KR20240073793A - 전산화 단층촬영을 위한 하이브리드 이미징 검출기 구성 - Google Patents

Abstract

단일 CT 시스템 내에서 상이한 검출기 재료들을 이용한 전산화 단층촬영(CT) 스캔을 수행하기 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 일 실시예에서, CT 시스템(100)은 CT 시스템(100)의 갠트리(702)의 회전가능 부분에 결합된 하이브리드 검출기 조립체(430)를 포함하고, 하이브리드 검출기 조립체(430)는 복수의 검출기 어레이들(432)을 포함하고, 검출기 어레이들(432)은 CT 시스템(100)의 테이블(114)의 모션의 축에 평행한 방향을 따라 분리되고, 복수의 검출기 어레이들의 각각의 검출기 어레이(432)는 상이한 검출기 재료를 포함한다. 하이브리드 검출기 조립체(430)는 하이브리드 검출기 조립체(430)의 위치를 투영 데이터의 제1 획득과 투영 데이터의 제2 획득 사이에 갠트리(702)의 회전가능 부분 내에서 변경되게 하여, x-선 관(104)을 원하는 검출기 재료를 갖는 하이브리드 검출기 조립체(430)의 검출기 어레이(432)에 중심을 맞추도록 구성된 병진 메커니즘 상에 장착될 수 있다.

Description

전산화 단층촬영을 위한 하이브리드 이미징 검출기 구성{A HYBRID IMAGING DETECTOR CONFIGURATION FOR COMPUTED TOMOGRAPHY}

본 명세서에서 개시되는 대상의 실시예들은 의료 이미징에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 컴퓨터 단층촬영 이미징 시스템들을 사용하여 재구성된 이미지들의 품질을 증가시키는 것에 관한 것이다.

전산화 단층촬영(computed tomography, CT) 이미징 시스템들에서, 음극(cathode)에 의해 생성되는 전자 빔이 x-선 관 내에서 타깃을 향해 지향된다. 타깃과 충돌하는 전자들에 의해 생성되는 팬 형상 또는 원추 형상의 x-선 빔은 환자와 같은 대상체를 향해 지향된다. x-선들은 객체에 의해 감쇠된 후에, 방사선 검출기들의 어레이에 충돌하여, 이미지를 생성한다. 스캐너들은 상이한 유형들의 검출기들, 예컨대, 종래의 간접-변환-검출기-기반 에너지 통합 검출기들(Energy Integrating Detector, EID) 또는 직접-변환 광자 계수 CT(Photon Counting CT, PCCT) 검출기들, 또는 상이한 유형의 검출기를 사용할 수 있다.

진료소 및 병원에 의해 구매되는 스캐너들은 통상적으로 한 종류의 검출기를 포함한다. 예를 들어, 진료소는 EI 검출기들을 구비한 제1 스캐너, 또는 PCCT 검출기들을 구비한 제2 스캐너를 구매할 수 있지만, 재정적 제약으로 인해 둘 모두를 구매할 수는 없다. 각각의 유형의 검출기는 장점들 및 단점들을 가질 수 있다. EI 검출기는 PCCT 검출기보다 비용이 저렴하고 많은 이미징 작업들에 충분하다. PCCT 검출기의 경우, 광자를 계수하여 스펙트럼 정보를 제공하며, 이는 재구성된 이미지의 공간 해상도를 증가시킬 수 있다. 그러나, PC 검출기들의 제한된 능력으로 인해 더 높은 입력 카운트 레이트들에서 광자 파일업(pile-up)이 발생할 수 있으며, 이는 높은 x-선 선속(flux rate)에서 이미지 품질을 감소시킨다. 일반적으로, 일 유형의 검출기는 생성된 이미지의 원하는 특성들에 따라, 획득을 위한 다른 유형의 검출기보다 적합 또는 선호될 수 있다. 결과적으로, 스캐너를 구매할 때, 진료소 및 병원은 상이한 검출기 유형들 간의 트레이드오프를 따져야만 할 수 있다.

본 개시내용은 CT 시스템의 갠트리의 회전가능 부분에 결합된 하이브리드 검출기 조립체를 포함하는 CT 검출기 시스템에 의해 위에서 식별된 이슈들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 해결하며, 하이브리드 검출기 조립체는 복수의 검출기 어레이들을 포함하고, 검출기 어레이들은 CT 시스템의 테이블의 모션의 축에 평행한 방향을 따라 분리되고, 복수의 검출기 어레이들의 각각의 검출기는 상이한 검출기 재료를 포함한다. 하이브리드 검출기 조립체는 CT 시스템의 갠트리의 회전가능 부분 내에 활주가능하게 장착될 수 있고, 회전가능 부분은 스캔 동안 스캐닝되는 대상체 주위를 회전한다. 갠트리 상의 하이브리드 검출기 조립체의 상이한 구성들에서, CT 시스템의 x-선 관은 상이한 검출기 어레이들에 중심설정될 수 있다. 상이한 구성들은 제1 방향, 또는 제2, 반대 방향으로 하이브리드 검출기 조립체를 이동(예컨대, 활주)시킴으로써 선택될 수 있고, 제1 방향 및 제2 방향은 CT 시스템의 테이블의 모션의 축(예컨대, z차원)에 평행하다.

예를 들어, 제1 검출기 재료를 갖는 제1 검출기 어레이는 생성되는 이미지의 원하는 특성들의 제1 세트에 기초하여 획득을 수행하기 위해 복수의 검출기 어레이들로부터 선택될 수 있다. 제1 검출기 어레이가 선택되면, x-선 관이 제1 검출기 어레이에 중심이 맞춰지도록 하이브리드 검출기 조립체는 제1 방향으로 이동하도록 지시될 수 있다. 제2 획득이 수행될 수 있고, 제1 검출기 재료와는 상이한 제2 검출기 재료를 갖는 제2 검출기 어레이는 생성되는 이미지의 원하는 특성들의 제2 세트에 기초하여, 복수의 검출기 어레이들로부터 선택된다. 제2 검출기 어레이가 선택되면, x-선 관이 제2 검출기 어레이에 중심이 맞춰지도록 하이브리드 검출기 조립체는 제2 방향(예컨대, 반대 방향)으로 이동하도록 지시될 수 있다. 다른 실시예들에서, 검출기 조립체는 2개 초과의 검출기 어레이들을 포함할 수 있고, 이는 각각 제1 방향 또는 제2 방향 중 어느 하나로 이동함으로써 x-선 관에 중심이 맞춰질 수 있다. 이러한 방식으로, 단일 스캐너는 종래의 CT 스캔, 또는 PCCT 스캔을 수행하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 병원 및 진료소는 종래의 CT 스캐너 또는 PCCT 스캐너 사이에서 선택해야 하지 않을 수 있고, 더 넓은 범위의 상이한 정도의 품질의 이미지들이 지원될 수 있다. 추가적으로, PCCT 검출기 어레이의 크기는 스캐너의 비용을 추가로 낮추기 위해 PCCT 스캐너의 통상적인 PCCT 검출기 어레이와 비교하여 감소될 수 있다.

에너지 통합 시스템 내에 PCCT 검출기 어레이를 제공함으로써, PCCT의 일부 이점들은 PCCT 스캐너를 구매하는 것보다 더 낮은 비용으로 획득될 수 있다. 예를 들어, 비용상 저렴한 종래의 CT 스캔은 PCCT 기능들을 원하지 않거나 또는 사용하기에 비용 효과적일 때 수행될 수 있고, 비용상 많이 드는 PCCT 스캔은 더 높은 품질의 이미지들을 원할 때 수행될 수 있다. 예를 들어, PCCT 검출기 어레이는 더 높은 해상도를 원하는 업무들, 병리학, 또는 해부학적 영역들에 사용될 수 있고, EI 검출기 어레이는 더 높은 해상도가 정당화되지 않는 경우에 사용될 수 있다. PCCT 검출기 어레이는 감소된 시야를 가질 수 있고, PCCT 검출기는 더 작은 해부학적 영역들(예컨대, 심장, 팔다리)에 사용될 수 있고, EI 검출기는 더 큰 해부학적 영역들에 사용된다. 대안적으로, PCCT 검출기 어레이는 주로 연구에 사용될 수 있는 반면, EI 검출기 어레이는 주로 진료 업무에 사용될 수 있다.

추가적인 이점으로서, 어느 유형의 검출기가 스캔에 사용되어야 하는지에 관한 결정은 환자가 스캔될 준비가 될 때까지 연기될 수 있고, 그럼으로써 CT 스캐너 사용을 스케줄링하는 효율이 증가되어, 리소스들이 사용되지 않을 수 있는 중단시간을 감소시킬 수 있다.

본 설명의 상기한 장점들 및 다른 장점들, 및 특징들은 단독으로 취해질 때 또는 첨부 도면들과 관련하여 취해질 때 다음의 상세한 설명으로부터 용이하게 명백해질 것이다. 상기한 발명의 내용은 상세한 설명에서 추가로 설명되는 개념들의 선택을 간략화된 형태로 소개하기 위해 제공된다는 것이 이해되어야 한다. 이는 청구되는 대상의 핵심 또는 필수 특징들을 식별하는 것을 의미하지 않으며, 그 범위는 상세한 설명에 이어지는 청구범위에 의해 고유하게 정의된다. 또한, 청구되는 대상은 위에서 또는 본 개시의 임의의 부분에서 언급되는 임의의 단점들을 해결하는 구현예들로 제한되지 않는다.

본 개시의 다양한 양태들은 하기의 상세한 설명을 읽고 도면들을 참조하면 더 잘 이해될 수 있으며, 도면들에서:
도 1은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 이미징 시스템의 회화도를 도시한다;
도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 예시적인 이미징 시스템의 블록 개략도를 도시한다;
도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, CT 시스템의 예시적인 검출기 어레이의 개략도이다;
도 4a는 종래 기술로서, 단일 종래 CT 검출기의 개략도이다.
도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 제1 하이브리드 CT 검출기 조립체의 개략도이다.
도 4c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 제2 하이브리드 CT 검출기 조립체의 개략도이다.
도 5a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 하이브리드 CT 검출기 조립체의 검출기 어레이들의 제1 구성을 도시하는 개략도이다.
도 5b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 하이브리드 CT 검출기 조립체의 검출기 어레이들의 제2 구성을 도시하는 개략도이다.
도 6a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 하이브리드 CT 검출기 조립체의 검출기 어레이들의 제3 구성을 도시하는 개략도이다.
도 6b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 하이브리드 CT 검출기 조립체의 검출기 어레이들의 제4 구성을 도시하는 개략도이다.
도 7a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체를 포함하는 갠트리의 회전가능 부분을 제1 배향에서 도시한다.
도 7b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체를 포함하는 갠트리의 회전가능 부분을 제2 배향에서 도시한다.
도 7c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체를 포함하는 갠트리의 회전가능 부분을 제3 배향에서 도시한다.
도 7d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 제1 구성의 도 7a 내지 도 7c의 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체를 도시한다.
도 7e는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 제2 구성의 도 7a 내지 도 7c의 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체를 도시한다.
도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, CT 시스템의 획득 사이에 상이한 검출기 어레이들 사이의 스위칭을 위한 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도면들은 설명되는 시스템들 및 방법들의 특정 양태들을 예시한다. 하기의 설명과 함께, 도면들은 본 명세서에서 설명되는 구조들, 방법들, 및 원리들을 실증하고 설명한다. 도면들에서, 구성요소들의 크기는 명료화를 위해 과장되거나 또는 그 외 변형될 수 있다. 잘 알려진 구조들, 재료들, 또는 동작들은 설명된 구성요소들, 시스템들 및 방법들의 양태들을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 상세히 도시되거나 또는 설명되지 않는다.

본 명세서에서 개시되는 대상에 대한 이러한 설명 및 실시예들은 전산화 단층촬영(CT) 이미징 시스템을 통해 획득된 이미지들의 품질을 증가시키기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다. 전산화 단층촬영(CT) 이미징 시스템들에서, x-선원은 환자와 같은 객체를 향해 팬 형상 빔 또는 원추 형상 빔을 방출한다. 일반적으로, CT 시스템들에서, x-선원 및 에너지 집적(EI 또는 EID) 검출기 어레이는 이미징 평면 내의 갠트리 주위 및 환자 주위에서 회전되고, 이미지들은 상이한 뷰 각도들의 복수의 뷰들에서의 투영 데이터로부터 생성된다. 예를 들어, x-선원의 한 회전에 대해, CT 시스템에 의해 1000개의 뷰들이 생성될 수 있다. 빔은 환자에 의해 감쇠된 후에, 방사선 검출기들의 어레이에 충돌한다. x-선 검출기 또는 검출기 어레이는 전형적으로, 검출기에서 수신된 x-선 빔들을 시준하기 위한 시준기, x-선들을 광 에너지로 변환하기 위해 시준기에 인접하게 배치된 신틸레이터(scintillator), 및 인접한 신틸레이터로부터 광 에너지를 수신하고 그로부터 전기 신호들을 생성하기 위한 포토다이오드들을 포함한다. 검출기 어레이에서 수신되는 감쇠된 빔 방사선의 강도는 전형적으로, 환자에 의한 x-선 빔의 감쇠에 의존한다. 검출기 어레이의 각 검출기 요소는 각 검출기 요소에 의해 수신되는 감쇠된 빔을 나타내는 별개의 전기 신호를 생성한다. 전기 신호들은 분석을 위해 데이터 처리 시스템으로 송신된다. 데이터 처리 시스템은 이미지의 생성을 가능하게 하도록 전기 신호들을 처리한다.

