KR20060130050A - 단층촬영장치 및 방법 - Google Patents

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KR20060130050A
KR20060130050A KR1020067010697A KR20067010697A KR20060130050A KR 20060130050 A KR20060130050 A KR 20060130050A KR 1020067010697 A KR1020067010697 A KR 1020067010697A KR 20067010697 A KR20067010697 A KR 20067010697A KR 20060130050 A KR20060130050 A KR 20060130050A
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Abstract

대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는 장치는 방사선 소스(50), 다수의 라인 검출기(41)들을 포함하는 검출기(42), 상기 소스 및 검출기 사이의 방사선 경로에 배열된 대상물 영역(53) 및 대상물과 관련하여 소스 및 검출기를 이동시키는 디바이스(54)를 포함하는 한편, 각각의 라인 검출기들은 대상물을 통해 통과됨에 따라 방사선의 다수의 라인 이미지들을 기록한다. 소스는 큰 각도 내에서 방사선을 방사하여 일차원(y) 내의 대상물을 완전히 조사하고, 라인 검출기들은 행(71)들 및 열(72)들 내에 위치되는데, 여기에서 상기 각각의 행에 있는 라인 검출기들은 일차원(y) 내의 대상물을 완전히 검출하기에 충분히 큰 개구각(a)을 함께 구획형성한다. 이동 디바이스는 대상물과 관련하여 소스 및 검출기를 z축선 주위에서 나선형으로 이동시키는데 적합화되어 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는데, 여기에서 나선 이동은 완전한 일회공전보다 작은 자전과, 이차원 배열의 하나의 열에 있는 두 개의 인접한 검출기들 사이의 거리에 상응하는 z축선에 따른 거리를 포함한다.

Description

단층촬영장치 및 방법{TOMOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 컴퓨터 단층촬영(CT), X-선 단층사진 합성, 방사선 사진술, 의학용 방사선 현미경 및 비파괴 검사를 포함하는 다양한 분야들에서 사용가능하다.
일련의 선형 데이터로부터 삼차원의 예시적인 화상을 구성하여 사람들이 재현하기를 바라는 것이 제거된 각종 투사(즉, 가시선 측정들)를 초래할 수 있는 것은 많은 기술 분야에서 매우 중요하다. 예컨대, 인체 또는 그 일부의 3차원 이미지를 제공하는데 X-선을 채용함으로써, 다수의 상이한 방향들에서 X-선을 인체에 통과시켜 상기 X-선의 흡수율을 측정하는 것은 공지되어 있다.
방사선의 이차원(평면) 빔을 대상물에 통과시켜 대상물의 일부분 내의 흡수량을 검출하는 것은 이차원 대상물이 일차원 이미지 상에 투사되는 것으로 귀착된다. 유사하게, 방사선의 초점이 맞지 않는 빔을 삼차원 몸체에 통과시켜 몸체 내의 흡수량을 검출하는 것은 삼차원 몸체가 이차원 이미지 상에 투사되는 것으로 귀착된다. 이것은 반드시 정보의 중첩으로 귀착되어 정보의 손실을 초래한다. 사람들이 방사선 흡수에서의 공간적인 변동에 보다 더 민감도를 갖고 그리고 더욱 엄밀한 중첩 결과물을 갖고서 검사를 수행하기를 원한다면 복잡한 기술들이 채용되어야 한다.
나선 스캐닝으로서 공지된 컴퓨터 단층촬영(CT) 검사 방법에서, 방사 빔의 소스 및 검출기(사진필름 또는 디지털 검출기)는 방사 빔에 의해 검사될 대상물을 조사하기 위해, 그리고 대상물을 통과한 방사량(즉, 흡수 또는 산란되지 않은 방사량)을 검출하기 위해 배열된다. 대상물이 회전의 평면에 수직인 방향으로 선형적으로 이동될 수 있는 동안, 방사선 소스 및 검출기는 원형 또는 다른 경로를 따라 몸체 주위로 회전되어서, 검출기의 판독들이 방사선 소스 및 검출기의 회전의 각각의 위치에서, 그리고 선택적으로 대상물의 선형 이동의 여러 위치들에서 수행된다. 택일적으로, 몸체가 정지상태로 유지되는 동안, 방사선 소스 및 검출기는 나선형으로 회전된다. 그 다음, 몸체에 대한 삼차원 재현 처리가 수행되는데, 여기에서 몸체의 상이한 구조들, 예컨대, 연조직, 뼈, 액체가 채워진 공동부 등은 이들 구조가 상이한 흡수율을 나타냄에 따라 식별가능하게 된다.
상술한 종류의 단층촬영장치에서의 방사선을 검출하기 위한 검출 디바이스들은 각종 신틸레이터 기반의 검출기들, 가스 이온화 검출기들 및 고체 상태의 검출기들을 포함한다.
단층촬영장치에서 사용된 종래기술의 검출 디바이스들의 문제점은 그들이 고가이고 그리고 더욱 큰 대상물에 대한 확장적인 스캐닝을 수반하기에 작다는 것이다. 상기 검출 디바이스들은 제한된 민감도를 갖고, 비교적 저질의 공간 분해능을 가지며, 잡음이 있다. 또한, 종래기술의 단층촬영장치는 환자에게 많은 선량을 수반한다.
또, 단층촬영장치들은 단일 목적을 위해, 즉 컴퓨터 단층촬영(CT)을 위해 채용되므로, 사용에 대한 범위가 이것에 한정되어 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 나선 스캐닝 컴퓨터 단층촬영(CT)에 충분한 단층촬영 데이터를 제공하게 대상물이 여러 방향들에서 이미지화되는 동안, 스캐닝이 매우 짧은 거리로 만들어질 수 있게 입수 가능하고 그리고 큰 영역의 검출기를 사용하는, 사람의 몸통과 같은 큰 대상물에 대한 단층촬영 데이터를 획득하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은, 나선 스캐닝 컴퓨터 단층촬영(CT), X-선 단층사진 합성 및 정지화상 시각화 각각을 수행하기에 충분한 데이터를 제공하게 대상물이 이미지화되는 동안, 스캐닝이 만들어질 수 있게 입수 가능하고 그리고 큰 영역의 검출기를 사용하는, 사람의 몸통과 같은 큰 대상물에 대한 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 하나의 목적은, 민감하고, 효율적이고, 신속하고, 정밀하고, 신뢰성있고, 융통성있고, 사용하기에 용이하고, 꽤 저렴하며, 그리고 매우 낮은 X-선 플럭스들에서 작동하면서도, 높은 공간 분해능을 갖고서 데이터의 기록에 대비될 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
특히, 이들 목적은 본 발명에 따라 첨부된 청구범위에 청구된 바와 같은 장치들 및 방법들에 의해 달성된다.
