JP2006015065A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチスライス方式のＸ線検出データ収集において、スライス間のＸ線データ収集時刻のずれを有効利用することが可能なＸ線ＣＴ装置である。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段３と、２次元状に配置された複数の検出素子を具備し、前記被検体を透過したＸ線を検出する放射線検出器４と、前記放射線検出器４により検出されたＸ線検出信号からディジタル信号のＸ線検出データを生成するデータ収集装置７と、前記被検体をセットする寝台２ｂと、前記寝台２ｂを駆動制御する寝台駆動制御装置６ｂと、前記寝台駆動制御装置６ｂに制御信号を与えることにより、前記Ｘ線発生手段３および前記放射線検出器４の回転位置を制御する手段と、前記Ｘ線発生手段３および前記放射線検出器４の回転位置に応じて所要のサンプリング密度でデータが収集されるようにスライス間における検出素子によるデータ収集時刻のずれの大きさを制御する手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｘ線を検出するための複数の検出素子を２次元状に備えた放射線検出器を用いて被検体のマルチスライスＣＴ画像を撮影するＸ線ＣＴ装置に関する。

従来、被検体である患者にＸ線を照射して、その透過Ｘ線を検出して被検体内部の構造を可視化して断層画像を生成する装置としてＸ線ＣＴ装置がある（例えば特許文献１参照）。

医療用のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線管から被検体に様々な方向からＸ線を照射し、被検体を挟んでこれに対向する位置に置かれた放射線検出器によって透過してきたＸ線を吸収し、最終的には電気信号化する。この信号は、透過Ｘ線の強度を反映する信号であり、このデータをもとに被検体の断層画像を再構成処理し、表示装置に表示する。

このようなＸ線ＣＴ装置として、被検体の複数のスライスにおける画像をより短時間で撮影できるようにするために、複数の検出素子をスライス方向（列方向）およびチャンネル方向に２次元状に備えた放射線検出器を用いたマルチスライスＸ線ＣＴ装置がある。

このマルチスライスＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線管と放射線検出器とが被検体の体軸とほぼ垂直な平面内を回転運動し、Ｘ線管から被検体に照射されて透過したＸ線が２次元状に配置された各検出素子により検出され、さらに検出されたＸ線検出信号がデータ収集装置に与えられてディジタル化されることによりＸ線検出データが収集される。そして、１周期（１８０゜程度、あるいは、３６０゜程度）の回転で、回転平面内の断層画像を１枚再構成して表示する。

放射線検出器は、基板上に複数の検出素子を放射線検出器の回転方向である行方向（チャンネル方向）および体軸方向である列方向（スライス方向）に配置して構成される。各検出素子はシンチレータとフォトダイオード（ＰＤ：photo diode）とで構成される。通常、シンチレータとフォトダイオードの素子数は等しく、シンチレータに入射したＸ線が可視光に変換され、フォトダイオードで電気信号に変換される。そして、検出素子からの電気信号は、体軸方向であるスライス方向から取り出されてデータ収集装置に導かれる。

ここで、データ収集装置と各検出素子とを一対一で接続すると、検出素子の増加とともにデータ収集装置の規模が大きくなり、配線が複雑化することから装置のコスト増加に繋がるという問題がある。そこで、従来のマルチスライスＸ線ＣＴ装置では、チャンネル方向の各検出素子からは並行してフォトダイオードから電気信号が読み出す一方、スライス方向の各検出素子からはスイッチの切り換えにより、順番に電気信号が読み出すような構成とされる。

すなわち、各検出素子は、それぞれ信号線により複数の積分器と接続される。さらに各積分器は、ワイヤボンディング等の接続手段によりＭＵＸ（Multiplexer）等の共通のスイッチと接続され、スイッチは基板上のＦＰＣ（Flexible printed circuit board）等の回路基板と接続される。

そして、各フォトダイオードからの電気信号は各積分器に一旦蓄積され、電気信号は各積分器からスイッチによりスライス方向に時分割されて順次ＦＰＣ等の回路基板に出力される。さらに、回路基板により電気信号はデータ収集装置に導かれてディジタル化され、画像生成用のデータとして用いられる。
特開平８−１４０９６２号公報

従来のマルチスライスＸ線ＣＴ装置では、検出素子からの電気信号を読み出すタイミングがチャンネル方向には同時となるもののスライス方向にはずれが生じ、異なるスライスの検出素子では、Ｘ線の検出時刻に差が生じることとなる。すなわち、Ｘ線の検出時刻の差により、スライス間でＸ線管の管球と検出素子との相対的な位置関係に位置ずれが生じることとなる。このため、各検出素子により得られてデータ収集装置においてディジタル化されたＸ線検出データにもスライス方向に位置ずれの発生が伴う。

このような、位置ずれを伴ったＸ線検出データに対して画像再構成処理を施すと、得られる画像データの画質が劣化したり、あるいはアーチファクトが発生するという問題がある。このため、従来は、マルチスライスＸ線ＣＴ装置により収集されたＸ線検出データに生じるスライス間の位置ずれは欠点であるとされ、検出素子によるデータ収集時刻がスライス間で同時となるような種々の技術が検討される。

しかし、スライス間のＸ線データ収集時刻のずれを、より低減させるという検討のみならず、逆にＸ線データ収集時刻のずれの利用可能性についての検討も重要である。仮に、Ｘ線データ収集時刻のずれをＸ線ＣＴ装置の性能や機能向上に利用できれば、有利な効果を期待できるためである。

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、マルチスライス方式のＸ線検出データ収集において、スライス間のＸ線データ収集時刻のずれを有効利用することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、２次元状に配置された複数の検出素子を具備し、前記被検体を透過したＸ線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器により検出されたＸ線検出信号からディジタル信号のＸ線検出データを生成するデータ収集装置と、前記被検体をセットする寝台と、前記寝台を駆動制御する寝台駆動制御装置と、前記寝台駆動制御装置に制御信号を与えることにより、前記Ｘ線発生手段および前記放射線検出器の回転位置を制御する手段と、前記Ｘ線発生手段および前記放射線検出器の回転位置に応じて所要のサンプリング密度でデータが収集されるようにスライス間における検出素子によるデータ収集時刻のずれの大きさを制御する手段とを有することを特徴とするものである。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置においては、マルチスライス方式のＸ線検出データ収集において、スライス間のＸ線データ収集時刻のずれを有効利用することにより、サンプリング密度を増加させて空間分解能を向上させることができる。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

本発明に係る放射線検出器およびＸ線ＣＴ装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の実施の形態における一構成例を示すブロック図である。

Ｘ線ＣＴ装置１は、架台２ａにＸ線発生手段としてのＸ線管３と放射線検出器４とを寝台２ｂを挟んで対向配置して設けて構成される。Ｘ線管３と放射線検出器４との間は撮影領域とされ、寝台２ｂには図示しない被検体がセットされる。

Ｘ線管３は、Ｘ線制御・高電圧発生装置５と接続される。Ｘ線制御・高電圧発生装置５はＸ線管３に所要の電力を印加することによりＸ線管３を制御する機能を有する。

架台・寝台２は架台・寝台駆動制御装置６と接続される。架台・寝台駆動制御装置６は架台・寝台２に制御信号を与えることにより、架台・寝台２の位置を制御する機能を有する。すなわち、架台駆動制御装置６ａは架台２ａを、架台駆動制御装置６ｂは寝台２ｂをそれぞれ制御する機能を有する。そして、架台駆動制御装置６ｂにより寝台２ｂを被検体の体軸方向に所定のピッチで移動させ、寝台２ｂの各位置において架台駆動制御装置６ａによりＸ線管３および放射線検出器４をおおよそ被検体の体軸と平行な方向を軸として被検体の周りを所要の回転速度で回転できるように構成される。

放射線検出器４はデータ収集装置７と接続され、データ収集装置７にはデータ記憶装置８が接続される。さらに、データ収集装置７およびデータ記憶装置８は画像再構成装置９と接続される。

放射線検出器４は複数の検出素子を備え、各検出素子から読み出される電気信号を切り換えるためのスイッチ回路４ａと、このスイッチ回路４ａを制御するためのスイッチ制御回路４ｂを有する。そして、放射線検出器２３はＸ線管２２から照射され、被検体を透過したＸ線を各検出素子により検出して電気信号としてデータ収集装置７に与える機能を有する。

スイッチ回路４ａは、スイッチ制御回路４ｂからのスイッチ制御信号により駆動し、各検出素子からＸ線を検出して生成された電気信号をデータ収集装置７に出力するタイミングを決定する機能を有する。そして、スイッチ制御回路４ｂにより生成されるスイッチ制御信号により、各検出素子からデータ収集装置７に出力される電気信号のタイミング、すなわちＸ線の検出位置を制御することができるように構成される。

データ収集装置７は、放射線検出器４から受けたＸ線検出信号をディジタル信号に変換するとともに、必要な各種処理を施すことによりＸ線検出データを生成する機能、生成したＸ線検出データをデータ記憶装置８に書き込む機能、Ｘ線検出データを画像再構成装置９に与える機能を有する。

画像再構成装置９は、データ収集装置７から受けたＸ線検出データあるいはデータ記憶装置８から読み込んだＸ線検出データに画像再構成処理を施すことにより被検体の画像データを生成する機能を有する。また、画像再構成装置９には、データ位置補正回路９ａが設けられる。データ位置補正回路９ａは、Ｘ線検出データの画像再構成処理に先立って、スライス間におけるＸ線検出データの位置ずれを補正する機能を有する。

さらに、データ収集装置７、データ記憶装置８、画像再構成装置９、架台・寝台駆動制御装置６、Ｘ線制御・高電圧発生装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と接続される。また、ＣＰＵ１０には、操作部１１、画像処理装置１２、画像記憶装置１３、画像表示部１４が接続される。

ＣＰＵ１０には、予め各種プログラムが読み込まれ、操作部１１から操作情報を受けて架台・寝台駆動制御装置６およびＸ線制御・高電圧発生装置５に制御信号を与えて制御する手段、データ収集装置７、データ記憶装置８、画像再構成装置９から画像データやＸ線検出データを入力して、各種データ処理を行った後、データ記憶装置８、画像記憶装置１３に記録したり画像処理装置１２や画像表示部１４に与える手段として機能する。

特に、ＣＰＵ１０には、プログラムを実行することにより、所要の制御信号を寝台駆動制御装置６ｂに与えることにより、寝台２ｂの移動ピッチ（ヘリカルピッチ）を制御することによりＸ線管３および放射線検出器４の回転位置を設定する機能、所要の制御信号を架台駆動制御装置６ａに与えることにより、Ｘ線管３および放射線検出器４の回転速度を制御する機能、所要の制御信号を放射線検出器４のスイッチ制御回路４ｂに与えることにより、スイッチ回路４ａの駆動タイミングとともに各検出素子によるＸ線の検出タイミング、すなわち各検出素子によるＸ線の検出位置（データ収集位置）を制御する機能が備えられる。

画像処理装置１２は、ＣＰＵ１０から画像データを受けて各種画像処理を施した後、画像記憶装置１３に記録する機能、あるいは画像表示部１４に与えて表示させる機能を有する。

図２は、図１に示すＸ線ＣＴ装置１のＸ線管３および放射線検出器４の模式図、図３は、図２に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックの詳細構成を示す斜視図、図４は図３に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックの上面図である。

Ｘ線管３と放射線検出器４とは、被検体の体軸方向（スライス方向Ａ）とほぼ垂直な平面内であるチャンネル方向Ｃに回転運動できるような位置に対向配置される。放射線検出器４は２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０を回転方向に円弧状に多数、密に配置して構成される。そして、各２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０は、図１に示すデータ収集装置７と接続される。

２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０は、プリント配線板（ＰＣＢ：printed circuit board）等の基板２１上に複数の検出素子２２をチャンネル方向Ｃおよびスライス方向Ａに配置して構成される。このため、２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０では、各検出素子２２により２次元でＸ線を検出することができる。図３および図４は、スライス方向Ａに１６列の検出素子２２を有する２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０の例であり、チャンネル方向Ｃの検出素子２２の数は簡単のため４つとして示した。

各検出素子２２は、シンチレータ２３とフォトダイオード２４とで構成され、Ｘ線を検出して電気信号に変換する機能を有する。通常、シンチレータ２３とフォトダイオード２４の素子数は等しい。シンチレータ２３は、検出素子２２に入射したＸ線を光に変換してフォトダイオード２４に与える機能を有し、フォトダイオード２４は、シンチレータ２３から受けた光を電気信号に変換する機能を有する。

また、各フォトダイオード２４は、ワイヤボンディング２５等の接続手段により基板２１上の読出回路と接続され、電気信号は読出回路を介して出力されるように構成される。

さらに、各２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０には、各検出素子２２からＸ線の検出により得られた電気信号のデータ収集装置７への出力を切り換えるためのスイッチ回路４ａと、スイッチ回路４ａにスイッチ制御信号を与えて制御するためのスイッチ制御回路４ｂとが設けられる。

