(57)【要約】【課題】複数の検出素子で構成されるモジュールを用いたＸ線検出器において、逐次収集を適切に行うこと。【解決手段】実施形態のＸ線検出器は、複数の検出アレイと、制御部と、処理部とを備える。複数の検出アレイは、複数の検出素子を含む。制御部は、複数の検出アレイ間の検出素子の読み出しタイミングを変えるように制御する。処理部は、複数の検出素子からの信号を処理する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検出素子を含む複数の検出アレイと、
前記複数の検出アレイ間の検出素子の読み出しタイミングを変えるように制御する制御部と、
前記複数の検出素子からの信号を処理する処理部と、
を備える、Ｘ線検出器。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の検出アレイ間の読み出し順及び当該複数の検出アレイに含まれる複数の検出素子間の読み出し順に応じて前記読み出しタイミングを変えるように制御する、請求項１に記載のＸ線検出器。
【請求項３】
前記複数の検出アレイ間を接続し、前記複数の検出アレイにそれぞれ含まれる複数の検出素子の読み出しタイミングを関連付ける制御線をさらに備え、
前記制御部は、前記制御線によって接続された検出アレイ群について、複数の検出アレイ群間の検出素子の読み出しタイミングを変えるように制御する、請求項１又は２に記載のＸ線検出器。
【請求項４】
前記複数の検出アレイは、列方向又はチャネル方向に配列され、
前記制御部は、前記列方向又は前記チャネル方向に配列された前記複数の検出アレイ間の検出素子の読み出しタイミングを変えるように制御する、請求項１〜３のいずれか１つに記載のＸ線検出器。
【請求項５】
前記複数の検出アレイは、列方向及びチャネル方向に配列され、
前記制御部は、前記列方向に配列された検出アレイ間の検出素子の読み出しタイミング、及び、前記チャネル方向に配列された検出アレイ間の検出素子の読み出しタイミングをそれぞれ変えるように制御する、請求項１〜３のいずれか１つに記載のＸ線検出器。
【請求項６】
前記処理部は、前記検出アレイごとに配置される、請求項１〜５のいずれか１つに記載のＸ線検出器。
【請求項７】
前記制御部は、前記検出素子から前記信号を出力するタイミング及び前記処理部において前記信号を処理するタイミングを変えるように制御する、請求項６に記載のＸ線検出器。
【請求項８】
複数の検出素子を含む複数の検出アレイと、
前記複数の検出アレイ間を接続し、前記複数の検出アレイにそれぞれ含まれる複数の検出素子の読み出しタイミングを関連付ける制御線と、
前記複数の検出素子からの信号を処理する処理部と、
を備える、Ｘ線検出器。
【請求項９】
前記複数の検出アレイは、列方向又はチャネル方向に配列され、
前記制御線は、前記列方向又は前記チャネル方向に配列された前記複数の検出アレイ間を接続する、請求項８に記載のＸ線検出器。
【請求項１０】
前記複数の検出アレイは、列方向及びチャネル方向に配列され、
前記制御線は、前記列方向に配列された検出アレイ間、及び、前記チャネル方向に配列された検出アレイ間をそれぞれ接続する、請求項８に記載のＸ線検出器。
【請求項１１】
前記処理部は、前記検出アレイごとに配置される、請求項８〜１０のいずれか１つに記載のＸ線検出器。
【請求項１２】
前記処理部において前記信号を処理するタイミングを変えるように制御する制御部をさらに備える、請求項１１に記載のＸ線検出器。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載のＸ線検出器を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線検出器及びＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＸ線検出器の多列化に伴い、ＣＴ（Computed  Tomography）スキャンにおいて、逐次収集方式のＤＡＳ（Data  Acquisition  System）が使用されるようになってきている。逐次収集方式のＤＡＳは、複数の検出素子によって検出されるＸ線の信号を、検出素子ごとにタイミングをずらしながら逐次収集する。例えば、逐次収集方式のＤＡＳは、複数の素子で１つのＡ／Ｄ変換器を共有し、逐次にＡ／Ｄ変換を行なう。これにより、１つのＡ／Ｄ変換器が複数の検出素子からの信号を処理することができるため、検出素子の数に対するＡ／Ｄ変換器の数を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５６３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、複数の検出素子で構成されるモジュールを用いたＸ線検出器において、逐次収集を適切に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のＸ線検出器は、複数の検出アレイと、制御部と、処理部とを備える。複数の検出アレイは、複数の検出素子を含む。制御部は、前記複数の検出アレイ間の検出素子の読み出しタイミングを変えるように制御する。処理部は、前記複数の検出素子からの信号を処理する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＸ線検出器の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係る読み出し順の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実施形態に係る読み出し順の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施形態に係る読み出し順の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の実施形態に係る読み出し順の一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第５の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、第６の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第６の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、Ｘ線検出器及びＸ線ＣＴ装置の実施形態について説明する。なお、本願に係るＸ線検出器及びＸ線ＣＴ装置は、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。また、以下の説明において、同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、図１に示すＸ線ＣＴ装置１について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。
【０００９】
図１においては、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。なお、図１は、説明のために架台装置１０を複数方向から描画したものであり、Ｘ線ＣＴ装置１が架台装置１０を１つ有する場合を示す。
【００１０】
架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、制御装置１５と、ウェッジ１６と、コリメータ１７と、ＤＡＳ１８とを有する。
【００１１】
Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。例えば、Ｘ線管１１には、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。
【００１２】
Ｘ線検出器１２は、Ｘ線を検出する検出素子を複数有する。Ｘ線検出器１２における各検出素子は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した信号をＤＡＳ１８へと出力する。Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心とした１つの円弧に沿ってチャンネル方向（チャネル方向、ｃｈ方向）に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、チャンネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向（スライス方向、roｗ方向）に複数配列された構造を有する。
【００１３】
例えば、Ｘ線検出器１２は、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。