이러한 종래의 CT 이미징 시스템들은 방사선 에너지를 시간 기간에 걸쳐 적분된 다음, 측정되고 궁극적으로 디지털화되는 전류 신호들로 변환하는 검출기들을 이용한다. 그러나, 이러한 검출기들의 결점은 검출되는 광자들의 수 및/또는 에너지에 관한 데이터 또는 피드백을 제공할 수 없다는 것이다. 즉, 신틸레이터에 의해 방출된 광은 충돌된 x-선들의 수 및 x-선들의 에너지 레벨 둘 모두의 함수이다. 포토다이오드들은 신틸레이션으로부터의 에너지 레벨 또는 광자 카운트 간을 구별할 수 없을 수 있다. 예를 들어, 2개의 신틸레이터들은 등가의 강도로 조명될 수 있고, 이에 따라, 각자의 포토다이오드들에 등가의 출력을 제공할 수 있다. 그러나, 등가의 광 출력을 냄에도 불구하고, 각 신틸레이터에 의해 수신되는 x-선들의 수가 상이할 수 있고, x-선들의 강도가 상이할 수 있다.

대조적으로, PCCT 검출기들은 높은 공간 해상도로 광자 계수 및/또는 에너지 구별 피드백을 제공할 수 있다. PCCT 검출기들은 x-선 계수 모드, 각 x-선 이벤트의 에너지 측정 모드, 또는 둘 모두에서 동작하게 될 수 있다. 하이브리드 광자 계수 에너지 구별 검출기의 구성에 다수의 재료들이 사용될 수 있지만, 반도체들이 하나의 바람직한 재료인 것으로 제시되어 있다. 이러한 사용에 통상적인 재료들은 카드뮴 아연 텔루라이드(CZT), 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 갈륨 비화물, 페로브스카이트, 및 규소(Si)를 포함하고, 이는 이들에 부착된 복수의 픽셀화 애노드를 갖는다.

PCCT 검출기들이 x-선 광자 계수에 더하여 에너지 측정 또는 태깅을 지원함에 따라, 해부학적 상세사항 뿐만 아니라 조직 특성 정보 둘 모두의 획득이 지원된다. 이와 관련하여, 빔 경화 등의 효과를 감소시키기 위해 에너지 구별 정보 또는 데이터가 사용될 수 있다. 또한, 이들 검출기들은 조직 구별 데이터의 획득을 지원하고, 이에 따라 질환 또는 다른 병리들을 나타내는 진단 정보를 제공한다. PCCT 검출기들은 또한 요오드 및 칼슘(및 다른 높은 원자수의 재료들)의 조영을 부스트하기 위해 최적의 에너지 가중의 사용에 의해, 조영제 및/또는 다른 특수화된 재료들과 같은, 대상체 내로 주입될 수 있는 재료들을 검출, 측정, 및 특성화하기 위해 사용될 수 있다. 조영제는 예를 들어, 더 양호한 시각화 동안 조영 증가를 위해 혈류 내로 주입되는 요오드를 포함할 수 있다.

그러나, 직접 변환 반도체 검출기들의 결점은 이들 유형들의 검출기들이 종래의 CT 시스템들과 전형적으로 마주치는 x-선 광자 플럭스에서 계수할 수 없다는 것이다. 검출기와 방사선 에너지원 또는 x-선 관 사이에 작은 대상체 두께가 개재되는 검출기 위치들에서 포화 및 파일업이 발생할 수 있다. 파일업은 검출기에서의 소스 플럭스가 너무 높아서, 2개 이상의 x-선 광자들이 이들의 신호들이 서로 간섭하도록 충분히 가까운 시간에 단일 픽셀에서 전하 패킷들을 축적할 가능성이 무시할 수 없을 때 PCCT 검출기들을 이용하여 발생하는 현상이다. 이러한 이벤트들은 그것들의 에너지들의 합을 갖는 하나의 단일 이벤트로서 인식될 수 있고, 이벤트들은 스펙트럼에서 더 높은 에너지로 시프트된다. 또한, 파일업은 높은 x-선 플럭스에서 카운트의 다소 현저한 저하를 초래하여, 검출기 양자 효율(detector quantum efficiency, DQE) 손실을 초래한다. 이러한 파일업은 검출기 포화를 초래할 수 있으며, 이는 직접 변환 센서들에서 비교적 낮은 x-선 플럭스 레벨에서 발생한다. 레벨 위에서, 검출기 응답은 예측가능하지 않고, 이미징 정보의 손실을 초래하고 x-선 투영 및 CT 이미지들에서 잡음 및 아티팩트들을 초래하는 저하된 선량 이용률을 갖는다.

따라서, EI 검출기들 및 PCCT 검출기들은 각각 장점들 및 단점들을 갖는다. 원하는 이미지 특성들에 따라, 일부 진료 업무의 경우, EI 검출기들이 선호될 수 있고, 다른 진료 업무의 경우, PCCT 검출기들이 선호될 수 있다. 다시 말해서, EI 검출기들은 이점들의 제1 세트를 제공할 수 있고, PCCT 검출기들은 이점들의 제2 세트를 제공할 수 있고, 한 종류의 검출기를 선택하는 것은 다른 종류의 검출기의 이점들을 희생하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, PCCT 검출기들은 스캐닝된 객체의 중심 부분에서 EI 검출기들보다 더 높은 품질 이미지들을 생성할 수 있고, EI 검출기들은 (예컨대, 파일-업으로 인해) 스캐닝된 객체의 측부 상의 부분들에서 더 높은 품질 이미지들을 생성할 수 있다.

보건 종사자들 및 시설들에 단일 CT 시스템 내의 상이한 종류들의 검출기들의 이점들로부터 이익을 얻는 능력을 제공하기 위해, 본 발명자들은 단일 CT 시스템 내의 검출기 유형들(예컨대, 검출기 재료들)을 스위칭하기 위한 새로운 접근법을 제안하였고, 복수의 상이한 검출기 유형들이 이동가능한 방식으로 갠트리 상에 조립될 수 있다. 복수의 상이한 검출기 유형들을 포함하는 검출기 조립체는 x-선원으로부터 발산된 전자 빔을 복수의 상이한 검출기 유형들 중 원하는 검출기 유형 상에 중심을 맞추도록 이동될 수 있다.

본 기술들에 따라 스캔을 수행하기 위해 사용될 수 있는 CT 시스템의 예가 도 1 및 도 2에서 제공된다. 도 3 및 도 4a는 CT 시스템의 예시적인 CT 검출기 어레이들을 도시한다. 상이한 유형들의 CT 검출기 어레이들은 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이 이동식 하이브리드 CT 검출기 조립체에 배열될 수 있다. 도 5a는 3개의 CT 검출기 어레이들을 포함하는 이동식 하이브리드 CT 검출기 조립체의 제1 구성을 도시하고, 각각의 검출기 어레이는 상이한 검출기 유형 또는 재료를 갖는다. 이동식 하이브리드 CT 검출기 조립체 내의 검출기 어레이들의 상대적 크기는 달라질 수 있고, 일부 검출기 어레이들은 도 5b, 도 6a, 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 다른 검출기 어레이들보다 더 클 수 있다(예컨대, 하나 이상의 치수들에서 더 큰 정도를 가짐). 이동식 하이브리드 CT 검출기 조립체들은 도 7a, 도 7b, 및 도 7c에 도시된 바와 같이 갠트리에 결합될 수 있다. 스캔 이전에, 하이브리드 CT 검출기 조립체는 x-선 빔들이 이동식 하이브리드 CT 검출기 조립체의 제1 검출기 어레이 상에 집중되는 도 7d에 도시된 제1 위치로부터 x-선 빔들이 이동식 하이브리드 CT 검출기 조립체의 제2 검출기 어레이 상에 집중되는 도 7e에 도시된 제2 위치로 조정될 수 있다. 이동식 하이브리드 CT 검출기 조립체의 상이한 검출기 어레이들 사이의 스위칭은 도 8에 도시된 방법을 따라 수행될 수 있다.

도 1 내지 도 7e는 다양한 구성요소들의 상대적인 위치 설정을 갖는 예시적인 구성들을 도시한다. 서로 직접 접촉하거나 직접 결합되는 것으로 도시된다면, 적어도 하나의 예에서, 요소들은 각각, 직접 접촉하거나 직접 결합되는 것으로 지칭될 수 있다. 유사하게, 적어도 하나의 예에서, 서로 연접하거나 인접한 것으로 도시된 요소들은 각각, 서로 연접하거나 인접할 수 있다. 예로서, 서로 면을 공유하여 접촉해서 놓이는 구성요소들은 면 공유 접촉으로 지칭될 수 있다. 다른 예로서, 적어도 하나의 예에서, 다른 구성요소들 없이 공간만을 사이에 두고 서로 이격되어 위치된 요소들이 그러한 것으로 지칭될 수 있다. 또 다른 예로서, 서로 위/아래/밑에, 서로 반대편에, 또는 서로 좌/우로 도시된 요소들이 서로에 대해, 그러한 것으로 지칭될 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 예에서, 요소의 최상부(topmost) 요소 또는 지점은 구성요소의 "상부(top)"로 지칭될 수 있고, 요소의 최하부(bottommost) 요소 또는 지점은 구성요소의 "하부(bottom)"로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 상부/하부, 상측(upper)/하측(lower), 위/아래는 도면들의 수직 축에 대해 상대적일 수 있고, 서로에 대한 도면들의 요소들의 위치 설정을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같이, 일 예에서, 다른 요소들 위에 도시된 요소들은 다른 요소들 위에 수직으로 위치된다. 또 다른 예로서, 도면들 내에 도시된 요소들의 형상들은 (예를 들어, 원형, 직선형, 평면형, 곡선형, 둥근형, 모따기형, 각진형 등과 같은) 그러한 형상들을 갖는 것으로 지칭될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 예에서, 서로 교차하는 것으로 도시된 요소들은 교차 요소들 또는 서로 교차하는 것으로 지칭될 수 있다. 또한, 일 예에서, 다른 요소 내에 도시되거나 다른 요소 외부에 도시된 요소는 그러한 것으로 지칭될 수 있다. 추가적으로, 도 7a 내지 도 7e는 스케일에 따라 도시된다. 그러나, 다른 치수들이 사용될 수 있다.

도 1은 환자와 같은 대상체(112), 무생물 객체, 하나 이상의 제조된 부품들, 및/또는 신체 내에 존재하는 치아 임플란트, 및/또는 조영제, 스텐트와 같은 이물질을 이미칭하도록 구성된 예시적인 CT 시스템(100)을 도시한다. 일 실시예에서, CT 시스템(100)은 갠트리(102)를 포함하며, 이는 차례로, 테이블(114) 상에 놓인 대상체(112)를 이미징하는 데 사용하기 위해 x-선 방사선 빔을 투영하도록 구성된 적어도 하나의 x-선원(104)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, x-선원(104)은 x-선 방사선 빔들을 갠트리(102)의 반대편에 위치된 검출기 어레이(108)를 향해 투영하도록 구성된다. 도 1은 단일 x-선원(104)을 도시하지만, 특정 실시예들에서, 다수의 x-선원들 및 검출기들이 환자에 대응하는 상이한 에너지 레벨들에서 투영 데이터를 획득하기 위해 복수의 x-선 방사선 빔들을 투영하기 위해 채용될 수 있다. 일부 실시예들에서, x-선원(104)은 급속 피크 킬로볼트(kVp) 스위칭에 의해 이중 에너지 젬스톤 스펙트럼 이미징(gemstone spectral imaging, GSI)을 가능하게 할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 실시예들에서, 채용되는 x-선 검출기는 상이한 에너지들의 x-선 광자들을 구별할 수 있는 광자 계수 검출기이다.

특정 실시예들에서, CT 시스템(100)은 반복적 또는 분석적 이미지 재구성 방법을 사용하여 대상체(112)의 타깃 볼륨의 이미지들을 재구성하도록 구성된 이미지 처리 유닛(110)을 더 포함한다. 예를 들어, 이미지 처리 유닛(110)은 환자의 타깃 볼륨의 이미지들을 재구성하기 위해 필터링 역 투영(filtered back projection, FBP)과 같은 분석적 이미지 재구성 접근법을 사용할 수 있다. 다른 예로서, 이미지 처리 유닛(110)은 대상체(112)의 타깃 볼륨의 이미지를 재구성하기 위해 ASIR(advanced statistical iterative reconstruction), CG(conjugate gradient), MLEM(maximum likelihood expectation maximization), MBIR(model-based iterative reconstruction) 등과 같은 반복적 이미지 재구성 접근법을 사용할 수 있다. 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 일부 예들에서, 이미지 처리 유닛(110)은 반복적 이미지 재구성 접근법에 더하여 FBP와 같은 분석적 이미지 재구성 접근법 둘 모두를 사용할 수 있다.

일부 CT 이미징 시스템 구성들에서, x-선원은 "이미징 평면"으로 통칭되는 X-Y-Z 데카르트 좌표계 내에 놓이도록 시준되는 원추형 x-선 방사선 빔을 투영한다. x-선 방사선 빔은 환자 또는 대상체와 같은 이미징되는 객체를 통과한다. x-선 방사선 빔은 객체에 의해 감쇠된 후에, 검출기 요소들의 어레이에 충돌한다. 검출기 어레이에서 수신되는 감쇠된 x-선 방사선 빔의 강도는 객체에 의한 x-선 방사선 빔의 감쇠에 의존한다. 어레이의 각 검출기 요소는 검출기 위치에서의 x-선 빔 감쇠의 측정인 별개의 전기 신호를 생성한다. 모든 검출기 요소들로부터의 감쇠 측정은 송신 프로파일을 생성하도록 별개로 획득된다.

