JPS59181136A - 断層撮影システム - 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】 本発明１断層撮影／スデｌ、　（／（：関し、さらに詳
細ニー（′、［、断層撮１：：ヨシステムと共に使用さ
れるデータ収イ１．／ステｊ、Ｉ／こ関する。

断層撮影７ステｌ、においでは、通常は複数個の検出器
ｒ−の列から構成さ）する検出器が、被検体を通過すく
】様々な放射線経路に沿って受取られる放射廖；ｊ　ｉ
７応答して信−弓を提供し、被検体の断層画像を一＋Ｉ
］構成する／こめ（でそれらの信号が処理される。

放射線検出２ｔからデータを収集するシステムを設Ｆｉ
１才る場合、被検体をｉ！−１する各放射線経路につい
て１’ｉＴ報内容（ｄ同しであると仮定される。しかし
ながら、４゛での、、）ｊｋｒト］線経路について情報
内容は必ずし７／′ も同じでけ１．（＜、被検体の中心を通る中・Ｌ−線の
外側の経路については情報内容が少ないことがわが一’
−）　′Ｌいて）４１本発明ｒｒこの上・）な認識ＶＣ
基づいて、関連する放射線経路に対ｌるそれぞれの情報
内容（１τｉ；Ｙ−、）てラーータヂャンネルが形成さ
れ、その結果、外１１１１ｊσ）放射線経路しこ必吸と
さ′ノする信号処理装置の鼠とコストが共に低減される
ような断層撮影７゛−タ収集ンステムを提供する。

簡潔にいえば、本発明は、放射線検出器からの信号の信
号処理が、断層撮影の被検体の中心な１ｌＴｉる放射線
源からの中心線に対する検出器の角イ＼装置の関数であ
る断層撮影データ収集システノ、を提供する。放射線経
路が中心線から外側へ遠ざかく）につれて、取出される
検出信号の情報内容は中７し線から取出される検出信号
の情報内容より徐々Ｋ　ｌりなくなる。外側の経路から
取出される検出信号の周波数スペクトルは低いので、そ
ノ′１らの検出信−弓のサンプリング速度を情報な拝１
４ｃわずＶこ徐々に口（くすることができる。寸だ、被
検体を通る外側の放射線経路に沿って存在するターゲン
ト情報が少ないことにより外側の経路がデータ収集に寄
ｌ：Ｊする割合は低くなるので、中心線から外」１１の
放射線経路眞対応する信号について、中心線からの耐力
１（に応じて検出信号の分解能を徐々如低り１．２でい
くことができる。検出器の位置に従ってサンプリング速
度又は分解能、あるいけその双方を変化させろことかで
きる。外側の放射線経路に対応する位置ｐｒあイ）検出
器の色分解能も中上・線に対応する検出器Ｌ（こ比べて
低くすることができる。本発明ＷよりｉｒＵ、ＩＡ側の
放射線経路のだめの信号プロセッサは低速で分解能も低
くできるので、低コストになる。さらｅこ、外側の放射
線経路に使用される信号処理袋Ｖ１の数も減らすことが
できる。

検出器の位置が外側にずれるに従ってサンプリング速度
は低く　７（るが、各検出ｆ？−ｒ、をそれぞれのザン
ブリング速ＩＷで別個に処理することは通常は不要であ
る。本発明を実施するためには、サンプリング速度がか
なり低下する最外部の放射線経路から取出される信号を
別個に処理すれば、それで１分である。中心線から最大
距離の７／８の距離にある検出器の場合は、サンプリン
グ速度は中心線の位置（にあるときに必要とされる速度
の約半分あ才１ばＩＣ１い１、 本発明は、゛ファンビートシステム、逆ファンビーノ、
ンステノ、及び平行ビーノ、システムを含む様々ｔｃ　
種’１ｉ（ｔの断層撮影システムにおいて有用である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例をさらに詳
細に説明する。

第１図に示されるファンビーム断層撮影システムは放射
線検出器１０を有する。放射線検出器は、放射線源１２
から離間して円弧のセグメントに沿って配列される複数
個の検出素子から構成されろ。

Ｘ線源と検出素子列は回転組立体に取イ；１けられ、ｘ
ａ源と検出素子列との間に固定配置６．される被検体１
４を中心と１〜、一体のユニットとして連続的に回転す
ることができる。

Ｘ線源からの放射線は、被検体を透過して検出素子列に
入射し、検出素子列により検出される。

検出素子列は中心線１８をほぼ中心とする中心セグメン
ト１６と、中心セグメント］６の内外側にあるセグメン
ト２０及び２２と、列の両４５　ＶＣある最外部セグメ
ント２４及び２６とを含む。検出素子列の中心セグメン
ト１６からの検出信号は信号グロセッーリ２８に印加さ
れる。セグメント２０及び２２からの検出信号は信号プ
ロセッサ３０に印加され、最外部セグメント２４及び２
６からの検出信号は信号プロセッサ’、＋　２１７Ｃ印
加される。Ｘ線源は連続的に動作されるので、検出素子
は連続信号を発生ずる４、連続イバ−Ｃ３，４，ｔそ：
１１ぞれの信号プロセッサにより処理され、イ１；号ゾ
ｌ−Ｉセツザは断層像の再構成及び表示のだめの−ｊジ
クルーリンブル値データを提供する。

第１図如け２つの座標系が示されでいる。矩形の座（二
？°系は回転軸を中心とし、互いに直交する軸Ｘ及びｙ
を不する。放射線の経路、たとえば経路りは極座標系［
おいて、原点からの半径方向距離ｒと、経路りとｙ軸と
のｒ＃１１の方向角θとに一〒］ｒ指一定さ、ｌ＋る１
、２つの座標系の関係はコンピュータを一使月］　１．
、　ｉ−断層撮影法の分野では良く知られているラドン
変換により定義される。たとえば、ゲイバー　’、１’
　−バー　マノ（Ｇａｋ＋ｏｒ　、Ｔ、　Ｈｅｒｍａｎ
ｎ’）著１イメージ・リコンストラクション・フロノ、
・プロジェクション′ズ−１（Ｉｍａｇｅ　Ｒｅｃｏｎ
ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｆｒｏｍ　Ｐｒｏ−３ｅｃｔｉ、
ｏｎｓ　、アノノデミソク・ブレン１発行、１９８０年
）イ１：参照Ｃねこと７．移動する検出素−ｒ列につい
ての時間の一１１ンフリングは、被検体Ｑ）ラドン変換
の角度（０）　（ノロＪ”ンプリングに対応する。

ソサは通常は第３図に示されるよう に構成される。各検出信号はそれぞれ対応するフィルタ
３４に印加され、一群の検出器ｒ−からのフィルタ出力
はマルチプレクサ３６に印加される。、マルチプレクサ
３６の出力は第２のマルチプレクサ：つ８に印加される
。第２のマルチプレクサは他の検出素子群からのマルチ
プレクス信号も受信−４′る。第２のマルチプレクサ３
８は、坪−のマルチプレクサを使用する場合より大きい
複数の検出信号のファンインを達成するために使用する
。第２のマルチプレクサ３８の出力はＡ／Ｄ変換器４０
．に印加され、Ａ／Ｄ　’！−換器４０から出力される
デジタルサンプル値データは画像プロセッサに印加され
て、さらに処理されるべき断層画像の再構成及び／又は
表示＆Ｕ使用される。

本発明によれば、信号プロセッサ：３０の一リングリン
グ速度は信号プロセッサ２８のザンブリング速度ヨリ低
く、信号プロセッサ３２のサンプリング速度は信号プロ
セッサ３０のサンプリング速度より低い。