【００１４】
ここで、本実施形態に係るＸ線検出器１２は、少ない列数で構成されたモジュールが列方向に配列された構造を有する。また、Ｘ線検出器１２は、少ないチャネル数で構成されたモジュールがチャネル方向に配列された構造を有する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線検出器１２の一例を示す図である。ここで、図２においては、チャンネル方向（図中、ｃｈ）に４列、列方向（図中、ｒｏｗ）に３２列の検出素子１２１を有するＸ線検出器１２の例を示す。例えば、Ｘ線検出器１２は、図２に示すように、チャネル方向に４列、列方向に４列の検出素子を並べたモジュール１２０を、列方向に８列並べた構造を有する。なお、図２においては、チャンネル方向に４列、列方向に３２列の複数の検出素子１２１を示しているが、実際には、Ｘ線検出器１２は、図２に示す複数の検出素子１２１が、チャンネル方向に複数配列された構造を有する。すなわち、Ｘ線検出器１２は、チャンネル方向に４列、列方向に４列の検出素子を並べたモジュール１２０が、列方向に８列、チャンネル方向に複数列、タイル状に並べられた構造を有する。なお、複数の検出素子１２１を含むモジュール１２０をタイル状に並べることをタイリングとも呼ぶ。
【００１５】
図１に戻って、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やウェッジ１６、コリメータ１７、ＤＡＳ１８等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１３は、図１において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。以下では、架台装置１０において、回転フレーム１３、及び、回転フレーム１３と共に回転移動する部分を、回転部とも記載する。
【００１６】
Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が発生するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１３に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。
【００１７】
制御装置１５は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１５は、入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転や架台装置１０のチルト、寝台装置３０及び天板３３の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置１５は、架台装置１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、Ｘ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させる。なお、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。
【００１８】
ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１６は、ウェッジフィルタ（wedge  filter）やボウタイフィルタ（bow-tie  filter）であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工したフィルタである。
【００１９】
コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。また、図１においては、Ｘ線管１１とコリメータ１７との間にウェッジ１６が配置される場合を示すが、Ｘ線管１１とウェッジ１６との間にコリメータ１７が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射され、コリメータ１７により照射範囲が制限されたＸ線を透過して減衰させる。
【００２０】
ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２が有する各検出素子によって検出されるＸ線の信号を収集する。例えば、ＤＡＳ１８は、各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital  converter）とを有し、検出データを生成する。ＤＡＳ１８は、例えば、プロセッサにより実現される。
【００２１】
ここで、ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２における検出素子群ごとに、Ｘ線の信号を逐次収集する。即ち、ＤＡＳ１８は、逐次収集方式のＤＡＳである。例えば、ＤＡＳ１８は、検出素子群における各検出素子とスイッチを介して接続され、接続をオンにする検出素子を切り替えながら、各検出素子にて積分された電荷を逐次読み出す。
【００２２】
ＤＡＳ１８が生成したデータは、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（Light  Emitting  Diode:  ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１０の非回転部分（例えば、固定フレーム等。図１での図示は省略している）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置４０へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム１３を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型の如何なるデータ伝送方式を採用してもよいし、接触型のデータ伝送方式を採用しても構わない。
【００２３】
寝台装置３０は、撮影対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、天板３３の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。
【００２４】
コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。なお、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０又はコンソール装置４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。
【００２５】
メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、投影データや再構成画像データを記憶する。また、例えば、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。
【００２６】
ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された各種の画像を表示したり、操作者から各種の操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したりする。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）ディスプレイである。ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
【００２７】
入力インターフェース４３は、操作者から各種の入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件（撮影条件）の入力操作を操作者から受け付ける。なお、撮影条件については後述する。また、例えば、入力インターフェース４３は、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件や、ＣＴ画像データから後処理画像を生成する際の画像処理条件等の入力操作を操作者から受け付ける。
【００２８】
例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、コンソール装置４０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４３の例に含まれる。
【００２９】
