(57)【要約】【課題】１投影角の信号収集（１Ｖｉｅｗ）において、Ｘ線検出素子に蓄積される信号量に基づいて信号の読出しタイミングを制御することで、積分回路の蓄電装置の容量を低減することができるＸ線ＣＴ装置及びＸ線検出装置を提供する。【解決手段】一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、照射されたＸ線に応じた信号を検出する複数のＸ線検出素子から成るＸ線検出器と、１投影角の信号収集において、前記複数のＸ線検出素子から前記信号を順番にサンプリングする逐次読出を制御する制御回路と、前記Ｘ線検出素子で検出された信号量と基準信号量とを比較し、前記Ｘ線検出素子の信号量が前記基準信号量以上か否かに応じて前記複数のＸ線検出素子で検出された信号のサンプリングを制御する比較回路と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射されたＸ線に応じた信号を検出する複数のＸ線検出素子から成るＸ線検出器と、
１投影角の信号収集において、前記複数のＸ線検出素子から前記信号を順番にサンプリングする逐次読出を制御する制御回路と、
前記Ｘ線検出素子で検出された信号量と基準信号量とを比較し、前記Ｘ線検出素子の信号量が前記基準信号量以上か否かに応じて前記複数のＸ線検出素子で検出された信号のサンプリングを制御する比較回路と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
読出し対象のＸ線検出素子で検出された信号が積分される積分回路と、
前記Ｘ線検出素子と前記積分回路との間に設けられ、前記Ｘ線検出素子で検出された信号の前記積分回路への読出しを制御するスイッチと、
をさらに備え、
前記比較回路は、前記Ｘ線検出素子の信号量が前記基準信号量以上となる場合、前記Ｘ線検出素子で検出された前記信号が前記積分回路に読み出されるように前記スイッチを制御する、
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
読出し対象のＸ線検出素子で検出された信号が積分される積分回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記１投影角の信号収集中に、複数のＸ線検出素子から出力される信号を前記積分回路で順番に積分し、前記１投影角の信号収集中に複数のＸ線検出素子から出力される信号を束ねて１つの信号として収集する束ね収集をさらに制御し、
前記比較回路は、前記Ｘ線検出素子で検出された信号量が前記基準信号量以上になった場合、前記積分回路で積分された信号をサンプリングするため、前記積分回路をリセットする、
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
被検体を撮像し、スキャノ画像を取得する撮像部と、
前記被検体の本撮像の撮像条件を記憶する記憶部と、
Ｘ線検出素子で検出された信号が積分される積分回路と、
前記スキャノ画像及び前記撮像条件に基づいて１投影角における信号収集ごとに各Ｘ線検出素子で検出される信号量を予測する予測部と、
前記予測されたＸ線検出素子の信号量及び前記撮像条件に基づいて、前記積分回路のリセット回数及びリセットタイミングを決定する決定部と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記決定部は、前記予測されたＸ線検出素子の信号量が基準信号量の何倍であるかに基づいて、前記積分回路のリセット回数及びリセットタイミングを決定する、
請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記１投影角の撮像において前記複数のＸ線検出素子から出力される信号を束ねて１つの信号として収集する束ねモードにおいて、前記複数のＸ線検出素子について予測された信号量の積算値が基準信号量の何倍であるかに基づいて、前記積分回路のリセット回数を決定する、
請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記リセット回数及び前記リセットタイミングに基づいて、前記積分回路からサンプリングされた信号から前記Ｘ線検出素子の１投影角分の信号量を算出し、前記算出された信号量に基づいて画像を生成する画像生成部をさらに備えた、
請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記画像生成部は、前記１投影角の信号収集中に前記積分回路が複数回リセットされる場合、前記１投影角の信号収集中に前記積分回路から出力された前記Ｘ線検出素子の全ての信号を加算し、前記Ｘ線検出素子の１投影角分の信号量を算出する、
請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記画像生成部は、前記束ねモードにおいて、前記１投影角の信号収集中に前記積分回路が複数回リセットされる場合、前記１投影角の信号収集中に前記積分回路から出力された複数のＸ線検出素子の全ての信号を加算し、前記複数のＸ線検出素子の１投影角分の信号量を算出する、
請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
照射されたＸ線量に応じた信号を検出する複数のＸ線検出素子から成るＸ線検出器と、
複数の前記Ｘ線検出素子から信号を順番に読み出す逐次読出を制御する制御回路と、
前記Ｘ線検出素子の信号量と基準信号量とを比較し、前記Ｘ線検出素子の信号量が前記基準信号量以上か否かに応じて前記複数のＸ線検出素子で検出された信号のサンプリングを制御する比較回路と、
を備えるＸ線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置は、天板に載置された被検体の周りにＸ線源を高速で回転させて、複数の角度から被検体の投影データを収集する医用画像診断装置である。Ｘ線源から照射されるＸ線は、複数のＸ線検出素子を備えるＸ線検出器で検出される。Ｘ線検出器で検出された検出信号は、データ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）で収集される。ＤＡＳには、同時収集ＤＡＳと逐次収集ＤＡＳとがある。
【０００３】
同時収集ＤＡＳは、１つのＸ線検出素子に１つの積分回路が接続されている。同時収集ＤＡＳは、１投影角における信号収集で、Ｘ線検出器に設けられた複数のＸ線検出素子から同時に検出信号を収集することができる。以下の説明では、「１投影角における信号収集」のことを「１Ｖｉｅｗ」と称する。
【０００４】
それに対して、逐次収集ＤＡＳは、複数のＸ線検出素子が１つの積分回路に接続されている。逐次収集ＤＡＳでは、１Ｖｉｅｗ中に１つの積分回路に接続された複数のＸ線検出素子を順次切り替えて読み出すことで、複数のＸ線検出素子で夫々検出された検出信号が順番に収集される。この回路構成により、逐次収集ＤＡＳは、同時収集ＤＡＳに比べて積分回路や伝送路を減らすことができる。
【０００５】
同時収集ＤＡＳ及び逐次収集ＤＡＳにおいて、積分回路の蓄電装置（フィードバックキャパシタ）の容量の大きさが回路面積の大きさや製造コスト増大の要因となっている。そこで、積分回路の蓄電装置の容量を低減したＤＡＳの開発が求められている。
【０００６】
同時収集ＤＡＳにおいては、Ｘ線検出素子と積分回路とが１対１で接続しているため、Ｘ線検出素子で検出される信号量をリアルタイムで計測することが容易である。そこで、個々のＸ線検出素子の信号量に基づいて、１Ｖｉｅｗにおいて積分回路を複数回リセットすることで、蓄電装置の低容量化がすすめられている。
【０００７】
一方、逐次収集ＤＡＳにおいては、１つの積分回路に複数のＸ線検出素子が接続しているため、個々のＸ線検出素子で検出される信号量をリアルタイムで測定することは難しい。そのため、従来の逐次収集ＤＡＳでは、同時収集ＤＡＳのようにＸ線検出素子に蓄積された信号量に基づいて１Ｖｉｅｗにおいて適切なタイミングで積分回路をリセットすることは難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１４０９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、１投影角の信号収集（１Ｖｉｅｗ）において、Ｘ線検出素子に蓄積される信号量に基づいて信号の読出しタイミングを制御することで、積分回路の蓄電装置の容量を低減することができるＸ線ＣＴ装置及びＸ線検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、照射されたＸ線に応じた信号を検出する複数のＸ線検出素子から成るＸ線検出器と、１投影角の信号収集において、前記複数のＸ線検出素子から前記信号を順番にサンプリングする逐次読出を制御する制御回路と、前記Ｘ線検出素子で検出された信号量と基準信号量とを比較し、前記Ｘ線検出素子の信号量が前記基準信号量以上か否かに応じて前記複数のＸ線検出素子で検出された信号のサンプリングを制御する比較回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示す概念的な構成図。
【図２】第１の実施形態に係るＸ線検出装置の一例を示す回路図。
【図３】第１の実施形態に係るＸ線検出装置において被検体に照射されるＸ線強度が強い撮像時におけるタイミングチャート。
【図４】第１の実施形態に係るＸ線検出装置において被検体に照射されるＸ線強度が中程度の撮像時におけるタイミングチャート。
【図５】第１の実施形態に係るＸ線検出装置において被検体に照射されるＸ線強度が弱い撮像時におけるタイミングチャート。
【図６】第２の実施形態に係るＸ線検出装置の一例を示す回路図。
【図７】第２の実施形態に係るＸ線検出装置において被検体に照射されるＸ線強度が強い撮像時におけるタイミングチャート。
【図８】第２の実施形態に係るＸ線検出装置において被検体に照射されるＸ線強度が弱い撮像時におけるタイミングチャート。