일부 CT 시스템들에서, x-선원 및 검출기 어레이는 x-선 빔이 객체와 교차하는 각도가 끊임없이 변화하도록 이미징 평면 내에서 그리고 이미징될 객체 주위에서 갠트리와 함께 회전된다. 하나의 갠트리 각도에서의 검출기 어레이로부터의 x-선 방사선 감쇠 측정 그룹, 예를 들어, 투영 데이터가 "뷰(view)"로 지칭된다. 객체의 "스캔(scan)"은 x-선원 및 검출기의 하나의 회전 동안 상이한 갠트리 각도들, 또는 뷰 각도들에서 만들어진 뷰들의 세트를 포함한다.

도 2는 도 1의 CT 시스템(100)과 유사한 예시적인 이미징 시스템(200)을 예시한다. 본 개시의 양태들에 따르면, 이미징 시스템(200)은 대상체(204)(예를 들어, 도 1의 대상체(112))를 이미징하도록 구성된다. 일 실시예에서, 이미징 시스템(200)은 검출기 어레이(108)(도 1 참조)를 포함한다. 검출기 어레이(108)는 대응하는 투영 데이터를 획득하기 위해 대상체(204)(이를테면 환자)를 통과하는 x-선 방사선 빔을 함께 감지하는 복수의 검출기 요소들(202)을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 검출기 어레이(108)는 셀들 또는 검출기 요소들(202)의 복수의 로우들을 포함하는 다중 슬라이스 구성으로 제조될 수 있으며, 여기서 검출기 요소들(202)의 하나 이상의 추가적인 로우는 투영 데이터를 획득하기 위해 병렬 구성으로 배열된다. 검출기 요소들(202)은 또한 픽셀들 또는 검출기 픽셀들로 지칭될 수 있다.

특정 실시예들에서, 이미징 시스템(200)은 원하는 투영 데이터를 획득하기 위해 대상체(204) 주위의 상이한 각도 위치들을 순회하도록 구성된다. 이에 따라, 갠트리(102) 및 그 위에 장착된 구성요소들은 예를 들어, 상이한 에너지 레벨들에서, 투영 데이터를 획득하기 위해 회전 중심(206)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 대상체(204)에 대한 투영 각도가 시간의 함수로서 변하는 실시예들에서, 장착된 구성요소들은 원의 세그먼트가 아니라 일반적인 곡선을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.

x-선원(104) 및 검출기 어레이(108)가 회전함에 따라, 검출기 어레이(108)는 감쇠된 x-선 빔의 데이터를 수집한다. 검출기 어레이(108)에 의해 수집된 데이터는 스캔된 대상체(204)의 감쇠 계수들의 선 적분들을 나타내도록 데이터를 컨디셔닝하기 위해 전처리 및 교정을 거친다. 처리된 데이터는 투영으로 통칭된다. 일부 예들에서, 검출기 어레이(108)의 개별 검출기들 또는 검출기 요소들(202)은 개별 광자들의 상호작용들을 하나 이상의 에너지 빈에 등록하는 광자 계수 검출기들을 포함할 수 있다.

획득된 투영 데이터 세트들은 기본 재료 분해(basis material decomposition, BMD)에 사용될 수 있다. BMD 동안, 측정된 투영은 재료-밀도 투영 세트로 변환된다. 재료-밀도 투영은 뼈, 연조직 및/또는 조영제 맵과 같은 각 개별 기본 재료의 재료-밀도 맵 또는 이미지의 쌍 또는 세트를 형성하도록 재구성될 수 있다. 밀도 맵들 또는 이미지들은 차례로, 이미징된 볼륨에서, 기본 재료, 예를 들어, 뼈, 연조직 및/또는 조영제의 3D 볼류메트릭 이미지를 형성하기 위해 연관될 수 있다.

재구성되면, 이미징 시스템(200)에 의해 생성된 기본 재료 이미지는 2개의 기본 재료들의 밀도들로 표현되는, 대상체(204)의 내부 특징부들을 드러내 보인다. 밀도 이미지는 이들 특징부들을 보여주기 위해 디스플레이될 수 있다. 질병 상태들, 그리고 더 일반적으로는 의학적 이벤트들과 같은 의학적 병태들의 진단에 대한 전통적인 접근법들에서, 방사선 전문의 또는 내과의는 관심 특성 특징부들을 구별하기 위해 밀도 이미지의 하드 카피 또는 디스플레이를 고려할 것이다. 이러한 특징부들은 병변, 특정 해부학적 구조 또는 기관의 크기 및 형상, 및 개별 전문의의 기술 및 지식에 기초하여 이미지에서 구별 가능한 다른 특징부들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 이미징 시스템(200)은 갠트리(102)의 회전 및 x-선원(104)의 동작과 같은 구성요소의 이동을 제어하기 위한 제어 메커니즘(208)을 포함한다. 특정 실시예들에서, 제어 메커니즘(208)은 x-선원(104)에 전력 및 타이밍 신호들을 제공하도록 구성된 x-선 제어기(210)를 더 포함한다. 또한, 제어 메커니즘(208)은 이미징 요건들에 기초하여 갠트리(102)의 회전 속도 및/또는 위치를 제어하도록 구성된 갠트리 모터 제어기(212)를 포함한다.

특정 실시예들에서, 제어 메커니즘(208)은 검출기 요소들(202)로부터 수신되는 아날로그 데이터를 샘플링하고, 후속 처리를 위해 아날로그 데이터를 디지털 신호들로 변환하도록 구성된 데이터 획득 시스템(data acquisition system, DAS)(214)을 더 포함한다. DAS(214)는 또한 검출기 요소들(202)의 서브세트로부터의 아날로그 데이터를 소위 매크로 검출기들로 선택적으로 집성하도록 구성될 수 있다. DAS(214)에 의해 샘플링되고 디지털화된 데이터는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 디바이스(216)로 송신된다. 적어도 하나의 예에서, 컴퓨팅 디바이스(216)는 이미지 처리 유닛(110)과 동일하거나 유사할 수 있다는 것에 유의한다. 일 예에서, 컴퓨팅 디바이스(216)는 데이터를 저장 디바이스 또는 대용량 저장소(218)에 저장한다. 저장 디바이스(218)는 예를 들어, 임의의 유형의 비일시적인 메모리일 수 있고, 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크 드라이브, CD-R/W(compact disk-read/write) 드라이브, DVD(Digital Versatile Disc) 드라이브, 플래시 드라이브, 및/또는 솔리드 스테이트 저장 드라이브를 포함할 수 있다.

또한, 컴퓨팅 디바이스(216)는 데이터 획득 및/또는 처리와 같은 시스템 동작들을 제어하기 위한 커맨드들 및 파라미터들을 DAS(214), x-선 제어기(210), 및 갠트리 모터 제어기(212) 중 하나 이상에 제공한다. 특정 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(216)는 작업자 입력에 기초하여 시스템 동작들을 제어한다. 컴퓨팅 디바이스(216)는 컴퓨팅 디바이스(216)에 작동가능하게 결합된 작업자 콘솔(220)을 통해 예를 들어, 커맨드들 및/또는 스캐닝 파라미터들을 포함하는, 작업자 입력을 수신한다. 작업자 콘솔(220)은 작업자가 커맨드들 및/또는 스캐닝 파라미터들을 지정할 수 있게 하기 위한 키보드(도시되지 않음) 또는 터치스크린을 포함할 수 있다.

도 2가 하나의 작업자 콘솔(220)을 예시하지만, 예를 들어, 시스템 파라미터들을 입력 또는 출력, 검사들을 요청, 데이터를 플로팅, 그리고/또는 이미지들을 보기 위해, 하나 초과의 작업자 콘솔이 이미징 시스템(200)에 결합될 수 있다. 또한, 특정 실시예들에서, 이미징 시스템(200)은 인터넷 및/또는 가상 사설 네트워크들, 무선 전화 네트워크들, 무선 근거리 네트워크들, 유선 근거리 네트워크들, 무선 광역 네트워크들, 유선 광역 네트워크들 등과 같은 하나 이상의 구성가능한 유선 및/또는 무선 네트워크를 통해 예를 들어, 기관 또는 병원 내에, 또는 완전히 상이한 위치에, 근거리에 또는 원격에 위치된 다수의 디스플레이들, 프린터들, 워크스테이션들, 및/또는 유사한 디바이스들에 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 예를 들어, 이미징 시스템(200)은 PACS(picture archiving and communications system)(224)를 포함하거나, 또는 이에 결합된다. 예시적인 구현예에서, PACS(224)는 상이한 위치들에서의 작업자들이 커맨드들 및 파라미터들을 공급할 수 있게 하고/하거나 이미지 데이터에 대한 액세스 권한을 획득할 수 있게 하기 위해, 방사선부 정보 시스템, 병원 정보 시스템과 같은 원격 시스템, 및/또는 내부 또는 외부 네트워크(도시되지 않음)에 또한 결합된다.

컴퓨팅 디바이스(216)는 작업자가 공급한 그리고/또는 시스템이 정의한 커맨드들 및 파라미터들을 사용하여 테이블 모터 제어기(226)를 작동하며, 이는 차례로, 전동식 테이블일 수 있는 테이블(114)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 테이블 모터 제어기(226)는 대상체(204)의 타깃 볼륨에 대응하는 투영 데이터를 획득하기 위해 갠트리(102)에 대상체(204)를 적절하게 위치시키기 위해 테이블(114)을 이동시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, DAS(214)는 검출기 요소들(202)에 의해 획득된 투영 데이터를 샘플링하고 디지털화한다. 후속해서, 이미지 재구성기(230)가 샘플링되고 디지털화된 x-선 데이터를 사용하여 고속 재구성을 수행한다. 도 2는 이미지 재구성기(230)를 별개의 엔티티로서 예시하지만, 특정 실시예들에서, 이미지 재구성기(230)는 컴퓨팅 디바이스(216)의 일부를 형성할 수 있다. 대안적으로, 이미지 재구성기(230)는 이미징 시스템(200)에 없을 수 있고, 그 대신 컴퓨팅 디바이스(216)가 이미지 재구성기(230)의 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 이미지 재구성기(230)는 근거리에 또는 원격에 위치될 수 있고, 유선 또는 무선 네트워크를 사용하여 이미징 시스템(200)에 작동가능하게 연결될 수 있다. 특히, 하나의 예시적인 실시예는 이미지 재구성기(230)에 대한 "클라우드" 네트워크 클러스터에서의 컴퓨팅 자원들을 사용할 수 있다.

일 실시예에서, 이미지 재구성기(230)는 재구성된 이미지를 저장 디바이스(218)에 저장한다. 대안적으로, 이미지 재구성기(230)는 진단 및 평가에 유용한 환자 정보를 생성하기 위해 재구성된 이미지들을 컴퓨팅 디바이스(216)로 송신할 수 있다. 특정 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(216)는 재구성된 이미지들 및/또는 환자 정보를, 컴퓨팅 디바이스(216) 및/또는 이미지 재구성기(230)에 통신가능하게 결합된 디스플레이 또는 디스플레이 디바이스(232)로 송신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 재구성된 이미지들은 단기 또는 장기 저장을 위해 컴퓨팅 디바이스(216) 또는 이미지 재구성기(230)로부터 저장 디바이스(218)로 송신될 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, CT 검출기 어레이(300)가 도시되어 있으며, 이는 도 2의 검출기 어레이(108)의 비제한적인 예일 수 있다. 검출기 어레이(300)는 시준 블레이드들 또는 플레이트들(306)이 사이에 배치된 레일들(304)을 포함한다. 플레이트들(306)은 상기한 바와 같은 빔들이 플레이트들(306) 사이에 배열될 수 있는 검출기 어레이(300)의 복수의 검출기 모듈들(308)에 충돌하기 전에 x-선들(302)을 시준하도록 위치된다. 예를 들어, 검출기 어레이(300)는 57개의 검출기 모듈들(308)을 포함할 수 있고, 각각의 검출기 모듈(308)은 검출기(예컨대, 픽셀) 요소들의 64×16의 어레이 크기를 갖는다. 결과적으로, 검출기 어레이(300)는 64개의 로우들 및 912개의 컬럼들(16×57개의 검출기들)을 가져서, 각 갠트리 회전(예를 들어, 도 1의 갠트리(102))에 의해 64개의 동시 데이터 슬라이스들이 수집될 수 있게 할 것이다.

상이한 유형들의 검출기 요소들이 사용될 수 있다. CT 검출기 모듈들(308)은 인접하게 위치된 신틸레이터들로부터 광 에너지를 수신하는 포토다이오드들을 통해 방사선 에너지를 전기 신호로 간접 변환하도록 구성된 EID 검출기들을 포함할 수 있다. 대안적으로, CT 검출기 모듈들(308)은 방사선 에너지를 에너지 식별 또는 광자 계수 데이터를 포함하는 전기 신호들로 직접 변환하도록 구성된 PCCT 검출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광자가 PCCT 검출기 모듈(308)의 검출기 요소 상에 충돌할 때, 전하는 광자의 에너지에 비례하는 검출기 요소의 반도체 층 내에서 생성될 수 있다. 비교기는 생성된 전하의 전압을 하나 이상의 임계치들과 비교하여 하나 이상의 임계치들에 대한 전압에 기초하여 빈(복수의 빈들)의 카운트를 증분시킬 수 있다. 복수의 빈들은, 예를 들어, 에너지 임계치들이 최적 재료 분해 수행을 위해 구성된 8개의 빈을 포함할 수 있다.

