는 비교기에서 프로그램 가능한 많은 임계값(TI-TN)과 비교되고 다시 에너지에 비례하는 펄스 높이에 따라 분류된다.
그러나, CSA에 내재된 문제는 검출된 전류에 전자 노이즈를 추가한다는 것이다. 실제 x-선 광자 대신 노이즈를 검출하는 것을 방지하기 위해서, 노이즈 값이 임계값을 초과하는 횟수가 x-선 광자의 검출을 교란하지 않을 정도로 충분히 낮도록 최저 임계값을 충분히 높게 설정하는 것이 중요하다.
최소 임계값을 노이즈 바닥보다 높게 설정함으로써, x-선 촬영 시스템의 방사선 선량의 저감에 주된 장애물이 되는 전자 노이즈를 크게 줄일 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, CSA에 의해 추가된 노이즈는 CSA 전류에 따른다.
형상 계수는 형상화 시간의 값이 크면 x-선 광자에 기인하는 긴 펄스가 발생하고 필터 이후의 노이즈 진폭이 저감된다는 일반적인 특성을 가진다. 형상화 시간의 값이 작으면 짧은 펄스와 큰 노이즈 진폭이 발생한다. 따라서, 가능한 많은 x-선 광자를 계수하기 위해서, 노이즈를 최소화하고 상대적으로 작은 임계값 수준을 사용할 수 있도록 하기 위해 형상화 시간의 값이 큰 것이 바람직하다.
비교기에서 펄스 높이를 비교하는 임계값 세트 또는 표에 있는 값은 광자 계수형 검출기에 의해 생성된 화상 데이터의 품질에 영향을 미친다.
일 실시예에서, 각각의 소비 전력 회로는 광자의 검출에 응답하여 생성된 전류 펄스를 임계값 세트와 비교하도록 구성된 다수의 비교기를 포함한다(도 7 참조).
본 실시예의 일 양태는 x-선 검출기 시스템에 관한 것이다. x-선 검출기 시스템은 실시예에 따른 광자 계수형 검출기를 포함한다. x-선 검출기 시스템은 또한 광자 계수형 검출기에 연결된 검출기 제어부(도 2 참조)를 포함한다. 일 실시예에서, 검출기 제어부는 제어 신호에 기초하여 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 동작 모드를 선택하도록 구성된다. 본 실시예에서, 검출기 제어부는 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈이 선택된 동작 모드로 동작하도록 제어하며, 이때 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성된다.
따라서, 본 실시예에서, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈은 검출기 모듈의 소비 전력 회로의 소비 전력에 대해 다수의, 즉 적어도 두 개의 동작 모드에 따라 구동될 수 있다. 예컨대, 제1 동작 모드에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 소정 전력량을 소비하는 반면, 제2 동작 모드에서 해당 소비 전력 회로는 소정 전력량과 상이한 다른 전력량을 소비한다.
제1 실시예에서, 적어도 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 전력의 PqW를 소비하는 Q개의 상이한 동작 모드가 존재하며, 여기서 q = 1 ... Q이다. 예컨대, Q = 2이고 제1 동작 모드에서 소비 전력 회로는 제1 전력량 P1, 즉 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로와 동일한 전력량을 소비한다. 그러나, 제2 동작 모드에서, 소비 전력 회로는 제2 전력량 P2 (< P1)를 소비한다. 따라서, 제2 동작 모드는 낮은 소비 전력 동작 모드로 간주될 수 있는 반면, 제1 동작 모드는 정상 동작 모드 또는 디폴트 동작 모드이다. 다른 예에서, 제1 및 제2 동작 모드에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 각각 P1 및 P2인 전력량을 소비하는 반면, 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 Pn인 전력량을 소비하는데, 이때 P2 < P1 < Pn이다. 따라서, 제1 및 제2 동작 모드는 모두 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 동작 모드에 비해 낮은 소비 전력 동작 모드이다.
당연히, 이 개념은 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대해 2개 이상의 상이한 동작 모드를 갖는 상황에 적용될 수 있다.
상술한 실시예에서, 한정된 전력 레벨을 갖는 다수의 한정된 동작 모드의 집합이 존재한다. 이것은 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량이 검출기 제어부에 의해 개별 단계로 변경될 수 있음을 의미한다.
다른 실시예에서, 검출기 제어부는 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로의 소비 전력을 다소 연속적으로 변경할 수 있는데, 즉 반드시 사전 한정된 단계로 변경할 필요는 없다.
일 실시예에서, 각각의 소비 전력 회로는 각각의 ASIC이고, 각각의 ASIC는 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 적어도 하나의 개별 입력 채널을 포함한다. 이런 각각의 입력 채널은 도7에 도시된 바와 같이 CSA와 같은 각각의 증폭기를 포함한다. 이런 실시예에서, 검출기 제어부는 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 CSA와 같은 각각의 증폭기에 대한 입력 전류를 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 CSA와 같은 각각의 증폭기에 대한 입력 전류의 전류 수준보다 낮은 전류 수준으로 설정하도록 구성된다.
따라서, 낮은 소비 전력 동작 모드 또는 다수의 이용 가능한 낮은 소비 전력 동작 모드 중 하나에서, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 CSA에 대한 입력 전류는 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 CSA에 대한 입력 전류보다 낮다.
예컨대, 두 개의 동작 모드인 경우, 검출기 제어부는 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 CSA에 대한 입력 전류를 전류 수준 I1 또는 I2으로 설정하도록 구성될 수 있으며, 여기서 I2 < I1이다. 첫 번째 경우, I1는 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 CSA에 대한 입력 전류와 같다. 두 번째 경우, In은 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 CSA에 대한 입력 전류를 나타내며 I2 < I1 < In이다.
일 실시예에서, 검출기 제어부는 다수의 한정된 전류 수준 중 하나에 따라 전류를 설정하도록 구성된다. 즉, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 CSA에 대한 입력 전류를 단계적으로 변경한다. 다른 실시예에서, 검출기 제어부는 0과 같은 최소 수준과 In과 같은 최대 수준 사이에서 전류를 연속적으로 변경하도록 구성된다.
일 실시예에서, 각각의 소비 전력 회로는 각각의 ASIC이고, 각각의 ASIC는 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 다수의 입력 채널을 포함한다. 각각의 입력 채널은 각각의 증폭기, 바람직하게는 각각의 CSA를 포함한다. 이런 실시예에서, 검출기 제어부는 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 각각의 증폭기, 바람직하게는 CSA에 대한 각각의 입력 전류를 설정함에 있어, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 각각의 증폭기, 바람직하게는 CSA의 총 소비 전류가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 ASIC 내의 각각의 증폭기, 바람직하게는 CSA의 총 소비 전류보다 낮도록 설정한도록 구성된다.
상술한 바와 같이, 검출기 제어부는 제어 신호에 기초하여 동작 모드를 선택하도록 구성된다. 일 실시예에서, 제어 신호는 도 2에서 운영자 콘솔에 의해 표현된 사용자 입력 장치에 의해 생성된다. 사용자 입력 장치는 예컨대 키보드, 마우스, 터치 감지형 스크린 등의 형태일 수 있으며, 사용자 또는 운영자에 의해 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 동작 모드를 선택하기 위해 사용된다. 따라서, 키를 누르거나, 마우스를 클릭하거나 또는 터치 감지형 스크린의 지정된 영역을 터치하는 것과 같이 사용자 입력 장치를 활성화함으로써 제어 신호를 생성한다. 이로써 사용자는 현재 대상에 대해 사용할 동작 모드를 손으로 선택한다.
일 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 다수의 촬영 모드에 따라 동작될 수 있다. 각각의 촬영 모드는 광자 계수형 검출기에 의해 촬영되는 적어도 하나의 각각의 기관 또는 조직에 적합하도록 구성된다. 이 경우, 검출기 제어부는 다수의 촬영 모드 중 하나의 촬영 모드를 나타내는 제어 신호에 기초하여 동작 모드를 선택하도록 구성된다.
예컨대, 심장 촬영 모드는 피사체의 심장을 촬영할 때 사용되며, 뇌 촬영 모드는 피사체의 두뇌를 촬영할 때 사용된다. 전신 촬영 모드는 전신 또는 적어도 그 주요부를 촬영할 때 사용될 수 있다. 대응하여, 흉부 촬영 모드는 피사체의 몸통을 촬영할 때 사용될 수 있다.
이런 경우, 이들 검출기 모듈 내의 ASIC의 CSA에 대한 입력 전류와 같이 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량은 선택된 촬영 모드에 기초하여 검출기 제어부에 의해 결정되거나 설정된다. 예컨대, 전신 스캔 또는 전신 또는 몸통 촬영 모드와 같이 신체의 상당 부분을 촬영할 경우, 광자 계수형 검출기의 모든 검출기 모듈은 예컨대 체내 또는 몸통 어딘가에 있는 외상이나 손상을 검출하기 위해 완전 공칭 전력으로 동작해야만 할 수 있다.
따라서, 촬영 대상인 관심부가 반드시 등중심에 있을 필요가 없거나 심지어 등중심에 인접하지 않을 수도 있다. 이 경우, 화상 주변부에서도 충분한 화질을 얻는 것이 중요하다. 이는 표적 기관 또는 조직이 비교적 작고 그 중심이 등중심에 있거나 등중심에 인접한 촬영 모드와 비교되어야 한다. 이 경우, 화상 주변부의 화질은 그다지 중요하지 않다. 따라서, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로의 소비 전력은 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력에 비해 상당히 저감될 수 있다.
일 실시예에서, x-선 검출기 시스템은 광자 계수형 검출기의 온도를 모니터링하고 광자 계수형 검출기의 온도를 나타내는 제어 신호를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 온도 센서를 포함한다.
도 6은 검출기 모듈의 ASIC에서와 같이 검출기 모듈 내의 온도 센서의 하나의 예시적인 배열을 도시한다. 예컨대, 각각의 검출기 모듈은 예컨대 하나의 ASIC에 배열된 각각의 온도 센서 또는 실제로 검출기 모듈에 있는 각각의 ASIC 내의 온도 센서를 포함할 수 있다. 대안으로, 온도 센서는 검출기 모듈의 선택 부분에만 배열치 수 있다. 또한, 하나 이상의 온도 센서가 광자 계수형 검출기의 온도를 모니터링하기 위해 광자 계수형 검출기의 다른 곳에 대안적으로 또는 부가적으로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 온도 센서에 의해 생성된 제어 신호는 온도 모니터링에 기초하여 결정된 바와 같이 광자 계수형 검출기 상의 현재 온도를 나타낸다. 일 실시예에서, 각각의 온도 센서는 도 6에 도시된 바와 같이 검출기 모듈의 적어도 하나의 서브 세트의 각각의 소비 전력 회로에 집적된다. 이런 경우에, 도면에서 ASIC으로 나타낸 각각의 소비 전력 회로는 각각의 온도 센서를 포함할 수 있다. 대안으로, 검출기 모듈 당 ASIC와 같은 소비 전력 회로의 서브 세트만이 각각의 온도 센서를 포함한다. 예컨대, 검출기 모듈 당 하나의 ASIC만이 온도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 소비 전력 회로에 집적되지 않고 검출기 모듈의 다른 곳에 온도 센서를 배치하는 것도 가능한다. 예컨대, 온도 센서는 반도체 기판 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 온도 센서는 다수의 검출기 모듈의 적어도 하나의 서브 세트의 각각의 소비 전력 회로에 구현된 발진기의 주파수 변화를 측정하도록 구성된 발진기 기반 온도 센서이다. 이런 온도 센서의 구현은 특히 ASIC에서의 집적에 적절하다.