【図９】第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能構成例を示すブロック図。
【図１０】第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の一例を示すフローチャート。
【図１１】Ｘ線検出素子で検出される信号量の算出方法を説明する概念図。
【図１２】第３の実施形態に係る予測電圧に基づくリセット回数の決定方法を説明するグラフ。
【図１３】第３の実施形態に係るリセットタイミング情報を説明する模式図。
【図１４】第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能構成例を示すブロック図。
【図１５】第４の実施形態に係る予測電圧に基づくリセット回数の決定方法を説明するグラフ。
【図１６】第４の実施形態に係るリセットタイミング情報を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態のＸ線ＣＴ装置及びＸ線検出装置を図面を参照して説明する。
【００１３】
［全体構成］
図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示す概念的な構成図である。図１のＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０及びコンソール装置５０を備える。
【００１４】
架台装置１０は、通常は検査室に設置され、例えば被検体Ｐに関するＸ線の検出データ（透過データ）を生成する。一方、コンソール装置５０は、検査室に隣接する制御室に設置され、検出データに基づいて投影データを生成することで、再構成画像の生成及び表示を行う。
【００１５】
架台装置１０は、架台１１、寝台装置３０、Ｘ線高電圧装置１６、絞り駆動装置１７、回転駆動装置１８及び架台制御装置２０を備える。
【００１６】
架台１１は、ガントリとも呼ばれ、図示しない土台部に固定された回転架台１２及び回転架台１３を有する。回転架台１３は、開口部を有する。回転架台１３は、固定架台１４に対して回転可能なように転がり軸受けやボール／ロール軸受けなどの軸受けにより支持される。
【００１７】
回転駆動装置１６は、図示しないプロセッサやメモリを有し、架台制御装置２０からの指示に従って、回転架台１３を固定架台１４に対して回転させる。
【００１８】
回転架台１３は、Ｘ線発生装置１４、絞り１５、Ｘ高電圧装置１６及びＸ線検出装置４０を有する。このＸ線検出装置４０は、Ｘ線検出器４１及びＤＡＳ４２を含む。
【００１９】
回転架台１３は、Ｘ線発生装置１４や、Ｘ線検出装置４０などの装置を一体として保持する。即ち、回転架台１３は、Ｘ線発生装置１４とＸ線検出装置４０とを対向させた状態で、一体として被検体Ｐの周りを回転できる。ここでは一例として、Ｘ線ＣＴ装置１の装置座標系を以下のように定義する。即ち、鉛直方向をＹ軸方向とし、ｙ軸方向に垂直であって、回転架台１３の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向とし、これらｚ軸方向及びｙ軸方向に垂直な方向をｘ軸方向とする。
【００２０】
Ｘ線発生装置１４は、例えば、Ｘ線高電圧装置１６から高電圧の供給を受けて、陰極から陽極に向けて熱電子を照射するＸ線管を有する。
【００２１】
Ｘ線高電圧装置１６は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線発生装置１４に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線発生装置１４が照射する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。
【００２２】
絞り１５は、絞り駆動装置１７の制御に従い、Ｘ線ビームの線量、照射範囲、形状、及び、線質などの照射条件を制御する。具体的には、絞り１５は、ウェッジフィルタ及びコリメータなどを含む。ウェッジフィルタは、例えば、アルミニウムなどの軽金属により構成され、Ｘ線発生装置１４で発生されたＸ線のＸ線量を調整する。コリメータは、不図示のコリメータコントローラによる制御によって、線量が調整されたＸ線に対してＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。
【００２３】
Ｘ線検出装置４０のＸ線検出器４１は、複数のＸ線検出素子を備え、Ｘ線源であるＸ線発生装置１４から照射され被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器４１は、例えば、複数のＸ線検出素子をチャネル方向及び列方向に沿ってマトリクス状に配列した２次元アレイ型の検出器である。
【００２４】
Ｘ線検出器４１は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器である。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線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽版で構成される。シンチレータアレイは、複数のシンチレータから構成され、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。光センサアレイは、シンチレータが出力した光をその光量に応じた電気信号に変換する機能を有する。光センサは、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）などの半導体素子である。
【００２５】
ＤＡＳ４２は、Ｘ線検出器４１の各Ｘ線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積分回路及び電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を有する。ＤＡＳ４２は、増幅及びデジタル変換処理後の検出データを架台制御装置２０を介してコンソール装置５０に送信する。
【００２６】
ＤＡＳ４２は、逐次収集ＤＡＳである。逐次収集ＤＡＳは、複数の収集ユニットを有する。１つの収集ユニットは、複数のＸ線検出素子に対して１つの積分回路が接続された回路で構成されている。Ｘ線検出装置４０は、当該収集ユニットがチャネル方向及び列方向に沿ってマトリクス状に配列されて構成される。
【００２７】
架台装置１０の寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置である。寝台装置３０は、基台３１、寝台駆動装置３２及び天板３３を有する。
【００２８】
基台３１は、天板３３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を当該天板３３の長軸方向に移動するモータ或いはアクチュエータである。天板３３には被検体Ｐが載置される。
【００２９】
なお、寝台駆動装置３２は、天板３３のみを移動させてもよいし、寝台装置３０の支持フレームごと移動させる方式であってもよい。また、立位ＣＴの場合、寝台駆動装置３２は、天板３３に相当する患者移動機構の移動を制御する。
【００３０】
架台制御装置２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。架台制御装置２０は、コンソール装置５０もしくは架台装置１０に取り付けられた入力装置からの入力信号を受けて、架台１１の動作制御を行う機能を有する。例えば、架台制御装置２０は、入力信号を受けて回転架台１３を回転させる制御、チルトさせる制御及び寝台装置３０を動作させる制御を行う。
【００３１】
Ｘ線ＣＴ装置１のコンソール装置５０は、コンピュータをベースとして構成されており、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワーク５５を介して外部装置と相互通信可能である。コンソール装置５０は、記憶回路５１、ディスプレイ５２、入力装置５３及び理回路５４などのハードウェアから構成される。
【００３２】
処理回路５４は、共通信号伝送路としてのバスを介して、コンソール装置５０を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、コンソール装置５０は、記憶媒体ドライブを具備する場合もある。
【００３３】
処理回路５４は、専用のハードウェアで構成してもよいし、内蔵のプロセッサによるソフトウェア処理で各種機能を実現するように構成してもよい。ここでは一例として、プロセッサによるソフトウェア処理によって処理回路５４が各種機能を実現する場合について説明する。
【００３４】
上記プロセッサとは、専用又は汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、プログラマブル論理デバイス、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）などの回路を意味する。上記プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）などが挙げられる。処理回路５４は、記憶回路５１に記憶されたプログラム又は処理回路５４のプロセッサ内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行することで、各機能を実現する。
【００３５】
また、処理回路５４は、単一のプロセッサによって構成されてもよいし、複数の独立したプロセッサの組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、複数のプロセッサにそれぞれ対応する複数の記憶回路５１が設けられると共に、各プロセッサにより実行されるプログラムが当該プロセッサに対応する記憶回路に記憶される構成でもよい。別の例としては、１個の記憶回路５１が複数のプロセッサの各機能に対応するプログラムを一括的に記憶する構成でもよい。