処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。なお、処理回路４４は、コンソール装置４０に含まれる場合に限られない。例えば、処理回路４４は、複数の医用画像診断装置にて取得された検出データに対する処理を一括して行なう統合サーバに含まれてもよい。例えば、処理回路４４は、システム制御機能４４１、前処理機能４４２、生成機能４４３及び出力機能４４４を実行する。
【００３０】
システム制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、Ｘ線ＣＴ装置１における種々の処理を制御する。例えば、システム制御機能４４１は、Ｘ線ＣＴ装置１における寝台駆動装置３２、コリメータ１７、制御装置１５、Ｘ線高電圧装置１４等を制御して、位置決めスキャンや、本スキャンを実行する。
【００３１】
前処理機能４４２は、ＤＡＳ１８から送信された検出データに対して、対数変換処理や、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、投影データを生成する。そして、前処理機能４４２は、生成した投影データをメモリ４１に格納する。なお、前処理前のデータ（検出データ）および前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。
【００３２】
生成機能４４３は、メモリ４１によって記憶された投影データから各種画像を生成し、生成した画像をメモリ４１に格納する。例えば、生成機能４４３は、投影データを種々の再構成法（例えば、ＦＢＰ（Filtered  Back  Projection）などの逆投影法や、逐次近似法など）によって再構成することでＣＴ画像データを再構成し、再構成したＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。また、生成機能４４３は、種々の画像処理を行うことにより、ＣＴ画像データからＭＰＲ画像などのＣＴ画像を生成して、生成したＣＴ画像をメモリ４１に格納する。
【００３３】
出力機能４４４は、ＣＴ画像や、ＣＴ画像データ等を出力する。例えば、出力機能４４４は、ＣＴ画像をディスプレイ４２に表示させる。また、例えば、出力機能４４４は、ＣＴ画像データを、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続された外部装置（例えば、画像データを保管するサーバ装置等）に出力する。
【００３４】
図１に示すＸ線ＣＴ装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ４１へ記憶されている。処理回路４４は、メモリ４１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路４４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
【００３５】
なお、図１においては、システム制御機能４４１、前処理機能４４２、生成機能４４３及び出力機能４４４の各処理機能が単一の処理回路４４によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路４４は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路４４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
【００３６】
以上、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、複数の検出素子で構成されるモジュールを用いたＸ線検出器において、逐次収集を適切に行うことを可能にする。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１は、複数の検出素子で構成されるモジュールを列方向及びチャネル方向のうち少なくとも１つの方向に並べたＸ線検出器において、逐次収集を適切に行うことを可能にする。より具体的には、各検出素子の読み出しタイミングに応じて、各モジュール間の読み出しタイミングを調整することで、逐次収集を適切に行うことを可能にする。
【００３７】
ここで、まず、逐次収集方式について説明する。例えば、逐次収集方式では、Ｘ線検出器１２の列方向に沿って配列された複数の検出素子（例えば、図２においては３２個）から成る検出素子群ごとにＡＤＣが配置される。すなわち、ＡＤＣがチャンネル数分配置される。そして、ＤＡＳ１８が、検出素子群の各々とスイッチを介して接続され、Ｘ線管１１がＸ線を発生させている間、検出素子群によって検出されたＸ線の信号を逐次収集する。
【００３８】
例えば、ＤＡＳ１８が、検出素子群における第１の検出素子との接続をオンにすることで、第１の検出素子にて積分された電荷がＸ線の信号として読み出される。次に、ＤＡＳ１８が、第１の検出素子との接続をオフにするとともに、第１の検出素子に隣接する第２の検出素子との接続をオンにすることで、第２の検出素子にて積分された電荷がＸ線の信号として読み出される。なお、ＤＡＳ１８との接続がオフとなることにより、各検出素子では、電荷の積分が開始される。同様に、ＤＡＳ１８は、検出素子群における各検出素子について、各検出素子にて積分された電荷がＸ線の信号として逐次読み出されるように制御する。
【００３９】
ＤＡＳ１８は、ビューごとに上記した制御を実行することで、ビューごとの検出データを収集する。すなわち、ＤＡＳ１８は、１つのビューにおいて、検出素子群から素子数分の信号を逐次収集する。同様に、ＤＡＳ１８は、次のビューにおいて、素子数分の信号を逐次収集する。
【００４０】
上述したように、逐次収集方式では、列方向に沿った複数の検出素子から逐次収集を行うが、本実施形態のＸ線検出器１２のように複数の検出素子がタイリングされている場合、モジュール間で隣接する２つの検出素子間での読み出しタイミングにギャップが生じてしまい、アーチファクトが発生する場合がある。
【００４１】
以下、図２に示すタイリングされたＸ線検出器１２において、上述した逐次収集を行う場合を例に挙げて説明する。例えば、図２に示すＸ線検出器１２において列方向に逐次収集を行う場合、モジュール１２０ごとにＡＤＣが設けられ、モジュールごとに列方向に逐次収集が実行される。
【００４２】
一例を挙げると、図２における各モジュール１２０において、列方向を横方向とした場合の右端の検出素子１２１から左端の検出素子１２１に向けてそれぞれ逐次収集すると、隣接するモジュール１２０で隣接する検出素子１２１の読み出しタイミングに大きなずれが生じることとなる。例えば、図２の左端のモジュール１２０における右端の検出素子１２１は、逐次収集の開始のタイミングで読み出されるが、図２の左から２番目のモジュール１２０における左端の検出素子１２１は、逐次収集開始から３回目の収集におけるタイミングで読み出されることとなる。
【００４３】
すなわち、各モジュール１２０において逐次収集を同時に開始すると、右端の検出素子１２１の読み出しタイミングは最初であり、左端の検出素子１２１の読み出しタイミングは、モジュール１２０の列方向の４つの検出素子の最後となる。したがって、右端の検出素子１２１と、左端の検出素子１２１とは隣接しているにもかかわらず、読み出しタイミングに大きなずれが生じることとなり、アーチファクトが発生する場合がある。なお、同一のモジュール１２０に含まれる複数の検出素子１２１における逐次収集の読み出しタイミングのずれは大きくないため、視認できるアーチファクトが発生することはない。
【００４４】
上述したように、複数の検出素子で構成されるモジュールを列方向に並べたＸ線検出器１２においては、通常の逐次収集を行うとアーチファクトが生じるおそれがある。そこで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１では、各検出素子の読み出しタイミングに応じて、各モジュール間の読み出しタイミングを調整することで、逐次収集を適切に行うことを可能にする。
【００４５】
図３は、第１の実施形態に係るＸ線検出器１２の回路構成の一例を示す図である。なお、図３においては、列方向に並んだ３つのモジュール１２０の回路構成について示すが、実際には、図２に示すように、８つのモジュール１２０が列方向に並んでいる。
【００４６】
例えば、Ｘ線検出器１２は、図３に示すように、複数のモジュール１２０と、ＡＤＣ１２３ａと、ＡＤＣ１２３ｂと、制御回路１２４とを有する。ここで、モジュール１２０は、検出アレイの一例である。また、ＡＤＣ１２３ａ及びＡＤＣ１２３ｂは、処理部の一例である。また、制御回路１２４は、制御部の一例である。
【００４７】
複数のモジュール１２０は、複数の検出素子１２１をそれぞれ含む。例えば、複数のモジュール１２０は、４つの検出素子１２１１及び４つの検出素子１２１２をそれぞれ含む。ここで、図３におけるモジュール１２０に示す検出素子１２１１及び検出素子１２１２は、それぞれ列方向に配列された４つの検出素子を示す。すなわち、図３においては、４つの検出素子１２１１と４つの検出素子１２１２とが１列に並んでいるが、実際には、４つの検出素子１２１１と４つの検出素子１２１２とは、チャンネル方向に配列されている。
【００４８】
例えば、４つの検出素子１２１１は、図２のモジュールにおいて、列方向を横方向にした場合の最上段のチャンネルにおける４つの検出素子に相当する。また、４つの検出素子１２１２は、図２のモジュールにおいて、列方向を横方向にした場合の上から２段目のチャンネルにおける４つの検出素子に相当する。
【００４９】
そして、検出素子１２１１は、スイッチ１２２とＡＤＣ１２３ｂにそれぞれ接続される。そして、検出素子１２１１は、制御回路１２４からスイッチ１２２に入力されるスタートパルス信号（ＳＰ信号）に応じて、電気信号をＡＤＣ１２３ｂに出力する。また、検出素子１２１２は、スイッチ１２２とＡＤＣ１２３ａにそれぞれ接続される。そして、検出素子１２１２は、制御回路１２４からスイッチ１２２に入力されるＳＰ信号に応じて、電気信号をＡＤＣ１２３ａに出力する。なお、図３においては、各モジュール１２０が、チャンネル方向に２列分の検出素子群を含むことを示しているが、実際には、チャンネル方向にさらに２列分の検出素子群を含み、各検出素子群は、スイッチとＡＤＣにそれぞれ接続される。そして、各検出素子群に対して、以下で説明する内容と同様の制御が実行される。
【００５０】
スイッチ１２２は、例えば、シフトレジスタ等であり、各モジュール１２０に配置され、制御回路１２４からＳＰ信号を受け付けて、各検出素子との接続のオン・オフを切り替える。ここで、本実施形態に係るモジュール１２０は、制御回路１２４からのＳＰ信号を受け付けるためのポートをそれぞれ備える。すなわち、各モジュール１２０は、制御回路１２４からそれぞれ独自にＳＰ信号を受け付ける。
【００５１】
ＡＤＣ１２３ａは、各モジュール１２０にそれぞれ含まれる検出素子１２１２から逐次出力される電気信号を受け付けて、デジタル信号に変換する。ＡＤＣ１２３ｂは、各モジュール１２０にそれぞれ含まれる検出素子１２１１から逐次出力される電気信号をデジタル信号に変換する。なお、図示していないが、ＡＤＣ１２３ａ及びＡＤＣ１２３ｂの前段には、検出素子から出力された電気信号に対して増幅処理を行う増幅器が配置される。また、ＡＤＣ１２３ａ及びＡＤＣ１２３ｂは、検出素子１２１の後段に設けられた基板に配置される場合でもよく、或いは、ＤＡＳ１８に配置される場合でもよい。
【００５２】
制御回路１２４は、複数のモジュール１２０間の検出素子の読み出しタイミングを変えるように制御する。具体的には、制御回路１２４は、検出素子１２１の後段に設けられた基板、又は、ＤＡＳ１８に配置され、複数のモジュール１２０間の検出素子の読み出しタイミングに対して遅延を付加する。より具体的には、制御回路１２４は、各モジュールに対してそれぞれ独自のＳＰ信号を送信することで、モジュールごとの読み出しタイミングを調整する。例えば、制御回路１２４は、図３における上段のモジュール１２０のスイッチ１２２にＳＰ信号「Ａ」を送信することで、４つの検出素子１２１１及び４つの検出素子１２１２について電気信号を逐次収集する。ここで、例えば、スイッチ１２２は、スイッチ１２２間の矢印の方向に向かって、１ＣｌｏｃｋごとにＳＰ信号を送信することで、１Ｃｌｏｃｋごとに接続を切り替えて、１Ｃｌｏｃｋずつ読み出しタイミングをずらした逐次収集を実行させる。
【００５３】
同様に、制御回路１２４は、図３における中段のモジュール１２０のスイッチ１２２にＳＰ信号「Ｂ」を送信することで、中段のモジュール１２０における４つの検出素子１２１１及び４つの検出素子１２１２について電気信号を逐次収集する。ここで、ＳＰ信号「Ｂ」は、ＳＰ信号「Ａ」に基づく最後の読み出しから１Ｃｌｏｃｋずれたタイミングで、中段のモジュール１２０における読み出しが開始されるように制御された信号である。これにより、中段のモジュール１２０において、上段のモジュール１２０の検出素子１２１１及び検出素子１２１２と隣接する検出素子１２１１及び検出素子１２１２の読み出しが、上段のモジュール１２０における読み出しが終わったのち、１Ｃｌｏｃｋ後に開始されることとなる。
【００５４】
また、同様に、制御回路１２４は、図３における下段のモジュール１２０のスイッチ１２２にＳＰ信号「Ｃ」を送信することで、下段のモジュール１２０における４つの検出素子１２１１及び４つの検出素子１２１２について電気信号を逐次収集する。ここで、ＳＰ信号「Ｃ」は、ＳＰ信号「Ｂ」に基づく最後の読み出しから１Ｃｌｏｃｋずれたタイミングで、下段のモジュール１２０における読み出しが開始されるように制御された信号である。これにより、下段のモジュール１２０において、中段のモジュール１２０の検出素子１２１１及び検出素子１２１２と隣接する検出素子１２１１及び検出素子１２１２の読み出しが、中段のモジュール１２０における読み出しが終わったのち、１Ｃｌｏｃｋ後に開始されることとなる。
【００５５】
上述したように、第１の実施形態に係るＸ線検出器１２は、モジュールごとにＳＰ信号で読み出しタイミングを制御することで、モジュール間での読み出しタイミングのギャップを無くし、逐次収集を適切に行うことを可能にする。
【００５６】
ここで、制御回路１２４は、複数のモジュール間の読み出し順及び当該複数のモジュールに含まれる複数の検出素子間の読み出し順に応じた遅延を付加する。すなわち、モジュールごとにＳＰ信号で読み出しタイミングを制御することで、モジュール間での読み出しタイミングのギャップを無くす場合、種々の読み出し順で逐次収集することができる。
【００５７】
以下、読み出し順のバリエーションについて、図４Ａ〜図７Ｂを用いて説明する。図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａは、第１の実施形態に係る読み出し順の一例を示す図である。また、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線検出器の回路構成の一例を示す図である。ここで、図４Ｂは、図４Ａに示す読み出し順を実現するための回路構成を示す。また、図５Ｂは、図５Ａに示す読み出し順を実現するための回路構成を示す。また、図６Ｂは、図６Ａに示す読み出し順を実現するための回路構成を示す。また、図７Ｂは、図７Ａに示す読み出し順を実現するための回路構成を示す。なお、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂは、図３と同様に、Ｘ線検出器１２における一部について示す。
【００５８】
例えば、第１の実施形態に係るＸ線検出器１２では、図４Ａに示すように、隣接するモジュール１２０同士でそれぞれ逆方向に読み出しを行うことができる。ここで、図４Ａにおいては、列方向を横方向とした場合に、同一の高さにある矢印は、同一のタイミングで読み出しが開始されることを示す。すなわち、図４Ａにおいては、すべての矢印が同じ高さにあることから、各モジュール１２０において、矢印の始点から終点への方向の読み出し順で、始点の読み出しが同時に開始されることを示す。
【００５９】
図４Ａに示す読み出し順の場合、Ｘ線検出器１２は、例えば、図４Ｂに示す回路構成を有する。ここで、図４Ｂは、図４ＡのＸ線検出器１２において列方向を横方向とした場合の左端から３つのモジュールにおける回路構成を示す。すなわち、図４Ａにおけるモジュール１２０の下端が、図４Ｂにおけるモジュール１２０の下端に相当する。例えば、Ｘ線検出器１２は、図４Ｂに示すように、上段のモジュール１２０と、下段のモジュール１２０におけるＳＰ信号の入力向きが図３と異なる。すなわち、図４Ｂに示すＸ線検出器１２では、図４Ａにおいて矢印の始点で示した読み出し開始側の検出素子から読み出しが開始されるように、スイッチ１２２にＳＰ信号「Ａ」とＳＰ信号「Ｃ」が入力される。
【００６０】
ここで、図４Ｂに示す制御回路１２４は、全てのモジュール１２０において同時に読み出しを開始させるＳＰ信号「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」を送信する。すなわち、図４Ａに示す読み出し順では、隣接するモジュール１２０同士でそれぞれ逆方向に読み出しを行うため、モジュールの境界において読み出しタイミングに大きなギャップが生じない。
【００６１】
また、例えば、第１の実施形態に係るＸ線検出器１２では、図５Ａに示すように、各モジュール１２０において、中心に対応する検出素子から外側に向かって読み出しを行うことができる。ここで、図５Ａにおいては、すべての双方向矢印が同じ高さにあることから、各モジュール１２０において、双方向矢印の中心から外側への方向の読み出し順で、中心の読み出しが同時に開始されることを示す。
【００６２】
図５Ａに示す読み出し順の場合、Ｘ線検出器１２は、例えば、図５Ｂに示す回路構成を有する。ここで、図５Ｂは、図５ＡのＸ線検出器１２において列方向を横方向とした場合の左端から３つのモジュールにおける回路構成を示す。すなわち、図５Ａにおけるモジュール１２０の下端が、図５Ｂにおけるモジュール１２０の下端に相当する。例えば、Ｘ線検出器１２は、図５Ｂに示すように、各モジュール１２０において中心から左右両側に向かってＳＰ信号が入力されるように構成される点が図３と異なる。すなわち、図５Ｂに示すＸ線検出器１２では、図５Ａにおいて双方向矢印の中心で示した読み出し開始位置に対応する検出素子から読み出しが開始されるように、スイッチ１２２にＳＰ信号「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」が入力される。
【００６３】
ここで、図５Ｂに示すＸ線検出器１２では、各モジュール１２０において読み出し開始位置に対応する検出素子から左右両側に向かって読み出される際に、左右の検出素子において読み出し順が重ならないように制御される。例えば、Ｘ線検出器１２は、４つの検出素子１２１１の中心から左右の検出素子１２１１に対して交互にＣｌｏｃｋ信号が入力されるように制御することで、左右交互に検出素子１２１１の電気信号が読み出される。
【００６４】
また、図５Ｂに示す制御回路１２４は、全てのモジュール１２０において同時に読み出しを開始させるＳＰ信号「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」を送信する。すなわち、図５Ａに示す読み出し順では、中心に対応する検出素子から外側に向かって読み出しを行うため、モジュールの境界において読み出しタイミングに大きなギャップが生じない。
【００６５】
また、例えば、第１の実施形態に係るＸ線検出器１２では、図６Ａに示すように、隣接するモジュール１２０間で、異なる向きでの読み出しと同じ向きでの読み出しを組み合わせた読み出しを行うことができる。例えば、図６Ａに示すように、列方向に８つのモジュールが配列されたＸ線検出器において、隣接する２つのモジュール１２０ごとに読み出し向きを反転させた読み出し順を実現することができる。
【００６６】
ここで、図６Ａにおいては、異なる高さにある矢印同士は、読み出し開始のタイミングが異なることを示す。また、図６Ａにおいては、同じ高さにある矢印同士は、読み出し開始のタイミングが同一であることを示す。例えば、図６Ａにおいて隣接するモジュール間で矢印の向きが同じものは、矢印の高さが異なることから、矢印の始点における読み出しは異なるタイミングで開始される。すなわち、高い位置の矢印の始点から読み出しが開始され、高い位置の矢印の終点の読み出し後に低い位置の矢印の始点における読み出しが開始される。また、例えば、図６Ａにおいて隣接するモジュール間で矢印の向きが異なるものは、矢印の高さが同じであることから、矢印の始点における読み出しは同一のタイミングで開始される。
【００６７】
図６Ａに示す読み出し順の場合、Ｘ線検出器１２は、例えば、図６Ｂに示す回路構成を有する。ここで、図６Ｂは、図６ＡのＸ線検出器１２において列方向を横方向とした場合の左端から３つのモジュールにおける回路構成を示す。すなわち、図６Ａにおけるモジュール１２０の下端が、図６Ｂにおけるモジュール１２０の下端に相当する。例えば、Ｘ線検出器１２は、図６Ｂに示すように、上段のモジュール１２０におけるＳＰ信号の入力向きが図３と異なる。すなわち、図６Ｂに示すＸ線検出器１２では、図６Ａにおいて矢印の始点で示した読み出し開始側の検出素子から読み出しが開始されるように、スイッチ１２２にＳＰ信号「Ａ」が入力される。
【００６８】
ここで、図６Ｂに示す制御回路１２４は、隣接するモジュール１２０間であり、異なる向きで読み出しが開始されるモジュール１２０に対して同時に読み出しを開始させるＳＰ信号を送信する。例えば、制御回路１２４は、上段と中段のモジュール１２０に対して、同時に読み出しを開始させるＳＰ信号「Ａ」及び「Ｂ」をそれぞれ送信する。一方、制御回路１２４は、隣接するモジュール１２０間であり、同一の向きで読み出しが開始されるモジュール１２０に対して、異なるタイミングで読み出しを開始させるＳＰ信号を送信する。例えば、制御回路１２４は、下段のモジュール１２０に対して、中段のモジュール１２０における読み出し終了後、１Ｃｌｏｃｋずれたタイミングで読み出しが開始されるようにＳＰ信号「Ｃ」を送信する。
【００６９】
すなわち、図６Ａに示す読み出し順では、隣接するモジュール１２０間において、逆方向に読み出しを行う場合に同一のタイミングで読み出しを開始し、同一方向に読み出しを行う場合に読み出しのタイミングに遅延を付加するため、モジュールの境界において読み出しタイミングに大きなギャップが生じない。
【００７０】
また、隣接するモジュール１２０間で異なる向きでの読み出しと同じ向きでの読み出しを組み合わせた読み出しを行う場合、例えば、第１の実施形態に係るＸ線検出器１２では、図７Ａに示す読み出しを行うことができる。例えば、図７Ａに示すように、列方向に８つのモジュールが配列されたＸ線検出器において、連続する４つのモジュール１２０を含むモジュール群の境界で読み出し向きを反転させた読み出し順を実現することができる。
【００７１】
ここで、図７Ａにおいては、異なる高さにある矢印同士は、読み出し開始のタイミングが異なることを示す。また、図７Ａにおいては、同じ高さにある矢印同士は、読み出し開始のタイミングが同一であることを示す。例えば、図７Ａにおいて矢印の向きが同一のモジュール間では、それぞれ矢印の高さが異なることから、矢印の始点における読み出しは異なるタイミングで開始される。すなわち、高い位置の矢印の始点から読み出しが開始され、高い位置の矢印の終点の読み出し後に低い位置の矢印の始点における読み出しが開始される。また、例えば、図７Ａにおいて矢印の高さが同じモジュール間では、矢印の始点における読み出しは同一のタイミングで開始される。
【００７２】
図７Ａに示す読み出し順の場合、Ｘ線検出器１２は、例えば、図７Ｂに示す回路構成を有する。ここで、図７Ｂは、図７ＡのＸ線検出器１２において列方向を横方向とした場合の左端から３つのモジュールにおける回路構成を示す。すなわち、図７Ａにおけるモジュール１２０の下端が、図７Ｂにおけるモジュール１２０の下端に相当する。例えば、Ｘ線検出器１２は、図７Ｂに示すように、図３と同一の回路構成により、図７Ａに示す読み出し順を実現することができる。
【００７３】
すなわち、図７Ａに示す読み出し順の場合、同一方向の読み出しを行うモジュール間で読み出し開始のタイミングに遅延を付加し、隣接するモジュール間であり、異なる方向の読み出しを行うモジュール間で読み出しタイミングを同一にする。これにより、モジュールの境界において読み出しタイミングに大きなギャップが生じない。
【００７４】
上述したように、第１の実施形態によれば、複数のモジュール１２０は、複数の検出素子１２１を含む。制御回路１２４は、複数のモジュール１２０間の検出素子１２１の読み出しタイミングに対して遅延を付加する。ＡＤＣは、複数の検出素子１２１からの信号を処理する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、モジュール１２０の境界において、読み出しタイミングに大きなずれが生じることを抑止し、複数の検出素子１２１で構成されるモジュール１２０を列方向に並べたＸ線検出器１２において、逐次収集を適切に行うことを可能にする。その結果、Ｘ線ＣＴ装置１は、逐次収集の性能を損なうことなく、タイリングによってＸ線検出器１２を構成することができ、検出器の低コスト化と広カバレッジ化を可能にする。
【００７５】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、モジュール１２０ごとに読み出し開始タイミングを調整する場合について説明した。第２の実施形態では、読み出しタイミングを制御する制御線によってモジュール１２０間を接続することで、逐次収集を適切に行う場合について説明する。すなわち、第２の実施形態に係るＸ線検出器１２では、モジュール１２０間をデイジーチェーン接続とする場合について説明する。
【００７６】
図８は、第２の実施形態に係るＸ線検出器１２の回路構成の一例を示す図である。なお、図３においては、列方向に並んだ３つのモジュール１２０の回路構成について示すが、実際には、図２に示すように、８つのモジュール１２０が列方向に並んでいる。
【００７７】
