JP2000079114A - 検出器のセル間ばらつきを監視する方法及び計算機式断層撮影システム - Google Patents
検出器のセル間ばらつきを監視する方法及び計算機式断層撮影システムInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 計算機式断層撮影（ＣＴ）システム等のイメ
ージング・システムにおいて、検出器の老朽化によるセ
ル間ばらつきを補正する。 【解決手段】 チャネルの相対ゲインを測定するアルゴ
リズムを定期的に実行する。ゲインは、例えば空気走査
からの信号を記録して共通の基準に正規化することによ
り測定する。正規化過程の一部は、Ｘ線ビームの非一様
性、例えばヒール効果を扱うことを含む。ｚにおけるＸ
線束のプロファイルは、ｘ方向において緩やかに変化し
ており、ｘにおける低域フィルタ処理によって得られる
ものと仮定する。次いで、正規化後の値を予め決定され
ている規格値と比較し、いずれかの特定のセルが規格値
パラメータの範囲内になければ、このようなセルが存在
するモジュールを交換する。また、傾向分析を行って、
検出器が規格値に対して不適格となる時期を予測して、
不良が生ずる前に検出器の交換を行えるようにする。
ージング・システムにおいて、検出器の老朽化によるセ
ル間ばらつきを補正する。 【解決手段】 チャネルの相対ゲインを測定するアルゴ
リズムを定期的に実行する。ゲインは、例えば空気走査
からの信号を記録して共通の基準に正規化することによ
り測定する。正規化過程の一部は、Ｘ線ビームの非一様
性、例えばヒール効果を扱うことを含む。ｚにおけるＸ
線束のプロファイルは、ｘ方向において緩やかに変化し
ており、ｘにおける低域フィルタ処理によって得られる
ものと仮定する。次いで、正規化後の値を予め決定され
ている規格値と比較し、いずれかの特定のセルが規格値
パラメータの範囲内になければ、このようなセルが存在
するモジュールを交換する。また、傾向分析を行って、
検出器が規格値に対して不適格となる時期を予測して、
不良が生ずる前に検出器の交換を行えるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的にはイメージ
ングに関し、より具体的にはイメージング・システムに
おいて検出器の性能を監視することに関する。
ングに関し、より具体的にはイメージング・システムに
おいて検出器の性能を監視することに関する。
【０００２】
【従来の技術】計算機式断層撮影（ＣＴ）イメージング
・システム等の少なくともいくつかの公知の医用イメー
ジング・システムにおいては、Ｘ線源がファン（扇形）
形状のビームを投射し、このビームは、一般的に「イメ
ージング（作像）平面」と呼ばれるデカルト座標系のＸ
−Ｙ平面内に位置するようにコリメートされる。Ｘ線ビ
ームは、患者などのイメージング対象となる被検体を通
過する。ビームは、被検体によって減弱した後に、放射
線検出器の配列（アレイ）に入射する。検出器アレイの
所で受け取られる減弱したＸ線ビームの強度は、被検体
によるＸ線ビームの減弱量に依存している。アレイ内の
各々の検出器素子は、検出器の位置におけるビーム減弱
の測定値である個別の電気信号を発生する。すべての検
出器からの減弱測定値が別個に取得されて、透過プロフ
ァイルを形成する。
・システム等の少なくともいくつかの公知の医用イメー
ジング・システムにおいては、Ｘ線源がファン（扇形）
形状のビームを投射し、このビームは、一般的に「イメ
ージング（作像）平面」と呼ばれるデカルト座標系のＸ
−Ｙ平面内に位置するようにコリメートされる。Ｘ線ビ
ームは、患者などのイメージング対象となる被検体を通
過する。ビームは、被検体によって減弱した後に、放射
線検出器の配列（アレイ）に入射する。検出器アレイの
所で受け取られる減弱したＸ線ビームの強度は、被検体
によるＸ線ビームの減弱量に依存している。アレイ内の
各々の検出器素子は、検出器の位置におけるビーム減弱
の測定値である個別の電気信号を発生する。すべての検
出器からの減弱測定値が別個に取得されて、透過プロフ
ァイルを形成する。
【０００３】公知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが被検体と交差する角
度が定常的に変化するように、イメージング平面内で被
検体の周りをガントリと共に回転する。Ｘ線源は典型的
には、焦点においてＸ線ビームを放出するＸ線管を含ん
でいる。Ｘ線検出器は典型的には、検出器の所で受け取
られる散乱したＸ線ビームをコリメートするポスト・ペ
イシェント(post-patient)コリメータを含んでいる。ポ
スト・ペイシェント・コリメータに隣接してシンチレー
タが配置されており、シンチレータに隣接してフォトダ
イオードが配置されている。
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが被検体と交差する角
度が定常的に変化するように、イメージング平面内で被
検体の周りをガントリと共に回転する。Ｘ線源は典型的
には、焦点においてＸ線ビームを放出するＸ線管を含ん
でいる。Ｘ線検出器は典型的には、検出器の所で受け取
られる散乱したＸ線ビームをコリメートするポスト・ペ
イシェント(post-patient)コリメータを含んでいる。ポ
スト・ペイシェント・コリメータに隣接してシンチレー
タが配置されており、シンチレータに隣接してフォトダ
イオードが配置されている。
【０００４】マルチスライス型ＣＴシステムは、走査の
際に、増大した数のスライスのデータを取得するために
用いられている。公知のマルチスライス型システムは典
型的には、３Ｄ（３次元）検出器として広く知られてい
る検出器を含んでいる。これらの３Ｄ検出器では、複数
の検出器素子が、行及び列を成して配列されている別個
のチャネルを形成している。検出器の各々の行は、それ
ぞれ別個のスライスを形成する。例えば、ツー（２）ス
ライス検出器は２行の検出器素子を有しており、フォー
（４）スライス検出器は４行の検出器素子を有してい
る。マルチスライス走査の際には、多数の行の検出器セ
ルにＸ線ビームが同時に入射するので、いくつかのスラ
イスのデータが得られる。
際に、増大した数のスライスのデータを取得するために