【００３６】
記憶回路５１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどによって構成される。記憶回路５１は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ及びＤＶＤ（Digital Video Disk）などの可搬型メディアを脱着自在な回路して構成されてもよい。記憶回路５１は、処理回路５４において実行される各種プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（Operating System）等も含まれる）、プログラムの実行に必要なデータ、及び画像データを記憶する。また、記憶回路５１には、ＯＳを制御するための各種コマンドを入力装置５３から入力可能とするためのＧＵＩ（Graphical User Interface）のプログラムが記憶されていてもよい。
【００３７】
入力装置５３は、ポインティングデバイスなどの入力デバイスからの信号を入力する回路である。ここでは一例として、入力デバイス自体も入力装置５３に含まれるものとする。操作者により入力デバイスが操作されると、入力装置５３はその操作に応じた入力信号を生成し、この入力信号を処理回路５４に出力する。なお、コンソール装置５０は、入力デバイスがディスプレイ５２と一体的に構成されたタッチパネルを備えてもよい。
【００３８】
ディスプレイ５２は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等の表示デバイスである。ディスプレイ５２は、処理回路５４の制御に従って画像を表示する。
【００３９】
コンソール装置５０には、架台制御装置２０を介して、架台装置１０で収集された検出データが入力される。コンソール装置５０は、検出データを記憶回路５１に保存し、また、処理回路５４の画像生成機能５４１により検出データから投影データを生成し、当該投影データを再構成することでＣＴ画像を生成する。
【００４０】
なお、図１のＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線発生装置１４とＸ線検出装置４０とが一体として被検体Ｐの周囲を回転するRotate/Rotate-Typeの第３世代ＣＴを例として説明したが、第３世代ＣＴには限定されない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１は、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が架台に相当する検出リングに固定配置され、Ｘ線発生装置が検出リングの内側の軌道で被検体Ｐの周りを回転するStationary/Rotate-Typeの第４世代ＣＴであってもよい。
【００４１】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、１ＶｉｅｗにＸ線検出素子で検出される信号量に基づいて、Ｘ線検出素子で検出された信号の積分回路におけるサンプリング回数を可変とすることができるＸ線ＣＴ装置１ａ及びＸ線検出装置４０ａに関する。
【００４２】
（１）構成
図２は、第１の実施形態に係るＸ線検出装置４０ａの一例を示す回路図である。図２に示すように、Ｘ線検出装置４０ａは、Ｘ線検出器４１ａ及びＤＡＳ４２ａを有する。逐次収集ＤＡＳのＸ線検出装置４０ａは、１つの積分回路に複数のＸ線検出素子が接続した収集ユニットが複数組み合わされた収集ユニット群を有する。収集ユニット群は、例えば、列方向に複数配列される。
【００４３】
図２は、Ｘ線検出装置４０ａを構成する複数の収集ユニットの１つを図示している。また、説明を簡略化するため、１つの収集ユニットにおいて、ＤＡＳ４２ａに接続している複数のＸ線検出素子のうち、１のＸ線検出素子４１６ａのみを図示している。
【００４４】
Ｘ線検出器４１ａは、Ｘ線検出素子４１６ａ及びカウンタ回路４１７ａを有する。
【００４５】
Ｘ線検出素子４１６ａは、論理和回路４１１ａ、比較回路（コンパレータ）４１２、フォトダイオードスイッチ（ＰＤスイッチ）４１３、フォトダイオード（ＰＤ）４１４及びＤフリップフロップ４１５ａを有する。
【００４６】
ＰＤ４１４の一端は、ＰＤスイッチ４１３の一端と接続し、ＰＤスイッチ４１３の他端は、積分回路４２５に接続する。コンパレータ４１２の入力側の一端には、基準電圧ｒｅｆが入力し、他端は、ＰＤ４１４とＰＤスイッチ４１３との間に接続する。コンパレータ４１２は、ＰＤ４１４の電圧を基準電圧ｒｅｆと比較する。ここで、基準電圧ｒｅｆは、積分回路４２５のフィードバックキャパシタ４２４の容量に基づいて予めＸ線検出装置４０に設定されている。なお、「予め」は、Ｘ線ＣＴ装置１の出荷前であってもよいし、据え付け調整時であってもよい。
【００４７】
論理和回路４１１ａの入力側の一端は、コンパレータ４１２の出力側と接続し、論理和回路４１１ａの入力側の他端は、カウンタ回路４１７ａと接続する。Ｄフリップフロップ４１５ａのＤ入力は、論理和回路４１１ａの出力側と接続し、Ｃ（クロック）入力は、カウンタ回路４１７ａと接続する。Ｄフリップフロップ４１５ａの出力（Ｑ）は、ＰＤスイッチ４１３に入力し、ＰＤスイッチ４１３を制御する。
【００４８】
論理和回路４１１ａには、カウンタ回路４１７ａからの読出信号と、コンパレータ４１２出力とが入力する。論理和回路４１１ａは、カウンタ回路４１７ａ又はコンパレータ４１１のいずれかから信号が入力されると、Ｄフリップフロップ４５１ａのＤ入力に信号を出力する。
【００４９】
ＤＡＳ４２ａは、積分回路４２５、ＤＡＳ制御回路４２６ａ及びＡ／Ｄ変換器４３２を有する。積分回路４２５は、積分器４２１、フィードバックキャパシタ４２４及びリセットスイッチ４２２を有する。
【００５０】
積分器４２１の一端は、ＰＤスイッチ４１３の一端と接続し、積分器４２１の他端は、Ａ／Ｄ変換器４２３に接続している。また、積分器４２１は、フィードバックキャパシタ４２４とリセットスイッチ４２２と並列に接続される。ＤＡＳ制御回路４２６ａは、リセットスイッチ４２２と接続し、リセットスイッチ４２２を制御する。
【００５１】
（２）動作
以下、図３乃至図５のタイミングチャートを用いて、図２の回路例における動作を説明する。
【００５２】
Ｘ線検出装置４０ａを構成する各要素は、ＨｉｇｈとＬｏｗのステータスにより制御される。例えば、ＰＤスイッチ４１４は、Ｄフリップフロップ４１５ａの出力が「Ｈｉｇｈ」の場合にオンの状態になり、「Ｌｏｗ」の場合にオフの状態になる。論理和回路４１１ａは、入力の一方又は両方が「Ｈｉｇｈ」のとき、「Ｈｉｇｈ」を出力し、入力がどちらも「Ｌｏｗ」なら「Ｌｏｗ」を出力する。
【００５３】
本実施形態に係るＸ線検出装置４０ａは、入射Ｘ線量に応じて積分回路４２５のリセット回数を変更することで、フィードバックキャパシタ４２４の容量を低減するものである。以下、被検体Ｐに照射されるＸ線強度が高く、Ｘ線検出器４１ａへの入射Ｘ線量が大きい場合（図３）、被検体Ｐに照射されるＸ線強度が中程度で、Ｘ線検出器４１ａへの入射Ｘ線量が中程度の場合（図４）、被検体Ｐに照射されるＸ線強度が低く、Ｘ線検出器４１ａへの入射Ｘ線量が小さい場合（図５）のＸ線検出装置４０ａにおける動作についてそれぞれ説明する。
【００５４】
図３は、第１の実施形態に係るＸ線検出装置４０ａにおいて被検体Ｐに照射されるＸ線強度が強い撮像時におけるタイミングチャートである。図３は、ＰＤ４１４の電圧の変化、コンパレータ４１２の出力変化、クロック信号と読出信号の発生周期、ＰＤスイッチ４１３及びリセットスイッチ４２２のオンオフ動作、積分器４２１の出力についてのタイミングチャートを示している。なお、図３の積分器出力に示した「Ｓ１」から「Ｓ４」の数字は、１Ｖｉｅｗ中に積分回路４２５で１つのＸ線検出素子４１６ａからサンプリングされる信号を示している。
【００５５】
Ｘ線の照射が開始されると、ＰＤ４１４に電荷が蓄積し始め、ＰＤ４１４の電圧が上昇する。なお、Ｘ線の照射開始時は、ＰＤスイッチ４１３及びリセットスイッチ４２２は、オフの状態、即ちＰＤスイッチ４１３及びリセットスイッチ４２２は、開いた状態である。
【００５６】
ＰＤ４１４の電圧が基準電圧ｒｅｆ以上になると、コンパレータ４１２の出力は、Ｈｉｇｈになる。このように、コンパレータ４２１は、ＰＤ４１４の電圧と基準電圧ｒｅｆとを比較し、ＰＤ４１４の電圧が基準電圧ｒｅｆ以上になるとＨｉｇｈを出力し、基準電圧ｒｅｆ未満になるとＬｏｗを出力する。
【００５７】
コンパレータ４１２の出力は、論理和回路４１１ａに入力する。論理和回路４１１ａは、コンパレータ４１２からＨｉｇｈが入力されると、Ｄフリップフロップ４１５ａのＤ入力にＨｉｇｈを出力する。
【００５８】
Ｄフリップフロップ４１５ａは、論理和回路４１１ａからＤ入力にＨｉｇｈの信号が入力され、クロック信号が入力されると、次のクロック信号が入力されるまでＤ入力に入力されたＨｉｇｈの信号を保持する。このように、Ｄフリップフロップ４１５ａは、クロック信号に同期してＤ入力に入力された信号を一定期間記憶する回路である。
【００５９】
なお、次のクロック信号は、ＰＤ４１４の電圧が最大となるタイミングでカウンタ回路４１７ａから出力される。即ち、カウンタ回路４１７ａは、ＰＤ４１４の電圧が基準電圧から最大電圧に達するまでの時間間隔でクロック信号を出力する。クロック信号の周期は、撮像条件などによって予め設定されていてもよいし、ＤＡＳ制御回路４２６ａからの制御により設定されてもよい。なお、ここでの「予め」は、撮像開始前のことである。
【００６０】