광자 계수형 검출기가 다수의 온도 센서를 포함하는 경우, 제어 신호는 광자-계수 센서의 평균 온도를 나타낼 수 있다. 다른 실시예에서, 제어 신호는 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 (평균) 온도 또는 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 (평균) 온도를 나타낸다.
본 실시예에서, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량은 온도 센서로부터의 제어 신호에 의해 표현되는 광자 계수형 검출기의 온도에 기초하여 검출기 제어부에 의해 선택된다.
예컨대, 검출기 제어부는 광자 계수형 검출기의 온도가 소정 온도 범위 내이거나 소정 온도보다 낮기만 하다면 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대해 높은 전력을 사용하도록 구성될 수 있다. 그러나, 광자 계수형 검출기의 온도가 제어 신호에 의해 나타나는 바와 같이 증가하기 시작하면, 검출기 제어부는 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 전력을 저감시킴으로써 광자 계수형 검출기의 총 소비 전력을 저감시킬 수 있고 이에 따라 광자 계수형 검출기의 온도를 낮추거나 적어도 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 검출기 제어부는 선택 신호에 기초하여 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하고/하거나 제1 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하도록 구성된다.
따라서, 본 실시예에서, 제1 서브 세트 및 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 수는 고정되지 않고 오히려 선택 신호에 기초하여 변경될 수 있다. 이는 소정 검출기 모듈이 일부 응용에서는 제1 서브 세트에 속하도록 검출기 제어부에 의해 선택되는 반면, 다른 응용에서는 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하도록 선택됨을 의미한다.
일 실시예에서, 선택 신호는 제어 신호와 관련하여 상술한 것과 유사한 사용자 입력 장치에 의해 생성된다. 본 실시예에서, 이로써 사용자는 사용자 입력 장치를 사용하여 광자 계수형 검출기에서 검출기 모듈의 각각의 서브 세트의 크기를 선택할 수 있다. 예컨대, 사용자는 제1 서브 세트에 속하게 되고/되거나 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하게 되는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 스크린 상에 표시하기 위해 사용자 입력 장치를 사용할 수 있다.
특정 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 검출기 모듈의 제1 서브 세트를 포함하고 광자 계수형 검출기의 잔여 검출기 모듈은 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속한다. 따라서, 잔여 검출기 모듈이 제2 (또는 제1) 서브 세트에 속하기 때문에 제1 (또는 제2) 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 한정하는 것으로 충분하다.
일 실시예에서, 검출기 제어부는 광자 계수형 검출기를 위한 다수의 촬영 모드 중에서 화상 모드를 나타내는 선택 신호에 기초하여 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 검출기 모듈 및/또는 제1 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하도록 구성된다.
예컨대, 광자 계수형 검출기가 그 중심이 등중심에 위치하거나 등중심에 적어도 인접하여 위치한 심장과 같은 공간적으로 제한된 기관 또는 조직을 촬영하기 위해 사용될 경우, 심장 촬영 모드가 선택될 수 있다. 이런 경우, 검출기 제어부는 심장 촬영 모드를 나타내는 선택 신호에 기초하여 제1 및/또는 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하도록 구성된다. 따라서, 이 모드에서, 제1 서브 세트는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈의 제한된 중심 서브 세트만을 포함하는 반면, 주변 검출기 모듈은 제2 서브 세트에 속하는 것으로 충분할 수 있다. 따라서, 중심 서브 세트 내의 검출기 모듈의 수는 촬영 모드와 피촬영 기관이나 조직의 크기에 기초하여 검출기 제어부에 의해 결정될 수 있다. 일반적으로, 기관이나 조직의 크기가 클수록 중심(제1) 서브 세트에 보다 많은 수의 검출기 모듈이 배치되고 주변(제2) 서브 세트 내에는 보다 적은 수의 검출기 모듈이 배열된다.
선택 신호에 기초하여 제1 및 제2 서브 세트를 위한 검출기 모듈을 선택하는 상술한 실시예들은 제어 신호에 기초하여 동작 모드를 선택하는 것과 결합될 수 있다. 대안으로, 검출기 모듈의 선택은 동작 모드를 선택하는 것과 독립적으로 사용될 수 있다. 후자의 경우, x-선 검출기 시스템은 이들 실시예에 따른 광자 계수형 검출기를 포함한다. x-선 검출기 시스템은 또한 광자 계수형 검출기에 연결되고 선택 신호에 기초하여 광자 계수형 검출기의 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈 및/또는 제1 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하도록 구성된 검출기 제어부를 포함한다. 검출기 제어부는 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 동작 모드에서 동작하도록 제어하며, 해당 동작 모드에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성된다.
특정 실시예에서, x-선 검출기 시스템의 검출기 제어부는 광자 계수형 검출기에 연결되고, 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제2 전력량을 소비하도록 구성되는 제2 전력 소비 동작 모드 및 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 전력량을 소비하거나 제2 전력량보다 크지만 제1 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 제1 전력 소비 동작 모드 사이에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 선택적으로 전환하도록 구성된다.