各信号プロセッサのサンプリング速度は、人力アリ“「
１グ信吟θ）スペクトル内容をｔｒＥ確に表示するブ′
７・・クツ１ブータイ工゛提供′ｉ−るｆｃ　？Ｏｆｆ
こ既知の基糸に弔ｒつ゛Ｃ決定さ」）ろ。セグメント２
０及び２２０つ検出素イーＶ（−より供糸含されろ４１
１月のスーくクト／ｌ＝は、ｒｌｌ＋Ｑセクメント１（
１カら１１）らコするイ１）シじび）スペクトルので、
（ｊｊ壮ゾ「１セツサ３０のサンプリング速度に１イ呂
弓ブ１１七ツ−リ−２８のサンプリング速度よりイ氏く
、しかも人力信刊を適正Ｋ　ｔｅ１号化するのに十分Ｌ
（：速）Ｑ二である。最外ｉｌｌ（セグメント２・１及
び２６から取＋１′Ｊさλ；ろ４７１号σ）スペクトル
内容はさらに低いため、（Ｈシ）゛ブｒ１ヒノ゛リズ３
２のサンプリング速度は信号ブロセツザ；シ０θ）サン
プリング速度よシさら（ｌこ低し）。−リーンフリング
速度を低く一４゛るにはイ，１−じフ゛ローヒツ勺−の
処Ｊｌｌ！　１．！１玉１１，゛−をｊ！Ｚ　＜すれば
良く、こノ′１により信号フ”ローにンーリーのコスト
低減を（はかることができる。

中・ＩＬ借！１１から外Ｊ５へ角１１↓的にす′Ｊｌた
放射形美糸イｂ各り、１−リｊ；ｌ，ｊ　（ｕ、さ〕す
るブータの範囲は、中心付近をｊｍイ）放１１１に１，
Ｊ１経路（てより提イ１（さ牙するデータＪン範囲より
くνｆｃい０）で、外側位（ぺからσ）検出イ晋ー胃を
符号イし一ケる’７＋７　）ｉ”ｌ　１．てーＯー１分
Ｉｆ１イ能を低（１，、ｒｃければなら７仁い。従つて
、信号プロセッサ３０におけるアナログ／デンタル変換
の分解能は信号プロセッサ２８の変換の分１１１イ能よ
り低く、信号プロセッサ３２の変換の分解ｒｉｔｅ．　
ｌｉそれよりさらにイ氏い。アナログ／デンタル変換分
解能を低くするためには、低速１′１．−Ｔ）低コスｌ
−　＋７．）変換器を使用すれば良い。

信号プロセッサ３０のサンプリング速度と分解能ヲ・共
ニ、信号プロセンーリ−２８のサンプリング速度と分解
能よシ低くすることができる。あるいは、サンプリング
速度か分解能かのいずれか一方を，ｆｉ　Ｑプロセノザ
２８より低くすることもできる。同様に、信号プロセッ
サ３２のサンプリング速Ｉり又は分１ｆＩイ能、あるい
はその双方を信号プロセッサ３０の対１１″Ｌ、するパ
ラメータより低くすることかできる。

検出素子列の外側のセグメン）　ＶＣ人射伺る放射線経
路から取出される情報内容は少７”Ｃいので、夕１側の
セグメントに含棟れる検出素子の色分厘４ｉｉ：：イト
低くすることができる。従って、セグメント２（）及び
２２に含・１れる検出素７の数は少へ：くて良く、ｊ狐
外部セグメント２４及び２６に含まれる検出素ｒ−のＩ
ＶＹ　ｋｔ　；”５らにｌしｆｃ　＜で良い。このよう
に列ケこ７（１）つて険出素１′の色分・解能を低くす
る構成を七′３７Ｒび）サンプリング速度及び変換分１
５イ能の低］・と関連１−て採ＩＩ＋−することができ
る。そＪ）結果、外側σつ放射線経路１１７−、ついて
の１１，号処理を実行するプこめの装？ｒ１を誠１ど４
ことができろ。

第２図にシ■ミさノする別の実施例においては、÷（）
１１−″。

素子り１し０の最外部セグメント４２及び４４のイ灸１
１に、（・］げイ１゛？けプロセッサ４８に結合され、
中間セグメ７１圓の検出素子はイ計弓フロセン−リ−５
２に糸１ξ合さノする。イ小出素了ー列の両端の最外部
−ヒグメント４２及び４２てｒレランブリング速度か多
少低くなるθ−）で、（４　”’ｊプｒＪヒツサ４８は
、信号）゛ロセノヅ５２より９逼Ｉｊｐｉ的に低い一す
ングリング速ｊＷで動作する。信号フ。

ロ七ソリ゛４８シ・こおけイ）アナログ／デンタル変換
σ）多）ＩＱイｆ１ｆ−をイハ刊ソロセツリ−５２の分
解能より低くすることができろａ．　ｒ＋ｉＪ述のよつ
に、信刊フ“ロセツ勺−４８の１）ンフリング速度又は
分押ｒ能、あるいはそθ）双ノｊイビ伯シ３プロセッサ
５２より低く１１−ることかできる。

中心線からの距離の関数としての最適４Ｃ．標本イヒ周
波数を下記の表に示す。

中心線からの圧路（　　　　標本化周波数０　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　］、００１、／．２　　
　　　　　　　　　　　　　　（）８　７、う／４　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋１　６
６７／８　　　　　　　、　　　　　　　　　　　＋１
．４８］　５／１６　　　　　　　　　　　　　　　　
０．：（　５最太距前の７／８の外方圧加にある検出素
子については、サンプリング速度は中心線ににある検．
出素子のサンプリング速度の約半分て良い。すｌ虞わち
、従来のシステムで通常必要とされだ１・１ヒント変換
器ではなく、１３ビツト変換器を使用し７てサンプリン
グを実行することができる，。

以上、本発明によく）ファンビーノ、断層撮影／スプム
の実施例を説明した。第４図は、本発明による逆ファン
ビーム断層撮影ゾステｊ・の実施例を示す。この場合、
一連の静止検出素子５４が円に沿一つで配列され、円の
内部にｘ′ｌＱ＃５６を４１１持する回転組立体が支持
されている。Ｘ線源がある任意の回転位置にあイ）とき
、複数個の検出素子が照射され、Ｘ線ｄｉ；ｉが回転１
゛る間、各検出素子は照射領域の外側にあり、活性化検
出素イ／ｉＴを構成する検出素子は連続、的υ７二変化
していり１．検出信号はコミュテータ５８６ｒ印加され
、コミュテータは出カイへ号をそれぞ′１１の信号ブ「
Ｊセッサ６０及び６２に供給する。コミュテ・−夕５８
は、公知のようにＸ線源のＥ］転に従って照射さオ］る
検出器１群５４を信号プロセツーリ−に結合−→ろよう
Ｖこ動作する１１本発明てよれば、コミｊ−データ５８
は照射領域内部における検出素子の位置Ｇ・０丁、’ｅ
つてそれらの検出素子を各信号プロセッサ（）０及び（
１２に結合」るように動作する。１゛なわち、第４図り
Ｃ承される位置においては、中心に位置する検出器ｒ６
０はコミュテータ５８により信号プロセッサ６０に結合
され、外側（Ｃイｓ＞置する検出素子６８及び７（）Ｑ
↓コミュ戸−夕によりイシ；−号プロセソザ６２に結合
される。外側の（α出素−ｒのだめの信号グロセッリ−
６２の一リーンブリング速度及び／又は変換分解能は１
；１弓ゾ［７センザ６０より低い。

第５図は、本発明による平行ビーｌ、断層撮影システム
の実施例を示す。この場合、Ｘ線源７２と中−の検出器
７４Ｆｉ互いに部間Ｌ７て配置され、ｔｉ：　ｉｆ矢１
１］７６により示される並進路に沿って移動−１−るこ
とができる。通常、Ｘ線源は中−の検１１１器ｅこ人射
し。

うる細い放射線ビームを発生する／こめのコリメータを
含む。検出信号はコミュテータ７８すこ印加さＪｌ、コ
ミュテータは第１の信号プロセッサ８０及び第２の信号
プロセッサ８２に信号を供給する。コミュテータは、被
検体８４に対する検出器の４’ｊ？貿の関数に従ってい
ずれか一方の信号プロセッサに信号を供給する。検出器
が被検体を通る中心線の外ｆｌｌｌｌ　Ｋ位置している
とき、コミュテータ７８は、低いサンプリング速度及び
／又は低い分解能を有する介ン創プロセッサに検出信号
を供給する。検出器が中心線を中心とする所定の中心領
域の内部（Ｃあるときは、コミュテータは、高いサンプ
リング速度及び／又は分解能で動作する信号プロセッー
リー８０ＶｒＸ信吟を（４１、給する。検出器の並進速
度も、中心線に対する検出器の位置の関数として変化さ
せることができる。

平行ビーム断層撮影システムの別の実施例におイテｖ↓
、コミュヅ°−夕７８を省略することができ、被＋θ′
！ｆ本（ｌζン・Ｊｌ−る検ＩＮ　Ｒｎのｆ−ン装置に
？／Ｙ−ってサン７゜リンク速以を１．’ｌｊ　（Ｊｌ
、才るだめに１１変ジンプリンタ性能をイビ４る？１′
し−・σ〕信シづプロセッサを使用することが−できる
１、イハ号ブ「ノセソサは、検出器の位了イ如従って′
α゛化１化石−１簀能を有することもできる。

本発明によれば、より低コストの断層撮影データ収集シ
ステムを構成することができる。外側の放射線経路から
の４７１号を処理するＡ／Ｄ変換変換子の速度及び／又
は分）リイ能を低くすることにより、変換ｉ’！ｉ旨〕
コストを低減することができる。

ま／１−、クト（＋！１１の放射線経路について使用さ
れる変］（Ｉ器の数、も少なくて良いので、ハードウェ
ア全体の＝＋−′／、ｌ・を低減できる。

本発明は添イ１の’ｌｙ’ｆ’ｔ’請求の範囲に指示さ
れる以外のものにより限定さｔｌない。

【図面の簡単な説明】

第＋　ｉｌｌ　ｉ（Ｌ、不発７廟によるノアンビート断
層撮影／ステムの略図、 第２図４−４．、本発明によるファンビート断層撮影シ
ステノ・の別の実施例を示す略図、 第３図は、第１図及び第２図の実施例において使用され
る信号プロセッサのブロック線図、第４図は、本発明に
よる逆ファンヒーム断層撮影システムの略図、及び 第５図は、本発明による戸１７行ビーｌ、断層撮影シス
テムの略図である。 １０　　放射線検出器、１２　　・放射線源（Ｘ線源）
１６　　中上・セグメント、２０．２２　　セグメント
、２４゜２６・最外部セグメント、２８．３（１，３２
信号プロセッサ、４０・Ａ／Ｄ変換器、７１２．４４・
最外部セグメント、４６　　検出素子列、４８・信号プ
ロセッサ、５０　　中間セグメント、５２・・信号プロ
セッサ、５７Ｉ−・検出素子、５Ｇ　　放射線源”、５
８・・・コミュテータ、６０．６２　　信号プロセッサ
、６６　、６８　、７０　　検出素子、７２　　放射線
源、７４・検出器、７８　　コミュテータ、８０．８２
　　信号プロセッサ。 （・よ刀１１ｒ１ ＦＩＧ、３ 手続補正書（）７式） ％式％ ） ２　発明の名称 断層撮影／ステノ・ ３、　補１トをする者 事件どの関係　出願人 氏名（名称）　　アラ「Ｊノック・ワーフ１？レー／ヨ
ノ４、代理人 住所　束中、都港区南青ＩＩＩ　ｌ’ｌ１１番１号５？
ｌｌｉ＋ｌ命令ノＩｆ（−１’（白Ｑ）（電送１．１）
ＩＭイ　不１１　　　　　　年　　　　　月　　　　　
１１（ｉ、　　ｉ重重の別車 明イＩｌｌ　ｌ’Ｇ全文 ７、　　ｔｌｌｉ　１１）内′１ クイノ゛浄、１：、　Ｌ／こ四面１告を提出し１ず。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　放射線倣と、放射線検出器、１：を含む断層
   撮影ンステノ・において使Ｊ：ｆｌ　ｑれ、前記放射線
   検出器の出力信号のデジタル化表示を提供する手段と； 前記放射線源から断層撮影の被験体の中心を通る基準線
   に対して検出される放射線の位置の関数リング速度及び
   ／又は分解能を提供する手段とを、ｆ％　（ｉｉｉ＋す
   るデータ収集システム。 （２）放射線源と、少なくとも１つの放射線検出器とを
   含む、断層ｊ爪形７スデムに使用され、断層撮影の被検
   体を通過するそれぞれの放射線経路に対応する検出信号
   コ）デジタル化信号表示を提１ｊ（するＬ段と； １１１１　ｉｉ＋、放射線源から断層撮影の被検体の中
   心を通る基準線に対して検出される放射線の位置σ）関
   ”として、前記デジタル化信号表示のサンプリング速度
   及び／又は分解能を提供する手段とを具備するデータ収
   、集システム。 （３）　　放射線源と、放射線源に対して離間した関係
   で円弧のセグメントに沿って配列される検出器列とを含
   む断層撮影システムにおいて使用され、前記放射線源と
   検出器列との間の中心線を中心とする中心セグメントの
   内部（に含まねる検出器列の検出器に結合される第１の
   信号プローヒップと；前記中心セグメントの両外側のセ
   グメントに含まれる検出器列の検出器に結合される少な
   くとも１くの第２の信号プロセッサとを具備し、前記第
   ２の信号プロセッサのサンプリング速度及び／又は分！
   ！ｌＴＦ能が諒記第１の信号ゾロ−ヒップより低いデー
   タ収集システム。 （４）前記第１及び第２の信号プロセッサは、そわ。 それ、前記検出器列の検出器から取出されるアナログデ
   ータを表示するデジタルサンプル値データを提供するア
   ナログ／デジタル変換手段を含み；前記第２のｆｆｌ　
   弓グロセソザのアジログ／デジタル変換手段は前記第１
   の信号プロセッサのアナログ／デジタル変換手段のサン
   プリング速度よシ低いサンプリング速度を有する ４”Ｉ”　ｔ？′ｌ’請求の範囲第３項記載のブータ収
   集システム。 （５）　前記第１及び第２の信号プロセッサは、それぞ
   れ、前記検出器列の検出器から取出されるアナログデー
   タを表示するテジタルザンプル値テータを提供−４るア
   ジログ／デジタル変換手段を含み；前記第２の信号プロ
   セッサのアナログ／デジタル変換手段は、前記第１の信
   号プロセッサのアジログ／デジタル変換手段の変換分解
   能より低い変換分解能を有ずイ） ’ｌ”Ｉ’　ｒｔ′Ｔ請求の範囲第３項記載のデータ収
   集システム。 （（ｉ）　　前記？４′ｒ、Ｉ及び第２の（ｒ信号プロ
   セッサは、それぞり、、検出器列の検出器から取出され
   るアナログ）°５−夕を表示する７−ジタルザンプル値
   データを提１ｊ（才るアナログ、′デジタル変換手段を
   含み；前記第２の’１ｒｌｊ号プロセソザのアブログ／
   デジタル変換手段のサンプリング速度及び変換分解能は
   、前記第１の信号プロセッサのアナログ／デジタル変換
   手段のサンプリング速度及び変換分１１１子能より低い
   特許請求の範囲第３項記載のテータ収集ンステム。 （７）　　前記検出器列の検出器の角分解能は外（１１
   １のセグメントの検出器になるに従って低り７：ｃる！
   ［旨午請求の範囲第３項記載のテータ収集ノステノ・。 （８）、放射線源と、放射線源に対して離間した関係で
   円弧のセグメントに沿って配列さノする検出器列とを含
   む断層撮影システムにおいて使用され、前記放射線源と
   検出器列との間の中心線を中心とする中心セグメントの
   内部に含まれる検出器列の検出４眞結合される第１の手
   段と； 前記中心セグメントの両外側のセグメントニａ寸れる検
   出器列の検出器に結合される第２の手段とを具備し、 前記第２の手段は、前記検出（Ｆｊ号のデジタル化信号
   表示に関して、前記第１の手段より低いサンプリング速
   度及び／又は分解能を提供するように動作する ノーク収イ４７スフームＣ４