JPH0790023B2 - 二ビームコンピュータ断層撮影用の安定な中断可能フィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ断層撮影
（ＣＴ−computed tomography)システムに関するもので
あり、更に詳しくはＣＴシステムによって収集されたデ
ータの処理に使用するためのエイリアシング防止（anti
-aliasing ）フィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ断層撮影システムでは、規
定された扇状ビーム角度で扇状ビームを形成するように
Ｘ線源がコリメーションされる。扇状ビームは「イメー
ジング平面」と呼ばれるデカルト座標系のｘ−ｙ平面内
にあるように配向されて、イメージング平面内に配列さ
れたＸ線検出器列に向かってイメージング対象を透過す
るように方向付けられる。

【０００３】検出器列は幅と等しいピッチで隔てられた
検出素子で構成される。各検出素子はＸ線源からその特
定の検出素子に投射されたビームに沿って、透過された
放射線の強度を測定する。透過される放射線の強度はイ
メージング対象によるその射線に沿ったＸ線ビームの減
衰によって左右される。

【０００４】Ｘ線源およびＸ線検出器列はイメージング
平面内でガントリ上を、イメージング対象のまわりに回
転することができ、扇状ビームがイメージング対象と交
差する角度は絶えず変化する。ガントリが回転するにつ
れて、投影セットを形成する多数の投影が取得される。
各投影角を中心にしたガントリ回転の小さな角度にわた
って検出素子が進むときに検出素子から得られる強度信
号で各投影が構成される。

【０００５】取得された断層撮影投影セットは通常、数
値形式で記憶され、コンピュータ処理により、当業者に
は知られている再構成アルゴリズムに従ってスライス画
像が「再構成」される。扇状ビーム投影の投影セットを
扇状ビーム再構成技術によって直接再構成して画像とす
ることもできるし、あるいは投影の強度データを平行ビ
ームに分けて平行ビーム再構成技術に従って再構成する
こともできる。再構成された断層撮影画像範囲は通常の
ＣＲＴ管にディスプレイしてもよいし、あるいはコンピ
ュータ制御のカメラによりフィルム録画に変換してもよ
い。

【０００６】ガントリの連続的な回転によって、各検出
器から絶えず変化する信号が得られる。これはＸ線ビー
ムの角度が変化するときのその検出器に対応するＸ線ビ
ームの減衰の変動に対応するものである。各投影角度に
対応するガントリの回転の増分にわたってこの信号を積
分することにより、その投影角度に対する検出信号を作
成することができる。次に、この積分された値が保持さ
れて、データ取得システム（ＤＡＳ−data acquisition
system）によりサンプリングされ、ディジタル化され
た検出値に変換される。更に、コンピュータにより記
憶、再構成される。

【０００７】検出信号の積分は検出器の感度を増大する
とともに、検出信号の本質的な帯域制限を行うことによ
り、ＤＡＳによる検出信号のサンプリングの間の「エイ
リアシング」を防止する。当業者には明らかなように、
エイリアシングはサンプリング速度の半分より高い周波
数を持つ、サンプリングされる信号の中の周波数成分に
より生じる信号アーチファクトである。

【０００８】ＤＡＳによる各検出器信号のサンプリング
に適切な時間を与えるため、各検出素子でこのような積
分器を２個使用してもよい。一方の積分器は前に積分さ
れたデータの値をサンプリングのために保持し、他方の
積分器は検出素子からの新しい電流データを積分する。
２個の積分器のこの設計は「積分およびダンプ（dum
p）」と呼ばれ、良好に規定された積分時間およびＤＡ
Ｓに対する裕度の大きいサンプリング窓が得られるとい
う利点がある。

【０００９】それにもかかわらず、積分ダンプ回路はそ
の積分コンデンサの値の変化によって生じる利得変動の
影響を受けやすい。更に、２個の積分器を交互に接続す
るために通常使用される固体スイッチにはかなり漏れ電
流があり、検出信号をまず前置増幅することが必要とな
る。この独立の前置増幅器の利得変動は積分ダンプの設
計で生じる利得変動の一因となる。利得変動は再構成さ
れる断層撮影画像に容認できないストリーキング、オー
（Ｏ）形リング、スマッジ（よごれ）等のアーチファク
トを生じ得る。