따라서, 본 실시예에서, 검출기 제어부는 상이한 전력 소비 동작 모드들 사이에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로의 소비 전력을 전환할 수 있다. 제2 또는 낮은 소비 전력 동작 모드에서, 소비 전력 회로는 제2 전력량을 소비한다. 제1 또는 높은 소비 전력 동작 모드에서, 소비 전력 회로는 제1 서브 세트의 검출기 모듈의 소비 전력 회로와 동일한 전력량, 즉 제1 전력량 또는 제2 전력량보다 크지만 제1 전력량보다 낮은 전력량을 소비한다.
특정 실시예에서, 검출기 제어부는 본 명세서에 개시된 바와 같이 상이한 수준의 소비 전력을 달성하기 위해 검출기 모듈의 ASIC 내의 CSA와 같은 증폭기에 대한 입력 전류를 전환하도록 구성된다.
상술한 바와 같이, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈은 가변하는 전력량을 소비하도록 제어되거나 사전 설정된 상이한 소비 전력 수준 사이에서 전환될 수 있다. 이들 실시예에서, 적어도 하나의 제2 서브 세트의 검출기 모듈은 바람직하게는 제1 서브 세트의 검출기 모듈과 동일하지만, 이들이 저감된 소비 전력으로 동작될 수 있다는 차이가 있다. 그러나, 소비 전력 회로, 즉 ASIC 및 검출기 모듈의 깊이 요소는 제1 또는 제2 서브 세트에 속하는 것에 관계없이 동일할 수 있다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈은 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈과 상이하다. 예컨대, 가장 관심이 있는 화상 특징은 보통 등중심 근처에 위치하기 때문에, 공간 해상도는 화상의 중심부에서 가장 높아야 한다. 이는 등중심에 인접하여 보다 작은 화소를 배치함으로써 달성될 수 있다. 대부분의 촬영 작업의 경우, 보다 작은 크기의 화소가 검출기의 중심부에 배열된다면 이들 화소에 의해 대부분의 정보가 화상에 부여된다. 이런 소형 화소는 데이터 속도 및 전력의 동인(driver)인데, 통상 검출기가 실제로 처리할 수 있는 총 전력 및 데이터 속도에는 제약이 있다. 과도한 전력은 광자 계수형 검출기 온도의 과도한 상승을 초래하는 바, 이는 주변 실내 온도가 불쾌할 정도로 높아져서 공기 냉각 대신에 수냉 시스템과 같은 고가의 냉각 시스템의 설치가 필요하게 됨을 의미한다.
따라서, 중심, 즉 검출기 모듈의 제1 서브 세트에서의 공간 해상도가 주변, 즉 검출기 모듈의 제2 서브 세트보다 크게 하는 방식으로 공간 해상도를 변화시키는 것이 가능하다. 따라서, 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈은 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈보다 작은 화소를 구비할 수 있다.
보다 작은 화소는 보다 소형의 검출기 소자 및/또는 검출기 모듈 내의 보다 많은 심도 구획부에 의해 달성될 수 있다. 예컨대, 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈은 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈보다 큰 두께를 가질 수 있다. 이것은 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 도 12에서 검출기 모듈 두께는 중심부에서 가장 크고 광자 계수형 검출기의 주변 말단쪽으로 점차 저감한다. 도 13에서 검출기 모듈 두께는 중심에 대해 주변 말단쪽으로 단계적으로 변한다.
상기에서는, 주로 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 참조하여 광자 계수형 검출기를 설명하였다. 이 개념이 검출기 모듈의 둘 이상의 상이한 서브 세트의 경우까지 확장될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 도 13에 개략적으로 도시된 바와 같이, 검출기 모듈의 중심 서브 세트, 검출기 모듈의 중간 서브 세트 및 검출기 모듈의 주변 서브 세트가 존재할 수 있다. 이런 경우, 검출기 모듈의 소비 전력은 중심 서브 세트에서의 높은 소비 전력, 중간 서브 세트에서의 중간 소비 전력 및 주변 서브 세트에서 낮은 소비 전력과 같이 세 개의 다른 유형의 서브 세트에서 서로 다를 수 있다.
일 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 도 8에 도시된 바와 같이 전방-단부 ASIC로부터 히트 싱크까지 열 도전체와 연결된다. 일 실시예에서, 열 도전체는 온도 팽창 계수가 실리콘과 일치하는 알루미늄 질화물로 제조된다. 일 실시예에서, 히트 싱크는 비교적 낮은 밀도로 인해 알루미늄으로 제조됨으로써, 히트 싱크의 무게를 저감시킨다. 주변 공기 또는 물을 사용하여 히트 싱크의 열을 제거할 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 광자 계수형 검출기는 히트 싱크 및 다수의 열 도전체를 포함한다. 각각의 열 도전체는 검출기 모듈의 소비 전력 회로와 히트 싱크를 상호 연결한다.
일 실시예에서, 다수의 열 도전체는 알루미늄 질화물로 제조된다. 일 실시예에서, 히트 싱크는 알루미늄으로 제조된다.
도 10에는 광자 계수형 검출기의 열 관리 시스템의 단순화된 모델이 도시되어 있다. 일 실시예에서, 열 관리 시스템은 상술한 바와 같은 히트 싱크를 포함할 수 있다. x-선 촬영 시스템이 켜진 후, 도면에서 아날로그 및 디지털 처리 회로로 표현되는 소비 전력 회로가 열을 생성하고 이 열은 히트 싱크로 전달된다. 대류 열 전달 및 열 관리 시스템의 환풍기는 광자 계수형 검출기 및 히트 싱크로부터 열을 방출함으로써 광자 계수형 검출기를 일반적으로 일정한 온도로 유지하도록 돕는다. 환풍기의 작업 및/또는 대류 열 전달은 하나 이상의 온도 센서로부터의 온도 신호에 반응하여 열 제어부(도 2 참조)에 의해 작동될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, x-선 촬영 시스템(100)의 또 다른 예는 x-선을 방출하는 x-선 광원(10)과; 대상을 통과한 x-선을 검출하는 x-선 검출기 시스템(20)과; 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈에 집적된 ASIC과 같은 소비 전력 회로(30)를 포함한다. 일 실시예에서, 소비 전력 회로(30)는 검출기 소자로부터의 미가공 전기 신호를 처리하고 이를 디지털화하는 아날로그 처리 회로(32)와, 측정된 데이터에 보정, 임시 저장 또는 필터링과 같은 추가 처리 작업을 수행할 수 있는 디지털 처리 회로(34)를 포함한다. x-선 촬영 시스템(100)은 또한 처리된 데이터를 저장하고 추가 후처리 및/또는 화상 재구성을 수행할 수 있는 컴퓨터(40)를 포함한다.
통상적으로 사용되는 x-선 촬영 시스템의 일례는 부채꼴 또는 원추형 x-선을 생성하는 x-선 광원(10)과, x-선 광원에 대향하고 환자 또는 대상을 통해 전달되는 x-선의 일부를 정합시키는 x-선 검출기 시스템(20)을 포함할 수 있는 CT 시스템이다. x-선 광원(10) 및 광자 계수형 검출기는 일반적으로 화살표 15로 지시된 바와 같이 촬영된 대상을 중심으로 회전하는 갠트리(gantry)에 장착된다.
따라서, 일 실시예에서, 각각의 소비 전력 회로는 아날로그 처리 회로 및 디지털 처리 회로를 포함한다. 일 실시예에서, 적어도 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 아날로그 처리 회로(32)의 소비 전력은 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 아날로그 처리 회로(32)의 소비 전력보다 낮다. 다른 실시예에서, 적어도 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 디지털 처리 회로(34)의 소비 전력은 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 디지털 처리 회로(34)의 소비 전력보다 낮다. 또 다른 실시예에서, 적어도 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 아날로그 처리 회로(32)의 소비 전력은 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 아날로그 처리 회로(32)의 소비 전력보다 낮고, 적어도 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 디지털 처리 회로(34)의 소비 전력은 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 디지털 처리 회로(34)의 소비 전력보다 낮다.
일시예의 또 다른 양태는 실시예에 따른 광자 계수형 검출기 또는 실시예에 따른 x-선 검출기 시스템을 포함하는 x-선 촬영 시스템에 관한 것이다.
일 실시예에서, x-선 촬영 시스템은 CT 시스템이다.
도 16은 일 실시예에 따른 광자 계수형 검출기를 제어하는 방법을 예시하는 흐름도이다. 본 방법은 단계(S1)에서 제어 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 포함하는 광자 계수형 검출기에서 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 동작 모드를 선택하는 단계를 포함한다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 본 방법은 또한 단계(S2)에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 선택된 동작 모드로 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 도 16의 방법은 단계 S1에서 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하는 단계 및/또는 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하는 단계를 포함한다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 본 방법은 또한 단계(S2)에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 동작 모드에서 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하는 단계를 포함한다.
도 16과 관련하여 상술한 두 가지 실시예가 결합될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 방법, 장치 및 배열은 다양한 방식으로 구현되고, 결합되고, 재배열될 수 있음을 이해할 것이다.
예컨대, 화상 처리 작업과 같은 특정 기능은 하드웨어로 구현되거나, 적절한 처리 회로에 의한 실행을 위한 소프트웨어로 구현되거나 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 단계, 기능, 절차, 모듈 및/또는 블록은 범용 전자 회로 및 주문형 회로 모두를 포함하는 이산 회로 또는 집적 회로 기술과 같은 임의의 종래 기술을 사용하여 하드웨어로 구현될 수 있다.
대안으로서 또는 부가하여, 본 명세서에 설명된 단계, 기능, 절차, 모듈 및/또는 블록 중 적어도 일부는 하나 이상의 프로세서 또는 처리 유닛 등의 적절한 처리 회로에 의한 실행을 위한 컴퓨터 프로그램과 같은 소프트웨어로 구현될 수 있다.
처리 회로의 예는 하나 이상의 마이크로 프로세서, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(DSP), 하나 이상의 중심 처리 장치(CPU), 비디오 가속 하드웨어 및/또는 하나 이상의 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA)나 하나 이상의 프로그램 가능 논리 제어부(PLC)와 같은 임의의 적절한 프로그램 가능 논리 회로를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
또한, 본 발명이 구현되는 임의의 종래 장치 또는 유닛의 일반적인 처리 능력을 재사용하는 것도 가능함은 물론이다. 예컨대, 기존 소프트웨어를 재프로그래밍하거나 새로운 소프트웨어 구성요소를 추가함으로써 기존 소프트웨어를 재사용하는 것도 가능할 수 있다.
예컨대, x-선 검출기 시스템의 검출기 제어부는 일 실시예에 따른 프로세서-메모리 구현의 형태일 수 있다. 본 특정 예에서, 검출기 제어부는 프로세서 및 메모리를 포함한다. 메모리는 프로세서에 의해 실행 가능한 명령을 포함하며, 프로세서는 휴면 모드와 동작 모드 사이에서 검출기 모듈을 선택적으로 전환하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 검출기 제어부는 일 실시예에 따른 하드웨어 회로 구현의 형태일 수 있다. 적절한 하드웨어 회로의 특정 예는 하나 이상의 적절하게 구성된 또는 가능하게는 재구성 가능한 전자 회로를 포함하며, 예컨대 주문형 집적회로(ASICs), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGAs), 또는 적절한 레지스터(REG) 및/또는 메모리 유닛(MEM)과 연계하여 특수 기능들을 수행하도록 상호 연결된 이산 논리 게이트 및/또는 플립 플롭에 기초한 회로와 같은 임의의 다른 하드웨어 로직을 포함한다.