用いられている。公知のマルチスライス型システムは典
型的には、３Ｄ（３次元）検出器として広く知られてい
る検出器を含んでいる。これらの３Ｄ検出器では、複数
の検出器素子が、行及び列を成して配列されている別個
のチャネルを形成している。検出器の各々の行は、それ
ぞれ別個のスライスを形成する。例えば、ツー（２）ス
ライス検出器は２行の検出器素子を有しており、フォー
（４）スライス検出器は４行の検出器素子を有してい
る。マルチスライス走査の際には、多数の行の検出器セ
ルにＸ線ビームが同時に入射するので、いくつかのスラ
イスのデータが得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】検出器の複数のチャネ
ルは典型的には、複数の行を形成するように一緒に連結
されている。ｚ方向でのチャネル間のばらつきによっ
て、画像アーティファクトが生じる可能性がある。検出
器が老朽化するにつれて、ゲイン（利得）のばらつきが
放射線損傷に起因して変化する。このようなチャネル間
ばらつきの補正は公知であるが、これらの補正の有効性
は、ばらつきの大きさに依存している。
ルは典型的には、複数の行を形成するように一緒に連結
されている。ｚ方向でのチャネル間のばらつきによっ
て、画像アーティファクトが生じる可能性がある。検出
器が老朽化するにつれて、ゲイン（利得）のばらつきが
放射線損傷に起因して変化する。このようなチャネル間
ばらつきの補正は公知であるが、これらの補正の有効性
は、ばらつきの大きさに依存している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの及び他の目的
は、イメージング・システムによって定期的に実行され
て、セル間ばらつきを検出して最大許容チャネル間ばら
つきを越えないように保証するアルゴリズムによって達
成することが出来る。より詳しく述べると、本発明の一
面によれば、チャネルの相対ゲインを測定するアルゴリ
ズムが定期的に実行される。ゲインは、例えば、空気走
査からの信号を記録して、該信号を共通基準に対して正
規化することにより測定される。正規化過程の一部は、
Ｘ線ビームの非一様性、例えばヒール効果（heel effec
t ）を扱うことを含んでいる。ｚにおけるＸ線束のプロ
ファイルは、ｘ方向において緩やかに変化しており、且
つｘにおける低域フィルタ処理によって得られるものと
仮定する。次いで、正規化値（正規化された値）が、予
め決定されている規格値と比較される。いずれかの特定
のセルが規格値パラメータの範囲内になければ、このよ
うなセルが存在しているモジュールを交換することがで
きる。
は、イメージング・システムによって定期的に実行され
て、セル間ばらつきを検出して最大許容チャネル間ばら
つきを越えないように保証するアルゴリズムによって達
成することが出来る。より詳しく述べると、本発明の一
面によれば、チャネルの相対ゲインを測定するアルゴリ
ズムが定期的に実行される。ゲインは、例えば、空気走
査からの信号を記録して、該信号を共通基準に対して正
規化することにより測定される。正規化過程の一部は、
Ｘ線ビームの非一様性、例えばヒール効果（heel effec
t ）を扱うことを含んでいる。ｚにおけるＸ線束のプロ
ファイルは、ｘ方向において緩やかに変化しており、且
つｘにおける低域フィルタ処理によって得られるものと
仮定する。次いで、正規化値（正規化された値）が、予
め決定されている規格値と比較される。いずれかの特定
のセルが規格値パラメータの範囲内になければ、このよ
うなセルが存在しているモジュールを交換することがで
きる。
【０００７】ゲインのばらつきを測定して、このばらつ
きを規格値と比較することに加えて、傾向分析を行うこ
ともできる。傾向分析アルゴリズムは、検出器が規格値
に対して不適格となる時期を予測して、不良が生ずる前
に検出器の交換を行えるようにする。
きを規格値と比較することに加えて、傾向分析を行うこ
ともできる。傾向分析アルゴリズムは、検出器が規格値
に対して不適格となる時期を予測して、不良が生ずる前
に検出器の交換を行えるようにする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に述べるのは、本発明の一実
施例による例示的なマルチスライス型ＣＴシステムの説
明である。このシステムの実施例を以下に詳述するが、
本発明の多くの代替的な実施例が可能であることを理解
されたい。例えば、１つの特定の検出器が記載されてい
るが、本発明を他の検出器と共に用いることができ、本
発明は何らかの１つの特定の形式のマルチスライス型検
出器による実施に限定されているわけではない。より詳
しく述べると、以下に記載される検出器は複数のモジュ
ールを含んでおり、各々のモジュールは複数の検出器セ
ルを含んでいる。以下に記載される特定的な検出器では
なく、マルチスライス走査データを同時に取得するよう
に、ｘ軸及び／又はｚ軸に沿った多数の素子がいずれか
の方向に全体としてまとめられているような多数のモジ
ュールを有する検出器を用いることができる。一般的に
は、本発明のシステムは、１つ又はそれ以上のスライス
分のデータを収集するようにマルチスライス・モードで
動作することが可能である。このシステムによってアキ
シャル・スキャン（軸方向走査）及びヘリカル・スキャ
ン（螺旋走査）を行うことができ、走査された被検体の
断面画像を処理し、再構成し、表示し、及び／又は保存
することができる。
施例による例示的なマルチスライス型ＣＴシステムの説
明である。このシステムの実施例を以下に詳述するが、
本発明の多くの代替的な実施例が可能であることを理解
されたい。例えば、１つの特定の検出器が記載されてい
るが、本発明を他の検出器と共に用いることができ、本
発明は何らかの１つの特定の形式のマルチスライス型検
出器による実施に限定されているわけではない。より詳
しく述べると、以下に記載される検出器は複数のモジュ
ールを含んでおり、各々のモジュールは複数の検出器セ
ルを含んでいる。以下に記載される特定的な検出器では
なく、マルチスライス走査データを同時に取得するよう
に、ｘ軸及び／又はｚ軸に沿った多数の素子がいずれか
の方向に全体としてまとめられているような多数のモジ
ュールを有する検出器を用いることができる。一般的に
は、本発明のシステムは、１つ又はそれ以上のスライス
分のデータを収集するようにマルチスライス・モードで
動作することが可能である。このシステムによってアキ
シャル・スキャン（軸方向走査）及びヘリカル・スキャ
ン（螺旋走査）を行うことができ、走査された被検体の
断面画像を処理し、再構成し、表示し、及び／又は保存
することができる。
【０００９】図１及び図２について説明すると、計算機
式断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム１０が、
「第３世代」のＣＴスキャナで典型的なガントリ１２を
含んでいるものとして示されている。ガントリ１２はＸ
線源１４を備えており、Ｘ線源１４は、ガントリ１２の
対向する側に設けられている検出器アレイ１８に向かっ
てＸ線ビーム１６を投射する。検出器アレイ１８は複数
の検出器素子２０によって形成されており、これらの検
出器素子２０は全体で、患者２２を通過した投射された
Ｘ線を感知する。各々の検出器素子２０は、入射するＸ
線ビームの強度を表す電気信号、従って患者２２を通過
する間でのビームの減弱量を表す電気信号を発生する。
Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガ
ントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品
は回転中心２４の周りを回転する。
式断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム１０が、
「第３世代」のＣＴスキャナで典型的なガントリ１２を
含んでいるものとして示されている。ガントリ１２はＸ
線源１４を備えており、Ｘ線源１４は、ガントリ１２の
対向する側に設けられている検出器アレイ１８に向かっ
てＸ線ビーム１６を投射する。検出器アレイ１８は複数
の検出器素子２０によって形成されており、これらの検
出器素子２０は全体で、患者２２を通過した投射された
Ｘ線を感知する。各々の検出器素子２０は、入射するＸ
線ビームの強度を表す電気信号、従って患者２２を通過
する間でのビームの減弱量を表す電気信号を発生する。
Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガ
ントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品
は回転中心２４の周りを回転する。
【００１０】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によって制御され
る。制御機構２６は、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・
モータ制御装置３０を含んでいる。Ｘ線制御装置２８は
Ｘ線源１４に対して電力信号及びタイミング信号を供給
し、ガントリ・モータ制御装置３０はガントリ１２の回
転速度及び位置を制御する。制御機構２６内に設けられ
ているデータ取得システム（ＤＡＳ）３２が、検出器素
子２０からのアナログ・データをサンプリングして、こ
のデータを後続の処理のためにディジタル信号へ変換す
る。画像再構成装置３４が、サンプリングされてディジ
タル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って、
高速画像再構成を実行する。再構成された画像は、コン
ピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３
６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御され
る。制御機構２６は、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・
モータ制御装置３０を含んでいる。Ｘ線制御装置２８は
Ｘ線源１４に対して電力信号及びタイミング信号を供給
し、ガントリ・モータ制御装置３０はガントリ１２の回
転速度及び位置を制御する。制御機構２６内に設けられ
ているデータ取得システム（ＤＡＳ）３２が、検出器素
子２０からのアナログ・データをサンプリングして、こ
のデータを後続の処理のためにディジタル信号へ変換す
る。画像再構成装置３４が、サンプリングされてディジ
タル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って、
高速画像再構成を実行する。再構成された画像は、コン
ピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３
６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
【００１１】コンピュータ３６はまた、ユーザ・インタ
フェイス、即ちグラフィック・ユーザ・インタフェイス
（ＧＵＩ）を介して信号を受信し又は供給する。詳しく
述べると、コンピュータは、キーボードとマウス（図示
されていない）とを有するコンソール４０を介して、操
作者からコマンド（命令）及び走査用パラメータを受け
取る。付設されている陰極線管表示装置４２によって、
操作者は、再構成された画像、及びコンピュータ３６か
らのその他のデータを観測することができる。操作者が
供給したコマンド及びパラメータは、コンピュータ３６
によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及
びガントリ・モータ制御装置３０に制御信号及び情報を
供給する。加えて、コンピュータ３６はまたテーブル・
モータ制御装置４４を動作させ、テーブル・モータ制御
装置４４はモータ式テーブル４６を制御して、患者２２
をガントリ１２内に配置する。具体的には、テーブル４
６は、患者２２の各部をガントリ開口４８を通して移動
させる。
フェイス、即ちグラフィック・ユーザ・インタフェイス
（ＧＵＩ）を介して信号を受信し又は供給する。詳しく
述べると、コンピュータは、キーボードとマウス（図示
されていない）とを有するコンソール４０を介して、操
作者からコマンド（命令）及び走査用パラメータを受け