図５は、図２に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０に設けられるスイッチ回路およびスイッチ制御回路の回路構成の一例を示す図である。

尚、図５では、シンチレータ２３の図示を省略してある。

２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０は、基板２１上に複数の検出素子２２をチャンネル方向Ｃとスライス方向Ａとに整列配置して構成され、各検出素子２２はシンチレータ２３とフォトダイオード２４とで構成される。

一方、スイッチ回路４ａは、例えば２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０のスライス方向端部に設けられ、積分器３０とＭＵＸ（Multiplexer）等のスイッチ３１とを備える。

各検出素子２２のフォトダイオード２４は、それぞれワイヤボンディング２５により複数の積分器３０と接続される。積分器３０は、フォトダイオード２４から受けた電気信号を蓄積する機能を有する。各積分器３０は、ワイヤボンディング６等の接続手段により共通のスイッチ３１と接続され、スイッチ３１は基板上のＦＰＣ（Flexible printed circuit board）等の回路基板３２と接続される。

すなわち、すべての検出素子２２をデータ収集装置と１対１に接続すると、検出素子２２のアクティブエリアＳ１が減少する一方、配線領域Ｓ２が増加して基板２１の実装上あるいは配線上困難となる。つまり、ワイヤボンディング２５の数が制限される。そこで、各フォトダイオード２４からの電気信号は各積分器３０に蓄積されてスイッチ３１によりスライス方向Ａに時分割されて順次ＦＰＣ等の回路基板３２に出力される。そして、回路基板３２により電気信号は図１に示すデータ収集装置７に導かれる。

スイッチ３１は、スイッチ制御回路４ｂからのスイッチ制御信号により駆動制御されるため、各フォトダイオード２４からスライス方向Ａに時分割されて回路基板３２に出力される電気信号のタイミング、すなわち、検出素子２２によるデータ検出位置を制御することができる。

さらに、検出素子２２が増えると配線領域Ｓ２の制約により、検出素子２２自体のスペースの確保が困難になるため、スイッチ回路６ａの配線パターンを改良した２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０が提案される。

図６は、図２に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０に設けられるスイッチ回路およびスイッチ制御回路の回路構成の別の一例を示す図である。尚、図６では、シンチレータ２３の図示を省略してある。

図６示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０Ａでは、基板２１上に２次元のマトリックス状に複数の検出素子２２を配置して構成されるが、各検出素子２２のフォトダイオード２４の出力側には、スイッチ回路６ａとしてそれぞれ個別にトランジスタスイッチ４０が設けられる。そして、同じチャンネルＣに属するフォトダイオード２４は、トランジスタスイッチ４０を介して共通の信号線４１と接続される一方、同じスライスＡに属するフォトダイオード２４のトランジスタスイッチ４０は、共通の制御線４２と接続される。

各制御線４２は、スイッチ制御回路４ｂと接続され、トランジスタスイッチ４０は、スイッチ制御回路４ｂからのスイッチ制御信号により所要のタイミングで駆動せしめられる。

そして、この２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０Ａでは、検出素子２２のシンチレータ２３にＸ線が入射して光に変換され、フォトダイオード２４により光が電気信号に変換される。さらに電気信号は、一旦フォトダイオード２４に電荷として蓄積される。

さらに、スイッチ制御回路４ｂから順次スイッチ制御信号が所要のタイミングで各制御線４２を介して同じスライスＡの各トランジスタスイッチ４０に与えられてアクティブにされる。すなわち、同じスライスＡに属するフォトダイオード２４からはパラレルに、同じチャンネルＣに属するフォトダイオード２４からは順次スライス方向Ａに時分割された電気信号がトランジスタスイッチ４０を介して信号線４１に出力される。つまり、スイッチ制御回路４ｂからの各トランジスタスイッチ４０の制御により各検出素子２２によるデータ検出位置を調整することができる。

次にＸ線ＣＴ装置の作用について説明する。

まず予め図示しない被検体が寝台２ｂにセットされる。そして、操作部１１に入力された操作情報がＣＰＵ１０に与えられ、ＣＰＵ１０に予め読み込まれた各種プログラムが実行されて制御信号が架台・寝台駆動制御装置６およびＸ線制御・高電圧発生装置５に与えられる。

すなわち、ＣＰＵ１０からの制御信号により架台・寝台駆動制御装置６およびＸ線制御・高電圧発生装置５が制御され、操作部１１において指定された位置に寝台２ｂが駆動せしめられる。そして、指定されたスキャン条件でＸ線管３とともに放射線検出器４が被検体の体軸周りを回転し、Ｘ線がＸ線管３から被検体に照射される。

被検体に照射されたＸ線は、被検体を透過して図２に示すような放射線検出器４の各２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０に入射する。すなわち、例えば図３または図４に示すような各２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック２０の基板２１上にスライス方向Ａおよびチャンネル方向Ｃに２次元状に配置された複数の検出素子２２のシンチレータ２３に被検体を透過したＸ線が入射する。

各シンチレータ２３は、入射したＸ線を光に変換してフォトダイオード２４に与え、フォトダイオード２４は、シンチレータ２３から受けた光を電気信号に変換する。変換された電気信号は読出回路を介してデータ収集装置７に出力される。このため、Ｘ線管３とともに放射線検出器４を１回転させて得られた２次元のＸ線検出データがデータ収集装置７に収集される。

ここで、放射線検出器４の各スライスＡにおける検出素子２２のデータ収集位置は、寝台２ｂのヘリカルピッチに応じて空間分解能が向上するように制御される。各検出素子２２のスライスＡごとのデータ収集位置、すなわちデータ収集時刻のずれの大きさは、例えばスイッチ制御回路４ｂからスイッチ回路４ａに与えられるスイッチ制御信号によりトランジスタスイッチ４０やＭＵＸ等のスイッチ３１の駆動タイミングを調整することにより制御することができる。

また、ＣＰＵ１０から架台駆動制御装置６ａに与える制御信号により架台６ａに設けられたＸ線管３および放射線検出器４の回転速度を調整することによっても、各検出素子２２のスライスＡごとのデータ収集位置を制御することができる。

次に、ＣＰＵ１０から制御信号が架台・寝台駆動制御装置６およびＸ線制御・高電圧発生装置５に与えられ、寝台２ｂが所要のヘリカルピッチで移動せしめられる。そして、移動後の寝台２ｂの位置において再びＸ線管３とともに放射線検出器４が回転し、同様にＸ線管３とともに放射線検出器４を１回転させて得られた２次元のＸ線検出データがデータ収集装置７に収集される。

さらに、寝台２ｂの移動とともに同様なＸ線検出データの収集が行われ、被検体の各スライスからのＸ線検出データが得られる。

次に、各検出素子２２のスライスＡごとのデータ収集位置（データ収集タイミング）の設定方法について説明する。

図７は、図１に示すＸ線ＣＴ装置１のデータ収集装置７により収集されたＸ線検出データの一例を示す模式図である。

図７において、縦方向はスライス方向を示し、横方向はチャンネル方向を示す。また、図７には、ｘ回転目において収集されるＸ線検出データとｘ＋１回転目において収集されるＸ線検出データの双方を示す。実線は、ｘ回転目において収集されるＸ線検出データを示し、点線はｘ＋１回転目において収集されるＸ線検出データを示す。

ｘ回転目、ｘ＋１回転目のＸ線検出データには、検出素子２２からの電気信号の読出しタイミングがスライス間で異なることから、スライスが異なる検出素子２２により収集されたＸ線検出データにはチャンネル方向Ｃにずれが生じる。

すなわち、放射線検出器４がｎ列の検出素子２２を有する場合には、例えば１列目の検出素子２２により検出されたＸ線検出データよりも２列目の検出素子２２により検出されたＸ線検出データの方が検出時刻が遅いため、Ｘ線検出データがチャンネル方向Ｃにシフトすることとなる。

この隣接するスライス間（列間）のＸ線検出データのチャンネル方向Ｃへのシフト量をΔＤとすると、シフト量ΔＤは各検出素子２２のスライスＡごとのデータ収集タイミングで定まる値である。従って、シフト量ΔＤは、検出素子２２に設けられるトランジスタスイッチ４０やＭＵＸ等のスイッチ３１の駆動タイミングやＸ線管３および放射線検出器４の回転速度を制御することにより変化させることができる。

ここで、１ｖｉｅｗの収集時間に対応するＸ線検出データのチャンネル方向Ｃのデータ幅をＤｃ、寝台２ｂの移動ピッチ（ヘリカルピッチ）をＰとすると、ΔＤ＝Ｄｃ／（２Ｐ）とすれば、ｘ＋１回転目のスライス１からスライスｎ／２おけるＸ線検出データのチャンネル方向Ｃの位置は、ｘ回転目のスライスｎ／２からスライスｎにおけるＸ線検出データの中間の位置となる。

つまりｘ＋１回転目の各スライスにおけるＸ線検出データのチャンネル方向Ｃの位置は、ｘ回転目の各スライスにおけるＸ線検出データの位置に対して１ｖｉｅｗの収集時間に対応するＸ線検出データのデータ幅Ｄｃの半分だけ（Ｄｃ／２だけ）シフトした位置となる。

例えば、１６列の検出素子２２を有する放射線検出器４において、ヘリカルピッチがＰ＝８の場合、ΔＤ＝Ｄｃ／（１６）とすれば、ｘ＋１回転目の各スライスにおけるＸ線検出データの位置は、ｘ回転目の各スライスにおけるＸ線検出データの中間の位置となり、ｘ＋２回転目の各スライスにおけるＸ線検出データの位置は、ｘ＋１回転目の各スライスにおけるＸ線検出データの中間の位置となる。

すなわち、単一のスライスにおいて、検出素子２２がチャンネル方向Ｃにデータ幅Ｄｃの半分だけシフトした状態で実施的に２回転することとなる。この結果、放射線検出器４の各回転により得られるＸ線検出データのチャンネル方向Ｃのサンプリング密度、すなわち空間分解能が実質的に２倍となり、放射線検出器４のチャンネル数（検出素子２２のチャンネル方向の数）が２倍になった場合と等価とすることができる。

図８は、図１に示すＸ線ＣＴ装置１のデータ収集装置７により収集されたＸ線検出データの別の一例を示す模式図である。

図８において、縦方向はスライス方向を示し、横方向はチャンネル方向を示す。また、図８には、ｘ回転目において収集されるＸ線検出データとｘ＋１回転目において収集されるＸ線検出データの双方を示す。実線は、ｘ回転目において収集されるＸ線検出データを示し、点線はｘ＋１回転目において収集されるＸ線検出データを示す。

図７と同様にｘ回転目、ｘ＋１回転目のＸ線検出データには、スライスごとにずれが生じ、Ｘ線検出データがチャンネル方向にシフトする。ここで、図８に示すように、例えば１６列の検出素子２２を有する放射線検出器４において、寝台２ｂの移動ピッチがＰ＝１のとき、ΔＤ＝Ｄｃ／８とすれば、ｘ＋１回転目の各スライスにおけるＸ線検出データの位置は、重ならない位置となるスライスを除けば、ｘ回転目の各スライスにおけるＸ線検出データの位置に対して１ｖｉｅｗの収集時間に対応するＸ線検出データのデータ幅Ｄｃの１／８だけシフトした位置となる。

すなわち、単一のスライスにおいて、検出素子２２がチャンネル方向Ｃにデータ幅Ｄｃの１／８だけシフトした状態で実施的に８回転することとなる。この結果、放射線検出器４の各回転により得られるＸ線検出データのチャンネル方向Ｃのサンプリング密度、すなわち空間分解能が実質的に８倍となり、放射線検出器４のチャンネル数（検出素子２２のチャンネル方向の数）が８倍になった場合と等価とすることができる。

このため、ｎ列の検出素子２２を有する放射線検出器４において、ヘリカルピッチをＰ＝１、ΔＤ＝Ｄｃ／ｎとすれば、Ｘ線検出データのサンプリング密度を実質的にｎ倍として、放射線検出器４のチャンネル数（検出素子２２のチャンネル方向の数）がｎ倍になった場合と等価とすることができる。

さらに、ヘリカルピッチＰを目的に応じた値として、Ｘ線検出データのチャンネル方向Ｃへのシフト量ΔＤを整数に限らず任意の値とすれば、任意の分解能によるスキャンを実行することができる。すなわち、スキャンの目的に応じてヘリカルピッチＰを大きく、シフト量ΔＤを小さくして分解能を向上させたり、逆にシフト量ΔＤを大きくして分解能を低く抑えるとともに寝台２ｂのヘリカルピッチＰを大きく設定することによりデータ収集時間を低減させるといったように、空間分解能とデータ収集時間とのトレードオフ関係を適切にバランスさせることができる。

そして、このようにしてデータ収集装置７に収集されたＸ線検出データからＸ線検出データのスライスごとのシフト量ΔＤを考慮して画像データが生成される。すなわち、Ｘ線検出データがデータ収集装置７から画像再構成装置９のデータ位置補正回路９ａに与えられてシフト量ΔＤに応じてチャンネル方向Ｃにシフトされ、スライス間におけるチャンネル方向Ｃのデータシフトが補正される。そして、スライス間でチャンネル方向ＣにずれのないＸ線検出データが画像再構成用の中間データとして生成される。

さらに、画像再構成装置９において、この中間データに画像再構成処理が施されて被検体の画像データが再構成される。

但し、チャンネル方向Ｃのデータシフトの補正は、再構成後の画像データに対して行なってもよい。

再構成された画像データは、ＣＰＵ１０に与えられて各種データ処理が施されて画像記憶装置１３に記録される。また、必要に応じて画像処理装置１２において、画像データには各種画像処理が施される。

そして最終的に生成された被検体の断層画像を示す画像データは、画像表示部１４に与えられて表示される。

尚、画像データの再構成に用いられるＸ線検出データは、チャンネル方向Ｃのデータシフトが補正されるため、画像データの画質低下やアーチファクトの生成が抑制される。さらに、放射線検出器４の隣接するチャンネル間のシフト量ΔＤが調整されてＸ線検出データのサンプリング密度が大きくなるように設定されたため、解像度を向上した画像データとなる。

以上のようなマルチスライス方式のＸ線ＣＴ装置１によれば、寝台２ｂのヘリカルピッチＰに応じてＸ線検出データの検出タイミングをコントロールすることにより、スライス間のＸ線データ収集時刻のずれを積極的に利用してサンプリング密度を増加させて空間分解能を向上させることができる。

また、Ｘ線管３および放射線検出器４のヘリカルピッチＰや検出素子２２によるデータ収集タイミングを制御することにより１台のＸ線ＣＴ装置１で高速なスキャンと分解能を向上させたスキャンとを使い分けることができる。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の実施の形態における一構成例を示すブロック図。 図１に示すＸ線ＣＴ装置のＸ線管および放射線検出器の模式図。 図２に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックの詳細構成を示す斜視図。 図３に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックの上面図。 図２に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックに設けられるスイッチ回路およびスイッチ制御回路の回路構成の一例を示す図。 図２に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックに設けられるスイッチ回路およびスイッチ制御回路の回路構成の別の一例を示す図。 図１に示すＸ線ＣＴ装置のデータ収集装置により収集されたＸ線検出データの一例を示す模式図。 図１に示すＸ線ＣＴ装置のデータ収集装置により収集されたＸ線検出データの別の一例を示す模式図。

符号の説明

１ Ｘ線ＣＴ装置
２ 架台・寝台
２ａ 架台
２ｂ 寝台
３ Ｘ線管
４ 放射線検出器
４ａ スイッチ回路
４ｂ スイッチ制御回路
５ Ｘ線制御・高電圧発生装置
６ 架台・寝台駆動制御装置
６ａ 架台駆動制御装置
６ｂ 寝台駆動制御装置
７ データ収集装置
８ データ記憶装置
９ 画像再構成装置
９ａ データ位置補正回路
１０ ＣＰＵ
１１ 操作部
１２ 画像処理装置
１３ 画像記憶装置
１４ 画像表示部
２０ ２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック
２１ 基板
２２ 検出素子
２３ シンチレータ
２４ フォトダイオード
２５ ワイヤボンディング
３０ 積分器
３１ スイッチ
３２ 回路基板
４０ トランジスタスイッチ
４１ 信号線
４２ 制御線

Claims (3)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、２次元状に配置された複数の検出素子を具備し、前記被検体を透過したＸ線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器により検出されたＸ線検出信号からディジタル信号のＸ線検出データを生成するデータ収集装置と、前記被検体をセットする寝台と、前記寝台を駆動制御する寝台駆動制御装置と、前記寝台駆動制御装置に制御信号を与えることにより、前記Ｘ線発生手段および前記放射線検出器の回転位置を制御する手段と、前記Ｘ線発生手段および前記放射線検出器の回転位置に応じて所要のサンプリング密度でデータが収集されるようにスライス間における検出素子によるデータ収集時刻のずれの大きさを制御する手段とを有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記検出素子に設けられたスイッチ回路の駆動タイミングを調整することにより前記データ収集時刻のずれの大きさを制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記Ｘ線発生手段および前記放射線検出器の回転速度を調整することにより前記データ収集時刻のずれの大きさを制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。

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