또한, 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 기반으로 솔루션을 제공할 수도 있다. 실제 하드웨어-소프트웨어 파티셔닝은 처리 속도, 구현 비용 및 기타 요구 사항을 포함한 여러 요소를 기반으로 시스템 설계자가 결정할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 컴퓨터 구현(200)의 일례를 예시한 개략도이다. 이 특정 예에서, 본 명세서에 설명된 단계, 기능, 절차, 모듈 및/또는 블록 중 적어도 일부는 컴퓨터 프로그램(225)에서 구현되며, 컴퓨터 프로그램(225)은 하나 이상의 프로세서(210)를 포함하는 처리 회로에 의해 실행되도록 메모리(200)에 설치된다. 프로세서(210)와 메모리(220)는 정상적인 소프트웨어 실행이 가능하도록 상호 연결된다. 선택적인 입/출력 장치(240)도 입력 파라미터 및/또는 결과 출력 파라미터와 같은 관련 데이터의 입력 및/또는 출력이 가능하도록 프로세서(210) 및/또는 메모리(220)에 상호 연결될 수 있다.
용어 '프로세서'는 일반적인 의미로는 특정한 처리, 결정 또는 연산 작업을 수행하기 위해 프로그램 코드 또는 컴퓨터 프로그램 명령어를 실행할 수 있는 임의의 시스템 또는 장치로 해석되어야 한다.
따라서, 하나 이상의 프로세서(210)를 포함하는 처리 회로는 컴퓨터 프로그램(225)을 실행할 때 본 명세서에 설명된 바와 같은, 명확히 정의된 처리 작업을 수행하도록 구성된다.
처리 회로는 상술한 단계, 기능, 절차 및/또는 블록의 실행에 전용될 필요는 없으며 이와 다른 작업을 실행할 수도 있다.
제안된 기술은 또한 적어도 하나의 프로세서(210)에 의해 실행될 때 적어도 하나의 프로세서(210)가 제어 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 포함하는 광자 계수형 검출기에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 동작 모드를 선택하도록 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램(225)을 제공한다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 적어도 하나의 프로세서(210)는 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 선택된 동작 모드로 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하게 된다.
다른 실시예에서, 컴퓨터 프로그램(225; 235)은 적어도 하나의 프로세서(210)에 의해 실행될 때 적어도 하나의 프로세서(210)가 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하고 그리고/또는 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하도록 하는 명령어를 포함한다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 적어도 하나의 프로세서(210)는 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 동작 모드로 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하게 된다.
제안된 기술은 또한 컴퓨터 프로그램(235)을 포함하는 캐리어(230)를 제공한다. 캐리어(230)는 전자 신호, 광 신호, 전자기 신호, 자기 신호, 전기 신호, 무선 신호, 마이크로파 신호 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 중 하나이다.
예로서, 소프트웨어 또는 컴퓨터 프로그램(225; 235)은 컴퓨터 판독 가능 매체(220) 상에서 정상적으로 운반되거나 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 실현될 수 있으며, 특히 비휘발성 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(Digital Versatile Disc, DVD), 블루-레이(Blu-ray) 디스크, USB(Universal Serial Bus) 메모리, 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive, HDD) 저장 장치, 플래시 메모리, 자기 테이프 또는 임의의 다른 종래의 메모리 장치를 포함하는 하나 이상의 제거 가능한 또는 제거 가능하지 않은 메모리 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(225; 235)은 그 처리 회로(210)에 의한 실행을 위해 컴퓨터 또는 이와 동등한 처리 장치(200)의 동작 메모리(220)에 로딩될 수 있다.
본 명세서에서 제시된 흐름도 또는 다이어그램은 하나 이상의 프로세서에 의해 수행될 때 컴퓨터 흐름도 또는 다이어그램으로 간주될 수 있다. 대응하는 장치는 기능 모듈의 그룹으로서 정의될 수 있으며, 프로세서에 의해 수행되는 각각의 단계는 기능 모듈에 대응한다. 이 경우, 기능 모듈은 프로세서에서 실행되는 컴퓨터 프로그램으로 구현된다.
따라서, 메모리에 상주하는 컴퓨터 프로그램은, 프로세서에 의해 실행될 때, 본 명세서에서 설명된 단계들 및/또는 임무들의 적어도 일부를 수행하도록 구성된 적절한 기능 모듈로서 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 이런 장치는 제어 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 포함하는 광자 계수형 검출기에서 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 동작 모드를 선택하기 위한 선택 모듈을 포함한다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 상기 장치는 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 선택된 동작 모드로 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하기 위한 제어 모듈을 포함한다.
다른 실시예에서, 이런 장치는 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하고 그리고/또는 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 제1 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하기 위한 선택 모듈을 포함한다. 각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 구비한다. 상기 장치는 또한 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 동작 모드로 동작하도록 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하기 위한 제어 모듈을 포함한다.
상술한 실시예는 단지 예로서 제시된 것으로, 본 발명은 이에 제한되지 않음은 물론이다. 따라서, 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 상기 실시예에 대한 수정, 조합 및 변경이 기술분야의 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 특히, 상이한 실시예에서 제시된 상이한 부분적 해법은 기술적으로 가능할 경우 조합되어 다른 구성을 이룰 수 있다.