도 4a, 도 4b, 및 도 4c를 참조하여 아래 설명된 바와 같이, 복수의 CT 검출기 어레이들(300)은 CT 시스템의 갠트리(예컨대, CT 시스템(100)의 갠트리(102)) 상에 장착된 CT 검출기 조립체 안에 함께 결합될 수 있다.

도 4a는 종래 CT 검출기 어레이(400)를 도시하며, 이는 도 3의 CT 검출기 어레이(300)의 비제한적인 예일 수 있다. CT 검출기 어레이(400)는 통상적으로 갠트리 상에 견고하게 장착되고, 이미징 획득 사이에는 이동되지 않는다. CT 검출기 어레이(400)는 상이한 유형들의 검출기 모듈들 및 검출기 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 CT 검출기 어레이(400)는 EI 검출기들을 포함할 수 있고; 제2 CT 검출기 어레이(400)는 PCCT 검출기들을 포함할 수 있고; 하나 이상의 추가적인 CT 검출기 어레이들(400)은 상이한 종류들의 검출기들을 포함할 수 있다. CT 검출기 어레이(400)가 검출기 아크(예컨대, 구부러진 형상을 가짐)로 도시되지만, 다른 실시예들에서, CT 검출기 어레이(400)는 평평할 수 있다. 예를 들어, CT 시스템은 평면-패널 이미징 시스템일 수 있고, CT 검출기 어레이(400)는 직접 또는 간접 평면 패널 이미징 검출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, CT 시스템은 중재적 및 방사선 요법에 사용될 수 있다.

CT 검출기 어레이(400)는 기준 축들(401) 상에 도시된 바와 같이, 본 명세서에서 z차원으로 지칭되는 CT 시스템의 테이블의 모션에 평행한 방향으로 크기(예컨대, 높이)(410)를 갖는다. (설명의 목적을 위해, 다양한 차원들에서의 CT 검출기 어레이(400) 및 본 명세서에 설명된 기타 구성요소들의 크기들은 도면들에 도시된 배향에 기초하여 본 명세서에서 높이, 길이, 또는 폭으로 설명됨이 이해되어야 한다). CT 검출기 어레이(400)는 기준 축들(401)에 도시된 바와 같이, x차원으로, CT 시스템의 테이블의 모션에 수직한 방향으로 연장되는 길이(420)를 갖는다. 높이(410) 및 길이(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두는, 방향(402)(예컨대, y차원)으로 투영되는 x-선이 집중되는 CT 검출기 어레이(400)의 표면적이 구현예에 따라 커스터마이징될 수 있도록, CT 시스템에 따라 달라질 수 있다.

도 4b는 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)의 간략한 모습을 도시하며, 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)는 제1 검출기 어레이(432), 및 제2 검출기 어레이(434)를 포함한다. 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434)는 CT 검출기 어레이(300) 및/또는 CT 검출기 어레이(400)의 비제한적인 예들일 수 있다. 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434)는 상이한 유형들의 검출기 모듈들 및 검출기 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기 어레이(432)는 EI 검출기들을 포함할 수 있고, 제2 검출기 어레이(434)는 PCCT 검출기들을 포함할 수 있거나; 또는 제1 검출기 어레이(432)는 PCCT 검출기들을 포함할 수 있고, 제2 검출기 어레이(434)는 EI 검출기들을 포함할 수 있거나; 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 상이한 유형의 검출기를 포함할 수 있다.

제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434)는 접합부(437)에서 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)에 면-공유 접촉하여 인접하게 배열될 수 있고, 제1 검출기 어레이(432)의 하부 에지(438)는 (예컨대, 화살표(436)에 의해 표시된 z차원에서) 제2 검출기 어레이(434)의 상부 에지(439)와 만난다. 일부 실시예들에서, 제1 검출기 어레이(432)는 접합부(437)에서 제2 검출기 어레이(434)에 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 검출기 어레이(432)는 접합부(437)에서 제2 검출기 어레이(434)에 결합되지 않을 수 있고, 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434) 둘 모두는 갠트리에 결합되어 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434)가 접합부(437)에서 면-공유 접촉하도록 할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434)는 둘 모두 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)의 구조적 구성요소에 결합될 수 있고, 구조적 구성요소는 갠트리에 결합될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 제1 검출기 어레이(432)의 하부 에지(438) 및 제2 검출기 어레이(434)의 상부 에지(439)는 서로 면공유 접촉하지 않을 수 있고, 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434)는 공간, 또는 물리적 분할기의 역할을 하는 구성요소에 의해 분리될 수 있다.

다양한 실시예들에서, 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)는, 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)가 화살표(436)에 의해 표시된 방향(예컨대, x-선들의 방향에 수직한 z차원)으로 획득 사이에 갠트리 상에서 이동될 수 있도록, 갠트리에 결합되는 병진 메커니즘에 장착될 수 있다. 예를 들어, 병진 메커니즘은 갠트리 상에 배열된 레일들의 세트일 수 있고, 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)는 레일들의 세트를 따라 활주할 수 있다. 구체적으로, 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)는 레일들을 따라 x-선들이 제1 검출기 어레이(432)에 중심을 맞추는 제1 위치로부터 x-선들이 제2 검출기 어레이(434)에 중심을 맞추는 제2 위치로 활주될 수 있다. 각각의 위치에서, 로킹 메커니즘은 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)를 제위치에 로킹하여, 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)가 획득 동안 이동할 수 없도록 할 수 있다. 예를 들어, 로킹 메커니즘은 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)에 결합될 수 있고, 레일들 또는 갠트리의 홀과 활주가능하게 맞물리는 핀을 포함할 수 있다. 대안적으로, 로킹 메커니즘은 클러치 및 제동 메커니즘을 포함하여, 클러치가 원하는 위치에서 맞물리고, 위치들 사이에서 활주할 때 맞물림해제되도록 할 수 있다. 제1 위치에서, 투영 데이터는 제1 검출기 어레이(432)의 검출기 요소들에 의해 획득될 수 있고, 제2 위치에서, 투영 데이터는 제2 검출기 어레이(434)의 검출기 요소들에 의해 획득될 수 있다. 제1 위치에서 제2 위치로 활주하는 하이브리드 검출기 조립체의 예는 도 7d 및 도 7e를 참조하여 아래 더 상세하게 기술된다.

대안적으로, 일부 실시예들에서, 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)는 고정 위치에서 갠트리에 결합될 수 있고, x-선원(예컨대, x-선 관)은 x-선원이 화살표(436)에 의해 갠트리 상에서 획득 사이에 표시되는 방향(예컨대, z차원)으로 이동될 수 있도록, 병진 메커니즘 상에 장착될 수 있다. 다시 말해서, 제1 하이브리드 검출기 조립체(430) 및 본 명세서에 설명된 기타 하이브리드 검출기 조립체들이 x-선원을 원하는 검출기 어레이에 중심을 맞추도록 이동되는 것으로 설명되지만, 유사한 결과는 하이브리드 검출기 조립체의 위치를 고정하고 x-선원의 위치를 조정함으로써 획득될 수 있다.

제1 검출기 어레이(432)는 제1 높이(440)를 갖고, 제2 검출기 어레이(434)는 제2 높이(442)를 갖는다. 제1 높이(440)는 제2 높이(442)와 동일할 수 있거나, 또는 제1 높이(440)는 제2 높이(442)와 상이할 수 있다. 제1 높이(440) 및 제2 높이(442)는 각각 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434)의 반도체 재료의 유형(예컨대, 검출기 유형)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기 어레이(432)는 EI 검출기들을 포함할 수 있고, 제2 검출기 어레이(434)는 PCCT 검출기들을 포함할 수 있다. EID에 대한 PCCT 검출기들의 더 높은 비용으로 인해, 제2 검출기 어레이(434)의 표면적은 제1 검출기 어레이(432)의 표면적보다 작을 수 있고, 그럼으로써 높이(440)는 높이(442)보다 클 수 있다. 대안적으로, 제1 검출기 어레이(432)는 PCCT 검출기들을 포함할 수 있고, 제2 검출기 어레이(434)는 EI 검출기들을 포함할 수 있고, 높이(440)는 높이(442)보다 낮을 수 있다.

제1 검출기 어레이(432)는 길이(446)를 갖고, 이는 도 4a의 길이(420)와 동일할 수 있다. 제2 검출기 어레이(434)는 또한 길이(446)를 갖는 것으로 도시된다. 그러나, 상이한 실시예들에서, 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434)는 상이한 길이를 갖는다.

도 4c는 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)의 간략한 모습을 도시하고, 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)는 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)를 포함하고, 이들의 각각은 검출기 어레이(300)와 동일하거나 또는 유사할 수 있다. 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)는 동일 또는 상이한 유형들의 검출기 모듈들 및 검출기 요소들(EI 검출기들, PCCT 검출기들, 및/또는 상이한 유형의 검출기)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서, 제1 검출기 어레이(452)는 PCCT 검출기들을 포함할 수 있고; 제2 검출기 어레이(454)는 EI 검출기들을 포함할 수 있고; 제3 검출기 어레이(456)는 PCCT 검출기들을 포함할 수 있다. 제2 실시예에서, 제1 실시예에서, 제1 검출기 어레이(452)는 EI 검출기들을 포함할 수 있고; 제2 검출기 어레이(454)는 PCCT 검출기들의 제1 구성을 포함할 수 있고; 제3 검출기 어레이(456)는 PCCT 검출기들의 제2 구성을 포함할 수 있다. 제3 실시예에서, 제1 실시예에서, 제1 검출기 어레이(452)는 PCCT 검출기들을 포함할 수 있고; 제2 검출기 어레이(454)는 EI 검출기들의 제1 구성을 포함할 수 있고; 제3 검출기 어레이(456)는 EI 검출기들의 제2 구성을 포함할 수 있다. 일반적으로, 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)는 다양한 구성들의 다양한 유형들의 검출기들을 포함할 수 있다.

도 4b를 참조하여 위에 기재된 바와 같이, 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)에서, 제1 검출기 어레이(452) 및 제2 검출기 어레이(454)는 접합부(457)에서 면-공유 접촉하여 인접하게 배열될 수 있고, 제1 검출기 어레이(452)의 하부 에지는 (예컨대, z차원에서) 제2 검출기 어레이(454)의 상부 에지와 만난다. 제2 검출기 어레이(454) 및 제3 검출기 어레이(456)는 접합부(467)에서 면-공유 접촉하여 인접하게 배열될 수 있고, 제2 검출기 어레이(454)의 하부 에지는 (예컨대, z차원에서) 제3 검출기 어레이(456)의 상부 에지와 만난다. 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)와 같이, 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)는 하나 이상의 접합부들(457, 467)에서 서로 결합될 수 있고/있거나 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)는 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)의 구조적 구성요소에 결합되어 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및/또는 제3 검출기 어레이(456)를 면-공유 접촉하도록 유지할 수 있거나, 또는 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)는 갠트리에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 검출기 어레이(452)의 하부 에지(458) 및 제2 검출기 어레이(434)의 상부 에지(459)는 서로 면공유 접촉하지 않을 수 있고, 공간 또는 분할기의 역할을 하는 구성요소에 의해 분리될 수 있고/있거나 제2 검출기 어레이(454)의 하부 에지(468) 및 제3 검출기 어레이(456)의 상부 에지(469)는 서로 면공유 접촉하지 않을 수 있고 공간 또는 분할기의 역할을 하는 구성요소에 의해 분리될 수 있다.

제2 하이브리드 검출기 조립체(450)는, 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)가 갠트리에 대해 이동되어 CT 시스템의 x-선원으로부터 발산되는 x-선들을 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456) 중 하나에 중심을 맞추도록 갠트리에 결합되는 병진 메커니즘(예컨대, 레일들) 상에 장착될 수 있다.

제1 검출기 어레이(452)는 제1 높이(460)를 갖고, 제2 검출기 어레이(454)는 제2 높이(462)를 갖고, 제3 검출기 어레이(456)는 제3 높이(464)를 갖는다. 도 4b를 참조하여 위에 기재된 바와 같이, 제1 높이(460), 제2 높이(462), 및/또는 제3 높이(464)는 동작 요구들 및 반도체 재료의 상대적 비용을 포함하는, 다양한 요인들에 따라 동일 또는 상이할 수 있다. 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)는 길이(466)를 갖는 것으로 도시된다. 그러나, 상이한 실시예들에서, 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)는 상이한 길이를 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 제1 검출기 어레이는 갠트리에 고정될 수 있는 반면, 추가적인 검출기 어레이들은 제1, 고정된 검출기 어레이에 대해 이동하도록 구성된 하이브리드 검출기 조립체에 배열될 수 있다. 예를 들어, 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)는 제1 검출기 어레이(452) 및 제3 검출기 어레이(456)를 포함할 수 있고, 제1 검출기 어레이(452) 및 제3 검출기 어레이(456)는 제2 검출기 어레이(454)의 크기의 공간에 의해 분리될 수 있고, 제2 검출기 어레이(454)는 y차원에서 x-선원에 대해 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)의 반대편 상에서 (예컨대, 제2 하이브리드 검출기 조립체(450) 뒤에) 갠트리에 고정될 수 있다. 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)의 제1 위치에서, x-선들은 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)를 통과(예컨대, 제1 검출기 어레이(452) 및 제3 검출기 어레이(456)를 분리하는 공간을 통과)하여 제2 검출기 어레이(454)에 침입할 수 있다. 상이한 검출기 유형이 요구되는 후속 스캔의 경우, 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)는 제1 방향으로 z차원을 따라 제2 위치로 이동될 수 있고, x-선들은 제1 검출기 어레이(452)에 침입할 수 있거나, 또는 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)는 제2 방향으로 z차원을 따라 제3 위치로 이동될 수 있고, x-선들은 제3 검출기 어레이(456)에 침입할 수 있다. 다시 말해서, 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)는 제1 검출기 어레이(452) 및 제3 검출기 어레이(456) 중 어느 하나가 제2 검출기 어레이(454)를 가리고, x-선들이 제2 검출기 어레이(454)에 칩입하지 않도록 이동될 수 있거나, 또는 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)는 제1 검출기 어레이(452) 및 제3 검출기 어레이(456) 중 어느 것도 제2 검출기 어레이(454)를 가리지 않고, 그럼으로써 x-선들이 제2 검출기 어레이(454)에 침입하도록 이동될 수 있다. 다른 예들에서, 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)의 상이한 구성들이 고정 또는 이동가능 위치들에서 사용될 수 있다. 고정 위치 검출기 어레이를 포함하는 한가지 이점은 갠트리의 전체 크기가 줄어들 수 있다는 것이다. 고정 위치 검출기 어레이를 포함하는 다른 이점은 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)의 무게가 감소될 수 있다는 것이며, 이는 이동하는 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)의 효율 또는 속도를 증가시킬 수 있다.

