(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を吸収した際に所定の発光期間にわたって光を発するシンチレータ結晶を有する、アレイ（１８）の形に配列させた複数の検出器素子を含む検出器を備え、検出器素子数未満の数の収集チャンネル（ＡＣ−１〜ＡＣ−８）を含むＣＴシステム（１０）で使用するための、収集期間中に収集チャンネル数を超える素子数に対応したデータを収集する方法であって、
少なくとも１つの収集チャンネル（ＡＣ−１）に関して、前記所定の発光期間内であるＮ回の副収集期間の各々の間で、データ収集の対象となる検出器素子が前記副収集期間の各々の間で異なる素子であるように検出器素子に対応したデータセットを収集するステップ（１０２，１０４）と、
引き続き画像構成で使用するために前記データセットを格納するステップ（１０２，１０４）と、
を含み、
前記発光期間内で、前記シンチレータ結晶は引き続き検出を受けるためにＸ線を蓄積するメモリの役割を果たし、
前記収集のステップ（１０２，１０４）が、前記シンチレータ結晶が引き続き検出を受けるためにＸ線を蓄積するメモリの役割を果たす前記発光期間内で、第１及び第２の検出器素子（１−１，２−１）に対応する第１及び第２のデータ・セットを収集するステップを含み、
前記検出器の横列（Ｒ−１，Ｒ−２）の数が前記収集チャンネル（ＡＣ−１〜ＡＣ−８）の数を超える数である、
方法。
【請求項２】
前記システムが複数の異なる角度からデータを取得するようにデータ収集期間中に撮影領域（２２）の周りで検出器素子（２０）を回転させるためのガントリ（１２）を含み、かつアレイ（１８）の形に配列させた検出器素子が検出器素子（２０）の横列（Ｒ−１，Ｒ−２）とガントリ回転軸（２４）と平行に整列させた縦列（Ｃ−１，Ｃ−２）とを含むと共に、第１及び第２のデータ・セットを収集する前記ステップが第１及び第２の横列の検出器素子に対応したそれぞれ第１及び第２のデータ・セットを収集するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の横列（Ｒ−１，Ｒ−２）が互いに隣接している、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
収集チャンネル（ＡＣ−１〜ＡＣ−８）の数が検出器横列（Ｒ−１，Ｒ−２）の数の半分であると共に、前記方法を第１及び第２の検出器横列からなる一意の対を用いて収集チャンネルの各々に対して実行している、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記システムが検出器素子（２０）を収集チャンネル（ＡＣ−１〜ＡＣ−８）にリンクさせているスイッチング用モジュール（５２）を含み、かつ前記収集のステップがスイッチング用モジュール（５２）により検出器素子（２０）を収集チャンネルにリンクさせるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
Ｘ線を吸収した際に所定の発光期間にわたって光を発するシンチレータ結晶を有する、アレイ（１８）の形に配列させた複数の検出器素子を含む検出器を備え、検出器素子数未満の数の収集チャンネル（ＡＣ−１〜ＡＣ−８）を含むＣＴシステムで使用するように、収集期間中に収集チャンネル（ＡＣ−１〜ＡＣ−８）の数を超える素子数に対応したデータを収集するための装置であって、
少なくとも１つの収集チャンネル（ＡＣ−１）に関して、前記所定の発光期間内であるＮ回の副収集期間の各々の間で、データ収集の対象となる検出器素子が前記副収集期間の各々の間で異なる検出器素子であるように検出器素子（２０）に対応したデータセットを収集するステップ（１０２，１０４）と、
引き続き画像構成で使用するために前記データセットを格納するステップ（１０２，１０４）と、
を実行するパルス・シーケンス・プログラムを起動させるプロセッサ（３６）を備え、
前記発光期間内で、前記シンチレータ結晶は引き続き検出を受けるためにＸ線を蓄積するメモリの役割を果たし、
前記収集のステップ（１０２，１０４）が、前記シンチレータ結晶が引き続き検出を受けるためにＸ線を蓄積するメモリの役割を果たす前記発光期間内で、第１及び第２の検出器素子（１−１，２−１）に対応する第１及び第２のデータ・セットを収集するステップを含み、
前記検出器の横列（Ｒ−１，Ｒ−２）の数が前記収集チャンネル（ＡＣ−１〜ＡＣ−８）の数を超える数である、装置。
【請求項７】
