JP2006110126A

JP2006110126A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2006110126A
Application number: JP2004301133A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Konno; 康隆昆野; Kenichi Okajima; 健一岡島; Daisuke Ishizuka; 大輔石塚
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: JP4500147B2

Abstract

【課題】
Ｘ線検出器の読み出し回路のダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジでの撮影を可能にするＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】
Ｘ線検出器の読み出し回路に複数のゲイン（増幅率）を有する増幅器４を設け、あるプロジェクションの撮影で取得したデジタルデータ（投影像）を用いて後のプロジェクションで画素に入射するＸ線量を予想し、その予想を基にゲインを決定して回路のゲインを切り替えて撮影を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

近年、Ｘ線ＣＴ装置において、スライス方向に複数のＸ線検出素子を有するマルチスライスＣＴ装置が登場し、臨床上で広く使用されつつある。マルチスライスＣＴ装置は、Ｘ線検出素子のスライス方向の長さがシングルスライスＣＴに比べて小さく、スライス方向に高い空間分解能を実現できる。ただし、スライス数によらずＸ線検出素子のチャネル方向の長さは同程度であるため、マルチスライスＣＴ装置のＸ線検出素子に入射するＸ線はシングルスライスＣＴに比べて少ない。特に、大減弱体によって減弱されてＸ線検出素子へ入射するＸ線量が少ないとき、画像の雑音はＸ線の量子数の揺らぎではなく、読み出し回路の雑音が決定要因となり、画質は悪化する。そのためマルチスライスＣＴでは、特に読み出し回路の雑音を低く抑える必要がある。

読み出し回路の雑音の影響を低減するために、読み出し回路の途中で信号を増幅することは有効である。この場合、読み出し回路の一部の雑音を、信号に対して相対的に低減することができる。例えば、図２のように、Ｘ線検出素子１からの出力を積分器３で電圧信号に変換し、アナログ−デジタル変換器（ＡＤ変換器）５へ出力する場合、増幅器４を設けて電圧信号を増幅する。この場合、配線による抵抗や容量を含むその他の読み出し回路２の雑音に対して信号を増幅することで、相対的に雑音を低減することができる。ただし、Ｘ線検出素子からの出力が大きいとき、増幅器の増幅率（ゲイン）が高いとＡＤ変換器の入力レンジよりも大きくなり、出力は一般に飽和し、データを損失してしまう。そのためにＸ線検出素子の出力に依存してゲインを変更する必要がある。

これを実現する方法として、例えば、特公平７−１２１２５９号公報に提案されているように、入力のアナログ信号に応じて切り替えて使用する方法がある。このようなゲインアンプはオートゲインアンプと呼ばれる。

特公平７−１２１２５９号公報

オートゲインアンプを使用した処理のフローチャートを、図３に示す。このオートゲインアンプは異なるゲインを持つ増幅器４を２つ有し、どちらのゲインアンプ用いるかを、それぞれの出力レベルを比較して選択回路２０にて決定する。この決定されたゲインの信号は、切り替え回路１０にて選択される。選択回路２０で選択されたゲインの情報は、バッファメモリ（記憶手段）６にて保存され、この情報とＡＤ変換器５の出力値を用いて真の信号値を推測する。

このような構成にすることにより、ＡＤ変換器５への出力が適当になるように、選択回路２０のゲインを切り替えることができる。

しかしながら、このような回路では選択回路や複数の増幅器が必要となるため、回路規模が大きくなるという問題があった。特に、マルチスライスＣＴ装置において、読み出し回路数が多数となるため、回路規模の増加は問題となる。

そこで、本発明の目的は、Ｘ線検出器の読み出し回路のダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジで撮影することができるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のＸ線ＣＴ装置は、下記に示すような特徴を有する。

（１）Ｘ線を電荷に変換する複数のＸ線検出素子と、前記電荷を電圧信号に変換する増幅器を複数有し、該増幅器のゲインを変更する手段を具備する読み出し回路と、複数の前記Ｘ線検出素子の前記電圧信号からなるアナログデータをデジタルデータへ変換するアナログ−デジタル変換手段とを有し、前記デジタルデータを複数の投影方向から取得するＸ線ＣＴ装置において、ある投影方向のデジタルデータに対して条件判定処理を施すことにより、該デジタルデータを取得した投影方向の後のプロジェクションで使用する前記増幅器のゲインを決定する手段と、前記ゲインを前記決定手段の結果を用いて変更するゲイン切り替え手段を具備することを特徴とする。

