JP2001057975A - 画像アーチファクトを減少させる方法およびシステム - Google Patents
画像アーチファクトを減少させる方法およびシステムInfo
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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- G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のビューから投影データを収集するディ
ジタル式Ｘ線イメージング・システムにおいて、検出器
の残留信号により生じるアーチファクトを減少させる。 【解決手段】 隣接するビューについての投影データの
収集の合間の期間である非作動期間中に、Ｘ線放出を停
止させて、各検出器ピクセルを同時に付勢し、これによ
り各ピクセルの残留信号を減少させる。この結果、後続
のビューに対する投影データは、直前のビューからの残
留信号によるバイアスを受けることがなくなる。
ジタル式Ｘ線イメージング・システムにおいて、検出器
の残留信号により生じるアーチファクトを減少させる。 【解決手段】 隣接するビューについての投影データの
収集の合間の期間である非作動期間中に、Ｘ線放出を停
止させて、各検出器ピクセルを同時に付勢し、これによ
り各ピクセルの残留信号を減少させる。この結果、後続
のビューに対する投影データは、直前のビューからの残
留信号によるバイアスを受けることがなくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全般的にはイメー
ジング（画像作成）システムに関し、さらに詳細には、
検出器信号の遅延(lag) により生じるアーチファクトを
減少させることに関する。
ジング（画像作成）システムに関し、さらに詳細には、
検出器信号の遅延(lag) により生じるアーチファクトを
減少させることに関する。
【０００２】
【従来の技術】イメージング・システムの周知の少なく
とも１つの構成では、Ｘ線源が、デカルト座標系のＸ−
Ｙ平面（一般に「イメージング平面」と呼ばれる）内に
位置するようにコリメートされた扇形状のビームを放出
する。Ｘ線ビームは、たとえば患者などの被検体を透過
する。ビームは、被検体によって減衰を受けたのち、放
射線検出器のアレイ上に入射する。検出器アレイで受け
取った減衰したＸ線ビームの放射線強度は、被検体によ
るＸ線ビームの減衰に依存する。このアレイの各検出器
素子は、それぞれの検出器位置でのビーム減衰の計測値
に相当する電気信号を別々に発生する。
とも１つの構成では、Ｘ線源が、デカルト座標系のＸ−
Ｙ平面（一般に「イメージング平面」と呼ばれる）内に
位置するようにコリメートされた扇形状のビームを放出
する。Ｘ線ビームは、たとえば患者などの被検体を透過
する。ビームは、被検体によって減衰を受けたのち、放
射線検出器のアレイ上に入射する。検出器アレイで受け
取った減衰したＸ線ビームの放射線強度は、被検体によ
るＸ線ビームの減衰に依存する。このアレイの各検出器
素子は、それぞれの検出器位置でのビーム減衰の計測値
に相当する電気信号を別々に発生する。
【０００３】一般にコンピュータ断層撮影（ＣＴ）シス
テムと呼ばれる少なくとも１つのタイプのイメージング
・システムでは、検出器アレイより得られる一群のＸ線
減衰量計測値（すなわち、投影データ）が「ビュー(vie
w)」と呼ばれている。また、被検体の「スキャン(sca
n)」は、Ｘ線源と検出器が少なくとも１回転する間に、
様々な投影角度（すなわち、ビュー角度）で得られるビ
ューの集合からなる。アキシャル・スキャンでは、この
投影データを処理し、被検体を透過させて得た２次元ス
ライスに対応する画像を構成する。各スライスは、患者
撮影域が患者の軸（すなわちＺ軸）の方向に概ね２ｃｍ
未満であり、またガントリの１回転の間に得た９８４個
のビューから収集したデータにより作成されるのが通常
である。投影データの組から画像を再構成するための一
方法に、当技術分野においてフィルタ補正逆投影法(fil
tered back projection)と呼ばれるものがある。この処
理方法では、スキャンにより得た減衰量計測値を「ＣＴ
値」、別名「ハウンスフィールド値」という整数に変換
し、これらの整数値を用いて陰極線管表示装置上の対応
するピクセルの輝度を制御する。
テムと呼ばれる少なくとも１つのタイプのイメージング
・システムでは、検出器アレイより得られる一群のＸ線
減衰量計測値（すなわち、投影データ）が「ビュー(vie
w)」と呼ばれている。また、被検体の「スキャン(sca
n)」は、Ｘ線源と検出器が少なくとも１回転する間に、
様々な投影角度（すなわち、ビュー角度）で得られるビ
ューの集合からなる。アキシャル・スキャンでは、この
投影データを処理し、被検体を透過させて得た２次元ス
ライスに対応する画像を構成する。各スライスは、患者
撮影域が患者の軸（すなわちＺ軸）の方向に概ね２ｃｍ
未満であり、またガントリの１回転の間に得た９８４個
のビューから収集したデータにより作成されるのが通常
である。投影データの組から画像を再構成するための一
方法に、当技術分野においてフィルタ補正逆投影法(fil
tered back projection)と呼ばれるものがある。この処
理方法では、スキャンにより得た減衰量計測値を「ＣＴ
値」、別名「ハウンスフィールド値」という整数に変換
し、これらの整数値を用いて陰極線管表示装置上の対応
するピクセルの輝度を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】少なくとも１つの周知
のＣＴシステムは、行と列の形に配置された複数のピク
セルを有する大型フラット・パネル・ディジタルＸ線デ
バイス（すなわち検出器）を利用してデータを収集す
る。しかし、こうしたフラット・パネルは、検出器によ
る遅延を免れない。この検出器遅延により、直前のサン
プル値からの信号のかなりの部分が後続のサンプル値に
対し不正なバイアスとなる。この遅延の大きな原因の一
つは、エネルギー・ギャップ内の高密度の電子欠陥に起
因する電子のデトラップ(de-trapping) に関係するもの
である。デトラップ時間は数ミリ秒から、長くは１００
秒までである。この遅延は不均一であるため、たとえば
リング状や帯状のアーチファクトが再構成画像内に生じ
る。
のＣＴシステムは、行と列の形に配置された複数のピク
セルを有する大型フラット・パネル・ディジタルＸ線デ
バイス（すなわち検出器）を利用してデータを収集す
る。しかし、こうしたフラット・パネルは、検出器によ
る遅延を免れない。この検出器遅延により、直前のサン
プル値からの信号のかなりの部分が後続のサンプル値に
対し不正なバイアスとなる。この遅延の大きな原因の一
つは、エネルギー・ギャップ内の高密度の電子欠陥に起
因する電子のデトラップ(de-trapping) に関係するもの
である。デトラップ時間は数ミリ秒から、長くは１００
秒までである。この遅延は不均一であるため、たとえば
リング状や帯状のアーチファクトが再構成画像内に生じ
る。
【０００５】半導体検出器を利用して実質的に「無アー
チファクト」の体積画像(volumericimage) を作成する
イメージング・システムを提供することが望ましい。ま
た、イメージングに要する時間を大幅に増加させること
なく検出器遅延によるアーチファクトを減少させるよう
なシステムを提供することが望ましい。
チファクト」の体積画像(volumericimage) を作成する
イメージング・システムを提供することが望ましい。ま
た、イメージングに要する時間を大幅に増加させること
なく検出器遅延によるアーチファクトを減少させるよう
なシステムを提供することが望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
は、本発明の実施の一形態では、ディジタル式Ｘ線イメ
ージング・システムにおいて、複数のビューから投影デ
ータを収集して、隣接するビューの収集期間の合間に検
出器残留信号を減少させることにより、達成できる。よ
り具体的に述べると、実施の一形態では、そのイメージ
ング・システムはＸ線源および少なくとも１つの半導体
Ｘ線検出器を含む。体積画像を作成するため、Ｘ線源と
Ｘ線検出器のうちの少なくとも一方が被検体の周りを回
転する。特定された各ビューを得るため、Ｘ線源からＸ
線検出器に向けてＸ線が放出され、そのビューに対する
投影データが収集される。隣接するビューに対する投影
データの収集の合間の非作動期間中は、Ｘ線放射を停止
し、検出器の各ピクセルを少なくとも一度同時に付勢す
る。
は、本発明の実施の一形態では、ディジタル式Ｘ線イメ
ージング・システムにおいて、複数のビューから投影デ
ータを収集して、隣接するビューの収集期間の合間に検
出器残留信号を減少させることにより、達成できる。よ
り具体的に述べると、実施の一形態では、そのイメージ
ング・システムはＸ線源および少なくとも１つの半導体
Ｘ線検出器を含む。体積画像を作成するため、Ｘ線源と
Ｘ線検出器のうちの少なくとも一方が被検体の周りを回
転する。特定された各ビューを得るため、Ｘ線源からＸ
線検出器に向けてＸ線が放出され、そのビューに対する
投影データが収集される。隣接するビューに対する投影
データの収集の合間の非作動期間中は、Ｘ線放射を停止
し、検出器の各ピクセルを少なくとも一度同時に付勢す
る。
【０００７】より具体的に述べると、この非作動期間中
に、検出器の各スキャン線を同時に付勢する。すべての
スキャン線に対する同時付勢により、各ピクセルの残留
信号が減少する。この結果、後続のビューに対する投影
データを収集するときには、各ピクセルの信号レベルが
その時点のビューに関する被検体の減衰をより正確に反
映することになる。複数のビューに対して収集した投影
データを用いて、被検体の断面像が作成される。
に、検出器の各スキャン線を同時に付勢する。すべての
スキャン線に対する同時付勢により、各ピクセルの残留
信号が減少する。この結果、後続のビューに対する投影
データを収集するときには、各ピクセルの信号レベルが
その時点のビューに関する被検体の減衰をより正確に反
映することになる。複数のビューに対して収集した投影
データを用いて、被検体の断面像が作成される。
【０００８】上記のイメージング・システムを用いて、
検出器遅延によるアーチファクトが減少し、実質的に
「無アーチファクト」の体積画像を作成できる。さら
に、このシステムによりイメージングに要する時間が大
幅に増加することはない。
検出器遅延によるアーチファクトが減少し、実質的に
「無アーチファクト」の体積画像を作成できる。さら
に、このシステムによりイメージングに要する時間が大
幅に増加することはない。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１および図２を参照すると、
「第３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を
含むものとして、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメー
ジング・システム１０を示している。ガントリ１２は、
このガントリ１２の対向面上に位置する検出器アレイ１
８に向けてＸ線ビーム１６を放出するＸ線源１４を含
む。Ｘ線ビームは、デカルト座標系のＸ−Ｙ平面（一般
に「イメージング平面」と呼ばれる）内に位置させるた
めのコリメータ（図示せず）によりコリメートされる。
検出器アレイ１８は、放出され患者２２を透過したＸ線
を一体となって検出する（図１には示していない）複数
のピクセル（素子）により形成される。各検出器素子
は、入射したＸ線ビームの強度を表す電気信号、すなわ
ち患者２２を透過したＸ線ビームの減衰量を表す電気信
号を発生する。Ｘ線投影データを収集するためのスキャ
ンの間に、ガントリ１２およびガントリ上に装着された
構成部品は回転中心２４の周りを回転する。
「第３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を
