(57)【要約】    【課題】  X線検出器の非線形性補正、特に検出器増幅器の非線形性補正のための補正データを、X線照射を行うことなく効率よく計測可能に提供する。    【解決手段】  Ｘ線検出装置20は、Ｘ線検出素子の一つまたは複数に接続され、Ｘ線検出素子が出力する電荷信号を電圧信号に変換増幅し出力する増幅器４を備え、増幅器４の入力側に接続され、所望の電荷信号を擬似信号として発生する擬似信号発生手段10と、これら疑似信号発生手段10及び増幅器４の動作を制御する制御手段９を備える。疑似信号発生手段10により、X線非照射時に増幅器４に所望の電荷信号を与え、その信号（入力値）に対する出力値を計測し、入出力特性データを得る。    【選択図】  図２
2005245507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向して配置され、検出したＸ線量に対応する電気信号を発生するＸ線検出装置と、前記Ｘ線検出装置からの電気信号を処理し、前記Ｘ線源とＸ線検出装置との間に配置された被検体の画像を形成するデータ処理装置とを備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記Ｘ線検出装置は、入射Ｘ線を電荷信号に変換する複数のＸ線検出素子と、前記Ｘ線検出素子の一つまたは複数に接続され、Ｘ線検出素子が出力する電荷信号を電圧信号に変換増幅し出力する増幅器を備え、
前記増幅器の入力側に接続され、所望の電荷信号を擬似信号として発生する擬似信号発生手段と、前記疑似信号発生手段及び前記増幅器の動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記データ処理手段は、前記擬似信号発生手段が発生する電荷信号と、当該電荷信号を前記増幅器に入力したときに得られる増幅器の出力とから前記増幅器の入出力特性を求め、前記Ｘ線検出装置の出力を、前記入出力特性を用いて補正することを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記データ処理手段は、前記入出力特性をテーブルまたはフィッティング関数として記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記Ｘ線検出装置は、前記Ｘ線検出素子が二次元に配列した二次元検出器であり、前記増幅器は二次元に配列された複数の検出素子の同一列毎に設けられることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線CT装置に関し、特にX線検出器の入出力特性のばらつきを高精度で補正することが可能なX線CT装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置は、被検体を透過したX線をX線検出器で検出し、X線検出器が出力する、透過X線量に対応する電気信号を処理することにより被検体の断層像を形成するものであり、得られる画像はX線検出器の感度や入出力特性に大きく依存する。例えば、X線検出器の製造工程における加工精度、性能差に起因して断層像にリング状のアーチファクトが発生することが知られている。このようなアーチファクトを低減するため、従来、図９に示すような、１）オフセット補正、２）感度補正、３）非線形性補正を行っている。
【０００３】
このうちオフセット補正及び感度補正は補正データの取得も補正手順も比較的単純であるが、非線形補正はその要因がX線ビームハードニング、散乱線及びX線検出器増幅回路特性など多岐にわたるとともに、４桁を超えるX線入力範囲で高精度の補正が必要なことから複雑な手順が必要となる。例えば特許文献１には、直径の異なる５種類の円筒状ファントムを用いた減弱データを計測し、その入出力特性データから非線形項を導出することが記載されている。また特許文献２、特許文献３には、ビームハードニングの補正方法が提案されている。
【０００４】