본 발명의 제 1 태양에 따라, 대상물에 대한 단층촬영 데이터를 획득하는 장치가 제공되는데, 상기 장치는 방사선을 방사하는데 대비된 발산 방사선 소스, 이차원 배열의 라인 검출기들을 포함하는 방사선 검출기, 상기 발산 방사선 소스와 상기 방사선 검출기 사이의 방사선 경로에 배열된 대상물 영역 및 상기 대상물과 관계하여 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 이동시키는데 대비된 디바이스를 포함한다.
방사선은 대칭축선, 예컨대 x축선 주위로 그리고 입체각 내에서 집중 방사되어 방사선이 대칭축선에 수직인, 예컨대 y축선을 따르는 적어도 일차원에서 대상물의 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀지게 한다.
각각의 라인 검출기들은 발산 방사선 소스 쪽으로 방향이 잡혀진 검출 민감영역을 가지고 있어서 상기 검출 민감영역에 입사하는 방사선의 일차원 이미지화에 대비된다. 라인 검출기들은 이차원 배열에 있는 행들 및 열들로 위치되는데, 여기에서 상기 각 행의 라인 검출기들은 라인을 따라 에지 대 에지로 위치되어, 다수개로 이루어져 있으며, 그리고 그들이 적어도 일차원에서 대상물에 대한 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀진 방사선을 검출하기에 충분히 큰 검출 개구각을 함께 구획형성하게 하는 소정의 길이를 각각 가진다.
이동 디바이스는 대상물과 관련하여 발산 방사선 소스 및 방사선 검출기를 대칭축선 및 일차원에 수직인 제 2 축선 주위에서, 예컨대 z축선 주위에서 나선형으로 이동시키는데 대비되는 반면에, 각각의 라인 검출기들은 상기 대상물의 단층촬영 데이터를 얻기 위해 상기 대상물을 투과하는 방사선의 복수의 라인 이미지들을 기록하기에 적합화되어 있다. 나선 이동은 완전한 일회 공전 및 검출 개구각에 대한 합보다 작은 자전과, 이차원 배열의 하나의 열 내에 있는 두 개의 인접한 검출기들 사이의 거리에 상응하는 제 2 축선에 따른 거리를 포함한다. 이러한 이동은 바람직하게는 완전한 일회 공전과 등가인 자전, 더욱 바람직하게는 절반공전 및 검출 개구각에 대한 합과 등가인 자전, 가장 바람직하게는 절반공전과 등가인 자전을 포함한다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치가 제공되는데, 상기 장치는 방사선을 방사하는데 대비된 발산 방사선 소스, 이차원 배열의 라인 검출기들을 포함하는 방사선 검출기, 발산 방사선 소스와 방사선 검출기 사이의 방사선 경로에 배열된 방사선 영역, 및 대상물과 관련하여 발산 방사선 소스 및 방사선 검출기를 이동시키는데 대비된 디바이스를 포함한다.
방사선은 대칭축선, 예컨대 x축선 주위로 그리고 입체각 내에서 집중 방사되어, 방사선이 대칭축선에 수직인, 예컨대 y축선을 따르는 적어도 일차원에서 대상물의 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀지게 한다.
각각의 라인 검출기들은 발산 방사선 소스 쪽으로 방향이 잡혀진 검출 민감영역을 가지고 있어서 상기 검출 민감영역에 입사하는 방사선의 일차원 이미지화에 대비되어 있다. 라인 검출기들은 이차원 배열에 있는 행들 및 열들 내에 위치되는데, 여기에서 상기 각 행의 라인 검출기들은 라인을 따라 에지 대 에지로 위치되고, 다수개로 이루어져 있으며, 그리고 그들이 적어도 일차원에서 대상물에 대한 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀진 방사선을 검출하기에 충분히 큰 검출 개구각을 함께 구획형성하게 하는 소정의 길이를 각각 가진다.
상기 이동 디바이스는, (ⅰ) 대상물과 관련하여 발산 방사선 소스 및 방사선 검출기를 대칭축선 및 일차원에 수직인 제 2 축선 주위에서 나선형으로 이동시키는데 제공되는 반면에, 각각의 라인 검출기들은 상기 대상물의 단층촬영 데이터를 얻기 위해 상기 대상물을 투과하는 방사선의 복수의 라인 이미지들을 기록하기에 적합화되어 있고, 상기 이동 디바이스는, (ⅱ) 대상물과 관련하여 발산 방사선 소스 및 방사선 검출기를 대칭축선에 수직인 평면에서 선형적으로 이동시키는데 제공되는 반면에, 각각의 라인 검출기들은 상기 대상물의 X-선 단층사진 합성 데이터를 얻기 위해 상기 대상물을 투과하는 방사선의 복수의 라인 이미지들을 기록하기에 적합화되어 있으며, 상기 이동 디바이스는, (ⅲ) 대상물과 관련하여 발산 방사선 소스 및 방사선 검출기를 이차원 배열의 하나의 열 내에 있는 두 개의 인접한 검출기들 사이의 거리에 상응하는 거리만큼 제 2 축선을 따라 선형적으로 이동시키는데 제공되는 반면에, 각각의 라인 검출기들은 상기 대상물의 정지화상 데이터를 얻기 위해 상기 대상물을 투과하는 방사선의 복수의 라인 이미지들을 기록하기에 적합화되어 있다.
바람직하게는, 이러한 장치의 이동 디바이스는 대상물과 관련하여 발산 방사선 소스 및 방사선 검출기를 제 2 축선과 평행한 제 2 차원에서의 대상물의 전체 확장부에 상응하는 거리만큼 제 2 축선을 따라 이동시키는데 대비되어 대상물의 X-선 단층사진 합성 데이터를 획득한다. 이를 위해서, 이차원 배열의 라인 검출기들은 여러 방향들로 방향이 잡혀져 있고 이들 각각은 대칭축선에 관련하여 상이한 각도를 구획형성하고 있다. 편의적으로, 상기 상이한 각도들은 적어도 5°, 바람직하게는 적어도 15°, 가장 바람직하게는 적어도 25°의 각도 범위에 걸쳐 분포된다.
X-선 단층사진 합성 데이터는 택일적으로 대상물과 관련하여 발산 방사선 소스 및 방사선 검출기를 절반공전보다 작게 제 2 축선 주위로 자전시킴으로써 획득될 수 있는 반면에, 각각의 라인 검출기들은 대상물을 투과하는 방사선의 복수의 라인 이미지들을 기록하기에 적합화되어 있다. 선택적으로, 이러한 스캐닝은 상승의 각도를 갖고서 나선형으로 수행되는데, 바람직하게는 이 상승각은 대상물을 스캔하기 위해 X-선 단층사진 합성 데이터를 획득할 때 사용된 것보다 큰 각도이다.
더욱 바람직하게는, 라인 검출기들의 배열은 사람, 바람직하게는 성인의 견부로부터 견부까지의 거리가 라인 검출기들의 행들 중의 단 하나에 의해 커버될 수 있게 하는 큰 영역을 갖는다. 따라서, 이차원 배열의 라인 검출기들은 적어도 50cm ×25cm, 바람직하게는 적어도 대략 100cm × 50cm를 측정하고, 적어도 10 × 50 또는 심지어 20 × 100 라인 검출기들을 포함한다.
편의적으로, 라인 검출기들은 각각 라인 검출기의 전방에서 산란 거절 시준기의 필요성을 회피하도록 방향 민감성인 검출기이다. 이러한 검출기의 하나의 바람직한 일예는 가스 기반의 이온화 검출기인데, 방사에 의한 이온화의 결과로서 자유로워진 전자들은 그 방사선의 방향에 수직인 방향으로 가속화되고, 선택적으로 애벌런치 증폭된 후에 검출된다. 이러한 라인 검출기들은 제조에 있어서는 상당히 저렴하므로, 상술된 개수로 제공되어 원하는 영역을 커버되게 할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 따른 장치의 장점은 방사선 관계자가 대상물에 대해 비교적 많은 선량(많은 검출들/투사들로 인해)을 이용하여 CT용 단층촬영 데이터를 기록하거나 또는 대상물에 대해 비교적 적은 선량(적은 검출들/투사들로 인해)을 이용하여 X-선 단층사진 합성 데이터를 기록하는데 선택권을 갖는 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 예시만을 위해 주어진 것이어서 본 발명을 제한하지 않은 이하에 주어진 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명 및 첨부한 도 1 내지 도 5로부터 명백해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 의학용 방사선 응용물에 적합한 컴퓨터 단층촬영장치를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 2는 도 1a 및 도 1b의 컴퓨터 단층촬영장치에서 사용하기 위한 이차원 배열의 라인 검출기들을 개략적으로 도시하는 평면도.
도 3은 도 1a 및 도 1b의 컴퓨터 단층촬영장치에서 사용하기 위한 시준기를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 4a는 도 2의 이차원 배열의 라인 검출기들에서 사용하기 위한 라인 검출기를 개략적으로 도시하는 측단면도.
도 4b는 입사 창이 부분적으로 제거된 상태에서 도 4a의 라인 검출기를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 4c는 라인 A-A를 따라 취해진 도 4a의 라인 검출기를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 이차원 배열의 라인 검출기들에서 사용하기 위한 다른 라인 검출기들을 개략적으로 도시하는 측단면도.
의학용 방사선 응용물에 적합한 컴퓨터 단층촬영장치(54)를 개략적으로 도시하는 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예가 설명될 것이다. 단층촬영장치(54)는 도시된 바와 같이 x축선과 일치하는 대칭축선 주위로 집중된 방사선(1)을 방사하는 발산 방사선 소스(50)를 포함한다. 방사선(1)은 xy평면에서 평면각
Figure 112006038718748-PCT00001
및 xz평면에서 평면각
Figure 112006038718748-PCT00002
로 구획형성된 입체각을 갖고서 방사되어, 행(71)들 및 열(72)들로 위치되어 있는 라인 검출기들의 만곡된 이차원 배열을 포함하는 방사선 검출기(42) 상에 충돌하는데, 여기에서 각 행(71)의 라인 검출기들은 하나의 라인을 따라 에지 대 에지로 위치되어 있다. 라인 검출기들이 그들의 맨 끝에서 검출할 수 있다면, 하나의 행의 라인 검출기들은 길고 연속적인 방사선의 일차원 이미지를 동시에 검출한다. 라인 검출기들이 그들의 맨 끝에서 검출할 수 없다면, 방사선의 일차원 이미지는 그 행에 있는 두 개의 인접한 라인 검출기들에 의해 커버된 영역들 사이에서 미측정된 영역을 포함한다.
일예가 도 2에서 평면도로 개략적으로 도시되어 있는 검출기 배열은 발산 방사선 소스(50) 쪽으로 방향이 잡혀진 검출 민감영역(43)을 각각 가진 다수개의 라인 검출기들(41)을 포함하여, 상기 검출 민감영역(43) 내로 입사된 방사선의 일차 원 이미지에 대비되어 있다. 이를 위해서, 각각의 라인 검출기(41)들은 대칭축선, 즉 x축선에 대하여 상이한 각도를 구획형성하는 방향으로 방향이 잡혀져 있으며, 방향 민감성이다. 여기에서, 라인 검출기(41)들의 전방에서의 산란 거절 시준기들의 필요성은 회피된다.
발산 방사선 소스(50) 및 방사선 검출기(42) 사이의 방사선 경로에서, 영역(53)은 검사될 대상물을 수용하는데 대비된다. 사람인 대상물은 테이블(55) 위에 배치되는데, 이 테이블은 z축선을 따라 영역(53)의 안팎으로 이동가능하다.
대상물이 살아있는 생물이라면, 방사선 소스(50) 및 영역(53) 사이의 방사선 경로에 시준기(51)를 배치하는 것은 바람직할 수 있으며, 이곳에서 시준기(51)는 라인 검출기들 쪽으로 방향이 잡혀져 있지 않은 방사선이 대상물에 충돌하는 것을 방지하여 대상물에 대한 방사선량을 감소시킨다. 이를 위해서, 도 3에서 평면도로 개략적으로 도시되어 있는 시준기(51)는 방사선을 통과시키지 않는 재료로 이루어져 있고, 라인 검출기(41)들의 이차원 배열에 있는 검출 행(71)들의 개수에 상응하는 다수개의 길다란 슬릿(52)들을 포함하는데, 여기에서 각각의 슬릿들은 라인 검출기들의 행(71)들의 각각 하나와 맞춰져 있다. 따라서, 대상물은 검출에 대하여 실질적으로 기여하는 방사선에 의해서만 조사된다.
단층촬영장치(54)는 검사될 대상물과 관련하여 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)를 이동시키기 위해 일체형의 이동 메커니즘 또는 디바이스를 포함한다. 이 이동 메커니즘은, 원통형 좌표가 사용된다면, 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)를 xy평면에서, 예컨대 θ방향으로 바람직하게 자전시 킬 수 있는 반면, 배열된 대상물은 상기 대상물이 위에 배열된 테이블(55)을 이동시킴으로써 z방향으로 선형적으로 이동될 수 있다. xy평면에서 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)의 동시적인 자전운동과, z방향으로의 대상물의 전이운동은 대상물과 관련하여 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)의 나선운동을 초래한다. 본 발명의 단층촬영장치(54)의 이동 메커니즘이 대상물과 관련하여 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)를 나선운동시키고, 그리고 선택적으로 선형운동시키는데 대비되어 있는 한 다른 방식으로 실현될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)가 대상물과 관련하여 이동되는 동안, 각각의 라인 검출기(41)는 대상물을 투과하는 방사선의 복수의 라인 이미지들을 기록하기에 적합화되어, 대상물에 대한 스캐닝 측정을 달성한다.