도 5a는 도 4c의 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)와 같은, CT 시스템의 하이브리드 검출기 조립체의 검출기 어레이들의 제1 예시 구성(500)을 도시한다. 제1 예시 구성(500)은 제1 검출기 어레이(502), 제2 검출기 어레이(504), 및 제3 검출기 어레이(506)를 포함하고, 이들은 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)의 비제한적인 예들일 수 있다. 제1 검출기 어레이(502)는 제1 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함하고; 제2 검출기 어레이(504)는 제2 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함하고, 제3 검출기 어레이(506)는 제3 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함한다. 제1 검출기 유형, 제2 검출기 유형, 및 제3 검출기 유형은 서로 상이할 수 있거나, 또는 상이한 구성 또는 크기의 동일 또는 유사한 검출기들을 포함할 수 있다. 도 5a에서, 제1 검출기 어레이(502), 제2 검출기 어레이(504), 및 제3 검출기 어레이(506)는 평면 패널 검출기 어레이들로서 도시된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 제1 검출기 어레이(502), 제2 검출기 어레이(504), 및 제3 검출기 어레이(506)는 구부러진 검출기 어레이들일 수 있고, 이는 도 3 및 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 위에 기재된 바와 같다. 도 5a에서, 도 5a에서, 기준 축들(501)에 도시된 z차원에서, 제1 검출기 어레이(502)는 높이(512)를 갖고, 제2 검출기 어레이(504)는 높이(514)를 갖고, 제3 검출기 어레이(506)는 높이(516)를 갖는데, 높이들(512, 514, 516)은 동일하다.

추가적으로, 제1 검출기 어레이(502), 제2 검출기 어레이(504), 및 제3 검출기 어레이(506)는 (예컨대, x차원에서) 동일한 길이(522)를 갖는다. 이와 같이, 제1 검출기 어레이(502), 제2 검출기 어레이(504), 및 제3 검출기 어레이(506)는 동일한 표면적을 가질 수 있다.

대조적으로, 도 5b는 제1 검출기 어레이(552), 제2 검출기 어레이(554), 및 제3 검출기 어레이(556)를 포함하는, CT 시스템의 하이브리드 검출기 조립체의 검출기 어레이들의 제2 예시 구성(550)을 도시한다. 제1 검출기 어레이(552)는 제1 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함할 수 있고; 제2 검출기 어레이(554)는 제2 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함할 수 있고; 제3 검출기 어레이(556)는 제3 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함할 수 있다.

도 5b에서, 제1 검출기 어레이(552), 제2 검출기 어레이(554), 및 제3 검출기 어레이(556)는 기준 축들(501)에서 표시된 x차원에서 동일한 길이(522)를 갖는다. 그러나, 제1 검출기 어레이(552)는 (예컨대, z차원에서) 높이(562)를 갖고, 제2 검출기 어레이(554)는 높이(564)를 갖고, 제3 검출기 어레이(556)는 높이(566)를 갖고, 높이들(562, 564, 566)은 동일하지 않다. 이와 같이, 제1 검출기 어레이(502), 제2 검출기 어레이(504), 및 제3 검출기 어레이(506)는 동일한 표면적을 갖지 않을 수 있다. 구체적으로, 높이(564)는 높이들(562, 566)보다 높고, 그럼으로써 제2 검출기 어레이(554)는 제1 검출기 어레이(552) 및 제3 검출기 어레이(556)보다 더 넓은 표면적을 갖는 것으로 도시된다.

다시 말해서, 제1 검출기 어레이(552), 제2 검출기 어레이(554), 및 제3 검출기 어레이(556)의 상대적 크기들은 유리하게 다양한 목표들을 충족하도록 구성 또는 조정될 수 있다. 예를 들어, 제2 검출기 어레이(554)는 EI 검출기들을 포함할 수 있고, 이는 생산 및 사용이 비용상 저렴하고, 대부분의 스캔들에서 고품질 이미지들을 제공할 수 있다. 제1 검출기 어레이(552)는 PCCT 검출기들을 포함할 수 있고, 이는 더 비싸고 EI 검출기들만큼 빈번하게 의존되지 않을 수 있다. 제3 검출기 어레이(556)는 상이한 검출기 유형을 포함할 수 있고, 이는 제2 검출기 어레이(554)만큼 빈번하게 사용되지 않을 수 있다. 제2 검출기 어레이(554)가 생산 및 사용이 비용상 저렴하고, 제1 검출기 어레이(552) 및 제3 검출기 어레이(556)보다 더 빈번하게 사용됨으로 인해, 제2 검출기 어레이(554)의 표면적은 증가될 수 있는 반면, 제1 검출기 어레이(552) 및 제3 검출기 어레이(556)의 표면적은 감소될 수 있다. 제2 검출기 어레이(554)의 표면적을 증가시킴으로써, 제2 검출기 어레이(554)를 통해 획득되는 투영 데이터로부터 재구성되는 이미지들의 품질은 증가될 수 있다. 제1 검출기 어레이(552) 및/또는 제3 검출기 어레이(556)의 감소된 표면적은 제1 검출기 어레이(552) 및/또는 제3 검출기 어레이(556)로부터 재구성된 이미지들의 감소된 품질을 초래하지 않을 수 있다. 그러나, 감소된 표면적은 대상체를 스캔하는데 사용되는 시간의 양을 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 감소된 표면적은 제1 검출기 어레이(552) 및/또는 제3 검출기 어레이(556)가 스캐닝되는 대상체의 더 작은 관심 영역을 스캔하는데 사용되게 할 수 있다. 따라서, 하이브리드 검출기 조립체의 상이한 검출기 어레이들의 상대적 높이를 조정함으로써, 스캐너는 상이한 유형들의 검출기들을 이용하여 스캔을 수행하면서 성능 및 비용 목표들을 충족하는 것을 지원할 수 있다.

도 6a는 도 4b의 제1 하이브리드 검출기 조립체(430)와 같은 CT 시스템의 하이브리드 검출기 조립체의 두 검출기 어레이들의 제3 예시 구성(600)을 도시한다. 제3 예시 구성(600)은 제1 검출기 어레이(602) 및 제2 검출기 어레이(604)를 포함하고, 이는 제1 검출기 어레이(432) 및 제2 검출기 어레이(434)의 비제한적인 예들일 수 있다. 제1 검출기 어레이(602)는 제1 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함할 수 있고, 제2 검출기 어레이(504)는 제2 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기 유형은 PCCT 검출기일 수 있고, 제2 검출기 유형은 EI 검출기일 수 있다.

기준 축들(501)에 표시된 z차원에서, 제1 검출기 어레이(602)는 높이(612)를 갖고, 제2 검출기 어레이(604)는 높이(614)를 갖고, 높이(614)는 높이(612)보다 높다. 추가적으로, 제1 검출기 어레이(602)는 (예컨대, x차원에서) 길이(622)를 갖고, 제2 검출기 어레이(604)는 길이(622)보다 긴 길이(624)를 갖는다. 이와 같이, 제1 검출기 어레이(602)는 제2 검출기 어레이(604)보다 더 작은 표면적을 갖는다.

일부 실시예들에서, 제1 검출기 어레이(602)는 검출기 어레이(604)에 대해 검출기 어레이(602)의 검출기 재료의 상대적 비용으로 인해 검출기 어레이(604)보다 더 낮은 높이 및/또는 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 검출기 어레이(602)는 검출기 어레이(604)의 제2 반도체 재료보다 더 비싼 제1 반도체 재료를 포함할 수 있고, 검출기 어레이(602)는 CT 시스템의 전체 비용을 감소시키기 위해 검출기 어레이(604)보다 더 짧은 높이 또는 길이를 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 높이(612)는 검출기 어레이(602)의 제조 제한들에 기초할 수 있다. 예를 들어, 검출기 재료(예컨대, 규소)는 일부 크기들에서 제조될 수 있지만, 다른, 더 큰 크기에서 제조되지 않을 수 있거나, 또는 검출기 재료를 더 큰 크기에서 제조하는 비용은 비용이 많이 들 수 있다. 검출기 재료가 적어도 하나의 치수에서 원하는 정도로 제조될 수 없는 경우, 높이(612)는 적어도 하나의 치수가 제조될 수 있는 정도로 단축될 수 있다. 다른 실시예들에서, 높이(612)는 하이브리드 검출기 조립체가 z차원에서 장착되는 하이브리드 검출기 조립체 및/또는 갠트리의 제한된 전체 정도로부터 야기되는 공간 제약들의 결과로서 감소될 수 있다.

도 6b는 도 4c의 제2 하이브리드 검출기 조립체(450)와 같은 하이브리드 검출기 조립체의 3개의 검출기 어레이들의 제4 예시 구성(650)을 도시한다. 제4 예시 구성(650)은 제1 검출기 어레이(652), 제2 검출기 어레이(654), 및 제3 검출기 어레이(656)를 포함하고, 이들은 각각 제1 검출기 어레이(452), 제2 검출기 어레이(454), 및 제3 검출기 어레이(456)의 비제한적인 예들일 수 있다. 제1 검출기 어레이(652)는 제1 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함하고; 제2 검출기 어레이(654)는 제2 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함하고, 제3 검출기 어레이(656)는 제3 검출기 유형의 검출기 요소들을 포함하고, 이들은 서로 상이할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제1 검출기 유형은 제1 검출기 재료를 포함할 수 있고, 제2 검출기 유형은 제2 검출기 재료를 포함할 수 있고, 제3 검출기 유형은 제3 검출기 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기 유형은 PCCT 검출기 요소들을 포함할 수 있고; 제2 검출기 유형은 EI 검출기 요소들을 포함할 수 있고; 제3 검출기 유형은, 예를 들어, 중재적 x-선 이미징 태스크들을 위한 유방조영술(mammography)을 위해 평면-패널 이미징에 사용될 수 있다.

대안적으로, 제1 검출기 유형, 제2 검출기 유형, 및 제3 검출기 유형 중 하나 이상은 상이한 구성, 크기, 두께, 및/또는 하나 이상의 차원들에서의 정도에서 동일 또는 유사한 검출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기 유형은 PCCT 검출기 요소들을 포함할 수 있고; 제2 검출기 유형은 제1 크기의 EI 검출기 어레이 및/또는 EI 검출기 요소들을 포함할 수 있고, 제3 검출기 유형은 제2 크기의 EI 검출기 어레이 및/또는 EI 검출기 요소들, 또는 상이한 두께들의 EI 검출기 요소들을 포함하는 복합 EI 검출기 어레이(예컨대, 개재된 어레이들)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 검출기 유형은 PCCT 검출기 요소들을 포함할 수 있고; 제2 검출기 유형은 제1 두께의 EI 검출기 요소들을 포함할 수 있고, 제3 검출기 유형은 제2 두께의 EI 검출기 요소들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 제공되는 예들은 예시를 위한 것이며, 상이한 유형들은 본 개시내용의 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 방식들로 구별될 수 있음이 이해되어야 한다.

제4 예시 구성(650)에서, 기준 축들(501)에 표시된 z차원에서, 제1 검출기 어레이(652)는 높이(662)를 갖고, 제2 검출기 어레이(654)는 높이(664)를 갖고, 제3 검출기 어레이(656)는 높이(666)를 갖는데, 높이들(662, 664, 666)은 상이하다. 추가적으로, 제1 검출기 어레이(652)는 (예컨대, x차원에서) 길이(672)를 갖고, 제2 검출기 어레이(654)는 길이(674)를 갖고, 제3 검출기 어레이(656)는 길이(676)를 갖고, 길이들(672, 674, 676)은 상이하다. 구체적으로, 높이(662)는 높이(666)보다 낮고, 높이(662) 및 길이(666) 둘 모두 높이(664)보다 낮고, 길이(672)는 길이(676)보다 짧고, 길이(672) 및 길이(676) 둘 모두 길이(674)보다 짧다. 이와 같이, 제1 검출기 어레이(652), 제2 검출기 어레이(654), 및 제3 검출기 어레이(656)는 상이한 표면적을 가질 수 있다. 위에 기재된 바와 같이, 상이한 표면적들은 CT 시스템의 다양한 속성들 및/또는 CT 시스템으로부터 재구성되는 이미지들을 최대화 또는 최소화하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기 어레이(652)는 제1 PCCT 검출기 어레이일 수 있고; 제2 검출기 어레이(654)는 EI 검출기 어레이일 수 있고; 제3 검출기 어레이(656)는 제2 PCCT 검출기 어레이일 수 있다. 제1 검출기 어레이(652) 및 제3 검출기 어레이(656)의 표면적들은 CT 시스템의 비용을 줄이도록 감소될 수 있고, 제2 검출기 어레이(654)의 표면적은 제2 검출기 어레이(654)의 EI 검출기들로부터 재구성되는 이미지들의 품질을 높이도록 증가될 수 있고, 이는 제1 검출기 어레이(652) 및 제3 검출기 어레이(656)의 PCCT 검출기들보다 더 빈번하게 사용될 수 있다.