含むものとして、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメー
ジング・システム１０を示している。ガントリ１２は、
このガントリ１２の対向面上に位置する検出器アレイ１
８に向けてＸ線ビーム１６を放出するＸ線源１４を含
む。Ｘ線ビームは、デカルト座標系のＸ−Ｙ平面（一般
に「イメージング平面」と呼ばれる）内に位置させるた
めのコリメータ（図示せず）によりコリメートされる。
検出器アレイ１８は、放出され患者２２を透過したＸ線
を一体となって検出する（図１には示していない）複数
のピクセル（素子）により形成される。各検出器素子
は、入射したＸ線ビームの強度を表す電気信号、すなわ
ち患者２２を透過したＸ線ビームの減衰量を表す電気信
号を発生する。Ｘ線投影データを収集するためのスキャ
ンの間に、ガントリ１２およびガントリ上に装着された
構成部品は回転中心２４の周りを回転する。
【００１０】ガントリ１２の回転およびＸ線源１４の動
作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御され
る。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力およびタイミン
グ信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の
回転速度および位置を制御するガントリ・モータ制御装
置３０とを含む。制御機構２６内にはＤＡＳ（データ収
集システム）３２があり、これによって検出器素子２０
からのアナログ・データをサンプリングし、このデータ
を後続の処理のためにディジタル信号に変換する。画像
再構成装置３４は、サンプリングされディジタル化され
たＸ線データをＤＡＳ３２から受け取り、高速で画像再
構成を行う。再構成された画像はコンピュータ３６に入
力として渡され、コンピュータにより大容量記憶装置３
８内に再構成画像が格納される。
作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御され
る。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力およびタイミン
グ信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の
回転速度および位置を制御するガントリ・モータ制御装
置３０とを含む。制御機構２６内にはＤＡＳ（データ収
集システム）３２があり、これによって検出器素子２０
からのアナログ・データをサンプリングし、このデータ
を後続の処理のためにディジタル信号に変換する。画像
再構成装置３４は、サンプリングされディジタル化され
たＸ線データをＤＡＳ３２から受け取り、高速で画像再
構成を行う。再構成された画像はコンピュータ３６に入
力として渡され、コンピュータにより大容量記憶装置３
８内に再構成画像が格納される。
【００１１】コンピュータ３６はまた、キーボードを有
するコンソール４０を介して、オペレータからのコマン
ドおよびスキャン・パラメータを受け取る。付属の陰極
線管表示装置４２により、オペレータはコンピュータ３
６からの再構成画像やその他のデータを観察することが
できる。コンピュータ３６は、オペレータの発したコマ
ンドおよびパラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御
装置２８およびガントリ・モータ制御装置３０に対して
制御信号や制御情報を提供する。さらにコンピュータ３
６は、モータ式テーブル４６を制御してガントリ１２内
での患者２２の位置決めするためのテーブル・モータ制
御装置４４を操作する。詳細には、テーブル４６により
患者２２の各部分をガントリ開口４８内に通すことがで
きる。
するコンソール４０を介して、オペレータからのコマン
ドおよびスキャン・パラメータを受け取る。付属の陰極
線管表示装置４２により、オペレータはコンピュータ３
６からの再構成画像やその他のデータを観察することが
できる。コンピュータ３６は、オペレータの発したコマ
ンドおよびパラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御
装置２８およびガントリ・モータ制御装置３０に対して
制御信号や制御情報を提供する。さらにコンピュータ３
６は、モータ式テーブル４６を制御してガントリ１２内
での患者２２の位置決めするためのテーブル・モータ制
御装置４４を操作する。詳細には、テーブル４６により
患者２２の各部分をガントリ開口４８内に通すことがで
きる。
【００１２】図３に示す実施の一形態では、検出器１８
は、その上に基板１１４およびシンチレータ１１８を配
置したフォトセンサ・アレイ１１０を有する、大型フラ
ット・パネル構成とした半導体検出器または放射線イメ
ージャである。シンチレータ１１８は、入射放射線たと
えばＸ線ビーム１６を受け取って吸収するように配置さ
れる。シンチレータ１１８はフォトセンサ・アレイ１１
０と光学的に結合させ、シンチレータ１１８で発生され
た光子がフォトセンサ・アレイ１１０内に通るようにす
る。フォトセンサ・アレイ１１０は、フォトダイオード
など複数のフォトセンサ１２０と、各フォトセンサ１２
０と電気的に結合されたアドレス可能な薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）アレイ１３０とを含む。実施の一形態で
は、各フォトセンサ１２０はアモルファス・シリコン
（ａ−Ｓｉ）製のフォトダイオード（図示せず）を含
む。
は、その上に基板１１４およびシンチレータ１１８を配
置したフォトセンサ・アレイ１１０を有する、大型フラ
ット・パネル構成とした半導体検出器または放射線イメ
ージャである。シンチレータ１１８は、入射放射線たと
えばＸ線ビーム１６を受け取って吸収するように配置さ
れる。シンチレータ１１８はフォトセンサ・アレイ１１
０と光学的に結合させ、シンチレータ１１８で発生され
た光子がフォトセンサ・アレイ１１０内に通るようにす