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Claims (30)

  1. 광자 계수형 검출기 및 광자 계수형 검출기에 연결된 검출기 제어부를 포함하는 X-선 검출기 시스템,
    여기에서, 상기 광자 계수형 검출기는:
    검출기 모듈의 제1 서브 세트, 여기에서 검출기 모듈의 제1 서브 세트는 검출기 모듈의 중심 서브 세트임; 및
    검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트, 여기에서 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트는 광자 계수형 검출기의 축을 따라 중심 서브 세트의 각 측면 상에 배치되는 검출기 모듈의 적어도 하나의 주변 서브 세트임;을 포함하며,
    각각의 검출기 모듈은 소비 전력 회로를 가지며, 여기에서:
    검출기 모듈의 상기 적어도 하나의 중심 서브 세트 제1 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 검출기 모듈의 전원이 켜진 동작 모드에서 제1 전력량을 소비하도록 구성되고;
    검출기 모듈의 상기 적어도 하나의 주변 서브 세트인 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈의 소비 전력 회로는 검출기 모듈의 전원이 켜진 동작 모드에서 제1 전력량보다 낮은 제2 전력량을 소비하도록 구성되고,
    검출기 제어부는 동작 모드에서 동작하도록 검출기 모듈의 상기 적어도 하나의 주변 서브 세트인 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내에서 상기 검출기 모듈을 제어하도록 구성됨, 여기에서 동작 모드에서는 상기 검출기 모듈에 전원이 공급되고 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내에서 상기 검출기 모듈의 상기 소비 전력 회로가 상기 제1 서브 세트 내에서 상기 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록, 즉 감소된 전력량을 소비하도록 구성됨.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광자 계수형 검출기의 상기 축을 따라 상기 중심 서브 세트의 제1 측면 상에 배열된 검출기 모듈의 제1 주변 서브 세트; 및
    상기 광자 계수형 검출기의 상기 축을 따라 제1 측면에 대향하는 상기 중심 서브 세트의 제2 측면 상에 배열된 검출기 모듈의 제2 주변 서브 세트를 포함하는, X-선 검출기 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 각각의 소비 전력 회로는 각각 주문형 집적회로(ASIC)인, X-선 검출기 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    각각의 ASIC는 상기 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 적어도 하나의 각각의 입력 채널을 포함하고;
    각각의 입력 채널은 각각의 증폭기를 포함하고;
    상기 제1 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 증폭기는 상기 동작 모드에서 제3 전력량을 소비하도록 구성되고;
    상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 증폭기는 상기 동작 모드에서 상기 제3 전력량보다 낮은 제4 전력량을 소비하도록 구성되는, X-선 검출기 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    각각의 ASIC는 상기 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 적어도 하나의 각각의 입력 채널을 포함하고;
    각각의 입력 채널은 각각의 전하 감지형 증폭기를 포함하고;
    상기 제1 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 각각의 전하 감지형 증폭기는 상기 동작 모드에서 제1 소비 전류를 갖고;
    상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 각각의 상기 전하 감지형 증폭기는 상기 동작 모드에서 제2 소비 전류를 갖되, 상기 제2 소비 전류는 상기 제1 소비 전류보다 낮은, X-선 검출기 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    각각의 ASIC는 상기 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 다수의 입력 채널을 포함하고;
    각각의 입력 채널은 각각의 전하 감지형 증폭기를 포함하고;
    상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 전하 감지형 증폭기의 총 소비 전류는 상기 제1 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 전하 감지형 증폭기의 총 소비 전류보다 낮은, X-선 검출기 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 서브 세트는 다수의 실리콘 검출기 모듈을 포함하고; 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트는 다수의 실리콘 검출기 모듈을 포함하는, X-선 검출기 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광자 계수형 검출기는 광자 계수형 에지-온 검출기이고 각각의 검출기 모듈은 입사 x-선을 향하는 각각의 가장자리를 가지며; 상기 다수의 검출기 모듈의 상기 가장자리의 총 면적은 200 ㎠보다 큰, X-선 검출기 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 검출기 제어부는:
    제어 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 동작 모드를 선택하도록 구성되고;
    상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 소비 전력 회로가 상기 제1 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 상기 선택된 동작 모드로 동작하도록 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈을 제어하도록 구성되는, x-선 검출기 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각각의 소비 전력 회로는 각각 주문형 집적회로(ASIC)이고;
    각각의 ASIC는 상기 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 적어도 하나의 개별 입력 채널을 포함하고;
    각각의 입력 채널은 각각의 증폭기를 포함하고;
    상기 검출기 제어부는 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 증폭기에 대한 입력 전류를 상기 제1 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 ASIC 내의 상기 각각의 증폭기에 대한 입력 전류의 전류 수준보다 낮은 전류 수준으로 설정하도록 구성되는, x-선 검출기 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 각각의 소비 전력 회로는 각각의 주문형 집적회로(ASIC)이고;
    각각의 ASIC는 상기 검출기 모듈 내의 각각의 검출기 소자에 연결된 다수의 입력 채널을 포함하고;
    각각의 입력 채널은 각각의 전하 감지형 증폭기를 포함하고;
    상기 검출기 제어부는 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 전하 감지형 증폭기들의 총 소비 전류가 상기 제1 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 전하 감지형 증폭기의 총 소비 전류보다 낮도록 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 전하 감지형 증폭기에 대한 각각의 입력 전류를 설정하도록 구성되는, x-선 검출기 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 검출기 제어부는 사용자 입력 장치에 의해 생성된 상기 제어 신호에 기초하여 상기 동작 모드를 선택하도록 구성되는, x-선 검출기 시스템.
