JP2003180674A - データ収集システム及びそれを搭載したx線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents
データ収集システム及びそれを搭載したx線コンピュータ断層撮影装置Info
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Abstract
サービス工数の削減を実現すること。 【解決手段】X線検出器の検出信号を処理してX線CT
本体に受け渡すデータ収集システムにおいて、増幅器1
9、積分器20及びアナログディジタル変換器21を含
む信号処理回路を多チャンネルで装備する複数枚のDA
S基板16と、複数のDAS基板16を着脱自在に接続
する複数のコネクタ18と、複数のコネクタを介して複
数枚のDAS基板16に接続され、信号処理回路の出力
を補正する補正ユニット23,24,25とを具備し、
複数枚のDAS基板16各々には、それぞれのDAS基
板内に装備している複数の信号処理回路の入出力特性に
対応するデータを記憶するメモリ17が装備され、補正
ユニットはメモリ17に記憶されているデータに基づい
て信号処理回路の出力を補正する。
Description
検出された信号を増幅しディジタル信号に変換するため
のデータ収集システム及びそれを搭載したX線コンピュ
ータ断層撮影装置に関する。
装置では、X線管から被検体を透過して検出器で検出さ
れた信号は、データ収集システム(DAS)を通して再
構成処理等を担うコンピュータ装置に受け渡される。
器の検出素子からの出力電流を増幅器で電圧信号に変換
し、その出力をサンプルホールド形の積分器で一定時間
積分し、その出力を逐次比較形のアナログディジタル変
換器(ADC)でディジタル信号に変換する機能を備え
たものである。
さらにはマルチスライスに伴う多チャンネル化により、
データ収集システムには非常に高い処理能力、特に高速
化が要求される。この高速化に答えるためにチャンネル
数の増加が著しい。チャンネル数が増加すると、そのチ
ャンネル間のゲインやオフセットのばらつきが大きくな
り、その補正が必要とされる。
タル変換器が96チャンネル分装備されたDAS基板を
数十枚コネクタに差し込むことで実装していて、それに
よりチャンネル故障に対してDAS基板の交換により簡
単に対処することを実現としている。
ャンネルのゲインやオフセット特性の計測、それを補正
ユニットにフィードバックさせる作業が必要とされる。
そのためDAS基板交換によるダウンタイムの長時間化
及びサービス工数の増加に伴うコストの上昇が避けられ
ない。
S基板交換によるダウンタイムの短縮及びサービス工数
の削減を実現することにある。
より検出された信号を処理してX線コンピュータ断層撮
影装置本体に受け渡すデータ収集システムにおいて、前
記X線検出器の出力を増幅する増幅器及びディジタル化
するアナログディジタル変換器を含む信号処理回路を多
チャンネルで装備する複数枚のDAS基板と、前記複数
のDAS基板を着脱自在に接続する複数のコネクタと、
前記複数のコネクタを介して前記複数枚のDAS基板に
接続され、前記信号処理回路の出力を補正する補正ユニ
ットとを具備し、前記複数枚のDAS基板各々には、そ
れぞれのDAS基板内に装備している複数の信号処理回
路の入出力特性に対応するデータを記憶するメモリ部が
装備され、前記補正ユニットは前記メモリ部に記憶され
ているデータに基づいて前記信号処理回路の出力を補正
する。
るデータ収集システム及びそのデータ収集システムを装
備したX線コンピュータ断層撮影装置を好ましい実施形
態により説明する。
線管とX線検出器とが1体として被検体の周囲を回転す
る回転/回転型、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固
定/回転型等様々な型があり、いずれの型でも本発明を
適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回
転/回転型として説明する。
検体の周囲1周、約360度分の投影データの1セット
が、またハーフスキャン法でも210度〜240度程度
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
者の約360度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。
ムは、シンチレータ等の蛍光体でX線を光に変換し更に
その光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変
換する間接変換形と、特定の半導体のX線により半導体
内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光
導電現象を利用した直接変換形とが主流である。X線検
出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよ
いが、ここでは、前者の間接変換形として説明する。
ータ断層撮影装置(X線CT)の構成をブロック図によ
り示している。ガントリ1は、X線管3と多チャンネル
形X線検出器5とを有する。X線管3は多チャンネル形
X線検出器5とともに回転リングに対向する位置関係で
搭載される。X線管3は、高電圧発生器4から管電圧の
印加及びフィラメント電流の供給を受けてX線を曝射す
る。このX線は被検体Pに照射される。被検体を透過し
たX線は、X線検出器5の各チャンネルで検出される。
acquisition system) と呼ばれているデータ収集システ
ム6がスリップリング7を介して接続されている。デー
タ収集システム6は、X線検出器5により検出された信
号を増幅しディジタル化してX線コンピュータ断層撮影
装置本体(コンピュータ装置)2に受け渡すシステムで
あり、本実施形態で特徴的な構成要素である。データ収
集システム6の詳細については後述する。
メインコントローラ9を中心として、前処理ユニット1
5と、データ保存ユニット10と、再構成ユニット11
と、表示プロセッサ12と、ディスプレイ13とから構
成される。前処理ユニット15では、データ収集システ
ム6から送られてくる信号(この段階のデータは、一般
的に、生データと呼ばれる)を、再構成処理に使えるデ
ータ(この段階のデータは、一般的に、投影データと呼
ばれる)に仕立て上げる処理を担っており、その処理に
は、典型的には、X線管3の管電圧や管電流の変動に伴
うX線強度の変動をリファレンス検出器で検出し、この
検出値に従って生データを正規化してX線強度のばらつ
きを補正するいわゆるリファレンス補正処理、被検体P
の生データから事前に収集しておいた水ファントムの生
データを差し引くことによりウエッジフィルタ等のX線
吸収及び検出器のチャンネル間の感度差を打ち消すため
の水補正処理、さらにビームハードニング補正処理や体
動補正処理等が含まれこともある。
一時的にデータ保存ユニット10に記憶される。そし
て、適時、データ保存ユニット10から読み出され、そ
の投影データに基づいて断層像データが再構成プロセッ
サ11で再構成される。この断層像データは、表示プロ
セッサ12を介してディスプレイ13に表示される。
は、他に、回転リングの回転、高電圧発生器4からの高
電圧パルスの発生、高電圧パルスに同期したデータ収集
システム6の処理、さらに寝台動作等のスキャンに関わ
るコントロールを統括するスキャンコントローラ等を備
えている。
模式的に示している。図3には、データ収集システム6
の構成をブロック図で示している。このデータ収集シス
テム6は、複数枚のDAS基板16を有している。複数
枚のDAS基板16各々には、X線検出器5の検出素子
26からの出力電流を電圧信号に変換する増幅器19、
その増幅器19と共に信号処理回路を構成するサンプル
ホールド形の積分器20及び逐次比較形のアナログディ
ジタル変換器21が、複数、例えば96チャンネルで装
備されている。データ収集システム6には、複数枚のD
AS基板16を着脱自在に接続する複数のコネクタ18
が装備され、故障等に伴って基板単位で交換可能になっ
ている。
クタ18、マルチプレクサ22を介して、増幅器19と
積分器20とアナログディジタル変換器21とからなる
信号処理回路(チャンネル)の間の入出力特性のばらつ
きを軽減して略均一化するための補正回路(ディジタル
処理回路又はROMにより実装される)として、ここで
はゲイン補正回路23とオフセット補正回路24とが接
続されている。ゲイン補正回路23は信号処理回路の出
力に対してそれぞれの信号処理回路のゲイン特性に応じ
た補正乗数を乗算し、またとオフセット補正回路24は
信号処理回路の出力からそれぞれの信号処理回路のDC
ノイズ(主にドリフト成分と固体ノイズとからなる)を
減算する。
出力特性に関する信号処理回路間のばらつきを補正する
には、各信号処理回路固有の入出力特性に関するデータ
が必要とされる。
の入出力特性に関するデータ、又はそのデータと基準入
出力特性データとの差異から導かれる補正データ(例え
ば乗算係数、減算値そのもの)を、DAS基板16の製
造段階で計測し、計算し、そしてDAS基板16に搭載
したフラッシュメモリ17に記憶させる。つまり、DA
S基板16はそれぞれフラッシュメモリ17を搭載し、
そのフラッシュメモリ17には、自身のDAS基板16
上に装備されている複数の信号処理回路の入出力特性に
対応するデータが記憶されている。換言すると、DAS
基板16はそれぞれ、自身の基板内に装備する複数の信
号処理回路の入出力特性に対応するデータを、やはり自
身の基板内に装備したフラッシュメモリ17に保有して
いる。
信号処理回路の入出力特性に対応するデータに基づいて
補正を行うことにより、DAS基板16内はもちろんの
こと、異なるDAS基板16間であっても、複数の信号
処理回路の入出力特性を実質的に均一化することが可能
である。
モリ17の読出し制御を行うメモリコントローラ14が
設けられている。典型的には、メモリコントローラ14
は、複数のDAS基板16で共用され、複数のDAS基
板16の複数のフラッシュメモリ17に対して、コネク
タ18及びマルチプレクサ22を経由してアクセス可能
に接続される。
モリ17から読み出した各信号処理回路の入出力特性に
対応するデータを補正回路23,24に供給する、又は
フラッシュメモリ17から読み出した各信号処理回路の
入出力特性に対応するデータに基づいて補正回路23,
24を制御することにより、信号処理回路の入出力特性
の均一化を実現する。
された信号処理回路の入出力特性データを保持させるこ
とにより、故障等に伴うDAS基板16の交換に際して
は、その交換現場において、新たなDAS基板16内の
信号処理回路の入出力特性データを計測し、それを補正
処理に反映させる作業は不要となる。従って、DAS基
板交換によるダウンタイムの短縮及びサービス工数の削
減を実現することが実現され得る。
25で対数変換することにより、生データが発生され
る。なお、この対数変換は、CTで一般的に行われてい
る処理であり、本体2の前処理ユニット15で行うもの
であってもよい。周知のとおり、X線は被検体内で指数
関数的に減衰し、その一方で、検出器5ではこのように
指数関数的に減衰したX線をその透過線量に比例した信
号を出力することから、X線通路上のX線吸収係数の総
和である投影データを得るためには、検出器5の出力を
対数変換にかけることが必須とされている。
限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、
開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせに
より種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示
される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても
よい。
ダウンタイムの短縮及びサービス工数の削減を実現する
ことができる。
撮影装置の構成を示す図。
装置)、 3…X線管、 4…高電圧発生器、 5…X線検出器、 6…データ収集装置、 7…スリップリング、 9…メインコントローラ、 10…データ保存ユニット、 11…再構成ユニット、 12…表示プロセッサ、 13…ディスプレイ、 14…メモリコントローラ、 15…前処理ユニット、 16…DAS基板、 17…補正パラメータフラッシュメモリ、 18…DAS基板コネクタ、 19…増幅器、 20…積分器、 21…アナログディジタル変換器。 22…マルチプレクサ、 23…ゲイン補正回路、 24…オフセット補正回路、 25…対数増幅器、 26…検出素子。
Claims (8)
- 【請求項1】 X線検出器により検出された信号を処理
してX線コンピュータ断層撮影装置本体に受け渡すデー
タ収集システムにおいて、 前記X線検出器の出力を増幅する増幅器及びディジタル
化するアナログディジタル変換器を含む信号処理回路を
多チャンネルで装備する複数枚のDAS基板と、 前記複数のDAS基板を着脱自在に接続する複数のコネ
クタと、 前記複数のコネクタを介して前記複数枚のDAS基板に
接続され、前記信号処理回路の出力を補正する補正ユニ
ットとを具備し、 前記複数枚のDAS基板各々には、それぞれのDAS基
板内に装備している複数の信号処理回路の入出力特性に
対応するデータを記憶するメモリ部が装備され、 前記補正ユニットは前記メモリ部に記憶されているデー
タに基づいて前記信号処理回路の出力を補正することを
特徴とするデータ収集システム。 - 【請求項2】 前記入出力特性は、ゲイン及び/又はオ
フセット特性であることを特徴とする請求項1記載のデ
ータ収集システム。 - 【請求項3】 前記メモリ部は、フラッシュメモリであ
ることを特徴とする請求項1記載のデータ収集システ
ム。 - 【請求項4】 前記データは、前記信号処理回路の入出
力特性を均一化するための補正データであることを特徴
とする請求項1記載のデータ収集システム。 - 【請求項5】 X線を被検体に照射するX線管と、 前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、 前記X線検出器により検出された信号を処理してX線コ
ンピュータ断層撮影装置本体に受け渡すデータ収集シス
テムと、 前記データ収集システムの出力に基づいて画像データを
再構成する再構成ユニットとを具備し、 前記データ収集システムは、前記X線検出器の出力を増
幅する増幅器及びディジタル化するアナログディジタル
変換器を含む信号処理回路を多チャンネルで装備する複
数枚のDAS基板と、 前記複数のDAS基板を着脱自在に接続する複数のコネ
クタと、 前記複数のコネクタを介して前記複数枚のDAS基板に
接続され、前記信号処理回路の出力を補正する補正ユニ
ットとを具備し、 前記複数枚のDAS基板各々には、それぞれのDAS基
板内に装備している複数の信号処理回路の入出力特性に
対応するデータを記憶するメモリ部が装備され、 前記補正ユニットは前記メモリ部に記憶されているデー
タに基づいて前記信号処理回路の出力を補正することを
特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。 - 【請求項6】 前記入出力特性は、ゲイン及び/又はオ
フセット特性であることを特徴とする請求項5記載のデ
ータ収集システム。 - 【請求項7】 前記メモリ部は、フラッシュメモリであ
ることを特徴とする請求項5記載のデータ収集システ
ム。 - 【請求項8】 前記データは、前記信号処理回路の入出
力特性を均一化するための補正データであることを特徴
とする請求項5記載のデータ収集システム。
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JP2001388274A JP4080738B2 (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | X線コンピュータ断層撮影装置 |
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JP4080738B2 JP4080738B2 (ja) | 2008-04-23 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011030977A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-17 | Hitachi Medical Corp | X線ct装置 |
JP2012187180A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Toshiba Corp | X線コンピュータ断層撮影装置 |
US11457882B2 (en) | 2018-12-26 | 2022-10-04 | Makoto Shizukuishi | Imaging apparatus and driving method thereof |
-
2001
- 2001-12-20 JP JP2001388274A patent/JP4080738B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US11457882B2 (en) | 2018-12-26 | 2022-10-04 | Makoto Shizukuishi | Imaging apparatus and driving method thereof |
US11723613B2 (en) | 2018-12-26 | 2023-08-15 | Makoto Shizukuishi | Imaging apparatus and driving method thereof |
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