JP2005270562A - Radiation computer tomograph, radiation computer tomographic system and radiation computer tomographic method using the same - Google Patents

Radiation computer tomograph, radiation computer tomographic system and radiation computer tomographic method using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2005270562A
JP2005270562A JP2004092223A JP2004092223A JP2005270562A JP 2005270562 A JP2005270562 A JP 2005270562A JP 2004092223 A JP2004092223 A JP 2004092223A JP 2004092223 A JP2004092223 A JP 2004092223A JP 2005270562 A JP2005270562 A JP 2005270562A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation
signal
rotation angle
subject
image sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004092223A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4007607B2 (en
Inventor
Kazuaki Tashiro
和昭 田代
Noriyuki Umibe
紀之 海部
Mikio Nakano
幹夫 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004092223A priority Critical patent/JP4007607B2/en
Priority to US11/084,130 priority patent/US7310404B2/en
Priority to EP20050006444 priority patent/EP1579806A1/en
Publication of JP2005270562A publication Critical patent/JP2005270562A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4007607B2 publication Critical patent/JP4007607B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an on-vehicle type high-performance radiation computer tomograph for a mass examination at a low cost by providing a low-cost, high-speed and high-sensitivity subject-rotating type cone beam radiation computer tomograph. <P>SOLUTION: The subject-rotating type cone beam radiation computer tomograph detects a rotating angle of the subject and controls a signal accumulation time of a one-shot exposure type radiation image sensor panel based on the rotating angle signal. This tomograph further controls the signal accumulation time of a signal accumulation type reference signal generating means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被写体の断層撮影を行う放射線CT撮影装置、放射線CT撮影システム及びそれを用いた放射線CT撮影方法に関し、特に、2次元の放射線イメージセンサパネルを用いたコーンビーム放射線CT撮影装置に関するものである。更に、生体等の被写体を床面に立たせた状態或いは座位の状態で、対向した放射線源と放射線イメージセンサの間で回転させて撮影する被写体回転型コーンビーム放射線CT撮影装置に関するものである。   The present invention relates to a radiation CT imaging apparatus that performs tomographic imaging of a subject, a radiation CT imaging system, and a radiation CT imaging method using the same, and more particularly to a cone beam radiation CT imaging apparatus that uses a two-dimensional radiation image sensor panel. It is. Furthermore, the present invention relates to a subject rotation type cone beam radiation CT imaging apparatus for imaging by rotating between an opposing radiation source and a radiation image sensor while a subject such as a living body is standing on a floor surface or in a sitting position.

近年、医療の様々な分野でデジタル化が進んでいる。X線診断の分野でも、画像のデジタル化のために、入射するX線をシンチレータ(蛍光体)により可視光に変換し、更に撮像素子でかかる可視光像を撮像する2次元X線撮像装置が開発されてきている。   In recent years, digitization has progressed in various fields of medicine. Also in the field of X-ray diagnosis, in order to digitize an image, a two-dimensional X-ray imaging apparatus that converts incident X-rays into visible light by a scintillator (phosphor) and further captures the visible light image with an image sensor. It has been developed.

X線静止画の分野では、2次元X線撮像装置としては、例えば、乳房撮影用、胸部撮影用には17インチサイズ(43cm×43cm)のアモルファスシリコン(a−Si)を用いた大板の静止画撮像装置(フラットパネルディテクタ)が作られている。   In the field of X-ray still images, as a two-dimensional X-ray imaging apparatus, for example, a large plate using 17-inch size (43 cm × 43 cm) amorphous silicon (a-Si) is used for mammography and chest imaging. Still image pickup devices (flat panel detectors) have been made.

X線動画の分野では、入射するX線をシンチレータ(蛍光体)とI.I.(イメージインテンシファイア)により可視光に変換し、CCD型撮像素子を用いたTVカメラでかかる可視光像を撮像する2次元のデジタルX線透視装置やこのTVカメラをフラットパネルディテクタで置き換えたシステムも考案されている。   In the field of X-ray animation, incident X-rays are converted into scintillators (phosphors) and I.D. I. A two-dimensional digital X-ray fluoroscopic apparatus that converts visible light with a TV camera using a CCD type image pickup device and a system that replaces the TV camera with a flat panel detector. Has also been devised.

更に、X線CT撮影装置へのフラットパネルディテクタの応用も考えられている。特開2001−194461号公報には、寝台上に横になった被写体の周囲を対向して対になったX線管と検出器が回転しながら撮影する一般的なX線CT撮影装置にフラットパネルディテクタを応用した技術が開示されている(特許文献1)。   Furthermore, application of a flat panel detector to an X-ray CT imaging apparatus is also considered. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-194461 discloses a flat X-ray CT imaging apparatus that captures images while a pair of an X-ray tube and a detector are rotated while facing each other around a subject lying on a bed. A technique using a panel detector is disclosed (Patent Document 1).

これに対し、一般的な健常者を対象とした肺癌検診のために被写体を直立或いは座位の状態で回転させることができる回転台を設け、この回転台をX線源及びI.I.TVカメラやフラットパネルディテクタ等の2次元X線撮像装置に対して回転させながら撮影する装置が提案されている。これは、特開平5−42132号公報(特許文献2)、特開2000−217810号公報(特許文献3)等に開示されている。図12中1はその一例としてのX線CT装置を示す。図中2はスキャナ部、5は被写体Pを乗せる回転台、6はX線源、7はI・Iである。また、3は処理回路であり、前処理部8と画像再構成部9を有する。4は表示手段である。   In contrast, a turntable is provided that can rotate a subject in an upright or sitting position for lung cancer screening for a normal healthy person. I. There has been proposed an apparatus that performs imaging while rotating with respect to a two-dimensional X-ray imaging apparatus such as a TV camera or a flat panel detector. This is disclosed in JP-A-5-42132 (Patent Document 2), JP-A 2000-217810 (Patent Document 3), and the like. In FIG. 12, reference numeral 1 denotes an X-ray CT apparatus as an example. In the figure, 2 is a scanner unit, 5 is a turntable on which a subject P is placed, 6 is an X-ray source, and 7 is I · I. A processing circuit 3 includes a preprocessing unit 8 and an image reconstruction unit 9. Reference numeral 4 denotes display means.

この装置では、被写体を立位のまま素早く撮影を開始でき、次の被写体との交代も短時間で済み、全体の撮影時間を短縮することができる。更に、コーンビームX線を用いて高々1回転で撮影を行うので、被写体の被曝を低減できる等の検診に適したシステムとして好適である。また、X線源とX線検出器を一体回転させるためのガントリーが不要となるので、X線源とX線検出器との位置が自由に設定でき、計測時の拡大率や計測部位を変えることができる。また、一般撮影用のX線源を利用でき、ガントリーも不要でシステムのコストを押さえることができる。更に、システムの構成が簡単なので車載用に好都合である。   With this apparatus, it is possible to start shooting quickly while keeping the subject standing, and the replacement with the next subject can be completed in a short time, and the overall shooting time can be shortened. Furthermore, since imaging is performed at most one rotation using cone beam X-rays, it is suitable as a system suitable for examination such as reduction of exposure of a subject. In addition, since a gantry for rotating the X-ray source and the X-ray detector is not necessary, the positions of the X-ray source and the X-ray detector can be freely set, and the magnification rate and measurement site during measurement can be changed. be able to. Further, an X-ray source for general imaging can be used, and a gantry is not required, so that the cost of the system can be reduced. Furthermore, since the system configuration is simple, it is convenient for in-vehicle use.

なお、本発明で述べるコーンビームX線CT撮影装置の特徴として、検出器は被写体に対して回転軸上を相対的に回転するのみで、回転軸方向に移動することはない。そこで、被写体の関心領域全体を捉えることができる大板の2次元検出器があれば、たかだか一回の回転で全CT像を再構成するための全プロジェクション画像データを取得することができる。
特開2001−194461号公報 特開平5−42132号公報 特開2000−217810号公報
As a feature of the cone beam X-ray CT imaging apparatus described in the present invention, the detector only rotates relative to the subject on the rotation axis, and does not move in the direction of the rotation axis. Therefore, if there is a large two-dimensional detector that can capture the entire region of interest of the subject, it is possible to acquire all projection image data for reconstructing all CT images with at most one rotation.
JP 2001-194461 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-42132 JP 2000-217810 A

従来の被写体回転型コーンビームX線CT撮影装置を医療用に使用する場合には、被写体となる被写体の拘束時間を極力短くすることが望まれている。被写体の同一姿勢の保持期間、即ち、計測に要する時間を短くするための方法として、被写体の回転速度を上げることが考えられるが、被写体の1回転に要する時間が5秒程度以上必要であり、これより高速に被写体を回転した場合には、被写体は異常を感じるいわゆる目が回った状態になってしまうという問題があった。   When a conventional subject rotation type cone beam X-ray CT imaging apparatus is used for medical purposes, it is desired to shorten the restraint time of the subject as a subject as much as possible. As a method for shortening the holding period of the same posture of the subject, that is, the time required for the measurement, it is conceivable to increase the rotational speed of the subject, but the time required for one rotation of the subject is about 5 seconds or more, When the subject is rotated at a higher speed than this, there is a problem that the subject turns into a so-called eye that feels abnormal.

また、被写体を高速に回転させた場合には、被写体にかかる遠心力も回転速度の上昇と共に大きくなってしまうので、計測中に被写体が移動してしまうという問題があった。   In addition, when the subject is rotated at a high speed, the centrifugal force applied to the subject also increases as the rotational speed increases, and there is a problem that the subject moves during measurement.

撮影部位によっては撮影中の息止めが必要となり、特に胸部撮影等の呼吸による体動が大きい部位を撮影する場合では必ず息止めを実施しなければならない。1回転5秒程度の息止めの時間は比較的長いので、検査中に被検者が不安感を抱き、思わぬ動作や体の震え等から体動アーチファクトが発生してしまったり、検出器の視野から外れてしまったりして撮影が失敗する恐れがあるという問題があった。   Depending on the part to be imaged, it is necessary to hold the breath while taking a picture. In particular, when taking a picture of a part with a large body movement due to breathing such as chest photography, the breath must be held. Since the breath-holding time of about 5 seconds per rotation is relatively long, the subject feels uneasy during the examination, and body movement artifacts may occur due to unexpected movements and tremors. There was a problem that shooting might fail because it was out of view.

計測中に被写体が移動してしまうと、再構成によって生成された3次元X線分布像に「ぼけ」或いは「ぶれ」が生じ、3次元X線像の画質が低下してしまうという問題があった。   If the subject moves during the measurement, there is a problem that “blur” or “blur” occurs in the three-dimensional X-ray distribution image generated by the reconstruction, and the image quality of the three-dimensional X-ray image is deteriorated. It was.

また、相当の体重を有する被写体を乗せた回転台を回転させる場合、一定の回転速度に達し安定するまで時間がかかる。そうすると1回転以上の回転が必要となり、患者の負担が大きくなるという問題があった。   Also, when rotating a turntable on which a subject having a considerable weight is placed, it takes time to reach a certain rotational speed and stabilize. If it does so, the rotation of one rotation or more was needed, and there existed a problem that the burden of a patient became large.

一方、安定しないまま撮影を始めるとプロジェクション毎の回転角が異なり、再構成の精度が落ちたり、またレファレンス素子からの信号にばらつきが大きくなり、補正の精度が落ちたりして画像の劣化をもたらすという問題があった。   On the other hand, if you start shooting without being stable, the rotation angle for each projection will be different, and the accuracy of reconstruction will decrease, and the signal from the reference element will vary widely, leading to poor correction accuracy and image deterioration. There was a problem.

一般に、X線CT撮影装置では管電圧や管電流を同一条件としてX線を曝射しても、実際には各撮像時スキャン毎、細かくはビュー毎にX線強度が変化するという問題があった。X線管球の温度変化による陽極の軸の伸縮、管球を動かすことによるベアリング間の軸の移動、陽極が回転している時の首振り運動等によって焦点位置が変化する等といったことが原因で問題が起こる。この問題の対策として従来のシングルスライス型、マルチスライス型X線CT撮影装置では、X線検出器の端部にX線管球からのX線のうち被写体を透過しないX線の強度を測定するリファレンスチャンネルを配設し、このリファレンスチャンネルで測定された値を用いて各チャンネル値を補正して、画像を作成するためのデータを得る方法が採られることが多いが、被写体回転型コーンビームX線CT撮影装置でも同様の問題があった。   In general, X-ray CT imaging apparatuses have a problem that even if X-rays are exposed under the same conditions of tube voltage and tube current, the X-ray intensity actually changes for each scan at the time of imaging, or more precisely for each view. It was. Causes such as expansion / contraction of the axis of the anode due to the temperature change of the X-ray tube, movement of the axis between the bearings by moving the tube, and change of the focal position due to swinging motion while the anode is rotating, etc. Problems occur. As a countermeasure against this problem, in the conventional single-slice type and multi-slice type X-ray CT imaging apparatuses, the intensity of X-rays that do not pass through the subject among the X-rays from the X-ray tube is measured at the end of the X-ray detector. In many cases, a method is used in which a reference channel is provided and each channel value is corrected using a value measured in the reference channel to obtain data for creating an image. The line CT imaging apparatus has the same problem.

また、様々な被写体を載せた回転台を精度よく制御しながら回転させるためには複雑な機構と制御装置が必要で製造コストの上昇を招く問題があった。   Further, in order to rotate the turntable on which various subjects are placed with high accuracy, a complicated mechanism and a control device are required, resulting in an increase in manufacturing cost.

