JP2016137241A

JP2016137241A - X-ray computed tomography apparatus and x-ray detector

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Publication number: JP2016137241A
Application number: JP2016000244A
Authority: JP
Inventors: 中山　道人; Michito Nakayama; 道人中山; 篤橋本; Atsushi Hashimoto; 朋英佐郷; Tomohide Sago; 隆哉梅原; Takaya Umehara; 修也南部; Shuya Nanbu; 恒一宮間; Koichi Miyama; 俊金丸; Shun Kanamaru; 松田　圭史; Keiji Matsuda; 圭史松田; 真知子磯; Machiko Iso
Original assignee: Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2016-01-04
Publication date: 2016-08-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce image artifact caused by deterioration in DAS (Data Acquisition System) elements.SOLUTION: An X-ray tube 13 generates X-rays. A plurality of detector elements 51 detect X-rays. A plurality of DAS elements 53 perform signal processing on output signals from the plurality of detector elements 51. A switching circuit 55 is provided between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53. A switching control circuit 57 controls the switching circuit 55 to switch the connections between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 for every predetermined view.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線検出器に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray computed tomography apparatus and an X-ray detector.

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を検出して当該Ｘ線の強度に応じたデジタルデータ（生データ）を出力するＸ線検出器を搭載している。Ｘ線検出器は、Ｘ線を検出する複数の検出器素子を有する検出器素子アレイと複数の検出器素子からの出力信号を生データに変換する複数のＤＡＳ素子とを有するＤＡＳとを有している。 The X-ray computed tomography apparatus is equipped with an X-ray detector that detects X-rays and outputs digital data (raw data) according to the intensity of the X-rays. The X-ray detector has a detector element array having a plurality of detector elements for detecting X-rays and a DAS having a plurality of DAS elements for converting output signals from the plurality of detector elements into raw data. ing.

昨今の技術革命により、よりＸ線線量を減らした撮影が頻繁に行われている。ＤＡＳのダイナミックレンジは２^１８〜２^２０であるが、２^１０以下のＸ線条件での撮影が増えてきている。このような低線量領域ではＤＡＳの回路ノイズ、Ｘ線検出器の線形性、経時ドリフト、温度ドリフト、及びクロストーク等の性能の善し悪しが画像アーチファクトとして発生される。 Due to the recent technological revolution, imaging with a reduced X-ray dose is frequently performed. Although the dynamic range of DAS is 2 ¹⁸ to 2 ²⁰ , imaging under an X-ray condition of 2 ¹⁰ or less is increasing. In such a low-dose region, performances such as DAS circuit noise, X-ray detector linearity, drift over time, temperature drift, and crosstalk are generated as image artifacts.

複数の検出器素子と複数のＤＡＳ素子とは一対一で接続されている。従って複数の検出器素子及びＤＡＳ素子の間で性能にばらつきがあると、そのばらつきが画像アーチファクトを引き起こす。また、検出器素子及びＤＡＳ素子の素子数は年々増加しており、素子数の増加に伴いＸ線検出器の故障率が高まっている。ＤＡＳ素子は検出器素子よりも故障率が高いため、素子数の増加に伴い、ＤＡＳ素子間での性能のばらつきに起因する画像アーチファクトも増加する傾向にある。 The plurality of detector elements and the plurality of DAS elements are connected one to one. Therefore, if there is a variation in performance among multiple detector elements and DAS elements, the variation causes image artifacts. The number of detector elements and DAS elements is increasing year by year, and the failure rate of X-ray detectors is increasing with the increase in the number of elements. Since DAS elements have a higher failure rate than detector elements, image artifacts due to performance variations among DAS elements tend to increase as the number of elements increases.

特開２００５−３４７９３２号公報JP 2005-347932 A 特開２００２−９４３８０号公報JP 2002-94380 A

実施形態の目的は、ＤＡＳ素子の劣化に伴う画像アーチファクトを低減することが可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線検出器を提供することにある。 The objective of embodiment is providing the X-ray computed tomography apparatus and X-ray detector which can reduce the image artifact accompanying deterioration of a DAS element.

本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管が取り付けられた回転フレームと、Ｘ線を検出する複数の検出器素子と、前記複数の検出器素子からの出力信号を信号処理する複数のＤＡＳ素子と、前記複数の検出器素子と前記複数のＤＡＳ素子との間に設けられた切替部と、前記複数の検出器素子と前記複数のＤＡＳ素子との間の接続を、前記回転フレームによる所定の角度の回転毎に切替えるように前記切替部を制御する切替制御部と、を具備する。 An X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment includes an X-ray tube that generates X-rays, a rotating frame to which the X-ray tube is attached, a plurality of detector elements that detect X-rays, and the plurality of detectors A plurality of DAS elements for processing an output signal from the detector element, a switching unit provided between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements, the plurality of detector elements, and the plurality of the plurality of detector elements. A switching control unit that controls the switching unit so as to switch the connection with the DAS element every rotation of a predetermined angle by the rotating frame.

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment. 図２は、図１のＸ線検出器の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the X-ray detector shown in FIG. 図３は、図１のＸ線検出器の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the X-ray detector of FIG. 図４は、実施例１に係る検出器素子とＤＡＳ素子との間の接続を模式的に示す図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a connection between the detector element and the DAS element according to the first embodiment. 図５は、図４のスイッチング素子の接続の切替パターンを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a switching pattern of connection of the switching elements of FIG. 図６は、実施例２に係る検出器素子とＤＡＳ素子との間の接続を模式的に示す図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a connection between the detector element and the DAS element according to the second embodiment. 図７は、図６のスイッチング素子の接続の切替パターンを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a switching pattern of connection of the switching elements of FIG. 図８は、図６の第２のＤＡＳ素子（ＤＡＳ２）が故障した場合における、図７のスイッチング素子の他の切替パターンを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another switching pattern of the switching element of FIG. 7 when the second DAS element (DAS2) of FIG. 6 fails. 図９は、実施例３に係るスイッチング素子の接続の切替パターンを示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a connection switching pattern of the switching elements according to the third embodiment. 図１０は、本実施形態に係るＸ線検出器における複数対複数の接続関係と１対１の接続関係との分布を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing the distribution of the multiple-to-multiple connection relationship and the one-to-one connection relationship in the X-ray detector according to the present embodiment.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置及びＸ線検出器を説明する。 Hereinafter, an X-ray computed tomography apparatus and an X-ray detector according to this embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。図１に示すように、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、架台１０とコンソール３０とを備えている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray computed tomography apparatus 1 includes a gantry 10 and a console 30.

架台１０は、円筒形状を有する回転フレーム１１を回転軸Ｚ回りに回転可能に支持している。回転フレーム１１には、回転軸Ｚを挟んで対向するようにＸ線管１３とＸ線検出器１５とが取り付けられている。回転フレーム１１の開口（bore）にはＦＯＶ（field of view）が設定される。回転フレーム１１の開口内には寝台１７が挿入される。寝台１７には被検体Ｓが載置される。回転フレーム１１は、回転駆動装置１９からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置１９は、架台制御回路２１からの制御信号に従って、回転フレーム１１を回転するための動力を発生するモータにより実現されている。回転駆動装置１９にはトリガ信号発生器２３が取り付けられている。トリガ信号発生器２３は、回転フレーム１１が既定角度回転する毎に電気パルス信号（以下、ビュートリガ信号と呼ぶ）を繰り返し発生する。ビュートリガ信号は、架台制御回路２１に供給される。ビュートリガ信号間の単位時間はビューと呼ばれている。ビューは検出器素子アレイ１５１の出力をＤＡＳ１５３で処理する最小単位である。 The gantry 10 supports a rotating frame 11 having a cylindrical shape so as to be rotatable around a rotation axis Z. An X-ray tube 13 and an X-ray detector 15 are attached to the rotating frame 11 so as to face each other with the rotation axis Z in between. An FOV (field of view) is set in an opening (bore) of the rotating frame 11. A bed 17 is inserted into the opening of the rotating frame 11. A subject S is placed on the bed 17. The rotating frame 11 receives power from the rotation driving device 19 and rotates around the rotation axis Z at a constant angular velocity. The rotation driving device 19 is realized by a motor that generates power for rotating the rotating frame 11 in accordance with a control signal from the gantry control circuit 21. A trigger signal generator 23 is attached to the rotary drive device 19. The trigger signal generator 23 repeatedly generates an electric pulse signal (hereinafter referred to as a view trigger signal) every time the rotating frame 11 rotates by a predetermined angle. The view trigger signal is supplied to the gantry control circuit 21. The unit time between view trigger signals is called a view. The view is a minimum unit for processing the output of the detector element array 151 by the DAS 153.

寝台１７は、被検体Ｓが載置される天板１７１と天板１７１を移動自在に支持する天板支持フレーム１７３とを有する。例えば、天板支持フレーム１７３は、天板１７１を回転軸Ｚ方向、鉛直方向、及び水平方向に移動可能に支持する支持機構を搭載する。天板支持フレーム１７３は、寝台駆動装置２５からの動力を受けて天板１７１を任意の方向に移動する。寝台駆動装置２５は、架台制御回路２１からの制御に従って天板１７１を任意の方向に移動するモータである。寝台駆動装置２５は、例えば、天板支持フレーム１７３に収容される。 The bed 17 includes a top plate 171 on which the subject S is placed and a top plate support frame 173 that supports the top plate 171 in a movable manner. For example, the top plate support frame 173 includes a support mechanism that supports the top plate 171 so as to be movable in the rotation axis Z direction, the vertical direction, and the horizontal direction. The top plate support frame 173 receives power from the bed driving device 25 and moves the top plate 171 in an arbitrary direction. The couch driving device 25 is a motor that moves the top plate 171 in an arbitrary direction in accordance with control from the gantry control circuit 21. The bed driving device 25 is accommodated in, for example, the top support frame 173.

Ｘ線管１３は、高電圧発生器２７からの高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてＸ線を発生する。高電圧発生器２７は、架台制御回路２１からの制御信号に従い高電圧をＸ線管１３に印加し、フィラメント電流をＸ線管１３に供給する。 The X-ray tube 13 generates X-rays in response to application of a high voltage from the high voltage generator 27 and supply of a filament current. The high voltage generator 27 applies a high voltage to the X-ray tube 13 in accordance with a control signal from the gantry control circuit 21 and supplies a filament current to the X-ray tube 13.

Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じたデジタル値を有するデジタル信号（以下、生データと呼ぶ）を発生する。Ｘ線検出器１５は、検出器素子アレイ１５１とＤＡＳ（Data Acquisition System）１５３とを有している。検出器素子アレイ１５１は、２次元状に配列された複数の検出器素子を有する。各検出器素子は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた波高値を有する電気信号を発生する。ＤＡＳ１５３は、複数の検出器素子からの電気信号を信号処理するための回路素子が実装された集積回路である。ＤＡＳ１５３は、複数の検出器素子から電気信号を読み出し、読み出された電気信号を生データに変換する。生データは、コンソール３０に伝送される。 The X-ray detector 15 detects X-rays generated from the X-ray tube 13 and generates a digital signal (hereinafter referred to as raw data) having a digital value corresponding to the detected X-ray intensity. The X-ray detector 15 has a detector element array 151 and a DAS (Data Acquisition System) 153. The detector element array 151 has a plurality of detector elements arranged in a two-dimensional manner. Each detector element detects X-rays generated from the X-ray tube 13 and generates an electrical signal having a peak value corresponding to the detected X-ray intensity. The DAS 153 is an integrated circuit on which circuit elements for processing electric signals from a plurality of detector elements are mounted. The DAS 153 reads electrical signals from a plurality of detector elements and converts the read electrical signals into raw data. Raw data is transmitted to the console 30.

図２は、Ｘ線検出器１５の構成を示す図である。図２に示すように、Ｘ線検出器１５は、複数の検出器素子５１、複数のＤＡＳ素子５３、切替回路５５、及び切替制御回路５７を有している。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the X-ray detector 15. As shown in FIG. 2, the X-ray detector 15 includes a plurality of detector elements 51, a plurality of DAS elements 53, a switching circuit 55, and a switching control circuit 57.

各検出器素子５１は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた波高値を有する電気信号を発生する。検出器素子５１は、直接変換型素子や間接変換型素子等のＸ線を検出する既存の如何なる素子も利用可能である。以下、検出器素子５１は間接変換型素子であるとする。間接変換型の検出器素子５１は、シンチレータ６１と光変換器６３とを有する。シンチレータ６１は、Ｘ線を吸収して蛍光を発する発光物質である。光変換器６３は、シンチレータ６１からの蛍光を電流信号に変換する。光変換器６３としては、フォトダイオード（Photo Diode）や光電子増倍管が用いられる。 Each detector element 51 detects X-rays generated from the X-ray tube 13 and generates an electric signal having a peak value corresponding to the detected X-ray intensity. As the detector element 51, any existing element that detects X-rays such as a direct conversion element or an indirect conversion element can be used. Hereinafter, it is assumed that the detector element 51 is an indirect conversion type element. The indirect conversion type detector element 51 includes a scintillator 61 and an optical converter 63. The scintillator 61 is a luminescent substance that emits fluorescence by absorbing X-rays. The optical converter 63 converts the fluorescence from the scintillator 61 into a current signal. As the optical converter 63, a photodiode (Photo Diode) or a photomultiplier tube is used.

ＤＡＳ素子５３は検出器素子５１に導線を介して接続されている。ＤＡＳ素子５３は、検出器素子５１からの電気信号に信号処理を施す回路素子である。ＤＡＳ素子５３としては、エネルギー積分型のＤＡＳ素子であっても良いし、フォトンカウンティング型のＤＡＳ素子であっても良い。以下、説明を具体的に行うためＤＡＳ素子５３はエネルギー積分型であるとする。図２に示すように、ＤＡＳ素子５３は、積分器６５とＡ／Ｄ変換器６７とを有している。積分器６５は検出器素子５１からの電気信号を、１ビューに対応する所定時間だけ積分（蓄電）し、１ビューに亘る入射Ｘ線の線量に応じた波高値を有する積分信号を出力する。積分器６５はＡ／Ｄ変換器６７に導線等を介して接続されている。Ａ／Ｄ変換器６７は、積分器６５からの積分信号を読み出してＡ／Ｄ変換を施してデジタルの生データを出力する。 The DAS element 53 is connected to the detector element 51 via a conducting wire. The DAS element 53 is a circuit element that performs signal processing on the electrical signal from the detector element 51. The DAS element 53 may be an energy integration type DAS element or a photon counting type DAS element. In the following description, it is assumed that the DAS element 53 is of an energy integration type for specific description. As shown in FIG. 2, the DAS element 53 includes an integrator 65 and an A / D converter 67. The integrator 65 integrates (stores) the electric signal from the detector element 51 for a predetermined time corresponding to one view, and outputs an integrated signal having a peak value corresponding to the dose of incident X-rays over one view. The integrator 65 is connected to the A / D converter 67 via a conducting wire or the like. The A / D converter 67 reads the integration signal from the integrator 65, performs A / D conversion, and outputs digital raw data.

切替回路５５は、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間に設けられ、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３とを複数対複数の関係で接続する。複数対複数の接続関係とは、各検出器素子５１が２以上の複数のＤＡＳ素子５３に切替回路５５を介して接続可能な関係を指すものとする。複数対複数の接続関係においては、各ＤＡＳ素子５３は、２以上の複数の検出器素子５１に切替回路５５を介して接続されることとなる。１の検出器素子５１に接続されるＤＡＳ素子５３は２以上であれば幾つでも良い。１の検出器素子５１に接続されるＤＡＳ素子５３は、例えば、ＤＡＳ１５３に含まれる全てのＤＡＳ素子５３でも良いし、一部のＤＡＳ素子５３でも良い。切替回路５５は、複数のスイッチング素子を有する。各スイッチング素子は、各検出器素子５１と各ＤＡＳ素子５３との間に設けられ、切替制御回路５７からの切替信号の供給を受けて、当該検出器素子５１と当該ＤＡＳ素子５３との間の接続を閉鎖（ＯＮ）又は開放（ＯＦＦ）する。これら複数のスイッチング素子は、ＤＡＳ１５３に設けられてもよいし、検出器素子アレイ１５１、あるいは架台１０内の他の部位に設けられても良い。スイッチング素子は、切替制御回路５７からのＯＮ信号の供給を受けて閉じ、ＯＦＦ信号の供給を受けて開く。スイッチング素子の切替えは、例えば、ＨＤＬ記述で実現される。 The switching circuit 55 is provided between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53, and connects the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 in a plural-to-multiple relationship. The multiple-to-multiple connection relationship refers to a relationship in which each detector element 51 can be connected to two or more DAS elements 53 via the switching circuit 55. In a multiple-to-multiple connection relationship, each DAS element 53 is connected to two or more detector elements 51 via a switching circuit 55. Any number of DAS elements 53 may be connected to one detector element 51 as long as the number is two or more. The DAS elements 53 connected to one detector element 51 may be, for example, all of the DAS elements 53 included in the DAS 153 or some of the DAS elements 53. The switching circuit 55 has a plurality of switching elements. Each switching element is provided between each detector element 51 and each DAS element 53, receives a switching signal from the switching control circuit 57, and receives a switching signal between the detector element 51 and the DAS element 53. Close (ON) or open (OFF) the connection. The plurality of switching elements may be provided in the DAS 153, or may be provided in the detector element array 151 or other parts in the gantry 10. The switching element is closed by receiving an ON signal from the switching control circuit 57 and opened by receiving an OFF signal. Switching of the switching element is realized by, for example, HDL description.

切替制御回路５７は、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続をビュー毎に切替えるために切替回路５５を制御し、複数のビューに亘り各検出器素子５１の接続先のＤＡＳ素子５３を分散する。具体的には、切替制御回路５７は、トリガ信号発生器２３によるビュートリガ信号の発生に同期して各検出器素子５１の接続先のＤＡＳ素子５３を切替える。各ビューにおいて検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とは一対一の関係で接続される。すなわち、各検出器素子５１は１のＤＡＳ素子５３に接続され、１のビューにおいて各ＤＡＳ素子５３は１の検出器素子５１に接続される。切替制御回路５７は、スイッチング素子を閉じるためにＯＮ信号を当該スイッチング素子に供給し、スイッチング素子を開けるためにＯＦＦ信号を当該スイッチング素子に供給する。 The switching control circuit 57 controls the switching circuit 55 to switch the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 for each view, and the connection destination of each detector element 51 over the plurality of views. The DAS elements 53 are dispersed. Specifically, the switching control circuit 57 switches the DAS element 53 to which each detector element 51 is connected in synchronization with the generation of the view trigger signal by the trigger signal generator 23. In each view, the detector element 51 and the DAS element 53 are connected in a one-to-one relationship. That is, each detector element 51 is connected to one DAS element 53, and each DAS element 53 is connected to one detector element 51 in one view. The switching control circuit 57 supplies an ON signal to the switching element to close the switching element, and supplies an OFF signal to the switching element to open the switching element.

図３は、Ｘ線検出器１５の平面図である。なお、列方向は回転軸Ｚに平行する方向に規定され、チャンネル方向は回転フレーム１１の円周方向に規定される。図３に示すように、Ｘ線検出器１５は、チャンネル方向に沿って並べられた複数の検出器モジュール１５Ｍを有する。複数の検出器モジュール１５Ｍは個別に着脱可能に設けられる。各検出器モジュール１５Ｍは、検出器素子アレイ１５１とＤＡＳ１５３とを有し、Ｘ線検出器１５としての機能を有する半導体基板である。各検出器モジュール１５Ｍは、設計に応じた個数、例えば、２４個の検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３を有する。図３に示すように、Ｘ線検出器１５の表面に複数の検出器素子５１が配列されるように複数の検出器モジュール１５Ｍが配列される。ＤＡＳ素子５３が故障した場合、Ｘ線検出器１５全てを交換されるのではなく、故障したＤＡＳ素子５３を含む検出器モジュール１５Ｍが交換される。なお、検出器素子アレイ１５１とＤＡＳ１５３との各々が複数のモジュールに分割されても良い。この場合、故障したＤＡＳ素子５３を含むＤＡＳモジュールが交換される。 FIG. 3 is a plan view of the X-ray detector 15. The column direction is defined as a direction parallel to the rotation axis Z, and the channel direction is defined as the circumferential direction of the rotating frame 11. As shown in FIG. 3, the X-ray detector 15 includes a plurality of detector modules 15M arranged along the channel direction. The plurality of detector modules 15M are detachably provided. Each detector module 15M is a semiconductor substrate having a detector element array 151 and a DAS 153 and having a function as the X-ray detector 15. Each detector module 15M has a number according to the design, for example, 24 detector elements 51 and DAS elements 53. As shown in FIG. 3, a plurality of detector modules 15 </ b> M are arranged such that a plurality of detector elements 51 are arranged on the surface of the X-ray detector 15. When the DAS element 53 fails, not all the X-ray detectors 15 are replaced, but the detector module 15M including the failed DAS element 53 is replaced. Note that each of the detector element array 151 and the DAS 153 may be divided into a plurality of modules. In this case, the DAS module including the failed DAS element 53 is replaced.

以上でＸ線検出器１５の構成についての説明を終了する。 This is the end of the description of the configuration of the X-ray detector 15.

図１に示すように、架台制御回路２１は、コンソール３０内の処理回路４５による指令に従って、架台１０に搭載された各種機器の制御を統括する。具体的には、架台制御回路２１は、Ｘ線検出器１５、回転駆動装置１９、寝台駆動装置２５、及び高電圧発生器２７を同期的に制御する。具体的には、架台制御回路２１は、所定の角速度で回転フレーム１１が回転するように回転駆動装置１９を制御する。架台制御回路２１は、トリガ信号発生器２３からのビュートリガ信号の供給に同期してＤＡＳ１５３と高電圧発生器２７とを同期的に制御する。高電圧発生器２７は、架台制御回路２１による制御に従いＸ線管１３からＸ線を発生させる。ＤＡＳ１５３は、架台制御回路２１による制御に従いＸ線検出器１５を介して生データを収集する。より詳細には、ＤＡＳ１５３の切替制御回路５７は、上記のように、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続をビュー毎に切替えるために切替回路５５を制御する。また、架台制御回路２１は、後述の入力回路４１を介したユーザからの入力に従って天板１７１を移動するように寝台駆動装置２５を制御する。例えば、架台制御回路２１による寝台駆動装置２５に対する制御により、被検体Ｓの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように天板１７１が位置決めされる。なお、高電圧発生器２７は、データ収集期間中において、Ｘ線を連続して発生させても良い。 As shown in FIG. 1, the gantry control circuit 21 supervises control of various devices mounted on the gantry 10 in accordance with instructions from the processing circuit 45 in the console 30. Specifically, the gantry control circuit 21 controls the X-ray detector 15, the rotation driving device 19, the couch driving device 25, and the high voltage generator 27 synchronously. Specifically, the gantry control circuit 21 controls the rotation driving device 19 so that the rotating frame 11 rotates at a predetermined angular velocity. The gantry control circuit 21 controls the DAS 153 and the high voltage generator 27 in synchronization with the supply of the view trigger signal from the trigger signal generator 23. The high voltage generator 27 generates X-rays from the X-ray tube 13 in accordance with control by the gantry control circuit 21. The DAS 153 collects raw data via the X-ray detector 15 under the control of the gantry control circuit 21. More specifically, the switching control circuit 57 of the DAS 153 controls the switching circuit 55 to switch the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 for each view as described above. Further, the gantry control circuit 21 controls the couch driving device 25 so as to move the top plate 171 in accordance with an input from a user via an input circuit 41 described later. For example, the top 171 is positioned so that the imaging region of the subject S is included in the FOV by the control of the bed driving device 25 by the gantry control circuit 21. Note that the high voltage generator 27 may continuously generate X-rays during the data collection period.

コンソール３０は、前処理回路３１、再構成回路３３、Ｉ／Ｆ回路３７、表示回路３９、入力回路４１、主記憶回路４３、及び処理回路４５を有している。 The console 30 includes a preprocessing circuit 31, a reconstruction circuit 33, an I / F circuit 37, a display circuit 39, an input circuit 41, a main memory circuit 43, and a processing circuit 45.

前処理回路３１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵの演算装置とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを有する。前処理回路３１は、架台１０から伝送された生データに対数変換等の前処理を施す。前処理後の生データは投影データとも呼ばれている。前処理としては、対数変換やＸ線強度補正、オフセット補正等の各種の補正処理を含む。 The preprocessing circuit 31 includes a CPU or MPU arithmetic device and a storage device such as a ROM or RAM as hardware resources. The preprocessing circuit 31 performs preprocessing such as logarithmic conversion on the raw data transmitted from the gantry 10. The raw data after the preprocessing is also called projection data. The preprocessing includes various correction processes such as logarithmic conversion, X-ray intensity correction, and offset correction.

再構成回路３３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵの演算装置とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを有する。再構成回路３３は、前処理後の生データに基づいて被検体Ｓに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を発生する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法やＣＢＰ（convolution back projection）法等の解析学的画像再構成法や、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）法やＯＳ−ＥＭ（ordered subset expectation maximization）法等の統計学的画像再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。また、再構成回路３３は、生データに基づいてサイノグラムを発生しても良い。サイノグラムは、ビュー方向とチャンネル方向（又は列方向）とにより規定された２次元空間における、検出Ｘ線の強度に応じたデータ値の分布である。 The reconfiguration circuit 33 includes a CPU or MPU arithmetic device and a storage device such as a ROM or RAM as hardware resources. The reconstruction circuit 33 generates a CT image representing the spatial distribution of CT values related to the subject S based on the raw data after preprocessing. Image reconstruction algorithms include analytical image reconstruction methods such as FBP (filtered back projection) and CBP (convolution back projection), ML-EM (maximum likelihood expectation maximization), and OS-EM (ordered subset). An existing image reconstruction algorithm such as a statistical image reconstruction method such as an expectation maximization method may be used. The reconstruction circuit 33 may generate a sinogram based on the raw data. A sinogram is a distribution of data values according to the intensity of detected X-rays in a two-dimensional space defined by a view direction and a channel direction (or column direction).

なお、前処理回路３１と再構成回路３３とは単一のハードウェア資源に組み込まれても良い。 Note that the preprocessing circuit 31 and the reconfiguration circuit 33 may be incorporated into a single hardware resource.

Ｉ／Ｆ回路３７は、コンソール３０と架台１０との間の通信のためのインタフェースである。例えば、Ｉ／Ｆ回路３７は、切替設定機能４５１により設定された切替パターンを架台１０に送信する。また、Ｉ／Ｆ回路３７は、予め設定された撮影条件を架台１０に送信する。 The I / F circuit 37 is an interface for communication between the console 30 and the gantry 10. For example, the I / F circuit 37 transmits the switching pattern set by the switching setting function 451 to the gantry 10. In addition, the I / F circuit 37 transmits a preset shooting condition to the gantry 10.

表示回路３９は、ＣＴ画像やスキャン計画の設定画面等を表示機器に表示する。表示機器としては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。 The display circuit 39 displays a CT image, a scan plan setting screen, and the like on the display device. As the display device, for example, a CRT display, a liquid crystal display, an organic EL display, a plasma display, or the like can be used as appropriate.

入力回路４１は、入力機器によるユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。 The input circuit 41 receives various commands and information input from the user by the input device. As an input device, a keyboard, a mouse, various switches, and the like can be used.

主記憶回路４３は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置である。例えば、主記憶回路４３は、前処理前の生データや前処理後の生データ、ＣＴ画像のデータを記憶する。また、主記憶回路４３は、本実施形態に係る切替設定のためのプログラムやスキャンプログラム等を記憶する。 The main storage circuit 43 is a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) that stores various information. For example, the main memory circuit 43 stores raw data before preprocessing, raw data after preprocessing, and CT image data. The main memory circuit 43 stores a program for switching setting, a scan program, and the like according to the present embodiment.

処理回路４５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵの演算装置とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを有する。処理回路４５は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の中枢として機能する。具体的には、処理回路４５は、主記憶回路４３に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線コンピュータ断層撮影装置１の各部を制御する。 The processing circuit 45 includes, as hardware resources, a CPU or MPU arithmetic device and a storage device such as a ROM or a RAM. The processing circuit 45 functions as the center of the X-ray computed tomography apparatus 1. Specifically, the processing circuit 45 reads out a control program stored in the main storage circuit 43 and develops it on the memory, and controls each part of the X-ray computed tomography apparatus 1 according to the developed control program.

処理回路４５は、上記の制御プログラムを実行することにより、切替設定機能４５１、故障素子特定機能４５３及びプラン設定機能４５５を実現する。 The processing circuit 45 implements the switching setting function 451, the failed element specifying function 453, and the plan setting function 455 by executing the control program.

切替設定機能４５１において処理回路４５は、切替制御回路５７による複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続の切替パターンを、各検出器素子５１の接続先のＤＡＳ素子５３が複数のビューに亘り分散するように設定する。処理回路４５は、入力回路４１を介したユーザからの指示に従って、又は自動的に切替パターンを設定する。切替設定機能４５１は、架台１０に設けられた架台制御回路２１又は切替制御回路５７により実現されても良い。 In the switching setting function 451, the processing circuit 45 indicates the switching pattern of the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 by the switching control circuit 57, and the DAS elements 53 to which the detector elements 51 are connected Set to be distributed over multiple views. The processing circuit 45 sets the switching pattern in accordance with an instruction from the user via the input circuit 41 or automatically. The switching setting function 451 may be realized by the gantry control circuit 21 or the switching control circuit 57 provided in the gantry 10.

故障素子特定機能４５３において処理回路４５は、サイノグラムを構成する各画素の画素値に基づいて、複数のＤＡＳ素子５３から故障素子を特定する。故障素子の識別子は、Ｉ／Ｆ回路３７等を介して架台１０に伝送される。切替制御回路５７は、故障素子を避けて複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続を切替える。 In the faulty element specifying function 453, the processing circuit 45 specifies a faulty element from the plurality of DAS elements 53 based on the pixel value of each pixel constituting the sinogram. The identifier of the faulty element is transmitted to the gantry 10 via the I / F circuit 37 or the like. The switching control circuit 57 switches the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 while avoiding the failure element.

プラン設定機能４５５において処理回路４５は、入力回路４１を介したユーザからの指示又は自動的にスキャンプランを設定する。スキャンプランは、スキャン条件を構成する複数のスキャンパラメータの組合せにより規定される。スキャンパラメータとしては、例えば、Ｘ線条件パラメータと撮影部位とが挙げられる。Ｘ線条件パラメータは、管電流、管電圧、曝射時間等のＸ線の線量を規定するパラメータを含む。スキャンプランのデータは、Ｉ／Ｆ回路３７等を介して架台装置１０に伝送される。切替制御回路５７は、線量又は撮影部位に応じて切替モードと非切替モードとを切替える。切替モードにおいては、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続は、切替制御回路５７によりビュー毎に切替えられる。非切替モードにおいて複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続は固定される。 In the plan setting function 455, the processing circuit 45 sets an instruction from the user via the input circuit 41 or automatically sets a scan plan. A scan plan is defined by a combination of a plurality of scan parameters constituting a scan condition. Examples of the scan parameter include an X-ray condition parameter and an imaging region. The X-ray condition parameters include parameters that define the X-ray dose such as tube current, tube voltage, and exposure time. The scan plan data is transmitted to the gantry device 10 via the I / F circuit 37 or the like. The switching control circuit 57 switches between the switching mode and the non-switching mode according to the dose or the imaging region. In the switching mode, the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 is switched for each view by the switching control circuit 57. In the non-switching mode, the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 is fixed.

次に、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続の切替について実施例１、実施例２、実施例３に分けて詳細に説明する。 Next, switching of the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 will be described in detail for each of the first, second, and third embodiments.

まず、実施例１について説明する。実施例１において検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とは同数であるとする。 First, Example 1 will be described. In the first embodiment, the number of detector elements 51 and the number of DAS elements 53 are the same.

図４は、実施例１に係る検出器素子５１とＤＡＳ素子５３との間の接続を模式的に示す図である。なお、図４において検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とは２個ずつ設けられているものとする。ここで第１の検出器素子５１をＰＤ１、第１のＤＡＳ素子５３をＤＡＳ１、第２の検出器素子５１をＰＤ２、第２のＤＡＳ素子５３をＤＡＳ２と称することにする。ＰＤ１は、ＤＡＳ１にスイッチング素子ＳＷ１１を介して接続され、ＤＡＳ２にスイッチング素子ＳＷ１２を介して接続される。ＰＤ２は、ＤＡＳ１にスイッチング素子ＳＷ２１を介して接続され、ＤＡＳ２にスイッチング素子ＳＷ２２を介して接続される。このように、ＰＤ１，ＰＤ２とＤＡＳ１，ＤＡＳ２とは２対２の関係で接続されている。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the connection between the detector element 51 and the DAS element 53 according to the first embodiment. In FIG. 4, two detector elements 51 and two DAS elements 53 are provided. Here, the first detector element 51 is referred to as PD1, the first DAS element 53 as DAS1, the second detector element 51 as PD2, and the second DAS element 53 as DAS2. PD1 is connected to DAS1 via switching element SW11 and is connected to DAS2 via switching element SW12. PD2 is connected to DAS1 via switching element SW21, and is connected to DAS2 via switching element SW22. Thus, PD1, PD2 and DAS1, DAS2 are connected in a two-to-two relationship.

図５は、図４のスイッチング素子ＳＷの接続の切替パターンを示す図である。図５に示すように、ＰＤ１，ＰＤ２の接続先がＤＡＳ１とＤＡＳ２とでビュー毎に交互に入れ替わるように、ＰＤ１，ＰＤ２とＤＡＳ１，ＤＡＳ２との接続が設定される。具体的には、ビュー１においてＰＤ１はＤＡＳ１に接続されＰＤ２はＤＡＳ２に接続される。すなわち、ビュー１においてＳＷ１１が閉じＳＷ１２が開き、ＳＷ２１が開きＳＷ２２が閉じる。ビュー２においてＰＤ１はＤＡＳ２に接続されＰＤ２はＤＡＳ１に接続される。すなわち、ビュー２においてＳＷ１１が開きＳＷ１２が閉じ、ＳＷ２１が閉じＳＷ２２が開く。ビュー３においてＰＤ１はＤＡＳ１に接続されＰＤ２はＤＡＳ２に接続される。すなわち、ビュー３においてＳＷ１１が閉じＳＷ１２が開き、ＳＷ２１が開きＳＷ２２が閉じる。 FIG. 5 is a diagram illustrating a connection switching pattern of the switching element SW of FIG. As shown in FIG. 5, the connection between PD1, PD2 and DAS1, DAS2 is set so that the connection destinations of PD1, PD2 are alternately switched for each view between DAS1 and DAS2. Specifically, in view 1, PD1 is connected to DAS1 and PD2 is connected to DAS2. That is, in view 1, SW11 is closed and SW12 is opened, SW21 is opened, and SW22 is closed. In view 2, PD1 is connected to DAS2, and PD2 is connected to DAS1. That is, in view 2, SW11 is opened, SW12 is closed, SW21 is closed, and SW22 is opened. In view 3, PD1 is connected to DAS1 and PD2 is connected to DAS2. That is, in view 3, SW11 is closed and SW12 is opened, SW21 is opened, and SW22 is closed.

複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続の切替パターン、すなわち、複数のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦは、処理回路４５により、入力回路４１を介したユーザからの指示に従い設定される。切替パターンは、例えば、較正時等のスキャン時前に設定される。切替パターンは、主記憶回路４３に記憶される。 The switching pattern of the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53, that is, ON / OFF of the plurality of switching elements is set by the processing circuit 45 according to an instruction from the user via the input circuit 41. Is done. The switching pattern is set, for example, before scanning such as calibration. The switching pattern is stored in the main memory circuit 43.

スキャンにおいて切替制御回路５７は、主記憶回路４３に記憶された切替パターンに従い複数のスイッチング素子ＳＷのＯＮ／ＯＦＦをビュー毎に切替える。ビューの切替えは、ビュートリガ発生器２３からビュートリガ信号が供給されたことを契機として行われる。例えば、図５の切替パターンの場合、切替制御回路５７は、まずビュー１においてＳＷ１１を閉じＳＷ１２を開くことによってＰＤ１をＤＡＳ１に接続し、ＳＷ２１を開きＳＷ２２を閉じることによってＰＤ２をＤＡＳ２に接続する。ビュートリガ発生器２３からビュートリガ信号が供給されたことを契機として切替制御回路５７は、ビューをビュー１からビュー２に切替え、ＳＷ１１を開きＳＷ１２を閉じることによりＰＤ１をＤＡＳ２に接続し、ＳＷ２１を閉じＳＷ２２を開くことによりＰＤ２をＤＡＳ１に接続する。このようにして切替制御回路５７は、切替パターンに従いスイッチング素子ＳＷのＯＮ／ＯＦＦを切替えることができる。 In scanning, the switching control circuit 57 switches ON / OFF of the plurality of switching elements SW for each view according to the switching pattern stored in the main memory circuit 43. The view switching is performed when a view trigger signal is supplied from the view trigger generator 23. For example, in the switching pattern of FIG. 5, the switching control circuit 57 first connects PD1 to DAS1 by closing SW11 and opening SW12 in view 1, and connecting PD2 to DAS2 by opening SW21 and closing SW22. When the view trigger signal is supplied from the view trigger generator 23, the switching control circuit 57 switches the view from the view 1 to the view 2, connects the PD1 to the DAS2 by opening the SW11 and closing the SW12. PD2 is connected to DAS1 by opening close SW22. In this way, the switching control circuit 57 can switch ON / OFF of the switching element SW according to the switching pattern.

上記の通り、ＰＤ１，ＰＤ２の接続先がＤＡＳ１とＤＡＳ２とでビュー毎に交互に入れ替わるように、ＰＤ１，ＰＤ２とＤＡＳ１，ＤＡＳ２との接続、換言すれば、スイッチング素子ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ２１、及びＳＷ２２のＯＮ／ＯＦＦがビュー毎に設定される。各検出器素子５１の出力先を複数のＤＡＳ素子５３で順番に切替えることにより、検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３の特性のばらつきを低減することができる。よって、検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３の特性のばらつきに起因する画像アーチファクトを低減することができる。 As described above, the connection between PD1, PD2 and DAS1, DAS2, in other words, switching elements SW11, SW12, SW21, and SW22 so that the connection destinations of PD1 and PD2 are alternately switched for each view between DAS1 and DAS2. ON / OFF is set for each view. By sequentially switching the output destination of each detector element 51 with the plurality of DAS elements 53, variation in the characteristics of the detector element 51 and the DAS element 53 can be reduced. Therefore, image artifacts due to variations in the characteristics of the detector element 51 and the DAS element 53 can be reduced.

なお、上記の実施例１においては検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とは２個ずつであるとしたが、実施例１において検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とは２以上且つ同数であれば幾つであっても構わない。例えば、検出器モジュール１５Ｍ単位で検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とが切替回路５５を介して複数対複数で接続されると良い。検出器モジュール１５Ｍに検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３が２４素子ずつ装備されている場合、検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とが切替回路５５を介して２４対２４で接続されることとなる。また、この場合、各検出器素子５１は、切替制御回路５７により、接続先のＤＡＳ素子５３が複数のビューに亘り分散するように、２４個のＤＡＳ素子にビュー毎に順番に接続される。このように、各検出器素子５１が検出器モジュール１５Ｍに含まれる多数のＤＡＳ素子５３に順番に接続することにより、少数のＤＡＳ素子５３に順番に接続する場合に比して、より画像アーチファクトを平滑化することができる。 In the first embodiment, there are two detector elements 51 and two DAS elements 53. However, in the first embodiment, the number of detector elements 51 and DAS elements 53 is two or more and the same number. It does not matter. For example, the detector elements 51 and the DAS elements 53 may be connected in a plurality of pairs via the switching circuit 55 in units of the detector module 15M. If the detector module 15M is equipped with 24 detector elements 51 and 24 DAS elements 53, the detector elements 51 and the DAS elements 53 are connected 24 to 24 via the switching circuit 55. Further, in this case, each detector element 51 is sequentially connected to the 24 DAS elements for each view so that the connection DAS elements 53 are dispersed over a plurality of views by the switching control circuit 57. Thus, by connecting each detector element 51 in order to a large number of DAS elements 53 included in the detector module 15M, more image artifacts can be achieved than in the case of connecting to a small number of DAS elements 53 in order. Can be smoothed.

次に実施例２について説明する。実施例２において検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とは同数ではなく、ＤＡＳ素子５３の故障に備え冗長性を持たせるため、ＤＡＳ素子５３の個数が検出器素子５１の個数よりも多いものとする。予備のＤＡＳ素子５３は各検出器モジュール１５Ｍに１個以上設けられれば良い。 Next, Example 2 will be described. In the second embodiment, the number of detector elements 51 and DAS elements 53 is not the same, and the number of DAS elements 53 is greater than the number of detector elements 51 in order to provide redundancy in preparation for failure of the DAS elements 53. . One or more spare DAS elements 53 may be provided in each detector module 15M.

図６は、実施例２に係る検出器素子５１とＤＡＳ素子５３との間の接続を模式的に示す図である。なお、図６において検出器素子５１は２個、ＤＡＳ素子は３個設けられているものとする。ここで第１の検出器素子をＰＤ１、第１のＤＡＳ素子をＤＡＳ１、第２の検出器素子をＰＤ２、第２のＤＡＳ素子をＤＡＳ２、第３のＤＡＳ素子をＤＡＳ３と称することにする。ＰＤ１は、ＤＡＳ１にスイッチング素子ＳＷ１１を介して接続され、ＤＡＳ２にスイッチング素子ＳＷ１２を介して接続され、ＤＡＳ３にスイッチング素子ＳＷ１３を介して接続される。ＰＤ２は、ＤＡＳ１にスイッチング素子ＳＷ２１を介して接続され、ＤＡＳ２にスイッチング素子ＳＷ２２を介して接続され、ＤＡＳ３にスイッチング素子ＳＷ２３を介して接続される。このように、ＰＤ１，ＰＤ２とＤＡＳ１，ＤＡＳ２，ＤＡＳ３とは２対３の関係で接続されている。第３のＤＡＳ素子（ＤＡＳ３）は予備として用いられる。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a connection between the detector element 51 and the DAS element 53 according to the second embodiment. In FIG. 6, two detector elements 51 and three DAS elements are provided. Here, the first detector element is referred to as PD1, the first DAS element as DAS1, the second detector element as PD2, the second DAS element as DAS2, and the third DAS element as DAS3. PD1 is connected to DAS1 via switching element SW11, connected to DAS2 via switching element SW12, and connected to DAS3 via switching element SW13. PD2 is connected to DAS1 via switching element SW21, connected to DAS2 via switching element SW22, and connected to DAS3 via switching element SW23. Thus, PD1, PD2 and DAS1, DAS2, DAS3 are connected in a two-to-three relationship. The third DAS element (DAS3) is used as a spare.

図７は、図６のスイッチング素子ＳＷの接続の切替パターンを示す図である。図７に示すように、ビュー１においてＰＤ１はＤＡＳ１に接続されＰＤ２はＤＡＳ２に接続される。すなわち、ビュー１においてＳＷ１１が閉じＳＷ１２が開きＳＷ１３が開き、ＳＷ２１が開きＳＷ２２が閉じＳＷ２３が開く。ビュー２においてＰＤ１はＤＡＳ２に接続されＰＤ２はＤＡＳ１に接続される。すなわち、ビュー２においてＳＷ１１が開きＳＷ１２が閉じＳＷ１３が開き、ＳＷ２１が閉じＳＷ２２が開きＳＷ２３が開く。ビュー３においてＰＤ１はＤＡＳ１に接続されＰＤ２はＤＡＳ２に接続される。すなわち、ビュー１においてＳＷ１１が閉じＳＷ１２が開きＳＷ１３が開き、ＳＷ２１が開きＳＷ２２が閉じＳＷ２３が開く。 FIG. 7 is a diagram illustrating a connection switching pattern of the switching element SW of FIG. As shown in FIG. 7, in view 1, PD1 is connected to DAS1, and PD2 is connected to DAS2. That is, in view 1, SW11 is closed, SW12 is opened, SW13 is opened, SW21 is opened, SW22 is closed, and SW23 is opened. In view 2, PD1 is connected to DAS2, and PD2 is connected to DAS1. That is, in view 2, SW11 opens, SW12 closes, SW13 opens, SW21 closes, SW22 opens, and SW23 opens. In view 3, PD1 is connected to DAS1 and PD2 is connected to DAS2. That is, in view 1, SW11 is closed, SW12 is opened, SW13 is opened, SW21 is opened, SW22 is closed, and SW23 is opened.

実施例１と同様に、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続の切替パターン、すなわち、複数のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦは、切替設定機能４５１により、入力回路４１を介したユーザからの指示に従い設定される。切替パターンは、例えば、較正時等のスキャン時前に設定される。切替パターンは、主記憶回路４３に記憶される。 As in the first embodiment, the switching pattern of the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53, that is, ON / OFF of the plurality of switching elements is controlled by the switching setting function 451 using the input circuit 41. It is set according to an instruction from the user via The switching pattern is set, for example, before scanning such as calibration. The switching pattern is stored in the main memory circuit 43.

このように、複数の検出器素子５１は、複数のＤＡＳ素子５３のうちの予備のＤＡＳ素子以外のＤＡＳ素子に接続される。具体的には、ＰＤ１，ＰＤ２の接続先がＤＡＳ１とＤＡＳ２とでビュー毎に交互に入れ替わるように、ＰＤ１，ＰＤ２とＤＡＳ１，ＤＡＳ２との接続、換言すれば、スイッチング素子ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ２１、及びＳＷ２２のＯＮ／ＯＦＦがビュー毎に設定される。このように、各検出器素子５１の出力先を複数のＤＡＳ素子で順番に切替えることにより、検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３の特性のばらつきを低減することができる。よって、検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３の特性のばらつきに起因する画像アーチファクトを低減することができる。 In this way, the plurality of detector elements 51 are connected to DAS elements other than the spare DAS elements among the plurality of DAS elements 53. Specifically, the connection between PD1, PD2 and DAS1, DAS2 is switched so that the connection destination of PD1, PD2 is alternately switched for each view in DAS1 and DAS2, in other words, switching elements SW11, SW12, SW21, and ON / OFF of SW22 is set for each view. As described above, by sequentially switching the output destinations of the detector elements 51 using a plurality of DAS elements, variations in characteristics of the detector elements 51 and the DAS elements 53 can be reduced. Therefore, image artifacts due to variations in the characteristics of the detector element 51 and the DAS element 53 can be reduced.

ここで、ＤＡＳ２が故障したものとする。この場合、処理回路４５は、故障等の性能が劣化したＤＡＳ２が予備のＤＡＳ３に置換されるように接続パターンを設定し直す。ＤＡＳ素子の故障は、典型的には、較正時においてユーザにより判明される。故障が判明した場合、ユーザは、入力回路４１を介して、故障したＤＡＳ素子を指定する。処理回路４５は、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との接続の切替パターンを、当該複数のＤＡＳ素子５３のうちの指定されたＤＡＳ素子以外のＤＡＳ素子に限定して各検出器素子５１が接続されるように設定する。換言すれば、指定されたＤＡＳ素子が複数の検出器素子５１の何れにも接続されないように、複数の検出器素子５１と他の複数のＤＡＳ素子５３との接続の切替パターンが設定される。設定された故障後の切替パターンは、主記憶回路４３に記憶される。 Here, it is assumed that DAS2 has failed. In this case, the processing circuit 45 resets the connection pattern so that the DAS 2 whose performance such as failure has deteriorated is replaced with the spare DAS 3. DAS element failures are typically identified by the user during calibration. When the failure is found, the user designates the failed DAS element via the input circuit 41. The processing circuit 45 limits the connection switching pattern between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 to DAS elements other than the designated DAS element among the plurality of DAS elements 53. It sets so that the element 51 may be connected. In other words, the connection switching pattern between the plurality of detector elements 51 and the other plurality of DAS elements 53 is set so that the designated DAS element is not connected to any of the plurality of detector elements 51. The set switching pattern after failure is stored in the main memory circuit 43.

ここで、故障したＤＡＳ素子の自動的な特定方法について記載する。上記の通り故障したＤＡＳ素子は較正時に特定される。較正時においては架台制御回路２１の制御のもとスキャノ撮像が行われる。スキャノ撮像においては、回転フレーム１１を静止した状態において天板１７１をＺ軸方向にスライドしながらＸ線管１３からのＸ線の曝射とＸ線検出器１５によるＸ線の検出とが行われる。スキャノ撮像においてＸ線検出器１５により収集された生データは、コンソール３０に伝送される。再構成回路３３は、伝送された生データに基づいてサイノグラムに変換される。 Here, an automatic identification method of a failed DAS element will be described. A failed DAS element as described above is identified during calibration. At the time of calibration, scano imaging is performed under the control of the gantry control circuit 21. In scano imaging, X-ray exposure from the X-ray tube 13 and X-ray detection by the X-ray detector 15 are performed while sliding the top plate 171 in the Z-axis direction while the rotating frame 11 is stationary. . Raw data collected by the X-ray detector 15 in the scan imaging is transmitted to the console 30. The reconstruction circuit 33 is converted into a sinogram based on the transmitted raw data.

較正時において処理回路４５は、故障素子特定機能４５３を実行する。故障素子特定機能４５３の実行により処理回路４５は、サイノグラムを構成する各画素の画素値に基づいて複数のＤＡＳ素子５３の中から故障したＤＡＳ素子を特定する。故障したＤＡＳ素子に由来する画素値は、その周囲のＤＡＳ素子に由来する画素値に比して有意な差を生じる。処理回路４５は、サイノグラムを構成する複数の画素の中から、当該有意な差を生じている画素値を有する画素を特定する。特定された画素に対応するＤＡＳ素子が故障したＤＡＳ素子であると推定される。例えば、故障したＤＡＳ素子は複数のビューに亘り微小値又はゼロ値の生データを出力する。この場合、処理回路４５は、サイノグラムを列方向又はチャンネル方向に沿って画素毎に微分し、微分値の絶対値を予め設定された閾値に対して比較する。閾値に比して微分絶対値が小さい場合、処理回路４５は、当該画素に対応するＤＡＳ素子５３は故障していないと判定する。一方、閾値に比して微分絶対値が大きい場合、処理回路４５は、当該画素に対応するＤＡＳ素子５３は故障していると判定する。故障素子の識別子は架台制御回路２１に伝送される。 At the time of calibration, the processing circuit 45 executes a faulty element specifying function 453. By executing the faulty element specifying function 453, the processing circuit 45 specifies a faulty DAS element from the plurality of DAS elements 53 based on the pixel value of each pixel constituting the sinogram. The pixel value derived from the failed DAS element is significantly different from the pixel value derived from the surrounding DAS element. The processing circuit 45 specifies a pixel having a pixel value that causes a significant difference from a plurality of pixels constituting the sinogram. It is estimated that the DAS element corresponding to the identified pixel is a failed DAS element. For example, a faulty DAS element outputs raw data of minute values or zero values over a plurality of views. In this case, the processing circuit 45 differentiates the sinogram for each pixel along the column direction or the channel direction, and compares the absolute value of the differential value with a preset threshold value. If the differential absolute value is smaller than the threshold value, the processing circuit 45 determines that the DAS element 53 corresponding to the pixel is not faulty. On the other hand, when the differential absolute value is larger than the threshold value, the processing circuit 45 determines that the DAS element 53 corresponding to the pixel is defective. The identifier of the failed element is transmitted to the gantry control circuit 21.

スキャンにおいて切替制御回路５７は、故障素子以外の複数のＤＡＳ素子５３と複数の検出素子５１との間の接続を切替える。 In scanning, the switching control circuit 57 switches connections between the plurality of DAS elements 53 other than the failed element and the plurality of detection elements 51.

図８は、第２のＤＡＳ素子（ＤＡＳ２）が故障した場合における、図５のスイッチの他の切替パターンを示す図である。図８に示すように、ビュー１においてＰＤ１はＤＡＳ１に接続されＰＤ２はＤＡＳ３に接続される。すなわち、ビュー１においてＳＷ１１が閉じＳＷ１２が開きＷ１３が開き、ＳＷ２１が開きＳＷ２２が開きＳＷ２３が閉じる。ビュー２においてＰＤ１はＤＡＳ３に接続されＰＤ２はＤＡＳ１に接続される。すなわち、ビュー２においてＳＷ１１が開きＳＷ１２が開きＳＷ１３が閉じ、ＳＷ２１が閉じＳＷ２２が開きＳＷ２３が開く。ビュー３においてＰＤ１はＤＡＳ１に接続されＰＤ２はＤＡＳ３に接続される。すなわち、ビュー１においてＳＷ１１が閉じＳＷ１２が開きＳＷ１３が開き、ＳＷ２１が開きＳＷ２２が開きＳＷ２３が閉じる。設定された故障後の切替パターンは、主記憶回路４３に記憶される。 FIG. 8 is a diagram showing another switching pattern of the switch of FIG. 5 when the second DAS element (DAS2) fails. As shown in FIG. 8, in view 1, PD1 is connected to DAS1 and PD2 is connected to DAS3. That is, in view 1, SW11 is closed, SW12 is opened, W13 is opened, SW21 is opened, SW22 is opened, and SW23 is closed. In view 2, PD1 is connected to DAS3 and PD2 is connected to DAS1. That is, in view 2, SW11 opens, SW12 opens, SW13 closes, SW21 closes, SW22 opens, and SW23 opens. In view 3, PD1 is connected to DAS1 and PD2 is connected to DAS3. That is, in view 1, SW11 is closed, SW12 is opened, SW13 is opened, SW21 is opened, SW22 is opened, and SW23 is closed. The set switching pattern after failure is stored in the main memory circuit 43.

故障後のスキャンにおいて切替制御回路５７は、主記憶回路４３に記憶された故障後の切替パターンに従い、実施例１と同様に複数のスイッチング素子ＳＷのＯＮ／ＯＦＦをビュー毎に切替える。スキャンに用いる切替パターンは、ユーザにより入力回路４１を介して選択可能である。例えば、図８の切替パターンの場合、切替制御回路５７は、まずビュー１においてＳＷ１１を閉じＳＷ１２を開きＷ１３を開き、ＳＷ２１を開きＳＷ２２を開きＳＷ２３を閉じることによって、ＰＤ１をＤＡＳ１に接続しＰＤ２をＤＡＳ３に接続する。ビュートリガ発生器２３からビュートリガ信号が供給されたことを契機として切替制御回路５７は、ビューをビュー１からビュー２に切替え、ＳＷ１１を開きＳＷ１２を開きＳＷ１３を閉じ、ＳＷ２１を閉じＳＷ２２を開きＳＷ２３を開くことにより、ＰＤ１をＤＡＳ３に接続しＰＤ２をＤＡＳ１に接続する。 In the scan after failure, the switching control circuit 57 switches ON / OFF of the plurality of switching elements SW for each view according to the switching pattern after failure stored in the main memory circuit 43 as in the first embodiment. The switching pattern used for scanning can be selected by the user via the input circuit 41. For example, in the switching pattern of FIG. 8, the switching control circuit 57 first connects SW1 to DAS1 and connects PD2 by closing SW11, opening SW12, opening W13, opening SW21, opening SW22 and closing SW23 in view 1. Connect to DAS3. When the view trigger signal is supplied from the view trigger generator 23, the switching control circuit 57 switches the view from view 1 to view 2, opens SW11, opens SW12, closes SW13, closes SW21, opens SW22, and opens SW23. Open PD to connect PD1 to DAS3 and connect PD2 to DAS1.

上記の通り、実施例２に係る処理回路４５は、故障等の性能の劣化したＤＡＳ素子５３を避けるように、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との接続の切替パターンを設定することができる。また、切替制御回路５７は、ＤＡＳ１５３に検出器素子５１よりも多いＤＡＳ素子５３を装備することにより、ＤＡＳ素子５３が故障した場合であっても、切替回路５５を制御して、故障したＤＡＳ素子５３を避けて各検出器素子５１をＤＡＳ素子５３に接続することができる。これにより、故障したＤＡＳ素子５３に起因する画像アーチファクトを無くすことが可能となる。また、ＤＡＳ素子５３が検出器素子５１と同数の場合に比して、検出器モジュール１５Ｍ又はＸ線検出器１５の交換頻度を減らすことができるので、ユーザからみた検出器モジュール１５Ｍ又はＸ線検出器１５の故障率を減らすことができる。 As described above, the processing circuit 45 according to the second embodiment sets the switching pattern of the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 so as to avoid the DAS elements 53 with degraded performance such as failure. be able to. In addition, the switching control circuit 57 is equipped with more DAS elements 53 than the detector elements 51 in the DAS 153, so that even when the DAS element 53 fails, the switching control circuit 57 controls the switching circuit 55 to detect the failed DAS element. Each detector element 51 can be connected to the DAS element 53 while avoiding 53. As a result, it is possible to eliminate image artifacts resulting from the failed DAS element 53. Further, since the frequency of replacement of the detector module 15M or the X-ray detector 15 can be reduced as compared with the case where the number of the DAS elements 53 is the same as the number of the detector elements 51, the detector module 15M or the X-ray detection from the viewpoint of the user. The failure rate of the device 15 can be reduced.

上記の実施例２において検出器素子５１は２個、ＤＡＳ素子は３個であるとしたが、実施例２において検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とは２以上で且つＤＡＳ素子５３の個数が検出器素子５１の個数よりも多ければ幾つであっても構わない。例えば、検出器モジュール１５Ｍ単位で検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とが切替回路５５を介して複数対複数で接続されると良い。検出器モジュール１５Ｍに検出器素子５１が２４個、ＤＡＳ素子５３が２５素子装備されている場合、検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とが切替回路５５を介して２４対２５で接続されることとなる。また、この場合、各検出器素子５１は、切替制御回路５７により、接続先のＤＡＳ素子５３が複数のビューに亘り分散するように、予備以外の２４個のＤＡＳ素子にビュー毎に順番に接続される。このように、各検出器素子５１が検出器モジュール１５Ｍに含まれる多数のＤＡＳ素子５３に順番に接続することにより、少数のＤＡＳ素子５３に順番に接続する場合に比して、より画像アーチファクトを平滑化することができる。 In the second embodiment, there are two detector elements 51 and three DAS elements. However, in the second embodiment, the number of detector elements 51 and 53 is two or more, and the number of DAS elements 53 is detected. As long as there are more than the number of vessel elements 51, it does not matter. For example, the detector elements 51 and the DAS elements 53 may be connected in a plurality of pairs via the switching circuit 55 in units of the detector module 15M. When the detector module 15M is equipped with 24 detector elements 51 and 25 DAS elements 53, the detector elements 51 and the DAS elements 53 are connected 24 to 25 via the switching circuit 55. Become. Also, in this case, each detector element 51 is connected in sequence to each of the 24 DAS elements other than the spare by the switching control circuit 57 so that the DAS elements 53 to be connected are distributed over a plurality of views. Is done. Thus, by connecting each detector element 51 in order to a large number of DAS elements 53 included in the detector module 15M, more image artifacts can be achieved than in the case of connecting to a small number of DAS elements 53 in order. Can be smoothed.

次に実施例３について説明する。実施例３は実施例２の変形例である。実施例２においてはＤＡＳ素子の故障前において予備のＤＡＳ素子（図６のＤＡＳ３）は検出器素子に接続されないように切替パターンが設定されるとした。実施例３において予備のＤＡＳ素子も検出器素子に接続されるように切替パターンが設定される。 Next, Example 3 will be described. The third embodiment is a modification of the second embodiment. In the second embodiment, the switching pattern is set so that the spare DAS element (DAS3 in FIG. 6) is not connected to the detector element before the failure of the DAS element. In the third embodiment, the switching pattern is set so that the spare DAS element is also connected to the detector element.

図９は、実施例３に係るスイッチング素子ＳＷの接続の切替パターンを示す図である。図９に示すように、ビュー１においてＰＤ１はＤＡＳ１に接続されＰＤ２はＤＡＳ２に接続される。すなわち、ビュー１においてＳＷ１１が閉じＳＷ１２が開きＳＷ１３が開き、ＳＷ２１が開きＳＷ２２が閉じＳＷ２３が開く。ビュー２においてＰＤ１はＤＡＳ３に接続されＰＤ２はＤＡＳ１に接続される。すなわち、ビュー２においてＳＷ１１が開きＳＷ１２が開きＳＷ１３が閉じ、ＳＷ２１が閉じＳＷ２２が開きＳＷ２３が開く。ビュー３においてＰＤ１はＤＡＳ２に接続されＰＤ２はＤＡＳ３に接続される。すなわち、ビュー１においてＳＷ１１が開きＳＷ１２が閉じＳＷ１３が開き、ＳＷ２１が開きＳＷ２２が開きＳＷ２３が閉じる。ビュー４においてＰＤ１はＤＡＳ１に接続されＰＤ２はＤＡＳ２に接続される。すなわち、ビュー４においてＳＷ１１が閉じＳＷ１２が開きＳＷ１３が開き、ＳＷ２１が開きＳＷ２２が閉じＳＷ２３が開く。 FIG. 9 is a diagram illustrating a connection switching pattern of the switching elements SW according to the third embodiment. As shown in FIG. 9, in view 1, PD1 is connected to DAS1 and PD2 is connected to DAS2. That is, in view 1, SW11 is closed, SW12 is opened, SW13 is opened, SW21 is opened, SW22 is closed, and SW23 is opened. In view 2, PD1 is connected to DAS3 and PD2 is connected to DAS1. That is, in view 2, SW11 opens, SW12 opens, SW13 closes, SW21 closes, SW22 opens, and SW23 opens. In view 3, PD1 is connected to DAS2, and PD2 is connected to DAS3. That is, in view 1, SW11 opens, SW12 closes, SW13 opens, SW21 opens, SW22 opens, and SW23 closes. In view 4, PD1 is connected to DAS1 and PD2 is connected to DAS2. That is, in view 4, SW11 is closed, SW12 is opened, SW13 is opened, SW21 is opened, SW22 is closed, and SW23 is opened.

上記の通り、各検出器素子５１は、予備のＤＡＳ素子５３を含む複数のＤＡＳ素子５３に対して複数のビューに亘り分散るように接続される。従って実施例２に比して検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３の特性のばらつきをより低減することができる。 As described above, each detector element 51 is connected to a plurality of DAS elements 53 including spare DAS elements 53 so as to be distributed over a plurality of views. Therefore, the variation in the characteristics of the detector element 51 and the DAS element 53 can be further reduced as compared with the second embodiment.

ＤＡＳ２が故障した場合、処理回路４５は、実施例２の通り、故障したＤＡＳ２が予備のＤＡＳ３に置換されるように切替パターンを設定し直すことができる。すなわち、処理回路４５は、図８に示す切替パターンのように、指定されたＤＡＳ素子が複数の検出器素子の何れにも接続されないように、複数の検出器素子と他の複数のＤＡＳ素子との接続のビュー毎の切替パターンを設定する。故障後の切替パターンに従う切替制御回路５７の動作は実施例２と同一なので説明を省略する。 When the DAS 2 fails, the processing circuit 45 can reset the switching pattern so that the failed DAS 2 is replaced with the spare DAS 3 as in the second embodiment. That is, the processing circuit 45 includes a plurality of detector elements and other DAS elements so that the designated DAS element is not connected to any of the plurality of detector elements as in the switching pattern shown in FIG. Sets the switching pattern for each view of the connection. Since the operation of the switching control circuit 57 according to the switching pattern after failure is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted.

以上で実施例１、実施例２、及び実施例３の説明を終了する。 This is the end of the description of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment.

なお、上記の実施形態においてＸ線検出器１５の全ての検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とが複数対複数の関係で接続されているものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の特性上、画像アーチファクトが目立つのは画像中心付近であるので、画像中心部に対応する検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３のみが複数対複数の関係で接続され、画像中心部外に対応する検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３は１対１の関係で接続されても良い。 In the above embodiment, all the detector elements 51 of the X-ray detector 15 and the DAS elements 53 are connected in a plural-to-multiple relationship. However, this embodiment is not limited to this. Due to the characteristics of the X-ray computed tomography apparatus, since the image artifact is conspicuous in the vicinity of the image center, only the detector elements 51 and the DAS elements 53 corresponding to the image center are connected in a plural-to-multiple relationship. The detector element 51 and the DAS element 53 corresponding to the outside may be connected in a one-to-one relationship.

図１０は、Ｘ線検出器１５における複数対複数の接続関係と１対１の接続関係との分布を示す平面図である。図１０に示すように、検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３が複数対複数の関係で接続される画像中心部は、例えば、Ｘ線検出器１５のチャンネル方向に関する中心部に位置する検出器モジュール１５Ｍ１に相当する。この場合、検出器モジュール１５Ｍ１に含まれる検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とに限定して切替回路５５を介して複数対複数の関係で接続される。他の検出器モジュール１５Ｍ２に含まれる検出器素子５１とＤＡＳ素子５３とは、切替回路５５を介さず直接的に１対１の関係で接続される。なお、図１０において画像中心部は、チャンネル方向に関する中心部であるとしたが、列方向に関する中心部であっても良い。このように画像中心部に限定して複数対複数の関係で接続することにより、スイッチング素子等の切替に関するコストを削減することができる。 FIG. 10 is a plan view showing a distribution of a multiple-to-multiple connection relationship and a one-to-one connection relationship in the X-ray detector 15. As shown in FIG. 10, the image center part in which the detector elements 51 and the DAS elements 53 are connected in a plural-to-many relationship is, for example, the detector module 15M1 located at the center part in the channel direction of the X-ray detector 15. It corresponds to. In this case, the detector element 51 and the DAS element 53 included in the detector module 15M1 are connected in a multiple-to-multiple relationship via the switching circuit 55. The detector element 51 and the DAS element 53 included in the other detector module 15M2 are directly connected in a one-to-one relationship without using the switching circuit 55. In FIG. 10, the center portion of the image is the center portion in the channel direction, but may be the center portion in the column direction. In this way, by limiting to the center portion of the image and connecting in a plural-to-multiple relationship, it is possible to reduce costs related to switching of the switching elements and the like.

また、上記の実施例において複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続は、１ビュー単位で切替えられるとしたが、２以上の複数ビュー単位で切替えられても良い。これにより切替回路５５に含まれるスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの切替えに起因するノイズ等を低減することができる。 In the above-described embodiment, the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 is switched in units of one view, but may be switched in units of two or more views. As a result, it is possible to reduce noise or the like due to switching of ON / OFF of the switching elements included in the switching circuit 55.

なお、切替制御回路５７は、線量又は撮影部位に応じて切替モードと非切替モードとを切替えても良い。切替モードにおいて複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続は所定のビュー毎に切替えられる。非切替モードにおいて複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続は固定される。 Note that the switching control circuit 57 may switch between the switching mode and the non-switching mode according to the dose or the imaging region. In the switching mode, the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 is switched for each predetermined view. In the non-switching mode, the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 is fixed.

線量と撮影部位とはプラン設定機能４５５の実行により処理回路４５により設定される。設定された線量又は撮影部位のデータは、Ｉ／Ｆ回路３７等を介して架台装置１０に伝送される。 The dose and the imaging region are set by the processing circuit 45 by executing the plan setting function 455. The set dose or data of the imaging region is transmitted to the gantry device 10 via the I / F circuit 37 or the like.

線量が少ないほど低線量に起因する多くのアーチファクトがＣＴ画像に発生することとなる。そのため、低線量でスキャンする際にこれ以上のアーチファクトの発生を抑制したいと考える場合、切替制御回路５７は、線量が比較的少ない場合に限定して切替モードに設定し、線量が比較的少なくない場合には非切替モードに設定する。具体的には、切替制御回路５７は、プラン設定機能４５５により設定された線量と予め設定された閾値を比較する。１００ｍＡの線量は低線量であり、５００ｍＡの線量が高線量であると考えられるので、例えば、３００ｍＡが閾値に設定されると良い。なお閾値は、入力回路４１等を介して任意の値に設定可能である。線量が閾値より高い場合、切替制御回路５７は、非切替モードに設定する。線量が閾値より低い場合、切替制御回路５７は、切替モードに設定する。 The smaller the dose, the more artifacts that result from the lower dose will occur in the CT image. Therefore, when it is desired to suppress the occurrence of further artifacts when scanning at a low dose, the switching control circuit 57 sets the switching mode only when the dose is relatively small, and the dose is not relatively small. In this case, the non-switching mode is set. Specifically, the switching control circuit 57 compares the dose set by the plan setting function 455 with a preset threshold value. Since the dose of 100 mA is a low dose and the dose of 500 mA is considered to be a high dose, for example, 300 mA may be set as the threshold value. The threshold value can be set to an arbitrary value via the input circuit 41 or the like. When the dose is higher than the threshold value, the switching control circuit 57 sets the non-switching mode. When the dose is lower than the threshold value, the switching control circuit 57 sets the switching mode.

なお、上記の例においては、線量が閾値より高い場合に非切替モードに設定し、線量が閾値より低い場合に切替モードに設定するとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。 In the above example, the non-switching mode is set when the dose is higher than the threshold, and the switching mode is set when the dose is lower than the threshold. However, this embodiment is not limited to this.

撮影部位に応じて生体起因のアーチファクトがＣＴ画像に発生することもある。例えば、腰部には大きな骨があるので、撮影部位が腰の場合、骨によるＸ線の散乱等に起因する多くのアーチファクトが発生することとなる。切替制御回路５７は、アーチファクトが発生し易い撮影部位が設定された場合に限定して切替モードに設定し、アーチファクトは発生し難い撮影部位が設定された場合には非切替モードに設定する。具体的には、切替制御回路５７は、複数の撮影部位の各々のコードについて切替モードを実行する旨のコード又は非切替モードを実行する旨のコードを関連づけたＬＵＴ（look up table）を記憶している。例えば、アーチファクトが発生し易い腰部のコードと切替モードを実行する旨のコードとがＬＵＴにおいて関連づけられる。プラン設定機能４５５により撮影部位が設定されると切替制御回路５７は、設定された撮影部位に応じたモードを当該ＬＵＴを利用して決定する。例えば、撮影部位が腰部の場合、ＬＵＴにおいて腰部のコードには切替モードを実行する旨のコードが関連づけられているので、切替制御回路５７は、切替モードに設定する。撮影部位のコードが切替モードを実行する旨のコードに関連づけられている場合、切替制御回路５７は、切替モードに設定する。撮影部位のコードが非切替モードを実行する旨のコードに関連づけられている場合、切替制御回路５７は、非切替モードに設定する。 An artifact caused by a living body may occur in a CT image depending on an imaging region. For example, since there are large bones in the waist, many artifacts due to scattering of X-rays by bones and the like occur when the imaging region is the waist. The switching control circuit 57 sets the switching mode only when an imaging region where an artifact is likely to occur is set, and sets the non-switching mode when an imaging region where an artifact is unlikely to occur is set. Specifically, the switching control circuit 57 stores a look-up table (LUT) in which a code for executing the switching mode or a code for executing the non-switching mode is associated with each code of the plurality of imaging regions. ing. For example, the LUT is associated with a waist code, which is likely to cause artifacts, and a code for executing the switching mode. When an imaging region is set by the plan setting function 455, the switching control circuit 57 determines a mode corresponding to the set imaging region using the LUT. For example, when the imaging region is the waist, the switching control circuit 57 sets the switching mode because the code for executing the switching mode is associated with the waist code in the LUT. When the code of the imaging part is associated with the code for executing the switching mode, the switching control circuit 57 sets the switching mode. When the code of the imaging region is associated with a code for executing the non-switching mode, the switching control circuit 57 sets the non-switching mode.

上記の処理により切替モードが設定された場合、切替制御回路５７は、スキャンにおいて、上記の通り、複数の検出器措置５１と複数のＤＡＳ５３との接続を所定のビュー毎に切替える。非切替モードが設定された場合、切替制御回路５７は、スキャンにおいて、複数の検出器措置５１と複数のＤＡＳ５３との接続を固定する。これにより切替制御回路５７は、アーチファクトが発生しやすい線量又は撮影部位が設定された場合に限定して複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ５３との接続を切替えることができる。 When the switching mode is set by the above processing, the switching control circuit 57 switches the connection between the plurality of detector measures 51 and the plurality of DASs 53 for each predetermined view in the scan as described above. When the non-switching mode is set, the switching control circuit 57 fixes the connection between the plurality of detector measures 51 and the plurality of DASs 53 in the scan. Thereby, the switching control circuit 57 can switch the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DASs 53 only when a dose or an imaging region where an artifact is likely to occur is set.

なお、上記の処理においてはアーチファクトが発生し易い線量又は撮影部位である場合、切替モードに設定されるものとした。しかしながら、切替制御回路５７は、線量又は撮影部位に依らず、ユーザによる入力回路４１等を介した指示に従い任意に切替モード又は非切替モードに設定しても良い。例えば、高線量でスキャンする場合であっても、より高画質のＣＴ画像を発生したいと考える場合、切替制御回路５７は、切替モードに設定しても良い。 In the above processing, the switching mode is set when the dose or the imaging region is likely to cause an artifact. However, the switching control circuit 57 may arbitrarily set the switching mode or the non-switching mode in accordance with an instruction from the user via the input circuit 41 or the like regardless of the dose or the imaging region. For example, even when scanning with a high dose, if it is desired to generate a higher quality CT image, the switching control circuit 57 may be set to the switching mode.

また、上記の説明においてＸ線コンピュータ断層撮影装置は、いわゆる第３世代であるとした。すなわち、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管１３とＸ線検出器１５とが１体となって被検体Ｓの周囲を回転する回転／回転型（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）であるとした。しかしながら、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、それのみに限定されない。例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、リング状に配列された多数の検出器素子及びＤＡＳ素子が固定され、Ｘ線管１３のみが被検体の周囲を回転する固定／回転型（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）でも良い。 In the above description, the X-ray computed tomography apparatus is a so-called third generation. That is, the X-ray computed tomography apparatus is a rotation / rotation type (ROTATE / ROTATE-TYPE) in which the X-ray tube 13 and the X-ray detector 15 are combined into one body and rotate around the subject S. . However, the X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment is not limited thereto. For example, in an X-ray computed tomography apparatus, a large number of detector elements and DAS elements arranged in a ring shape are fixed, and only the X-ray tube 13 rotates around the subject (STATIONION / ROTATE-). TYPE).

上記の通り、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管１３、複数の検出器素子５１、複数のＤＡＳ素子５３、切替回路５５、及び切替制御回路５７を有する。Ｘ線管１３は、Ｘ線を発生する。複数の検出器素子５１は、Ｘ線を検出する。複数のＤＡＳ素子５３は、複数の検出器素子５１からの出力信号を信号処理する。切替回路５５は、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間に設けられる。切替制御回路５７は、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３との間の接続を所定のビュー毎に切替えるように切替回路５５を制御する。 As described above, the X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment includes the X-ray tube 13, the plurality of detector elements 51, the plurality of DAS elements 53, the switching circuit 55, and the switching control circuit 57. The X-ray tube 13 generates X-rays. The plurality of detector elements 51 detect X-rays. The plurality of DAS elements 53 performs signal processing on output signals from the plurality of detector elements 51. The switching circuit 55 is provided between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53. The switching control circuit 57 controls the switching circuit 55 so as to switch the connection between the plurality of detector elements 51 and the plurality of DAS elements 53 for each predetermined view.

上記の構成により、複数の検出器素子５１と複数のＤＡＳ素子５３とを切替回路５５を介して複数対複数の関係で接続することができる。これにより各検出器素子５１の接続先を複数のＤＡＳ素子５３の間で複数のビューに亘り分散させることにより、検出器素子５１及びＤＡＳ素子５３の特性のばらつきに伴う画像アーチファクトを低減することができる。よってＸ線検出器１５又は検出器モジュール１５Ｍの交換頻度を減らすことができる。Ｘ線検出器１５又は検出器モジュール１５Ｍを交換した場合、新たに較正する必要があるが、交換頻度を減らすことにより較正する頻度を減らすこともできる。 With the above configuration, a plurality of detector elements 51 and a plurality of DAS elements 53 can be connected via a switching circuit 55 in a plural-to-multiple relationship. Thus, by connecting the connection destination of each detector element 51 over a plurality of views among a plurality of DAS elements 53, it is possible to reduce image artifacts due to variations in the characteristics of the detector elements 51 and DAS elements 53. it can. Therefore, the replacement frequency of the X-ray detector 15 or the detector module 15M can be reduced. When the X-ray detector 15 or the detector module 15M is replaced, it is necessary to newly calibrate, but the frequency of calibration can be reduced by reducing the replacement frequency.

かくして本実施形態によれば、検出器素子及びＤＡＳ素子の特性のばらつきに伴う画像アーチファクトの低減が実現する。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to reduce image artifacts due to variations in the characteristics of the detector elements and the DAS elements.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１０…架台、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線管、１５…Ｘ線検出器、１７…寝台、１９…回転駆動装置、２１…架台制御回路、２３…トリガ信号発生器、２５…寝台駆動装置、３０…コンソール、３１…前処理回路、３３…再構成回路、３７…Ｉ／Ｆ回路、３９…表示回路、４１…入力回路、４３…主記憶回路、４５…処理回路、５１…検出器素子、５３…ＤＡＳ素子、５５…切替回路、５７…切替制御回路、６１…シンチレータ、６３…光検出器、６５…積分器、６７…Ａ／Ｄ変換器、４５１…切替設定機能、４５３…故障素子特定機能、４５５…プラン設定機能。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mount, 11 ... Rotating frame, 13 ... X-ray tube, 15 ... X-ray detector, 17 ... Bed, 19 ... Rotation drive device, 21 ... Mount control circuit, 23 ... Trigger signal generator, 25 ... Bed drive device 30 ... Console, 31 ... Preprocessing circuit, 33 ... Reconstruction circuit, 37 ... I / F circuit, 39 ... Display circuit, 41 ... Input circuit, 43 ... Main memory circuit, 45 ... Processing circuit, 51 ... Detector element 53 ... DAS element, 55 ... switching circuit, 57 ... switching control circuit, 61 ... scintillator, 63 ... photodetector, 65 ... integrator, 67 ... A / D converter, 451 ... switching setting function, 453 ... failure element Specific function, 455 ... Plan setting function.

Claims

An X-ray tube that generates X-rays;
A rotating frame to which the X-ray tube is attached;
A plurality of detector elements for detecting x-rays;
A plurality of DAS elements for signal processing output signals from the plurality of detector elements;
A switching unit provided between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements;
A switching control unit for controlling the switching unit so as to switch the connection between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements for each rotation of a predetermined angle by the rotating frame;
An X-ray computed tomography apparatus comprising:

A drive unit for generating power for rotating the rotating frame;
A trigger signal generator for generating a trigger signal for each rotation of the predetermined angle corresponding to the period of view of the rotation frame;
The switching control unit switches connection between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements based on generation of a trigger signal corresponding to the predetermined view;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.

The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements are connected in a multiple-to-multiple relationship.

The first detector element included in the predetermined range of the plurality of detector elements has a plurality of relationships with respect to the first DAS element included in the predetermined range of the plurality of DAS elements. Connected,
The second detector element outside the predetermined range among the plurality of detector elements has a one-to-one relationship with the second DAS element outside the predetermined range among the plurality of detector elements. Connected,
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.

The X-ray computed tomography apparatus according to claim 4, wherein the predetermined range is set at a substantially central portion with respect to a channel direction.

The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the number of the plurality of DAS elements is the same as the number of the plurality of detector elements.

The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the plurality of DAS elements are larger than the plurality of detector elements.

The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, further comprising a setting unit configured to set connection between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements.

The setting unit limits the connection between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements to the DAS elements other than the DAS elements whose performance is degraded among the plurality of DAS elements. 9. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 8, wherein the X-ray computed tomography apparatus is set so as to be connected.

Each of the plurality of detector elements includes a scintillator that absorbs X-rays and emits fluorescence, and a photodetector that converts the fluorescence into an electrical signal,
Each of the plurality of DAS elements includes an integrator that integrates the electrical signal, and an A / D converter that converts the integrated electrical signal to digital.
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.

The switching control unit switches between a switching mode and a non-switching mode according to a dose or an imaging region,
In the switching mode, the connection between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements is switched every rotation of the predetermined angle,
In the non-switching mode, connections between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements are fixed.
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.

The X-ray computed tomography according to claim 11, wherein the switching control unit sets the switching mode when the dose is lower than a preset threshold, and sets the non-switching mode when the dose is higher than the threshold. apparatus.

12. The switch control unit according to claim 11, wherein the switching control unit sets the switching mode when the imaging region is a region where an artifact is likely to occur, and sets the non-switching mode when the imaging region is a region where the artifact is difficult to generate. X-ray computed tomography apparatus.

A reconstruction unit that generates a sinogram based on outputs from the plurality of DAS elements;
A specifying unit that specifies a faulty element from the plurality of DAS elements based on a pixel value of each pixel constituting the sinogram,
The switching control unit switches connection between a plurality of DAS elements other than the failed element and the plurality of detecting elements;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.

A plurality of detector elements for detecting x-rays;
A plurality of DAS elements for signal processing output signals from the plurality of detector elements;
A plurality of switches provided between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements;
A switching control unit that controls the plurality of switches so as to switch the connection between the plurality of detector elements and the plurality of DAS elements for each predetermined view;
An X-ray detector comprising: