JP4144152B2

JP4144152B2 - 多チャンネル型検出器のデータ収集システム

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Publication number: JP4144152B2
Application number: JP2000051693A
Authority: JP
Inventors: 淳一大井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001244814A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多チャンネル型検出器の各チャンネルのアナログ信号をデジタル信号に変換してデータとして収集するデータ収集システム（通常、「ＤＡＳ＝Data Acquisition System 」と称される）に係り、特にデータ収集能力に優れたシステムを安価に構築するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の医療用Ｘ線ＣＴ装置用のデータ収集システム（適宜「ＤＡＳ」と略記）の構成を示すブロック図である。図７のＤＡＳは、Ｘ線ＣＴ撮影対象の被検体（図示省略）を透過したＸ線を検出する多チャンネル型Ｘ線検出器９１の各チャンネルＣＨ１〜ＣＨＭのアナログ信号が電流・電圧変換器９２で電圧に変換されてアナログスイッチ９３により順番にＡＧＣアンプ（自動利得増幅器）９４に送られて適当に増幅された後、サンプルホールド回路９５で一定時間保持されている間にＡＤ変換器９６によりデジタル信号に変換されるとともに、このデジタル信号が後段のデータ前処理部へ送られることでデータの収集が行われる完全集中方式のシステムである。
【０００３】
すなわち、図７のＤＡＳの多チャンネル型Ｘ線検出器９１にはＸ線を光に変換するシンチレータ９１ａとシンチレータ９１ａに生じる変換光を電流に変換するフォトダイオード９１ｂを有するＸ線検出用のチャンネルＣＨ１〜ＣＨＭが１０００個ほど配備されており、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨＭのフォトダイオード９１ｂの出力電流がアナログ信号として各電流・電圧変換器９２へ送り出されることになる。また、各アナログスイッチ９３がチャンネルＣＨ１〜ＣＨＭと対応付けられて切換え制御（オン・オフ制御）されることにより、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨＭのアナログ信号が順次デジタル信号に変換されることになる。
【０００４】
一方、図７のＤＡＳにおいては、１０⁶程にもなる大きなダイナミックレンジに対処する必要があるとともに、１０００個前後の極めて多いチャンネルの信号を個々に短時間で処理する必要があるので、具体的には２０ビットの精度と１チャンネル当たりの変換レート１〜２ｋＨｚの速度とに対処できなけれはならない。そのためにはＡＤ変換器９６として、精度が高くて処理速度が速い変換器が用いられる。具体的にはサブ・レンジング方式で逐次比較型のハイブリッド（混成集積）タイプのＡＤ変換器が使われる。
【０００５】
また、図８は従来の他のＤＡＳの構成を示すブロック図である。図８のＤＡＳは、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨＭ毎に１個ずつＡＤ変換器９７が設けられているとともに、信号収集タイミング制御用のインターフェース回路９８を経由してデジタル信号が順に後段のデータ前処理部に送られるよう構成されている他は、先のＤＡＳと実質的に同一の構成となっている完全分散方式のシステムである。このＤＡＳの場合は、ＡＧＣアンプが無くなり、精度が高くて処理速度の速い２０ビット精度のデルタシグマＡＤ変換器などが使われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の両ＤＡＳの場合、どちらも高価なシステムであるという問題がある。
前者の完全集中方式のＤＡＳは、ＡＤ変換器は１個でも、サブ・レンジング方式で逐次比較型のハイブリッドタイプのＡＤ変換器が非常に高価格であるので、どうしてもシステムは高価になる。
【０００７】
また完全集中方式のＤＡＳは、極めて多数のチャンネルの処理を１個のＡＤ変換器で受け持つことにより生じる幾つかの問題があって、実用性が十分とは言えない。つまり、極めて多数のチャンネルのアナログ信号を１ケ所に集めるので、配線が長くなってノイズが乗り易いという問題が生じるのに加えて、ＡＧＣアンプのゲイン切換えに伴ってゲイン・リニヤリテイが低下するという問題がある。ノイズやゲイン・リニヤリテイの低下は、Ｘ線ＣＴ装置の場合にはＸ線ＣＴ画像の画質の低下を引き起こす心配がある。さらに、完全集中方式のＤＡＳの場合、ＡＤ変換器は極めて多数のチャンネルを処理していて既に余裕がなくなっているので、チャンネルの増加や処理速度のアップに対処し切れないという問題があるのである。
【０００８】
一方、後者の分散方式のＤＡＳは、多数のチャンネルを１個のＡＤ変換器で集中処理することによる問題はなくなるが、やはり高価な２０ビット精度のデルタシグマＡＤ変換器をチャンネルの総数に等しい個数使うので、システム全体としては極めて高価なものになってしまう。
【０００９】
この発明は、上記の事情に鑑み、高精度・高速の処理が行え、且つ実用性に富む安価な多チャンネル型検出器のデータ収集システムを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明に係る多チャンネル型検出器のデータ収集システムは、検出用のチャンネルが多数個配備されてなる多チャンネル型検出器の各チャンネル毎のアナログ信号をデジタル信号に変換してデータとして収集するよう構成されたデータ収集システムにおいて、多チャンネル型検出器は一次元アレイ配列で配備されたチャンネルを有しており、近接する複数個のチャンネルで一つのチャンネルグループをなすようにして全チャンネルが複数個のグループに区分され、各チャンネルグループには一次元アレイ配列のチャンネルから一次元配列ラインに沿って数字順に並んでいるＮ個のチャンネル１〜Ｎが順番に割りつけられることにより予め設定された各チャンネルグループ毎に、各チャンネルのアナログ信号を順次ＡＤ変換してゆくＡＤ変換処理が、Ｎが奇数の場合は、チャンネル１、チャンネルＮ、チャンネル２、チャンネル（Ｎ−１）、・・・・・・・・、チャンネル（Ｎ／２−０．５）、チャンネル（Ｎ／２＋０．５）の順序で実行され、Ｎが偶数の場合は、チャンネル１、チャンネルＮ、チャンネル２、チャンネル（Ｎ−１）、・・・・・・・・、チャンネル（Ｎ／２）、チャンネル（Ｎ／２＋１）の順序で実行されるＡＤ変換器と、ＡＤ変換されたデジタル信号を各チャンネル別に複数回加算処理する信号加算器とがそれぞれ設けられているとともに、各チャンネルグループによるＡＤ変換処理及びデジタル信号の加算処理は同時並行的に進行するように構成されている。
【００１２】
〔作用〕
次に、この発明に係るデータ収集システムによってデータの収集を行う際の作用を説明する。
請求項１に記載のデータ収集システムでは、多チャンネル型検出器の全チャンネルが近接する複数個のチャンネルで一つのチャンネルグループをなすようにして複数個のグループに区分されることにより予め設定された各チャンネルグループについて、ＡＤ変換器により各チャンネルのアナログ信号を順次デジタル信号へ変換するとともに、信号加算器によりＡＤ変換されたデジタル信号を各チャンネル別に複数回加算してから収集すべきデータとしてそれぞれ後段へ出力する処理が、一斉に同時並行的に進められてデータが収集されてゆく。
【００１３】
したがって、請求項１の発明のデータ収集システムの場合は、複数個のチャンネルに対しＡＤ変換器を各１個設けて同時並行的に処理を行うセミ分散方式であるので、ＡＤ変換器の数は予め設定される複数個のチャンネルグループの個数と同じ数で済む。また複数個のＡＤ変換器によるＡＤ変換処理の同時分担によりＡＤ変換器１個当たりの処理負担が軽減されるのに加えて、信号加算器による各チャンネル別の加算処理により精度向上が見込めるので、各ＡＤ変換器は精度・処理速度が格別ではない低価格の変換器（例えばモノリシックＡＤ変換器）でも十分に高精度・高速処理が行える。
つまり、請求項１の発明のデータ収集システムによれば、チャンネル総数より遙かに少ない数の低価格のＡＤ変換器でもって高精度・高速でデータを収集できるシステムを安価に構築できるのである。
【００１４】
また、請求項１の発明のデータ収集システムの場合、各チャンネルグループでは複数個のチャンネルが近接しており、チャンネルのアナログ信号を集めるために配線が長くなる事態は回避できるので、ノイズが乗り易い問題が解消されるとともに、ＡＧＣアンプの必要がないのでゲイン切換えに伴って生じるゲイン・リニヤリテイの低下の問題も解消される。加えて、各ＡＤ変換器１個当たりの受持ちチャネルの数が少なく、処理負担が軽減されて処理能力の余裕があるので、チャンネル数の増加や処理速度のアップに十分に対処できる。
【００１５】
請求項１のデータ収集システムの場合、各チャンネルグループでは、一次元配列ラインに沿って数字順に並んでいるＮ個のチャンネル１〜Ｎに対するＡＤ変換処理が、Ｎが奇数の場合は、チャンネル１，チャンネルＮ，チャンネル２，チャンネル（Ｎ−１），・・・・・・・・，チャンネル（Ｎ／２−０．５），チャンネル（Ｎ／２＋０．５）の順序で行われ、Ｎが偶数の場合は、チャンネル１，チャンネルＮ，チャンネル２，チャンネル（Ｎ−１），・・・・・・・・，チャンネル（Ｎ／２），チャンネル（Ｎ／２＋１）の順序で行われる。すなわち、各チャンネルグループでは時間の経過に従ってＡＤ変換処理対象のチャンネルが一次元配列ラインの一端側と他端側との間を交互に行き来しながら端から内へ向かって順に変わってゆく。その結果、請求項２のデータ収集システムでは隣接するチャンネルの二つのデジタル信号の間に大きな時間のズレは生じない。
【００１６】
もし一次元配列ラインに沿って数字順に並んでいるＮ個のチャンネル１〜Ｎに対するＡＤ変換処理が、チャンネル１，チャンネル２，チャンネル３，・・・・・・・・，チャンネル（Ｎ−２），チャンネル（Ｎ−１）、チャンネルＮという順序で行われた場合、隣り合うチャンネルグループにおいて互いに隣接する二つのチャンネルの両デジタル信号の間には、Ｎ個のチャンネル１〜ＮのＡＤ変換処理が一巡する期間（１回のＡＤ変換処理サイクル期間）にほぼ匹敵する大きな時間のズレが生じる。というのは、隣り合うチャンネルグループにおいて互いに隣接する二つのチャンネルのうち一方のＡＤ変換処理は、各ＡＤ変換処理サイクルの最初に実行されるが、二つのチャンネルのうち他方のＡＤ変換処理は、各ＡＤ変換処理サイクルの最後に実行されるので、両チャンネルのＡＤ変換処理のタイミングにほぼ１回のＡＤ変換処理サイクル期間に相当する時間差がつくことになるからである。
この両デジタル信号の間の大きな時間のズレは、例えばＸ線ＣＴ装置の場合には最終的な断層画像（ＣＴ画像）にアーティファクト（偽像）となって現れるという不都合を引き起こす。
【００１７】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は実施例に係るデータ収集システムによりデータ収集を行う医療用Ｘ線ＣＴ装置の要部構成を示すブロック図、図２は実施例のデータ収集システムまわりの構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１のＸ線ＣＴ装置は、被検体Ｍにファン状Ｘ線ビームＦＢを照射するＸ線管１と、多数のＸ線検出用のチャンネルＣＨ１〜ＣＨＭがファン状Ｘ線ビームＦＢの扇の拡がりに沿って一次元アレイ配列で配備された多チャンネル型Ｘ線検出器（適宜「Ｘ線検出器」と略記）２と、被検体Ｍを載置したまま被検体Ｍの体軸Ｚの方向へ往復移動すること等の動きが可能な天板３とを備え、Ｘ線ＣＴ撮影の際はＸ線管１及びＸ線検出器２が被検体Ｍを挟んで対向した状態で被検体Ｍの周りを回転するとともに、天板３と共に被検体Ｍが体軸Ｚの方向に直進移動するよう構成されている。
【００１９】
また、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管１によるファン状Ｘ線ビームＦＢの照射に伴ってＸ線検出器２の各チャンネルＣＨ１〜ＣＨＭから出力されるアナログ（電流）信号をデジタル信号に変換した上でＸ線ＣＴ画像（Ｘ線コンピュータ断層画像）作成用の原データとして収集するデータ収集システム（ＤＡＳ）４と、原データに対してチャンネル間の感度のバラツキを解消する感度補正などの前処理を行うデータ前処理部５と、データ前処理部５から送り込まれる前処理済データに基づき画像再構成を行ってＸ線ＣＴ画像を作成するコンピュータ（ＣＰＵ）６を備えている他、最終的に得られるＸ線ＣＴ画像を表示する表示モニタ７や、装置の稼働に必要な入力操作を行う操作卓８も備えている。
【００２０】
なお、図１のＸ線ＣＴ装置によるＸ線ＣＴ撮影の場合、Ｘ線管１及びＸ線検出器２は被検体Ｍを例えば１秒で１回転する速度で移動しながらファン状Ｘ線ビームを照射するとともに、Ｘ線検出器２でＸ線を検出することになる。一方、ＤＡＳ４はＸ線管１及びＸ線検出器２が１回転する間に全チャンネルのデータを収集する処理を例えば１°刻みで繰り返し行っている。普通、１回のデータ収集処理は１ビューと称されてもいる。
以下、Ｘ線検出器２及びＤＡＳ４の構成を中心に具体的に説明する。
【００２１】
Ｘ線検出器２には、図２で示すＸ線を光に変換するシンチレータ２ａと、このシンチレータ２ａに生じる変換光を電流に変換するフォトダイオード２ｂとを具備した例えば９６０個のＸ線検出用チャンネルＣＨ１〜ＣＨＭが配備されていて、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨＭのフォトダイオード２ｂの出力電流がアナログ信号としてＤＡＳ４へ送り出される構成となっている。このＸ線検出器２の場合、一次元配列ラインに沿って連続して並んで近接状態にある６４個のチャンネルで一つのチャンネルグループをなすようにして全チャンネルをグループに区分することによって１５個のチャンネルグループＧＲ１〜ＧＲ１５が予め設定されている。
すなわち、実施例の場合、９６０個のチャンネルＣＨ１〜ＣＨＭは、チャンネルＣＨ１〜ＣＨ６４，チャンネルＣＨ６５〜ＣＨ１２８，・・，・・，チャンネルＣＨ（Ｍ−６３）〜ＣＨＭと６４個ずつで一つのグループをなすように予め区分されているのである。なお、チャンネルグループＧＲ１〜ＧＲ１５の６４個のチャンネルには、説明の便宜上、数字の若い方から順にｃｈ１〜ｃｈ６４の番号をそれぞれ重ねて割りふる。
【００２２】
一方、ＤＡＳ４の方では、各チャンネルグループＧＲ１〜ＧＲ１５毎に、各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４のアナログ信号を順次デジタル信号に変換するＡＤ変換処理を行うＡＤ変換器４ａと、ＡＤ変換されたデジタル信号を各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４別に複数回加算処理を行うＲＡＭ内蔵型デジタル加算器（信号加算器）４ｂが、各チャンネルグループ当たり１組ずつ設けられているとともに、各チャンネルグループＧＲ１〜ＧＲ１５でのＡＤ変換処理及びデジタル加算処理が同時並行的に進行するように構成されている。つまり、図２に示すように、各チャンネルグループＧＲ１〜ＧＲ１５毎にＡＤ変換処理及びデジタル加算処理を同時並行的に行う１５個のＤＡＳユニットＵ１〜Ｕ１５がひとつずつ配設されているのである。
【００２３】
他方、ＤＡＳ４の場合には、デジタル加算器４ｂによる各チャンネル別の加算結果は、信号収集タイミング制御用のインターフェイス回路４ｄに送られた後、インターフェイス回路４ｄからデータ前処理部５の方へ適時に送出されることにより、Ｘ線ＣＴ画像作成用の原データが収集される構成となっている。
なお、実施例のＤＡＳ４では１ビューのデータを収集するのに、デジタル加算器４ｂが１チャンネルについて６４回のデジタル加算を行う構成となっている。
【００２４】
各ＤＡＳユニットＵ１〜Ｕ１５においては、各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４とＡＤ変換器４ａとの間にはそれぞれ電流・電圧変換器４ｃとアナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ６４が介設されており、フォトダイオード２ｂから出力されるアナログ電流は電流・電圧変換器４ｃで電圧に変換された上でアナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ６４を経由してＡＤ変換器４ａへ送り込まれる構成となっている。なお、アナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ６４は対応チャンネルのＡＤ変換処理時のみ所定の短期間だけ閉じられる（ＯＮとなる）ように開閉制御される。
【００２５】
さらに実施例のＤＡＳ４の場合、チャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４に対するＡＤ変換処理の順序は、チャンネル１，チャンネル６４，チャンネル２，チャンネル６３，・・・・，チャンネル３１，チャンネル３４，チャンネル３２，チャンネル３３の順序で行われる。つまり、図３に示すように、各チャンネルグループでは時間の経過に従ってＡＤ変換処理するチャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４が一次元配列ラインの一端側と他端側との間を交互に行き来しながら端から内へ向かって順に変化する構成となっているのである。したがって、ＤＡＳユニットＵ１〜Ｕ１５のアナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ６４も、ＳＷ１，ＳＷ６４，ＳＷ２，ＳＷ６３，・・・・，ＳＷ３１，ＳＷ３４，ＳＷ３２，ＳＷ３３の順序で閉成（ＯＮ）されることになる。
【００２６】
すなわち、ＤＡＳ４の場合、チャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４に対するＡＤ変換処理の順序は、図４のように、チャンネル１，チャンネル２，チャンネル３，チャンネル４，・・・・・・・・，チャンネル６１，チャンネル６２，チャンネル６３，チャンネル６４というような単なる配列順で行われるのではないのである。なお、図３及び図４では○が各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４のＡＤ変換処理タイミングをそれぞれ示している。
その結果、図３に示す順序でＡＤ変換処理する場合、チャンネルグループ内では各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４のデジタル信号の時間のズレはＴをＡＤ変換処理サイクル期間とするとＴ／３２と僅かであり、チャンネルグループｋのｃｈ６４と隣接するチャンネルグループ（ｋ＋１）のチャネルｃｈ１のデジタル信号の時間のズレもＴ／６４とやはり僅かである。
【００２７】
これに対して図４に示す順序でＡＤ変換処理する場合、チャンネルグループ内では各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４のデジタル信号の時間のズレはＴ／６４と僅かであるが、チャンネルグループｋのｃｈ６４と隣のチャンネルグループ（ｋ＋１）のチャネルｃｈ１のデジタル信号の時間のズレは略ＡＤ変換処理サイクル期間Ｔという非常に大きなズレとなり、これが特異点になって最終的なＸ線ＣＴ画像にアーティファクト（偽像）として現れる心配がある。しかし、実施例のＤＡＳ４の場合は隣接するチャンネルのデジタル信号の時間のズレはＴ／３２以内と僅かであるので、時間のズレが最終的なＸ線ＣＴ画像にアーティファクト（偽像）となって現れる心配はない。
【００２８】
一方、各ＤＡＳユニットＵ１〜Ｕ１５のデジタル加算器４ｂはＡＤ変換器４ａから送られてくるデジタル信号を各チャンネル別にそれぞれ６４回加算する。図５に示すように、チャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４の中の或る任意の１個のチャンネルｋについてみると、デジタル信号Ｓｋ₁〜Ｓｋ₆₄がＡＤ変換処理の進行に伴ってＡＤ変換処理サイクル期間Ｔ置きに順次得られるので、デジタル信号Ｓｋ₁〜Ｓｋ₆₄を積算して収集対象の原データＶｋ（＝ΣＳｋ_n，但しｎ＝１〜６４）としてインターフェイス回路４ｄへ送り出す処理が繰り返されることになる。このデジタル信号の積算はデジタル信号Ｓｋ₁〜Ｓｋ₆₄の平均化処理と言うこともできる。これらのことは、チャンネルｋ以外のチャンネルについても全て同様である。
【００２９】
実施例のＤＡＳ４に用いられているＡＤ変換器４ａは、精度・処理速度の良好な電荷再配分方式の逐次比較型１６ビット・モノリシックＩＣタイプのＡＤ変換器が用いられているが、逐次比較型に限らず積分型やフラッシュ型など他のＡＤ変換器でもよい。一方、Ｘ線ＣＴ装置のＤＡＳ４の必要精度についてみた場合、１１０ｄＢほどのＳ／Ｎ（信号対雑音比）が必要であるが、ここで用いられている１６ビットＡＤ変換器では９０ｄＢのＳ／Ｎしかなく精度不足となるはずのところ、以下に説明するように、ＤＡＳ４の場合、デジタル加算器４ｂによる加算処理によってＳ／Ｎが向上しており、必要な高精度が確保できている。
【００３０】
すなわち、任意のチャンネルｋについての原データＶｋは６４個のデジタル信号Ｓｋ₁〜Ｓｋ₆₄をデジタル加算器４ｂで積算して得られたものであり、６４個のサンプルを平均化したものであり、サンプル数は２⁶倍となっている。
一方、サンプリングの定理からはサンプル数が２倍でＳ／Ｎが３ｄＢ向上することが知られている。
したがって、サンプル数は２⁶倍の時は３ｄＢ×６＝１８ｄＢだけＳ／Ｎが向上するので、実施例のＤＡＳ４の場合はシステム全体としてのＳ／Ｎが〔９０ｄＢ＋１８ｄＢ〕＝１０８ｄＢと必要とされる１１０ｄＢほどのＳ／Ｎが確保されている。逆に言えば、ＤＡＳ４の場合、必要な１１０ｄＢほどのＳ／Ｎと１６ビットＡＤ変換器の９０ｄＢのＳ／Ｎの差の２０ｄＢが補えるよう、２^(110-90)/3≒２⁶だけオーバーサンプリングさせるということでもある。
【００３１】
以上に述べたように、実施例のＤＡＳ４の場合はＡＤ変換器４ａが各チャンネルグループＧＲ１〜ＧＲ１５ひとつについて１個であるので、ＡＤ変換器４ａの数はチャンネルグループの個数と同じ１５個で済む。また１５個のＡＤ変換器４ａによるＡＤ変換処理の同時分担によりＡＤ変換器１個当たりの処理負担が軽減されるのに加え、デジタル加算器４ｂによる各チャンネル毎の加算処理により精度向上が見込めるので、各ＡＤ変換器４ａは精度・処理速度が格別なものではない低価格の変換器で高精度・高速でデータが収集できる。その結果、高精度・高速処理が行えるＤＡＳ４は、チャンネル総数９６０より遙かに少ない１５個の低価格のＡＤ変換器でもって安価に実現できるシステムであるということができる。
【００３２】
さらに、実施例のＤＡＳ４の場合、各チャンネルグループＧＲ１〜ＧＲ１５では６４個のチャンネルが近接しており、チャンネルのアナログ信号を集めるために配線が長くなるという事態は回避されるので、ノイズが乗り易い問題が解消されるのに加え、高精度化のためのＡＧＣアンプがなくなるので、ゲイン切換えに伴って生じるゲイン・リニヤリテイの低下の問題も解消される。さらに、ＡＤ変換器１個当たりの処理負担が軽減されて処理能力の余裕が出来ており、チャンネル数の増加や処理速度のアップに十分に対処できることから、実用性に富むシステムであるということができる。
【００３３】
続いて、以上に述べた構成を有するＸ線ＣＴ装置によりＸ線ＣＴ撮影を行う際のＤＡＳ４のデータ収集プロセスを、図面を参照しながら具体的に説明する。図６は実施例のＤＡＳ４によるデータ収集プロセスの進行状況を示すフローチャートである。
〔ステップＳ１〕被検体Ｍを天板３に載せて撮影位置へセットした後、操作卓８からの入力操作により撮影を開始する。
【００３４】
〔ステップＳ２〕Ｘ線管１とＸ線検出器２は被検体Ｍの周りを一体的に回転しながらＸ線管１がファン状Ｘ線ビームＦＢを照射する一方、Ｘ線検出器２がＸ線の検出を始めるとともに、各ＤＡＳユニットＵ１〜Ｕ１５が一斉にデータ収集を始める。
【００３５】
〔ステップＳ３〕各ＤＡＳユニットＵ１〜Ｕ１５では各ＡＤ変換器４ａがチャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４のアナログ信号を順次デジタル信号に変換するＡＤ変換処理を実行する。
【００３６】
〔ステップＳ４〕各ＤＡＳユニットＵ１〜Ｕ１５のデジタル加算器４ｂはＡＤ変換器４ａから次々送り込まれるデジタル信号をチャンネルｃｈ１〜ｃｈ６４別に加算する処理を実行する。
【００３７】
〔ステップＳ５〕各デジタル加算器４ｂによる加算回数が６４回に達するまではステップＳ３へ戻る。各デジタル加算器４ｂによる加算回数が６４回に達すると、加算結果をＸ線ＣＴ画像作成用の原データとしてインターフェース回路４ｄへ送り１ビュー分のデータ収集が終わり、次のステップＳ６に進む。
【００３８】
〔ステップＳ６〕全ビューのデータ収集が終了すれば、次のステップＳ７に進み、もしデータ収集が未了であればステップＳ３へ戻り、次ビューのデータ収集を行う。
【００３９】
〔ステップＳ７〕被検体Ｍを天板３から降ろす。これでデータ収集作業は終了となる。
なおＸ線ＣＴ撮影としては、ＤＡＳ４の後段のコンピュータ６が引き続き画像再構成処理およびＸ線ＣＴ画像を作成する処理を行い、また必要に応じて得られたＸ線ＣＴ画像が表示モニタ７の画面に映し出される等して、完了することになる。
【００４０】
この発明は、上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
（１）実施例の場合、各チャンネルグループＧＬ１〜ＧＬ１５のチャンネル数が全て同一の偶数値であったが、各チャンネルグループＧＬ１〜ＧＬ１５のチャンネル数は全て同一である必要はないし、さらに偶数値と奇数値が混在しているチャンネル数であってもよい。
【００４１】
（２）実施例において、ＡＤ変換処理の順序がチャンネル１，チャンネル２，チャンネル３，チャンネル４，・・・・，チャンネル６１，チャンネル６２，チャンネル６３，チャンネル６４の配列順である他は、全く同様の構成のＤＡＳが、変形例として挙げられる。隣接する二つのチャンネルの両デジタル信号の時間のズレが問題とならない場合、変形例のＤＡＳで十分にデータを収集することができる。
【００４２】
（３）実施例のＤＡＳでは、デジタル加算器による加算回数が６４回であったが、デジタル加算器による加算回数は６４回に限らず、ＡＤ変換器の精度とＤＡＳとして必要となる精度に応じて適当な加算回数が選定される。
【００４３】
（４）またＤＡＳのチャンネルグループの数や、各チャンネルグループにおけるチャンネル数も実施例に示された数値に何ら限定されない。
【００４４】
（５）実施例のＤＡＳが適用されているＸ線検出器は、シンチレータとフォトダイオードを用いた固体式検出器であったが、実施例のＤＡＳを適用するＸ線検出器は電離箱を用いたガス式検出器であってもよい。
【００４５】
（６）実施例のＤＡＳは、医療用のＸ線ＣＴ装置に用いられていたが、この発明のＤＡＳは医療用のＸ線ＣＴ装置に限らず、例えば工業用Ｘ線ＣＴ装置のＸ線検出器のデータを収集したり、Ｘ線ＣＴ装置以外の例えば生体電流源測定装置の多チャンネル型ＳＱＩＤセンサの磁気データを収集したりするのに用いることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上に詳述したように、請求項１の発明の多チャンネル型検出器のデータ収集システムによれば、複数個のチャンネルに対しＡＤ変換器を各１個設けて同時並行的に処理を行うセミ分散方式のシステムであって、ＡＤ変換器の数は予め設定される複数個のチャンネルグループの個数と同じ数で済む。また複数個のＡＤ変換器によるＡＤ変換処理の同時分担でＡＤ変換器１個当たりの処理負担を軽減することができる。さらに、信号加算器による各チャンネル別の加算処理により精度向上が見込めることにより、各ＡＤ変換器は精度・処理速度が格別なものではない低価格の変換器でもって高精度・高速でデータを収集することができる。
【００４７】
さらに、請求項１の発明の多チャンネル型検出器のデータ収集システムによれば、各チャンネルグループでは複数個のチャンネルが近接していてチャンネルのアナログ信号を集めるために配線が長くなるという事態は回避されるので、ノイズが乗り易い問題が解消される。また、高精度化のためにＡＧＣアンプを設ける必要もないので、ゲイン切換えに伴って生じるゲイン・リニヤリテイの低下の問題も解消される。さらに、ＡＤ変換器１個当たりの処理負担が少なくて処理能力に余裕があるので、チャンネル数の増加や処理速度のアップに十分に対処できるようになり、実用性に富むシステムとなる。
【００４８】
また、請求項１の発明の多チャンネル型検出器のデータ収集システムによれば、各チャンネルグループでは時間の経過に従ってＡＤ変換処理対象のチャンネルが一次元配列ラインの一端側と他端側との間を交互に行き来しながら端から内へ向かって順に変わってゆくので、隣接する二つのチャンネルの両デジタル信号の間に大きな時間のズレが生じるようなことはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のＤＡＳを用いたＸ線ＣＴ装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】実施例のＤＡＳまわりの構成を示すブロック図である。
【図３】実施例のＤＡＳのチャンネルグループの各チャンネルのＡＤ変換処理タイミングを示す模式図である。
【図４】参考例のＤＡＳのチャンネルグループの各チャンネルに対するＡＤ変換処理タイミングを示す模式図である。
【図５】実施例のＤＡＳのチャンネルグループの任意のチャンネルの１ビュー当たりのデジタル信号の発生状況を示すグラフである。
【図６】実施例のＤＡＳによるデータ収集プロセスの進行状況を示すフローチャートである。
【図７】従来の完全集中方式のＤＡＳの要部構成を示すブロック図である。
【図８】従来の完全分散方式のＤＡＳの要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ …多チャンネル型Ｘ線検出器
４ …データ収集システム
４ａ …ＡＤ変換器
４ｂ …デジタル加算器
ＧＲ１〜ＧＲ１５…チャンネルグループ
ＣＨ１〜ＣＨＭ …チャンネル
Ｃｈ１〜ＣＨ６４…チャンネル

Claims

検出用のチャンネルが多数個配備されてなる多チャンネル型検出器の各チャンネル毎のアナログ信号をデジタル信号に変換してデータとして収集するよう構成されたデータ収集システムにおいて、多チャンネル型検出器は一次元アレイ配列で配備されたチャンネルを有しており、近接する複数個のチャンネルで一つのチャンネルグループをなすようにして全チャンネルが複数個のグループに区分され、各チャンネルグループには一次元アレイ配列のチャンネルから一次元配列ラインに沿って数字順に並んでいるＮ個のチャンネル１〜Ｎが順番に割りつけられることにより予め設定された各チャンネルグループ毎に、各チャンネルのアナログ信号を順次ＡＤ変換してゆくＡＤ変換処理が、Ｎが奇数の場合は、チャンネル１、チャンネルＮ、チャンネル２、チャンネル（Ｎ−１）、・・・・・・・・、チャンネル（Ｎ／２−０．５）、チャンネル（Ｎ／２＋０．５）の順序で実行され、Ｎが偶数の場合は、チャンネル１、チャンネルＮ、チャンネル２、チャンネル（Ｎ−１）、・・・・・・・・、チャンネル（Ｎ／２）、チャンネル（Ｎ／２＋１）の順序で実行されるＡＤ変換器と、ＡＤ変換されたデジタル信号を各チャンネル別に複数回加算処理する信号加算器とがそれぞれ設けられているとともに、各チャンネルグループによるＡＤ変換処理及びデジタル信号の加算処理は同時並行的に進行するように構成されていることを特徴とする多チャンネル型検出器のデータ収集システム。