하이브리드 검출기 조립체 내의 검출기 어레이들의 상대적 위치설정은 유리하게 상이한 검출기 어레이들의 하나 이상의 특성들에 기초할 수 있다. 예를 들어, 검출기 어레이들의 상대적 위치설정은 하이브리드 검출기 조립체의 하나 이상의 검출기 어레이들의 예상되는 사용에 기초할 수 있고, 예상 사용이 높은 제1 검출기 어레이는 z차원에서 중심을 맞출 수 있고, 다른 검출기 어레이들은 제1 검출기 어레이 주위에 위치될 수 있다(예컨대, 도 5a 내지 도 6b에서 z차원에서 제1 검출기 어레이 위 또는 아래에 있는 것으로 도시됨). 추가적으로, CT 시스템의 디폴트 또는 시작 위치에서, x-선원은, 하이브리드 검출기 조립체가 제1 검출기 어레이를 이용하여 획득을 위해 이동되지 않을 수 있도록, 그리고 하이브리드 검출기 조립체가 예상되는 사용이 낮은 검출기 어레이들을 이용하여 획득을 위해 이동될 수 있도록 제1 검출기 어레이에 중심이 맞춰질 수 있다. 이러한 방식으로, CT 시스템의 갠트리에 대한 하이브리드 검출기 조립체의 이동은 최소화되어, 하이브리드 검출기 조립체의 마모 및/또는 하이브리드 검출기 조립체의 유지보수의 빈도를 감소시키고, 하이브리드 검출기 조립체(예컨대, 레일)와 결합되는 갠트리의 하이브리드 검출기 조립체 및/또는 구성요소들의 유용 수명을 증가시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, 검출기 어레이들의 상대적 위치설정은, 예를 들어, 검출기 어레이들의 상대적 무게 및/또는 크기와 같은 검출기 어레이들의 하나 이상의 추가적인 또는 상이한 특성들에 기초할 수 있다. 예를 들어, 검출기 어레이들은 복수의 스캔들에 걸쳐 하이브리드 검출기 조립체에 의해 이동되는 총 거리를 최소화하도록 하이브리드 검출기 조립체 내에 배열될 수 있다.

도 7a는 기준 축들(501)의 세트에 대한 제1 관점으로부터의, 도 1의 CT 시스템(100)의 갠트리(102)와 같은 CT 시스템의 갠트리의 회전가능 부분(702), 및 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 개략도(700)를 도시한다. 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)는 도 4b 및 도 4c에서 간략화된 방식으로 도시된 하이브리드 검출기 어레이 조립체들(430, 450)의 비제한적인 예일 수 있고, 도 5a 내지 도 6b를 참조하여 전술된 것들과 같은 다양한 구성들의 상이한 유형들의 검출기 어레이들을 포함할 수 있다. 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)는 방향 화살표(701)에 의해 표시된 바와 같이 기준 축들(501)의 y차원에서 회전가능 부분(702)에 기계적으로 결합될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 제1 내측 표면(710)은 회전가능 부분(702)의 제1 외측 표면(712)에 볼트체결될 수 있고, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 제2 내측 표면(714)은 회전가능 부분(702)의 제2 외측 표면(716)에 볼트체결될 수 있다.

도 7b는 (예컨대, x/y 차원에서) 기준 축들(501)에 대해 제2 관점으로부터 회전가능 부분(702) 및 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 개략도(730)를 도시한다. 개략도(730)는 회전가능 부분(702)의 제1 측(734)에서 회전가능 부분(702)에 대한 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 결합을 도시하고, CT 시스템의 x-선원(732)은 회전가능 부분(702)의 제2, 반대 측(736)에 위치된다. 이와 같이, x-선원(732)에 의해 생성되는 x-선들은 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704) 내에 배열(예컨대, z차원으로 적층)되는 복수의 검출기 어레이들 중 하나에서 화살표들(738)에 의해 표시되는 바와 같이 지향될 수 있다.

도 7d 및 도 7e를 참조하여 아래 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)는 복수의 이동형 검출기 어레이들을 포함할 수 있고, 검출기 어레이들의 위치는 x-선들을 복수의 이동형 검출기 어레이들 중 원하는 검출기 어레이 상에 집중하도록 z차원에서 조정될 수 있다. (위에 기재된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 검출기 어레이들은 고정될 수 있고, x-선원(예컨대, x-선원(732))은 x-선들을 원하는 검출기 어레이 상에 집중하도록 z차원에서 조정될 수 있음.) 검출기 어레이들이 제1 위치에서 제2 위치로 이동되면, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704) 및 회전가능 부분(702)에 걸친 무게 분포는 변경되어, 회전가능 부분(702)의 회전에 영향을 줄 수 있는 불균형을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 불균형은 회전가능 부분(702)의 회전 속도를 낮춤으로써 해결될 수 있다. 다른 실시예들에서, 무게의 분포의 변화는 하나 이상의 이동가능 무게들(740)을 회전가능 부분(702)의 제2, 반대 측(736)에 커플링함으로써 오프셋될 수 있다. 하나 이상의 이동가능 무게들(740)은, 검출기 어레이들이 위치를 옮길 때, 하나 이상의 이동가능 무게들(740)이 무게의 분포의 변화를 보상하기 위해 이동되도록, 구성될 수 있다. 예를 들어, 검출기 어레이들이 z차원에서 제1 방향으로 이동되는 경우, 하나 이상의 이동가능 무게들(740)은 보상하기 위해 z차원에서 제2, 반대 방향으로 이동될 수 있다. 검출기 어레이들의 이동을 보상하는 하나 이상의 이동가능 무게들(740)의 능력은 하나 이상의 이동가능 무게들(740)의 크기에 따라 달라질 수 있다. 하나 이상의 이동가능 무게들(740)이 작은 경우, 검출기 어레이들의 이동은 부분적으로 보상될 수 있다. 검출기 어레이들의 이동이 부분적으로 보상될 때, 회전가능 부분(702)의 회전 속도는 생성되는 불균형을 완화하도록 감소될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 이동가능 무게들(740)은 검출기 어레이들의 이동을 완전히 보상하도록 크기설정될 수 있고, 그럼으로써 회전가능 부분(702)의 회전 속도는 줄지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 회전가능 부분(702)의 크기는 더 큰 크기의 무게들을 위한 공간을 만들기 위해 증가될 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 이동가능 무게들(740)은 회전가능 부분(702)의 내측 보어(741)에 위치설정 또는 결합될 수 있다.

도 7c는 (예컨대, y/z 차원에서) 기준 축들(501)에 대해 제3 관점으로부터 회전가능 부분(702) 및 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 개략도(750)를 도시한다. 개략도(730)는 화살표(701)에 의해 표시된 y차원에서 회전가능 부분(702)의 제1 측(734)에서 회전가능 부분(702)에 대한 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 결합을 도시한다.

도 7d는 (예컨대, y/z 차원에서) 기준 축들(501)에 대한 도 7c의 제3 관점으로부터 도 7a, 도 7b, 및 도 7c의 회전가능 부분(702)의 개략도(760)를 도시한다. 개략도(760)는 레일(762), 제1 검출기 어레이(764), 및 제2 검출기 어레이(766)를 도시하는 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 간략한 모습을 포함한다. 제1 검출기 어레이(764) 및 제2 검출기 어레이(766)는 각각 제1 검출기 어레이(602) 및 제2 검출기 어레이(604)의 비제한적인 예들일 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기 어레이(764)는 EI 검출기 요소들을 포함하는 EID 검출기 어레이일 수 있고, 제2 검출기 어레이(766)는 PCCT 검출기 요소들을 포함하는 PCCT 검출기 어레이일 수 있다. 제1 검출기 어레이(764) 및 제2 검출기 어레이(766)는 도 6a를 참조하여 위에 기재된 바와 같이 서로, 직접적으로 서로 또는 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 공유 구성요소에 결합될 수 있다. 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704) 및/또는 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 부품들 및/또는 부분들은 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)에 포함되는 검출기 어레이들의 수에 따라 상이하게 크기설정될 수 있음이 추가로 이해되어야 한다.

다양한 실시예들에서, 레일(762)은 고정된 위치에서 회전가능 부분(702)의 하부 측(770)에 (도시된 y차원에서) 기계적으로 결합될 수 있다. 제1 검출기 어레이(764) 및 제2 검출기 어레이(766)는 레일(762)에 활주가능하게 결합되어, 제1 검출기 어레이(764) 및 제2 검출기 어레이(766)가 방향 화살표(772)에 의해 표시된, z차원에서 레일(762)을 따라 활주할 수 있다. 도 7d에서, 제1 검출기 어레이(764) 및 제2 검출기 어레이(766)는 회전가능 부분(702)에 대해 제1 위치(768)에 도시되고, 제1 검출기 어레이(764)는 파선(761)에 의해 표시된 스캔 평면의 중심에 중심을 맞춰 정렬된다. 제1 검출기 어레이(764)가 스캔 평면의 중심에 중심이 맞춰지고 정렬된 결과로서, x-선원(732)에 의해 생성되는 x-선들은 제1 검출기 어레이(764)의 검출기 요소들에 침입할 수 있고, 제2 검출기 어레이(766)의 검출기 요소들에 침입하지 않을 수 있다. 따라서, 투영 데이터는 제1 검출기 어레이(764)로부터 획득되고 제2 검출기 어레이(766)로부터 획득되지 않을 수 있고, CT 이미지는 제1 검출기 어레이(764)를 통해 획득되는 투영 데이터로부터 재구성될 수 있다.

도 7e는 회전가능 부분(702) 및 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)의 간략한 모습의 개략도(780)를 도시하고, 제1 검출기 어레이(764) 및 제2 검출기 어레이(766)는 회전가능 부분(702)에 대해 제2 위치(782)에서 도시되고, 제2 검출기 어레이(766)는 파선(761)에 의해 표시된 스캔 평면의 중심에 중심이 맞춰지고 정렬된다. 제2 검출기 어레이(766)가 스캔 평면의 중심에 중심이 맞춰지고 정렬된 결과로서, x-선원(732)에 의해 생성되는 x-선들은 제2 검출기 어레이(766)의 검출기 요소들에 침입할 수 있고, 제1 검출기 어레이(764)의 검출기 요소들에 침입하지 않을 수 있다. 따라서, 투영 데이터는 제2 검출기 어레이(766)로부터 획득되고 제1 검출기 어레이(764)로부터 획득되지 않을 수 있고, CT 이미지는 제2 검출기 어레이(766)를 통해 획득되는 투영 데이터로부터 재구성될 수 있다.

다시 말해서, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)는 유리하게 제1 검출기 어레이(764)로부터의 투영 데이터, 또는 제2 검출기 어레이(766)로부터의 투영 데이터를 이용하여 수행되도록 스캔이 요구되는지 여부에 따라 제1 위치(768)와 제2 위치(782) 사이에서 스위칭될 수 있다. 제1 검출기 어레이(764)로부터의 투영 데이터가 요구되는 경우, 제1 검출기 어레이(764) 및 제2 검출기 어레이(766)는 화살표(772)에 의해 표시되는 z차원을 따라 제1 방향으로 (예컨대, 도 7d 및 도 7e에서 좌측으로) 레일(762)을 따라 활주될 수 있다. 제2 검출기 어레이(764)로부터의 투영 데이터가 요구되는 경우, 제1 검출기 어레이(764) 및 제2 검출기 어레이(766)는 화살표(772)에 의해 표시되는 z차원을 따라 제2, 반대 방향으로 (예컨대, 도 7d 및 도 7e에서 좌측으로) 레일(762)을 따라 활주될 수 있다. 이러한 방식으로, CT 시스템은 상이한 유형들의 검출기들을 이용하여 대상체를 스캔하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)는 제1 대상체로부터의 투영 데이터의 제1 획득을 수행하기 위해 제1 위치(768)로 스위칭될 수 있다. 제1 획득을 위해, 방사선 전문의는 EI 검출기들을 이용하여 스캔을 수행하기를 원할 수 있고, 이는 더 빠를 수 있고 다른 유형들의 검출기들보다 더 효율적으로 리소스들을 사용할 수 있고, 이로부터 고품질의 재구성되는 이미지들이 생성될 수 있다. 제1 획득이 완료된 후에, 방사선 전문의는 제2 획득을 수행하기를 원할 수 있다. 제2 획득을 위해, 방사선 전문의는 PCCT 검출기들을 이용하여 스캔을 수행하기를 원할 수 있고, EI 검출기들로부터 획득될 수 있는 것보다 더 높은 품질로 재구성되는 이미지를 생성할 수 있다. 제2 획득을 수행하기 위해, 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)는 제1 위치(768)에서 제2 위치(782)로 스위칭될 수 있고, 그럼으로써 제2 검출기 어레이(766)는 파선(761)에 의해 표시되는 스캔 평면의 중심에 위치설정될 수 있다. 제2 검출기 어레이(766)가 스캔 평면의 중심에 위치설정됨으로 인해, 투영 데이터가 PCCT 검출기들을 포함하는 제2 검출기 어레이(766)에 의해 획득될 수 있고, 이미지가 투영 데이터로부터 재구성될 수 있다.