  14. 제10항에 있어서, 상기 검출기 제어부는 상기 광자 계수형 검출기에 대한 다수의 촬영 모드 중 하나의 촬영 모드를 나타내는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 동작 모드를 선택하도록 구성되며, 상기 다수의 촬영 모드의 각각의 촬영 모드는 촬영 대상인 적어도 하나의 각각의 기관 또는 조직에 적합한, x-선 검출기 시스템.
  15. 제10항에 있어서, 상기 광자 계수형 검출기의 온도를 모니터링하고 상기 광자 계수형 검출기의 온도를 나타내는 상기 제어 신호를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하는, x-선 검출기 시스템.
  16. 제10항에 있어서, 상기 검출기 제어부는 선택 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하거나 상기 제1 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하도록 구성되는, x-선 검출기 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 검출기 제어부는 사용자 입력 장치에 의해 생성되는 상기 선택 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하거나 상기 제1 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하도록 구성되는, x-선 검출기 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 검출기 제어부는 상기 광자 계수형 검출기를 위한 다수의 촬영 모드 중에서 촬영 모드를 나타내는 상기 선택 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 검출기 모듈 또는 상기 제1 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하도록 구성되며, 상기 다수의 촬영 모드의 각각의 촬영 모드는 촬영 대상인 적어도 하나의 각각의 기관 또는 조직에 적합한, x-선 검출기 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 검출기 제어부는,
    선택 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 상기 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈 또는 상기 제1 서브 세트에 속하는 상기 광자 계수형 검출기의 선택적 검출기 모듈을 선택하도록 구성되고;
    상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 상기 소비 전력 회로가 상기 제1 서브 세트의 상기 검출기 모듈의 상기 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 작은 전력량을 소비하도록 구성되는 동작 모드에서 동작하도록 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈을 제어하도록 구성되는, x-선 검출기 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 검출기 제어부는 사용자 입력 장치에 의해 생성되는 상기 선택 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하거나 상기 제1 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하도록 구성되는, x-선 검출기 시스템.
  21. 제19항에 있어서, 상기 검출기 제어부는 상기 광자 계수형 검출기를 위한 다수의 촬영 모드 중에서 촬영 모드를 나타내는 상기 선택 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 검출기 모듈 또는 상기 제1 서브 세트에 속하는 검출기 모듈을 선택하도록 구성되며, 상기 다수의 촬영 모드의 각각의 촬영 모드는 촬영 대상인 적어도 하나의 각각의 기관 또는 조직에 적합한, x-선 검출기 시스템.
  22. 제1항에 따른 x-선 검출기 시스템을 포함하는 x-선 촬영 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 x-선 촬영 시스템은 컴퓨터 단층 촬영(CT) 시스템인, x-선 촬영 시스템.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 포함하는 광자 계수형 검출기를 제어하는 방법으로서, 여기에서 검출기 모듈의 제1 서브 세트는 검출기 모듈의 중심 서브 세트이고 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트는 광자 계수형 검출기의 축을 따라 중심 서브 세트의 각 측면 상에 배치되는 검출기 모듈의 적어도 하나의 주변 서브 세트임, 상기 방법은:
    각각의 검출기 모듈이 소비 전력 회로를 구비하고, 제어 신호에 기초하여, 광자 계수형 검출기에서 검출기 모듈의 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈에 대한 동작 모드를 선택하는 단계와;
    상기 검출기 모듈에 전원이 공급되고 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 상기 제1 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 상기 선택된 동작 모드로 동작하도록 검출기 모듈의 상기 적어도 하나의 주변 서브 세트인 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하는 단계를 포함하는, 광자 계수형 검출기를 제어하는 방법.
  28. 검출기 모듈의 제1 서브 세트 및 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트를 포함하는 광자 계수형 검출기를 제어하는 방법으로서, 여기에서 검출기 모듈의 제1 서브 세트는 검출기 모듈의 중심 서브 세트이고 검출기 모듈의 적어도 하나의 제2 서브 세트는 광자 계수형 검출기의 축을 따라 중심 서브 세트의 각 측면 상에 배치되는 검출기 모듈의 적어도 하나의 주변 서브 세트임, 상기 방법은:
    각각의 검출기 모듈이 소비 전력 회로를 구비하고, 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에 속하는 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하거나 상기 선택 신호에 기초하여 검출기 모듈의 상기 제1 서브 세트에 속하는 상기 광자 계수형 검출기의 검출기 모듈을 선택하는 단계와;
    상기 검출기 모듈에 전원이 공급되고 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 소비 전력 회로가 상기 제1 서브 세트 내의 상기 검출기 모듈의 소비 전력 회로에 의해 소비되는 전력량보다 낮은 전력량을 소비하도록 구성되는 상기 선택된 동작 모드로 동작하도록 검출기 모듈의 상기 적어도 하나의 주변 서브 세트인 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트 내의 검출기 모듈을 제어하는 단계를 포함하는, 광자 계수형 검출기를 제어하는 방법.
  29. 제5항 내지 제8항 중 한 항에 있어서,
    상기 검출기 제어기는 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에서 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 증폭기에 대한 전류 입력을 상기 제1 서브 세트에서 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 증폭기에 대한 전류 입력의 전류 레벨보다 낮은 전류 레벨로 설정하도록 구성되거나, 또는
    상기 검출기 제어기는, 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에서 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 전하 감지 증폭기에 의하여 소모되는 총 전력량이 상기 제1 서브 세트에서 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 전하 감지 증폭기에 의하여 소모되는 총 전력량보다 낮게 되도록, 상기 적어도 하나의 제2 서브 세트에서 상기 검출기 모듈의 상기 ASIC 내의 상기 각각의 전하 감지 증폭기에 대한 각각의 전류 입력을 설정하도록 구성되는, X-선 검출기 시스템.
  30. 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 제27항 또는 제28항의 방법을 수행하게 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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