JP2003500083A - Ｃｔスキャナにおいて正確な投影データを発生する改良されたデータ収集システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＣＴスキャナにおいて用いるデータ収集システムは、比較的一定のサンプリング・レートで取得した投影データを表すアナログ信号に応答してデジタル信号を発生するためのアナログ−デジタル変換器手段と、一定のサンプリング・レートとは無関係にデジタル信号の関数として複数の所定の投影角度に対する投影データを発生するための内挿捕間フィルタとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】

本発明は、一般に、コンピュータ断層撮影（Ｃomputed Ｔomography：ＣＴ）
スキャナと共に用いるデータ収集システム（Ｄata Ａcquisition Ｓystem：ＤＡ
Ｓ）に関する。更に特定すれば、本発明は、一定の周波数またはレートでアナロ
グ検出器出力信号をサンプリングするためのアナログ−デジタル変換器と、所望
の投影角に対応する投影データを発生するようにサンプリング・レートに関係な
くサンプルを内挿捕間するための内挿捕間フィルタとを含む、改良されたＤＡＳ
に関する。

【０００２】

【発明の背景】

図１は、環状ディスク１６の直径方向に対向する側にそれぞれ固定されたＸ線
源１２及びＸ線検出器システム１４を含む、典型的な従来の第３世代ＣＴスキャ
ナ１０の軸方向の図を示す。ディスクは、構台支持部(gantry support)（図示せ
ず）内に回転可能に取り付けられており、断層撮影走査の間、ディスクが回転軸
１８（これは図１のページの面と垂直である）を中心として連続的に回転すると
共に、Ｘ線が、源１２から、ディスクの開口内に位置する人の患者２０等の物体
を介して、検出器システム１４に達するようになっている。

【０００３】 検出器システム１４は、典型的に、個々の検出器２２のアレイを含み、これら
は、例えば、Ｘ線源１２から放射が発する「焦点スポット(focal spot)」と呼ば
れる点２４に曲率の中心を有する円の円弧の形状に、一列に配置されている。他
の検出器システムも既知である。Ｘ線源及び検出器アレイの配置は、この源と検
出器の各々との間のＸ線経路が、全て、ディスクの回転軸１８と垂直な同一面（
これ以後、「回転面」または「走査面」と呼ぶ）に配されるようになっている。
Ｘ線経路は、ほぼ点源であるものから始まり異なる角度で検出器まで延出するの
で、Ｘ線経路は、検出器システム１４に入射する「扇形ビーム」２６を形成する
。走査の間に測定間隔で単一の検出器に入射したＸ線は、一般に「放射」と呼ば
れ、各検出器は、その対応する放射の強度を示すアナログ出力信号を発生する。
各放射は、その経路内の全質量によって部分的に減衰されるので、各検出器が発
生するアナログ出力信号は、当該測定間隔の間に当該検出器とＸ線源との間に配
された全質量の密度の積分（すなわち、検出器の対応する放射経路に存在する質
量の密度）を表す。

【０００４】 Ｘ線検出器が発生したアナログ出力信号は、通常、ＣＴシステムの信号処理部
（図１には示していない）によって処理される。信号処理部は、通常、アナログ
・ロー・パス・フィルタ及びＤＡＳを含む。ロー・パス・フィルタは、Ｘ線検出
器が発生したアナログ出力信号から高周波数成分を除去し、ＤＡＳは、ロー・パ
ス・フィルタが発生したアナログ出力信号を濾波して信号対ノイズ比を改善する
。このようなＤＡＳの１つが、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第4,547,89
3号に記載されている。他の種類のＤＡＳも周知である。また、ＤＡＳは通常、
濾波された信号をサンプリングして、各投影の間に収集した投影データを表すデ
ジタル出力信号を発生する。ＤＡＳが発生したデジタル出力信号をここでは「投
影データ信号」と呼ぶ。１つの測定間隔における全投影データ信号の収集を、一
般に「投影」または「ビュー」と呼ぶ。特定の投影またはビューに対応するディ
スク１６上のＸ線源１２及び検出器システム１４の角度の向きを、「投影角度」
と呼ぶ。

【０００５】 １回の断層撮影走査の間、理想的には、ディスク１６は、走査対象の物体を中
心に円滑に連続的に回転して、スキャナ１０が正確に対応する複数の投影角度で
複数の投影を発生することを可能とする。通常の断層撮影走査では、ディスクは
走査対象の物体を中心に少なくとも３６０度回転し、スキャナは、Δθと呼ぶ等
しい増加量だけディスクが回転するたびに、新たな投影を発生することが理想的
である。例えば、３６０度の走査に対してΔθが0.125度である場合、スキャナ
は2,880（すなわち３６０の８倍）の投影を発生する。測定する隣接投影間のサ
ンプリング間隔（すなわち、ディスクがΔθの角度を回転するのに要する時間）
は、典型的に、ミリ秒のオーダーである。

【０００６】 逆ラドン変換のような周知のアルゴリズムを用いて、対応する投影角度で測定
した全投影において収集したデータから、断層写真を発生することができる。断
層写真は、走査対象の物体の２次元の「スライス(slice)」の密度を表す。投影
から断層写真を発生させるプロセスは、通常、「フィルタ補正逆投影法」または
「再構成」と呼ばれる。なぜなら、断層写真は、投影データから再構成されると
考え得るからである。信号処理部は、通常、投影から断層写真を発生させるため
の逆投影装置を含む。

【０００７】 一般に、走査の間のデータ収集には少なくとも２つの要件があると想定されて
いる。第１に、最良の可能なダイナミック・レンジ及び最良の可能な信号対ノイ
ズ比でデータを収集しなければならない。第２に、より単純で高速な再構成アル
ゴリズムを使用可能とするために、精密かつ既知の回転角度でデータを取得しな
ければならない。これらの再構成アルゴリズムは、一般に、単一の断層写真を再
構成するために用いる投影データを、等しく離間した投影角度で発生することを
想定する（すなわち、連続した各投影ごとのデータ発生の間にディスク１６が回
転するのは、正確にΔθであって、これより大きくも小さくもない）。断層写真
を再構成するために用いられる投影が、等しく離間した投影角度で発生されない
場合、得られる断層写真は通常、望ましくないアーティファクトを含むことにな
る。しかしながら、従来技術のＣＴスキャナは、精密に等しく離間した投影角度
で投影を発生させることが難しかった。

【０００８】 精密かつ既知の回転角度でデータを収集することに関して、あり得る誤差の発
生源が少なくとも３つある。第１に、ディスクの回転速度が一定でない場合があ
り、従って、等しい時間間隔で投影測定を行うことは、必ずしも、正確に等しい
Δθの角度位置間隔で投影データを得ることにならない。第２に、角度の測定が
不正確である場合がある。第３に、角度標識及び位置測定が十分に精密でない恐
れがある。