본 발명에 따라, 방사선 소스(50)는 xy평면에서 각도
Figure 112006038718748-PCT00003
내로 방사선을 방사하는데 대비되어, 방사선이 적어도 일차원에서, 예컨대 대칭축선 또는 x축선에 수직한 y축선을 따라 대상물의 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀지게 하고, 이차원 배열의 라인 검출기들 중 라인 검출기(41)들은 다수개로 이루어져서, 그들이 상기된 차원에서, 예컨대 y축선을 따라 대상물의 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀진 방사선을 검출하기에 충분히 큰 검출기 개구각(
Figure 112006038718748-PCT00004
)을 함께 구획형성하게 하는 소정의 길이(l)를 각각 가진다. 얼마나 큰 영역이 커버되어야 하고, 얼마나 큰 라인 검출기들이 사용되어야 하며, 얼마나 많은 라인 검출기들이 필요되는 지는 이하에서 더욱 상세하게 논의되는 논점들이다.
또한, 본 발명에 따라, 단층촬영장치(54)의 이동 메커니즘 또는 디바이스는 대상물과 관련하여 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)를 대칭축선 인 x축선에 수직인 z축선 주위로 그리고 y축선 주위로 나선형으로 이동시키는데 제공되어, 대상물에 대한 단층촬영 데이터를 획득하며, 여기에서 나선 이동은 xy평면에서 방사선 검출기(42)의 절반공전과 개구각(
Figure 112006038718748-PCT00005
)의 합보다 작은 자전과, 그리고 이차원 배열의 하나의 열에 있는 두 개의 인접한 검출기들 사이의 거리에 상응하는 z축선에 따른 거리를 포함한다. 이 결과, 나선의 스캐닝 컴퓨터 단층촬영(CT)을 위해 사용되는 재현처리를 수행하는데 충분한 단층촬영 데이터가 획득된다. 나선 스캐닝은 xy평면에서 방사선 검출기(42)의 완전한 일회공전과 개구각(
Figure 112006038718748-PCT00006
)의 합에 상응하는 자전에 의해 수행될 수도 있다.
바람직하게는, 발산 방사선 소스(50)는 xz평면에서 각도(
Figure 112006038718748-PCT00007
)내로 방사선을 방사하는데 대비되어, 방사선이 z방향으로 대상물의 전체 확장부를 향하여 방향이 잡혀지게 하고, 그리고 각 열(72)의 라인 검출기들은 서로에 일정 거리를 가지게 위치되어, 그들이 z방향으로 대상물의 전체 확장부를 향하여 방향이 잡혀진 방사선을 함께 검출할 수 있게 하는 다수의 개수로 이루어져 있다.
각 열(72)의 라인 검출기(41)들은 z방향으로의 라인 검출기들의 공간분해능에 대략 28배보다 큰 거리만큼 분리되지 않아야 한다. 따라서, z방향으로의 공간분해능이 대략 100-500미크론이라면, 각각의 열(72) 내에 있는 라인 검출기(41)들 사이의 거리는 대략 3-15mm 이상이 되지 말아야 한다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같 이, 다른 견해에서, 라인 검출기(41)들은 서로에 대항하여 위치되어 고밀도의 이차원 배열의 라인 검출기들을 제공한다.
넓은 영역의 검출기를 갖는 단층촬영장치(54)는 상이한 응용물을 위한, 즉 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하기 위한 방사선을 검출할 수 있게 변형될 수도 있다. 따라서, 단층촬영장치(54)의 이동 메커니즘 또는 디바이스는, (i) 대상물과 관련하여 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)를 z축선 주위에서 나선형으로 이동시켜 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는데 제공될 수도 있고, (ii) 대상물과 관련하여 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)를 대칭축선인 x축선에 수직인 yz평면에서 선형적으로 이동시켜 대상물의 X-선 단층사진 합성 또는 라미노그래픽(단층촬영) 데이터를 획득하는데 제공될 수도 있으며, (iii) 대상물과 관련하여 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)를 이차원 배열의 하나의 열의 두 개의 인접한 검출기(41)들 사이의 거리에 적어도 상응하는 거리만큼 z축선을 따라 선형적으로 이동시켜 대상물의 정지화상 데이터를 획득하는데 제공될 수도 있다.
X-선 단층사진 합성 또는 라미노그래픽(단층촬영) 데이터를 획득하기 위해서는, 이차원 배열의 라인 검출기(41)들이 대칭축선인 x축선에 대하여, 또는 y축선에 대하여 상이한 방향들로 방향이 잡혀져 있는 것이 중요하다. 바람직하게는, 상기 방향들은 x축선에 대하여 상이한 각도들을 구획형성하는데, 여기에서 상이한 각도들은 적어도 5°, 바람직하게는 적어도 15°, 가장 바람직하게는 적어도 25°의 각도 범위에 걸쳐 분포된다.
이동 메커니즘 또는 디바이스는 대상물과 관련하여 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)를 z차원 또는 방향에서 대상물의 전체 확장부에 상응하는 거리로서 x축선을 따라 이동시켜 대상물의 X-선 단층사진 합성 데이터를 획득하는데 편의적으로 제공된다. 따라서, 상이한 각도들에서 복수의 이차원 이미지들이 단일 스캔으로 생성되는데, 이것은 생성된 이차원 이미지들의 개수에 상응하는 인자에 의해 검출시간을 단축시킨다.
대상물의 정지화상 데이터를 획득할 때, 이동 메커니즘 또는 디바이스는 대상물과 관련하여 방사선 소스(50), 시준기(51) 및 방사선 검출기(42)를 이차원 배열의 열(72)들 중 하나에 있는 두 개의 인접한 검출기(41)들 사이의 거리보다 긴 거리로서 z축선을 따라 선형적으로 이동시켜 대상물의 중복추출된 정지화상 데이터를 획득하는데 제공될 수도 있다. 중복추출함으로써, 즉 각각의 위치에서 복수의 이미지들을 기록함으로써, 어떠한 이동에 대한 흐릿함의 영향도 더욱 감축되어, 형성된 대상물의 이차원 이미지의 각각의 부분이 상이한 시간들에서 기록된 여러 개의 라인 이미지들로부터의 분담에 의해 확립되는데, 여기에서 상기 대상물이 모든 여러 라인 이미지들이 기록되는 동안 이동하지 않는 것은 가장 바람직하다. 또한, 스캔에 있어서의 중복은 스캔의 시작, 종료, 또는 시작과 종료에서의 어떠한 측정에 대한 문제점들도 회피시키는데 사용될 수도 있다.