第２の実施形態に係るＸ線検出器１２は、図８に示すように、複数のモジュール１２０と、ＡＤＣ１２３ａと、ＡＤＣ１２３ｂと、制御回路１２４ａと、制御線１２５とを有する。ここで、制御線１２５は、制御線の一例である。以下、第１の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図３と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
制御線１２５は、例えば、検出素子１２１の後段に設けられた基板に設けられ、複数のモジュール１２０間を接続し、複数のモジュール１２０にそれぞれ含まれる複数の検出素子１２１の読み出しタイミングを関連付ける。例えば、制御線１２５は、図８に示すように、各モジュール１２０におけるスイッチ１２２間を接続し、モジュール１２０間でのＳＰ信号を伝送する。
【００７９】
制御回路１２４ａは、検出素子１２１の後段に設けられた基板、又は、ＤＡＳ１８に配置され、スイッチ１２２にＳＰ信号を送信することで、Ｘ線検出器１２の読み出しタイミングを制御する。
【００８０】
図８に示すＸ線検出器１２においては、制御回路１２４ａは、図８における上段のモジュール１２０のスイッチ１２２にＳＰ信号を送信することで、４つの検出素子１２１１及び４つの検出素子１２１２について電気信号を逐次収集するように制御する。ここで、例えば、スイッチ１２２は、スイッチ１２２間の矢印の方向に向かって、１ＣｌｏｃｋごとにＳＰ信号を送信することで、１Ｃｌｏｃｋごとに接続を切り替えて、１Ｃｌｏｃｋずつ読み出しタイミングをずらした逐次収集を実行させる。
【００８１】
そして、上段のモジュール１２０のスイッチ１２２は、制御線１２５を介して、１Ｃｌｏｃｋのタイミングで中段のモジュール１２０のスイッチ１２２にＳＰ信号を送信する。これにより、中段のモジュール１２０における検出素子１２１１及び検出素子１２１２において、上段のモジュール１２０から１Ｃｌｏｃｋ読み出しタイミングをずらした逐次収集が実行される。
【００８２】
中段のモジュール１２０と下段のモジュール１２０との間においても同様に、制御線１２５を介してＳＰ信号が伝送されることで、モジュール１２０間の読み出しタイミングのずれが大きくなることを抑止することができる。図８におけるＸ線検出器の構成では、例えば、図７Ａに示す読み出し順を実現することができる。
【００８３】
また、モジュール１２０間にデイジーチェーン接続を用いることで、図６Ａの読み出し順を実現することもできる。図９は、第２の実施形態に係るＸ線検出器１２の回路構成の一例を示す図である。例えば、図６Ａの読み出し順を実現する場合のＸ線検出器１２においては、図９に示すように、上段のモジュール１２０と中段のモジュール１２０に対してそれぞれＳＰ信号が入力される。
【００８４】
そして、中段のモジュール１２０と下段のモジュール１２０との間で制御線１２５を介した逐次読み出しが実行される。また、上段のモジュール１２０とさらに上段のモジュール１２０（不図示）との間で制御線１２５を介した逐次読み出しが実行される。
【００８５】
上述したように、第２の実施形態によれば、複数のモジュール１２０は、複数の検出素子１２１を含む。制御線１２５は、複数のモジュール１２０間を接続し、複数のモジュール１２０にそれぞれ含まれる複数の検出素子１２１の読み出しタイミングを関連付ける。ＡＤＣは、複数の検出素子１２１からの信号を処理する。従って、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ＳＰ信号によるモジュール１２０ごとの読み出し制御を行うことなく、モジュール１２０の境界において、読み出しタイミングに大きなずれが生じることを抑止し、複数の検出素子１２１で構成されるモジュール１２０を列方向に並べたＸ線検出器１２において、逐次収集を適切に行うことを可能にする。
【００８６】
（第３の実施形態）
上述した実施形態では、モジュール１２０ごとに読み出し開始タイミングを調整する場合と、モジュール１２０間をデイジーチェーン接続とした場合について、それぞれ説明した。第３の実施形態では、モジュール１２０ごとに読み出し開始タイミングを調整しつつ、モジュール１２０間をデイジーチェーン接続する場合について説明する。
【００８７】
図１０は、第３の実施形態に係るＸ線検出器１２の回路構成の一例を示す図である。なお、図１０においては、列方向に並んだ４つのモジュール１２０の回路構成について示すが、実際には、図２に示すように、８つのモジュール１２０が列方向に並んでいる。
【００８８】
第３の実施形態に係るＸ線検出器１２は、図１０に示すように、複数のモジュール１２０と、ＡＤＣ１２３ａと、ＡＤＣ１２３ｂと、制御回路１２４と、制御線１２５とを有する。以下、第１及び第２の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図３、図８と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８９】
例えば、第３の実施形態に係るＸ線検出器１２は、図１０に示すように、上段のモジュール１２０と上から２段目のモジュール１２０とが制御線１２５によって接続され、上から３段目のモジュール１２０と下段のモジュール１２０とが制御線１２５によって接続される。
【００９０】
そして、制御回路１２４は、制御線１２５によって接続されたモジュール群について、複数のモジュール群間の検出素子１２１の読み出しタイミングに対して遅延を付加する。例えば、制御回路１２４は、上段のモジュール１２０に送信するＳＰ信号「Ａ」と、上から３段目のモジュール１２０に送信するＳＰ信号「Ｂ」とにより、制御線１２５によって接続されたモジュール群間で読み出しタイミングに遅延を付加する。
【００９１】
一例を挙げると、制御回路１２４は、ＳＰ信号「Ａ」に基づく最後の読み出しから１Ｃｌｏｃｋずれたタイミングで、上から３段目のモジュール１２０における読み出しが開始されるように制御されたＳＰ信号「Ｂ」を上から３段目のモジュール１２０に送信する。これにより、上段のモジュール１２０における検出素子１２１１及び１２１２から下段のモジュール１２０における検出素子１２１１及び１２１２まで順に、電気信号がシームレスに逐次収集される。なお、図１０におけるＸ線検出器１２の構成では、例えば、図７Ａに示す読み出し順を実現することができる。
【００９２】
上述したように、第３の実施形態によれば、制御線１２５は、複数のモジュール１２０間を接続し、複数のモジュール１２０にそれぞれ含まれる複数の検出素子１２１の読み出しタイミングを関連付ける。制御回路１２４は、制御線１２５によって接続されたモジュール１２０群について、複数のモジュール１２０群間の検出素子１２１の読み出しタイミングに対して遅延を付加する。従って、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、モジュール１２０の境界において、読み出しタイミングに大きなずれが生じることを抑止し、複数の検出素子１２１で構成されるモジュール１２０を列方向に並べたＸ線検出器１２において、逐次収集を適切に行うことを可能にする。
【００９３】
（第４の実施形態）
上述した実施形態では、列方向のモジュール１２０間での読み出しタイミングを調整する場合について説明した。第４の実施形態では、チャネル方向のモジュール間での読み出しタイミングを調整する場合について説明する。すなわち、第４の実施形態では、チャネル方向に沿って配列された複数の検出素子から成る検出素子群ごとにＡＤＣが配置される。換言すると、ＡＤＣが列数分配置される。そして、ＤＡＳ１８が、検出素子群の各々とスイッチを介して接続され、Ｘ線管１１がＸ線を発生させている間、検出素子群によって検出されたＸ線の信号を逐次収集する。
【００９４】
図１１は、第４の実施形態に係るＸ線検出器１２の回路構成の一例を示す図である。なお、図１１においては、チャネル方向に並んだ２つのモジュール１２０の回路構成について示すが、実際には列方向にさらにそれぞれ８つのモジュール１２０が並んでいる。すなわち、第４の実施形態に係るＸ線検出器１２は、チャネル方向に２列、列方向に８列のモジュール１２０が配置されている。なお、チャネル方向に並ぶモジュール１２０の数は２つに限られるものではなく、チャネル方向に３つ以上のモジュール１２０が並ぶ場合でもよい。
【００９５】
第４の実施形態に係るＸ線検出器１２は、図１１に示すように、複数のモジュール１２０と、ＡＤＣ１２３ａと、ＡＤＣ１２３ｂと、制御回路１２４とを有する。以下、上述した実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図３、図８と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９６】