【０００９】 上述の第１の誤差発生源に関して、通常の断層撮影走査の間、ディスク１６は
少なくとも３６０度回転し、この回転は通常、約２秒の時間期間で達成される。
実際上、ディスクが正確に一定の角速度で回転するようにディスク１６の回転を
制御することは極めて難しい。それどころか、ディスク１６の回転速度は通常、
時にジッタ(jitter)と呼ばれる、幾分かの不規則性または位相ノイズの特徴を有
する。図２は、この回転の不規則性の影響を例示するグラフを示す。図２のＹ軸
はディスク１６の角度の向きを表し、Ｘ軸は断層撮影走査の間の時間を表す。図
２において、曲線Ａすなわち直線は、ディスク１６の理想的な線形の一定の角速
度軌跡を示す。図２の曲線Ｂは、回転の不規則性によって特徴付けられるディス
ク１６の角度軌跡を示す。ディスク１６が曲線Ａの理想的な軌跡に従う場合、一
定のレートまたは周波数（または時間的に等しく離間したサンプリング時点）で
発生した投影が、等しく離間した投影角度で発生する。図２に示すように、等し
い長さΔｔの間隔だけ離間したサンプリング時点Ｔ１、Ｔ２及びＴ３において３
つの投影を発生する場合、これら３つの投影は、関連する投影角度において、各
々Δθという等しい角度間隔だけ等しく離間するはずである。しかしながら、デ
ィスクが曲線Ｂの理想的でない軌跡に従う場合にこれらのサンプリング時点で発
生した投影は、それらの投影角度において等しく離間していない。図２に示す例
によって示されるように、時点Ｔ１及びＴ２で発生した投影は、（Δθ− δ１
）の角度間隔だけ離間した関連投影角度を有するのに対し、時点Ｔ２及びＴ３で
発生した投影は、（Δθ＋δ２）の角度間隔だけ離間した関連投影角度を有する
。このように、ディスク１６の回転の不規則性によって、一定のレートまたは周
波数で発生した投影は、それらの関連する投影角度において、等しくない角度間
隔で離間されることになる。従来技術のＣＴスキャナの全てではないが、そのほ
とんどにおいて存在する回転不規則性の大きさは、通常相当に大きいので、一定
のレートまたは周波数で発生する投影を用いて生成する断層写真の品質は著しく
劣化する。

【００１０】 図３は、ディスクの回転の不規則性を補償する別の従来技術のＣＴスキャナ１
００のブロック図を示す。スキャナ１００は、定置構台１３０に対して回転する
回転ディスク１１６を含む。ディスク１１６上に、検出器システム１１４、ロー
・パス・フィルタ・アレイ１２０、ＤＡＳ１３２、及びＸ線源（図１に示す源１
２等）が取り付けられ、ディスク１１６と共に回転する。定置構台１３０は、デ
ィスクから受け取った生のデータ(raw data)によって再構成アルゴリズムを実行
するためのコンピュータまたはＣＴプロセッサ１３８を含む。ＤＡＳ１３２は、
複数のアナログ−デジタル変換器すなわちアレイ１３４及びマルチプレクサ１３
６を含むものとして図示している。周知のように、ＤＡＳは、先に引用した米国
特許第4,547,893号に記載されたフィルタ等の追加の構成要素も含むことができ
る。検出器システム１１４は、Ｎチャネル線形アレイであり、Ｎ個の個々の検出
器Ｄｉを含む。全てのｉは、１からＮまでである。同様に、ロー・パス・フィル
タ・アレイ１２０及び変換器アレイ１３４は、Ｎチャネル・アレイであり、Ｎ個
の個々のフィルタＬＰＦｉ及びアナログ−デジタル変換器ＡＤＣｉをそれぞれ含
む。全てのｉは、１からＮまでである。

【００１１】 断層撮影走査中、ディスク１１６が複数の投影角度の各々を回転する間に、検
出器アレイ１１４はＮ個のアナログ出力信号を発生し、これをロー・パス・フィ
ルタ・アレイ１２０に印可する。具体的には、ｉ番目のチャネル検出器Ｄｉが発
生したｉ番目のチャネルのアナログ信号は、ｉ番目のロー・パス・フィルタＬＰ
Ｆｉに印可される。全てのｉは１からＮまでである。ｉ番目のロー・パス・フィ
ルタＬＰＦｉは、検出器Ｄｉが発生したアナログ信号を受信し、この信号から濾
波アナログ信号を発生し、これをｉ番目のアナログ−デジタル変換器ＡＤＣｉに
印可する。全てのｉは１からＮまでである。ｉ番目のアナログ−デジタル変換器
ＡＤＣｉは、ｉ番目のフィルタＬＰＦｉが発生した濾波信号をサンプリングし、
サンプル生データ信号ＲａｗＤｉを発生する。全てのｉは１からＮまでである。
ｉ番目の生データ信号ＲａｗＤｉは、サンプル集合、すなわちサンプリング時点
Ｔｊとして収集したデータ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ）を含む。全てのｊは１
からＪまでであり、Ｊは１回の走査当たりの全投影数を表す。いずれかの所与の
サンプリング時点Ｔｊにおいて、Ｎ個のデータ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ）（
全てのｉは１からＮまでである）の収集は、サンプリング時点Ｔｊに対応する投
影角度において発生した単一の投影を形成するものと考えることができる。投影
におけるＮ個のデータ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ）は、マルチプレクサ１３６
を介して時間多重されて、定置構台１３０上のプロセッサ１３８に印可される。
周知のように、マルチプレクサ１３６は、回転ディスク１１６と定置構台１３０
との間の接続数を減らすのに有用である。ＣＴプロセッサ１３８は、回転ディス
ク１１６が収集した投影データから断層写真を発生する。

【００１２】 また、ディスク１１６には、リアル・タイムでディスクの角度の向きを測定す
ると共にこの角度の向きを表すディスク回転角度信号を発生するシステム（図示
せず）が取り付けられている。ディスク回転角度信号を発生する従来技術のシス
テムの例は、Bernie Gordon、David Winston、Paul Wagoner 及び Douglas Abra
hamの「Apparatus for and Method of Measuring Geometric, Positional and K
inematic Parameters of a Rotating Device（回転装置の地理的、位置的及び運
動学的パラメータを測定するための装置及び方法）」と題する1995年７月１１日
に発行された米国特許第5,432,339号、及び、Geoffrey A.Legg、Gerard P.Riley
及び Hans J.Weedonの「Measurement and Control System for Controlling Sy
stem Functions as a Function of Rotational Parameters of a Rotating Devi
ce（回転装置の回転パラメータの関数としてシステム機能を制御する測定及び制
御システム）」と題する1997年１０月１０日に出願された現在係属中の米国特許
出願番号第08/948,493号（米国特許第5,932,874号）に記載されている。これら
の従来の特許及び出願は双方とも本譲受人に譲渡されている。これらのシステム
は、ディスクが回転すると標識を検知し、投影角度に対応する関連する標識が検
知された場合に、上述のディスク回転角度信号と同様の回転角度信号を発生する
。このディスク回転角度信号をＣＴプロセッサ１３８に印可する。プロセッサ１
３８は、ディスク１１６の方位を監視し、可変レート・サンプル・クロック信号
を発生し、これをアナログ−デジタル変換器アレイ１３４に印可してその動作を
制御する。プロセッサ１３８は、（可変レート・サンプル・クロック信号によっ
て）アナログ−デジタル変換器アレイ１３４を制御し、変換器アレイ１３４が等
しく離間した投影角度で投影を発生する（すなわちアナログ濾波信号をサンプリ
ングする）ようにする。図２によって示すように、ディスクの回転が不規則性と
いう特徴を有する場合は、このような等しく離間した投影を、一定の周波数でサ
ンプリングを行うことによって保証することはできない。むしろ、定置構台１３
０は、ディスク回転の不規則性の検出（ディスク回転角度信号によって測定され
る）に応答して、可変レート・サンプル・クロック信号の位相または周波数を連
続的に調節して、変換器アレイ１３４が所望の投影角度で投影を発生するように
する。スキャナ１００における投影は一定の周波数で発生しない（すなわち、等
しく離間した時間間隔で発生しない）ので、スキャナ１００は、「サンプル・オ
ン・デマンド(sample-on-demand)」型のスキャナと呼ばれる。

【００１３】 原理上、サンプル・オン・デマンドのスキャナは、ディスク回転の不規則性を
効果的に補償することができる。しかしながら、図３に示すタイプのサンプル・
オン・デマンドのスキャナには、いくつかの問題が伴う。１つの問題は、ロー・
パス・フィルタ・アレイ１２０及びアナログ−デジタル変換器アレイ１３４の相
互作用に関連する。アレイ１２０内のロー・パス・フィルタは、各々、ある伝達
関数によって特徴付けられ、アレイ１３４内のアナログ−デジタル変換器は、各
々、別の伝達関数によって特徴付けられる。各生データ信号ＲａｗＤｉを発生す
るために用いる伝達関数は、基本的に、対応するロー・パス・フィルタの伝達関
数及びアナログ−デジタル変換器の伝達関数の組み合わせである。ロー・パス・
フィルタ伝達関数は、通常、検出器出力信号内の選択された周波数ｆｍａｘを超
えるあらゆる信号成分が、濾波後の信号では抑えられているように選択する。選
択される周波数ｆｍａｘは、通常、アナログ−デジタル変換器アレイ１３４が用
いるサンプリング周波数に関連付けて、検出器出力信号内の高周波数成分が生デ
ータ信号にエイリアシングを生じないことを保証する。

【００１４】 アレイ１２０内のロー・パス・フィルタは、通常、アナログＲＣ（抵抗器−コ
ンデンサ）ネットワークを用いて実施し、各フィルタのロー・パス・フィルタ伝
達関数は、対応するＲＣネットワークの構成要素の値によって決定される。アナ
ログ−デジタル変換器の伝達関数は、部分的に、可変レート・サンプル・クロッ
ク信号の位相及び周波数の関数である。このため、一定周波数で安定した位相の
可変レート・サンプル・クロック信号をアナログ−デジタル変換器アレイ１３４
に印可する場合は、同一の伝達関数を用いて、全チャネルｉ及び全サンプリング
時点ｊについて、全てのデータ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ）を発生する。しか
しながら、ＣＴ走査の間に可変レート・サンプル・クロック信号の位相及び周波
数を調節すると、全てのデータ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ）を同一の伝達関数
を用いて発生することが妨げられる。例えば、データ・ポイントＲａｗＤ１（Ｔ
５）を発生するために用いる伝達関数は、後のデータ・ポイントＲａｗＤ１（Ｔ
７）を発生するために用いる伝達関数とは異なる場合がある。理想的には、可変
レート・サンプル・クロック信号の位相及び周波数が変動する（更に、アナログ
−デジタル変換器の伝達関数がこれに対応して変動する）場合、ロー・パス・フ
ィルタ伝達関数に補償的な変化を取り入れて、同一の組み合わせ伝達関数を用い
て全データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ）（及び全ての投影）を発生することを
保証するべきである。しかしながら、ロー・パス・フィルタ伝達関数はフィルタ
を実施するために用いる特定のＲＣネットワークによって決定されるので、可変
レート・サンプル・クロック信号の位相及び周波数の変動に対応してロー・パス
・フィルタ伝達関数に所望の経時変化を取り入れるための簡単な方法はない。

【００１５】 そのため、１回の走査における全投影を精密に等しく離間した投影角度間隔で
発生することを保証するためには、可変レート・サンプル・クロック信号の位相
及び周波数を変動させることが望ましいが、この可変レート・サンプル・クロッ
ク信号の変動性によって、同一の組み合わせ伝達関数を用いて全投影を発生する
ことが妨げられる。これは、得られる断層写真において、アーティファクトを増
大させ、信号対ノイズ比を低下させる傾向がある。

【００１６】 図３に示すタイプのサンプル・オン・デマンドのスキャナに伴う別の問題は、
アレイ１３４内のアナログ−デジタル変換器が、一定の周波数で動作せず、可変
レート・サンプル・クロック信号の制御のもとで可変の位相または周波数で動作
しなければならないことである。かかる変換器は、一定周波数のアナログ−デジ
タル変換器よりも構成に費用がかかる。アナログ−デジタル変換器が一定のサン
プリング周波数で動作可能である場合、ＣＴスキャナのコスト及び複雑度を低下
させることができる。しかしながら、これは、ディスク回転の不規則性に伴う問
題のために、従来技術のスキャナにおいては不可能と考えられている。

【００１７】 従来技術のＣＴスキャナに伴うこれら及びその他の問題及び制約は、本発明の
ＣＴスキャナによって克服される。

【００１８】

【発明の目的】

本発明の目的は、先に特定した従来技術の問題を大幅に緩和または克服するこ
とである。 本発明の別の目的は、ＣＴスキャナにおいて投影を発生させる改良されたシス
テムを提供することである。 本発明の別の目的は、投影の発生からデータ収集を切り離した、改良されたＣ
Ｔスキャナを提供することである。 本発明の更に別の目的は、ほぼ一定の周波数を用いてＸ線検出器に応答して発
生したアナログ出力信号をサンプリングし、次いでこれらのサンプル間で内挿捕
間を行って所望の投影角度で投影を発生する、改良されたＣＴスキャナを提供す
ることである。

【００１９】

【発明の概要】

これら及び他の目的は、一定の周波数を用いてＸ線検出器に応答して発生した
出力信号をサンプリングするアナログ−デジタル変換器を含む改良されたＣＴス
キャナによって提供される。また、このスキャナは、アナログ−デジタル変換器
が発生したサンプル間に内挿捕間を行って所望の投影角度で投影を発生するため
のデジタル・フィルタも含む。

【００２０】 本発明の別の態様によれば、改良されたＤＡＳが提供される。ＤＡＳは、アナ
ログ−デジタルが発生したサンプル間に内挿捕間を行うためのデジタル・フィル
タを含む。

【００２１】 本発明の更に別の目的及び利点は、単に本発明の最良の形態の例示としていく
つかの実施例を図示し記載する以下の詳細な説明から、当業者には容易に明らか
となろう。認められることであろうが、本発明は、その他の実施例及び異なる実
施例が可能であり、そのいくつかの詳細は、全て本発明から逸脱することなく、
様々な点で変更が可能である。従って、図面及び説明は性質上、制限または限定
の意味ではなく例示として見なされるべきであり、本出願の範囲は請求の範囲に
示す。

【００２２】 本発明の性質及び目的を更に十分に理解するため、添付図面と関連付けて以下
の詳細な説明を参照するものとする。図面では、同一の参照番号を用いて同一ま
たは類似の部分を示す。

【００２３】

【発明の詳細な記述】

図４は、本発明に従って構成されたＣＴスキャナ２００のブロック図を示す。
スキャナ２００は、従来技術のスキャナ１００（図３に示す）と同様であるが、
スキャナ２００は、本発明に従って変更した回転ディスク２１６を含む。ディス
ク２１６には、検出器アレイ１１４、ロー・パス・フィルタ・アレイ１２０、Ｘ
線源（図示せず）、及び改良されたＤＡＳ２３２が取り付けられ、ディスク２１
６と共に回転する。改良されたＤＡＳ２３２は、アナログ−デジタル変換器のア
レイ２３４、デジタル信号処理（ＤＳＰ）フィルタ２３８、及びマルチプレクサ
１３６を含む。

【００２４】 検出器アレイ１１４が発生したＮ個のアナログ出力信号は、ロー・パス・フィ
ルタ・アレイ１２０に印可され、ロー・パス・フィルタ・アレイ１２０は、Ｎ個
の濾波信号を発生する。アレイ２３４内のｉ番目のアナログ−デジタル変換器Ａ
ＤＣｉは、ｉ番目のロー・パス・フィルタＬＰＦｉが発生した濾波信号を受信し
、この信号からデジタル出力信号を発生する。全てのｉは１からＮまでである。
アレイ２３４内のｉ番目の変換器ＡＤＣｉが発生したデジタル出力信号は、デジ
タル・サンプル集合、すなわちサンプリング時点Ｔｊで発生したデータ・ポイン
トＡＤＣｉ（Ｔｊ）を含む。変換器アレイ２３４が発生したデータ・ポイントは
、ＤＳＰフィルタ２３８に印可され、ＤＳＰフィルタ２３８は、これらのデータ
・ポイントから生データ信号（すなわち投影データ）を発生する。また、ＤＳＰ
フィルタ２３８は、一定周波数の安定した位相の固定レート・サンプル・クロッ
ク信号を発生し、これをアナログ−デジタル変換器アレイ２３４に印可する。ス
キャナ２００では、プロセッサ１３８が発生する可変レート・サンプル・クロッ
ク信号は、従来技術のスキャナ１００におけるようにアナログ−デジタル変換器
アレイ１３４ではなく、ＤＳＰフィルタ２３８に印可される。

【００２５】 スキャナ２００では、アナログ−デジタル変換器アレイ２３４は、固定レート
・サンプル・クロック信号の制御のもとで、一定のサンプリング・レートまたは
周波数で、ロー・パス・フィルタ・アレイ１２０が発生した濾波信号のサンプリ
ングを行う。アレイ２３４内のアナログ−デジタル変換器は一定の周波数で動作
するので、それらは、必然的に可変サンプリング・レートまたは周波数を用いて
動作するスキャナ１００で用いられるアレイ１３４内の変換器よりも単純で、費
用を安くすることができる。このため、スキャナ１００とは異なり、スキャナ２
００では、２つの隣接するデータ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）及びＡＤＣｉ（Ｔ
{ｊ＋１}）の発生の間の時間Δは、全てのｊについて等しい。しかしながら、ア
レイ２３４内のアナログ−デジタル変換器は一定周波数で動作するので、サンプ
ル時点Ｔｊが投影を発生すべき時点と一致するという保証はない。特に、構台１
３０は、可変レート・サンプリング・クロック信号によって、ＤＡＳ２３２が時
点Ｔｊ＋δで投影を発生するよう要求することができる（ここで、δは正または
負である可能性がある）。

【００２６】 ＤＳＰフィルタ２３８は、変換器アレイ２３４が発生した時間的に近いデータ
・ポイントの付近を内挿捕間することによって、対応する時点Ｔｊ＋δ（δは正
または負である可能性がある）で、かかる投影に対するデータ・ポイントを発生
すると好ましい。更に具体的には、ＤＳＰフィルタ２３８は、以下の式（１）に
従って、投影におけるデータ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ＋δ）を発生すると好
ましい。ここで、投影は、全データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ＋δ）を含む。
全てのｉは１からＮまでである。

【数３】 上の式（１）では、量δは、−Δ／２以上であり、かつ＋Δ／２以下であると
仮定する（すなわち、δの範囲は、時間的に隣接するデータ・ポイントＡＤＣｉ
（Ｔｊ）及びＡＤＣｉ（Ｔ{ｊ＋１}）の発生間の間隔の大きさを超えない）。定
数Ｓｉｚｅは、データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ＋δ）の内挿捕間のためＤＳ
Ｐフィルタ２３８が用いる時間的な近接の大きさを表す。重みＷ（Ｔｊ＋δ、ｋ
）は、δの関数に従ってフィルタ２３８によって選択される。

【００２７】 本発明の少なくとも１つの態様によれば、スキャナ２００は、投影データの発
生からデータ収集を効果的に切り離す。データ収集は、一定のレートまたは周波
数で、検出器アレイ１１４、フィルタ・アレイ１２０、及び変換器アレイ２３４
によって実行する。このため、同一の伝達関数を用いて、変換器アレイ２３４が
発生する各データ・ポイントを発生する。投影データの発生は、可変レート・サ
ンプリング・クロック信号の制御のもとで、ＤＳＰフィルタ２３８によって実行
する。プロセッサ１３８が、投影を必要とすると判定した場合はいつでも（すな
わち、ディスク回転角度信号がΔθだけ増大した場合はいつでも）、ＤＳＰフィ
ルタ２３８は、収集したデータの内挿補間によって、所望の投影を発生する。

【００２８】 上述の式（１）における重みＷ（Ｔｊ＋δ、ｋ）が、ＤＳＰフィルタ２３８に
よって用いられる内挿補間関数を規定することは、当業者によって認められよう
。一好適実施例では、重みＷ（Ｔｊ＋δ、ｋ）の選択は、ＤＳＰフィルタ２３８
がその内挿補間をｓｉｎｃ（すなわちｓｉｎ（ｘ）／ｘ）関数に従って実行する
ように行う。図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃは、ＤＳＰフィルタ２３８の動作を示す。
図５Ａは、２５個のデータ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）の一例のグラフを示す。
全てのＪは１から２５である。これらのデータ・ポイントは、２５の連続した投
影について、アレイ２３４内のアナログ−デジタル変換器ＡＤＣｉのｉ番目のも
のによって発生される。図５Ａでは、Ｙ軸は振幅を表し、Ｘ軸は時間を示す。固
定レート・サンプル・クロック信号によって、アナログ−デジタル変換器ＡＤＣ
ｉは、規則的に離間したサンプリング時点Ｔｊでデータ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔ
ｊ）を発生する。データ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）は、むろん、ディスク２１
６がＣＴ走査中に患者を中心として回転している間に発生する。このため、デー
タ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）の各々は関連したサンプリング時点及び関連した
投影角度を有する。上述のように、全データ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）は、規
則的に離間したサンプリング時点で発生する。しかしながら、図２に示すような
ディスク回転における回転の不規則性のために、データ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔ
ｊ）は、必ずしも正確に規則的に離間した投影角度で発生するわけではない。

【００２９】 ＤＳＰフィルタ２３８は、データ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）を用いて、可変
レート・サンプリング・クロック信号によって決定される時点Ｔｊ＋δにおいて
、データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ＋δ）を発生する。図５Ｂ及び５Ｄは、デ
ータ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔ７）を発生するためにＤＳＰフィルタ２３８が用
いる重みを示し、図５Ｃ及び５Ｄは、データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔ１０＋δ
）を発生するためにＤＳＰフィルタ２３８が用いる重みを示す。図５Ｂに示す重
み付け関数は、データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔ７）を発生するために用いられ
るので、この重み付け関数はサンプリング時点Ｔ７を中心とする。重み付け関数
の範囲は、時点Ｔ１から時点Ｔ１３に及ぶ。重みＷ（Ｔ７、Ｔ１）、重みＷ（Ｔ
７、Ｔ３）、重みＷ（Ｔ７、Ｔ１１）、及び重みＷ（Ｔ７、Ｔ１３）は全てゼロ
に等しい。重みＷ（Ｔ７、Ｔ２）及び重みＷ（Ｔ７、Ｔ１２）は負である。重み
Ｗ（Ｔ７、Ｔ４）、重みＷ（Ｔ７、Ｔ５）、重みＷ（Ｔ７、Ｔ６）、重みＷ（Ｔ
７、Ｔ７）、重みＷ（Ｔ７、Ｔ８）、重みＷ（Ｔ７、Ｔ９）及び重みＷ（Ｔ７、
Ｔ１０）は、全て正である。ＤＳＰフィルタ２３８は、Ｗ（Ｔ７、Ｔｊ）＊ＡＤ
Ｃｉ（Ｔｊ）の和に等しくなるように、データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔ７）を
発生する。全てのｊは１から１３までである。図５Ｃに示す重み付け関数は、デ
ータ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔ１０＋δ）を発生するために用いるので、この重
み付け関数は、時点Ｔ１０＋δを中心とする。この重み付け関数の範囲は、サン
プル時点Ｔ４とＴ５との間の時点からサンプル時点Ｔ１６とＴ１７との間の時点
に及ぶ。このため、この重み付け関数は、サンプル時点Ｔ５ないしＴ１６間に規
定される。この重み付け関数では、重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ５）、重みＷ（Ｔ１
０＋δ、Ｔ６）、重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ１５）及び重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ１
６）は負である。重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ７）、重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ８）、
重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ９）、重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ１０）、重みＷ（Ｔ１０
＋δ、Ｔ１１）、重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ１２）、重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ１３
）及び重みＷ（Ｔ１０＋δ、Ｔ１４）は正である。ＤＳＰフィルタ２３８は、Ｗ
（Ｔ１０＋δ、Ｔｊ）＊ＡＤＣｉ（Ｔｊ）の和に等しくなるように、データ・ポ
イントＲａｗＤｉ（Ｔ１０＋δ）を発生する。全てのｊは、５から１６までであ
る。

【００３０】 当業者には認められようが、ＤＳＰフィルタ２３８が、いずれかの任意の時点
ｔでデータ・ポイントＲａｗＤｉ（ｔ）を発生するための重みを生成するには、
時点ｔを所望の重み付け関数の中心に置き、次いで重み付け関数の範囲内に収ま
るサンプル時点Ｔｊにおける重み付け関数の値を計算すれば良い。図５Ｂ及び５
Ｃに示す重み付け関数は、ｓｉｎｃタイプの重み付け関数であり、この関数の範
囲（または時間的な近接の大きさ）はΔの１３倍に等しい。本発明と共に、多く
の異なる重み付け関数及び異なる時間的な近接の大きさを用い得ることは、当業
者には認められよう。

【００３１】 図６は、本発明に従って構成したＣＴスキャナ３００の関連部分の好ましい実
施例のブロック図を示す。スキャナ３００は、回転ディスク３１６及び定置構台
１３０を含む。検出器アレイ１１４、Ｘ線源（図示せず）、Ｐフロント・エンド
変換器モジュールＦＥＣｉのセット、及びＤＳＰフィルタ３３８は、全てディス
ク３１６に取り付けられ、ディスク３１６と共に回転する。全てのｉは１からＰ
までである。ｉ番目のフロント・エンド変換器モジュールＦＥＣｉは、Ｎ１個の
ロー・パス・フィルタのセット、ゲイン・レンジングまたは浮動小数点増幅器Ｆ
ＰＡ、及びアナログ−デジタル変換器ＡＤＣを含む。全てのｉは１からＰまでで
ある。一実施例では、Ｎ１は６４に等しく、Ｐは２４に等しいが、これらのパラ
メータには他の選択もむろん可能である。

【００３２】 フロント・エンド変換器モジュール内の各ロー・パス・フィルタは、アレイ１
１４内の対応する検出器の１つが発生したアナログ信号を受信する。ｉ番目のフ
ロント・エンド変換器モジュールＦＥＣｉでは、ロー・パス・フィルタの各々が
濾波信号を発生し、濾波信号は全て時間多重されて浮動小数点増幅器ＦＰＡに印
加される。全てのｉは１からＰまでである。浮動小数点増幅器は、出力信号を発
生し、これをアナログ−デジタル変換器に印加する。本発明と共に用いるのに適
した浮動小数点増幅器は、例えば、1991年１０月１日にEliot Mayer、Louis R.P
oulo、Jeffrey L.Sauer及びHans J.Weedonの米国特許番号第5,053,770号に記載
されているが、他の自動浮動小数点増幅器も使用可能である。浮動小数点増幅器
は、ＣＴスキャナにおけるように、比較的大きいダイナミック・レンジの振幅で
高い分解能に信号をデジタル化しなければならない場合、特に有用である。他の
浮動小数点増幅器を利用することも可能である。

【００３３】 アナログ−デジタル変換器は、浮動小数点増幅器が発生した信号をサンプリン
グし、サンプル全てを、生ビュー・バス(Raw-View-Bus)を介してＤＳＰフィルタ
３３８に印加する。ＤＳＰフィルタ３３８は、投影を発生して、それらを実ビュ
ー・バスを介して定置構台１３０のＣＴプロセッサ１３８に印加する。

【００３４】 ｉ番目のフロント・エンド変換器モジュールＦＥＣｉでは、アナログ−デジタ
ル変換器が、規則的な長さの間隔ｔＲで、ロー・パス・フィルタの各々が発生し
た出力信号をサンプリングする。全てのｉは１からＰまでであり、ｔＲは、以下
の式（２）によって与えられる。

【００３５】 ｔＲ＝ｔＡ＊Ｎ１＋ｔＺ （２）

【００３６】 上の式（２）では、変数ｔＡは、アナログ−デジタル変換器の変換時間（すな
わち、アナログ−デジタル変換器が単一のサンプルを発生するために要する時間
）を表し、変数ｔＺは、アナログ−デジタル変換器が発生するＮ１個のサンプル
集合の各々の間の固定時間間隔を表す。これらの固定時間長間隔ｔＺの間、オー
トゼロまたは利得較正のような機能を実行して、アナログ−デジタル変換器をリ
セットまたは較正することができる。

【００３７】 このように、ｉ番目のフロント・エンド変換器ＦＥＣｉにおいて、アナログ−
デジタル変換器は一連のサンプルを発生する。長さ間隔ｔＲごとに、アナログ−
デジタル変換器は、サンプリング間隔中にＮ１個のロー・パス・フィルタが発生
した信号の各々に対応する１つのサンプルを発生する。モジュールＦＥＣｉ内の
いずれか２つのロー・パス・フィルタＬＰＦｉ及びＬＰＦ（ｉ＋ｋ）が発生する
信号のサンプルは、各時間長さ間隔ｋｔＡによって隔てられている。

【００３８】 図７は、スキャナ３００の動作を例示するグラフを示す。図７は、「生データ
・ポイント・チャネルｊ(Raw Data Points Channel)」として示すデータ・ポイ
ント集合の一例を示す。これらのデータ・ポイントの各々を垂直な矢印として表
し、矢印の高さがデータ・ポイントの振幅を表す。これらのデータ・ポイントの
各々は、時間長さ間隔ｔＲによって隔てられている。これらのデータ・ポイント
は、フロント・エンド変換器モジュールのうち１つにおいてロー・パス・フィル
タのｊ番目のものが発生した出力信号に応答して、その変換器モジュール内のア
ナログ−デジタル変換器が発生したサンプルを表す。また、図７は、「生データ
・ポイント・チャネルｊ＋１」として表すデータ・ポイント集合も示す。これら
のデータ・ポイントは、フロント・エンド変換器モジュールのうち１つにおいて
ロー・パス・フィルタの（ｊ＋１）番目のものに応答して、その変換器モジュー
ルのアナログ−デジタル変換器が発生したサンプルを表す。これらのデータ・ポ
イントの各々は長さ間隔ｔＲによって隔てられており、ｊ番目及び（ｊ＋１）番
目のチャネルにおける連続データ・ポイントは、長さ間隔ｔＡによって隔てられ
ている。時間間隔ｔＲにわたって変換器モジュールのロー・パス・フィルタの出
力を時間的に順序付けることによって、そのモジュールのロー・パス・フィルタ
は、共通のアナログ−デジタル変換器を共有することができ、この変換機は、連
続して信号の変換を行う。あるいは、同じ結果を得るために、モジュールのロー
・パス・フィルタの出力と対応する変換器との間にマルチプレクサを接続可能で
あることを注記しておく。

【００３９】 また、図７は、チャネルｊ及びｊ＋１の各々について、時点Ｔｘ及びＴｙにお
いてデータ・ポイントを発生するためにＤＳＰフィルタ３３８が用いる重みも示
す。時点Ｔｘにおいてデータ・ポイントを発生するために用いる重み付け関数は
、時点Ｔｘを中心とし、時点Ｔｙにおいてデータ・ポイントを発生するために用
いる重み付け関数は、時点Ｔｙを中心とする。図７に示すように、チャネルｊ及
びｊ＋１の双方に同じ重み付け関数を用いるが、２つのチャネルに用いる実際の
重みは、それらのチャネルにおけるデータ・ポイント間の長さｔＡの時間オフセ
ットのために、わずかに異なる。

【００４０】 再び図６を参照すると、構台１３０のプロセッサ１３８が可変レート・サンプ
リング・クロック信号によって投影を要求するときはいつでも、ＤＳＰフィルタ
３３８は、重み付け関数を用いて、スキャナ３００における全チャネルについて
データ・ポイントに内挿補間を行う。ＤＳＰフィルタ３３８は、これらの内挿補
間した投影を、実ビュー・バス(Actual View Bus)を介して、構台１３０のプロ
セッサ１３８に印加する。スキャナ３００は、マルチプレクサ（図４に示すよう
なマルチプレクサ１３６等）を含まないものとして図示している。当業者には認
められようが、ＤＳＰフィルタ３３８は、スキャナ２００においてマルチプレク
サ１３６が行う時間多重処理を実行することができる。

【００４１】 本発明に従って構成した好ましいＣＴスキャナでは、用いるアナログ−デジタ
ル変換器は、デルタ−シグマ・タイプの変換器である。図８は、本発明と共に使
用可能なデルタ−シグマ・アナログ−デジタル変換器４００のブロック図を示す
。変換器４００は、アナログ電流加算器４１０、アナログ積分器４１２、アナロ
グ・ノイズ低減フィルタ４１４、３レベル・アナログ−デジタル変換器４１６、
デジタル有限インパルス応答（Ｆinite Ｉmpulse Ｒesponse：ＦＩＲ）フィルタ
４１８、及び３レベル・デジタル−アナログ変換器４２０を含む。検出器（また
は、個別の実施態様によってはロー・パス・フィルタもしくは浮動小数点増幅器
）が発生したアナログ電流信号は、電流加算器４１０の正入力端子に印加される
。３レベル・デジタル−アナログ変換器４２０が発生したアナログ電流信号は、
電流加算器４１０の負入力端子に印加される。電流加算器４１０は、その正入力
端子に印加される信号の値から、その負入力端子に印加される信号の値を減算す
ることによって、差信号を発生し、この差信号をアナログ積分器４１２に印加す
る。積分器４１２は、加算器４１０が発生した差信号の時間積分を表す積分信号
を発生する。アナログ・ノイズ低減フィルタ４１４は、積分信号を濾波して出力
信号を発生し、これを３レベル・アナログ−デジタル変換器４１６に印加する。
アナログ−デジタル変換器４１６は、２ビット・デジタル信号を発生し、これを
３レベル・デジタル−アナログ変換器４２０の入力端子及びＦＩＲフィルタ４１
８の入力端子に印加する。ＦＩＲフィルタ４１８は、３レベル変換器４１６が発
生した多数（例えば３８４）のサンプルを本質的に平均化または結合することに
よって、変換器４００のデジタル出力信号を発生する。

【００４２】 変換器４００のような図８に示すタイプのシグマ−デルタ変換器は、周知であ
り、例えば、１９９３年１２月２８日に発行された米国特許番号第5,274,375号
、ならびに、Bernard M.Gordon、Hans Weedon、Louis R.Poulo 及び Mark H.Mil
lerの「Data Acquisition System Using Delta-Sigma Analog-to-Digital Signa
l Converters（デルタ−シグマ・アナログ−デジタル信号変換器を用いたデータ
収集システム）」と題し、本譲受人に譲渡された同時係属中の出願米国特許出願
連続番号第08/839,068号（これは、現在は放棄された米国特許出願連続番号第08
/712,137号の継続出願であり、後者の出願は、現在は放棄された米国特許出願連
続番号第08/326,276号の継続出願である）に記載されている。概して、３レベル
・アナログ−デジタル変換器４１６は、好ましくは周波数ｆ１でサンプルを発生
し、ＦＩＲフィルタ４１８は、はるかに低い周波数ｆ２でその出力信号のサンプ
ルを発生する。１９９２年８月２５日にＲｉｂｎｅｒ等に発行された米国特許番
号第５，１４２，２８６号に記載されているもの等の、他のシグマ−デルタ変換
器も使用可能である。

【００４３】 スキャナ３００（図６に示す）のような本発明に従って構成したスキャナにお
いてシグマ−デルタ変換器を用いる場合、ＤＳＰフィルタ３３８の機能性は、Ｆ
ＩＲフィルタ４１８内に組み込むことができる。しかしながら、シグマ−デルタ
変換器を用いる場合であっても、本発明に従って構成したスキャナにＤＳＰフィ
ルタ３３８を含むことが本来は好ましい。その理由は、シグマ−デルタ変換器に
おいて用いるＦＩＲフィルタ４１８は、通常、何百ものタップを有するからであ
る。通常、タップに関連する重みは定数である。しかしながら、ＦＩＲフィルタ
４１８がＤＳＰフィルタ３３８の機能性を組み込んでいる場合、重みは定数では
なく、δの関数となる。当業者には認められようが、重みを定数でなく関数とす
ることは、ＦＩＲフィルタ４１８のコスト及び複雑性を著しく増すことになる。
ＤＳＰフィルタ３３８は、通常、ＦＩＲフィルタ４１８よりも用いる重みの数が
少ないので、一般的に、重みが変数δの関数であるＤＳＰフィルタ３３８を含む
ことは、より経済性が高い。

【００４４】 信号経路において内挿補間を提供するため、２３８及び３３８に示すようなＤ
ＳＰフィルタを挿入することによって、正確な測定のために必要な投影角度の決
定から、マルチチャネルＤＡＳのデータ・レートが効果的に切り離されることは
認められよう。正確に測定した投影位置と一致する任意の時点で、ＤＳＰフィル
タの出力からデータを提供することができる。また、ＤＳＰフィルタは、位置測
定における系統的な誤差の補正を与えることができる。この最後の点は重要であ
る。なぜなら、これは、回転ディスクの角度標示の費用をはるかに少なくするこ
とができるからである。従って、ディスクの角度を測定し、不正確に測定された
位置のずれをＤＳＰメモリに格納し、補正アルゴリズムを用いて、データの時間
的な位置を補正するだけでなく、データの補正角度位置も補正することができる
。

【００４５】 ここに含まれる本発明の範囲から逸脱することなく、上述の装置に何らかの変
更を行うことができるので、上述の説明に含まれるか、または添付図面に図示さ
れる全ての事項は、例示の意味に解釈すべきであり、限定の意味に解釈すべきで
ないことを意図するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術のＣＴスキャナの軸方向の図である。

【図２】 ＣＴスキャナに一般に関連するディスクの回転の不規則性を示すグラフを表す
図である。

【図３】 従来技術のサンプル・オン・デマンドのＣＴスキャナの部分のブロック図を示
す。

【図４】 本発明に従って構成されたＣＴスキャナの一部の好ましい実施例の部分のブロ
ック図を示す。

【図５】 図４に示すスキャナのＤＳＰフィルタの動作を例示するグラフを示す図である
。

【図６】 本発明に従って構成したＣＴスキャナの好ましい実施例の部分のブロック図を
示す。

【図７】 図６に示すＤＳＰフィルタの動作を例示するグラフを示す図である。

【図８】 本発明と共に用い得るシグマ−デルタ・アナログ−デジタル変換器のブロック
図を示す。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年２月６日（２００１．２．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【数１】 ここで、ＡＤＣｉ（Ｔｊ）は該デジタル信号の値によって与えられる様々なデ
ータ・ポイントを表し、 Δは、連続するデジタル信号間の時間差の量であり、 δは、サンプルを発生した時の検出器の角度と、該検出器が所定の投影角度に
ある時の該検出器の角度との差であり、 定数Ｓｉｚｅは、データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ＋δ）の内挿補間のため
に用いる時間的な近接の大きさを表し、 重みＷ（Ｔｊ＋δ、ｋ）は、δの関数に従って選択され、 δの範囲は、時間的に隣接するデータ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）とＡＤＣｉ
（Ｔ{ｊ＋１}）との発生間の時間間隔の大きさを超えないことを特徴とするスキ
ャナ。

【数２】 ここで、ＡＤＣｉ（Ｔｊ）は該デジタル信号の値によって与えられる様々なデ
ータ・ポイントを表し、 Δは、連続するデジタル信号間の時間差の量であり、 δは、サンプルを発生した時の検出器の角度と、該検出器が所定の投影角度に
ある時の該検出器の角度との差であり、 定数Ｓｉｚｅは、データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ＋δ）の内挿補間のため
に用いる時間的な近接の大きさを表し、 重みＷ（Ｔｊ＋δ、ｋ）は、δの関数に従って選択され、 δの範囲は、時間的に隣接するデータ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）とＡＤＣｉ
（Ｔ{ｊ＋１}）との発生間の時間間隔の大きさを超えないことを特徴とするシス
テム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ウィードン，ハンス，ジェー． アメリカ合衆国 01970 マサチューセッ ツ，セーラム，ダニエルズ ストリート コート １エー (72)発明者 アブラハム，ダグラス，キュー． アメリカ合衆国 01983 マサチューセッ ツ，トップスフィールド，セントラル ス トリート 68 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 CA13 FA52 FA55 FD01 FD05 FD07 FD12 FE12

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＴスキャナであって、 比較的一定のサンプリング・レートで取得した投影データを表すアナログ信号
   に応答してデジタル信号を発生するためのアナログ−デジタル変換器手段と、 該一定のサンプリング・レートとは無関係に該デジタル信号の関数として複数
   の所定の投影角度に対する投影データを発生するための手段と、 を備えることを特徴とするＣＴスキャナ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスキャナにおいて、該アナログ−デジタル
   変換器手段は、複数の該アナログ信号に応答して複数の該デジタル信号を発生す
   る複数のアナログ−デジタル変換器を含むことを特徴とするスキャナ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のスキャナにおいて、該アナログ−デジタル
   変換器手段は、複数のデルタ−シグマ・アナログ−デジタル変換器を含むことを
   特徴とするスキャナ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のスキャナにおいて、該デルタ−シグマ・ア
   ナログ−デジタル変換器の各々は、その入力において該アナログ電流信号の少な
   くとも１つを受信するための手段を含むことを特徴とするスキャナ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のスキャナにおいて、該デルタ−シグマ・ア
   ナログ−デジタル変換器の各々は、３レベル・アナログ−デジタル変換器を含む
   ことを特徴とするスキャナ。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のスキャナであって、該アナログ−デジタル
   変換器手段による該デジタル信号の発生のタイミングに対して、該所定の投影角
   度のタイミングを決定するための手段を更に含むことを特徴とするスキャナ。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のスキャナにおいて、該デジタル信号の関数
   として所定の投影角度に対する投影データを発生するための該手段は、該デジタ
   ル信号の選択されたものの値の重み付け関数として該所定の投影角度に対する該
   投影データを内挿捕間するための手段を含むことを特徴とするスキャナ。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のスキャナであって、走査の間に複数の投影
   の各々について所定の放射経路に沿ったＸ線の吸収を表す複数のアナログ信号を
   発生するための複数の検出器と、該複数の所定の投影角度で該検出器を回転させ
   るための手段と、該アナログ−デジタル変換器手段による該デジタル信号の発生
   のタイミングに対して該所定の投影角度における該検出器の位置付けのタイミン
   グを決定するための手段とを更に含むことを特徴とするスキャナ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のスキャナにおいて、該アナログ−デジタル
   変換器手段は、該比較的一定のサンプリング・レートで該検出器の各々について
   該アナログ信号の連続する各々に応答してデジタル信号の時間的な順序を発生し
   、該所定の投影角度に対する該投影データを内挿捕間するための該手段は、かか
   る検出器の各々が該所定の投影角度に位置付けられる時点から時間的に離間した
   選択した数の該デジタル信号の値の重み付け関数として該所定の投影角度の各々
   について該検出器の各々について該投影データを内挿捕間するための手段を含む
   ことを特徴とするスキャナ。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載のスキャナにおいて、該所定の投影角度に
    対する該投影データを内挿捕間するための該手段は、以下の関数に従って該所定
    の投影角度の各々について該検出器の各々について該投影データを内挿捕間する
    ための手段を含み、 【数１】 ここで、ＡＤＣｉ（Ｔｊ）は該デジタル信号の値によって与えられる様々なデ
    ータ・ポイントを表し、 Δは、連続するデジタル信号間の時間差の量であり、 δは、サンプルを発生した時の検出器の角度と、該検出器が所定の投影角度に
    ある時の該検出器の角度との差であり、 定数Ｓｉｚｅは、データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ＋δ）の内挿捕間のため
    に用いる時間的な近接の大きさを表し、 重みＷ（Ｔｊ＋δ、ｋ）は、δの関数に従って選択され、 δの範囲は、時間的に隣接するデータ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）及びＡＤＣ
    ｉ（Ｔ{ｊ＋１}）の発生間の時間間隔の大きさを超えないことを特徴とするスキ
    ャナ。
11. 【請求項１１】 ＣＴスキャナにおいて用いるデータ収集システムであって
    、 比較的一定のサンプリング・レートで取得した投影データを表すアナログ信号
    に応答してデジタル信号を発生するためのアナログ−デジタル変換器手段と、 該一定のサンプリング・レートとは無関係に該デジタル信号の関数として複数
    の所定の投影角度に対する投影データを発生するための手段と、 を備えることを特徴とするシステム。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のシステムにおいて、該アナログ−デジ
    タル変換器手段は、複数の該アナログ信号に応答して複数の該デジタル信号を発
    生する複数のアナログ−デジタル変換器を含むことを特徴とするシステム。
13. 【請求項１３】 請求項１１に記載のシステムにおいて、該アナログ−デジ
    タル変換器手段は、複数のデルタ−シグマ・アナログ−デジタル変換器を含むこ
    とを特徴とするシステム。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のシステムにおいて、該デルタ−シグマ
    ・アナログ−デジタル変換器の各々は、その入力において該アナログ電流信号の
    少なくとも１つを受信するための手段を含むことを特徴とするシステム。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載のシステムにおいて、該デルタ−シグマ
    ・アナログ−デジタル変換器の各々は、３レベル・アナログ−デジタル変換器を
    含むことを特徴とするシステム。
16. 【請求項１６】 請求項１１に記載のシステムであって、該アナログ−デジ
    タル変換器手段による該デジタル信号の発生のタイミングに対して、該所定の投
    影角度のタイミングを決定するための手段を更に含むことを特徴とするシステム
    。
17. 【請求項１７】 請求項１１に記載のシステムにおいて、該デジタル信号の
    関数として所定の投影角度に対する投影データを発生するための該手段は、該デ
    ジタル信号の選択されたものの値の重み付け関数として該所定の投影角度に対す
    る該投影データを内挿捕間するための手段を含むことを特徴とするシステム。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載のシステムであって、走査の間に複数の
    投影の各々について所定の放射経路に沿ったＸ線の吸収を表す複数のアナログ信
    号を発生するための複数の検出器と、該複数の所定の投影角度で該検出器を回転
    させるための手段と、該アナログ−デジタル変換器手段による該デジタル信号の
    発生のタイミングに対して該所定の投影角度における該検出器の位置付けのタイ
    ミングを決定するための手段とを更に含むことを特徴とするシステム。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載のシステムにおいて、該アナログ−デジ
    タル変換器手段は、該比較的一定のサンプリング・レートで該検出器の各々につ
    いて該アナログ信号の連続する各々に応答してデジタル信号の時間的な順序を発
    生し、該所定の投影角度に対する該投影データを内挿捕間するための該手段は、
    かかる検出器の各々が該所定の投影角度に位置付けられる時点から時間的に離間
    した選択した数の該デジタル信号の値の重み付け関数として該所定の投影角度の
    各々について該検出器の各々について該投影データを内挿捕間するための手段を
    含むことを特徴とするシステム。
20. 【請求項２０】 請求項１８に記載のシステムにおいて、該所定の投影角度
    に対する該投影データを内挿捕間するための該手段は、以下の関数に従って該所
    定の投影角度の各々について該検出器の各々について該投影データを内挿捕間す
    るための手段を含み、 【数２】 ここで、ＡＤＣｉ（Ｔｊ）は該デジタル信号の値によって与えられる様々なデ
    ータ・ポイントを表し、 Δは、連続するデジタル信号間の時間差の量であり、 δは、サンプルを発生した時の検出器の角度と、該検出器が所定の投影角度に
    ある時の該検出器の角度との差であり、 定数Ｓｉｚｅは、データ・ポイントＲａｗＤｉ（Ｔｊ＋δ）の内挿捕間のため
    に用いる時間的な近接の大きさを表し、 重みＷ（Ｔｊ＋δ、ｋ）は、δの関数に従って選択され、 δの範囲は、時間的に隣接するデータ・ポイントＡＤＣｉ（Ｔｊ）及びＡＤＣ
    ｉ（Ｔ{ｊ＋１}）の発生間の時間間隔の大きさを超えないことを特徴とするシス
    テム。