る。フォトセンサ・アレイ１１０は、フォトダイオード
など複数のフォトセンサ１２０と、各フォトセンサ１２
０と電気的に結合されたアドレス可能な薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）アレイ１３０とを含む。実施の一形態で
は、各フォトセンサ１２０はアモルファス・シリコン
（ａ−Ｓｉ）製のフォトダイオード（図示せず）を含
む。
【００１３】アドレス可能なＴＦＴアレイ１３０は、通
常それぞれがスキャン線１３１およびデータ線１３２と
して知られるアドレス線（１３１、１３２）と、複数の
電荷保持ＴＦＴ１３４とを備える。スキャン線１３１お
よびデータ線１３２は、フォトセンサ・アレイ１１０が
複数のピクセル１４０に分割されるように、行および列
の形に配置される。その際、１つのフォトセンサ１２０
が、各ピクセル１４０上に配置され、かつ対応する電荷
保持ＴＦＴ１３４と電気的に結合され、続いて１本のス
キャン線１３１および１本のデータ線１３２と電気的に
結合されるようにする。アドレス可能なＴＦＴアレイ１
３０は、各フォトセンサ１２０が選択的かつ個別にアド
レス可能であるようにする。すなわち、各フォトセンサ
の出力（図示せず）は、その対応するデータ線１３２と
選択的に電気的結合するようにする。放射線がシンチレ
ータ１１８上に入射すると、各ピクセルのフォトセンサ
１２０が、フォトダイオードの両端間の電荷の変化によ
り、シンチレータ１１８とのＸ線の相互作用により発生
された光の量を計測する。この結果、各ピクセル１４０
は、患者２２による減衰を受けたのち入射したＸ線ビー
ム１６の強度を表すディジタル出力電気信号を発生す
る。この方式では、各フォトセンサ１２０により投影デ
ータが作成される。より具体的には、対応する各フォト
センサ１２０の出力信号は、各フォトダイオード内に蓄
積した電荷がＤＡＳ３２の入力チャネル（図示せず）に
伝送されるように、ＤＡＳ３２と個々に結合される。実
施の一形態では、検出器１８は４０ｃｍ×４０ｃｍであ
り、かつ被検体全体に対する投影データが作成できるよ
うに構成される。より具体的には、各ピクセル１４０は
概ね２００μｍ×２００μｍであり、かつ検出器１８は
２０００ピクセル×２０００ピクセルのアレイを含む。
常それぞれがスキャン線１３１およびデータ線１３２と
して知られるアドレス線（１３１、１３２）と、複数の
電荷保持ＴＦＴ１３４とを備える。スキャン線１３１お
よびデータ線１３２は、フォトセンサ・アレイ１１０が
複数のピクセル１４０に分割されるように、行および列
の形に配置される。その際、１つのフォトセンサ１２０
が、各ピクセル１４０上に配置され、かつ対応する電荷
保持ＴＦＴ１３４と電気的に結合され、続いて１本のス
キャン線１３１および１本のデータ線１３２と電気的に
結合されるようにする。アドレス可能なＴＦＴアレイ１
３０は、各フォトセンサ１２０が選択的かつ個別にアド
レス可能であるようにする。すなわち、各フォトセンサ
の出力（図示せず）は、その対応するデータ線１３２と
選択的に電気的結合するようにする。放射線がシンチレ
ータ１１８上に入射すると、各ピクセルのフォトセンサ
１２０が、フォトダイオードの両端間の電荷の変化によ
り、シンチレータ１１８とのＸ線の相互作用により発生
された光の量を計測する。この結果、各ピクセル１４０
は、患者２２による減衰を受けたのち入射したＸ線ビー
ム１６の強度を表すディジタル出力電気信号を発生す
る。この方式では、各フォトセンサ１２０により投影デ
ータが作成される。より具体的には、対応する各フォト
センサ１２０の出力信号は、各フォトダイオード内に蓄
積した電荷がＤＡＳ３２の入力チャネル（図示せず）に
伝送されるように、ＤＡＳ３２と個々に結合される。実
施の一形態では、検出器１８は４０ｃｍ×４０ｃｍであ
り、かつ被検体全体に対する投影データが作成できるよ
うに構成される。より具体的には、各ピクセル１４０は
概ね２００μｍ×２００μｍであり、かつ検出器１８は
２０００ピクセル×２０００ピクセルのアレイを含む。
【００１４】動作時には、複数の投影角度すなわちビュ
ー角度で投影データを収集することにより、患者２２の
少なくとも１つの画像が作成される。実施の一形態で
は、Ｘ線源１４とＸ線検出器１８のうちの少なくとも一
方を患者２２の周りに回転させて検出器１８から投影デ
ータを収集することにより各画像が作成される。より具
体的に実施の一形態では、複数のビューからの投影デー
タを収集することにより、患者２２の少なくとも一部分
に対する体積画像を作成する。検出器アレイ１８の速度
限界および５秒間のスキャン時間を利用することによ
り、システム１０は、実施の一形態では、互いに概ね
１．２度（３６０度／３００ビュー）の間隔での３００
個のビューからの投影データを収集する。
ー角度で投影データを収集することにより、患者２２の
少なくとも１つの画像が作成される。実施の一形態で
は、Ｘ線源１４とＸ線検出器１８のうちの少なくとも一
方を患者２２の周りに回転させて検出器１８から投影デ
ータを収集することにより各画像が作成される。より具
体的に実施の一形態では、複数のビューからの投影デー
タを収集することにより、患者２２の少なくとも一部分
に対する体積画像を作成する。検出器アレイ１８の速度
限界および５秒間のスキャン時間を利用することによ
り、システム１０は、実施の一形態では、互いに概ね
１．２度（３６０度／３００ビュー）の間隔での３００
個のビューからの投影データを収集する。
【００１５】ビューの数と、ビューの位置または間隔と
を特定したのち、検出器１８を利用して各ビューに対す
る投影データを収集する。具体的に述べると、実施の一
形態では、Ｘ線源１４とＸ線検出器１８のうちの少なく
とも一方を患者２２の周りに回転させながら、特定され
た各ビューに対する投影データを収集する。より具体的
には、特定された各ビューに対して、制御機構は付勢信
号を線源１４に伝送して、Ｘ線１６が線源１４から検出
器１８に向けて送出されるようにする。検出器１８（具
体的には、各ピクセル１４０）への放射により、特定さ
