(57)【要約】【課題】データ収集装置の増幅器を削減できる放射線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】放射線ＣＴ装置１は、検出セル５１がチャンネル方向及びスライス方向に複数配列される多列検出器２３と、検出セル５１の出力信号に基づいて、検出器２３に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集部２４と、データ収集部２４の収集したデータに基づいて、断層画像の生成に利用される、検出器２３に入射した放射線の線量分布を特定するデータ処理部３０ｂと、を備え、データ収集部２４は、検出セル５１からの信号を増幅して出力する検出素子５１よりも少数の増幅器５６と、被検体の走査中に、増幅器５６それぞれにより信号が増幅される検出セル５１がスライス方向において切り換えられるように、検出セル５１と増幅器５６との間の導通状態を切り換える切換部６１と、を備える。【選択図】図５
2006288911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に放射線を照射する放射線源を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、複数ビューにおける前記放射線の線量分布に基づいて前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置であって、
放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、
前記複数の検出素子の出力信号に基づいて、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集部と、
前記データ収集部の収集したデータに基づいて、前記断層画像の生成に利用される、前記多列検出器に入射した放射線の線量分布を特定するデータ処理部と、
を備え、
前記データ収集部は、
前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器と、
前記被検体の走査中に、前記複数の増幅器それぞれにより信号が増幅される前記検出素子が前記スライス方向において切り換えられるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える切換手段と、
を備えた放射線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記切換手段は、ビューごとに前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える
請求項１に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記切換手段は、互いに導通状態の異なる複数のモードが周期的に繰り返されるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える
請求項２に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記切換手段は、前記複数の増幅器それぞれにおいて、前記スライス方向において連続する所定数の前記検出素子の信号を合成した信号が増幅されるように、前記複数の検出素子の信号の増幅を前記複数の増幅器により分担させ、前記モードが変わるごとに各増幅器により分担される前記所定数の検出素子の範囲が一部を重複させつつ前記スライス方向にずれるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え、
前記データ処理部は、前記データ収集部により収集された前記所定数の検出素子の範囲ごとの線量に基づいて、前記所定数の検出素子の範囲よりも狭い範囲の線量を算定する
請求項３に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記切換手段は、前記モードが変わるごとに各増幅器により分担される前記所定数の検出素子の範囲が前記スライス方向に一つずつずれるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え、
前記データ処理部は、前記データ収集部により収集された前記所定数の検出素子の範囲ごとの線量に基づいて、前記検出素子それぞれの線量を算定する
請求項４に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記データ処理部は、前記複数のモードが繰り返される各周期において、各モードにおける、一の前記検出素子を含む前記所定数の検出素子の範囲それぞれの線量を積算し、当該積算した出力から、前記一の検出素子を含む前記所定数の検出素子の範囲と一部重複するとともに前記一の検出素子を含まない前記所定数の検出素子の範囲の線量に基づく補正量を減算し、前記一の検出素子における線量を算定する
請求項５に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記所定数及び前記モードの数は２であり、
前記切換手段は、
第１のモードにおいて、第１の検出素子の信号及び第２の検出素子の信号の合成信号が増幅され、第３の検出素子の信号及び第４の検出素子の信号の合成信号が増幅され、
第２のモードにおいて、第２の検出素子の信号及び第３の検出素子の信号の合成信号が増幅され、第４の検出素子の信号及び第５の検出素子の信号の合成信号が増幅されるように前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え、