이제 도 8을 참조하면, 도 7a 내지 도 7e의 장착형 하이브리드 CT 검출기 조립체(704)와 같은 CT 이미징 시스템의 하이브리드 CT 검출기 조립체의 상이한 검출기 어레이들 사이에서 스위칭하기 위한 예시적인 방법(800)을 도시하는 흐름도가 도시되어 있다. 방법(800)은 비일시적인 메모리에 명령어들로서 저장될 수 있고, 도 2의 이미징 시스템(200)의 컴퓨팅 디바이스(216)와 같은, CT 이미징 시스템의 컴퓨팅 디바이스의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있다.

방법(800)은 802에서 시작하고, 방법(800)은 CT 스캔에서 사용하기를 원하는 검출기의 유형의 선택을 수신하는 단계를 포함한다. 다양한 실시예들에서, 검출기 유형은 선택된 검출기 유형을 통해 획득된 투영 데이터로부터 재구성된 이미지의 하나 이상의 원하는 특성들에 기초하여 선택될 수 있다.

예를 들어, 제1 유형의 검출기는 EI 검출기일 수 있고, 이는 종래의 CT 이미지를 원하는 경우 선택될 수 있다. 제2 유형의 검출기는 PCCT 검출기일 수 있고, 이는 종래의 CT 이미지보다 더 높은 공간 해상도를 갖는 이미지를 원하는 경우 선택될 수 있다. 예를 들어, 원하는 이미지 재구성 속도에 기초하여 종래의 CT 이미지를 원할 수 있는데, 종래의 CT 이미지는 PCCT 검출기 데이터로부터 재구성되는 이미지보다 더 신속하게 재구성될 수 있다. EID 데이터로부터 종래의 CT 이미지를 재구성하는 것은 또한 PCCT 데이터로부터 이미지를 재구성하는 것보다 연산 및 메모리 리소스들을 덜 소비할 수 있고, PCCT 데이터를 이용함으로 인한 이미지 품질의 잠재적 증가는 PCCT 데이터로부터 이미지를 재구성하기 위해 의존되는 시간의 양, 프로세싱 전력, 및 메모리의 증가를 정당화하지 않을 수 있다. 대안적으로, 일부 이미징 태스크들의 경우, PCCT 데이터를 사용하는 것의 시간의 양, 프로세싱 전력, 및 메모리의 증가가 정당화될 수 있고, 그럼으로써 PCCT 검출기 유형이 선택될 수 있다.

원하는 검출기 유형은 CT 시스템의 사용자, 예컨대, 방사선 전문의, 의사, 기술자, 또는 상이한 의료인에 의해 선택될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 원하는 검출기 유형은 CT 시스템의 디스플레이 디바이스(예컨대, 도 2의 디스플레이 디바이스(232)) 상에 디스플레이되는 CT 시스템의 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택될 수 있다. 또한, 원하는 검출기 유형은 CT 시스템을 이용하여 스캔을 수행할 때 사용자에 의해 선택될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 종래의 CT 이미지를 생성하기 위해 EID 검출기들을 사용하여 투영 데이터를 획득하는 CT 시스템의 제1 구성을 사용하여 대상체를 스캔할 수 있다. 종래의 CT 이미지를 검토한 후에, 사용자는 대상체의 제2 스캔을 수행할 상이한 검출기 유형(예컨대, PCCT 검출기)을 선택하기 위해 CT 시스템을 재구성할 수 있고, 생성되는 이미지는 더 높은 품질의 것일 수 있다.

804에서, 방법(800)은 선택된 검출기 유형의 검출기 어레이 가운데에 CT 시스템의 x-선 관을 위치시키도록 CT 시스템의 하이브리드 CT 검출기 조립체의 위치를 조정하는 단계를 포함한다. 하이브리드 CT 검출기 조립체는 도 4b 내지 도 7e를 참조하여 설명된 하이브리드 CT 검출기 조립체들과 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 CT 검출기 조립체의 위치를 조정하는 단계는 CT 시스템의 z차원을 따라 제1 방향, 또는 제2, 반대 방향으로 레일(예컨대, 레일(762))을 따라 복수의 검출기 어레이들(예컨대, 제1 검출기 어레이(764) 및 제2 검출기 어레이(766))을 활주시키는 단계를 포함할 수 있고(예컨대, 스캐닝되는 대상체가 위치설정되는 CT 시스템의 테이블의 모션과 정렬됨), 이는 도 7d 및 도 7e를 참조하여 위에 기재된 바와 같다.

806에서, 방법(800)은 선택된 검출기 어레이를 통해 투영 데이터를 획득하고, 획득된 투영 데이터로부터 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 이미지, 및/또는 이미지의 2D 슬라이스들은 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이될 수 있다. 일 예에서, x-선들은 x-선 관이 선택된 검출기 어레이에 중심이 맞춰진 후에만 선택된 검출기 유형을 향해 지향된다.

808에서, 방법(800)은 새로운 검출기 유형이 선택되었는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 사용자는 동일한 대상체 또는 상이한 대상체 상에서 후속 획득을 수행하기를 원할 수 있고, 후속 획득은 제1 획득과는 상이한 검출기 유형을 이용하여 수행된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이미징이 완료될 수 있고, 추가적인 이미징을 원하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출기 유형은 구현되는 스캔 프로토콜에 의해 정의 또는 제안될 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 프로토콜은 제1 검출기 유형을 원한다고 명시할 수 있거나, 또는 사용자가 제1 검출기 유형을 선택하도록 제안할 수 있고; 제2 스캔 프로토콜은 제2 검출기 유형을 원한다고 명시할 수 있거나, 또는 사용자가 제2 검출기 유형을 선택하도록 제안 등을 할 수 있다. 스캔 프로토콜에서 검출기 유형의 명시는, 예를 들어, 스캔을 수행하는 시간 이전에 인간 전문가에 의해 이루어질 수 있다. 일부 경우들에서, 검출기 유형의 명시는 대응하는 이미징 태스크에 대해 적합한 검출기 유형을 예측하도록 훈련된 머신 러닝 알고리즘에 적어도 부분적으로 기초하여 이루어질 수 있다.

808에서 후속 스캔을 위해 새로운 검출기 유형이 선택되었다고 결정되는 경우, 방법(800)은 804로 되돌아가고, 하이브리드 검출기 조립체의 위치는 선택된 검출기 유형으로부터 획득된 투영 데이터를 이용하여 이미지를 획득하도록 새롭게 선택된 검출기 유형을 포함하는 검출기 어레이 중심에 x-선 관을 위치시키도록 조정된다. 새롭게 선택된 검출기 유형이 x-선 관과 중심을 이룰 때까지 x-선들은 더 이상 하이브리드 검출기 어레이를 향해 지향되지 않는다. 이 프로세스 동안, 환자는 이미징 시스템 내에 남아 있을 수 있다. 이렇게 함으로써, 단일 이미징 시스템이 다수의 유형들의 CT 이미지들을 획득하는데 사용될 수 있다.

대안적으로, 808에서 후속 스캔을 위해 새로운 검출기 유형이 선택되지 않았다고 결정되는 경우, 방법(800)은 810으로 진행한다. 810에서, 방법(800)은 하이브리드 검출기 조립체의 현재 위치를 유지하는 단계를 포함하고, 방법(800)은 종료된다.

따라서, 단일 CT 시스템 내에서 상이한 검출기 유형들 또는 재료들을 이용하여 CT 스캔을 수행하기 위한 방법들 및 시스템들이 본 명세서에 제공된다. CT 시스템은 상이한 재료들의 다양한 검출기 어레이들을 포함하는 하이브리드 검출기 조립체를 포함할 수 있고, 이는 z차원으로 (예컨대, CT 시스템의 테이블의 모션의 축에 평행하게) 적층되어 z차원에서의 하이브리드 검출기 조립체의 위치가 CT 시스템의 x-선 관을 원하는 검출기 유형/재료를 갖는 원하는 검출기 어레이 상에 중심을 맞추도록 획득 사이에 시프트될 수 있도록 할 수 있다. 제1 이미지는 제1 검출기 어레이(예컨대, EI 검출기 어레이)를 이용하여 제1 획득 동안 획득되는 투영 데이터를 이용하여 재구성될 수 있고, 제2 이미지는 제2, 상이한 검출기 어레이(예컨대, PCCT 검출기 어레이)를 이용하여 제2 획득 동안 획득되는 투영 데이터를 이용하여 재구성될 수 있다. CT 시스템의 사용자는 원하는 검출기 어레이가 x-선 관에 중심을 맞추는 위치로 하이브리드 검출기 조립체를 이동시키도록 스캔 시간에 원하는 검출기 유형/재료를 선택할 수 있다. 사용자가 스캔 시간에 수행할 획득의 유형을 결정하게 함으로써, CT 시스템의 사용은 더 효율적으로 스케줄링되어, 사용 속도를 증가시킬 수 있다. 상이한 검출기 능력들을 단일 시스템 내에 제공함으로써, 진료소 및 병원은 추가 장비를 구입할 필요없이 상이한 유형들의 스캔들을 수행하여, 비용을 절약할 수 있다. 결과적으로, 병원 및 진료소는 종래의 CT 스캐너 또는 PCCT 스캐너 사이에서 선택해야 하지 않을 수 있고, 더 넓은 범위의 상이한 정도의 품질의 이미지들이 지원될 수 있다.

CT 시스템 내의 상이한 검출기 재료들의 검출기 어레이들을 제공하는 기술적 효과는 더 넓은 범위의 유형들의 재구성된 이미지들이 상이한 유형들의 재구성된 이미지들에 대해 상이한 CT 시스템들을 구입하는 것보다 더 낮은 비용에서 지원될 수 있다는 것이다.

본 개시내용은 또한 전산화 단층촬영(CT) 시스템에 대한 지원을 제공하며, 전산화 단층촬영(CT) 시스템은 CT 시스템의 갠트리의 회전가능 부분에 결합된 하이브리드 검출기 조립체를 포함하고, 하이브리드 검출기 조립체는 복수의 검출기 어레이들을 포함하고, 검출기 어레이들은 CT 시스템의 테이블의 모션의 축에 평행한 방향을 따라 분리되고, 복수의 검출기 어레이들의 각각의 검출기는 상이한 검출기 재료를 포함한다. 시스템의 제1 예에서, 복수의 검출기 어레이들은 에너지 통합(EI) 검출기 어레이 및 광자 계수(PC) 검출기 어레이를 포함한다. 옵션적으로 제1 예를 포함하는 시스템의 제2 예에서, CT 시스템의 하이브리드 검출기 조립체 및 x-선 관 중 적어도 하나는 하이브리드 검출기 조립체 및 x-선 관 중 적어도 하나의 위치가 투영 데이터의 제1 획득과 투영 데이터의 제2 획득 사이에 갠트리의 회전가능 부분 내에서 변경되게 하도록 구성된 병진 메커니즘 상에 장착된다. 옵션적으로 제1 예 및 제2 예 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 시스템의 제3 예에서, 병진 메커니즘은 레일을 포함한다. 옵션적으로 제1 예 내지 제3 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제4 예에서, 병진 메커니즘은 획득 동안 원하는 위치에 하이브리드 검출기 조립체를 로킹하기 위한 로킹 메커니즘을 포함한다. 옵션적으로 제1 예 내지 제4 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제5 예에서, 시스템은: 프로세서, 및 명령어들을 포함하는 비일시적 메모리를 추가로 포함하고, 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, 하이브리드 검출기 조립체 및 x-선 관 중 적어도 하나로 하여금 x-선 관이 복수의 검출기 어레이들 중 제1 검출기 어레이에 중심이 맞춰져서, 제1 검출기 어레이가 투영 데이터의 제1 획득에 사용되는 제1 위치로부터 x-선 관이 복수의 검출기 어레이들 중 제2 검출기 어레이에 중심이 맞춰져서, 제2 검출기 어레이가 투영 데이터의 제2 획득에 사용되는 제2 위치로 이동하게 한다. 옵션적으로 제1 예 내지 제5 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제6 예에서, 하이브리드 검출기 조립체 및 x-선 관 중 적어도 하나는 CT 시스템의 테이블의 모션의 축에 평행한 방향으로 이동된다. 옵션적으로 제1 예 내지 제6 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제7 예에서, 제1 검출기 어레이는 에너지 통합 검출기(EID) 어레이, 종래의 CT 이미지는 투영 데이터의 제1 획득으로부터 생성되고, 제2 검출기 어레이는 광자-계수 전산화 단층촬영(PCCT) 검출기 어레이이고, PCCT 데이터에 기초한 이미지는 투영 데이터의 제2 획득으로부터 생성된다. 옵션적으로 제1 예 내지 제7 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제8 예에서, 복수의 검출기 어레이들 중 하나의 검출기 어레이가: 획득 동안 획득되는 투영 데이터로부터 재구성된 이미지의 하나 이상의 원하는 특성들, 이미지를 재구성하기 위한 원하는 시간 프레임, 및 획득 동안 이용가능한 연산 및/또는 메모리 리소스들의 양 중 적어도 하나에 기초하여 획득을 수행하도록 CT 시스템의 사용자에 의해 선택된다. 옵션적으로 제1 예 내지 제8 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제9 예에서, 복수의 검출기 어레이들은 인접한 방식으로 배열되고, 복수의 검출기 어레이들의 각각의 검출기는 하이브리드 검출기 조립체 내의 이웃하는 검출기 어레이들과 면-공유 접촉한다. 옵션적으로 제1 예 내지 제9 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제10 예에서, 상이한 검출기 재료들의 검출기 재료는 적어도 하나의 치수에서 원하는 정도로 제조될 수 없다. 옵션적으로 제1 예 내지 제10 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제11 예에서, 테이블의 모션의 축에 평행한 방향의 복수의 검출기 어레이들 중 둘 이상의 검출기 어레이들의 크기는 동일하지 않다. 옵션적으로 제1 예 내지 제11 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제12 예에서, 둘 이상의 검출기 어레이들 중 제1 검출기 어레이는 EID 어레이이고, 둘 이상의 검출기 어레이들 중 제2 검출기 어레이는 PCCT 어레이이고, EID 어레이의 표면적은 PCCT 어레이의 표면적보다 크다. 옵션적으로 제1 예 내지 제12 예 중 하나 이상 또는 각각을 포함하는 시스템의 제13 예에서, 복수의 검출기 어레이들 중 둘 이상의 검출기 어레이들의 시야는 동일하지 않다. 본 개시내용은 또한 전산화 단층촬영(CT) 이미징 시스템을 위한 방법에 대한 지원을 제공하고, 방법은: CT 시스템의 사용자로부터, CT 이미징 시스템의 복수의 검출기 유형들로부터 제1 검출기 유형의 제1 선택을 수신하는 단계, 복수의 검출기 어레이들을 포함하는 하이브리드 검출기 조립체의 위치를 - 복수의 검출기 어레이들의 각각의 검출기는 상이한 검출기 유형을 가짐 - CT 시스템의 갠트리의 회전가능 부분 내의 제1 위치로부터 갠트리의 회전가능 부분 내의 제2 위치로 조정하는 단계 - 제2 위치는 CT 시스템의 x-선원을 제1 검출기 유형의 제1 검출기 어레이에 중심을 맞춤 -, 제1 검출기 어레이를 이용하여 대상체를 스캐닝하는 단계, 제1 검출기 어레이에 기초하여 획득된 투영 데이터에 기초하여 대상체의 이미지를 재구성하는 단계를 포함한다. 방법의 제1 예에서, 검출기 유형은 검출기 어레이의 반도체 재료, 및 검출기 어레이의 표면적 중 적어도 하나에 기초한다. 옵션적으로 제1 예를 포함하는 방법의 제2 예에서, 방법은: 사용자로부터 복수의 검출기 유형들 중 제2 검출기 유형의 제2 선택을 수신하는 단계 - 제2 검출기 유형은 제1 검출기 유형과는 상이함 -, 하이브리드 검출기 조립체의 위치를 갠트리의 회전가능 부분 내의 제2 위치로부터 갠트리의 회전가능 부분 내의 제3 위치로 조정하는 단계 - 제3 위치는 x-선원을 제2 검출기 유형의 제2 검출기 어레이에 중심을 맞춤 -, 제2 검출기 어레이를 이용하여 대상체를 스캐닝하는 단계, 제2 검출기 어레이를 통해 획득되는 투영 데이터에 기초하여 대상체의 이미지를 재구성하는 단계를 추가로 포함한다. 옵션적으로 제1 예 및 제2 예 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 방법의 제3 예에서, 하이브리드 검출기 조립체의 위치를 조정하는 단계는: 하이브리드 검출기 조립체를 CT 이미징 시스템의 병진 메커니즘을 따라 제1 위치로부터 제2 위치로 활주시키고, 하이브리드 검출기 조립체를 제2 위치에 로킹하는 단계를 추가로 포함한다. 본 개시내용은 또한 전산화 단층촬영(CT) 이미징 시스템에 대한 지원을 제공하며, 전산화 단층촬영(CT) 이미징 시스템은: CT 시스템의 갠트리의 회전가능 부분에 결합된 하이브리드 검출기 조립체 - 하이브리드 검출기 조립체는 복수의 검출기 어레이들을 포함하고, 검출기 어레이들은 CT 시스템의 테이블의 모션의 축에 평행한 방향을 따라 분리되고, 복수의 검출기 어레이들의 각각의 검출기는 상이한 검출기 재료를 포함함 -, 프로세서, 및 명령어들을 포함하는 비일시적 메모리를 포함하고, 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, CT 시스템으로 하여금: 하이브리드 검출기 조립체가 제1 위치에 있는 제1 조건에서 - 제1 위치는 CT 시스템의 x-선원을 복수의 검출기 어레이들 중 제1 검출기 어레이에 중심을 맞추고, 제1 검출기 어레이는 원하는 검출기 재료를 가짐 -: 제1 검출기 어레이를 이용하여 대상체를 스캔하고, 제1 검출기 어레이를 통해 획득된 투영 데이터에 기초하여 대상체의 제1 이미지를 재구성하게 하고, 하이브리드 검출기 조립체가 제1 위치에서 x-선원을 제1 검출기 어레이에 중심을 맞추는 제2 조건에서 - 제1 검출기 어레이는 원하는 검출기 재료를 갖지 않음: 하이브리드 검출기 조립체를 제2 위치로 이동시키고 - 제2 위치는 x-선원을 제2 검출기 어레이에 중심을 맞추고, 제2 검출기 어레이는 원하는 검출기 재료를 가짐 -, 제2 검출기 어레이를 이용하여 대상체를 스캐닝하고, 제2 검출기 어레이를 통해 획득된 투영 데이터에 기초하여 대상체의 제2 이미지를 재구성하게 한다. 시스템의 제1 예에서, 제1 위치 및 제2 위치는 테이블의 모션의 축에 평행한 차원을 따르는 두 지점이다.

본 개시의 다양한 실시예들의 요소들을 소개할 때, 단수 표현은 요소들 중 하나 이상이 있음을 의미하도록 의도된다. 용어들 "제1", "제2" 등은 어떠한 순서, 수량, 또는 중요도를 나타내는 것이 아니라, 하나의 요소를 또 다른 요소와 구별하기 위해 사용된다. 용어들 "구성하는", "포함하는", 및 "갖는"은 포괄적인 것으로 의도되고, 나열된 요소들 이외의 추가적인 요소들이 있을 수 있음을 의미한다. 용어들 "~에 연결된", "~에 결합된" 등이 본 명세서에서 사용될 때, 하나의 객체가 다른 객체에 직접 연결 또는 결합되는지 여부 또는 하나의 객체와 다른 객체 사이에 하나 이상의 개재 객체가 있는지 여부와 관계없이, 하나의 객체(예를 들어, 재료, 요소, 구조체, 부재 등)가 또 다른 객체에 연결 또는 결합될 수 있다. 또한, 본 개시의 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은 인용된 특징들을 또한 통합하는 추가적인 실시예들의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

임의의 이전에 나타내어진 변형예에 더하여, 많은 다른 변경예들 및 대안적인 배열들이 본 설명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 당업자들에 의해 고안될 수 있고, 첨부된 청구범위는 그러한 변형예들 및 배열들을 커버하도록 의도된다. 이에 따라, 정보가 현재 가장 실용적이고 바람직한 양태들인 것으로 간주되는 것과 관련하여 구체적이고 세부적으로 상술되었지만, 형태, 기능, 동작 방식 및 사용을 포함하지만 이에 제한되지 않는 많은 변형예들이 본 명세서에서 제시된 원리들 및 개념들로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용될 때, 예들 및 실시예들은, 모든 측면들에서, 단지 예시적인 것으로 의도되고, 어떠한 방식으로든 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

1. 전산화 단층촬영(computed tomography, CT) 시스템(100)으로서, 상기 CT 시스템(100)의 갠트리(702)의 회전가능 부분에 결합된 하이브리드 검출기 조립체(430)를 포함하고, 상기 하이브리드 검출기 조립체(430)는 복수의 검출기 어레이들(432)을 포함하고, 상기 검출기 어레이들(432)은 상기 CT 시스템(100)의 테이블(114)의 모션의 축에 평행한 방향을 따라 분리되고, 상기 복수의 검출기 어레이들(432)의 각각의 검출기 어레이(432)는 상이한 검출기 재료를 포함하는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 검출기 어레이들(432)은 에너지 통합(energy integrating, EI) 검출기 어레이(554) 및 광자 계수(photon counting, PC) 검출기 어레이(552)를 포함하는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
3. 제1항에 있어서, 상기 CT 시스템(100)의 상기 하이브리드 검출기 조립체(430) 및 x-선 관 중 적어도 하나는 상기 하이브리드 검출기 조립체(430) 및 상기 x-선 관(104) 중 상기 적어도 하나의 위치가 투영 데이터의 제1 획득과 투영 데이터의 제2 획득 사이에 상기 갠트리(702)의 상기 회전가능 부분 내에서 변경되게 하도록 구성된 병진 메커니즘 상에 장착되는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
4. 제3항에 있어서, 상기 병진 메커니즘은 레일(762)을 포함하는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
5. 제3항에 있어서, 상기 병진 메커니즘은 획득 동안 원하는 위치에 상기 하이브리드 검출기 조립체(430)를 로킹하기 위한 로킹 메커니즘을 포함하는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
6. 제3항에 있어서, 프로세서, 및 명령어들을 포함하는 비일시적 메모리를 추가로 포함하고, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하이브리드 검출기 조립체(430) 및 상기 x-선 관(104) 중 상기 적어도 하나로 하여금 상기 x-선 관이 상기 복수의 검출기 어레이들(432) 중 제1 검출기 어레이(432)에 중심이 맞춰지고, 상기 제1 검출기 어레이(432)가 상기 투영 데이터의 제1 획득에 사용되는 제1 위치로부터, 상기 x-선 관이 상기 복수의 검출기 어레이들(432) 중 제2 검출기 어레이(432)에 중심이 맞춰지고, 상기 제2 검출기 어레이(432)가 상기 투영 데이터의 제2 획득에 사용되는 제2 위치로 이동하게 하는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
7. 제6항에 있어서, 상기 하이브리드 검출기 조립체(430) 및 상기 x-선 관(104) 중 상기 적어도 하나는 상기 CT 시스템(100)의 상기 테이블(114)의 모션의 상기 축에 평행한 상기 방향으로 이동되는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1 검출기 어레이(432)는 에너지 통합 검출기(EID) 어레이(554)이고, 종래의 CT 이미지는 상기 투영 데이터의 제1 획득으로부터 생성되고;
   상기 제2 검출기 어레이(432)는 광자-계수 전산화 단층촬영(PCCT) 검출기 어레이(552)이고, PCCT 데이터에 기초한 이미지는 상기 투영 데이터의 제2 획득으로부터 생성되는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 검출기 어레이들(432) 중 검출기 어레이(432)는:
   상기 획득 동안 획득된 투영 데이터로부터 재구성된 이미지의 하나 이상의 원하는 특성들;
   상기 이미지를 재구성하기 위한 원하는 시간 프레임; 및
   상기 획득 동안 이용가능한 연산 및/또는 메모리 리소스들의 양 중 적어도 하나에 기초하여 획득을 수행하도록 상기 CT 시스템(100)의 사용자에 의해 선택되는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 검출기 어레이들(432)은 인접한 방식으로 배열되고, 상기 복수의 검출기 어레이들(432)의 각각의 검출기 어레이(432)는 상기 하이브리드 검출기 조립체(430) 내의 이웃하는 검출기 어레이들(432)과 면-공유 접촉하는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
11. 제1항에 있어서, 상기 상이한 검출기 재료들 중 하나의 검출기 재료는 적어도 하나의 차원에서 원하는 정도로 제조될 수 없는, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
12. 제1항에 있어서, 상기 테이블(114)의 모션의 상기 축에 평행한 상기 방향으로의 상기 복수의 검출기 어레이들(432) 중 둘 이상의 검출기 어레이들(432)의 크기는 동일하지 않은, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
13. 제12항에 있어서, 상기 둘 이상의 검출기 어레이들(432) 중 제1 검출기 어레이(604)는 EID 어레이이고, 상기 둘 이상의 검출기 어레이들(432) 중 제2 검출기 어레이(602)는 PCCT 어레이이고, 상기 EID 어레이의 표면적은 상기 PCCT 어레이의 상기 표면적보다 큰, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
14. 제1항에 있어서, 상기 복수의 검출기 어레이들(432) 중 둘 이상의 검출기 어레이들(432)의 시야는 동일하지 않은, 전산화 단층촬영(CT) 시스템(100).
15. 전산화 단층촬영(CT) 이미징 시스템을 위한 방법으로서,
    상기 CT 시스템의 사용자로부터, 상기 CT 이미징 시스템의 복수의 검출기 유형들로부터 제1 검출기 유형의 제1 선택을 수신하는 단계(802);
    복수의 검출기 어레이들을 포함하는 하이브리드 검출기 조립체의 위치를 - 상기 복수의 검출기 어레이들의 각각의 검출기 어레이는 상이한 검출기 유형을 가짐 -, 상기 CT 시스템의 갠트리의 회전가능 부분 내의 제1 위치로부터 상기 갠트리의 상기 회전가능 부분 내의 제2 위치로 조정하는 단계(804) - 상기 제2 위치는 상기 CT 시스템의 x-선원을 상기 제1 검출기 유형의 제1 검출기 어레이에 중심을 맞춤 -;
    상기 제1 검출기 어레이를 이용하여 대상체를 스캐닝하는 단계(806);
    상기 제1 검출기 어레이를 통해 획득된 투영 데이터에 기초하여 상기 대상체의 이미지를 재구성하는 단계(806)를 포함하는, 방법.

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