스캐닝이 열에 있는 각각의 두 개의 인접한 라인 검출기(41)들 사이의 거리보다 적어도 두 배인 총 거리로 수행된다면, 하나 이상의 라인 검출기(41)가 대상물의 동일영역을 스캔하는데 사용되고, 그리고 손상되어 있는 그리고 작동중에 있 지 않는 개별의 판독 스트립들로 인한 어떠한 측정 문제점들도 회피될 수 있다.
방사선 검출기(42)는 상기에서 나타낸 바와 같이, 큰 영역의 검출기이다. 바람직하게는, 방사선 검출기(42)는 전체적으로 y방향에서 대상물을 순간적으로 검출하기에 충분한 크기이며, 여기에서 대상물은 적어도 30cm, 더욱 바람직하게는 적어도 40cm, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 50cm를 측정한다. 물론, 방사선 소스(50)는 그러한 대상물을 커버하게 입체각 내에서 방사선을 방사하도록 제공되어야 하고, 그리고 시준기(51)는 방사선 검출기(42)의 라인 검출기(41)들 쪽으로 방향이 잡혀진 방사선을 통과시키도록 설계되어야 한다. 대상물이 사람이라면, y방향에 존재하고 있는 사람의 전체 확장부는 견부로부터 견부까지의 거리에 상응한다.
이차원 배열의 라인 검출기들은 y 및 z방향에서 적어도 50cm ×25cm, 바람직하게는 적어도 75cm × 40cm, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 대략 100cm × 50cm를 측정할 수도 있다. 이차원 배열의 라인 검출기들은 각각의 열(72)은 적어도 5개의 라인 검출기들, 바람직하게는 적어도 10개의 라인 검출기들, 및 가장 바람직하게는 적어도 대략 20개의 라인 검출기들을 포함할 수도 있고, 그리고 각각의 열(72)은 각각의 열에서 적어도 25개의 라인 검출기들, 바람직하게는 적어도 50개의 라인 검출기들, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 대략 100개의 라인 검출기들을 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 장치는 PET 스캐너, 초음파 검사장치 및 SPECT 스캐너 중 어느 것으로 설치되어 진단을 위한 보조물로서의 역할을 할 수 있는 측정값들을 제공할 수 있다.
각각이 본 발명의 단층촬영장치들에서 사용하기 위한 라인 검출기에 대한 측단면도, 입사 창 부분들이 제거된 상태에 있는 정면도 및 평면도인 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 이러한 라인 검출기가 간단하게 검토될 것이다.
라인 검출기는 방사선(1)이 캐소드 배열부(3) 및 애노드 배열부(5) 사이의 측로로 입사될 수 있게 방향이 잡혀져 있다. 입사 창(43)은 라인 검출기의 전방에 제공되어 라인 검출기에 대한 방사선(1)의 입구를 형성한다. 입사 창(43)은 플라스틱 또는 카본 섬유 재료로 이루어져 있다.
각각의 전극 배열부(3, 5)들은 각각의 유전체 기판(12, 14)에 의해 지탱된 전기 도전성 전극층(11, 13)을 포함하는데, 여기에서, 상기 전극 배열부들은 캐소드(11) 및 애노드(13) 층들이 서로에 대면하도록 방향이 잡혀져 있다. 바람직하게는, 전극 배열부(3, 5)들은 평면 및 장방형이고 서로에 대하여 평행하다.
입사 창(43) 및 뒷벽(15)은 전극 배열부들(3, 5)들이 서로 개별적으로 유지되게 제공된다.
전극 배열부들(3, 5)은 이온화 가능한 가스 또는 예컨대, 크립톤, 카본 디옥사이드 및/또는 크세논을 포함하는 가스 혼합물(19)로 채워져 있는 외부에 대한 기밀 케이스(도시생략) 내에 배열된다. 가스는 압력을 받는데, 바람직하게 1 내지 20atm 범위 내에서 압력을 받게 될 수 있다.
고전압 직류(DC) 공급부(도시생략)는 캐소드(11) 및 애노드(13)를 적절한 전위에서 유지할 목적으로 제공되어, 표류하는 동안 내부전극 감금부(19) 내에 있는 전극들 및 이온들의 종류 및 선택적인 증폭을 위해 상기 감금부(19) 내에서 전계를 생성한다. 편의상, 캐소드(11)는 사용시 부전압(-V1)에서 유지되는 반면, 애노드(13)는 접지된다.
또한, 라인 검출기는 애노드(13) 쪽으로 표류된 전자 및/또는 캐소드(11) 쪽으로 표류된 이온들을 검출하기 위한 판독 배열부를 포함한다. 판독 배열부는 바람직하게는 그 자체가 애노드 배열부(5)로 구성된다.
일차원 이미지화 능력에 대비하기 위해, 애노드/판독층(13)은 유전체 기판(14) 상에서 나란히 배열되어 전기적으로 서로서 절연된 일정 배열의 도전 또는 반도체 소자들 또는 스트립(23)들로 구성된다. 검출된 이미지들에서 시차 에러를 보상하여, 증가된 공간 분해능에 대비하기 위해, 애노드/판독 스트립들은 각각의 위치에서 방사선(1)의 입사 광자의 방향에 평행한 방향으로 뻗어 있다. 각각의 애노드/판독 스트립들은 바람직하게 판독 및 신호 처리 디바이스(도시생략)에 접속되어, 각각의 스트립으로부터의 신호들이 별개적으로 처리될 수 있다. 또한, 스트립들이 애노드를 또한 구성함에 따라, 분리하기에 적합한 커플링이 필요된다.
전극층(11 및 13)들 사이의 거리가 도시적인 목적을 위한 도 1 및 도 2에 분명히 표시되어 있다는 것은 자명하다. 예시적인 외형으로서, 라인 검출기는 폭 또는 길이가 40mm(도 4b에서 부호 1로 표시됨), 두께가 2mm 및 깊이가 35mm가 될 수 있는데 반하여, 내부전극 거리는 0.05mm 내지 2mm 사이가 될 수 있다. 각각의 판독 스트립(23)은 폭이 10㎛ 내지 2mm가 될 수 있는데, 이것은 몇 백 또는 몇 천 개의 스트립들이 단일의 라인 검출기에서 나란히, 즉 도시된 것보다 더 많이 배열될 수 있다는 것을 의미한다.
작동시, X-레이들은 캐소드 배열부(3)에 평행하고 인접한 시준기 슬릿을 통과하여 라인 검출기에 입사한다. X-레이들은 대부분의 X-레이들이 조기에 일정 가스 체적으로 전환하는 곳에서 지수확률분포에 따라 라인 검출기에 있는 가스와 서로 반응할 것이다. 평균 반응 길이는 10mm 내지 100mm가 될 수 있다.
