JP2775279B2 - X線ctのデータ収集装置 - Google Patents

X線ctのデータ収集装置

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JP2775279B2
JP2775279B2 JP1039624A JP3962489A JP2775279B2 JP 2775279 B2 JP2775279 B2 JP 2775279B2 JP 1039624 A JP1039624 A JP 1039624A JP 3962489 A JP3962489 A JP 3962489A JP 2775279 B2 JP2775279 B2 JP 2775279B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は複数回の起動信号によりサンプリングを行う
X線CTのデータ収集装置に関し、特に各サンプリングデ
ータのX線等による変動を正確に補正するX線CTのデー
タ収集装置に関する。
(従来の技術) X線CTは被検体に対しX線を全周に亘って照射して、
被検体を透過したX線を検出し、画像再構成することに
より断層写真を撮影する装置である。このように被検体
の全周に亘ってデータを取るための方式としては各種の
ものがあるが、X線源と検出器とが被検体の周囲を1周
するR−R方式と称せられる装置について考察する。
第3図は従来のR−R方式の検出器とその信号処理回
路を示す図である。図において、1は被検体2を照射す
るためのX線を放射するX線源で、被検体2を透過した
X線は検出器3に入射される。検出器3は被検体2を透
過したX線を検出して断層像を作るための測定チャネル
3Aと、被検体2を透過しないX線源1から直接入射され
るX線を検出して、X線源の変動等を測定し、測定チャ
ネル3Aの出力データを補正するために測定チャネル3Aの
両側に設けた補正チャネル3B,3Cとで構成されている。
測定チャネル3Aは、例えば300〜500のチャネルで構成さ
れていて、データ処理を全チヤネルにプリアンプを接続
して行うのは設備が膨大になるので、例えば、8〜10チ
ャネルのブロックに分けて測定している。
1C1,1C2,…,1Cmは測定チャネル3Aのn個のブロック中
の第1ブロックに属するm個のチャネルの出力端子と接
地間に接続されたコンデンサ群で、それぞれのチャネル
の出力電流を積分して電圧として出力する。出力電圧v
は次式の通りである。
v=(1/C)∫idt …(1) 1S1,1S2,…,1Smは各チャネルに接続されたスイッチ群
で、第1回目の起動トリガによりスイッチ1S1が動作す
ると自動的に逐次切り替えられて、各チャネルの出力信
号を連続した信号としてプリアンプ4aに出力する。nC1,
nC2,…,nCm及びnS1,nS2,…,nSmはそれぞれ第nブロック
における積分用コンデンサ群と積分された電荷による測
定チャネル3Aのデータを出力回路に接続するためのスイ
ッチ群である。スイッチnS1,nS2,…,nSmは第n回目の起
動トリガにより動作して逐次データをプリアンプ4nに出
力する。XC1,XC2,…,XCm及びYC1,YC2,…,YCmはそれぞれ
補正チャネル3B及び3Cの積分コンデンサ群、XS1,XS2,
…,XSm及びYS1,YS2,…,YSmはそれぞれ補正チャネル3B及
び3Cの出力を切り替えるスイッチ群で、それぞれの出力
はプリアンプ4Xとプリアンプ4Yに入力される。又、RSX,
RSY,RS1,…,RSnはそれぞれ各積分コンデンサに充電され
た電荷を放電するリセット用のスイッチである。各プリ
アンプの出力はスイッチ5a,5b,…,5n,5X,5Yにより切り
替えられてプログラマブルゲインアンプ(以下PGAとい
う)に入力されて増幅された後、AD変換器7においてデ
ィジタル信号に変換され、計算機8に入力されて演算処
理される。
(発明が解決しようとする課題) 上記のX線CTにおいて、1ビュー内に測定チャネル3A
のnブロックのチャネルをn回の起動信号によってデー
タのサンプリングを行い、各々の起動信号でm個のデー
タを時間差無くサンプリングをしたとすると、補正デー
タ用にn回のサンプリングが必要になる。起動信号を1
回だけで行っていた従来の方式に比べて、n倍多くの補
正チャネルを必要とすることになり、それだけ、検出器
のチャネルが多くなってしまうという問題があった。
又、検出器を従来方式のものと同じものを使うようにす
ると、有効チャネルの数が減って有効視野が狭くなって
しまうという問題を生ずることになる。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的
は、補正チャネルの数を増やすことなく、X線変動等に
よるサンプリングデータの変動を正確に補正するための
複数の補正データを得ることのできるX線CTのデータ収
集装置を実現することにある。
(課題を解決するための手段) 前記の課題を解決する本発明は、多数の測定用チャネ
ルとこれら測定チャネルの測定データを補正するデータ
を得るための補正用チャネルを有し、複数回の起動信号
により、測定用チャネルのデータと補正用チャネルのデ
ータのサンプリングを行うX線CTのデータ収集装置にお
いて、前記補正用チャネルの検出器出力電流を電圧に変
換する電流−電圧変換手段と、該電流−電圧変換手段か
