(57)【要約】【課題】簡単な構成でスライス方向に検出素子数を増加することができ、かつ信頼性の高いＸ線検出器を有するマルチスライスＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】検出器素子ブロック１のｍ×ｎ個検出素子４に、他の検出器素子ブロック２の基板３上の端部に備えたｍ×ｎ個検出素子４を突き合わせて二つの検出器素子ブロック１，２をスライス厚方向に配置してＸ線検出器を構成した。【選択図】図１
2005192741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を介して対向配置したＸ線源およびＸ線検出器を有し、このＸ線検出器はスライス厚方向にｍ個またチャネル方向にｎ個のｍ×ｎ個検出素子を基板上の端部に備えた検出器素子ブロックをチャネル方向に複数並置して構成し、上記Ｘ線源からのＸ線を上記Ｘ線検出器で検出し、これをデジタル信号に変換して入力した処理装置によって画像再構成した画像をディスプレイに表示するマルチスライスＸ線ＣＴ装置において、上記検出器素子ブロックの上記ｍ×ｎ個検出素子に、他の検出器素子ブロックの基板上の端部に備えたｍ×ｎ個検出素子をそれぞれ突き合わせて、二つの上記検出器素子ブロックをスライス厚方向に配置して上記Ｘ線検出器を構成したことを特徴とするマルチスライスＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１記載のものにおいて、上記ｍ×ｎ個検出素子同士を突き合わせてスライス厚方向に二つの検出器素子ブロックを配置して一つの素子モジュールを構成し、この素子モジュールをチャネル方向に複数並置して構成したことを特徴とするマルチスライスＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１記載のものにおいて、上記ｍ×ｎ個検出素子同士を突き合わせてスライス厚方向に配置し二つの上記検出器素子ブロックに、上記ｍ×ｎ個検出素子のアナログ信号をチャネル方向のデータに並び替えるマルチプレクサと、このマルチプレクサに順アクセスと逆アクセスが可能なデコーダ回路とをそれぞれ設けたことを特徴とするマルチスライスＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同時に複数スライスの画像計測を行うことができるマルチスライスＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置では、スループット向上のためスライス厚方向に複数列の検出素子を配列した検出器素子ブロックをチャネル方向に複数並置してＸ線検出器を構成し、一回のＸ線曝射によって二次元のＸ線データを収集して複数のＣＴ画像を得るようにしたマルチスライスＸ線ＣＴ装置が注目されている。このマルチスライスＸ線ＣＴ装置では、よりスライス方向の検出素子数が多く検出視野が広いＸ線検出器が注目されており、例えば、マトリクス状に形成された検出素子を備えたブロックを単一基板上のスライス厚方向に沿って複数配列すると共に、この基板に周辺回路を構成した素子モジュールと称するものを構成することが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２４２２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のマルチスライスＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器は、単一基板上に複数のブロックを配列してスライス厚方向にｍ個またチャネル方向にｎ個の検出素子を有するｍ×ｎ個検出素子を構成しているが、同一基板上での各ブロックからのアナログ信号の処理が複雑になり、同一基板上に構成した検出器素子ブロックとしては構成が複雑になってしまう。またブロックを大きく構成しようとすると、一般には信頼性が低下してしまい、スライス方向に検出素子数を増加するのが難しくなっている。
【０００４】
本発明の目的は、簡単な構成でスライス方向に検出素子数を増加することができ、かつ信頼性の高いＸ線検出器を有するマルチスライスＸ線ＣＴ装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、被検体を介して対向配置したＸ線源およびＸ線検出器を有し、このＸ線検出器はスライス厚方向にｍ個またチャネル方向にｎ個のｍ×ｎ個検出素子を基板上の端部に備えた検出器素子ブロックをチャネル方向に複数並置して構成し、上記Ｘ線源からのＸ線を上記Ｘ線検出器で検出し、これをデジタル信号に変換して入力した処理装置によって画像再構成した画像をディスプレイに表示するマルチスライスＸ線ＣＴ装置において、上記複数の検出器素子ブロックの上記ｍ×ｎ個検出素子に、他の検出器素子ブロックの基板上の端部に備えたｍ×ｎ個検出素子をそれぞれ突き合わせて、二つの上記検出器素子ブロックをスライス厚方向に配置して上記Ｘ線検出器を構成したことを特徴とする。
【０００６】
また請求項２に記載の本発明は、請求項１記載のものにおいて、上記ｍ×ｎ個検出素子同士を突き合わせてスライス厚方向に二つの検出器素子ブロックを配置して一つの素子モジュールを構成し、この素子モジュールをチャネル方向に複数並置して構成したことを特徴とする。
【０００７】
さらに請求項３に記載の本発明は、請求項１記載のものにおいて、上記ｍ×ｎ個検出素子同士を突き合わせてスライス厚方向に配置し二つの上記検出器素子ブロックに、上記ｍ×ｎ個検出素子のアナログ信号をチャネル方向のデータに並び替えるマルチプレクサと、このマルチプレクサに順アクセスと逆アクセスが可能なデコーダ回路とをそれぞれ設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるマルチスライスＸ線ＣＴ装置によれば、一つの検出器素子ブロックを大型化することなく、簡単な構成の検出器素子ブロックを組み合わせてスライス厚方向の検出素子数を増やすことができ、しかも、個々の検出器素子ブロックとしては信頼性の高いものを使用することができるので、信頼性の高いＸ線検出器を有するマルチスライスＸ線ＣＴ装置とすることができる。
【０００９】
また請求項２に記載の本発明のマルチスライスＸ線ＣＴ装置によれば、基本的には同一構成の検出器素子ブロックを用い、そのｍ×ｎ個検出素子同士を突き合わせて二つの検出器素子ブロックをスライス厚方向に配置したため、使用する検出器素子ブロックの数を増すだけで、現在使用されている信頼性のある検出器素子ブロックを用いてスライス厚方向Ｓに二倍の検出素子数を有するものを簡単に入手することができる。
【００１０】
さらに請求項３に記載の本発明のマルチスライスＸ線ＣＴ装置によれば、ｍ×ｎ個検出素子のアナログ信号をチャネル方向のデータに並び替えるマルチプレクサと、このマルチプレクサに順アクセスと逆アクセスが可能なデコーダ回路とをそれぞれ設けたため、同一構成の検出器素子ブロックを使用しても、制御信号の種類を増やすことなく、各検出器素子ブロックとしては同じチャネル方向からのデータを読み出すことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図３は、本発明の一実施の形態によるマルチスライスＸ線ＣＴ装置を示すブロック構成図である。
付設面に固定されたガントリ７には、ベット９上に載置された被検体１９が挿入配置される開孔８が形成され、またフレーム等の固定部分に対して可回転的な回転盤が支持されており、この回転盤にＸ線管等のＸ線源１０とＸ線検出器１１とが対向して取り付けられている。制御装置１４の制御によってＸ線源１０から放出されるＸ線ビームは、Ｘ線源１０の前面部に配置したコリメータ２０によって扇状ビームにコリメートされ、被検体１９を通過した後にＸ線検出器１１によって検出されるようにしている。この検出時に、Ｘ線源１０とＸ線検出器１１とを対向した状態で支持した上述の回転盤は、画像処理装置を含む処理装置１６から与えた指令信号に基づいて走査部制御装置１３を介して駆動装置１２を駆動して被検体１９を中心にして回転するように構成している。Ｘ線検出器１１からのアナログ出力は、Ａ／Ｄ変換器等１８を介してデジタル信号に変換されて処理装置１６の画像処理装置に入力され、この画像処理装置によって画像再構成処理が施され、再構成された画像はディスプレイ１５に表示したり記憶装置１７に記録したりされる。
【００１２】
図２は、上述したマルチスライスＸ線ＣＴ装置の要部であるＸ線検出器１１を構成する検出器素子ブロックの拡大平面図である。
第一の検出器素子ブロック１は、基板３上の端部にスライス厚方向にｍ個またチャネル方向にｎ個の検出素子を構成したｍ×ｎ個検出素子４と、アナログ信号をシーケシャルにチャネル方向のデータに並び替えるマルチプレクサ５を有して構成している。第二の検出器素子ブロック２も全く同様の構成であり、基板３上にスライス厚方向にｍ個またチャネル方向にｎ個の検出素子を構成したｍ×ｎ個検出素子４と、アナログ信号をシーケシャルにチャネル方向のデータに並び替えるマルチプレクサ５を有して構成している。
【００１３】
通常、これらの検出器素子ブロック１，２は、同一構成部品としてチャネル方向に複数並べてＸ線検出器１１を構成するために使用されている。しかしながら、ここでは第一の検出器素子ブロック１のｍ×ｎ個検出素子４と、第二の検出器素子ブロック２のｍ×ｎ個検出素子４とを突き合わせ、かつ、スライス厚方向に二つの検出器素子ブロック１，２を配置して一つの素子モジュールを構成している。従って、この素子モジュールは、スライス厚方向に２ｍの検出素子を有していることになる。
【００１４】
つまり、図２に示すように第一の検出器素子ブロック１のｍ×ｎ個検出素子４と、第二の検出器素子ブロック２のｍ×ｎ個検出素子４とを突き合わせて一つの素子モジュールを構成し、この素子モジュールを複数並置して図３に示したＸ線検出器１１を構成している。各素子モジュールの配置に際して、複数の第一の検出器素子ブロック１ａ〜１ｚのｍ×ｎ個検出素子４が並置方向に揃い、また第二の検出器素子ブロック２ａ〜２ｚのｍ×ｎ個検出素子４も並置方向に揃うようにし、これら素子モジュールの並置方向がチャネル方向Ｃに、また第一の検出器素子ブロック１と第二の検出器素子ブロック２の突き合わせ方向がスライス厚方向Ｓとなるようにしている。従って、スライス厚方向の検出素子数は２ｍ個となっている。また第一の検出器素子ブロック１ａ〜１ｚのｍ×ｎ個検出素子４と、第二の検出器素子ブロック２ａ〜２ｚのｍ×ｎ個検出素子４との突き合わせ面には、エポキシ系接着剤などで厚さ１０〜１５μｍ程度の絶縁膜を形成している。
【００１５】
このようなＸ線検出器１１を有するマルチスライスＸ線ＣＴ装置によれば、検出器素子ブロック１のｍ×ｎ個検出素子４に、他の検出器素子ブロック２の基板３上の端部に備えたｍ×ｎ個検出素子４を突き合わせて二つの検出器素子ブロック１，２をスライス厚方向に配置してＸ線検出器１１を構成したため、一つの検出器素子ブロック１を大型化することなく、簡単な構成の検出器素子ブロック１，２を組み合わせてスライス厚方向の検出素子数を増やすことができ、しかも、個々の検出器素子ブロック１，２としては信頼性の高いものを使用することができるので、信頼性の高いＸ線検出器１１とすることができる。
【００１６】
また、このようなＸ線検出器１１を実現するために、基本的には同一構成の検出器素子ブロック１，２を用い、そのｍ×ｎ個検出素子４同士を突き合わせて検出器素子ブロック１，２をスライス厚方向に配置したため、使用する検出器素子ブロックの数を増すだけで、現在使用されている信頼性のある検出器素子ブロックを用いてスライス厚方向Ｓに二倍の検出素子数を有するものを簡単に入手することができる。このようなＸ線検出器１１は、これと同じスライス厚方向の検出素子数を有する検出器素子ブロックを開発した場合に比べて、技術的な困難性を伴うことなく簡単に入手することができると共に、高い信頼性を維持することができる。
【００１７】
個々の検出器素子ブロック１ａ〜１ｚおよび検出器素子ブロック２ａ〜２ｚとしては、現在使用されている信頼性の高い検出器素子ブロックを用いるが、将来、高信頼性の検出器素子ブロックが開発されたならそれを用いることもできる。いずれにしても、一つの検出器素子ブロックでスライス厚方向Ｓの検出素子数を二倍にするのは技術的に困難性を伴うが、既存の検出器素子ブロックの組み合わせによってスライス厚方向Ｓの検出素子数を二倍にできるので、安価で高信頼性のＸ線検出器１１が簡単に得られる。
【００１８】
検出器素子ブロック１，２は、それぞれスライス厚方向Ｓにｍ個またチャネル方向Ｃにｎ個の素子を構成したが、仮にチャネル方向Ｃに２４個の検出素子を有しているとすると、図４に示すように各チャネルから検出されたアナログ信号Ｘ，……Ｘ＋２３は、積分器２１を介して通常ＤＡＳ（Ｄａｔａ  Ａｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）のＡ／Ｄ変換器２２でＡＤ変換してデジタル信号としデータ転送される。その際、複数チャネルに対して一つのマルチプレクサ５を設けることによって、Ｘ線検出器１１より検出されたアナログ信号がシーケンシャルにチャネル方向のデータを並び替え、通常、チャネル数：ＡＤ変換素子数＝１：１のところをチャネル数：ＡＤ変換素子数＝Ｎ：１というようにＡＤ変換素子数をチャネル数／Ｎ個まで減らすことが可能になる。
【００１９】
ところで、同一構成の検出器素子ブロックにより第一の検出器素子ブロック１と第二の検出器素子ブロック２を構成すると、それぞれのｍ×ｎ個検出素子４が突き合わされる構成であるために、突き合わせた各検出器素子ブロック１，２が共に同じチャネル方向からデータを読み出さなくなってしまう。つまり、第一の検出器素子ブロック１と第二の検出器素子ブロック２のそれぞれのマルチプレクサ５に、図５に示すようにＳ１，Ｓ２，Ｓ３，……Ｓｎ−２，Ｓｎ−１Ｓｎの順にスイッチを切り替えるアドレス信号Ａ１〜Ａｎを入力すると、第一の検出器素子ブロック１からは矢印ＢのようにＸ，Ｘ＋１，Ｘ＋２，……Ｘｎ−３，Ｘｎ−２，Ｘｎ−１の順序でデータが読み出されるのに対して、他方の第二の検出器素子ブロック２からは矢印ＣのようにＸｎ−１，Ｘｎ−２，Ｘｎ−３，……Ｘ＋２，Ｘ＋１，Ｘの順序でデータが読み出されてしまう。
【００２０】
このように同じチャネル位置に対して同じタイミングでＡ／Ｄ変換できないため、一方のデータを並べ替える工程が必要となり、大容量のデータを短い時間で処理するＸ線ＣＴ装置においては効率が悪くなってしまう。また、各々のマルチプレクサ５に別々のアドレス信号を入力するのは制御信号が増えるため、各インタフェイス部分でコネクタのピン数が増えてしまう。さらに、第一の検出器素子ブロック１と第二の検出器素子ブロック２では、検出器素子ブロック内の配線パターンを変えれば良いが、全く同一構成の検出器素子ブロックで第一の検出器素子ブロック１と第二の検出器素子ブロック２とを得ることができなくなってしまう。これは図６に示すように構成することによって解決することができる。
【００２１】
図６は、本発明による他の実施の形態によるマルチスライスＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器１１の要部を示す回路図である。
ここで第一の検出器素子ブロック１および第二の検出器素子ブロック２は、それぞれスライス厚方向にｍ個またチャネル方向に２４個の素子を有して構成しているものとする。第一の検出器素子ブロック１および第二の検出器素子ブロック２は、データをシーケンシャルに読み出せるマルチプレクサ５をそれぞれ有しており、５ビットのアドレス信号Ａ１〜Ａ５を入力することによって、２４チャネル分のスイッチＳ１〜Ｓ２４を切り替えを可能に構成している。またマルチプレクサ５には、順アクセスと逆アクセスが可能なデコーダ回路２３をそれぞれ設けている。
【００２２】
このデコーダ回路２３は、ＳＥＬにモード選択信号Ｌが入力されたとき順アクセスモード、またモード選択信号Ｈが入力されたとき逆アクセスモードとなる。順アクセスの場合はＳ１，Ｓ２，Ｓ３，……Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４の順にスイッチＳ１〜Ｓ２４を切り替え、このスイッチの順にチャネルデータを読み出す。一方、逆アクセスの場合はＳ２４，Ｓ２３，Ｓ２２，……Ｓ３，Ｓ２，Ｓ１の順にスイッチＳ１〜Ｓ２４を切り替え、このスイッチの順にチャネルデータを読み出すようにしている。
【００２３】
図７は、デコーダ回路２３の真理値表を示しており、入力Ａ１〜Ａ５に５ビットのアドレス信号を入力し、出力Ｙ０〜Ｙ２３にモード選択信号Ｈが出力されたときのマルチプレクサ５のスイッチＳ１〜Ｓ２４がＯＮされるようにしている。このデコーダ回路２３のアドレス信号の入力Ａ１〜Ａ５のために、図８に示すように論理演算子ＥＸ−ＯＲ（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  ＯＲ）を設け、ＳＥＬにモード選択信号Ｌあるいはモード選択信号Ｈを入力したときに入力Ａ１´〜Ａ５´に変換するようにしている。このときの入力Ａ１´〜Ａ５´の真理値表を図９に示している。また、図８に示した回路のＳＥＬにモード選択信号Ｈおよびモード選択信号Ｌをそれぞれ入力したときの真理値表を図１０および図１１に示している。この図１０および図１１を図７と比較すると分かるように出力Ｙ０〜Ｙ２３においてモード選択信号Ｈが出力される順番が逆になっている。
【００２４】
このようなマルチプレクサ５をもつ検出検出器素子ブロック１および検出検出器素子ブロック２を図６に示すように突き合わせたとき、検出器素子ブロック１のマルチプレクサ５のＳＥＬにモード選択信号Ｌを入力し、検出器素子ブロック２のマルチプレクサ５のＳＥＬにモード選択信号Ｈを入力する。すると、検出器素子ブロック１のマルチプレクサ５は順アクセスモードになり、検出器素子ブロック１は矢印Ｄの方向に順にチャネル方向データを読み出し、一方、検出器素子ブロック２のマルチプレクサ５は逆アクセスモードになり、検出器素子ブロック２は矢印Ｅの方向に順にチャネル方向データを読み出す。
【００２５】
このようなデコーダ回路２３を設けることにより、全く同一構成の検出器素子ブロック１，２を用いて、それらのｍ×ｎ個検出素子４を突き合わせて素子モジュールを構成したとしても、検出器素子ブロック１および検出器素子ブロック２は、同じチャネル方向からのデータを読み出すことができるようになる。しかもデコーダ回路２３のＳＥＬにモード選択信号ＨあるいはＬを入力するだけでモード選択ができるため、制御信号の種類を増やさなくても良い。
【００２６】
図１２および図１３は、本発明による他の実施の形態によるマルチスライスＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器１１を示す平面図である。
先の実施の形態では、図２に示すように同一構成で同一サイズの第一の検出器素子ブロック１と第二の検出器素子ブロック２を用い、それぞれｍ×ｎ個検出素子４を突き合わせて一つの素子モジュールを構成したが、図１２に示すようにそれぞれサイズの異なる第一の検出器素子ブロック１と第二の検出器素子ブロック２とを用いて素子モジュールを構成している。複数の素子モジュールの配置に際しては、図１３に示すように第一の検出器素子ブロック１ａ〜１ｍのｍ×ｎ個検出素子４が並置方向に揃い、また第二の検出器素子ブロック２ａ〜２ｏのｍ×ｎ個検出素子４も並置方向に揃うようにし、これら素子モジュールの並置方向がチャネル方向Ｃに、また第一の検出器素子ブロック１と第二の検出器素子ブロック２の突き合わせ方向がスライス厚方向Ｓとなるようにしている。
【００２７】
このようなマルチスライスＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器１１を使用した場合でも、複数の検出器素子ブロック１のｍ×ｎ個検出素子４に、他の検出器素子ブロック２の基板３上の端部に備えたｍ×ｎ個検出素子４を突き合わせて、二つの検出器素子ブロック１，２をスライス厚方向に配置しているため、先の実施の形態の場合と同様に一つの検出器素子ブロック１を大型化することなく、簡単な構成の検出器素子ブロック１，２を組み合わせてスライス厚方向の検出素子数を増やすことができ、しかも、個々の検出器素子ブロック１，２としては信頼性の高いものを使用することができるので、信頼性の高いＸ線検出器１１とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、上述したマルチスライスＸ線ＣＴ装置以外のマルチスライスＸ線ＣＴ装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態によるマルチスライスＸ線ＣＴ装置における要部を示す平面図である。
【図２】図１に示したマルチスライスＸ線ＣＴ装置の検出器素子ブロックによって構成した線検出器の平面図である。
【図３】図１に示した検出器素子ブロックを採用したマルチスライスＸ線ＣＴ装置を示すブロック構成図である。
【図４】図１に示した検出器素子ブロックの要部を示す回路図である。
【図５】図１に示した検出器素子ブロックにおけるデータ読み出し方向を示す概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施の形態におけるマルチスライスＸ線ＣＴ装置の検出器素子ブロックにおけるデータ読み出し方向を示す概略構成図である。
【図７】図６に示した検出器素子ブロックのデコード回路における真理値表を示す平面図である。
【図８】図６に示した検出器素子ブロックの要部を示す回路図である。
【図９】図８に示したＥＸ−ＯＲ回路の真理値表を示す平面図である。
【図１０】図８に示したデコード回路におけるモード選択信号Ｌに対応する真理値表を示す平面図である。
【図１１】図８に示したデコード回路におけるモード選択信号Ｈに対応する真理値表を示す平面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態におけるマルチスライスＸ線ＣＴ装置の検出器素子ブロックの要部を示す平面図である。
【図１３】図１２に示した検出器素子ブロックを用いたＸ線検出器の平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，２  検出器素子ブロック
３  基板
４  ｍ×ｎ個検出素子
５  マルチプレクサ
１０  Ｘ線源
１１  Ｘ線検出器
１５  ディスプレイ
１６  処理装置
２３  デコーダ回路
【図１】
2005192741.tif 000003
【図２】
2005192741.tif 000004
【図３】
2005192741.tif 000005
【図４】
2005192741.tif 000006
【図５】
2005192741.tif 000007
【図６】
2005192741.tif 000008
【図７】
2005192741.tif 000009
【図８】
2005192741.tif 000010
【図９】
2005192741.tif 000011
【図１０】
2005192741.tif 000012
【図１１】
2005192741.tif 000013
【図１２】
2005192741.tif 000014
【図１３】
2005192741.tif 000015