れた各ビューに対する投影データが作成される。特定さ
れたビューに対するこの投影データは、次いでＤＡＳ３
２に伝送される。より具体的には、各電荷保持ＴＦＴ１
３４の電荷がＤＡＳ３２に伝送される。詳しく述べる
と、実施の一形態では、その投影データは、検出器１８
の対応するスキャン線１３１に作動信号を伝送して、ピ
クセル１４０の各行を順次イネーブル(enable)すること
により、計測（すなわちサンプリング）される。作動信
号を受け取ると、アレイの対応する行にある各電荷保持
ＴＦＴ１３４の電荷出力信号は、対応するデータ線１３
２を介してＤＡＳ３２の入力チャネルに伝送され、つい
で画像再構成装置３４に伝送される。より具体的に述べ
ると、作動信号により、付勢されたスキャン線１３１に
電気的に接続されている各ピクセル１４０が付勢され
る。この結果、付勢されたスキャン線１３１に電気的に
接続されている各ピクセル１４０からの各出力信号が、
データ線１３２を介してＤＡＳ３２に伝送される。次い
で、各スキャン線１３１を順次付勢して、アレイ１１０
の対応する行の各ピクセル１４０の出力信号を計測（す
なわちサンプリング）することにより、特定されたビュ
ー毎にアレイ１１０の各行に対してこの手順が反復され
る。
を特定したのち、検出器１８を利用して各ビューに対す
る投影データを収集する。具体的に述べると、実施の一
形態では、Ｘ線源１４とＸ線検出器１８のうちの少なく
とも一方を患者２２の周りに回転させながら、特定され
た各ビューに対する投影データを収集する。より具体的
には、特定された各ビューに対して、制御機構は付勢信
号を線源１４に伝送して、Ｘ線１６が線源１４から検出
器１８に向けて送出されるようにする。検出器１８（具
体的には、各ピクセル１４０）への放射により、特定さ
れた各ビューに対する投影データが作成される。特定さ
れたビューに対するこの投影データは、次いでＤＡＳ３
２に伝送される。より具体的には、各電荷保持ＴＦＴ１
３４の電荷がＤＡＳ３２に伝送される。詳しく述べる
と、実施の一形態では、その投影データは、検出器１８
の対応するスキャン線１３１に作動信号を伝送して、ピ
クセル１４０の各行を順次イネーブル(enable)すること
により、計測（すなわちサンプリング）される。作動信
号を受け取ると、アレイの対応する行にある各電荷保持
ＴＦＴ１３４の電荷出力信号は、対応するデータ線１３
２を介してＤＡＳ３２の入力チャネルに伝送され、つい
で画像再構成装置３４に伝送される。より具体的に述べ
ると、作動信号により、付勢されたスキャン線１３１に
電気的に接続されている各ピクセル１４０が付勢され
る。この結果、付勢されたスキャン線１３１に電気的に
接続されている各ピクセル１４０からの各出力信号が、
データ線１３２を介してＤＡＳ３２に伝送される。次い
で、各スキャン線１３１を順次付勢して、アレイ１１０
の対応する行の各ピクセル１４０の出力信号を計測（す
なわちサンプリング）することにより、特定されたビュ
ー毎にアレイ１１０の各行に対してこの手順が反復され
る。
【００１６】たとえば、検出器１８がＭ×Ｎ個（ここ
で、Ｍは列数、Ｎは行数）のピクセルからなるアレイを
含む場合、第１のビュー角度で検出器１８に向けてＸ線
１６を放出することにより、第１のビュー角度に対する
投影データが収集される。次いで、ピクセル１４０の出
力信号がＤＡＳ３２を用いて計測される。具体的には、
第１行の作動信号を第１行のスキャン線１３１を介して
付勢したのち、Ｍ本のデータ線１３２の各々により出力
信号がＤＡＳ３２に伝送され、次いで画像再構成装置３
４に伝送される。次いで、第１行の作動信号は停止され
て、第２行の作動信号が印加される。次いで、データ線
１３２の各々での出力信号がＤＡＳ３２に伝送され、次
いで画像再構成装置３４に伝送される。第Ｎ番目の作動
信号が印加されてデータ線１３２の出力信号がＤＡＳ３
２に伝送されるまで、このプロセスが繰り返される。実
施の一形態では、検出器１８が２０００行を含み、その
サンプリング速度が毎秒６０フレームである場合、各行
に対する読み出し速度は０．００８３ミリ秒となる。
で、Ｍは列数、Ｎは行数）のピクセルからなるアレイを
含む場合、第１のビュー角度で検出器１８に向けてＸ線
１６を放出することにより、第１のビュー角度に対する
投影データが収集される。次いで、ピクセル１４０の出
力信号がＤＡＳ３２を用いて計測される。具体的には、
第１行の作動信号を第１行のスキャン線１３１を介して
付勢したのち、Ｍ本のデータ線１３２の各々により出力
信号がＤＡＳ３２に伝送され、次いで画像再構成装置３
４に伝送される。次いで、第１行の作動信号は停止され
て、第２行の作動信号が印加される。次いで、データ線
１３２の各々での出力信号がＤＡＳ３２に伝送され、次
いで画像再構成装置３４に伝送される。第Ｎ番目の作動
信号が印加されてデータ線１３２の出力信号がＤＡＳ３
２に伝送されるまで、このプロセスが繰り返される。実
施の一形態では、検出器１８が２０００行を含み、その
サンプリング速度が毎秒６０フレームである場合、各行
に対する読み出し速度は０．００８３ミリ秒となる。
【００１７】特定されたビューに対する投影データを収
集し、線源１４と検出器１８のうちの少なくとも一方を
患者２２の周りに回転し続けたのち、制御機構２６は線
源１４に伝送する信号を、Ｘ線１６が線源１４から放出
されないように変更する。より具体的に述べると、ビュ
ー間の角度範囲が大きいために起こるボケを最小にする
ため、Ｘ線１６の放出を決められた期間に限定する。た
とえば、分解能要件により１つのビュー内の「スメア(s
mearing)」が０．６度未満である必要があると決定され
る場合、線源１４は、各投影間の時間間隔の５０％の間
Ｘ線１６を放出することになる。
集し、線源１４と検出器１８のうちの少なくとも一方を
患者２２の周りに回転し続けたのち、制御機構２６は線
源１４に伝送する信号を、Ｘ線１６が線源１４から放出
されないように変更する。より具体的に述べると、ビュ
ー間の角度範囲が大きいために起こるボケを最小にする
ため、Ｘ線１６の放出を決められた期間に限定する。た
とえば、分解能要件により１つのビュー内の「スメア(s
mearing)」が０．６度未満である必要があると決定され
る場合、線源１４は、各投影間の時間間隔の５０％の間
Ｘ線１６を放出することになる。
【００１８】たとえば、システム１０の分解能要件を満
足させるために、各ビューに対して概ね０．５度の間Ｘ
線源１４を作動する必要があると決めた場合、Ｘ線源１
４は０．５度の間作動される。線源１４が作動されてい
る時間内に、投影データが検出器１８から収集される。
その後、Ｘ線源１４は不作動にされる。より具体的に
は、その電圧／電流信号が除去される、すなわちＸ線ビ
ーム１６が線源１４から放出されないように変更され
る。
足させるために、各ビューに対して概ね０．５度の間Ｘ
線源１４を作動する必要があると決めた場合、Ｘ線源１
４は０．５度の間作動される。線源１４が作動されてい
る時間内に、投影データが検出器１８から収集される。
その後、Ｘ線源１４は不作動にされる。より具体的に
は、その電圧／電流信号が除去される、すなわちＸ線ビ
ーム１６が線源１４から放出されないように変更され
る。
【００１９】実施の一形態では、Ｘ線制御装置２８は、
当技術分野では周知のように電源装置１５０および切換
ユニット（または回路）１５２を含み、線源１４に供給
する信号を変更する。電源装置１５０はＸ線管１４およ
び切換ユニット１５２に結合され、線源１４およびユニ
ット１５２に信号を供給する。より詳しく述べると、電
源装置１５０からの電圧／電流信号は、線源１４の陽極
（図示せず）および陰極（図示せず）に供給される。高
電圧信号はまた、電源装置１５０から切換ユニット１５
２に供給される。Ｘ線ビーム１６を放出すべきである場
合、適正な電圧／電流信号がＸ線源１４に伝送される。
より具体的には、切換ユニット１５２に供給される制御
信号（図示せず）、たとえばコンピュータ３６からの信
号を利用することにより、切換ユニット１５２は線源１
４に供給する信号を変更する。より具体的に述べると、
この制御信号を変更することにより、線源１４の制御グ
リッド（図示せず）に供給する信号が変更され、陽極か
ら陰極まで電子が移動する速度が修正される、したがっ
て、線源１４から放出されるＸ線ビーム１６の大きさお
よび持続時間が変化する。この結果、特定の時間（すな
わち規定された時間）にＸ線１６の放出を始動し停止さ
せることができる。
当技術分野では周知のように電源装置１５０および切換
ユニット（または回路）１５２を含み、線源１４に供給
する信号を変更する。電源装置１５０はＸ線管１４およ
び切換ユニット１５２に結合され、線源１４およびユニ
ット１５２に信号を供給する。より詳しく述べると、電
源装置１５０からの電圧／電流信号は、線源１４の陽極
（図示せず）および陰極（図示せず）に供給される。高
電圧信号はまた、電源装置１５０から切換ユニット１５
２に供給される。Ｘ線ビーム１６を放出すべきである場
合、適正な電圧／電流信号がＸ線源１４に伝送される。
より具体的には、切換ユニット１５２に供給される制御
信号（図示せず）、たとえばコンピュータ３６からの信
号を利用することにより、切換ユニット１５２は線源１
４に供給する信号を変更する。より具体的に述べると、
この制御信号を変更することにより、線源１４の制御グ
リッド（図示せず）に供給する信号が変更され、陽極か
ら陰極まで電子が移動する速度が修正される、したがっ
て、線源１４から放出されるＸ線ビーム１６の大きさお
よび持続時間が変化する。この結果、特定の時間（すな
わち規定された時間）にＸ線１６の放出を始動し停止さ
せることができる。
【００２０】隣接するビューの合間の、Ｘ線１６が線源
１４から放出されない期間である「非作動期間」と呼ば
れる期間中、各ピクセル１４０は最後に収集されたビュ
ーに対して生成された出力信号の一部分を保持してい
る。この信号を検出器１８の「残留信号」と定義する。
この残留信号は、たとえばピクセル１４０からの信号を
所望しない期間に、各ピクセル１４０のスイッチング・
デバイス（例えば、ＦＥＴ（図示せず））をターンオフ
とした後、スイッチング・デバイスの半導体材料（図示
せず）内でのバンド間状態のデトラップにより生じる。
１４から放出されない期間である「非作動期間」と呼ば
れる期間中、各ピクセル１４０は最後に収集されたビュ
ーに対して生成された出力信号の一部分を保持してい
る。この信号を検出器１８の「残留信号」と定義する。
この残留信号は、たとえばピクセル１４０からの信号を
所望しない期間に、各ピクセル１４０のスイッチング・
デバイス（例えば、ＦＥＴ（図示せず））をターンオフ
とした後、スイッチング・デバイスの半導体材料（図示
せず）内でのバンド間状態のデトラップにより生じる。
【００２１】システム１０は、隣接するビューの合間の
Ｘ線源１４が不作動状態にされる時間内（たとえば、非
作動期間中）に、残留信号レベルを減少させることによ
り、残留信号により生じるアーチファクトを減少させ
る。具体的に実施の一形態では、この非作動期間中に、
各検出器１８の複数の行を少なくとも一度付勢する（す
なわち、作動する）ことにより各ピクセル１４０の残留
信号が減少する。より具体的に述べると、実施の一形態
では、作動信号が、各スキャン線１３１を介して各ピク
セル１４０に少なくとも一度同時に印加される。非作動
期間中の利用可能な時間の長さに従って、各スキャン線
１３１を介した作動信号の同時印加は複数回繰り返され
る。スキャン線１３１を介した検出器１８の同時作動の
度毎に、各ピクセル１４０の残留電荷が減少する。実施
の一形態では、電荷保持ＴＦＴ１３４の残留電荷は１／
Ｓ（Ｓはサンプリング数）に減少する。作動信号の同時
印加の結果として、検出器１８の各ピクセル１４０の残
留信号は急速に減少する。
Ｘ線源１４が不作動状態にされる時間内（たとえば、非
作動期間中）に、残留信号レベルを減少させることによ
り、残留信号により生じるアーチファクトを減少させ
る。具体的に実施の一形態では、この非作動期間中に、
各検出器１８の複数の行を少なくとも一度付勢する（す
なわち、作動する）ことにより各ピクセル１４０の残留