これらの構成により、オートゲインアンプと同様に検出器に入射するＸ線量に依存してゲインを切り替える動作を、回路規模の増大を抑えながら実現できる。これにより読み出し回路の雑音を相対的に低減でき、画質を向上できる。

（２）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、使用した前記増幅器のゲイン及び／又はゲイン毎のオフセット量をデジタルデータとして記憶し、各投影方向で取得された前記デジタルデータに対して、前記ゲインのデジタルデータを用いて前記増幅器のゲインの違い及び／又はゲイン毎のオフセット量を補正する補正処理手段を具備することを特徴とする。

これらの構成により、読み出し回路の有するダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジのデータを取得すること、Ｘ線検出素子のゲインのバラツキを補正して出力を正確に推定することが実施できる。

（３）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、ある投影方向での前記Ｘ線検出素子の読み出しから次の投影方向での前記Ｘ線検出素子の読み出しの間に読み出しを行わない時間（ブランキング時間）を有し、該ブランキング時間中に前記ゲイン切り替え手段が前記増幅器のゲインを変更することを特徴とする。

（４）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、複数の前記Ｘ線検出素子が行と列の二次元に配置されて前記電圧信号が行毎に順次に読み出され、１つの行の前記Ｘ線検出素子の読み出しから次の行の前記Ｘ線検出素子の読み出しの間に読み出しを行わないブランキング時間を有し、該ブランキング時間中に前記ゲイン切り替え手段が前記増幅器のゲインを変更することを特徴とする。

これらの構成により、ゲインの切り替えを読み出しへの影響のないタイピングで実施できる。

（５）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、前記判定手段が、前記デジタルデータの値としきい値とを比較して前記増幅器のゲインを決定する機能を有することを特徴とする。

この構成により、ゲインの判定処理を容易に、長い処理時間を必要とせずに行うことができる。

（６）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、前記判定手段が、前記増幅器のゲインを決定する投影方向で取得される前記電圧信号を、前の単数または複数のプロジェクションで取得した前記Ｘ線検出素子のデジタルデータを用いて推定し、該推定にて得た前記電圧信号の値を用いて前記増幅器のゲインを決定する機能を有することを特徴とする。

この構成により、複数の前記Ｘ線検出素子のデジタルデータや、前の複数のプロジェクションにわたるデジタルデータを用いて、精度良くゲインを決定できる。

（７）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、複数の前記Ｘ線検出素子が、行と列の二次元に配置されてＸ線検出器を構成し、前記ゲイン切り替え手段が、前記増幅器のゲインを、単数または複数の前記Ｘ線検出素子から構成されるブロックごとに変更することを特徴とする。

この構成により、ゲインの判定処理の規模を小さくし、より高速な処理を実現することが可能となる。

（８）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、前記判定手段が、ある一定の前記増幅器のゲインで取得した単数または複数の投影方向の前記デジタルデータを用いて、後のプロジェクションの前記ゲインを推定することを特徴とする。

このような構成により、ゲインの判定の精度を向上させ、ゲインの不適によるデータの損失や読み出し回路の雑音の影響の増加を防ぐことができる。

（９）前記（８）のＸ線ＣＴ装置において、推定して得た前記ゲインを適用して得たデジタルデータを用いて、前記増幅器のゲインを推定する前に得た前記デジタルデータの一部または全部を推定する推定手段を具備することを特徴とする。

このような構成により、ゲインを決定するために実施する撮影による無効被爆をなくしながら、ゲインの不適による読み出し回路の雑音の影響の増加を防ぐことができる。

（１０）前記（１）のＸ線ＣＴ装置において、前記ゲイン毎に、前記Ｘ線検出素子の前記Ｘ線に対する前記デジタルデータの値への変換率である感度を反映した感度データと、前記Ｘ線検出素子のＸ線が入射していない際のデジタルデータの値を反映したオフセットデータとを記憶し、各プロジェクションでの前記ゲインに対応して記憶された前記感度データとオフセットデータを用いて前記デジタルデータへ補正処理を行う補正処理手段を具備することを特徴とする。

