JP2011141193A - 放射線検出システム及びx線ct装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 放射線検出システムは、検出器モジュール110の出力信号を伝送するフレキシブルケーブル114を接続するコネクタ122をDAS基板120に複数備えることにより、同一のDAS基板120に対してスライス数の異なる検出器モジュール110A,110B,110C(110D)を共通に使用する。例えば64チャネル入力のDAS基板120に対してコネクタ122を4つ備えた場合、1つのDAS基板120に対して64スライス検出器モジュール110Aは1つ、32スライス検出器モジュール110Bは2つ、16スライス検出器モジュール110Cは4つ接続可能となる。
【選択図】図1
Description
上述のX線検出器としては、セラミックシンチレータ等の蛍光体素子(以下、シンチレータ素子という)とフォトダイオード素子とを組み合わせた間接変換型検出器が主流となっている。また、X線検出器は、複数のシンチレータ素子とフォトダイオード素子とをアレイ状に備えた検出器モジュールを複数、X線管焦点を中心とした円弧状に並べた構造が多く採用されている。
近年、X線CT装置におけるDASは、複数のフォトダイオード素子に対応した数の積分器、電流電圧変換器、及びA/D変換器等を1個のASICチップ(以下、DASチップ)としたものが開発されており、このDASチップと、制御用の信号を入力するための回路及び電源回路等とを備えることによりDAS基板が構成される。DAS基板は小型化が図られ、これにより上述の検出器モジュールと、DAS基板とを連結した一体構造をとることが可能となり、これをチャネル方向に複数配列することにより、放射線検出システムが構成されている。このような一体構造の放射線検出システムについては、特許文献1に記載されている。
まず、図1〜図7を参照して、本発明に係る放射線検出システムについて説明する。
図1〜図3において、(a)はチャネル方向を正面とした図であり、(b)はスライス方向を正面とした図である。
以下の説明において、検出器モジュール110A,110B,110C,110Dについて、スライス数毎に分けて表現する必要がない場合は、検出器モジュール110として表すこととする。
また、DAS基板120の表面及び裏面にそれぞれ同数設けられた複数のコネクタ122に対して、フレキシブルケーブル114が接続されている。
フレキシブルケーブル114の先端部にも、コネクタ122に対応した数のコネクタが設けられる。図1の例では、DAS基板120の片面2個のコネクタ122に、一方のフレキシブルケーブル114が接続されるため、各フレキシブルケーブル114の先端に2つずつ、計4つのコネクタが設けられることとなる。
コネクタ122の形状は、スライス方向で対称であることが好適である。コネクタ122のスライス方向の配置箇所は、DAS基板120上のどの位置であってもよい。ただし、上述したように、チャネル方向(すなわち、ここではDAS基板120の表裏方向)にはコネクタ122が対称に配置されていることが望ましい。また、後述するが、上下方向でもコネクタ122が対称に配置されていることが好ましい。
なお、図1(b)では、フレキシブルケーブル114は省略されている。
フレキシブルケーブル114の先端部にも、コネクタ122に対応した数のコネクタが設けられる。図2の例では、DAS基板120の片面2個のコネクタ122に、1つの検出器モジュール110Bから引き出された2本のフレキシブルケーブル114が接続されるため、各フレキシブルケーブル114の先端には1つずつコネクタが設けられることとなる。
なお、図2(b)において、フレキシブルケーブル114は省略されている。
一方、DAS基板120は、図1と同一のものであり、1536本のアナログ信号入力ラインを有している。このため、図2(a)に示すように、1つのDAS基板120に対して、2つの32スライス検出器モジュール110Bを接続できる。
各フレキシブルケーブル114の先端部にも、コネクタ122に対応した数のコネクタが設けられる。図3の例では、DAS基板120の片面2個のコネクタ122に、2つの検出器モジュール110C,110C(または110D,110D)から引き出された2本のフレキシブルケーブル114が接続されるため、各フレキシブルケーブル114の先端には1つずつコネクタが設けられることとなる。
なお、図3(b)では、フレキシブルケーブル114は省略されている。
一方、DAS基板120は、図1と同一のものであり、1536本のアナログ信号入力ラインを有している。このため、図3(a)に示すように、1つのDAS基板120に対して、4つの16スライス検出器モジュール110C,110Dを接続可能となる。
図4に示すように、DAS基板120は、リジット基板121と、リジット基板121上に設けられた複数のコネクタ122とから構成される。リジット基板121には、積分器、電流電圧変換器、及びA/D変換器等を備えたDASチップと、制御用信号を入力するための回路と、電源回路等とが設けられる。
例えば、DAS基板120に設けられるコネクタの合計数を、このDAS基板120への交換対象とする検出器モジュール110の最大スライス数から最小スライス数を除した数とすれば、最適なコネクタ数を得ることができる。
また、コネクタ122の形状もスライス方向に対称性を有することが望ましい。ここでいう対称とは線対称であり、その対称軸は、コネクタの中心を通る直線とする。
検出器モジュール110をDAS基板120に対して対称に配置するのは、検出器モジュール110から出力される信号の伝送損失を考慮し、フレキシブルケーブル114の長さをそれぞれ同じ長さとすることが好ましいからである。フレキシブルケーブル114の長さを同一とすることにより、検出器モジュール110についても同一スライス数であれば共通化できる。
また、図6(c)、(d)に示すように、フレキシブルケーブル114が左右で異なる一端から引き出された検出器モジュール110B2、110B3を使用する場合も、これらのフレキシブルケーブル114はチャネル方向に左右対称に折り畳まれる。
また、フレキシブルケーブル114の長さを同一とすることにより、ケーブル長にしたがったアナログ電気信号の伝送損失を同程度とすることができる。
図1〜図3の上方(シンチレータ素子アレイ113側)から入射したX線(放射線)は、シンチレータ素子アレイ113に吸収され、可視光に変換される。この可視光の発光により、フォトダイオード素子アレイ112は発光強度に応じたアナログ電気信号を発生する。フォトダイオード素子アレイ112が発生したアナログ電気信号はフォトダイオード保持基板111、フレキシブルケーブル114を介してDAS基板120へ伝送される。DAS基板120へ伝送されたアナログ電気信号はコネクタ122を介してリジット基板121で読み込まれ、ディジタル信号に変換される。このディジタル信号は、例えば、X線CT装置の画像再構成装置へ出力され、ディジタル信号に基づいてCT画像を再構成する。
また、DAS基板120の各コネクタ122は、並設されたコネクタ122に対して、その並設した方向で対称となるように配置されることが望ましい。
同様に、フレキシブルケーブル114が一端側から引き出された検出器モジュール110と、他端側から引き出された検出器モジュール110とを組み合わせて並設してもよく、この場合も両端でフレキシブルケーブル114の長さを同一としつつ、検出器モジュール下面を凹凸のない安定した状態に保つことができ、検出器モジュール110の取り扱いが容易となる。
例えば、DAS基板面と検出器モジュール面とを平行に配置した場合には、コネクタ122をDAS基板120の検出器モジュール110と対向する面に複数設ける。そして各コネクタ122を、並設されたコネクタ122とその並設方向で対称となるように配置させる。これにより、上述の実施の形態の効果と同様の効果を得ることが可能となる。
次に、図8を参照して、本発明の第2の実施の形態のX線CT装置10の構成について説明する。
X線検出器205はX線管201から放射されて被検体を透過したX線を検出し、検出した信号(アナログ信号)をDAS206に出力する。
X線検出器205及びDAS206の構成及び動作は、第1の実施の形態と同様である。DAS206により、収集され、A/D変換されたX線計測データは、操作卓14の画像処理装置402へ入力される。
記憶装置404は、ハードディスク等により構成されるものであり、システム制御装置401に接続される。記憶装置404には、画像再構成装置402が生成する断層像やX線CT装置10の機能を実現するためのプログラム、データ等を記憶する。
第2の実施の形態では、X線管が1つの場合について説明したが、本発明は多線源型のX線CT装置にも適用可能である。また、X線CT装置は、被検体全体をカバーするワイドファンビームを照射しつつX線管とX線検出器とが一体となり回転する回転−回転方式(Rotate−Rotate方式)、電子ビームを電気的に偏向させながらターゲット電極に当てる電子ビーム走査方式(Scanning Electron Beam方式)、その他の方式のものがあるが、本発明はいずれの方式のX線CT装置にも適用可能である。また、上述の実施の形態では、ガントリータイプのX線CT装置について説明したがCアーム型のX線CT装置でもよい。また、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
2・・・・・32スライス放射線検出システム
3・・・・・16スライス放射線検出システム
120・・・・・DAS基板
121・・・・・リジット基板
122・・・・・コネクタ
110A・・・・64スライス検出器モジュール
110B・・・・32スライス検出器モジュール
110C・・・・16スライス検出器モジュール
110D・・・・16スライス検出器モジュール
111・・・・・フォトダイオード保持基板
112・・・・・フォトダイオード素子アレイ
113・・・・・シンチレータ素子アレイ
114・・・・・フレキシブルケーブル
115・・・・・基板保持部材
116・・・・・モジュール連結部材
10・・・・・X線CT装置
12・・・・・スキャナ
13・・・・・寝台
14・・・・・操作卓
6・・・・・被検体
201・・・X線管(X線源)
205・・・X線検出器
206・・・DAS
401・・・システム制御装置
402・・・画像再構成装置
404・・・記憶装置
405・・・表示装置
406・・・操作装置
Claims (7)
- 放射線を検出し、放射線強度に応じた電気信号を出力する検出素子を、スライス方向及びチャネル方向にそれぞれ複数配列した検出器モジュールと、
前記検出器モジュールの各検出素子から出力される電気信号を伝送するフレキシブルケーブルと、
前記フレキシブルケーブルによって伝送された電気信号をディジタル信号に変換するDAS基板と、を備えた放射線検出システムであって、
前記DAS基板は、1つまたは複数の前記検出器モジュールから引き出される前記フレキシブルケーブルを接続するためのコネクタを複数有することを特徴とする放射線検出システム。 - 1つの検出器モジュール、または複数並設された検出器モジュールのチャネル方向中央部であって、前記検出素子の配設された面の裏面側に、前記DAS基板を立設させ、
前記DAS基板のコネクタを、該DAS基板の表面及び裏面にそれぞれ同数設けることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出システム。 - 前記DAS基板の各コネクタが該コネクタに並設されたコネクタに対して、その並設した方向で対称となるように配置されることを特徴とする請求項2に記載の放射線検出システム。
- 前記DAS基板に設けられるコネクタの合計数は、交換対象とする前記検出器モジュールの最大スライス数から最小スライス数を除した数とすることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出システム。
- 前記検出器モジュールは、前記フレキシブルケーブルが該検出器モジュールの両端側からそれぞれ引き出された第1検出器モジュールであることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出システム。
- 前記検出器モジュールは、
前記フレキシブルケーブルが該検出器モジュールの一端側から引き出された第2検出器モジュールと、
前記フレキシブルケーブルが該検出器モジュールの他端側から引き出される第3検出器モジュールとであり、
前記第2及び第3の検出器モジュールを前記DAS基板を中心に対称に並設したことを特徴とする請求項1に記載の放射線検出システム。 - X線源と、前記X線源に対して対向配置されたX線検出システムと、前記X線源及び前記X線検出システムとを保持し被検体周囲に回転駆動される回転板と、前記放射線検出システムにて検出されたX線の強度に基づき、前記被検体の断層像を再構成する画像再構成手段と、を備えたX線CT装置において、
前記X線検出システムは、X線を検出しX線強度に応じた電気信号を出力する検出素子をスライス方向及びチャネル方向にそれぞれ複数配列した検出器モジュールと、前記検出器モジュールの各検出素子から出力される電気信号を伝送するフレキシブルケーブルと、前記フレキシブルケーブルによって伝送された電気信号をディジタル信号に変換するDAS基板と、を備え、
前記DAS基板は、1つまたは複数の前記検出器モジュールから引き出される前記フレキシブルケーブルを接続するためのコネクタを複数有することを特徴とするX線CT装置。
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