信号が減少する。より具体的に述べると、実施の一形態
では、作動信号が、各スキャン線１３１を介して各ピク
セル１４０に少なくとも一度同時に印加される。非作動
期間中の利用可能な時間の長さに従って、各スキャン線
１３１を介した作動信号の同時印加は複数回繰り返され
る。スキャン線１３１を介した検出器１８の同時作動の
度毎に、各ピクセル１４０の残留電荷が減少する。実施
の一形態では、電荷保持ＴＦＴ１３４の残留電荷は１／
Ｓ（Ｓはサンプリング数）に減少する。作動信号の同時
印加の結果として、検出器１８の各ピクセル１４０の残
留信号は急速に減少する。
【００２２】たとえば、検出器１８が２０００列×２０
００行のピクセル１４０からなるアレイを含み、作動信
号が２０００本のスキャン線１３１のすべてに対し２０
回（すなわちの０．００８３ミリ秒毎に１回の割で）同
時に印加される場合、非作動期間中に電荷保持ＴＦＴ１
３４の残留信号は当初の強度の概ね５％まで減少する。
００行のピクセル１４０からなるアレイを含み、作動信
号が２０００本のスキャン線１３１のすべてに対し２０
回（すなわちの０．００８３ミリ秒毎に１回の割で）同
時に印加される場合、非作動期間中に電荷保持ＴＦＴ１
３４の残留信号は当初の強度の概ね５％まで減少する。
【００２３】実施の一形態では、各ビューに対して収集
される投影データの正確さは、遅延補正値を利用して補
正される。より具体的には、各スキャン線１３１を同時
に作動する回数に基づき、遅延補正値を決定し収集した
投影データと組み合わせることにより、残留信号より生
じる画像アーチファクトをさらに減少させることができ
る。様々な実施の形態では、その遅延補正値は、各検出
器１８に対する実際の履歴データ、評価済みの値、ある
いは数学的推定値に基づく。
される投影データの正確さは、遅延補正値を利用して補
正される。より具体的には、各スキャン線１３１を同時
に作動する回数に基づき、遅延補正値を決定し収集した
投影データと組み合わせることにより、残留信号より生
じる画像アーチファクトをさらに減少させることができ
る。様々な実施の形態では、その遅延補正値は、各検出
器１８に対する実際の履歴データ、評価済みの値、ある
いは数学的推定値に基づく。
【００２４】非作動期間の終了時に、特定された各ビュ
ーに対する投影データを収集し終えるまで、各ビューに
対して上記のプロセスを繰り返す。次いで、当技術分野
において周知の方法により、収集した投影データを利用
して、たとえば患者２２の一部分など被検体の少なくと
も１つの画像を作成する。より具体的に実施の一形態で
は、被検体の断面像が投影データから作成される。別の
実施形態では、補正した投影データを利用して被検体の
画像を作成する。
ーに対する投影データを収集し終えるまで、各ビューに
対して上記のプロセスを繰り返す。次いで、当技術分野
において周知の方法により、収集した投影データを利用
して、たとえば患者２２の一部分など被検体の少なくと
も１つの画像を作成する。より具体的に実施の一形態で
は、被検体の断面像が投影データから作成される。別の
実施形態では、補正した投影データを利用して被検体の
画像を作成する。
【００２５】上記のシステムにより、半導体検出器アレ
イの電荷保持により生じるアーチファクトが減少する。
詳しく述べると、検出器アレイの各スキャン線を同時に
付勢することにより、検出器の残留信号が減少する。
イの電荷保持により生じるアーチファクトが減少する。
詳しく述べると、検出器アレイの各スキャン線を同時に
付勢することにより、検出器の残留信号が減少する。
【００２６】本発明を、様々な具体的な実施形態に関し
て記載してきたが、当業者であれば、本発明は特許請求
の範囲の精神および範囲の域内にある変更を伴う実施が
可能であることを理解するであろう。たとえば、本発明
はＣＴシステムで使用するように記載したが、本発明は
他の多くのタイプのイメージング・システムで実施する
ことができる。
て記載してきたが、当業者であれば、本発明は特許請求
の範囲の精神および範囲の域内にある変更を伴う実施が
可能であることを理解するであろう。たとえば、本発明
はＣＴシステムで使用するように記載したが、本発明は
他の多くのタイプのイメージング・システムで実施する
ことができる。
【図１】ディジタル式イメージング・システムの外観図
である。
である。
【図２】図１に示すシステムのブロック図である
【図３】図１に示すＸ線検出器の略図である。
１０ ＣＴイメージング・システム １２ ガントリ １４ Ｘ線源 １６ Ｘ線ビーム １８ 検出器アレイ ２０ 検出器素子 ２２ 患者 ２４ 回転中心 ２６ 制御機構 ２８ Ｘ線制御装置 ３０ ガントリ・モータ制御装置 ３２ データ収集システム（ＤＡＳ） ３４ 画像再構成装置 ３６ コンピュータ ３８ 大容量記憶装置 ４０ コンソール ４２ 陰極線管表示装置 ４４ テーブル・モータ制御装置 ４６ モータ式テーブル ４８ ガントリ開口 １１０ フォトセンサ・アレイ １１４ 基板 １１８ シンチレータ １２０ フォトセンサ １３０ ＴＦＴアレイ １３１ スキャン線 １３２ データ線 １３４ 電荷保持ＴＦＴ １４０ ピクセル １５０ 電源装置 １５２ 切換ユニット
Claims (25)
- 【請求項１】 Ｘ線ビームを放出するためのＸ線源と少
なくとも１つの半導体Ｘ線検出器とを含むイメージング
・システムにおいて、画像アーチファクトを減少させる
方法であって、 複数のビューに対する投影データを収集するステップ
と、 隣接するビューの合間に、各検出器の残留信号レベルを
減少させるステップと、を含む前記方法。 - 【請求項２】 複数のビューに対する投影データを収集
する前記ステップが、各ビューを特定するステップと、
Ｘ線源を作動して、各検出器を用いて特定された各ビュ
ーに対する投影データを収集するステップとを含む請求
項１に記載の方法。 - 【請求項３】 Ｘ線源を作動して、各検出器を用いて特
定された各ビューに対する投影データを収集する前記ス
テップが、Ｘ線源からＸ線ビームを放出すべきか否かを
決定するステップと、Ｘ線ビームを放出すべきである場
合に、電圧／電流信号をＸ線源に供給するステップとを
含む請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 隣接するビューの合間に各検出器の残留
信号レベルを減少させる前記ステップが、隣接するビュ
ーについての投影データの収集の合間にＸ線源を不作動
にするステップと、少なくとも１つの作動信号を各検出
器に印加するステップとを含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 各検出器がＭ行Ｎ列のアレイの形に配置
された複数のピクセルを含んでおり、前記少なくとも１
つの作動信号を各検出器に印加する前記ステップが各検
出器の各ピクセルに作動信号を印加するステップを含む
請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 各ディジタル検出器がＭ個の出力信号と
Ｎ個の作動信号を含んでおり、前記各検出器の各ピクセ
ルに作動信号を印加する前記ステップが、各検出器に対
するＮ個の作動信号のすべてを同時に印加するステップ
（ａ）を含む請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記ステップ（ａ）を少なくとも１回繰
り返すステップをさらに含む請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記ステップ（ａ）を複数回繰り返すス
テップをさらに含む請求項６に記載の方法。 - 【請求項９】 Ｍが２０００に等しく、かつＮが２００
０に等しい請求項６に記載の方法。 - 【請求項１０】 各検出器に対して遅延補正値を利用し
て投影データを補正するステップをさらに含む請求項１
に記載の方法。 - 【請求項１１】 補正済みの投影データを用いて被検体
の断面像を作成するステップをさらに含む請求項１０に
記載の方法。 - 【請求項１２】 Ｘ線ビームを放出するためのＸ線源と
少なくとも１つの半導体Ｘ線検出器とを含み、画像アー
チファクトを減少させるためのイメージング・システム
であって、 複数のビューに対する投影データを収集すると共に、隣
接するビューの合間に各検出器の残留信号レベルを減少
させるように構成されているイメージング・システム。 - 【請求項１３】 前記システムは、複数のビューに対す
る投影データを収集するために、各ビューを特定し、前
記Ｘ線源を作動して、前記の各検出器を用いて特定され
た各ビューに対する投影データを収集するように構成さ
れている請求項１２に記載のシステム。 - 【請求項１４】 前記Ｘ線源を作動して、前記の各検出
器を用いて特定された各ビューに対する投影データを収
集するために、前記システムは、前記Ｘ線源から前記Ｘ
線ビームを放出すべきか否かを決定し、前記Ｘ線ビーム
を放出すべきである場合に、電圧／電流信号を前記Ｘ線
源に供給するように構成されている請求項１３に記載の
システム。 - 【請求項１５】 隣接するビューの合間に前記の各検出
器の残留信号レベルを減少させるために、前記システム
は、隣接するビューについての投影データの収集の合間
にＸ線源を不作動にし、少なくとも１つの作動信号を前
記の各検出器に印加するように構成されている請求項１
２に記載のシステム。 - 【請求項１６】 前記の各検出器がＭ行Ｎ列のアレイの
形に配置された複数のピクセルを含んでおり、前記シス
テムは、前記少なくとも１つの作動信号を前記の各検出
器に印加するために、前記の各検出器の前記の各ピクセ
ルに作動信号を印加するように構成されている請求項１
５に記載のシステム。 - 【請求項１７】 前記の各検出器がＭ個の出力信号とＮ
個の作動信号を含んでおり、前記システムは、前記の各
検出器の前記の各ピクセルに作動信号を印加するため
に、前記の各検出器に対する前記Ｎ個の作動信号のすべ
てを同時に印加するように構成されている請求項１６に
記載のシステム。 - 【請求項１８】 さらに、前記の各検出器に対する前記
Ｎ個の作動信号のすべてを、少なくとも一度同時に印加
するように構成されている請求項１７に記載のシステ
ム。 - 【請求項１９】 さらに、前記の各検出器に対する前記
Ｎ個の作動信号のすべてを、複数回同時に印加するよう
に構成されている請求項１７に記載のシステム。 - 【請求項２０】 Ｍが２０００に等しく、かつＮが２０
００に等しい請求項１７に記載のシステム。 - 【請求項２１】 さらに、前記の各検出器に対して遅延
補正値を利用して前記投影データを補正するように構成
されている請求項１２に記載のシステム。 - 【請求項２２】 さらに、前記補正済みの投影データを
用いて被検体の断面像を作成するように構成されている
請求項２１に記載のシステム。 - 【請求項２３】 各列にピクセル出力信号が電気的に接
続され且つ各行にピクセル作動信号が電気的に接続され
るように、行と列の形に配置された複数のピクセルを含
む検出器アレイにおいて、遅延信号を減少させる方法で
あって、 ａ）検出器アレイの１つの行に対してピクセル作動信号
を印加するステップと、 ｂ）この印加された行に対応する各ピクセルのピクセル
出力信号を計測するステップと、 ｃ）前記アレイの各行に対して、前記ステップａ）およ
びｂ）を繰り返すステップと、 ｄ）前記検出器アレイの各ピクセル作動信号を、少なく
とも一度同時に印加するステップと、を含む前記方法。 - 【請求項２４】 検出器アレイがＭ個の列とＮ個の行を
含んでおり、前記検出器アレイの各ピクセル作動信号を
少なくとも一度同時に印加する前記ステップが、Ｎ個の
ピクセル作動信号を少なくとも一度同時に印加するステ
ップを含む請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記検出器アレイの各ピクセル作動信
号を少なくとも一度同時に印加する前記ステップが、Ｎ
個のピクセル作動信号を複数回同時に印加するステップ
を含む請求項２４に記載の方法。
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