반응시, X-레이 광자(25)는 포토효과, 콤프톤 산란 및/또는 오거효과로서 공지된 처리들을 통해 원자로부터 방출되는 가스 원자 내에 있는 전자에 그 자체 에너지를 전달하는데, 이 전자는 가스를 통해 전도되고 새로운 가스 원자들과 충돌하여, 결국 모든 자체 에너지를 소진하여 멈출 때 까지 더 많은 전자들을 방출시킨다. 이러한 처리에서, 대략 천 개의 전자들의 구름부(27)가 생성된다.
캐소드(11)와 애노드(13) 사이에 전압(U)을 인가함으로써, 이들 전자들은 입사하는 X-레이 광자 궤도에 수직인 방향(29)(도 1 및 도 2에서 수직방향)에서 애노드 쪽으로 유도된다. 인가된 전계가 충분히 강하다면, 전자들은 가스로부터 보다 많은 전자들을 녹아웃시켜 가속화시키고 그리고 전자 애벌런치(avalanche) 처리에서 보다 많은 전자들을 녹아웃시키기에 충분한 에너지를 획득한다. 이 처리는 가스의 전자 애벌런치 증폭(gaseous avalanche amplification)으로서 공지되어 있다. 애노드에서, 전자들은 구름부(27)에 가장 인접한 스트립(23a)에서 전기 신호들을 유도한다.
전자 신호는 스트립에 접속된 판독 전자들에 의해 검출된다. 전자들에서, 신호는 증폭되어 임계전압과 비교된다. 신호가 임계전압을 초과한다면, 이 스트립에 대해 역 특성이 활성화되어 기저장된 값에 하나를 더한다. 이 방식으로, 각각의 애노드 스트립에 영향을 주는 X-레이들의 개수가 카운터된다. 상기 방법은 광자계측(photon counting)이라고 칭해진다.
도 4a 내지 도 4c의 라인 검출기가 극도로 방향 민감성이라는 것이 근래에 잘 알려지고 있다. 캐소드 전극(11)에 가장 인접한 매우 얇은 평면에서 라인 검출기에 입사하는 시준된 광자들만이 검출됨에 따른 신호에 기여하기에 충분히 증폭될 것이다. 따라서, 라인 검출기는 검출기 전방에 어떠한 종류의 산란 거절 시준기도 필요로 하지 않는다.
상기에서 설명된 가스 기반의 라인 검출기는 적당한 가격대이므로, 본 발명에서 사용되기에 매우 적합하다. 천 개 또는 그 이상의 라인 검출기는 이온화 가능한 가스로 채워질 수 있는 가스기밀 케이스에서 편의상 함께 배치되어 이차원 배열의 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 라인 검출기들을 형성한다.
다수의 판독 스트립(23)들이 측에서 측으로 배열(도 4c 참조)됨에 따라 도 4a 내지 도 4c의 라인 검출기가 그 전체 폭 또는 길이(1)를 따라 검출할 수 있고, 상기 라인 검출기가 측벽들이 없다는 것은 주의 되어야 한다. 이 점에 있어서, 입사 창(43)은 검출기 내부에 충분히 높은 방사선 플럭스를 획득하도록 상기 입사 방사선에 대하여 충분히 투명하게 되어야 하지만, 고전압에서도(정전인력이 높아질 때도) 전극들이 서로에 대해 떨어진 상태로 유지되게 충분히 강하여야 한다.
도 5a에서, 본 발명에서 사용하는 다른 라인 검출기가 도시되어 있으며, 상기 라인 검출기는 창(43)이 라인 검출기의 입구로부터 소정의 거리를 두고 배열되 어 있는 것을 제외하고는, 즉 전극 배열부(3, 5)들이 창(43)의 양 측면들 상에 뻗어 있는 것을 제외하고는 도 4a 내지 도 4c의 라인 검출기와 동일하다. 검출기 내의 이온화 가능한 가스에서의 흡수작용이 급격하게 감소되기 때문에, 창(43)에서의 총 흡수작용은 더 낮아지게 되어, 창(43)은 라인 검출기의 입구로부터 더욱 더 이격되어 있다. 한편, 라인 검출기의 전방에서 전극 배열부(3, 5)들이 이격된 상태로 유지하는 지지부가 줄어든다.
도 5b에서, 본 발명에서 사용하는 또 다른 라인 검출기가 도시되어 있다. 이 바람직한 실시예는 창(43)이 없다. 대신에, 뒷벽(15)이 전극 배열부(3, 5)에 지지부를 제공하기 위해 상기 입사 방사선(1)의 방향으로 상당히 뻗어 있는 구조이다. 다른 점에 있어서는, 이 실시예는 도 4a 내지 도 4c 및 도 5a에서 개시된 실시예들과 다르지 않다.
본 발명에서 사용하기 위한 다른 라인 검출기들은 톰 프랭크 등에 의해 스웨덴의 XCounter AB에 양도된 이하의 미국 특허들에서 설명되어 있으며, 이 특허들, 즉 특허번호 6,118,125; 6,373,065; 6,337,482; 6,385,282; 6,414,317; 6,476,397; 6,477,223; 6,158,578; 6,522,722; 6,546,070; 6,556,650; 6,600,804; 및 6,627,897은 여기에 참조로서 편입되어 있다.
또 다른 대안으로서, 본 발명에서 사용된 라인 검출기들은 각각 다이오드 배열, 반도체 핀 다이오드 배열, 신틸레이터 기반의 배열, CCD 배열, TFT- 또는 CMOS-기반의 검출기, 또는 액 검출기 중 어떠한 것이 될 수 있다.

