JP3847101B2 - Ｘ線ｃｔ装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線ＣＴ装置及び方法に関し、更に詳しくは、Ｘ線管と、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に配列されてなるＸ線検出器（マルチディテクタ）とが、被検体を挟んで相対向し、Ｘ線検出器の検出信号に基づき被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置及び方法に関する。
【０００２】
この種のＸ線ＣＴ装置では、１回のスキャンでマルチディテクタから複数列分の投影データが一挙に得られるため、Ｘ線ＣＴ撮影のスピードアップが図られる。しかし、スキャン（投影）データの収集方式（即ち、被検体のスライスパターン）が固定的であるため、様々な医療目的の撮影に柔軟に対処できず、改善が望まれる。
【０００３】
【従来の技術】
図１７は従来のＸ線ＣＴ装置の要部構成図で、該装置は大きく分けて、Ｘ線ファンビームＸＬＦＢにより被検体１００のアキシャル／ヘリカルスキャン・読取を行う走査ガントリ部３０と、被検体１００を載せて体軸ＣＬｂの方向に移動させる撮影テーブル２０と、これらを制御すると共に撮影技師等が操作をする遠隔の操作コンソール部１０とから構成される。
【０００４】
走査ガントリ部３０において、４０は回転陽極型のＸ線管、１５０はＸ線の体軸方向の照射幅を制限するコリメータ、５０Ａはコリメータ５０のスリット幅ｗを制御するコリメータ制御部、７０はチャネルＣＨ方向に並ぶ多数（ｎ＝１０００程度）のＸ線検出素子が体軸方向の例えば４列Ｌ１〜Ｌ４に配列されているＸ線検出器（マルチディテクタ）、８０’はＸ線検出器７０の各チャネル検出信号に基づき被検体の投影データｇ（Ｘ，θ）を生成し、収集するデータ収集部（ＤＡＳ）、そして、３０Ａは上記Ｘ線撮影系（以下、単にガントリとも称す）の回転制御を行う回転制御部である。なお、走査ガントリ部３０に固定されたｘ，ｙ，ｚ座標軸を付記する。ここで、ｚ軸は体軸ＣＬｂの方向と一致する。
【０００５】
操作コンソール部１０において、１１はＸ線ＣＴ装置の主制御・処理（スキャン計画，スキャン制御，ＣＴ断層像の再構成処理等）を行う中央処理装置、１３はスキャン計画やスキャン・再構成されたＣＴ断層像等を表示する表示装置（ＣＲＴ）、１４は中央処理装置１１と走査ガントリ部３０及び撮影テーブル２０との間で各種制御信号Ｃ１，Ｃ２やモニタ信号のやり取りを行う制御インタフェース、１５はデータ収集部８０’からの投影データを蓄積するデータ収集バッファである。
【０００６】
動作を概説すると、Ｘ線管４０からのＸ線ファンビームＸＬＦＢは被検体１００を透過してＸ線検出器７０の各検出列Ｌ１〜Ｌ４に一斉に入射する。データ収集部８０’は各検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号電流を積分及びＡ／Ｄ変換して対応する投影データｇ1（Ｘ，θ）〜ｇ4（Ｘ，θ）を生成し、これらをデータ収集バッファ１５に格納する。次いで、ガントリが僅かに回転した各ビュー角θで上記同様の投影を行い、こうしてガントリ１回転分の投影データを収集・蓄積する。
【０００７】
更に、アキシャル／ヘリカルスキャン方式に従って撮影テーブル２０を被検体１００の体軸方向に間欠的／連続的に移動させ、こうして被検体の所要撮影領域についての全投影データを収集・蓄積する。そして、中央処理装置１１は上記スキャン動作と並行して、又はスキャン動作の終了後に、得られた投影データに基づき被検体１００のＣＴ断層像を再構成し、これを表示装置１３に表示する。
【０００８】
挿入図（ａ）に従来のコリメータ１５０の平面図を示す。このコリメータ１５０は、ｚ軸と垂直に設けた２枚の平行スリット板１５０ａ，１５０ｂが２枚のリンク１５２ａ，１５２ｂと平行四辺形をなすように四隅のピン１５４で回動自在に止められており、かつリンク１５２ａ，１５２ｂがその中心線ＣＬ上で各支軸１５３ａ，１５３ｂにより夫々回動自在に軸支された構造を備えている。この状態で、リンク１５２ｂの支軸１５３ｂをギヤードモータ１５５で左右に回動させることにより、ｚ軸方向のスリット幅ｗをその中心線ＣＬを境とする前後対称に変更可能となっている。また、このスリット幅ｗの中心線ＣＬはＸ線検出器列の中心線ＣＬｄと位置対応している。
【０００９】
また、従来のデータ収集部８０’は、各チャネル検出信号電流をその検出列方向に合成（加算）可能なスイッチユニット（ＳＷＵ）８１’と、スイッチユニット８１’の出力の各チャネル合成電流を夫々に積分及びＡ／Ｄ変換して４系統分の投影データｇ1（Ｘ，θ）〜ｇ4（Ｘ，θ）を生成可能なデータ収集ユニット（ＤＡＳ１〜ＤＡＳ４）とを備え、各チャネル検出信号電流を必要なスライス幅に応じてその検出列方向に合成することにより、以下に述べるような、Ｘ線検出列の中心線ＣＬｄを境としてその前後に対称でかつ異なるスライス幅のＣＴ断層像を再構成可能となっている。以下、異なるスライス幅を実現するための従来のスキャン（投影）データ収集方式を具体的に説明する。
【００１０】
図１８は従来のデータ収集方式を説明する図で、図１８（Ａ）は検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号電流ｉ１〜ｉ４を列方向に合成しないで、夫々をＤＡＳ１〜ＤＡＳ４で薄いスライス幅の投影データＳ１〜Ｓ４に変換する場合を示している。従って、１回のスキャンで４枚の薄いスライス幅のＣＴ断層像を再構成でき、このデータ収集方式は、被検体の精密組織（頭部，患部等）の撮影を行うのに適している。
【００１１】
図１８（Ｂ）は、予めＳＷＵ８１’で各検出列Ｌ１，Ｌ２及びＬ３，Ｌ４の各チャネル検出信号電流ｉ１，ｉ２及びｉ３，ｉ４を夫々加算（合成）して後、これらを例えばＤＡＳ１，ＤＡＳ３で比較的厚いスライス幅の投影データＳ１，Ｓ２に変換する場合を示している。従って、１回のスキャンで２枚の比較的厚いスライス幅のＣＴ断層像を再構成でき、このデータ収集方式は、被検体の比較的広い撮影領域（胸部，腹部等）における疾患の有／無をある程度精密に検査するのに適している。
【００１２】
図１８（Ｃ）は、予めＳＷＵ８１’で全検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号電流ｉ１〜ｉ４を加算（合成）して後、これを例えばＤＡＳ１で厚いスライス幅の投影データＳ１に変換する場合を示している。従って、１回のスキャンで１枚の厚いスライス幅のＣＴ断層像を再構成でき、このデータ収集方式は、被検体の広い撮影領域（胸部〜腹部等）における疾患の有／無を大まかに検査するのに適している。上記何れにしても、１回のスキャンで４検出列分の撮影が行え、Ｘ線ＣＴ撮影のスピードアップが図られる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の如く撮影パターンが対称的かつ固定的なものであると、様々な医療目的の撮影に柔軟に対処できない。即ち、今、被検体の胸部から腹部にかけて疾患の有／無を大まかに検査したい要求と、要部組織を精密に検査したい要求とがあったとすると、上記従来方式でこの要望に応えるためには、まず図１８（Ｃ）の撮影パターンで被検体の胸部から腹部に至る隙間の無い撮影を行い、次に図１８（Ａ）の撮影パターンで同被検体の要部の精密撮影を行う必要があるため、このような２度の撮影に時間を要するばかりか、被検体が過剰被曝となる恐れもあった。
【００１４】
また、上記従来の如く各Ｘ線検出素子のチャネル検出信号（電流）をそのまま列方向に合成（加算）する方式であると、あるチャネル検出信号につき異なるスライス幅の投影データを同時に取得できない。即ち、例えば図１８（Ｃ）の投影データＳ１を取得するときは、同時に図１８（Ｂ）又は（Ａ）の各投影データＳ１，Ｓ２又はＳ１〜Ｓ４を取得できない。また図１８（Ｂ）の投影データＳ１，Ｓ２を取得するときは、同時に図１８（Ａ）の投影データＳ１〜Ｓ４を取得できない。
【００１５】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを能率良く取得可能なＸ線ＣＴ装置及び方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管４０と、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に配列されてなるＸ線検出器７０とが、被検体１００を挟んで相対向し、Ｘ線検出器の検出信号に基づき被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループａ，ｂ等に分配する信号複製手段８１ａと、前記分配された各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各任意のパターンで合成可能な信号合成手段８１ｂと、前記合成された各グループのチャネル合成信号をチャネル毎の投影データに変換してチャネル方向に収集するデータ収集手段８２とを備えるものである。
【００１７】
本発明（１）によれば、Ｘ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループに分配する構成により、あるチャネル検出信号につき異なるスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に取得可能となる。即ち、例えば上記図１８（Ｃ）の投影データＳ１を取得するときでも、同時に図１８（Ｂ）又は（Ａ）の各投影データＳ１，Ｓ２又はＳ１〜Ｓ４を取得できる。また本発明（１）によれば、各グループａ，ｂ等の各複製信号を各任意のパターンで合成可能とする構成により、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に能率良く取得でき、よって様々な医療目的に従う撮影の要望に柔軟に対処できる。
【００１８】
なお、上記異なるスライス幅とは、各チャネル複製信号が検出列の方向に連続した態様で合成された場合を表し、またスライスパターンとは、各チャネル複製信号が検出列の方向に非連続の（隙間を有する）態様で合成された場合を表す。
【００１９】
また本発明（２）のＸ線ＣＴ装置は、上記前提となるＸ線ＣＴ装置において、例えば図１５に示す如く、Ｘ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループＧ１〜Ｇ３等に分配する信号複製手段８１ａと、前記分配された各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各所定のパターンで合成する信号合成手段８１ｂと、前記合成された各グループのチャネル合成信号をチャネル毎の投影データに変換してチャネル方向に収集するデータ収集手段８２とを備えるものである。
【００２０】
本発明（２）によれば、チャネル合成信号のスライス幅（スライスパターン）の種類は限られるが、簡単な構成の信号複製手段８１ａ及び信号合成手段８１ｂにより、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に能率良く取得できる。
【００２１】
また本発明（３）のＸ線ＣＴ装置は、上記前提となるＸ線ＣＴ装置において、例えば図１６に示す如く、Ｘ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループＧ１〜Ｇ６等に分配する信号複製手段８１ａと、前記分配された各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各所定のパターンで合成する信号合成手段８１ｂと、前記合成された各グループのチャネル合成信号を更に選択する信号選択手段８１ｃと、前記選択された各グループのチャネル合成信号をチャネル毎の投影データに変換してチャネル方向に収集するデータ収集手段８２とを備えるものである。
【００２２】
本発明（３）によれば、比較的簡単な構成の信号複製手段８１ａ及び信号合成手段８１ｂにより、予め多種類のスライス幅（スライスパターン）のチャネル合成信号を形成可能であると共に、これらを信号選択手段８１ｃで選択する構成により、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に能率良く取得できる。
【００２３】
好ましくは本発明（４）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図１０（Ｂ）に示す如く、前記収集された各グループの投影データをチャネル毎の検出列方向に合成するデータ処理手段（ＣＰＵ）を更に備える。
【００２４】
本発明（４）によれば、スキャン時に得られた元となる多様なスライス幅（スライスパターン）の各投影データを基に、更に異なるスライス幅（スライスパターン）の投影データをデータ処理手段により追加合成可能であり、よって１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを実質的に同時に能率良く取得できる。
【００２５】
また好ましくは本発明（５）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図３に示す如く、前記データ収集手段８２のデータを基にＣＴ断層像の画像再構成を行う画像再構成手段（ＣＰＵ１１ａに相当）を備える。
【００２６】
本発明（５）によれば、データ収集手段８２によって多様なスライス幅（スライスパターン）の各投影データをハードウェア的に高速に収集できると共に、画像再構成手段（ＣＰＵ１１ａ）は専ら本来の画像再構成処理に専念でき、よってＣＰＵの処理負担が大幅に軽減される。
【００２７】
また好ましくは本発明（６）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図１２に示す如く、Ｘ線検出器７０は、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に同一の検出幅で配列されている。
【００２８】
また好ましくは本発明（７）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図１３に示す如く、Ｘ線検出器７０は、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に異なる検出幅で配列されている。
【００２９】
また好ましくは本発明（８）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図４に示す如く、信号複製手段８１ａは、Ｘ線検出素子のチャネル検出信号電流を同一又は一定の比で複製する電流ミラー回路を備える。従って、チャネル件室信号電流基準となる参照電流に同一又は比例する１又は２以上の複製電流を効率よく生成できる。
【００３０】
また好ましくは本発明（９）においては、上記本発明（１）において、例えば図４に示す如く、信号合成手段８１ｂは、グループ毎の各複製信号を外部の制御信号により個々にＯＮ／ＯＦＦ制御する複数のスイッチ手段と、グループ毎の前記各スイッチ手段の出力信号を合成する信号合成回路とを備える。従って、任意合成パターンの合成信号を容易に形成できる。
【００３１】
また好ましくは本発明（１０）においては、上記本発明（３）において、例えば図１６に示す如く、信号選択手段８１ｃは、グループ毎の各チャネル合成信号を外部の制御信号により個々にＯＮ／ＯＦＦ制御する複数のスイッチ手段と、グループ毎の前記各スイッチ手段の出力信号を合成する信号合成回路とを備える。従って、任意合成パターンの合成信号を容易に選択、更には合成できる。
【００３２】
また好ましくは本発明（１１）においては、上記本発明（１）において、例えば図１４に示す如く、ｋ列の検出列を有するＸ線検出器７０と、夫々にｋ／ｍ列分の検出列の信号処理を実行可能な信号複製手段と信号合成手段の組からなるｍ（≧２）個の信号複製・合成ユニット８１ａ，８１ｂ等とを備え、前記Ｘ線検出器のｋ列分の検出列の信号処理を前記ｍ個の信号複製・合成ユニットで並列に処理するように構成したものである。
【００３３】
本発明（１１）によれば、基準となる信号複製・合成ユニット８１ａ，８１ｂ等を複数並列に設けることで、多数の検出列を有するＸ線検出器７０にも本発明を容易に適用できる。
【００３４】
また好ましくは本発明（１２）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図１に示す如く、Ｘ線管４０とＸ線検出器７０との間に介在して被検体体軸方向のＸ線ビーム幅を該Ｘ線検出器の体軸ＣＬｂ方向における中心（ＣＬｄ）の両側に非対称に変更可能なコリメータ手段５０を備えるものである。
【００３５】
また好ましくは本発明（１３）においては、上記本発明（１２）において、例えば図２に示す如く、コリメータ手段５０は、被検体体軸方向のＸ線ビーム幅を制限する２枚の平行スリット板５０ａ，５０ｂを備え、各スリット板とＸ線検出器の体軸方向における中心ＣＬｄ上に想定した線との間に形成される各スリット幅ｗａ，ｗｂが夫々独立して変更可能に構成されている。
【００３６】
また好ましくは本発明（１４）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図６に示す如く、スキャン計画の情報を表示する表示手段１３Ａを更に備え、予め行うスキャン計画で設定された検出列方向の合成パターンに従って対応する被検体スライス位置及び又はスライス幅のマーカ情報Ｓ１，Ｓ２等を表示手段に表示するものである。従って、技師等は、異なるスライス幅（スライスパターン）を想定した複雑なスキャン計画（パラメータ）を容易に設定・確認できる。
【００３７】
また本発明（１５）の投影データ収集方法は、上記前提となるＸ線ＣＴ装置の投影データ収集方法において、Ｘ線検出器の各チャネル検出信号を複製して複数のグループに分配すると共に、各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各任意のパターンで合成して各系統の投影データを生成し、あるチャネル検出信号に基づき異なるスライス幅の投影データを同時に収集するものである。
【００３８】
また本発明（１６）のＸ線ＣＴ撮影方法は、上記本発明（１）又は（３）に記載のＸ線ＣＴ装置を使用したＸ線ＣＴ撮影方法であって、予めスキャン計画時に各チャネル検出信号の検出列方向への合成パターンを指定する工程と、続くスキャン時に前記指定された合成パターンに従って各チャネル検出信号の検出列方向への合成を行い、各対応するスライスパターンの投影データを生成・収集する工程とを備えるものである。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００４０】
図２は実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の要部構成図で、図において、３０は
走査ガントリ部、５０はＸ線の体軸方向の照射幅を非対称に制限可能なコリメータ、５０Ａはコリメ−タ制御部、７０はＸ線検出器（マルチディテクタ）、８０はＸ線検出器７０の検出信号に基づき被検体の投影データｇ1（Ｘ，θ），ｇ2（Ｘ，θ）を生成し、収集するデータ収集部（ＤＡＳ）、１１はＸ線ＣＴ装置の主制御・処理を行う中央処理装置、１１ａはそのＣＰＵ、１１ｂはＣＰＵ１１ａが使用するＲＡＭ，ＲＯＭ等からなる主メモリ（ＭＭ）、１６はデータ収集バッファ１５からの投影データを蓄積・格納すると共に、Ｘ線ＣＴ装置の制御・運用に必要な各種アプリケーションプログラムや各種演算・補正用のデータファイル等を格納している二次記憶装置（ハードディスク装置等）である。その他の構成については、上記図１７で述べたものと同様で良い。
【００４１】
挿入図（ａ）に一例のコリメータ５０の平面図を示す。このコリメータ５０は、その一方では、ｚ軸と直角方向に想定した中心線ＣＬと、これに平行に設けたスリット板５０ａとが、２枚のリンク５２ａ，５２ｂと平行四辺形をなすように２つのピン５４ａ，５４ｂと、共通の２つの支軸５３ａ，５３ｂとにより回動自在に止められており、かつリンク５２ｂの端部をギヤードモータ５５ａの回転軸に固定された偏心カム５６ａと該カム５６ａに連動するリンク機構部５７ａとにより往復動駆動することで、スリット板５０ａが中心線ＣＬとなすｚ軸方向のスリット幅ｗａを独立に変更可能となっている。
【００４２】
またその他方では、中心線ＣＬと、これに平行に設けたスリット板５０ｂとが、２枚のリンク５２ｃ，５２ｄと平行四辺形をなすように２つのピン５４ｃ，５４ｄと、共通の２つの支軸５３ａ，５３ｂとにより回動自在に止められており、かつリンク５２ｄの端部をギヤードモータ５５ｂの回転軸に固定された偏心カム５６ｂと該カム５６ｂに連動するリンク機構部５７ｂとにより往復動駆動することにより、スリット板５０ｂが中心線ＣＬとなすｚ軸方向のスリット幅ｗｂを独立に変更可能となっている。
【００４３】
また、コリメータ５０に想定した中心線ＣＬはＸ線検出器列の中心線ＣＬｄと位置対応しており、従って、各スリット板５０ａ，５０ｂを独立に制御することで、Ｘ線検出器７０上に照射される体軸方向のＸ線ビーム幅（ｗａ，ｗｂに対応）を、中心線ＣＬｄを境とする前後に非対称に変更可能となる。これにより、被検体１００に対しては常に必要最小限のＸ線を曝射可能となり、被検体１００の過剰被曝を有効に回避できる。
【００４４】
図３は実施の形態によるデータ収集・演算系の構成を示す図で、Ｘ線検出器７０のｋ列分のチャネル検出信号に基づき任意スライス幅（スライスパターン）のｍ系列分の各投影データを同時に収集可能な一般的な構成を示している。データ収集部８０において、８１はＸ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製すると共に、該複製された信号を検出列方向に任意パターンで合成可能なスイッチユニット（ＳＷＵ）であり、詳細は図４に従って後述する。８２1〜８２mはＳＷＵ８１の出力の各合成信号に基づき夫々に投影データを生成・収集するデータ収集ユニットＤＡＳ１〜ＤＡＳｍである。
【００４５】
今、ＤＡＳ１の信号処理に着目すると、入力のチャネル検出（合成）信号電流ＩＢ１はミラー積分器ＩＧ１で積分され、透過線量に比例する信号電圧Ｖ１に変換される。この電圧は必要ならアンプＡ１で増幅され、更に所定のタイミングでサンプルホールド回路ＳＨ１によりサンプルホールドされる。以上はチャネルＣＨ２〜ＣＨｎの各信号処理についても同様である。更に、サンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎの各出力信号はチャネル信号マルチプレクサＣＭＸでマルチプレクスされ、更にＡ／Ｄ変換器Ａ／ＤでＡ／Ｄ変換される。以上はデータ収集ユニットＤＡＳ２〜ＤＡＳｍの各信号処理でも同様である。更に、データ収集ユニットＤＡＳ１〜ＤＡＳｍの各出力データは列データマルチプレクサＬＭＸでマルチプレクスされ、得られた一連の投影データ（スキャンデータ）はデータ収集バッファ１５に一時的に蓄積される。
【００４６】
係る構成により、ＣＰＵ１１ａは、予めスキャン計画で設定されたスキャンパラメータ（スライス幅，スライスパターン）の情報に従い、スイッチユニット８１に対して複製信号の合成パターンを設定制御する。しかる後、スキャンを行うことで所望のスライス幅（スライスパターン）の投影データが得られる。以下、本発明によるスキャン（投影）データ収集方式のいくつかの例を具体的に説明する。
【００４７】
図４は第１の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、４列分のチャネル検出信号に基づき任意スライス幅（スライスパターン）の２系統分の投影データを同時に収集可能な場合を示している。図にＸ線検出器７０のあるチャネル検出素子を列方向に見た場合の断面図を示す。Ｌ１〜ｌ４は検出列であり、その中心線ＣＬｄを境にして体軸方向の前後対称に展開するＸ線ファンビームＸＬＦＢ１〜ＸＬＦＢ４が一斉に照射されている。
【００４８】
Ｘ線検出器７０は、表面のシンチレータ層７１と、裏面のフォトダイオード層７２とを含み、各層は画素毎（即ち、列毎及びチャネル毎）に分割されている。シンチレータ７１は、例えば光散乱の少ないヨウ化セシウムＣｓＩを蛍光体とし、被検体を透過したＸ線を光（Ｘ線フォトン）に変換する。フォトダイオード（ＰＤ）７２は前記変換された光を電荷（電流）に変換する。
【００４９】
スイッチユニット８１は、Ｘ線検出器７０のチャネル検出信号を複製・分配する信号複製部８１ａと、前記複製された各チャネル検出信号をその検出列方向に任意のパターンで合成（加算）可能な信号合成部８１ｂとを含む。
【００５０】
一例の信号複製回路は、特性均一なトランジスタＱ１〜Ｑ３で構成された電流ミラー回路からなっており、Ｑ１にチャネル検出信号電流（参照電流）ｉ１が流れると、Ｑ２，Ｑ３にも夫々に同一（又は比例）の複製電流ｉ１，ｉ１が流れる。この場合のトランジスタＱ２，Ｑ３は共に定電流源として作用するため、その負荷側がどのように接続（合成）されても、もとの参照電流ｉ１及びその複製電流ｉ１，ｉ１には影響を与えない。即ち、各複製電流ｉ１，ｉ１を独立に分配できる。
【００５１】
一方、信号合成部８１ｂには、入力の各ラインに直列に設けたスイッチＳ１〜Ｓ４と、各ラインで選択された複製電流ｉ１〜ｉ４を合成（加算）可能な導体パターン回路とからなる基本単位の合成回路がｍ（この例では２）回路分設けられている。
【００５２】
係る構成により、フォトダイオードＰＤ１の逆バイアスされたｐｎ接合に光が入射すると、透過線量に比例した光電流ｉ１が流れ、これがトランジスタＱ２，Ｑ３で複製され、独立に分配される。ＰＤ２〜ＰＤ４についても同様である。更に、これらの内の一方のグループの各複製電流ｉ１〜ｉ４をスイッチＳ１ａ〜Ｓ４ａで所望に選択・合成することにより、任意スライス幅（スライスパターン）に対応する合成電流ＩＢ１ａを生成し、これをデータ収集ユニットＤＡＳ１で投影データｇ1（Ｘ，θ）に変換する。また、これらの内の他方のグループの各複製電流ｉ１〜ｉ４をスイッチＳ１ｂ〜Ｓ４ｂで所望に選択・合成することにより、任意スライス幅（スライスパターン）に対応する合成電流ＩＢ１ｂを生成し、これをデータ収集ユニットＤＡＳ２で投影データｇ2（Ｘ，θ）に変換する。従って、簡単な構成により任意スライス幅（スライスパターン）の２系統の投影データｇ1（Ｘ，θ），ｇ2（Ｘ，θ）が同時に得られ、これらを同時にＣＴ再構成できる。
【００５３】
なお、上記トランジスタＱ１〜Ｑ３による電流ミラー回路を示したがこれに限らない。電流ミラー回路は電界効果トランジスタＦＥＴで構成しても良い。またトランジスタ（又はＦＥＴ）の数を増すことで複製・分配される電流の数を任意に増せる。またこれに伴い、信号合成回路８１ｂ及びＤＡＳの数を増すことで、同時に得られる任意スライス幅（スライスパターン）の数も増せる。
【００５４】
また、上記チャネル検出信号電流を複製・分配する場合を述べたがこれに限らない。チャネル検出信号電圧を複製・分配するように構成しても良い。
【００５５】
次に、係る構成によるＸ線ＣＴ撮影の動作を説明する。図５は実施の形態によるＸ線ＣＴ撮影処理のフローチャートで、ＣＰＵ１１ａにより実行される。好ましくは、事前に被検体１００のスカウトスキャン（レントゲン撮影に相当）を行った後、この処理に入る。ステップＳ１１では、技師が続く被検体１００のアキシャル／ヘリカルスキャンのためのスキャンパラメータを設定する。
【００５６】
図６に実施の形態におけるスキャンパラメータ設定処理のイメージを示す。事前のスカウトスキャンの終了後、表示画面１３Ａには続くアキシャル／ヘリカルスキャンのためのスキャンパラメータ設定画面１３ａが表示され、技師はは、必要なスキャンパラメータをマウス等でクリック入力又はキー入力する。被検体のＣＴ断層イメージＱを取得するための一例のスキャン計画は、以下の如く、２通りのスキャン方法（スライス幅，スライスパターン）Ｓ１，Ｓ２の指定により設定可能である。
「スキャン計画Ｓ１」
スキャンタイプ[Scan Type]＝アキシャルスキャン
体軸上のスキャン開始位置[Start Loc]＝ｚ１
体軸上のスキャン終了位置[End Loc]＝ｚ１０
スキャン枚数[NO.of Images]＝１０枚
被検体のスライス厚[Thick]＝１ｍｍ
スキャンタイム[Sec]＝１秒／ガントリ１回転
Ｘ線管の管電圧[kV]＝１２０ｋＶ
Ｘ線管の管電流[mA]＝２８０ｍＡ
「スキャン計画Ｓ２」
被検体のスライス厚[Thick]＝３ｍｍ
更に、このスキャン設定画面上で技師が[Show Localizer]アイコンをクリックすると、表示画面１３Ａのイメージ表示エリア１３ｂには図示のような被検体１００のスカウト像１００Ａが表示され、その上に各スライス位置を示す線（カットライン）が重ねて表示される。図中の太実線はスキャン計画Ｓ１の開始及び終了位置、また点線は中間の各スライス位置を夫々表す。このとき、スライス厚＝１ｍｍであることが、対応する線幅で表される。また、このスキャン計画Ｓ１の下欄に表示された各マーク「□」は、スキャン計画Ｓ２の開始〜終了の各スライス位置を表す。このとき、スライス厚＝３ｍｍ（Ｓ１の１ｍｍ＋前後１ｍｍ）であることが、対応するマーク「□」の表示位置及び幅で表される。
【００５７】
好ましくは、例えば図示の如く、イメージ表示エリア１３ｂの一部に、Ｘ線検出器７０の全検出列分の表示（点線表示）と共に、スライス幅Ｓ１とスライス幅Ｓ２の位置対応関係を精密に拡大表示する。従って、技師は同時に実行される２つのスキャン計画を明瞭に把握できる。また、この場合の技師はイメージ表示エリア１３ｂ上のスカウト像１００Ａを見ることで、カットライン等を確認し、かつ必要ならマウスやキーボードを使用することで、スキャン計画Ｓ１，Ｓ２を所望に変更可能である。
【００５８】
図５に戻り、ステップＳ１２では技師による確認「ＣＯＮＦＩＲＭ」ボタンの入力を待ち、やがて、「ＣＯＮＦＩＲＭ」ボタンが入力されると、ステップＳ１３では上記設定されたスキャンパラメータに従って撮影準備を開始する。即ち、コリメータ５０を指定のスリット幅ｗ（対称／非対称）に設定する。また、信号合成部８１ｂのスイッチ接続をスキャン計画Ｓ１，Ｓ２に各対応するスライス幅（スライスパターン）に設定する。他にも、Ｘ線管４０を立ち上げ、かつガントリを回転させ、そして、被検体１００を所定のスキャニング位置に搬送する。
【００５９】
やがて、スキャン準備完了すると、ステップＳ１４では被検体１００のスキャン・読取を行う。ステップＳ１５では被検体１００の投影データを収集・蓄積する。ステップＳ１６では所要撮影領域のスキャン完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ１４に戻る。こうして、やがてスキャン完了すると、ステップＳ１７では予め設定されたリコンパラメータ（Ｐ−Ｒecon）に従って被検体１００のＸ線ＣＴ断層像を再構成（リコン）する。ステップＳ１８では得られたＸ線ＣＴ断層像を表示装置１３に表示する。
【００６０】
次に、いくつかの典型的な投影データの収集パターンを具体的に説明する。図７〜図１１は第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（１）〜（５）で、図７は検出列１列分の薄いスライス幅の投影データＳ１と検出列４列分の厚いスライス幅の投影データＳ２とを同時に収集する場合を示している。図７（Ａ）において、グル−プａのスイッチＳ１ａのみをＯＮにすることで、検出列Ｌ１の位置対応に薄いスライス幅の投影データＳ１が得られる。また、グル−プｂのスイッチＳ１ｂ〜Ｓ４ｂを共にＯＮにすることで、検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号が合成（加算）された厚いスライス幅の投影データＳ２が得られる。この場合でも、検出列Ｌ１のチャネル検出信号電流は、信号複製部８１ａで複製・分配されているため、その一方を単独でＳ１に使用し、かつその他方をＳ２に合成して使用する事が容易に可能となる。なお、この場合に、グループｂのチャネル合成信号が増加する（例えば単一の場合の約４倍になる）ことは、ＣＰＵ１１ａにおいて既知のことであるから、ＣＰＵ１１ａは後に検出感度の適正な調整（平均化等）を容易に行える。
【００６１】
図７（Ｂ）において、上記グル−プａのスイッチＳ１ａのみのＯＮに代えて、スイッチＳ２ａのみをＯＮにすることで、厚いスライス幅の投影データＳ２の略中央部に薄いスライス幅の投影データＳ１が同時に得られる。
【００６２】
図７（Ｃ）において、上記同様にしてグル−プａのスイッチＳ３ａ又はＳ４ａのみをＯＮにすることで、対応する各データ収集パターンが得られる。
【００６３】
図８は検出列２列分の比較的薄いスライス幅の投影データＳ１と検出列４列分の厚いスライス幅の投影データＳ２とを同時に収集する場合を示している。図８（Ａ）において、グル−プａのスイッチＳ１ａ，Ｓ２ａのみをＯＮにすることで、検出列Ｌ１，Ｌ２の各チャネル検出信号が合成（加算）された比較的薄いスライス幅の投影データＳ１が得られる。またグル−プｂの投影データＳ２については上記と同様である。
【００６４】
図８（Ｂ）において、上記グル−プａのスイッチＳ１ａ，Ｓ２ａのみのＯＮに代えて、スイッチＳ２ａ，Ｓ３ａのみをＯＮにすることで、厚いスライス幅の投影データＳ２の丁度中央部に比較的薄いスライス幅の投影データＳ１が同時に得られる。
【００６５】
図８（Ｃ）において、上記同様にしてグル−プａのスイッチＳ３ａ，Ｓ４ａのみをＯＮにすることで、対応するデータ収集パターンが得られる。
【００６６】
図９は検出列１列分の薄いスライス幅の投影データＳ１と検出列３列分の比較的厚いスライス幅の投影データＳ２とを同時に収集する場合を示している。図９（Ａ）において、グル−プａのスイッチＳ２ａのみをＯＮにすることで、検出列Ｌ２の位置対応に薄いスライス幅の投影データＳ１が得られる。また、グル−プｂのスイッチＳ２ｂ〜Ｓ４ｂを共にＯＮにすることで、検出列Ｌ２〜Ｌ４の各チャネル検出信号が合成（加算）された比較的厚いスライス幅の投影データＳ２が得られる。このとき、コリーメタ５０のスリット幅ｗ（Ｘ線ファンビーム幅）を図示の如く検出列Ｌ２〜Ｌ４の範囲に制限することで、被検体１００の過剰被曝を有効に抑えている。
【００６７】
図９（Ｂ）において、上記グル−プａのスイッチＳ２ａのみのＯＮに代えて、スイッチＳ３ａのみをＯＮにすることで、比較的厚いスライス幅の投影データＳ２の丁度中央部に薄いスライス幅の投影データＳ１が同時に得られる。
【００６８】
図９（Ｃ）において、上記同様にしてグル−プａのスイッチＳ４ａのみをＯＮにすることで、対応するデータ収集パターンが得られる。
【００６９】
図１０は検出列１列分の薄いスライス幅の投影データＳ１と検出列２列分の比較的薄いスライス幅の投影データＳ２とを、これらが互いに重複しないように、同時に収集する場合を示している。図１０（Ａ）において、グル−プａのスイッチＳ２ａのみをＯＮにすることで、検出列Ｌ２の位置対応に薄いスライス幅の投影データＳ１が得られる。また、グル−プｂのスイッチＳ３ｂ，Ｓ４ｂを共にＯＮにすることで、検出列Ｌ３，Ｌ４の各チャネル検出信号が合成（加算）された比較的薄いスライス幅の投影データＳ２が得られる。
【００７０】
図１０（Ｂ）において、ＣＰＵ１１ａは、まず上記得られた投影データＳ１，Ｓ２に基づき夫々薄いスライス幅Ｓ１と比較的薄いスライス幅Ｓ２の各ＣＴ断層像を再構成できる。更に、ＣＰＵ１１ａは、両投影データＳ１，Ｓ２をデータ処理により合成（加算・平均）することで、検出列３列分の比較的厚いスライス幅のＣＴ断層像を更に再構成できる。この場合でも、元の投影データＳ１，Ｓ２がハードウェア的に得られるため、ＣＰＵ１１ａの処理負担が大幅に軽減される。
【００７１】
図１１は第１の実施の形態により実現され得る様々なデータ収集パターンの可能な組合せを一覧表示している。４検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号を任意合成して形成される投影データＳ１の合成パターンには、４検出列Ｌ１〜Ｌ４を全く使用しない場合をも含めて、図示の如く合計１６パターンが存在する。投影データＳ２についても同様である。このうち、上記図７には点線で示す４つの組合せパターンを示した。また上記図８には一点鎖線で示す３つの組合せパターン、図９には破線で示す３つの組合せパターン、図１０には実線で示す１つの組合せパターンを夫々示した。これ以外にも例えば図１１の実太線で示す（Ｓ１−０８）と（Ｓ２−０２）との組合せパターン等が考えられる。更にこれ以外にも、医療目的上で有用な撮影パターンとなるものであれば、信号合成部８１ｂのスイッチＯＮ／ＯＦＦ制御により容易に実現できる。従って、任意スライス幅、スライスパターンの投影データを同時に取得できる。
【００７２】
図１２は第２の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、Ｘ線検出器７０が被検体体軸方向に８列分の均一幅な各検出列Ｌ１〜Ｌ８を備える場合への適用例を示している。またこの例のスイッチユニット８１は、検出チャネル毎に４系統分の信号複製回路と、４系統分の信号合成回路とを備えており、４系統分のデータ収集ユニットＤＡＳ１〜ＤＡＳ４に異なるスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に提供可能である。
【００７３】
挿入図（ａ）に一例のデータ収集パターンを示す。ここでは、検出列Ｌ２〜Ｌ７の位置対応に比較的厚いスライス幅の投影データＳ１が得られ、かつその略中央部の検出列Ｌ４の位置対応には薄いスライス幅の投影データＳ２が同時に得られる。挿入図（ｂ）も上記と同様に理解できる。挿入図（ｃ）では、比較的厚いスライス幅の投影データＳ１の略中央部に３つの各薄いスライス幅の投影データＳ２〜Ｓ４が同時に得られる。挿入図（ｄ）では、上記挿入図（ｃ）の状態から、検出列Ｌ５に位置対応する中間の薄いスライス幅の投影データＳ３の収集が省略されている。
【００７４】
図１３は第３の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、Ｘ線検出器７０が被検体体軸方向に異なる検出幅の各検出列Ｌ１〜Ｌ８を備える場合への適用例を示している。その他の構成については上記図１２で述べたものと同様で良い。この挿入図（ａ）〜（ｄ）を参照すると、そのデータ収集方法は上記図１２で述べたものと同様であるが、各検出列Ｌ１〜Ｌ８の検出幅そのものが異なるため、検出列の中央部に対する非常に精密なスキャンと、検出列の両端部に渡る広範囲なスキャンとを同時に実現可能となっている。
【００７５】
図１４は第４の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、Ｘ線検出器７０が被検体体軸方向に８列分の均一幅な各検出列Ｌ１〜Ｌ８を備えると共に、これに上記図４で述べたスイッチユニット８１ａ，８１ｂを２つ並列（Ｌ１〜Ｌ４，Ｌ５〜Ｌ８対応）に設けた場合を示している。
【００７６】
この挿入図（ａ）においては、各スイッチユニット８１ａ，８１ｂの接続を対称に制御することで、Ｘ線検出系の中心線ＣＬｄを境とする前後対称な投影データＳ１〜Ｓ４が同時に得られる。また挿入図（ｂ）においては、各スイッチユニット８１ａ，８１ｂの接続を同一に制御することで、Ｘ線検出系の中心線ＣＬｄを境とする前後同一（非対称）な投影データＳ１〜Ｓ４が同時に得られる。
【００７７】
図１５は第５の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、Ｘ線検出器７０が被検体体軸方向に４列分の均一幅な各検出列Ｌ１〜Ｌ４を備えると共に、これに予め信号複製パターン及び信号合成パターンが固定されたスイッチユニット８１を設けた場合を示している。
【００７８】
従って、簡単な構成により、Ｘ線検出系の中心線ＣＬｄを境として、前後に対称・非対称の所望の撮影パターンＳ１〜Ｓ３等が固定的に容易に得られる。
【００７９】
図１６は第６の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、予めいくつかのデータ収集方式を固定化しておくと共に、これらの複数の固定パターンを信号選択部８１ｃで更に選択可能に構成した場合を示している。
【００８０】
従って、比較的簡単な構成により、広い検出幅の投影データＳ２における各検出列Ｌ１〜Ｌ４の各位置対応に狭い検出幅の投影データＳ１を得ることも、又は投影データＳ２の検出幅を中央の２列分に狭くすることも、容易に可能となる。
【００８１】
また、この信号選択部８１ｃは、グループＧ１〜Ｇ６の各チャネル合成信号を単に選択するのみで無く、各選択したチャネル合成信号を更に合成する作用もあるため、更に多様なパターン合成が可能となる。なお、この信号選択部８１ｃは、単に各いずれかチャネル合成信号を切り替えて選択するものであっても良い。
【００８２】
なお、上記各実施の形態では４列，８列のＸ線検出器７０への適用例を述べたが、それ以外の検出列（１６列，３２列等）のＸ線検出器にも容易に適用できる。
【００８３】
また、上記各実施の形態では対称／非対称ないくつかのデータ収集パターン及びその組合せを述べたが、他にも様々なデータ収集パターン及びその組合せを採用し得る事は明らかである。
【００８４】
また、上記実施の形態ではコリメータ５０の一例の構成を述べたが、コリメータ５０は他にも様々に構成できる。
【００８５】
また、上記実施の形態ではファンビーム方式（所謂Ｒ−Ｒ方式等）によるＸ線ＣＴ装置への適用例を述べたが、本発明は多数のＸ線検出器が円環状に配列されている様な所謂Ｒ−Ｓ方式等のＸ線ＣＴ装置にも適用できることは明らかである。
【００８６】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【００８７】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを能率良く取得可能であるため、多様な医療目的の撮影要求に柔軟に対処でき、Ｘ線ＣＴ医療の高速化、利便性向上に寄与する所が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の要部構成図である。
【図３】実施の形態によるデータ収集・演算系の構成を示す図である。
【図４】第１の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図５】実施の形態によるＸ線ＣＴ撮影処理のフローチャートである。
【図６】実施の形態におけるスキャンパラメータ設定処理のイメージ図である。
【図７】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（１）である。
【図８】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（２）である。
【図９】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（３）である。
【図１０】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（４）である。
【図１１】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（５）である。
【図１２】第２の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１３】第３の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１４】第４の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１５】第５の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１６】第６の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１７】従来のＸ線ＣＴ装置の要部構成図である。
【図１８】従来のデータ収集方式を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 操作コンソール部
２０ 撮影テーブル
１１ 中央処理装置
１３ 表示装置（ＣＲＴ）
１４ 制御インタフェース
１５ データ収集バッファ
３０ 走査ガントリ部
４０ Ｘ線管
５０ コリメータ
７０ Ｘ線検出器（マルチディテクタ）
８０ データ収集部（ＤＡＳ）
８１ スイッチユニット
８１ａ 信号複製部
８１ｂ 信号合成部
８１ｃ 信号選択部
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線ＣＴ装置及び方法に関し、更に詳しくは、Ｘ線管と、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に配列されてなるＸ線検出器（マルチディテクタ）とが、被検体を挟んで相対向し、Ｘ線検出器の検出信号に基づき被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置及び方法に関する。
【０００２】
この種のＸ線ＣＴ装置では、１回のスキャンでマルチディテクタから複数列分の投影データが一挙に得られるため、Ｘ線ＣＴ撮影のスピードアップが図られる。しかし、スキャン（投影）データの収集方式（即ち、被検体のスライスパターン）が固定的であるため、様々な医療目的の撮影に柔軟に対処できず、改善が望まれる。
【０００３】
【従来の技術】
図１７は従来のＸ線ＣＴ装置の要部構成図で、該装置は大きく分けて、Ｘ線ファンビームＸＬＦＢにより被検体１００のアキシャル／ヘリカルスキャン・読取を行う走査ガントリ部３０と、被検体１００を載せて体軸ＣＬｂの方向に移動させる撮影テーブル２０と、これらを制御すると共に撮影技師等が操作をする遠隔の操作コンソール部１０とから構成される。
【０００４】
走査ガントリ部３０において、４０は回転陽極型のＸ線管、１５０はＸ線の体軸方向の照射幅を制限するコリメータ、５０Ａはコリメータ５０のスリット幅ｗを制御するコリメータ制御部、７０はチャネルＣＨ方向に並ぶ多数（ｎ＝１０００程度）のＸ線検出素子が体軸方向の例えば４列Ｌ１〜Ｌ４に配列されているＸ線検出器（マルチディテクタ）、８０’はＸ線検出器７０の各チャネル検出信号に基づき被検体の投影データｇ（Ｘ，θ）を生成し、収集するデータ収集部（ＤＡＳ）、そして、３０Ａは上記Ｘ線撮影系（以下、単にガントリとも称す）の回転制御を行う回転制御部である。なお、走査ガントリ部３０に固定されたｘ，ｙ，ｚ座標軸を付記する。ここで、ｚ軸は体軸ＣＬｂの方向と一致する。
【０００５】
操作コンソール部１０において、１１はＸ線ＣＴ装置の主制御・処理（スキャン計画，スキャン制御，ＣＴ断層像の再構成処理等）を行う中央処理装置、１３はスキャン計画やスキャン・再構成されたＣＴ断層像等を表示する表示装置（ＣＲＴ）、１４は中央処理装置１１と走査ガントリ部３０及び撮影テーブル２０との間で各種制御信号Ｃ１，Ｃ２やモニタ信号のやり取りを行う制御インタフェース、１５はデータ収集部８０’からの投影データを蓄積するデータ収集バッファである。
【０００６】
動作を概説すると、Ｘ線管４０からのＸ線ファンビームＸＬＦＢは被検体１００を透過してＸ線検出器７０の各検出列Ｌ１〜Ｌ４に一斉に入射する。データ収集部８０’は各検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号電流を積分及びＡ／Ｄ変換して対応する投影データｇ1（Ｘ，θ）〜ｇ4（Ｘ，θ）を生成し、これらをデータ収集バッファ１５に格納する。次いで、ガントリが僅かに回転した各ビュー角θで上記同様の投影を行い、こうしてガントリ１回転分の投影データを収集・蓄積する。
【０００７】
更に、アキシャル／ヘリカルスキャン方式に従って撮影テーブル２０を被検体１００の体軸方向に間欠的／連続的に移動させ、こうして被検体の所要撮影領域についての全投影データを収集・蓄積する。そして、中央処理装置１１は上記スキャン動作と並行して、又はスキャン動作の終了後に、得られた投影データに基づき被検体１００のＣＴ断層像を再構成し、これを表示装置１３に表示する。
【０００８】
挿入図（ａ）に従来のコリメータ１５０の平面図を示す。このコリメータ１５０は、ｚ軸と垂直に設けた２枚の平行スリット板１５０ａ，１５０ｂが２枚のリンク１５２ａ，１５２ｂと平行四辺形をなすように四隅のピン１５４で回動自在に止められており、かつリンク１５２ａ，１５２ｂがその中心線ＣＬ上で各支軸１５３ａ，１５３ｂにより夫々回動自在に軸支された構造を備えている。この状態で、リンク１５２ｂの支軸１５３ｂをギヤードモータ１５５で左右に回動させることにより、ｚ軸方向のスリット幅ｗをその中心線ＣＬを境とする前後対称に変更可能となっている。また、このスリット幅ｗの中心線ＣＬはＸ線検出器列の中心線ＣＬｄと位置対応している。
【０００９】
また、従来のデータ収集部８０’は、各チャネル検出信号電流をその検出列方向に合成（加算）可能なスイッチユニット（ＳＷＵ）８１’と、スイッチユニット８１’の出力の各チャネル合成電流を夫々に積分及びＡ／Ｄ変換して４系統分の投影データｇ1（Ｘ，θ）〜ｇ4（Ｘ，θ）を生成可能なデータ収集ユニット（ＤＡＳ１〜ＤＡＳ４）とを備え、各チャネル検出信号電流を必要なスライス幅に応じてその検出列方向に合成することにより、以下に述べるような、Ｘ線検出列の中心線ＣＬｄを境としてその前後に対称でかつ異なるスライス幅のＣＴ断層像を再構成可能となっている。以下、異なるスライス幅を実現するための従来のスキャン（投影）データ収集方式を具体的に説明する。
【００１０】
図１８は従来のデータ収集方式を説明する図で、図１８（Ａ）は検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号電流ｉ１〜ｉ４を列方向に合成しないで、夫々をＤＡＳ１〜ＤＡＳ４で薄いスライス幅の投影データＳ１〜Ｓ４に変換する場合を示している。従って、１回のスキャンで４枚の薄いスライス幅のＣＴ断層像を再構成でき、このデータ収集方式は、被検体の精密組織（頭部，患部等）の撮影を行うのに適している。
【００１１】
図１８（Ｂ）は、予めＳＷＵ８１’で各検出列Ｌ１，Ｌ２及びＬ３，Ｌ４の各チャネル検出信号電流ｉ１，ｉ２及びｉ３，ｉ４を夫々加算（合成）して後、これらを例えばＤＡＳ１，ＤＡＳ３で比較的厚いスライス幅の投影データＳ１，Ｓ２に変換する場合を示している。従って、１回のスキャンで２枚の比較的厚いスライス幅のＣＴ断層像を再構成でき、このデータ収集方式は、被検体の比較的広い撮影領域（胸部，腹部等）における疾患の有／無をある程度精密に検査するのに適している。
【００１２】
図１８（Ｃ）は、予めＳＷＵ８１’で全検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号電流ｉ１〜ｉ４を加算（合成）して後、これを例えばＤＡＳ１で厚いスライス幅の投影データＳ１に変換する場合を示している。従って、１回のスキャンで１枚の厚いスライス幅のＣＴ断層像を再構成でき、このデータ収集方式は、被検体の広い撮影領域（胸部〜腹部等）における疾患の有／無を大まかに検査するのに適している。上記何れにしても、１回のスキャンで４検出列分の撮影が行え、Ｘ線ＣＴ撮影のスピードアップが図られる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の如く撮影パターンが対称的かつ固定的なものであると、様々な医療目的の撮影に柔軟に対処できない。即ち、今、被検体の胸部から腹部にかけて疾患の有／無を大まかに検査したい要求と、要部組織を精密に検査したい要求とがあったとすると、上記従来方式でこの要望に応えるためには、まず図１８（Ｃ）の撮影パターンで被検体の胸部から腹部に至る隙間の無い撮影を行い、次に図１８（Ａ）の撮影パターンで同被検体の要部の精密撮影を行う必要があるため、このような２度の撮影に時間を要するばかりか、被検体が過剰被曝となる恐れもあった。
【００１４】
また、上記従来の如く各Ｘ線検出素子のチャネル検出信号（電流）をそのまま列方向に合成（加算）する方式であると、あるチャネル検出信号につき異なるスライス幅の投影データを同時に取得できない。即ち、例えば図１８（Ｃ）の投影データＳ１を取得するときは、同時に図１８（Ｂ）又は（Ａ）の各投影データＳ１，Ｓ２又はＳ１〜Ｓ４を取得できない。また図１８（Ｂ）の投影データＳ１，Ｓ２を取得するときは、同時に図１８（Ａ）の投影データＳ１〜Ｓ４を取得できない。
【００１５】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを能率良く取得可能なＸ線ＣＴ装置及び方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管４０と、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に配列されてなるＸ線検出器７０とが、被検体１００を挟んで相対向し、Ｘ線検出器の検出信号に基づき被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループａ，ｂ等に分配する信号複製手段８１ａと、前記分配された各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各任意のパターンで合成可能な信号合成手段８１ｂと、前記合成された各グループのチャネル合成信号をチャネル毎の投影データに変換してチャネル方向に収集するデータ収集手段８２とを備えるものである。
【００１７】
本発明（１）によれば、Ｘ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループに分配する構成により、あるチャネル検出信号につき異なるスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に取得可能となる。即ち、例えば上記図１８（Ｃ）の投影データＳ１を取得するときでも、同時に図１８（Ｂ）又は（Ａ）の各投影データＳ１，Ｓ２又はＳ１〜Ｓ４を取得できる。また本発明（１）によれば、各グループａ，ｂ等の各複製信号を各任意のパターンで合成可能とする構成により、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に能率良く取得でき、よって様々な医療目的に従う撮影の要望に柔軟に対処できる。
【００１８】
なお、上記異なるスライス幅とは、各チャネル複製信号が検出列の方向に連続した態様で合成された場合を表し、またスライスパターンとは、各チャネル複製信号が検出列の方向に非連続の（隙間を有する）態様で合成された場合を表す。
【００１９】
また本発明（２）のＸ線ＣＴ装置は、上記前提となるＸ線ＣＴ装置において、例えば図１５に示す如く、Ｘ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループＧ１〜Ｇ３等に分配する信号複製手段８１ａと、前記分配された各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各所定のパターンで合成する信号合成手段８１ｂと、前記合成された各グループのチャネル合成信号をチャネル毎の投影データに変換してチャネル方向に収集するデータ収集手段８２とを備えるものである。
【００２０】
本発明（２）によれば、チャネル合成信号のスライス幅（スライスパターン）の種類は限られるが、簡単な構成の信号複製手段８１ａ及び信号合成手段８１ｂにより、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に能率良く取得できる。
【００２１】
また本発明（３）のＸ線ＣＴ装置は、上記前提となるＸ線ＣＴ装置において、例えば図１６に示す如く、Ｘ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループＧ１〜Ｇ６等に分配する信号複製手段８１ａと、前記分配された各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各所定のパターンで合成する信号合成手段８１ｂと、前記合成された各グループのチャネル合成信号を更に選択する信号選択手段８１ｃと、前記選択された各グループのチャネル合成信号をチャネル毎の投影データに変換してチャネル方向に収集するデータ収集手段８２とを備えるものである。
【００２２】
本発明（３）によれば、比較的簡単な構成の信号複製手段８１ａ及び信号合成手段８１ｂにより、予め多種類のスライス幅（スライスパターン）のチャネル合成信号を形成可能であると共に、これらを信号選択手段８１ｃで選択する構成により、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に能率良く取得できる。
【００２３】
好ましくは本発明（４）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図１０（Ｂ）に示す如く、前記収集された各グループの投影データをチャネル毎の検出列方向に合成するデータ処理手段（ＣＰＵ）を更に備える。
【００２４】
本発明（４）によれば、スキャン時に得られた元となる多様なスライス幅（スライスパターン）の各投影データを基に、更に異なるスライス幅（スライスパターン）の投影データをデータ処理手段により追加合成可能であり、よって１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを実質的に同時に能率良く取得できる。
【００２５】
また好ましくは本発明（５）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図３に示す如く、前記データ収集手段８２のデータを基にＣＴ断層像の画像再構成を行う画像再構成手段（ＣＰＵ１１ａに相当）を備える。
【００２６】
本発明（５）によれば、データ収集手段８２によって多様なスライス幅（スライスパターン）の各投影データをハードウェア的に高速に収集できると共に、画像再構成手段（ＣＰＵ１１ａ）は専ら本来の画像再構成処理に専念でき、よってＣＰＵの処理負担が大幅に軽減される。
【００２７】
また好ましくは本発明（６）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図１２に示す如く、Ｘ線検出器７０は、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に同一の検出幅で配列されている。
【００２８】
また好ましくは本発明（７）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図１３に示す如く、Ｘ線検出器７０は、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に異なる検出幅で配列されている。
【００２９】
また好ましくは本発明（８）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図４に示す如く、信号複製手段８１ａは、Ｘ線検出素子のチャネル検出信号電流を同一又は一定の比で複製する電流ミラー回路を備える。従って、チャネル件室信号電流基準となる参照電流に同一又は比例する１又は２以上の複製電流を効率よく生成できる。
【００３０】
また好ましくは本発明（９）においては、上記本発明（１）において、例えば図４に示す如く、信号合成手段８１ｂは、グループ毎の各複製信号を外部の制御信号により個々にＯＮ／ＯＦＦ制御する複数のスイッチ手段と、グループ毎の前記各スイッチ手段の出力信号を合成する信号合成回路とを備える。従って、任意合成パターンの合成信号を容易に形成できる。
【００３１】
また好ましくは本発明（１０）においては、上記本発明（３）において、例えば図１６に示す如く、信号選択手段８１ｃは、グループ毎の各チャネル合成信号を外部の制御信号により個々にＯＮ／ＯＦＦ制御する複数のスイッチ手段と、グループ毎の前記各スイッチ手段の出力信号を合成する信号合成回路とを備える。従って、任意合成パターンの合成信号を容易に選択、更には合成できる。
【００３２】
また好ましくは本発明（１１）においては、上記本発明（１）において、例えば図１４に示す如く、ｋ列の検出列を有するＸ線検出器７０と、夫々にｋ／ｍ列分の検出列の信号処理を実行可能な信号複製手段と信号合成手段の組からなるｍ（≧２）個の信号複製・合成ユニット８１ａ，８１ｂ等とを備え、前記Ｘ線検出器のｋ列分の検出列の信号処理を前記ｍ個の信号複製・合成ユニットで並列に処理するように構成したものである。
【００３３】
本発明（１１）によれば、基準となる信号複製・合成ユニット８１ａ，８１ｂ等を複数並列に設けることで、多数の検出列を有するＸ線検出器７０にも本発明を容易に適用できる。
【００３４】
また好ましくは本発明（１２）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図１に示す如く、Ｘ線管４０とＸ線検出器７０との間に介在して被検体体軸方向のＸ線ビーム幅を該Ｘ線検出器の体軸ＣＬｂ方向における中心（ＣＬｄ）の両側に非対称に変更可能なコリメータ手段５０を備えるものである。
【００３５】
また好ましくは本発明（１３）においては、上記本発明（１２）において、例えば図２に示す如く、コリメータ手段５０は、被検体体軸方向のＸ線ビーム幅を制限する２枚の平行スリット板５０ａ，５０ｂを備え、各スリット板とＸ線検出器の体軸方向における中心ＣＬｄ上に想定した線との間に形成される各スリット幅ｗａ，ｗｂが夫々独立して変更可能に構成されている。
【００３６】
また好ましくは本発明（１４）においては、上記本発明（１）〜（３）において、例えば図６に示す如く、スキャン計画の情報を表示する表示手段１３Ａを更に備え、予め行うスキャン計画で設定された検出列方向の合成パターンに従って対応する被検体スライス位置及び又はスライス幅のマーカ情報Ｓ１，Ｓ２等を表示手段に表示するものである。従って、技師等は、異なるスライス幅（スライスパターン）を想定した複雑なスキャン計画（パラメータ）を容易に設定・確認できる。
【００３７】
また本発明（１５）の投影データ収集方法は、上記前提となるＸ線ＣＴ装置の投影データ収集方法において、Ｘ線検出器の各チャネル検出信号を複製して複数のグループに分配すると共に、各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各任意のパターンで合成して各系統の投影データを生成し、あるチャネル検出信号に基づき異なるスライス幅の投影データを同時に収集するものである。
【００３８】
また本発明（１６）のＸ線ＣＴ撮影方法は、上記本発明（１）又は（３）に記載のＸ線ＣＴ装置を使用したＸ線ＣＴ撮影方法であって、予めスキャン計画時に各チャネル検出信号の検出列方向への合成パターンを指定する工程と、続くスキャン時に前記指定された合成パターンに従って各チャネル検出信号の検出列方向への合成を行い、各対応するスライスパターンの投影データを生成・収集する工程とを備えるものである。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００４０】
図２は実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の要部構成図で、図において、３０は
走査ガントリ部、５０はＸ線の体軸方向の照射幅を非対称に制限可能なコリメータ、５０Ａはコリメ−タ制御部、７０はＸ線検出器（マルチディテクタ）、８０はＸ線検出器７０の検出信号に基づき被検体の投影データｇ1（Ｘ，θ），ｇ2（Ｘ，θ）を生成し、収集するデータ収集部（ＤＡＳ）、１１はＸ線ＣＴ装置の主制御・処理を行う中央処理装置、１１ａはそのＣＰＵ、１１ｂはＣＰＵ１１ａが使用するＲＡＭ，ＲＯＭ等からなる主メモリ（ＭＭ）、１６はデータ収集バッファ１５からの投影データを蓄積・格納すると共に、Ｘ線ＣＴ装置の制御・運用に必要な各種アプリケーションプログラムや各種演算・補正用のデータファイル等を格納している二次記憶装置（ハードディスク装置等）である。その他の構成については、上記図１７で述べたものと同様で良い。
【００４１】
挿入図（ａ）に一例のコリメータ５０の平面図を示す。このコリメータ５０は、その一方では、ｚ軸と直角方向に想定した中心線ＣＬと、これに平行に設けたスリット板５０ａとが、２枚のリンク５２ａ，５２ｂと平行四辺形をなすように２つのピン５４ａ，５４ｂと、共通の２つの支軸５３ａ，５３ｂとにより回動自在に止められており、かつリンク５２ｂの端部をギヤードモータ５５ａの回転軸に固定された偏心カム５６ａと該カム５６ａに連動するリンク機構部５７ａとにより往復動駆動することで、スリット板５０ａが中心線ＣＬとなすｚ軸方向のスリット幅ｗａを独立に変更可能となっている。
【００４２】
またその他方では、中心線ＣＬと、これに平行に設けたスリット板５０ｂとが、２枚のリンク５２ｃ，５２ｄと平行四辺形をなすように２つのピン５４ｃ，５４ｄと、共通の２つの支軸５３ａ，５３ｂとにより回動自在に止められており、かつリンク５２ｄの端部をギヤードモータ５５ｂの回転軸に固定された偏心カム５６ｂと該カム５６ｂに連動するリンク機構部５７ｂとにより往復動駆動することにより、スリット板５０ｂが中心線ＣＬとなすｚ軸方向のスリット幅ｗｂを独立に変更可能となっている。
【００４３】
また、コリメータ５０に想定した中心線ＣＬはＸ線検出器列の中心線ＣＬｄと位置対応しており、従って、各スリット板５０ａ，５０ｂを独立に制御することで、Ｘ線検出器７０上に照射される体軸方向のＸ線ビーム幅（ｗａ，ｗｂに対応）を、中心線ＣＬｄを境とする前後に非対称に変更可能となる。これにより、被検体１００に対しては常に必要最小限のＸ線を曝射可能となり、被検体１００の過剰被曝を有効に回避できる。
【００４４】
図３は実施の形態によるデータ収集・演算系の構成を示す図で、Ｘ線検出器７０のｋ列分のチャネル検出信号に基づき任意スライス幅（スライスパターン）のｍ系列分の各投影データを同時に収集可能な一般的な構成を示している。データ収集部８０において、８１はＸ線検出器７０の各チャネル検出信号を複製すると共に、該複製された信号を検出列方向に任意パターンで合成可能なスイッチユニット（ＳＷＵ）であり、詳細は図４に従って後述する。８２1〜８２mはＳＷＵ８１の出力の各合成信号に基づき夫々に投影データを生成・収集するデータ収集ユニットＤＡＳ１〜ＤＡＳｍである。
【００４５】
今、ＤＡＳ１の信号処理に着目すると、入力のチャネル検出（合成）信号電流ＩＢ１はミラー積分器ＩＧ１で積分され、透過線量に比例する信号電圧Ｖ１に変換される。この電圧は必要ならアンプＡ１で増幅され、更に所定のタイミングでサンプルホールド回路ＳＨ１によりサンプルホールドされる。以上はチャネルＣＨ２〜ＣＨｎの各信号処理についても同様である。更に、サンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎの各出力信号はチャネル信号マルチプレクサＣＭＸでマルチプレクスされ、更にＡ／Ｄ変換器Ａ／ＤでＡ／Ｄ変換される。以上はデータ収集ユニットＤＡＳ２〜ＤＡＳｍの各信号処理でも同様である。更に、データ収集ユニットＤＡＳ１〜ＤＡＳｍの各出力データは列データマルチプレクサＬＭＸでマルチプレクスされ、得られた一連の投影データ（スキャンデータ）はデータ収集バッファ１５に一時的に蓄積される。
【００４６】
係る構成により、ＣＰＵ１１ａは、予めスキャン計画で設定されたスキャンパラメータ（スライス幅，スライスパターン）の情報に従い、スイッチユニット８１に対して複製信号の合成パターンを設定制御する。しかる後、スキャンを行うことで所望のスライス幅（スライスパターン）の投影データが得られる。以下、本発明によるスキャン（投影）データ収集方式のいくつかの例を具体的に説明する。
【００４７】
図４は第１の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、４列分のチャネル検出信号に基づき任意スライス幅（スライスパターン）の２系統分の投影データを同時に収集可能な場合を示している。図にＸ線検出器７０のあるチャネル検出素子を列方向に見た場合の断面図を示す。Ｌ１〜ｌ４は検出列であり、その中心線ＣＬｄを境にして体軸方向の前後対称に展開するＸ線ファンビームＸＬＦＢ１〜ＸＬＦＢ４が一斉に照射されている。
【００４８】
Ｘ線検出器７０は、表面のシンチレータ層７１と、裏面のフォトダイオード層７２とを含み、各層は画素毎（即ち、列毎及びチャネル毎）に分割されている。シンチレータ７１は、例えば光散乱の少ないヨウ化セシウムＣｓＩを蛍光体とし、被検体を透過したＸ線を光（Ｘ線フォトン）に変換する。フォトダイオード（ＰＤ）７２は前記変換された光を電荷（電流）に変換する。
【００４９】
スイッチユニット８１は、Ｘ線検出器７０のチャネル検出信号を複製・分配する信号複製部８１ａと、前記複製された各チャネル検出信号をその検出列方向に任意のパターンで合成（加算）可能な信号合成部８１ｂとを含む。
【００５０】
一例の信号複製回路は、特性均一なトランジスタＱ１〜Ｑ３で構成された電流ミラー回路からなっており、Ｑ１にチャネル検出信号電流（参照電流）ｉ１が流れると、Ｑ２，Ｑ３にも夫々に同一（又は比例）の複製電流ｉ１，ｉ１が流れる。この場合のトランジスタＱ２，Ｑ３は共に定電流源として作用するため、その負荷側がどのように接続（合成）されても、もとの参照電流ｉ１及びその複製電流ｉ１，ｉ１には影響を与えない。即ち、各複製電流ｉ１，ｉ１を独立に分配できる。
【００５１】
一方、信号合成部８１ｂには、入力の各ラインに直列に設けたスイッチＳ１〜Ｓ４と、各ラインで選択された複製電流ｉ１〜ｉ４を合成（加算）可能な導体パターン回路とからなる基本単位の合成回路がｍ（この例では２）回路分設けられている。
【００５２】
係る構成により、フォトダイオードＰＤ１の逆バイアスされたｐｎ接合に光が入射すると、透過線量に比例した光電流ｉ１が流れ、これがトランジスタＱ２，Ｑ３で複製され、独立に分配される。ＰＤ２〜ＰＤ４についても同様である。更に、これらの内の一方のグループの各複製電流ｉ１〜ｉ４をスイッチＳ１ａ〜Ｓ４ａで所望に選択・合成することにより、任意スライス幅（スライスパターン）に対応する合成電流ＩＢ１ａを生成し、これをデータ収集ユニットＤＡＳ１で投影データｇ1（Ｘ，θ）に変換する。また、これらの内の他方のグループの各複製電流ｉ１〜ｉ４をスイッチＳ１ｂ〜Ｓ４ｂで所望に選択・合成することにより、任意スライス幅（スライスパターン）に対応する合成電流ＩＢ１ｂを生成し、これをデータ収集ユニットＤＡＳ２で投影データｇ2（Ｘ，θ）に変換する。従って、簡単な構成により任意スライス幅（スライスパターン）の２系統の投影データｇ1（Ｘ，θ），ｇ2（Ｘ，θ）が同時に得られ、これらを同時にＣＴ再構成できる。
【００５３】
なお、上記トランジスタＱ１〜Ｑ３による電流ミラー回路を示したがこれに限らない。電流ミラー回路は電界効果トランジスタＦＥＴで構成しても良い。またトランジスタ（又はＦＥＴ）の数を増すことで複製・分配される電流の数を任意に増せる。またこれに伴い、信号合成回路８１ｂ及びＤＡＳの数を増すことで、同時に得られる任意スライス幅（スライスパターン）の数も増せる。
【００５４】
また、上記チャネル検出信号電流を複製・分配する場合を述べたがこれに限らない。チャネル検出信号電圧を複製・分配するように構成しても良い。
【００５５】
次に、係る構成によるＸ線ＣＴ撮影の動作を説明する。図５は実施の形態によるＸ線ＣＴ撮影処理のフローチャートで、ＣＰＵ１１ａにより実行される。好ましくは、事前に被検体１００のスカウトスキャン（レントゲン撮影に相当）を行った後、この処理に入る。ステップＳ１１では、技師が続く被検体１００のアキシャル／ヘリカルスキャンのためのスキャンパラメータを設定する。
【００５６】
図６に実施の形態におけるスキャンパラメータ設定処理のイメージを示す。事前のスカウトスキャンの終了後、表示画面１３Ａには続くアキシャル／ヘリカルスキャンのためのスキャンパラメータ設定画面１３ａが表示され、技師はは、必要なスキャンパラメータをマウス等でクリック入力又はキー入力する。被検体のＣＴ断層イメージＱを取得するための一例のスキャン計画は、以下の如く、２通りのスキャン方法（スライス幅，スライスパターン）Ｓ１，Ｓ２の指定により設定可能である。
「スキャン計画Ｓ１」
スキャンタイプ[Scan Type]＝アキシャルスキャン
体軸上のスキャン開始位置[Start Loc]＝ｚ１
体軸上のスキャン終了位置[End Loc]＝ｚ１０
スキャン枚数[NO.of Images]＝１０枚
被検体のスライス厚[Thick]＝１ｍｍ
スキャンタイム[Sec]＝１秒／ガントリ１回転
Ｘ線管の管電圧[kV]＝１２０ｋＶ
Ｘ線管の管電流[mA]＝２８０ｍＡ
「スキャン計画Ｓ２」
被検体のスライス厚[Thick]＝３ｍｍ
更に、このスキャン設定画面上で技師が[Show Localizer]アイコンをクリックすると、表示画面１３Ａのイメージ表示エリア１３ｂには図示のような被検体１００のスカウト像１００Ａが表示され、その上に各スライス位置を示す線（カットライン）が重ねて表示される。図中の太実線はスキャン計画Ｓ１の開始及び終了位置、また点線は中間の各スライス位置を夫々表す。このとき、スライス厚＝１ｍｍであることが、対応する線幅で表される。また、このスキャン計画Ｓ１の下欄に表示された各マーク「□」は、スキャン計画Ｓ２の開始〜終了の各スライス位置を表す。このとき、スライス厚＝３ｍｍ（Ｓ１の１ｍｍ＋前後１ｍｍ）であることが、対応するマーク「□」の表示位置及び幅で表される。
【００５７】
好ましくは、例えば図示の如く、イメージ表示エリア１３ｂの一部に、Ｘ線検出器７０の全検出列分の表示（点線表示）と共に、スライス幅Ｓ１とスライス幅Ｓ２の位置対応関係を精密に拡大表示する。従って、技師は同時に実行される２つのスキャン計画を明瞭に把握できる。また、この場合の技師はイメージ表示エリア１３ｂ上のスカウト像１００Ａを見ることで、カットライン等を確認し、かつ必要ならマウスやキーボードを使用することで、スキャン計画Ｓ１，Ｓ２を所望に変更可能である。
【００５８】
図５に戻り、ステップＳ１２では技師による確認「ＣＯＮＦＩＲＭ」ボタンの入力を待ち、やがて、「ＣＯＮＦＩＲＭ」ボタンが入力されると、ステップＳ１３では上記設定されたスキャンパラメータに従って撮影準備を開始する。即ち、コリメータ５０を指定のスリット幅ｗ（対称／非対称）に設定する。また、信号合成部８１ｂのスイッチ接続をスキャン計画Ｓ１，Ｓ２に各対応するスライス幅（スライスパターン）に設定する。他にも、Ｘ線管４０を立ち上げ、かつガントリを回転させ、そして、被検体１００を所定のスキャニング位置に搬送する。
【００５９】
やがて、スキャン準備完了すると、ステップＳ１４では被検体１００のスキャン・読取を行う。ステップＳ１５では被検体１００の投影データを収集・蓄積する。ステップＳ１６では所要撮影領域のスキャン完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ１４に戻る。こうして、やがてスキャン完了すると、ステップＳ１７では予め設定されたリコンパラメータ（Ｐ−Ｒecon）に従って被検体１００のＸ線ＣＴ断層像を再構成（リコン）する。ステップＳ１８では得られたＸ線ＣＴ断層像を表示装置１３に表示する。
【００６０】
次に、いくつかの典型的な投影データの収集パターンを具体的に説明する。図７〜図１１は第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（１）〜（５）で、図７は検出列１列分の薄いスライス幅の投影データＳ１と検出列４列分の厚いスライス幅の投影データＳ２とを同時に収集する場合を示している。図７（Ａ）において、グル−プａのスイッチＳ１ａのみをＯＮにすることで、検出列Ｌ１の位置対応に薄いスライス幅の投影データＳ１が得られる。また、グル−プｂのスイッチＳ１ｂ〜Ｓ４ｂを共にＯＮにすることで、検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号が合成（加算）された厚いスライス幅の投影データＳ２が得られる。この場合でも、検出列Ｌ１のチャネル検出信号電流は、信号複製部８１ａで複製・分配されているため、その一方を単独でＳ１に使用し、かつその他方をＳ２に合成して使用する事が容易に可能となる。なお、この場合に、グループｂのチャネル合成信号が増加する（例えば単一の場合の約４倍になる）ことは、ＣＰＵ１１ａにおいて既知のことであるから、ＣＰＵ１１ａは後に検出感度の適正な調整（平均化等）を容易に行える。
【００６１】
図７（Ｂ）において、上記グル−プａのスイッチＳ１ａのみのＯＮに代えて、スイッチＳ２ａのみをＯＮにすることで、厚いスライス幅の投影データＳ２の略中央部に薄いスライス幅の投影データＳ１が同時に得られる。
【００６２】
図７（Ｃ）において、上記同様にしてグル−プａのスイッチＳ３ａ又はＳ４ａのみをＯＮにすることで、対応する各データ収集パターンが得られる。
【００６３】
図８は検出列２列分の比較的薄いスライス幅の投影データＳ１と検出列４列分の厚いスライス幅の投影データＳ２とを同時に収集する場合を示している。図８（Ａ）において、グル−プａのスイッチＳ１ａ，Ｓ２ａのみをＯＮにすることで、検出列Ｌ１，Ｌ２の各チャネル検出信号が合成（加算）された比較的薄いスライス幅の投影データＳ１が得られる。またグル−プｂの投影データＳ２については上記と同様である。
【００６４】
図８（Ｂ）において、上記グル−プａのスイッチＳ１ａ，Ｓ２ａのみのＯＮに代えて、スイッチＳ２ａ，Ｓ３ａのみをＯＮにすることで、厚いスライス幅の投影データＳ２の丁度中央部に比較的薄いスライス幅の投影データＳ１が同時に得られる。
【００６５】
図８（Ｃ）において、上記同様にしてグル−プａのスイッチＳ３ａ，Ｓ４ａのみをＯＮにすることで、対応するデータ収集パターンが得られる。
【００６６】
図９は検出列１列分の薄いスライス幅の投影データＳ１と検出列３列分の比較的厚いスライス幅の投影データＳ２とを同時に収集する場合を示している。図９（Ａ）において、グル−プａのスイッチＳ２ａのみをＯＮにすることで、検出列Ｌ２の位置対応に薄いスライス幅の投影データＳ１が得られる。また、グル−プｂのスイッチＳ２ｂ〜Ｓ４ｂを共にＯＮにすることで、検出列Ｌ２〜Ｌ４の各チャネル検出信号が合成（加算）された比較的厚いスライス幅の投影データＳ２が得られる。このとき、コリーメタ５０のスリット幅ｗ（Ｘ線ファンビーム幅）を図示の如く検出列Ｌ２〜Ｌ４の範囲に制限することで、被検体１００の過剰被曝を有効に抑えている。
【００６７】
図９（Ｂ）において、上記グル−プａのスイッチＳ２ａのみのＯＮに代えて、スイッチＳ３ａのみをＯＮにすることで、比較的厚いスライス幅の投影データＳ２の丁度中央部に薄いスライス幅の投影データＳ１が同時に得られる。
【００６８】
図９（Ｃ）において、上記同様にしてグル−プａのスイッチＳ４ａのみをＯＮにすることで、対応するデータ収集パターンが得られる。
【００６９】
図１０は検出列１列分の薄いスライス幅の投影データＳ１と検出列２列分の比較的薄いスライス幅の投影データＳ２とを、これらが互いに重複しないように、同時に収集する場合を示している。図１０（Ａ）において、グル−プａのスイッチＳ２ａのみをＯＮにすることで、検出列Ｌ２の位置対応に薄いスライス幅の投影データＳ１が得られる。また、グル−プｂのスイッチＳ３ｂ，Ｓ４ｂを共にＯＮにすることで、検出列Ｌ３，Ｌ４の各チャネル検出信号が合成（加算）された比較的薄いスライス幅の投影データＳ２が得られる。
【００７０】
図１０（Ｂ）において、ＣＰＵ１１ａは、まず上記得られた投影データＳ１，Ｓ２に基づき夫々薄いスライス幅Ｓ１と比較的薄いスライス幅Ｓ２の各ＣＴ断層像を再構成できる。更に、ＣＰＵ１１ａは、両投影データＳ１，Ｓ２をデータ処理により合成（加算・平均）することで、検出列３列分の比較的厚いスライス幅のＣＴ断層像を更に再構成できる。この場合でも、元の投影データＳ１，Ｓ２がハードウェア的に得られるため、ＣＰＵ１１ａの処理負担が大幅に軽減される。
【００７１】
図１１は第１の実施の形態により実現され得る様々なデータ収集パターンの可能な組合せを一覧表示している。４検出列Ｌ１〜Ｌ４の各チャネル検出信号を任意合成して形成される投影データＳ１の合成パターンには、４検出列Ｌ１〜Ｌ４を全く使用しない場合をも含めて、図示の如く合計１６パターンが存在する。投影データＳ２についても同様である。このうち、上記図７には点線で示す４つの組合せパターンを示した。また上記図８には一点鎖線で示す３つの組合せパターン、図９には破線で示す３つの組合せパターン、図１０には実線で示す１つの組合せパターンを夫々示した。これ以外にも例えば図１１の実太線で示す（Ｓ１−０８）と（Ｓ２−０２）との組合せパターン等が考えられる。更にこれ以外にも、医療目的上で有用な撮影パターンとなるものであれば、信号合成部８１ｂのスイッチＯＮ／ＯＦＦ制御により容易に実現できる。従って、任意スライス幅、スライスパターンの投影データを同時に取得できる。
【００７２】
図１２は第２の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、Ｘ線検出器７０が被検体体軸方向に８列分の均一幅な各検出列Ｌ１〜Ｌ８を備える場合への適用例を示している。またこの例のスイッチユニット８１は、検出チャネル毎に４系統分の信号複製回路と、４系統分の信号合成回路とを備えており、４系統分のデータ収集ユニットＤＡＳ１〜ＤＡＳ４に異なるスライス幅（スライスパターン）の投影データを同時に提供可能である。
【００７３】
挿入図（ａ）に一例のデータ収集パターンを示す。ここでは、検出列Ｌ２〜Ｌ７の位置対応に比較的厚いスライス幅の投影データＳ１が得られ、かつその略中央部の検出列Ｌ４の位置対応には薄いスライス幅の投影データＳ２が同時に得られる。挿入図（ｂ）も上記と同様に理解できる。挿入図（ｃ）では、比較的厚いスライス幅の投影データＳ１の略中央部に３つの各薄いスライス幅の投影データＳ２〜Ｓ４が同時に得られる。挿入図（ｄ）では、上記挿入図（ｃ）の状態から、検出列Ｌ５に位置対応する中間の薄いスライス幅の投影データＳ３の収集が省略されている。
【００７４】
図１３は第３の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、Ｘ線検出器７０が被検体体軸方向に異なる検出幅の各検出列Ｌ１〜Ｌ８を備える場合への適用例を示している。その他の構成については上記図１２で述べたものと同様で良い。この挿入図（ａ）〜（ｄ）を参照すると、そのデータ収集方法は上記図１２で述べたものと同様であるが、各検出列Ｌ１〜Ｌ８の検出幅そのものが異なるため、検出列の中央部に対する非常に精密なスキャンと、検出列の両端部に渡る広範囲なスキャンとを同時に実現可能となっている。
【００７５】
図１４は第４の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、Ｘ線検出器７０が被検体体軸方向に８列分の均一幅な各検出列Ｌ１〜Ｌ８を備えると共に、これに上記図４で述べたスイッチユニット８１ａ，８１ｂを２つ並列（Ｌ１〜Ｌ４，Ｌ５〜Ｌ８対応）に設けた場合を示している。
【００７６】
この挿入図（ａ）においては、各スイッチユニット８１ａ，８１ｂの接続を対称に制御することで、Ｘ線検出系の中心線ＣＬｄを境とする前後対称な投影データＳ１〜Ｓ４が同時に得られる。また挿入図（ｂ）においては、各スイッチユニット８１ａ，８１ｂの接続を同一に制御することで、Ｘ線検出系の中心線ＣＬｄを境とする前後同一（非対称）な投影データＳ１〜Ｓ４が同時に得られる。
【００７７】
図１５は第５の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、Ｘ線検出器７０が被検体体軸方向に４列分の均一幅な各検出列Ｌ１〜Ｌ４を備えると共に、これに予め信号複製パターン及び信号合成パターンが固定されたスイッチユニット８１を設けた場合を示している。
【００７８】
従って、簡単な構成により、Ｘ線検出系の中心線ＣＬｄを境として、前後に対称・非対称の所望の撮影パターンＳ１〜Ｓ３等が固定的に容易に得られる。
【００７９】
図１６は第６の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図で、予めいくつかのデータ収集方式を固定化しておくと共に、これらの複数の固定パターンを信号選択部８１ｃで更に選択可能に構成した場合を示している。
【００８０】
従って、比較的簡単な構成により、広い検出幅の投影データＳ２における各検出列Ｌ１〜Ｌ４の各位置対応に狭い検出幅の投影データＳ１を得ることも、又は投影データＳ２の検出幅を中央の２列分に狭くすることも、容易に可能となる。
【００８１】
また、この信号選択部８１ｃは、グループＧ１〜Ｇ６の各チャネル合成信号を単に選択するのみで無く、各選択したチャネル合成信号を更に合成する作用もあるため、更に多様なパターン合成が可能となる。なお、この信号選択部８１ｃは、単に各いずれかチャネル合成信号を切り替えて選択するものであっても良い。
【００８２】
なお、上記各実施の形態では４列，８列のＸ線検出器７０への適用例を述べたが、それ以外の検出列（１６列，３２列等）のＸ線検出器にも容易に適用できる。
【００８３】
また、上記各実施の形態では対称／非対称ないくつかのデータ収集パターン及びその組合せを述べたが、他にも様々なデータ収集パターン及びその組合せを採用し得る事は明らかである。
【００８４】
また、上記実施の形態ではコリメータ５０の一例の構成を述べたが、コリメータ５０は他にも様々に構成できる。
【００８５】
また、上記実施の形態ではファンビーム方式（所謂Ｒ−Ｒ方式等）によるＸ線ＣＴ装置への適用例を述べたが、本発明は多数のＸ線検出器が円環状に配列されている様な所謂Ｒ−Ｓ方式等のＸ線ＣＴ装置にも適用できることは明らかである。
【００８６】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【００８７】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、１回のスキャンで多様なスライス幅（スライスパターン）の投影データを能率良く取得可能であるため、多様な医療目的の撮影要求に柔軟に対処でき、Ｘ線ＣＴ医療の高速化、利便性向上に寄与する所が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の要部構成図である。
【図３】実施の形態によるデータ収集・演算系の構成を示す図である。
【図４】第１の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図５】実施の形態によるＸ線ＣＴ撮影処理のフローチャートである。
【図６】実施の形態におけるスキャンパラメータ設定処理のイメージ図である。
【図７】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（１）である。
【図８】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（２）である。
【図９】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（３）である。
【図１０】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（４）である。
【図１１】第１の実施の形態におけるデータ収集パターンを説明する図（５）である。
【図１２】第２の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１３】第３の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１４】第４の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１５】第５の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１６】第６の実施の形態によるデータ収集方式を説明する図である。
【図１７】従来のＸ線ＣＴ装置の要部構成図である。
【図１８】従来のデータ収集方式を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 操作コンソール部
２０ 撮影テーブル
１１ 中央処理装置
１３ 表示装置（ＣＲＴ）
１４ 制御インタフェース
１５ データ収集バッファ
３０ 走査ガントリ部
４０ Ｘ線管
５０ コリメータ
７０ Ｘ線検出器（マルチディテクタ）
８０ データ収集部（ＤＡＳ）
８１ スイッチユニット
８１ａ 信号複製部
８１ｂ 信号合成部
８１ｃ 信号選択部
Claims (16)
- Ｘ線管と、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に配列されてなるＸ線検出器とが、被検体を挟んで相対向し、Ｘ線検出器の検出信号に基づき被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、
Ｘ線検出器の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループに分配する信号複製手段と、
前記分配された各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各任意のパターンで合成可能な信号合成手段と、
前記合成された各グループのチャネル合成信号をチャネル毎の投影データに変換してチャネル方向に収集するデータ収集手段とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - Ｘ線管と、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に配列されてなるＸ線検出器とが、被検体を挟んで相対向し、Ｘ線検出器の検出信号に基づき被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、
Ｘ線検出器の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループに分配する信号複製手段と、
前記分配された各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各所定のパターンで合成する信号合成手段と、
前記合成された各グループのチャネル合成信号をチャネル毎の投影データに変換してチャネル方向に収集するデータ収集手段とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - Ｘ線管と、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に配列されてなるＸ線検出器とが、被検体を挟んで相対向し、Ｘ線検出器の検出信号に基づき被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、
Ｘ線検出器の各チャネル検出信号を複製し、複数のグループに分配する信号複製手段と、
前記分配された各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各所定のパターンで合成する信号合成手段と、
前記合成された各グループのチャネル合成信号を更に選択する信号選択手段と、
前記選択された各グループのチャネル合成信号をチャネル毎の投影データに変換してチャネル方向に収集するデータ収集手段とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 前記収集された各グループの投影データをチャネル毎の検出列方向に合成するデータ処理手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
- 前記データ収集手段のデータを基にＣＴ断層像の画像再構成を行う画像再構成手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
- Ｘ線検出器は、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に同一の検出幅で配列されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
- Ｘ線検出器は、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に異なる検出幅で配列されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
- 信号複製手段は、Ｘ線検出素子のチャネル検出信号電流を
同一又は一定の比で複製する電流ミラー回路を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。 - 信号合成手段は、グループ毎の各複製信号を外部の制御信号により個々にＯＮ／ＯＦＦ制御する複数のスイッチ手段と、グループ毎の前記各スイッチ手段の出力信号を合成する信号合成回路とを備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
- 信号選択手段は、グループ毎の各チャネル合成信号を外部の制御信号により個々にＯＮ／ＯＦＦ制御する複数のスイッチ手段と、グループ毎の前記各スイッチ手段の出力信号を合成する信号合成回路とを備えることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
- ｋ列の検出列を有するＸ線検出器と、夫々にｋ／ｍ列分の検出列の信号処理を実行可能な信号複製手段と信号合成手段の組からなるｍ（≧２）個の信号複製・合成ユニットとを備え、前記Ｘ線検出器のｋ列分の検出列の信号処理を前記ｍ個の信号複製・合成ユニットで並列に処理するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
- Ｘ線管とＸ線検出器との間に介在して被検体体軸方向のＸ線ビーム幅を該Ｘ線検出器の体軸方向における中心の両側に非対称に変更可能なコリメータ手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
- コリメータ手段は、被検体体軸方向のＸ線ビーム幅を制限する２枚の平行スリット板を備え、各スリット板とＸ線検出器の体軸方向における中心上に想定した線との間に形成される各スリット幅が夫々独立して変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のＸ線ＣＴ装置。
- スキャン計画の情報を表示する表示手段を更に備え、予め行うスキャン計画で設定された検出列方向の合成パターンに従って対応する被検体スライス位置及び又はスライス幅のマーカ情報を表示手段に表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
- Ｘ線管と、チャネル方向に並ぶ多数のＸ線検出素子が被検体体軸方向の複数列に配列されてなるＸ線検出器とが、被検体を挟んで相対向し、Ｘ線検出器の検出信号に基づき被検体のＣＴ断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置の投影データ収集方法において、
Ｘ線検出器の各チャネル検出信号を複製して複数のグループに分配すると共に、各グループの複製信号をチャネル毎の検出列方向に各任意のパターンで合成して各系統の投影データを生成し、あるチャネル検出信号に基づき異なるスライス幅の投影データを同時に収集することを特徴とする投影データ収集方法。 - 請求項１又は３に記載のＸ線ＣＴ装置を使用したＸ線ＣＴ撮影方法であって、予めスキャン計画時に各チャネル検出信号の検出列方向への合成パターンを指定する工程と、続くスキャン時に前記指定された合成パターンに従って各チャネル検出信号の検出列方向への合成を行い、各対応するスライスパターンの投影データを生成・収集する工程とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。
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