JP2000102532A - X-ray ct scanner - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely correct the projection data of high resolution free from the distortion by excluding the influence of the displacement of the effective pass caused by the lag of the correction timing of the projection data while keeping the practical circuit scale of a data acquisition system(DAS) without specially elongating a scanning time when the scanning is executed by a cone beam by using the continuous X-ray. SOLUTION: An X-ray CT scanner comprises an X-ray tube for continuously exposing the X-ray, and a two-dimensional detector 11. The X-ray is formed into the cone beam. A data acquisition system(DAS) 24 correcting the intensity of transmitted X-ray detected by the detector 11 as the projection data, is mounted. The DAS 24 reads the projection data of one of the sequence direction and the channel direction with priority. A reconfiguration unit determines the vertual effective focal spot position of the X-ray tube by the X-ray effective pass relative to the collection of a plurality of X-ray detecting elements, to reconfigurate the image data on the basis of the projection data and the vertual effective focal spot position.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内の画像デ
ータを再構成処理によって得るＸ線ＣＴスキャナに係
り、とくに、Ｘ線源から曝射された連続Ｘ線をコーンビ
ームにして被検体に照射し、この照射による透過Ｘ線の
強度、すなわち投影データを再構成して画像化するＸ線
ＣＴスキャナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT scanner for obtaining image data in a subject by a reconstruction process, and more particularly, to converting a continuous X-ray irradiated from an X-ray source into a cone beam. The present invention relates to an X-ray CT scanner that reconstructs an image by reconstructing the intensity of transmitted X-rays due to the irradiation, that is, projection data.

【０００２】なお、ここで用いる用語「コーンビーム」
は、ビームの照射面が検出器のチャンネル方向のみなら
ず、これと直交するスライス方向にも拡りを持つビーム
を総称して表し、必ずしも直接的意味の「コーン（円錐
形）」のみを指すものではない。The term "cone beam" used here
Collectively refers to a beam whose irradiating surface extends not only in the channel direction of the detector but also in the slice direction orthogonal thereto, and refers to only the "cone", which is necessarily a direct meaning. Not something.

【０００３】[0003]

【従来の技術】一般に、Ｘ線ＣＴスキャナは、そのガン
トリ内に、被検体を挟むようにＸ線管およびＸ線検出器
を配置し、Ｘ線から曝射されたＸ線ビームを被検体を透
過してＸ線検出器に入射させるジオメトリを採る。スキ
ャン時には、例えば、Ｘ線管およびＸ線検出器を同期し
て被検体回りに回転させる。Ｘ線検出器にはＤＡＳ（デ
ータ収集装置）が接続されており、１スキャン毎に所定
ビュー数分の透過Ｘ線の強度データ（すなわち投影デー
タ）をＤＡＳから得る。この投影データを再構成処理す
ることにより、被検体内の画像データ（スライスデータ
またはボリュームデータ）が得られる。2. Description of the Related Art Generally, an X-ray CT scanner has an X-ray tube and an X-ray detector arranged in a gantry so as to sandwich the subject, and emits an X-ray beam emitted from the X-ray to the subject. The geometry is to be transmitted and incident on the X-ray detector. During scanning, for example, the X-ray tube and the X-ray detector are rotated around the subject in synchronization. The X-ray detector is connected to a DAS (data collection device), and obtains intensity data (that is, projection data) of transmitted X-rays for a predetermined number of views for each scan. By reconstructing the projection data, image data (slice data or volume data) in the subject is obtained.

【０００４】このＸ線ＣＴスキャナの分野において、高
分解能の３次元画像を高速に生成したいとする要望が臨
床現場や研究機関から出されている。この要望に応える
１つの試みとして、コーンビームを用いてスキャンを行
う、いわゆるコーンビームＣＴが研究されている。[0004] In the field of X-ray CT scanners, there has been a demand from clinical sites and research institutions to generate high-resolution three-dimensional images at high speed. As one attempt to meet this demand, a so-called cone beam CT for performing scanning using a cone beam has been studied.

【０００５】このコーンビームに拠るスキャン法の第１
の従来例は、コーンビームＸ線源と２次元検出器とを被
検体の周りに同期して１回転させ、Feldkampらの提案し
た３次元重畳積分法により近似的に３次元の画像再構成
を行うものである（「Feldkamp L.A. et al.,: "Practi
cal cone-beam algorithm", J.Opt.Sac.Am.A,1.pp.612-
619(1984) 」参照）。[0005] The first of the cone beam scanning methods
In the conventional example, a cone beam X-ray source and a two-dimensional detector are rotated once around a subject in synchronization with each other, and a three-dimensional image reconstruction is approximated by a three-dimensional convolution method proposed by Feldkamp et al. ("Feldkamp LA et al.,:" Practi
cal cone-beam algorithm ", J.Opt.Sac.Am.A, 1.pp.612-
619 (1984) ").

【０００６】また、第２の従来例は、上述の３次元重畳
積分法を更に改善して、工藤らによって提案された手法
である（「工藤博幸、斉藤恒雄：“円すいビーム投影を
用いた３次元ヘリカルスキャンＣＴ”、信学論（Ｄ−１
１）、Ｖｏｌ．Ｊ７４−Ｄ−II、Ｎｏ．８、ｐｐ−１１
０８−１１１４、１１９１年８月」参照）。上述した第
１の従来例では、体軸に斜めに入射するＸ線を平行なも
のと見做すという近似を行って３次元画像再構成を行っ
ているが、Ｘ線源が動く円周を含む平面から遠い平面で
は、かかる近似の精度が低下し、再構成誤差が大きくな
る。第２の従来例では、従来のファンビーム投影を用い
たヘリカルスキャンを、円すいビーム投影を用いた測定
系に適合させて、かかる誤差増大を防止し、高速にデー
タ収集できるようにしたものである。The second conventional example is a method proposed by Kudo et al. By further improving the above-described three-dimensional convolution method (“Hiroyuki Kudo, Tsuneo Saito:“ 3. -Dimensional helical scan CT ”, IEICE (D-1
1), Vol. J74-D-II, No. 8, pp-11
08-1114, August 1191 "). In the first conventional example described above, three-dimensional image reconstruction is performed by approximating that X-rays obliquely incident on the body axis are regarded as parallel ones. In a plane far from the plane including the image, the accuracy of the approximation is reduced, and the reconstruction error is increased. In the second conventional example, a conventional helical scan using a fan beam projection is adapted to a measurement system using a conical beam projection to prevent such an increase in error and to enable high-speed data collection. .

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｘ線管のＸ
線曝射モードには、パルスＸ線を曝射するモード、およ
び連続Ｘ線を曝射するモードがある。従来知られている
コーンビームＣＴはパルスＸ線を前提として構成されて
いるものが殆どであり、連続Ｘ線を用いた場合にどのよ
うに投影データを読み出すかについて、今まで、具体的
な提案はなされていないのが現状であった。上述した第
１および第２の従来例の提案も、いずれも、パルスＸ線
を前提としたもので、連続Ｘ線に着目したものではな
い。The X-ray tube X
The radiation exposure mode includes a mode in which pulsed X-rays are emitted and a mode in which continuous X-rays are emitted. Most conventionally known cone beam CTs are configured on the premise of pulsed X-rays, and specific proposals have been made on how to read out projection data when continuous X-rays are used. It has not been done yet. The proposals of the first and second conventional examples described above are both based on pulsed X-rays and do not focus on continuous X-rays.

【０００８】スキャンの更なる高速化の観点から、Ｘ線
管にも、より短い時間内に所定の線量のＸ線を曝射する
ことが求められている。パルスＸ線の場合、この要求に
応えるための管球自体の技術的制約が伴い、連続Ｘ線の
方が有利である。このため、今後は、連続Ｘ線が大いに
使用される傾向にある。From the viewpoint of further increasing the speed of scanning, it is required that an X-ray tube be irradiated with a predetermined dose of X-rays within a shorter time. In the case of pulsed X-rays, continuous X-rays are more advantageous because of the technical limitations of the tube itself to meet this demand. For this reason, in the future, continuous X-rays tend to be used heavily.

【０００９】コーンビームＣＴにおいて、連続Ｘ線を用
いて高速にスキャンし、高分解能の画像を得ようとする
と、投影データの読み出しに関する問題がネックとな
る。解像力を確保するには、検出器のチャンネル数と列
数が増やす必要があるから、そのようにすると、検出器
からの透過Ｘ線の強度、すなわち投影データの読み出し
に時間が掛かる。読み出しの間もＸ線管および検出器は
移動（回転）しており、しかも、連続的にＸ線を曝射し
続けている。In the cone beam CT, if high-speed scanning is performed using continuous X-rays to obtain a high-resolution image, a problem related to reading of projection data becomes a bottleneck. In order to ensure the resolution, it is necessary to increase the number of channels and the number of columns of the detector. In such a case, it takes time to read the intensity of the transmitted X-ray from the detector, that is, read the projection data. During the reading, the X-ray tube and the detector are moving (rotating), and continuously emit X-rays.

【００１０】従来の問題の具体例（その１） この辺の事情に関わる不都合の一例を図１８〜２０に示
す。図１８に示す如く、Ｘ線検出器として、チャンネル
方向にＮ個×列方向（スライス方向）にＭ個の複数のＸ
線検出素子をマトリクス状に配して２次元検出器１０１
を形成してあるとする。この２次元検出器１０１に対し
て、列方向に配置された１行分のＭ個のＸ線検出素子を
順に読み出し、その後、次の列方向に配置された１行分
のＭ個のＸ線検出素子を順に読み出す、という読み出し
順を採用する。この場合、あるビューにおいて、第０チ
ャンネルの１行分の読み出した投影データは、図１９
（ａ）の矢印で描かれる期間にわたって検出器出力を積
分した値になる。１チャンネル、２チャンネルと同様の
読み出しが進んでいって、最後のＮ−１チャンネルの１
行分を読み出した投影データは、図１９（ｂ）の矢印で
描かれる期間にわたって検出器出力を積分した値にな
る。 Specific Examples of Conventional Problems (Part 1) FIGS. 18 to 20 show examples of inconveniences related to the circumstances in this area. As shown in FIG. 18, as an X-ray detector, N pieces of X-rays in a channel direction × M pieces of X-rays in a column direction (slice direction) are used.
A two-dimensional detector 101 in which the line detecting elements are arranged in a matrix
Is formed. For this two-dimensional detector 101, one row of M X-ray detecting elements arranged in the column direction are sequentially read out, and thereafter, one row of M X-ray detecting elements arranged in the next column direction A reading order in which the detection elements are sequentially read is adopted. In this case, in a certain view, the read-out projection data for one row of the 0th channel is the data shown in FIG.
A value obtained by integrating the detector output over the period drawn by the arrow in FIG. The same reading as channel 1 and channel 2 is proceeding, and the last N-1 channel 1
The projection data from which the rows have been read out has a value obtained by integrating the detector output over the period indicated by the arrow in FIG.

【００１１】同図（ａ），（ｂ）を比較すれば一目瞭然
であるように、同一ビューでありながら、ビューアング
ルが異なってしまう。つまり、図２０に示す如く、本来
のハードウエア幾何学とは異なり、実効焦点Ｆの位置が
実焦点の位置よりも遠ざかり、検出器ピッチが細かくな
ったのと等価な状況になる。これとは反対に、同一ビュ
ーにおいて、最初に最終Ｎ−１チャンネルの１行分の素
子列を順に読み込み、最後に初めの第０チャンネルの１
行分の素子列を順に読み込みようにする場合、実効焦点
Ｆの位置は実焦点位置よりも近くなり、コーンビームの
チャンネル方向の角度（ファン角度）は実際の値よりも
大きくなったのと等価な状況になる。As can be seen at a glance by comparing FIGS. 1A and 1B, the view angles are different even though the views are the same. That is, as shown in FIG. 20, unlike the original hardware geometry, the position of the effective focal point F is farther from the position of the actual focal point, and the situation is equivalent to a situation where the detector pitch is fine. On the other hand, in the same view, in the same view, one row of element columns of the last N-1 channel are sequentially read, and finally, 1 element of the first 0th channel is read.
When sequentially reading the element columns of the rows, the position of the effective focal point F is closer to the actual focal position, and the angle (fan angle) of the cone beam in the channel direction is larger than the actual value. Situation.

【００１２】このように同一ビューでありながら実効焦
点位置が異なるので、このまま従来の画像再構成法を実
施したのでは、画質が劣化してしまう。As described above, since the effective focus position is different even for the same view, the image quality deteriorates if the conventional image reconstruction method is performed as it is.

【００１３】従来の問題の具体例（その２） 別の例を図２１〜２４に示す。この例は、図２１に示す
如く、上述のように構成した２次元検出器１０１に対し
て、チャンネル方向に配列された列のＮ個のＸ線検出素
子から列毎に順に投影データを読み出す。ＤＡＳには、
例えば、特開平８−１４０９６２号公報記載の図７に示
す如く、チャンネル毎にデータ読み出しのスイッチング
手段を設ける。このため、図２１のチャンネル方向に沿
った列毎の読み出しの場合、各列の素子間の読み出しに
掛かる時間差は無視できる。したがって、各列毎の実効
的ファン角度や実効的焦点軌道半径は、実際のハードウ
エア幾何学と殆ど同等と見做すことができる。Another example of the conventional problem (part 2) Another example is shown in FIGS. In this example, as shown in FIG. 21, projection data is sequentially read out from the N X-ray detection elements in a row arranged in the channel direction for each row in the two-dimensional detector 101 configured as described above. In DAS,
For example, as shown in FIG. 7 of JP-A-8-140962, switching means for reading data is provided for each channel. For this reason, in the case of reading for each column along the channel direction in FIG. 21, a time difference required for reading between elements in each column can be ignored. Therefore, the effective fan angle and effective focal track radius for each row can be considered almost equivalent to the actual hardware geometry.

【００１４】しかしながら、各列毎に投影角度位置が異
なってしまう。この投影角度位置は、一例として、検出
出力の積分期間における中心時刻の線源位置と決めるこ
とができる。また、Ｘ線管および検出器の１回転当たり
の所定のビュー数Ｋを得るようにスキャンがコントロー
ルされるとする。つまり、全ての列の読み出しは「１回
転の時間／Ｋ」の間に多少の余裕をもって（しかし、き
っかりに）終了するとする。この状況下での、全ビュー
Ｋ＝０〜７に対する、第０列の投影データ読み出し時の
実効焦点位置を図２２（ａ）に、第１列のそれを同図
（ｂ）に、さらに最終の第Ｍ−１列のそれを同図（ｃ）
にそれぞれ示す。[0014] However, the projection angle position differs for each row. This projection angle position can be determined, for example, as the source position at the center time in the integration period of the detection output. It is also assumed that scanning is controlled so as to obtain a predetermined number K of views per rotation of the X-ray tube and the detector. That is, it is assumed that the reading of all the columns is completed with some margin (but exactly) during "one rotation time / K". In this situation, the effective focal position at the time of reading the projection data in the 0th column for all views K = 0 to 7 is shown in FIG. 22A, that in the first column is shown in FIG. (C) of FIG.
Are shown below.

【００１５】この場合も、図から明らかなように、同一
ビュー内でありながら、実効焦点位置が列毎に変化して
しまう。これは、独立したスライスの面再構成ならばさ
ほど気になる問題ではないが、コーンビームＣＴの場合
にはコーン角再構成であって、各面が独立していない。
線源位置がずれているのを無視してFeldkamp再構成を行
うと、画像が単に回転する程度のことでは収まらない。Also in this case, as is apparent from the figure, the effective focal position changes for each column even within the same view. This is not a serious problem in the case of plane reconstruction of independent slices, but in the case of cone beam CT, it is a cone angle reconstruction, and each plane is not independent.
If Feldkamp reconstruction is performed ignoring that the source position is shifted, the image cannot be simply rotated.

【００１６】例えば、図２３に示す画像再構成領域Ｒｒ
ｅｃ中の黒丸で示すボクセルに対しては、実効焦点Ｆが
図面上の上側にあるビュー（Ｕ）の状態での投影のとき
には、最後に読み出す列のデータが寄与し、下側にある
ビュー（Ｌ）の状態での投影のときには、比較的最初に
読み出す列のデータが寄与する。読み出すタイミングが
nominal 時刻からずれる程度が列毎に異なるから、注目
するボクセルに対する投影角ピッチがビュー毎に少しず
つ変化してしまう。図２３の黒丸のボクセルに寄与する
投影データは、例えば、図２４で示すビュー毎の線源位
置で収集されたものである。投影角ピッチが不均等にな
っている。For example, the image reconstruction area Rr shown in FIG.
For the voxel indicated by a black circle in ec, when projection is performed in the state of the view (U) in which the effective focus F is on the upper side of the drawing, the data of the column to be read out last contributes, and the lower view ( In the projection in the state of L), the data of the column to be read relatively first contributes. Read timing
Since the degree of deviation from the nominal time differs for each column, the projection angle pitch for the voxel of interest slightly changes for each view. The projection data contributing to the voxels indicated by black circles in FIG. 23 is, for example, data collected at the source position for each view shown in FIG. The projection angle pitch is not uniform.

【００１７】この不均等ピッチ自体が好ましいことでは
ない。ビュー数自体が不足気味なのに、疎な投影方向
（粗い投影角ピッチ）があると、ビュー不足に由来する
アーチファクトが出現し易い。このアーチファクトを処
理しようとすると、それだけ補正対策も増える。The non-uniform pitch itself is not preferred. If the number of views itself is in short supply, but there is a sparse projection direction (coarse projection angle pitch), artifacts resulting from insufficient view are likely to appear. If one tries to deal with this artifact, the number of correction measures increases accordingly.

【００１８】一方、２次元検出器を成す全てのＸ線検出
素子に対してＤＳＡの収集回路を接続する全素子同時読
出しの構成を採用することも考えられる。しかし、上述
したように、コーンビームＣＴの場合、２次元検出器で
あり、しかもＸ線検出素子数が多くなる。例えばチャン
ネル方向の素子数は１０００個程度装備するのが普通で
あるから、スライス方向の素子数ｎと合わせて、１００
０×ｎ個になる。この全素子を並列にＤＡＳに接続し、
並列の収集回路を設置することは、ＤＡＳの回路規模が
大きく成り過ぎて、部品コストが極めて高くなるととも
に、ＤＡＳ自体に高速処理が要求されるので、実際上
は、殆ど実用に供し得ないという状況にある。On the other hand, it is also conceivable to adopt a configuration of simultaneous reading of all elements in which a DSA collection circuit is connected to all X-ray detecting elements forming a two-dimensional detector. However, as described above, the cone beam CT is a two-dimensional detector, and the number of X-ray detection elements increases. For example, since the number of elements in the channel direction is usually about 1000, the total number of elements in the slice direction is 100.
It becomes 0 × n. All these elements are connected in parallel to the DAS,
The installation of a parallel acquisition circuit is not practically practical because the circuit scale of the DAS becomes too large, the component cost becomes extremely high, and the DAS itself requires high-speed processing. In the situation.

【００１９】本発明は、上述したコーンビームＣＴが直
面する問題に鑑みてなされたもので、連続Ｘ線を用いて
コーンビームでスキャンを行うときに、ＤＡＳの実用的
な回路規模を維持しつつ、スキャン時間を格別に長期化
させないで、投影データの収集タイミングのずれに起因
した実効パスのずれの影響を排除して、歪みの少ない、
高分解能な投影データを確実に収集することを、その目
的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems encountered with the cone beam CT, and maintains a practical circuit scale of the DAS when scanning with a cone beam using continuous X-rays. , Without prolonging the scan time, eliminating the effect of the deviation of the effective path due to the deviation of the projection data acquisition timing,
An object of the present invention is to reliably collect high-resolution projection data.

【００２０】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項記載の発明に係るＸ線ＣＴスキャナは、Ｘ線
を連続的に曝射するＸ線源を有し、このＸ線をコーンビ
ーム状のＸ線に整形して被検体に向けて照射するＸ線照
射手段と、前記被検体を透過してきたＸ線を検出する複
数のＸ線検出素子を２次元的に配列した２次元検出器
と、前記Ｘ線照射手段および前記２次元検出器の少なく
とも一方と前記被検体との間を相対的に移動させて前記
Ｘ線をスキャンさせるスキャン手段と、前記２次元検出
器が検出した前記透過Ｘ線の強度を投影データとして収
集する収集手段と、前記複数のＸ線検出素子の収集に関
わるＸ線実効パスに拠る前記Ｘ線源の仮想的な実効焦点
位置を求めて前記投影データと前記仮想的な実効焦点位
置とに基づき画像データを再構成する再構成手段とを備
えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, an X-ray CT scanner according to the claimed invention has an X-ray source for continuously irradiating X-rays, and this X-ray is conical. X-ray irradiating means for shaping into X-rays in the form of a beam and irradiating the X-ray onto the subject, and two-dimensional detection in which a plurality of X-ray detecting elements for detecting X-rays transmitted through the subject are two-dimensionally arranged. Device, scanning means for relatively moving between at least one of the X-ray irradiating means and the two-dimensional detector and the subject to scan the X-rays, and wherein the two-dimensional detector detects Collecting means for collecting the intensity of transmitted X-rays as projection data; and obtaining a virtual effective focal position of the X-ray source based on an effective X-ray path relating to collection of the plurality of X-ray detection elements. Image data based on the virtual effective focus position. Characterized by comprising a reconstructing means for reconstructing a.

【００２１】好適には、前記２次元検出器は、前記複数
のＸ線検出素子をマトリクス状に配置するとともに、そ
のマトリクス配置の一方向を列方向に設定し且つこの方
向に直交する方向をチャンネル方向に設定した構造の検
出器であり、前記収集手段は、前記列方向に沿った１行
の前記素子並びに属するＸ線検出素子の検出信号を順
次、読み出し、この読出しを行毎に繰り返す列方向優先
読出しを行う手段である。Preferably, the two-dimensional detector arranges the plurality of X-ray detecting elements in a matrix, sets one direction of the matrix arrangement in a column direction, and sets a direction orthogonal to this direction to a channel direction. A detector having a structure set in the direction, wherein the collecting means sequentially reads out detection signals of the elements and the X-ray detection elements belonging to one row along the column direction, and repeats the reading for each row. This is a means for performing priority reading.

【００２２】この場合、例えば、前記収集手段は、前記
マトリクス状に配置した複数のＸ線検出素子の内、前記
チャンネル方向において分けた複数領域のそれぞれにて
並行して前記列方向優先読出しを行う手段である。前記
収集手段は、前記複数領域それぞれの前記列方向優先読
出しを同一の前記列方向に沿って領域間で対称に行う手
段であってもよい。また、前記再構成手段は、複数ビュ
ーにわたって前記複数領域から収集された投影データ群
の中から前記実効焦点位置がほぼ位置する組み合わせと
なる、異なるビュー間の投影データを組み合わせてフル
チャンネルの投影データを作成する手段を有していても
よい。例えば、前記スキャン手段は、前記スキャンを一
定範囲を越えた所定範囲まで余分にスキャンするオーバ
ースキャンを実施する手段である。In this case, for example, the collecting means performs the column direction preferential reading in parallel in each of a plurality of regions divided in the channel direction among the plurality of X-ray detecting elements arranged in the matrix. Means. The collection means may be means for performing the column-direction priority reading of each of the plurality of regions symmetrically between the regions along the same column direction. The reconstruction means may combine full-channel projection data by combining projection data between different views, which is a combination in which the effective focus position is substantially located from a projection data group collected from the plurality of regions over a plurality of views. May be provided. For example, the scanning unit is a unit that performs an overscan that scans the scan extra to a predetermined range beyond a certain range.

【００２３】また、好適な別の一例としては、前記２次
元検出器は、前記複数のＸ線検出素子をマトリクス状に
配置するとともに、そのマトリクス配置の一方向を列方
向に設定し且つこの方向に直交する方向をチャンネル方
向に設定した構造の検出器であり、前記収集手段は、前
記チャンネル方向に沿った１列の前記素子並びに属する
Ｘ線検出素子の検出信号を順次、読み出し、この読出し
を列毎に繰り返すチャンネル方向優先読出しを行う手段
である。例えば、前記収集手段は、前記マトリクス状に
配置した複数のＸ線検出素子の内、前記列方向において
分けた複数領域のそれぞれにて並行して前記チャンネル
方向優先読出しを行う手段である。As another preferred example, the two-dimensional detector arranges the plurality of X-ray detection elements in a matrix, sets one direction of the matrix arrangement in a column direction, and A detector having a structure in which a direction perpendicular to the direction is set in a channel direction, wherein the collecting means sequentially reads out detection signals of the X-ray detection elements belonging to one row of the elements and the X-ray detection elements belonging to the row along the channel direction. This is a means for performing channel direction priority reading that is repeated for each column. For example, the collecting means is means for performing the channel direction priority reading in parallel in each of the plurality of regions divided in the column direction among the plurality of X-ray detecting elements arranged in the matrix.

【００２４】さらに別の好適な一例としては、前記スキ
ャン手段は、前記Ｘ線をほぼパラレルビームの状態で照
射させる手段であり、前記再構成手段は、そのＸ線に応
答して前記収集手段により収集された投影データからパ
ラレルビューの画像データを作成する手段である。As still another preferred example, the scanning means irradiates the X-rays in a substantially parallel beam state, and the reconstructing means responds to the X-rays by the collecting means. This is means for creating parallel view image data from the collected projection data.

【００２５】さらにまた、別の好適な一例としては、前
記再構成手段は、前記複数のＸ線検出素子のそれぞれに
投影したＸ線パスがスキャン回転軸に垂直な面に投影し
たときにパラレルになるように前記再構成を行う手段で
ある。As still another preferred example, the reconstructing means performs parallel processing when an X-ray path projected on each of the plurality of X-ray detection elements is projected on a plane perpendicular to a scan rotation axis. Means for performing the reconfiguration.

【００２６】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００２７】第１の実施形態 第１の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナを図１〜図７を
参照して説明する。 First Embodiment An X-ray CT scanner according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.

【００２８】図１〜３に示すＸ線ＣＴスキャナは、ガン
トリ１、寝台２、制御キャビネット３、電源４、および
各種のコントローラ３１〜３３を備え、例えばＲ−Ｒ方
式で駆動するようになっている。このコントローラとし
ては、図３に示す如く、高電圧コントローラ３１、架台
コントローラ３３、および寝台コントローラ３２が備え
られる。The X-ray CT scanner shown in FIGS. 1 to 3 includes a gantry 1, a bed 2, a control cabinet 3, a power supply 4, and various controllers 31 to 33, and is driven by, for example, an RR system. I have. As shown in FIG. 3, the controller includes a high-voltage controller 31, a gantry controller 33, and a bed controller 32.

【００２９】ここで、図１、２に示す如く、寝台２の長
手方向を列方向（または回転軸方向、またはスライス方
向）Ｚとして、これに直交する２方向をチャンネル方向
Ｘおよびビーム曝射方向Ｙとしてそれぞれ定義する。Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the longitudinal direction of the bed 2 is defined as a row direction (or a rotation axis direction or a slice direction) Z, and two directions orthogonal thereto are a channel direction X and a beam irradiation direction. Each is defined as Y.

【００３０】寝台２の上面には、その長手方向（列方向
Ｚ）にスライド可能に支持された状態で天板２ａが配設
されており、その天板２ａの上面に被検体Ｐが載せられ
る。天板２ａは、サーボモータにより代表される寝台駆
動装置２ｂの駆動によって、ガントリ１の診断用開口部
（図示せず）に進退可能に挿入される。寝台駆動装置２
ｂには、寝台コントローラ３２から駆動信号が供給され
る。寝台２はまた、天板２ａの寝台長手方向の位置を電
気信号で検出するエンコーダなどの位置検出器（図示せ
ず）を備え、この検出信号を寝台制御用の信号として寝
台コントローラ３２に送るようになっている。A top plate 2a is provided on the upper surface of the bed 2 so as to be slidably supported in the longitudinal direction (row direction Z), and the subject P is placed on the upper surface of the top plate 2a. . The top board 2a is inserted into a diagnostic opening (not shown) of the gantry 1 so as to be able to advance and retreat by driving a bed driving device 2b represented by a servomotor. Bed drive 2
A drive signal is supplied to b from the bed controller 32. The couch 2 also includes a position detector (not shown) such as an encoder that detects the position of the couchtop 2a in the couch longitudinal direction by an electric signal, and sends this detection signal to the couch controller 32 as a couch control signal. It has become.

【００３１】ガントリ１は、図１および３に示す如く、
その内部に略円筒状の回転フレーム９を有する。回転フ
レーム９の内側には上述の診断用開口部が位置する。ま
た回転フレーム９には、上記診断用開口部に挿入された
被検体Ｐを挟んで互いに対向するようにＸ線管１０及び
Ｘ線検出器としての２次元検出器１１が設けられてい
る。さらに、回転フレーム９の所定位置には、図３に模
式的に示す如く、高電圧発生器２１、プリコリメータ２
２、ポストコリメータとしての散乱線除去コリメータ２
３、データ収集装置（ＤＡＳ）２４、および架台駆動装
置２５が備えられる。The gantry 1 is, as shown in FIGS.
A substantially cylindrical rotating frame 9 is provided therein. The above-described diagnostic opening is located inside the rotating frame 9. Further, the rotating frame 9 is provided with an X-ray tube 10 and a two-dimensional detector 11 as an X-ray detector so as to face each other across the subject P inserted into the diagnostic opening. Further, at a predetermined position of the rotating frame 9, as schematically shown in FIG.
2. Collision elimination collimator 2 as post collimator
3. A data acquisition device (DAS) 24 and a gantry driving device 25 are provided.

【００３２】この内、Ｘ線源として機能するＸ線管１０
は例えば回転陽極Ｘ線管の構造を成し、高電圧発生器２
１からフィラメントに電流を連続的に流すことによりフ
ィラメントが加熱され、熱電子がターゲットに向かって
放出される。この熱電子はターゲット面に衝突して実効
焦点が形成され、ターゲット面の実効焦点の部位からＸ
線ビームが拡りを持って連続的に曝射される。Among them, an X-ray tube 10 functioning as an X-ray source
Has a structure of a rotating anode X-ray tube, for example, and a high voltage generator 2
A continuous flow of current from 1 to the filament heats the filament and emits thermoelectrons toward the target. These thermoelectrons collide with the target surface to form an effective focal point, and X-rays extend from the effective focal point on the target surface.
The line beam is continuously exposed with a divergence.

【００３３】高電圧発生器２１には、低圧スリップリン
グ２６を介して電源装置４から低電圧電源が供給される
るともに、光信号伝送システム２７を介して高電圧コン
トローラ３１からＸ線曝射の制御信号が与えられる。こ
のため、高電圧発生器２１は、供給される低圧電源から
高電圧を生成するとともに、この高電圧から制御信号に
応じた連続的な管電圧を生成し、これをＸ線管１０に供
給する。The high-voltage generator 21 is supplied with low-voltage power from the power supply unit 4 via the low-pressure slip ring 26 and controls the X-ray irradiation from the high-voltage controller 31 via the optical signal transmission system 27. A signal is provided. For this reason, the high voltage generator 21 generates a high voltage from the supplied low voltage power supply, generates a continuous tube voltage according to the control signal from the high voltage, and supplies this to the X-ray tube 10. .

【００３４】プリコリメータ２２はＸ線管１０と被検体
Ｐとの間に、またポストコリメータとしての散乱線除去
コリメータ２は被検体Ｐと２次元検出器１１との間にそ
れぞれ位置する。プリコリメータ２２は、例えば列方向
Ｚに一定幅の例えばスリット形状の開口を形成する。こ
れにより、Ｘ線管１０から曝射されたＸ線ビームの列方
向Ｚの幅を制限して、例えば２次元検出器１１の複数の
検出素子列に対応した所望スライス幅のコーンビームを
形成する。The pre-collimator 22 is located between the X-ray tube 10 and the subject P, and the scattered radiation removing collimator 2 as a post-collimator is located between the subject P and the two-dimensional detector 11. The pre-collimator 22 forms, for example, a slit-shaped opening having a constant width in the column direction Z, for example. Thus, the width of the X-ray beam emitted from the X-ray tube 10 in the column direction Z is limited, and a cone beam having a desired slice width corresponding to, for example, a plurality of detection element rows of the two-dimensional detector 11 is formed. .

【００３５】Ｘ線管１０と２次元検出器１１は回転フレ
ーム９の回転によってガントリ１内で、診断用開口部に
おける軸方向の回転中心軸の囲りに対向状態で回転可能
になっている。The X-ray tube 10 and the two-dimensional detector 11 are rotatable in the gantry 1 by rotation of the rotating frame 9 so as to be opposed to the surroundings of the axial rotation center axis in the diagnostic opening.

【００３６】また２次元検出器１１は、複数の検出チャ
ンネルを有する検出素子１１ａの列を「列」方向（「ス
ライス」方向）に複数列配した検出器で成る（図１参
照）。各検出素子１１ａの検出部は、一例として、入射
Ｘ線を一度、光信号に変換し、この光信号を電気信号に
変換するシンチレータおよびフォトダイオードの固体検
出器で成る。また、この各検出素子１１ａには、電荷蓄
積部（サンプルホールド）が設けられている。このた
め、この２次元検出器１１は、この電荷蓄積部をＤＡＳ
２４のスイッチ群で順に選択して電荷読出しを行い、こ
れにより透過Ｘ線の強度を表す信号（投影データ）を検
出する構造になっている。The two-dimensional detector 11 is a detector in which a plurality of rows of detection elements 11a having a plurality of detection channels are arranged in the "row" direction (the "slice" direction) (see FIG. 1). As an example, the detection unit of each detection element 11a includes a solid state detector of a scintillator and a photodiode, which once converts an incident X-ray into an optical signal and converts the optical signal into an electric signal. Each of the detection elements 11a is provided with a charge storage section (sample hold). For this reason, this two-dimensional detector 11 uses this DAS as the DAS
The charge is read out by sequentially selecting the switches with the 24 switch groups, thereby detecting a signal (projection data) representing the intensity of the transmitted X-ray.

【００３７】なお、各検出素子１１ａとしては、入射Ｘ
線を直接に電気信号に変換する方式のセンサ（Ｉ．Ｉ．
など）を用いてもよい。It should be noted that each of the detection elements 11a has an incident X
Sensors that directly convert wires into electrical signals (II.
Etc.) may be used.

【００３８】ＤＡＳ２４は、スイッチ群の切換により、
各検出素子１１ａから検出信号を順次読み出し、Ａ／Ｄ
変換（電圧に変換してサンプリング）する、いわゆるフ
ィルタＤＡＳの構造になっている。The DAS 24 is switched by switching a switch group.
A detection signal is sequentially read from each detection element 11a, and A / D
It has a structure of a so-called filter DAS that performs conversion (converts to voltage and performs sampling).

【００３９】これを行うため、ＤＡＳ２４は、検出器１
１が２次元（平面）検出器であることを考慮して、Ｎチ
ャンネル数分の列選択部２４Ａ1 …２４ＡN と、１個の
チャンネル選択部２４Ｂと、１個のＡ／Ｄ変換器２４Ｃ
と、制御回路２４Ｄとを備える。To do this, the DAS 24 detects the detector 1
Considering that 1 is a two-dimensional (flat) detector, the column selecting units 24A1... 24AN for N channels, one channel selecting unit 24B, and one A / D converter 24C
And a control circuit 24D.

【００４０】制御回路２４Ｄは、後述するように各種の
切換制御信号を列選択部２４Ａ1 …２４ＡN 、チャンネ
ル選択部２４Ｂ、およびＡ／Ｄ変換器２４Ｃに供給する
一方で、２次元検出器１１の各検出素子１１ａの電荷蓄
積部にも、蓄積制御信号Ｓcontを供給するようになって
いる。これにより、各検出素子１１ａは、図５に示す如
く、その素子が選択されていない場合にはリセット期間
以外で電荷蓄積（つまりデータ計測）を行う第１の動作
モードと、その素子が選択された場合には電荷送出（つ
まりデータ読出し）行う第２の動作モードとを択一的に
実行できる。The control circuit 24D supplies various switching control signals to the column selecting sections 24A1... 24AN, the channel selecting section 24B, and the A / D converter 24C, as described later. The storage control signal Scont is also supplied to the charge storage section of the detection element 11a. As a result, as shown in FIG. 5, when each of the detection elements 11a is not selected, the first operation mode in which charge accumulation (that is, data measurement) is performed during a period other than the reset period, and the detection element 11a is selected. In this case, the second operation mode in which charge is transmitted (that is, data is read) can be alternatively executed.

【００４１】列選択部２４Ａ1 …２４ＡN は、「Ｎチャ
ンネル×Ｍ素子」の検出信号（Ｎ，Ｍは「１」より大き
い正の整数）から行選択信号Ｓselcに応じて、割り当て
られたチャンネルの各列の検出信号を択一的に選択す
る。列選択信号Ｓselcは制御回路２４Ｄから供給され
る。検出された各チャンネルの投影データは、チャンネ
ル選択部２４Ｂに送られる。チャンネル選択部２４Ｂに
は制御回路２４Ｄからチャンネル選択信号Ｓchanが供給
されているので、この選択信号で指定されたチャンネル
の投影データのみが次段のＡ／Ｄ変換器２４Ｃに送られ
る。The column selection units 24A1... 24AN each receive a signal from an "N channel.times.M element" detection signal (N and M are positive integers greater than "1") in accordance with a row selection signal Sselc. Alternatively, the detection signal of the column is selected. The column selection signal Sselc is supplied from the control circuit 24D. The detected projection data of each channel is sent to the channel selection unit 24B. Since the channel selection unit 24B is supplied with the channel selection signal Schan from the control circuit 24D, only the projection data of the channel specified by this selection signal is sent to the next A / D converter 24C.

【００４２】このＡ／Ｄ変換器２４Ｃには制御回路２４
Ｄから読出し信号Ｓreadを含む各種の制御信号が供給さ
れる。このため、Ａ／Ｄ変換器２４Ｃは、読出し信号Ｓ
readの到来時に、選択された行および列の検出信号をＡ
／Ｄ変換し、投影データとしてＤＡＳ２４から順次出力
する。この出力された投影データはデータ伝送部２８に
送られる。The A / D converter 24C has a control circuit 24
D supplies various control signals including a read signal Sread. Therefore, the A / D converter 24C outputs the read signal S
At the time of read, the detection signal of the selected row and column is set to A
/ D conversion and sequentially output from the DAS 24 as projection data. The output projection data is sent to the data transmission unit 28.

【００４３】制御回路２４Ｄは例えばＣＰＵを備えて構
成され、メインコントローラ３０の制御の元にデータ収
集に必要な制御信号を生成し、出力する。The control circuit 24D includes, for example, a CPU, and generates and outputs a control signal required for data collection under the control of the main controller 30.

【００４４】図３に戻って、データ伝送部２８はガント
リ１内の回転側と固定側の信号経路を接続するもので、
ここでは一例として、非接触で信号伝送する光伝送シス
テムが使用される。なお、このデータ伝送部２８として
スリップリングの構造を用いてもよい。このデータ伝送
部２８を介して取り出されたデジタル量の投影データは
制御キャビネット３の後述する補正ユニットに送られ
る。Returning to FIG. 3, the data transmission unit 28 connects the signal path on the rotating side and the signal path on the fixed side in the gantry 1.
Here, as an example, an optical transmission system that transmits signals in a non-contact manner is used. The data transmission unit 28 may have a slip ring structure. The digital amount of projection data taken out via the data transmission unit 28 is sent to a correction unit of the control cabinet 3 described later.

【００４５】さらに、架台駆動装置２５はガントリ１内
の回転側要素全体を回転フレーム９を、その中心軸周り
に回転させるモータおよびギア機構などを備える。この
架台駆動装置２５には、架台コントローラ３３から駆動
信号が与えられる。Further, the gantry driving device 25 includes a motor and a gear mechanism for rotating the rotating frame 9 around the central axis of the entire rotating element in the gantry 1. A drive signal is provided from the gantry controller 33 to the gantry drive device 25.

【００４６】高電圧コントローラ３１、寝台コントロー
ラ３２、および架台コントローラ３３は、信号的にはガ
ントリ１および寝台２と制御キャビネット３との間に介
在し、後述するメインコントローラからの制御信号に応
答して、それぞれが担当する負荷要素を駆動する。The high-voltage controller 31, the bed controller 32, and the gantry controller 33 are interposed between the gantry 1 and the bed 2 and the control cabinet 3 in a signal manner, and respond to a control signal from a main controller described later. , Each of which drives a load element.

【００４７】制御キャビネット３は、システム全体を統
括するメインコントローラ３０のほか、メインコントロ
ーラ３０にバスを介して接続された補正ユニット３４、
データ保存ユニット３５、再構成ユニット３６、表示プ
ロセッサ３７、ディスプレイ３８、および入力器３９と
を備える。The control cabinet 3 includes a main controller 30 that controls the entire system, a correction unit 34 connected to the main controller 30 via a bus,
It includes a data storage unit 35, a reconstruction unit 36, a display processor 37, a display 38, and an input device 39.

【００４８】補正ユニット３４は、メインコントローラ
３０からの処理指令に応じて、ＤＡＳ２４から送られて
くるデジタル量の投影データに、オフセット補正やキャ
リブレーション補正などの各種の補正処理を施す。この
補正処理された収集データは、メインコントローラ３０
の書き込み指令によって、データ保存ユニット３５に一
旦格納・保存される。この保存データは、メインコント
ローラ３０の所望タイミングでの読み出し指令に応じて
データ保存ユニット３５から読み出され、再構成ユニッ
ト３６に転送される。再構成ユニット３６は、メインコ
ントローラ３０の管理下において、再構成用の収集デー
タが転送されたきた段階で、例えばコンボルーションバ
ックプロジェクション法に基づきコーンビームに対する
再構成処理を行い、３次元領域の画像データを生成す
る。The correction unit 34 performs various correction processes such as offset correction and calibration correction on the digital projection data sent from the DAS 24 in response to a processing command from the main controller 30. The collected data subjected to the correction processing is transmitted to the main controller 30.
Is temporarily stored and stored in the data storage unit 35 in response to the write command. The stored data is read from the data storage unit 35 in response to a read command at a desired timing from the main controller 30 and transferred to the reconstruction unit 36. Under the control of the main controller 30, the reconstruction unit 36 performs reconstruction processing on the cone beam based on, for example, a convolution back-projection method at the time when the acquired data for reconstruction has been transferred, and performs image processing in a three-dimensional area. Generate data.

【００４９】この画像データは、メインコントローラ３
０の制御の元、必要に応じてデータ保存ユニット３５に
保存される一方、表示プロセッサ３７に送られる。表示
プロセッサ３７は、画像データにカラー化処理、アノテ
ーションデータやスキャン情報の重畳処理などの必要な
処理を行い、ディスプレイ３８に供給する。ディスプレ
イ３８により画像データがＤ／Ａ変換され、断層像とし
て表示される。入力器３９は、スキャン条件（スキャン
部位及び位置，スライス厚，Ｘ線管電圧及び電流、被検
体に対するスキャン方向などを含む）、画像表示条件な
どの指令をメインコントローラ３０に与えるために使用
される。This image data is stored in the main controller 3
Under the control of 0, the data is stored in the data storage unit 35 as necessary, while being sent to the display processor 37. The display processor 37 performs necessary processing such as colorization processing, superimposition processing of annotation data and scan information on the image data, and supplies the processed data to the display 38. The image data is D / A converted by the display 38 and displayed as a tomographic image. The input device 39 is used to give commands such as scan conditions (including a scan part and position, a slice thickness, an X-ray tube voltage and current, and a scan direction to a subject), image display conditions, and the like to the main controller 30. .

【００５０】このＸ線ＣＴスキャナにおいて、Ｘ線管１
０および２次元検出器１１はＲ−Ｒ方式で回転駆動さ
れ、マルチスキャンまたはヘリカルスキャンなどのスキ
ャン法でＸ線投影される。この回転駆動の間、Ｘ線管１
０からはＸ線が連続的に被検体に向けて曝射される。こ
の連続Ｘ線はプリコリメータ２２によりコーン状に整形
され、コーンビームとして被検体に照射される。被検体
を透過したＸ線は２次元検出器１１で検出され、以下の
ように読み出される。In this X-ray CT scanner, the X-ray tube 1
The 0 and 2D detectors 11 are rotationally driven by the RR method, and X-ray projection is performed by a scanning method such as multi-scan or helical scan. During this rotation drive, the X-ray tube 1
From 0, X-rays are continuously emitted toward the subject. This continuous X-ray is shaped into a cone by the pre-collimator 22 and irradiated to the subject as a cone beam. X-rays transmitted through the subject are detected by the two-dimensional detector 11 and read out as follows.

【００５１】いま、図６に示す如く、２次元検出器１１
は、チャンネル方向にＮ個×列方向（スライス方向）に
Ｍ個の複数のＸ線検出素子をマトリクス状に配して形成
してあるとする。この２次元検出器１１に対して、列方
向に沿って配置された１行分のＭ個のＸ線検出素子を順
に読み出し、その後、次の列方向に沿って配置された１
行分のＭ個のＸ線検出素子を順に読み出すという「列方
向優先読出し方式」を採用するとする。この列方向優先
読出し方式は、ＤＡＳ２４において、制御回路２４Ｄが
各部に供給する制御信号Ｓcont、Ｓselc、Ｓchan、Ｓre
adのタイミングを、列方向の読出しがチャンネル方向の
それよりも優先するように制御することで達成される。Now, as shown in FIG. 6, the two-dimensional detector 11
Is assumed to be formed by arranging a plurality of M X-ray detection elements in a matrix in N channels × M columns (slice direction). For this two-dimensional detector 11, one row of M X-ray detection elements arranged in the column direction are sequentially read out, and then, one X-ray detection element arranged in the next column direction is read out.
It is assumed that a “column direction priority reading method” is adopted, in which M X-ray detecting elements for a row are sequentially read. In this column-direction priority reading method, in the DAS 24, control signals Scont, Sselc, Schan, Sre supplied to the respective parts by the control circuit 24D are provided.
This is achieved by controlling the timing of ad so that reading in the column direction has priority over that in the channel direction.

【００５２】具体的には、第６図に示す如く、第１チャ
ンネルの列選択部２４Ａ1 に第１行を選択させ、同時
に、チャンネル選択部２４Ｂに第１列を選択させる。次
いで、第１チャンネルの列選択部２４Ａ1 に第１行を選
択させ、同時に、チャンネル選択部２４Ｂに第２列を選
択させる。以下、同様にして順次、列方向の読出しを行
う。そして、第１チャンネルの列選択部２４Ａ1 に第１
行を選択させ、同時に、チャンネル選択部２４Ｂに第Ｍ
列を選択させて、第１行第Ｍ列の読出しが終わると、今
度は、第２チャンネルの列選択部２４Ａ2 に第２行を選
択させ、同時に、チャンネル選択部２４Ｂに第１列を選
択させる。以下同様にして第２行目の列方向の読出しを
行う。これをチャンネル方向に繰り返す。More specifically, as shown in FIG. 6, the column selection section 24A1 of the first channel selects the first row, and at the same time, the channel selection section 24B selects the first column. Next, the first channel is selected by the column selecting section 24A1 of the first channel, and at the same time, the second column is selected by the channel selecting section 24B. Thereafter, reading in the column direction is sequentially performed in the same manner. Then, the first channel column selecting section 24A1 sends the first
Select a row and, at the same time,
When the column is selected and the reading of the first row and the M-th column is completed, the second channel is selected by the column selecting section 24A2 of the second channel, and at the same time, the first column is selected by the channel selecting section 24B. . Thereafter, reading in the column direction of the second row is performed in the same manner. This is repeated in the channel direction.

【００５３】これにより、図６の矢印で示す如く、２次
元検出器１１の同一チャンネル毎に行方向に沿って検出
信号（投影データ）が順次読み出される。この列方向優
先読出し方式のときの時間とレイ角との関係を図７に示
す。レイ角は図８に示すように、実効焦点Ｆから各Ｘ線
検出素子へのＸ線パスの角度であり、レイ角＝β＋γで
表される。図８における座標原点Ｏはガントリ回転中心
に合わせ、同図は列方向に沿って見た座標軸を表す。As a result, as shown by arrows in FIG. 6, detection signals (projection data) are sequentially read out in the row direction for each channel of the two-dimensional detector 11. FIG. 7 shows the relationship between the time and the ray angle in the column direction priority reading method. As shown in FIG. 8, the ray angle is the angle of the X-ray path from the effective focal point F to each X-ray detection element, and is represented by ray angle = β + γ. The coordinate origin O in FIG. 8 is set to the center of rotation of the gantry, and FIG. 8 shows coordinate axes viewed along the column direction.

【００５４】読み出された投影データは、データ伝送部
２８を通って補正ユニット３４に送られる。補正ユニッ
ト３４で各種の補正を受けた後、データ保存ユニット３
５にビュー毎に保存される。再構成ユニット３６は、こ
の保存データに対して３次元の再構成処理を例えば３次
元のＣＢＰ法またはこのＣＢＰ法に準じた各種の再構成
法に基づき行う。この再構成処理の際、ハードウエア幾
何学的で決まっている実際の実効焦点位置ではなく、仮
想的な実効焦点位置（実効的なレイ位置）から逆投影す
る。この理由は、以下に拠る。The read projection data is sent to the correction unit 34 through the data transmission unit 28. After receiving various corrections in the correction unit 34, the data storage unit 3
5 for each view. The reconstruction unit 36 performs a three-dimensional reconstruction process on the stored data based on, for example, a three-dimensional CBP method or various reconstruction methods based on the CBP method. At the time of this reconstruction processing, back projection is performed not from the actual effective focal position determined by hardware geometry but from a virtual effective focal position (effective ray position). The reason is as follows.

【００５５】図７に示す如く、この列方向優先読出し方
式では、あるビューの第１列〜第Ｍ行の読出し時間のそ
れぞれは、全チャンネルにまたがり、長い時間を要す
る。このため、前述した１９、２０で説明したように、
実効焦点位置が遠ざかるか（ファン角度は実際より小さ
くなり）又は近くなり（ファン角度は実際よりも大きく
なる）、本来のハードウエア幾何学とは異なる。このた
め、このまま再構成したのでは、従来と同様の問題を生
じる。As shown in FIG. 7, in this column-direction priority reading method, each of the reading times of the first column to the M-th row of a certain view spans all the channels and requires a long time. Therefore, as described in the above 19 and 20,
The effective focus position is farther (fan angle is smaller than actual) or closer (fan angle is larger than actual), which is different from the original hardware geometry. For this reason, if the reconfiguration is performed as it is, the same problem as in the related art occurs.

【００５６】そこで、再構成ユニット３６は、以下の手
順で再構成処理を行う。Therefore, the reconstruction unit 36 performs a reconstruction process in the following procedure.

【００５７】（１）列毎の仮想実効焦点位置を、各列の
検出素子Ａ〜Ｎ（図６参照）の読み出し時刻に合わせて
計算する。チャンネル方向の１列目の素子はＡ1 ，Ｂ1
，…Ｎ1 、２列目の素子はＡ2 ，Ｂ2 ，…Ｎ2 、…、
第Ｍ列目の素子はＡm ，Ｂm ，…Ｎm であるから、各素
子に読み出し時刻に合わせて、各列毎の仮想実効焦点位
置を計算する。 （２）列毎に、仮想実効焦点位置、仮想ファン角を使っ
て各素子の収集位置を補正して定義する。 （３）列毎に、コンボリューションを実行する。 （４）逆投影データの算出に用いる複数の検出素子列に
対応する複数の仮想実効焦点位置から所定のルール（例
えば、その算出に使った重み付けに従うルール）でボク
セル毎に計算した仮想実効焦点位置と仮想検出器位置で
逆投影を行う。(1) The virtual effective focal position for each column is calculated in accordance with the readout time of the detection elements A to N (see FIG. 6) in each column. The elements in the first column in the channel direction are A1, B1
,... N1, the elements in the second column are A2, B2,.
Since the elements in the Mth column are Am, Bm,... Nm, the virtual effective focal position for each column is calculated in accordance with the readout time of each element. (2) For each column, the collection position of each element is corrected and defined using the virtual effective focal position and the virtual fan angle. (3) Convolution is executed for each column. (4) A virtual effective focus position calculated for each voxel by a predetermined rule (for example, a rule according to the weight used for the calculation) from a plurality of virtual effective focus positions corresponding to a plurality of detection element arrays used for calculating backprojection data And back projection at the virtual detector position.

【００５８】これにより、列毎に異なる仮想実効焦点位
置が補正され、逆投影処理が行われる。したがって、ス
キャン時間を格別に長期化させないで、投影データの収
集タイミングのずれに起因した実効パスのずれの影響を
排除して、歪みの少ない、高分解能な投影データを確実
に収集することができる。また、ＤＡＳにおいては、全
ての素子に対して収集回路を独立して設ける訳ではない
ので、実用的な回路規模に抑制でき、回路部品コストを
押さえることができる。また、連続Ｘ線を用いているた
め、パルスＸ線に比べ、短い時間に所定の線量を曝射で
きる。As a result, the virtual effective focal position different for each column is corrected, and the back projection process is performed. Therefore, it is possible to reliably collect high-resolution projection data with little distortion without prolonging the scan time, eliminating the effect of a shift in the effective path caused by a shift in the collection timing of the projection data. . Further, in the DAS, the collecting circuits are not provided independently for all the elements, so that a practical circuit scale can be suppressed and the cost of circuit components can be suppressed. In addition, since continuous X-rays are used, a predetermined dose can be emitted in a shorter time than pulsed X-rays.

【００５９】この実施形態の変形例を図９に示す。上述
の実施形態において、投影角ピッチが大きいと、並行ビ
ームに近くなり、極端に大きい場合には並行ビームにな
る。現実的な投影角ピッチであっても、次のビュー、あ
るいは更に次のビューと、離れたビューのデータまで利
用すると、補間無しのパラレルビームに近い幾何学的配
置が可能になる。このパラレルビューと見做せる状態の
ときには、例えば特開平１０−４３１７５号公報で提案
されているように、ビームとスライスとの間の間隔に依
存する重みに基づき、重み付け関数を簡潔なフーリエ級
数で近似し、パラレル再構成するようにしてもよい。FIG. 9 shows a modification of this embodiment. In the above embodiment, when the projection angle pitch is large, the beam approaches a parallel beam, and when extremely large, the beam becomes a parallel beam. Even if the projection angle pitch is realistic, if the data of the next view or the next view and the data of a distant view are used, a geometric arrangement close to a parallel beam without interpolation becomes possible. In the state where the parallel view can be considered, for example, as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-43175, the weighting function is represented by a simple Fourier series based on the weight depending on the interval between the beam and the slice. Approximation and parallel reconstruction may be used.

【００６０】第２の実施形態 第２の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナを図１０〜１１
に基づき説明する。[0060] The X-ray CT scanner according to a second embodiment the second embodiment 10-11
It will be described based on.

【００６１】この実施形態のＸ線ＣＴスキャナの構成
は、第１の実施形態のものと同一である。ただし、２次
元検出器１１からの検出データの読み出しを、「列方向
優先読出し法」から「チャンネル方向優先読出し法」に
代える構成を採る。The configuration of the X-ray CT scanner of this embodiment is the same as that of the first embodiment. However, a configuration is adopted in which the reading of the detection data from the two-dimensional detector 11 is changed from the “column direction priority reading method” to the “channel direction priority reading method”.

【００６２】このチャンネル方向優先読出し法は、前述
した図２１と同様に、２次元検出器１１に対して、図１
０の矢印で示す如く、チャンネル方向に配列された列の
Ｎ個のＸ線検出素子をその列毎に順に投影データを読み
出す方法である。This channel-direction priority reading method uses the two-dimensional detector 11 as shown in FIG.
As shown by an arrow 0, this is a method of sequentially reading projection data from N X-ray detection elements in a column arranged in the channel direction for each column.

【００６３】この「チャンネル方向優先読出し法」は、
ＤＡＳ２４において、以下の手順で実行される。第１チ
ャンネルの列選択部２４Ａ1 において第１列が選択さ
れ、同時に、チャンネル選択部２４Ｂにおいて第１行が
選択される。次に、第２チャンネルの列選択部２４Ａ2
においても第１列が選択され、同時に、チャンネル選択
部２４Ｂにおいて第２行が選択される。以下、順に、第
１列の第Ｎ行まで収集される。このため、第１列の投影
データがチャンネル毎にＡ／Ｄ変換器２４Ｃから順次出
力される。第２列、第３列、…第Ｍ列についても同様に
順次、繰り返される。This “channel direction priority reading method”
The DAS 24 is executed in the following procedure. The first column is selected in the column selection section 24A1 of the first channel, and at the same time, the first row is selected in the channel selection section 24B. Next, the second channel column selecting section 24A2
, The first column is selected, and at the same time, the second row is selected in the channel selection unit 24B. Hereinafter, the data is sequentially collected up to the Nth row in the first column. Therefore, the first column of projection data is sequentially output from the A / D converter 24C for each channel. The second column, the third column,..., The M-th column are sequentially and similarly repeated.

【００６４】「チャンネル方向優先読出し法」の場合、
チャンネル方向に沿った１列の素子列はほぼ同時に読み
出され、「列」方向に沿った１行の素子並びがその素子
毎に僅かずつタイミングを異にするだけであるから、各
列の素子全体としては時間差無しと考えることができ
る。したがって、各列毎の実効的ファン角度や実効的焦
点軌道半径は、実際のハードウエア幾何学と殆ど同等を
見做すことができる。In the case of the “channel direction priority reading method”,
One row of elements along the channel direction is read almost simultaneously, and the row of elements along the "column" direction is only slightly different in timing for each element. It can be considered that there is no time difference as a whole. Therefore, the effective fan angle and the effective focal track radius for each row can be regarded as almost equivalent to the actual hardware geometry.

【００６５】図１１に、チャンネル方向優先読出しの場
合の、時間Ｔとレイ角（＝β＋γ：図８参照）との関係
を各列の読出しをパラメータとして示す。FIG. 11 shows the relationship between the time T and the ray angle (= β + γ: see FIG. 8) in the case of priority reading in the channel direction, using the reading of each column as a parameter.

【００６６】しかし、各列毎に投影角度位置が異なって
しまう。このため、このまま投影データを再構成処理す
ると、前述した図２２〜２４で説明したように、投影角
ピッチが不均等になって、ビュー不足に由来するアーチ
ファクトが出現し易い。However, the projection angle position differs for each row. Therefore, if the projection data is reconstructed as it is, the projection angle pitch becomes uneven as described with reference to FIGS. 22 to 24, and an artifact resulting from insufficient view is likely to appear.

【００６７】そこで、本実施形態では、Feldkamp再構成
法などのようにＣＢＰ法に準じる再構成法を以下のよう
に変形して再構成処理を行う。つまり、コンボリューシ
ョンなど逆投影以外の列毎に独立した演算は列毎に処理
し、逆投影など複数の列が関連する処理（通常は２チャ
ンネル、２列で合計４点のデータ補間を行う。３列以上
で６点以上のデータを用いて補間することもある。）は
各々の列のデータ収集時のＸ線源位置を加味して行う。Therefore, in the present embodiment, a reconstruction method conforming to the CBP method, such as the Feldkamp reconstruction method, is modified as follows to perform reconstruction processing. In other words, independent calculations for each column other than backprojection, such as convolution, are processed for each column, and processes involving a plurality of columns, such as backprojection (normally, data interpolation is performed for a total of four points in two channels and two columns). In some cases, interpolation is performed using data of three or more columns and six or more points.) Is performed in consideration of the X-ray source position at the time of data acquisition of each column.

【００６８】すなわち、従来の再構成法とは異なり、列
毎に少しずつ異なる線源位置から逆投影を行う。具体的
には、列毎に仮想実効焦点を求め、実効パスに沿った方
向に重み付けして逆投影する。または、逆投影する複数
のデータに対応する複数の仮想実効焦点から実効焦点位
置を計算して逆投影してもよい。その実効焦点位置の計
算には、例えばデータの重みに応じて仮想実効焦点を角
度方向に重み付け補間した位置として求める方法があ
る。That is, unlike the conventional reconstruction method, back projection is performed from a slightly different source position for each column. Specifically, a virtual effective focal point is obtained for each column, and weighted in a direction along the effective path, and backprojected. Alternatively, the back projection may be performed by calculating the effective focal position from a plurality of virtual effective focal points corresponding to a plurality of data to be back projected. For the calculation of the effective focus position, for example, there is a method of obtaining a virtual effective focus as a position weighted and interpolated in the angular direction according to the weight of data.

【００６９】また、これに代えて、第１の実施形態のと
きと同様に、（１）列毎に、仮想実効焦点位置、仮想フ
ァン角を使って各素子の収集位置を補正して定義する、
（２）列毎に、コンボリューションを実行する、（３）
逆投影データの算出に用いる複数の検出素子列に対応す
る複数の仮想実効焦点位置から所定のルール（例えば、
その算出に使った重み付けに従うルール）でボクセル毎
に計算した仮想実効焦点位置と仮想検出器位置で逆投影
を行う、という手順で再構成を行ってもよい。Instead of this, similarly to the first embodiment, (1) for each column, the collection position of each element is corrected and defined using the virtual effective focal position and the virtual fan angle. ,
(2) Execute convolution for each column, (3)
From a plurality of virtual effective focus positions corresponding to a plurality of detection element rows used for calculating backprojection data, a predetermined rule (for example,
The reconstruction may be performed in such a manner that back projection is performed at the virtual effective focus position and the virtual detector position calculated for each voxel according to the rule according to the weight used for the calculation.

【００７０】これにより、列毎に異なる仮想実効焦点位
置が補正され、逆投影処理が行われる。したがって、第
１の実施形態と同様の作用効果が得られる。As a result, the virtual effective focal position different for each column is corrected, and the back projection process is performed. Therefore, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【００７１】第３の実施形態 第３の実施形態を図１２〜１５に基づき説明する。 Third Embodiment A third embodiment will be described with reference to FIGS.

【００７２】この実施形態は、第１の実施形態で説明し
た「列方向優先読出し法」を更に発展させたもので、よ
り高速化を図るため、「分割・列方向優先読出し法」を
採用する。This embodiment is a further development of the "column direction priority reading method" described in the first embodiment, and employs the "split / column direction priority reading method" to achieve higher speed. .

【００７３】一例として、図１２に示す如く、２次元検
出器１１のマトリクス状の複数の検出素子に対して、そ
の半分ずつの前半、後半の領域を２系統同時の並列読み
出しを行うものである。列方向に沿った第１行の素子列
と第Ｇ行の素子列から同時に出発して、行毎に投影デー
タを読み出す。この読出しは、ＤＡＳ２４において半分
のチャンネル毎に、第１の実施形態のときと同様のスイ
ッチ回路群を形成し、この２系統のスイッチ回路群を同
様にコントロールすることで達成される。As an example, as shown in FIG. 12, for a plurality of detection elements arranged in a matrix of the two-dimensional detector 11, the first half and the second half of the two-dimensional detectors are simultaneously read in two systems at the same time. . The projection data is read out row by row starting from the first element row and the G-th element row in the column direction at the same time. This reading is achieved by forming the same switch circuit group as in the first embodiment for each half channel in the DAS 24, and controlling these two switch circuit groups in the same manner.

【００７４】この場合、前半のチャンネルの実効線源位
置と後半のチャンネルの線源位置はそれぞれ別の位置に
なる（図１３参照）。逆投影はそれぞれの線源位置から
行うとしても、全チャンネルのデータが不連続であるの
で、コンボリューションに不具合が生じる。In this case, the effective source position of the first half channel and the source position of the second half channel are different from each other (see FIG. 13). Even if the back projection is performed from each source position, since the data of all the channels is discontinuous, a problem occurs in the convolution.

【００７５】そこで、本実施形態では、ある投影データ
の読出しが終わって、次の投影データの読出しに移行す
るまでの時間マージン（読出しタイミングマージン）が
読出し期間よりも十分に短く設定してある。この場合、
あるビューの前半のチャンネルの実効焦点位置と、次の
ビューの後半のチャンネルの実効焦点位置とは、同一ビ
ューのそれらよりも、時間的に相当に近くなる（図１４
の点線および図１５参照）。Therefore, in this embodiment, the time margin (read timing margin) from the end of reading of a certain projection data to the shift to the reading of the next projection data is set sufficiently shorter than the reading period. in this case,
The effective focus position of the first half channel of one view and the effective focus position of the second half channel of the next view are considerably closer in time than those of the same view (FIG. 14).
And the dotted line in FIG. 15).

【００７６】そこで、再構成ユニット３６は、あるビュ
ーの前半のチャンネルと次のビューの後半のチャンネル
の投影データを１組にして（図１４の点線で結ばれる投
影データ同士を１組として）、前述したFeldkamp再構成
法やこれに準じた再構成法に基づくコンボリューション
と逆投影に使用する。これによって、第１の実施形態の
ときと同等の作用効果を得るほか、２分割・列方向優先
読出しであるので、その分、データ読出しが高速化され
るとともに、時間的に異なるデータ群を複数群、組み合
わせて実効線源位置の相違が少ないフルチャンネル分の
投影データを用意することができ、これにより、好適な
画像再構成が可能になる。Then, the reconstruction unit 36 sets the projection data of the first half channel of a certain view and the second half channel of the next view as one set (projection data connected by dotted lines in FIG. 14 as one set), It is used for convolution and back projection based on the above-mentioned Feldkamp reconstruction method or a reconstruction method based on it. As a result, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. In addition, since the two-partition / column-direction priority reading is performed, the data reading can be speeded up correspondingly, and a plurality of time-dependent data groups can be stored. It is possible to prepare projection data for a full channel in which the difference in the effective source position is small by combining the groups and the combination, thereby enabling a suitable image reconstruction.

【００７７】なお、この第３の実施形態に対しても種々
の変形が可能である。例えば、上述した２分割の列方向
優先読出し（並列読出し）でなく、３分割または４分割
であってもよい。これにより、近傍のビューデータと組
み合わせて、実効焦点位置のほぼ近いフルチャンネル分
の投影データの組が得られる。Various modifications can be made to the third embodiment. For example, instead of the above-described two-partition priority reading in the column direction (parallel reading), three or four divisions may be used. As a result, a set of projection data for a full channel near the effective focal position is obtained in combination with the neighboring view data.

【００７８】また、読出しタイミングマージンと読出し
期間とがほぼ匹敵する場合でも、適宜な組み合わせが有
利である。Further, even when the read timing margin and the read period are almost equal, an appropriate combination is advantageous.

【００７９】さらに別の変形はビュー数に関する。上述
の実施形態は１回転に特定ビュー数の投影データを得る
ことを前提として構成したので、読出しタイミングマー
ジンの存在を考慮するとした。しかし、ビュー数が不足
気味の場合、一定のビュー数のスキャンに拘束されず
に、回路が間に合う限り、時間一杯、読出しを繰り返し
続けるという構成も可能である。ガントリの回転速度の
ふらつきなどに因り、１回転当たりのビュー数は不定に
なるが、その不定ビュー数はシステム側で認識させる。
これにより、組み合わせる投影データの実効線源位置を
うまく重ねることができる。Yet another variation relates to the number of views. The above-described embodiment is configured on the assumption that projection data of a specific number of views is obtained in one rotation, so that the existence of a read timing margin is considered. However, in the case where the number of views is short, it is also possible to adopt a configuration in which reading is continuously repeated as much as possible as long as the circuit is in time, without being restricted by scanning at a fixed number of views. The number of views per rotation becomes uncertain due to fluctuations in the rotation speed of the gantry, etc., but the system determines the indefinite number of views.
Thereby, the effective radiation source positions of the projection data to be combined can be overlapped well.

【００８０】さらに別の変形例は、オーバースキャンに
関する。上述した実施形態のように、投影データを組み
合わせてフルチャンネル分、作成する場合、通常、最初
のビューで読み出した投影データの後半部分は、その次
のビューで読み出した投影データの前半部分と組み合わ
せることが時間的差の面から有利である。しかし、１回
転の間に被検体の体動が生じた場合、コンボリューショ
ンに供する投影データの真ん中に不連続が生じることに
なる。この不連続を回避するには、僅かずつオーバース
キャンを実施すればよい。ここで「オーバースキャン」
とは、必要な回転範囲より僅かに越えて、例えば１回転
よりも僅かに越えてスキャンし、重複した投影データの
収集を行うことである。このオーバースキャンによって
得られた投影データは重み付け補間に利用するか、ある
いはいずれか適切な方のデータを選択すればよい。この
オーバースキャンは、マルチスキャンのみに適用され、
メインコントローラ３０および架台コントローラ３３が
共働して行う。Still another modification relates to overscan. When the projection data is combined to create a full channel as in the above-described embodiment, the latter half of the projection data read in the first view is usually combined with the former half of the projection data read in the next view. This is advantageous in terms of time difference. However, if the subject moves during one rotation, a discontinuity will occur in the middle of the projection data used for convolution. In order to avoid this discontinuity, overscan may be performed little by little. Here "overscan"
This means that scanning is performed slightly beyond the necessary rotation range, for example, slightly more than one rotation, and overlapping projection data is collected. The projection data obtained by this overscan may be used for weighted interpolation, or any appropriate data may be selected. This overscan applies only to multiscan,
The main controller 30 and the gantry controller 33 work together.

【００８１】第４の実施形態 第４の実施形態を図１６〜１７に基づき説明する。 Fourth Embodiment A fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

【００８２】この実施形態は、第２の実施形態で説明し
た「チャンネル方向優先読出し法」を更に発展させたも
ので、より高速化を図るため、「分割・チャンネル方向
優先読出し法」を採用する。This embodiment is a further development of the "channel direction priority reading method" described in the second embodiment, and employs the "split / channel direction priority reading method" to achieve higher speed. .

【００８３】一例として、図１６に示す如く、２次元検
出器１１のマトリクス状の複数の検出素子に対して、そ
の半分ずつの前半、後半の領域を２系統同時の並列読み
出しを行うものである。チャンネル方向に沿った第１列
の素子列と第Ｇ列の素子列から同時に出発して、列毎に
投影データを読み出す。この読出しは、ＤＡＳ２４にお
いて、半分のチャンネル毎に第２の実施形態のときと同
様のスイッチ回路群および制御法を採る２系統の回路構
成で達成される。As an example, as shown in FIG. 16, for a plurality of detection elements arranged in a matrix of the two-dimensional detector 11, the first half and the second half of the two-dimensional detector are simultaneously read in two systems at the same time. . Starting simultaneously from the first element row and the G-th element row along the channel direction, the projection data is read out for each row. This reading is achieved in the DAS 24 by a two-circuit configuration employing the same switch circuit group and control method as in the second embodiment for each half channel.

【００８４】この場合、例えば、前述した図２３の黒丸
で示すボクセルに寄与する列の収集タイミングは図１７
に示すように、投影角ピッチの不均等さが大きくなるも
ののの（この図１７は、不均等であること自体を模式的
に示すもので、計算して求めたビュー位置を示すもので
はない）、第２の実施形態と同様の再構成処理で対処で
きる。これにより、高速のスキャンを行える。In this case, for example, the collection timing of the column contributing to the voxel indicated by the black circle in FIG.
As shown in FIG. 17, although the unevenness of the projection angle pitch becomes large (FIG. 17 schematically shows the unevenness itself, and does not show the calculated view position). , Can be dealt with by the same reconstruction processing as in the second embodiment. Thereby, high-speed scanning can be performed.

【００８５】なお、上述した実施形態およびその変形例
以外にも、本願発明の特許請求の範囲に記載した発明の
要旨を逸脱しない範囲で、各種の変形および変更が可能
であることは勿論である。It is needless to say that various modifications and changes can be made in addition to the above-described embodiment and its modifications without departing from the gist of the invention described in the claims of the present invention. .

【００８６】[0086]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＸ線ＣＴ
スキャナにあっては、２次元検出器の列方向またはチャ
ンネル方向を優先してその検出信号を読み出し、複数の
Ｘ線検出素子の収集に関わるＸ線実効パスに拠るＸ線源
の仮想的な実効焦点位置を求めて投影データと仮想的な
実効焦点位置とに基づき画像データを再構成するように
したため、Ｘ線減から連続Ｘ線をさせ、かつ、コーンビ
ームでスキャンを行うときに、ＤＡＳの実用的な回路規
模を維持でき、スキャン時間を格別に長期化させず、投
影データの収集タイミングのずれに起因した実効パスの
ずれの影響を排除して、歪みの少ない、高分解能な投影
データを収集することができ、再構成画像の品質を高め
ることができる。As described above, the X-ray CT of the present invention
In a scanner, the detection signal is read out with priority given to the row direction or channel direction of the two-dimensional detector, and the virtual effective X-ray source based on the effective X-ray path involved in the collection of a plurality of X-ray detection elements is read. Since the focus position is determined and the image data is reconstructed based on the projection data and the virtual effective focus position, the continuous X-rays are reduced from the X-ray reduction, and when scanning with a cone beam, the DAS is used. Practical circuit scale can be maintained, scan time is not lengthened significantly, and the effect of effective path shift due to shift in projection data acquisition timing is eliminated to obtain high-resolution projection data with little distortion. Can be collected and the quality of the reconstructed image can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナのガ
ントリ内のＸ線管と２次元検出器の位置関係を説明する
図。FIG. 1 is a diagram illustrating a positional relationship between an X-ray tube in a gantry and a two-dimensional detector in an X-ray CT scanner according to an embodiment of the present invention.

【図２】Ｘ線ＣＴスキャナの概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an X-ray CT scanner.

【図３】実施形態に係るＸ線ＣＴスキャナの電気系の概
略ブロック図。FIG. 3 is a schematic block diagram of an electric system of the X-ray CT scanner according to the embodiment.

【図４】ＤＡＳの概略構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a DAS.

【図５】ＤＡＳの素子毎の電荷蓄積および電荷送出を示
すタイミングチャート。FIG. 5 is a timing chart showing charge accumulation and charge delivery for each element of the DAS.

【図６】第１の実施形態における２次元検出器の列方向
優先読出しを説明する図。FIG. 6 is a view for explaining column-direction priority reading of the two-dimensional detector according to the first embodiment;

【図７】列方向優先読出しの場合の時間とレイ角の変化
を示す図。FIG. 7 is a diagram showing changes in time and ray angle in the case of column-direction priority reading.

【図８】レイ角を説明する図。FIG. 8 is a diagram illustrating a ray angle.

【図９】第１の実施形態の変形例に係るパラレルビュー
を説明する投影状態の図。FIG. 9 is a projection state diagram illustrating a parallel view according to a modification of the first embodiment.

【図１０】第２の実施形態における２次元検出器のチャ
ンネル方向優先読出しを説明する図。FIG. 10 is a view for explaining channel-direction priority reading of a two-dimensional detector according to the second embodiment.

【図１１】チャンネル方向優先読出しの場合の時間とレ
イ角の変化を示す図。FIG. 11 is a diagram showing changes in time and ray angle in the case of channel direction priority reading.

【図１２】第３の実施形態の２次元検出器の分割・列方
向優先読出しを説明する図。FIG. 12 is a view for explaining division / column-direction priority reading of the two-dimensional detector according to the third embodiment;

【図１３】分割・列方向優先読出しを説明する投影状態
の図。FIG. 13 is a projection state diagram illustrating division / column direction priority reading.

【図１４】分割・列方向優先読出しを説明する投影状態
の図。FIG. 14 is a projection state diagram illustrating division / column direction priority reading.

【図１５】分割・列方向優先読出し方式に基づくビュー
毎の時間差を説明する図。FIG. 15 is a view for explaining a time difference for each view based on the division / column direction priority reading method.

【図１６】第４の実施形態の２次元検出器の分割・チャ
ンネル方向優先読出しを説明する図。FIG. 16 is a diagram illustrating division / channel direction priority reading of the two-dimensional detector according to the fourth embodiment.

【図１７】分割・チャンネル方向優先読出しを説明する
ビュー投影角の図。FIG. 17 is a view of a view projection angle for explaining division / channel direction priority reading.

【図１８】従来例に係る列方向優先読出しを説明する
図。FIG. 18 is a diagram illustrating column-direction priority reading according to a conventional example.

【図１９】列方向優先読出しの問題を説明する図。FIG. 19 is a view for explaining the problem of the column direction priority reading.

【図２０】列方向優先読出しの問題を説明する図。FIG. 20 is a view for explaining a problem of column-direction priority reading;

【図２１】従来例に係るチャンネル方向優先読出しを説
明する図。FIG. 21 is a view for explaining channel direction priority reading according to a conventional example.

【図２２】チャンネル方向優先読出しの問題を説明する
図。FIG. 22 is a diagram illustrating a problem of channel direction priority reading.

【図２３】チャンネル方向優先読出しの問題を説明する
図。FIG. 23 is a view for explaining the problem of channel direction priority reading.

【図２４】チャンネル方向優先読出しの問題を説明する
図。FIG. 24 is a view for explaining the problem of channel direction priority reading.

【符号の説明】 １ ガントリ ３ 制御キャビネット １０ Ｘ線管 １１ ２次元検出器（Ｘ線検出器） １１ａ Ｘ線検出素子 ２４ ＤＡＳ ２４Ａ 列選択部 ２４Ｂ チャンネル選択部 ２４Ｃ Ａ／Ｄ変換器 ２４Ｄ 制御回路 ３０ メインコントローラ ３１〜３３ コントローラ[Description of Signs] 1 Gantry 3 Control cabinet 10 X-ray tube 11 Two-dimensional detector (X-ray detector) 11a X-ray detector 24 DAS 24A Row selector 24B Channel selector 24C A / D converter 24D Control circuit 30 Main controller 31-33 Controller

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 Ｘ線を連続的に曝射するＸ線源を有し、
このＸ線をコーンビーム状のＸ線に整形して被検体に向
けて照射するＸ線照射手段と、前記被検体を透過してき
たＸ線を検出する複数のＸ線検出素子を２次元的に配列
した２次元検出器と、前記Ｘ線照射手段および前記２次
元検出器の少なくとも一方と前記被検体との間を相対的
に移動させて前記Ｘ線をスキャンさせるスキャン手段
と、前記２次元検出器が検出した前記透過Ｘ線の強度を
投影データとして収集する収集手段と、前記複数のＸ線
検出素子の収集に関わるＸ線実効パスに拠る前記Ｘ線源
の仮想的な実効焦点位置を求めて前記投影データと前記
仮想的な実効焦点位置とに基づき画像データを再構成す
る再構成手段とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴスキ
ャナ。1. An X-ray source for continuously irradiating X-rays,
X-ray irradiating means for shaping the X-rays into cone-beam X-rays and irradiating the X-rays toward the subject, and a plurality of X-ray detecting elements for detecting the X-rays transmitted through the subject are two-dimensionally arranged. An arrayed two-dimensional detector; scanning means for scanning the X-ray by relatively moving at least one of the X-ray irradiating means and the two-dimensional detector and the subject; Collecting means for collecting the intensity of the transmitted X-rays detected by the detector as projection data, and obtaining a virtual effective focal position of the X-ray source based on an effective X-ray path relating to collection of the plurality of X-ray detection elements. An X-ray CT scanner, comprising: reconstructing means for reconstructing image data based on the projection data and the virtual effective focus position. 【請求項２】 請求項１記載の発明において、 前記２次元検出器は、前記複数のＸ線検出素子をマトリ
クス状に配置するとともに、そのマトリクス配置の一方
向を列方向に設定し且つこの方向に直交する方向をチャ
ンネル方向に設定した構造の検出器であり、 前記収集手段は、前記列方向に沿った１行の前記素子並
びに属するＸ線検出素子の検出信号を順次、読み出し、
この読出しを行毎に繰り返す列方向優先読出しを行う手
段であるＸ線ＣＴスキャナ。2. The invention according to claim 1, wherein the two-dimensional detector arranges the plurality of X-ray detection elements in a matrix, sets one direction of the matrix arrangement in a column direction, and sets the direction in a column direction. A collecting structure, wherein the collecting means sequentially reads out detection signals of the X-ray detection elements belonging to one row of the elements along the column direction,
An X-ray CT scanner, which is a means for performing a column direction priority read which repeats this read for each row. 【請求項３】 請求項２記載の発明において、 前記収集手段は、前記マトリクス状に配置した複数のＸ
線検出素子の内、前記チャンネル方向において分けた複
数領域のそれぞれにて並行して前記列方向優先読出しを
行う手段であるＸ線ＣＴスキャナ。3. The invention according to claim 2, wherein said collection means comprises a plurality of Xs arranged in a matrix.
An X-ray CT scanner, which is means for performing the column direction priority reading in parallel in each of a plurality of regions divided in the channel direction among the line detecting elements. 【請求項４】 請求項３記載の発明において、 前記収集手段は、前記複数領域それぞれの前記列方向優
先読出しを同一の前記列方向に沿って領域間で対称に行
う手段であるＸ線ＣＴスキャナ。4. The X-ray CT scanner according to claim 3, wherein the collection unit is a unit that performs the column-direction priority reading of each of the plurality of regions symmetrically between the regions along the same column direction. . 【請求項５】 請求項３記載の発明において、 前記再構成手段は、複数ビューにわたって前記複数領域
から収集された投影データ群の中から前記実効焦点位置
がほぼ位置する組み合わせとなる、異なるビュー間の投
影データを組み合わせてフルチャンネルの投影データを
作成する手段を有するＸ線ＣＴスキャナ。5. The method according to claim 3, wherein the reconstructing means is a combination in which the effective focal position is substantially located in a group of projection data collected from the plurality of regions over a plurality of views. An X-ray CT scanner having means for creating projection data of a full channel by combining the projection data of the above. 【請求項６】 請求項５記載の発明において、 前記スキャン手段は、前記スキャンを一定範囲を越えた
所定範囲まで余分にスキャンするオーバースキャンを実
施する手段であるＸ線ＣＴスキャナ。6. An X-ray CT scanner according to claim 5, wherein said scanning means is means for performing an overscan in which said scan is extra-scanned to a predetermined range beyond a predetermined range. 【請求項７】 請求項１記載の発明において、 前記２次元検出器は、前記複数のＸ線検出素子をマトリ
クス状に配置するとともに、そのマトリクス配置の一方
向を列方向に設定し且つこの方向に直交する方向をチャ
ンネル方向に設定した構造の検出器であり、 前記収集手段は、前記チャンネル方向に沿った１列の前
記素子並びに属するＸ線検出素子の検出信号を順次、読
み出し、この読出しを列毎に繰り返すチャンネル方向優
先読出しを行う手段であるＸ線ＣＴスキャナ。7. The two-dimensional detector according to claim 1, wherein the two-dimensional detector arranges the plurality of X-ray detection elements in a matrix, sets one direction of the matrix arrangement in a column direction, and sets the direction in a column direction. A detector having a structure in which a direction perpendicular to the channel direction is set in a channel direction, wherein the collecting means sequentially reads out detection signals of the X-ray detection elements belonging to one row of the elements and the X-ray detection elements belonging to the column along the channel direction. An X-ray CT scanner, which is a means for performing channel direction priority reading that is repeated for each column. 【請求項８】 請求項７記載の発明において、 前記収集手段は、前記マトリクス状に配置した複数のＸ
線検出素子の内、前記列方向において分けた複数領域の
それぞれにて並行して前記チャンネル方向優先読出しを
行う手段であるＸ線ＣＴスキャナ。8. The invention according to claim 7, wherein said collection means includes a plurality of Xs arranged in a matrix.
An X-ray CT scanner, which is means for performing the channel direction priority reading in parallel in each of the plurality of regions divided in the column direction among the line detecting elements. 【請求項９】 請求項１記載の発明において、 前記スキャン手段は、前記Ｘ線をほぼパラレルビームの
状態で照射させる手段であり、前記再構成手段は、その
Ｘ線に応答して前記収集手段により収集された投影デー
タからパラレルビューの画像データを作成する手段であ
るＸ線ＣＴスキャナ。9. The invention according to claim 1, wherein said scanning means irradiates said X-rays in a substantially parallel beam state, and said reconstructing means responds to said X-rays to acquire said X-rays. X-ray CT scanner, which is means for creating parallel view image data from projection data collected by a computer. 【請求項１０】 請求項１記載の発明において、 前記再構成手段は、前記複数のＸ線検出素子のそれぞれ
に投影したＸ線パスがスキャン回転軸に垂直な面に投影
したときにパラレルになるように前記再構成を行う手段
であるＸ線ＣＴスキャナ。10. The invention according to claim 1, wherein the reconstructing means becomes parallel when an X-ray path projected on each of the plurality of X-ray detection elements is projected on a plane perpendicular to a scan rotation axis. X-ray CT scanner as a means for performing the reconstruction as described above.