Claims (27)

  1. 대칭축선(x) 주위에 집중된 방사선(1)을 방사하는데 대비된 발산 방사선 소스(50);
    상기 발산 방사선 소스를 향하여 방향이 잡혀진 검출 민감영역(42)을 각각 가지고 있어, 상기 검출 민감영역에 입사하는 방사선의 일차원 이미지에 각각 대비되어 있는 이차원 배열의 라인 검출기(41)들을 포함하는 방사선 검출기(42);
    대상물을 수용하는데 대비된 상기 방사선 검출기와 상기 발산 방사선 소스 사이의 방사선 경로에 배열된 영역(53); 및
    상기 대상물과 관련하여 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 이동시키는데 제공되는 반면에, 상기 각각의 라인 검출기들이 상기 대상물을 투과하는 방사선의 복수의 라인 이미지들을 기록하기에 적합화되어 있는 디바이스(54)를 포함하는 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는 장치에 있어서,
    상기 발산 방사선 소스는 입체각(
    Figure 112006038718748-PCT00008
    ,
    Figure 112006038718748-PCT00009
    ) 내에서 방사선을 방사하여, 방사선이 상기 대칭축선(x)에 수직인 적어도 제 1 차원(y)에서 상기 대상물의 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀지게 대비되게 하고,
    상기 이차원 배열의 라인 검출기들 중에 있는 라인 검출기들은 행(71)들 및 열(72)들로 위치되되, 상기 각 행의 라인 검출기들은 라인을 따라 에지 대 에지로 위치되어, 다수개로 이루어져 있으며, 그리고 그들이 상기 제 1 차원(y)에서 상기 대상물에 대한 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀진 상기 방사선을 검출하기에 충분 히 큰 개구각(
    Figure 112006038718748-PCT00010
    )을 함께 구획형성하게 하는 소정의 길이(l)를 각각 가지며, 그리고,
    상기 이동 디바이스는 상기 대상물과 관련하여 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 대칭축선(x)에 및 상기 제 1 차원(y)의 방향에 수직인 제 2 축선(z) 주위에서 나선형으로 이동시키는데 대비되어 상기 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하되, 상기 나선 이동은 완전한 일회공전 및 상기 개구각(
    Figure 112006038718748-PCT00011
    )에 대한 합보다 작은 자전과, 상기 이차원 배열의 하나의 열에 있는 두 개의 인접한 검출기들 사이의 거리에 상응하는 상기 제 2 축선(z)에 따른 거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자전은 절반공전 및 상기 개구각(
    Figure 112006038718748-PCT00012
    )에 대한 합과 등가인 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는 장치.
  3. 대칭축선(x) 주위에 집중된 방사선(1)을 방사하는데 대비된 발산 방사선 소스(50);
    상기 발산 방사선 소스를 향하여 방향이 잡혀진 검출 민감영역(42)을 각각 가지고서, 상기 검출 민감영역에 입사하는 방사선의 일차원 이미지에 각각 대비되어 있는 이차원 배열의 라인 검출기(41)들을 포함하는 방사선 검출기(42);
    대상물을 수용하는데 대비된 상기 방사선 검출기와 상기 발산 방사선 소스 사이의 방사선 경로에 배열된 영역(53); 및
    상기 대상물과 관련하여 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 이동시키는데 대비되는 반면에, 상기 각각의 라인 검출기들이 상기 대상물을 투과하는 방사선의 복수의 라인 이미지들을 기록하기에 적합화되어 있는 디바이스(54)를 포함하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치에 있어서,
    상기 발산 방사선 소스는 입체각(
    Figure 112006038718748-PCT00013
    ,
    Figure 112006038718748-PCT00014
    ) 내에서 방사선을 방사하여, 방사선이 상기 대칭축선(x)에 수직인 적어도 제 1 차원(y)에서 상기 대상물의 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀지게 대비되게 하고,
    상기 이차원 배열의 라인 검출기들 중에 있는 라인 검출기(6a)들은 행(71)들 및 열(72)들로 위치되되, 상기 각 행의 라인 검출기들은 라인을 따라 에지 대 에지로 위치되어, 다수개로 이루어져 있으며, 그리고 그들이 상기 제 1 차원(y)에서 상기 대상물의 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀진 상기 방사선을 함께 검출할 수 있게 소정의 길이(l)를 각각 가지며, 그리고
    상기 이동 디바이스는,
    상기 대상물과 관련하여 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 상기 대칭축선(x)에 및 상기 제 1 차원(y)의 방향에 수직인 제 2 축선(z) 주위에서 나선형으로 이동시켜 상기 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하고,
    상기 대상물과 관련하여 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 상 기 대칭축선(x)에 수직인 평면(yz)에서 선형적으로 이동시켜 상기 대상물의 X-선 단층사진 합성 데이터를 획득하며, 그리고
    상기 대상물과 관련하여 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 상기 이차원 배열의 하나의 열 내에 있는 두 개의 인접한 검출기들 사이의 거리에 상응하는 거리만큼 상기 제 2 축선(z)을 따라 선형적으로 이동시켜 상기 대상물의 정지화상 데이터를 획득하는데 대비되어 있는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 나선 이동은 완전한 일회공전 및 상기 개구각(
    Figure 112006038718748-PCT00015
    )에 대한 합보다 작은 자전과, 상기 이차원 배열의 하나의 열에 있는 두 개의 인접한 검출기들 사이의 거리에 상응하는 제 2 축선(z)에 따른 거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 자전은 절반공전 및 상기 개구각(
    Figure 112006038718748-PCT00016
    )에 대한 합과 등가인 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이차원 배열의 상기 라인 검출기들은 상기 대칭축선(x)에 대하여 상이한 각도를 각각이 구획형성하는 각각의 방향들로 방향이 잡혀져 있는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 상이한 각도들은 적어도 5°, 바람직하게는 적어도 15°, 가장 바람직하게는 적어도 25°의 각도 범위에 걸쳐 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  8. 제 3항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 디바이스는 상기 대상물과 관련하여 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 상기 제 1 차원(y)의 방향에 및 상기 대칭축선(x)에 수직인 제 2 차원(z)에서의 상기 대상물의 전체 확장부에 상응하는 거리만큼 상기 제 2 축선(z)을 따라 이동시키는데 대비되어 상기 대상물의 X-선 단층사진 합성 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  9. 제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 디바이스는 상기 대상물과 관련하여 상기 발산 방사선 소스 및 상 기 방사선 검출기를 상기 제 2 축선(z) 주위에서 자전적으로 이동시키는데 대비되어 상기 대상물의 X-선 단층사진 합성 데이터를 획득하되, 상기 나선 이동은 절반공전 및 상기 개구각(
    Figure 112006038718748-PCT00017
    )에 대한 합보다 작은 자전을 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  10. 제 3항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 디바이스는 상기 대상물과 관련하여 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 상기 이차원 배열 중 하나의 열에 있는 두 개의 인접한 검출기들 사이의 거리보다 긴 거리로서 상기 제 2 축선(z)을 따라 선형적으로 이동시켜 상기 대상물의 중복추출된 정지화상 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발산 방사선 소스(50)는 입체각 내에서 방사선을 방사하여, 방사선이 상기 제 1 차원(y)에 및 상기 대칭축선(x)에 수직인 제 2 차원(z)에서 상기 대상물의 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀지게 대비되고,