前記データ処理部は、前記第１のモードにおける、前記第１の検出素子及び前記第２の検出素子における線量をＡ１２、第３の検出素子及び第４の検出素子における線量をＡ３４、前記第２のモードにおける、前記第２の検出素子及び第３の検出素子における線量をＢ２３、第４の検出素子及び第５の検出素子における線量をＢ４５としたときに、前記第１のモードの前記第３の検出素子における線量Ａ３を
Ａ３＝（Ａ３４＋Ｂ２３）／２−（Ａ１２＋Ｂ４５）／４
により算定する
請求項６に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記切換手段は、
一のモードにおいて、前記スライス方向に延びる一の列の端部の検出素子の信号と、隣接する他の列の端部の検出素子の信号との合成信号が増幅され、
他のモードにおいて、前記一の列の前記端部の検出素子の信号と、当該一の列の他の検出素子の信号との合成信号が増幅されるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える
請求項４〜７のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記データ収集部は、走査中に複数の増幅器と複数の検出素子との間の導通状態を切り換えない通常のＸ線ＣＴ装置において所定の画質を得るために必要なビューの周波数に、前記モードの数を乗じたビューの周波数でデータを収集し、前記所定の画質と同等の画質を得る
請求項３〜８のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記増幅器は、前記検出素子からの信号を積分する積分回路を含んで構成され、
前記切換手段による切り換えは、前記積分回路のリセット時に行われる
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記切換手段は、電界効果トランジスタを含んで構成されている
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記切換手段は、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間に設けられる複数のスイッチ回路を含んで構成され、
前記スイッチ回路は、
ソースが前記検出素子に、ドレインが前記増幅器に接続されるｎチャンネルの第１の電界効果トランジスタと、
ソースが前記検出素子に、ドレインが前記増幅器に、ゲートが前記第１の電界効果トランジスタのゲートに接続されるｐチャンネルの第２の電界効果トランジスタと、
前記第１及び第２の電界効果トランジスタのうち、いずれか一方のゲートに入力される信号を反転させるインバータと、
を備えた請求項１〜１１のいずれか１項に記載の放射線ＣＴ装置。
【請求項１３】
被検体に放射線を照射する放射線源を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、複数ビューにおける前記放射線の線量分布に基づいて前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置であって、
放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、
前記複数の検出素子の出力信号に基づいて、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集部と、
前記データ収集部の収集したデータに基づいて、前記断層画像の生成に利用される、前記多列検出器に入射した放射線の線量分布を特定するデータ処理部と、
を備え、
前記データ収集部は、
前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器と、
前記複数の増幅器それぞれにおいて、前記スライス方向において連続する所定数の前記検出素子の信号を合成した信号が増幅されるように、前記複数の検出素子の信号の増幅を前記複数の増幅器により分担させ、各増幅器により分担される前記所定数の検出素子の範囲が一部を重複させつつ前記スライス方向にずれるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え可能な切換手段と、
を備えた放射線ＣＴ装置。
【請求項１４】
被検体に放射線を照射する放射線源と、放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、複数ビューにおける前記放射線の線量分布に基づいて前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置に設けられ、前記断層画像の生成に利用される、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集装置であって、
前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器と、
前記被検体の走査中に、前記複数の増幅器それぞれにより信号が増幅される前記検出素子が前記スライス方向において切り換えられるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える切換手段と、
を備えたデータ収集装置。
【請求項１５】
被検体に放射線を照射する放射線源と、放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、複数ビューにおける前記放射線の線量分布に基づいて前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置に設けられ、前記断層画像の生成に利用される、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集装置であって、
前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器と、
前記複数の増幅器それぞれにおいて、前記スライス方向において連続する所定数の前記検出素子の信号を合成した信号が増幅されるように、前記複数の検出素子の信号の増幅を前記複数の増幅器により分担させ、各増幅器により分担される前記所定数の検出素子の範囲が一部を重複させつつ前記スライス方向にずれるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え可能な切換手段と、
を備えたデータ収集装置。
【請求項１６】
被検体に放射線を照射する放射線源と、放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、前記複数の検出素子の出力信号に基づいて、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集方法であって、
前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器を設け、
前記被検体の走査中に、前記複数の増幅器それぞれにより信号が増幅される前記検出素子が前記スライス方向において切り換えられるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える
データ収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置等の放射線ＣＴ装置、データ収集装置及びデータ収集方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線ＣＴ装置において、検出素子がチャンネル方向及びスライス方向に複数配列された多列検出器を用いたものが知られている（例えば特許文献１）。各検出素子の出力信号は、データ収集装置（ＤＡＳ）に含まれる増幅器により増幅される。一般に、増幅器は、検出素子の数と同数（チャンネル数×スライス方向の列数）設けられる。
【０００３】
なお、特許文献１では、スライス方向の列数が８列の多列検出器に対し、４個のデータ収集装置（ＤＡＳ）を設け、スライス厚に応じて検出素子の列とデータ収集装置との接続を切り換えており、一の増幅器で２列の検出素子の出力を増幅する場合がある。ただし、これは、切り換えを走査前に行ない、２列の検出素子を１列の検出素子と等価に扱っているものであり、検出素子の数と同数の増幅器が設けられていることと等価である。
【特許文献１】特開２００１−２１２１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多列検出器においては、スキャン時間の短縮や画質向上の観点から、スライス方向における列数の増加や各検出素子の微細化、すなわち、検出素子の数の増加が望まれる。一方、データ収集装置の増幅器は全ての検出素子に対して設けられており、検出素子の数の増加に伴い、増幅器の数も増大し、種々の不都合が生じる。例えば、増幅器等の配置空間の確保の困難性、消費電力の増大、発熱量の増大、コスト増大が生じ得る。
【０００５】
本発明は、増幅器を削減できる放射線ＣＴ装置、データ収集装置及びデータ収集方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点の放射線ＣＴ装置は、被検体に放射線を照射する放射線源を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、複数ビューにおける前記放射線の線量分布に基づいて前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置であって、放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、前記複数の検出素子の出力信号に基づいて、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集部と、前記データ収集部の収集したデータに基づいて、前記断層画像の生成に利用される、前記多列検出器に入射した放射線の線量分布を特定するデータ処理部と、を備え、前記データ収集部は、前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器と、前記被検体の走査中に、前記複数の増幅器それぞれにより信号が増幅される前記検出素子が前記スライス方向において切り換えられるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える切換手段と、を備える。
【０００７】
好適には、前記切換手段は、ビューごとに前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える。
【０００８】
好適には、前記切換手段は、互いに導通状態の異なる複数のモードが周期的に繰り返されるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える。
【０００９】
好適には、前記切換手段は、前記複数の増幅器それぞれにおいて、前記スライス方向において連続する所定数の前記検出素子の信号を合成した信号が増幅されるように、前記複数の検出素子の信号の増幅を前記複数の増幅器により分担させ、前記モードが変わるごとに各増幅器により分担される前記所定数の検出素子の範囲が一部を重複させつつ前記スライス方向にずれるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え、前記データ処理部は、前記データ収集部により収集された前記所定数の検出素子の範囲ごとの線量に基づいて、前記所定数の検出素子の範囲よりも狭い範囲の線量を算定する。
【００１０】
好適には、前記切換手段は、前記モードが変わるごとに各増幅器により分担される前記所定数の検出素子の範囲が前記スライス方向に一つずつずれるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え、前記データ処理部は、前記データ収集部により収集された前記所定数の検出素子の範囲ごとの線量に基づいて、前記検出素子それぞれの線量を算定する。
【００１１】
好適には、前記データ処理部は、前記複数のモードが繰り返される各周期において、各モードにおける、一の前記検出素子を含む前記所定数の検出素子の範囲それぞれの線量を積算し、当該積算した出力から、前記一の検出素子を含む前記所定数の検出素子の範囲と一部重複するとともに前記一の検出素子を含まない前記所定数の検出素子の範囲の線量に基づく補正量を減算し、前記一の検出素子における線量を算定する。
【００１２】
好適には、前記所定数及び前記モードの数は２であり、前記切換手段は、第１のモードにおいて、第１の検出素子の信号及び第２の検出素子の信号の合成信号が増幅され、第３の検出素子の信号及び第４の検出素子の信号の合成信号が増幅され、第２のモードにおいて、第２の検出素子の信号及び第３の検出素子の信号の合成信号が増幅され、第４の検出素子の信号及び第５の検出素子の信号の合成信号が増幅されるように前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え、前記データ処理部は、前記第１のモードにおける、前記第１の検出素子及び前記第２の検出素子における線量をＡ１２、第３の検出素子及び第４の検出素子における線量をＡ３４、前記第２のモードにおける、前記第２の検出素子及び第３の検出素子における線量をＢ２３、第４の検出素子及び第５の検出素子における線量をＢ４５としたときに、前記第１のモードの前記第３の検出素子における線量Ａ３を
Ａ３＝（Ａ３４＋Ｂ２３）／２−（Ａ１２＋Ｂ４５）／４
により算定する。
【００１３】
好適には、前記切換手段は、一のモードにおいて、前記スライス方向に延びる一の列の端部の検出素子の信号と、隣接する他の列の端部の検出素子の信号との合成信号が増幅され、他のモードにおいて、前記一の列の前記端部の検出素子の信号と、当該一の列の他の検出素子の信号との合成信号が増幅されるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える。
【００１４】
好適には、前記データ収集部は、走査中に複数の増幅器と複数の検出素子との間の導通状態を切り換えない通常のＸ線ＣＴ装置において所定の画質を得るために必要なビューの周波数に、前記モードの数を乗じたビューの周波数でデータを収集し、前記所定の画質と同等の画質を得る。
【００１５】
好適には、前記増幅器は、前記検出素子からの信号を積分する積分回路を含んで構成され、前記切換手段による切り換えは、前記積分回路のリセット時に行われる。
【００１６】
好適には、前記切換手段は、電界効果トランジスタを含んで構成されている。
【００１７】
好適には、前記切換手段は、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間に設けられる複数のスイッチ回路を含んで構成され、前記スイッチ回路は、ソースが前記検出素子に、ドレインが前記増幅器に接続されるｎチャンネルの第１の電界効果トランジスタと、ソースが前記検出素子に、ドレインが前記増幅器に、ゲートが前記第１の電界効果トランジスタのゲートに接続されるｐチャンネルの第２の電界効果トランジスタと、前記第１及び第２の電界効果トランジスタのうち、いずれか一方のゲートに入力される信号を反転させるインバータと、を備える。
【００１８】
本発明の第２の観点の放射線ＣＴ装置は、被検体に放射線を照射する放射線源を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、複数ビューにおける前記放射線の線量分布に基づいて前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置であって、放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、前記複数の検出素子の出力信号に基づいて、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集部と、前記データ収集部の収集したデータに基づいて、前記断層画像の生成に利用される、前記多列検出器に入射した放射線の線量分布を特定するデータ処理部と、を備え、前記データ収集部は、前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器と、前記複数の増幅器それぞれにおいて、前記スライス方向において連続する所定数の前記検出素子の信号を合成した信号が増幅されるように、前記複数の検出素子の信号の増幅を前記複数の増幅器により分担させ、各増幅器により分担される前記所定数の検出素子の範囲が一部を重複させつつ前記スライス方向にずれるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え可能な切換手段と、を備える。
【００１９】
本発明の第３の観点のデータ収集装置は、被検体に放射線を照射する放射線源と、放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、複数ビューにおける前記放射線の線量分布に基づいて前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置に設けられ、前記断層画像の生成に利用される、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集装置であって、前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器と、前記被検体の走査中に、前記複数の増幅器それぞれにより信号が増幅される前記検出素子が前記スライス方向において切り換えられるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える切換手段と、を備える。
【００２０】
本発明の第４の観点のデータ収集装置は、被検体に放射線を照射する放射線源と、放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、複数ビューにおける前記放射線の線量分布に基づいて前記被検体の断層画像を生成する放射線ＣＴ装置に設けられ、前記断層画像の生成に利用される、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集装置であって、前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器と、前記複数の増幅器それぞれにおいて、前記スライス方向において連続する所定数の前記検出素子の信号を合成した信号が増幅されるように、前記複数の検出素子の信号の増幅を前記複数の増幅器により分担させ、各増幅器により分担される前記所定数の検出素子の範囲が一部を重複させつつ前記スライス方向にずれるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換え可能な切換手段と、を備える。
【００２１】
本発明の第５の観点のデータ収集方法は、被検体に放射線を照射する放射線源と、放射線を電気信号に変換して出力する検出素子が前記体軸回りのチャンネル方向及び前記体軸に平行なスライス方向に複数配列され、前記被検体を挟んで前記放射線源と対向配置される多列検出器と、を前記被検体の体軸回りに回転させて走査を行い、前記複数の検出素子の出力信号に基づいて、前記多列検出器に入射した放射線の線量のデータを収集するデータ収集方法であって、前記複数の検出素子からの信号を増幅して出力する前記複数の検出素子よりも少数の複数の増幅器を設け、前記被検体の走査中に、前記複数の増幅器それぞれにより信号が増幅される前記検出素子が前記スライス方向において切り換えられるように、前記複数の検出素子と前記複数の増幅器との間の導通状態を切り換える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、増幅器を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る放射線ＣＴ装置としてのＸ線ＣＴ装置１の全体構成を示すブロック図であり、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、Ｘ線ＣＴ装置１による撮影状態を示す概略図である。
【００２４】
Ｘ線ＣＴ装置１は、いわゆるヘリカルスキャンにより複数のビュー方向からの被検体の投影データを収集し、当該投影データに基づいて画像再構成を行うＣＴ装置として構成されている。なお、本発明はノンヘリカルスキャンのＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。
【００２５】
Ｘ線ＣＴ装置１は、走査ガントリ２と、操作コンソール３と、撮影テーブル４とを備えている。
【００２６】
走査ガントリ２は、放射線源としてのＸ線管２０と、Ｘ線管２０からの放射線を整形するコリメータ２２と、Ｘ線管２０からのＸ線を検出し、検出したＸ線量に応じた電気信号を出力するＸ線検出器２３と、Ｘ線検出器２３の出力した電気信号に基づいて投影データを収集するデータ収集部（ＤＡＳ）２４と、Ｘ線管２０を駆動制御するＸ線管コントローラ２５と、コリメータ２２を駆動制御するコリメータコントローラ２６とを備えている。
【００２７】
また、走査ガントリ２は、Ｘ線管２０及びＸ線検出器２３が配置され、これらと一体的に回転する回転部２７と、回転部２７を駆動制御する回転コントローラ２８とを備えている。走査ガントリ２は、被検体が搬入されるボア２９を備え、Ｘ線管２０とＸ線検出器２３とがそのボア（空洞部）２９を挟んで対向配置されている。
【００２８】
操作コンソール３は、操作者の入力操作に応じた信号を出力する入力装置３１と、入力装置３１や走査ガントリ２等の各種装置からの信号に基づいて、データ収集部２４の収集した投影データに基づく画像再構成処理等の各種処理を実行する中央処理装置３０と、中央処理装置３０により再構成されたＣＴ画像を表示する表示装置３２と、中央処理装置３０の処理に供されるプログラム、データ及びＸ線ＣＴ画像を記憶する記憶装置３３とを備えている。
【００２９】
撮影テーブル４は、被検体を乗せて走査ガントリ２のボア２９に出し入れされるクレードル４１を備えている。クレードル４１は、例えば撮影テーブル４に内蔵された不図示のサーボモータにより駆動され、当該サーボモータは不図示のサーボアンプを介して中央処理装置３０からの制御信号に基づいて制御される。
【００３０】
中央処理装置３０は、Ｘ線管コントローラ２５、コリメータコントローラ２６、回転コントローラ２８、撮影テーブル４に内蔵されたサーボアンプを介して、Ｘ線管２０、コリメータ２２、回転部２７、クレードル４１をそれぞれ駆動制御する制御部３０ａと、データ収集部２４により収集されたデータを処理するデータ処理部３０ｂとを備えている。制御部３０ａ、データ処理部３０ｂは、例えば中央処理装置３０が記憶装置３３等に記録されたプログラムを実行することにより構築される。なお、この他に中央処理装置３０は、データ処理部３０ｂにより処理されたデータに基づく画像再構成等の各種機能を実現する処理部を有するが、これらは公知の技術により適宜に構成してよい。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、Ｘ線管２０及びＸ線検出器２３は被検体Ｈの体軸（ｚ軸）周りに回転する。一方、図２（ａ）に示すように、クレードル４１は被検体を体軸方向に搬送する。これにより、Ｘ線管２０及びＸ線検出器は被検体Ｈの周りを螺旋状に相対移動する。
【００３２】
Ｘ線管２０及びＸ線検出器が被検体の体軸周りに回転している間、データ収集部２４はビューごとにデータを収集する。各ビューは、図２（ｂ）に示すように、一定の回転角度ごとの位置に設定されており、一般には１回転に１０００ビュー設定される。なお、Ｘ線ＣＴ装置１では、後述するように２０００ビュー設定される。
【００３３】
図３は、Ｘ線ＣＴ装置１のＸ線検出に係わる構成の概略を示す斜視図である。Ｘ線管２０は、Ｘ線コントローラ２２からの制御信号に基づいて所定強度のＸ線を被検体の撮影領域に向けて照射する。コリメータ２２は、Ｘ線管２０と検出器２３との間に配置されており、コリメータ２６からの制御信号に基づいて、Ｘ線管２０から放射されたＸ線を整形する。コリメータ２２により整形されたＸ線は被検体を通過して検出器２３に到達する。
【００３４】
検出器２３は、いわゆる多列検出器により構成され、チャンネル方向（体軸回りの方向、図３においてｘ軸方向）及びスライス方向（体軸方向、ｚ方向）に配列された複数の検出セル（検出素子）５１を備えている。チャンネル方向には例えば１０００個の検出セル５１が、スライス方向には例えば４〜６４個の検出セル５１が配置される。検出器２３は、Ｘ線が入射する検出面２４ａがチャンネル方向において円弧状に湾曲するように形成されている。
【００３５】
図４（ａ）は、検出セル５１及びデータ収集部２４の詳細を示す回路図である。なお、図４（ａ）において、データ収集部２４は、スライス方向における信号の伝達経路に係わる部分のみを示し、チャンネル方向における信号の伝達経路に係わる部分は省略して示している。
【００３６】
検出セル５１は、シンチレータ５２と、フォトダイオード等の光電変換素子５３とを有している。Ｘ線管２０からのＸ線は、シンチレータ５２に入射して光に変換される。変換された光はフォトダイオード５３によって受光され、受光量に応じた電気信号がデータ収集部２４に出力される。
【００３７】
データ収集部２４は、検出セル５１からの電気信号を増幅する増幅器５６と、増幅器５６により増幅された電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器５７とを備えている。更に、検出セル５１と増幅器５６との接続を切り換えるための切換部６１を備えている。
【００３８】
増幅器５６は、各チャンネルにおいて、検出セル５１のスライス方向の列数よりも少ない数だけ設けられる。具体的には、各チャンネルにおいてスライス方向の列数の半分の数だけ設けられ、チャンネル数×スライス方向の列数／２だけ設けられる。
【００３９】
増幅器５６は、例えば、ＯＰアンプ５８と、ＯＰアンプ５８と並列に接続されるコンデンサ５９と、コンデンサ５９と並列に接続されるスイッチ６０とを備えている。従って、増幅器５６は積分回路としても構成されており、コンデンサ５９の容量を時定数として検出セル５１の出力信号を積分し、スイッチ６０がオンされることによりコンデンサ５９の電荷が放電されてリセットされる。
【００４０】
ＡＤ変換器５７は、スライス方向において、増幅器５６と同じ数だけ設けられている。ただし、増幅器５６よりも少ない数とし、増幅器５６とＡＤ変換器５７との間にマルチプレクサを設けてもよい。チャンネル方向においても同様である。
【００４１】
切換部６１は、検出セル５１と増幅器５６との間において、検出セル５１と増幅器５６との間の導通状態を切り換える。切換部６１は例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含んで構成され、中央演算装置３０の制御部３０ａからの制御信号に基づいて不図示のバイアス入力装置により所定の電圧が印加されることにより、検出セル５１と増幅器５８とを導通可能又は導通不可能とする。
【００４２】
図４（ｂ）は、切換部６１の一部の詳細を示す回路図である。切換部６１は、スイッチ回路６２を複数含んで構成されている。スイッチ回路６２は、ｎチャンネルのＭＯＳ型ＦＥＴ６３と、ｐチャンネルのＭＯＳ型ＦＥＴ６４と、当該ＦＥＴ６４へのコントロール信号を反転させるインバータ６５とを備えている。ＦＥＴ６３のソース及びＦＥＴ６４のソースは一のフォトダイオード５３に接続され、ＦＥＴ６３のドレイン及びＦＥＴ６４のドレインは一の増幅器５６に接続されている。
【００４３】
ハイレベルのコントロール信号が入力されるとＦＥＴ６３にはコントロール信号がそのままゲートに入力されるとともに、ＦＥＴ６４にはコントロール信号が反転されてゲートに入力され、ＦＥＴ６３及びＦＥＴ６４はいずれも導通状態となる。逆に、ローレベルのコントロール信号が入力されるとＦＥＴ６３及びＦＥＴ６４はいずれも非導通状態となる。
【００４４】
図５は、切換部６１による切り換え方法を示す概念図である。図５では、２チャンネル×１６列の検出セル５１について例示している。紙面上下方向がスライス方向、紙面左右方向がチャンネル方向である。なお、増幅器５６については、紙面右側の列の検出セル５１と接続されるもののみを示し、紙面左側の列の検出セル５１と接続されるものについては省略している。
【００４５】
切換部６１は、検出セル５１と増幅器５６との間の導通状態を、図５（ａ）に示すＡモードと図５（ｂ）に示すＢモードとの間で繰り返し切り換える。各モードでは、２つの検出セル５１の信号が合成されて一つの増幅器５６に入力されるが、互いに導通状態の異なるＡモードとＢモードとに切り換えられることにより、Ａモードにおける検出値とＢモードにおける検出値との差分等に基づいて、各検出セル５１における検出値が算定される。具体的には以下の通りである。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、Ａモードにおいては、スライス方向に延びる各列の端部（紙面上下側の端部）から２つずつ検出セル５１が組とされ、各組の２つの検出セル５１は同一の増幅器５６に接続されている。一方、図５（ｂ）においては、組となる検出セル５１の範囲が、Ａモードに対して一つずつずれている。なお、各列の端部の検出セル５１は、隣接する列の端部の検出セル５１と組にされ、同一の増幅器５６に接続されている。
【００４７】
従って、検出セル５１にｃ１〜ｃ５、増幅器５６にａ１、ａ２の符号を付して例示するように、Ａモードにおいては、増幅器ａ１により検出セルｃ１、ｃ２の信号を合成して増幅した信号Ａ１２が、増幅器ａ２によりａ２検出セルｃ３、ｃ４の信号を合成して増幅した信号Ａ３４が出力される一方で、Ｂモードにおいては、増幅器ａ１により検出セルｃ２、ｃ３の信号を合成して増幅した信号Ａ２３が、増幅器ａ２により検出セルｃ４、ｃ５の信号を合成して増幅した信号Ａ４５が出力される。
【００４８】
そして、例えば、検出セルｃ３の信号の増幅値Ａ３又はＢ３は、以下の式により近似的に算定される。
Ａ３（Ｂ３）＝（Ａ３４＋Ｂ２３）／２−（Ａ１２＋Ｂ４５）／４
当該式の根拠は、各検出セルｃ１〜ｃ５のＡモード又はＢモードにおける検出信号の増幅値をそれぞれＡ１〜Ａ５又はＢ１〜Ｂ５とすると、以下の通りである。
Ａ３（Ｂ３）＝（Ａ３４＋Ｂ２３）／２−（Ａ１２＋Ｂ４５）／４
＝（Ａ３＋Ａ４＋Ｂ２＋Ｂ３）／２−（Ａ１＋Ａ２＋Ｂ４＋Ｂ５）／４
＝（Ａ３＋Ｂ３）／２＋（−Ａ１−Ａ２＋２Ｂ２＋２Ａ４−Ｂ４−Ｂ５）／４
ここで、ＡモードとＢモードとは略同時刻であるので、
Ａ２≒Ｂ２、Ａ３≒Ｂ３、Ａ４≒Ｂ４、Ａ５≒Ｂ５とすれば、
＝Ａ３＋（−Ａ１＋Ａ２＋Ａ４−Ａ５）／４
α＝−Ａ１＋Ａ２、β＝Ａ４−Ａ５とすれば、
＝Ａ３＋（α＋β）／４
そして、検出セルｃ１とｃ２とは互いに隣接し、検出セルｃ４とｃ５とは互いに隣接するので、α≒０、β≒０とすることができ、
＝Ａ３（Ｂ３）
【００４９】
なお、上記のような算定は、操作コンソール３のデータ処理部３０ｂにおいて行われる（図１参照）。ただし、走査ガントリ２に設けられたコンピュータにより算定し、算定結果を操作コンソール３の中央演算装置３０に出力するようにしてもよい。
【００５０】
図６は、Ａモード及びＢモードの切り換えのタイミングを示す図であり、図６（ａ）は、従来のＸ線ＣＴ装置におけるリセットのタイミングを、図６（ｂ）は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１におけるリセットのタイミング及びモードの切り換えのタイミングを示している。図６において横軸は時間である。
【００５１】
図６（ａ）において、実線Ｌ１で示すように、従来のＸ線ＣＴ装置では、一定の周波数でリセットスイッチ（図４のＸ線ＣＴ装置１のスイッチ６０に対応）がオンされる。従って、実線Ｌ２で示すように、コンデンサ（図４のＸ線ＣＴ装置１のコンデンサ５９に対応）においては、リセットスイッチがオフされている間、検出セル５１の電気信号の出力に伴って電荷が蓄えられるとともに、リセットスイッチのオンにより電荷が放電されてリセットされる。これにより、各ビューにおけるＸ線の線量が検出される。
【００５２】
なお、リセットスイッチがオンされる周波数（ビューの周波数）は、画面のピクセル数等の条件に応じて要求される画像の精度が得られるように設定され、一般に、Ｘ線管及び検出器が被検体の体軸回りに１周する間に、１０００回オンされるように設定される。
【００５３】
図６（ｂ）に示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１においては、スイッチ６０のオンは、従来の２倍の周波数で行われる。そして、モードの切り換えは、スイッチ６０のオンの周波数と同一の周波数で行われるとともに、スイッチ６０のオンと同時に行われる。
【００５４】
以上の実施形態によれば、２つの検出セル５１の信号を合成して一の増幅器５６により増幅するとともに、検出セル５１と増幅器５６との導通状態が異なる２つのモードを切り換えていることから、従来に比較して増幅器５６の数を検出セル５１の半分に削減できるとともに、各検出セル５１に入射したＸ線の線量を特定できるので、Ｘ線の検出精度が低下することがない。
【００５５】
従来のＸ線ＣＴ装置のビューの周波数の２倍の周波数で線量を検出することにより、ＡモードとＢモードとの線量分布が同じになるような近似計算式で線量分布を算定した場合でも、換言すれば、Ａモード及びＢモードの２ビュー分の時間における線量分布を算定した場合でも、従来と同等の画質を維持できる。
【００５６】
モードの切換を積分回路のリセットと同時に行うため、モードの切り換えに伴うノイズの混入が抑制される。
【００５７】
本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。
【００５８】
複数の検出素子と複数の増幅器との間の導通状態の切り換えは、走査中に行われるものであれば、信号が結合される検出素子の範囲を一部を重複させつつずらすものに限定されない。
【００５９】
図７は、切り換え方法の変形例を示している。この変形例においては、図７（ａ）に示すモードと、図７（ｂ）に示すモードとが繰り返されるように、検出セル５１と増幅器５６との導通状態が切り換えられる。すなわち、切換部７１は、１つの増幅器５６に対して２つの検出セル５１のいずれかを選択的に接続する。これにより、１つの増幅器５６により、２つの検出セル５１それぞれに入射したＸ線の線量が特定される。
【００６０】
また、信号が結合される検出素子の範囲を一部を重複させつつずらす場合、スライス方向において、複数の検出素子の信号の増幅が検出素子よりも少数の増幅器により分担されればよく、２つの検出素子の信号を１つの増幅器により増幅するものに限定されない。
【００６１】
図８は、切り換え方法の変形例を示している。図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、２つよりも多い（図８では４つ）検出セル５１が組み合わされて一つの増幅器５６に接続され、モード切り換えに伴って各組の範囲がスライス方向にずれるようにしてもよい。なお、信号が結合される検出素子の数が増えるほど増幅器５６の数を削減できが、実施形態のように、結合される検出素子の数が少ないと、各検出素子における線量の算定アルゴリズムが容易である等のメリットがある。
【００６２】
さらに、信号が結合される検出素子の範囲を一部を重複させつつずらす場合、信号が結合される検出素子の範囲をずらすことによって、当該範囲よりも狭い範囲における線量を特定できればよく、検出素子の組の範囲を検出素子一つ分ずつずらすものに限定されない。
【００６３】
図９は、切り換え方法の変形例を示している。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、１つよりも大きい数（図９では２つ）だけ、信号が結合される検出セル５１の範囲がずれるようにしてもよい。
【００６４】
信号が結合される検出素子の範囲よりも狭い範囲に入射した線量を算定するアルゴリズムは適宜に設定してよく、実施形態において示した近似計算式は一例に過ぎない。また、実施形態の近似計算式は、Ａモード及びＢモードの２ビュー分の検出値に基づいて計算するものであり、ＡモードとＢモードとで線量分布が同じになるものであったが、当該２ビューの前後のビューにおける検出値をさらに用いて計算するなどし、ＡモードとＢモードとで異なる線量分布となるように算定してもよい。
【００６５】
増幅器や切換部の具体的な構成は適宜に設定してよい。例えば切換部をトランジスタを含んで構成してもよい。
【００６６】
データ収集部による線量のデータの収集、データ処理部による線量分布の特定は、線量そのものの値を収集、特定するものに限定されない。線量を特定できる情報の収集、特定であればよい。例えば、線量は検出素子の出力する信号の強度そのものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＸ線ＣＴ装置による撮影状態を示す概略図である。
【図３】図１のＸ線ＣＴ装置のＸ線検出に係わる構成の概略を示す斜視図である。
【図４】図１のＸ線ＣＴ装置データ収集装置の詳細を示す回路図である。
【図５】図１のＸ線ＣＴ装置におけるモードの切り換え方法を示す概念図である。
【図６】図１のＸ線ＣＴ装置におけるモードの切り換えタイミングを示す概念図である。
【図７】Ｘ線ＣＴ装置におけるモードの切り換え方法の変形例を示す概念図である。
【図８】Ｘ線ＣＴ装置におけるモードの切り換え方法の変形例を示す概念図である。
【図９】Ｘ線ＣＴ装置におけるモードの切り換え方法の変形例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…Ｘ線ＣＴ装置（放射線ＣＴ装置）、２０…Ｘ線管（放射線源）、２３…検出器、２４…データ収集部、３０ｂ…データ処理部、５１…検出セル（検出素子）。
【図１】
2006288911.tif 000003
【図２】
2006288911.tif 000004
【図３】
2006288911.tif 000005
【図４】
2006288911.tif 000006
【図５】
2006288911.tif 000007
【図６】
2006288911.tif 000008
【図７】
2006288911.tif 000009
【図８】
2006288911.tif 000010
【図９】
2006288911.tif 000011