らの電圧出力を前記補正用チャネルの出力電流の積分値
である電圧に変換して出力する複数の積分手段とを具備
することを特徴とするものである。
(作用) 複数の積分手段によって、共通の補正用チャネルから
複数の補正データを得る。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。図に
おいて、第3図と同等の部分には同一の符号を付してあ
る。図中、C1,C2,…,Cnは検出器3の各測定チャネル3A
で検出したX線による電荷を充電する積分用のコンデン
サ群、SW1,SW2,…,SWnは各コンデンサC1,C2,…,Cnに充
電された電荷に基づく電圧としての測定データを外部起
動トリガ毎にそれぞれ切り替えて逐次出力させるスイッ
チ群である。SW1X,SW2X,SW3X等は検出器3中にある測定
チャネルをランダムに切り替えて、データとして出力す
るためのスイッチ群で、スイッチSW1,SW2,…,SWn等と本
質的に同等の働きをする。11は帰還用の抵抗Rを伴って
入力電流を電圧出力に変換する電流−電圧変換器、12a,
12b,…,12mは、電流−電圧変換器11の出力電圧を積分す
る積分器で、電流−電圧変換器11の帰還抵抗Rに等しい
抵抗値の抵抗Rを介して電流−電圧変換器11に接続され
ており、起動信号毎に出力される測定チャネル3Aの出力
データの数と等しい数量を備えている。積分器12a,12b,
…,12mはそれぞれ積分コンデンサC11,C12,…,C1mによっ
て帰還回路を構成されており、各コンデンサに並列に接
続されているスイッチSW11,SW12,…SW1mよりリセットさ
れる。SW21,SW22,…,SW2mはそれぞれ積分器12a,12b,…,
12mの出力データを出力させるために順次に接続される
スイッチ群,SW31はスイッチSW1,SW2,…,SWn及びスイッ
チSW1X,SW2X,…の動作時の後半に接続されてコンデンサ
C1,C2,…,Cn等に充電されている電荷を放電し、各チャ
ネルの測定データをリセットするスイッチである。13は
測定データを増幅する増幅器、14は各スイッチの動作時
期及びAD変換器7の動作時期を制御する制御回路で、外
部起動信号によって動作を開始する。本実施例のデータ
収集装置は入力端子CH1,CH2,…,CHn及びCHRからAD変換
器7の出力部までを含んでいる。
次に上記のように構成された実施例の装置の動作を説
明する。X線源1からX線が放射されると、被検体2の
体内を通過したX線は、検出器3の測定チャネル3Aの各
チャネルにおいてそれぞれ検出される。検出器3が例え
ばXe電離箱であれば、入射X線量に比例してXeガスが電
離し、電流の形で出力される。この電流はそれぞれコン
デンサC1,C2,…,Cnに充電され、(1)式に示す電圧に
変換される。
X線源1から照射され、被検体2を通過しないで直接
補正チャネル3Bに入力されたX線は、上記と同様に補正
チャネル3Bにより入射X線量に比例した電流に変換さ
れ、電流−電圧変換器11に入力される。電流−電圧変換
器11は次式に示す電圧v1を出力する。
v1=−iR …(2) 積分器12aは電流−電圧変換器11から入力される(2)
式の電圧v1を積分して電圧v2を出力する。
積分器12b,…,12mにおいても同様である。
(1)式,(3)式は同形であって、X線量の等しい
チャネルからのデータによる出力電圧は等しい電圧とな
る。補正チャネル3bで検出され、コンデンサC11,C12,
…,C1mに充電された電荷はスイッチSW11,SW12,…,SW1m
によってそれぞれのタイミングで放電される。
上記のように、検出器3の出力電流による電圧信号
は、それぞれのタイミングでスイッチSW1,SW2,…,SWn
スイッチSW1x,SW2x,SW3x,…,スイッチSW21,SW22,…,SW
2m等を経て増幅器13で増幅され、AD変換器7においてデ
ィジタル信号に変換され、計算機8で所要の演算を受け
て補正される。SW31は所定のタイミングで開閉して測定
チャネル3Aからの電流を充電した各コンデンサの電荷を
放電してリセットする。上記のスイッチのそれぞれのタ
イミングは外部起動信号によって起動した制御回路14に
より制御される。
以上の回路動作のタイミングを第2図のタイムチャー
トを参照して説明する。図において、各ライン上のパル
スは、外部起動信号の入力時期、各スイッチの動作時期
及びAD変換器7のサンプリングのタイミングを示し、下
欄の片仮名文字はそれぞれの時刻を示す指標である。時
刻(ア)の外部起動信号により、一連の計測がスタート
する。先ず、時刻(イ)において、チャネルCH1からの
入力によるコンデンサC1の両端電圧の計測をするため
に、スイッチSW1が“オン”になり、同時にAD変換器起
動信号により増幅器13で増幅された信号がAD変換器7に
おいてディジタル信号に変換されて計算機8に転送され
る。但し、図ではスイッチSW1の“オン”と同時にAD変
換が行われるように示されているが、実際には増幅器13
による増幅が整定するまでに時間遅れが生じているの
で、AD変換器起動信号はその分を考慮してあるが、時間
が短いので図上では現れない。
時刻(ウ)においてAD変換終了後、スイッチSW31
“オン”となり、コンデンサC1の電荷は(ウ)→(エ)
の期間に放電される。時刻(エ)でコンデンサC1の電荷
が放電された後、次の測定チャネルに繋がっているスイ
ッチSW1xが“オン”になる。このチャネルは既述のよう
に測定チャネル3Aの配置順でなくランダムに選ばれたチ
ャネルである。時刻(エ)のAD変換器起動信号でAD変換
後、(オ)〜(カ)においてスイッチSW31が“オン”に
なり、被測定チャネルに接続されているコンデンサ(図
示せず)の電荷を放電する。次いで、(カ)〜(キ)の
時間にその他のチャネルの計測を行った後、時刻(キ)
において、スイッチSW21が“オン”になり、補正チャネ
ル3Bの出力即ち積分器12aの出力である(3)式の電圧
をAD変換器7に送る。AD変換器7は時刻(キ)において
発生するAD変換器起動信号によりAD変換を行う。次いで
時刻(ク)においてスイッチSW11が“オン”になるため
コンデンサC11の電荷は放電を開始し、時刻(ケ)で放
電して、次の外部起動信号の入力に備える。
時刻(コ)において次の外部起動信号が入力され、チ
ャネルCH2に続く一連の動作が開始される。時刻(サ)
においてスイッチSW2が“オン”になり、AD変換が行な
われ、(シ)〜(ス)においてスイッチSW31が“オン”
になってコンデンサC2の電荷を放電、時刻(ス)におい
てスイッチSW2xが“オン”になると同時にAD変換が行な
われ、(セ)〜(ソ)でスイッチSW31が“オン”になっ
て電荷を放電する。(ソ)〜(タ)の期間において複数
個の測定用チャネルの計測を行った後、時刻(タ)でス
イッチSW22が“オン”となり、積分器12bの出力を計測
した後、(チ)〜(ツ)間にスイッチSW12が“オン”と
なってコンデンサC12の電荷は放電され、次の外部起動
信号の入力を持つ。
次ぎに上記と同様に(ナ)〜(ヌ)の期間にスイッチ
SW3,(ヌ)〜(ノ)の期間にスイッチSW3xが“オン”に
なって計測を行い、以後同様の計測を行って、(ホ)〜
(マ)におけるC1mの信号計測及び電荷放電後、再び、
時刻(ミ)の外部起動信号入力により、チャネルCH1
測定を開始する。
以上の過程において、で計算機8に送られた信号のう
ち、時刻(ア)における外部起動信号で計測された一群
のデータに対する補正データは、時間的に近接して得ら
れたコンデンサC11による積分器12aのデータを用い、時
刻(コ)の外部起動信号で得られた一群のデータに対す
る補正データは、時刻(タ)で得られるコンデンサC12
による積分器12bのデータを用いる。
同様に、時刻(ハ)の外部起動信号による補正データ
は、時刻(ヘ)で得られるコンデンサC1mによる積分器1
2mの出力データである。
以上説明したように、1ビュー内で複数個必要であっ
た補正データを、検出器3の構成を変えないでデータ収
集装置の内部で分割計測できるようになるため、1個の
補正チャネルから得られるデータによって各測定データ
を補正することができるようになった。
尚、本発明は上記の実施例に限定されるものではな
い。X線検出器の補正チャネルは1個だけを示してある
が、測定チャネルの両側に複数個設けて、相補する構成
にしても良い。
又、精度良く計測するために検出器内で複数個のチャ
ネルを並列接続して信号レベルを上げるようにしてもよ
い。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、補正チャ
ネルの数を増やすことなく、X線変動等によるサンプリ
ングデータの変動を複数の測定用チャネルのグループに
対してそれぞれ正確に補正するための補正データを得る
ことができるようになり、実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の装置のブロック図、第2図
は実施例の装置の動作のタイムチャート、第3図は従来
の装置の図である。 1……X線源、2……被検体 3……検出器、3A……測定チャネル 3B,3C……補正チャネル 7……AD変換器、11……電流−電圧変換器 12a,12b,…,12m……積分器 13……増幅器、14……制御回路 C1,C2,…,Cn,C11,C12,…,C1m……コンデンサ SW1,SW2,…,SWn,SW1x,SW2x,SW3x,…,SW11,SW12,…,S
W1m,SW21,SW22,…,SW31……スイッチ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数の測定用チャネルとこれら測定チャネ
    ルの測定データを補正するデータを得るための補正用チ
    ャネルを有し、複数回の起動信号により、測定用チャネ
    ルのデータと補正用チャネルのデータのサンプリングを
    行うX線CTのデータ収集装置において、前記補正用チャ
    ネルの検出器出力電流を電圧に変換する電流−電圧変換
    手段と、該電流−電圧変換手段からの電圧出力を前記補
    正用チャネルの出力電流の積分値である電圧に変換して
    出力する複数の積分手段とを具備することを特徴とする
    X線CTのデータ収集装置。
JP1039624A 1989-02-20 1989-02-20 X線ctのデータ収集装置 Expired - Lifetime JP2775279B2 (ja)

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