ところでX線検出器として、従来は検出素子が一次元に配列したものが使用されていたが、近年、このような一次元検出器をスライス方向に複数配列してマルチスライス撮影を可能にしたX線CT装置が普及している。このような二次元X線検出器では検出器毎に増幅器及びＡ/Ｄ変換器が配置されている個別読出方式に代えて、スライス方向に配列した素子をアナログスイッチにより一つの増幅器に順次接続し、各素子に蓄積された信号電荷を順次電圧変換する順次読み出し方式が採用されるようになってきている。順次読み出し方式の増幅器は、その帯域をスライス数分広げる必要があるため、個別読み出し方式の増幅器に比べダイナミックレンジ及び線形性が劣るという問題があった。このため、非線形性補正を行う場合、入出力特性の計測点を大幅に増やす必要を生じた。
【０００５】
しかしマルチスライス対応の検出器は、従来の検出器に比べ素子数がスライス数倍増加しているので、非線形性補正のためのデータ取り込み工数、補正処理に関するメモリー量及び処理量が増大するという問題がある。また補正データを取得するためのX線の照射回数も増大することからX線管球の劣化速度も進むという問題もある。さらに順次読み出し方式におけるダイナミックレンジの低下を補うために、図１０に示すように増幅器のゲインを切り替え、実質的なダイナミックレンジの拡大を図る手法を採用した場合には、それぞれのゲインでの補正データが必要となるため、上述した工数や処理量の増加、X線管球の劣化の問題はさらに増大する。
【０００６】
【特許文献１】特公昭６１−５４４１２号公報
【特許文献２】特開平７−１７１１４５号公報
【特許文献３】特許３２０４７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、X線CT装置におけるX線検出器の非線形性補正、特に検出器増幅器の非線形性補正のための補正データを、X線照射を行うことなく効率よく計測可能なX線CT装置を提供することを目的とする。またX線管球の劣化やそれに伴う高頻度の交換が不要であり、且つ高精度の非線形性補正を行うことが可能なX線CT装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向して配置され、検出したＸ線量に対応する電気信号を発生するＸ線検出装置と、前記Ｘ線検出装置からの電気信号を処理し、前記Ｘ線源とＸ線検出装置との間に配置された被検体の画像を形成するデータ処理装置とを備えた、前記Ｘ線検出装置は、入射Ｘ線を電気信号に変換する複数のＸ線検出素子と、前記Ｘ線検出素子の一つまたは複数に接続され、Ｘ線検出素子が出力する電荷信号を電圧信号に変換増幅し出力する増幅器を備え、前記増幅器の入力側に接続され、所望の電荷信号を擬似信号として発生する擬似信号発生手段と、前記疑似信号発生手段及び前記増幅器の動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
このＸ線ＣＴ装置によれば、増幅器に検出素子からの電荷信号と同様の擬似信号を入力することにより、Ｘ線検出器の非線形性のうち特に増幅器の入出力特性だけを正確に計測することができる。また上記入出力特性を、Ｘ線を入射することなく計測できるので、計測すべきデータ数が大きい二次元検出器であっても、計測に伴う手間を軽減でき、またＸ線源（Ｘ線管）の劣化を抑制することができる。
【００１０】
本発明のＸ線ＣＴ装置の好適な態様において、データ処理手段は、前記擬似信号発生手段が発生する電荷信号と、当該電荷信号を前記増幅器に入力したときに得られる増幅器の出力とから前記増幅器の入出力特性を求め、前記Ｘ線検出装置の出力を、前記入出力特性を用いて補正する。またデータ処理手段は、入出力特性をテーブルまたはフィッティング関数として記憶する記憶手段を備える。
【００１１】
また本発明のＸ線ＣＴ装置の好適な態様において、Ｘ線検出装置は、前記Ｘ線検出素子が二次元に配列した二次元検出器であり、前記増幅器は二次元に配列された複数の検出素子の同一列毎に設けられることを特徴とする。
【００１２】
本発明の放射線検出器は、複数の放射線検出素子と、前記放射線検出素子の一つ又は複数に接続され、前記放射線検出素子が出力する電荷信号を電圧信号に変換増幅する増幅手段とを備えた放射線検出器であって、前記増幅手段に、前記放射線検出素子とは別に、所望の電荷信号を入力する擬似信号発生手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の放射線検出器によれば、増幅手段に擬似信号発生手段を備えたことにより、放射線の入射をせずに、特に増幅手段の入出力特性を計測することができ、これを用いて検出器の出力を補正することができる。