更に、1回転360度を5秒とし、1000プロジェクションでフルスキャン撮影をすると、1プロジェクション当たり5ms、つまり、200フレーム/秒の速度で読み取りをしなければならない。しかしながら17インチサイズ(43cm×43cm)以上の面積のa−Siやa−Seと薄膜トランジスタを用いたフラットパネルディテクタをこの速度で駆動することは、a−Siやa−Seの半導体特性が十分でないので、非常に困難であるという問題があった。   Further, if 360 degrees per rotation is 5 seconds and full scan shooting is performed at 1000 projections, reading must be performed at a rate of 5 ms per projection, that is, 200 frames / second. However, driving a flat panel detector using a-Si or a-Se and a thin film transistor having an area of 17 inches (43 cm × 43 cm) or more at this speed does not provide sufficient semiconductor characteristics of a-Si or a-Se. So there was a problem that was very difficult.

また、ノイズが大きく感度が悪いので、静止画に比べはるかに1プロジェクション当たりのX線量が少ないコーンビームX線CT撮影装置において、従来のフラットパネルディテクタでは感度が不十分であるという問題があった。   In addition, since the noise is large and the sensitivity is low, the conventional flat panel detector has a problem that the sensitivity is insufficient in a cone beam X-ray CT imaging apparatus that has a much lower X-ray dose per projection than a still image. .

感度的に有利であるI.I.TVカメラでは、I.I.特有の問題があった。つまり、周辺部分での画像のゆがみが発生するという本質的な問題、現在最大の17インチサイズでも円形画面のため、フラットパネルディテクタほど十分広い面積がとれず、コーンビームX線CTでは再構成領域が著しく小さくなってしまうという問題、電子ビーム制御に磁気を用いており、これを回転させると地磁気の影響を複雑に受けてしまうという問題があった。   I. Sensitivity is advantageous I. In a TV camera, I.D. I. There was a particular problem. In other words, the essential problem of distortion of the image in the peripheral part, even the current maximum 17-inch size is a circular screen, so a sufficiently large area cannot be taken as a flat panel detector, the reconstruction area in cone beam X-ray CT There is a problem that the magnetic field is extremely small, and magnetism is used for electron beam control. If this is rotated, the influence of geomagnetism is complicated.

一方、特許文献2のものでは、被写体を回転させた場合のX線源の変動、回転ぶれ、体動に対する対策が考慮されておらず、また、特許文献3のものでは、体動に対する対策のみでX線源の変動、回転ぶれに対する対策が考慮されていなかった。更に、特許文献1のものでは、被写体回転型コーンビームX線CT撮影装置で求められる読み取り速度、感度についての対策は開示されていなかった。   On the other hand, in Patent Document 2, measures against fluctuations in the X-ray source, rotational shake, and body movement when the subject is rotated are not taken into consideration, and in Patent Document 3, only measures against body movement are taken into consideration. However, countermeasures against fluctuations in the X-ray source and rotational shake were not considered. Further, in Patent Document 1, no measures have been disclosed regarding the reading speed and sensitivity required for the subject rotation cone beam X-ray CT imaging apparatus.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、低コストでありながら高速、高感度である被写体回転型コーンビーム放射線CT撮影装置及び放射線CT撮影システム及びそれを用いた放射線CT撮影方法を提供することにある。これにより、車載、集団検診用のための高性能な放射線CT装置を低コストで提供できる。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost, high-speed, high-sensitivity subject rotating cone beam radiation CT imaging apparatus, radiation CT imaging system, and the same. The object is to provide a radiation CT imaging method. Thereby, a high-performance radiation CT apparatus for in-vehicle use and group examination can be provided at low cost.

本発明は、上記課題を解決するため、放射線CT撮影装置において、被写体にX線を照射しながら前記被写体を回転させる回転手段と、前記回転手段の回転角を検出し、回転角信号を発生する回転角検出手段と、前記回転に応じて被写体のプロジェクション画像データを生成する放射線イメージセンサパネルと、前記回転角信号を用いて放射線イメージセンサパネルの信号蓄積時間を制御する手段と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a radiation CT imaging apparatus that detects a rotation angle of a rotation unit that rotates the subject while irradiating the subject with X-rays and a rotation angle signal, and generates a rotation angle signal. A rotation angle detection unit; a radiation image sensor panel that generates projection image data of a subject according to the rotation; and a unit that controls a signal accumulation time of the radiation image sensor panel using the rotation angle signal. Features.

また、本発明は、放射線CT撮影装置において、被写体に放射線を照射しながら前記被写体を回転軸の周りに回転させる回転手段と、前記回転手段の回転角を検出し、回転角信号を発生する回転角検出手段と、前記回転軸に対して相対的に固定したまま、前記回転に応じて被写体のプロジェクション画像データを生成するX線イメージセンサパネルと、前記回転角信号を用いて放射線イメージセンサパネルの信号蓄積時間を制御する手段とを有することを特徴とする。   According to the present invention, in the radiation CT imaging apparatus, a rotation unit that rotates the subject around a rotation axis while irradiating the subject with radiation, and a rotation that detects a rotation angle of the rotation unit and generates a rotation angle signal. An angle detection unit, an X-ray image sensor panel that generates projection image data of a subject according to the rotation while being fixed relative to the rotation axis, and a radiation image sensor panel using the rotation angle signal And means for controlling the signal accumulation time.

また、本発明は、コーンビーム放射線CT撮影装置において、被写体にコーンビーム放射線を照射しながら前記被写体を回転させる回転手段と、前記回転手段の回転角を検出し、回転角信号を発生する回転角検出手段と、を有することを特徴とする。   According to the present invention, in the cone beam radiation CT imaging apparatus, a rotation unit that rotates the subject while irradiating the subject with cone beam radiation, and a rotation angle that detects a rotation angle of the rotation unit and generates a rotation angle signal. And detecting means.

また、本発明は、放射線CT撮影システムにおいて、被写体に放射線を照射するX線源と、前記放射線源を制御する手段と、前記被写体を回転させる回転手段と、前記回転手段の回転角を検出し、回転角信号を発生する回転角検出手段と、前記回転に応じて被写体のプロジェクション画像データを生成する放射線イメージセンサパネルと、前記回転角信号を用いて放射線イメージセンサパネルの信号蓄積時間を制御する手段と、を有することを特徴とする。   In the radiation CT imaging system, the present invention detects an X-ray source that irradiates a subject with radiation, means for controlling the radiation source, rotation means for rotating the subject, and a rotation angle of the rotation means. A rotation angle detection means for generating a rotation angle signal; a radiation image sensor panel for generating projection image data of a subject in accordance with the rotation; and a signal accumulation time of the radiation image sensor panel is controlled using the rotation angle signal. And means.

また、本発明は、放射線CT撮影方法において、被写体に連続放射線を照射しながら前記被写体を回転させ、前記回転に応じて回転角信号を検出し、前記回転角信号を用いて前記回転角に対応するプロジェクション画像データを前記回転軸に対して相対的に固定したままの放射線イメージセンサパネルによって取得することを特徴とする。   According to the present invention, in the radiation CT imaging method, the subject is rotated while irradiating the subject with continuous radiation, a rotation angle signal is detected according to the rotation, and the rotation angle signal is used to cope with the rotation angle. Projection image data to be acquired is acquired by a radiation image sensor panel that is fixed relative to the rotation axis.

本発明においては、回転が安定するまで待つ必要がなく、無駄な回転時間を減らせるので患者にやさしい。専用のレファレンス素子は必要ない。パネルがそのまま利用できるのでシステムが簡略化されコストが下がる。更に、X線源側にレファレンス素子を用意しなくとも良く、一般撮影用のX線源を流用できる。また、一般撮影室に回転装置とX線イメージセンサを配置すればよいので設備費用の低減を図れる。回転装置は一般的な機構を使ったものでよいので低コスト化が容易である。少々の回転むらがあっても対応できる。回転を正確に制御する機構が必要ない。システム構成が簡単なので、メンテナンスが容易であり、一般検診車への搭載には好都合である。   In the present invention, there is no need to wait until the rotation is stabilized, and unnecessary rotation time can be reduced. A dedicated reference element is not required. Since the panel can be used as it is, the system is simplified and the cost is reduced. Further, it is not necessary to prepare a reference element on the X-ray source side, and an X-ray source for general imaging can be used. In addition, since the rotating device and the X-ray image sensor need only be arranged in the general imaging room, the equipment cost can be reduced. Since the rotating device may use a general mechanism, cost reduction is easy. It can handle even if there is a little uneven rotation. A mechanism for accurately controlling rotation is not required. Since the system configuration is simple, maintenance is easy and it is convenient for mounting on a general examination car.

本発明によれば、複数のCMOS型撮像素子を使った大板のX線イメージセンサパネルと新規駆動方法により低コストでありながら高速、高感度である被写体回転型コーンビーム放射線撮影装置を実現することができる。これにより車載、集団検診用のための高性能な放射線CT撮影装置を低コストで提供できる。   According to the present invention, a large-sized X-ray image sensor panel using a plurality of CMOS type image sensors and a novel driving method realize a low-cost, high-speed, high-sensitivity subject rotation type cone-beam radiation imaging apparatus. be able to. As a result, a high-performance radiation CT imaging apparatus for in-vehicle use and group examination can be provided at low cost.

次に、発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一符号を付し、その重複説明は省略する。   Next, the best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.

(第1の実施形態)
図1は本発明による被写体回転型コーンビーム放射線CT撮影装置の第1の実施形態の概略構成を説明する図である。図中109はX線発生装置(X線源)、108はX線源用電源、Xは照射された連続X線、107は被写体、104は信号蓄積型レファレンス素子、102は回転装置(回転台)、Pは回転装置の回転軸、103はロータリーエンコーダ、101はX線イメージセンサパネル、105は撮影制御装置、106は表示装置である。なお、本実施形態では、放射線としてX線を用いているが、その他にもα線、β線、γ線等を用いることができる。これは、全ての実施形態において同様である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a first embodiment of a subject rotation type cone beam radiation CT imaging apparatus according to the present invention. In the figure, 109 is an X-ray generator (X-ray source), 108 is an X-ray source power supply, X is irradiated continuous X-rays, 107 is a subject, 104 is a signal storage type reference element, and 102 is a rotating device (rotating table). ), P is a rotating shaft of the rotating device, 103 is a rotary encoder, 101 is an X-ray image sensor panel, 105 is an imaging control device, and 106 is a display device. In the present embodiment, X-rays are used as radiation, but α rays, β rays, γ rays, and the like can also be used. This is the same in all embodiments.

X線発生装置109は、一般撮影用の装置を利用し、連続X線モードで使用する。撮影制御装置105は管電圧、管電流、照射時間を設定し、照射の開始と停止を制御するのみである。X線発生装置109と回転台102とX線イメージセンサパネル101の幾何学的配置は厳密に設定する。X線焦点からX線イメージセンサパネルに下ろした垂線が回転軸を通るように設定する。X線焦点と回転台102の回転軸Pとの距離をL、回転軸PとX線イメージセンサパネル101との距離をMとし、LとMを変えることによってプロジェクション画像の拡大率、コーンビームのコーン角Φを設定することができる。   The X-ray generator 109 uses an apparatus for general imaging and is used in a continuous X-ray mode. The imaging control device 105 only sets the tube voltage, tube current, and irradiation time, and controls the start and stop of irradiation. The geometric arrangement of the X-ray generator 109, the turntable 102, and the X-ray image sensor panel 101 is set strictly. It sets so that the perpendicular drawn from the X-ray focus to the X-ray image sensor panel may pass through the rotation axis. The distance between the X-ray focal point and the rotation axis P of the turntable 102 is L, and the distance between the rotation axis P and the X-ray image sensor panel 101 is M. By changing L and M, the magnification of the projection image, the cone beam The cone angle Φ can be set.

回転台102とX線イメージセンサパネル101は可動式で幾何学的配置を決定した後その場所に固定する。コーンビームX線CT撮影装置では、コーン角が大きくなると、再構成時の誤差が大きくなるので、一般にコーン角Φは10度以下とする。その場合、Lはかなり長くなり、プロジェクション画像の拡大率は一般のX線CTよりかなり小さくなる。   The turntable 102 and the X-ray image sensor panel 101 are movable and fixed in place after determining their geometrical arrangement. In the cone beam X-ray CT imaging apparatus, when the cone angle is increased, an error during reconstruction is increased. Therefore, the cone angle Φ is generally set to 10 degrees or less. In that case, L becomes considerably long, and the enlargement ratio of the projection image is considerably smaller than general X-ray CT.

回転装置102は、撮影制御装置105からの回転制御信号に基づいて回転部分を連続回転させる装置である。回転部分には被写体107を回転中に保持するための保持装置(不図示)が設置されている。更に、回転装置102の回転角度を計測し、撮影制御装置105に出力するロータリーエンコーダ103が設けられている。これは、フルスキャンで1回転360度を1000プロジェクションで撮影する場合、1プロジェクション当たり0.36度毎に信号を発生する。回転の角度を計測し、角度に対する信号を生成する。回転角検出手段であれば、ロータリーエンコーダ103に限定されない。   The rotating device 102 is a device that continuously rotates a rotating portion based on a rotation control signal from the imaging control device 105. A holding device (not shown) for holding the subject 107 during rotation is installed in the rotating portion. Further, a rotary encoder 103 that measures the rotation angle of the rotation device 102 and outputs the rotation angle to the imaging control device 105 is provided. This is because a signal is generated every 0.36 degrees per projection when photographing 360 degrees per rotation with 1000 projections in full scan. The angle of rotation is measured and a signal for the angle is generated. As long as it is a rotation angle detection means, it is not limited to the rotary encoder 103.

