JP2680445B2 - 断層撮影装置 - Google Patents

断層撮影装置

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JP2680445B2
JP2680445B2 JP1260112A JP26011289A JP2680445B2 JP 2680445 B2 JP2680445 B2 JP 2680445B2 JP 1260112 A JP1260112 A JP 1260112A JP 26011289 A JP26011289 A JP 26011289A JP 2680445 B2 JP2680445 B2 JP 2680445B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は医療用断層撮影装置に関し、特に連続X線を
用いる断層撮影装置に関する。
(従来の技術) X線CT装置においては、被検体を透過したX線を検出
する複数のチャンネルを有する検出器からのアナログ信
号を計算器で処理するためにデジタル信号に変換する、
アナログ−デジタル変換(以下、AD変換と称する。)と
いう処理を行なう。
ところで、X線CT装置には、X線を断続的に曝射する
パルスX線方式と、X線を1スキャン中に切れ目なく連
続的に曝射する連続X線方式とがある。パルスX線を用
いたX線CT装置では、X線を検出し終わった時間から次
のX線が曝射される時間までに間隔があるので、その時
間に各チャンネルについて順にAD変換を行なう。ところ
が連続X線を用いたCT装置においては、X線はスキャン
中常時検出器に入射する。そのため、従来は第6図に示
すような構成を有していた。n個のチャンネルCH1
を有する検出器Dが被検体Pを挟んでX線源Sに対向し
て配置されている。検出器Dの1つのチャンネルについ
てみると、第1チャンネルCH1からの信号を積分器I1
で一定時間蓄積する。一定時間蓄積された信号は、保持
回路H1へ出力され、積分器I1′は新たに検出器D1からの
信号の蓄積を開始する。保持回路H1に入力された信号
は、切換え器SW′及び信号の強さに応じてゲインを変え
ることのできる可変利得アンプFPAを介してAD変換器ADC
へ出力されてAD変換される。この動作を全チャンネルに
ついて行なった後、AD変換された信号は再構成装置RCで
再構成され、表示装置DPで断層像として表示される。
第7図に第6図で示した装置の各チャンネルにおける
動作を示す。第1チャンネルCH1の積分器I1′では、上
述したように、一定時間t1′の間検出器からの信号を電
荷として蓄積する。蓄積された電荷は続いて保持回路H1
へ転送され、0にリセットされる。保持回路H1に入力さ
れた信号は、AD変換器ADCへ出力され、AD変換される。
第2チャンネルCH2では、第1チャンネルCH1と同時に、
積分器I2′で一定時間t1′の間信号を蓄積し、第1チャ
ンネルCH1で保持回路H1へ出力するのと同時に保持回路H
2へ出力し、積分器I2′のリセットを行なう。ここで、
保持回路H2では、AD変換器ADCで第1チャンネルからの
信号をAD変換し終わるまで積分器I2′からの信号を保持
し、第1チャンネルCH1からの信号のAD変換が終了する
とAD変換器ADCへ出力してAD変換を行なう。同様にし
て、第1チャンネルCH1から第nチャンネルCHnまで、各
チャンネルごとに前のチャンネルのAD変換が終了するま
で保持回路で信号を保持し、順にAD変換を行なう。
(発明が解決しようとする課題) 第6図に示した装置では、1チャンネルごとに保持回
路を持たねばならないため、構成が複雑になり、装置が
大きく重たく高価で故障しやすいものとなる。
そこで本発明は、簡単な構成による、連続X線を用い
た断層撮影装置におけるデータ収集装置を提供すること
を目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上述した課題を解決するために本発明では、扇状の放
射線を連続的に放射する放射線源と、この放射線源と被
検体を挟んで対向配置され、複数のチャンネルからな
り、前記被検体を透過した放射線のデータを電気信号と
して検出する検出器と、この検出器の各チャンネル毎に
設けられ、各チャンネルから出力された信号をそれぞれ
一定時間蓄積する複数の積分器と、この各積分器から転
送される出力を一定時間保持する保持器と、この保持器
と前記積分器のうちの1つとを順次接続する切換え器
と、前記保持器からの出力を順次アナログ−デジタル変
換するアナログ−デジタル変換器と、このアナログ−デ
ジタル変換器の出力を再構成するに当り、前記信号の前
記保持回路への転送が全チャンネルについて1回行われ
る間に該転送が行われた放射線パスが全て通過しかつX
線源の回転軌跡に最も近い位置の点を前記放射線源の位
置と置き換えて再構成処理を行い、前記被検体の断層像
を作成する再構成装置とを有する。
(実施例) 第1図に本発明の構成を表わすブロック図を示す。連
続的に切れ目なくX線を発生するX線源Sと複数のチャ
ンネルを有し、X線源SからのX線を検出する検出器D
が被検体Pを挟んで対向して配置されている。検出器D
のチャンネルCH1の出力は、それぞれ積分器I1
に入力され、電荷として蓄えられる。積分器I1にそ
れぞれ蓄えられた電荷は、切換器SWによって、積分器I1
から一定の間隔をおいて順次保持回路Hに送られ
る。保持回路Hでは積分器I1からの出力をそれぞれ
一定時間保持し、さらに保持している間の検出器Dから
の出力も蓄積する。また、保持回路Hの出力は可変利得
アンプFPAを介してAD変換器ADCへ入力され、AD変換され
る。AD変換されたデータは再構成装置RCによって断層像
に再構成され、表示装置DPによって画像として表示され
る。
第2図に第1図中の積分器I1から保持回路Hまで
の詳細な構成を示す。積分器I1はそれぞれオペアン
プOP1、コンデンサC1及びスイッチQ111nによ
って構成されている。検出器からの出力コンデンサC1
に電荷として蓄えられる。切換器SWはそれぞれのチャ
ンネルに対応した入力と1つの出力を有し、各チャンネ
ル毎にスイッチQ212nが設けられている。保持回路H
はオペアンプOPAとOPB、コンデンサCF及びリセットの
ためのスイッチQFからなっている。
第3図に本発明の動作を表わすタイミングチャートを
示す。I1は、積分器I1に蓄えられる電荷の時間
的変化を表わしている。例えば積分器I1についてみる
と、一定時間t1の間スイッチQ11は開いており、コンデ
ンサC1に電荷が蓄えられる。時間t1の終了前t0の間スイ
ッチQ21が閉じ、蓄えた電荷を保持回路Hに伝達する。
スイッチQ21が閉じて一定時間t0が経過するとスイッチQ
11が時間t2の間閉じてリセットし、その後Q11が再び開
き、再び電荷の蓄積を開始する。この一連の動作は各チ
ャンネル間で一定時間t3だけずらして行なわれる。
Hは保持回路HのON/OFFのタイミングを表わしてい
る。保持回路HのON/OFFのタイミングは各チャンネルの
スイッチQ212nが閉じるタイミングt0と一致してい
る。すなわち、各チャンネルにおいてスイッチQ212n
が閉じることによって積分器I1からそれぞれ伝達さ
れた信号は、順に保持回路Hに入力される。
ADCは、AD変換器ADCの動作のタイミングを表わしてい
る。保持回路Hによって次々に出力されたチャンネルCH
1のデータは、順に可変利得アンプFPAを介してAD変
換器ADCに入力されてAD変換され、再構成装置RCに出力
される。
以上述べたように、本発明では積分器からの出力を一
定時間ずらして行なうことにより、積分器以後の保持回
路等を複数のチヤンネルで共有することができ、従来の
装置と比較して極めて簡単な構成によりデータ収集装置
を提供することができる。
なお、本発明に用いて既知であるフィルタードバック
プロジェクション法の直接再構成法を行なうことはでき
ない。第4図はその理由を示す説明図である。フィルタ
ードバックプロジェクション法の直接再構成法では、検
出器Dのチャンネル1〜nのデータは同じ位置(第4図
中Aで示す。)から曝射されたX線によるものであり、
このような同じ位置から曝射され複数チャンネルの検出
器で検出されたX線のデータの組が1スキャン中に多数
存在するということを前提としている。ところが本発明
では、例えば、第4図中でX線源がAの位置にあるとき
検出器Dの第1チャンネルCH1でデータ収集を開始し、
X線源がBの位置にあるとき第nチャンネルCHnのデー
タ収集を開始するというように、チャンネル1〜nのデ
ータ収集の間にX線源が移動してしまう。
そこで本発明では、第5図に示すような仮想の焦点を
用いて再構成を行なう。検出器Dでデータ収集を開始す
るチャンネルが1からnまで移動するに伴って、X線源
Sの位置が矢印Cの方向にAからBまで移動するとす
る。この間のデータ収集を開始するチャンネルに該当す
るX線パスの軌跡は全て点Eを通過する。そこで点Eを
仮想焦点とすることによって、チャンネル1〜nのデー
タ収集の間のX線源の移動を無視することができ、従来
のフィルタードバックプロジェクション法の直接再構成
法を使用することができる。このとき、X線源Sから曝
射される扇状X線の広がり角をθ、仮想焦点EによるX
線の広がり角をθ′、X線源Sの位置A、BとX線源S
の回転中心Oのなす角度をα、X線源Sの回転中心Oと
X線源Sとの距離をr、X線源Sの回転中心Oと仮想焦
点Eとの処理をr′、X線源SのAからBまでの移動距
離(直線距離)をFとすると、θ′、r′は以下の
(1)、(2)式でそれぞれ表わされる。
θ′=θ+α …(1) r′=r・cos(α/2)−F/(2tan(θ′2)) …
(2) ここで、α(゜)は1つのチャンネルが積分を開始し
てから隣のチャンネルが積分を開始するまでの時間t1
検出器のチャンネル数n、X線源Sが一回転する時間T
を用いて次の(3)式で表わされる。
α=360゜×t1×n/T …(3) t1、Tを変えることによりαは可変となる。
[発明の効果] 本発明では、本発明では積分器から保持回路へのデー
タの転送を一定時間ずらして行なうことにより、放射線
源から放射される放射線によるデータを切れ目なく収集
し、かつ積分器以後の保持回路等を複数のチャンネルで
共有することができるため、従来の装置と比較して極め
て簡単な構成によりデータ収集装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を用いたX線CT装置の構成を示すブロッ
ク図、第2図は第1図の主要部分の詳細を示す構成図、
第3図は本発明の動作を表わすタイミングチャート、第
4図は本発明の問題点を示す説明図、第5図はその問題
点の解決法を示す説明図、第6図は従来のX線CT装置を
示すブロック図、第7図は従来のデータ収集装置の動作
を示すタイミングチャートである。 S……X線源、D……検出器、SW……切換え器、 I1……積分器、H……保持回路、 ADC……AD変換器、RC……再構成装置。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】扇状の放射線を連続的に放射する放射線源
    と、この放射線源と被検体を挟んで対向配置され、複数
    のチャンネルからなり、前記被検体を透過した放射線の
    データを電気信号として検出する検出器と、この検出器
    の各チャンネル毎に設けられ、各チャンネルから出力さ
    れた信号をそれぞれ一定時間蓄積する複数の積分器と、
    この各積分器から転送される出力を一定時間保持する保
    持器と、この保持器と前記積分器のうちの1つとを順次
    接続する切換え器と、前記保持器からの出力を順次アナ
    ログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換器と、
    このアナログ−デジタル変換器の出力を再構成するに当
    り、前記信号の前記保持回路への転送が全チャンネルに
    ついて1回行われる間に該転送が行われた放射線パスが
    全て通過しかつX線源の回転軌跡に最も近い位置の点を
    前記放射線源の位置と置き換えて再構成処理を行い、前
    記被検体の断層像を作成する再構成装置とを有すること
    を特徴とする断層撮影装置。
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JP25192788 1988-10-07
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DE69221513T2 (de) * 1991-02-07 1998-03-26 Toshiba Kawasaki Kk Röntgenstrahl-Computer-Tomograph mit Bilddatenerfassungsschaltung zur Ausführung von Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung
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JPS5845683U (ja) * 1981-09-24 1983-03-28 株式会社 寺田製作所 製茶粗揉機
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JPH02191438A (ja) 1990-07-27

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