前記システムが複数の異なる角度からデータを取得するようにデータ収集期間中に撮影領域（２２）の周りで検出器素子（２０）を回転させるためのガントリ（１２）を含み、かつアレイ（１８）の形に配列させた検出器素子（２０）が検出器素子（２０）の横列（Ｒ−１，Ｒ−２）とガントリ回転軸（２４）と平行に整列させた縦列（Ｃ−１，Ｃ−２）とを含むと共に、前記プロセッサ（３６）が、第１及び第２の横列の検出器素子（Ｒ−１，Ｒ−２）に対応したそれぞれ第１及び第２のデータ・セットを収集するステップを実行することによって第１及び第２のデータ・セットを収集する前記ステップを実行するように前記パルス・シーケンス・プログラムを起動させている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記プロセッサ（３６）が第１及び第２の隣接する検出器横列からのデータを収集する（１０２，１０４）ようにプログラムを起動している、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
収集チャンネル（ＡＣ−１〜ＡＣ−８）の数が検出器横列（Ｒ−１，Ｒ−２）の数の半分であると共に、前記プロセッサ（３６）が第１及び第２の検出器横列からなる一意の対を用いて収集チャンネルの各々に対するステップを実行するようにプログラムを起動している、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記システムが検出器素子を収集チャンネルにリンクさせているスイッチング用モジュール（５２）を含み、かつ前記プロセッサが、スイッチング用モジュール（５２）により検出器素子（２０）を収集チャンネル（５４）にリンクさせることにより前記収集のステップを実行するようにプログラムを起動している、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
各検出器素子と各収集チャンネル（５２）の間に、その各々が、検出器素子をチャンネルにリンクさせていない副収集期間内にリンクさせた検出器素子が発生した信号を積算している別々の積分器をさらに含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
Ｘ線を吸収した際に所定の発光期間にわたって光を発するシンチレータ結晶を有する、複数の検出器素子を含む検出器アレイ（１８）と、ガントリ（１２）と、収集回路（５４）とを含むＣＴシステム（１０）で使用するための、収集期間中に各検出器横列の検出器素子に対応するデータを収集する方法であって、
前記アレイ（１８）は検出器素子の横列（Ｒ−１，Ｒ−２）と縦列（Ｃ−１，Ｃ−２）の形で配列させた複数の検出器素子（２０）を含むと共にデータが様々なビーム角で収集できるようにガントリ回転軸（２４）の周りを回転させるためのガントリ（１２）に装着させており、前記縦列（Ｃ−１，Ｃ−２）は回転軸（２４）と平行に整列しており、前記収集回路（５４）は、前記横列の検出器素子の半分の数の収集チャンネルを含む収集チャンネル横列（ＡＣＲ−１〜ＡＣＲ−２）の形に配列させており、複数の前記横列の一対の検出器素子（１−１〜２−１）と同時に接続し、かつ前記一対の検出器素子の各々と別々に接続可能であると共に、該方法は、データを収集しようとする各ビーム角に対し、また各収集横列に対して、
（ａ）第１及び第２の副収集期間が前記所定の発光期間内である、前記第１の副収集期間において、前記横列の第１番目に対応する第１のデータセットを収集するステップ（１０２）と、前記第１のデータセットを格納するステップ（１０２）と、
（ｂ）前記第２の副収集期間中において、前記横列の第２番目に対応する第２のデータセットを収集するステップ（１０４）と、前記第２のデータセットを格納するステップ（１０４）と、
前記ステップ（ａ）と（ｂ）を収集期間が経過するまで反復するステップ（１１０）と、を含み、
前記発光期間内で、前記シンチレータ結晶は引き続き検出を受けるためにＸ線を蓄積するメモリの役割を果たし、
前記第２のデータセットを収集するステップ（１０４）が、前記シンチレータ結晶が引き続き検出を受けるためにＸ線を蓄積するメモリの役割を果たす前記発光期間内で、前記横列の第２番目に対応する第２のデータセットを収集する、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的にはコンピュータ断層（ＣＴ）イメージングに関し、さらに詳細には、別々の多数のスライス画像を作成するようにＣＴアレイ内のすべての検出器素子に対応するデータを収集するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
少なくとも１つの周知のコンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システムの構成では、Ｘ線源は、デカルト座標系のＸＹ平面（一般に「画像作成面」と呼ばれる）内に位置するようにコリメートされた扇形状のビームを放出する。被検体により減衰を受けたＸ線ビームは放射線検出器のアレイ上に入射する。検出器アレイで受け取った減衰したビーム状放射線の強度は、被検体によるＸ線ビームの減衰に依存する。この検出器アレイの各検出器素子は、それぞれの検出器位置でのビーム減衰の計測値に相当する電気信号を別々に発生させる。すべての検出器からの減衰量計測値を収集し、透過プロフィールが作成される。
【０００３】
周知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが被検体を切る角度が一定に変化するようにして、画像作成面内でこの被検体の周りをガントリと共に回転する。あるガントリ角度で検出器アレイより得られる一群のＸ線減衰量計測値（すなわち投影データ）のことを「ビュー（ｖｉｅｗ）」という。また、被検体の「スキャン・データ（ｓｃａｎ）」は、Ｘ線源と検出器が１回転する間に、様々なガントリ角度またはビュー角度で得られるビューの集合からなる。アキシャル・スキャンでは、この投影データを処理し、被検体を透過させて得た２次元スライスに対応する画像を構成する。投影データの組から画像を再構成するための一方法に、当技術分野においてフィルタ補正逆投影法（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）と呼ぶものがある。この処理方法では、スキャンにより得た減衰量計測値を「ＣＴ値」、別名「ハウンスフィールド値」という整数に変換し、これらの整数値を用いて陰極線管ディスプレイ上の対応するピクセルの輝度を制御する。
【０００４】
データ収集の間で、テーブルはガントリの回転中にガントリを貫通して並進し、「ヘリカル」のデータセットが収集される。例示的なヘリカル収集システムの１つは米国特許第５，９７４，１１０号に記載されている。当技術分野でよく知られているように、テーブル並進速度はヘリカル収集の間に収集できるデータ横列の数に関連している。このため、収集するデータ横列数を増加させることによりテーブル並進速度を増加させることができる。
【０００５】
典型的な検出器アレイは、その各々が平坦な検出器表面を形成している複数の検出器モジュールを含んでいる。これらの検出器モジュールは、基本的にＸ線源を中心とする円弧を形成するように一体となって配置させる。典型的な検出器モジュールは、各検出器モジュール表面の下側において、ｘ座標とｚ座標にそれぞれ一致している検出器素子の横列及び縦列を含んでいる。検出器素子は比較的小型（例えば、直径が１．２５ｍｍ）である。これらの検出器モジュールは、典型的には、検出器モジュール横列を整列させた円弧状アレイを形成するように隣同士に配列させ、単一のアレイ横列に対応するデータを用いて患者を透過させた単一の薄層スライス画像が作成できるようにしている。
【０００６】
典型的なＣＴシステムでは、上述のハードウェア以外に、検出器素子が発生させた強度信号を収集し、この強度信号をＣＴカウントに変換し、かつこのＣＴカウントを逆投影などを経て引き続き画像再構成するためのデータとして格納している収集回路も含んでいる。
【０００７】
ＣＴには多くの様々な用途があり、それぞれの用途では、理想的には用途に応じて薄層または厚層のいずれかの画像スライスに対応するデータが必要となる。この理由から、多くのＣＴシステムでは、ユーザが収集チャンネルに対して収集中に幾つかの隣接する検出器横列からのデータを効果的に合算させることができるようにしているスイッチを含んでいる。したがって、例えば、単一のアレイ横列に対応するデータの２倍の幅をもつ患者スライス用データを収集するには、その収集チャンネルを、２つの隣接する横列に対する投影データを同時に収集するようにその横列にリンクさせることができる。同様に、その収集チャンネルは、４つの隣接する横列からのデータを同時に収集するようにリンクさせ、さらに厚層のスライス画像を作成することもできる。この種のシステムを教示している例示的な従来技術については、米国特許第５，２９１，４０２号及び同第５，９８２，８４６号を参照されたい。
【０００８】
検出器モジュールのコネクタ密度を低下させるために厚層スライスと薄層スライスの両方の画像を作成する要求が認識されており、さらに全体のシステムコストを最小限にしようとする試みにより、多くのＣＴシステム設計者は検出器素子と比べてより少ない数の収集チャンネルを備えるシステムを提供しようとしてきた。例えば、例示的な検出器モジュールの１つでは１６の検出器素子の横列と１６の検出器素子の縦列とした全体で２５６個の検出器素子を含むと共に、このシステムが２５６個の検出器素子から信号を収集するのに１２８個の収集チャンネルだけしか含まないように（すなわち、検出器素子の収集チャンネルに対する比が２対１に）することができる。この場合には、データ収集の間に、１枚から８枚までの別々の薄層スライス画像に対応するデータや、２横列厚スライス画像、３横列厚スライス画像及び４横列厚スライス画像に対応するデータなどを含め幾つかの異なる収集選択肢から選択が可能である。
【０００９】
８枚を超える薄層スライス画像をＣＴ用途においてルーチンで必要とされることはなく、したがってＣＴハードウェアでは一般に対応していないが、ある種の用途では追加的な薄層スライス画像が必要となる。例えば、心臓撮影やＣＴアンギオグラフィ（ＣＴＡ）撮影の場合では、効率の良い臨床的実施を容易にするには多数の薄層スライス画像を迅速に収集する必要がある。こうした場合では、８枚ではなく１６枚の薄層スライス画像が有用となる。
【００１０】
さらに、上で指摘したように、ヘリカルのデータ収集の間では、テーブル並進速度が最大となるようにできる限り多数の横列に対応するデータを収集すると有利である。
【００１１】
収集するデータ横列数を増加させるための解決法の１つでは、全体で１６枚の画像を得るために、上述のシステムを２度使用し、各使用ごとに８枚の薄層スライス画像に対応するデータを収集している。しかしながら、この選択では追加的な時間がかかるだけでなく、異なる患者位置（すなわち、患者が収集中に動く、呼吸する、など）に対応するデータを収集することにつながる。
【００１２】
別の解決法では、追加の収集回路を提供し、検出器アレイ内のすべての検出器素子に対して別々のチャンネルを有するようにしている。この選択は可能ではあるが、全体のシステムコストがかなり増大し、したがって、最適ではない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の例示的な実施の一形態は、検出器素子より少ない数の収集チャンネルを含むＣＴイメージング・システムで使用するようにした、収集期間中に収集チャンネルの数を超える検出器素子数に対応するデータを収集するための方法であって、少なくとも１つの収集チャンネルに関して（ａ）第１の副期間中に第１の検出器素子に対応する第１のデータセットを収集しこの第１のデータセットを格納するステップと、（ｂ）第２の副期間中に第２の検出器素子に対応する第２のデータセットを収集しこの第２のデータセットを格納するステップと、を含む方法である。
【００１４】
上述の方法により、収集チャンネルの数より多くの検出器素子に対応するデータの収集が可能となり、収集したデータを用いて被検体を透過させた薄層スライスに対応する多数の画像を構成することができる。より具体的には、その検出器素子が横列と縦列の形に配列されて１つの検出器アレイを形成しており、かつこの検出器アレイが、幾つかのガントリ位置に対応するデータを収集できるように縦列と平行な回転軸の周りを回転するようにガントリに装着されている場合には、本方法により、検出器横列の各１列に対する別々の画像を作成するために使用できるデータの収集が可能となり、ヘリカル・イメージングの場合では、テーブル並進速度を最大にできるように比較的多数の横列に対応するデータを同時に収集することが可能となる。
【００１５】
本明細書の記載にあたっては、本発明の好ましい実施の一形態を図示している本明細書の一部をなす添付の図面を参照している。この実施形態は必ずしも本発明の全範囲を示しておらず、したがって、本発明の範囲を解釈するためには本特許請求の範囲を参照されたい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照すると、「第３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして、コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システム１０を示している。ガントリ１２は、このガントリ１２の対向面上に位置する検出器アレイ１８に向けてＸ線ビーム１６を放出するＸ線源１４を有する。検出器アレイ１８は、投射され被検体２２（例えば、患者）を透過したＸ線を一体となって検知する検出器素子２０により形成される。各検出器素子２０は比較的小型であり、例示的な検出器素子では、アイソセンタの位置におけるｚ軸方向２４の実効長さは概ね１．２５ｍｍである。各検出器素子２０は、入射したＸ線ビームの強度（すなわち、入射Ｘ線ビームが患者２２を透過する際のビームの減衰）を表す電気信号を発生させる。Ｘ線投影データを収集するためのスキャンの間に、ガントリ１２及びガントリ上に装着されたコンポーネントは回転中心（すなわち、アイソセンタ）２４の周りを回転する。
【００１７】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御される。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の回転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３０とを含む。制御機構２６内にはデータ収集システム（ＤＡＳ）３２があり、これによって検出器素子２０からのアナログ・データをサンプリングし、このデータをディジタルＣＴカウント信号に変換している。このＣＴカウントは後続の処理のために大容量記憶装置３８内に格納する場合と格納しない場合がある。データ収集の途中または収集後のいずれかにおいて、画像再構成装置３４は、ＤＡＳ３２からサンプリングされディジタル化されたＸ線データを受け取るか、あるいは記憶装置３８からデータを取り出し、高速で画像再構成を行う。再構成した画像はコンピュータ３６に提供され、コンピュータは後続の検査のためにこの画像を大容量記憶装置３８内に格納する。
【００１８】
コンピュータ３６はまた、キーボードを有するコンソール４０を介して、オペレータからのコマンド及びスキャン・パラメータを受け取る。付属の陰極線管ディスプレイ４２により、オペレータはコンピュータ３６からの再構成画像やその他のデータを観察することができる。コンピュータ３６は、オペレータの発したコマンド及びパラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・モータ制御装置３０に対して制御信号や制御情報を提供する。さらにコンピュータ３６は、モータ式テーブル４６を制御してガントリ１２内での患者２２のｚ軸方向１５での位置決めをするためのテーブル・モータ制御装置４４を操作する。したがって、テーブル４６により患者２２の各部分はｚ軸１５に沿ってガントリ開口４８を通過できる。
【００１９】
さらに図２を参照すると、検出器アレイ１８の検出器素子２０は、典型的には、複数の検出器素子を含んだ別々の検出器モジュール（図２では別々の番号を付していない）の形態で配列されており、さらにこれらの検出器モジュールは図２に示すような弓形を形成するように隣り合わせて配列させている。
【００２０】
図２及び３を参照すると、１６個の横列（Ｒ−１からＲ−１６まで）と１６個の縦列（Ｃ−１からＣ−１６まで）の形で配列させた２５６個の別々の検出器素子（１−１から１６−１６まで）を含む例示的な検出器モジュール５０を図示している。図３では、横列（Ｒ−１からＲ−１６まで）はｘ軸に沿って整列させ、また縦列（Ｃ−１からＣ−１６まで）はｚ軸に沿って整列させている。検出器モジュールを隣り合わせた形で配列させて弓形の検出器アレイ１８を形成した場合、別々の検出器モジュール内の横列（Ｒ−１からＲ−１６まで）は、検出器アレイ面の端から端まで延びた１６個の別々で比較的長い検出器横列を形成している。ガントリ１２に装着させる場合、検出器アレイ１８は、検出器横列がｚ軸１５と直角になるように位置させる。このように構成すると、収集の間に各検出器横列により集めたデータはすべて、患者を透過した単一のスライスに対応し、このデータを用いて患者２２を透過させた薄層スライスの画像を形成することができる。
【００２１】
さらに図２及び３を参照すると、ＤＡＳ３２は、とりわけ、スイッチ・モジュール５２と、収集回路（すなわち、収集チャンネル）５４とを含む。スイッチ・モジュール５２は、以下でより詳細に記載する方式によって検出器素子２０を収集チャンネル５４とリンクさせている。収集チャンネル５４は、リンクさせた検出器素子２０から強度信号を受け取り、この強度信号をＣＴ技術分野でよく知られている方式によりＣＴカウントに変換している。チャンネル５４はこのＣＴカウントをコンピュータ３６に供給し、コンピュータ３６は引き続いて処理してＣＴ画像を作成するためにこのＣＴカウントを記憶装置３８に格納する。
【００２２】
ここで図４を参照すると、図３のうちから、検出器素子１−１から１６−１までの単一の縦列Ｃ−１を、対応するスイッチ・モジュール回路５２及び収集チャンネル５４と共に図示している。図に示すように、この例示的システムは、縦列Ｃ−１内の各２個の検出器素子に対して１つの収集チャンネル５４を備えている。例えば、収集チャンネルＡＣ−１及びＡＣ−２は検出器素子１−１、２−１、３−１及び４−１からの強度信号を収集するように設けられており、また収集チャンネルＡＣ−３及びＡＣ−４は検出器素子５−１、６−１、７−１及び８−１からの強度信号を収集するように設けられており、以下同様である。
【００２３】
説明のため、同じ２つの収集チャンネル５４にリンクさせた４個の隣接する検出器素子を示すために「検出器素子サブセット」という用語を使用することにする。例えば、１−１から４−１までの検出器素子は収集チャンネルＡＣ−１及びＡＣ−２とリンクしており、したがって、１−１から４−１までの検出器素子により１つの検出器素子サブセットが構成される。同様に、５−１から８−１までの検出器素子は収集チャンネルＡＣ−３及びＡＣ−４とリンクしており、したがって、これらの検出器素子により２つ目の検出器素子サブセットが構成される。
【００２４】
検出器素子サブセットを収集チャンネル５４とリンクさせるスイッチング回路構成は同一であり、したがって、簡潔とするため本明細書では、検出器素子１−１から４−１までを収集チャンネルＡＣ−１からＡＣ−２までとリンクさせているスイッチング構成６０だけを詳細に記載することにする。
【００２５】
構成６０は、第１番目から第８番目までのＦＥＴスイッチ（Ｓ１からＳ８まで）をそれぞれ含んでいる。スイッチＳ１は検出器素子１−１を第１の共通ノード６２とリンクさせており、第１の共通ノード６２は第６のスイッチＳ６に対する入力として供給されている。第６のスイッチＳ６の出力は収集チャンネルＡＣ−１に供給される。第２のスイッチＳ２は検出器素子２−１を共通ノード６２とリンクさせており、これにより第６のスイッチＳ６を介して収集チャンネルＡＣ−１とリンクさせている。第３のスイッチＳ３は検出器素子３−１を第２の共通ノード６４とリンクさせており、第２の共通ノード６４は第７のスイッチＳ７に対する入力として供給されている。第７のスイッチＳ７の出力は収集チャンネルＡＣ−２に供給される。第４のスイッチＳ４は検出器素子４−１を共通ノード６４とリンクさせており、これにより第７のスイッチＳ７を介して収集チャンネルＡＣ−２とリンクさせている。第５のスイッチＳ５は第１の共通ノード６２を第３のスイッチＳ３の入力とリンクさせている。同様に、第８のスイッチＳ８は第２の共通ノード６４を第２のスイッチＳ２の入力とリンクさせている。
【００２６】
スイッチＳ１からＳ８までは、収集チャンネルＡＣ−１とＡＣ−２のいずれかとリンクさせるように検出器素子１−１から４−１までの任意の検出器素子サブセットを選択するために開閉可能である。例えば、スイッチＳ１及びＳ６だけを閉じると、検出器素子１−１からの強度信号だけがチャンネルＡＣ−１に供給される。スイッチＳ１、Ｓ２及びＳ６を閉じると、検出器素子１−１及び２−１の両方からの強度信号が収集チャンネルＡＣ−１に供給される。スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ６及びＳ８を閉じると、検出器素子１−１、２−１及び３−１からの強度信号が収集チャンネルＡＣ−１に供給される。スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６及びＳ８を閉じると、検出器素子１−１から４−１までのそれぞれからの強度信号がチャンネルＡＣ−１に供給される。同様のスイッチ制御により検出器素子出力を任意に組み合わせて収集チャンネルＡＣ−２に供給することができる。
【００２７】
図２、３及び４を参照すると、検出器横列内の検出器素子に対応するスイッチ・チャンネルをすべて同様の方式で制御することにより、患者を透過した様々なスライス及びスライス厚さに対応するデータを収集できる。例えば、図３の横列Ｒ−１と整列したすべての検出器素子からのデータを収集することにより、横列Ｒ−１と整列した患者スライスに対応する画像を作成することができる。スイッチＳ１、Ｓ２及びＳ６を閉じて横列Ｒ−１及びＲ−２に対応するデータを合成し、横列Ｒ−１及びＲ−２内のその他の検出器素子に対しても同様に構成したスイッチによりリンクさせることにより、横列Ｒ−１及びＲ−２と整列した比較的より厚層の患者スライスに対応する画像を作成することができる。スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６及びＳ８を閉じて横列Ｒ−１からＲ−４までに対応するデータを合成し、横列Ｒ−１からＲ−４までのその他の検出器素子に対しても同様に構成したスイッチによりリンクさせることにより、横列Ｒ−１からＲ−４までと整列した比較的より厚層の患者スライスに対応する画像を作成することができる。
【００２８】
説明のために、収集チャンネル５４が、各検出器モジュール間検出器横列ごとに１つの収集チャンネル（ＡＣ）横列が存在するようにして収集チャンネル（ＡＣ）横列の隣接する検出器横列の形に配列されていると仮定する。これにより、１６個の別々の検出器横列が存在しているこの例では、８個のＡＣ横列（ＡＣＲ−１からＡＣＲ−８まで）が存在することになる（全体的に、各ＡＣ横列ごとに１つの収集チャンネルを図示している図４を参照）。
【００２９】
本発明によれば、患者を透過させたＡＣ横列ＡＣＲ−１からＡＣＲ−８までの数を超えるスライス数に対応するデータが収集できるように、データ収集の間にスイッチ・モジュール５２内のスイッチの開閉状態を変更している。このため、さらに図４を参照すると、それぞれのＡＣ横列が第１の検出器横列に対応する第１のデータ・サブセット及び第２の検出器横列に対応する第２のデータ・サブセットを含む２つの別々のデータセットを収集するようにスイッチ・モジュール５２のスイッチを制御している。これらのデータ・サブセットは、あるデータセットが別のデータセットにより破損されないようにして連続する期間中に収集される。
【００３０】
さらに図３及び４を参照すると、第１の期間内では、横列Ｒ−１内の各検出器素子２０に対するスイッチＳ１及びＳ６を閉じ、一方関連するスイッチＳ２は開放状態とし、ＡＣ横列ＡＣＲ−１により横列Ｒ−１に対応する第１のデータ・サブセットを収集させることができる。次いで、第１の期間に続く第２の期間内では、横列Ｒ−２内の各検出器素子２０に対するスイッチＳ２及びＳ６を閉じ、一方関連するスイッチＳ１は開放状態とし、ＡＣ横列ＡＣＲ−１により横列Ｒ−２に対応する第２のデータ・サブセットを収集させることができる。第１のサブセットのデータに続いて第２のサブセットのデータを収集するというこのシーケンスは、テーブルの並進及びガントリの回転の間の収集工程全体にわたって反復され、ヘリカル・データセットが収集される。データ収集の後、このヘリカル・セットは患者を透過させたｚ軸「スライス」に従って蓄積され、次いで、この蓄積データを用いて画像が作成される。
【００３１】
ガントリの回転及びデータの収集の間にテーブルをガントリを貫通して並進させている代替的な場合では、検出器素子間での切り換えをデータ収集の間継続させ、患者を透過した多数のスライスに対応するデータを収集している。
【００３２】
さらに図３及び４を参照すると、上述した方式と同様の方式により、スイッチＳ３、Ｓ４及びＳ７、並びに横列Ｒ−３及びＲ−４内の検出器素子をＡＣ横列ＡＣＲ−２にリンクさせている同様のスイッチは、ＡＣ横列ＡＣＲ−２により横列Ｒ−３及びＲ−４に対応する第１及び第２のデータ・サブセットを収集するように制御されている。横列Ｒ−４からＲ−１６までの各々の検出器素子をリンクさせているその他のスイッチについても、各ＡＣ横列ＡＣＲ−３からＡＣＲ−８までにより２つの別々の検出器横列に対応する第１及び第２のデータ・サブセットを収集するように制御されており、これにより、横列Ｒ−１からＲ−１６までの各横列ごとに１つの検出器素子サブセットの割合で全体で１６個の別々のデータ・サブセットが収集される。
【００３３】
検出器素子が収集チャンネルから切り離されている期間で強度データの一部が消失するように思われるが、比較的短い収集期間を選択することによりこうした消失を最小限にして受容可能なレベルに抑えることが可能であることが知られている。その理由は、現行の検出器素子２０がメモリ特性を有することによる。
【００３４】
このため、図４を参照すると、ＣＴ技術分野でよく知られていることであるが、検出器素子は、その他の構成要素も含むが、とりわけ、Ｘ線を吸収した際にある発光期間にわたって光を発するシンチレータ結晶７０を含む。この光は検出器素子２０のうちの１つ（例えば、１つのフォトダイオード）により検出され、その光の強度に関連する強度を有する電気信号に変換される。この発光期間内で、この結晶は引き続き検出を受けるためにＸ線を蓄積するメモリの役割を果たす。幾つかの場合では、そのシンチレータ結晶は、そのシンチレーションがサンプリング回数と概ね等しいかこれを超える時定数を有する単極性の低域通過の無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタとして動作するだけの十分な長さの１次速度を有している。そのシンチレーション応答が速すぎる場合には、ＦＥＴの前に積分回路（図示せず）を配置し、これを用いてデータが消失しないようにする。
【００３５】
第１及び第２の期間を発光期間より短くなるように選択することにより、検出器素子２０が収集チャンネル５４とリンクしていない期間に吸収したビーム信号は次の期間に検出される。例えば、再び図４を参照して、第１の期間に検出器素子１−１がチャンネルＡＣ−１とリンクしており、一方、第１の期間で結晶７０は検出器素子２−１の近傍で光を発生させていると仮定してみる。第１の期間中にチャンネルＡＣ−１は検出器素子２−１からは信号を受け取っておらず、したがって、第１の期間中は対応する信号を全く発生させていない。例示的な期間は概ね０．５ｍｓ〜１．５ｍｓであり、幾つかの場合では、概ね０．９ｍｓである。
【００３６】
第１の期間の終了時点で、第２の期間となるように検出器素子２−１を収集チャンネルＡＣ−１とリンクさせる。第１の期間が発光期間より短いと仮定すると、第２の期間において、検出器素子２−１は結晶７０が発生させた光を検出して収集チャンネルＡＣ−１に強度信号を提供することができる。次いで、チャンネルＡＣ−１はこの検出光、並びに検出器素子２−１が第２の収集期間中に検出したその他の光に対応するＣＴカウントを発生させる。
【００３７】
図３及び４を参照すると、コンピュータ３６は、スイッチ・モジュール５２及びチャンネル５４とリンクさせたプロセッサ（図示せず）を含み、スイッチ・モジュールの切り換えを制御することによりデータ収集を制御している。チャンネル５４がデータを供給すると、プロセッサは、このデータを横列、検出器素子及びビーム角に従ってソートし、データを大容量記憶装置３８内に格納する。収集期間ですべてのデータを収集した後、プロセッサは格納したデータを用いて１枚または複数枚の画像を作成し、さらにこの画像を格納するか、あるいは画像を観察のためにインタフェース（例えば、図２の４２）を介して提供することができる。
【００３８】
ここで図５を参照すると、本発明に従った例示的な一方法を表している流れ図を示している。図１〜４も参照すると、処理ブロック１００において、検出器素子により線源１４からの放射線を吸収させながらガントリの回転及びテーブルの並進が開始される。処理ブロック１０２において、第１の期間で、特定のビーム角Ｒで各奇数番の検出器横列に対してデータが収集される。図４を参照すると、このことは、検出器素子１−１、３−１、５−１、７−１、９−１、１１−１、１３−１及び１５−１と整列した横列の各々が、スイッチ・モジュール５２内の対応するスイッチ回路を経て収集チャンネル横列ＡＣＲ−１からＡＣＲ−８までの収集チャンネルの１つにリンクされることを意味している。処理ブロック１０２においては収集したデータの格納も行う。
【００３９】
次に処理ブロック１０４において、第２の期間で、スイッチ・モジュール５２のスイッチを、各偶数番の検出器横列２−１、４−１、６−１から１６−１までが収集チャンネル横列ＡＣＲ−１からＡＣＲ−８までの１つの収集チャンネルとリンクするように切り換える。横列ＡＣＲ−１からＡＣＲ−８までの出力はコンピュータ３６に供給される。
【００４０】
次に判断ブロック１１０において、コンピュータ３６はヘリカルスキャンが完了したか否かを判定する。スキャンが完了していない場合には、制御は処理ブロック１０２に渡り、再びブロック１０２、１０４及び１１０のステップが進められる。
【００４１】
判断ブロック１１０においてスキャンが完了している場合、データ収集が完了し、コンピュータ３６が格納データをスライスに従って蓄積するブロック１１１に制御が渡り、患者を透過した別々のスライスごとに、患者の周りのあらゆる角度からのデータが得られるようにする。ブロック１１２において、コンピュータ３６はこのスライス・データを用い、逆投影技法やその他適当なアルゴリズムを介して画像を作成する。
【００４２】
上述した方法及び装置は単に例示的なものであり本発明の範囲を制限するものではないこと、並びに当業者であれば本発明の範囲に属するような様々な修正をすることが可能であることを理解されたい。例えば、再び図４を参照して、本説明を簡略とするためにそのスイッチング回路を簡略に表しているが、典型的には、さらに複雑な回路を使用して、チャンネルＡＣ−１からＡＣ−４までの任意のチャンネルを検出器素子１−１から８−１までの任意の検出器素子とリンクさせることが可能である。したがって、例えば、チャンネルＡＣ−１からＡＣ−４までを、第１の期間では検出器素子１−１から４−１までとリンクさせ、第２の期間では検出器素子５−１から８−１までとリンクさせ、以下同様にリンクさせることも可能である。さらに、以上の記述では、収集チャンネルを２つの検出器素子の間で交替にリンクさせているシステムを教示しているが、本発明では、各チャンネルを３個以上の検出器素子（例えば、３個、４個、８個など）の間で交替にリンクさせることができるようなシステムも企図している。
【００４３】
本特許請求の範囲は、本発明の範囲の公開を周知させるために示したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＴイメージング・システムの斜視図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック概要図である。
【図３】図２のＣＴモジュールのうちの１つの概略図である。
【図４】図３の検出器モジュール内の別々の横列から幾つかの隣接する検出器素子を表している概略図である。
【図５】本発明に従った一方法を表した流れ図である。
【符号の説明】
１０ コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システム
１２ ガントリ
１４ Ｘ線源
１５ ｚ軸
１６ Ｘ線ビーム
１８ 検出器アレイ
２０ 検出器素子
２２ 被検体、患者
２４ 回転中心
２６ 制御機構
２８ Ｘ線制御装置
３０ ガントリ・モータ制御装置
３２ データ収集システム（ＤＡＳ）
３４ 画像再構成装置
３６ コンピュータ
３８ 大容量記憶装置
４０ コンソール
４２ 陰極線管ディスプレイ
４４ テーブル・モータ制御装置
４６ モータ式テーブル
４８ ガントリ開口
５０ 検出器モジュール
５２ スイッチ・モジュール
５４ 収集回路、収集チャンネル
６０ スイッチング構成
６２ 第１の共通ノード
６４ 第２の共通ノード
７０ シンチレータ結晶
ＡＣ−１〜ＡＣ−８ 収集チャンネル
ＡＣＲ−１〜ＡＣＲ−８ 収集チャンネル（ＡＣ）横列
Ｃ−１〜Ｃ−１６ 検出器横列
Ｒ−１〜Ｒ−１６ 検出器縦列
Ｓ１〜Ｓ８ ＦＥＴスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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