取る。付設されている陰極線管表示装置４２によって、
操作者は、再構成された画像、及びコンピュータ３６か
らのその他のデータを観測することができる。操作者が
供給したコマンド及びパラメータは、コンピュータ３６
によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及
びガントリ・モータ制御装置３０に制御信号及び情報を
供給する。加えて、コンピュータ３６はまたテーブル・
モータ制御装置４４を動作させ、テーブル・モータ制御
装置４４はモータ式テーブル４６を制御して、患者２２
をガントリ１２内に配置する。具体的には、テーブル４
６は、患者２２の各部をガントリ開口４８を通して移動
させる。
【００１２】図３及び図４に示すように、検出器アレイ
１８は、複数の検出器モジュール５８を含んでいる。各
々の検出器モジュール５８は、検出器ハウジング６０に
固定されている。各々のモジュール５８は、多次元のシ
ンチレータ・アレイ６２及び高密度半導体アレイ（図で
は見えない）を含んでいる。ポスト・ペイシェント・コ
リメータ（図示されていない）が、シンチレータ・アレ
イ６２の上に隣接して配置されており、Ｘ線ビームがシ
ンチレータ・アレイ６２に入射する前にこれらのビーム
をコリメートする。シンチレータ・アレイ６２は、配列
を成して構成されている複数のシンチレーション素子を
含んでおり、また半導体アレイは、同一の配列を成して
構成されている複数のフォトダイオード（図では見えな
い）を含んでいる。フォトダイオードは、基材６４上に
堆積され即ち形成されており、シンチレータ・アレイ６
２は、基材６４の上方に配置されて基材６４に固定され
ている。
１８は、複数の検出器モジュール５８を含んでいる。各
々の検出器モジュール５８は、検出器ハウジング６０に
固定されている。各々のモジュール５８は、多次元のシ
ンチレータ・アレイ６２及び高密度半導体アレイ（図で
は見えない）を含んでいる。ポスト・ペイシェント・コ
リメータ（図示されていない）が、シンチレータ・アレ
イ６２の上に隣接して配置されており、Ｘ線ビームがシ
ンチレータ・アレイ６２に入射する前にこれらのビーム
をコリメートする。シンチレータ・アレイ６２は、配列
を成して構成されている複数のシンチレーション素子を
含んでおり、また半導体アレイは、同一の配列を成して
構成されている複数のフォトダイオード（図では見えな
い）を含んでいる。フォトダイオードは、基材６４上に
堆積され即ち形成されており、シンチレータ・アレイ６
２は、基材６４の上方に配置されて基材６４に固定され
ている。
【００１３】検出器モジュール５８はまたスイッチ装置
６６を含んでおり、スイッチ装置６６はデコーダ６８に
電気的に結合されている。スイッチ装置６６は、フォト
ダイオード・アレイと同様のサイズを有する多次元の半
導体スイッチ・アレイである。一実施例では、スイッチ
装置６６は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のアレイ
（図示されていない）を含んでおり、各々の電界効果ト
ランジスタは、入力、出力及び制御線（図示されていな
い）を有している。スイッチ装置６６は、フォトダイオ
ード・アレイとＤＡＳ３２との間に結合されている。具
体的には、各々のスイッチ装置のＦＥＴの入力がフォト
ダイオード・アレイの出力に電気的に接続されており、
各々のスイッチ装置のＦＥＴの出力が、例えば可撓性の
電気ケーブル７０を用いてＤＡＳ３２に電気的に接続さ
れている。
６６を含んでおり、スイッチ装置６６はデコーダ６８に
電気的に結合されている。スイッチ装置６６は、フォト
ダイオード・アレイと同様のサイズを有する多次元の半
導体スイッチ・アレイである。一実施例では、スイッチ
装置６６は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のアレイ
（図示されていない）を含んでおり、各々の電界効果ト
ランジスタは、入力、出力及び制御線（図示されていな
い）を有している。スイッチ装置６６は、フォトダイオ
ード・アレイとＤＡＳ３２との間に結合されている。具
体的には、各々のスイッチ装置のＦＥＴの入力がフォト
ダイオード・アレイの出力に電気的に接続されており、
各々のスイッチ装置のＦＥＴの出力が、例えば可撓性の
電気ケーブル７０を用いてＤＡＳ３２に電気的に接続さ
れている。
【００１４】デコーダ６８は、スイッチ装置６６の動作
を制御して、スライスの所望の数及び各々のスライスに
ついてのスライス分解能に従って、フォトダイオード・
アレイの出力をイネーブル(enable)にしたり、ディスエ
ーブル(diable)にしたり、又は組み合わせたりする。デ
コーダ６８は、一実施例では、当業界で公知のデコーダ
・チップ又はＦＥＴコントローラである。デコーダ６８
は、スイッチ装置６６及びコンピュータ３６に結合され
ている複数の出力線及び制御線を含んでいる。具体的に
は、デコーダの出力はスイッチ装置の制御線に電気的に
接続されていて、スイッチ装置６６がスイッチ装置入力
からスイッチ装置出力へ適正なデータを伝送し得るよう
にする。デコーダの制御線はスイッチ装置の制御線に電
気的に接続されていて、どのデコーダ出力をイネーブル
にするかを決定する。デコーダ６８を用いて、フォトダ
イオード・アレイの特定の出力がＣＴシステムのＤＡＳ
３２に電気的に接続されるように、スイッチ装置６６内
の特定のＦＥＴをイネーブルにしたり、ディスエーブル
にしたり、又は組み合わせたりする。１６スライス・モ
ードとして定義される一実施例では、デコーダ６８は、
フォトダイオード・アレイ５２のすべての行がＤＡＳ３
２に電気的に接続されて、結果的に１６個の別個のスラ
イスのデータが同時にＤＡＳ３２に送信されるようにス
イッチ装置６６をイネーブルにする。言うまでもなく、
他の多くのスライスの組み合わせが可能である。
を制御して、スライスの所望の数及び各々のスライスに
ついてのスライス分解能に従って、フォトダイオード・
アレイの出力をイネーブル(enable)にしたり、ディスエ
ーブル(diable)にしたり、又は組み合わせたりする。デ
コーダ６８は、一実施例では、当業界で公知のデコーダ
・チップ又はＦＥＴコントローラである。デコーダ６８
は、スイッチ装置６６及びコンピュータ３６に結合され
ている複数の出力線及び制御線を含んでいる。具体的に
は、デコーダの出力はスイッチ装置の制御線に電気的に
接続されていて、スイッチ装置６６がスイッチ装置入力
からスイッチ装置出力へ適正なデータを伝送し得るよう
にする。デコーダの制御線はスイッチ装置の制御線に電
気的に接続されていて、どのデコーダ出力をイネーブル
にするかを決定する。デコーダ６８を用いて、フォトダ
イオード・アレイの特定の出力がＣＴシステムのＤＡＳ
３２に電気的に接続されるように、スイッチ装置６６内
の特定のＦＥＴをイネーブルにしたり、ディスエーブル
にしたり、又は組み合わせたりする。１６スライス・モ
ードとして定義される一実施例では、デコーダ６８は、
フォトダイオード・アレイ５２のすべての行がＤＡＳ３
２に電気的に接続されて、結果的に１６個の別個のスラ
イスのデータが同時にＤＡＳ３２に送信されるようにス
イッチ装置６６をイネーブルにする。言うまでもなく、
他の多くのスライスの組み合わせが可能である。
【００１５】特定の一実施例では、検出器１８は５７個
の検出器モジュール５８を含む。半導体アレイ及びシン
チレータ・アレイ６２はそれぞれ、１６×１６のアレイ
・サイズを有する。その結果、検出器１８は１６の行と
９１２の列（１６×５７モジュール）とを有し、これに
より、ガントリ１２の各回転によって１６個のスライス
のデータを同時に収集することが可能になる。言うまで
もなく、本発明は、何らかの特定のアレイ・サイズに限
定されているわけではなく、アレイは操作者の特定の必
要性に応じてより大きくてもよいし又はより小さくても
よいものと考えられる。また、検出器１８は多くの異な
るスライス厚及び数のモード、例えば、１スライス・モ
ード、２スライス・モード及び４スライス・モードで動
作し得る。例えば、ＦＥＴを４スライス・モードとして
構成することができ、そうすると、フォトダイオード・
アレイの１行又はそれ以上の行から４つのスライスにつ
いてのデータが収集される。デコーダの制御線によって
画定されるＦＥＴの特定の構成に応じて、フォトダイオ
ード・アレイの出力の様々な組み合わせをイネーブルに
したり、ディスエーブルにしたり、又は組み合わせたり
することができ、スライス厚が例えば１．２５ｍｍ、
２．５ｍｍ、３．７５ｍｍ又は５ｍｍになるようにする
ことができる。更なる実例には、１．２５ｍｍ乃至２０
ｍｍのスライス厚を持つ１つのスライスを含むシングル
・スライス・モード、及び１．２５ｍｍ乃至１０ｍｍの
スライス厚を持つ２つのスライスを含む２スライス・モ
ードがある。ここに記載した以外の他のモードも可能で
ある。
の検出器モジュール５８を含む。半導体アレイ及びシン
チレータ・アレイ６２はそれぞれ、１６×１６のアレイ
・サイズを有する。その結果、検出器１８は１６の行と
９１２の列（１６×５７モジュール）とを有し、これに
より、ガントリ１２の各回転によって１６個のスライス
のデータを同時に収集することが可能になる。言うまで
もなく、本発明は、何らかの特定のアレイ・サイズに限
定されているわけではなく、アレイは操作者の特定の必
要性に応じてより大きくてもよいし又はより小さくても
よいものと考えられる。また、検出器１８は多くの異な
るスライス厚及び数のモード、例えば、１スライス・モ
ード、２スライス・モード及び４スライス・モードで動
作し得る。例えば、ＦＥＴを４スライス・モードとして
構成することができ、そうすると、フォトダイオード・
アレイの１行又はそれ以上の行から４つのスライスにつ
いてのデータが収集される。デコーダの制御線によって
画定されるＦＥＴの特定の構成に応じて、フォトダイオ
ード・アレイの出力の様々な組み合わせをイネーブルに
したり、ディスエーブルにしたり、又は組み合わせたり
することができ、スライス厚が例えば１．２５ｍｍ、
２．５ｍｍ、３．７５ｍｍ又は５ｍｍになるようにする
ことができる。更なる実例には、１．２５ｍｍ乃至２０
ｍｍのスライス厚を持つ１つのスライスを含むシングル
・スライス・モード、及び１．２５ｍｍ乃至１０ｍｍの
スライス厚を持つ２つのスライスを含む２スライス・モ
ードがある。ここに記載した以外の他のモードも可能で
ある。
【００１６】図５は、「４（又はカド（quad））スライ
ス」システムの単純化された概略図である。即ち、この
システムでは、検出器セルの４つの行１０２、１０４、
１０６及び１０８を用いて投影データを得る。検出器セ
ル１１０、１１２、１１４及び１１６が、行１０２、１
０４、１０６及び１０８を形成している。図５に示す各
々の検出器セル１１０、１１２、１１４及び１１６は実
際には、一定数のセル（例えば、４個）で構成すること
ができ、これらのセルは一緒に連結されて、ＤＡＳ３２
に供給される１つの出力を形成する。
ス」システムの単純化された概略図である。即ち、この
システムでは、検出器セルの４つの行１０２、１０４、
１０６及び１０８を用いて投影データを得る。検出器セ
ル１１０、１１２、１１４及び１１６が、行１０２、１
０４、１０６及び１０８を形成している。図５に示す各
々の検出器セル１１０、１１２、１１４及び１１６は実
際には、一定数のセル（例えば、４個）で構成すること
ができ、これらのセルは一緒に連結されて、ＤＡＳ３２
に供給される１つの出力を形成する。
【００１７】一実施例では、コリメータ９２が、偏心カ
ム１２０Ａ及び１２０Ｂを含んでいる。カム１２０Ａ及
び１２０Ｂの位置は、Ｘ線制御装置２８によって制御さ
れる。カム１２０Ａ及び１２０Ｂは、ファン・ビーム平
面９４の対向する両側に配置されており、カム１２０Ａ
とカム１２０Ｂとの間の間隔に関して、また、ファン・
ビーム平面９４に対するカム１２０Ａ及び１２０Ｂの位
置に関して独立に調節することができる。カム１２０Ａ
及び１２０Ｂは単一のカム・ドライブにより位置決めし
てもよいし、又は代替的に各々のカムを別個のカム・ド
ライブ、例えばモータにより位置決めしてもよい。カム
１２０Ａ及び１２０Ｂは、Ｘ線吸収性材料、例えばタン
グステンで作製される。
ム１２０Ａ及び１２０Ｂを含んでいる。カム１２０Ａ及
び１２０Ｂの位置は、Ｘ線制御装置２８によって制御さ
れる。カム１２０Ａ及び１２０Ｂは、ファン・ビーム平
面９４の対向する両側に配置されており、カム１２０Ａ
とカム１２０Ｂとの間の間隔に関して、また、ファン・
ビーム平面９４に対するカム１２０Ａ及び１２０Ｂの位
置に関して独立に調節することができる。カム１２０Ａ
及び１２０Ｂは単一のカム・ドライブにより位置決めし
てもよいし、又は代替的に各々のカムを別個のカム・ド
ライブ、例えばモータにより位置決めしてもよい。カム
１２０Ａ及び１２０Ｂは、Ｘ線吸収性材料、例えばタン
グステンで作製される。
【００１８】偏心的な形状の結果として、それぞれのカ
ム１２０Ａ及び１２０Ｂの回転によって、Ｘ線ビーム１
６のｚ軸プロファイルが変化する。より詳しく述べる
と、カム１２０Ａ及び１２０Ｂの位置を変化させると、
Ｘ線ビームの本影（umbra ）の位置及び幅が変化する。
具体的には、偏心的な形状のカム１２０Ａ及び１２０Ｂ
が連動して段階移動(stepping)する結果として、Ｘ線ビ
ームの本影の全体幅が変化する。カム１２０Ａのみの位
置を変化させ、即ち段階移動させると、検出器アレイ１
８の一方のエッジに対する本影の幅及び位置が変化す
る。カム１２０Ｂのみの位置を変化させると、検出器ア
レイ１８の他方のエッジ、即ち第２のエッジに対する本
影の幅及び位置が変化し、患者２２が受け取るＸ線の照
射量が低減されるようになる。
ム１２０Ａ及び１２０Ｂの回転によって、Ｘ線ビーム１
６のｚ軸プロファイルが変化する。より詳しく述べる
と、カム１２０Ａ及び１２０Ｂの位置を変化させると、
Ｘ線ビームの本影（umbra ）の位置及び幅が変化する。
具体的には、偏心的な形状のカム１２０Ａ及び１２０Ｂ
が連動して段階移動(stepping)する結果として、Ｘ線ビ
ームの本影の全体幅が変化する。カム１２０Ａのみの位
置を変化させ、即ち段階移動させると、検出器アレイ１
８の一方のエッジに対する本影の幅及び位置が変化す
る。カム１２０Ｂのみの位置を変化させると、検出器ア
レイ１８の他方のエッジ、即ち第２のエッジに対する本
影の幅及び位置が変化し、患者２２が受け取るＸ線の照
射量が低減されるようになる。
【００１９】動作の際、Ｘ線源１４は固定され、即ち固
定位置に配置され、またそれぞれのカム１２０Ａ及び１
２０Ｂは、Ｘ線ビーム１６がコリメータ９２を通過して
検出器アレイ１８に向かって放射されるように、名目上
の位置に配置される。次いで、それぞれのカム１２０Ａ
及び１２０Ｂの一連の段階、即ち一連の位置について、
データが検出器アレイ１８から収集される。コリメータ
９２のアパーチャを変化させることにより、具体的には
カム１２０Ａ及び１２０Ｂを調節することにより、セル
１１０、１１２、１１４及び１１６から適正な信号強度
を形成するように最適なＸ線ビームが検出器１８上へ放
射される。
定位置に配置され、またそれぞれのカム１２０Ａ及び１
２０Ｂは、Ｘ線ビーム１６がコリメータ９２を通過して
検出器アレイ１８に向かって放射されるように、名目上
の位置に配置される。次いで、それぞれのカム１２０Ａ
及び１２０Ｂの一連の段階、即ち一連の位置について、
データが検出器アレイ１８から収集される。コリメータ
９２のアパーチャを変化させることにより、具体的には
カム１２０Ａ及び１２０Ｂを調節することにより、セル
１１０、１１２、１１４及び１１６から適正な信号強度
を形成するように最適なＸ線ビームが検出器１８上へ放
射される。
【００２０】前に述べたように、検出器セル１１０、１
１２、１１４及び１１６が老朽化するにつれて、チャネ
ル間のゲインばらつきが変化する。最大許容チャネル間
ばらつきを越えないことを保証するために、本発明の一
面によれば、各チャネルの相対ゲインを測定するアルゴ
リズムが定期的に実行される。これらのゲインは、空気
走査からの信号を記録して、該信号を共通の基準に対し
て正規化することにより測定される。正規化過程の一部
は、Ｘ線ビームの非一様性、例えばヒール効果を扱うこ
とを含んでいる。ｚにおけるＸ線束のプロファイルは、
ｘ方向において緩やかに変化しており、ｘにおける低域
フィルタ処理によって得られるものと仮定する。次い
で、正規化値が、予め決定されている規格値と比較され
る。いずれかの特定のセルが規格値パラメータの範囲内
になければ、このようなセルが存在しているモジュール
を交換することができる。
１２、１１４及び１１６が老朽化するにつれて、チャネ
ル間のゲインばらつきが変化する。最大許容チャネル間
ばらつきを越えないことを保証するために、本発明の一
面によれば、各チャネルの相対ゲインを測定するアルゴ
リズムが定期的に実行される。これらのゲインは、空気
走査からの信号を記録して、該信号を共通の基準に対し
て正規化することにより測定される。正規化過程の一部
は、Ｘ線ビームの非一様性、例えばヒール効果を扱うこ
とを含んでいる。ｚにおけるＸ線束のプロファイルは、
ｘ方向において緩やかに変化しており、ｘにおける低域
フィルタ処理によって得られるものと仮定する。次い
で、正規化値が、予め決定されている規格値と比較され
る。いずれかの特定のセルが規格値パラメータの範囲内
になければ、このようなセルが存在しているモジュール
を交換することができる。
【００２１】１つの特定の実施例では、収集されたデー
タに対してｚ勾配補正（z-slope correction）が実行さ
れる。詳しく述べると、空気走査及びビュー平均化によ
って得られる個々のセルの測定値から開始して、オフセ
ット減算及び基準チャネル正規化を行った後に、 ｛Ｘl,i ｝ ｌ＝１，…，１６； ｉ＝１，…，Ｎチャネル が得られる。ゲイン、即ち列における最大値に対する正
規化を含めた公称（nominal ）ゲイン・プロファイルの
定義のために、「ｘ」平均値が定義される。ここで、ｎ
ａｖｅは、公称ゲインの定義の「ｘ」移動平均について
用いられるチャネルの数（奇数）である。
タに対してｚ勾配補正（z-slope correction）が実行さ
れる。詳しく述べると、空気走査及びビュー平均化によ
って得られる個々のセルの測定値から開始して、オフセ
ット減算及び基準チャネル正規化を行った後に、 ｛Ｘl,i ｝ ｌ＝１，…，１６； ｉ＝１，…，Ｎチャネル が得られる。ゲイン、即ち列における最大値に対する正
規化を含めた公称（nominal ）ゲイン・プロファイルの
定義のために、「ｘ」平均値が定義される。ここで、ｎ
ａｖｅは、公称ゲインの定義の「ｘ」移動平均について
用いられるチャネルの数（奇数）である。
【００２２】
【数１】
【００２３】次いで、ｚにおける最大値に対する正規化
によって、以下の式が得られる。
によって、以下の式が得られる。
【００２４】
【数２】
【００２５】すると、公称ゲインは、以下の式によって
定義することができる。
定義することができる。
【００２６】
【数３】
【００２７】これらの公称ゲインはｚ勾配補正アルゴリ
ズム用の入力となる。公称ゲインは、それら自体によっ
て勾配関連アーティファクトを画像内に生じるわけでは
ないが補正過程において扱われなければ不安定性をもた
らす可能性のある緩やかな「ｘ」のばらつきをモデル化
する際に要求される。３つの実例を挙げると、（１）シ
ンチレータのエッジにおけるツイン公称ゲイン・プロフ
ァイル、（２）ヒール効果によるＸ線ビームのｚプロフ
ァイル、及び（３）予期される低照射量モードでの動作
のためにビームの半影を用いることにより誘起される部
分照射条件（partial illumination condition）であ
る。Ｇの要素は、１に近い数の範囲内になる。この範囲
の正確な境界は、経験的に決定される。
ズム用の入力となる。公称ゲインは、それら自体によっ
て勾配関連アーティファクトを画像内に生じるわけでは
ないが補正過程において扱われなければ不安定性をもた
らす可能性のある緩やかな「ｘ」のばらつきをモデル化
する際に要求される。３つの実例を挙げると、（１）シ
ンチレータのエッジにおけるツイン公称ゲイン・プロフ
ァイル、（２）ヒール効果によるＸ線ビームのｚプロフ
ァイル、及び（３）予期される低照射量モードでの動作
のためにビームの半影を用いることにより誘起される部
分照射条件（partial illumination condition）であ
る。Ｇの要素は、１に近い数の範囲内になる。この範囲
の正確な境界は、経験的に決定される。
【００２８】ゲインのばらつきを測定して、このばらつ
きを規格値と比較することに加えて、傾向分析を行うこ
ともできる。傾向分析アルゴリズムは、検出器が規格値
に対して不適格となる時期を予測して、不良が生ずる前
に検出器の交換を行えるようにする。傾向分析アルゴリ
ズムは、時間に関して一定な使用のパターンを仮定して
おり、また用いられている特定の検出器について、検出
器素子の老朽化が線形的に生ずるものと仮定する。線形
モデルに対する最小自乗法によるフィット（当てはめ）
が、時間の関数として、ゲイン行列の各々の要素に対し
て行われる。一般的には、傾向分析アルゴリズムの性質
は、検出器材料の老朽化特性に依存する。
きを規格値と比較することに加えて、傾向分析を行うこ
ともできる。傾向分析アルゴリズムは、検出器が規格値
に対して不適格となる時期を予測して、不良が生ずる前
に検出器の交換を行えるようにする。傾向分析アルゴリ
ズムは、時間に関して一定な使用のパターンを仮定して
おり、また用いられている特定の検出器について、検出
器素子の老朽化が線形的に生ずるものと仮定する。線形
モデルに対する最小自乗法によるフィット（当てはめ）
が、時間の関数として、ゲイン行列の各々の要素に対し
て行われる。一般的には、傾向分析アルゴリズムの性質
は、検出器材料の老朽化特性に依存する。
【００２９】データは、例えば自動サポート・センタに
より、遠隔方式で、マルチスライス型スキャナから検索
し分析することができる。例えば、電話回線を介してＰ
ＰＰモデム接続を用いてデータを検索してもよい。本発
明の様々な実施例に関する以上の記述から、発明の目的
が達せられたことは明らかである。本発明を詳細に記述
すると共に図解したが、これらは説明及び例示のみを意
図したものであり、限定のためのものであると解釈して
はならないことを明瞭に理解されたい。従って、本発明
の要旨は、特許請求の範囲によって限定されるものとす
る。
より、遠隔方式で、マルチスライス型スキャナから検索
し分析することができる。例えば、電話回線を介してＰ
ＰＰモデム接続を用いてデータを検索してもよい。本発
明の様々な実施例に関する以上の記述から、発明の目的
が達せられたことは明らかである。本発明を詳細に記述
すると共に図解したが、これらは説明及び例示のみを意
図したものであり、限定のためのものであると解釈して
はならないことを明瞭に理解されたい。従って、本発明
の要旨は、特許請求の範囲によって限定されるものとす
る。
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図であ
る。
る。
【図２】図１に示すシステムの概略ブロック図である。
【図３】ＣＴシステムの検出器アレイの斜視図である。
【図４】検出器モジュールの斜視図である。
【図５】図１に示すＣＴイメージング・システムの概略
配置図である。
配置図である。
１０ ＣＴシステム １２ ガントリ １４ Ｘ線源 １６ Ｘ線ビーム １８ 検出器アレイ ２０ 検出器素子 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 データ取得システム 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 陰極線管表示装置 ４４ テーブル・モータ制御装置 ４６ モータ式テーブル ５８ 検出器モジュール ６０ 検出器ハウジング ６２ シンチレータ・アレイ ６４ 基材 ６６ スイッチ装置 ６８ デコーダ ７０ 電気ケーブル ９２ コリメータ ９４ ファン・ビーム平面 １０２、１０４、１０６、１０８ 検出器セルの行 １１０、１１２、１１４、１１６ 検出器セル １２０Ａ、１２０Ｂ 偏心カム
フロントページの続き (72)発明者 フイ・デイヴィッド・ヒー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ワウ ケシャ、リンカーンシャー・コート、2806 番 (72)発明者 マリー・スー・クルピンス アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ニュ ー・バーリン、サウス・バース・ドライ ブ、6225番
Claims (19)
- 【請求項１】 Ｘ線源がイメージング平面に沿ってＸ線
ビームを形成し且つ検出器がｚ軸方向に延在している複
数の検出器セルを含んでいる計算機式断層撮影システム
で、該検出器におけるセル間ばらつきを監視する方法で
あって、 走査を実行する工程と、 前記検出器セルからデータを取得する工程と、 該セル・データを規格値と比較する工程とを備えている
当該方法。 - 【請求項２】 前記走査を実行する前記工程は、空気走
査を実行する工程を含んでいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記セル・データを規格値と比較する前
に、前記セル・データを正規化する工程を更に含んでい
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記セル・データを正規化する前記工程
は、前記Ｘ線ビームの非一様性を補償する工程を含んで
いる請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記検出器はマルチスライス型検出器で
ある請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 傾向分析を行って、いつ検出器が前記規
格値に対して不適格になるかを予測する工程を更に含ん
でいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 Ｘ線源及び少なくとも１つのマルチスラ
イス型検出器モジュールを含み、各々の検出器モジュー
ルがｚ軸方向に延在している複数の検出器セルを含んで
いるイメージング・システムであって、 走査を実行し、前記検出器セルからデータを取得し、該
セル・データを規格値と比較するように構成されている
イメージング・システム。 - 【請求項８】 前記走査は空気走査である請求項７に記
載のシステム。 - 【請求項９】 当該システムは前記セル・データを正規
化するように更に構成されている請求項７に記載のシス
テム。 - 【請求項１０】 当該システムは前記Ｘ線ビームの非一
様性を補償するように更に構成されている請求項９に記
載のシステム。 - 【請求項１１】 前記検出器はマルチスライス型検出器
である請求項７に記載のシステム。 - 【請求項１２】 当該システムは、傾向分析を行って、
いつ検出器が前記規格値に対して不適格になるかを予測
するように更に構成されている請求項７に記載のシステ
ム。 - 【請求項１３】 当該システムは、前記空気走査の実行
を開始する遠隔サポート・センタを更に含んでいる請求
項７に記載のシステム。 - 【請求項１４】 イメージング平面に沿ってＸ線ビーム
を形成するＸ線源と、ｚ軸方向に延在している複数の検
出器セルを含んでいる検出器とを含んでいるマルチスラ
イス型計算機式断層撮影システムであって、 走査を実行し、前記検出器セルからデータを取得し、該
セル・データを規格値と比較することによって、セル間
ゲインばらつきを監視するように構成されているマルチ
スライス型計算機式断層撮影システム。 - 【請求項１５】 前記走査は空気走査である請求項１４
に記載のシステム。 - 【請求項１６】 当該システムは、前記セル・データを
正規化するように更に構成されている請求項１４に記載
のシステム。 - 【請求項１７】 当該システムは、前記Ｘ線ビームの非
一様性を補償するように更に構成されている請求項１６
に記載のシステム。 - 【請求項１８】 当該システムは、傾向分析を行って、
いつ検出器が前記規格値に対して不適格になるかを予測
するように更に構成されている請求項１４に記載のシス
テム。 - 【請求項１９】 当該システムは、前記空気走査の実行
を開始する遠隔サポート・センタを更に含んでいる請求
項１４に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/140110 | 1998-08-25 | ||
| US09/140,110 US6327329B1 (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Methods and apparatus for monitoring detector image quality |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000079114A true JP2000079114A (ja) | 2000-03-21 |
| JP2000079114A5 JP2000079114A5 (ja) | 2008-11-27 |
| JP4782905B2 JP4782905B2 (ja) | 2011-09-28 |
Family
ID=22489804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23222899A Expired - Lifetime JP4782905B2 (ja) | 1998-08-25 | 1999-08-19 | 検出器のセル間ばらつきを監視する方法及び計算機式断層撮影システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6327329B1 (ja) |
| EP (1) | EP0982683A3 (ja) |
| JP (1) | JP4782905B2 (ja) |
| IL (1) | IL131402A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100446638B1 (ko) * | 2001-10-04 | 2004-09-04 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | 다중 패킷 호 지원이 가능한 패킷 단말기 및 이 패킷단말기에서의 다중 패킷 호 지원 방법 |
| JP2005028114A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-02-03 | Canon Inc | 放射線撮影装置及び放射線撮影方法 |
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