JPH0438489A - Ｘ線ｃｔ用検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、Ｘ１ｉＣＴ装置に設けられ、バイアス電極板
間に信号取出用電極板が配置されるとともに希ガスが封
入されたＸｅガス検出器等のＸ線ＣＴ用検出器に関する
。

（従来の技術） 従来、この種のＸ線ＣＴ用検出器として、例えば第６図
に示すようなものがある。図においてこの検出器１００
は、概略バイアス電圧をかけるための高圧電極板１０１
と、信号を取り出すための信号電極板１０２とが交互に
平行配置されており、多数の高圧電極板１０１及び信号
電極板１０２が配列されることにより、この配列方向（
矢印ａ方向）に多チャンネルとされている。高圧電極板
１０１及び信号電極板１０２は絶縁体から成るサポート
板１０３により支持されており、これらの高圧電極板１
０１、信号電極板１０２及びサポート板１０３は容器１
０４内に収納され、容器１０４内にＸｅガスが封入され
ている。

この検出器１００は、全体の形状が第７図に示すように
円弧状に湾曲した柱状とされており、Ｘ線ＣＴ装置に設
けられるときには、その湾曲面をＸ線管１１０に向けて
Ｘ線管１１０に対向配置される。被検体撮影時には、検
出器１００はＸ線管１１０とともに被検体Ｐの回りを回
転し、Ｘ線管１１０から曝射されたＸ線が被検体Ｐを透
過した後、検出器１００に第６図に示す矢印す方向に入
射する。Ｘ線入射により検出器１００内のＸｅガスが電
離して、信号電極板１０２に被検体ＰのＸ線吸収係数に
対応する電流が流れ、信号電極板１０２から被検体Ｐの
Ｘ線吸収係数に関する画像情報信号が出力される。

この信号は不図示のデータ収集部（ＤＡＳ）を介して不
図示の情報処理部に送られ、この信号に対数変換等の前
処理が行われて得られた投影データを基にして画像再構
成が行われ、不図示の画像表示装置に再構成画像を内容
とする画像信号が送られて、被検体Ｐの所定断面の断層
像が表示される。

ここで、検出器１００のＸ線入射面側には、被検体Ｐの
撮影断面のスライス厚を制限するためのコリメータが配
置されている。また、検出器１００は被検体Ｐの撮影断
面に平行な方向（矢印ａ方向）には多チャンネルとされ
ているが、スライス厚方向（矢印Ｃ方向）には１チヤン
ネルとされているので、１回のスキャンで１スライスの
検出情報しか得られない。

（発明が解決しようとする課題） 上記した従来技術の場合には、検出器１００の外部に機
械的な作動を要するコリメータが必要であり、構成が複
雑になるという欠点や、１回のスキャンで１スライスの
検出情報しか得られないという欠点の他に、次に説明す
るパーシャルボリューム効果と呼ばれる現象により表示
画像にアーチファクトを生じることがあるという問題が
あった。

ここで、パーシャルボリューム効果について説明する。

厚いスライスを撮影するときに、被検体ＰのＸ線吸収率
がスライス厚方向で急激に変化している場合、例えば第
８図に示すように、スライス厚方向（矢印Ｃ方向）にお
いて、検出器１００の矢印ａ方向における所定のチャン
ネルの部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃに入射するＸ
線が通過する空間部分にのみ被検体Ｐが存在する場合に
ついて考える。

検出器の部分１００ａ〜１００ｅの体積は等しく、各部
分１００ａ〜１００ｅに対してＸ線管１１０から曝射さ
れるＸ線の強度を１０１部分１００ａ〜１００ｅに入射
するＸ線の強度をそれぞれＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄ、Ｉ
ｅとすると、検出器１００で検出される入射Ｘ線強度■
は各部分の入射Ｘ線強度の和であり、 Ｉ−１ａ＋Ｉｂ＋Ｉ　ｃ＋Ｉｄ＋Ｉ　ｅである。この入
射Ｘ線強度ｌの検出データが上記前処理部で対数変換器
１２０により対数変換されて投影データが導かれる。す
なわち、投影データＡＲは、 となる。（１）式かられかるように、投影データＡＲは
各部分１００ａ〜１００ｅの入射Ｘ線強度の相加平均に
対する投影データに相当する。

しかし実際には、各部分１００ａ〜１００ｅに対応する
投影データＡａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄ、Ａｅはそれぞれ、 なので、この検出器１００の入射Ｘ線強度に対する真の
投影データＡｔはこれらの投影データＡａ〜Ａｅを平均
したものであり、 ・・・（１） となる。すなわち、真の投影データＡｔは各部分１００
ａ〜１００ｅの入射Ｘ線強度の相乗平均に対する投影デ
ータに相当する。

ここで、部分１００ｄ、１００ｅに対してはＸ線は強度
減衰せずに入射するので、Ｉｄ−１ｅ−１、であり、部
分１００ａ〜１００Ｃに入射するＸ線の強度は被検体Ｐ
を通過することにより減衰するので、Ｉ　ａ　＝　Ｉ　
ｂ　＝　Ｉ　ｃ　−Ｉ　１　　とすると、Ｉ、＜１．で
ある。このとき、 となり、ＡＲ＜Ａｔとなる。

すなわち、被検体ＰのＸ線吸収係数がスライス厚方向で
急激に変化している場合のように、検出器１００に入射
するＸ線の強度がスライス厚方向において大きく変化し
ている場合には、ＡＲくＡｔとなる。この誤差のために
表示画像にアーチファクトが生じることとなる。このよ
うなパーシャルボリューム効果は、対数変換が非線形演
算であり演算順序を入れ替えると等価とはならないこと
から生じるものである。

本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、コリメータを設
けることなく、検出情報を得るスライス厚を可変とし、
Ｘ線ＣＴ装置において１回のスキャンで厚さが異なる複
数のスライスの検出情報を得ることが可能であり、また
、パーシャルボリューム効果によるアーチファクトの発
生を低減することができるＸｐＣＴ用検出器を提供する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明にあっては、バイア
ス電圧をかけるための高圧電極板と信号を取り出すため
の信号電極板とが交互に平行配置され希ガスが封入され
たＸ線ＣＴ用検出器において、 前記信号用電極板がスライス厚方向に分割されて複数の
分割電極板から成り、該信号電極板に対して選択した１
個または複数の分割電極板から信号を取り出すことによ
り所望のスライス厚の検出情報を得るようにしたことを
特徴とする。

（作用） 上記構成を有する本発明のＸ線ＣＴ用検出器においては
、１つの信号電極板がスライス厚方向に分割されて、ス
ライス厚方向に複数チャンネルとされているので、信号
電極板に対して信号を取り出す分割電極板の数、すなわ
ち連結するチャンネル数を変化させることにより、検出
情報を得るスライス厚を変化させることができる。従っ
て、コリメータを設けることなく、検出情報を得るスラ
イス厚を変化させ、この検出器が設けられるＸ線ＣＴ装
置では、１スキヤンで厚さが異なる複数のスライスの検
出情報を得ることができる。

さらに、Ｘ１ｉＣＴ装置において複数チャンネル分のス
ライス厚の投影データを得る場合には、スライス厚方向
の各チャンネルで得られる検出情報毎に対数変換を行っ
て各チャンネルに対応する投影データを得た後、これら
の投影データを加算して平均することにより、対数変換
の順序が逆になることなく、真の投影データに近い投影
データを得ることができる。従って、パーシャルボリュ
ーム効果によるアーチファクトの発生を低減することが
できる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例のＸＩＩＣＴ用検出器の一部の構
成を示す説明図である。図においてこの検出器１は、バ
イアス電圧をかけるための高圧電極板２と、信号を取り
出すための信号電極板３とが交互に平行に配置され、多
数の高圧電極板２及び信号電極板３が配列されて、この
配列方向（矢印ａ方向）に多チャンネルとされている。

すなわち、矢印ａ方向において１枚の信号電極板３に１
チヤンネルが対応する。

高圧電極板２及び信号電極板３は、絶縁体から成るサポ
ート板４により両端部を支持されて、不図示の容器内に
収納されている。この容器内に希ガスとしてＸｅガスが
封入されている。信号電極板３は矢印Ｃ方向に分割され
て多チャンネルとされ、５個の分割電極板３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄ。

３ｅから成る。すなわち、矢印Ｃ方向において１個の分
割電極板に１チヤンネルが対応する。また検出器１は、
第７図に示した上記実施例と同様に、全体の形状が矢印
ａ方向において円弧状に湾曲した柱状とされ、Ｘ線はこ
の検出器１００に対して矢印す方向に入射する。このＸ
線入射面が湾曲面である。第２図はＸ線入射方向から検
出器１を見た状態を概略的に示す図である。

各分割電極板３ａ〜３ｅから出力された信号は、第３図
に示すようにマルチプレクサ（以下ＭＰＸと記す）１０
を介して、データ収集部（以下ＤＡＳと記す）１１に別
々に取り出されるようになっている。また、各出力信号
をＭＰＸＩＯを介して１つのＤＡＳ　１１で取り出す代
わりに、各分割電極板毎に個別にＤＡＳを設けて、各出
力信号を別々に取り出すようにしてもよい。

検出器１は、第４図に示すようなＸ線ＣＴ装置のスキャ
ナ部２０に、Ｘ線管２１に対向して配置される。被検体
撮影時にはＸ線管２１とともに検出器１が被検体Ｐの回
りを回転し、Ｘ線管２１から曝射されたＸ線が被検体Ｐ
を透過して検出器１に入射する。このとき検出器１にお
いて、第１図、第２図に示す矢印ａ方向は被検体Ｐの撮
影断面に対して平行な方向であり、矢印Ｃ方向は撮影断
面に対して垂直な方向、すなわちスライス厚方向である
。

検出器１内にＸ線が入射すると、Ｘｅガスが電離して信
号電極板の各分割電極板３ａ〜３ｅに、入射Ｘ線強度に
対応する、すなわち被検体ＰのＸ線吸収係数に対応する
電流が流れ被検体ＰＯＸ線吸収係数に関する検出信号が
、各分割電極板３ａ〜３ｅからＤＡＳｌｌを介して情報
処理部２２内の前処理部２３に送られる。

このとき、分割電極板３ａ〜３ｅから１個または複数個
の分割電極板を選択し、選択した分割電極板からのみ信
号を取り出すことにより、所望のスライス厚の検出情報
を得ることができる。例えば、分割電極板３ａからのみ
信号を取り出したときのスライス厚を１ｍｍとすると、
３ａ〜３ｃから信号を取り出せばスライス厚はその３倍
の３ｍｍとなる。このようにして、撮影断面のスライス
厚を変えたり、１回のスキャンで厚さが異なる複数のス
ライスに関する検出情報を得ることができる。

前処理部２３に送られた検出データに対数変換等が行わ
れて投影データが得られた後、画像再構成部２４でこの
投影データを基にして画像が再構成され、再構成画像を
内容とする画像信号がＣＲＴ等のデイスプレィ２５に送
られて、デイスプレィ２５の画面上に被検体Ｐの所定断
面の断層像が表示される。

本実施例においては、検出器１はスライス厚方向にも多
チャンネルとされているので、投影データを得るために
信号を取り出す分割電極板の数を変化させて、スライス
厚方向のチャンネル連結を制御することにより、スライ
ス厚を変化させることができる。この場合にはコリメー
タを設ける必要かないので、構成か簡単になり、コスト
か低減される。また、１回のスキャンで異なるスライス
厚の複数の断面像を得ることができる。

さらに、本実施例においては、パーシャルボリューム効
果によるアーチファクトの発生を低減することができる
。次に、その理由について第５図を用いて説明する。第
８図に示す場合のように、矢印ａ方向における所定のチ
ャンネルの分割電極板３ａ、３ｂ、３ｃに対応する空間
にのみ被検体Ｐが存在し、分割電極板３ａ〜３ｅの総和
に対応するスライス厚の投影データを得る場合について
考える。この場合には、第５図に示すように、各分割電
極板３ａ〜３ｅから出力される検出信号のそれぞれに対
して、前処理部２３で対数変換器２６８〜２６ｅにより
対数変換が行われて、各分割電極板３８〜３ｅに対応す
る投影データの算出が行われる。

すなわち、Ｘ線管２１から各分割電極板３ａ〜３ｅに対
して曝射されるＸ線の強度を１０．各分割電極板３８〜
３ｅに入射するＸ線の強度をＩａ〜Ｉｅとすると、各分
割電極板３ａ〜３ｅに対応する投影データＡａ、Ａｂ、
Ａｃ、Ａｄ、Ａｅはそれぞれ、 となる。

これらの投影データＡ　ａ　−Ａ　ｅが加算されてその
平均が投影データとされる。すなわち、この場合のスラ
イス厚の投影データＡＲは、 Ａａ＋Ａｂ＋Ａｃ＋Ａｄ＋Ａｅ ＡＲ＝ Ｏ であり、前記（２）式に示すような、スライス厚方向の
各チャンネルの入射Ｘ線強度の相乗平均に対する投影デ
ータとなる。

従って、この投影データＡ、は真の投影データに近い値
となり、入射Ｘ線強度がスライス厚方向において急激に
変化しているにもかかわらず投影データＡＲの誤差が小
さく、パーシャルボリューム効果によるアーチファクト
の発生か低減されることとなる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
種々変形実施が可能である。

［発明の効果］ 本発明は以上の構成及び作用を有するもので、コリメー
タを設けることなく簡単な構成で、低コストで、検出情
報を得るスライス厚を制限し、変化させることができる
。この検出器が設けられるＸ線ＣＴ装置においては、１
回のスキャンで厚さが異なる複数のスライスの断層像を
得ることが可能となり、また、パーシャルボリューム効
果によるアーチファクトの発生を低減することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＸ線ＣＴ用検出器の一部の
構成を示す説明図、第２図は同検出器をＸ線入射方向か
ら見た状態を概略的に示す図、第３図は同実施例におけ
る検出信号取出部分の構成を示すブロック図、第４図は
同検出器が設けられたＸ線ＣＴ装置の構成を示す説明図
、第５図は同実施例におけるパーシャルボリューム効果
低減の理由を説明するための説明図、第６図は従来例の
Ｘ線ＣＴ用検出器の構成を示す一部切欠斜視図、第７図
は同従来例の検出器をＸ線ＣＴ装置に設けた状態を示す
説明図、第８図はパーシャルボリューム効果発生の原理
を説明するための説明図である。 １・・・Ｘ線ＣＴ用検ａ器　　２・・・高圧電極板３・
・・信号電極板 ３８〜３ｅ・・・分割電極板 ４・・・サポート板 １０・・・ＭＰＸ（マルチプレクサ） １１・・ＤＡＳ　（データ収集部）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　バイアス電圧をかけるための高圧電極板と信号を取り
   出すための信号電極板とが交互に平行配置され希ガスが
   封入されたＸ線ＣＴ用検出器において、 前記信号用電極板がスライス厚方向に分割されて複数の
   分割電極板から成り、該信号電極板に対して選択した１
   個または複数の分割電極板から信号を取り出すことによ
   り所望のスライス厚の検出情報を得るようにしたことを
   特徴とするＸ線ＣＴ用検出器。