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公開番号2025009887
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024090170
出願日2024-06-03
発明の名称多層X線検出器及びX線システム
出願人シーメンスヘルシニアーズアクチェンゲゼルシャフト,Siemens Healthineers AG
代理人弁理士法人山口・竹本知的財産事務所,個人,個人,個人
主分類G01T 1/20 20060101AFI20250109BHJP(測定;試験)
要約【課題】デュアルエネルギーX線源の手段によるX線画像の充分なスペクトル分離に加えて、X線検出の改良された量子効率を可能にする多層X線検出器を提供する。
【解決手段】センサ層はX線投影方向において互いに後ろに配置され、第1のセンサ層10は第1の発光スペクトルのX線量子を第1の信号に変換するように設計され、第2のセンサ層11は第2の発光スペクトルのX線量子を第2の信号に変換するように設計され、2つのセンサ層の間に配置された中間空間14と、複数の材料組成および/またはコーティングを有する少なくとも2つのフィルタ領域16を有する、屈曲可能として設計された少なくとも1つの層ベルト15と、第1のフィルタ領域16または第2のフィルタ領域17のいずれかを中間空間14にもたらすことができる輸送機構を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも第１のセンサ層（１０）および第２のセンサ層（１１）であって、前記センサ層（１０、１１）の一方がＸ線投影方向（１３）において他方の背後に配置され、前記第１のセンサ層（１０）は第１のスペクトルのＸ線量子を第１の信号に変換するように設計され、前記第２のセンサ層（１１）は第２のスペクトルのＸ線量子を第２の信号に変換するように設計された、少なくとも第１のセンサ層（１０）および第２のセンサ層（１１）と、
前記２つのセンサ層（１０、１１）の間に配置される中間空間（１４）と、
曲げ可能に設計された少なくとも１つの層ベルト（１５）であって、複数の材料組成および／またはコーティングを有する少なくとも２つのフィルタ領域（１６；１７）、または、第１のフィルタ領域（１６）または第２のフィルタ領域（１７）の、いずれかを前記中間空間（１４）に搬送することができる搬送機構と、を有する少なくとも１つの層ベルト（１５）と、
を含む多層Ｘ線検出器（１９）。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記層ベルト（１５）が、前記第１のフィルタ領域（１６）において第１のＸ線透過率を有する第１のスペクトルフィルタ材料と、前記第２のフィルタ領域（１７）において第２のＸ線透過率を有する第２のスペクトルフィルタ材料と、を有し、
前記第１及び第２のＸ線吸収係数が異なる、
請求項１に記載の多層Ｘ線検出器。
【請求項３】
前記第１のＸ線透過率が、５０ｋｅＶの光子エネルギーに基づいて２５％未満である、請求項２に記載の多層Ｘ線検出器。
【請求項４】
前記第１のフィルタ材料は、銅、タンタル、鉛、アルミニウム、錫、真鍮、または鉄のうちの少なくとも１つの元素を含む、請求項２または３に記載の多層Ｘ線検出器。
【請求項５】
前記第２のＸ線透過率が、５０ｋｅＶの光子エネルギーに基づいて６０％超、特に９０％超である、請求項２～４のいずれか１項に記載の多層Ｘ線検出器。
【請求項６】
前記層ベルト（１５）は、巻き上げおよび／または巻き出しが可能であるように設計されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の多層Ｘ線検出器。
【請求項７】
前記搬送機構はローラ（１８）を有し、前記ローラを介して、前記層ベルト（１５）は、前記第１のフィルタ領域（１６）または前記第２のフィルタ領域（１７）のいずれかが前記中間空間内に搬送されるように移動可能に設計される、請求項１から６のいずれか１項に記載の多層Ｘ線検出器。
【請求項８】
前記層ベルト（１５）および前記搬送機構は、コンベヤベルトとして、特に電動コンベヤベルトとして設計される、請求項１から７のいずれか１項に記載の多層Ｘ線検出器。
【請求項９】
前記第１のセンサ層（１０）は、第１の厚さの第１のシンチレータ材料と、第１の読み出し回路とを有し、前記第１の読み出し回路は前記第１のシンチレータ材料によって前記第１のスペクトルのＸ線量子から生成される光子を検出し、そこから第１の信号を生成するように設計され、
前記第２のセンサ層（１１）は、第２の厚さの第２のシンチレータ材料と、第２の読み出し回路とを有し、前記第２の読み出し回路は前記第２のシンチレータ材料によって前記第２のスペクトルのＸ線量子から生成される光子を検出し、そこから第２の信号を生成するように設計される、
請求項１から８のいずれか１項に記載の多層Ｘ線検出器。
【請求項１０】
複数の材料組成および／またはコーティングを有する少なくとも２つのフィルタ領域（１６．２；１７．２）を有する、曲げ可能に設計された第２の層ベルト（１５．２）と、
前記第２の層ベルト（１５．２）の前記フィルタ領域（１６．２；１７．２）のうちの１つを前記中間空間（１４）に入れることができる輸送機構と、
を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の多層Ｘ線検出器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の多層Ｘ線検出器、及び請求項１２に記載の多層Ｘ線検出器を有するＸ線システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
現代のＸ線技術では、デュアルエネルギーＸ線管、すなわち２つの異なる放出スペクトルを放出することができるＸ線管が使用される。発光スペクトルの１つは一般に高エネルギーであり、もう１つはいくぶん低エネルギーである。とりわけ、２つのセンサ層間の明確なエネルギー差が重要である。例えば、軟組織の割合はこのようにして生成することができる２つの複数のＸ線画像から減算することができ、したがって、骨密度を測定することができる。全身組織の材料組成も計算することができる。
【０００３】
デュアルエネルギーＸ線管に加えて、デュアルエネルギーＸ線検出器も、対応する信号を読み出すことができるようにするために必要である。このような公知のデュアルエネルギーＸ線検出器９（図１参照）は一般に、Ｘ線投影方向１３において一方が他方の後方に位置する２つのシンチレータベースのセンサ層を有する。記録中、最初に、第１のセンサ層１０、次いで、第２のセンサ層１１は、投影方向１３に沿ってＸ線ビームによって貫通される。デュアルエネルギー記録のための十分なスペクトル分離を達成するために、２つのセンサ層（例えば、１ｍｍ厚の銅フィルタ層１２）の間にフィルタ層が典型的に存在する。このような多層Ｘ線検出器は,
例えば、シュテール、フレドリックら、「パフォーマンスキャラクタリゼーションオブプロトタイプ二層コーンビームコンピュータ断層撮影システム」、（メディカルフィジックス Vol. 48, 11(2021), 6740-6754頁）から知られている。
【０００４】
多層Ｘ線検出器の欠点は、フィルタ層の高い吸収がＸ線検出の量子効率を低下させることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、デュアルエネルギーＸ線源の手段によるＸ線画像の充分なスペクトル分離に加えて、Ｘ線検出の改良された量子効率を可能にする多層Ｘ線検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は本発明によれば、請求項１に記載の多層Ｘ線検出器と、請求項１２に記載の多層Ｘ線検出器を有するＸ線システムとによって達成される。本発明の有利な実施形態は、それぞれ関連する従属請求項の主題である。
【０００７】
本発明による多層Ｘ線検出器は少なくとも第１および第２のセンサ層を備え、このセンサ層はＸ線投影方向において他方の後方に配置され、第１のセンサ層は第１のスペクトル（例えば、Ｘ線放射スペクトル）のＸ線量子を第１の信号に変換するように設計され、第２のセンサ層は第２のスペクトル（例えば、Ｘ線放射スペクトル）のＸ線量子を第２の信号に変換するように設計され、２つのセンサ層の間に配置された中間空間と、複数の材料組成および／またはコーティングを有する少なくとも２つのフィルタ領域を有する、屈曲可能として設計された少なくとも１つの層ベルトと、第１のフィルタ領域または第２のフィルタ領域のいずれかを中間空間にもたらすことができる輸送機構とを備える。
【０００８】
層ベルトは特に可撓性であり、層ベルト自体または可能なコーティングを損傷することなく、曲げ、折り曲げ、または巻き取ることができる。フィルタ領域は大きな表面積を有するように設計することができ、特に、フィルタ領域は、第２のセンサ層の表面積にほぼ対応する表面積を有するので、必要に応じて、中間空間全体をフィルタ領域のうちの１つによって覆うことができる。層ベルト自体は一般に、第２のセンサ層（少なくとも２つのフィルタ領域）の面積の少なくとも２倍を有することが好ましく、また、著しく大きくてもよい（例えば、フィルタ領域または３つ以上のフィルタ領域の間の中立領域）。層ベルトは、中間空間の領域において、層ベルトの表面法線がＸ線投影方向と平行になるように配置されることが好ましい。
【０００９】
搬送機構により、必要に応じて、それぞれの材料組成を有する第１のフィルタ領域または第２のフィルタ領域のいずれか、したがってフィルタ効果を、２つのセンサ層の間の中間空間にもたらすことができる。このようにして、ユーザは現在のアプリケーションにどのフィルタリングを必要とするかを選択することができ、それを迅速かつ容易に設定することができる。進行中の手順の間でさえ、２つのフィルタ領域の間の迅速な切り替えが、例えば数秒以内に行われ得る。Ｘ線検出器は、Ｘ線記録に関して少なくとも２つのスペクトルのスペクトル分離に関して高度の柔軟性を提供する。フィルタ領域は、可能な限り均一な組成またはフィルタ効果を有する。
【００１０】
このような層状ベルトの使用はフィルタ効果の高い信頼性も保証し、得られるＸ線画像におけるアーチファクトのリスクは低い。
（【００１１】以降は省略されています）

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