JP2001174565A - Ｘ線イメージング・システムにおいて検出器アレイをスキャンするための方法及び装置 - Google Patents
Ｘ線イメージング・システムにおいて検出器アレイをスキャンするための方法及び装置Info
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- Measurement Of Radiation (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の領域に区分けされた検出器素子の２次
元アレイを含む新規なＸ線検出器を提供する。 【解決手段】 ２次元アレイ（１００）内の各領域（１
０２，１０４）内の検出器素子（１５０）は、別々にゲ
ート制御することができ、また、共通のデータ線（１５
２）を介して領域前置増幅器（１０６）へデータを読み
出すように、検出器素子をフロック（１１２又は１４）
単位でゲート駆動することができる。ゲート制御線（１
０８）をスキャン・シーケンサ（１１０）によって操作
して、具体的な臨床応用向けにＸ線検出器が最適化され
るように検出器アレイの各領域から読み出したデータの
空間分解能を別々に選択するスキャンを実行することが
できる。
元アレイを含む新規なＸ線検出器を提供する。 【解決手段】 ２次元アレイ（１００）内の各領域（１
０２，１０４）内の検出器素子（１５０）は、別々にゲ
ート制御することができ、また、共通のデータ線（１５
２）を介して領域前置増幅器（１０６）へデータを読み
出すように、検出器素子をフロック（１１２又は１４）
単位でゲート駆動することができる。ゲート制御線（１
０８）をスキャン・シーケンサ（１１０）によって操作
して、具体的な臨床応用向けにＸ線検出器が最適化され
るように検出器アレイの各領域から読み出したデータの
空間分解能を別々に選択するスキャンを実行することが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の分野は、検出器のア
レイ（配列）を用いて画像を作成するＸ線イメージング
・システムである。
レイ（配列）を用いて画像を作成するＸ線イメージング
・システムである。
【０００２】
【発明の背景】従来の透視システムは、患者などの被検
体を透過させてＸ線ビームを投射するＸ線源を含んでい
る。このＸ線をイメージ・インテンシファイアにより可
視光の画像に変換し、この画像をモニタ上に表示させる
ためにビデオ・カメラを用いてアナログ・ビデオ信号を
発生させている。
体を透過させてＸ線ビームを投射するＸ線源を含んでい
る。このＸ線をイメージ・インテンシファイアにより可
視光の画像に変換し、この画像をモニタ上に表示させる
ためにビデオ・カメラを用いてアナログ・ビデオ信号を
発生させている。
【０００３】最近では、２次元アレイの形に配列された
数千個の光検出器素子を含む高分解能の半導体Ｘ線検出
器が開発されている。各検出器素子は、検出器が投射し
たＸ線画像内の各画素の輝度に対応する電気信号を発生
する。各検出器素子からの信号は個々に読み出されて、
さらに画像の処理、格納（記憶）及び表示のためにディ
ジタル化される。こうしたシステムは、例えば、米国特
許第４，９９６，４１３号、同第５，３５２，８８４
号、並びに同第５，４０１，６６８号に記載されてい
る。
数千個の光検出器素子を含む高分解能の半導体Ｘ線検出
器が開発されている。各検出器素子は、検出器が投射し
たＸ線画像内の各画素の輝度に対応する電気信号を発生
する。各検出器素子からの信号は個々に読み出されて、
さらに画像の処理、格納（記憶）及び表示のためにディ
ジタル化される。こうしたシステムは、例えば、米国特
許第４，９９６，４１３号、同第５，３５２，８８４
号、並びに同第５，４０１，６６８号に記載されてい
る。
【０００４】図１に示すように、検出器アレイは、垂直
方向の列と水平方向の行とを構成する検出器素子の２次
元アレイの形に配列されている。検出器素子の各列はそ
れぞれ１つの前置増幅器に接続され、また検出器素子の
各行はそれぞれ行ゲート制御回路からの１つの制御線に
接続されている。この検出器信号に対するスキャンは、
行ゲート制御線を順次イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）にす
ることによって同時に１つの行に対して実施する。
方向の列と水平方向の行とを構成する検出器素子の２次
元アレイの形に配列されている。検出器素子の各列はそ
れぞれ１つの前置増幅器に接続され、また検出器素子の
各行はそれぞれ行ゲート制御回路からの１つの制御線に
接続されている。この検出器信号に対するスキャンは、
行ゲート制御線を順次イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）にす
ることによって同時に１つの行に対して実施する。
【０００５】図２に示すように、この従来技術によるス
キャン技法の結果、検出器信号は、大きさが等しく且つ
検出器素子の１つの水平線として形成される検出器領域
から読み出されることになる。この従来技術の技法によ
れば検出器アレイ及び付属回路の構成を簡略化できる
が、この線形状領域では極めて制約を伴うと共に、画像
を作成しようとする対象物とは何の関係も持たせること
ができない。
キャン技法の結果、検出器信号は、大きさが等しく且つ
検出器素子の１つの水平線として形成される検出器領域
から読み出されることになる。この従来技術の技法によ
れば検出器アレイ及び付属回路の構成を簡略化できる
が、この線形状領域では極めて制約を伴うと共に、画像
を作成しようとする対象物とは何の関係も持たせること
ができない。
【０００６】従来の検出器アレイの別の特徴は、これら
のアレイが単一で、固定した画像分解能を有することで
ある。各検出器素子から別々に信号が読み取られるた
め、その画像分解能は検出器素子の大きさ及びその間隔
により決定される。検出器アレイ内の行及び列の数は、
通常経済的考慮により制限を受ける。したがって、その
画像分解能は、通常、コストの要因や検出器アレイの指
定された全体の大きさによって決定される。
のアレイが単一で、固定した画像分解能を有することで
ある。各検出器素子から別々に信号が読み取られるた
め、その画像分解能は検出器素子の大きさ及びその間隔
により決定される。検出器アレイ内の行及び列の数は、
通常経済的考慮により制限を受ける。したがって、その
画像分解能は、通常、コストの要因や検出器アレイの指
定された全体の大きさによって決定される。
【０００７】従来の検出器アレイの別の特徴は、その検
出器素子が同じ速度でスキャンされることである。すな
わち、表示されている画像をリフレッシュさせるために
検出器信号をスキャンする場合、検出器素子のすべてが
スキャンされ、それらの信号が次の画像フレームを作成
するために用いられる。検出器素子は入射するＸ線の強
度に比例する電荷を蓄積するので、患者の範囲外の領域
にある検出器素子は急速に飽和し、また患者の範囲内の
領域にある検出器素子はＸ線減衰量に依存するより遅い
速度で電荷蓄積が進むことになる。Ｘ線量並びに検出器
アレイをスキャンする時間間隔は、臨床上関心のある領
域に位置する検出器に十分な電荷が蓄積するように設定
される。このことは、画像の信号対雑音比を臨床上受容
可能なレベルに維持するために必要である。一方、患者
の範囲外に位置する検出器素子は減衰を受けていないＸ
線を受け取り、飽和状態になる、すなわち過大な電荷蓄
積を生じる可能性がある。検出器アレイをスキャンする
速度は単一の値にしか設定できないため、この値は画像
内のすべての位置で飽和を回避するという要件を満たす
ようにするのが普通である。
出器素子が同じ速度でスキャンされることである。すな
わち、表示されている画像をリフレッシュさせるために
検出器信号をスキャンする場合、検出器素子のすべてが
スキャンされ、それらの信号が次の画像フレームを作成
するために用いられる。検出器素子は入射するＸ線の強
度に比例する電荷を蓄積するので、患者の範囲外の領域
にある検出器素子は急速に飽和し、また患者の範囲内の
領域にある検出器素子はＸ線減衰量に依存するより遅い
速度で電荷蓄積が進むことになる。Ｘ線量並びに検出器
アレイをスキャンする時間間隔は、臨床上関心のある領
域に位置する検出器に十分な電荷が蓄積するように設定
される。このことは、画像の信号対雑音比を臨床上受容
可能なレベルに維持するために必要である。一方、患者
の範囲外に位置する検出器素子は減衰を受けていないＸ
線を受け取り、飽和状態になる、すなわち過大な電荷蓄
積を生じる可能性がある。検出器アレイをスキャンする
速度は単一の値にしか設定できないため、この値は画像
内のすべての位置で飽和を回避するという要件を満たす
ようにするのが普通である。
【０００８】
【発明の概要】本発明は、複数の領域に区分けした検出
器素子アレイを有するＸ線検出器であって、各領域が複
数の行及び複数の列の形に配列された複数の検出器素子
を含み、１つの領域内の検出器素子のすべてが共通のデ
ータ線に接続され、かつ１つの領域内の各検出器素子は
複数の制御線のうちの別々の１つに接続されるようにし
た改良型のＸ線検出器である。これらの制御線の各々は
スキャン・シーケンサにより駆動され、このスキャン・
シーケンサはＸ線検出器を様々な異なる方式でスキャン
するように動作させることができる。検出器アレイは、
各領域において異なるスキャン速度が可能となるよう
に、各領域において異なる分解能が可能となるように、
並びに不要なデータの作成を低減するようにスキャンす
ることができる。
器素子アレイを有するＸ線検出器であって、各領域が複
数の行及び複数の列の形に配列された複数の検出器素子
を含み、１つの領域内の検出器素子のすべてが共通のデ
ータ線に接続され、かつ１つの領域内の各検出器素子は
複数の制御線のうちの別々の１つに接続されるようにし
た改良型のＸ線検出器である。これらの制御線の各々は
スキャン・シーケンサにより駆動され、このスキャン・
シーケンサはＸ線検出器を様々な異なる方式でスキャン
するように動作させることができる。検出器アレイは、
各領域において異なるスキャン速度が可能となるよう
に、各領域において異なる分解能が可能となるように、
並びに不要なデータの作成を低減するようにスキャンす
ることができる。
【０００９】
【発明の全般的な説明】本発明の一面では、検出器アレ
イを一度に１行ずつ読み出している従来技術のスキャン
方法には臨床的な妥当性や利益がないという認識であ
る。行単位スキャンに関して取り上げることができるこ
とは、こうしたスキャンを実行するために必要な回路は
最も複雑にならずに済むということだけである。検出器
アレイを検出器素子のサブアレイから構成される領域に
区分けすることにより、さらに有用で汎用性のあるシス
テムを提供できるということが本発明の認識である。こ
うしたＸ線検出器の１つを、例として図３に示してあ
る。図３では３６×３６素子の検出器アレイ１００が３
６個の領域１０２に区分けされている。各領域１０２
は、参照番号１０４に示すように、３６個の検出器素子
を６行×６列に配列したサブアレイである。各領域１０
２内のすべての検出器素子は共通のデータ線１０５を介
して３６個の前置増幅器１０６のうちの１つに接続され
ており、１つの領域１０２内にある３６個の検出器素子
の各々はスキャン・シーケンサ１１０により駆動されて
る３６本の制御線１０８のうちの個別の１つに接続され
ている。各領域１０２は、１本のデータ線１０５及び１
つの前置増幅器１０６が関連付けられており、３６本の
制御線１０８の各々は３６個の領域１０２の各々にある
同じ対応をもった検出器素子に関連付けられている。
イを一度に１行ずつ読み出している従来技術のスキャン
方法には臨床的な妥当性や利益がないという認識であ
る。行単位スキャンに関して取り上げることができるこ
とは、こうしたスキャンを実行するために必要な回路は
最も複雑にならずに済むということだけである。検出器
アレイを検出器素子のサブアレイから構成される領域に
区分けすることにより、さらに有用で汎用性のあるシス
テムを提供できるということが本発明の認識である。こ
うしたＸ線検出器の１つを、例として図３に示してあ
る。図３では３６×３６素子の検出器アレイ１００が３
６個の領域１０２に区分けされている。各領域１０２
は、参照番号１０４に示すように、３６個の検出器素子
を６行×６列に配列したサブアレイである。各領域１０
２内のすべての検出器素子は共通のデータ線１０５を介
して３６個の前置増幅器１０６のうちの１つに接続され
ており、１つの領域１０２内にある３６個の検出器素子
の各々はスキャン・シーケンサ１１０により駆動されて
る３６本の制御線１０８のうちの個別の１つに接続され
ている。各領域１０２は、１本のデータ線１０５及び１
つの前置増幅器１０６が関連付けられており、３６本の
制御線１０８の各々は３６個の領域１０２の各々にある
同じ対応をもった検出器素子に関連付けられている。
【００１０】検出器アレイ１００は、多くの異なる方法
でスキャンすることができる。使用する具体的なスキャ
ン方法は、スキャン・シーケンサ１１０の操作により決
定される。例えば、シーケンサ１１０により３６本の制
御線１０８を順次イネーブルにするような高分解能モー
ドで、検出器アレイ１００をスキャンすることができ
る。この例では、各サブアレイ１０４内の１つの検出器
素子は当該の素子の領域１０２に関連付けられた前置増
幅器１０６に読み出される。スキャンの終了時点で、１
枚の３６×３６ピクセル画像を作成することができる。
でスキャンすることができる。使用する具体的なスキャ
ン方法は、スキャン・シーケンサ１１０の操作により決
定される。例えば、シーケンサ１１０により３６本の制
御線１０８を順次イネーブルにするような高分解能モー
ドで、検出器アレイ１００をスキャンすることができ
る。この例では、各サブアレイ１０４内の１つの検出器
素子は当該の素子の領域１０２に関連付けられた前置増
幅器１０６に読み出される。スキャンの終了時点で、１
枚の３６×３６ピクセル画像を作成することができる。
【００１１】さらに、検出器アレイ１００はより低い空
間分解能でより高速にスキャンすることができる。例え
ば、スキャン・シーケンサ１１０は、同時に４本の制御
線を駆動し、各領域１０２から同時に４個の検出器素子
を読み出させることができる。制御線１０８は、破線１
１２で示す４素子の素子ブロックが各前置増幅器１０６
に読み出されるように駆動することができる。このスキ
ャンの終了時点では、１枚の１８×１８ピクセル画像を
作成することができる。同様に、スキャン・シーケンサ
１１０は、破線１１４で示す９素子の素子ブロックを読
み出すように動作させることができる。このスキャンの
終了時点では、１枚の１２×１２ピクセル画像を作成す
ることができる。検出器アレイ１００が図３で示した数
よりもさらに多くの検出器素子及びさらに多くの領域を
有し得ることは、当業者であれば理解されよう。この例
では、単に本発明をより明瞭に例示する目的から、その
サイズを制限したものである。
間分解能でより高速にスキャンすることができる。例え
ば、スキャン・シーケンサ１１０は、同時に４本の制御
線を駆動し、各領域１０２から同時に４個の検出器素子
を読み出させることができる。制御線１０８は、破線１
１２で示す４素子の素子ブロックが各前置増幅器１０６
に読み出されるように駆動することができる。このスキ
ャンの終了時点では、１枚の１８×１８ピクセル画像を
作成することができる。同様に、スキャン・シーケンサ
１１０は、破線１１４で示す９素子の素子ブロックを読
み出すように動作させることができる。このスキャンの
終了時点では、１枚の１２×１２ピクセル画像を作成す
ることができる。検出器アレイ１００が図３で示した数
よりもさらに多くの検出器素子及びさらに多くの領域を
有し得ることは、当業者であれば理解されよう。この例
では、単に本発明をより明瞭に例示する目的から、その
サイズを制限したものである。
【００１２】さらに、本発明では、検出器アレイ１００
の異なる領域１０２に対して異なる読み出しをすること
ができる。例えば、領域１０２のうちの幾つかは低空間
分解能モードでより頻繁に読み出す一方、別の領域１０
２は高空間分解能モードでより低い回数読み出すことが
できる。この能力の応用の１つは、撮像している患者の
範囲内にある領域１０２と、背景に相当する領域とを区
別することである。背景の領域１０２は低分解能モード
でスキャンし、患者の領域１０２はこれより高い分解能
でスキャンする。これにより、多くの恩恵が得られる。
患者の領域１０２は、その領域内の各検出器素子上に電
荷を蓄積させるためにより長い時間が与えられるよう
に、より低速で読み取られる。これにより、画像のうち
の臨床上重要な領域においてより高いＳＮＲを達成でき
る。一方、背景の領域１０２は、この領域に対する検出
器素子上の電荷による検出器及び前置増幅器の飽和を防
ぐために、より速い速度で読み取られる。さらに、低分
解能の背景データはよい速い速度で得られるため、この
データのうちの多くは無視あるいは廃棄されることがあ
る。これにより、Ｘ線システムにかかる処理負荷を有意
に減少させると共に、プロセッサに制約される(process
or-bound) システムに対する時間分解能を全体として高
めることができる。
の異なる領域１０２に対して異なる読み出しをすること
ができる。例えば、領域１０２のうちの幾つかは低空間
分解能モードでより頻繁に読み出す一方、別の領域１０
２は高空間分解能モードでより低い回数読み出すことが
できる。この能力の応用の１つは、撮像している患者の
範囲内にある領域１０２と、背景に相当する領域とを区
別することである。背景の領域１０２は低分解能モード
でスキャンし、患者の領域１０２はこれより高い分解能
でスキャンする。これにより、多くの恩恵が得られる。
患者の領域１０２は、その領域内の各検出器素子上に電
荷を蓄積させるためにより長い時間が与えられるよう
に、より低速で読み取られる。これにより、画像のうち
の臨床上重要な領域においてより高いＳＮＲを達成でき
る。一方、背景の領域１０２は、この領域に対する検出
器素子上の電荷による検出器及び前置増幅器の飽和を防
ぐために、より速い速度で読み取られる。さらに、低分
解能の背景データはよい速い速度で得られるため、この
データのうちの多くは無視あるいは廃棄されることがあ
る。これにより、Ｘ線システムにかかる処理負荷を有意
に減少させると共に、プロセッサに制約される(process
or-bound) システムに対する時間分解能を全体として高
めることができる。
【００１３】本発明の別の面は、画像の異なる領域から
のＸ線照射量を計測できることである。この計測の分解
能は、単一検出器素子の分解能から、領域１０２全体の
分解能までの範囲にある。予備スキャンにより、異なる
位置において照射量を計測し、さらに、この計測値に基
づいて領域１０２の各々に対する最良の空間／コントラ
スト分解能を決定し、これを用いてスキャン・シーケン
サ１１０をプログラムすることができる。患者に対する
こうした予備スキャンを用いて臨床関心領域（例えば、
具体的な臓器など）を特定し、これに対応する領域１０
２に対する分解能／コントラストを最適化することがで
きる。次いで、プログラムしたスキャン・シーケンサ１
１０により、臨床上関心のある領域に対して高分解能で
高ＳＮＲの画像を提供するように最適化した画像スキャ
ンを、検出器アレイ１００に対して実行する。
のＸ線照射量を計測できることである。この計測の分解
能は、単一検出器素子の分解能から、領域１０２全体の
分解能までの範囲にある。予備スキャンにより、異なる
位置において照射量を計測し、さらに、この計測値に基
づいて領域１０２の各々に対する最良の空間／コントラ
スト分解能を決定し、これを用いてスキャン・シーケン
サ１１０をプログラムすることができる。患者に対する
こうした予備スキャンを用いて臨床関心領域（例えば、
具体的な臓器など）を特定し、これに対応する領域１０
２に対する分解能／コントラストを最適化することがで
きる。次いで、プログラムしたスキャン・シーケンサ１
１０により、臨床上関心のある領域に対して高分解能で
高ＳＮＲの画像を提供するように最適化した画像スキャ
ンを、検出器アレイ１００に対して実行する。
【００１４】本発明のさらに別の面は、イメージング・
システムのコストを軽減できることである。ある領域を
高分解能のイメージングに構成しかつ他の領域を低分解
能イメージングに構成することにより、利用可能な電子
的ハードウェアをより効率的に使用することができる。
これにより、所与の一組の画質仕様に対して使用すべき
電子的ハードウェアの量を減らすことができる。さら
に、画像再構成ハードウェア及び処理能力を対応して小
さくすることにより、背景領域などの領域からの過剰な
データの収集を減少させることができる。
システムのコストを軽減できることである。ある領域を
高分解能のイメージングに構成しかつ他の領域を低分解
能イメージングに構成することにより、利用可能な電子
的ハードウェアをより効率的に使用することができる。
これにより、所与の一組の画質仕様に対して使用すべき
電子的ハードウェアの量を減らすことができる。さら
に、画像再構成ハードウェア及び処理能力を対応して小
さくすることにより、背景領域などの領域からの過剰な
データの収集を減少させることができる。
【００１５】
【好ましい実施形態の説明】先ず図４を参照すると、Ｘ
線装置１４は電源１６により付勢されたときに、Ｘ線ビ
ーム１７を放出するＸ線管１５を含む。図示したよう
に、Ｘ線ビームはＸ線を透過するテーブル２０の上に横
たえられた患者１８の方向に導かれる。ビームのうちテ
ーブルと患者を透過する部分はＸ線検出器アセンブリ２
２上に入射する。このＸ線検出器アセンブリ２２は、Ｘ
線量子（フォトン）を可視光スペクトルのより低エネル
ギーの光量子に変換するシンチレータ２４を含んでい
る。このシンチレータ２４に隣接して画像光検出器アレ
イ２６があり、これにより光量子を電気信号に変換させ
る。より詳細には以下で説明するが、検出器制御装置２
７は、画像を取得し光検出器素子の各々から信号を読み
出すように検出器アレイ２６を動作させるための電子回
路を含んでいる。
線装置１４は電源１６により付勢されたときに、Ｘ線ビ
ーム１７を放出するＸ線管１５を含む。図示したよう
に、Ｘ線ビームはＸ線を透過するテーブル２０の上に横
たえられた患者１８の方向に導かれる。ビームのうちテ
ーブルと患者を透過する部分はＸ線検出器アセンブリ２
２上に入射する。このＸ線検出器アセンブリ２２は、Ｘ
線量子（フォトン）を可視光スペクトルのより低エネル
ギーの光量子に変換するシンチレータ２４を含んでい
る。このシンチレータ２４に隣接して画像光検出器アレ
イ２６があり、これにより光量子を電気信号に変換させ
る。より詳細には以下で説明するが、検出器制御装置２
７は、画像を取得し光検出器素子の各々から信号を読み
出すように検出器アレイ２６を動作させるための電子回
路を含んでいる。
【００１６】画像光検出器アレイ２６からの出力信号
は、Ｘ線画像信号の収集、処理及び強調のための回路を
含んでいる画像処理プロセッサ２８に結合されている。
処理された画像はビデオ・モニタ３２上に表示されると
共に、画像記憶デバイス３０内に格納することができ
る。Ｘ線装置１４の全体の動作は、オペレータ・インタ
フェース・パネル３８を介してユーザからのコマンドを
受け取るシステム制御装置３６により統括されている。
は、Ｘ線画像信号の収集、処理及び強調のための回路を
含んでいる画像処理プロセッサ２８に結合されている。
処理された画像はビデオ・モニタ３２上に表示されると
共に、画像記憶デバイス３０内に格納することができ
る。Ｘ線装置１４の全体の動作は、オペレータ・インタ
フェース・パネル３８を介してユーザからのコマンドを
受け取るシステム制御装置３６により統括されている。
【００１７】画像光検出器アレイ２６は、ガラス基板上
のアモルファス・シリコン・デバイスで構成されてい
る。画像光検出器アレイは、米国特許第５，０４１，８
８８号、同第５，３５２，８８４号及び同第５，４０
１，６６８号に開示されている技法などよく知られた技
法を用いて製作される。本発明を実現させるための個別
の検出器素子は、従来のシステムで行われているような
行と列の構成で相互接続されていない。検出器素子は、
行と列の構成ではなく、図３に示すように、領域１０２
を形成するように相互接続されている。好ましい実施形
態では、光検出器アレイ２６は、４０９６個の領域１０
２に区分けされた、２０４８×２０４８個の検出器素子
を有する。各領域１０２は、それぞれ１つの領域前置増
幅器１０６に接続された３２×３２個の検出器素子を有
する。各検出器素子は、２００×２００マイクロメート
ルの大きさを有する。
のアモルファス・シリコン・デバイスで構成されてい
る。画像光検出器アレイは、米国特許第５，０４１，８
８８号、同第５，３５２，８８４号及び同第５，４０
１，６６８号に開示されている技法などよく知られた技
法を用いて製作される。本発明を実現させるための個別
の検出器素子は、従来のシステムで行われているような
行と列の構成で相互接続されていない。検出器素子は、
行と列の構成ではなく、図３に示すように、領域１０２
を形成するように相互接続されている。好ましい実施形
態では、光検出器アレイ２６は、４０９６個の領域１０
２に区分けされた、２０４８×２０４８個の検出器素子
を有する。各領域１０２は、それぞれ１つの領域前置増
幅器１０６に接続された３２×３２個の検出器素子を有
する。各検出器素子は、２００×２００マイクロメート
ルの大きさを有する。
【００１８】具体的に、領域１０２のうちの１つを概略
図示した図５を参照すると、検出器素子１５０は、物理
的に列と行からなるアレイの形で配列されている。デー
タ線１５２が領域１０２内の各検出器素子１５０に接続
されていて、検出器素子からのデータ信号を領域前置増
幅器１０６の入力に結合させる。前置増幅器１０６は、
このデータ信号を、アナログ対ディジタル変換器（図示
せず）に対して印加するのに適当なレベルまで増幅す
る。
図示した図５を参照すると、検出器素子１５０は、物理
的に列と行からなるアレイの形で配列されている。デー
タ線１５２が領域１０２内の各検出器素子１５０に接続
されていて、検出器素子からのデータ信号を領域前置増
幅器１０６の入力に結合させる。前置増幅器１０６は、
このデータ信号を、アナログ対ディジタル変換器（図示
せず）に対して印加するのに適当なレベルまで増幅す
る。
【００１９】さらに、各領域１０２内の検出器素子１５
０は、それぞれ制御線バス内の１本の個別の制御線１０
８に接続されている。制御線１０８はスキャン・シーケ
ンサ１１０により駆動され、スキャン・シーケンサ１１
０は、実施中の指定されたスキャンにより決定されるパ
ターンで検出器素子１５０からの信号をゲート制御する
ようにプログラムされている。ゲート制御された検出器
素子信号は、データ線１５２を介して領域前置増幅器１
０６に伝達される。より詳細には以下に記載するが、１
つのブロックの検出器素子１５０を同時にゲート駆動す
ことが出来る。この例では、それらの信号はデータ線１
５２上で合成される。
０は、それぞれ制御線バス内の１本の個別の制御線１０
８に接続されている。制御線１０８はスキャン・シーケ
ンサ１１０により駆動され、スキャン・シーケンサ１１
０は、実施中の指定されたスキャンにより決定されるパ
ターンで検出器素子１５０からの信号をゲート制御する
ようにプログラムされている。ゲート制御された検出器
素子信号は、データ線１５２を介して領域前置増幅器１
０６に伝達される。より詳細には以下に記載するが、１
つのブロックの検出器素子１５０を同時にゲート駆動す
ことが出来る。この例では、それらの信号はデータ線１
５２上で合成される。
【００２０】検出器アレイ２６内の残りの領域１０２
も、制御線バス１０８に対するのと同じ方式で接続され
る。しかし、各領域１０２は独自の前置増幅器１０６を
有している。このため、各領域１０２内の対応する検出
器素子１５０は、スキャン・シーケンサ１１０により同
一の時点でゲート制御を受けているが、その信号は別々
の対応する領域前置増幅器１０６により捕捉される。
も、制御線バス１０８に対するのと同じ方式で接続され
る。しかし、各領域１０２は独自の前置増幅器１０６を
有している。このため、各領域１０２内の対応する検出
器素子１５０は、スキャン・シーケンサ１１０により同
一の時点でゲート制御を受けているが、その信号は別々
の対応する領域前置増幅器１０６により捕捉される。
【００２１】別にスキャン・シーケンサ回路を追加して
検出器アレイ２６内の選択した領域１０２を様々な速度
で読み出すことができることが理解されよう。例えば、
検出器アレイ２６を、選択した領域１０２を読み出すた
めに複数のスキャン・シーケンサを割り当てるように構
成することができる。例えば、異なる領域１０２に割り
当てられた２つのスキャン・シーケンサ１１０を電界効
果トランジスタ・スイッチ（図示せず）に選択的に接続
させ、次いでスキャン・シーケンサ１１０により、第１
のセットの検出器素子（または複数の素子）からの信号
を前置増幅器１０６に対してある速度で読み出すと共
に、別のセットの検出器素子（または複数の素子）から
の信号を前置増幅器１０６に対して全体として異なる速
度で読み出す。さらに、特定のスキャン・シーケンサ及
び領域１０２を違った構成にした別の回路配置も可能で
ある。
検出器アレイ２６内の選択した領域１０２を様々な速度
で読み出すことができることが理解されよう。例えば、
検出器アレイ２６を、選択した領域１０２を読み出すた
めに複数のスキャン・シーケンサを割り当てるように構
成することができる。例えば、異なる領域１０２に割り
当てられた２つのスキャン・シーケンサ１１０を電界効
果トランジスタ・スイッチ（図示せず）に選択的に接続
させ、次いでスキャン・シーケンサ１１０により、第１
のセットの検出器素子（または複数の素子）からの信号
を前置増幅器１０６に対してある速度で読み出すと共
に、別のセットの検出器素子（または複数の素子）から
の信号を前置増幅器１０６に対して全体として異なる速
度で読み出す。さらに、特定のスキャン・シーケンサ及
び領域１０２を違った構成にした別の回路配置も可能で
ある。
【００２２】スキャン・シーケンサ１１０は、検出器ア
レイ２６に対して広範で様々なスキャン、または読み出
しを実行させるようにプログラムすることができる。高
分解能スキャンでは、そのスキャン・シーケンサ１１０
は、例えば、各検出器素子１５０を一度に１素子の割で
順次ゲート制御するようにプログラムされている。した
がって、各検出器素子１５０により、検出器素子１５０
の間隔に対応した分解能を有する、再構成画像内の個別
のピクセルに対する信号を提供することができる。
レイ２６に対して広範で様々なスキャン、または読み出
しを実行させるようにプログラムすることができる。高
分解能スキャンでは、そのスキャン・シーケンサ１１０
は、例えば、各検出器素子１５０を一度に１素子の割で
順次ゲート制御するようにプログラムされている。した
がって、各検出器素子１５０により、検出器素子１５０
の間隔に対応した分解能を有する、再構成画像内の個別
のピクセルに対する信号を提供することができる。
【００２３】低分解能画像は、そのスキャン・シーケン
サ１１０を検出器素子信号のブロックを読み出すように
プログラムすることにより得られる。例えば、４個の検
出器素子１５０からなるブロックをデータ線１５２上に
読み出し、画像分解能を半分に低下させることができ
る。しかし、この実行に要する読み出し動作回数は４分
の１だけであり、この結果、スキャン速度を最大で４倍
まで上昇させることができる。さらに、より大きなブロ
ックで検出器素子１５０を読み出して分解能をさらに低
下させ、スキャン速度を上昇させることもできる。応用
例の幾つかでは、領域１０２内のすべての検出器素子１
５０を単一のブロックとして読み出すことが望ましい場
合さえある。例えば、較正スキャンの間に大きなブロッ
クで検出器１５０を読み出し、画像平面の全体にわたっ
て照射制御装置３４、または可変型照射制御装置を動作
させ、これによりＸ線管線量率を調整することができ
る。
サ１１０を検出器素子信号のブロックを読み出すように
プログラムすることにより得られる。例えば、４個の検
出器素子１５０からなるブロックをデータ線１５２上に
読み出し、画像分解能を半分に低下させることができ
る。しかし、この実行に要する読み出し動作回数は４分
の１だけであり、この結果、スキャン速度を最大で４倍
まで上昇させることができる。さらに、より大きなブロ
ックで検出器素子１５０を読み出して分解能をさらに低
下させ、スキャン速度を上昇させることもできる。応用
例の幾つかでは、領域１０２内のすべての検出器素子１
５０を単一のブロックとして読み出すことが望ましい場
合さえある。例えば、較正スキャンの間に大きなブロッ
クで検出器１５０を読み出し、画像平面の全体にわたっ
て照射制御装置３４、または可変型照射制御装置を動作
させ、これによりＸ線管線量率を調整することができ
る。
【００２４】本発明が、異なる多くの方式で実施できる
と共に異なる多くの臨床応用で使用できることは明らか
であろう。本発明は、その臨床関心領域が全体の画像撮
影領域のうちの比較的小さな部分を占めるような臨床応
用で特に有用である。こうした応用例としては、例え
ば、小児科画像、臓器及び手足の画像、頭部画像、心臓
及び腫瘍画像などがある。
と共に異なる多くの臨床応用で使用できることは明らか
であろう。本発明は、その臨床関心領域が全体の画像撮
影領域のうちの比較的小さな部分を占めるような臨床応
用で特に有用である。こうした応用例としては、例え
ば、小児科画像、臓器及び手足の画像、頭部画像、心臓
及び腫瘍画像などがある。
【図１】典型的な従来技術によるＸ線検出器アレイの概
要図である。
要図である。
【図２】従来技術によるＸ線検出器によりスキャンされ
る線状セグメントを表した模式図である。
る線状セグメントを表した模式図である。
【図３】本発明によるＸ線検出器によりスキャンされる
領域を表した模式図である。
領域を表した模式図である。
【図４】本発明を利用するＸ線イメージング・システム
の好ましい実施形態のブロック図である。
の好ましい実施形態のブロック図である。
【図５】本発明を利用するＸ線検出器の好ましい実施形
態の１つの領域の概略配線図である。
態の１つの領域の概略配線図である。
１４ Ｘ線装置 １５ Ｘ線管 １６ 電源 １７ Ｘ線ビーム １８ 患者 ２０ テーブル ２２ Ｘ線検出器アセンブリ ２４ シンチレータ ２６ 画像光検出器アレイ ２７ 検出器制御装置 ２８ 画像処理プロセッサ ３０ 画像記憶デバイス ３２ ビデオ・モニタ ３４ 照射制御装置 ３６ システム制御装置 ３８ オペレータ・インタフェース・パネル １００ 検出器アレイ １０２ 領域 １０４ サブアレイ １０５ 共通のデータ線 １０６ 前置増幅器 １０８ 制御線 １１０ スキャン・シーケンサ １５０ 検出器素子 １５２ データ線
Claims (17)
- 【請求項１】 多数の列及び多数の行を持つ２次元アレ
イの形に配列されていると共に、複数の領域に区分けさ
れている複数の検出器素子であって、各領域には複数の
行及び複数の列を成す１群の検出器素子が含まれてい
る、複数の検出器素子と、 前記複数の領域に対応した複数のデータ線であって、各
データ線が対応する領域内の検出器素子の各々に接続さ
れているデータ線と、 １つの領域内の複数の検出器素子に対応する複数の制御
線を有する制御線バスであって、各制御線が前記複数の
領域のうちの各領域内の対応する検出器素子に接続され
ている、制御線バスと、 前記制御線バスに接続されると共に、スキャンの際に検
出器素子からデータ信号を読み出すために前記制御線上
にゲート制御信号を順次発生させるように動作するスキ
ャン・シーケンサと、を備えるＸ線検出器。 - 【請求項２】 前記複数のデータ線に複数の前置増幅器
がそれぞれ接続されており、各前置増幅器がスキャンの
際にそれぞれのデータ線からデータ信号を受け取って増
幅するように動作する請求項１に記載のＸ線検出器。 - 【請求項３】 前記複数の領域の各々が、矩形の形状に
配置した１群の検出器素子を含む請求項１に記載のＸ線
検出器。 - 【請求項４】 前記複数の領域が実質的に同じ形状及び
大きさである請求項３に記載のＸ線検出器。 - 【請求項５】 前記スキャン・シーケンサはスキャンの
際に前記複数の領域のうちの１つの領域内にある各々の
個別の検出器素子からデータ信号を順次読み出すための
ゲート制御信号を発生させるように動作し、また前記ス
キャン・シーケンサはスキャンの際に前記複数の領域の
うちの別の１つ領域内にある検出器素子のブロックから
のデータ信号を順次読み出すためのゲート制御信号を発
生させるように動作する請求項１に記載のＸ線検出器。 - 【請求項６】 前記の検出器素子の各ブロックは、前記
２次元アレイ内の複数の行及び複数の列の形に配置され
た検出器素子の矩形のアレイであり、各ブロック内の検
出器素子からのデータ信号は対応する領域データ線上で
合成される請求項５に記載のＸ線検出器。 - 【請求項７】 各ブロックが検出器素子の正方形のアレ
イで構成されている請求項６に記載のＸ線検出器。 - 【請求項８】 前記スキャン・シーケンサが、異なる領
域からのデータ信号を読み出すためのゲート制御信号を
発生して、画像の異なる領域において異なる空間分解能
を有する画像を作成できるように動作する請求項１に記
載のＸ線検出器。 - 【請求項９】 前記複数の領域のうちの選択された領域
内のデータ線に対して、複数の前置増幅器が選択可能に
接続される請求項２に記載のＸ線検出器。 - 【請求項１０】 前記スキャン・シーケンサは、異なる
領域からのデータ信号を読み出すためのゲート制御信号
を発生して、スキャンの際に、前記複数の領域のうちの
１つの領域内にある検出器素子からのデータ信号が、前
記複数の領域のうちの別の１つの領域内にある検出器素
子から読み出されるデータ信号とは異なる速度で読み出
されるように動作する請求項１に記載のＸ線検出器。 - 【請求項１１】 ２次元アレイの検出器素子をスキャン
するための方法であって、 ａ）前記２次元アレイを複数の領域に区分けするステッ
プであって、各領域が２次元サブアレイの検出器素子を
有するステップと、 ｂ）前記複数の領域の各々にある検出器素子から読み出
したデータ信号を対応する領域増幅器に結合するステッ
プと、 ｃ）第１の空間分解能で領域増幅器にデータ信号を読み
出すために、前記複数の領域のうちの選択された１つの
領域内にある検出器素子に対するゲート制御信号を発生
するステップと、 ｄ）第２の空間分解能で領域増幅器にデータ信号を読み
出すために、選択された別の１つの領域内にある検出器
素子に対するゲート制御信号を発生するステップと、を
含む方法。 - 【請求項１２】 前記ステップｃ）及びｄ）で発生する
前記ゲート制御信号の各々が複数の領域に対して発生さ
れる請求項１に記載の方法。 - 【請求項１３】 データ信号から、異なる領域において
異なる空間分解能を有する画像を作成するステップを含
む請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１４】 ２次元アレイの検出器素子から読み出
したデータ信号から画像を再構成するステップを含む請
求項１１に記載の方法。 - 【請求項１５】 ２次元アレイの検出器素子を用いて予
備スキャンを実行して、臨床関心領域を特定するための
画像を作成するステップと、 前記特定した臨床関心領域と空間的位置に関して対応す
る前記１つの領域を選択するステップと、を含む請求項
１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記１つの領域の第１の空間分解能を
第２の空間分解能より高く設定するステップを含む請求
項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記特定した臨床関心領域と空間的位
置に関して対応する複数の領域が前記第１の空間分解能
に設定される請求項１６に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/407,350 US6437338B1 (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Method and apparatus for scanning a detector array in an x-ray imaging system |
| US09/407350 | 1999-09-29 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001174565A true JP2001174565A (ja) | 2001-06-29 |
| JP2001174565A5 JP2001174565A5 (ja) | 2009-11-12 |
| JP4717993B2 JP4717993B2 (ja) | 2011-07-06 |
Family
ID=23611672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000295357A Expired - Lifetime JP4717993B2 (ja) | 1999-09-29 | 2000-09-28 | Ｘ線イメージング・システムにおいて検出器アレイをスキャンするための方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6437338B1 (ja) |
| EP (1) | EP1089555A1 (ja) |
| JP (1) | JP4717993B2 (ja) |
| IL (1) | IL138357A0 (ja) |
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| JP2015102470A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社東芝 | Ｘ線診断装置 |
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| JP2017225172A (ja) * | 2017-08-15 | 2017-12-21 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
| US9921171B2 (en) | 2014-02-10 | 2018-03-20 | Toshiba Medical Systems Corporation | X-ray computer-tomography apparatus |
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| DE10053934A1 (de) * | 2000-10-31 | 2002-05-08 | Philips Corp Intellectual Pty | Vorrichtung und Verfahren zum Auslesen eines in Bildpunkte unterteilten elektronischen Bildsensors |
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| DE10147808A1 (de) * | 2001-09-27 | 2003-04-10 | Conti Temic Microelectronic | Bildaufnehmer, insbesondere zur dreidimensionalen Erfassung von Objekten oder Szenen |
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