    상기 각 열(72)의 라인 검출기들은 서로에 일정 거리(d)를 둔 상태로 위치되고 다수개로 이루어져 있으며, 그리고 그들이 상기 제 2 차원(z)에서 상기 대상물에 대한 전체 확장부 쪽으로 방향이 잡혀진 상기 방사선을 함께 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 각 열(72)의 라인 검출기들은 서로 대항하여 위치되어 고밀도의 이차원 배열의 라인 검출기들을 제공하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 차원(y)에서의 상기 대상물의 전체 확장부는 적어도 30cm, 더욱 바람직하게는 적어도 40cm, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 50cm를 측정하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  14. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 차원(y)에서의 상기 대상물의 전체 확장부는 사람, 바람직하게는 성인의 견부로부터 견부까지의 거리에 상응하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이차원 배열의 라인 검출기들은 적어도 50cm × 25cm, 바람직하게는 적 어도 75cm × 40cm, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 대략 100cm × 50cm를 측정하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이차원 배열의 라인 검출기들의 각각의 행(71)은 적어도 5개의 라인 검출기들, 바람직하게는 적어도 10개의 라인 검출기들, 및 가장 바람직하게는 적어도 대략 20개의 라인 검출기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이차원 배열의 라인 검출기들의 각각의 열(72)은 적어도 25개의 라인 검출기들, 바람직하게는 적어도 50개의 라인 검출기들, 및 가장 바람직하게는 적어도 대략 100개의 라인 검출기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이차원 배열의 라인 검출기들은 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 소스 및 상기 영역 사이의 방사선 경로에 배열된 시준기(51)를 포함하는데, 상기 시준기는 상기 라인 검출기들 쪽으로 방향이 잡혀져 있지 않은 방사선이 상기 대상물에 충돌하는 것을 방지하여 상기 대상물에 대한 방사선량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 검출기(41)들 각각은 상기 검출기의 전방에서 산란 거절 시준기의 필요성을 회피하도록 방향 민감성인 검출기인 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  21. 제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발산 방사선 소스는 X-선 소스(50)이고,
    상기 라인 검출기들은 각각 가스 기반의 이온화 검출기(41)인데, 방사선에 의한 이온화의 결과로서 자유로워진 전자들은 그 방사선의 방향에 수직인 방향으로 가속화되는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 가스 기반의 이온화 검출기는 전자 애벌런치 검출기인 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  23. 제 20항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 검출기(41)들 각각은 그것의 전체 길이(1)를 따라 검출할 수 있는 검출기인 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  24. 제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 검출기들 각각은 다이오드 배열, 반도체 핀 다이오드 배열, 신틸레이터 기반의 배열, CCD 배열, TFT- 또는 CMOS-기반의 검출기, 또는 액 검출기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  25. 제 1항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 PET 스캐너, 초음파 검사장치 및 SPECT 스캐너 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 장치.
  26. 대칭축선(x) 주위에 집중된 발산 방사선 빔(1)을 방사하는 단계;
    상기 방사된 방사선을 대상물에 통과시키는 단계; 및
    행(71)들 및 열(72)에 위치되어 있는 이차원 배열의 라인 검출기(41)들을 포함하는 방사선 검출기(42)에 의해 상기 대상물을 통과시킨 후 복수의 라인 이미지들로서 상기 방사된 방사선을 검출하는 단계를 포함하되, 상기 각 행의 라인 검출기들은 라인을 따라 에지 대 에지로 위치되어 있고, 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기는 상기 대상물과 관련하여 이동되는 동안, 상기 각각의 라인 검출기들은 상기 발산 방사선 소스 쪽으로 방향이 잡혀진 검출 민감영역(42)을 가지고서 상기 검출 민감영역에 입사하는 방사선의 일차원 이미지에 대비되게 되는 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는 방법에 있어서,
    상기 발산 방사선 빔은 상기 대칭축선(x)에 수직인 적어도 제 1 차원(y)에서 상기 대상물의 전체 확장부를 통과하고;
    상기 제 1 차원(y)에서 상기 대상물의 전체 확장부를 통과한 상기 발산 방사선 빔의 방사선은 상기 행들의 라인 검출기들 중의 하나에 의해 순간적으로 검출되며;
    상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기는 상기 방사선 검출기에 의해 검출하여 상기 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는 동안, 상기 대칭축선(x)에 및 상기 제 1 차원(y)의 방향에 수직인 제 2 축선(z) 주위에서 상기 대상물과 관련하여 나선형으로 이동되되, 상기 나선 이동은 완전한 일회공전 및 개구각(
    Figure 112006038718748-PCT00018
    )에 대한 합보다 작은 자전과, 상기 이차원 배열의 하나의 열에 있는 두 개의 인접한 검출기 들 사이의 거리에 상응하는 상기 제 2 축선(z)에 따른 거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는 방법.
  27. 대칭축선(x) 주위에 집중된 발산 방사선 빔(1)을 방사하는 단계;
    상기 방사된 방사선을 대상물에 통과시키는 단계; 및
    행(71)들 및 열(72)들에 위치되어 있는 이차원 배열의 라인 검출기(41)들을 포함하는 방사선 검출기(42)에 의해 상기 대상물을 통과시킨 후 복수의 라인 이미지들로서 상기 방사된 방사선을 검출하는 단계를 포함하되, 상기 각 행의 라인 검출기들은 라인을 따라 에지 대 에지로 위치되어 있고, 상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기는 상기 대상물과 관련하여 이동되는 동안, 상기 각각의 라인 검출기들은 상기 발산 방사선 소스 쪽으로 방향이 잡혀진 검출 민감영역(42)을 가지고서 상기 검출 민감영역에 입사하는 방사선의 일차원 이미지에 대비되게 되는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 방법에 있어서,
    상기 발산 방사선 빔은 상기 대칭축선(x)에 수직인 적어도 제 1 차원(y)에서 상기 대상물의 전체 확장부를 통과하고;
    상기 제 1 차원(y)에서 상기 대상물의 전체 확장부를 통과한 상기 발산 방사선 빔의 방사선은 상기 행들의 라인 검출기들 중의 하나에 의해 순간적으로 검출되며;
    상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기는 상기 방사선 검출기에 의해 검출하여 상기 대상물의 단층촬영 데이터를 획득하는 동안, 상기 대칭축선(x)에 및 상기 제 1 차원(y)의 방향에 수직인 제 2 축선(z) 주위에서 상기 대상물과 관련하여 나선형으로 이동되며;
    상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기는 상기 방사선 검출기에 의해 검출하여 상기 대상물의 X-선 단층사진 합성 데이터를 획득하는 동안, 상기 대칭축선(x)에 수직인 평면(yz)에서 상기 대상물과 관련하여 선형적으로 이동되며; 그리고
    상기 발산 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기는 상기 방사선 검출기에 의해 검출하여 상기 대상물의 정지화상 데이터를 획득하는 동안, 상기 이차원 배열의 하나의 열 내에 있는 두 개의 인접한 검출기들 사이의 거리에 상응하는 거리만큼 상기 제 2 축선(z)을 따라 상기 대상물과 관련하여 선형적으로 이동되는 것을 특징으로 하는 대상물의 단층촬영, X-선 단층사진 합성 및 정지화상 데이터를 획득하는 방법.
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