この構成により、ゲインごとに感度とオフセットのバラツキを補正を行うことができ、感度とオフセットの補正を高精度に行うことができる。

本発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置において、低線量域での低雑音撮影と、高線量域での撮影を撮影条件によって自動的に切り替え、読み出し回路のダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジで撮影することができる。

（実施例１）
以下、図１、および図４〜図７を用いて、本発明の第１の実施例について説明する。

図１は、本発明の一実施例になるＸ線ＣＴ装置の構成を説明する図、図４は、本実施例におけるデータ収集装置の一構成例を示すブロック図、図５は、本実施例におけるＸ線検出器の一構成例を示す図、図６は、ゲイン判定処理の一例を示すフローチャート、図７は、ゲイン判定処理の一例を説明するための図である。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置の基本構成として、Ｘ線を照射するＸ線管１００、Ｘ線を検出して電気信号に変換するＸ線検出器１０４、Ｘ線検出器１０４からの信号を収集して投影像であるデジタルデータへ変換する信号収集手段１１８、信号収集手段１１８からの投影像を記憶して画像処理を行う中央処理手段１０５、画像処理の結果を表示する表示手段１０６、撮影開始やパラメータの設定、入力を行う入力手段１１９、Ｘ線管１００とＸ線検出器１０４を制御する制御手段１１７から成る。

図１を用いて、撮影の手順を説明する。入力手段１１９から撮影開始の入力が行われると、Ｘ線源１００から寝台天板１０３に載った被写体１０２に向けてＸ線を照射する。このＸ線は、被写体１０２を透過し、Ｘ線検出器１０４で検出されて電気信号に変換される。この電気信号は、信号収集回路１１８にてＡＤ変換が行われて投影像となる。この撮影は、Ｘ線管１００とＸ線検出器１０４とが搭載された回転体１０１を回転することで、被写体１０２に対するＸ線の照射角度を変化させて繰り返し行われ、例えば、３６０度、０.４度ごとに行う。これにより、照射角度に応じた投影像を取得する。この際に制御手段１１７は、回転体１０１の回転とＸ線検出器１０４の読み出しを制御する。この投影像は、中央収集回路１０５にて演算処理が実施され、結果を表示手段１０６にて表示する。

図５を用いて、本発明のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出器１０４の一構成例を説明する。図５に示すＸ線検出器１０４は、図１に示すように、Ｘ線管１００と対抗配置されて円弧状に複数並べられる。図５に示すＸ線検出器１０４は、Ｘ線を光に変換するシンチレータ素子１１２と、光を電気信号に変換するフォトダイオードが複数形成されているフォトダイオード基板１１１と、電気信号を出力する電極パッド１２０とそのための配線を有する配線基板１１３から構成される。シンチレータ素子１１２とフォトダイオード基板１１１とは、光学的に透明な接着剤３１０で接着され、これらはフォトダイオード基板１１１に支持されている。

Ｘ線検出器１０４にＸ線が入射した場合を、図５を用いて説明する。入射したＸ線はシンチレータ素子１１２にて光に変換される。シンチレータ素子１１２はセパレータ１３０によって分割されている。このシンチレータ素子１１２ごとに対応して、光を電気信号に変換するフォトダイオードがフォトダイオード基板１１１上に設けられている。このフォトダイオードとシンチレータ素子１１２とによってＸ線検出素子を構成しており、フォトダイオードにて光から変換された電気信号はＸ線検出素子ごとに出力される。フォトダイオードの電極は電極パッド１２０と電気的に接続されている。この電極パッド１２０から、Ｘ線によって発生した電気信号は図１に示す信号収集手段１１８に読み出される。

図４のブロック図を用いて、本発明のＸ線ＣＴ装置におけるデータ収集装置である信号収集手段１１８と中央処理手段１０５の一構成例を説明する。

図４中に点線で示す信号収集手段１１８は、Ｘ線検出素子１ごとに設けられる。Ｘ線検出素子１からの出力を読み出す際は、積分器３で蓄積して電圧信号に変え、増幅器４へ出力する。増幅器４は、複数のゲインを有する。本例では、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の２通りの増幅率を実現する。ただし、このゲインの数は、説明を簡単にするために用いた数であり、本発明はこれに限るものではない。抵抗の切り替えは、切り替え回路１０にて行われる。増幅器４から出力されたアナログ信号は、ＡＤ変換器５でデジタル信号に変換されて投影像となる。ここで、ＡＤ変換器５から出力されるデジタル信号は、例えば、１６ビットである。

信号収集手段１１８から出力された投影像は、図４中に点線で示す中央収集回路１０５の記憶手段６に記憶される。これを用いて、判定手段１２は、次のプロジェクションで使用する増幅器４のゲインを決定する。

このデジタル信号を取得したプロジェクションと次のプロジェクションの間には、Ｘ線検出素子１の信号読み出しを行っていない時間（ブランキング時間）があり、その時間の間に、判定手段１２は決定したゲインを実現するために制御手段１１７へ制御信号を出力し、切り替え回路１０を動作させてゲインを切り替える。選択したゲインのデータは、記憶手段６に記憶される。

記憶された投影像に対して補正手段７は、オフセット補正、感度補正、ゲインの補正を行う。オフセット補正は、検出器にＸ線が入射していないときの出力値をゼロにする処理であり、例えば、事前にＸ線検出器１０４にＸ線が照射されていないときの投影像から算出した画像（オフセット像）を差し引く処理である。感度補正は、Ｘ線に対する出力の割合（感度）のばらつきをＸ線検出素子１ごとに補正する処理であり、例えば、事前にＸ線検出器１０４にＸ線を一様に照射したときの投影像から算出した感度分布を用いて、感度のバラツキを除する処理である。ゲインの補正は、選択されたゲインを画素毎に掛け、基準の増幅率に直した時の値を求める処理である。例えば、選択されるゲインが１倍と１６であるとき、１倍のゲインを基準とし、１６倍のゲインが選択されたときに取得されたデータには１６倍の演算を行う。この場合、ゲインの切り替えを行なわない場合には、例えば、１６ビットのデジタルデータであるとすると、ゲインの切り替えを行うことで２０ビットの出力データを得ることができる。このゲインは、Ｘ線検出素子１毎に抵抗Ｒ１、Ｒ２のばらつきによってばらつくため、Ｘ線検出素子毎にゲインの補正を行う。

投影像は、補正手段７にて補正処理が行われた後、再構成手段８にてコンボルーション（畳み込み）やバックプロジェクション（逆投影）などの演算処理が行われ、被写体のＸ線吸収係数分布の断面像が再構成され、表示手段１０６にて表示される。

本発明のＸ線ＣＴ装置における判定手段１２で実施されるゲインを決定するための条件判定処理の一構成例を、図６の処理のフローチャートと、図７の説明図（グラフ）を用いて説明する。図７は、Ｘ線検出素子１にＸ線が入射したときの入射Ｘ線量（横軸）に対するＡＤ変換後の投影像の値（縦軸）のグラフをゲイン毎に記したものである。ＭＡＸはＡＤ変換器の最大の出力値を表す。ゲイン１は低いゲインの場合であり、ゲイン２は高いゲインの場合である。

図６に示すように、Ｎ番目のプロジェクション（ステップ６０１）のゲインがゲイン１の場合、その投影像の値をしきい値１と比較する（ステップ６０２）。値がしきい値１よりも小さい場合、次の（Ｎ＋１）番目のプロジェクションでゲインをゲイン２に切り替える（ステップ６０５）。これは、図７に示すグラフでは、投影像の値が、ゲイン１上にある点Ｃからゲイン２上にある点Ｄに切り替わることに相当する。Ｎ番目のプロジェクションのゲイン（ステップ６０１）がゲイン２の場合、その投影像の値をしきい値２と比較する（ステップ６０２）。値がしきい値２よりも大きい場合、次の（Ｎ＋１）番目のプロジェクションでゲインをゲイン１に切り替える（ステップ６０４）。これは、図７に示すグラフでは、投影像の値が、ゲイン２上にある点Ａからゲイン１上にある点Ｂに切り替わることに相当する。

このようにして、入射Ｘ線量が少ないときはゲイン２での撮影を行い、入射Ｘ線量が大きい場合はゲイン１で撮影を行う。すなわちゲイン１では下限のしきい値が存在し、ゲイン２では上限のしきい値が存在するようにゲインを切り替える。このゲインの判定はＸ線検出素子毎に行い、ゲインはＸ線検出素子毎に設定する。

本実施例では、判定に用いた投影像を得たプロジェクションと次のプロジェクションとの間にてゲインの切り替えを行ったが、本発明はこれに限るものではない。判定に数プロジェクションの処理時間を要する場合や、ＡＤ変換を行っている間に次のプロジェクションを既に実施している場合などのとき、複数プロジェクション後にゲインの切り替えを行ってもかまわない。

また、本実施例では、１つのプロジェクションのデータの値を用いて判定を行ったが、本発明はこれに限るものではない。同一のＸ線検出素子の過去の複数のプロジェクションの値を用いてフィッティングを行って次のプロジェクションの値を予想し、これを用いてゲインの判定を行ってもよい。また、他のＸ線検出素子の値を用いて次のプロジェクションでの値を予想し、これを用いてゲインの判定を行ってもかまわない。

（実施例２）
以下、図８と図９を用いて、本発明の第２の実施例について説明する。図８は、本実施例におけるデータ収集装置の一構成例を示すブロック図、図９は、ゲイン判定処理の一例を示すフローチャートである。

Ｘ線検出器１０４は、図１に示すＸ線ＣＴ装置に搭載され、２行２列のＸ線検出素子１のマトリックス構造を有する。この列の方向（以降、チャネル方向と呼ぶ）は、図１に示した回転方向１０８と同一の方向に配置され、この行の方向（以降、スライス方向と呼ぶ）は、図１に示した回転軸方向１０７と同一の方向に配置される。このｉチャネル目ｊスライス目のＸ線検出素子１を、図８においてＸ線検出素子１-ｉ-ｊと記す。

Ｘ線検出素子１は、フォトダイオード（ＰＤ）素子２１とスイッチング素子２０’から構成される。同一のチャネルｉに属するＸ線検出素子１-ｉ-１とＸ線検出素子１-ｉ-２のスイッチング素子２０のゲート電極は、共通の配線にてシフトレジスタ回路３０に接続され、シフトレジスタ回路３０からＯＮの信号が来ると、Ｘ線検出素子１-ｉ-１とＸ線検出素子１-ｉ-２の電荷は同時に読み出される。同一のスライスｊに属するＸ線検出素子１-１-ｊと１-２-ｊのＰＤ素子２１の出力電極は、共通の配線にて積分器３に接続されている。Ｘ線検出素子１-１-ｊとＸ線検出素子１-２-ｊは、シフトレジスタ回路３０にて順次切り換えられて信号が読み出される。

積分器３には、容量の異なるコンデンサＣ１及びＣ２が接続される。このＣ１とＣ２の容量によって、入力に対する積分器３の電圧への変換率（ゲイン）は異なる。容量が小さな場合の方が高いゲインとなる。例えばＰＤ素子２１の容量を１０ｐＦ、Ｃ１の容量１０ｐＦ、Ｃ２の容量１ｐＦとして設けると、Ｃ１を選択した場合はＰＤ素子２１に生じた電位差はそのまま積分器の出力の電位差なり、Ｃ２を選択した場合はＰＤ素子２１に生じた電位差はその１０倍の電位差で積分器から出力される。どちらのコンデンサを使用するかを切り換え回路１０によって切り換える。

切り換え回路１０のゲインの選択処理方法を、図９を用いて説明する。初めのプロジェクション（Ｎ＝１）では、全てのＸ線検出素子１で低いゲインを選択する。その後のＮ番目（Ｎ＝２、３、…）のプロジェクションにおいては、しきい値と比較する（ステップ９０１）。その比較では、ゲイン１の場合、Ｘ線検出器１０４内の全Ｘ線検出素子１における投影像の中で最も大きな出力値をしきい値１と比較する（ステップ９０２）。この比較の処理は、（Ｎ＋１）番目のプロジェクションの読み出し中に行う。その最大の出力値がしきい値１よりも小さい場合、次の（Ｎ＋２）番目のプロジェクションでのゲインをゲイン２とする（ステップ９０５）。Ｎ番目のプロジェクションのゲインがゲイン２の場合（ステップ９０１）、その最大の出力値をしきい値２と比較する（ステップ９０３）。その値がしきい値２よりも大きい場合、（Ｎ＋２）番目のプロジェクションでのゲインをゲイン１とする（ステップ９０４）。

このようにして、入射Ｘ線量が少ないときはゲイン２での撮影を行い、入射Ｘ線量が大きい場合はゲイン１で撮影を行う。ゲインの選択はＸ線検出器１０４ごとに行う。

決定されたゲインは、１つのプロジェクションのＸ線検出器１０４内の全てのＸ線検出素子１で共通とする。プロジェクション間には読み出しを行っていないブランキング時間があり、その次のプロジェクションの直前のブランキング時間に、切り換え回路１０によりゲインの決定を行う。ゲインの選択するための条件判定処理を次のプロジェクションの間に行うため、読み出しを行ったプロジェクションから１プロジェクション後、２プロジェクション前のブランキング時間にゲインの切り替えを行うことになる。

本実施例では、全Ｘ線検出素子が複数のゲインを有しているが、本発明はこれに限るものではない。例えば、スライスに対して一つおきにのみ複数の増幅器を設けてもかまわない。この場合、例えば、奇数スライスでは増幅器を切り替えてゲイン切り替えを行い、偶数スライスでは１つの増幅器で撮影を行う。偶数スライスでのゲインは、低く設ける。このような構造により、奇数スライスにてゲイン切り替えの結果、高いゲインで撮影を行い、その際に想定より大きな入力が入ってしまって取得したデジタルデータが飽和した場合でも、近くの偶数スライスに低い感度で撮影したＸ線検出素子があるために、この値を用いて補間できる。また、全Ｘ線検出素子が複数のゲインを有し、その一部のＸ線検出素子のみがゲインの切り換えを行い、その他のＸ線検出素子が切り替えを行わない場合もありえる。

本実施例では、切り替え条件がＸ線検出器ごとであったが、本発明はこれに限るものではない。Ｘ線検出器１０４を複数のブロックに分け、ブロック毎に切り替え条件を設けてもかまわない。

（実施例３）
以下、図１０に示す撮影およびゲイン決定処理のフローチャートを用いて、本発明の第３の実施例について説明する。

実施例３のＸ線ＣＴ装置における読み出し回路は、Ｘ線検出素子ごとに、低いゲインのゲイン１と高いゲインのゲイン２の２つを有し、切り替えられる。

再構成像を得るために２Ｎ枚のプロジェクションを撮影する。まず１番目からＮ番目のプロジェクションの半周分の撮影は、ゲイン１で行う（ステップ１００１）。次に、この結果を用いて、（Ｎ＋１）番目から２Ｎ番目のプロジェクションの出力値を推定する（ステップ１００２）。この（Ｎ＋ｘ）番目（ｘ＝１、２…、Ｎ）のプロジェクションにおいて、Ｘ線検出素子毎にしきい値処理を行う（ステップ１００３）。このしきい値には、ゲイン１を用いて回路雑音の影響が無視できる範囲の下限を用いる。

この処理では、しきい値よりも小さなＸ線検出素子はゲインをゲイン２とし（ステップ１００６）、大きな場合はゲインをゲイン１とする（ステップ１００４）。この処理により（Ｎ＋ｘ）番目（ｘ＝１、２…、Ｎ）のプロジェクションごと、およびＸ線検出素子ごとに使用するゲインを決定する。

次に、（Ｎ＋１）番目から２Ｎ番目のプロジェクションを求めたゲインで撮影する（ステップ１００５、１００７）。このとき、スライスの間にＸ線検出素子の信号の読み出しを行っていないブランキング時間を設け、ゲインを切り換えるスライスの直前のブラキング時間内で切り替えを行う。更にチャネル毎に異なる値をとり、Ｘ線検出素子ごとに異なるゲインを実現する。

次に、このように撮影した（Ｎ＋１）番目から２Ｎ番目のプロジェクションを用いて、１番目からＮ番目のプロジェクションでしきい値以下であったＸ線検出素子の値を推定する（ステップ１００８）。

このようにして得た２Ｎ枚のプロジェクションを用い、再構成手段８にて再構成演算を実施して再構成像を得る（ステップ１００９）。

本実施例では、ゲインの判定のための撮影は半周分行われているが、本発明はこれに限るものではない。

また、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲でさまざまに変形して実施することが可能である。更に、上述した実施例にはさまざまな段階が含まれており、開示される複数の構成要素における適宜な組み合わせによりさまざまな発明が抽出され得る。例えば、上述した実施例に示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても良い。

以上詳述したように、本発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置において、低線量域での低雑音撮影と、高線量域での撮影を撮影条件によって自動的に切り替え、読み出し回路のダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジでの撮影を実現することができる。

本発明の一実施例になるＸ線ＣＴ装置の構成を説明する図。従来のＸ線ＣＴ装置の読み出し回路の処理を説明するブロック図。従来のＸ線ＣＴ装置の読み出し回路で用いられるオートゲインアンプの処理を説明するブロック図。本発明の実施例１におけるデータ収集装置の一構成例を説明するブロック図。本発明の実施例１におけるＸ線検出器の一構成例を示す図。本発明の実施例１におけるゲイン判定処理の一例を示すフローチャート図。本発明の実施例１におけるゲイン判定処理の一例を説明する図。本発明の実施例２におけるデータ収集装置の一構成例を説明するブロック図。本発明の実施例２におけるゲイン判定処理の一例を示すフローチャート図。本発明の実施例３におけるゲイン判定処理の一例を示すフローチャート図。

符号の説明

１…Ｘ線検出素子、２…その他読み出し回路、３…積分器、４…増幅器、５…ＡＤ変換器、６…記憶手段、７…補正手段、８…再構成手段、１０…切り替え回路、１２…判定手段、２０…選択回路、２０’…スイッチング素子、３０…シフトレジスタ回路、１００…Ｘ線源、１０１…回転体、１０２…被写体、１０３…寝台天板、１０４…Ｘ線検出器、１０５…中央処理装置、１０６…表示装置、１０７…回転軸方向、スライス方向、１０８…回転方向、チャネル方向、１１１…光電変換基板、１１２…シンチレータ素子、１１３…配線基板、１１８…信号収集手段、１１７…制御手段、１１８…信号収集手段、１１９…入力手段、１２０…電極パッド、３１０…接着剤。

Claims

Ｘ線を電荷に変換する複数のＸ線検出素子と、前記電荷を電圧信号に変換する増幅器を複数有し、前記増幅器のゲインを変更する手段を具備する読み出し回路と、複数の前記Ｘ線検出素子の前記電圧信号からなるアナログデータをデジタルデータへ変換するアナログ−デジタル変換手段とを有し、前記デジタルデータを複数の投影方向から取得するＸ線ＣＴ装置において、ある投影方向のデジタルデータに対して条件判定処理を施すことにより、前記デジタルデータを取得した投影方向の後のプロジェクションで使用する前記増幅器のゲインを決定する手段と、前記ゲインを前記判定手段の結果を用いて変更するゲイン切り替え手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１の前記Ｘ線ＣＴ装置において、使用した前記増幅器のゲイン及び／又はゲイン毎のオフセット量をデジタルデータとして記憶し、各投影方向で取得された前記デジタルデータに対して、前記ゲインのデジタルデータを用いて前記増幅器のゲインの違い及び／又はゲイン毎のオフセット量を補正する補正処理手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１の前記Ｘ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出素子の読み出しの間に読み出しを行わない時間を有し、前記ブランキング時間中に前記ゲイン切り替え手段が前記増幅器のゲインを変更することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１の前記Ｘ線ＣＴ装置において、前記判定手段が、前記増幅器のゲインを決定する投影方向で取得される前記電圧信号を、前の単数または複数のプロジェクションで取得した複数の前記Ｘ線検出素子のデジタルデータを用いて推定し、該推定にて得た前記電圧信号の値を用いて前記増幅器のゲインを決定する機能を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１の前記Ｘ線ＣＴ装置において、前記判定手段が、ある一定の前記増幅器のゲインで取得した単数または複数の投影方向の前記デジタルデータを用いて、後のプロジェクションの前記ゲインを推定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。