Ｄフリップフロップ４１５ａは、ＰＤ４１４の電圧が最大となるタイミングで２回目のクロック信号を受信する。２回目のクロック信号を受信すると、Ｄフリップフロップ４１５ａは、ＰＤスイッチ４１３にＨｉｇｈを出力する。Ｄフリップフロップ４１５ａからＨｉｇｈが入力されると、ＰＤスイッチ４１３は、オンの状態、即ち、ＰＤスイッチ４１３が閉じた状態になる。ＰＤスイッチ４１３がオンの状態になると、ＰＤ４１４に蓄積された電荷は、積分器４２１に読み出される。
【００６１】
ＰＤ４１４に蓄積された電荷が積分器４２１に読み出されるとき、積分回路４２５のリセットスイッチ４２２は、オフの状態、即ち、開いた状態である。リセットスイッチ４２２がオフの状態の場合、ＰＤ４１４から読み出された電荷は、フィードバックキャパシタに４２４に蓄積される。
【００６２】
積分器４２１のリセットスイッチ４２２は、ＤＡＳ制御回路４２６ａからのリセット信号によりオンの状態になる。リセットスイッチ４２２がオンの状態になることで、フィードバックキャパシタ４２４に蓄積された電荷は、Ａ／Ｄ変換器４２３に出力され、フィードバックキャパシタ４２４に蓄積された信号Ｓ１がサンプリングされる。
【００６３】
なお、リセット信号は、ＤＡＳ制御回路４２６ａから一定の間隔で出力され、例えば、図３の例では、１Ｖｉｅｗ中に４回出力される。
【００６４】
なお、ＰＤ４１４に蓄積された電荷が積分器４２１に読み出されるとＰＤ４１４の電圧は低下する。ＰＤ４１４の電圧が低下し基準電圧を下回ると、コンパレータ４１２の出力はＬｏｗになる。コンパレータ４１２の出力がＬｏｗになったタイミングでＤフリップフロップ４１５ａに入力されたクロック信号により、Ｄフリップフロップ４１５ａは、Ｌｏｗの信号を記憶する。Ｄフリップフロップ４１５ａは、次のクロック信号が入力されたタイミングで、記憶されたＬｏｗの信号をＰＤスイッチ４１３に出力する。Ｄフリップフロップ４１５ａからのＬｏｗの信号により、ＰＤスイッチ４１３は、オフの状態、即ち、ＰＤスイッチ４１３が開いた状態になる。
【００６５】
このように、信号Ｓ１は、Ａ／Ｄ変換器４２３でサンプリングされる。ＤＡＳ制御回路４２６ａからリセット信号が送信されなくなる、或いは、リセット信号がＬｏｗになると、リセットスイッチ４２２がオフの状態になる。これにより、信号Ｓ１のサンプリングが完了し、再びＰＤ４１４に電荷が蓄積し始め、ＰＤ４１４の電圧が上昇する。
【００６６】
上述の動作を繰り返すことで、信号Ｓ２からＳ４が、Ａ／Ｄ変換器４２３で順次サンプリングされる。１Ｖｉｅｗ中に１つのＸ線検出素子４１６ａで検出される信号は、Ｓ１からＳ４を加算した信号となる。Ｘ線検出装置４０ａに入射するＸ線量が大きい場合、１Ｖｉｅｗ中においてＰＤ４１４で検出される信号を４回に分けて読み出すことで、１回に読み出す電荷量が少なくなる。そのため、積分回路４２５のフィードバックキャパシタ４２４の容量を低減することができる。
【００６７】
なお、図３では、信号Ｓ１からＳ３と同様に、信号Ｓ４は、ＰＤ４１４の電圧が基準電圧ｒｅｆ以上となることで、コンパレータ４１２による制御で信号Ｓ４が積分器４２１に読み出される例を示した。しかしながら、ＰＤ４１４の電圧上昇の度合いによっては１Ｖｉｅｗの最後にコンパレータ４１２が動作しない場合もある。
【００６８】
その場合、１Ｖｉｅｗの最後にカウンタ回路４１７ａから出力される読出信号により、ＰＤ４１４の電荷は積分回路４２５に読み出される。カウンタ回路４１７ａから論理和回路４１１ａに読出信号が出力されると、Ｄフリップフロップ４１５ａのＤ入力に読出信号が記憶される。
【００６９】
Ｄフリップフロップ４１５ａに記憶された読出信号は、次のクロック信号によりＰＤスイッチ４１３に出力され、ＰＤスイッチ４１３は、オンの状態になる。ＰＤスイッチ４１３がオンの状態になることで、ＰＤ４１４の電荷は、積分回路４２５に読み出される。
【００７０】
このように、ＰＤ４１４の電圧が基準電圧に達していない場合でも、読出信号によりＰＤ４１４の電荷が強制的に積分回路４２５に読み出される。即ち、コンパレータ４２１の制御によらず、ＰＤ４１４に蓄積された電荷は積分回路４２５に読み出される。
【００７１】
なお、図３では、積分回路４２５のリセット回数を４回とする例を示したが、積分回路４２５のリセット回数は４回には限定されない。１Ｖｉｅｗ中に１回以上であれば、４回以上であってもよいし、４回未満であってもよい。
【００７２】
図４は、第１の実施形態に係るＸ線検出装置４０ａにおいて被検体Ｐに照射されるＸ線強度が中程度の撮像時におけるタイミングチャートである。図３と同様に図４のタイミングチャートもＰＤ４１４の電圧の変化、コンパレータ４１２の出力変化、クロック信号と読出信号の発生周期、ＰＤスイッチ４１３及びリセットスイッチ４２２のオンオフ動作、積分器４２１の出力についてのタイミングチャートである。このことは、図５においても同様である。
【００７３】
また、積分器出力に示した「Ｓ１」及び「Ｓ２」の数字は、積分回路４２５において、１Ｖｉｅｗ中に１つのＸ線検出素子４１６ａからサンプリングされる信号を示している。
【００７４】
図４は、Ｘ線検出装置４０ａに入射するＸ線量が図３よりも少ない場合を示しており、図４におけるＰＤ４１４の電圧上昇を示す傾きは、図３の電圧上昇を示す傾きよりも小さい。このようにＰＤ４１４の電圧上昇が小さい場合、基準電圧ｒｅｆに達するまでの時間が図３の場合よりも長くなる。そのため、積分回路４２５のリセット回数は、図３の場合よりも少なくてよい。図４は、１Ｖｉｅｗ中に積分回路４２５が２回リセットされる場合のタイミングチャートを示している。図４のタイミングチャートにおけるＸ線検出装置４０ａの各要素の動作は、図３の場合と同様である。
【００７５】
即ち、Ｘ線の照射が開始されると、ＰＤ４１４に電荷が蓄積する。Ｘ線の照射開始時は、ＰＤスイッチ４１３及びリセットスイッチ４２２は、オフの状態である。なお、リセット信号は、ＤＡＳ制御回路４２６ａから一定間隔で出力される。リセットスイッチ４２２がオンの状態であっても、ＰＤ４１４に蓄積された電荷が積分回路４２５に読み出されていなければ、ＰＤ４１４に蓄積された信号がサンプリングされることはない。
【００７６】
ＰＤ４１４の電圧が基準電圧ｒｅｆ以上になると、コンパレータ４１２はＨｉｇｈを出力する。コンパレータ４１２の出力は、論理和回路４１１ａに入力する。論理和回路４１１ａは、コンパレータ４１２からＨｉｇｈが入力されると、Ｄフリップフロップ４１５ａのＤ入力にＨｉｇｈを出力する。
【００７７】
Ｄフリップフロップ４１５ａは、論理和回路４１１ａからＤ入力にＨｉｇｈの信号が入力され、かつ、クロック信号が入力されると、Ｈｉｇｈの信号を記憶する。次のクロック信号は、ＰＤ４１４の電圧が最大となるタイミングでカウンタ回路４１７ａから出力される。
【００７８】
Ｄフリップフロップ４１５ａは、次のクロック信号を受信すると、ＰＤスイッチ４１３にＨｉｇｈを出力し、ＰＤスイッチ４１３は、オンの状態になる。ＰＤスイッチ４１３がオンの状態になると、ＰＤ４１４に蓄積された電荷は、積分器４２１に読み出される。この時、積分回路４２５のリセットスイッチ４２２はオフの状態であるため、ＰＤ４１４に蓄積された電荷は、フィードバックキャパシタ４２４に蓄積される。
【００７９】
ＰＤ４１４に蓄積された電荷が積分器４２１に読み出されると、ＰＤ４１４の電圧が低下し基準電圧ｒｅｆを下回ると、コンパレータ４１２の出力はＬｏｗになる。コンパレータ４１２の出力がＬｏｗになったタイミングでＤフリップフロップ４１５ａに入力されたクロック信号により、Ｄフリップフロップ４１５ａには、Ｌｏｗの信号が記憶される。Ｄフリップフロップ４１５ａは、次のクロック信号が入力されたタイミングで、ＰＤスイッチ４１３にＬｏｗを出力し、ＰＤスイッチ４１３は、オフの状態になる。
【００８０】
ＤＡＳ制御回路４２６ａは、一定間隔でリセット信号出力する。リセット信号により、リセットスイッチ４２２がオンの状態になることで、フィードバックキャパシタ４２４に蓄積された電荷は、Ａ／Ｄ変換器４２３に出力され、フィードバックキャパシタ４２４に蓄積された信号Ｓ１がサンプリングされる。
【００８１】
積分回路４２５から信号Ｓ１がサンプリングされると、リセットスイッチ４２２はオフの状態になる。このように、１Ｖｉｅｗ中に信号Ｓ１及びＳ２が順次読み出される。図４では、１Ｖｉｅｗ中に１つのＸ線検出素子４１６ａで検出される信号はＳ１とＳ２とを加算した信号になる。
【００８２】
図５は、第１の実施形態に係るＸ線検出装置４０ａにおいて被検体Ｐに照射されるＸ線強度が弱い撮像時におけるタイミングチャートである。図５は、Ｘ線検出装置４０ａに入射するＸ線量が図４よりもさらに少ない場合を示しており、図５におけるＰＤ４１４の電圧上昇を示す傾きは、図４の電圧上昇を示す傾きよりも小さい。また、図５は、ＰＤ４１４の電圧が１Ｖｉｅｗ中に基準電圧に達しない場合を示している。即ち、図５は、コンパレータ４１２による制御を介さずにＰＤ４１４に蓄積された電荷を積分回路４２５に読み出す場合を示しており、従来の逐次読出制御と同等の動作を示している。
【００８３】
図５は、１Ｖｉｅｗの最後に積分回路４２５が１回リセットされる場合のタイミングチャートを示している。Ｘ線の照射が開始されると、ＰＤ４１４に電荷が蓄積し、ＰＤの電圧が上昇する。しかしながら、ＰＤの電圧は、１Ｖｉｅｗの最後まで基準電圧ｒｅｆに達せず、コンパレータ４１２はＨｉｇｈを出力しない。一方、１Ｖｉｅｗの最後に、クロック回路４１７ａからＤフリップフロップ回路４１５ａに読出信号が出力される。
【００８４】
Ｄフリップフロップ回路４１５ａは、クロック信号と同期して読出信号を記憶し、次のクロック信号が入力されたタイミングでＰＤスイッチ４１３に読出信号を出力し、ＰＤスイッチ４１３をオンの状態にする。
【００８５】
ＰＤスイッチ４１３がオンの状態になると、ＰＤ４１４に蓄積された電荷は、積分器４２１に読み出される。次に、ＤＡＳ制御回路４２６ａからリセット信号が出力され、リセットスイッチ４２２がオンの状態になる。リセットスイッチ４２２がオンの状態になると、フィードバックキャパシタ４２４に蓄積された電荷は、Ａ／Ｄ変換器４２３に出力され、フィードバックキャパシタ４２４に蓄積された信号Ｓ１がサンプリングされる。
【００８６】
図３乃至図５では、１Ｖｉｅｗ中に１つのＸ線検出素子４１６ａから信号を読み出す方法を説明したが、逐次読出ＤＡＳでは、１つの積分回路４２５が１Ｖｉｅｗ中に複数のＸ線検出素子４１６ａから信号を読み出す。即ち、１Ｖｉｅｗ中に読出し対象のＸ線検出素子４１６ａを順次切り替えることで、複数のＸ線検出素子４１６ａの信号を読み出す。
【００８７】
例えば、１Ｖｉｅｗを時間的に分割して読出し対象のＸ線検出素子４１６ａを切り替えることで、複数のＸ線検出素子４１６ａの信号を１つのＤＡＳ４２で読み出すことができる。なお、読み出し対象のＸ線検出素子４１６ａを切り替える方法については、従来の方法と同様で良いので詳細な説明は省略する。
【００８８】
なお、入射するＸ線量は、Ｘ線検出素子４１６ａごとに異なるため、ＰＤ４１４における電圧の上昇度合いもＸ線検出素子４１６ａごとに異なる。したがって、ＰＤスイッチ４１３がオンの状態になる回数は、Ｘ線検出素子４１６ａごとに異なる。例えば、１Ｖｉｅｗを時分割してＸ線検出素子４１６ａのから信号を順次読み出す場合、１つのＸ線検出素子４１６ａの読出期間中にサンプリングされた信号を全て加算することで、当該Ｘ線検出素子４１６ａの信号を算出することができる。
【００８９】
なお、読出期間中に１つのＸ線検出素子からサンプリングされた信号の加算は、架台制御回路２０が実行してもよいし、コンソール装置５０の画像処理装置５４１が実行してもよい。
【００９０】
図２の回路例では、コンパレータ４１２の出力信号は、Ｄフリップフロップ４１５ａによりＰＤスイッチ４１３に遅延的に入力する。したがって、Ｘ線検出器４１ａは、Ｄフリップフロップ４１５ａに替えて、遅延回路を備えてもよい。
【００９１】
このように、第１の実施形態に係るＸ線検出装置４０ａによれば、１Ｖｉｅｗ中に１つのＸ線検出素子４１６ａで検出される信号を複数回に分けてサンプリングすることで、積分回路４２５のフィードバックキャパシタ４２４容量を低減することができる。
【００９２】
フィードバックキャパシタ４２４の容量を低減することにより、Ｘ線検出装置４０ａのＩＣチップ面積を小さくすることができ、製造コストの削減に寄与する。また、ＰＤ４１４に蓄積された信号のサンプリングタイミングは、ＰＤ４１４の電圧に基づいてリアルタイムに決定されるため、適切なタイミングでＰＤ４１４から信号をサンプリングすることができる。
【００９３】
さらに、本実施形態に係るＸ線検出装置４０ａは、信号のＳ／Ｎ比（Signal/Noise Ratio）を従来よりも向上させることができる。フィードバックキャパシタ４２４の容量が大きいほど、信号の増幅率が小さく、フィードバックキャパシタ４２４の容量が小さいほど、信号の増幅率は大きい。したがって、図５のようにＸ線検出器４１に入射するＸ線量が少ない場合であっても、フィードバックキャパシタ４２４の容量が小さいため、信号は十分に増幅される。
【００９４】
一方、図３のようにＸ線検出器４１に入射するＸ線量が多い場合、Ｘ線検出素子４１６ａで検出される信号は、１Ｖｉｅｗ中に複数回に分けて読み出される。この場合、低容量のフィードバックキャパシタ４２４により、信号と同様にノイズも増幅される。
【００９５】
しかしながら、投影データでは、電気回路上のノイズや振動などによる機械的なノイズに比べて照射Ｘ線のフォトンノイズが支配的となる。Ｘ線出力が弱い場合、フォトン数が少なくなるためＸ線の揺らぎは大きくなる。一方、Ｘ線出力が強い場合、フォトン数が多くなるためＸ線の揺らぎは小さくなる。したがって、Ｘ線出力が強く、Ｘ線検出器４１に入射するＸ線量が多い場合、照射Ｘ線のフォトンノイズは小さくなるため画質への影響は無視できるほど小さくなる。
【００９６】
このように、第１の実施形態に係るＸ線検出装置４０は、Ｘ線検出器４１ａに入射するＸ線量が少ない場合において、Ｓ／Ｎ比を向上させ、Ｘ線検出器４１ａに入射するＸ線量が多い場合においても画質を維持できるという効果を有する。
【００９７】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、１Ｖｉｅｗにおいて複数のＸ線検出素子で検出される信号を束ねて１つの信号としてサンプリングするＸ線ＣＴ装置１ｂ及びＸ線検出装置４０ｂに関する。第２の実施形態では、４つのＸ線検出素子で検出される信号を束ねて１つの信号としてサンプリングする場合を例として説明する。なお、束ねる信号は４つには限定されず、２つ以上の信号を束ねる場合においても第２の実施形態は適用できる。
【００９８】
（１）構成
図６は、第２の実施形態に係るＸ線検出装置４０ｂの一例を示す回路図である。図６のＸ線検出装置４０ｂは、Ｘ線検出器４１とＤＡＳ４２ｂを有する。図２同様に、図６は、Ｘ線検出装置４０ｂを構成する１つの収集ユニットの例を示している。図２で説明した第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９９】
Ｘ線検出器４１は、遅延回路４１８ｂと、４つのＸ線検出素子１から４とを有し、ＤＡＳ４２ｂは、積分回路４２５及びＤＡＳ制御回路４２６ｂを有する。図６は、１つの積分回路４２５に４つのＸ線検出素子１から４が接続し、４つのＸ線検出素子１から４で検出される信号を束ねる場合を示している。
【０１００】
Ｘ線検出器４１の４つのＸ線検出素子は、コンパレータ４１２ｂ、ＰＤスイッチ４１３及びＰＤ４１４をそれぞれ有する。ＰＤ４１４の一端は、ＰＤスイッチ４１３の一端と接続し、ＰＤスイッチ４１３の他端は、積分回路４２５に接続する。コンパレータ４１２ｂの入力側の一端には、基準電圧ｒｅｆが入力し、コンパレータ４１２ｂの他端は、ＰＤ４１４とＰＤスイッチ４１３との間に接続する。コンパレータ４１２ｂは、ＰＤ４１４の電圧を基準電圧ｒｅｆと比較する。
【０１０１】
コンパレータ４１２ｂの出力は、遅延回路４１８ｂを介してＤＡＳ４２のリセットスイッチ４２２に入力し、リセットスイッチ４２２を制御する。
【０１０２】
ＤＡＳ制御回路４２６ｂは、ＰＤスイッチ４１３に接続し、読出信号によりＰＤスイッチ４１３を制御する。読出信号は、１Ｖｉｅｗ中に４つのＸ線検出素子１から４を順次読み出すために、ＰＤスイッチ４１３をオンの状態にする信号である。
【０１０３】
また、ＤＡＳ制御回路４２６ｂは、リセットスイッチ４２２に接続し、リセット信号によりリセットスイッチ４２２を制御する。
【０１０４】
（２）動作
第２の実施形態において第１の実施形態と異なる点は、コンパレータ４１２ｂの出力が積分回路４２５のリセットスイッチ４２２を制御する点にある。以下、図７及び図８のタイミングチャートを用いて、図６の回路例における動作を説明する。
【０１０５】
なお、図７は、被検体Ｐに照射されるＸ線強度が強い場合、即ち、Ｘ線検出装置４０ｂに入射するＸ線量が多い場合のタイミングチャートを示している。一方、図８は、被検体Ｐに照射されるＸ線強度が弱い場合、即ち、Ｘ線検出装置４０ｂに入射するＸ線量が少ない場合のタイミングチャートを示している。
【０１０６】
図７は、第２の実施形態に係るＸ線検出装置４０ｂにおいて被検体Ｐに照射されるＸ線強度が強い撮像時におけるタイミングチャートである。図７は、読出信号の出力、ＰＤスイッチ４１３及びリセットスイッチ４２２のオンオフ動作、コンパレータ４１２ｂの出力及び積分器４２１の出力についてのタイミングチャートを示している。
【０１０７】
なお、読出信号に示した「１」から「４」の数字は、Ｘ線検出素子１から４に入力する読出信号に夫々対応する。以下、それぞれの読出信号を区別するため、Ｘ線検出素子１に入力する読出信号を「読出信号１」のように表記する。積分器出力に示した「Ｓ１」から「Ｓ４」の数字は、Ｘ線検出素子１から４で検出される信号に夫々対応する。この点については図８についても同様である。
【０１０８】
Ｘ線の照射が開始されると、各Ｘ線検出素子のＰＤ４１４に電荷が蓄積する。Ｘ線の照射開始時において、ＰＤスイッチ４１３及びリセットスイッチ４２２は、オフの状態である。
【０１０９】
読出信号１がＸ線検出素子１のＰＤスイッチ４１３に入力すると、Ｘ線検出素子１のＰＤスイッチ４１３はオンの状態になる。Ｘ線検出素子１のＰＤスイッチ４１３がオンの状態になると、ＰＤ４１４に電圧が印加される。ＰＤ４１４に蓄積された電荷が積分回路４２５に読み出される。
【０１１０】
この時、リセットスイッチ４２２は、オフの状態であるため、ＰＤ４１４に蓄積された電荷は、フィードバックキャパシタ４２４に蓄積される。この間、ＰＤ４１４の電圧は上昇する。電圧が基準電圧以上になると、コンパレータ４１２ｂはＨｉｇｈを出力する。コンパレータ４１２ｂの出力は、遅延回路４１８ｂに入力する。
【０１１１】
遅延回路４１８ｂは、コンパレータ４１２ｂから入力された信号を一定期間遅延させてリセットスイッチ４２２に出力する回路である。遅延回路４１８ｂは、第１の実施形態のＤフリップフロップ４１５ｂのように、クロック信号に同期してコンパレータ４１２ｂからの入力信号を記憶することで、信号出力を遅延させる回路であってもよい。
【０１１２】
コンパレータ４１２ｂからのＨｉｇｈの出力は、遅延回路４１８ｂを介してリセットスイッチ４２２に入力し、リセットスイッチ４２２をオンの状態にする。リセットスイッチ４２２がオンの状態になると、積分回路４２５のフィードバックキャパシタ４２４に蓄積された信号は、Ａ／Ｄ変換器４２３でサンプリングされる。
【０１１３】
このように、Ｘ線検出素子１の信号Ｓ１は、Ａ／Ｄ変換器４２３でサンプリングされる。同様に、Ｘ線検出素子２の信号Ｓ２、Ｘ線検出素子３の信号Ｓ３、Ｘ線検出素子４の信号Ｓ４が順番にサンプリングされる。１Ｖｉｅｗ中に４つのＸ線検出素子１から４で検出される信号は、夫々信号Ｓ１からＳ４である。したがって、４つのＸ線検出素子１から４で検出される信号を束ねる場合、信号Ｓ１からＳ４が加算される。
【０１１４】
なお、信号Ｓ１からＳ４の加算は、架台制御回路２０が実行してもよいし、コンソール装置５０の画像処理装置５４１が実行してもよい。
【０１１５】
図８は、第２の実施形態に係るＸ線検出装置４０ｂにおいて被検体Ｐに照射されるＸ線強度が弱い撮像時におけるタイミングチャートである。図８は、コンパレータ４１２ｂによる制御を介さずに積分回路４２５をリセットする方法を示しており、従来の束ね動作と同じ動作を示している。即ち、図８では、１Ｖｉｅｗの最後に積分回路４２５が１回だけリセットされ、各Ｘ線検出素子１から４で検出された信号が積分回路４２５で加算される動作を示している。
【０１１６】
Ｘ線の照射が開始されると、読出信号１から４によりＸ線検出素子１から４のＰＤスイッチ４１３が順番にオンの状態になる。これにより、Ｘ線検出素子１から４で検出された信号が順番に積分回路４２５に読み出される。
【０１１７】
Ｘ線検出装置４０ｂに入射するＸ線量が低いため、各Ｘ線検出素子１から４の信号Ｓ１からＳ４が積分回路４２５に読み出される間、ＰＤ４１４と積分回路４２５との間の電圧は、基準電圧を超えない。したがって、１Ｖｉｅｗの間、積分回路４２５のフィードバックキャパシタ４２４にＸ線検出素子１から４で検出された信号が順次蓄積される。
【０１１８】
１Ｖｉｅｗの最後に、ＤＡＳ制御回路２４６ｂは、リセットスイッチ４２２にリセット信号を出力し、リセットスイッチ４２２をオンの状態にする。これにより、積分回路４２５に蓄積された信号がＡ／Ｄ変換器４２３に読み出される。このように、Ａ／Ｄ変換器４２３には、Ｘ線検出素子１から４で検出された信号Ｓ１からＳ４が積分回路４２５で加算されて読み出される。
【０１１９】
なお、４つのＸ線検出素子の信号を束ねる場合において、Ｘ線検出装置４０ｂに入射するＸ線強度によって積分回路４２５のリセット回数は変わる。例えば、１Ｖｉｅｗ中に積分回路４２５が２回リセットされる場合がある。具体的には、Ｘ線検出素子１及び２の信号１及び２が積分回路４２５に蓄積したら、積分回路４２５がリセットされる。その後、Ｘ線検出素子３及びＸ線検出素子４から出力される信号３及び信号４が積分回路４２５に蓄積したら積分回路４２５がリセットされる。このように、１Ｖｉｅｗ中に４つのＸ線検出素子で検出される信号を２回に分けてサンプリングしてもよい。
【０１２０】
一方、図８では、４つのＸ線検出素子夫々から１回づつ信号が読み出される場合を説明したが読出し期間中に１つのＸ線検出素子から信号が読み出される回数は１回には限定されない。１つのＸ線検出素子に読出信号が出力されている期間中、積分回路４２５が２回以上リセットされてもよい。
【０１２１】
第２の実施形態に係るＸ線検出装置４０ｂにおいても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、複数のＸ線検出素子の信号を１つに束ねる場合において、各Ｘ線検出素子の信号を積分回路４２５で積分せずに、別々にサンプリングすることで、フィードバックキャパシタ４２４の容量を従来よりも低減できる。
【０１２２】
［第３の実施形態］
第１及び第２の実施形態では、Ｘ線検出装置４０にコンパレータ４１２を設けた回路構成により、Ｘ線検出素子で検出される信号量を測定することで、１Ｖｉｅｗにおいて信号を複数回に分けてサンプリンする方法を説明した。
【０１２３】
第３及び第４の実施形態では、Ｘ線検出素子で検出される信号をスキャノ画像から予測することで、１Ｖｉｅｗ中のサンプリング回数を決定する方法に関する。なお、第３及び第４の実施形態のＸ線ＣＴ装置１の構成は、図１に示した構成と同じである。
【０１２４】
（１）構成
図９は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ｃの機能構成例を示すブロック図である。第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ｃは、Ｘ線検出装置４０ｃ、架台制御装置２０、コンソール装置５０ｃを有する。
【０１２５】
図９は、Ｘ線検出装置４０ｃを構成する１つの収集ユニットを示している。また、説明を簡略化するため、図２同様、積分回路４２５に接続する複数のＰＤ４１４のうち１つのみを図示している。
【０１２６】
Ｘ線検出装置４０ｃは、ＰＤスイッチ４１３、ＰＤ４１４、積分器４２１、リセットスイッチ４２２、Ａ／Ｄ変換器４２３、フィードバックキャパシタ４２４及びＤＡＳ制御回路４２６ｃを有する。
【０１２７】
ＰＤ４１４の一端は、ＰＤスイッチ４１３の一端と接続し、ＰＤスイッチ４１３の他端は、積分器４２１に接続する。積分器４２１は、フィードバックキャパシタ４２４とリセットスイッチと並列に接続される。ＤＡＳ制御回路４２６ｃは、リセットスイッチ４２２及びＰＤスイッチ４１３に接続し、リセットスイッチ４２２及びＰＤスイッチ４１３を制御する。
【０１２８】
コンソール装置５０ｃは、処理回路５４ｃ及び記憶回路５１を有する。
【０１２９】
処理回路５４ｃは、画像生成機能５４１、電圧予測機能５４２ｃ及びリセットタイミング決定機能５４３ｃを有する。画像生成機能５４１、電圧予測機能５４２ｃ及びリセットタイミング決定機能５４３ｃは、記憶回路５１に格納されたプログラムが、プロセッサを有する処理回路５４ｃによって実行されることで実現される機能である。
【０１３０】
画像生成機能５４１は、Ｘ線検出装置４０ｃで収集された検出データに補正処理や画像処理を実行し、投影データを生成する。さらに、画像生成機能５４１は、投影データを再構成してＣＴ画像やスキャノ画像を生成する。
【０１３１】
Ｘ線ＣＴ装置１ｃにおける撮像には、診断用のＣＴ画像を収集する本撮像と本撮像の撮像条件を決定するために本撮像前に低被曝線量で実行されるプレスキャンとがある。以下の説明では、本撮像で生成される画像をＣＴ画像、プレスキャンで生成される画像をスキャノ画像と称する。
【０１３２】
スキャノ画像は、例えば、Ｘ線発生装置１４とＸ線検出装置４０ｃとを被検体Ｐの周りに回転させると共に、天板３３を移動させるヘリカルスキャノと呼ばれるスキャノ画像用のスキャン方法により取得される。ヘリカルスキャノで取得されたスキャノ画像は、３次元のスキャノ画像である。
【０１３３】
電圧予測機能５４２ｃは、スキャノ画像に基づいて、各Ｖｉｅｗにおいて各Ｘ線検出素子で検出される信号量を予測する。被検体Ｐについて取得されたスキャノ画像は、被検体ＰのＸ線の減弱係数の分布を示す。電圧予測機能５４２ｃは、被検体Ｐのスキャノ画像が示すＸ線の減弱係数の分布と、本撮像における撮像条件とに基づいて各Ｘ線検出素子で検出される信号量を算出する。電圧予測機能５４２ｃにおける各Ｘ線検出素子で検出される信号量の算出方法は、後述の図１１で詳細に説明する。
【０１３４】
リセットタイミング決定機能５４３ｃは、電圧予測機能５４２ｃで算出された各Ｘ線検出素子で検出される信号量に基づいて、各Ｖｉｅｗにおけるリセット回数を決定する。また、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、各Ｖｉｅｗにおけるリセット回数に基づいて、リセットタイミング情報を生成する。リセットタイミング決定機能５４３ｃにおけるリセット回数の決定方法及びリセットタイミング情報については、後述の図１２及び図１３で詳細に説明する。
【０１３５】
記憶回路５１は、撮像条件５１１を記憶する。撮像条件５１１は、被検体Ｐの本撮像における撮像部位、撮像範囲、スライス厚、Ｘ線強度、各ＶｉｅｗにおけるＸ線の照射角度などの情報項目を有する。
【０１３６】
（２）動作
図１０は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１１から図１３を適宜参照しつつ、図１０のフローチャートのステップ番号に従って、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ｃの動作を説明する。
【０１３７】
ステップＳ１０１において、被検体Ｐのプレスキャンが実行され、収集された検出データに基づいて画像生成機能５４１は、スキャノ画像を生成する。プレスキャンは、ヘリカルスキャノで実行され、画像生成機能５４１で生成されるスキャノ画像は、３次元スキャノ画像である。
【０１３８】
ステップＳ１０２において、電圧予測機能５４２ｃは、記憶回路５１に格納されている本撮像の撮像条件５１１を読出し、撮像条件５１１とスキャノ画像とに基づいて、各ＶｉｅｗにおいてそれぞれのＸ線検出素子で検出される信号量を算出する。
【０１３９】
図１１は、Ｘ線検出素子で検出される信号量の算出方法を説明する概念図である。図１１は、被検体Ｐの断面におけるＸ線の減弱係数の分布である減弱マップ（ｘ，ｙ）を模式的に示している。減弱マップのｘ軸及びｙ軸は、例えば、被検体Ｐの患者座標系に対応する。図１１の減弱マップの例では、Ｘ線の減弱係数の大小をグレースケールで識別化している。
【０１４０】
ＣＴ値は、Ｘ線の減弱係数により求められる。したがって、ヘリカルスキャノによって取得された３次元のスキャノ画像は、被検体ＰのＸ線の減弱係数の３次元的な分布を示す。電圧予測機能５４２ｃは、記被検体ＰのＸ線の減弱係数とＸ線の入射線量ＩｏとからＸ線検出器で検出される線量Ｉｄを算出することができる。例えば、実線の矢印の方向にＸ線入射線量Ｉｏが入射した場合、被検体Ｐによって減弱される減弱線量μは、被検体Ｐ体内をＸ線が通過する距離ＬにおけるＸ線の減弱係数の積分値となる。
【０１４１】
したがって、図１１の下部に示すように、１点鎖線の矢印で示したＸ線を検出するＸ線検出素子Ａで検出される線量Ｉｄは、Ｘ線入射線量Ｉｏから減弱線量μを減算することで算出される。Ｘ線検出素子Ａで検出される線量Ｉｄが分かれば、Ｘ線検出素子Ａで検出される信号量を算出することができる。電圧予測機能５４２ｃで算出される信号量は、例えばＰＤ４１４の電圧として算出される。
【０１４２】
このように、電圧予測機能５４２ｃは、各ＶｉｅｗにおけるＸ線の照射角や照射Ｘ線量などの撮像条件５１１に基づいて、各Ｘ線検出素子を構成するＰＤ４１４で発生する電圧を予測する。以下、電圧予測機能５４２ｃで算出されたＰＤ４１４で発生する電圧を「予測電圧」と称する。
【０１４３】
図１０に戻って、フローチャートの説明を続ける。
【０１４４】
ステップＳ１０３において、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、予測電圧に基づいて、本撮像の各Ｖｉｅｗにおける積分回路４２５のリセット回数を決定する。
【０１４５】
ステップＳ１０４において、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、本撮像の撮像条件５１１に基づいてリセットタイミング情報を生成する。
【０１４６】
図１２は、第３の実施形態に係る予測電圧に基づくリセット回数の決定方法を説明するグラフである。図１２のグラフは、ある１つのＸ線検出素子における各Ｖｉｅｗにおける予測電圧の変化を示している。グラフの横軸は、Ｖｉｅｗ数、縦軸は、予測電圧を示している。
【０１４７】
また、グラフにおいて横軸に平行な破線は、基準電圧を示しており、下から、第１基準電圧、第２基準電圧、第３基準電圧、第４基準電圧を示している。各基準電圧は、等間隔に設定されている。
【０１４８】
第１のＶｉｅｗにおける予測電圧は、第３基準電圧以上、第４基準電圧未満の大きさである。この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、１Ｖｉｅｗ中の積分回路４２５のリセット回数を４回と決定する。第２のＶｉｅｗにおける予測電圧は、第１基準電圧未満である、この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、１Ｖｉｅｗ中の積分回路４２５のリセット回数を１回と決定する。
【０１４９】
同様に、第３のＶｉｅｗにおける予測電圧は、第１基準電圧以上、第２基準電圧未満である。この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、１Ｖｉｅｗ中の積分回路４２５のリセット回数を２回と決定する。第４のＶｉｅｗにおける予測電圧は、第２基準電圧以上、第３基準電圧未満である。この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、１Ｖｉｅｗ中の積分回路４２５のリセット回数を３回と決定する。
【０１５０】
このように、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、Ｘ線検出素子ごとに算出された予測電圧が基準電圧の何倍であるかに基づいて、積分回路４２５のリセット回数を決定する。例えば、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、Ｘ線検出素子ごとに算出された予測電圧を基準電圧で割ったときの商に１を加算した数を積分回路４２５のリセット回数として算出する。
【０１５１】
リセットタイミング決定機能５４３ｃは、Ｘ線検出素子ごとに算出された予測電圧に基づいて、積分回路４２５のリセット回数を決定する。即ち、１Ｖｉｅｗ中の各Ｘ線検出素子における信号のサンプリング回数を決定する。リセットタイミング決定機能５４３ｃは、積分回路４２５のリセット回数に基づいてリセットタイミング情報を生成する。
【０１５２】
図１３は、第３の実施形態に係るリセットタイミング情報を説明する模式図である。図１３に示すように、リセットタイミング情報は、各Ｘ線検出素子における１Ｖｉｅｗごとの読出信号及びリセット信号の発生タイミングなどの情報を有する。
【０１５３】
第１のＶｉｅｗでは、１Ｖｉｅｗにおける積分回路４２５のリセット回数は４回である。したがって、第１のＶｉｅｗのリセットタイミング情報には、１Ｖｉｅｗ中に４回の読出信号と４回のリセット信号とが含まれる。
【０１５４】
リセットタイミング決定機能５４３ｃは、１Ｖｉｅｗ中に積分回路４２５を４回リセットする場合、例えば、１Ｖｉｅｗを時間的に４分割してリセットタイミングを決定する。リセットタイミング決定機能５４３ｃは、最後のリセットタイミングが１Ｖｉｅｗの最後の時間になるようにリセットタイミングを決定する。
【０１５５】
リセットタイミング決定機能５４３ｃは、決定したリセットタイミングでリセット信号が送信されるようリセットタイミング情報を生成する。また、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、リセット信号に先駆けて読出信号が送信されるようリセットタイミング情報を生成する。
【０１５６】
同様に、第２のＶｉｅｗでは、積分回路４２５のリセット回数は１回である。この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、第２のＶｉｅｗの最後に読出信号及びリセット信号が１回送信されるようリセットタイミング情報を生成する。
【０１５７】
第３のＶｉｅｗでは、積分回路４２５のリセット回数は、２回である。この場合、１Ｖｉｅｗを半分に分け、１回目のリセットタイミングが１Ｖｉｅｗの半分の時間になるようにリセットタイミング情報を生成する。また、１Ｖｉｅｗの最後にリセット信号が送信されるようにリセットタイミング情報を生成する。
【０１５８】
第４のＶｉｅｗでは、積分回路４２５のリセット回数は、３回である。この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、１Ｖｉｅｗを時間的に３等分して、最後のリセットタイミングが１Ｖｉｅｗの最後になるようリセットタイミング情報を生成する。
【０１５９】
図１０に戻って、フローチャートの説明を続ける。
【０１６０】
ステップＳ１０５において、撮像条件５１１及びリセットタイミング情報に基づいて本撮像を実行する。
【０１６１】
ステップＳ１０６において、ＤＡＳ制御回路４２６ｄは、架台制御装置２０を介してリセットタイミング情報を取得する。ＤＡＳ制御回路４２６ｄは、リセットタイミング情報に基づいて、ＰＤスイッチ４２３に読出信号を送信し、リセットスイッチ４２２にリセット信号を送信する。Ｘ線検出装置４０ｃは、リセットタイミング情報に基づいて検出データを収集する。
【０１６２】
ステップＳ１０７において、画像生成機能５４１は、検出データに基づいてＣＴ画像を再構成する。
【０１６３】
１Ｖｉｅｗにおいて、１つのＸ線検出素子から複数回に分けて信号がサンプリングされた場合、１Ｖｉｅｗ中の各Ｘ線検出素子の検出データは、複数に分かれている。具体的には、１Ｖｉｅｗに１つのＸ線検出素子から信号を４回サンプリングした場合、Ａ／Ｄ変換後の検出データは１つのＸ線検出素子対して４つとなる。画像生成機能５４１は、リセットタイミング情報に基づいて、１つのＸ線検出素子のから収集される複数の検出データを加算し、１つの検出データを生成する機能を有してもよい。
【０１６４】
なお、各Ｘ線検出素子からサンプリングされた検出データにフラグを付して、どのＶｉｅｗにおいて、どのＸ線検出器からサンプリングされた検出データであるかを区別できるようＤＡＳ４２の各部を構成してもよい。画像生成機能５４１は、検出データに付与されたフラグに基づいて１つのＸ線検出素子のから収集される複数の検出データを加算し、１つの検出データを生成してもよい。
【０１６５】
第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、第３の実施形態では、従来のＸ線検出器を利用することができるため、第３の実施形態に係る機能を従来のＸ線ＣＴ装置に容易に搭載することができる。
【０１６６】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、第２の実施形態と同様に、１Ｖｉｅｗにおいて複数のＸ線検出素子で検出される信号を束ねて１つの信号としてサンプリングする方法に関する。第４の実施形態では、４つのＸ線検出素子で検出される信号を束ねて１つの信号としてサンプリングする場合を例として説明する。なお、束ねる信号は４つには限定されず、２つ以上の信号を束ねる場合においても第４の実施形態は適用できる。
【０１６７】
（１）構成
図１４は、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１ｄの機能構成例を示すブロック図である。図９同様に、図１４は、Ｘ線検出装置４０ｄを構成する１つの収集ユニットの例を示している。なお、図１４では、４つのＸ線検出素子の信号を束ねる場合を例として説明するため、１つの積分回路４２５に４つＰＤ４１４が接続する回路例を示している。
【０１６８】
以下、第４の実施形態について、第３の実施形態とは異なる部分のみを説明し、重複する説明を省略する。
【０１６９】
ＤＡＳ制御回路４２６ｃは、４つのＸ線検出素子のＰＤスイッチ４１３と接続し、夫々のＰＤスイッチ４１３を制御する。各Ｘ線検出素子のＰＤ４１４の右上の数字は、各Ｘ線検出素子を区別する数字であり、左から、Ｘ線検出素子１、Ｘ線検出素子２、Ｘ線検出素子３及びＸ線検出素子４を示す。同様に、Ｘ線検出素子１から４に夫々入力される読出信号は、読出信号１から４で示す。
【０１７０】
第４の実施形態に係るリセットタイミング決定機能５４３ｄは、第３の実施形態に係るリセットタイミング決定機能５４３ｃに加えて、複数のＸ線検出素子で検出される信号を束ねるときのリセット回数を決定する。リセットタイミング決定機能５４３ｄは、信号が束ねられるＸ線検出素子の予測電圧を加算し、加算した予測電圧に基づいてリセット回数を決定する。
【０１７１】
（２）動作
第４の実施形態においても、プレスキャンで取得したスキャノ画像に基づいて、電圧予測機能５４２ｃは、各Ｖｉｅｗにおける各Ｘ線検出素子の信号量を予測する。各Ｖｉｅｗにおける各Ｘ線検出素子の信号量の算出処理については、第３の実施形態と同様であり、図１０のステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理に対応する。
【０１７２】
以下、図１５及び図１６を用いて、第４の実施形態におけるリセットタイミング情報の生成方法について説明する。
【０１７３】
図１５は、第４の実施形態に係る予測電圧に基づくリセット回数の決定方法を説明するグラフである。図１５のグラフの横軸は、Ｖｉｅｗ数、縦軸は、予測電圧を示している。グラフは、各Ｖｉｅｗにおける束ね対象の複数のＸ線検出素子の予測電圧の積算値を示している。例えば、４つのＸ線検出素子を束ねる場合、グラフは、各Ｖｉｅｗにおける４つのＸ線検出素子の予測電圧の和を示している。
【０１７４】
また、グラフにおいて横軸に平行な破線は、基準電圧を示しており、下から、第１基準電圧、第２基準電圧、第３基準電圧、第４基準電圧を示している。各基準電圧は、等間隔に設定されている。
【０１７５】
第１のＶｉｅｗにおける予測電圧は、第１基準電圧未満である、この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、１Ｖｉｅｗ中の積分回路４２５のリセット回数を１回と決定する。即ち、１Ｖｉｅｗにおいて、Ｘ線検出素子１から４の信号は積分回路４２５で積分されてサンプリングされる。
【０１７６】
それに対して、第２のＶｉｅｗにおける予測電圧は、第３の基準電圧以上、第４基準電圧未満である。この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、１Ｖｉｅｗ中の積分回路４２５のリセット回数を４回と決定する。また、４つのＸ線検出素子の信号を束ねる場合のリセット回数が４であることから、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、各Ｘ線検出素子から信号がサンプリングされるようにリセットタイミング情報を生成する。
【０１７７】
このように、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、Ｘ線検出素子ごとに算出された予測電圧の積算値が基準電圧の何倍であるかに基づいて、積分回路４２５のリセット回数を決定する。例えば、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、Ｘ線検出素子ごとに算出された予測電圧の積算値を基準電圧で割ったときの商に１を加算した数を積分回路４２５のリセット回数として算出する。
【０１７８】
図１６は、第４の実施形態に係るリセットタイミング情報を説明する模式図である。図１６は、４つのＸ線検出素子の信号を束ねて１つの信号として収集する場合のリセットタイミング情報を示している。
【０１７９】
４つのＸ線検出素子の信号を読み出すため、ＤＡＳ制御回路４２６ｄは、Ｘ線検出素子１から４に読出信号１から４を順番に送信する。読出信号の送信タイミングは、リセット回数によらず一定である。
【０１８０】
第１のＶｉｅｗでは、１Ｖｉｅｗにおける積分回路４２５のリセット回数は１回である。この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、第１のＶｉｅｗの最後にリセット信号が１回送信されるようリセットタイミング情報を生成する。また、第１のＶｉｅｗでは、Ｘ線検出素子１から４の信号を読出信号１から４により順番に積分回路４２５に読み出し、４つの信号が加算された信号がサンプリングされる。
【０１８１】
一方、第２のＶｉｅｗでは、１Ｖｉｅｗにおける積分回路４２５のリセット回数は４回である。この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、１Ｖｉｅｗを４つに分割し、リセットタイミングを決定する。なお、リセットタイミングは、各Ｘ線検出素子の読出信号が送信された後に設定される。リセットタイミング決定機能５４３ｃは、決定したリセットタイミングでリセット信号が送信されるようリセットタイミング情報を生成する。
【０１８２】
なお、図１５及び図１６には図示しないが、４つのＸ線検出素子の予測電圧の和が第１の基準電圧以上、第２基準電圧未満である場合、積分回路４２５のリセット回数は２回になる。この場合、リセットタイミング決定機能５４３ｃは、積分回路４２５において２つのＸ線検出素子の信号が加算されたタイミングで積分回路４２５がリセットされるようにリセットタイミング情報を生成する。
【０１８３】
具体的には、Ｘ線検出素子１及び２の信号が積分回路４２５に読み出されたタイミングでリセット信号が送信され、Ｘ線検出素子１及び２の信号がサンプリングされる。続いて、Ｘ線検出素子３及び４の信号が積分回路４２５に読み出されたタイミングでリセット信号が送信され、Ｘ線検出素子３及び４の信号がサンプリングされる。
【０１８４】
なお、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、各Ｘ線検出素子の予測電圧に基づいて積分回路４２５のリセットタイミングを決定してもよい。即ち、各Ｘ線検出素子の予測電圧を順に加算していき、基準電圧を超える直前のＸ線検出素子まで積分回路４２５で積算されるよう、リセットタイミングを決定してもよい。
【０１８５】
具体的には、Ｘ線検出素子１及び２の予測電圧を加算し基準電圧を超える場合、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、Ｘ線検出素子１が積分回路４２５に読み出されたタイミングでリセット信号が送信されるようリセットタイミング情報を生成する。次に、Ｘ線検出素子２及び３の予測電圧を加算し、基準電圧以上になる場合は、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、Ｘ線検出素子２が積分回路４２５に読み出されたタイミングでリセット信号が送信されるようリセットタイミング情報が生成する。
【０１８６】
一方、Ｘ線検出素子２及び３の予測電圧を加算し、基準電圧を超えない場合は、Ｘ線検出素子２から４の予測電圧を加算する。Ｘ線検出素子２から４の予測電圧を加算した電圧が基準電圧以上となる場合、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、Ｘ線検出素子３が積分回路４２５に読み出されたタイミングでリセット信号が送信されるようリセットタイミング情報を生成する。一方、Ｘ線検出素子２から４の予測電圧を加算した電圧が基準電圧を超えない場合、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、Ｘ線検出素子４が積分回路４２５に読み出されたタイミングでリセット信号が送信されるようリセットタイミング情報を生成する。
【０１８７】
なお、リセットタイミングの決定方法は、上述の方法を組合せたものであってもよい。例えば、４つのＸ線検出素子の予測電圧の和が第２の基準電圧以上、第３基準電圧未満である場合、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、各Ｘ線検出素子の予測電圧に基づいて積分回路４２５のリセットタイミングを決定する。例えば、Ｘ線検出素子１及び４の予測電圧が他のＸ線検出素子２及び３よりも大きい場合、リセットタイミング決定機能５４３ｄは、Ｘ線検出素子１、Ｘ線検出素子２及び３の和、Ｘ線検出素子４の順でサンプリングするように、リセットタイミング情報を生成してもよい。
【０１８８】
第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においても、第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１８９】
なお、第３及び第４の実施形態では、被検体Ｐのスキャノ画像を用いる例を示したが、Ｘ線検出素子の予測電圧の算出は、被検体Ｐのスキャノ画像を用いる方法には限定されない。例えば、予め様々な体形及び撮像部位の３次元スキャノ画像を記憶回路５１に記憶しておき、被検体Ｐの体形及び撮像部位からスキャノ画像を選択してＸ線検出素子の予測電圧を算出するようにＸ線ＣＴ装置１の各部を構成してもよい。
【０１９０】
なお、第１乃至第４の実施形態では、医療用のＸ線ＣＴ装置を例として説明したが、医療用Ｘ線ＣＴ装置には限定されない。例えば、本実施形態は、歯科用のＸ線ＣＴ装置にも適用できる。
【０１９１】
以上述べた少なくともひとつの実施形態のＸ線ＣＴ装置及びＸ線検出装置によれば、１Ｖｉｅｗにおいて、Ｘ線検出素子に蓄積される信号量に基づいて信号の読出しタイミングを制御することで、積分回路の蓄電装置（フィードバックキャパシタ）の容量を低減することが可能となる。
【０１９２】
請求項の用語と実施形態との対応関係は、例えば以下の通りである。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。
【０１９３】
ＤＡＳ４０のＤＡＳ制御回路４２６ａ、ＤＡＳ制御回路４２６ｂ、ＤＡＳ制御回路４２６ｃ、ＤＡＳ制御回路４２６ｄは、請求項記載の制御回路の一例である。処理回路５４の画像生成機能５４１は、請求項記載の画像生成部の一例である。処理回路５４の電圧予測機能５４２ｃ及び電圧予測機能５４２ｄは、請求項記載の予測部の一例である。また、処理回路５４のリセットタイミング決定機能５４３ｃ及びリセットタイミング決定５４３ｄは、請求項記載の決定部の一例である。
【０１９４】
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】
【０１９５】
１…Ｘ線ＣＴ装置
４０…Ｘ線検出装置
４１…Ｘ線検出器
４１２…コンパレータ
４２…ＤＡＳ
４２５…積分回路
【図１】
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【図２】
2019024687.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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