被写体回転型コーンビームX線CT撮影装置では、前述のように1回転360度を5秒とし、1000プロジェクションでフルスキャン撮影をすると、1プロジェクション当たり5msの時間となり、X線源をパルス駆動することが困難になってくる。特に、一般撮影用のX線源を使う場合には、応答の管電流の立ち上がり、立ち下りの悪さから安定的なパルスX線を照射することが困難になる。そこで、本実施形態では連続X線を用いる構成としている。また、コーンビームX線を使った撮影では、この5msの間に全ての領域で時間遅れのない画像を取得する必要があることと、回転むらに対応するために本実施形態では後述する構造のX線イメージセンサパネルと信号蓄積型レファレンス素子とを使用し、この問題が起こらないようにしている。   In the subject rotation type cone beam X-ray CT imaging apparatus, as described above, when 360 degrees per rotation is set to 5 seconds and full scan imaging is performed with 1000 projections, it takes 5 ms per projection, and the X-ray source is pulse-driven. Will become difficult. In particular, when an X-ray source for general imaging is used, it is difficult to irradiate stable pulsed X-rays due to poor rise and fall of the response tube current. Therefore, in this embodiment, a configuration using continuous X-rays is adopted. Further, in imaging using cone beam X-rays, it is necessary to acquire an image with no time delay in all areas during this 5 ms, and this embodiment has a structure described later in order to cope with uneven rotation. An X-ray image sensor panel and a signal storage type reference element are used to prevent this problem from occurring.

図2は本実施形態のシステム構成を示す。撮影制御装置105はX線イメージセンサパネル101から出力されたプロジェクション画像データを格納する画像データメモリ203、補正データを保存する補正データメモリ204、画像処理部202、装置制御部207、蓄積時間制御部208、蓄積時間算出カウンタ209、回転装置制御部206からなっている。X線イメージセンサパネル101はA/D変換器201、駆動部205を含んでいる。   FIG. 2 shows the system configuration of this embodiment. The imaging control device 105 includes an image data memory 203 that stores projection image data output from the X-ray image sensor panel 101, a correction data memory 204 that stores correction data, an image processing unit 202, a device control unit 207, and an accumulation time control unit. 208, an accumulation time calculation counter 209, and a rotating device control unit 206. The X-ray image sensor panel 101 includes an A / D converter 201 and a drive unit 205.

撮影制御装置105は、観察者から入力された撮影条件に基づいてX線発生装置109からのX線照射を制御すると共に、X線イメージセンサパネル101の視野モードの制御、画素数とフレームレート制御を行う。また、撮影制御装置105はロータリーエンコーダ103からの信号に基づいて蓄積時間制御部208により信号蓄積型レファレンス素子104とX線イメージセンサパネル101の蓄積時間を制御する。   The imaging control device 105 controls the X-ray irradiation from the X-ray generation device 109 based on the imaging conditions input from the observer, controls the field-of-view mode of the X-ray image sensor panel 101, and controls the number of pixels and the frame rate. I do. The imaging control apparatus 105 controls the accumulation time of the signal accumulation type reference element 104 and the X-ray image sensor panel 101 by the accumulation time control unit 208 based on the signal from the rotary encoder 103.

画像処理部202は、ガンマ補正、画像歪み補正、対数変換及びX線イメージセンサパネル101の感度むら補正等の前処理、前処理後のプロジェクション画像(投影データ)をもとに被写体107の3次元的なX線吸収係数分布である3次元X線分布像を生成する再構成、3次元X線分布像に対して周知のボリュームレンダリング処理或いは最大値投影処理等の画像処理を施し、3次元X線分布像からX線断層像或いは3次元的な2次元像である3次元X線画像の生成を行う。   The image processing unit 202 performs three-dimensional imaging of the subject 107 based on pre-processing such as gamma correction, image distortion correction, logarithmic conversion, and sensitivity non-uniformity correction of the X-ray image sensor panel 101, and a pre-processed projection image (projection data). Reconstructing a three-dimensional X-ray distribution image, which is a typical X-ray absorption coefficient distribution, and subjecting the three-dimensional X-ray distribution image to image processing such as well-known volume rendering processing or maximum value projection processing. A three-dimensional X-ray image that is an X-ray tomographic image or a three-dimensional two-dimensional image is generated from the line distribution image.

次に、本実施形態の特徴である信号蓄積型レファレンス素子104とX線イメージセンサパネル101の構造、機能と、ロータリーエンコーダ103との関係、その作用効果について説明する。図3(a)は従来の一般的なレファレンス素子の等価回路図である。フォトダイオードPD(301)はX線照射によってシンチレータ(不図示)が発生した光を電気信号に変換する。フォトダイオードPD(301)には、MOSFETから成るスイッチSW1(305)が直列接続されており、更に演算増幅器Amp(304)の反転端子に接続されている。   Next, the structure and function of the signal storage type reference element 104 and the X-ray image sensor panel 101, the relationship between the rotary encoder 103, and the function and effect, which are features of this embodiment, will be described. FIG. 3A is an equivalent circuit diagram of a conventional general reference element. The photodiode PD (301) converts light generated by a scintillator (not shown) by X-ray irradiation into an electrical signal. A switch SW1 (305) made of a MOSFET is connected in series to the photodiode PD (301), and is further connected to the inverting terminal of the operational amplifier Amp (304).

演算増幅器Amp(304)には帰還抵抗R1(306)が接続されて電流電圧変換回路を構成しており、入力電流が電圧信号として出力される。また、演算増幅器Amp(304)の非反転端子にはグランド(GND)に対して電圧V(303)が印加されている。正の読出しパルスがスイッチSW1(305)のゲートに入ると、スイッチSW1(305)が開いてフォトダイオードPD(301)が逆バイアス状態になり、接合容量C1(302)に一定の電荷が充電される。   A feedback resistor R1 (306) is connected to the operational amplifier Amp (304) to form a current-voltage conversion circuit, and an input current is output as a voltage signal. The voltage V (303) is applied to the non-inverting terminal of the operational amplifier Amp (304) with respect to the ground (GND). When a positive read pulse enters the gate of the switch SW1 (305), the switch SW1 (305) is opened, the photodiode PD (301) is in a reverse bias state, and a constant charge is charged in the junction capacitor C1 (302). The

次に、スイッチSW1(305)を閉じて蓄積期間中に光が入射すると、充電されていた電荷は光入射による電荷によって放電し、フォトダイオードPD(301)のカソード電位はグランド電位に近づいていく。この放電電荷量は入射光量に比例して増加する。次に、読出しパルスがスイッチSW1(305)のゲートに入ってスイッチSW1(305)が開くと、蓄積時間内に放電した電荷に相当する電荷が帰還抵抗R1(306)を介して供給されると共にフォトダイオードPD301は再び逆バイアス状態になって初期化される。   Next, when the switch SW1 (305) is closed and light is incident during the accumulation period, the charged charge is discharged by the charge due to the light incidence, and the cathode potential of the photodiode PD (301) approaches the ground potential. . This discharge charge amount increases in proportion to the amount of incident light. Next, when the read pulse enters the gate of the switch SW1 (305) and the switch SW1 (305) is opened, a charge corresponding to the charge discharged within the accumulation time is supplied via the feedback resistor R1 (306). The photodiode PD301 is initialized again in the reverse bias state.

この時、帰還抵抗R1(306)の両端には充電電流による電位差が生じ、演算増幅器Amp(304)から電圧信号として出力される。この充電電流は光入射による放電電流に相当するため、この出力電圧により入射光量が検知される。このようにある時刻におけるX線線量率に応じた信号を単純に利用している。   At this time, a potential difference due to the charging current is generated at both ends of the feedback resistor R1 (306), and is output as a voltage signal from the operational amplifier Amp (304). Since this charging current corresponds to a discharge current due to light incidence, the amount of incident light is detected by this output voltage. Thus, the signal according to the X-ray dose rate at a certain time is simply used.

図3(b)は本実施形態による信号蓄積型レファレンス素子の等価回路である。演算増幅器Amp(304)の反転端子と出力端子の間に積分容量C2(308)及びリセットスイッチSW2(306)が接続されており、全体として電流積分回路を構成している。読出し用のスイッチSW1(305)が開く直前に、積分回路の積分容量C2を外部のリセットパルスによって放電させる。次に、スイッチSW1(305)が開くと、蓄積期間中の光出力に相当する電荷が電源からフォトダイオードPDの接合容量C1(302)に充電され、フォトダイオードPD301の電位は正電位V(303)に初期化され、その充電電流によって積分容量C2(308)も充電される。そのため、積分回路の出力端子には方形波の積分波形が得られる。読み出し用のスイッチSW1(305)とリセットスイッチSW2(306)はロータリーエンコーダ103からの角度信号に基づいて蓄積時間制御部208により作成されたパルス信号により駆動される。   FIG. 3B is an equivalent circuit of the signal storage type reference element according to the present embodiment. An integration capacitor C2 (308) and a reset switch SW2 (306) are connected between the inverting terminal and the output terminal of the operational amplifier Amp (304), thereby constituting a current integration circuit as a whole. Immediately before the read switch SW1 (305) is opened, the integration capacitor C2 of the integration circuit is discharged by an external reset pulse. Next, when the switch SW1 (305) is opened, a charge corresponding to the light output during the accumulation period is charged from the power source to the junction capacitor C1 (302) of the photodiode PD, and the potential of the photodiode PD301 is positive potential V (303. The integration capacitor C2 (308) is also charged by the charging current. Therefore, a square wave integrated waveform is obtained at the output terminal of the integrating circuit. The read switch SW 1 (305) and the reset switch SW 2 (306) are driven by a pulse signal created by the accumulation time control unit 208 based on the angle signal from the rotary encoder 103.

ロータリーエンコーダ103は、フルスキャンで1回転360度を1000プロジェクションで撮影する場合、1プロジェクション当たり0.36度毎に回転角信号を発生する。この信号は蓄積時間制御部208に送られ、この信号に基づいてSW1、SW2の動作タイミングパルスが作成される。これにより、1プロジェクションの角度に対する蓄積時間で、出力信号が蓄積される。よって、たとえ回転台に回転むらがあったとしても、この信号蓄積型レファレンス素子104の蓄積信号の出力によって、正確に決められた1プロジェクション当たりの回転角に応じた時間のX線量をモニターすることができる。   The rotary encoder 103 generates a rotation angle signal every 0.36 degrees per projection when shooting 360 degrees per rotation with 1000 projections in full scan. This signal is sent to the accumulation time control unit 208, and operation timing pulses of SW1 and SW2 are created based on this signal. As a result, the output signal is accumulated in the accumulation time for one projection angle. Therefore, even if there is uneven rotation on the turntable, the X-ray dose for the time corresponding to the rotation angle per projection determined accurately can be monitored by the output of the stored signal of the signal storage type reference element 104. Can do.

なお、信号蓄積型レファレンス素子104はこの等価回路のみに限定されない。外部信号によって設定された時間内のセンサ信号を蓄積し、その積分量を信号として出力できる回路を有するものであればよい。   The signal storage type reference element 104 is not limited to this equivalent circuit. What is necessary is just to have a circuit capable of accumulating sensor signals within a time set by an external signal and outputting the integration amount as a signal.

図5は136mm×136mmのCMOS型撮像素子を、一枚の基台上に9個の撮像素子501を2次元的に貼り合わせることにより408mm×408mmの大面積を実現したX線イメージセンサパネルを示す。これは、CMOS型撮像素子を用いているので全ての素子から共通の時間に蓄積した電荷を高信号対ノイズ比(S/N)で読み出せるようにしている。なお、本願明細書でいう撮像素子とは、複数の画素が2次元に配列された撮像素子パネルをいう。このCMOS撮像素子パネルは後述するように全面が画素領域になっており、複数の撮像素子パネルを基台上に貼り合わせることによって、画像上つなぎ目のない大面積の撮像装置を実現することができる。原理的にその大きさに制限はない。   FIG. 5 shows an X-ray image sensor panel that realizes a large area of 408 mm × 408 mm by two-dimensionally bonding a 136 mm × 136 mm CMOS image sensor to nine image sensors 501 on a single base. Show. This is because a CMOS type image pickup device is used so that charges accumulated in a common time from all the devices can be read out with a high signal-to-noise ratio (S / N). In addition, the image sensor referred to in the present specification refers to an image sensor panel in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged. As will be described later, the entire surface of this CMOS image sensor panel is a pixel region, and by bonding a plurality of image sensor panels on a base, it is possible to realize an image pickup device having a large area without a joint on the image. . In principle, there is no limit to its size.

図6は図5のA−A′線における断面図を示す。シンチレータ602はユウロピウム、テルビウム等を付活性体として用いたGdやSCsI等から構成されている。本実施形態では大板のX線イメージセンサパネル101を用いているので、シンチレータ602もつなぎ目のない大板のものを用いている。1つのシンチレータと、複数の撮像素子501を一体的に構成してX線イメージセンサパネルとしている。 6 shows a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The scintillator 602 is composed of Gd 2 O 2 , SCsI or the like using europium, terbium or the like as an activator. In this embodiment, since the large X-ray image sensor panel 101 is used, a large plate having no joints with the scintillator 602 is used. One scintillator and a plurality of image sensors 501 are integrally configured to form an X-ray image sensor panel.

X線はシンチレータ602に当たって可視光に変換され、撮像素子501で検出されるので、シンチレータ602はその発光波長が撮像素子の感度に適合するように選択するのが好ましい。更に、X線の吸収率を増やし、利用効率を上げるためにシンチレータ602の厚さは厚くするのが良い。また、Gdを用いた場合には、大板で厚さの厚いものを作成するのが困難であり、更に通常の粉体を用いるものでは、高いX線吸収率を示し厚さまで厚くすると、効率(DQE:detective quantum efficiency)が大きく劣化してしまうという欠点を持っているので、本実施形態では大板で厚膜の形成しやすい樹脂基板上に蒸着形成するCsI(Tl)を用いている。 Since the X-rays strike the scintillator 602 and are converted into visible light and detected by the image sensor 501, the scintillator 602 is preferably selected so that its emission wavelength matches the sensitivity of the image sensor. Furthermore, the thickness of the scintillator 602 is preferably increased in order to increase the X-ray absorption rate and increase the utilization efficiency. In addition, when Gd 2 O 2 is used, it is difficult to produce a large plate with a large thickness, and when a normal powder is used, it exhibits a high X-ray absorption rate and is thick. Then, since there is a defect that efficiency (DQE: detective quantum efficiency) is greatly deteriorated, in this embodiment, CsI (Tl) formed by vapor deposition on a large-sized resin substrate on which a thick film is easily formed is used. ing.

医療用の放射線CT撮影装置では画素の大きさは、500μm×500μm〜1mm×1mm程度に大きくてよい。厚さ1mmのCsI(Tl)は90%以上のX線吸収率であり、且つ、このX線CTに必要とされる解像度の範囲で最も効率(DQE)を大きくすることができる。厚さ1.5mm以上では急峻にDQEが劣化するので、本実施形態では厚さ1mmのCsI(Tl)としている。   In a medical radiation CT imaging apparatus, the pixel size may be as large as about 500 μm × 500 μm to 1 mm × 1 mm. CsI (Tl) having a thickness of 1 mm has an X-ray absorption rate of 90% or more, and the efficiency (DQE) can be maximized within the resolution range required for the X-ray CT. When the thickness is 1.5 mm or more, the DQE deteriorates sharply. Therefore, in this embodiment, CsI (Tl) having a thickness of 1 mm is used.

外部処理基板605は撮像素子501の電源、クロック等を供給し、又、撮像素子501から信号を取り出して処理する回路を有する基板である。フレキシブル基板603は、各撮像素子501と外部処理基板605との電気的接続を行う。   The external processing substrate 605 is a substrate having a circuit for supplying a power source, a clock, and the like of the image sensor 501 and extracting and processing a signal from the image sensor 501. The flexible substrate 603 performs electrical connection between each image sensor 501 and the external processing substrate 605.

9枚の撮像素子501は基台604上に実質的に撮像素子間に隙間ができないように貼り合わされており、実質的に隙間ができないこととは、9枚の撮像素子により形成される画像に撮像素子間の欠落ができないということである。撮像素子のクロック等や電源の入力や撮像素子からの信号の出力は、撮像素子の端部における電極パッドに接続されたフレキシブル基板603を通して、撮像素子の裏側に配置された外部処理基板605との間で行う。フレキシブル基板603の厚さはサイズに対して十分薄く撮像素子の間の隙間を通しても、画像上の欠陥は生じない。各撮像素子からの出力は並列に読み出される。後述する撮像素子の一括露光とこの並列読み出しにより、時間的、空間的に繋ぎ目のない、またプロジェクション毎に時間遅れのない高品質の画像を高速で取得することができる。   The nine image pickup elements 501 are bonded on the base 604 so that there is substantially no gap between the image pickup elements, and the fact that there is substantially no gap is that an image formed by the nine image pickup elements. This means that there is no gap between the image sensors. The imaging device clock and the like, the input of the power source and the output of the signal from the imaging device are transmitted to the external processing substrate 605 disposed on the back side of the imaging device through the flexible substrate 603 connected to the electrode pad at the end of the imaging device. Between. The thickness of the flexible substrate 603 is sufficiently small with respect to the size, and no defect on the image occurs even if it passes through the gap between the imaging elements. Outputs from the respective image sensors are read out in parallel. High-quality images that are temporally and spatially seamless and have no time delay for each projection can be acquired at a high speed by collective exposure of the image sensor described later and this parallel reading.

X線イメージセンサを構成する1個の撮像素子を図7に示す。現在主流の8インチウエハ704からCMOSプロセスによって136mm×136mmのCMOS型撮像素子基板を1枚取りで作成する。医療用のコーンビームX線CT撮影装置では画素の大きさは、500μm×500μm〜1mm×1mm程度に大きくてよい。本実施形態では画素サイズは500μm×500μmとしている。本実施形態ではこの撮像素子を9枚並べた構造としたが、本発明の撮像素子の大きさは任意に選ぶことができ、その結果並べる枚数も適宜変わりうる。好適には撮像素子の歩留まり、実装工程での歩留まり等を考慮しつつ、その大きさ、枚数は決定する。701は垂直シフトレジスタ、702は水平シフトレジスタ、703は外部端子を示す。   FIG. 7 shows one image sensor that constitutes the X-ray image sensor. A CMOS type image pickup device substrate of 136 mm × 136 mm is produced from a currently mainstream 8-inch wafer 704 by a CMOS process. In a medical cone-beam X-ray CT imaging apparatus, the size of a pixel may be as large as about 500 μm × 500 μm to 1 mm × 1 mm. In this embodiment, the pixel size is 500 μm × 500 μm. In the present embodiment, the nine image pickup elements are arranged, but the size of the image pickup element of the present invention can be arbitrarily selected, and as a result, the number of the image pickup elements can be appropriately changed. Preferably, the size and number of images are determined in consideration of the yield of the image sensor, the yield in the mounting process, and the like. Reference numeral 701 denotes a vertical shift register, 702 denotes a horizontal shift register, and 703 denotes an external terminal.

図8は本実施形態の撮像素子の構成(平面図)を示す。本実施形態では垂直シフトレジスタ701と水平シフトレジスタ702が撮像素子の有効領域に配置され、撮像素子内に複数の画素807が垂直、水平方向に2次元に配置されている。また、1つのラインを処理するシフトレジスタの1ブロックが1ピッチ内に収まるように配置されており、これらのブロックを並べて一連の垂直シフトレジスタブロックとし、水平シフトレジスタブロックとする。これらのブロックは垂直方向、水平方向に直線状に伸びている。   FIG. 8 shows the configuration (plan view) of the image sensor of this embodiment. In this embodiment, a vertical shift register 701 and a horizontal shift register 702 are arranged in the effective area of the image sensor, and a plurality of pixels 807 are arranged two-dimensionally in the vertical and horizontal directions in the image sensor. Further, one block of the shift register that processes one line is arranged so as to be within one pitch, and these blocks are arranged to form a series of vertical shift register blocks and a horizontal shift register block. These blocks extend linearly in the vertical and horizontal directions.

更に、少なくとも受光領域は全画素で等しい面積とする。図8においては1画素回路の面積、1画素回路内の受光領域の面積はセル間で等しい。また、全てのセル間で受光領域の面積を等しくするのが好ましいが、撮像素子端部にある1ライン内のセル内における受光領域の面積はスライス用のマージンをとるために、内部にあるセル内の受光領域の面積とは異なることはありうる。また、外部端子703上にバンプ801が設けられ、このバンプ801には静電気から内部回路を保護するための保護抵抗802と保護ダイオード803が接続されている。この外部端子703は前述のようにフレキシブル基板603との接続に用いられる。   Furthermore, at least the light receiving region has the same area for all pixels. In FIG. 8, the area of one pixel circuit and the area of a light receiving region in one pixel circuit are equal between cells. In addition, it is preferable that the area of the light receiving region is the same among all the cells, but the area of the light receiving region in the cell in one line at the end of the image sensor has an internal cell in order to take a margin for slicing. It may be different from the area of the light receiving region. A bump 801 is provided on the external terminal 703, and a protective resistor 802 and a protective diode 803 for protecting the internal circuit from static electricity are connected to the bump 801. The external terminal 703 is used for connection with the flexible substrate 603 as described above.

なお、撮像素子内にはマルチプレクサが作り込まれているが、撮像素子での動作を早くするためである。また、撮像素子からは外部端子703を経由して外部に信号を取り出すが、この外部端子703の周りには大きな浮遊容量がある。従って、外部端子703の前段にアンプを設けることにより信号の伝送特性を補償することができる。   Note that a multiplexer is built in the image pickup device in order to speed up the operation of the image pickup device. Further, a signal is taken out from the imaging device via the external terminal 703, and there is a large stray capacitance around the external terminal 703. Therefore, by providing an amplifier in front of the external terminal 703, signal transmission characteristics can be compensated.

図9は垂直シフトレジスタの単位ブロック(一行を選択し駆動するための単位)を1領域(1セル)に1画素回路と共に配置した様子を示す。1画素回路は図10に示す。単位ブロックと画素回路の面積は、模式図のため実際の素子レイアウトを反映していない。垂直シフトレジスタはリセット信号ΦRES、クランプ信号ΦCL、選択信号ΦSEL1を作成するためにスタティック型シフトレジスタと転送ゲートで構成した簡単な回路を示す。リセット信号ΦRES、クランプ信号ΦCL、選択信号ΦSEL1以外の信号線は省略する。   FIG. 9 shows a state in which unit blocks (units for selecting and driving one row) of the vertical shift register are arranged together with one pixel circuit in one region (one cell). One pixel circuit is shown in FIG. The area of the unit block and the pixel circuit does not reflect the actual element layout because it is a schematic diagram. The vertical shift register is a simple circuit composed of a static shift register and a transfer gate for generating the reset signal ΦRES, the clamp signal ΦCL, and the selection signal ΦSEL1. Signal lines other than the reset signal ΦRES, the clamp signal ΦCL, and the selection signal ΦSEL1 are omitted.

これらはクロック信号線(不図示)からの信号により駆動される。シフトレジスタの回路構成は、この限りではなく、加算や間引き読み出し等の様々な駆動方法により任意の回路構成をとることができる。但し、本実施形態のように機能ブロックを一つのセルの中に画素回路と共に配置し、有効領域にシフトレジスタを設け、全面有効領域の撮像素子を実現するものとする。   These are driven by signals from a clock signal line (not shown). The circuit configuration of the shift register is not limited to this, and an arbitrary circuit configuration can be adopted by various driving methods such as addition and thinning readout. However, as in the present embodiment, functional blocks are arranged together with pixel circuits in one cell, a shift register is provided in the effective area, and an imaging device in the entire effective area is realized.

また、走査回路としてシフトレジスタではなく、n対2 デコーダを使用することもできる。この場合には、デコーダの入力に順次インクリメントするカウンタの出力を接続することによりシフトレジスタと同様に順次走査することが可能となり、一方、デコーダの入力に画像を得たい領域のアドレスを入力することによりランダム走査による任意の領域の画像を得ることができる。有効領域内の各領域(セル)内に配置する共通処理回路とは、最終信号出力アンプ、シリアル・パラレル変換マルチプレクサ、バッファ、各種ゲート回路等の複数を一括して共通に処理する回路を意味する。 Further, instead of a shift register, an n-to- 2n decoder can be used as the scanning circuit. In this case, by connecting the output of the counter that increments sequentially to the input of the decoder, it becomes possible to scan in the same way as the shift register. Thus, an image of an arbitrary region can be obtained by random scanning. The common processing circuit arranged in each area (cell) in the effective area means a circuit that collectively processes a plurality of signals such as a final signal output amplifier, a serial / parallel conversion multiplexer, a buffer, and various gate circuits. .

図10は1画素回路を示す。光電変換部でのkTC補正を画素内で行うようにし、更に感度切り替え手段を画素内に設けることで、感度(ダイナミックレンジ)をモード切り替えで実現している。感度を上げるためにフォトダイオードPDの容量は極力小さくする。この時、ダイナミックレンジが縮小する。そこで、ダイナミックレンジ確保のため容量C1をフォトダイオードPDと並列に設けている。   FIG. 10 shows a one-pixel circuit. Sensitivity (dynamic range) is realized by mode switching by performing kTC correction in the pixel in the photoelectric conversion unit and further providing sensitivity switching means in the pixel. In order to increase sensitivity, the capacitance of the photodiode PD is made as small as possible. At this time, the dynamic range is reduced. Therefore, a capacitor C1 is provided in parallel with the photodiode PD in order to ensure a dynamic range.

M1は感度を切り替える切り替えスイッチである。電荷を蓄積するフォトダイオード容量CPDは撮影時に最大感度となるよう最小容量に設計する。M2はフォトダイオード容量CPDに蓄積された電荷を放電するためのリセットMOSトランジスタ(リセットスイッチ)、M3は画素アンプ1を選択するための選択MOSトランジスタ(選択スイッチ)、M4はソースフォロワーとして機能する増幅MOSトランジスタ(画素アンプ1)である。同一ウエハ上の画素毎に、これらの回路要素を作り込むことで、M4のゲート部の容量も極力小さくでき、感度の向上を実現できる。 M1 is a changeover switch for switching the sensitivity. Photodiode capacitance C PD to accumulate charges is designed to the minimum capacity to the maximum sensitivity at the time of shooting. M2 is a reset MOS transistor (reset switch) for discharging charges accumulated in the photodiode capacitor CPD , M3 is a selection MOS transistor (selection switch) for selecting the pixel amplifier 1, and M4 functions as a source follower. This is an amplification MOS transistor (pixel amplifier 1). By making these circuit elements for each pixel on the same wafer, the capacity of the gate portion of M4 can be reduced as much as possible, and an improvement in sensitivity can be realized.

従来CT用の信号アンプにはダイナミックレンジの観点からソースフォロワーは適さず使われることはなかったが、本実施形態ではフォトダイオード部における感度切り替えを導入することで、ソースフォロワー構成を採用できる。画素毎にソースフォロワーとすることにより、感度を大幅に向上でき、コーンビームX線CT撮影装置に好適なX線イメージセンサパネルを実現できる。更に画素毎にソースフォロワーを有するので非破壊読み出しが可能となる。この非破壊読み出し機能により、本読み出しと独立に様々なデータ読み出しができる。例えば、画素毎にフォトダイオードに蓄積される電荷量をモニターする機能を持たせ、これを外部に非破壊で読み出し、飽和に達する前に感度を切り替えるということもできる。   Conventionally, a source follower is not suitable for a signal amplifier for CT from the viewpoint of dynamic range, but in this embodiment, a source follower configuration can be adopted by introducing sensitivity switching in the photodiode section. By using a source follower for each pixel, the sensitivity can be greatly improved, and an X-ray image sensor panel suitable for a cone beam X-ray CT imaging apparatus can be realized. Furthermore, since each pixel has a source follower, non-destructive readout is possible. With this non-destructive read function, various data can be read independently of the main read. For example, it is possible to provide a function of monitoring the amount of charge accumulated in the photodiode for each pixel, read this nondestructively outside, and switch the sensitivity before reaching saturation.

この画素アンプ1の後段にはクランプ回路が設けられている。このクランプ回路により光電変換部で発生するkTCノイズを除去する。CCLはクランプ容量、M5はクランプスイッチである。ノイズ除去は次のような動作により行うことができる。スイッチM5をオンして画素アンプM7側にあるクランプ容量CCLの電極を一定の電位にする。 A clamp circuit is provided after the pixel amplifier 1. This clamp circuit removes kTC noise generated in the photoelectric conversion unit. C CL is a clamp capacitor, and M5 is a clamp switch. Noise removal can be performed by the following operation. The electrode of the clamp capacitor C CL which turns on the switch M5 is in pixel amplifier M7 side at a fixed potential.

この状態でリセットスイッチM2によりフォトダイオードPDをリセットすると、ノイズ成分が増幅MOSトランジスタM4(画素アンプ1)側にあるクランプ容量CCLの電極に蓄積される。スイッチM5をオフした後フォトダイオードPDの信号電荷蓄積を行うと、増幅MOSトランジスタM4(画素アンプ1)側にあるクランプ容量CCLの電極電位はフォトダイオードの信号(ノイズ成分を含む)からノイズ成分が引かれた分変動し、クランプ容量CCLのアンプ増幅MOSトランジスタM7(画素アンプ2)にもノイズ成分が除去された分電位が変動することになる。こうして、クランプ容量CCLにはノイズ成分が除去された信号が保持されることになる。 When the photodiode PD is reset by the reset switch M2 in this state, the noise component is accumulated in the electrode of the clamp capacitor CCL on the amplification MOS transistor M4 (pixel amplifier 1) side. When the signal charge is accumulated in the photodiode PD after the switch M5 is turned off, the electrode potential of the clamp capacitor CCL on the amplification MOS transistor M4 (pixel amplifier 1) side becomes a noise component from the photodiode signal (including the noise component). And the potential of the amplifier amplifying MOS transistor M7 (pixel amplifier 2) of the clamp capacitor CCL fluctuates as the noise component is removed. Thus, the clamp capacitor C CL holds the signal from which the noise component has been removed.

また、クランプ回路の後にサンプルホールド回路を設けている。M6は画素アンプ2を選択するための選択MOSトランジスタ(選択スイッチ)である。M8は光信号蓄積用のサンプルホールド回路を構成するサンプルMOSトランジスタスイッチ、CH1はホールドコンデンサである。また、M10はソースフォロワーとして機能する増幅MOSトランジスタ(画素アンプ3)であり、M9は画素アンプ3を選択するための選択MOSトランジスタ(選択スイッチ)である。M11はノイズ信号蓄積用のサンプルホールド回路を構成するサンプルMOSトランジスタスイッチ、CH2はホールドコンデンサである。更に、M13はソースフォロワーとして機能する増幅MOSトランジスタ(画素アンプ3)であり、M12は画素アンプ3を選択するための選択MOSトランジスタ(選択スイッチ)である。   A sample hold circuit is provided after the clamp circuit. M6 is a selection MOS transistor (selection switch) for selecting the pixel amplifier 2. M8 is a sample MOS transistor switch constituting a sample hold circuit for storing optical signals, and CH1 is a hold capacitor. M10 is an amplification MOS transistor (pixel amplifier 3) that functions as a source follower, and M9 is a selection MOS transistor (selection switch) for selecting the pixel amplifier 3. M11 is a sample MOS transistor switch constituting a sample and hold circuit for accumulating noise signals, and CH2 is a hold capacitor. Further, M13 is an amplification MOS transistor (pixel amplifier 3) that functions as a source follower, and M12 is a selection MOS transistor (selection switch) for selecting the pixel amplifier 3.

一般に、CMOS型撮像素子等の増幅型撮像素子では、読み出し時の信号対ノイズ比(S/N)を改善するために内部に増幅手段(画素内アンプ)を設けて信号の利得を増大させている。本実施形態の撮像素子では、増幅手段として用いられるMOSトランジスタのソースフォロワーを用いている。一般にMOSトランジスタの閾値Vthはばらつき易い。このばらつきは素子の設計及び製造に固有のものであり、画素毎、素子毎に変化するという点で悪質である。特に、本実施形態に用いるような大型の撮像素子では、素子内のばらつきが大きくなりがちである。また、複数枚の撮像素子を用いる場合、素子間のばらつきも大きい。このばらつきは、固定的な出力のばらつき、いわゆる固定パターンノイズ(FPN)、不均一なバックグラウンド画像として現われる。   In general, in an amplification type imaging device such as a CMOS type imaging device, in order to improve a signal-to-noise ratio (S / N) at the time of reading, an amplification means (in-pixel amplifier) is provided inside to increase a signal gain. Yes. In the imaging device of this embodiment, a source follower of a MOS transistor used as an amplifying unit is used. In general, the threshold value Vth of a MOS transistor tends to vary. This variation is inherent in the design and manufacture of the device and is malicious in that it varies from pixel to pixel and from device to device. In particular, in a large-size imaging device as used in the present embodiment, the variation in the device tends to be large. In addition, when a plurality of image sensors are used, the variation between the elements is large. This variation appears as a fixed output variation, so-called fixed pattern noise (FPN), or a non-uniform background image.

また、MOSトランジスタには1/fノイズ(フリッカ・ノイズ)や熱雑音が発生し易く、これはランダムノイズであるため、ランダムなバックグラウンド画像を生じる。デバイス設計的にはMOSトランジスタのチャネル長をL、チャネル幅をWとすると、熱雑音は(L/W)・1/2に比例し、1/f雑音はL・Wに反比例するので、MOSトランジスタの雑音を小さくするにはチャネル長Lを最小とし、チャネル幅Wを大きく設定すればよいが、特に大きなノイズ源となるアンプとしてのソースフォロワーのチャネル幅Wを大きく設定すると、ゲート・ドレイン間の寄生容量が大きくなり、ゲインを落としてしまい感度の低下を招いてしまうので実施が難しい。   In addition, 1 / f noise (flicker noise) and thermal noise are likely to occur in the MOS transistor, and this is random noise, so that a random background image is generated. In terms of device design, if the channel length of the MOS transistor is L and the channel width is W, the thermal noise is proportional to (L / W) · 1/2 and the 1 / f noise is inversely proportional to L · W. In order to reduce the noise of the transistor, the channel length L should be minimized and the channel width W should be set large. However, when the channel width W of the source follower as an amplifier which becomes a large noise source is particularly set large, the gate-drain gap is reduced. This increases the parasitic capacitance of the device, lowers the gain, and lowers the sensitivity, which is difficult to implement.

本実施形態では、本質的に1/fノイズが小さいPMOSトランジスタを少なくともソースフォロワーとして使用している。これにより、NMOSトランジスタに比べ1/10程度の大きさに低減できる。また、シンチレータを通り抜けたX線が直接トランジスタに当たってもPMOSトランジスタはNMOSトランジスタに比べてX線耐久性が強い(リーク電流増加、閾値Vth変動が少ない)ので更に好適である。   In this embodiment, a PMOS transistor with essentially low 1 / f noise is used as at least a source follower. As a result, the size can be reduced to about 1/10 that of an NMOS transistor. Further, even if the X-rays that have passed through the scintillator directly hit the transistor, the PMOS transistor is more preferable because the X-ray durability is stronger (leakage current increase and threshold Vth fluctuation is smaller) than the NMOS transistor.

また、閾値Vthは温度によって指数関数的に変化してしまうので、撮影中に各ソースフォロワーが1℃以下の温度差を持っても出力の変動として現われてしまう。本実施形態のように複数の撮像素子から構成されるX線イメージセンサの場合、各撮像素子毎に温度依存が異なると、このわずかの変動も補正エラーを起こしてしまう。X線CT撮影の場合、1つの撮像素子でも補正エラーがあると、画像上非常に目立つリングアーチファクトが発生し問題となる。そのため、サンプルホールド回路の二つのソースフォロワーでは、後述するようにレイアウト的に閾値Vthのばらつきが極力ない配置構造とし、更に動作中に温度差が発生しない機構としている。   Further, since the threshold value Vth changes exponentially with temperature, even if each source follower has a temperature difference of 1 ° C. or less during photographing, it appears as an output fluctuation. In the case of an X-ray image sensor composed of a plurality of image sensors as in the present embodiment, if the temperature dependence differs for each image sensor, this slight variation also causes a correction error. In the case of X-ray CT imaging, if there is a correction error even with one image sensor, a ring artifact that is very conspicuous on the image occurs, which becomes a problem. For this reason, the two source followers of the sample and hold circuit have an arrangement structure in which the variation in the threshold value Vth is as small as possible in terms of layout as will be described later, and a mechanism that does not cause a temperature difference during operation.

そこで、前述のように画素内に光信号用とノイズ信号用のサンプルホールド回路を設け、光信号とノイズ信号を露光とは独立して保存すると共に、サンプルホールド回路からは同時に出力(各列2線出力)する構造としている。   Therefore, as described above, the sample signal hold circuit for the optical signal and the noise signal is provided in the pixel, and the optical signal and the noise signal are stored independently of the exposure and are simultaneously output from the sample hold circuit (each column 2 Line output).

前述のように連続X線を用いたコーンビームX線CT撮影においては、各プロジェクション画像は全画面を同一時刻、同一蓄積時間で駆動させて取得する必要がある。そのために各画素内にメモリを設ける構造をとる。同一時刻、同一蓄積時間でのあるプロジェクション画像信号を画素内メモリに保存し、次のプロジェクション画像を取得している間に、保存したプロジェクションデータを並列読み出しにより高速に読み出すことができる。このように画像信号を露光と独立に保存させるための手段(画素内メモリ)として、このサンプルホールド回路はまず機能する。前述の撮像素子の並列読み出しと合わせ、これらの構造と機能により従来実現できなかった大面積でのコーンビームX線CT撮影を実現できる。   As described above, in cone beam X-ray CT imaging using continuous X-rays, each projection image needs to be acquired by driving the entire screen at the same time and the same accumulation time. Therefore, a structure is provided in which a memory is provided in each pixel. Projection image signals having the same time and the same accumulation time are stored in the in-pixel memory, and while the next projection image is acquired, the stored projection data can be read at high speed by parallel reading. As described above, the sample-and-hold circuit functions as means (in-pixel memory) for storing the image signal independently of the exposure. Combined with the parallel readout of the image sensor described above, cone beam X-ray CT imaging in a large area that could not be realized conventionally by these structures and functions can be realized.

更に、この回路にはノイズ除去の機能を持たせている。光信号とノイズ信号は非常に速い時間差で、画素アンプ1からサンプルホールド回路に取り込まれるので、低周波数で大きい1/fノイズを無視することができる。   Further, this circuit has a function of removing noise. Since the optical signal and the noise signal are taken into the sample hold circuit from the pixel amplifier 1 with a very fast time difference, a large 1 / f noise can be ignored at a low frequency.

また、この回路を利用して画素アンプでの熱ノイズ、1/fノイズ、FPNを除去している。2つのサンプルホールド回路素子のばらつきは、コンデンサを極力画素内の近傍に配置し、出力のソースフォロワーは、これを通常のMOS回路レイアウトで用いられるクロス配置とし、閾値Vthのばらつきを極力減らす工夫を行うことで極力減らしている。このように本実施形態のサンプルホールド回路は一括露光のための画素毎の蓄積手段として働き、また、ノイズ除去のための手段としても働き、更に温度変化による撮像素子間の出力変動を解消する働きを持たせている。   Further, this circuit is used to remove thermal noise, 1 / f noise, and FPN in the pixel amplifier. The variation of the two sample-and-hold circuit elements is to arrange the capacitor as close as possible in the pixel, and the output source follower is a cross arrangement used in the normal MOS circuit layout to reduce the variation of the threshold Vth as much as possible. It is reduced as much as possible. As described above, the sample and hold circuit according to the present embodiment functions as an accumulation unit for each pixel for collective exposure, also functions as a unit for noise removal, and further eliminates output fluctuations between image sensors due to temperature changes. Is given.

本発明の特徴として、各プロジェクション画像取得時刻の制御を、ロータリーエンコーダ103から出力される角度信号を用いて行う。読み出し用のスイッチとリセットスイッチはロータリーエンコーダ103からの角度信号に基づいて蓄積時間制御部208により作成されたパルス信号により駆動される。   As a feature of the present invention, each projection image acquisition time is controlled using an angle signal output from the rotary encoder 103. The read switch and the reset switch are driven by a pulse signal created by the accumulation time control unit 208 based on the angle signal from the rotary encoder 103.

ロータリーエンコーダ103から出力される角度信号は蓄積時間制御部208に送られ、この信号に基づいて一括リセットのタイミングと、一括露光の動作タイミングパルスが作成される。これらの動作タイミングとサンプルホールド回路の動作タイミングを制御し、各プロジェクション画像内で時間遅れが生じないように、また、1プロジェクションの角度に対する蓄積時間の間プロジェクション画像信号が蓄積され、出力される。これにより、たとえ回転台に回転むらがあったとしても正確に決められた1プロジェクション当たりの回転角に応じた時間のプロジェクション画像を取得することができる。この蓄積時間は前述の信号蓄積型レファレンス素子104の蓄積時間と完全に同期が取られている。   The angle signal output from the rotary encoder 103 is sent to the accumulation time control unit 208, and a batch reset timing and a batch exposure operation timing pulse are generated based on this signal. By controlling the operation timing and the operation timing of the sample hold circuit, a projection image signal is accumulated and output so as not to cause a time delay in each projection image, and during an accumulation time for one projection angle. As a result, even if there is uneven rotation on the turntable, it is possible to acquire a projection image for a time corresponding to the rotation angle per projection determined accurately. This storage time is completely synchronized with the storage time of the signal storage type reference element 104 described above.

図11は本実施形態による画素部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図11(a)はエンコーダのΔθに対する出力、図11(b)は蓄積時間、図11(c)はΦSH1、図11(d)はΦRES、図11(e)はΦCL、図11(f)はΦSH2、図11(g)はクロック、図11(h)は信号蓄積型レファレンス素子の蓄積時間を示す。   FIG. 11 is a timing chart showing the operation timing of the pixel unit according to the present embodiment. FIG. 11A shows the output with respect to Δθ of the encoder, FIG. 11B shows the accumulation time, FIG. 11C shows ΦSH1, FIG. 11D shows ΦRES, FIG. 11E shows ΦCL, and FIG. Is ΦSH2, FIG. 11 (g) is a clock, and FIG. 11 (h) is an accumulation time of a signal accumulation type reference element.

次に、図11を用いて回路動作を説明する。まず、光電変換はフォトダイオードPDで行う。露光は一括露光であり、各撮像素子の全画素で同一のタイミング、期間で行う。よって、撮像素子間、走査線間での画像の時間的ズレは一切生じない。   Next, the circuit operation will be described with reference to FIG. First, photoelectric conversion is performed by the photodiode PD. The exposure is a batch exposure and is performed at the same timing and period for all the pixels of each image sensor. Therefore, there is no time shift of the image between the image pickup devices and between the scanning lines.

まず、図11(a)に示すようにロータリーエンコーダ103からN番目のプロジェクションの始まり角度に対応する信号が蓄積時間制御部208に送られる。   First, as shown in FIG. 11A, a signal corresponding to the start angle of the Nth projection is sent from the rotary encoder 103 to the accumulation time control unit 208.

図11(c)に示すように同時に蓄積時間制御部208から全画素一括で信号ΦSH1をハイレベルとし、サンプルスイッチM8をオンすることで前のプロジェクションで蓄積されたノイズの除去されている光信号を画素アンプ2(M7)を通して容量CH1に一括転送する。   As shown in FIG. 11C, the optical signal from which noise accumulated in the previous projection is removed by setting the signal ΦSH1 to the high level for all the pixels simultaneously from the accumulation time control unit 208 and turning on the sample switch M8. Are collectively transferred to the capacitor CH1 through the pixel amplifier 2 (M7).

また、図11(d)に示すように全画素一括で信号ΦRESをハイレベルとし、リセットスイッチM2をオンすることでフォトダイオード容量CPDがリセットされる。リセットが終了した時点からN番目のプロジェクションに対応する信号蓄積が始まる。信号ΦSH1は蓄積時間制御部208により制御され、その他の信号はΦSH1に応じて決定されるので、フォトダイオードでの信号蓄積はプロジェクション毎に制御されることになる。 Further, the signal ΦRES a high level at all pixels as shown in FIG. 11 (d), the photodiode capacitance C PD is reset by turning on the reset switch M2. Signal accumulation corresponding to the Nth projection starts from the time when the reset is completed. Since the signal ΦSH1 is controlled by the accumulation time control unit 208 and other signals are determined according to ΦSH1, signal accumulation in the photodiode is controlled for each projection.

同時に、図11(e)に示すように信号ΦCLをハイレベルとし、画素アンプ4の選択スイッチM3、クランプスイッチM5をオンすることでクランプ容量CCLを基準電圧にセットする。 At the same time, a high level signal ΦCL as shown in FIG. 11 (e), set to the reference voltage clamp capacitor C CL by turning on the selection switch M3 of the pixel amplifier 4, the clamp switch M5.

また、同時に図11(f)に示すように全画素一括で信号ΦSH2をハイレベルとし、画素アンプ6の選択スイッチM6、サンプルスイッチM11をオンすることで基準電圧に設定された時のノイズ信号を容量CH2に転送する。次いで、全画素一括で信号ΦSH2をローレベルとし、光信号、ノイズ信号のサンプルホールド回路への転送保持を終了する。   At the same time, as shown in FIG. 11 (f), the noise signal when the signal ΦSH2 is set to the high level and the selection switch M6 and the sample switch M11 of the pixel amplifier 6 are set to the reference voltage is turned on for all the pixels at the same time. Transfer to capacity CH2. Next, the signal ΦSH2 is set to the low level for all the pixels at the same time, and the transfer holding of the optical signal and the noise signal to the sample hold circuit is finished.

次いで、シフトレジスタVSRに入力される信号により信号ΦSEL2を各行毎にハイレベルとし、選択スイッチM9,M12をオンすることで負荷電流源と画素アンプ3、4(M10,M13)で構成されるソースフォロワー回路を動作状態とする。これにより、ホールド容量CH1,CH2に保持された光信号とノイズ信号とを画素アンプ3,4を通して同時にノイズ信号出力線と光信号出力線に転送する。   Next, the signal ΦSEL2 is set to the high level for each row by the signal input to the shift register VSR, and the selection switches M9 and M12 are turned on to turn on the source composed of the load current source and the pixel amplifiers 3 and 4 (M10 and M13). The follower circuit is set in an operating state. Thus, the optical signal and the noise signal held in the hold capacitors CH1 and CH2 are simultaneously transferred to the noise signal output line and the optical signal output line through the pixel amplifiers 3 and 4.

図11(b)に示すように以上の動作でX線イメージセンサパネル101の蓄積時間T1となる。このようにエンコーダ出力によりフレーム毎に制御される。   As shown in FIG. 11B, the accumulation time T1 of the X-ray image sensor panel 101 is reached by the above operation. In this way, control is performed for each frame by the encoder output.

また図11(h)に示すように信号蓄積型レファレンス素子104の蓄積時間は、同様に蓄積時間制御部208からSW1、SW2を制御し、X線イメージセンサパネル101と同じ蓄積時間T1でプロジェクションごとの信号を蓄積出力する。   Further, as shown in FIG. 11 (h), the accumulation time of the signal accumulation type reference element 104 is similarly controlled from the accumulation time control unit 208 by SW1 and SW2, and the same accumulation time T1 as that of the X-ray image sensor panel 101 is set for each projection. Are accumulated and output.

以上の動作を繰り返すことにより、各プロジェクションに応じたX線イメージセンサパネル101の蓄積時間と信号蓄積型レファレンス素子104の蓄積時間は、エンコーダの出力によって制御される。   By repeating the above operation, the accumulation time of the X-ray image sensor panel 101 and the accumulation time of the signal storage type reference element 104 corresponding to each projection are controlled by the output of the encoder.

次に、本実施形態の被写体回転型コーンビームX線CT撮影装置における被写体1回転分のプロジェクション画像の収集手順を説明する。まず、観察者が被写体107を保持装置に固定する。次に、観察者が図示しない操作卓から計測の開始を指示すると、撮影制御装置105からの制御信号に従ってプロジェクション画像(投影データ)の計測が開始され、回転装置102が回転を開始する。この時、ロータリーエンコーダ103から撮影制御装置105に回転角度が出力される。   Next, a procedure for collecting projection images for one rotation of the subject in the subject rotation type cone beam X-ray CT imaging apparatus of the present embodiment will be described. First, the observer fixes the subject 107 to the holding device. Next, when the observer gives an instruction to start measurement from a console (not shown), measurement of a projection image (projection data) is started according to a control signal from the imaging control device 105, and the rotation device 102 starts to rotate. At this time, the rotation angle is output from the rotary encoder 103 to the imaging control device 105.

撮影制御装置105は、回転装置102の回転角が所定の角度に達したことを検出した場合には、X線発生装置109から直ちに連続X線を照射させる。X線発生装置109からのX線の照射と共に、撮影制御装置105はX線イメージセンサパネル101を制御して、被写体107のプロジェクション画像を取得する。デジタル化されたプロジェクション画像である投影データとして撮影制御装置105に出力される。撮影制御装置105はX線イメージセンサパネル101で撮影されたプロジェクション画像を回転装置102の回転角、即ち、投影角と共に収集し、画像データメモリ203に格納し、引き続き所定の角度毎に行い、1回転分のプロジェクション画像の撮影が終了する。   When the imaging control device 105 detects that the rotation angle of the rotation device 102 has reached a predetermined angle, the X-ray generation device 109 immediately irradiates continuous X-rays. Along with the X-ray irradiation from the X-ray generator 109, the imaging control device 105 controls the X-ray image sensor panel 101 to acquire a projection image of the subject 107. The data is output to the imaging control device 105 as projection data that is a digitized projection image. The imaging control device 105 collects the projection image captured by the X-ray image sensor panel 101 together with the rotation angle of the rotation device 102, that is, the projection angle, stores the projection image in the image data memory 203, and continuously performs it for each predetermined angle. The shooting of the rotation projection image is completed.

全周分のプロジェクション画像の撮影(収集)が終了したならば、撮影制御装置105は回転装置102の回転を終了する。画像処理装置202では、画像データメモリ203に保存されたプロジェクション画像を、既に補正データメモリ204に保存されていた補正データを用いて、各プロジェクション画像のガンマ補正、画像歪み補正、対数変換及びX線イメージセンサパネルの感度むら補正等の前処理を行う。更に、プロジェクション画像に基づいて3次元X線分布像を再構成する。更に、3次元X線分布像に対して周知のボリュームレンダリング処理或いは最大値投影処理等の画像処理を施し、3次元X線分布像から3次元的な2次元像である3次元X線像を生成し、表示画面106上に3次元X線像を表示する。   When the imaging (collection) of projection images for all the circumferences is completed, the imaging control device 105 ends the rotation of the rotating device 102. In the image processing apparatus 202, gamma correction, image distortion correction, logarithmic conversion, and X-rays of each projection image are performed using the projection data stored in the image data memory 203 by using the correction data already stored in the correction data memory 204. Pre-processing such as sensitivity correction of the image sensor panel is performed. Furthermore, a three-dimensional X-ray distribution image is reconstructed based on the projection image. Furthermore, a known volume rendering process or maximum value projection process is performed on the three-dimensional X-ray distribution image, and a three-dimensional X-ray image that is a three-dimensional two-dimensional image is obtained from the three-dimensional X-ray distribution image. The three-dimensional X-ray image is generated and displayed on the display screen 106.

本実施形態においては、各撮像素子内、撮像素子間で受光領域を均一サイズ、且つ、重心を等ピッチの配置にすることで、シフトレジスタ等を有効領域に配置しても各撮像素子間、撮像素子内での感度ばらつきや、受光領域の重心のばらつきを生じないので、複数枚貼りした構成でも実質的に繋ぎ目のない画像を得ることができる。また、撮像素子の周辺にデッドスペースが生じないので、撮像素子全面が有効領域となる。   In the present embodiment, the light receiving areas are uniformly sized between the image sensors and between the image sensors, and the centers of gravity are arranged at an equal pitch. Since variations in sensitivity within the imaging device and variations in the center of gravity of the light receiving area do not occur, a substantially seamless image can be obtained even with a configuration in which a plurality of sheets are pasted. In addition, since no dead space is generated around the image sensor, the entire surface of the image sensor is an effective area.

これらの撮像素子を実質的に隙間がないように並べることで、大面積の撮像装置を形成できる。更に、前述のような回路構成とすることで実質的に時間的、空間的に繋ぎ目のない大面積の画像を得ることができる。画素の大きさは十分大きいので、有効画素領域にシフトレジスタを配置しても画素内にサンプルホールドのような回路を配置しても十分大きい開口率を実現できるので、何等問題とならない。更に、各撮像素子は並列で信号を読み出す構造となっているので、高速読み出しを行うことができる。   By arranging these imaging elements so that there is substantially no gap, an imaging device having a large area can be formed. Furthermore, with the circuit configuration as described above, it is possible to obtain a large-area image that is substantially seamless in terms of time and space. Since the size of the pixel is sufficiently large, a sufficiently large aperture ratio can be realized even if a shift register is arranged in the effective pixel region or a circuit such as a sample hold is arranged in the pixel, so that there is no problem. Furthermore, since each image sensor has a structure for reading signals in parallel, high-speed reading can be performed.

また、本実施形態では、シフトレジスタを有効領域内に配置するので、シンチレータ602を抜けたX線が直接シフトレジスタに当たるが、シフトレジスタとしてスタティックシフトレジスタを用いることでX線による影響を受けないようにしている。シフトレジスタ回路はパルス信号を順次転送するのに用いられる。即ち、原理的にスタティック型はX線の影響を比較的受けにくいので、本実施形態のようにX線が直接当たる場所に用いることができる。従って、スタティック型シフトレジスタを用いれば、X線ダメージやエラーの少ない、信頼性が向上した撮像装置を実現することができる。   In this embodiment, since the shift register is arranged in the effective region, the X-ray that has passed through the scintillator 602 directly hits the shift register. However, by using a static shift register as the shift register, it is not affected by the X-ray. I have to. The shift register circuit is used for sequentially transferring pulse signals. That is, in principle, the static type is relatively less susceptible to the influence of X-rays, so that it can be used in a place where X-rays directly hit as in this embodiment. Therefore, if a static shift register is used, an imaging apparatus with reduced X-ray damage and errors and improved reliability can be realized.

更に、本実施形態では撮像素子としてCMOS型撮像素子を用いているので、消費電力が少なく、大面積の撮像装置を構成する場合に好適である。また、各画素に設けたサンプルホールド回路により、全画面一括露光、FPNノイズ除去、また更温度変化によるアーチファクト低減を実現することができる。200フレーム/secを超える高速撮影、透視撮影なみの高感度、人体の肺野を全てCT撮影できる大面積のX線イメージセンサパネルを実現することができる。更に、全画面一括露光と蓄積時間のプロジェクション毎の制御により回転角のぶれによるアーチファクトをなくすことができる。   Furthermore, in the present embodiment, since a CMOS type image sensor is used as the image sensor, the power consumption is low, which is suitable for the case of configuring a large area image pickup apparatus. In addition, the sample-and-hold circuit provided in each pixel can realize full-screen batch exposure, FPN noise removal, and artifact reduction due to further temperature change. It is possible to realize an X-ray image sensor panel with a large area capable of performing CT imaging of all the lungs of a human body with high sensitivity over 200 frames / sec, high sensitivity similar to fluoroscopic imaging. Furthermore, artifacts due to rotational angle fluctuations can be eliminated by controlling the entire screen batch exposure and the accumulation time for each projection.

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、信号蓄積型レファレンス素子として電離線量計を利用するものである。一般に、X線透視装置に取り付けて、透視時における患者の被曝を測定するのに電離線量計(面積線量計)が使用される。面積線量計をX線発生装置の可動絞り部に取り付ける。面積線量計以外のものは第1の実施形態と同様である。
(Second embodiment)
In the second embodiment, an ionization dosimeter is used as a signal storage type reference element. In general, an ionization dosimeter (area dosimeter) is used to measure the exposure of a patient during fluoroscopy, attached to an X-ray fluoroscope. An area dosimeter is attached to the movable diaphragm of the X-ray generator. Other than the area dosimeter is the same as in the first embodiment.

本実施形態では面積線量計をX線発生装置の稼動絞り前面を覆うように設置する。面積線量計で計測される値は、X線発生装置から放出されるX線のうち、稼動絞りで制限された範囲から放出されるX線の総線量である。第1の実施形態では、信号蓄積型レファレンス素子は被写体上で影にならない位置に設置している。面積線量計はX線をほとんど透過するので、X線発生装置の稼動絞り前面を覆うように設置しても問題ない。これにより被写体に照射されるX線全体(の平均)をモニターできるので、この値を用いてプロジェクション画像の線量補正を行う場合、第1の実施形態の場合よりも精度が向上する。   In the present embodiment, the area dosimeter is installed so as to cover the front surface of the operation diaphragm of the X-ray generator. The value measured by the area dosimeter is the total dose of X-rays emitted from the range limited by the operating diaphragm among the X-rays emitted from the X-ray generator. In the first embodiment, the signal storage type reference element is installed at a position where it does not become a shadow on the subject. Since the area dosimeter almost transmits X-rays, there is no problem even if it is installed so as to cover the front surface of the operation diaphragm of the X-ray generator. As a result, the whole (average) of the X-rays irradiated to the subject can be monitored. Therefore, when the dose correction of the projection image is performed using this value, the accuracy is improved as compared with the case of the first embodiment.

また、面積線量計ばかりでなく、X線透過型のセンサであれば同様の使い方ができる。従来のガラス基板上のa−Siを使ったフラットパネルディテクタを利用することもできる。即ち、複数の画素に分割したフラットパネルディテクタを稼動絞り前面を覆うように設置する。この時の画素分割は稼動絞りで制限された範囲を、例えば、9分割する程度でよいので、従来のフラットパネルディテクタでもX線CT撮影に利用することができる。9分割して測定したX線量値を用いてプロジェクション画像の線量補正を行う場合には、更に最適化した補正ができる。   Further, not only an area dosimeter but also an X-ray transmission type sensor can be used in the same manner. A conventional flat panel detector using a-Si on a glass substrate can also be used. That is, a flat panel detector divided into a plurality of pixels is installed so as to cover the front surface of the operating aperture. Since the pixel division at this time may be, for example, nine divisions in the range limited by the operating aperture, even a conventional flat panel detector can be used for X-ray CT imaging. When the dose correction of the projection image is performed using the X-ray dose values measured by dividing into nine, further optimized correction can be performed.

(第3の実施形態)
第3の実施形態はX線イメージセンサパネルの一部分をレファレンス素子として利用する形態である。X線イメージセンサパネル101の動作は第1の実施形態と同じである。図4に示すようにX線透視画像には被写体の投影画像のない部分、巣抜け部分がある。この巣抜け部分のうち点線で囲まれた領域401をレファレンス信号検出部として利用する。この領域は本スキャンの前に非常に弱いX線を照射して巣抜け部を検出し決定する。レファレンス信号検出部を決定した後、被写体からの散乱線除去用コリメータをX線イメージセンサパネルの当該場所に設定する。グリッドを兼用してもよい。本実施形態では、別のレファレンス検出素子を必要としないので、被写体の画像とレファレンス信号を同時に、1つの画像データとして取得できる。これにより、システムが簡略になる。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a part of the X-ray image sensor panel is used as a reference element. The operation of the X-ray image sensor panel 101 is the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 4, the X-ray fluoroscopic image includes a portion where there is no projection image of the subject and a nest portion. A region 401 surrounded by a dotted line in the void portion is used as a reference signal detection unit. This region is determined by irradiating a very weak X-ray before the main scan to detect the nest-extracted portion. After determining the reference signal detection unit, the collimator for removing scattered radiation from the subject is set at the corresponding location on the X-ray image sensor panel. You may also use a grid. In this embodiment, since no separate reference detection element is required, the image of the subject and the reference signal can be simultaneously acquired as one image data. This simplifies the system.

(第4の実施形態)
第4の実施形態を図2を用いて説明する。本実施形態は補正の方法に関するものである。被写体の画像データの取得に関しては第1の実施形態と同じである。本実施形態では更に図2の蓄積時間算出カウンタ209を用いて、被写体撮影時に蓄積時間制御部208で作られた蓄積時間制御パルスをモニターし、その時間中のクロック数(図11(g))をカウントすることで図11のT1、T2(図11(b))を求める。これは全てのプロジェクションに対して求め、別途記憶手段に記憶させておく。また、レファレンス素子からのデータも記憶させておく。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment relates to a correction method. Acquisition of subject image data is the same as in the first embodiment. In this embodiment, the accumulation time calculation counter 209 in FIG. 2 is further used to monitor the accumulation time control pulse generated by the accumulation time control unit 208 at the time of photographing the subject, and the number of clocks during that time (FIG. 11 (g)). Is obtained to obtain T1 and T2 (FIG. 11B) of FIG. This is obtained for all projections and stored separately in the storage means. Data from the reference element is also stored.

通常、被写体の撮影前に、被写体が無い状態で、X線イメージセンサパネル感度の測定を行う。この時、回転装置102とは関係ないので、蓄積時間は一定値(5msec)として1000枚のデータを取得する。この測定は、X線を照射しない状態で取得するX線イメージセンサパネル101の暗画像(FPNを含む)データとX線を照射した時の白画像データの取得から成る。被写体のX線透過画像を補正するために、これら暗画像データと白画像データの平均データを用意する。   Usually, before photographing a subject, the sensitivity of the X-ray image sensor panel is measured in the absence of the subject. At this time, since it has nothing to do with the rotating device 102, the accumulation time is a constant value (5 msec), and 1000 pieces of data are acquired. This measurement consists of acquisition of dark image (including FPN) data of the X-ray image sensor panel 101 acquired without irradiation of X-rays and white image data when X-rays are irradiated. In order to correct the X-ray transmission image of the subject, average data of these dark image data and white image data is prepared.

従来は、この5msecのデータをそのまま補正に使わざるをえなかったが、本実施形態では、この平均データをプロジェクション毎に記憶させていた蓄積時間データにより補正し、更にレファレンス素子の蓄積信号データを用いて補正している。こうやって補正された平均データを用いて、プロジェクション毎に白画像補正、黒画像補正を行う。これにより、X線源の変動、回転むらがあっても被写体の画像を正しく補正ができる。その結果、アーチファクトのない高画質の断面画像を得ることができる。その他は第1の実施形態と同様である。   In the past, this 5 msec data had to be used for correction as it is, but in this embodiment, this average data is corrected by the storage time data stored for each projection, and the stored signal data of the reference element is further stored. Use to correct. Using the average data corrected in this way, white image correction and black image correction are performed for each projection. As a result, the subject image can be corrected correctly even if the X-ray source fluctuates and rotation is uneven. As a result, a high-quality cross-sectional image without artifacts can be obtained. Others are the same as in the first embodiment.

本発明による放射線CT撮影装置の第1の実施形態を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a radiation CT imaging apparatus according to the present invention. 本発明による放射線CT撮影装置の第1の実施形態を示すシステムブロック図である。1 is a system block diagram showing a first embodiment of a radiation CT imaging apparatus according to the present invention. 本発明によるファレンス素子を説明する図であり、(a)は従来のレファレンス素子の等価回路図、(b)は本発明に係る信号蓄積型レファレンス素子の等価回路図である。2A and 2B are diagrams illustrating a reference element according to the present invention, in which FIG. 1A is an equivalent circuit diagram of a conventional reference element, and FIG. 2B is an equivalent circuit diagram of a signal storage type reference element according to the present invention. 本発明の第3の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining the 3rd Embodiment of this invention. 本発明による第1の実施形態のX線イメージセンサパネルを示す図である。It is a figure which shows the X-ray image sensor panel of 1st Embodiment by this invention. 図5のA−A′線における断面図である。It is sectional drawing in the AA 'line of FIG. 本発明による第1の実施形態の撮像素子とその元となるウエハを示す平面図である。It is a top view which shows the image pick-up element of 1st Embodiment by this invention, and the wafer used as the origin. 本発明による第1の実施形態の撮像装置における画素の配列及び走査回路の配列を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an array of pixels and an array of scanning circuits in the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明による第1の実施形態の撮像素子内の1画素回路とシフトレジスタの単位ブロックの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 1 pixel circuit in the image sensor of 1st Embodiment by this invention, and the unit block of a shift register. 本発明による第1の実施形態の撮像素子の1画素回路図である。1 is a one-pixel circuit diagram of an image sensor according to a first embodiment of the present invention. 本発明による第1の実施形態の駆動方法のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of the drive method of 1st Embodiment by this invention. 従来の放射線撮影システムの構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the conventional radiography system.

符号の説明Explanation of symbols

101 X線イメージセンサパネル
102 回転装置(回転台)
103 ロータリーエンコーダ
104 信号蓄積型レファレンス素子
105 撮影制御装置
106 表示装置
107 被写体
108 X線源電源
109 X線発生装置(X線源)
201 A/D変換器
202 駆動部
203 画像データメモリ
204 補正データメモリ
205 駆動部
206 回転制御部
207 装置制御部
208 蓄積時間制御部
209 蓄積時間算出カウンタ
301 フォトダイオードPD
302 接合容量C1
303 電圧V
304 演算増幅器Amp
305 読み出し用スイッチSW1
306 リセットスイッチ
308 積分容量C2
401 レファレンス信号検出部
501 撮像素子
602 シンチレータ
603 フレキシブル基板
604 基台
605 外部処理基板
701 垂直シフトレジスタ
702 水平シフトレジスタ
703 外部端子
801 バンプ
802 保護抵抗
803 保護ダイオード
807 画素
101 X-ray image sensor panel 102 Rotating device (rotary base)
Reference Signs List 103 rotary encoder 104 signal storage type reference element 105 imaging control device 106 display device 107 subject 108 X-ray source power supply 109 X-ray generator (X-ray source)
201 A / D converter 202 drive unit 203 image data memory 204 correction data memory 205 drive unit 206 rotation control unit 207 device control unit 208 accumulation time control unit 209 accumulation time calculation counter 301 photodiode PD
302 Junction capacitance C1
303 Voltage V
304 operational amplifier Amp
305 Read switch SW1
306 Reset switch 308 Integral capacitance C2
401 Reference signal detection unit 501 Image sensor 602 Scintillator 603 Flexible substrate 604 Base 605 External processing substrate 701 Vertical shift register 702 Horizontal shift register 703 External terminal 801 Bump 802 Protection resistor 803 Protection diode 807 Pixel

Claims (14)

放射線CT撮影装置において、
被写体に放射線を照射しながら前記被写体を回転させる回転手段と、
前記回転手段の回転角を検出し、回転角信号を発生する回転角検出手段と、
前記回転に応じて被写体のプロジェクション画像データを生成する放射線イメージセンサパネルと、
前記回転角信号を用いて放射線イメージセンサパネルの信号蓄積時間を制御する手段と、
を有することを特徴とする放射線CT撮影装置。
In radiation CT imaging apparatus,
Rotating means for rotating the subject while irradiating the subject with radiation;
A rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the rotation means and generating a rotation angle signal;
A radiation image sensor panel for generating projection image data of a subject according to the rotation;
Means for controlling the signal accumulation time of the radiation image sensor panel using the rotation angle signal;
A radiation CT imaging apparatus characterized by comprising:
請求項1に記載の放射線CT撮影装置において、更に信号蓄積型レファレンス信号発生手段と、前記回転角信号を用いてレファレンス信号発生手段の信号蓄積時間を制御する手段とを有することを特徴とする放射線CT撮影装置。 2. The radiation CT imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a signal storage type reference signal generation unit; and a unit for controlling a signal storage time of the reference signal generation unit using the rotation angle signal. CT imaging device. 請求項2に記載の放射線CT撮影装置において、前記放射線は放射線源から照射される連続放射線であり、前記信号蓄積型レファレンス信号発生手段は放射線イメージセンサパネルと前記放射線源の間に配置され、前記放射線イメージセンサパネルは複数の撮像素子を有し、それぞれの撮像素子は複数の画素を有し、前記回転角信号を用いてそれぞれの前記撮像素子の画素と前記信号蓄積型レファレンス信号発生手段の信号蓄積時間を制御する手段を有することを特徴とする放射線CT撮影装置。 3. The radiation CT imaging apparatus according to claim 2, wherein the radiation is continuous radiation emitted from a radiation source, and the signal accumulation type reference signal generation unit is disposed between a radiation image sensor panel and the radiation source, The radiation image sensor panel has a plurality of image sensors, each image sensor has a plurality of pixels, and signals of each of the image sensors and the signal storage type reference signal generating means using the rotation angle signal. A radiation CT imaging apparatus comprising means for controlling an accumulation time. 請求項3に記載の放射線CT撮影装置において、前記信号蓄積型レファレンス信号発生手段は前記放射線源の放射線照射部を被う前面に配置されていることを特徴とする放射線CT撮影装置。 4. The radiation CT imaging apparatus according to claim 3, wherein the signal storage type reference signal generating means is disposed on a front surface of the radiation source covering the radiation irradiation unit. 請求項2に記載の放射線CT撮影装置において、放射線は連続X線であり、前記放射線イメージセンサパネルは複数の撮像素子を有し、それぞれの撮像素子は複数の画素を有し、前記信号蓄積型レファレンス信号発生手段は前記撮像素子の一部の画素であり、前記回転角信号を用いて前記撮像素子の画素の信号蓄積時間を制御する手段を有することを特徴とする放射線CT撮影装置。 3. The radiation CT imaging apparatus according to claim 2, wherein the radiation is continuous X-ray, the radiation image sensor panel includes a plurality of image sensors, each image sensor includes a plurality of pixels, and the signal storage type. The radiation CT imaging apparatus, wherein the reference signal generating means is a part of pixels of the image sensor, and has means for controlling a signal accumulation time of the pixels of the image sensor using the rotation angle signal. 請求項1に記載の放射線CT撮影装置において、前記信号蓄積時間に対応する信号蓄積時間データを算出する手段と、白画像データを記憶する手段と、FPN画像データを記憶する手段と、前記白画像データと、前記FPN画像データと前記信号蓄積時間データを用いて各プロジェクション画像データの白補正、FPN補正を行う手段と、を有することを特徴とする放射線CT撮影装置。 2. The radiation CT imaging apparatus according to claim 1, wherein means for calculating signal accumulation time data corresponding to the signal accumulation time, means for storing white image data, means for storing FPN image data, and the white image A radiation CT imaging apparatus comprising: data, means for performing white correction and FPN correction of each projection image data using the FPN image data and the signal accumulation time data. 請求項6に記載の放射線CT撮影装置において、更に前記信号蓄積型レファレンス信号発生手段の信号データを用いて各プロジェクション画像データを補正する手段を有することを特徴とする放射線CT撮影装置。 7. The radiation CT imaging apparatus according to claim 6, further comprising means for correcting each projection image data using the signal data of the signal storage type reference signal generating means. 放射線CT撮影装置において、
被写体に放射線を照射しながら前記被写体を回転軸の周りに回転させる回転手段と、
前記回転手段の回転角を検出し、回転角信号を発生する回転角検出手段と、
前記回転軸に対して相対的に固定したまま、前記回転に応じて被写体のプロジェクション画像データを生成するX線イメージセンサパネルと、
前記回転角信号を用いて放射線イメージセンサパネルの信号蓄積時間を制御する手段とを有することを特徴とする放射線CT撮影装置。
In radiation CT imaging apparatus,
Rotating means for rotating the subject around a rotation axis while irradiating the subject with radiation;
A rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the rotation means and generating a rotation angle signal;
An X-ray image sensor panel that generates projection image data of a subject according to the rotation while being fixed relative to the rotation axis;
A radiation CT imaging apparatus comprising: means for controlling a signal accumulation time of the radiation image sensor panel using the rotation angle signal.
請求項8に記載の放射線CT撮影装置において、更に信号蓄積型レファレンス信号発生手段と、前記回転角信号を用いてレファレンス信号発生手段の信号蓄積時間を制御する手段と、を有することを特徴とする放射線CT撮影装置。 9. The radiation CT imaging apparatus according to claim 8, further comprising: a signal storage type reference signal generation unit; and a unit for controlling a signal storage time of the reference signal generation unit using the rotation angle signal. Radiation CT imaging device. 被写体にコーンビーム放射線を照射しながら前記被写体を回転させる回転手段と、
前記回転手段の回転角を検出し、回転角信号を発生する回転角検出手段と、
を有することを特徴とするコーンビーム放射線CT撮影装置。
Rotating means for rotating the subject while irradiating the subject with cone beam radiation;
A rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the rotation means and generating a rotation angle signal;
A cone beam radiation CT imaging apparatus comprising:
放射線CT撮影システムにおいて、
被写体に放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源を制御する手段と、
前記被写体を回転させる回転手段と、
前記回転手段の回転角を検出し、回転角信号を発生する回転角検出手段と、
前記回転に応じて被写体のプロジェクション画像データを生成する放射線イメージセンサパネルと、
前記回転角信号を用いて放射線イメージセンサパネルの信号蓄積時間を制御する手段と、
を有することを特徴とする放射線CT撮影システム。
In radiation CT imaging system,
A radiation source for irradiating the subject with radiation;
Means for controlling the radiation source;
Rotating means for rotating the subject;
A rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the rotation means and generating a rotation angle signal;
A radiation image sensor panel for generating projection image data of a subject according to the rotation;
Means for controlling the signal accumulation time of the radiation image sensor panel using the rotation angle signal;
A radiation CT imaging system comprising:
放射線CT撮影方法において、
被写体に連続放射線を照射しながら前記被写体を回転させ、
前記回転に応じて回転角信号を検出し、
前記回転角信号を用いて前記回転角に対応するプロジェクション画像データを前記回転軸に対して相対的に固定したままの放射線イメージセンサパネルによって取得することを特徴とする放射線CT撮影方法。
In the radiation CT imaging method,
Rotate the subject while irradiating the subject with continuous radiation,
A rotation angle signal is detected according to the rotation,
A radiation CT imaging method, wherein projection image data corresponding to the rotation angle is acquired by a radiation image sensor panel while being relatively fixed with respect to the rotation axis using the rotation angle signal.
請求項12に記載の放射線CT撮影方法において、前記回転角信号を用いてレファレンス信号蓄積時間と、一括露光させた放射線イメージセンサパネルの信号蓄積時間を制御することを特徴とする放射線CT撮影方法。 13. The radiation CT imaging method according to claim 12, wherein a reference signal accumulation time and a signal accumulation time of the radiation image sensor panel subjected to batch exposure are controlled using the rotation angle signal. 請求項13に記載の放射線CT撮影方法において、前記信号蓄積時間に対応する信号蓄積時間データを算出し、白画像データを取得し、FPN画像データを取得し、前記白画像データと、前記FPN画像データと前記信号蓄積時間データを用いて各プロジェクション画像データの白補正、FPN補正を行い、前記信号蓄積型レファレンス信号発生手段の信号データを用いて各プロジェクション画像データを補正することを特徴とする放射線CT撮影方法。 14. The radiation CT imaging method according to claim 13, wherein signal accumulation time data corresponding to the signal accumulation time is calculated, white image data is obtained, FPN image data is obtained, the white image data, and the FPN image. Radiation wherein each projection image data is subjected to white correction and FPN correction using the data and the signal storage time data, and each projection image data is corrected using the signal data of the signal storage type reference signal generating means. CT imaging method.
JP2004092223A 2004-03-24 2004-03-26 Radiation CT imaging apparatus, radiation CT imaging system, and radiation CT imaging method using the same Expired - Fee Related JP4007607B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004092223A JP4007607B2 (en) 2004-03-26 2004-03-26 Radiation CT imaging apparatus, radiation CT imaging system, and radiation CT imaging method using the same
US11/084,130 US7310404B2 (en) 2004-03-24 2005-03-21 Radiation CT radiographing device, radiation CT radiographing system, and radiation CT radiographing method using the same
EP20050006444 EP1579806A1 (en) 2004-03-24 2005-03-23 Radiation CT radiographic device, radiation CT radiographing system, and radiation CT radiographing method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004092223A JP4007607B2 (en) 2004-03-26 2004-03-26 Radiation CT imaging apparatus, radiation CT imaging system, and radiation CT imaging method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005270562A true JP2005270562A (en) 2005-10-06
JP4007607B2 JP4007607B2 (en) 2007-11-14

Family

ID=35170822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004092223A Expired - Fee Related JP4007607B2 (en) 2004-03-24 2004-03-26 Radiation CT imaging apparatus, radiation CT imaging system, and radiation CT imaging method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4007607B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015072072A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 キヤノン株式会社 Image processing device and method for operation thereof, imaging device and method for operation thereof, imaging system, and computer program
US10428558B2 (en) 2015-09-14 2019-10-01 Otto Designworks, Llc Band-based lock

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015072072A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 キヤノン株式会社 Image processing device and method for operation thereof, imaging device and method for operation thereof, imaging system, and computer program
JP2015097590A (en) * 2013-11-18 2015-05-28 キヤノン株式会社 Image processing apparatus and operation method thereof, imaging apparatus and operation method thereof, imaging system and computer program
US10428558B2 (en) 2015-09-14 2019-10-01 Otto Designworks, Llc Band-based lock

Also Published As

Publication number Publication date
JP4007607B2 (en) 2007-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7310404B2 (en) Radiation CT radiographing device, radiation CT radiographing system, and radiation CT radiographing method using the same
JP5058517B2 (en) Radiation imaging apparatus, control method therefor, and radiation imaging system
JP5744949B2 (en) Radiation image detection apparatus and operation method thereof
US8983035B2 (en) Radiographic image detector and controlling method therefor
KR20160057398A (en) Digital radiography detector image readout process
US7953207B2 (en) Radiation conversion panel and method of capturing radiation image therewith
JP2004328145A (en) Radiographic imaging unit
JP2007068014A (en) Radiation imaging device, control method thereof and radiation imaging system
US20120001082A1 (en) Radiographic imaging system
JP6195495B2 (en) Method for reducing 3D ghost artifacts in X-ray detectors
JP2003284710A (en) Method and system of double-energy imaging or multiple- energy imaging
JP2006319529A (en) Imaging apparatus, imaging system employing it and imaging method
JP4739060B2 (en) Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, and control method thereof
JP4865291B2 (en) X-ray imaging device
JP2006346011A (en) Radiation imaging device and its control method
JP4532949B2 (en) Radiation CT imaging apparatus, radiation CT imaging system, and radiation CT imaging method using the same
JP2005296340A (en) Cone-beam x-ray ct apparatus and method of obtaining image using the same
JP6093069B2 (en) Radiation irradiation start determination device, operation method thereof, and radiation irradiation start determination system
JP4007607B2 (en) Radiation CT imaging apparatus, radiation CT imaging system, and radiation CT imaging method using the same
US20230168391A1 (en) Multi-stage pixel architecture for synchronous read/integrate radiation imaging, and related systems, devices and methods
Suzuki et al. Development and evaluation of a digital radiography system using a large-area flat-panel detector
Cheung et al. Image performance of a new amorphous selenium flat panel x-ray detector designed for digital breast tomosynthesis
JP5925937B2 (en) Radiation irradiation start determination device, operation method thereof, and radiation irradiation start determination system
JP2004181017A (en) X-ray ct apparatus
JP2012130406A (en) Two-dimensional image imaging apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060901

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070316

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070823

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070827

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120907

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120907

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130907

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees