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公開番号2025010525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-21
出願番号2024108928
出願日2024-07-05
発明の名称放射線診断装置
出願人キヤノンメディカルシステムズ株式会社
代理人弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
主分類A61B 6/03 20060101AFI20250110BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】画質を向上させること。
【解決手段】実施形態に係る放射線診断装置は、複数のピクセルを含む放射線検出器と、放射線検出器の入射側に配置された散乱線除去グリッドと、ピクセルの検出結果に基づく処理を実行する処理回路と、を備える。複数のピクセルは、散乱線除去グリッドと対向する位置に配置される第1のピクセルと、散乱線除去グリッドと対向しない位置に配置される第2のピクセルとを含む。処理回路は、第1のピクセルから第1の検出結果を取得し、第2のピクセルから第2の検出結果を取得し、第1の検出結果および第2の検出結果に基づいて、第1のピクセルに対向する散乱線除去グリッドのずれ量を算出する。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項1】
複数のピクセルを含む放射線検出器と、
前記放射線検出器の入射側に配置された散乱線除去グリッドと、
前記ピクセルの検出結果に基づく処理を実行する処理回路と、
を備え、
前記複数のピクセルは、前記散乱線除去グリッドと対向する位置に配置される第1のピクセルと、前記散乱線除去グリッドと対向しない位置に配置される第2のピクセルとを含み、
前記処理回路は、
前記第1のピクセルから第1の検出結果を取得し、
前記第2のピクセルから第2の検出結果を取得し、
前記第1の検出結果および前記第2の検出結果に基づいて、前記第1のピクセルに対向する前記散乱線除去グリッドのずれ量を算出する、放射線診断装置。
続きを表示(約 2,200 文字)【請求項2】
前記処理回路は、前記第1の検出結果および前記第2の検出結果に基づいて、前記第1のピクセルに対向する前記散乱線除去グリッドによる影の長さを推定し、前記影の長さに基づいて、前記散乱線除去グリッドのずれ量を算出する、請求項1に記載の放射線診断装置。
【請求項3】
前記処理回路は、前記第1のピクセルの幅に基づいて前記影の長さを推定し、前記散乱線除去グリッドの幅に基づいて前記散乱線除去グリッドのずれ量を算出する、請求項2に記載の放射線診断装置。
【請求項4】
前記処理回路は、前記散乱線除去グリッドの第1の方向へのずれ量及び第1の方向とは異なる第2の方向へのずれ量のうち1つを算出する、請求項1に記載の放射線診断装置。
【請求項5】
前記処理回路は、前記散乱線除去グリッドの第1の回転方向へのずれ量および第1の回転方向とは異なる第2の回転方向へのずれ量のうち1つを算出する、請求項1に記載の放射線診断装置。
【請求項6】
前記散乱線除去グリッドは、放射線吸収部材である複数の隔壁、およびスリット状またはマトリックス状に交互に配置された複数の放射線透過部材を有し、
前記放射線検出器は、複数の検出器モジュールブレードを有し、
前記複数の検出器モジュールブレードのそれぞれが、複数の行および複数の列に配置されたピクセルの2次元アレイを有する複数のサブモジュールを含み、
前記複数のサブモジュールのそれぞれの前記複数の列が、3つの列からなるチャンネルに配置され、各チャンネルが、左マイクロチャンネル、中央マイクロチャンネルおよび右マイクロチャンネルを含み、
前記散乱線除去グリッドの第1の隔壁が、前記左マイクロチャンネルの左端に配置され、前記散乱線除去グリッドの第2の隔壁が、前記右マイクロチャンネルの右端に配置される、請求項1に記載の放射線診断装置。
【請求項7】
複数のピクセルを含む放射線検出器であって、前記複数のピクセルが複数のモジュールに配置されている放射線検出器と、
前記放射線検出器の入射側に配置される散乱線除去グリッドと、
前記放射線検出器による計数結果に基づく処理を実行する処理回路と、
を備え、
前記処理回路は、
前記散乱線除去グリッドを用いた第1のエアスキャンから得られた第1の計数結果と、前記散乱線除去グリッドを用いない第2のエアスキャンから得られた第2の計数結果とを取得し、
前記第2の計数結果に基づいて、前記第1の計数結果を正規化することで第3の計数結果を算出し、
前記第3の計数結果に基づいて、前記散乱線除去グリッドのずれ量を算出し、
前記ずれ量に基づいて、前記複数のモジュールにおいて故障しているモジュールがあるか否かを判定する、放射線診断装置。
【請求項8】
前記処理回路は、前記複数のピクセルのサイズに基づいて、前記第2の計数結果を修正する、請求項7に記載の放射線診断装置。
【請求項9】
前記処理回路は、前記複数のモジュールのうちの特定のモジュールにおいて、当該特定のモジュール内の前記散乱線除去グリッドの複数の隔壁のグループに対して算出した平均ずれ量に基づいて、故障しているか否かを判定する、請求項7に記載の放射線診断装置。
【請求項10】
複数のピクセルを含む放射線検出器であって、前記複数のピクセルが複数のチャンネルにそれぞれ配置されている、放射線検出器と、
前記放射線検出器の入射側に配置された散乱線除去グリッドと、
前記ピクセルの検出結果に基づく処理を実行する処理回路と、
を備え、
前記複数のチャンネルの各チャンネルは、前記散乱線除去グリッドの第1の隔壁と一部が対向する第1のピクセルと、前記第1のピクセルに隣接し、前記散乱線除去グリッドの隔壁と対向しない第2のピクセルと、前記第2のピクセルに隣接し、前記散乱線除去グリッドの第2の隔壁と一部が対向する第3のピクセルとから形成され、
前記処理回路は、
前記複数のチャンネルの各チャンネルについて、
前記散乱線除去グリッドを用いたエアスキャンにより、前記第1のピクセルから第1の検出結果を取得し、前記第2のピクセルから第2の検出結果を取得し、前記第3のピクセルから第3の検出結果を取得し、
前記第1の検出結果および前記第2の検出結果に基づいて、前記第1の隔壁の第1の方向へのずれ量を算出し、
前記第3の検出結果および前記第2の検出結果に基づいて、前記第2の隔壁の前記第1の方向とは異なる第2の方向へのずれ量を算出し、
前記第1の方向へのずれ量を前記複数のチャンネルのそれぞれにわたって平均化することで前記第1の方向への平均ずれ量を算出し、前記第2の方向へのずれ量を前記複数のチャンネルのそれぞれにわたって平均化することで前記第2の方向への平均ずれ量を算出し、
前記第1の方向への平均ずれ量および前記第2の方向への平均ずれ量に基づいてX線源の傾斜角度を決定する、放射線診断装置。
(【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】
本明細書及び図面に開示の実施形態は、放射線診断装置に関する。
続きを表示(約 2,200 文字)【0002】
本開示は、フォトンカウンティングコンピュータ断層撮影システムに使用される放射線診断装置に関する。
【背景技術】
【0003】
一般的なシンチレータ検出器ベースのコンピュータ断層撮影(Computed Tomography:CT)イメージングシステムでは、X線管は、被検体への照射中に一定数の光子を放出し、被検体の反対側にある検出器アレイは、透過した光子を測定し、その測定値は、経路長の減衰を推定するために、被検体のない同じスキャン設定でのエアスキャンに正規化される。したがって、エアスキャンと被検体スキャンは異なる時間に行われるため、良好な画質につながる正確な測定のために、時間領域における入射X線ビームの変動を較正する必要がある。
【0004】
しかしながら、X線管束の変化以外にも、X線管のタイプによっては、内部の電気的なステアリングの変化および陽極の熱膨張、ならびにその他の設計公差により、経時的にX線源の位置がドリフトすることもある。このような位置変動は、通常、個々の検出器ピクセルにランダムな散乱線除去グリッド(Anti-Scatter-Grid:ASG)のシャドウ(影)プロファイルの変化を発生させ、測定された強度を時々変化させる。このようなX線源の位置変動と理想的でないASG角度アライメントが組み合わさることにより、検出器ピクセルに異なる強度のドリフトが発生し、結果として再構成された画像にリングアーチファクトが発生し得る。一方、ASGもまた高速回転による一定の変形を起こし、ピクセルの位置および回転速度に依存した強度の変動を発生させる場合がある。
【0005】
半導体(CdTe/CZT)ベースのフォトンカウンティングCT(Photon Counting CT:PCCT)の場合、一般的な検出器アレイの設計は、通常、最大のエネルギー分解能を達成するための、チャージシェアリング効果とパルスのパイルアップ効果とのトレードオフのため、従来のCT検出器と比較すると、はるかに小さいピクセルサイズを有する。例えば、従来のピクセルピッチの1mm以下と比較し、ピクセルピッチは1次元で250μmから500μmの間で選択される。したがって、従来の検出器のピクセル領域は、通常、PCCTにおけるN×Nグループのサブピクセルに相当し、Nは2から4の間となり得る。高い線量効率を維持するために、ASG設計は、通常、従来のシステムのピクセル分布と同じピクセル/間隔のままに保たれる。
【0006】
PCCTの1つの重要な用途は、スペクトルイメージングである。良好な性能を達成するためには、放射線検出器の検出モジュールの実行可能性を測定する問題を解決するための、正確なX線源の位置およびASGのアライメントが必要である。現在の技術では、ASGのアライメントずれまたはX線源の位置のオフセットを物理的に測定する手段を有していない。したがって、外部の測定ツールを使用せずに監視/較正を目的とした放射線検出器の新しい設計方法も必要である。
【0007】
小ピクセル化されたPCD(Photon Counting detector)設計において、ASGプレートは、通常、従来のCT設計と同じ間隔を保持する。例示的な実施形態では、3×3のサブピクセル方式が使用され、各サブピクセルは従来の検出器ピクセルサイズの1/3以下である。この設計では、上述したように、ASGの影は各グループのサブピクセル1および3のみに影響を及ぼし、中央のサブピクセルはこれらの効果の影響を受けない。したがって、ASGプレートのアライメントが完璧であっても、サブピクセル読み出しには、X線源の移動方向に沿って検出器全体で常に正規化誤差が生じ、これは、既存の装置では解決することができないランダムな補正要因である。これにより、画像再構成にサブピクセルレベルの読み出しを使用する高解像度画像では、リングアーチファクトが発生する。
【0008】
実際、ASGプレートはほとんどの場合、位置精度と角度精度の両方について、一定の機械的公差を有する。したがって、組み合わせた読み出し(例えば、3×3加算モード)もまた、上述と同じ問題があり、この効果が十分に重要である場合に、組み合わせたピクセル読み出しを用いて再構成した標準解像度の画像に、リングアーチファクトを発生させる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0009】
Jorgensen at. Al., Evaluation of a photon counting Medipix3RX CZT spectral x-ray detector, Proc. SPIE Int Soc Opt Eng, 2016
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、画質を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。
【課題を解決するための手段】
(【0011】以降は省略されています)

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