JPH07121259B2 - Ｘ線コンピュータ断層装置のデータ収集装置 - Google Patents

Ｘ線コンピュータ断層装置のデータ収集装置

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JPH07121259B2
JPH07121259B2 JP62292486A JP29248687A JPH07121259B2 JP H07121259 B2 JPH07121259 B2 JP H07121259B2 JP 62292486 A JP62292486 A JP 62292486A JP 29248687 A JP29248687 A JP 29248687A JP H07121259 B2 JPH07121259 B2 JP H07121259B2
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    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は、Ｘ線コンピュータ断層装置（Ｘ線CT）のデ
ータ収集装置（DAS）に関する。
B.従来技術 第９図の（Ａ）に示すように、Ｘ線管球１から照射され
たＸ線は被写物体２を透過し、Ｘ線検出部３に入射す
る。Ｘ線検出部３は、多数の（通常数百個程度の）Ｘ線
検出器31〜3mのアレイで構成されている。各Ｘ線検出器
31〜3mは適当なスキャニングによって順次的にＸ線検出
データを出力する。
第８図に示すように、各Ｘ線検出器31〜3mからの出力は
プリアンプ４で初段増幅され、積分器５によって積分さ
れ、オートゲインアンプ６において、その入力レベルに
応じたゲインで増幅された後、A/D変換器７によってｊ
ビットのデジタル信号であるA/D変換器データADOUTに変
換される。
第９図の（Ｂ）は、Ｘ線検出器31〜3mの位置を横軸に、
Ｘ線管球１から照射されるＸ線の強度を縦軸にして、Ｘ
線強度の分布を表したものである。
この図に示すように、Ｘ線強度はダイナミックレンジが
広いために、もしオートゲインアンプ６なしでA/D変換
するとすれば、A/D変換器７として充分なビット数のも
のが必要となり、大幅なコストアップを招く。
そこで、A/D変換器７がビット数の比較的少ないもので
あってもよいようにするために、オートゲインアンプ６
を用いるのである。
オートゲインアンプ６は、積分器５の出力を2k倍する第
１アンプAmp1と、第１アンプAmp1の出力をさらに2k倍す
る第２アンプAmp2と、第１アンプAmp1の出力を基準電圧
Vthと比較する第１コンパレータComp1と、第２アンプAm
p2の出力を同じ基準電圧Vthと比較する第２コンパレー
タComp2と、第1,第２のコンパレータComp1,Comp2の出力
を入力して、ゲイン選択信号NG（０）＝〔00〕，N
G（１）＝〔01〕またはNG（２）＝〔10〕の２ビット信
号を出力する論理回路８と、積分器５の出力，第１アン
プAmp1の出力，第２アンプAmp2の出力を入力しゲイン選
択信号NGによってそのうちいずれか１つをA/D変換器７
に出力するマルチプレクサ９とから構成されている。
バッファメモリ10は、論理回路８からの２ビットのゲイ
ン選択信号NGと、A/D変換器７からのｊビットのA/D変換
データADoutとを、ゲイン選択信号NGを上位ビット、A/D
変換データADoutを下位ビットとする１次画像データY0
として記憶する大容量のメモリである。
マイクロコンピュータのCPU11は、DAS制御部12を介して
A/D変換器７を制御するとともに、バッファメモリ10か
ら１次画像データY0を読み出し所定の演算処理によって
CT画像データＹを算出し、それに基づいてディスプレイ
13に断層像を表示する。14はROM、15はRAM、16はキーボ
ードである。
「22k倍モード」 Ｘ線検出器31〜3mのアレイのうちｉ番目のＸ線検出器3i
の出力をプリアンプ4,積分器５で増幅・積分した積分出
力をVi、ｓ番目（ｓ＞ｉ）のＸ線検出器3sの出力を同様
に増幅・積分した積分出力をVsとして、Vi×22k＝Vs×2
k＝Vthとする。
Ｘ線検出器31〜3iおよび3w〜3mについての最小レンジの
積分出力の場合、第1,第２のコンパレータComp1,Comp2
の出力は、〔00〕となる。論理回路８は〔00〕を入力し
て、ゲイン選択信号NG（２）＝〔10〕をマルチプレクサ
９に出力する。その結果、マルチプレクサ９の×22k端
子が自動的に選択され、マルチプレクサ９は最小レンジ
の積分出力を第１および第２のアンプAmp1,Amp2によっ
て22k倍してA/D変換器７に出力する。
この場合のマルチプレクサ９からのアナログ出力は、第
９図の（Ｃ）の31〜3iおよび3w〜3mに対応する出力AG1,
AG5となり、A/D変換器７からのA/D変換データADOUTは第
10図のゲイン（×22k）の範囲に対応する出力AD1とな
る。
論理回路８からの２ビットのゲイン選択信号NG（２）＝
〔10〕とA/D変換器７からのｊビットのA/D変換データAD
OUTとは、ゲイン選択信号NG（２）を上位ビット、A/D変
換データADOUTを下位ビットとする（ｊ＋２）ビットの
１次画像データY0としてバッファメモリ10に記録され
る。
なお、Ｘ線検出器3i,3wについてのA/D変換器７の出力AD
1は、ｊビットのフルスケール〔11‥‥11〕となる。
「2k倍モード」 Ｘ線検出器3i〜3sおよび3u〜3wについての中間レンジの
積分出力の場合、第1,第２のコンパレータComp1,Comp2
の出力は、〔01〕となる。論理回路８は〔01〕を入力し
て、ゲイン選択信号NG（１）＝〔01〕をマルチプレクサ
９に出力する。その結果、マルチプレクサ９の×2k端子
が自動的に選択され、マルチプレクサ９は中間レンジの
積分出力を第１アンプAmp1で2k倍した出力をA/D変換器
７に出力する。
この場合のマルチプレクサ９からのアナログ出力は、第
９図の（Ｃ）の3i〜3sおよび3u〜3wに対応する出力AG2,
AG4となり、A/D変換器７からA/D変換データADOUTは第10
図のゲイン（×2k）の範囲に対応する出力AD2となる。
論理回路８からの２ビットのゲイン選択信号NG（１）＝
〔01〕を上位ビット、A/D変換器７からのｊビットのA/D
変換データADOUTを下位ビットとする１次画像データY0
がバッファメモリ10に記録される。
なお、Ｘ線検出器3s,3uについてのA/D変換器７の出力AD
2は、ｊビットのフルスケール〔11‥‥11〕となる。
「１倍モード」 Ｘ線検出器3s〜3uについての最大レンジの積分出力の場
合、第1,第２のコンパレータComp1,Comp2の出力は、〔1
1〕となる。論理回路８は〔11〕を入力して、ゲイン選
択信号NG（０）＝〔00〕をマルチプレクサ９に出力す
る。その結果、マルチプレクサ９の×１端子が選択さ
れ、マルチプレクサ９は最大レンジの積分出力を増幅す
ることなくそのままA/D変換器７に出力する。
この場合のマルチプレクサ９からのアナログ出力は、第
９図の（Ｃ）の3s〜3uに対応する出力AG3となり、A/D変
換器７からのA/D変換データADOUTは第10図のゲイン（×
１）の範囲に対応する出力AD3となる。
論理回路８からの２ビットのゲイン選択信号NG（０）＝
〔00〕を上位ビット、A/D変換器７からのｊビットのA/D
変換データADOUTを下位ビットとする１次画像データY0
がバッファメモリ10に記録される。
以上によって、すべてのＸ線検出器31〜3mからのＸ線検
出データが、個々のＸ線検出器31〜3mごとに、（ｊ＋
２）ビットの１次画像データY0としてバッファメモリ10
に記録される。
CPU11は、バッファメモリ10からＸ線検出器31〜3mの個
々についての（ｊ＋２）ビットの１次画像データY0を順
次的に読み出し、下位ｊビットのA/D変換データAD
OUTと、上位２ビットのゲイン選択信号NGとから、最終
のCT画像データＹを、演算、 Ｙ＝ADOUT×(2k)-N によって求める。そして、Ｘ線検出器31〜3mごとのCT画
像データＹをRAM15に記憶する。
22k倍モードのときは、Ｎ＝〔10〕2＝２であるから、 Y22k＝ADOUT×(2k)-2 となって、オートゲインアンプ６で22k倍したものを22k
分の１にして１倍モードと同一のゲインに戻す。
2k倍モードのときは、Ｎ＝〔01〕2＝１であるから、 Y2k＝ADOUT×(2k)-1 となって、オートゲインアンプ６で2k倍したものを2k分
の１にして１倍モードと同一のゲインに戻す。
１倍モードのときは、Ｎ＝〔00〕2＝０であるから、 Y1＝ADOUT×(2k)-0 となる。
積分出力を横軸、最終のＴ画像データＹ＝ADOUT×(2k)
-Nを縦軸にとって表すと、第11図で点線に示すようにな
る。
第11図に示すように、一般的にゲイン切換点において、
CT画像データＹが不連続となる。このような不連続点を
もつCT画像データＹに基づいてディスプレイ13に断層像
を表示すると、その断層像にアーティファクト（偽像）
が生じる。
CT画像データＹの不連続性の原因は、主として第1,第２
のアンプAmp1,Amp2のゲイン設計値（フィードバック抵
抗R1,R2の抵抗値）の誤差にある。
そこで、従来では、アーティファクトを防止するため
に、フィードバック抵抗R1,R2を調整して最終のCT画像
データＹにおける不連続性をなくすようにしていた。
C.発明が解決しようとする問題点 しかしながら、その調整作業には多大な手間がかかると
ともに、Ｘ線検出器とは別にオートゲインアンプ６に所
定の電圧を入力する装置を必要とするとともに、さらに
この電圧入力装置の出力電圧のきわめて正確なものにす
るためのプログラマブル電源を必要とするという問題が
あった。
すなわち、１倍モードと2k倍モードとの調整をとるため
に電圧入力装置からオートゲインアンプ６にＸ線検出器
3sの積分出力に相当する入力電圧V1を入力し、2k倍モー
ド時のアンプ出力値VA2kを求める。
次いで、１倍モードに切り換えてアンプ出力値VA1を求
め、VA2k／2kとVA1とを比較する。
VA2k／2k＞VA1であれば、第１アンプAmp1のゲインが減
少するようにフィードバック抵抗R1を調整し、VA2k／2k
＜VA1であれば、第１アンプAmp1のゲインが増加するよ
うにフィードバック抵抗R1を調整する。
そして、再び2k倍モードと１倍モードとを切り換えて前
記と同様のことをVA2k／2k＝VA1となるまで何回も繰り
返し行う。
次いで、2k倍モードと22k倍モードとの調整をとるため
に電圧入力装置からオートゲインアンプ６にＸ線検出器
3iの積分出力に相当する出力電圧V2を入力し、22k倍モ
ード時のアンプ出力値VA22kを求める。
次いで、2k倍モードに切り換えてアンプ出力値VA2kを求
め、VA22k／2kとVA2kとを比較する。
VA22k／2k＞VA2kであれば、第２アンプAmp2のゲインが
減少するようにフィードバック抵抗R2を調整し、VA22k
／2k＜VA2kであれば、第２アンプAmp2のゲインが増加す
るようにフィードバック抵抗R2を調整する。
そして、再び22k倍モードと2k倍モードとを切り換えて
前記と同様のことをVA22k／2k＝VA2kとなるまで何回も
繰り返し行う。
しかし、フィードバック抵抗R1,R2の調整が微妙である
こと、および何回も繰り返す必要があることから、調整
作業が非常に面倒であるとともに多大な時間を必要とす
る。また、専用のプログラマブル電源付きの電圧入力装
置は高価である。
その上、このゲイン調整作業がオートゲインアンプ単独
で行われるため、実際にＸ線コンピュータ断層装置のデ
ータ収集装置に組み込んだときには、温度などの環境条
件の相違により、なおも誤差が生じるおそれがある。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、オートゲインアンプのゲイン誤差に起因して発生
する最終のCT画像データＹにおける不連続性（段差）
を、オートゲインアンプを実際のＸ線コンピュータ断層
装置のデータ収集装置に組み込んだ状態において自動的
に補正することができるようにすることを目的とする。
D.問題点を解決するための手段 この発明は、このような目的を達成するために、次のよ
うな構成をとる。
すなわち、この発明は、Ｘ線検出器からの入力レベルに
応じて自動的にゲインを選択するオートゲインアンプ
と、このオートゲインアンプの出力をA/D変換するA/D変
換器と、このA/D変換器によるA/D変換出力データと前記
オートゲインアンプにおいて得られたゲイン選択信号と
からCT画像データを算出する演算手段とを備えたＸ線コ
ンピュータ断層装置のデータ収集装置において、前記オ
ートゲインアンプのゲイン切換点におけるCT画像データ
の誤差を記憶する記憶手段と、この誤差を補正データと
して前記演算手段によるCT画像データを補正する補正手
段とを備えたことを特徴とするものである。
E.作用 この発明の構成による作用は、次のとおりである。
記憶手段に記憶する誤差は、オートゲインアンプの出力
の誤差ではなく、最終的に求めようとするCT画像データ
についての誤差である。この誤差を補正データとして演
算手段によるCT画像データに対し補正を行うから、温度
などの環境条件の変動を受けることなく常に、最終のCT
画像データＹにおいてゲイン切換点での不連続性が解消
される。
また、補正のために必要な人為作業は、前記のように最
終的に求めようとするCT画像データについての誤差を求
めるための作業であって、オートゲイン動作に代えてゲ
インを人為的に設定するだけですみ、ゲイン設定後は、
Ｘ線照射から誤差演算・記憶まで自動的に行わせるよう
にプログラムを組んでおけばよい。すなわち、必要な作
業は従来の場合に比べてはるかに簡単であり、また、プ
ログラマブル電源付きの電圧入力装置のような専用の装
置も必要としない。
F.実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第１実施例 第１図はこの発明の第１実施例に係るＸ線コンピュータ
断層装置のデータ収集装置のブロック図である。第１図
において、従来例に係る第８図に示した符号と同一の符
号は、本実施例においても、その符号が示す部品，部分
等と同様のものを指す。
本実施例において、従来例と異なっている構成は、次の
とおりである。
マルチプレクサ９のゲインモード選択端子にセレクタ17
が接続され、このセレクタ17の入力側には論理回路８の
出力端子と、DAS制御部12の第1,第２のゲイン設定端子T
1,T2と、論理回路８の出力とゲイン設定端子T1,T2の出
力とのいずれを選択するかを決定するためのDAS制御部1
2におけるセレクト端子T0とが接続されている。
第1,第２のゲイン設定端子T1,T2およびセレクト端子T0
への信号出力は、キーボード16における操作により、CP
U11およびDAS制御部12を介して行われる。ROM14には、C
T画像データＹを収集するプログラムのほかに、CT画像
データＹについて誤差を求めるためのプログラムが格納
されている。
その他の構成は従来例と同様であるので、説明を省略す
る。
次に、この第１実施例の動作を説明する。
（ａ）誤差算出・記憶動作 まず、CT画像データＹについてのゲイン切換点での誤差
を求め、RAM15に記憶する動作を、第２図のフローチャ
ートに基づいて説明する。
ステップS1でイニシャライズし、ステップS2で、第1,第
２のアンプAmp1,Amp2のゲイン誤差の影響から独立して
オートゲインアンプ６の倍率を決定するために、セレク
ト端子T0を“L"レベルとし、第1,第２のゲイン設定端子
T1,T2の出力をセレクタ17に入力させる状態に切り換え
る。
ステップS3で、第１ゲイン設定端子T1を“0"にセット
し、ステップS4で、第２ゲイン設定端子T2を“1"にセッ
トすることにより、2k倍モードを選択する。これは、第
３図の（Ｂ）で示す特性に従ってＸ線検出データを収集
することに相当する。
ステップS5で、Ｙ＝ADOUT×(2k)-Nにおける“N"をスト
アするレジスタＮに“1"をストアし、ステップS6で、Ｘ
線検出器31〜3mの個数をカウントするレジスタｎに“1"
をストアする。
ステップS7で、Ｘ線管球１を駆動してＸ線検出器３に対
するＸ線照射を開始する。ステップS8で、ｎ番目のＸ線
検出器3n（最初は１番目のＸ線検出器31）からのデータ
を入力し、オートゲインアンプ６において８倍増幅した
ものをA/D変換器７でA/D変換し、そのA/D変換データAD
OUTnとともにレジスタＮの内容であるゲイン選択信号NG
（１）＝〔01〕をｋビットの１次画像データY0としてバ
ッファメモリ10に記憶する。
ステップS9で、レジスタｎの内容がＸ線検出器31〜3mの
個数ｍに達したかどうかを判断し、達していなければス
テップS10に進んでレジスタｎの内容にプラス１（＋
１）し、ステップS8にリターンする。
すべてのＸ線検出器31〜3mについてゲイン選択信号N
G（１）付きの１次画像データY0がバッファメモリ10に
記憶されると、ステップS9の判断はYESとなり、ステッ
プS11に進んでＸ線の照射を停止する。
ステップS12で、フラグF1が“1"にセットされているか
どうかを判断する。ステップS1のイニシャライズによっ
てフラグF1は“0"であるから、ステップS14に進み、バ
ッファメモリ10からゲイン選択信号NG（１）付きの１次
画像データY0を読み出し、所定の演算によって出力飽和
点近くのＸ線検出器3xを求める。2k倍モードのときに
は、Ｘ線検出器3sが求められる（第３図参照）。
ステップS15で、Ｘ線検出器3xについてのADOUT(3x)に(2
k)-Nを掛け算した結果をレジスタαにストアする。2k倍
モードのときは、 α＝ADOUT(3s)×(2k)-1 となる。
ステップS16で、レジスタＮの内容が“1"であるかどう
かを判断する。2k倍モードのときはYESと判断してステ
ップS17に進み、スラグF3が“1"にセットされているか
どうかを判断する。
ステップS1のイニシャライズによってフラグF3は“0"で
あるから、ステップS18に進み、レジスタαの内容をレ
ジスタＣにストアする。すなわち、 Ｃ＝ADOUT(3s)×(2k)-1 となる。
次いで、ステップS23で、レジスタＲの内容にプラス１
（＋１）し、ステップS24で、レジスタＲの内容が“4"
に達したかどうかを判断する。現在、Ｒ＝１であるた
め、ステップS25に進む。
ステップS25で、フラグF1が“1"にセットされているか
どうかを判断する。“0"であるため、ステップS26に進
んでフラグF1を“1"にセットし、ステップS27で、第２
ゲイン設定端子T2を“0"にセットすることにより、１倍
モードを選択する（第１ゲイン設定端子T1はステップS3
で既に“0"にセットされている）。これは、第３図の
（Ａ）で示す特性に従ってＸ線検出データを収集するこ
とに相当する。
ステップS28で、レジスタＮに１倍モードを表す“0"を
ストアした後、ステップS6にリターンする。以下、ステ
ップS6からステップS7に進み、次いで、ステップS8→S9
→S10→S8を繰り返し実行した後、ステップS11からステ
ップS12に至る。
この場合、先にステップS26でフラグF1が“1"にセット
されているため、ステップS13に進み、フラグF2が“1"
にセットされているかどうかを判断する。“0"であるた
め、ステップS14をジャンプしてステップS15に進み、先
に求めたＸ線検出器3sについてのADOUT(3s)に(2k)-Nを
掛け算した結果をレジスタαにストアする。１倍モード
のときは、Ｎ＝０であるから、 α＝ADOUT(3s)×(2k)0 となる。
Ｎ＝０であるため、ステップS16ではNOと判断してステ
ップS19に進み、今度はYESと判断してステップS20に進
み、レジスタαの内容をレジスタＤにストアする。すな
わち、 Ｄ＝ADOUT(3s)×(2k)0 となる。
次いで、ステップS23で、レジスタＲの内容にプラス１
（＋１）し、ステップS24では現在、Ｒ＝２であるた
め、ステップS25に進み、フラグF1が“1"にセットされ
ているかどうかを判断する。先のステップS26で“1"に
セットされているため、ステップS29に進んでフラグF2
が“1"にセットされているかどうかを判断する。このと
き“0"であるため、ステップS30に進んでフラグF2を
“1"にセットする。
ステップS31で、第１ゲイン設定端子T1を“1"にセット
することにより、22k倍モードを選択する（第２ゲイン
設定端子T2はステップS27で既に“0"にセットされてい
る）。これは、第３図の（Ｃ）で示す特性に従ってＸ線
検出データを収集することに相当する。
ステップS32で、レジスタＮに22k倍モードを表す“2"を
ストアした後、ステップS6にリターンする。以下、ステ
ップS6からステップS7に進み、次いで、ステップS8→S9
→S10→S8を繰り返し実行した後、ステップS11からステ
ップS12に至る。
この場合、先にステップS26でフラグF1が“1"にセット
され、ステップS30でフラグF2が“1"にセットされてい
るため、ステップS12→S13→S14と進み、バッファメモ
リ10からゲイン選択信号NG（２）付きの１次画像データ
Y0を読み出し、所定の演算によって出力飽和点近くのＸ
線検出器3xを求める。22k倍モードのときには、Ｘ線検
出器3iが求められる（第３図参照）。
ステップS15で、Ｘ線検出器3xについてのADOUT(3x)に(2
2k)-Nを掛け算した結果をレジスタαにストアする。22k
倍モードのときは、 α＝ADOUT(3i)×(2k)-2 となる。
22k倍モードのときは、Ｎ＝２であるから、ステップS16
→S19→S21と進み、レジスタαの内容をレジスタＡにス
トアする。すなわち、 Ａ＝ADOUT(3i)×(2k)-2 となる。
次いで、ステップS23で、レジスタＲの内容にプラス１
（＋１）し、ステップS24では現在、Ｒ＝３であるた
め、ステップS25に進み、さらにステップS29からステッ
プS33に進んでフラグF2を“0"にセットし、ステップS34
で、フラグF3を“1"にセットした後、ステップS3にリタ
ーンする。
すなわち、ステップS3で、第１ゲイン設定端子T1を“0"
にセットし、ステップS4で、第２ゲイン設定端子T2を
“1"にセットすることにより、再び、2k倍モードを選択
する。
そして、前回と同様にしてステップS5からステップS13
に至る。ステップS33で、フラグF2が“0"にセットされ
ているため、ステップS14をジャンプしてステップS15に
進み、先に求めたＸ線検出器3sについてのADOUT(3i)に
(2k)-Nを掛け算した結果をレジスタαにストアする。2k
倍モードのときは、Ｎ＝１であるから、 α＝ADOUT(3s)×(2k)1 となる。
Ｎ＝１でかつF3＝１であるから、ステップS16→S17→S2
2と進み、レジスタαの内容をレジスタＢにストアす
る。すなわち、 Ｂ＝ADOUT(3i)×(2k)1 となる。
次いで、ステップS23で、レジスタＲの内容にプラス１
（＋１）し、ステップS24では現在、Ｒ＝４であるた
め、ステップS35に進む。
ステップS35では、レジスタＤの内容からレジスタＣの
内容を減算し、その結果を補正データOffsetCDとしてRA
M15に記憶する。補正データOffsetCDは、 OffsetAB＝Ｄ−Ｃ＝ADOUT(3s)×(2k)0−ADOUT(3s)×
(2k)-1 である。ステップS36では、レジスタＢの内容からレジ
スタＡの内容を減算し、その結果を補正データOffsetAB
としてRAM15に記憶する。補正データOffsetABは、 OffsetAB＝Ｂ−Ａ＝ADOUT(3i)×(2k)-1−ADOUT(3i)×(2
k)-2 である。
次いで、ステップS37で、セレクト端子T0を“H"レベル
にしてセレクタ17を論理回路８の出力を入力する状態に
切り換え、一連のシーケンス動作を終了する。
以上のようにして算出されRAM15に記憶された補正デー
タOffsetCDは、第11図における点PDの値と点PCの値との
誤差ΔCDに相当し、補正データOffsetABは点PBの値と点
PAの値との誤差ΔABに相当する。
（ｂ）実測時のCT画像データの補正動作 次に、CT画像データの実測時における補正動作につい
て、第４図のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ＃１で、すべてのレジスタおよびフラグをイニ
シャライズし、ステップ＃２で、レジスタｎに“1"をス
トアし、ステップ＃３で、バッファメモリ10からｎ番目
の（ｊ＋２）ビットの１次画像データY0を読み出す。こ
の１次画像データY0は、上位２ビットのゲイン選択信号
NGと下位ｊビットのA/D変換データADOUTとを組み合わせ
たものである。
ステップ＃４で、ゲイン選択信号NGが〔01〕（2k倍モー
ド）であるかどうかを判断する。ｍ個のＸ線検出器31〜
3mは、その配列の順番にスキャニングされるから、初め
の方はゲイン選択信号NGが〔00〕（22k倍モード）であ
るから、NOと判断し、ステップ＃５に進む。
ステップ＃５で、ゲイン選択信号NGが〔10〕（22k倍モ
ード）であるかどうかを判断する。Ｘ線検出器31〜3iま
ではYESと判断し、ステップ＃11に進む。
ステップ＃11は補正後のCT画像データＹ′をRAM15に書
き込む動作であるが、22k倍モードのときは、CT画像デ
ータＹをそのまま補正後のCT画像データＹ′として書き
込む（Ｙ′＝Ｙ）。
ステップ＃12で、レジスタｎの内容がＸ線検出器31〜3m
の個数ｍに達したかどうかを判断する。達していなけれ
ば、ステップ＃13で、レジスタｎの内容にプラス１（＋
１）した後、ステップ＃３にリターンする。ｎ＝１〜ｉ
のときには、ステップ＃３→＃４→＃５→＃11→＃12→
＃13→＃３を繰り返し実行する。
ｎ＝ｉ＋１になると、2k倍モードに該当することとな
り、ステップ＃４の判断がYESとなってステップ＃６に
進み、RAM15から補正データOffsetABを読み出し、ステ
ップ＃７では、CT画像データＹから補正データOffsetAB
を減算することにより、補正後のCT画像データＹ′を得
る。
Ｙ′＝Ｙ−OffsetAB 次いで、ステップ＃11に進み、補正後のCT画像データ
Ｙ′をRAM15に書き込む。以下、ステップ＃12→＃13か
らステップ＃３にリターンするが、ｎ＝ｉ＋１〜ｓのと
きには、ステップ＃３→＃４→＃６→＃７→＃11→＃12
→＃13→＃３を繰り返し実行する。
ｎ＝ｓ＋１になると、１倍モードに該当することとな
り、ステップ＃４の判断がNO、ステップ＃５の判断もNO
となってステップ＃８に進み、RAM15から補正データOff
setABを読み出し、ステップ＃９で、RAM15から補正デー
タOffsetCDを読み出し、ステップ＃10では、CT画像デー
タＹから補正データOffsetABおよび補正データOffsetCD
を減算することにより、補正後のCT画像データＹ′を得
る。
Ｙ′＝Ｙ−OffsetAB−OffsetCD 次いで、ステップ＃11に進み、補正後のCT画像データ
Ｙ′をRAM15に書き込む。以下、ステップ＃12→＃13か
らステップ＃３にリターンするが、ｎ＝ｓ＋１〜ｍのと
きには、ステップ＃３→＃５→＃８→＃９→＃10→＃11
→＃12→＃13→＃３を繰り返し実行する。そして、ｎ＝
ｍとなったときに一連のシーケンス動作を終了する。
以上のように、2k倍モード，22k倍モードごとに補正す
ることにより、ゲイン切換点において不連続性をもつ従
来のCT画像データＹに代わって、求めるべき最終のCT画
像データＹ′を第11図の実線OQで示すように連続性のあ
るものに較正することができ、アーティファクトを防止
できる。
第２実施例 次に、第２実施例を第５図および第６図に基づいて説明
する。
第５図において、第１実施例に係る第１図に示した符号
と同一の符号は、本実施例においても、その符号が示す
部品，部分等と同様のものを指す。
本実施例において、第１実施例と異なっている構成は、
次のとおりである。
18はA/D変換器７からのA/D変換データADOUTを入力し、
セレクタ17からのゲイン選択信号NGに応じてA/D変換デ
ータADOUTの小数点位置を変えて出力する可変ビットシ
フタ、LUTは、第１実施例の場合と同様にして求めた補
正データを記憶し、ゲイン選択信号NGに応じた補正デー
タを出力するルックアップテーブル、19は可変ビットシ
フタ18の出力データとルックアップテーブルLUTの出力
データとを加算する加算器である。
その他の構成は第１実施例と同様であるので、説明を省
略する。
次に、この第２実施例の動作を説明する。
ルックアップテーブルLUTは、第６図のフォーマットに
示すように、ゲイン選択信号NGが〔10〕のときは、０を
出力し、〔01〕のときは、 −OffsetABを出力し、〔00〕のときは、 −（OffsetAB＋OffsetCD）を出力する。
可変ビットシフタ18は、第７図に示すように動作する。
ｊビットのA/D変換データADOUTを、２進表示で、 aj-1・2j-1＋aj-2・2j-2＋‥‥＋a0・20 で表すとする。
ゲイン選択信号NGが〔00〕のときは、CT画像データＹ＝
ADOUT×(2k)-Nが、 Y1＝ADOUT×(2k)-0＝ADOU×20 であることから、可変ビットシフト18の出力データは、
〔0.aj-1‥‥a0〕となる。
ゲイン選択信号NGが〔01〕のときは、 Y2k＝ADOUT×(2k)-1＝ADOUT×2-k であることから、可変ビットシフト18の出力データは、
〔0.0‥‥０aj-1‥‥a0〕となる。小数点位置をｋ桁ず
らせたのは、(2k)-1＝2-kであるからである。
ゲイン選択信号NGが〔11〕のときは、 Y22k＝ADOUT×(2k)-2＝ADOUT×2-2k であることから、可変ビットシフタ18の出力データは、
〔0.00‥‥00aj-1‥‥a0〕となる。小数点位置を2k桁ず
らせたのは、(2k)-2＝2-2kであるからである。
このように小数点位置をずらせることによって、2k倍モ
ードのときも22k倍モードのときも１倍モードに変換し
た状態で可変ビットシフタ18から出力できるのである。
加算器19からの出力は、22k倍モードのときは、 Ｙ′＝Ｙ＋０＝Ｙ となり、2k倍モードのときは、 Ｙ′＝Ｙ−OffsetAB となり、１倍モードのときは、 Ｙ′＝Ｙ−（OffsetAB＋OffsetCD） となる。
したがって、第１実施例の場合と同様に、求めるべき最
終のCT画像データＹ′を第11図の実線OQで示すように連
続性のあるものに較正することができ、アーティファク
トを防止できる。
G.発明の効果 この発明によれば、次の効果が発揮される。
記憶手段に記憶する誤差が、オートゲインアンプの出力
の誤差ではなく、最終的に求めようとするCT画像データ
についての誤差であり、補正手段は、この誤差を補正デ
ータとして、演算手段によるCT画像データに補正を行う
から、温度などの環境条件の変動を受けることなく常
に、最終のCT画像データにおいてゲイン切換点での不連
続性を解消することができ、アーティファクトのない良
好なCT画像を得ることができる。
また、補正のために必要な人為作業は、CT画像データに
ついての誤差を求めるためにオートゲイン動作に代えて
ゲインを人為的に設定するだけですみ、アーティファク
ト防止のための作業を従来例に比べて著しく簡略化でき
るとともに、専用のプログラマブル電源付き電圧入力装
置を必要とせず経済的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第４図はこの発明の第１実施例に係り、第
１図はＸ線コンピュータ断層装置のデータ収集装置のブ
ロック図、第２図は誤差算出・記憶動作の説明に供する
フローチャート、第３図は各倍率モードでのA/D変換の
特性図、第４図は実測時のCT画像データの補正動作の説
明に供するフローチャートである。 第５図ないし第７図は第２実施例に係り、第５図はＸ線
コンピュータ断層装置のデータ収集装置のブロック図、
第６図はルックアップテーブルのメモリフォーマット、
第７図は可変ビットシフタの出力データのフォーマット
である。 第８図ないし第11図は従来例に係り、第８図はＸ線コン
ピュータ断層装置のデータ収集装置のブロック図、第９
図の（Ａ）はＸ線管球とＸ線検出器を示す概略図、
（Ｂ）はＸ線強度の分布図、（Ｃ）はオートゲインアン
プの出力特性図、第10図は積分出力に対するA/D変換デ
ータの特性図、第11図は積分出力に対するCT画像データ
の特性図である。 ３…Ｘ線検出部 31〜3m…Ｘ線検出器 ６…オートゲインアンプ ７…A/D変換器 ADOUT…A/D変換データ NG…ゲイン選択信号 Ｙ…CT画像データ 15…RAM（記憶手段） 11…CPU（演算手段，補正手段を含む） ΔAB，ΔCD…誤差 OffsetAB,OffsetCD…補正データ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Ｘ線検出器からの入力レベルに応じて自動
    的にゲインを選択するオートゲインアンプと、このオー
    トゲインアンプの出力をA/D変換するA/D変換器と、この
    A/D変換器によるA/D変換出力データと前記オートゲイン
    アンプにおいて得られたゲイン選択信号とからCT画像デ
    ータを算出する演算手段とを備えたＸ線コンピュータ断
    層装置のデータ収集装置において、前記オートゲインア
    ンプのゲイン切換において生ずるCT画像データの誤差を
    記憶する記憶手段と、この誤差を補正データとして前記
    演算手段によるCT画像データを補正する補正手段とを備
    えたことを特徴とするＸ線コンピュータ断層装置のデー
    タ収集装置。
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US6461040B1 (en) * 1998-11-12 2002-10-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus and method to correct for position errors in diagnostic imaging
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