JP2009273917A - コンピュータ断層撮影装置のｘ線検出器システム - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線検出器システムにおいて、複数の検出器ブロックそれぞれにおけるＤＡＳ部品のクロック同期動作に伴うアース及び電源電圧の変動を確実に抑制して動作の安定化を図る。
【解決手段】Ｘ線検出器システムの検出器ブロック１４ｎには、プリント基板のＤＡＳ側の面の一部に、電源コネクタ６１と電圧レギュレータ６２とが実装されている。これにより、電源６３の出力端からケーブル６４を介して各検出器ブロック１４ｎの電源コネクタ６１に繋がり、この電源コネクタ６１を介して、電圧レギュレータ６２に至るように構成されている。
【選択図】 図１４

Description

本発明は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線コンピュータ断層撮影装置に搭載する検出器及びＤＡＳ（データ収集装置）に係り、とくに、その検出器及びＤＡＳのノイズや動作電圧などに関する安定した動作状態の確保に関する。

コンピュータ断層撮影装置として、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と呼ぶ）がある。このＸ線ＣＴ装置は、比較的旧くから医療診断用或いは各種の研究用に用いられており、歴史的にも大きな変遷を重ねている。

初期の頃には、シングルスライスＸ線ＣＴ装置が用いられていた。このシングルスライスＸ線ＣＴ装置の場合、被検体のある一つのスライスの画像を得るものであるため、短時間に広い範囲の画像を撮影することは難しく、医師等から単位時間に、より高精細（高解像度）且つ広範囲に画像を撮影したいという強い要望が出されていた。

この要望に応えるために、近年、マルチスライスＸ線ＣＴ装置が開発され、かなり普及している。このマルチスライスＸ線ＣＴ装置は、シングルスライスＸ線ＣＴ装置で用いられている検出器の列（１列）を、その列に直交する方向に複数列（例えば４列、８列など）を並べて、全体でＭチャンネル×Ｎセグメント（Ｍ，Ｎは正の整数）の検出素子を有する構造の２次元検出器を用いる。この２次元検出器の出力側には、ＤＡＳ（データ収集装置）が置かれる。

マルチスライスＸ線ＣＴ装置は、スライス方向に広がり幅を有するファンビームＸ線を曝射するＸ線源と、上述した２次元検出器とを有しており、円錐状のＸ線ビーム（有効視野直径ＦＯＶ）に基づいて被検体を透過したＸ線を２次元検出器で検出することにより、当該被検体のマルチ・スライスの投影データを一度に収集できる。このため、マルチスライスＸ線ＣＴ装置は、シングルスライスＸ線ＣＴ装置に比べて、高精細且つ広範囲な画像を収集することができる。

上述した２次元検出器は、シンチレータ、フォトダイオードアレイ、及びＣＭＯＳスイッチアレイを備える。シンチレータに入射したＸ線は、光信号に変換される。この光信号は、フォトダイオードアレイに入射して、２次元配列のセグメント毎にアナログ量の電気信号に変換される。この電気信号はセグメント毎にＣＭＯＳスイッチアレイの各素子を介して、後段のＤＡＳに送られる。ＣＭＯＳスイッチアレイは、スライス方向における検出素子列の指定数に応じて、フォトダイオードアレイから出力された電気信号を束ねる（信号合成）機能を有する。

ＤＡＳは、アナログ／デジタル変換素子（ＤＡＳ回路部品）をアレイ状に配列させた装置であり、上述のように２次元検出器により検出されたアナログ量の検出信号を入力して、この信号を、増幅するとともに、デジタル信号に変換する。このデジタル信号はその後、画像再構成処理に送られる。

このような２次元検出器及びＤＡＳを主要素とする検出器システムについては、それらの主要素の大半を３次元的に実装した構造が例えば特許文献１により知られている。つまり、両面を有する基板の、一方の面にフォトダイオードアレイ及びＣＭＯＳスイッチを実装するとともに、他方の面にＤＡＳ部品を実施している。なお、シンチレータブロックは、フォトダイオードアレイ上に当該アレイと光学的に接続された状態で実装させる。

この実装は、実際には、全チャンネルを複数のブロックに分けた複数のブロック毎に行われている。Ｘ線ＣＴ装置の場合、ＤＡＳは通常、５００〜数万ｃｈ程度の回路規模を有しているので、これを数十〜数百ｃｈ毎に上述した基板を用意に、この基板の両面に担当チャンネル分のフォトダイオードアレイ及びＣＭＯＳスイッチ並びにＤＡＳ部品を上述した３次元実装方式で実装して検出器ブロックを形成させる。この複数の検出器ブロックは、円弧状曲面に沿って配置し、検出器システムを構成している。

この検出器システムにおいて、各検出器ブロックが必要とする電力は１つの電源からケーブル（電力線）を介して得ている。

また、ＤＡＳは微小電流を扱うことから、微小電流がアース回路を介して混入してくるノイズに影響されることを極力防止するため、通常、ＤＡＳの電気回路のアース側を架台（ＣＴ本体）から浮かしたり、架台に接続したとしても１本アースのみにするなどして、架台との間に強固なアース接続をとらないようにしている。また、このＤＡＳの全体は１つのオシレータに同期して動作するようになっている。

特開２００１−２１５２８１号公報

しかしながら、上述した従来の検出器システムにあっては以下のように様々な未解決の問題がある。

すなわち、前述したケーブルによる検出器システムへの電源供給の構造にあっては、ケーブル長に比例した電圧降下によって、検出器ブロック毎に電源電圧が異なるという問題があった。つまり、全検出器ブロックのＤＡＳ部品の動作特性が十分に均一にならないのである。一方で、このＤＡＳ部品の動作特性の差が十分に小さくなるように、検出器ブロック間の電源電圧の差を抑制するには、電源から各検出器ブロックに引くケーブルを電圧降下の差を無視できる程度に十分に太くすることや、電源から各検出器ブロックへのケーブル長を、一番遠い検出器ブロックに引くケーブルの長さである最長の長さに合わせることが考えられる。しかしながら、この何れの対策も実装に必要がスペースの増大を招くものであり、検出器システムのコンパクト化の面で障害となり、容易に受け入れることができなかった。

本発明は、複数の検出器ブロックのそれぞれに供給される電源電圧の検出器ブロック相互間の差を許容レベル内に抑制でき、且つより少ない実装スペースで複数の検出ブロックへの電源供給を実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るコンピュータ断層撮影装置のＸ線検出器システムによれば、被検体を透過したＸ線を検出して当該Ｘ線に対応したアナログ量の電気信号をチャンネル毎に出力する検出器と、この検出器が出力するチャンネル毎のアナログ量の電気信号をデジタル量の電気信号に変換して出力するデータ収集装置とを備え、前記検出器及びデータ収集装置の全体の回路を、それぞれが所定チャンネル数ずつの回路から成る複数の回路ブロックに分けて形成し、前記複数の回路ブロックそれぞれに、当該各回路ブロックに供給される電源電圧を所定値に調整する電圧レギュレータを設けたことを特徴とする。

また別の好適な態様としては、前記複数の回路ブロックそれぞれに板状の導体を介して電源電圧を供給するようにしてもよい。

本発明に係るコンピュータ断層撮影装置のＸ線検出器システムによれば、このＸ線検出器システムに、複数の検出器ブロックにおけるアース電位の変動に因る放射ノイズの防止対策や検出器ブロック間の電源電圧の違いによる動作特性の不一致対策を施すようにしたため、Ｘ線検出動作の安定性及び均一性を向上させて、画質向上に図ることができるとともに、システムの構造上の小形化なども貢献できる。

本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図。 実施形態のＸ線ＣＴ装置に採用されるＸ線検出器システムの概略構成を説明する図。 Ｘ線検出器システムに相殺される複数の検出器ブロックのうちの１つを、そのＸ線入射側から示す概略斜視図。 複数の検出器ブロックのうちの１つを、その背面側から示す概略斜視図。 実施形態のＸ線ＣＴ装置に採用されるＸ線検出器システムのうちの１つの検出器ブロックにおけるＸ線検出素子の配列を模式的に説明する図。 Ｘ線検出器システムにおける検出器ブロック部分の電気的な機能を示すブロック図。 ＤＡＳのブロック化を説明する概念図。 第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器システムに用いられる基準クロック信号の供給の仕方を説明する図。 第１の実施形態における基準クロック信号の逆位相化を説明するタイミングチャート。 第１の実施形態に対する第１の変形形態に係る基準クロック信号の供給の仕方を説明する図。 第１の変形形態に係る基準クロック信号の位相の分散化を説明するタイミングチャート。 第１の実施形態に対する第２の変形形態に係る基準クロック信号の供給の仕方を説明する図。 本発明の第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器システムに搭載される各検出器ブロックを示す概略斜視図。 第２の実施形態における各検出器ブロックに対する電源供給を説明するブロック図。 第２の実施形態における電源供給を説明する検出器ブロック毎の電圧調整を説明する図。 本発明の第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器システムを示す概略斜視図。 第３の実施形態における金属バーを用いた電源供給を説明する図。 各検出器ブロックの配線形態に関わる変形形態を説明する図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態を図１〜９に基づいて説明する。

図１には、この実施形態に係る、放射線ＣＴ装置としての、Ｘ線ＣＴ装置の一形態であるマルチスライスＣＴ装置の構成を示している。このマルチスライスＣＴ装置は、マルチスライスのヘリカルスキャンを行うことができるのみならず、コンベンショナルスキャン（シングルスライススキャン及びマルチスライススキャン）を実行できるようになっている。

このマルチスライスＣＴ装置１０は、図１に示すように、被検体（例えば患者）Ｐを載置させる図示しない寝台と、被検体Ｐを挿入して診断を行うための診断用開口部ＯＰを有し、被検体Ｐの投影データの収集を行う架台Ｇと、架台Ｇの全体の動作を制御するとともに、投影データを収集して画像再構成処理や画像表示等を行うデータ処理ユニットＵとを備えている。

寝台は、図示しない寝台駆動部の駆動により、その長手方向にスライド可能な天板を有する。通常、被検体Ｐは、その体軸方向が長手方向に一致するように載置される。

架台Ｇは、その診断用開口部ＯＰに挿入された被検体Ｐを挟んで対向配置された放射線源としてのＸ線管１１と、後で詳述する、放射線検出器としてのＸ線検出器１２及びデータ収集装置（ＤＡＳ１３）を含むＸ線検出器システム１４とを備えるほか、非接触のデータ伝送装置１５、架台駆動部１６、及びスリップリング１７を備えている。

Ｘ線管１１及びＸ線検出器システム１４（Ｘ線検出器１２及びＤＡＳ１３を含む）は、架台Ｇ内で回転可能な回転リング２１に設けられており、架台駆動部１６からの駆動制御により回転リング２１が回転する。これにより、Ｘ線管１１及びＸ線検出器システム１４は、架台Ｇの診断用開口ＯＰ内に挿入された被検体Ｐの体軸方向に平行な回転中心軸の周りに両者が一体で回転可能になっている。回転リング２１は、１回転あたり１秒以下という高速速度で回転駆動される。

Ｘ線管１１は、有効視野領域ＦＯＶ内に載置された被検体Ｐに対してコーンビーム(四角錐)状又はファンビーム状のＸ線を発生する。Ｘ線管１１には、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電圧、管電流）が高電圧発生装置１８からスリップリング１７を介して供給される。これにより、Ｘ線管１１は、回転中心軸に並行なスライス方向及びこのスライス方向に直交するチャンネル方向の２方向に広がる、いわゆるコーンビームＸ線又はファンビームＸ線を発生させることができる。通常の診断では、被検体Ｐが寝台の長手方向に沿って天板に載るので、スライス方向は被検体Ｐの体軸方向に一致する。

なお、架台Ｇ内において、Ｘ線管１０１と被検体Ｐとの間には、Ｘ線管１０１のＸ線焦点から曝射されたコーン状又はファン状のＸ線ビームを整形し、所要の大きさのＸ線ビームを形成するためのコリメータ１９が設けられている。

また、データ処理ユニットＵは、ホストコントローラ２０を中心として、データ補正等の前処理を行う前処理装置２１、記憶装置２２、補助記憶装置２３、データ処理装置２４、再構成装置２５、入力装置２６、及び表示装置２７がデータ／制御バス２８を介して相互に接続されている。さらに、このバス２８は外部の画像処理装置３０に接続されている。この画像処理装置３０は、補助記憶装置３１、データ処理装置３２、再構成装置３３、入力装置３４、及び表示装置３５を備えている。

前処理装置２１は、非接触データ伝送装置１５を介して伝送されてきた投影データに感度補正やＸ線強度補正等を施す。前処理装置２１で感度補正やＸ線強度補正等を受けた３６０゜分、例えば１０００セット（１０００ビュー）の２次元投影データは記憶装置２２に一旦記憶される。

再構成装置２５は、記憶装置２２に記憶された投影データにファンビーム再構成方式又はコーンビーム再構成方式の再構成処理を施してスライスの断層像データを生成（再構成）する。

次に、図２〜６を参照して、本実施形態に係るＸ線検出器システム１４を詳述する。

このＸ線検出器システム１４は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するデバイスであり、全体としては、Ｘ線検出素子を互いに直交する２方向（スライス方向及びチャンネル方向を成す）それぞれにアレイ状に複数個配列した構造を有し、これにより２次元的にＸ線を検出するシステムを成している。

具体的には、Ｘ線検出器システム１４は、図２に示すように、複数（例えば３８個）の検出器ブロック１４_１〜１４_ｎを備える。この検出器ブロック１４_１〜１４_ｎには、外部の電源装置３８からケーブル３９を介して電源がそれぞれ供給されている。

各検出器ブロック１４ｎ（符号１４ｎで代表させる）は、Ｘ線検出用に持たせた全検出チャンネルを複数のブロックに分けた内の、各ブロック分の検出チャンネルを有している。Ｘ線ＣＴ装置の場合、ＤＡＳ１３は通常、５００〜数万ｃｈ程度の回路規模を有しているので、これを数十〜数百ｃｈ毎にブロック化している。この複数の検出ブロック１４_１〜１４_ｎは、チャンネル方向において、Ｘ線管１１の焦点を中心とした１つの円弧に沿ってＸ線入射面を成すように配列されている。

図３及び図４には、複数の検出器ブロック１４_１〜１４_ｎのうち、任意に選択した１つの検出器ブロック１４ｎの具体的な実装構造を示す。

各検出器ブロック１４ｎは単一のリジッドな両面実装型のプリント基板１４１を有し、このプリント基板１４１の一方の面に、ＣＭＯＳスイッチアレイ（スイッチ素子アレイ）１４２、フォトダイオードアレイ１４３、及びシンチレータブロック１４４をこの順に積層状態で実装してある。このうち、ＣＭＯＳスイッチアレイ１４２及びフォトダイオードアレイ１４３は電気的に相互に接続されており、また、フォトダイオードアレイ１４３はシンチレータブロック１４４に光学的に結合されている。

この全検出器ブロック１４_１〜１４_ｎのＣＭＯＣスイッチアレイ１４２、フォトダイオードアレイ１４３及びシンチレータブロック１４４が集まって、前述したＸ線検出器１２を構成している。

一方、プリント基板１４１の他方の面には、各検出器ブロック１４ｎの、ＤＡＳ１３を成すＤＡＳ回路部品１３ａ，…，１３ａが実装されている。このＤＡＳ回路部品１３ａ，…，１３ａは上述のＣＯＳスイッチアレイ１４２に電気的に接続されている。これにより、プリント基板１４１を介してＸ線検出器１２及びＤＡＳが３次元的に実装されている。

図５には、各検出器ブロック１４ｎをＸ線入射側から見たときの模式的な展開図を示している。この検出器ブロック１４ｎは、シンチレータブロック１４４及びフォトダイオードアレイ１４３により形成される複数の検出素子１０３１，１０３２を有する。複数の検出素子１０３１、１０３２は、チャンネル方向とスライス方向との２方向に関してマトリクス状に配列される。

検出素子１０３１、１０３２のうち、一方の検出素子１０３１はスライス方向に関する幅が１．０ｍｍで、チャンネル方向に関する幅が０．５ｍｍの有感域を有している。もう一方の検出素子１０３２は、スライス方向に関する幅が０．５ｍｍで、チャンネル方向に関する幅が０．５ｍｍの有感域を有している。

フォトダイオードの有感域の幅は、Ｘ線管１１の回転中心軸上での換算値として定義される。つまり、「１ｍｍの有感域幅を有するフォトダイオード」とは、「Ｘ線管の回転中心軸上で１ｍｍに相当する有感域幅を有するフォトダイオード」を意味している。このため、Ｘ線が放射状に拡散することを考慮すると、フォトダイオードの実際の有感域の幅は、Ｘ線焦点と回転中心軸との距離に対するＸ線焦点とフォトダイオードの有感域との実際の距離の比率に従って、１ｍｍより若干広くなる。

０．５ｍｍ幅の検出素子１０３２は、スライス方向に例えば１６個並べられる。また、１ｍｍ幅の検出素子１０３１は、スライス方向において、０．５ｍｍ幅の検出素子１０３２の群の両側それぞれに、その検出素子１０３２の配列個数よりも少ない複数個、例えば１２個ずつ並べられる。

本実施形態では、スライス方向に並べられた検出素子１０３２の個数（例えば１６個）は、その両側それぞれに配置された検出素子１０３１の個数（例えば１２個）よりも多く、そのトータル個数（例えば２４個）よりも少なくなるように設計されている。つまり、本実施形態に係るＸ線検出器１２は、全部の検出ブロック１４_１〜１４_ｎが集って、一例として、チャンネル方向（行方向）に９１２個、スライス方向（列方向）に４０個の検出素子が並ぶ２次元配列の素子構造を提供できる。

なお、このＸ線検出器１２は、０．５ｍｍ幅の検出素子と１．０ｍｍ幅の検出素子とにより不均等ピッチの２次元検出器を形成しているが、均等サイズの検出素子を行・列方向に配列された２次元検出器でも良く、また検出素子サイズも０．５ｍｍ、１．０ｍｍではなく、１．２５ｍｍ幅の検出素子など本例に限定されることはない。

このようなＸ検出素子１０３１，１０３２により検出された膨大なアナログ量の２次元Ｘ線投影は、ＣＭＯＳスイッチアレイ１４２を介して、チップ化されているＤＡＳ１３に一旦集められる。具体的には、このＸ線投影データは、ＣＭＯＳスイッチ１４２を介して、例えばＸ線検出素子列（９１２行×４０列の検出素子１０３１、１０３２）よりも少ない８列分（９１２行×８列）のデータ収集素子又は４列分（９１２行×４列）のデータ収集素子を有するＤＡＳ１３に送られる。

このＸ線投影データのＤＡＳ１３へのデータ転送を行うために、ＣＭＯＳスイッチ１４２はホストコントローラ２０から制御信号を受けて、Ｘ線投影データをスライス方向の列毎に加算して（すなわち、データを列毎に束ねて）所要列数の２次元投影データを生成する。

ＤＡＳ１３は、Ｘ線検出器１２と同様に、データ収集素子としてのＡ／Ｄ変換素子から成るＤＡＳ回路部品１３ａを２次元アレイ状に配置させたチップ構造を有する。このため、ＤＡＳ１３の各データ収集素子は、送られてきたＸ線投影データに増幅処理及びＡ／Ｄ変換処理を施してデジタル量の投影データを生成する。上述の如く、信号の束ね処理（スライス方向の列間の信号加算処理）を享受できるため、このＤＡＳ１３のデータ収集素子のスライス方向における素子列数は、通常、Ｘ線検出器１２のそれよりも少なくしている。

ＤＡＳ１３から出力されるデジタル量の２次元投影データは、一括して光通信を応用した非接触データ伝送装置１５を介してデータ処理ユニットＵに伝送される。なお、ここでは、データ伝送装置１５として、光通信を応用した非接触方式の装置を例示しているが、スリップリング等の接触タイプのデータ伝送装置を用いてもよい。

Ｘ線検出器１２による検出動作は、その１回転（約１秒）の間に、例えば１０００回程度繰り返される。これにより、Ｍ×Ｎチャンネル分の膨大な２次元投影データが１秒（１回転）あたり例えば１０００回発生する。そのため、この膨大でしかも高速に発生する２次元投影データを時間遅れなく伝送するために、ＤＡＳ１３及び非接触データ伝送装置１５の動作は超高速で実行される。

データ処理装置Ｕに送られたデジタル量の投影データは、前処理装置２１で各種の前処理を受けた後、補助記憶装置２３に保存されるとともに、再構成装置２５による画像再構成処理を受ける。これにより、Ｘ線スキャンに伴う再構成画像を得ることができる。

図６は、前述したように構成されるＸ線検出器システム１４の電気的な概略ブロック図を示す。電源が、検出器部ブロック毎に、フォトダイオードアレイ１４３及びＣＭＯＳスイッチアレイ１４２のチップ回路、並びに、ＤＡＳ１３のＤＡＳ回路部品１３ａに供給される。

このＸ線検出器システム１２は上述したようにブロック化されているため、これに応じてＤＡＳ１３の内部回路もブロックされる。図７は、このＤＡＳ１３のブロック化を模式的に表しており、検出器ブロック１４_１〜１４_ｎの各ブロックに応じて、ブロック化された複数のＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎ（それぞれがＤＡＳ回路部品１３ａ…１３ａから成る）が形成される。これにより、ＤＡＳ１３は全体で例えば１０００チャンネル（チャンネル方向のデータ収集素子数）のデータ収集が可能であって、１０個のブロックに分けられたとすると、ＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎそれぞれは１００チャンネルのデータ収集が割り当てられる。

本実施形態にあっては、この複数のＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎに対して、図８に示すように、１つのオシレータ５１が発生した基準クロック信号を２通りの経路で供給するようになっている。詳しくは、このオシレータ５１が発生した矩形状の基準クロック信号を、一方の経路Ａはそのまま出力し、もう一方の経路Ｂは反転器５２を介して出力する。このため、図９に示すように、一方の経路Ａの基準クロック信号ともう一方の経路Ｂのそれとは逆位相に生成される。

なお、このオシレータ５１及び反転器５２は、Ｘ線検出器システム１４の図示しない筐体内に配置してもよいし、Ｘ線検出器システム１４の本体とは別個に設けた電源装置３８（図２参照）に設けてもよい。

複数のＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎは更にグループ化されており、その配置順における奇数番目のＤＡＳ回路１３_１、１３_３、…は、上述した一方の経路Ａから供給される基準クロック信号を共通に受け、この基準クロック信号に同期してＡ／Ｄ変換動作を行う。これに対し、偶数番目のＤＡＳ回路１３_２、１３_４、…は、上述した一方の経路Ｂから供給される基準クロック信号を共通に受け、この基準クロック信号に同期してＡ／Ｄ変換動作を行う。

このように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置においては、スキャン時に被検体を透過したＸ線をＸ線検出器システム１４で検出し、この結果得られた投影データからＸ線ＣＴ像が再構成される。このＸ線検出の動作に際し、とくに、Ｘ線検出器システム１４におけるＤＡＳ１３が複数のＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎにブロック化され、この複数のＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎが互いに逆位相の基準クロック信号に基づいて動作する。したがって、アースや電源の変動に因って発生する放射ノイズを回路間で殆ど確実に相殺して、全体として、かかるノイズの発生を抑制して、高画質のＸ線ＣＴ像を提供することができる。

なお、この第１の実施形態に係る、ＤＡＳ１３への基準クロック信号の与え方は以下のように種々の態様に変形して実施できる。

図１０及び図１１に第１の変形形態を示す。この形態によれば、第１０図に示すように、ブロック化したＤＡＳ１３のＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎの数分、オシレータ５１_１〜５１_ｎを準備し、オシレータ５１_１〜５１_ｎの出力である基準クロック信号をＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎに各別に供給するようになっている。このため、図１１に示すように、ＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎそれぞれを独立した基準クロック信号に同期し且つ回路相互においては非同期で動作させることができる。したがって、ＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎそれぞれにおけるアース及び電源電圧の変動に因る放射ノイズの影響の大部分を分散又は相殺させることができ、前述した第１の実施形態と同様に、画質へのノイズの影響を軽減できる。

第１２図に第２の変形形態を示す。この変形形態の場合、同図に示すように、１個のオシレータ５１を設け、このオシレータ５１が出力した基準クロック信号を順次、一定遅延時間の遅延回路５３_１〜５３_ｎ−１それぞれにより一定時間ずつ遅延させるようにしている。ＤＡＳ１３のＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎも、この遅延回路５３_１〜５３_ｎ−１の数に対応してグループ化されており、各グループのＤＡＳ回路にはオシレータ５１及び遅延回路５３_１〜５３_ｎ−１それぞれが出力した基準クロック信号を与えるようになっている。これにより、オシレータ５１の数を１個に止めることができるほか、一定時間ずつ遅延された基準クロック信号の使用によって、上述と同様に、アース及び電源電圧の変動に因る放射ノイズの影響の大部分を分散又は相殺させることができ、前述した第１の実施形態と同様に、画質へのノイズの影響を軽減できる。

（第２の実施形態）
次に、図１３〜図１５を参照して、本発明に係る第２の実施形態を説明する。

この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器システム１４の各検出器ブロック１４ｎにおける電圧調整に関する。なお、Ｘ線ＣＴ装置の全体的な構成は、前述した第１の実施形態のものと同様になっているので、同一の構成要素には同一符号を用いて説明を省略又は簡略化する。

この実施形態に係る各検出器ブロック１４ｎには、図１３に示すように、プリント基板１４１のＤＡＳ側の面の一部に、電源コネクタ６１と電圧レギュレータ６２とが実装されている。これにより、図１４に示すように、電源６３の出力端からケーブル６４を介して各検出器ブロック１４ｎの電源コネクタ６１に繋がり、この電源コネクタ６１を介して、電圧レギュレータ６２に至るように構成されている。

電圧レギュレータ６２は、その入力電圧を所定電圧値に調整する機能を有するもので、この出力端が各検出器ブロック１４ｎのＤＡＳ回路１３_１〜１３_ｎに並列に接続されている。このとき、電源６３の出力電圧Ｖ_０は、図１４に示すように、ケーブル６４が最も長い、すなわち電圧降下が最も検出器ブロック１４ｎであっても、電圧レギュレータ６２の入力電圧がＤＡＳ回路部品１３ａにより必要とされる規定電圧Ｖ_１（例えば５（Ｖ））よりも高くなるように設定されている。

このため、検出器ブロック１４ｎそれぞれにおいて、電圧レギュレータ６２は規定電圧Ｖ_１よりも高い入力電圧（例えば６（Ｖ））を受け取り、その入力電圧を規定電圧Ｖ_１（例えば６（Ｖ））の値まで調整（降圧）する。

このようにして、本実施形態に係るＸ線検出器システム１４にあっては、各検出器ブロック１４ｎへのケーブル６４による電圧降下量がブロック間で異なるものの（例えば０．１〜０．５（Ｖ）程度）、この変動分を吸収する形で、全ての検出器ブロックにおいて電源電圧を確実に規定値Ｖ_１に合わせることができる。

したがって、全ての検出器ブロックにおいて、ＤＡＳ回路部品１３ａは同一値の電圧で動作できる。この結果、検出器ブロック間で電源電圧の差に起因したＡ／Ｄ変換特性の変動などの影響を確実に防止又は抑制でき、Ｘ線検出特性をより安定化させ、装置の信頼性の向上を図ることができる。

（第３の実施形態）
次に、図１６〜図１７を参照して、本発明に係る第３の実施形態を説明する。

この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器システム１４の各検出器ブロック１４ｎにおける電源供給ラインの構造に関する。なお、Ｘ線ＣＴ装置の全体的な構成は、前述した第１の実施形態のものと同様になっている。

このＸ線検出器システム１４にあっては、図１６に示すように、各検出器ブロック１４ｎに供給する電源（＋側）に板状の導体としての金属バー７１を用いている。具体的には、電源装置７２からＸ線検出器システム１４まではケーブル７３で繋ぎ、Ｘ線検出器システム１４の内部では金属バー７１により電源供給を行う。この金属バー７１は、図１７に示すように、その枝部７１ａを介してネジ止めまたはコネクタ接続により、各検出器ブロック１４ｎの所定位置に電気的に接続されている。

このように金属バー７１を電源供給ラインとして用いることで、電源供給側の電圧降下量の、各検出器ブロック１４ｎの設置位置に依る変動（差）を抑制できることから、検出器ブロック相互間の電源電圧の差を極めて小さい値に抑えることができる。これにより、検出動作の安定化を図り、画質向上に貢献できる。その一方で、ケーブルを太くするなどの対策が不要になるから、Ｘ線検出器システム１４内の実装スペースを節約でき、同システム１４のコンパクト化にも貢献できる。

なお、第１の実施形態で説明したノイズ混入対策に関連する態様として、検出器ブロック１４ｎのＤＡＳ１３における配線構造がある。図１８に示すように、チャンネル方向において隣接し合う検出器ブロック１４ｎ同士は、ブロック間コネクタ８１により相互に結合される。このため、Ｘ線検出器システム１４のタイプによっては、各検出器ブロック１４ｎに、Ａ／Ｄ変換のＩＣ（例えば１６チャンネル）であるＤＡＭチップのほかに、各ブロックを走行するデータ収集のための配線を実装する必要があることがある。

そのような配線構造の場合、各検出器ブロック１４ｎのＤＡＳ回路１３ｎにおいて、図１８に示すように、アナログ信号を扱うＤＡＭチップ８２とデジタル変換後のデータ収集用の配線パターン８３を分けて配置することが望ましい。図１８の例では、かかる配線パターン８３を、各検出器ブロック１４ｎにおけるスライス方向の中央部に配置する一方で、そのスライス方向における配線パターン８３の両端側にＤＡＭチップ８２を配置している。これにより、アナログ信号を扱うＤＡＭチップ８２にデジタル信号を扱う配線パターン８３からのノイズ混入を軽減できる。この結果、画像ノイズの指標であるＳＤ（Standard Deviation)の悪化を防止できる。また、アナログ信号を扱うＤＡＭチップ８２をスライス方向における両側に置くことにより、ＤＡＭチップ８２をＸ線を避けて配置可能になるとともに、ＤＡＭチップ８２への配線を短くするともできる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。

例えば、上述した実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置として、現在主流のＸ線管と放射線検出器とが一体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ROTATE/ROTATE）タイプを一例として説明したが、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（STATIONARY/ROTATE）タイプ等様々なタイプに適用しても良い。

さらに、上述した実施形態では、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムとして、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形について説明したが、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形を採用しても良い。

さらに、上述した実施形態では、一管球型のＸ線ＣＴ装置について説明したが、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置に適用しても良い。

１２ Ｘ線検出器
１３ ＤＡＳ（データ収集装置）
１３_１〜１３_Ｎ ＤＡＳ回路
１３ａ ＤＡＳ回路部品
１４ Ｘ線検出器システム
１４ｎ（１４_１〜１４_Ｎ） 検出器ブロック
５１、５１_１〜５１_Ｎ オシレータ
５３_１、５３_Ｎ 、… 遅延回路
５２ 反転器
６１ 電源コネクタ
６２ 電圧レギュレータ
６３ 電源
７１ 金属バー
１４１ プリント基板
１４２ ＣＭＯＳスイッチ
１４３ フォトダイオードアレイ
１４４ シンチレータブロック

Claims (2)

1. 被検体を透過したＸ線を検出して当該Ｘ線に対応したアナログ量の電気信号をチャンネル毎に出力する検出器と、この検出器が出力するチャンネル毎のアナログ量の電気信号をデジタル量の電気信号に変換して出力するデータ収集装置とを備え、前記検出器及びデータ収集装置の全体の回路を、それぞれが所定チャンネル数ずつの回路から成る複数の回路ブロックに分けて形成したコンピュータ断層撮影装置のＸ線検出器システムにおいて、
   前記複数の回路ブロックそれぞれに、当該各回路ブロックに供給される電源電圧を所定値に調整する電圧レギュレータを設けたことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置のＸ線検出器システム。
2. 被検体を透過したＸ線を検出して当該Ｘ線に対応したアナログ量の電気信号をチャンネル毎に出力する検出器と、この検出器が出力するチャンネル毎のアナログ量の電気信号をデジタル量の電気信号に変換して出力するデータ収集装置とを備え、前記検出器及びデータ収集装置の全体の回路を、それぞれが所定チャンネル数ずつの回路から成る複数の回路ブロックに分けて形成したコンピュータ断層撮影装置のＸ線検出器システムにおいて、
   前記複数の回路ブロックそれぞれに板状の導体を介して電源電圧を供給するようにしたことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置のＸ線検出器システム。

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