【００１４】
本発明の放射線検出器の好適な態様によれば、増幅器の入力側を、前記擬似信号発生手段または前記放射線検出素子のいずれかに切り替える手段を備える。
これにより入出力特性の計測時に、放射線検出素子からのノイズが混入することを防止し、また撮影時に擬似信号発生手段からのノイズが混入することを防止できる。
【００１５】
また本発明の放射線検出器は、入射放射線を可視光に変換するシンチレータ及び前記シンチレータと光学的に接続され、可視光を電荷に変換する光電変換素子とからなる放射線検出素子を二次元的に配置し、第１の方向に配列した検出素子を共通の信号線を介して増幅器に接続してなる放射線検出器であって、前記増幅器にスイッチ手段を介して接続され、前記増幅器に所望の電荷信号を入力する擬似信号発生手段、及び前記擬似信号発生手段及び増幅器を制御する制御手段を備えたものである。
この放射線検出器によれば、制御手段は増幅器が擬似信号発生手段にスイッチ手段を介して接続されるときに所定の電荷信号を擬似信号発生手段に発生させて、増幅器に入力し、増幅器の入出力特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のX線CT装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明のX線CT装置の全体概要を示す図である。このX線CT装置は、X線を発生するX線管（X線源）１と、被検体３を挟んでX線管１と対向して配置されたX線検出装置20と、X線検出装置20からの信号を処理し被検体の断層像を形成するデータ処理装置６と、データ処理装置６における信号処理に必要なパラメータや補正用データなどを記憶する記憶装置７と、処理後の画像データを記憶する記憶装置８と、増幅器４、Ａ/Ｄ変換器５及びデータ処理装置６を含む装置全体を制御するための制御装置９とを備えている。
【００１７】
X線管１とX線検出装置20は、図示しない回転円板に固定されており、回転円板には被検体３を挿入するための開口が設けられている。X線管１からのX線照射及び回転円板の回転は制御装置９により制御され、回転円板が被検体３の周りを回転するとともにX線管１からX線を照射することによって、撮影が行われる。制御装置９には、このような回転円板の駆動及び被検体３を寝載する寝台（図示省略）の駆動を制御する駆動制御部と、X線管１からのX線照射を制御するX線照射制御部と、X線検出器の動作を制御する検出器制御部とを含んでいる。また図示していないが、制御装置９には、操作者が検査のために必要な種々の指令やパラメータを制御装置９に入力するための操作部やGUIや画像データを表示するための入出力装置が備えられている。
【００１８】
X線検出装置20は、二次元X線検出器２と、X線検出器２からの電荷信号を電圧信号に変換増幅する増幅器４と、増幅器４からの電圧信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器５とを備えており、さらに、X線検出装置20の非線形性補正用データをX線照射することなく収集するために、増幅器４にX線検出器２からの電荷信号と同様の信号を与えるための擬似信号入力装置10が設けられている。
【００１９】
X線検出装置20の詳細を図２に示す。図示するように、X線検出器２は、X線を可視光に変換するシンチレータ21と可視光を電荷に変換する光電変換素子、例えばシリコンフォトダイオード22とからなる検出素子23を、二次元に、即ちチャンネル方向及びスライス方向に配列した構造を有し、個々の検出素子23にはそれぞれアナログスイッチ24が接続されている。チャンネル方向に配列した同スライス位置の検出素子23のアナログスイッチ24は、共通のゲート線25を介してシフトレジスタ26に接続されており、スライス方向に配列した同チャンネル位置の検出素子23は、各アナログスイッチ24及び共通の信号線27を介して一つの増幅器４に接続されている。
【００２０】
シフトレジスタ26は、目的とするアドレス（スライス位置）のゲート線の電位を変化させることにより、アナログスイッチ24をオンとする。これにより同スライス位置のフォトダイオード22に蓄積された電荷は信号線27を介して、各チャンネル毎に設けた増幅器４に入力され、電荷−電圧変換される。シフトレジスタ26によってスライス方向のアナログスイッチ24を順次切り替え接続することにより、各検出素子23に蓄積された電荷信号が順次電圧信号に変換増幅される。増幅器４の出力である電圧信号は、Ａ/Ｄ変換器５によりデジタル信号に変換されてデータ処理装置６に入力される。図では省略しているが、増幅器４及びＡ/Ｄ変換器５はチャンネル毎にそれぞれ設けられる。これらシフトレジスタ25、増幅器４及びＡ/Ｄ変換器５の動作は、制御装置（検出器制御部）９によって制御される。
【００２１】
擬似信号入力装置10は、増幅器４の非線形性データを収集するためのものであり、所望の値の電荷信号を生成し、この電荷信号をX線検出器２からの電荷信号の代わりに増幅器４に入力する。擬似信号入力装置10からの電荷信号と、これを入力した増幅器４の出力信号の値から増幅器４の非線形性データが作成される。この擬似信号入力装置10を用いた非線形性データの収集は、撮影に先立って非撮影時に、制御装置９の制御により行われる。得られた非線形性データは記憶装置7に格納される。
【００２２】
図３に擬似信号入力装置10を含むX線検出装置20の詳細を示す。なお図３では、１チャンネルの構成のみを示しているが、他のチャンネルについても同様である。
擬似信号入力装置10は、所望の電圧を発生する電圧発生部11、電圧発生部11が発生する電圧信号を電荷信号に変換する電圧−電荷変換部13、電圧発生部11と電圧−電荷変換部13との接続を切り替える切替スイッチ12、及び擬似信号入力装置10と増幅器４との接続を切り替える擬似信号入力スイッチ14を備えている。
【００２３】
電圧発生部11は、一つのＸ線検出素子が発生する電荷信号の最大値から最小値をカバーする幅の電圧を発生する電源装置からなり、発生する電圧値は制御装置９により制御される。制御装置９は、電圧発生部11の電圧値のほか、スイッチ12及び14の切り替えを制御し、撮影時にはスイッチ12及び14を切断し、増幅器４に擬似信号入力装置10からの信号が入力されないようにする。撮影時すなわちＸ線検出器２からの電荷信号が増幅器４に入力される時に、擬似信号入力装置10からの雑音混入を防ぐために、切替スイッチ12は接地することが望ましい。
【００２４】
電圧−電荷変換部13の構成の一例を図４に示す。図示する例では、電圧−電荷変換部13は、コンデンサ131とスイッチ132とで構成され、スイッチ132をオン、スイッチ14をオフにして、切替スイッチ12を電圧発生部11に接続すると、電圧発生部11で発生した電圧に応じてコンデンサ131に電荷が蓄積される。次にスイッチ132をオフ、スイッチ14をオンにして、切替スイッチ12を接地すると、コンデンサ131に蓄積された電荷が増幅器４に伝達される。これらスイッチ12、131及び14の切り替えは、制御装置９により制御される。
【００２５】
増幅器４は、電荷−電圧変換部41、相関性雑音を除去するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling）42及びサンプルホールド回路43からなる。電荷−電圧変換部41は、Ｘ線が入射したときに発生する検出素子23での電荷信号を電圧に変換する。ＣＤＳ42はシフトレジスタ26でアナログスイッチ24をオン−オフした際にゲート線25から信号線27に混入する雑音成分を除去する。またサンプルホールド回路43は、後段のＡ/Ｄ変換回路５でデジタル化するまでアナログ信号を時間的に保持するものである。
これら構成要素の特性のばらつきにより、増幅器４毎に異なる入出力特性を有している。このような入出力特性は、Ｘ線検出器の非線形特性の主要な要因の一つであるが、従来はビームハードニングや散乱による非線形性特性と弁別できないため、正確な補正が困難であった。
【００２６】
このＸ線ＣＴ装置では、増幅器４にＸ線検出素子からの入力とは別に、擬似信号入力装置10を接続し、増幅器４のみの入出力特性を測定する。即ち、非線形性データ収集時には、制御装置９に備えられた操作部を介して所望の電圧値が設定されるとともに、スイッチ12及び14が接続される。電圧発生部11から発生した電圧信号は電圧−電荷変換部13で電荷信号に変換され、擬似信号として増幅器４に入力される。増幅器４は、この信号を電圧信号に変換するとともに増幅してＡ/Ｄ変換器５に送る。データ処理装置６は、このＡ/Ｄ変換器５の出力と、擬似信号の信号値（入力値）とから増幅器４の入出力特性（出力値に対する入力値）を求める。入出力特性は、各チャンネルの増幅器毎に電圧値を変えて複数回計測し、これら計測データをテーブルとして、或いは関数として記憶装置７に格納する。
【００２７】
テーブルの場合には、例えば、各チャンネル毎にｎ点の計測を行い、出力ｙi（iは1,2,3・・・ｎ、以下同様）に対し入力ｘiを求め、図５に示すようなテーブルを作成する。この際、同一点について複数回の計測を行い統計的処理を行うことが好ましい。例えば、同一の入力データで複数の出力の平均値を求め、この平均値をその入力に対する出力とする。撮影データを非線形補正する場合には、Ａ/Ｄ変換器５から出力ｙが得られた場合、この値に相当する入力ｘをテーブルデータから選択し、これを出力データとする。
該当する値がテーブルにない場合には、最も近い前後の値を用いて補間することができる。例えば、実際に計測した出力ｙ’について、ｙk＜ｙ’＜ｙk+1を満たす出力ｙk、ｙk+1に相当する入力ｘk、ｘk+1をテーブルから選択し、ｘ’＝（ｘk+ｘk+1）÷2を出力データとする。計測点数が少ない場合には、補間の際にｙ’とｙkとの距離及びｙ’とｙk+1との距離に応じて以下の重み付け加算してもよい。
【数１】
2005245507.tif 000003
【００２８】
入出力特性を関数として記憶する場合には、公知の関数フィッティングの手法を用いることができる。例えば、最小二乗法を用いる場合、フィッティング関数ｆ(y)として次式のような出力ｙの冪級数ｍを用い、最小二乗法でパラメータｐj（j=0〜m）を求める。
【００２９】
【数２】
2005245507.tif 000004
なおｆ(y)におけるｙとしては、出力ｙiではなく、そのlog変換した値を用いてもよい。フィッティング関数を用いて撮影データを非線形補正する場合には、Ａ/Ｄ変換器５から出力ｙ或いはそれをlog変換した値をｆ(y)に代入することにより求めた値ｘを入力データとする。
【００３０】
このようにフィッティング関数を求めておく方法は、パラメータｐjのみを記憶すればよいので、変換テーブルに比べ記憶装置に記憶するデータ量を大幅に減少することができ有利である。特に、図１０に示すように、増幅器４のゲインをダイナミックに切り替えて実効的なダイナミックレンジの拡大を図る場合には、各ゲイン毎に入出力特性を測定し、それぞれのフィッティングパラメータを記憶すればよいので、それぞれについてテーブルを記憶する場合に比べ大幅なデータ量減少となる。
【００３１】
次に上述のような構成を有するＸ線ＣＴ装置の動作を説明する。図６は、増幅器の入出力補正データの取得を含む撮影手順を示す図である。
【００３２】
入出力補正データの取得は装置の初動時やメンテナンス時に行われ、まずＸ線検出器からの信号の混入を防ぐためにＸ線検出器の各検出素子のアナログスイッチをオフにし、擬似信号発生装置10のスイッチをオンにして擬似信号発生装置10を増幅器４に接続する（ステップ601）。次に予め設定された入力値の擬似信号を増幅器４に入力し、Ａ/Ｄ変換器５の出力を得る（ステップ602）。複数の入力値について、増幅器出力の計測を行い、必要に応じて同一の入力値について複数の出力の計測を行う。このような計測をすべてのチャンネルの増幅器について行い、出力値に対する入力値のテーブルを作成し、記憶装置に記憶する（ステップ603、604）。或いはｎ点の入力値と出力値からフィッティング関数を求め、フィッティング関数のパラメータを記憶装置７（図１）に記憶する。
【００３３】
増幅器４のゲインが切り替え可能な場合には、増幅器のゲインを切り替えて、上記ステップ602〜604を繰り返し、ゲイン毎に入力値/出力値テーブル或いはフィッティング関数のパラメータを求め記憶装置７に記憶する（ステップ604）。
【００３４】
次いで、オフセット補正、ビームハードニング（ＢＨ）による非線形性補正等のためのデータを取得する（ステップ605）。これらは公知の技術により行うことができ、擬似信号発生装置10のスイッチをオフにして増幅器４と擬似信号発生装置10との接続を切断した状態で、Ｘ線検出器によるＸ線の検出を行う。即ち、オフセットデータは、Ｘ線を照射しないときの各検出器の出力を計測し、この出力を受光素子の暗電流によるオフセットデータとして記憶させる。またビームハードニングによおおる非線形性補正データ（キャリブレーションデータ）の取得は、円柱状のファントムを配置した状態で、Ｘ線を照射し、入射Ｘ線に対する検出Ｘ線の値を各検出器の補正値として記憶させる。これを直径の異なる複数のファントムを用いてデータを記憶させる（特許文献４）。
【特許文献４】特開昭61-54412号公報
【００３５】
こうして取得される補正データは、上述の非線形補正データと同様に、テーブル或いは関数であり、各補正データ毎に格納してもよいし、検出器毎（チャンネル毎）の各補正データを合成したものを補正データとして格納してもよい。
例えば各画素毎の補正データが入力値／出力値テーブルとして記憶されている場合には、増幅器の入出力補正テーブル（ｘ−ｙ）の出力値ｙから入力値ｘを求め、さらに上述の非線形性補正テーブル（ｕ−ｖ）の出力値ｕにこの入力値ｘを入れ（ｕ＝ｘ）、対応する検出器入力データｖを得る。以上の説明からも分かるように、補正テーブルは２つ持つ必要はなく、一つの補正テーブル（ｘ−ｖ）で十分である。また、各画素毎の補正データがフィッティング関数のパラメータ（ｐ,ｑ）で記憶されている場合には、増幅器の入出力補正用フィッティング関数ｘ＝ｆ(ｐ,ｙ)に出力値ｙを入れることで入力値ｘを求め、さらに上述の非線形性補正フィッティング関数ｖ＝ｇ(q,u)の出力値ｕにこの入力値ｘを入れ（ｕ＝ｘ）、対応する検出器入力データｖを得る。ここでも２つのフィッティング関数を一つに合成することは容易であり、それは次式で与えられる。
ｖ＝ｇ(ｑ,ｆ(ｐ,ｙ))
【００３６】
こうしてＸ線撮影に必要な各補正データの収集、記憶が完了した状態で、Ｘ線撮影を実施する（ステップ606）。すなわちＸ線源１とＸ線検出器２との間に被検体を配置した状態で、Ｘ線源からＸ線を照射するとともにＸ線検出器で透過Ｘ線を検出する。Ｘ線の検出は、二次元Ｘ線検出器２の各チャンネル毎にスライス方向に配列した検出素子12の電荷を順次読み出し増幅器４で増幅され、Ａ/Ｄ変換後にデータ処理装置６に送られる。
【００３７】
データ処理装置６は、記憶装置７に記憶された補正データを読み出し、チャンネル毎及び各検出素子毎に得られる出力ｙ”に対し、補正を施す。即ち、出力値ｙ”から所定のオフセット誤差を減算し、このオフセット補正後の結果ｙに相当する入力ｘを入力値/出力値テーブルデータから選択し、これを補正データとする。或いは所定のパラメータを用いた演算を行い、出力データｘを得る。最後に、補正後のデータを用いて画像を作成する（ステップ607）。
【００３８】
このＸ線ＣＴ装置によれば、増幅器４の非線形性に起因するＸ線検出器の特性を簡便に且つＸ線の照射を行うことなく計測することができ、Ｘ線検出器の特性に伴うアーチファクトの生成を抑え、良好な画像を得ることができる。
【００３９】
以上、本発明の一実施形態としてシンチレータとフォトダイオードとを組み合わせたＸ線検出器とそれを備えたＸ線ＣＴ装置の構成及び動作を説明したが、本発明は検出したＸ線を直接電気に変換する半導体を備えたＸ線検出器に適用することも可能である。そのようなＸ線検出装置の実施例を図７及び図８に示す。なお図７及び図８において、図２及び図３と同じ要素については同一符号で示している。
【００４０】
このＸ線検出装置では、Ｘ線検出素子70は、Ｘ線を電荷に変換する半導体71、半導体71にバイアス電圧を印加するための上部電極72、及び発生した電荷を蓄積する容量73から構成されている。Ｘ線を電荷に変換する半導体71としては、Se、CdTe、CdZnTe、HgI2、PbI2等を使用することができる。容量73は、チャンネル方向及びスライス方向に二次元に配列され、チャンネル方向に配列された同スライス位置のものはアナログスイッチ74を介して共通のゲート線75によりシフトレジスタ26に接続されている。またスライス方向に配列された同チャンネルのものは、共通の信号線77によりチャンネル毎に増幅器４に接続されている。このようなＸ線検出装置においても、シフトレジスタ26は目的とするアドレスのゲート線75の電位を変化させることによりアナログスイッチをオンとし、そのスライス位置の容量に蓄積された電荷を信号線77に送り出す。アナログスイッチをスライス方向に順次切り替えることにより、スライス方向に配列した容量73から順次蓄積電荷をそれぞれ読み出すことができる。
【００４１】
増幅器４は、送り出された電荷を電圧信号に変換する電荷−電圧変換部41、相関性雑音を除去するためのＣＤＳ42及びサンプルホールド回路43から構成される。これにより、容量73からの電荷は増幅器４で電荷−電圧変換され、Ａ/Ｄ変換器５にデジタル信号に変換される。さらに、このＸ線検出装置は、検出素子が発生する電荷信号と同様の擬似信号を発生し増幅器４に送る擬似信号入力装置10が備えられている。この擬似信号入力装置10の構成は、図３及び図４に示す第１の実施形態の構成と同様であり、擬似信号電圧発生部11、切り替えスイッチ12、電圧−電荷変換部13及び擬似信号入力スイッチ14からなる。
【００４２】
シフトレジスタ26、増幅器４、Ａ/Ｄ変換器５及び擬似信号入力装置10の動作は、検出器系制御装置90により制御される。この検出装置の入出力特性の非線形補正データを取得する場合には、検出器系制御装置90はシフトレジスタ26に制御信号を送り、すべてのアナログスイッチをオフにするとともに、擬似信号入力装置10の切り替えスイッチ12及び擬似信号入力スイッチ14をオンにして、擬似信号電圧発生部11からの信号を電荷信号として各チャンネル毎に増幅器４に入力するようにする。
【００４３】
このＸ線検出装置が、Ｘ線ＣＴ装置に組み込まれている場合には、Ａ/Ｄ変換器５の出力値及び擬似信号電圧発生部11が発生した電圧（入力値）はＸ線ＣＴ装置のデータ処理部６に送られ、ここで入出力特性テーブル或いはフィッティング関数が作成され、記憶装置に記憶される。この場合には、検出器系制御装置90はＸ線ＣＴ装置の制御装置９が兼ねることができる。また、Ｘ線検出装置の検出器系制御装置90自体が、このような演算部及び記憶装置を備えていても良い。
【００４４】
このようなＸ線検出装置を備えたＸ線ＣＴ装置の動作は、Ｘ線検出素子がＸ線を直接電気信号に変換することを除き、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置と同様であり、この場合にも、増幅器に起因する非線形特性データを簡単な操作で且つＸ線の照射をせずに収集することができ、精度よく非線形特性を補正することができる。なお、この場合にも、その他の補正、即ち、オフセット補正やビームハードニング補正を合わせて行い、その補正データを入出力特性データと合わせて格納することにより、このＸ線検出器を用いたＸ線ＣＴ装置の画像の画質を良好にすることができる。
【００４５】
なお、以上の説明では本発明をＸ線検出器とそれを備えたＸ線ＣＴ装置に適用する場合を説明したが、本発明のＸ線検出器は、Ｘ線のみならずγ線などの放射線検出器にも適用でき、またＸ線ＣＴ装置のみならず、一般にＸ線検出器を備えた装置に適用することができる。さらに本発明は二次元検出器に適用したときに最も効果的であるが、１次元検出器にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のＸ線ＣＴ装置の全体概要を示す図
【図２】本発明のＸ線検出器の一実施形態を示す図
【図３】図１のＸ線検出器の要部を示す図
【図４】疑似信号入力装置の回路の一例を示す図
【図５】本発明のＸ線ＣＴ装置に格納される非線形補正データの一例を示す図
【図６】本発明のＸ線ＣＴ装置の動作を説明するフロー図
【図７】本発明のＸ線検出器の他の実施形態を示す図
【図８】図７のＸ線検出器の要部を示す図
【図９】Ｘ線ＣＴ装置における補正を説明する図
【図１０】Ｘ線検出器のゲインの切り替えを説明する図
【符号の説明】
【００４７】
１・・・X線管、20・・・X線検出装置、４・・・増幅器、５・・・Ａ/Ｄ変換器、６・・・データ処理装置、７、８・・・記憶装置、９、90・・・制御装置
【図１】
2005245507.tif 000005
【図２】
2005245507.tif 000006
【図３】
2005245507.tif 000007
【図４】
2005245507.tif 000008
【図５】
2005245507.tif 000009
【図６】
2005245507.tif 000010
【図７】
2005245507.tif 000011
【図８】
2005245507.tif 000012
【図９】
2005245507.tif 000013
【図１０】
2005245507.tif 000014