【００１０】低域フィルタのような連続波フィルタを積
分器のかわりに用いてもよい。連続波フィルタでは、フ
ィルタ出力は重み回転形式で前の検出信号を反映する。
適当な周波数カットオフ点の低域フィルタを使うことに
より、エイリアシングが除去される。

【００１１】連続波フィルタの動作は、ガントリ位置に
対して適当な補正を行えば任意の時点にサンプリングを
行えるようなものである。したがって、各検出器に対し
て単一のフィルタしか必要としない。これにより、積分
ダンプ回路の固体スイッチに関連する独立な前置増幅器
は不要になる。

【００１２】連続波フィルタを使用することにより、積
分ダンプ設計に比べて改善された利得安定度が得られ
る。（積分器とは異なり）連続波フィルタのまわりに直
流帰還を設けることができるので、積分ダンプ回路のコ
ンデンサおよびそれと結合された前置増幅器の抵抗に比
べてフィルタの利得を単一の抵抗で固定することができ
る。抵抗は一般にコンデンサより安定であり、一つの素
子は一般に多数の素子より安定である。

【００１３】あるＣＴイメージング技術では、Ｘ線ビー
ムはガントリの回転中に二つのビーム強度の間または二
つのビーム位置の間で高速切り替えされる。たとえば、
二エネルギー走査では、Ｘ線管への電力を変えてスペク
トルの異なる二つのＸ線ビームを作成することができ
る。この二つの画像の比較は種々の組織の型の識別を行
う上で有用である。その代わりに、「スポット移動」走
査では、Ｘ線放出点をガントリに対して動かして少し異
なる角度で二つのビームを発生することによりＸ線画像
の分解能を増大することができる。この後者の技術につ
いては、特願平３−１７０３８９号に詳細に説明されて
いる。

【００１４】これらの二ビーム技術の各々では、ガント
リが回転するにつれてビームが状態間を急速にシフトさ
れることにより、収集されたデータの一貫性に患者の動
きが及ぼす影響が軽減される。このような患者の動きは
一般に、ビームの状態がガントリの完全な回転相互の間
でだけシフトされるときに対応する検出信号相互の間に
より大きな変動を生じる。

【００１５】Ｘ線ビームが急速にシフトされる場合、検
出器からの信号も変化し、これはビームのシフトと同期
して分離して、これにより、２セットのデータを取得し
て、１セットが各ビーム状態に対応するようにしなけれ
ばならない。ビームの各状態に対応する検出信号を分離
する一つの方法は前に述べた積分ダンプ回路の二積分器
を使うものである。第一の積分器はビームの第一の状態
の間でだけ積分（したがってデータの収集）を行うよう
に調整され、第二の積分器はビームの第二の状態の間で
だけ積分を行うように調整される。積分器の出力には、
各セットが各ビーム状態に対応するような検出データの
二つの異なるセットが得られる。

【００１６】都合の悪いことに、この手法には前に述べ
たような積分ダンプ回路に付随する利得感度の欠点があ
る。すなわち、回路の利得は各積分器の比較的不安定な
コンデンサ値および別個の前置増幅器の抵抗によって定
められる。

【００１７】前に述べた連続波フィルタはこれらの二ビ
ーム技術には適していない。ビーム状態に関係なく前の
検出信号の関数である連続出力をフィルタが発生するか
らである。柔軟性のあるサンプリングを許容することに
より前は利点として働いた連続波フィルタの連続性が、
二ビーム信号の明瞭な分離を妨げることになる。

【００１８】

【発明の概要】本発明は連続波フィルタの安定性と積分
ダンプフィルタの同期サンプリング機能が得られる、二
ビームＣＴ技術と一緒に使用するための、データ取得フ
ィルタを提供するものである。詳しく述べると、データ
取得フィルタにはろ波(filtering）状態または保持状態
で動作する第一および第二の中断可能なフィルタが含ま
れている。フィルタがろ波状態にあるとき、フィルタの
出力は現在および前のろ波状態の間だけの検出信号の周
波数成分によってきまる。保持状態では、フィルタの出
力は前のろ波状態の間のフィルタの最後の出力値であ
る。ＣＴ装置のＸ線ビームが第一の状態にあるときは、
第一の中断可能フィルタはろ波状態にあり、第二の中断
可能フィルタは保持状態にある。Ｘ線ビームが第二の状
態にあるときは、これと逆になる。一実施例では、スイ
ッチは保持状態にあるフィルタに交互に接続される単一
のサンプリング出力を供給する。

【００１９】したがって、本発明の一つの目的は高速で
交互に繰り返される二つの状態によって作成される不連
続検出信号のろ波を行う手段を提供することである。

【００２０】好ましくは、二つの中断可能フィルタの各
々は検出信号を受けるための前置増幅器を共用し、また
ろ波状態にある中断可能フィルタからの帰還を受けるた
めのスイッチング可能な帰還素子を含む。

【００２１】したがって、本発明のもう一つの目的は利
得の安定なエイリアシング防止フィルタを提供すること
である。単一の共用される帰還素子は第一および第二の
中断可能フィルタの利得を精密に整合させる。中断可能
フィルタを単一の帰還素子で制御することにより、積分
ダンプフィルタの設計で使用されるような容量性および
抵抗性の帰還素子で得られる安定性より高い安定性を得
ることができる。

【００２２】本発明の上記および他の目的および利点は
以下の説明から明らかとなる。説明では付図を参照する
が、付図は本発明の一実施例を図示している。しかし、
このような実施例は必ずしも本発明の全範囲を表すもの
ではないので、本発明の範囲の解釈に当たっては請求範
囲を参照しなければならない。

【００２３】

【実施例の説明】図１に示すように、「第三世代」のＣ
Ｔスキャナを表すＣＴガントリ１６にはＸ線源１０が含
まれている。Ｘ線源１０は焦点１１からイメージング対
象１２を介して検出器列１８にＸ線の扇状ビーム２４を
投影するような向きに向けられている。検出器列１８は
多数の検出素子２６で構成され、検出素子２６は共同し
てイメージング対象１２をＸ線が透過したことによって
生じる投影画像を検出する。後で更に詳しく説明するよ
うに、各検出器に中断可能フィルタが結合されている。
ガントリ１６はイメージング対象１２の中にある回転中
心１４のまわりを回転する。

【００２４】本発明を使用するのに適したＣＴスキャナ
の制御システムはガントリと結合された制御モジュール
２８をそなえている。制御モジュールには、電力および
タイミング信号をＸ線源１０に供給し、Ｘ線管の中の焦
点１１の位置を制御するＸ線制御器３０、ガントリ１６
の回転速度および位置を制御するガントリ電動機制御器
３２、ならびに中断可能フィルタ１９を介して検出器列
１８の検出素子２６からの投影データをサンプリング
し、ろ波されたデータを後のコンピュータ処理のためデ
ィジタルワードに変換するデータ取得システム（ＤＡ
Ｓ）３４が含まれている。

【００２５】Ｘ線制御器３０およびガントリ電動機制御
器３２はコンピュータ３６に接続されている。コンピュ
ータ３６はデータジェネラル（Data General) 社のエク
リプス(Eclipse) ＭＶ／７８００Ｃのような汎用ミニコ
ンピュータである。

【００２６】ＤＡＳ３４は画像再構成器３８に接続され
ている。画像再構成器３８はサンプリングされ、ディジ
タル化された信号をＤＡＳ３４から受けることにより、
当業者に知られている方法に従って高速画像再構成を遂
行する。画像再構成器３８は米国バージニア州所在のス
ターテクノロジーズ(Star Technologies) 社で製造され
ているようなアレープロセッサであってもよい。

【００２７】コンピュータ３６は操作卓４０を介して指
令および走査パラメータを受ける。操作卓４０はほぼＣ
ＲＴディスプレイおよびキーボードであり、これらによ
り操作者は走査のためのパラメータを入力することがで
き、またコンピュータ３６からの再構成された画像およ
び他の情報をディスプレイすることができる。大容量記
憶装置４２によって、ＣＴイメージングシステムのため
のオペレーティングプログラムを記憶するとともに、画
像データを記憶して操作者が後で参照できるようにする
手段が得られる。

【００２８】図２に示すように、特定の検出素子２６に
対応する扇状ビーム２４の位置はＸ線焦点１１の中心お
よび特定の検出素子２６の中心を通る線に沿った射線で
表すことができる。射線２０は回転中心１４からの長さ
“ｒ”の特定の距離の半径線、および空間内に固定され
た任意の基準軸からのその半径の回転角Ｔで記述され
る。

【００２９】各射線２２に対するｒおよびＴの値はＴを
横軸、ｒを縦軸とする図３に示すようなｒ−Ｔ図に写像
することができる。図３に示すように、投影に対するデ
ータ取得の始動時に、与えられた検出器２６に対する射
線２０はｒ−Ｔ図の位置５０にある。簡略化するため、
唯一つの射線２０の始動位置５０が図３に示されている
が、当業者には理解されるように、投影には通常、約１
０００本の射線とそれらに対応する強度測定データが含
まれている。

【００３０】ガントリ１６が回転するにつれて、射線２
０の位置がｒ−Ｔ図の水平方向に動き、第一の期間Ｉの
間に始動点５０からガントリ回転角ｄＴの水平方向の線
５２に沿って動く。水平方向の線５２はガントリ１６の
回転によって生じるＴの増大に対応する。水平方向の線
５２の上の、射線２０に沿ったＸ線放射の変化する強度
を検出素子２６が受ける。ガントリ１６がｄＴだけ回転
した後、ガントリ１６に対するＸ線管１０の焦点１１の
位置がシフトされ、ｒが増加し、Ｔが小さくなった始動
位置５４に射線２０の位置が動く。ガントリ回転の第二
の期間IIの間に、射線２０はこの始動位置５４から水平
方向の線５６に沿って再び距離ｄＴだけ水平方向に動
く。この移動の終わりに、焦点１１はガントリに対して
もとの位置に戻される。この位置はガントリの回転があ
るため、始動位置５０と同じｒの値であるがＴがずれた
ｒ−Ｔ図上の新しい位置５８にある。この過程が繰り返
されて、Ｘ線焦点１１が第一の期間Ｉの間の第一の状態
と第二の期間IIの間の第二の状態との間を動く。これら
の状態はガントリ１６に対するＸ線焦点１１の相対位置
によって定められる。

【００３１】図４（ａ）に示すように、検出器２６から
の信号６２の振幅は時点ｔ＝ｎ△ｔで不連続となる。但
し、ｎは整数であり、△ｔはガントリがｄＴ動くのに要
する時間である。これらの不連続６０は状態間のＸ線焦
点１１の急激な動き、したがって第一の期間Ｉと第二の
期間IIの間のイメージング対象１２に対するＸ線ビーム
２４の向きの変化によって生じる。上記のように、この
不連続信号を受ける連続波フィルタは期間ＩおよびIIか
らのデータを組み合わせる傾向があり、期間Ｉからのデ
ータを期間IIからのデータでぼかす効果が生じる。

【００３２】次に図５に示すように、本発明の中断可能
フィルタ１９は検出器入力６４で検出信号６２を受け
る。検出信号６４は検出器列１８の検出素子２６から到
来する。残りの検出素子２６（図示しない）の各々に付
加的で別個の中断可能フィルタが対応している。検出信
号６２は差動前置増幅器６６によって増幅される。差動
前置増幅器６６はその反転入力で検出信号を受け、検出
信号６２のレベルを昇圧することにより、前置増幅器６
６の出力に接続された固体スイッチ６８の中の漏れ電流
およびそれからの注入電流を小さくする。前置増幅器６
６は低入力電流、低オフセット電圧、および低オフセッ
ト電圧ドリフトの市販されている任意の演算増幅器とす
ることができる。前置増幅器６６の非反転入力はアース
に接続されている。

【００３３】抵抗７２は安定性のためこの前置増幅器６
６のまわりに局部帰還を行うもので、通常程度の当業者
には理解されるように、前置増幅器６６の出力をその反
転入力に接続する。前置増幅器６６の出力を単極単投
（ＳＰＳＴ）固体スイッチ６８および７０の「極」が受
ける。これらのスイッチ６８および７０の「スロー」(t
hrow) すなわち出力は低域フィルタサブユニット７４お
よび７６の入力にそれぞれ接続されている。

【００３４】フィルタサブユニット７４および７６の出
力はＳＰＳＴスイッチ８４および８６の一つの極にそれ
ぞれ接続されている。ＳＰＳＴスイッチのスローは一緒
に接続され、次いで帰還素子８８を介して前置増幅器６
６の反転入力に接続される。したがって、スイッチ８４
が閉じているときは前置増幅器６６への帰還信号がフィ
ルタサブユニット７４の出力から与えられ、スイッチ８
６が閉じているときは前置増幅器６６への帰還信号はフ
ィルタサブユニット７６の出力から与えられる。

【００３５】したがって、スイッチ６８および８４が閉
じているときはフィルタサブユニット７４が前置増幅器
６６とともに帰還構成で接続されて第一のフィルタを形
成する。またスイッチ７０および８６が閉じているとき
はフィルタサブユニット７６が前置増幅器６６とともに
帰還構成で接続されて第二のフィルタを形成する。

【００３６】第一および第二のフィルタは遮断周波数が
１１０５Ｈｚの２極低域ベッセル（Bessel）フィルタで
ある。この遮断周波数は前に説明したエイリアシング防
止の性質が得られるようにＤＡＳ３４のサンプリング周
波数との関係で選定される。２極ベッセルフィルタの構
成が好ましいが、以下の説明から通常程度の当業者には
理解されるようにバタワース、チェビシェフのような他
の低域フィルタを用いてもよい。

【００３７】フィルタサブユニット７４および７６を用
いて形成される第一および第二のフィルタも「中断可
能」であり、それぞれのスイッチ６８または７０が閉じ
たとき低域フィルタとして動作するが、それぞれのスイ
ッチ６８または７０が開放しているときは「保持」状態
になり、スイッチ６８または７０の開放の前にその出力
に生じた前の最後のろ波された値が保持され、時間とと
もに変化しないようにその内部値が保存される。

【００３８】フィルタサブユニット７４および７６の出
力をＳＰＳＴ固体スイッチ７８および８０の極が受け
る。スイッチ７８および８０のスローは一緒に接続され
ており、期間に応じてフィルタサブユニット７４または
フィルタサブユニット７６から単一のサンプリング出力
８２がＤＡＳ３４に与えられる。スイッチ７８および８
０はそれぞれ対応するスイッチ６８および７０と逆の状
態となる。期間Ｉの間、スイッチ６８が閉じてフィルタ
サブユニット７４がろ波を行っているとき、スイッチ７
８は開放している。期間IIの間、スイッチ６８が開きフ
ィルタサブユニット７４が保持状態にあるとき、スイッ
チ７８は閉じる。したがって、フィルタサブユニット７
４の出力のサンプリングは期間IIの任意の時点に生じ得
るが、それでもなお期間ＩとIIとの間の最後の遷移時点
に正確に対応するろ波された値が得られる。これによ
り、ＤＡＳ３４のサンプリングとガントリ１６の特定の
時点または位置との同期が前に述べた連続波フィルタに
比べて容易になる。このようなサンプリングとガントリ
１６の位置との整合は前に述べた焦点移動技術で形成さ
れる画像から画像アーチファクトを除去するのに有用で
ある。

【００３９】同様に、スイッチ７０はスイッチ８０と逆
の状態となる。これにより、期間Ｉの任意の時点にフィ
ルタサブユニット７６の出力のサンプリングを行うこと
ができる。

【００４０】図５および６に於いて、第一の期間Ｉの間
は「オン」すなわち高レベルとなり、第二の期間IIの間
はオフとなるように形成されたクロック信号に同期して
スイッチ６８、８４、および８０が閉じる。これに対応
して、フィルタ７４は期間Ｉの間はろ波状態になり、期
間IIの間は保持状態になる。

【００４１】逆に、期間IIでオンとなり期間Ｉでオフと
なるクロック信号９２によってスイッチ７０、８６、お
よび７８が閉じる。そしてフィルタ７６は期間Ｉの間、
保持状態になり、期間IIの間はろ波状態になる。信号９
０および９２は方形波であり、信号９０および９２のオ
ン時間の間に重なりが無いので、任意の時点で唯一つの
信号９０または９２がオンとなる。

【００４２】固体スイッチの動作によって、フィルタサ
ブユニット７４またはフィルタサブユニット７６が前置
増幅器６６と接続され、帰還素子８８を通る適当な帰還
ループが形成される。フィルタサブユニット７４および
７６は高直流利得を有するので、フィルタサブユニット
７４、７６のどちらが接続されているかに無関係に、あ
るいは前置増幅器６６もしくはフィルタサブユニット７
４または７６の順方向利得に無関係に、フィルタ１９の
直流利得が決定される。帰還素子８８は主として抵抗性
であり、主として単一の抵抗によって決定されるので、
前に述べた積分ダンプ回路のコンデンサに比べてずっと
安定な利得制御素子である。

【００４３】フィルタサブユニット７４および７６の回
路は同一である。簡単にするため、フィルタサブユニッ
ト７４だけを詳しく説明する。フィルタサブユニット７
６の動作はこの説明から理解することができよう。

【００４４】図７に示すように、フィルタサブユニット
７４の入力は、スイッチ６８を介して差動増幅器９６の
反転入力に接続された入力抵抗９４で形成される積分器
に接続されている。増幅器９６の出力とその反転入力と
の間にコンデンサ９８が接続されており、このコンデン
サ９８は当業者には理解されるように抵抗９４を通る電
流を積分する役目を果たす。差動増幅器９６の非反転入
力はアースに接続されている。

【００４５】したがって、スイッチ６８が閉じたとき、
増幅器９６の反転入力は抵抗９４を介して前置増幅器６
６からの電流を受け、その電流を積分する。しかし、ス
イッチ６８が開いているときは、増幅器９６の出力はス
イッチ６８の開放前に持っていた最後の値を保持する。

【００４６】増幅器９６の出力は抵抗１００およびＳＰ
ＳＴ固体スイッチ１０２を介して増幅器１０４の反転入
力に接続されている。スイッチ１０２の極は抵抗１００
に接続されており、スイッチ１０２のスローは増幅器１
０４の反転入力に接続されている。コンデンサ１０６が
増幅器１０４の出力とその反転入力との間に接続されて
おり、帰還抵抗１０８が増幅器１０４の出力とスイッチ
１０２の極との間に接続されている。したがって、スイ
ッチ１０２が開放しているときは、増幅器１０６のまわ
りの抵抗帰還路が切られ、増幅器１０４は増幅器９６と
同様に動作し、スイッチ１０２の開放前のそれの最後の
出力値を保持する。

【００４７】固体スイッチ１０２のスイッチング動作に
よる増幅器１０４への電荷の注入はＳＰＳＴ固体スイッ
チ１１０および１１２ならびに構成要素１１４−１２２
によって最小になる。スイッチ１１０は極およびスイッ
チ１０２の極に接続されたスローをそなえている。スイ
ッチ１０２が開放してスイッチ１０２による電荷の注入
を妨げるとき、スイッチ１１０が閉じる。増幅器１０４
の非反転入力もコンデンサ１１４を介してアースに接続
されている。コンデンサ１１４はスイッチ１１２によっ
て分路されており、スイッチ１１２はスイッチ１０２と
ともに開閉する。

【００４８】増幅器１０４の出力は直列抵抗１１６の後
にアースに至るコンデンサ１１８が接続された回路網を
介してスイッチ８４の極に接続されている。同様の回路
網によって増幅器１０４の出力がスイッチ７８に接続さ
れている。これらの回路網はまた、固体スイッチ８４お
よび７８による電荷注入の影響をも減衰する。

【００４９】帰還素子８８はスイッチ８４の極から伸び
る直列抵抗１２４、その後にあってアースに至るコンデ
ンサ１２６、およびコンデンサ１２６と抵抗１２４の接
続点から前置増幅器６６の反転入力に至る直列抵抗１２
８で構成される。帰還路は抵抗１１６、１２４、および
１２８を含むだけでなくコンデンサ１１８および１２６
をも含んでいることがわかる。これらのコンデンサは直
流利得には影響を及ぼさず、またそれらの値が小さく、
抵抗１１６および１２４の値が小さいので、低周波利得
に及ぼす影響は無視できる。それらの抵抗およびコンデ
ンサの値はＲＣ時定数が約０．０５マイクロ秒となるよ
うに選定されている。

【００５０】前置増幅器６６、および帰還素子８８をそ
なえた帰還ループの中のフィルタサブユニット７４また
は７６によって形成されるベッセルフィルタの遮断周波
数はＤＡＳ３４によってサンプリングされる信号のエイ
リアシングを防止するように選定される。したがって、
一般にガントリ１６の速度および検出素子２６の幾何学
的配列によって左右されるサンプリング速度の変化に応
じてベッセルフィルタの遮断周波数を調整することがで
きる。

【００５１】スイッチ６８および１０２の動作によっ
て、信号９０が低レベルである期間の間、前置増幅器６
６およびフィルタサブユニット７４で形成されるフィル
タの動作が「凍結」されることがわかる。フィルタの中
間値、詳しくは増幅器９６および１０４の出力は信号９
０が低レベルであるとき時間または検出器入力の変化で
変化せず、またコンデンサ９８および１０６の電圧で表
されるフィルタの固有「メモリ」も変化しない。フィル
タサブユニット７４またはフィルタサブユニット７６を
用いるフィルタのこの「保持」状態により、図４（ａ）
に示すような不連続検出信号６２とともに簡単な低域フ
ィルタを使用することが可能となる。

【００５２】図４（ｂ）に示すように、前置増幅器６６
およびフィルタサブユニット７４で形成されるフィルタ
の実効入力は検出信号６２の期間Ｉの間に生じる部分だ
けの連鎖である。これは期間IIの間はフィルタが保持状
態に凍結されるからである。逆に、前置増幅器６６およ
びフィルタサブユニット７６で形成されるフィルタの実
効入力（図示しない）は期間IIの間に生じる検出信号６
２の部分の連鎖である。

【００５３】図４（ｃ）に示すように、フィルタ１９の
出力は電流保持状態によって前のろ波状態の間のフィル
タサブユニット７４および７６の最終出力を反映する一
連の一定電圧として現れる。フィルタサブユニット７４
および７６の比較的長い保持状態により、積分ダンプフ
ィルタと同様に、同じガントリ位置で検出器列１８の中
のすべての検出素子２６のサンプリングを同期させるこ
とができる。しかも、第一および第二のフィルタの構成
により、安定性のための抵抗帰還が可能となる。

【００５４】本発明の趣旨と範囲の中にとどまる実施例
の多数の変形および変更を通常程度の当業者は考えつく
ことができる。例えば、このフィルタは二エネルギー走
査で使ってもよい。この場合、例えば、第一の期間Ｉは
高Ｘ線エネルギーであり、第二の期間IIは低Ｘ線エネル
ギーである。また、フィルタは所謂「並進および回転」
構成を含む他のガントリおよび検出器の構成と一緒に使
用してもよいことは明らかである。本発明の種々の実施
例を含むように請求の範囲は記載してある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を使用するのに適したＣＴシステムの概
略図である。

【図２】相対角度および関連する軸を示す図１のシステ
ムによって作成されるＸ線の扇状ビームの詳細図であ
る。

【図３】焦点移動技術を使って図１のＣＴシステムで取
得される投影データの射線角度Ｔと半径ｒを示すと共
に、二つのビーム状態に関連する期間を示すグラフであ
る。

【図４】４（ａ）は図３の焦点移動技術の際に検出素子
が作成する検出信号の代表的な例を示し、二つのビーム
状態のデータの配列を示す時間線図であり、４（ｂ）は
図４（ａ）の信号を受ける本発明の一つの中断可能フィ
ルタから見た実効入力を示す、図４（ａ）に類似した時
間線図であり、４（ｃ）は図４（ａ）の入力を受けた本
発明の中断可能フィルタの出力の代表的な例を示す時間
線図である。

【図５】本発明の中断可能フィルタの簡略構成図であ
る。

【図６】図５の中断可能フィルタをＣＴ装置の二ビーム
状態と同期させるためのクロックの波形図である。

【図７】本発明の中断可能フィルタの回路図である。

【符号の説明】

１９ 中断可能フィルタ ６４ 検出信号 ６６ 差動前置増幅器 ６８、７０，７８、８０ スイッチ ７４、７６ フィルタサブユニット ８８ 帰還素子 ９０、９２ クロック信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 5/20

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一および第二の期間の間に発生される
   第一および第二のＸ線ビームをそなえたＣＴイメージン
   グシステムに用いられ、検出信号を受けてサンプリング
   出力を作成するデータ取得フィルタに於いて、 第一および第二の期間と同期してクロック信号を作成す
   るクロック、およびクロック信号を受ける端子、検出信
   号を受けるフィルタ入力およびサンプリング出力を生じ
   るフィルタ出力をそなえた第一および第二のろ波動作が
   中断可能なフィルタであって、各フィルタはろ波状態お
   よび保持状態を有し、各フィルタのフィルタ出力がろ波
   状態の間は現在と前のろ波状態の間だけの検出信号の周
   波数成分によって決まり、保持状態の間は前のろ波状態
   の最後の出力値である第一および第二のろ波動作が中断
   可能なフィルタを含み、 第一のろ波動作が中断可能なフィルタが第一の期間の間
   はろ波状態になり、第二の期間の間は保持状態になり、
   第二のろ波動作が中断可能なフィルタが第一の期間の間
   は保持状態になり、第二の期間の間はろ波状態になるこ
   とを特徴とするデータ取得フィルタ。
2. 【請求項２】 第一の期間の間は第一のろ波動作が中断
   可能なフィルタの出力をサンプリング出力に接続し、第
   二の期間の間は第二のろ波動作が中断可能なフィルタの
   出力をサンプリング出力に接続するためのスイッチが含
   まれている請求項１記載のデータ取得フィルタ。
3. 【請求項３】 第一および第二のろ波動作が中断可能な
   フィルタが検出信号を増幅するための前置増幅手段を含
   んで共用し、また第一の期間の間は第一のろ波動作が中
   断可能なフィルタの出力から、そして第二の期間の間は
   第二のろ波動作が中断可能なフィルタから帰還を受け、
   その帰還を前置増幅器に供給するためのスイッチング可
   能な帰還素子を含んでいる請求項１記載のデータ取得フ
   ィルタ。
4. 【請求項４】 帰還素子はそのインピーダンスが抵抗性
   である請求項３記載のデータ取得フィルタ。
5. 【請求項５】 ろ波動作が中断可能なフィルタが、ろ波
   状態の間、サンプリング速度の半分にほぼ等しい遮断周
   波数の二次低域ベッセルフィルタとして動作 する請求項
   １記載のデータ取得フィルタ。
6. 【請求項６】 第一および第二のＸ線ビームが空間内で
   相互にずらされている請求項１記載のデータ取得フィル
   タ。
7. 【請求項７】 第一および第二のＸ線ビームのエネルギ
   ーが異なる請求項１記載のデータ取得フィルタ。
8. 【請求項８】 二ビーム状態、検出信号、およびサンプ
   リング出力をそなえるＣＴイメージングシステムのため
   のデータ取得フィルタに於いて、 検出信号を受ける入力および出力をそなえた入力差動増
   幅器、 第一および第二のフィルタサブユニット、 ビーム状態に応じて入力差動増幅器の出力とサンプリン
   グ出力との間に第一および第二のフィルタサブユニット
   を交互に接続するためのスイッチ手段、および接続され
   たフィルタサブユニットの出力から差動増幅器に直流帰
   還を行うための帰還手段を含むことを特徴とするデータ
   取得フィルタ。
9. 【請求項９】 帰還手段はそのインピーダンスが抵抗性
   である請求項８記載のデータ取得フィルタ。