JP2011056325A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出素子から読み出される電気信号の具備すべき読出し速度を低下させて回路設計の容易化や電気信号のノイズの低減を実現することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置２０は、Ｘ線発生ユニット２２と、放射線検出器２３とを備える。放射線検出器２３は、スライス方向及びチャンネル方向に複数配置された検出素子と、前記検出素子から電気信号を読み出す読出回路と、複数の前記検出素子に接続され、前記検出素子から読み出される前記電気信号の電荷を蓄積する複数の積分アンプと、前記複数の積分アンプに接続され、複数の前記検出素子から読み出される複数の前記電気信号をＡ／Ｄ変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、を備え、前記複数の検出素子から前記積分アンプにより読み出される前記電気信号は、前記Ａ／Ｄ変換器における読出し時間分だけ時間差を設け読み出される。
【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、スイッチにより検出素子からの電気信号を時分割して読み出す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。

例えば、第３世代の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線が放射線検出器により検出され、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ることにより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。

このため、放射線検出器は検出器ブロックを回転平面内に円弧状に多数、密に配置して構成される。そして、各検出器ブロックは、データ収集装置と接続される。検出器ブロックとして、２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックがしばしば使用される。

図１７は、従来の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックの模式図であり、図１８は図１７に示す従来の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１の側面図である。尚、図１７では、シンチレータ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１は、１周期のデータ収集で複数の断面のデータを収集できるように、基板２上に複数の検出素子３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Ｃ）および体軸方向である列方向（スライス方向Ａ）に配置して構成される。

各検出素子３はシンチレータ４とフォトダイオード（ＰＤ：photo diode）５とで構成される。通常、シンチレータ４とフォトダイオード５の素子数は等しく、シンチレータ４に入射したＸ線が可視光に変換され、フォトダイオード５で電気信号に変換される。さらに、フォトダイオード５で変換された電気信号は、放射線検出器の回転平面内により多数の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１を配置するために、体軸方向であるスライス方向Ａの一方あるいは双方から取り出されて図示しないデータ収集装置に導かれる。

そのため、各フォトダイオード５は、それぞれワイヤボンディング６により複数の積分器７と接続され、各フォトダイオード５からの電気信号は各積分器７に与えられる。さらに各積分器７は、ワイヤボンディング６によりＭＵＸ（Multiplexer）等の共通のスイッチ８と接続され、スイッチ８は基板上のＦＰＣ（Flexible printed circuit board）等の回路基板９と接続される。

すなわち、すべての検出素子３をデータ収集装置と１対１に接続すると、検出素子３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２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６の数が制限される。そこで、各フォトダイオード５からの電気信号は各積分器７に蓄積されてスイッチ８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９に出力される。そして、回路基板９により電気信号は図示しないデータ収集装置に導かれる。

さらに、検出素子３が増えると配線領域Ｓ２の制約により、検出素子３自体のスペースの確保が困難になってきた。そこで、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が提案される。

図１９は、従来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の模式図である。尚、図１９では、シンチレータの図示を省略してある。

図１９に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１Ａでは、基板２上に２次元のマトリックス状に複数の検出素子３を配置して構成される。各検出素子３のフォトダイオード５の出力側には、それぞれ個別にトランジスタスイッチ１０が設けられる。そして、同じ行に属するフォトダイオード５は、トランジスタスイッチ１０を介して共通の信号線１１と接続される一方、同じ列に属するフォトダイオード５のトランジスタスイッチ１０は、共通の制御線１２と接続される。

この２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１Ａでは、図示しない検出素子３のシンチレータにＸ線が入射して光に変換され、フォトダイオード５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５に電荷として蓄積される。そして、各制御線１２からは、順次スイッチ制御信号が列方向の各トランジスタスイッチ１０に与えられてアクティブにされる。すなわち、同じ列に属するフォトダイオード５からはパラレルに、同じ行に属するフォトダイオード５からは順次列方向（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１０を介して信号線１１に出力される。

つまり、図１９に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１Ａは、トランジスタスイッチ１０を個別にフォトダイオード５に設けて信号線１１を共通化することにより、信号線１１の本数を低減させたものである。

図２０は、従来の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１，１Ａにおける検出素子３と読出し回路との接続方法を示す図であり、図２１は図２０に示す従来の各検出素子３からの電気信号の読出し時刻を示す模式図である。

図１７あるいは図１９にそれぞれ示された２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１，１Ａにより出力される電気信号は、例えば図２０に示すように検出素子３が１６列に配置された２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１，１Ａにおいて、ある行に着目すると、各検出素子３からの電気信号は共通の積分アンプ１３を経由して時分割された後、読出し回路のA/D変換器１４によりA/D変換されて読み出される。すなわち、図２１に示すように、読出時刻を軸とすると１６個の検出素子３からの各電気信号Ｄはシーケンシャルに列順に積分アンプ１３を経由して読出し回路で読み出される。

そして、同様に各行の検出素子３からパラレルに列方向（スライス方向Ａ）に時分割されて読み出された電気信号が回路基板およびデータ収集装置を経由して画像再構成装置に与えられ、画像再構成装置において被検体の断層画像が再構成される。

特開２００１−２４２２５３号公報

従来の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１，１Ａでは、電気信号が検出素子の列数に応じて時分割されるため、検出素子の列数が多くなるほど全ての列に属する検出素子からの電気信号を読み出すために多くの時間が必要となる。

特に、積分アンプ１３では、各検出素子３からの電気信号が積分処理のために一定時間、電荷として蓄えられるため、積分アンプ１３における電荷蓄積時間が、各検出素子３からの電気信号の読出し時間の増加に対して支配的であると考えられる。

しかし、一般に２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックの各検出素子からの電気信号の読出しに要する時間は、一定時間内に制約される。このため、電気信号の読出時間を一定として検出素子の列数を増加させると、検出素子の列数の増加に伴って単位列当たりの電気信号の読出時間をより短く、すなわちより高速に電気信号の読出しを行わなければならないこととなる。

例えば、仮に放射線検出器で１秒間に９００回データ収集を行う場合には、１．１１１ｍｓで１回分のデータを収集する必要がある。このため、検出素子が１６列の場合には、１．１１１ｍｓで１６列の検出素子から電気信号を読み出すことが要求され、１列当たりの読出し速度は、０．０６９ｍｓとなる。

このような、電気信号の読出しの高速化に伴って２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックにおける電気信号の読出回路の動作が困難となり、ノイズが増加するのみならず、得られた電気信号を用いて生成される断層画像の画質が低下するという問題がある。換言すれば、２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックの基板に配置可能な検出素子の列数は、制約を受けることになる。

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、検出素子から読み出される電気信号の具備すべき読出し速度を低下させて回路設計の容易化や電気信号のノイズの低減を実現することが可能な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線発生ユニットと、前記被検体を透過した前記Ｘ線を検出する放射線検出器とを備え、前記放射線検出器は、スライス方向及びチャンネル方向に複数配置された検出素子と、前記検出素子から電気信号を読み出す読出回路と、複数の前記検出素子に接続され、前記検出素子から読み出される前記電気信号の電荷を蓄積する複数の積分アンプと、前記複数の積分アンプに接続され、複数の前記検出素子から読み出される複数の前記電気信号をＡ／Ｄ変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、を備え、前記複数の検出素子から前記積分アンプにより読み出される前記電気信号は、前記Ａ／Ｄ変換器における読出し時間分だけ時間差を設け読み出され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、検出素子から読み出される電気信号の具備すべき読出し速度を低下させて回路設計の容易化や電気信号のノイズの低減を実現することができる。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第１の実施形態を示すブロック図。 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おける検出素子と読出回路との接続方法を示す概念図。 図５に示す各積分アンプによる各検出素子からの電気信号の読出し時刻を示す模式図。 図５に示す各検出素子から電気信号を読み出す場合における列と時刻との関係を示す図。 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に設けられるスイッチ回路の回路構成の一例を示す模式図。 図５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おいて、検出素子からの電気信号の読出方向を変化させた場合の例を示す模式図。 図９に示す各積分アンプによる各検出素子からの電気信号の読出し時刻を示す模式図。 図９に示す読出方向で各検出素子から電気信号を読み出す場合における列と時刻との関係を示す図。 本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第２の実施形態を示すブロック図。 図１２に示す各積分アンプによる各検出素子からの電気信号の読出し時刻を示す模式図。 図１に示すＸ線ＣＴ装置によりスライス厚０．５ｍｍのＸ線検出データを得る場合に放射線検出器からＡ／Ｄ変換器に出力される電気信号の順序を示す図。 図１に示すＸ線ＣＴ装置によりスライス厚１．０ｍｍのＸ線検出データを得る場合に放射線検出器からＡ／Ｄ変換器に出力される電気信号の順序を示す図。 図１に示すＸ線ＣＴ装置２０Ａによりスライス厚２．０ｍｍのＸ線検出データを得る場合に放射線検出器２３からＡ／Ｄ変換器５３に出力される電気信号の順序を示す図。 従来の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックの模式図。 図１７に示す従来の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックの側面図。 従来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の模式図。 従来の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロックにおける検出素子と読出し回路との接続方法を示す図。 図２０に示す従来の各検出素子からの電気信号の読出し時刻を示す模式図。

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。

図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第１の実施形態を示すブロック図である。

Ｘ線ＣＴ装置２０は、架台２１ａにＸ線発生ユニットとしてのＸ線管２２と放射線検出器２３とを寝台２１ｂを挟んで対向配置して設けて構成される。Ｘ線管２２と放射線検出器２３との間は撮影領域とされ、寝台２１ｂには図示しない被検体がセットされる。

Ｘ線管２２は、Ｘ線制御・高電圧発生装置２４と接続される。Ｘ線制御・高電圧発生装置２４はＸ線管２２に所要の電力を印加することによりＸ線管２２を制御する機能を有する。

架台・寝台２１は架台・寝台駆動制御装置２５と接続される。架台・寝台駆動制御装置２５は架台・寝台２１に制御信号を与えることにより、架台・寝台２１の位置を制御する機能を有する。

放射線検出器２３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２６と、このスイッチ回路２６を制御するためのスイッチ制御回路２７が設けられる。また、放射線検出器２３はデータ収集装置２８と接続され、データ収集装置２８にはデータ記憶装置２９が接続される。さらに、データ収集装置２８およびデータ記憶装置２９は画像再構成装置３０と接続される。

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２８に与える機能を有する。

データ収集装置２８は、放射線検出器２３から受けた電気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２９に書き込む機能、Ｘ線検出データを画像再構成装置３０に与える機能を有する。

画像再構成装置３０は、データ収集装置２８から受けたＸ線検出データあるいはデータ記憶装置２９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。

さらに、データ収集装置２８、データ記憶装置２９、画像再構成装置３０、架台・寝台駆動制御装置２５、Ｘ線制御・高電圧発生装置２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と接続される。また、ＣＰＵ３１には、操作部３２、画像処理装置３３、画像記憶装置３４、画像表示部３５が接続される。

ＣＰＵ３１には、予め各種プログラムが読み込まれ、操作部３２から操作情報を受けて架台・寝台駆動制御装置２５およびＸ線制御・高電圧発生装置２４に制御信号を与えて制御する機能や、データ収集装置２８、データ記憶装置２９、画像再構成装置３０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２９、画像記憶装置３４に記録したり画像処理装置３３や画像表示部３５に与える機能を有する。

画像処理装置３３は、ＣＰＵ３１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３４に記録する機能、あるいは画像表示部３５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２０のＸ線管２２および放射線検出器２３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２２と放射線検出器２３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２３は２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０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４０は、図１に示すデータ収集装置２８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４０は、プリント配線板（ＰＣＢ：printed circuit board）等の基板４１上に複数の検出素子４２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。図３および図４は、スライス方向Ａに１６列の検出素子４２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４０の例であり、チャンネル方向Ｃの検出素子４２の数は簡単のため４行として示した。

各検出素子４２は、シンチレータ４３とフォトダイオード４４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４３とフォトダイオード４４の素子数は等しい。シンチレータ４３は、検出素子４２に入射したＸ線を光に変換してフォトダイオード４４に与える機能を有し、フォトダイオード４４は、シンチレータ４３から受けた光を電気信号に変換する機能を有する。

ここで、フォトダイオード４４で変換された電気信号は、放射線検出器２３の回転方向により多数の検出器ブロックを配置するために、体軸方向の一方あるいは双方から取り出してデータ収集装置２８に導く必要がある。そのため、各フォトダイオード４４は、ワイヤボンディング４５等の接続手段により基板４１上の読出回路と接続される。

しかし、検出素子４２が多い場合には、すべての検出素子４２をデータ収集装置２８と１対１に接続すると、検出素子４２のアクティブエリアが減少する一方、配線領域が増加して基板４１の実装上あるいは配線上困難となる。そこで、２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０の任意の部位には、任意の配線パターンで複数の検出素子４２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２６と、このスイッチ回路２６を制御するためのスイッチ制御回路２７が設けられる。

そして、スイッチ制御回路２７からスイッチ回路２６にスイッチ制御信号を与えて制御することにより電気信号を読み出す検出素子４２を切り換えることができるように構成される。つまり、複数の検出素子４２からの電気信号をスイッチ回路２６により時分割して共通の読出回路に導くことができる。

尚、スイッチ制御回路２７は、検出器ブロックの外部に設けてもよい。

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４０における検出素子４２と読出回路との接続方法を示す概念図であり、図６は図５に示す各積分アンプ５１による各検出素子４２からの電気信号の読出し時刻を示す模式図である。

２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０において、読み出される電気信号の時分割の対象となる各検出素子４２は、複数の読出ブロックに分割され、各検出素子４２は読出回路５０と接続される。さらに、読出回路５０は、データ収集装置２８と接続される。

読出回路５０は、読出ブロックの数に応じた数の複数の積分アンプ５１およびセレクタ５２を備えている。また、データ収集装置２８には、A/D変換器５３が備えられる。そして、同一の読出ブロックに属する各検出素子４２は共通の積分アンプ５１と接続される。さらに、各積分アンプ５１は、共通のセレクタ５２と接続され、セレクタ５２はデータ収集装置２８のA/D変換器５３と接続される。また、各積分アンプ５１には、それぞれアンプ制御器５４が設けられる。

尚、この２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０では、電気信号の読出しの時分割は行ごとに列方向に行われるため、ここではある行において列方向に複数の読出ブロックに分割した例を示す。

図５は、１６列の検出素子４２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４０において、各検出素子４２を列方向に４つの読出ブロック（Ｂｌｏｃｋ１、Ｂｌｏｃｋ２、Ｂｌｏｃｋ３、Ｂｌｏｃｋ４）に分割して各読出ブロックに属する検出素子４２をそれぞれ４つの積分アンプ５１（ＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３、ＡＭＰ４）と接続した例である。

そして、単一の読出ブロックに属する各検出素子４２から読み出す電気信号はスイッチ回路２６により切り換え可能であり、かつ各読出ブロックと接続されるそれぞれの読出回路５０の各積分アンプ５１は並列動作可能に構成される。そして、各読出ブロック内では、スイッチ回路２６による切り換えで、図５に示すように各検出素子４２から列順に一定の読出方向で電気信号が各積分アンプ５１に読出される。

各積分アンプ５１では、それぞれ各検出素子４２からの電気信号を増幅するために電荷が蓄積され、所定の電荷が蓄積されるとセレクタ５２に電気信号が出力される。セレクタ５２では、各積分アンプ５１から受けた電気信号が切換えられてデータ収集装置２８のA/D変換器５３にシーケンシャルに出力される。さらに、データ収集装置２８のA/D変換器５３において各検出素子４２から受けた電気信号が順次ディジタル化され、読出回路５０における後段の回路に出力される。

ここで、アンプ制御器５４は、各積分アンプ５１からセレクタ５２に電気信号が出力された際に、各積分アンプ５１に既に蓄積された電荷を任意のタイミングでクリア（初期状態）にし、各積分アンプ５１に新たに電荷を蓄積させる。このため、ある積分アンプ５１に既に蓄積された電荷をクリアにするタイミングを単一の検出素子４２からの電荷が当該積分アンプ５１に蓄積された時点とすれば、検出素子４２ごとに電気信号が生成され、複数の検出素子４２からの電荷が当該積分アンプ５１に蓄積された時点とすれば、複数の検出素子４２から蓄積された電荷により単一の電気信号が生成されることとなる。

尚、スイッチ回路２６は、検出素子４２ごとに設けてもよいが、結果として検出素子４２の切り換え機能が備えられれば、検出素子４２から離れた任意の部位に設けることができる。図５では、簡単のため、各検出素子４２にスイッチ回路２６が設けられているとして概念的に図示してある。

図６において、横軸は電気信号の読出時刻を示す。図６に示すように、読出ブロック（Ｂｌｏｃｋ１、Ｂｌｏｃｋ２、Ｂｌｏｃｋ３、Ｂｌｏｃｋ４）ごとに各列に属する検出素子４２から電気信号（１、２、・・・、１６）をシーケンシャルにスイッチ回路２６により切り換えて各積分アンプ５１（ＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３、ＡＭＰ４）で読出すことができる。すなわち、Ｂｌｏｃｋ１に属する検出素子４２と接続された積分アンプ５１（ＡＭＰ１）では、列１、列２、列３、列４の４つの列に属する検出素子４２からの電気信号がシーケンシャルに読み出される。

また、Ｂｌｏｃｋ２に属する検出素子４２と接続された積分アンプ５１（ＡＭＰ２）では、列５、列６、列７、列８の４つの列に属する検出素子４２からの電気信号がシーケンシャルに読み出される。Ｂｌｏｃｋ３、Ｂｌｏｃｋ４についても同様である。

さらに、スイッチ制御回路２７からスイッチ回路２６に与えられるスイッチ制御信号により、読出ブロックごとに検出素子４２からの電気信号の積分アンプ５１における読出時刻を調整することができる。

積分アンプ５１において読み出された電気信号は、後段のセレクタ５２を経由してデータ収集装置２８のA/D変換器５３においてディジタル化されるが、A/D変換器５３は、複数の積分アンプ５１に対して共通に設けられるため、A/D変換器５３には各積分アンプ５１からの電気信号がシーケンシャルに出力される。従って、A/D変換器５３において電気信号を順次ディジタル化するために、共通のA/D変換器５３に各積分アンプ５１から出力される電気信号には時間差を設ける必要がある。

そこで、例えば、Ｂｌｏｃｋ２に属する最初に読み出すべき列５に属する検出素子４２からの電気信号の読出時刻を、Ｂｌｏｃｋ１に属する最初に読み出すべき列１に属する検出素子４２からの電気信号の読出時刻と次に読み出すべき列２に属する検出素子４２からの電気信号の読出時刻との間に設定すれば、少なくともA/D変換器５３における電気信号の読出しに必要な時間Δｔを確保することができる。

そうすると、A/D変換器５３における電気信号の読出しに必要な時間Δｔは、各積分アンプ５１における電荷の蓄積に必要な時間ｔに比べて短いため、各積分アンプ５１において電荷が部分的に並行して、並列に蓄積されることとなる。この結果、読出回路５０全体としては、電気信号の読出し時間を低減することができる。

Ｂｌｏｃｋ３、Ｂｌｏｃｋ４についても同様に電気信号の読出時刻をシフトさせると、結果として、図５に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０の行からの電気信号の列方向の読出順序は、図６に示すように列１、列５、列９、列１３、列２、・・・、列１６となる。

尚、ここでは、単一の検出素子４２から積分アンプ５１に電気信号が読み込まれる度に、当該積分アンプ５１に蓄積された電荷をクリアにする例について説明したが、隣接する複数の検出素子４２からの電気信号が積分アンプ５１に読み込まれた時点で当該積分アンプ５１に蓄積された電荷をクリアにしてもよい。積分アンプ５１に蓄積された電荷をクリアにするタイミングの制御は前述のようにアンプ制御器５４によって行うことができる。

このように、隣接する複数の検出素子４２からの電気信号が積分アンプ５１に読み込まれた時点で当該積分アンプ５１からA/D変換器５３に出力し、当該積分アンプ５１に蓄積された電荷をクリアにすれば、スライス厚に応じたタイミングでの電気信号の読み込みが可能となる。すなわち、スライス方向Ａに隣接する複数の検出素子４２からの電荷から単一の電気信号を形成すれば、検出素子４２の数に応じたスライス厚のＸ線検出データを得ることができる。

例えば、単一の検出素子４２からスライス厚が０．５ｍｍのＸ線検出データが収集可能である場合に、スライス方向Ａに隣接する２つの検出素子４２からの電荷が積分アンプ５１に蓄積された時点で電気信号をA/D変換器５３に出力して積分アンプ５１に蓄積された電荷をクリアにするように構成すれば、スライス厚１ｍｍ分のＸ線検出データを得ることができる。

図７は、図５に示す各検出素子４２から電気信号を読み出す場合における列と時刻との関係を示す図である。

図７において、縦軸は電気信号の読出時刻を示し、横軸は電気信号を読み出す検出素子４２が属する列を示す。各検出素子４２は列方向に読出ブロックに分割され、読出ブロックごとに並列動作されるため、図７に示すように、時刻とともに列が増加する右上がりの直線が読出ブロックの数だけ存在することとなる。また、読出ブロックごとに読出時刻がシフトされるため、各直線は読出ブロックに応じて時刻方向にシフトした直線となる。

図８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４０に設けられるスイッチ回路２６の回路構成の一例を示す模式図である。尚、図８では、シンチレータ４３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４０は、例えば基板４１上に２次元のマトリックス状に複数の検出素子４２を配置して構成される。図８はスライス方向Ａに１６列の検出素子４２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４０の例であり、チャンネル方向Ｃの検出素子４２の数は簡単のため３行として示した。

また、２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０にはスイッチ回路２６として、各検出素子４２のフォトダイオード４４の出力側に、それぞれ個別にトランジスタスイッチ６０が設けられる。さらに、各検出素子４２は、スライス方向Ａに複数の読出ブロック（Ｂｌｏｃｋ１、Ｂｌｏｃｋ２、Ｂｌｏｃｋ３、Ｂｌｏｃｋ４）に分割され、例えば４列ごとに４つの読出ブロックに分割される。そして、共通の読出ブロック内において同じ行に属するフォトダイオード４４は、トランジスタスイッチ６０を介して共通の信号線６１と接続される一方、同じ列に属するフォトダイオード４４のトランジスタスイッチ６０は、共通の制御線６２と接続される。

各制御線６２は、スイッチ制御回路２７と接続される。スイッチ制御回路２７は、スイッチ回路２６を構成する各トランジスタスイッチ６０に各制御線６２を介してスイッチ制御信号を与えることにより共通の制御線６２と接続された同一の列に属する各トランジスタスイッチ６０を任意のタイミングでアクティブにする機能を有する。このため、異なる読出ブロックに属する複数の制御線６２にスイッチ制御信号を与えて、複数の列および行に属するスイッチ回路２６をアクティブにすることができる。そして、異なる読出ブロックに属するトランジスタスイッチ６０を並列動作させて複数の列および行に属するフォトダイオード４４から同時に電気信号を読出すことができる。さらに、スイッチ制御信号のタイミングを制御することにより、共通の読出ブロックに属するフォトダイオード４４からの電気信号については、列方向に時分割することができる。

尚、２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０に設けられるスイッチ回路２６の回路構成は、図８に示す回路パターンに限らず、例えば従来の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１と同様に積分器とＭＵＸ等のスイッチとを組み合わせて構成してもよい。

次に、Ｘ線ＣＴ装置２０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２１ｂにセットされる。そして、操作部３２に入力された操作情報がＣＰＵ３１に与えられ、ＣＰＵ３１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２５およびＸ線制御・高電圧発生装置２４に与えられる。すなわち、ＣＰＵ３１からの制御信号により架台・寝台駆動制御装置２５およびＸ線制御・高電圧発生装置２４が制御され、操作部３２において指定された位置に寝台２１ｂが駆動せしめられて、指定された条件でＸ線がＸ線管２２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２３の各２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０に入射する。すなわち、例えば図３、図４または図８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４０の基板４１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４２のシンチレータ４３に被検体を透過したＸ線が入射する。

各シンチレータ４３は、入射したＸ線を光に変換してフォトダイオード４４に与え、フォトダイオード４４は、シンチレータ４３から受けた光を電気信号に変換する。さらに、図８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４０の場合には、変換された電気信号が一旦フォトダイオード４４に電荷として蓄積される。

一方、スイッチ制御回路２７から各読出ブロックにおける読出回路５０側の列に属するトランジスタスイッチ６０に、予め定められた所要の遅延時間を伴って制御線６２を介してスイッチ制御信号が与えられる。例えばＢｌｏｃｋ１、Ｂｌｏｃｋ２、Ｂｌｏｃｋ３、Ｂｌｏｃｋ４の列１、列５、列９、列１３にそれぞれ属する各トランジスタスイッチ６０に順次スイッチ制御信号が与えられ、トランジスタスイッチ６０がアクティブにされる。

このときの、すなわち異なる読出ブロックに属するトランジスタスイッチ６０間に与えられるスイッチ制御信号の遅延時間は、少なくともA/D変換器５３における電気信号の読出しに必要な時間Δｔが確保できるように設定することができる。

この結果、列１、列５、列９、列１３にそれぞれ属する各フォトダイオード４４から順に電気信号が読み出される。

次に、各読出ブロックにおいて電気信号の読出しが完了した列に隣接する列に属するトランジスタスイッチ６０に、すなわち、列２、列６、列１０、列１４にそれぞれ属する各トランジスタスイッチ６０にスイッチ制御回路２７から所要の遅延時間を伴って制御線６２を介してスイッチ制御信号が与えられる。

このときの、すなわち共通の読出ブロックに属するトランジスタスイッチ６０間に与えられるスイッチ制御信号の遅延時間は、積分アンプ５１における電荷の蓄積に必要な時間ｔが確保できるように設定することができる。

さらに、同様なスイッチ制御回路２７からのスイッチ制御信号によるトランジスタスイッチ６０の制御により各読出ブロックのトランジスタスイッチ６０が並列動作し、結果として、図６に示すような読出順序で、フォトダイオード４４から積分アンプ５１に電気信号が読み出される。すなわち、異なる読出ブロックのフォトダイオード４４からは読出時刻をシフトさせて部分的に並列に、共通の読出ブロックのフォトダイオード４４からは時分割されてシーケンシャルに電気信号が信号線６１を介して積分アンプ５１に読み出される。

つまり、１６列のフォトダイオード４４からの電気信号が４つの積分アンプ５１（ＡＭＰ）により分担して読み出される。このため、１回のデータ収集において、１つの積分アンプ５１（ＡＭＰ）あたり４列のデータ収集を行えばよいこととなる。従って、例えば、仮に放射線検出器２３で１秒間に９００回データ収集を行う場合には、１．１１１ｍｓで１回分のデータを収集する必要があるため、１つの積分アンプ５１（ＡＭＰ）あたり１．１１１ｍｓで４列の検出素子４２から電気信号を読み出すことが要求され、１列当たりの読出し速度は、０．０６９ｍｓとなる。

すなわち、図５または図８に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０を備えた放射線検出器２３では、Ｘ線の検出信号である電気信号の読出速度を従来の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック１、１Ａを備えた放射線検出器において要求される電気信号の読出速度よりも低減させることができる。

また、図５または図８に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０を備えた放射線検出器２３では、共通の読出ブロックにおける複数のフォトダイオード４４がトランジスタスイッチ６０を介して共通の信号線６１と接続されるため、信号線６１の本数を低減させて検出素子４２のアクティブエリアの減少および配線領域の増加を抑え、基盤上の実装や配線を容易とすることができる。この結果、電気信号のノイズを低減させることもできる。

このようにしてトランジスタスイッチ６０の制御により順次フォトダイオード４４から読み出された電気信号は、ワイヤボンディング４５により基板４１上の読出回路５０に設けられた積分アンプ５１に与えられる。

各積分アンプ５１では、各読出ブロックに属するフォトダイオード４４からそれぞれ読み出された電気信号の電荷が蓄積される。そして、セレクタ５２の動作により、予め定められた読み出し順序に従って各積分アンプ５１から電気信号が順次図１に示すデータ収集装置２８のA/D変換器５３に放射線検出器２３の出力であるＸ線検出信号として出力される。

データ収集装置２８は、放射線検出器２３のから受けた電気信号をA/D変換器５３により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。そして、１周期（１８０゜程度、あるいは、３６０゜程度）の回転で、回転平面内におけるＸ線検出データが収集される。収集されたＸ線検出データはデータ記憶装置２９に書き込まれて保存される。

さらに、画像再構成装置３０は、データ収集装置２８からＸ線検出データを受けて、あるいはデータ記憶装置２９からＸ線検出データを読み込んで、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再構成する。再構成された画像データは、ＣＰＵ３１に与えられて各種データ処理が施されて画像記憶装置３４に記録される。また、必要に応じて画像処理装置３３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３５に与えられて表示される。ここで、画像データの生成に用いられる電気信号は、放射線検出器２３におおける信号線６１の本数の低減や基板４１上の実装の簡易化によりノイズが低減されるため、画質の劣化が低減される。

次に、Ｘ線ＣＴ装置２０の変形例について説明する。

図５に示すように読出ブロックごとに検出素子４２をスイッチ回路２６により共通の積分アンプ５１と接続した２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０において、図６に示すように、各読出ブロックにおける検出素子４２からの電気信号の読出し順序を列順として同方向とした場合、すなわち積分アンプ５１に近い側の列から電気信号を読み出すと、隣接する列に属する検出素子４２からの電気信号の読出時刻のずれが大きくなる場合がある。

例えば、１６列の検出素子４２を４列ずつ４つの読出ブロック（Ｂｌｏｃｋ１、Ｂｌｏｃｋ２、Ｂｌｏｃｋ３、Ｂｌｏｃｋ４）に分割した場合、各読出ブロックにおいて最初に読み出される列１、列５、列９、列１３の読出時刻と最後に読み出される列４、列８、列１２、列１６の読出時刻との差は、約１ｖｉｅｗ分の時間（１．１１１ｍｓ）となる。

このため、隣接する列（列４と列５、列８と列９、列１２と列１３）における読出時刻がサンプリングの約１周期分シフトすることとなり、このようなサンプリングにより収集された電気信号から画像データを生成すると画質の低下に繋がる恐れがある。

そこで、この問題を解決するために、単一の読出ブロックにおける各列に属する検出素子４２からの電気信号の読出方向、すなわち読出順序を調節して、隣接する列に属する検出素子４２からの電気信号の読出時刻の差が小さくなるように設定することができる。そのために、スイッチ回路２６に与えられるスイッチ制御信号の順序を変更する機能をスイッチ制御回路２７に備えることができる。

図９は、図５に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０において、検出素子４２からの電気信号の読出方向を変化させた場合の例を示す模式図である。

図９に示すように、隣接する読出ブロックにおいて互いに電気信号の読出方向が逆方向となるように、スイッチ制御回路２７からスイッチ回路２６に与えられるスイッチ制御信号により電気信号の読出方向を制御することができる。すなわち、例えば、Ｂｌｏｃｋ１では、列１、列２、列３、列４の順に電気信号が読み出され、Ｂｌｏｃｋ１に隣接するＢｌｏｃｋ２では、Ｂｌｏｃｋ１における電気信号の読出方向と逆方向の列８、列７、列６、列５の順に電気信号が読み出される。

図１０は、図９に示す各積分アンプ５１による各検出素子４２からの電気信号の読出し時刻を示す模式図である。

図１０において、横軸は電気信号の読出時刻を示す。図９に示す読出方向で各読出ブロックの列別に各検出素子４２から電気信号を読み出すと、読出しの対象となる列と読出時刻との関係並びに読出される列の順序は図１０に示すようになる。

すなわち、Ｂｌｏｃｋ１からは積分アンプ５１（ＡＭＰ１）により列１、列２、列３、列４の順に電気信号がシーケンシャルに読み出され、Ｂｌｏｃｋ２からは積分アンプ５１（ＡＭＰ２）により列８、列７、列６、列５の順に電気信号がシーケンシャルに読み出される。同様にＢｌｏｃｋ３からはＢｌｏｃｋ１と同方向、Ｂｌｏｃｋ４からはＢｌｏｃｋ２と同方向にそれぞれ電気信号が積分アンプ５１（ＡＭＰ３、ＡＭＰ４）により読み出される。

さらに、各読出ブロックのおける電気信号の読出時刻は互いにシフトされ、Ｂｌｏｃｋ１、Ｂｌｏｃｋ２、Ｂｌｏｃｋ３、Ｂｌｏｃｋ４の順に並列に電気信号が読み出されるように設定される。この結果、図９に示す２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０の行からの電気信号の列方向の読出順序は、図１０に示すように列１、列８、列９、列１６、列２、・・・、列１６となる。特にＢｌｏｃｋ１において最後に読み出される列４の次に読み出される列はＢｌｏｃｋ２に属する列５に、Ｂｌｏｃｋ２において最初に読み出される列８の次に読み出される列はＢｌｏｃｋ３に属する列９に、Ｂｌｏｃｋ３において最後に読み出される列１２の次に読み出される列はＢｌｏｃｋ４に属する列１３になる。

すなわち、隣接する列から電気信号を読み出す際の読出時刻の差が、より小さくなるように、電気信号の読出順序ないし読出方向がスイッチ制御回路２７からスイッチ回路２６に与えられるスイッチ制御信号により制御される。

図１１は、図９に示す読出方向で各検出素子４２から電気信号を読み出す場合における列と時刻との関係を示す図である。

図１１において、縦軸は電気信号の読出時刻を示し、横軸は電気信号を読み出す検出素子４２が属する列を示す。各検出素子４２は列方向に読出ブロックに分割され、隣接する読出ブロックごとに互いに異なる読出方向で並列動作されるため、図１１に示すように、時刻とともに列が増加する右上がりの直線と、時刻とともに列が減少する左上がりの直線とが読出ブロックの数だけ交互に存在することとなる。また、読出ブロックごとに読出時刻がシフトされるため、各直線は読出ブロックに応じて時刻方向にシフトした直線となる。

そして、このようにして読み出された電気信号がデータ収集装置２８に与えられてディジタル信号に変換されてＸ線検出データが生成され、さらに画像再構成装置３０における画像再構成処理により画像データが再構成される。この際、放射線検出器２３の隣接する列に属する検出素子４２からの電気信号が、より短い時間差で読み出されてＸ線検出データとして画像データの再構成に用いられるため、画像データの画質低下が抑制される。

以上のようなＸ線ＣＴ装置２０および放射線検出器２３によれば、検出素子４２から読み出される電気信号の具備すべき読出し速度を低下させて回路設計の容易化や電気信号のノイズの低減を実現することができる。

すなわち、放射線検出器２３において２次元的に配置された検出素子４２にスイッチ回路２６を設けるとともに列方向に読出ブロックに分割し、異なる読出ブロック間ではスイッチ回路２６を並列動作させることによりパラレルに電気信号を読み出す一方、同一の読出ブロック内では電気信号をスイッチ回路２６により時分割してシーケンシャルに読み出す構成としたため、電気信号の読出しに利用される信号線６１の本数を低減しつつ、積分アンプ５１の１つあたりの読出対象となる検出素子４２の数を減らして電気信号の読出しに要求される読出回路５０の動作速度を低減させることができる。

この結果、放射線検出器２３の回路設計の平易化と電気信号のノイズの低減を実現することができる。さらに、電気信号の読出しに要求される速度を低下させることができるため、物理的な制約が緩和されて、２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０や検出素子４２をより密に配置させて、後段のデータ収集装置２８と信号線６１により接続することが可能となる。

また、この際、２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０に積分器等の特別な演算回路を設けることなく、スイッチ回路２６の制御タイミングの調整のみで、アナログ的に簡易に電気信号の読出時刻や読出順序を調整し、各検出素子４２から読み出された電気信号の加算処理等の各種処理を実行することができる。逆に積分器等の電荷−電圧変換回路を検出素子４２近傍に設ければ、回路スペースの削減と応答速度の向上、ノイズ性能の向上を図ることもできる。

また、電気信号の読出方向を読出ブロックごとに変更することで、隣接する列に属する検出素子４２からの電気信号の読出時刻のずれを少なくして、画像データの画質劣化を軽減することができる。

図１２は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第２の実施形態を示すブロック図である。

図１２に示された、Ｘ線ＣＴ装置２０Ａでは、検出素子４２および積分アンプ５１の数および検出素子４２の読出ブロックへの分割方法が図１に示すＸ線ＣＴ装置２０と相違する。他の構成および作用については図１に示すＸ線ＣＴ装置２０と実質的に異ならないため検出素子４２、積分アンプ５１および関連する構成要素のみ図示し、同一の構成については同符号を付して説明を省略する。

Ｘ線ＣＴ装置２０Ａの放射線検出器２３は、検出素子４２を４８０列×２４行に２次元状に配置した複数の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０により構成される。尚、図１２は、単一の行に着目した図である。

そして、検出素子４２はスライス方向Ａに複数の、例えば２つのＡ/Ｄ変換ブロックに分割される。さらに、各Ａ/Ｄ変換ブロックに属する検出素子４２が複数の、例えば４つの読出ブロック（Ｂｌｏｃｋ１，Ｂｌｏｃｋ２，Ｂｌｏｃｋ３，Ｂｌｏｃｋ４）に分割される。但し、読出ブロックは、スライス方向Ａに隣接する検出素子４２のグループのみならず、スライス方向Ａに隣接しない検出素子４２のグループも属するように設定される。この結果、検出素子４２は合計８つの読出ブロックに分割される。

図１２は、４つの隣接する検出素子４２を１つの素子グループとして、隣接する素子グループを順に互いに異なる４つの読出ブロックに割り当てた例である。従って、隣接する４つの検出素子４２で構成されるとびとびの素子グループが共通の読出ブロックに属することとなる。

各読出ブロックに属する検出素子４２は、スイッチ回路２６によって切換可能に共通の積分アンプ５１と接続される。このため、積分アンプ５１の数は、読出ブロックの数と同数となる。さらに、一方のＡ/Ｄ変換ブロックに属する検出素子４２と接続された各積分アンプ５１は、共通のセレクタ５２を介して切換可能に共通のＡ/Ｄ変換器５３と接続される。同様に、他方のＡ/Ｄ変換ブロックに属する検出素子４２と接続された各積分アンプ５１は、共通のセレクタ５２を介して切換可能に別の共通のＡ/Ｄ変換器５３と接続される。

また、各積分アンプ５１には、それぞれアンプ制御器５４が設けられ、各積分アンプ５１に蓄積された電荷を任意のタイミングでクリアにすることができる。

そして、Ｘ線ＣＴ装置２０Ａでは、例えば一方のＡ/Ｄ変換ブロックに属する検出素子４２からの電気信号の積分アンプ５１への読出し方向と、他方のＡ/Ｄ変換ブロックに属する検出素子４２からの電気信号の積分アンプ５１への読出し方向が互いに逆向きとされる。

図１３は、図１２に示す各積分アンプ５１による各検出素子４２からの電気信号の読出し時刻を示す模式図である。

図１３の横軸は時間を示す。図１３に示すようにそれぞれのＡ/Ｄ変換ブロックに属する検出素子４２からの電気信号は、各積分アンプ５１により読み出されるが、共通の読出ブロックからの電気信号は時分割されて読み出される一方、異なる読出ブロックからの電気信号は並列に読み出される。また、共通のＡ/Ｄ変換ブロックに属する検出素子４２から各積分アンプ５１により読み出される電気信号には、Ａ/Ｄ変換器５３における読出し時間分だけ時間差Δｔが設けられる。一方、異なるＡ/Ｄ変換ブロックに属する検出素子４２から各積分アンプ５１により読み出される電気信号はそれぞれ別のＡ/Ｄ変換器５３に出力されるため時間差Δｔは不要である。

また、異なるＡ/Ｄ変換ブロックに属し、かつ互いに近くに配置された検出素子４２（具体的には２４１列および２４０列に属する検出素子４２）によって得られるＸ線検出データに生じる時間差が低減されるように、異なるＡ/Ｄ変換ブロックに属する検出素子４２からの電気信号の読出し方向は互いに逆向きとされている。

このようなＸ線ＣＴ装置２０Ａによれば、複数のＡ/Ｄ変換器５３を設けるとともに検出素子４２をスライス方向ＡにＡ/Ｄ変換ブロックに分割した上で、更に複数の読出ブロックに分割した構成であるため、Ａ/Ｄ変換ブロック別かつ読出ブロックごとに並列に積分アンプ５１によって検出素子４２からの電気信号を読み出すことができる。このため、図１に示すＸ線ＣＴ装置２０と同様に、より実用的かつ多数列の２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック４０からの電気信号をより短時間で読み出すことができる。

また、Ｘ線ＣＴ装置２０Ａでは、図１に示すＸ線ＣＴ装置２０と同様に、積分アンプ５１に蓄積された電荷をクリアにするタイミングをアンプ制御器５４により制御すれば、放射線検出器２３においてスライス厚に応じたＸ線検出データを得ることができる。

図１４は、図１３に示すＸ線ＣＴ装置２０Ａによりスライス厚０．５ｍｍのＸ線検出データを得る場合に放射線検出器２３からＡ／Ｄ変換器５３に出力される電気信号の順序を示す図、図１５は、図１３に示すＸ線ＣＴ装置２０Ａによりスライス厚１．０ｍｍのＸ線検出データを得る場合に放射線検出器２３からＡ／Ｄ変換器５３に出力される電気信号の順序を示す図、図１６は、図１３に示すＸ線ＣＴ装置２０Ａによりスライス厚２．０ｍｍのＸ線検出データを得る場合に放射線検出器２３からＡ／Ｄ変換器５３に出力される電気信号の順序を示す図である。

このスライス厚は、スキャン条件として設定されるものであり、この設定されたスライス厚に応じて各検出素子４２のスイッチ、積分アンプ５１、セレクタ５２等の制御シーケンスが切り替えられる。

図１４、図１５、図１６において各セルは検出素子４２を示し、セル内の数字は、Ａ／Ｄ変換器５３に出力される電気信号の順序を示す。すなわち、図１４、図１５、図１６は、４８０列×２４行の検出素子４２を２次元的に配置した模式図である。尚、ここでは、単一の検出素子４２によりスライス厚０．５ｍｍのＸ線検出データを検出することが可能であると仮定する。

図１４に示すように積分アンプ５１に電荷を与える検出素子４２がスイッチ回路２６の動作によって切り換る度に、積分アンプ５１から電気信号を順次Ａ／Ｄ変換器５３に出力し、積分アンプ５１に蓄積された電荷をアンプ制御器５４によりクリアにすれば、Ａ／Ｄ変換器５３では、１つの検出素子４２に蓄積された電荷に相当する電気信号が順に読み出される。従って、図１４に示すようなタイミングおよび順序で電気信号をＡ／Ｄ変換器５３に出力すればスライス厚が０．５ｍｍのＸ線検出データを得ることができる。

また、図１５に示すように積分アンプ５１に電荷を与える検出素子４２がスイッチ回路２６の動作によって２回切換る度に、積分アンプ５１から電気信号を順次Ａ／Ｄ変換器５３に出力し、積分アンプ５１に蓄積された電荷をアンプ制御器５４によりクリアにすれば、Ａ／Ｄ変換器５３では、スライス方向Ａに隣接する２つの検出素子４２に蓄積された電荷の積分値に相当する１つの電気信号が順に読み出される。従って、図１５に示すようなタイミングおよび順序で電気信号をＡ／Ｄ変換器５３に出力すればスライス厚が１ｍｍのＸ線検出データを得ることができる。

同様に、図１６に示すように積分アンプ５１に電荷を与える検出素子４２がスイッチ回路２６の動作によって４回切換る度に、積分アンプ５１から電気信号を順次Ａ／Ｄ変換器５３に出力し、積分アンプ５１に蓄積された電荷をアンプ制御器５４によりクリアにすれば、Ａ／Ｄ変換器５３では、スライス方向Ａに隣接する４つの検出素子４２に蓄積された電荷の積分値に相当する１つの電気信号が順に読み出される。従って、図１６に示すようなタイミングおよび順序で電気信号をＡ／Ｄ変換器５３に出力すればスライス厚が２ｍｍのＸ線検出データを得ることができる。

尚、スライス厚が１ｍｍおよび２ｍｍのＸ線検出データを得る場合、各検出素子４２から積分アンプ５１に読み出される電気信号の順序は、図１５に示す順序と同じ順序となる。

このように、Ａ／Ｄ変換器に出力される電気信号のタイミングを調整すれば、所望のスライス厚のＸ線検出データを容易に得ることができる。

尚、以上の各実施形態のＸ線ＣＴ装置２０、２０Ａにおいて、スライス方向Ａに隣接する検出素子４２から積分アンプ５１により読み出される電気信号の時間ずれを低減するために、検出素子４２を電荷を蓄積する第１の蓄積素子および第２の蓄積素子で構成することができる。そして、第１の蓄積素子で一旦電荷を蓄積させた後、第１の蓄積素子から第２の蓄積素子に同時または小さい時間差で転送し、積分アンプ５１が第２の蓄積素子から電気信号を読み出すように構成することもできる。

また、第２の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置２０Ａにおいて、積分アンプ５１による電気信号の読出し方向をＡ／Ｄ変換ブロックごとに逆向きに変えるようにしたが、読出ブロックの境界付近における電気信号の読み出し時刻が互いに近くなるように隣接する読出ブロックごとに電気信号の読出し方向を逆向きに変えるようにしてもよい。このような電気信号の読出し方向とすれば、スライス方向により時間差の小さいＸ線検出データを得ることができる。

２０ Ｘ線ＣＴ装置
２１ 架台・寝台
２１ａ 架台
２１ｂ 寝台
２２ Ｘ線管
２３ 放射線検出器
２４ Ｘ線制御・高電圧発生装置
２５ 架台・寝台駆動制御装置
２６ スイッチ回路
２７ スイッチ制御回路
２８ データ収集装置
２９ データ記憶装置
３０ 画像再構成装置
３１ ＣＰＵ
３２ 操作部
３３ 画像処理装置
３４ 画像記憶装置
３５ 画像表示部
４０ ２次元フォトダイオードアレイ検出器ブロック
４１ 基板
４２ 検出素子
４３ シンチレータ
４４ フォトダイオード
４５ ワイヤボンディング
５０ 読出回路
５１ 積分アンプ
５２ セレクタ
５３ A/D変換器
５４ アンプ制御器
６０ トランジスタスイッチ
６１ 信号線
６２ 制御線

Claims (1)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線発生ユニットと、
   前記被検体を透過した前記Ｘ線を検出する放射線検出器とを備え、
   前記放射線検出器は、
   スライス方向及びチャンネル方向に複数配置された検出素子と、
   前記検出素子から電気信号を読み出す読出回路と、
   複数の前記検出素子に接続され、前記検出素子から読み出される前記電気信号の電荷を蓄積する複数の積分アンプと、
   前記複数の積分アンプに接続され、複数の前記検出素子から読み出される複数の前記電気信号をＡ／Ｄ変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、を備え、
   前記複数の検出素子から前記積分アンプにより読み出される前記電気信号は、前記Ａ／Ｄ変換器における読出し時間分だけ時間差を設け読み出されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

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