複数のモジュール１２０は、複数の検出素子１２１をそれぞれ含む。例えば、複数のモジュール１２０は、検出素子１２１１〜１２１４をそれぞれ含む。ここで、図１１におけるモジュール１２０に示す検出素子１２１１〜１２１４は、それぞれチャネル方向に配列された４つの検出素子を示す。すなわち、図１１においては、４つの検出素子１２１１〜１２１４と、４つの検出素子１２１１〜１２１４とが１列に並んでいるが、実際には、４つの検出素子１２１１〜１２１４と４つの検出素子１２１１〜１２１４とは、列方向に配列されている。
【００９７】
例えば、検出素子１２１１は、図２のモジュールにおいて、列方向を横方向にした場合の最上段のチャンネルにおける検出素子に相当する。また、検出素子１２１２は、図２のモジュールにおいて、列方向を横方向にした場合の上から２段目のチャンネルにおける検出素子に相当する。また、検出素子１２１３は、図２のモジュールにおいて、列方向を横方向にした場合の上から３段目のチャンネルにおける検出素子に相当する。また、検出素子１２１４は、図２のモジュールにおいて、列方向を横方向にした場合の上から４段目のチャンネルにおける検出素子に相当する。
【００９８】
そして、各列における検出素子群１２１１〜１２１４は、スイッチ１２２とＡＤＣ１２３ｂ、或いは、スイッチ１２２とＡＤＣ１２３ａにそれぞれ接続される。そして、各列における検出素子群１２１１〜１２１４は、制御回路１２４からスイッチ１２２に入力されるスタートパルス信号（ＳＰ信号）に応じて、電気信号をＡＤＣ１２３ａ又はＡＤＣ１２３ｂに出力する。なお、図１１においては、各モジュール１２０が、列方向に２列分の検出素子群を含むことを示しているが、実際には、列方向にさらに２列分の検出素子群を含み、各検出素子群は、スイッチとＡＤＣにそれぞれ接続される。そして、各検出素子群に対して、以下で説明する内容と同様の制御が実行される。
【００９９】
制御回路１２４は、各モジュールに対してそれぞれ独自のＳＰ信号を送信することで、モジュールごとの読み出しタイミングを調整する。例えば、制御回路１２４は、図１１における左側のモジュール１２０のスイッチ１２２にＳＰ信号「Ａ」を送信することで、検出素子群１２１１〜１２１４について電気信号を逐次収集する。ここで、例えば、スイッチ１２２は、スイッチ１２２間の矢印の方向に向かって、１ＣｌｏｃｋごとにＳＰ信号を送信することで、１Ｃｌｏｃｋごとに接続を切り替えて、１Ｃｌｏｃｋずつ読み出しタイミングをずらした逐次収集を実行させる。
【０１００】
同様に、制御回路１２４は、図１１における右側のモジュール１２０のスイッチ１２２にＳＰ信号「Ｂ」を送信することで、右側のモジュール１２０における検出素子群１２１１〜１２１４について電気信号を逐次収集する。ここで、ＳＰ信号「Ｂ」は、ＳＰ信号「Ａ」に基づく最後の読み出しから１Ｃｌｏｃｋずれたタイミングで、右側のモジュール１２０における読み出しが開始されるように制御された信号である。これにより、右側のモジュール１２０において、検出素子１２１１の読み出しが、左側のモジュール１２０における検出素子１２１４の読み出しが終わったのち、１Ｃｌｏｃｋ後に開始されることとなる。
【０１０１】
上述したように、第４の実施形態に係るＸ線検出器１２は、モジュールごとにＳＰ信号で読み出しタイミングを制御することで、モジュール間での読み出しタイミングのギャップを無くし、逐次収集を適切に行うことを可能にする。
【０１０２】
なお、上述した実施形態では、チャネル方向に配列したモジュール１２０間で読み出し開始タイミングを調整する例について説明した。しかしながら、チャネル方向での読み出しタイミングの調整は、デイジーチェーン接続によって実現することもできる。かかる場合には、チャネル方向に配列したモジュール１２０間を制御線によって接続する。例えば、図８で示した列方向のデイジーチェーン接続と同様の接続をチャネル方向に行うことで、チャネル方向での読み出しタイミングの調整を行うことが可能となる。
【０１０３】
また、チャネル方向での読み出しタイミングの調整は、モジュール１２０ごとに読み出し開始タイミングを調整しつつ、モジュール１２０間をデイジーチェーン接続することによって実現することもできる。例えば、図１０に示した列方向の接続及び制御と同様の接続及び制御をチャネル方向に行うことで、チャネル方向での読み出しタイミングの調整を行うことが可能となる。
【０１０４】
上述したように、第４の実施形態によれば、複数のモジュール１２０は、チャネル方向に配列される。制御回路１２４は、チャネル方向に配列された複数のモジュール１２０間の検出素子１２１の読み出しタイミングを変えるように制御する。従って、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、モジュール１２０の境界において、読み出しタイミングに大きなずれが生じることを抑止し、複数の検出素子１２１で構成されるモジュール１２０をチャネル方向に並べたＸ線検出器１２において、逐次収集を適切に行うことを可能にする。
【０１０５】
（第５の実施形態）
上述した実施形態では、列方向又はチャネル方向のモジュール１２０間での読み出しタイミングを調整する場合について説明した。第５の実施形態では、列方向及びチャネル方向のモジュール間での読み出しタイミングを調整する場合について説明する。
【０１０６】
図１２は、第５の実施形態に係るＸ線検出器１２の回路構成の一例を示す図である。なお、図１２においては、列方向に３つ、チャネル方向に２つのモジュール１２０が並んだ回路構成について示すが、実際には、８つのモジュール１２０が列方向に並んでいる。また、チャネル方向には３つ以上のモジュール１２０が並ぶ場合でもよい。
【０１０７】
第５の実施形態に係るＸ線検出器１２は、図１２に示すように、モジュール１２０ａ〜１２０ｆと、ＡＤＣ１２３ａ〜１２３ｄと、制御回路１２４ａと、制御線１２５とを有する。以下、上述した実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図３、図８と同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０８】
ＡＤＣ１２３ａは、モジュール１２０ａ、モジュール１２０ｃ、及び、モジュール１２０ｅにそれぞれ含まれる検出素子１２１２から逐次出力される電気信号を受け付けて、デジタル信号に変換する。ＡＤＣ１２３ｂは、モジュール１２０ａ、モジュール１２０ｃ、及び、モジュール１２０ｅにそれぞれ含まれる検出素子１２１１から逐次出力される電気信号を受け付けて、デジタル信号に変換する。ＡＤＣ１２３ｃは、モジュール１２０ｂ、モジュール１２０ｄ、及び、モジュール１２０ｆにそれぞれ含まれる検出素子１２１２から逐次出力される電気信号を受け付けて、デジタル信号に変換する。ＡＤＣ１２３ｄは、モジュール１２０ｂ、モジュール１２０ｄ、及び、モジュール１２０ｆにそれぞれ含まれる検出素子１２１１から逐次出力される電気信号を受け付けて、デジタル信号に変換する。
【０１０９】
図１２に示すＸ線検出器１２においては、制御回路１２４ａは、モジュール１２０ａのスイッチ１２２にＳＰ信号を送信することで、モジュール１２０ａにおける４つの検出素子１２１１及び４つの検出素子１２１２について電気信号を逐次収集するように制御する。ここで、例えば、スイッチ１２２は、スイッチ１２２間の矢印の方向に向かって、１ＣｌｏｃｋごとにＳＰ信号を送信することで、１Ｃｌｏｃｋごとに接続を切り替えて、１Ｃｌｏｃｋずつ読み出しタイミングをずらした逐次収集を実行させる。
【０１１０】
そして、モジュール１２０ａのスイッチ１２２は、制御線１２５を介して、１Ｃｌｏｃｋのタイミングでモジュール１２０ｂのスイッチ１２２にＳＰ信号を送信する。これにより、モジュール１２０ｂにおける検出素子１２１１及び検出素子１２１２において、モジュール１２０ａから４Ｃｌｏｃｋ読み出しタイミングをずらした逐次収集が実行される。
【０１１１】
さらに、モジュール１２０ｂのスイッチ１２２は、制御線１２５を介して、１Ｃｌｏｃｋのタイミングでモジュール１２０ｃのスイッチ１２２にＳＰ信号を送信する。これにより、モジュール１２０ｃにおける検出素子１２１１及び検出素子１２１２において、モジュール１２０ａから４Ｃｌｏｃｋ読み出しタイミングをずらした逐次収集が実行される。
【０１１２】
そして、同様のＳＰ信号の送信が、モジュール１２０ｄ、モジュール１２０ｅ、モジュール１２０ｆの順に実行される。これにより、列方向のモジュール間、及びチャネル方向のモジュール間で、それぞれ４Ｃｌｏｃｋ読み出しタイミングをずらした逐次収集が実行される。
【０１１３】
なお、上述した実施形態では、列方向及びチャネル方向のモジュール間での読み出しタイミングの調整を、デイジーチェーン接続によって実現する場合について説明した。しかしながら、列方向及びチャネル方向のモジュール間での読み出しタイミングの調整は、モジュール１２０間で読み出し開始タイミングを調整することによって実現することもできる。かかる場合には、例えば、図３と同様に、モジュール１２０ａ〜１２０ｆが、制御回路１２４とそれぞれ接続され、各モジュールのスイッチ１２２に対して、タイミングを調整したＳＰ信号を送信することで、列方向及びチャネル方向のモジュール間での読み出しタイミングの調整を行うことが可能となる。
【０１１４】
また、列方向及びチャネル方向のモジュール間での読み出しタイミングの調整は、モジュール１２０ごとに読み出し開始タイミングを調整しつつ、モジュール１２０間をデイジーチェーン接続することによって実現することもできる。例えば、モジュール１２０ａと、モジュール１２０ｃと、モジュール１２０ｅとを、図８と同様にデイジーチェーン接続する。さらに、モジュール１２０ｂと、モジュール１２０ｃと、モジュール１２０ｅとを、図８と同様に、デイジーチェーン接続する。そして、制御回路１２４が、モジュール１２０ａのスイッチ１２２に対してＳＰ信号を送信するとともに、１Ｃｌｏｃｋずれたタイミングでモジュール１２０ｂにおける読み出しが開始されるように制御されたＳＰ信号を、モジュール１２０ｂのスイッチ１２２に対して送信する。
【０１１５】
上述したように、第５の実施形態によれば、制御回路１２４は、列方向に配列されたモジュール１２０間の検出素子１２１の読み出しタイミング、及び、チャネル方向に配列されたモジュール１２０間の検出素子１２１の読み出しタイミングをそれぞれ変えるように制御する。従って、第５の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、モジュール１２０の列方向及びチャネル方向の境界において、読み出しタイミングに大きなずれが生じることを抑止することを可能にする。
【０１１６】
（第６の実施形態）
上述した実施形態では、ＡＤＣが列ごと又はチャネルごとに配置される場合について説明した。第６の実施形態では、ＡＤＣがモジュール１２０ごとに配置される場合について説明する。
【０１１７】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、第６の実施形態に係るＸ線検出器１２の回路構成の一例を示す図である。なお、図１３Ａ及び図１３Ｂにおいては、１つのモジュール１２０の回路構成について示すが、実際には、Ｘ線検出器１２に含まれる全てのモジュール１２０が同様の構成を有する。以下、上述した実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図３と同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１８】
第６の実施形態に係るＸ線検出器１２は、例えば、図１３Ａに示すように、モジュール１２０ごとに、ＡＤＣ１２３ａとＡＤＣ１２３ｂとを有する。なお、ＡＤＣ１２３ａ及びＡＤＣ１２３ｂは、モジュール１２０ごとに備えられていればよく、配置は任意である。また、図示していないが、ＡＤＣ１２３ａ及びＡＤＣ１２３ｂは、制御回路１２４と接続され、信号処理のタイミングが制御される。
【０１１９】
第６の実施形態に係る制御回路１２４は、検出素子１２１から信号を出力するタイミング及びＡＤＣにおいて信号を処理するタイミングを変えるように制御する。すなわち、第６の実施形態では、モジュール１２０ごとにＡＤＣが設けられているため、制御回路１２４は、読み出しタイミングを調整する際に、スイッチ１２２の切り替えタイミングと、ＡＤＣによる変換のタイミングとを制御する。例えば、制御回路１２４は、送信したＳＰ信号に応じて各検出素子から出力される電気信号をそれぞれデジタル信号に変換するように、ＡＤＣ１２３ａ及びＡＤＣ１２３ｂに制御信号を送信する。
【０１２０】
また、第６の実施形態に係るＸ線検出器１２は、例えば、図１３Ｂに示すように、検出素子１２１１及び検出素子１２１２に対して１つのＡＤＣ１２３ａを備えるようにしてもよい。かかる場合には、モジュール１２０は、８つの検出素子に対応する８つのスイッチ１２２を有する。
【０１２１】
上述したように、第６の実施形態によれば、ＡＤＣは、モジュールごとに配置される。また、制御回路１２４は、検出素子１２１から信号を出力するタイミング及びＡＤＣにおいて信号を処理するタイミングを変えるように制御する。従って、第６の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、モジュール１２０ごとにＡＤＣを配置した場合でも、適切な逐次収集を可能にする。
【０１２２】
（その他の実施形態）
これまで第１〜第６の実施形態について説明したが、上述した第１〜第６の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【０１２３】
上述した実施形態では、Ｘ線検出器１２が、列方向に３２列の検出素子１２１を有する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、Ｘ線検出器１２は、列方向にタイリングを行うことが可能な列数であれば、任意の列数の検出素子１２１を有することができる。
【０１２４】
また、上述した実施形態では、モジュール１２０が、チャンネル方向に４列、列方向に４列である場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、モジュール１２０は、任意の列数で構成することができる。
【０１２５】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、メモリ４１又はメモリ５３に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
【０１２６】
なお、図１においては、単一のメモリ４１が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ４１を分散して配置するとともに、処理回路４４が個別のメモリ４１から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ４１にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
【０１２７】
また、処理回路４４は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路４４は、メモリ４１から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークＮＷを介して接続された外部のワークステーションやクラウドを計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現する。
【０１２８】
上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
【０１２９】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、複数の検出素子で構成されるモジュールを用いたＸ線検出器において、逐次収集を適切に行うことができる。
【０１３０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３１】
１  Ｘ線ＣＴ装置
１２  Ｘ線検出器
１８  ＤＡＳ
１２０  モジュール
１２１、１２１１、１２１２、検出素子
１２２  スイッチ
１２３ａ、１２３ｂ  ＡＤＣ
１２４、１２４ａ  制御回路
１２５  制御線
【図１】
2020110575.tif 000003
【図２】
2020110575.tif 000004
【図３】
2020110575.tif 000005
【図４Ａ】
2020110575.tif 000006
【図４Ｂ】
2020110575.tif 000007
【図５Ａ】
2020110575.tif 000008
【図５Ｂ】
2020110575.tif 000009
【図６Ａ】
2020110575.tif 000010
【図６Ｂ】
2020110575.tif 000011
【図７Ａ】
2020110575.tif 000012
【図７Ｂ】
2020110575.tif 000013
【図８】
2020110575.tif 000014
【図９】
2020110575.tif 000015
【図１０】
2020110575.tif 000016
【図１１】
2020110575.tif 000017
【図１２】
2020110575.tif 000018
【図１３Ａ】
2020110575.tif 000019
【図１３Ｂ】
2020110575.tif 000020