JP2000262514A - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置用データ収集システム - Google Patents
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置用データ収集システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、デュアル積分器タイプのデー
タ収集システムにおいて、オフセットやゲインの補正デ
ータ量を低減し、補正データの切替を不要にし、しかも
それらを構成を複雑にすることなく実現することにあ
る。 【解決手段】本発明は、多チャンネル型Ｘ線検出器の検
出素子２０各々から検出信号を入力し、この検出信号を
ディジタル信号に変換して、計算機に出力するＸ線コン
ピュータ断層撮影装置用データ収集システムにおいて、
検出素子２０各々に対して並列に設けられた２個の積分
器２１，２２を、投影データのサンプリング周波数の２
倍の周波数で交互に切り替えるようにしたことを特徴と
している。
タ収集システムにおいて、オフセットやゲインの補正デ
ータ量を低減し、補正データの切替を不要にし、しかも
それらを構成を複雑にすることなく実現することにあ
る。 【解決手段】本発明は、多チャンネル型Ｘ線検出器の検
出素子２０各々から検出信号を入力し、この検出信号を
ディジタル信号に変換して、計算機に出力するＸ線コン
ピュータ断層撮影装置用データ収集システムにおいて、
検出素子２０各々に対して並列に設けられた２個の積分
器２１，２２を、投影データのサンプリング周波数の２
倍の周波数で交互に切り替えるようにしたことを特徴と
している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線コンピュータ
断層撮影装置において多チャンネル型Ｘ線検出器の検出
素子各々から微弱な電流信号を増幅し、それをディジタ
ル信号に変換して、前処理及び再構成処理を行う計算機
に対して受け渡すデータ収集システムに関する。
断層撮影装置において多チャンネル型Ｘ線検出器の検出
素子各々から微弱な電流信号を増幅し、それをディジタ
ル信号に変換して、前処理及び再構成処理を行う計算機
に対して受け渡すデータ収集システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に、従来のシングル積分器タイプの
データ収集システム（ＤＡＳと略称されることもある）
の構成を示している。ここで、シングル積分器タイプと
は、Ｘ線検出器の検出素子（チャンネル）に対して積分
器を１つずつ設けた構成として定義される。この積分器
の動作としては、図５に示すように、投影データをサン
プリングするタイミングを制御するためのいわゆるビュ
ートリガ信号に同期して、リセット期間（放電期間）
と、積分期間とが交互に繰り返されていくというもので
ある。従って、リタット期間はデータ収集できないデッ
ドタイムとなってしまい、その分、Ｘ線の収集効率が低
下してしまうという問題があった。
データ収集システム（ＤＡＳと略称されることもある）
の構成を示している。ここで、シングル積分器タイプと
は、Ｘ線検出器の検出素子（チャンネル）に対して積分
器を１つずつ設けた構成として定義される。この積分器
の動作としては、図５に示すように、投影データをサン
プリングするタイミングを制御するためのいわゆるビュ
ートリガ信号に同期して、リセット期間（放電期間）
と、積分期間とが交互に繰り返されていくというもので
ある。従って、リタット期間はデータ収集できないデッ
ドタイムとなってしまい、その分、Ｘ線の収集効率が低
下してしまうという問題があった。
【０００３】この問題を解決する、つまりリセット期間
というデッドタイムをなくして、Ｘ線の収集効率を１０
０％にするために、図６，図７に示すように、Ｘ線検出
器の検出素子各々に対して２個の積分器を並列して設
け、それらをビュートリガ信号に同期して交互に切り替
えて使用するといういわゆるデュアル積分器タイプに関
する提案がなされている。さらに、このデュアル積分器
タイプで固有の問題点、つまり２個の積分器間でのオフ
セット及びゲインに関する性能不均一の問題を解決する
ために、オフセット補正及びゲイン補正を積分器毎に独
立して行うという提案もなされている。
というデッドタイムをなくして、Ｘ線の収集効率を１０
０％にするために、図６，図７に示すように、Ｘ線検出
器の検出素子各々に対して２個の積分器を並列して設
け、それらをビュートリガ信号に同期して交互に切り替
えて使用するといういわゆるデュアル積分器タイプに関
する提案がなされている。さらに、このデュアル積分器
タイプで固有の問題点、つまり２個の積分器間でのオフ
セット及びゲインに関する性能不均一の問題を解決する
ために、オフセット補正及びゲイン補正を積分器毎に独
立して行うという提案もなされている。
【０００４】これらの提案を具体的に説明する。上述し
たように、デュアル積分器タイプでは、ビュー毎に、使
用する積分器を切り替えて使用するのであるが、ここ
で、検出素子からの単位時間あたりの入力電流を１ｓと
し、投影データのサンプリング周波数の逆数、つまり１
ビューあたりの積分期間を１／Ｎ秒とすると、積分器Ａ
の出力Ｖａおよび積分器Ｂの出力Ｖｂは、 Ｖａ＝Ｃａ-1×∫（１ｓ＋１oa）ｄｔ＋Ｖoa ＝−Ｃａ-1×（１ｓ＋１oa）×Ｎ-1＋Ｖoa ＝（−１ｓ／（Ｃａ×Ｎ））＋（−１oa／（Ｃａ×Ｎ）＋Ｖoa） …（１） Ｖｂ＝Ｃｂ-1−∫（１ｓ＋１ｏｂ）ｄｔ＋Ｖｏｂ ＝（−１ｓ／（Ｃｂ×Ｎ））＋（−１ob／（Ｃｂ×Ｎ）＋Ｖob） …（２） で与えられる。
たように、デュアル積分器タイプでは、ビュー毎に、使
用する積分器を切り替えて使用するのであるが、ここ
で、検出素子からの単位時間あたりの入力電流を１ｓと
し、投影データのサンプリング周波数の逆数、つまり１
ビューあたりの積分期間を１／Ｎ秒とすると、積分器Ａ
の出力Ｖａおよび積分器Ｂの出力Ｖｂは、 Ｖａ＝Ｃａ-1×∫（１ｓ＋１oa）ｄｔ＋Ｖoa ＝−Ｃａ-1×（１ｓ＋１oa）×Ｎ-1＋Ｖoa ＝（−１ｓ／（Ｃａ×Ｎ））＋（−１oa／（Ｃａ×Ｎ）＋Ｖoa） …（１） Ｖｂ＝Ｃｂ-1−∫（１ｓ＋１ｏｂ）ｄｔ＋Ｖｏｂ ＝（−１ｓ／（Ｃｂ×Ｎ））＋（−１ob／（Ｃｂ×Ｎ）＋Ｖob） …（２） で与えられる。
【０００５】ここで、Ｃａ：積分器Ａの積分コンデンサ
の容量 Ｃｂ：積分器Ｂの積分コンデンサの容量 Ｉoa：積分器Ａの反転入力端子に流れるオフセット電流 Ｉob：積分器Ｂの反転入力端子に流れるオフセット電流 Ｖoa：積分器Ａのオフセット電圧出力 Ｖob：積分器Ｂのオフセット電圧出力 なお、Ｖａ、Ｖｂにおいて、（一１ｓ／（Ｃａ×
Ｎ））、（一１ｓ／（Ｃｂ×Ｎ））がそれぞれの信号成
分であり、（−１ｏａ／（Ｃａ×Ｎ）＋Ｖｏａ）、（−
１ｏｂ／（Ｃｂ×Ｎ）＋Ｖｏｂ）がそれぞれのオフセッ
ト成分である。
の容量 Ｃｂ：積分器Ｂの積分コンデンサの容量 Ｉoa：積分器Ａの反転入力端子に流れるオフセット電流 Ｉob：積分器Ｂの反転入力端子に流れるオフセット電流 Ｖoa：積分器Ａのオフセット電圧出力 Ｖob：積分器Ｂのオフセット電圧出力 なお、Ｖａ、Ｖｂにおいて、（一１ｓ／（Ｃａ×
Ｎ））、（一１ｓ／（Ｃｂ×Ｎ））がそれぞれの信号成
分であり、（−１ｏａ／（Ｃａ×Ｎ）＋Ｖｏａ）、（−
１ｏｂ／（Ｃｂ×Ｎ）＋Ｖｏｂ）がそれぞれのオフセッ
ト成分である。
【０００６】信号成分とオフセット成分とは、それぞれ
の積分コンデンサの値やオフセット電流、電圧に依存し
ているため、オフセット補正、ゲイン補正は独立に行う
必要がある。
の積分コンデンサの値やオフセット電流、電圧に依存し
ているため、オフセット補正、ゲイン補正は独立に行う
必要がある。
【０００７】オフセット補正は、無信号時の出力をメモ
リに保存しておき、収集データから引き算することによ
って行われる。無信号時は１ｓ＝０であるから、（１）
式、（２）式のオフセット成分が収集データから差し引
かれることになり、オフセット補正後のデータはそれぞ
れ、 Ｖａｏ＝−１ｓ／（Ｃａ×Ｎ） …（３） Ｖｂｏ＝−１ｓ／（Ｃｂ×Ｎ） …（４） で与えられる。
リに保存しておき、収集データから引き算することによ
って行われる。無信号時は１ｓ＝０であるから、（１）
式、（２）式のオフセット成分が収集データから差し引
かれることになり、オフセット補正後のデータはそれぞ
れ、 Ｖａｏ＝−１ｓ／（Ｃａ×Ｎ） …（３） Ｖｂｏ＝−１ｓ／（Ｃｂ×Ｎ） …（４） で与えられる。
【０００８】次に、ゲイン補正であるが、積分コンデン
サの値の違いを補正するために、例えば、撮影領域内に
何も物体を入れにない状態でデータ収集を行い（この際
も当然オフセット補正が行われる）、このデータを補正
データとしてメモリに保存しておき、実際の収集データ
との比を取ることによって行われる。このゲイン補正用
のデータ収集時の単位時間あたりの入力電流を、１ｒと
し、その時の積分器Ａ，Ｂの出力電圧をＶａｒ、Ｖｂｒ
とすると、オフセット補正後のＶａｒ、Ｖｂｒは、
（３）式、（４）式と同様に、 Ｖａｒ＝-1ｒ／（Ｃａ×Ｎ） …（５） Ｖｂｒ＝−１ｒ／（Ｃｂ×Ｎ） …（６） となる。
サの値の違いを補正するために、例えば、撮影領域内に
何も物体を入れにない状態でデータ収集を行い（この際
も当然オフセット補正が行われる）、このデータを補正
データとしてメモリに保存しておき、実際の収集データ
との比を取ることによって行われる。このゲイン補正用
のデータ収集時の単位時間あたりの入力電流を、１ｒと
し、その時の積分器Ａ，Ｂの出力電圧をＶａｒ、Ｖｂｒ
とすると、オフセット補正後のＶａｒ、Ｖｂｒは、
（３）式、（４）式と同様に、 Ｖａｒ＝-1ｒ／（Ｃａ×Ｎ） …（５） Ｖｂｒ＝−１ｒ／（Ｃｂ×Ｎ） …（６） となる。
【０００９】この補正用のデータと実際の収集データの
比を取ることで、ゲイン補正を行う。つまり、（３）〜
（６）式より、 Ｖａｏ／Ｖａｒ＝Ｖｂｏ／Ｖｂｒ＝１ｓ／１ｒ …（７） となり、各々の積分コンデンサの値はキャンセルされ、
積分器Ａ，Ｂの出力は正規化されて同じ値を取るように
なる。
比を取ることで、ゲイン補正を行う。つまり、（３）〜
（６）式より、 Ｖａｏ／Ｖａｒ＝Ｖｂｏ／Ｖｂｒ＝１ｓ／１ｒ …（７） となり、各々の積分コンデンサの値はキャンセルされ、
積分器Ａ，Ｂの出力は正規化されて同じ値を取るように
なる。
【００１０】このように従来の方法でもオフセットやゲ
インの補正は可能であるが、オフセットおよびゲイン補
正用のデータはそれぞれの積分器について収集し、メモ
リに保存しておかなければならない。近年では、チャン
ネル数が２，０００を越えるデータ収集システムもある
ことを考慮すると、膨大な記憶容量を必要としてしま
う。また、ビュートリガ信号に同期して、２つの補正デ
ータを頻繁に切り替えてデータ処理をしないといけない
という問題がある。
インの補正は可能であるが、オフセットおよびゲイン補
正用のデータはそれぞれの積分器について収集し、メモ
リに保存しておかなければならない。近年では、チャン
ネル数が２，０００を越えるデータ収集システムもある
ことを考慮すると、膨大な記憶容量を必要としてしま
う。また、ビュートリガ信号に同期して、２つの補正デ
ータを頻繁に切り替えてデータ処理をしないといけない
という問題がある。
【００１１】さらに、２種類の補正データのどちらを使
って補正するかを決めるために、どちらの積分器のデー
タを収集したのかを知る手段を必要としたり、もしく
は、毎回必ず予め決まった積分器を最初に使用すること
が必要となり、そのための制御回路が必要となる。
って補正するかを決めるために、どちらの積分器のデー
タを収集したのかを知る手段を必要としたり、もしく
は、毎回必ず予め決まった積分器を最初に使用すること
が必要となり、そのための制御回路が必要となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、デュ
アル積分器タイプのデータ収集システムにおいて、オフ
セットやゲインの補正データ量を低減し、補正データの
切替を不要にし、しかもそれらを構成を複雑にすること
なく実現することにある。
アル積分器タイプのデータ収集システムにおいて、オフ
セットやゲインの補正データ量を低減し、補正データの
切替を不要にし、しかもそれらを構成を複雑にすること
なく実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、多チャンネル
型Ｘ線検出器の検出素子各々から検出信号を入力し、こ
の検出信号をディジタル信号に変換して、計算機に出力
するＸ線コンピュータ断層撮影装置用データ収集システ
ムにおいて、検出素子各々に対して並列に設けられた２
個の積分器を、投影データのサンプリング周波数の２倍
の周波数で交互に切り替えるようにしたことを特徴とし
ている。
型Ｘ線検出器の検出素子各々から検出信号を入力し、こ
の検出信号をディジタル信号に変換して、計算機に出力
するＸ線コンピュータ断層撮影装置用データ収集システ
ムにおいて、検出素子各々に対して並列に設けられた２
個の積分器を、投影データのサンプリング周波数の２倍
の周波数で交互に切り替えるようにしたことを特徴とし
ている。
【００１４】２つの積分器から交互に出力される信号を
加算又は平均する加算器をさらに備えたことを特徴とし
ている。
加算又は平均する加算器をさらに備えたことを特徴とし
ている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＸ線コンピュ
ータ断層撮影装置用データ収集システムを好ましい実施
形態により詳細に説明する。まず、このデータ収集シス
テムが装備されるＸ線コンピュータ断層撮影装置の全体
構成について説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮
影装置には、Ｘ線管と多チャンネル型Ｘ線検出器とが１
体として被検体の周囲を回転するROTATE/ROTATE-TYPE、
リング状にアレイされた多数の検出素子が固定され、Ｘ
線管のみが被検体の周囲を回転するSTATIONARY/ROTATE-
TYPE等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明
のデータ収集システムを適用可能である。ここでは、現
在、主流を占めているROTATE/ROTATE-TYPEとして説明す
る。また、１枚の断層像を再構成するには、被検体の周
囲１周、３６０゜分の投影データの１セットが、ハーフ
スキャン法でも２１０〜２４０゜程度分の投影データの
１セットが必要とされる。いずれの方式にも本発明を適
用可能である。ここでは、一般的な前者の３６０゜分の
投影データセットから１枚の断層像を再構成するものと
して説明する。また、投影データを収集するビューポイ
ントは、３６０゜の中にＮ個存在する、つまり１枚の断
層像を再構成するのに必要な投影データセットは、Ｎ個
の投影データからなるものとする。
ータ断層撮影装置用データ収集システムを好ましい実施
形態により詳細に説明する。まず、このデータ収集シス
テムが装備されるＸ線コンピュータ断層撮影装置の全体
構成について説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮
影装置には、Ｘ線管と多チャンネル型Ｘ線検出器とが１
体として被検体の周囲を回転するROTATE/ROTATE-TYPE、
リング状にアレイされた多数の検出素子が固定され、Ｘ
線管のみが被検体の周囲を回転するSTATIONARY/ROTATE-
TYPE等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明
のデータ収集システムを適用可能である。ここでは、現
在、主流を占めているROTATE/ROTATE-TYPEとして説明す
る。また、１枚の断層像を再構成するには、被検体の周
囲１周、３６０゜分の投影データの１セットが、ハーフ
スキャン法でも２１０〜２４０゜程度分の投影データの
１セットが必要とされる。いずれの方式にも本発明を適
用可能である。ここでは、一般的な前者の３６０゜分の
投影データセットから１枚の断層像を再構成するものと
して説明する。また、投影データを収集するビューポイ
ントは、３６０゜の中にＮ個存在する、つまり１枚の断
層像を再構成するのに必要な投影データセットは、Ｎ個
の投影データからなるものとする。
【００１６】図１に、本実施形態に係るデータ収集シス
テムが装備されるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成
を示す。スキャン本体は、回転リング３を有し、この回
転リング３にＸ線管４と多チャンネル型Ｘ線検出器５と
が寝台６上の被検体を挟んで対向して配置されている。
Ｘ線管４は、スキャンコントローラ１２から供給される
Ｘ線曝射信号により高電圧発生器７から発生される高電
圧を受けて、Ｘ線を放射する。多チャンネル型Ｘ線検出
器５は、電離箱形検出器箱又は半導体検出器で構成さ
れ、Ｘ線管４の焦点を中心として円弧状に複数のＸ線検
出素子が配列されている。
テムが装備されるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成
を示す。スキャン本体は、回転リング３を有し、この回
転リング３にＸ線管４と多チャンネル型Ｘ線検出器５と
が寝台６上の被検体を挟んで対向して配置されている。
Ｘ線管４は、スキャンコントローラ１２から供給される
Ｘ線曝射信号により高電圧発生器７から発生される高電
圧を受けて、Ｘ線を放射する。多チャンネル型Ｘ線検出
器５は、電離箱形検出器箱又は半導体検出器で構成さ
れ、Ｘ線管４の焦点を中心として円弧状に複数のＸ線検
出素子が配列されている。
【００１７】多チャンネル型Ｘ線検出器５には、一般的
にＤＡＳ(data acquisition system) と呼ばれているデ
ータ収集システム６が接続されている。このデータ収集
システム６には、多チャンネル型Ｘ線検出器５から出力
される微弱な電流信号を検出素子（チャンネル）毎に積
分し、増幅し、そしてディジタル信号に変換して出力す
るという機能を有している。
にＤＡＳ(data acquisition system) と呼ばれているデ
ータ収集システム６が接続されている。このデータ収集
システム６には、多チャンネル型Ｘ線検出器５から出力
される微弱な電流信号を検出素子（チャンネル）毎に積
分し、増幅し、そしてディジタル信号に変換して出力す
るという機能を有している。
【００１８】前処理部９では、このデータ収集システム
６からの出力信号を投影データに再配置すると共に、オ
フセット補正、ゲイン補正（チャンネル間の感度均一性
補正）、散乱線補正等の各種補正処理を実行するもので
ある。この前処理部９で補正を受けた投影データに基づ
いて再構成プロセッサ１０で再構成された断層像はディ
スプレイ１１に表示される。
６からの出力信号を投影データに再配置すると共に、オ
フセット補正、ゲイン補正（チャンネル間の感度均一性
補正）、散乱線補正等の各種補正処理を実行するもので
ある。この前処理部９で補正を受けた投影データに基づ
いて再構成プロセッサ１０で再構成された断層像はディ
スプレイ１１に表示される。
【００１９】図２には、本実施形態に係るデータ収集シ
ステム６の１検出素子あたりの構成を示している。実際
には、全ての検出素子に対して、図２の構成が個別に設
けられる。多チャンネル型Ｘ線検出器５の検出素子（チ
ャンネル）各々に対して、２個（一対）の積分器２１，
２２が並列に設けられる。積分器２１，２２はそれぞ
れ、増幅器と、帰還インピーダンスとしてのキャパシタ
Ｃとから構成される一般的なものである。これら２個の
積分器２１，２２は、図３に示すように、積分コントロ
ーラ２９によって制御されるスイッチ２３〜２８の開閉
動作に従って、交互に切り替えられる、つまり積分動作
とリセット動作（放電動作）とが２個の積分器２１，２
２の間で相補的に切り替えられる。
ステム６の１検出素子あたりの構成を示している。実際
には、全ての検出素子に対して、図２の構成が個別に設
けられる。多チャンネル型Ｘ線検出器５の検出素子（チ
ャンネル）各々に対して、２個（一対）の積分器２１，
２２が並列に設けられる。積分器２１，２２はそれぞ
れ、増幅器と、帰還インピーダンスとしてのキャパシタ
Ｃとから構成される一般的なものである。これら２個の
積分器２１，２２は、図３に示すように、積分コントロ
ーラ２９によって制御されるスイッチ２３〜２８の開閉
動作に従って、交互に切り替えられる、つまり積分動作
とリセット動作（放電動作）とが２個の積分器２１，２
２の間で相補的に切り替えられる。
【００２０】これら２個の積分器２１，２２から交互に
読み出される一対の信号は、増幅器３０で増幅され、Ａ
／Ｄ変換器３１でディジタル信号に変換され、加算器３
２で加算又は平均される。この加算又は平均された信号
が、１つのビューポイントに対応する１チャンネル分の
信号である。
読み出される一対の信号は、増幅器３０で増幅され、Ａ
／Ｄ変換器３１でディジタル信号に変換され、加算器３
２で加算又は平均される。この加算又は平均された信号
が、１つのビューポイントに対応する１チャンネル分の
信号である。
【００２１】図３に示したように、従来と同様に、積分
動作とリセット動作とが２個の積分器２１，２２の間で
相補的に切り替えられるものであるが、この切り替え周
波数が従来とは相違する。従来のデュアル積分器タイプ
では、ビュー毎に、使用する積分器を切り替える、つま
りその切替はビュートリガ信号ＶＴにより規定されてい
る投影データのサンプリング周波数で行われる。一方、
本実施形態では、積分器２１，２２の切替は、ビュート
リガ信号ＶＴにより規定されている投影データのサンプ
リング周波数の２倍の周波数で行われる。これにより、
１ビューあたりの積分期間は、積分器２１，２２に半分
ずつ振り分けられる。換言すると、積分器２１，２２各
々の積分期間としては、投影データのサンプリング周波
数の逆数（サンプリング周期）の１／２になるものであ
る。
動作とリセット動作とが２個の積分器２１，２２の間で
相補的に切り替えられるものであるが、この切り替え周
波数が従来とは相違する。従来のデュアル積分器タイプ
では、ビュー毎に、使用する積分器を切り替える、つま
りその切替はビュートリガ信号ＶＴにより規定されてい
る投影データのサンプリング周波数で行われる。一方、
本実施形態では、積分器２１，２２の切替は、ビュート
リガ信号ＶＴにより規定されている投影データのサンプ
リング周波数の２倍の周波数で行われる。これにより、
１ビューあたりの積分期間は、積分器２１，２２に半分
ずつ振り分けられる。換言すると、積分器２１，２２各
々の積分期間としては、投影データのサンプリング周波
数の逆数（サンプリング周期）の１／２になるものであ
る。
【００２２】このように同じビューサイクルにおいて２
個の積分器２１，２２から交互に読み出される一対の信
号は、増幅器３０で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３１でディ
ジタル信号に変換され、加算器３２で加算又は平均され
る。
個の積分器２１，２２から交互に読み出される一対の信
号は、増幅器３０で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３１でディ
ジタル信号に変換され、加算器３２で加算又は平均され
る。
【００２３】ここで、検出素子からの単位時間あたりの
入力電流を１ｓとし、投影データのサンプリング周波数
の逆数、つまり１ビューあたりの積分期間を１／Ｎ秒と
すると、積分器２１，２２各々の積分期間は１／（２・
Ｎ）になるので、積分器２１の出力Ｖａａは、 Ｖａａ＝（−１ｓ／（Ｃａ×２×Ｎ））＋（−１oa／（Ｃａ×２×Ｎ）＋Ｖoa） …（１） となり、同様に、積分器２２の出力Ｖｂｂは、 Ｖｂｂ＝（−１ｓ／（Ｃｂ×２×Ｎ））＋（−１ob／（Ｃｂ×２×Ｎ）＋Ｖob） …（２） で与えられる。 ここで、Ｃａ：積分器Ａの積分コンデンサの容量 Ｃｂ：積分器Ｂの積分コンデンサの容量 Ｉoa：積分器Ａの反転入力端子に流れるオフセット電流 Ｉob：積分器Ｂの反転入力端子に流れるオフセット電流 Ｖoa：積分器Ａのオフセット電圧出力 Ｖob：積分器Ｂのオフセット電圧出力 従って、積分器２１の出力Ｖａａと積分器２２の出力Ｖ
ｂｂとの加算値Ｖとしては、 Ｖ＝Ｖａａ＋Ｖｂｂ ＝（（−１ｓ／（Ｃａ×２×Ｎ））＋（−１oa／（Ｃａ×２×Ｎ）＋Ｖoa）） ＋（（−１ｓ／（Ｃｂ×２×Ｎ））＋（−１ob／（Ｃｂ×２×Ｎ）＋Ｖob））＝ （−１ｓ×（（Ｃａ×２×Ｎ）-1＋（Ｃｂ×２×Ｎ）-1）） ＋（−１oa／（Ｃａ×２×Ｎ）＋Ｖoa−１ob／（Ｃｂ×２×Ｎ）＋Ｖob） …（８） で与えられる。
入力電流を１ｓとし、投影データのサンプリング周波数
の逆数、つまり１ビューあたりの積分期間を１／Ｎ秒と
すると、積分器２１，２２各々の積分期間は１／（２・
Ｎ）になるので、積分器２１の出力Ｖａａは、 Ｖａａ＝（−１ｓ／（Ｃａ×２×Ｎ））＋（−１oa／（Ｃａ×２×Ｎ）＋Ｖoa） …（１） となり、同様に、積分器２２の出力Ｖｂｂは、 Ｖｂｂ＝（−１ｓ／（Ｃｂ×２×Ｎ））＋（−１ob／（Ｃｂ×２×Ｎ）＋Ｖob） …（２） で与えられる。 ここで、Ｃａ：積分器Ａの積分コンデンサの容量 Ｃｂ：積分器Ｂの積分コンデンサの容量 Ｉoa：積分器Ａの反転入力端子に流れるオフセット電流 Ｉob：積分器Ｂの反転入力端子に流れるオフセット電流 Ｖoa：積分器Ａのオフセット電圧出力 Ｖob：積分器Ｂのオフセット電圧出力 従って、積分器２１の出力Ｖａａと積分器２２の出力Ｖ
ｂｂとの加算値Ｖとしては、 Ｖ＝Ｖａａ＋Ｖｂｂ ＝（（−１ｓ／（Ｃａ×２×Ｎ））＋（−１oa／（Ｃａ×２×Ｎ）＋Ｖoa）） ＋（（−１ｓ／（Ｃｂ×２×Ｎ））＋（−１ob／（Ｃｂ×２×Ｎ）＋Ｖob））＝ （−１ｓ×（（Ｃａ×２×Ｎ）-1＋（Ｃｂ×２×Ｎ）-1）） ＋（−１oa／（Ｃａ×２×Ｎ）＋Ｖoa−１ob／（Ｃｂ×２×Ｎ）＋Ｖob） …（８） で与えられる。
【００２４】なお、（−１ｓ×（（Ｃａ×２×Ｎ）-1＋
（Ｃｂ×２×Ｎ）-1））が信号成分であり、（−１oa／
（Ｃａ×２×Ｎ）＋Ｖoa−１ob／（Ｃｂ×２×Ｎ）＋Ｖ
ob）がオフセット成分である。オフセットデータは、Ｉ
ｓ＝０のときの加算器３２の出力Ｖ（＝Ｖａａ＋Ｖｂ
ｂ）として求めることができるので、オフセット補正後
の出力Ｖｏは、 Ｖｏ＝−Ｉｓ（１／（Ｃａ×２×Ｎ）＋１／（Ｃｂ×２×Ｎ）） …（９） となる。ここで、もし、Ｃａ＝Ｃｂとすると、 Ｖｏ＝−Ｉｓ（１／（Ｃａ×Ｎ）） ＝−Ｉｓ（１／（Ｃｂ×Ｎ）） となる。これは、（３）式、（４）式と同じ値となり、
２倍のサンプリング周波数で収集して、前後２ビューの
和をとっていることがわかる。
（Ｃｂ×２×Ｎ）-1））が信号成分であり、（−１oa／
（Ｃａ×２×Ｎ）＋Ｖoa−１ob／（Ｃｂ×２×Ｎ）＋Ｖ
ob）がオフセット成分である。オフセットデータは、Ｉ
ｓ＝０のときの加算器３２の出力Ｖ（＝Ｖａａ＋Ｖｂ
ｂ）として求めることができるので、オフセット補正後
の出力Ｖｏは、 Ｖｏ＝−Ｉｓ（１／（Ｃａ×２×Ｎ）＋１／（Ｃｂ×２×Ｎ）） …（９） となる。ここで、もし、Ｃａ＝Ｃｂとすると、 Ｖｏ＝−Ｉｓ（１／（Ｃａ×Ｎ）） ＝−Ｉｓ（１／（Ｃｂ×Ｎ）） となる。これは、（３）式、（４）式と同じ値となり、
２倍のサンプリング周波数で収集して、前後２ビューの
和をとっていることがわかる。
【００２５】ゲイン補正用のデータＶｒも同様にして、 Ｖｒ＝＝１ｒ（１／（Ｃａ×２×Ｎ）＋１／（Ｃｂ×２×Ｎ）） …（１０） となる。
【００２６】ＶｏとＶｒの比を取ってゲイン補正を行え
ば、 Ｖｏ／Ｖｒ：１ｓ／１ｒ …（１１） となり、（７）式と同じ結果が得られる。
ば、 Ｖｏ／Ｖｒ：１ｓ／１ｒ …（１１） となり、（７）式と同じ結果が得られる。
【００２７】このようにして実際の画像再構成に使用す
るビュー数に対応するサンプリング周波数、つまりビュ
ートリガ信号ＶＴにより規定されている投影データのサ
ンプリング周波数の２倍の周波数で一対の積分器２１，
２２を交互に切り替えて、この一対の積分器２１，２２
から出力される連続する２つの信号の加算値を用いるよ
うにすると、その加算値には積分器２１，２２両方のオ
フセット成分とゲイン成分とが含まれることになるの
で、オフセットやゲイン補正用のデータを１種類持てば
済むようになる。従って、オフセットやゲインの補正デ
ータ量を低減し、補正データの切替が不要になり、しか
もそれらを実現する構成としては加算器を追加するだけ
で済む。
るビュー数に対応するサンプリング周波数、つまりビュ
ートリガ信号ＶＴにより規定されている投影データのサ
ンプリング周波数の２倍の周波数で一対の積分器２１，
２２を交互に切り替えて、この一対の積分器２１，２２
から出力される連続する２つの信号の加算値を用いるよ
うにすると、その加算値には積分器２１，２２両方のオ
フセット成分とゲイン成分とが含まれることになるの
で、オフセットやゲイン補正用のデータを１種類持てば
済むようになる。従って、オフセットやゲインの補正デ
ータ量を低減し、補正データの切替が不要になり、しか
もそれらを実現する構成としては加算器を追加するだけ
で済む。
【００２８】ここで、加算する代わりに、２つの信号の
平均を取っても良い。平均を取ることにより、データの
大きさが１／２になるので、オーバーフローしにくくな
る。
平均を取っても良い。平均を取ることにより、データの
大きさが１／２になるので、オーバーフローしにくくな
る。
【００２９】なお、信号加算や平均回路は図２に示した
ようにデータ収集システム内に設けてもいいし、この程
度の処理であれば、オフセット補正やゲイン補正を行
う、前処理部９で実施しても良い。
ようにデータ収集システム内に設けてもいいし、この程
度の処理であれば、オフセット補正やゲイン補正を行
う、前処理部９で実施しても良い。
【００３０】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、種々変形して実施可能である。
れず、種々変形して実施可能である。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、投影データのサンプリ
ング周波数の２倍の周波数で検出素子に対応する２個の
積分器を交互に切り替えて、この２個の積分器から出力
される連続する２つの信号の加算値を用いるようにする
と、その加算値には積分器両方のオフセット成分とゲイ
ン成分とが含まれることになるので、オフセットやゲイ
ン補正用のデータを１種類持てば済むようになる。従っ
て、オフセットやゲインの補正データ量を低減し、補正
データの切替が不要になり、しかもそれらを実現する構
成としては加算器を追加するだけで済む。
ング周波数の２倍の周波数で検出素子に対応する２個の
積分器を交互に切り替えて、この２個の積分器から出力
される連続する２つの信号の加算値を用いるようにする
と、その加算値には積分器両方のオフセット成分とゲイ
ン成分とが含まれることになるので、オフセットやゲイ
ン補正用のデータを１種類持てば済むようになる。従っ
て、オフセットやゲインの補正データ量を低減し、補正
データの切替が不要になり、しかもそれらを実現する構
成としては加算器を追加するだけで済む。
【図１】本発明の好ましい実施形態に係るデュアル積分
器タイプのデータ収集システムが装備されるＸ線コンピ
ュータ断層撮影装置の全体構成図。
器タイプのデータ収集システムが装備されるＸ線コンピ
ュータ断層撮影装置の全体構成図。
【図２】本実施形態に係るデュアル積分器タイプのデー
タ収集システムの構成図。
タ収集システムの構成図。
【図３】本実施形態によるデュアル積分器の動作説明
図。
図。
【図４】従来のシングル積分器タイプのデータ収集シス
テムの構成図。
テムの構成図。
【図５】従来のシングル積分器の動作説明図。
【図６】従来のデュアル積分器タイプのデータ収集シス
テムの構成図。
テムの構成図。
【図７】従来のデュアル積分器の動作説明図。
３…回転リング、 ４…Ｘ線管、 ５…多チャンネル型Ｘ線検出器、 ６…データ収集システム、 ７…高電圧発生器、 ９…前処理部、 １０…再構成プロセッサ、 １１…ディスプレイ、 １２…スキャンコントローラ、 ２０…検出素子、 ２１…第１積分器、 ２２…第２積分器、 ２３〜２８…スイッチ、 Ｃ…キャパシタ、 ＯＰ…演算増幅器、 ２９…積分コントローラ、 ３０…増幅器、 ３１…Ａ／Ｄ変換器、 ３２…加算器
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA03 BA04 BA12 BA13 CA18 CA28 CA32 CA50 EB13 EB15 FA33 FA34 FA43 FC04 FC18 FC19 FC26 FD01 FD11 FD12 5J069 AA01 AA21 AA51 CA92 FA18 HA29 HA38 KA00 KA01 KA26 KA31 KA33 KA34 SA00 SA15 TA01 TA06
Claims (3)
- 【請求項１】 多チャンネル型Ｘ線検出器の検出素子各
々から検出信号を入力し、前記検出信号をディジタル信
号に変換して、計算機に出力するＸ線コンピュータ断層
撮影装置用データ収集システムにおいて、 前記検出素子各々に対して並列に設けられた２個の積分
器を、投影データのサンプリング周波数の２倍の周波数
で交互に切り替えるようにしたことを特徴とするＸ線コ
ンピュータ断層撮影装置用データ収集システム。 - 【請求項２】 前記２つの積分器から交互に出力される
信号を加算又は平均する加算器をさらに備えたことを特
徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置
用データ収集システム。 - 【請求項３】 Ｘ線管と、 多チャンネル型Ｘ線検出器と、 前記多チャンネル型Ｘ線検出器の検出素子各々から検出
信号を入力し、前記検出信号をディジタル信号に変換す
るデータ収集システムと、 前記データ収集システムを介して収集された投影データ
に基づいて断層像を再構成する計算機とを具備し、 前記データ収集システムは、前記検出素子各々に対して
並列に設けられた２個の積分器と、投影データのサンプ
リング周波数の２倍の周波数で前記２個の積分器を交互
に切り替える積分コントローラとを有し、 前記計算機は、前記２個の積分器から連続的に出力され
る２つの出力信号を加算又は平均する前処理部を有する
ことを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11066611A JP2000262514A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置用データ収集システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11066611A JP2000262514A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置用データ収集システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000262514A true JP2000262514A (ja) | 2000-09-26 |
Family
ID=13320884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11066611A Pending JP2000262514A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置用データ収集システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000262514A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011139786A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線ｃｔ装置 |
| JP2016019178A (ja) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | オリンパス株式会社 | サンプリング回路 |
| WO2018198674A1 (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | コニカミノルタ株式会社 | 光計測装置 |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP11066611A patent/JP2000262514A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011139786A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線ｃｔ装置 |
| JP2016019178A (ja) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | オリンパス株式会社 | サンプリング回路 |
| US9401221B2 (en) | 2014-07-09 | 2016-07-26 | Olympus Corporation | Sampling circuit |
| WO2018198674A1 (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | コニカミノルタ株式会社 | 光計測装置 |
| JPWO2018198674A1 (ja) * | 2017-04-27 | 2020-03-05 | コニカミノルタ株式会社 | 光計測装置 |
| TWI770161B (zh) * | 2017-04-27 | 2022-07-11 | 日商柯尼卡美能達股份有限公司 | 光計測裝置 |
| JP7188382B2 (ja) | 2017-04-27 | 2022-12-13 | コニカミノルタ株式会社 | 光計測装置 |
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