JP7362270B2 - Radiation detector and radiation diagnostic equipment - Google Patents

Radiation detector and radiation diagnostic equipment Download PDF

Info

Publication number
JP7362270B2
JP7362270B2 JP2019048267A JP2019048267A JP7362270B2 JP 7362270 B2 JP7362270 B2 JP 7362270B2 JP 2019048267 A JP2019048267 A JP 2019048267A JP 2019048267 A JP2019048267 A JP 2019048267A JP 7362270 B2 JP7362270 B2 JP 7362270B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
readout
control signal
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019048267A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020148708A (en
Inventor
輝 西島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Canon Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Medical Systems Corp filed Critical Canon Medical Systems Corp
Priority to JP2019048267A priority Critical patent/JP7362270B2/en
Publication of JP2020148708A publication Critical patent/JP2020148708A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7362270B2 publication Critical patent/JP7362270B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器及び放射線診断装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a radiation detector and a radiation diagnostic apparatus.

X線コンピュータ断層撮影装置のX線検出器において、半導体回路が用いられている。このような半導体回路は、X線に暴露され得る環境で用いられている。半導体回路は、X線の被曝により劣化する。半導体回路がX線の被曝により劣化すると、信号の読み出しに関する制御信号もまた劣化する。 A semiconductor circuit is used in an X-ray detector of an X-ray computed tomography apparatus. Such semiconductor circuits are used in environments where they may be exposed to X-rays. Semiconductor circuits deteriorate due to exposure to X-rays. When semiconductor circuits deteriorate due to exposure to X-rays, control signals related to signal readout also deteriorate.

半導体回路は、例えば、耐放射線半導体プロセスを用いて製造されたり、X線から遮蔽された領域に配置されたりしている。しかし、遮蔽領域の大きさ及び位置には制限があり、X線検出器の内部のレイアウトの自由度が制限されたりする。さらに、X線検出器へ入射したX線により生じた散乱線は、遮蔽領域にも入射し得る。このため、半導体回路へのX線の入射を無くすことができない。 Semiconductor circuits are, for example, manufactured using radiation-resistant semiconductor processes or placed in areas shielded from X-rays. However, there are restrictions on the size and position of the shielding area, which may limit the degree of freedom in the internal layout of the X-ray detector. Furthermore, scattered rays generated by the X-rays incident on the X-ray detector may also be incident on the shielded area. For this reason, it is impossible to prevent X-rays from entering the semiconductor circuit.

特開2007-221368号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-221368 特開昭62-59472号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-59472 特開平8-274598号公報Japanese Patent Application Publication No. 8-274598

発明が解決しようとする課題は、放射線で劣化した半導体回路の動作を補償することができる放射線検出器及び放射線診断装置を提供することである。 The problem to be solved by the invention is to provide a radiation detector and a radiation diagnostic apparatus that can compensate for the operation of a semiconductor circuit degraded by radiation.

実施形態に係る放射線検出器は、光センサ部、読出回路、読出制御部及び補正部を備える。光センサ部は、入射放射線に応じた電気信号を出力する。読出回路は、前記光センサ部に接続され、制御信号に従うタイミングで前記電気信号を読み出す。読出制御部は、前記読出回路の読み出しタイミングを制御する。補正部は、前記制御信号の波形が変化したとき、前記制御信号を補正する。 The radiation detector according to the embodiment includes an optical sensor section, a readout circuit, a readout control section, and a correction section. The optical sensor section outputs an electrical signal according to incident radiation. A readout circuit is connected to the optical sensor section and reads out the electrical signal at a timing according to a control signal. The read control section controls read timing of the read circuit. The correction section corrects the control signal when the waveform of the control signal changes.

図1は、第1の実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to the first embodiment. 図2は、図1のX線検出器の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the X-ray detector shown in FIG. 1. 図3は、図2の読出回路の配置の一例について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the arrangement of the readout circuit in FIG. 2. In FIG. 図4は、図2の判定回路の動作の一例について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the operation of the determination circuit in FIG. 2. In FIG. 図5は、第2の実施形態に係るX線検出器の構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of an X-ray detector according to the second embodiment. 図6は、図5のダミー回路の配置の一例について説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the arrangement of the dummy circuit in FIG. 5. In FIG.

[第1の実施形態]
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置を説明する。
[First embodiment]
Hereinafter, a radiation detector and a radiation diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る放射線検出器は、X線やガンマ線等の任意の放射線を検出する検出器に適用可能である。本実施形態に係る放射線診断装置は、X線コンピュータ断層撮影装置やX線診断装置、核医学診断装置に適用可能である。以下、本実施形態に係る放射線診断装置は、X線コンピュータ断層撮影装置であるとする。本実施形態に係る放射線検出器は、X線コンピュータ断層撮影装置により搭載されるX線検出器であるとする。 The radiation detector according to this embodiment is applicable to a detector that detects arbitrary radiation such as X-rays and gamma rays. The radiological diagnostic apparatus according to this embodiment is applicable to an X-ray computed tomography apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, and a nuclear medicine diagnostic apparatus. Hereinafter, it is assumed that the radiological diagnostic apparatus according to this embodiment is an X-ray computed tomography apparatus. It is assumed that the radiation detector according to this embodiment is an X-ray detector installed in an X-ray computed tomography apparatus.

X線コンピュータ断層撮影装置(CT装置)には、第3世代CT、第4世代CT等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。ここで、第3世代CTは、X線管と検出器とが一体として被検体の周囲を回転するRotate/Rotate-Typeである。第4世代CTは、リング状にアレイされた多数のX線検出素子が固定され、X線管のみが被検体の周囲を回転するStationary/Rotate-Typeである。 There are various types of X-ray computed tomography apparatuses (CT apparatuses), such as third generation CT and fourth generation CT, and any type can be applied to this embodiment. Here, the third generation CT is a Rotate/Rotate-Type in which the X-ray tube and the detector rotate together around the subject. The fourth generation CT is a Stationary/Rotate-Type in which a large number of X-ray detection elements arrayed in a ring shape are fixed, and only the X-ray tube rotates around the subject.

図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置1の構成を示す図である。X線コンピュータ断層撮影装置1は、X線管11から被検体Pに対してX線を照射し、照射されたX線をX線検出器12で検出する。X線コンピュータ断層撮影装置1は、X線検出器12からの出力に基づいて被検体Pに関するCT画像を生成する。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an X-ray computed tomography apparatus 1 according to this embodiment. The X-ray computed tomography apparatus 1 irradiates a subject P with X-rays from an X-ray tube 11, and detects the irradiated X-rays with an X-ray detector 12. The X-ray computed tomography apparatus 1 generates a CT image regarding the subject P based on the output from the X-ray detector 12.

図1に示すように、X線コンピュータ断層撮影装置1は、架台10、寝台30及びコンソール40を有する。なお、図1では説明の都合上、架台10が複数描画されている。架台10は、被検体PをX線CT撮影するための構成を有するスキャン装置である。寝台30は、X線CT撮影の対象となる被検体Pを載置し、被検体Pを位置決めするための搬送装置である。コンソール40は、架台10を制御するコンピュータである。例えば、架台10及び寝台30はCT検査室に設置され、コンソール40はCT検査室に隣接する制御室に設置される。架台10、寝台30及びコンソール40は互いに通信可能に有線または無線で接続されている。なお、コンソール40は、必ずしも制御室に設置されなくてもよい。例えば、コンソール40は、架台10及び寝台30とともに同一の部屋に設置されてもよい。また、コンソール40が架台10に組み込まれてもよい。 As shown in FIG. 1, the X-ray computed tomography apparatus 1 includes a pedestal 10, a bed 30, and a console 40. In addition, in FIG. 1, a plurality of mounts 10 are drawn for convenience of explanation. The pedestal 10 is a scanning device having a configuration for performing X-ray CT imaging of the subject P. The bed 30 is a transport device on which a subject P to be subjected to X-ray CT imaging is placed and for positioning the subject P. The console 40 is a computer that controls the gantry 10. For example, the gantry 10 and bed 30 are installed in a CT examination room, and the console 40 is installed in a control room adjacent to the CT examination room. The gantry 10, the bed 30, and the console 40 are connected to each other by wire or wirelessly so that they can communicate with each other. Note that the console 40 does not necessarily have to be installed in the control room. For example, the console 40 may be installed in the same room with the gantry 10 and the bed 30. Further, the console 40 may be incorporated into the pedestal 10.

図1に示すように、架台10は、X線管11、X線検出器12、回転フレーム13、X線高電圧装置14、制御装置15、ウェッジ16、コリメータ17及びデータ収集回路(DAS:Data Acquisition System)18を有する。 As shown in FIG. 1, the gantry 10 includes an X-ray tube 11, an Acquisition System) 18.

X線管11は、X線を被検体Pに照射する。具体的には、X線管11は、熱電子を発生する陰極と、陰極から飛翔する熱電子を受けてX線を発生する陽極と、陰極と陽極とを保持する真空管とを含む。X線管11は、高圧ケーブルを介してX線高電圧装置14に接続されている。陰極と陽極との間には、X線高電圧装置14により管電圧が印加される。管電圧の印加により陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔する。陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔することにより管電流が流れる。X線高電圧装置14からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子が飛翔し、熱電子が陽極に衝突することによりX線が発生される。例えば、X線管11には、回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管がある。 The X-ray tube 11 irradiates the subject P with X-rays. Specifically, the X-ray tube 11 includes a cathode that generates thermoelectrons, an anode that generates X-rays by receiving the thermoelectrons flying from the cathode, and a vacuum tube that holds the cathode and the anode. The X-ray tube 11 is connected to an X-ray high voltage device 14 via a high voltage cable. A tube voltage is applied between the cathode and the anode by an X-ray high voltage device 14. Application of tube voltage causes thermoelectrons to fly from the cathode to the anode. Tube current flows as thermoelectrons fly from the cathode to the anode. By applying high voltage and supplying filament current from the X-ray high voltage device 14, thermoelectrons fly from the cathode (filament) toward the anode (target), and X-rays are generated when the thermoelectrons collide with the anode. be done. For example, the X-ray tube 11 includes a rotating anode type X-ray tube that generates X-rays by irradiating a rotating anode with thermoelectrons.

なお、X線を発生させるハードウェアはX線管11に限られない。例えば、X線管11に代えて、第5世代方式を用いてX線を発生させることにしても構わない。第5世代方式は、電子銃から発生した電子ビームを集束させるフォーカスコイルと、電磁偏向させる偏向コイルと、被検体Pの半周を囲い偏向した電子ビームが衝突することによってX線を発生させるターゲットリングとを含む。 Note that the hardware that generates X-rays is not limited to the X-ray tube 11. For example, instead of the X-ray tube 11, a fifth generation method may be used to generate X-rays. The fifth generation method consists of a focus coil that focuses the electron beam generated from the electron gun, a deflection coil that electromagnetically deflects it, and a target ring that surrounds half the circumference of the subject P and generates X-rays when the deflected electron beam collides with it. including.

X線検出器12は、X線管11から照射され被検体Pを通過したX線を検出し、検出されたX線の線量に対応した電気信号をDAS18に出力する。X線検出器12は、チャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたX線検出素子列がスライス方向(列方向)に複数配列された構造を有する。X線検出器12は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射X線量に応じた光量の光を出力する。グリッドは、シンチレータアレイのX線入射面側に配置され、散乱X線を吸収するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ(1次元コリメータ又は2次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光の光量に応じた電気信号に変換する。光センサとしては、例えば、フォトダイオードが用いられる。 The X-ray detector 12 detects the X-rays emitted from the X-ray tube 11 and passed through the subject P, and outputs an electrical signal corresponding to the dose of the detected X-rays to the DAS 18. The X-ray detector 12 has a structure in which a plurality of X-ray detection element rows in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in the channel direction are arranged in the slice direction (column direction). The X-ray detector 12 is, for example, an indirect conversion type detector having a grid, a scintillator array, and a photosensor array. A scintillator array has multiple scintillators. The scintillator outputs light in an amount corresponding to the amount of incident X-rays. The grid is disposed on the X-ray incident surface side of the scintillator array and has an X-ray shielding plate that absorbs scattered X-rays. Note that the grid is sometimes called a collimator (one-dimensional collimator or two-dimensional collimator). The optical sensor array converts the light from the scintillator into an electrical signal according to the amount of light. For example, a photodiode is used as the optical sensor.

回転フレーム13は、X線管11とX線検出器12とを回転軸(Z軸)回りに回転可能に支持する円環状のフレームである。具体的には、回転フレーム13は、X線管11とX線検出器12とを対向支持する。回転フレーム13は、固定フレーム(図示せず)に回転軸回りに回転可能に支持される。制御装置15により回転フレーム13が回転軸回りに回転することによりX線管11とX線検出器12とを回転軸回りに回転させる。回転フレーム13は、制御装置15の駆動機構からの動力を受けて回転軸回りに一定の角速度で回転する。回転フレーム13の開口部19には、画像視野(FOV)が設定される。 The rotating frame 13 is an annular frame that rotatably supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 around a rotation axis (Z-axis). Specifically, the rotating frame 13 supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 so as to face each other. The rotating frame 13 is supported by a fixed frame (not shown) so as to be rotatable around a rotation axis. The control device 15 causes the rotating frame 13 to rotate around the rotation axis, thereby causing the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 to rotate around the rotation axis. The rotating frame 13 receives power from the drive mechanism of the control device 15 and rotates around the rotation axis at a constant angular velocity. An image field of view (FOV) is set in the opening 19 of the rotating frame 13.

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム13の回転軸又は寝台30の天板33の長手方向をZ軸方向、Z軸方向に直交し床面に対し水平である軸方向をX軸方向、Z軸方向に直交し床面に対し垂直である軸方向をY軸方向と定義する。 In this embodiment, the rotation axis of the rotation frame 13 in a non-tilted state or the longitudinal direction of the top plate 33 of the bed 30 is the Z-axis direction, and the axis direction perpendicular to the Z-axis direction and horizontal to the floor surface is the X-axis direction. An axial direction that is orthogonal to the axial direction and the Z-axis direction and perpendicular to the floor surface is defined as the Y-axis direction.

X線高電圧装置14は、高電圧発生装置及びX線制御装置を有する。高電圧発生装置は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧及びX線管11に供給するフィラメント電流を発生する。X線制御装置は、X線管11が照射するX線に応じた出力電圧の制御を行う。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。X線高電圧装置14は、架台10内の回転フレーム13に設けられてもよいし、架台10内の固定フレーム(図示しない)に設けられても構わない。 The X-ray high voltage device 14 includes a high voltage generator and an X-ray control device. The high voltage generator includes electric circuits such as a transformer and a rectifier, and generates a high voltage to be applied to the X-ray tube 11 and a filament current to be supplied to the X-ray tube 11. The X-ray control device controls the output voltage according to the X-rays emitted by the X-ray tube 11. The high voltage generator may be of a transformer type or an inverter type. The X-ray high voltage device 14 may be provided on the rotating frame 13 within the gantry 10, or may be provided on a fixed frame (not shown) within the gantry 10.

ウェッジ16は、被検体Pに照射されるX線の線量を調節する。具体的には、ウェッジ16は、X線管11から被検体Pへ照射されるX線の線量が予め定められた分布になるようにX線を減衰する。例えば、ウェッジ16としては、ウェッジフィルタ(wedge filter)やボウタイフィルタ(bow-tie filter)等のアルミニウム等の金属板が用いられる。 The wedge 16 adjusts the dose of X-rays irradiated to the subject P. Specifically, the wedge 16 attenuates the X-rays so that the dose of the X-rays irradiated from the X-ray tube 11 to the subject P becomes a predetermined distribution. For example, as the wedge 16, a metal plate such as aluminum, such as a wedge filter or a bow-tie filter, is used.

コリメータ17は、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を限定する。コリメータ17は、X線を遮蔽する複数の鉛板をスライド可能に支持し、複数の鉛板により形成されるスリットの形態を調節する。なお、コリメータ17は、X線絞りと呼ばれる場合もある。 The collimator 17 limits the irradiation range of the X-rays that have passed through the wedge 16. The collimator 17 slidably supports a plurality of lead plates that shield X-rays, and adjusts the shape of the slit formed by the plurality of lead plates. Note that the collimator 17 is sometimes called an X-ray diaphragm.

DAS18は、X線検出器12により検出されたX線の線量に応じた電気信号をX線検出器12から読み出す。DAS18は、読み出した電気信号を増幅し、ビュー期間に亘り電気信号を積分することにより当該ビュー期間に亘るX線の線量に応じたデジタル値を有する検出データを収集する。検出データは、投影データと呼ばれる。DAS18は、例えば、投影データを生成可能な回路素子を搭載した特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)により実現される。投影データは、非接触データ伝送装置等を介してコンソール40に伝送される。 The DAS 18 reads out an electrical signal from the X-ray detector 12 according to the dose of X-rays detected by the X-ray detector 12 . The DAS 18 amplifies the read electrical signal and integrates the electrical signal over the viewing period to collect detection data having a digital value corresponding to the X-ray dose over the viewing period. The detected data is called projection data. The DAS 18 is realized, for example, by an application specific integrated circuit (ASIC) equipped with circuit elements capable of generating projection data. The projection data is transmitted to the console 40 via a non-contact data transmission device or the like.

制御装置15は、コンソール40の処理回路44のシステム制御機能441に従いX線CT撮影を実行するためにX線高電圧装置14やDAS18を制御する。制御装置15は、CPU(Central Processing Unit)あるいはMPU(Micro Processing Unit)等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、CPU等のプロセッサとROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリとを有する。また、制御装置15は、ASICやフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA)により実現されてもよい。また、制御装置15は、他の複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)又は単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)により実現されてもよい。制御装置15は、コンソール40若しくは架台10に取り付けられた、後述する入力インターフェース43からの入力信号を受けて、架台10及び寝台30の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置15は、入力信号を受けて回転フレーム13を回転させる制御や、架台10をチルトさせる制御、及び寝台30及び天板33を動作させる制御を行う。なお、架台10をチルトさせる制御は、架台10に取り付けられた入力インターフェースによって入力される傾斜角度(チルト角度)情報により、制御装置15がX軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム13を回転させることによって実現される。なお、制御装置15は架台10に設けられてもよいし、コンソール40に設けられても構わない。 The control device 15 controls the X-ray high voltage device 14 and the DAS 18 in accordance with the system control function 441 of the processing circuit 44 of the console 40 to perform X-ray CT imaging. The control device 15 includes a processing circuit including a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit), and a drive mechanism such as a motor and an actuator. The processing circuit includes a processor such as a CPU and a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory) as hardware resources. Further, the control device 15 may be realized by an ASIC or a field programmable gate array (FPGA). Further, the control device 15 may be realized by another complex programmable logic device (CPLD) or a simple programmable logic device (SPLD). The control device 15 has a function of receiving an input signal from an input interface 43 attached to the console 40 or the pedestal 10 and controlling the operation of the pedestal 10 and the bed 30, which will be described later. For example, the control device 15 receives an input signal and performs control to rotate the rotating frame 13, control to tilt the pedestal 10, and control to operate the bed 30 and the top plate 33. Note that the control for tilting the pedestal 10 is such that the control device 15 rotates the rotating frame 13 around an axis parallel to the X-axis direction based on inclination angle (tilt angle) information input through an input interface attached to the pedestal 10. This is achieved by making Note that the control device 15 may be provided on the pedestal 10 or may be provided on the console 40.

寝台30は、基台31、支持フレーム32、天板33及び寝台駆動装置34を備える。基台31は、床面に設置される。基台31は、支持フレーム32を、床面に対して垂直方向(Y軸方向)に移動可能に支持する筐体である。支持フレーム32は、基台31の上部に設けられるフレームである。支持フレーム32は、天板33を中心軸(Z軸)に沿ってスライド可能に支持する。天板33は、被検体Pが載置される柔軟性を有する板である。 The bed 30 includes a base 31, a support frame 32, a top plate 33, and a bed driving device 34. The base 31 is installed on the floor. The base 31 is a housing that supports the support frame 32 so as to be movable in the direction perpendicular to the floor (Y-axis direction). The support frame 32 is a frame provided above the base 31. The support frame 32 supports the top plate 33 so as to be slidable along the central axis (Z-axis). The top plate 33 is a flexible plate on which the subject P is placed.

寝台駆動装置34は、寝台30の筐体内に収容される。寝台駆動装置34は、被検体Pが載置された支持フレーム32と天板33とを移動させるための動力を発生するモータ又はアクチュエータである。寝台駆動装置34は、コンソール40等による制御に従い作動する。 The bed driving device 34 is housed within the casing of the bed 30. The bed driving device 34 is a motor or actuator that generates power for moving the support frame 32 on which the subject P is placed and the top plate 33. The bed driving device 34 operates under control from a console 40 or the like.

コンソール40は、メモリ41、ディスプレイ42、入力インターフェース43及び処理回路44を有する。メモリ41とディスプレイ42と入力インターフェース43と処理回路44との間のデータ通信は、バス(BUS)を介して行われる。なお、コンソール40は架台10とは別体として説明するが、架台10にコンソール40又はコンソール40の各構成要素の一部が含まれてもよい。 Console 40 has memory 41 , display 42 , input interface 43 and processing circuitry 44 . Data communication between the memory 41, display 42, input interface 43, and processing circuit 44 is performed via a bus (BUS). Although the console 40 will be described as being separate from the pedestal 10, the pedestal 10 may include the console 40 or a part of each component of the console 40.

メモリ41は、種々の情報を記憶するHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ41は、例えば、投影データや再構成画像データを記憶する。メモリ41は、HDDやSSD等以外にも、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体であってもよい。メモリ41は、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ41の保存領域は、X線コンピュータ断層撮影装置1内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。 The memory 41 is a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or an integrated circuit storage device that stores various information. The memory 41 stores, for example, projection data and reconstructed image data. The memory 41 may be a portable storage medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), or a flash memory, in addition to an HDD or an SSD. The memory 41 may be a drive device that reads and writes various information to and from a semiconductor memory element such as a flash memory and a RAM (Random Access Memory). Furthermore, the storage area of the memory 41 may be located within the X-ray computed tomography apparatus 1 or may be located within an external storage device connected via a network.

ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路44によって生成された医用画像(CT画像)や、操作者からの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を出力する。ディスプレイ42としては、種々の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。例えばディスプレイ42として、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、有機ELディスプレイ(OELD:Organic Electro Luminescence Display)又はプラズマディスプレイが使用可能である。また、ディスプレイ42は、架台10に設けられてもよい。また、ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。 The display 42 displays various information. For example, the display 42 outputs a medical image (CT image) generated by the processing circuit 44, a GUI (Graphical User Interface) for accepting various operations from an operator, and the like. As the display 42, various arbitrary displays can be used as appropriate. For example, as the display 42, a liquid crystal display (LCD), a CRT (cathode ray tube) display, an organic EL display (OELD), or a plasma display can be used. Further, the display 42 may be provided on the pedestal 10. Further, the display 42 may be of a desktop type, or may be configured with a tablet terminal or the like that can communicate wirelessly with the console 40 main body.

入力インターフェース43は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路44に出力する。例えば、入力インターフェース43は、投影データを収集する際の収集条件や、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。入力インターフェース43としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜、使用可能となっている。なお、本実施形態において、入力インターフェース43は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路44へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース43の例に含まれる。また、入力インターフェース43は、架台10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。 The input interface 43 receives various input operations from an operator, converts the received input operations into electrical signals, and outputs the electrical signals to the processing circuit 44 . For example, the input interface 43 receives from the operator acquisition conditions when collecting projection data, reconstruction conditions when reconstructing a CT image, image processing conditions when generating a post-processed image from a CT image, etc. . As the input interface 43, for example, a mouse, keyboard, trackball, switch, button, joystick, touch pad, touch panel display, etc. can be used as appropriate. Note that in this embodiment, the input interface 43 is not limited to one that includes physical operation components such as a mouse, keyboard, trackball, switch, button, joystick, touch pad, and touch panel display. For example, examples of the input interface 43 include an electrical signal processing circuit that receives an electrical signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the device and outputs this electrical signal to the processing circuit 44. . Further, the input interface 43 may be provided on the pedestal 10. Furthermore, the input interface 43 may be configured with a tablet terminal or the like that can communicate wirelessly with the console 40 main body.

処理回路44は、入力インターフェース43から出力される入力操作の電気信号に応じてX線コンピュータ断層撮影装置1全体の動作を制御する。処理回路44は、X線検出器12から出力された電気信号に基づいて画像データを生成する。処理回路44は、画像生成部の一例である。例えば、処理回路44は、ハードウェア資源として、CPUやMPU、GPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサとROMやRAM等のメモリとを有する。処理回路44は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、システム制御機能441、前処理機能442、再構成処理機能443、画像処理機能444、表示制御機能445等を実行する。なお、各機能441~445は単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能441~445を実現するものとしても構わない。 The processing circuit 44 controls the overall operation of the X-ray computed tomography apparatus 1 according to the electrical signal of the input operation output from the input interface 43. The processing circuit 44 generates image data based on the electrical signal output from the X-ray detector 12. The processing circuit 44 is an example of an image generation section. For example, the processing circuit 44 includes a processor such as a CPU, an MPU, or a GPU (Graphics Processing Unit), and a memory such as a ROM or RAM as hardware resources. The processing circuit 44 executes a system control function 441, a preprocessing function 442, a reconstruction processing function 443, an image processing function 444, a display control function 445, etc. using a processor that executes a program developed in the memory. Note that each of the functions 441 to 445 is not limited to being implemented by a single processing circuit. A processing circuit may be configured by combining a plurality of independent processors, and the functions 441 to 445 may be realized by each processor executing a program.

システム制御機能441において処理回路44は、X線CT撮影を行うためX線高電圧装置14と制御装置15とDAS18とを制御する。 In the system control function 441, the processing circuit 44 controls the X-ray high voltage device 14, the control device 15, and the DAS 18 to perform X-ray CT imaging.

前処理機能442において処理回路44は、DAS18から出力された投影データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施す。 In the preprocessing function 442, the processing circuit 44 performs preprocessing such as logarithmic transformation processing, offset correction processing, inter-channel sensitivity correction processing, and beam hardening correction on the projection data output from the DAS 18.

再構成処理機能443において処理回路44は、前処理機能442による前処理後の投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行い、CT画像データを生成する。 In the reconstruction processing function 443, the processing circuit 44 performs reconstruction processing using a filtered back projection method, a successive approximation reconstruction method, etc. on the projection data preprocessed by the preprocessing function 442, and converts the CT image data generate.

画像処理機能444において処理回路44は、再構成処理機能443によって生成されたCT画像データを、任意断面の断面画像データや任意視点方向のレンダリング画像データに変換する。変換は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて行われる。例えば、処理回路44は、当該CT画像データにボリュームレンダリングや、サーフェスレンダリング、画像値投影処理、MPR(Multi-Planar Reconstruction)処理、CPR(Curved MPR)処理等の3次元画像処理を施して、任意視点方向のレンダリング画像データを生成する。なお、任意視点方向のレンダリング画像データの生成は再構成処理機能443が直接行っても構わない。 In the image processing function 444, the processing circuit 44 converts the CT image data generated by the reconstruction processing function 443 into cross-sectional image data of an arbitrary cross section or rendered image data of an arbitrary viewpoint direction. The conversion is performed based on input operations received from the operator via the input interface 43. For example, the processing circuit 44 performs three-dimensional image processing such as volume rendering, surface rendering, image value projection processing, MPR (Multi-Planar Reconstruction) processing, and CPR (Curved MPR) processing on the CT image data to perform arbitrary processing. Generate rendering image data in the viewpoint direction. Note that the reconstruction processing function 443 may directly generate rendering image data in an arbitrary viewpoint direction.

表示制御機能445において処理回路44は、画像処理機能444により生成された各種画像データに基づいて、画像をディスプレイ42に表示させる。ディスプレイ42に表示させる画像は、CT画像データに基づくCT画像、任意断面の断面画像データに基づく断面画像、任意視点方向のレンダリング画像データに基づく任意視点方向のレンダリング画像等を含む。 In the display control function 445, the processing circuit 44 causes the display 42 to display an image based on various image data generated by the image processing function 444. The images displayed on the display 42 include a CT image based on CT image data, a cross-sectional image based on cross-sectional image data of an arbitrary cross section, a rendered image in an arbitrary viewpoint direction based on rendered image data in an arbitrary viewpoint direction, and the like.

なお、コンソール40は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。例えば、前処理機能442、再構成処理機能443等の処理回路44の機能を分散して有しても構わない。 Note that although the console 40 has been described as a single console that executes a plurality of functions, the plurality of functions may be executed by separate consoles. For example, the functions of the processing circuit 44, such as the preprocessing function 442 and the reconstruction processing function 443, may be distributed.

なお、処理回路44は、コンソール40に含まれる場合に限らず、複数の医用画像診断装置にて取得された検出データに対する処理を一括して行う統合サーバに含まれてもよい。 Note that the processing circuit 44 is not limited to being included in the console 40, but may be included in an integrated server that collectively processes detection data acquired by a plurality of medical image diagnostic apparatuses.

なお、後処理は、コンソール40又は外部のワークステーションのどちらで実施することにしても構わない。また、コンソール40とワークステーションの両方で同時に処理することにしても構わない。 Note that the post-processing may be performed either on the console 40 or on an external workstation. Further, processing may be performed simultaneously on both the console 40 and the workstation.

なお、本実施形態に係る技術は、一管球型のX線コンピュータ断層撮影装置にも、X線管と検出器との複数のペアを回転リングに搭載した、いわゆる多管球型のX線コンピュータ断層撮影装置にも適用可能である。 Note that the technology according to this embodiment can be applied to both a single-tube type X-ray computed tomography apparatus and a so-called multi-tube type X-ray apparatus in which multiple pairs of X-ray tubes and detectors are mounted on a rotating ring. It is also applicable to computerized tomography devices.

次に、本実施形態に係るX線検出器12の構成について説明する。 Next, the configuration of the X-ray detector 12 according to this embodiment will be explained.

図2は、図1のX線検出器12の構成の一例を示す図である。図3は、図2の読出回路123の配置の一例について説明するための図である。図2のX線検出器12は、列単位で逐次的に信号収集を行う逐次収集型の検出器である。なお、全列について同時に信号収集を行う同時収集型の検出器であっても、本技術は適用可能である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the X-ray detector 12 in FIG. 1. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the arrangement of the readout circuit 123 in FIG. 2. In FIG. The X-ray detector 12 in FIG. 2 is a sequential acquisition type detector that sequentially acquires signals column by column. Note that the present technique is also applicable to a simultaneous acquisition type detector that simultaneously acquires signals for all columns.

図2に示すように、X線検出器12は、光センサ部121、読出回路123及び制御回路125を有する。具体的には、X線検出器12は、図示しない複数のX線検出器モジュールを有する。複数のX線検出器モジュールは、チャネル方向にタイリングされている。各々のX線検出器モジュールには、光センサ部121、読出回路123及び制御回路125が設けられている。なお、制御回路125は、複数のX線検出器モジュールごとに設けられていてもよい。また、図3に示すように、X線検出器12は、グリッド129をさらに備える。 As shown in FIG. 2, the X-ray detector 12 includes a photosensor section 121, a readout circuit 123, and a control circuit 125. Specifically, the X-ray detector 12 includes a plurality of X-ray detector modules (not shown). The multiple X-ray detector modules are tiled in the channel direction. Each X-ray detector module is provided with an optical sensor section 121, a readout circuit 123, and a control circuit 125. Note that the control circuit 125 may be provided for each of a plurality of X-ray detector modules. Moreover, as shown in FIG. 3, the X-ray detector 12 further includes a grid 129.

光センサ部121は、例えばシンチレータアレイ及び光センサアレイを含む。シンチレータアレイは、光センサアレイのX線入射面側に配置される。光センサ部121は、入射X線に応じた電気信号を出力する。電気信号の出力は、光センサ部121に入力された制御信号に基づいて行われる。図2に示すように、光センサ部121は、X線検出素子121a及び読出スイッチ121bを有する。X線検出素子121a及び読出スイッチ121bは、チャネル方向及び列方向に関して2次元状に配列されている。 The optical sensor section 121 includes, for example, a scintillator array and an optical sensor array. The scintillator array is arranged on the X-ray incident surface side of the optical sensor array. The optical sensor section 121 outputs an electrical signal according to incident X-rays. The electrical signal is output based on a control signal input to the optical sensor section 121. As shown in FIG. 2, the optical sensor section 121 includes an X-ray detection element 121a and a readout switch 121b. The X-ray detection elements 121a and readout switches 121b are arranged two-dimensionally in the channel direction and the column direction.

X線検出素子121aは、放射線検出素子の一例である。光センサ部121は、複数のX線検出素子121aが配列された構造を有する。図3に示すように、複数のX線検出素子121aの各々は、シンチレータ121aa及びフォトダイオード121abを含む。つまり、光センサ部121において、複数のシンチレータ121aa及び複数のフォトダイオード121abは、それぞれチャネル方向及び列方向に関して2次元状に配列されていると表現できる。また、複数のシンチレータ121aaは、複数のフォトダイオード121abのX線入射面側に配置されていると表現できる。図2及び図3には、複数のX線検出素子121aのうち一部のX線検出素子121aが模式的に示されている。図2に示すように、複数のX線検出素子121aは、複数の読出スイッチ121bにそれぞれ接続されている。 The X-ray detection element 121a is an example of a radiation detection element. The optical sensor section 121 has a structure in which a plurality of X-ray detection elements 121a are arranged. As shown in FIG. 3, each of the plurality of X-ray detection elements 121a includes a scintillator 121aa and a photodiode 121ab. That is, in the optical sensor section 121, the plurality of scintillators 121aa and the plurality of photodiodes 121ab can be expressed as being arranged two-dimensionally in the channel direction and the column direction, respectively. Furthermore, it can be expressed that the plurality of scintillators 121aa are arranged on the X-ray incident surface side of the plurality of photodiodes 121ab. 2 and 3 schematically show some of the X-ray detection elements 121a among the plurality of X-ray detection elements 121a. As shown in FIG. 2, the plurality of X-ray detection elements 121a are respectively connected to the plurality of readout switches 121b.

図2に示すように、複数の読出スイッチ121bは、読出回路123にそれぞれ接続されている。複数の読出スイッチ121bには、制御回路125から制御信号がそれぞれ入力される。各々の読出スイッチ121bは、制御信号に基づいて駆動するスイッチング素子である。複数の読出スイッチ121bは、制御信号に従うタイミングで複数のX線検出素子121aと読出回路123との間を順番に導通状態とする。各々の読出スイッチ121bは、例えばMOS型の電界効果トランジスタ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:MOS-FET)等である。各々の読出スイッチ121bは、例えば、ゲート電圧が0Vのとき、接続されているX線検出素子121aと読出回路123との間を非導通状態とするエンハンスメント型のMOS-FETである。なお、各々の読出スイッチ121bは、例えば、ゲート電圧が0Vのとき、接続されているX線検出素子121aと読出回路123との間を導通状態とするデプレッション型のMOS-FETであってもよい。 As shown in FIG. 2, the plural read switches 121b are each connected to the read circuit 123. Control signals are input from the control circuit 125 to the plurality of read switches 121b, respectively. Each readout switch 121b is a switching element driven based on a control signal. The plurality of readout switches 121b sequentially turn on the plurality of X-ray detection elements 121a and the readout circuit 123 at timings according to control signals. Each readout switch 121b is, for example, a MOS type field effect transistor (MOS-FET). Each readout switch 121b is, for example, an enhancement type MOS-FET that makes the connection between the connected X-ray detection element 121a and the readout circuit 123 non-conductive when the gate voltage is 0V. Note that each readout switch 121b may be a depletion type MOS-FET that establishes conduction between the connected X-ray detection element 121a and the readout circuit 123, for example, when the gate voltage is 0V. .

グリッド129は、複数のX線検出素子121aへの入射X線をX線焦点に照準する。図3に示すように、グリッド129は、光センサ部121のX線入射面側に配置されている。グリッド129は、X線を吸収する複数のX線遮蔽板129aを有する。各々のX線遮蔽板129aは、光線R10及び光線R30のように、X線遮蔽板129aへ入射したX線を吸収する。グリッド129は、光線R20のように、複数のX線検出素子121aに対する直接線を通過させる。 The grid 129 aims the X-rays incident on the plurality of X-ray detection elements 121a to an X-ray focal point. As shown in FIG. 3, the grid 129 is arranged on the X-ray incident surface side of the optical sensor section 121. The grid 129 has a plurality of X-ray shielding plates 129a that absorb X-rays. Each X-ray shielding plate 129a absorbs X-rays incident on the X-ray shielding plate 129a, such as light rays R10 and R30. The grid 129 allows direct rays to pass through the plurality of X-ray detection elements 121a, such as the light ray R20.

読出回路123等の半導体回路は、X線の被曝により劣化するため、耐放射線半導体プロセスを用いて製造されたり、X線から遮蔽された領域に配置されたりしていることが好ましい。図3に示すように、光センサ部121の設けられた基板上には、グリッド129によって入射X線から遮蔽された遮蔽領域SAが存在する。遮蔽領域SAは、グリッド129を通過した光線R20等の直接線が到達しない領域である。遮蔽領域SAは、光センサ部121のうち、シンチレータアレイの一部及び/又は光センサアレイの一部を含む。 Semiconductor circuits such as the readout circuit 123 deteriorate due to exposure to X-rays, so it is preferable that they be manufactured using a radiation-resistant semiconductor process or placed in a region shielded from X-rays. As shown in FIG. 3, a shielding area SA shielded from incident X-rays by a grid 129 exists on the substrate where the optical sensor section 121 is provided. The shield area SA is an area where direct rays such as the light ray R20 passing through the grid 129 do not reach. The shielding area SA includes a part of the scintillator array and/or a part of the optical sensor array in the optical sensor section 121.

しかしながら、遮蔽領域SAの大きさ及び位置には制限がある。遮蔽領域SAを大きくすると、X線検出器12への入射X線の線量が低下する可能性がある。また、光センサ部121から電気信号を読み出すための半導体回路は、光センサ部121に隣接して設けられることが好ましい。このため、X線検出器12の内部のレイアウトの自由度が制限されていたりする。 However, there are limits to the size and position of the shield area SA. Increasing the shield area SA may reduce the dose of X-rays incident on the X-ray detector 12. Further, it is preferable that a semiconductor circuit for reading electrical signals from the optical sensor section 121 be provided adjacent to the optical sensor section 121. For this reason, the degree of freedom in the internal layout of the X-ray detector 12 may be limited.

本実施形態では、図3に示すように、遮蔽領域SAの内部に読出回路123が配置されている場合を例として説明を続ける。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the description will be continued taking as an example the case where the readout circuit 123 is arranged inside the shielding area SA.

読出回路123は、光センサ部121に接続されている。読出回路123は、制御信号に従うタイミングで光センサ部121から電気信号を読み出す。読出回路123は、DAS18にさらに接続されている。読出回路123は、読み出した電気信号をDAS18へ出力する。図2に示すように、読出回路123は、スイッチ駆動回路123a、クロック123b、遅延回路123c及び読出線123dを有する。 The readout circuit 123 is connected to the optical sensor section 121. The readout circuit 123 reads out the electrical signal from the optical sensor section 121 at a timing according to the control signal. The read circuit 123 is further connected to the DAS 18. The reading circuit 123 outputs the read electrical signal to the DAS 18. As shown in FIG. 2, the readout circuit 123 includes a switch drive circuit 123a, a clock 123b, a delay circuit 123c, and a readout line 123d.

複数のスイッチ駆動回路123aは、複数の読出スイッチ121bにそれぞれ接続されている。複数のスイッチ駆動回路123aには、制御回路125から制御信号がそれぞれ入力される。複数のスイッチ駆動回路123aは、入力された制御信号に基づいて、複数の読出スイッチ121bを制御する制御信号をそれぞれ生成する。複数のスイッチ駆動回路123aは、生成した制御信号を複数の読出スイッチ121bへそれぞれ出力する。任意のスイッチ駆動回路123aは、制御回路125に接続されている。このとき、任意のスイッチ駆動回路123aは、読出スイッチ121bとともに、制御回路125へ制御信号を出力する。図2には一例として、4つのスイッチ駆動回路123aごとに、任意のスイッチ駆動回路123aが補正回路125cに接続されている場合が示されている。なお、補正回路125cと接続されている任意のスイッチ駆動回路123aは、1~3つのスイッチ駆動回路123aごとであってもよいし、5つ以上のスイッチ駆動回路123aごとであってもよい。 The plural switch drive circuits 123a are respectively connected to the plural read switches 121b. Control signals are input from the control circuit 125 to the plurality of switch drive circuits 123a, respectively. The plurality of switch drive circuits 123a each generate a control signal for controlling the plurality of readout switches 121b based on the input control signal. The plurality of switch drive circuits 123a output the generated control signals to the plurality of read switches 121b, respectively. Any switch drive circuit 123a is connected to a control circuit 125. At this time, the arbitrary switch drive circuit 123a outputs a control signal to the control circuit 125 together with the readout switch 121b. As an example, FIG. 2 shows a case where an arbitrary switch drive circuit 123a is connected to a correction circuit 125c for every four switch drive circuits 123a. Note that the arbitrary switch drive circuits 123a connected to the correction circuit 125c may be connected to every one to three switch drive circuits 123a, or every five or more switch drive circuits 123a.

クロック123bは、読出制御回路125a及び複数の遅延回路123cに接続されている。クロック123bは、例えば制御装置15に設けられているマスタークロックの出力に基づいて、複数の遅延回路123cを制御する制御信号を生成する。クロック123bは、読出制御回路125aから制御信号が入力されたとき、入力された制御信号に基づいて、複数の遅延回路123cを制御する制御信号を生成する。クロック123bは、生成した制御信号を複数の遅延回路123cへ出力する。 The clock 123b is connected to a read control circuit 125a and a plurality of delay circuits 123c. The clock 123b generates a control signal for controlling the plurality of delay circuits 123c, based on the output of a master clock provided in the control device 15, for example. When a control signal is input from the read control circuit 125a, the clock 123b generates a control signal for controlling the plurality of delay circuits 123c based on the input control signal. The clock 123b outputs the generated control signal to the plurality of delay circuits 123c.

複数の遅延回路123cは、読出制御回路125a及び複数のスイッチ駆動回路123aに接続されている。複数の遅延回路123cは、クロック123bから入力された制御信号に基づいて、それぞれ複数のスイッチ駆動回路123aを制御する制御信号を生成する。複数の遅延回路123cは、読出制御回路125aから制御信号が入力されたとき、入力された制御信号にさらに基づいて、複数のスイッチ駆動回路123aを制御する複数の制御信号を順次生成する。複数の遅延回路123cは、生成した複数の制御信号を複数のスイッチ駆動回路123aへ順次出力する。 The plurality of delay circuits 123c are connected to the read control circuit 125a and the plurality of switch drive circuits 123a. The plurality of delay circuits 123c each generate a control signal that controls the plurality of switch drive circuits 123a based on the control signal input from the clock 123b. When a control signal is input from the read control circuit 125a, the plurality of delay circuits 123c sequentially generate a plurality of control signals for controlling the plurality of switch drive circuits 123a based on the input control signal. The plurality of delay circuits 123c sequentially output the plurality of generated control signals to the plurality of switch drive circuits 123a.

読出線123dは、複数の読出スイッチ121bに接続されている。つまり、読出線123dは、複数の読出スイッチ121bを介して、複数のX線検出素子121aの各々に接続されている。読出線123dは、DAS18にさらに接続されている。 The read line 123d is connected to a plurality of read switches 121b. That is, the readout line 123d is connected to each of the plurality of X-ray detection elements 121a via the plurality of readout switches 121b. The read line 123d is further connected to the DAS18.

制御回路125は、読出回路123に接続されている。制御回路125は、読出回路123へ制御信号を出力する。制御回路125には、読出回路123を通過した制御信号又は読出回路123で生成された制御信号が入力される。制御回路125は、読出制御回路125a、メモリ125b及び補正回路125cを有する。 Control circuit 125 is connected to readout circuit 123. Control circuit 125 outputs a control signal to read circuit 123. A control signal that has passed through the readout circuit 123 or a control signal generated by the readout circuit 123 is input to the control circuit 125 . The control circuit 125 includes a read control circuit 125a, a memory 125b, and a correction circuit 125c.

読出制御回路125aは、メモリ125b及び補正回路125cに接続されている。読出制御回路125aは、読出制御部の一例である。読出制御回路125aは、読出回路123の読出タイミングを制御する制御信号を生成する。読出制御回路125aは、生成した制御信号を複数のスイッチ駆動回路123aへ出力する。読出制御回路125aは、補正回路125cから制御信号が入力されたとき、入力された制御信号に基づいて、読出回路123の読出タイミングを制御する制御信号を生成する。このとき、読出制御回路125aは、生成した制御信号を複数のスイッチ駆動回路123aとともに、クロック123b及び複数の遅延回路123cへ出力する。 The read control circuit 125a is connected to the memory 125b and the correction circuit 125c. The read control circuit 125a is an example of a read control section. The read control circuit 125a generates a control signal that controls the read timing of the read circuit 123. The read control circuit 125a outputs the generated control signal to the plurality of switch drive circuits 123a. When a control signal is input from the correction circuit 125c, the read control circuit 125a generates a control signal that controls the read timing of the read circuit 123 based on the input control signal. At this time, the read control circuit 125a outputs the generated control signal to the plurality of switch drive circuits 123a, as well as to the clock 123b and the plurality of delay circuits 123c.

メモリ125bは、種々の情報を記憶するHDD、SSD、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ125bは、例えば、読出タイミング及び読出時間を制御する制御信号の波形情報を記憶する。波形情報は、制御信号のパルス幅、波高値、パルスの間隔等である。メモリ125bには、制御回路125における処理中のデータが一時的に記憶される。メモリ125bは、HDD、SSD等以外にも、CD、DVD、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体であってもよいし、RAM等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ125bの保存領域は、X線コンピュータ断層撮影装置1内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。 The memory 125b is a storage device such as an HDD, SSD, or integrated circuit storage device that stores various information. The memory 125b stores, for example, waveform information of a control signal that controls read timing and read time. The waveform information includes the pulse width, peak value, pulse interval, etc. of the control signal. Data being processed by the control circuit 125 is temporarily stored in the memory 125b. The memory 125b may be a portable storage medium such as a CD, DVD, or flash memory in addition to an HDD or SSD, or may be a drive device that reads and writes various information with a semiconductor memory element such as a RAM. It may be. Furthermore, the storage area of the memory 125b may be located within the X-ray computed tomography apparatus 1, or may be located within an external storage device connected via a network.

補正回路125cは、読出制御回路125a、メモリ125b及び任意のスイッチ駆動回路123aに接続されている。補正回路125cは、補正部の一例である。補正回路125cは、制御信号の波形を監視する。補正回路125cは、制御信号の波形が変化したとき、制御信号を補正する。補正回路125cは、判定回路125d及び調整回路125eを有する。 The correction circuit 125c is connected to the read control circuit 125a, the memory 125b, and an arbitrary switch drive circuit 123a. The correction circuit 125c is an example of a correction section. The correction circuit 125c monitors the waveform of the control signal. The correction circuit 125c corrects the control signal when the waveform of the control signal changes. The correction circuit 125c includes a determination circuit 125d and an adjustment circuit 125e.

判定回路125dは、判定部の一例である。判定回路125dには、任意のスイッチ駆動回路123aから読出スイッチ121bへ供給された制御信号が入力される。判定回路125dは、入力された制御信号の波形変化を判定する。本判定は、制御信号の波形情報に基づいて行われる。本判定で用いられる閾値等は、予め設定されてメモリ125bに記録されている。 The determination circuit 125d is an example of a determination section. A control signal supplied from an arbitrary switch drive circuit 123a to the readout switch 121b is input to the determination circuit 125d. The determination circuit 125d determines the waveform change of the input control signal. This determination is performed based on waveform information of the control signal. The threshold values and the like used in this determination are set in advance and recorded in the memory 125b.

調整回路125eは、判定回路125dに接続されている。調整回路125eには、判定回路125dから制御信号が入力される。調整回路125eは、判定回路125dにより制御信号の波形が変化したと判定されたとき、調整信号を生成する。調整信号は、制御信号の調整を指示する信号である。調整回路125eは、調整信号を読出制御回路125aへ出力する。 The adjustment circuit 125e is connected to the determination circuit 125d. A control signal is input from the determination circuit 125d to the adjustment circuit 125e. The adjustment circuit 125e generates an adjustment signal when the determination circuit 125d determines that the waveform of the control signal has changed. The adjustment signal is a signal that instructs adjustment of the control signal. Adjustment circuit 125e outputs an adjustment signal to read control circuit 125a.

読出回路123及び制御回路125は、それぞれ、例えばFPGAにより実現される。読出回路123又は制御回路125は、ASIC、他のCPLD、SPLDにより実現されてもよい。読出回路123又は制御回路125は、CPU、MPU等のプロセッサと、ROM、RAM等のメモリとにより実現されてもよい。また、制御回路125は、制御装置15に設けられていてもよい。読出回路123及び制御回路125は、単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立した処理回路を組み合わせて処理回路を構成してもよい。例えば、制御回路125において、読出制御回路125aと補正回路125cとは、それぞれ独立した処理回路であってもよいし、単一の処理回路で実現されていてもよい。例えば、判定回路125dと調整回路125eとは、それぞれ独立した処理回路であってもよいし、単一の処理回路で実現されていてもよい。 The readout circuit 123 and the control circuit 125 are each realized by, for example, an FPGA. The readout circuit 123 or the control circuit 125 may be realized by an ASIC, other CPLD, or SPLD. The readout circuit 123 or the control circuit 125 may be realized by a processor such as a CPU or an MPU, and a memory such as a ROM or a RAM. Further, the control circuit 125 may be provided in the control device 15. The readout circuit 123 and the control circuit 125 are not limited to being implemented by a single processing circuit. A processing circuit may be configured by combining a plurality of independent processing circuits. For example, in the control circuit 125, the read control circuit 125a and the correction circuit 125c may be independent processing circuits, or may be realized by a single processing circuit. For example, the determination circuit 125d and the adjustment circuit 125e may be independent processing circuits, or may be realized by a single processing circuit.

次に、本実施形態に係るX線検出器12の動作について説明する。以下の説明において、各々の制御信号は、例えばパルス波であるとする。パルス波の波形は、例えば矩形である。 Next, the operation of the X-ray detector 12 according to this embodiment will be explained. In the following description, each control signal is assumed to be a pulse wave, for example. The waveform of the pulse wave is, for example, rectangular.

X線管11から発生され被検体Pを通過したX線は、X線検出器12に照射される。図3に示すように、グリッド129を通過した入射X線は、例えば図3に示す光線R20のように、複数のX線検出素子121aへ入射する。上述したように、複数のX線検出素子121aは、複数のシンチレータ121aa及び複数のフォトダイオード121abを含む。各々のX線検出素子121aは、入射X線に応じた電気信号を生成する。 X-rays generated from the X-ray tube 11 and passed through the subject P are irradiated onto the X-ray detector 12 . As shown in FIG. 3, the incident X-rays that have passed through the grid 129 are incident on the plurality of X-ray detection elements 121a, for example like a light ray R20 shown in FIG. As described above, the multiple X-ray detection elements 121a include multiple scintillators 121aa and multiple photodiodes 121ab. Each X-ray detection element 121a generates an electrical signal according to incident X-rays.

読出制御回路125aは、メモリ125bを参照し、第1の読出信号S1を生成する。第1の読出信号S1は、制御信号の一例である。第1の読出信号S1は、複数のX線検出素子121aに対する、読出タイミング及び電荷積分時間を制御する信号である。読出制御回路125aは、生成した第1の読出信号S1を複数のスイッチ駆動回路123aの各々へ出力する。 The read control circuit 125a refers to the memory 125b and generates the first read signal S1. The first read signal S1 is an example of a control signal. The first readout signal S1 is a signal that controls readout timing and charge integration time for the plurality of X-ray detection elements 121a. The read control circuit 125a outputs the generated first read signal S1 to each of the plurality of switch drive circuits 123a.

クロック123bは、入力されたマスタークロックの出力に基づいて、クロック信号S2を生成する。クロック信号S2は、制御信号の一例である。クロック123bは、生成したクロック信号S2を複数の遅延回路123cへ出力する。 The clock 123b generates a clock signal S2 based on the output of the input master clock. Clock signal S2 is an example of a control signal. The clock 123b outputs the generated clock signal S2 to the plurality of delay circuits 123c.

複数の遅延回路123cは、入力されたクロック信号S2等に基づいて、複数の第2の読出信号S3を生成する。第2の読出信号S3は、制御信号の一例である。複数の第2の読出信号S3は、複数のX線検出素子121aに対する、読出タイミング及び電荷積分時間を制御する信号である。複数の遅延回路123cは、生成した複数の第2の読出信号S3を複数のスイッチ駆動回路123aへ出力する。ここで、各々のスイッチ駆動回路123aへ供給される第2の読出信号S3は、互いに異なるタイミングを有している。図2に示すように、複数の遅延回路123cは、例えば読出線123dごとに、4つの互いに異なる第2の読出信号S3を出力する。このとき、複数の遅延回路123cは、4つのスイッチ駆動回路123aごとに同一の第2の読出信号S3を供給する。 The plurality of delay circuits 123c generate a plurality of second read signals S3 based on the input clock signal S2 and the like. The second read signal S3 is an example of a control signal. The plurality of second read signals S3 are signals that control read timing and charge integration time for the plurality of X-ray detection elements 121a. The plurality of delay circuits 123c output the plurality of generated second read signals S3 to the plurality of switch drive circuits 123a. Here, the second read signals S3 supplied to the respective switch drive circuits 123a have mutually different timings. As shown in FIG. 2, the plurality of delay circuits 123c output, for example, four different second read signals S3 for each read line 123d. At this time, the plurality of delay circuits 123c supply the same second read signal S3 to each of the four switch drive circuits 123a.

複数のスイッチ駆動回路123aの各々は、読出制御回路125aから入力された第1の読出信号S1に基づいて、スイッチ信号S4を生成する。スイッチ信号S4は、制御信号の一例である。スイッチ信号S4は、各々のX線検出素子121aに対する、読出タイミング及び電荷積分時間を規定する信号である。複数のスイッチ駆動回路123aの各々は、複数の遅延回路123cから入力された複数の第2の読出信号S3にさらに基づいて、スイッチ信号S4を生成する。このことから、複数のスイッチ駆動回路123aの各々は、クロック信号S2に基づいてスイッチ信号S4を生成するとも表現できる。複数のスイッチ駆動回路123aは、生成したスイッチ信号S4を複数の読出スイッチ121bへそれぞれ出力する。なお、各々の読出スイッチ121bへ供給されるスイッチ信号S4は、第2の読出信号S3と同様に、互いに異なるタイミングを有している。 Each of the plurality of switch drive circuits 123a generates a switch signal S4 based on the first read signal S1 input from the read control circuit 125a. The switch signal S4 is an example of a control signal. The switch signal S4 is a signal that defines the read timing and charge integration time for each X-ray detection element 121a. Each of the plurality of switch drive circuits 123a generates a switch signal S4 based on the plurality of second read signals S3 inputted from the plurality of delay circuits 123c. From this, it can also be expressed that each of the plurality of switch drive circuits 123a generates the switch signal S4 based on the clock signal S2. The plurality of switch drive circuits 123a output the generated switch signals S4 to the plurality of read switches 121b, respectively. Note that the switch signals S4 supplied to each readout switch 121b have different timings, similar to the second readout signal S3.

複数の読出スイッチ121bの各々は、スイッチ信号S4に従うタイミング及び電荷積分時間で各々のX線検出素子121aと読出線123dとの間を導通状態とする。このため、例えば読出スイッチ121bがエンハンスメント型のMOS-FETであるとき、各々のX線検出素子121aに対する電荷積分時間は、各々の読出スイッチ121bの駆動時間であるとも表現できる。上述したように、各々の読出スイッチ121bに供給されるスイッチ信号S4の有するタイミングは異なるため、複数の読出スイッチ121bは、順番に導通状態となる。図2に示す例では、読出線123dごとに、1つの読出スイッチ121bが導通状態になる。 Each of the plurality of readout switches 121b brings conduction between each X-ray detection element 121a and the readout line 123d at the timing and charge integration time according to the switch signal S4. Therefore, for example, when the readout switch 121b is an enhancement type MOS-FET, the charge integration time for each X-ray detection element 121a can also be expressed as the drive time of each readout switch 121b. As described above, since the timing of the switch signal S4 supplied to each readout switch 121b is different, the plurality of readout switches 121b are sequentially turned on. In the example shown in FIG. 2, one readout switch 121b becomes conductive for each readout line 123d.

複数のX線検出素子121aの各々で生成された電気信号は、各々の読出スイッチ121bが導通状態であるとき、読出線123dへ出力される。読出線123dは、各々のX線検出素子121aから順番に入力された電気信号を、順次、DAS18へ出力する。DAS18は、入力された電気信号を逐次収集する。 The electrical signal generated by each of the plurality of X-ray detection elements 121a is output to the readout line 123d when each readout switch 121b is in a conductive state. The readout line 123d sequentially outputs electrical signals input from each X-ray detection element 121a to the DAS 18. The DAS 18 sequentially collects input electrical signals.

このように、本実施形態に係るX線検出器12において、読出回路123は、制御信号に従うタイミングで、複数のX線検出素子121aから電気信号を順番に読み出す。 In this way, in the X-ray detector 12 according to the present embodiment, the readout circuit 123 sequentially reads out electrical signals from the plurality of X-ray detection elements 121a at timings according to the control signal.

読出回路123は、複数のX線検出素子121aの各々から電気信号を読み出すために、光センサ部121の近傍に配置されることが望ましい。図3を参照して上述したように、本実施形態に係る読出回路123は、グリッド129を通過した光線R20等の直接線が到達しない遮蔽領域SAの内部に設けられている。一方で、光センサ部121の内部又はグリッド129の一部等でX線が散乱する場合がある。このようなとき、光線R21又は光線R31のような散乱線は、遮蔽領域SAの内部へ到達し得る。読出回路123に含まれる半導体素子等の部品は、X線等の放射線によって劣化する。このとき、読出回路123を通過する制御信号又は読出回路123で生成された制御信号が劣化する。例えば、MOS-FETが放射線により劣化すると、ゲート・ソース間の静電容量が大きくなり、出力される制御信号の波形は、なまるような形になる。制御信号が劣化した場合、例えば読出スイッチ121bの駆動時間が短くなったりして、各々のX線検出素子121aに対する電荷積分時間が不足する可能性がある。 It is desirable that the readout circuit 123 be placed near the optical sensor section 121 in order to read out electrical signals from each of the plurality of X-ray detection elements 121a. As described above with reference to FIG. 3, the readout circuit 123 according to the present embodiment is provided inside the shielding area SA where direct rays such as the light ray R20 passing through the grid 129 do not reach. On the other hand, X-rays may be scattered inside the optical sensor section 121 or a part of the grid 129. In such a case, scattered rays such as the light ray R21 or the light ray R31 may reach the inside of the shielding area SA. Components such as semiconductor elements included in the readout circuit 123 are deteriorated by radiation such as X-rays. At this time, the control signal passing through the readout circuit 123 or the control signal generated by the readout circuit 123 deteriorates. For example, when a MOS-FET deteriorates due to radiation, the capacitance between the gate and source increases, and the waveform of the output control signal becomes rounded. If the control signal deteriorates, for example, the drive time of the readout switch 121b becomes shorter, and there is a possibility that the charge integration time for each X-ray detection element 121a becomes insufficient.

このため、本実施形態に係るX線検出器12において、補正回路125cは、制御信号の波形を監視する。補正回路125cは、制御信号の波形が変化したとき、制御信号を補正する。以下、図2に示すように、任意のスイッチ駆動回路123aに供給されたスイッチ信号S4が監視される場合を例として説明をする。スイッチ信号S4が劣化したとき、スイッチ駆動回路123a等、読出回路123の備える各部のうち少なくとも1つの要素が劣化していると判断できる。 Therefore, in the X-ray detector 12 according to this embodiment, the correction circuit 125c monitors the waveform of the control signal. The correction circuit 125c corrects the control signal when the waveform of the control signal changes. Hereinafter, as shown in FIG. 2, a case where the switch signal S4 supplied to an arbitrary switch drive circuit 123a is monitored will be described as an example. When the switch signal S4 deteriorates, it can be determined that at least one element among the parts included in the readout circuit 123, such as the switch drive circuit 123a, has deteriorated.

なお、補正回路125cが監視する制御信号は、スイッチ信号S4に限らない。例えば、補正回路125cは、一本の信号線に接続された全てのスイッチ駆動回路123aに供給された後の第1の読出信号S1を監視してもよい。例えば、補正回路125cは、クロック信号S2又は第2の読出信号S3を監視してもよい。補正回路125cは、パルスの立ち上がり時間、パルス幅又はパルスの間隔が短い制御信号を監視するように構成されていることが好ましい。 Note that the control signal monitored by the correction circuit 125c is not limited to the switch signal S4. For example, the correction circuit 125c may monitor the first read signal S1 after being supplied to all the switch drive circuits 123a connected to one signal line. For example, the correction circuit 125c may monitor the clock signal S2 or the second read signal S3. Preferably, the correction circuit 125c is configured to monitor a control signal with a short pulse rise time, pulse width, or pulse interval.

図4は、補正回路125cの動作について説明するための図である。ここでは、スイッチ信号S4が矩形パルス波である場合を例として説明をする。図4中のグラフにおいて、縦軸は波高値Hを示し、横軸は時間を示す。図4中のグラフにおいて、実線は理想的なスイッチ信号S4の波形の一例を示し、破線は劣化したスイッチ信号S4の波形の一例を示す。また、理想的なスイッチ信号S4の波形は、波高値H1であり、パルス幅Δt1であるとする。 FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the correction circuit 125c. Here, an example will be explained in which the switch signal S4 is a rectangular pulse wave. In the graph in FIG. 4, the vertical axis shows the peak value H, and the horizontal axis shows time. In the graph in FIG. 4, the solid line indicates an example of the ideal waveform of the switch signal S4, and the broken line indicates an example of the waveform of the degraded switch signal S4. Further, it is assumed that the ideal waveform of the switch signal S4 has a peak value H1 and a pulse width Δt1.

判定回路125dは、補正回路125cに入力されたスイッチ信号S4の波形情報を取得する。波形情報は、入力されたスイッチ信号S4のパルス幅Δt2を含む。パルス幅Δt2は、例えば、第1の波高値H2を超えている時間幅である。第1の波高値H2は、例えばMOS-FETのゲートしきい値電圧に対応している。判定回路125dは、スイッチ信号S4の波形情報に基づいて、スイッチ信号S4の波形が変化したか否かを判定する。本判定において、判定回路125dは、パルス幅Δt2が第1のパルス幅より小さいとき、スイッチ信号S4の波形が変化したと判定する。 The determination circuit 125d acquires waveform information of the switch signal S4 input to the correction circuit 125c. The waveform information includes the pulse width Δt2 of the input switch signal S4. The pulse width Δt2 is, for example, a time width exceeding the first peak value H2. The first peak value H2 corresponds to, for example, the gate threshold voltage of a MOS-FET. The determination circuit 125d determines whether the waveform of the switch signal S4 has changed based on the waveform information of the switch signal S4. In this determination, the determination circuit 125d determines that the waveform of the switch signal S4 has changed when the pulse width Δt2 is smaller than the first pulse width.

なお、波形情報は、入力されたスイッチ信号S4の立ち上がりの遅延時間Δt3であってもよい。このとき、判定回路125dは、遅延時間Δt3が第1の遅延時間より大きいとき、スイッチ信号S4の波形が変化したと判定する。 Note that the waveform information may be the delay time Δt3 of the rise of the input switch signal S4. At this time, the determination circuit 125d determines that the waveform of the switch signal S4 has changed when the delay time Δt3 is greater than the first delay time.

なお、第1のパルス幅の値又は第1の遅延時間の値は、例えば、予め設定されてメモリ125b等に記録されている。また、メモリ125bには、第1のパルス幅の値又は第1の遅延時間の値の代わりに、理想的なスイッチ信号S4の波形情報と、劣化したと判定される変化の割合とが記録されていてもよい。 Note that the value of the first pulse width or the value of the first delay time is, for example, set in advance and recorded in the memory 125b or the like. Furthermore, instead of the first pulse width value or the first delay time value, the memory 125b records waveform information of the ideal switch signal S4 and the rate of change determined to have deteriorated. You can leave it there.

スイッチ信号S4の波形が変化したと判定されたとき、判定回路125dは、制御信号の補正を指示する調整信号を生成する。調整信号は、例えば制御信号を出力するドライバのスイングレベルを変化させるための信号である。調整信号は、例えば制御信号を出力するドライバのエンファシスを変化させるための信号である。調整信号は、例えば制御信号を出力するドライバに対するドライブ電流の値を変化させるための信号である。調整信号の指示する制御信号の補正量は、スイッチ信号S4の変化量に応じた補正量であってもよいし、スイッチ信号S4の変化の方向に応じた一定量であってもよい。補正回路125cは、調整回路125eで生成された調整信号を読出制御回路125aへ出力する。 When it is determined that the waveform of the switch signal S4 has changed, the determination circuit 125d generates an adjustment signal that instructs correction of the control signal. The adjustment signal is, for example, a signal for changing the swing level of a driver that outputs a control signal. The adjustment signal is, for example, a signal for changing the emphasis of a driver that outputs a control signal. The adjustment signal is, for example, a signal for changing the value of a drive current for a driver that outputs a control signal. The amount of correction of the control signal indicated by the adjustment signal may be a correction amount depending on the amount of change in the switch signal S4, or may be a fixed amount depending on the direction of change in the switch signal S4. The correction circuit 125c outputs the adjustment signal generated by the adjustment circuit 125e to the read control circuit 125a.

読出制御回路125aは、入力された調整信号に応じた制御信号を生成する。図2に示す例では、読出制御回路125aは、入力された調整信号に応じて第1の読出信号S1を生成する。また、読出制御回路125aは、入力された調整信号に応じてクロック信号S2を補正する第1の補正信号S5と、第2の読出信号を補正する第2の補正信号S6を生成する。 The read control circuit 125a generates a control signal according to the input adjustment signal. In the example shown in FIG. 2, the read control circuit 125a generates the first read signal S1 according to the input adjustment signal. Further, the read control circuit 125a generates a first correction signal S5 that corrects the clock signal S2 and a second correction signal S6 that corrects the second read signal according to the input adjustment signal.

読出制御回路125aは、生成した第1の読出信号S1を複数のスイッチ駆動回路123aへ出力する。読出制御回路125aは、生成した第1の補正信号S5をクロック123bへ出力する。クロック123bは、入力された第1の補正信号S5にさらに基づいて、クロック信号S2を生成する。読出制御回路125aは、生成した第2の補正信号S6を複数の遅延回路123cへ出力する。複数の遅延回路123cは、入力された第2の補正信号S6にさらに基づいて、複数の第2の読出信号S3を生成する。 The read control circuit 125a outputs the generated first read signal S1 to the plurality of switch drive circuits 123a. The read control circuit 125a outputs the generated first correction signal S5 to the clock 123b. The clock 123b generates a clock signal S2 based on the input first correction signal S5. The read control circuit 125a outputs the generated second correction signal S6 to the plurality of delay circuits 123c. The plurality of delay circuits 123c generate a plurality of second read signals S3 based on the inputted second correction signal S6.

なお、補正回路125cは、判定回路125dを有していなくてもよい。この場合、補正回路125cは、スイッチ信号S4の波形の変化量に応じて、調整信号を生成すればよい。スイッチ信号S4の波形の変化量は、基準となるスイッチ信号S4の波形情報と、入力されたスイッチ信号S4の波形情報との差分である。基準となるスイッチ信号S4の波形情報は、例えばメモリ125bに記録されている。 Note that the correction circuit 125c does not need to include the determination circuit 125d. In this case, the correction circuit 125c may generate an adjustment signal according to the amount of change in the waveform of the switch signal S4. The amount of change in the waveform of the switch signal S4 is the difference between the waveform information of the reference switch signal S4 and the waveform information of the input switch signal S4. The waveform information of the reference switch signal S4 is recorded, for example, in the memory 125b.

なお、調整信号は、第1の読出信号S1、第1の補正信号S5及び第2の補正信号S6のうち、何れか1つ又は2つを補正するための信号であってもよい。 Note that the adjustment signal may be a signal for correcting any one or two of the first read signal S1, the first correction signal S5, and the second correction signal S6.

なお、本実施形態では、例えば図3に示すように、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型のX線検出器12を例として説明したがこれに限らない。X線検出器12は、直接変換型の検出器であってもよい。この場合、例えば、本実施形態に係る複数のX線検出素子121aは、それぞれ、直接変換型の検出器における複数の電荷収集電極及び電荷蓄積層に相当する。 In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 3, for example, the indirect conversion type X-ray detector 12 having a grid, a scintillator array, and a photosensor array has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The X-ray detector 12 may be a direct conversion type detector. In this case, for example, the plurality of X-ray detection elements 121a according to the present embodiment each correspond to a plurality of charge collection electrodes and charge storage layers in a direct conversion type detector.

以上で、第1の実施形態に係るX線検出器12について説明を終了する。本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置によれば、以下のことが言える。 This concludes the description of the X-ray detector 12 according to the first embodiment. According to the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to this embodiment, the following can be said.

本実施形態に係る放射線検出器は、光センサ部121と、読出回路123と、読出制御部と、補正部とを備える。本実施形態に係る放射線検出器は、例えばX線検出器12である。光センサ部121は、入射放射線に応じた電気信号を出力する。読出回路123は、光センサ部121に接続され、制御信号に従うタイミングで光センサ部121から電気信号を読み出す。読出制御部は、読出回路123の読み出しタイミングを制御する。本実施形態に係る読出制御部は、例えば読出制御回路125aである。補正部は、制御信号の波形が変化したとき、制御信号を補正する。本実施形態に係る補正部は、例えば補正回路125cである。 The radiation detector according to this embodiment includes an optical sensor section 121, a readout circuit 123, a readout control section, and a correction section. The radiation detector according to this embodiment is, for example, the X-ray detector 12. The optical sensor section 121 outputs an electrical signal according to incident radiation. The readout circuit 123 is connected to the optical sensor section 121 and reads out electrical signals from the optical sensor section 121 at timings according to the control signal. The read control unit controls the read timing of the read circuit 123. The read control unit according to this embodiment is, for example, the read control circuit 125a. The correction section corrects the control signal when the waveform of the control signal changes. The correction unit according to this embodiment is, for example, the correction circuit 125c.

本実施形態に係る放射線診断装置は、放射線検出器と、画像生成部とを備える。本実施形態に係る放射線診断装置は、例えばX線コンピュータ断層撮影装置1である。画像生成部は、放射線検出器から出力された電気信号に基づいて画像データを生成する。本実施形態に係る画像生成部は、例えば処理回路44である。 The radiation diagnostic apparatus according to this embodiment includes a radiation detector and an image generation section. The radiological diagnostic apparatus according to this embodiment is, for example, an X-ray computed tomography apparatus 1. The image generation unit generates image data based on the electrical signal output from the radiation detector. The image generation unit according to this embodiment is, for example, the processing circuit 44.

本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置において、光センサ部121は、複数の放射線検出素子と、複数の読出スイッチ121bとを有している。本実施形態に係る放射線検出素子は、例えばX線検出素子121aである。複数の読出スイッチ121bは、複数の放射線検出素子にそれぞれ接続されている。複数の読出スイッチ121bは、スイッチ信号S4に基づいてそれぞれ駆動する。また、読出回路123は、複数の読出スイッチ121bに接続されている。読出回路123は、制御信号に従うタイミングで複数の放射線検出素子から電気信号を順番に読み出す。 In the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to this embodiment, the optical sensor section 121 includes a plurality of radiation detection elements and a plurality of readout switches 121b. The radiation detection element according to this embodiment is, for example, the X-ray detection element 121a. The plurality of readout switches 121b are respectively connected to the plurality of radiation detection elements. The plurality of read switches 121b are each driven based on the switch signal S4. Further, the readout circuit 123 is connected to a plurality of readout switches 121b. The readout circuit 123 sequentially reads out electrical signals from the plurality of radiation detection elements at timings according to the control signal.

本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置において、読出制御部は、複数の放射線検出素子の読出タイミングと電荷積分時間とを制御する第1の読出信号S1を制御信号として出力する。また、読出回路123は、複数のスイッチ駆動回路123aを有する。複数のスイッチ駆動回路123aは、複数の読出スイッチ121bにそれぞれ接続されている。複数のスイッチ駆動回路123aは、第1の読出信号S1に基づいて、読出タイミングと電荷積分時間とを規定するスイッチ信号S4を制御信号として出力する。 In the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to the present embodiment, the readout control section outputs a first readout signal S1 that controls the readout timing and charge integration time of the plurality of radiation detection elements as a control signal. Further, the readout circuit 123 includes a plurality of switch drive circuits 123a. The plural switch drive circuits 123a are respectively connected to the plural read switches 121b. The plurality of switch drive circuits 123a output a switch signal S4 that defines read timing and charge integration time as a control signal based on the first read signal S1.

本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置において、読出回路123は、クロック123bと、複数の遅延回路123cとをさらに有する。クロック123bは、クロック信号S2を出力する。複数の遅延回路123cは、クロック信号S2に基づいて読出タイミングと電荷積分時間とを制御する複数の第2の読出信号S3を制御信号として出力する。複数のスイッチ駆動回路123aの各々は、第2の読出信号S3にさらに基づいてスイッチ信号S4を出力する。 In the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to this embodiment, the readout circuit 123 further includes a clock 123b and a plurality of delay circuits 123c. Clock 123b outputs clock signal S2. The plurality of delay circuits 123c output a plurality of second read signals S3 as control signals, which control the read timing and charge integration time based on the clock signal S2. Each of the plurality of switch drive circuits 123a outputs a switch signal S4 based on the second read signal S3.

本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置において、補正部は、スイッチ信号S4の波形が変化したとき、制御信号を補正する。補正される制御信号は、第1の読出信号S1、クロック信号S2、第2の読出信号S3及びスイッチ信号S4のうち少なくとも1つの制御信号である。補正部は、スイッチ信号S4に代えて、第1の読出信号S1、クロック信号S2又は第2の読出信号S3の波形が変化したとき、制御信号を補正してもよい。 In the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to this embodiment, the correction unit corrects the control signal when the waveform of the switch signal S4 changes. The control signal to be corrected is at least one of the first read signal S1, the clock signal S2, the second read signal S3, and the switch signal S4. The correction unit may correct the control signal when the waveform of the first read signal S1, the clock signal S2, or the second read signal S3 changes instead of the switch signal S4.

本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置において、補正部は、判定部をさらに有する。本実施形態に係る判定部は、例えば判定回路125dである。判定部は、制御信号の波形情報に基づいて、制御信号の波形変化を判定する。制御信号は、パルス波である。判定部は、制御信号の第1の波高値H2を超えているパルス幅が第1のパルス幅より小さいとき、制御信号の波形が変化したと判定する。なお、判定部は、パルス波の立ち上がりの遅延時間Δt3が第1の遅延時間より大きいとき、制御信号の波形が変化したと判定してもよい。 In the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to this embodiment, the correction section further includes a determination section. The determination unit according to this embodiment is, for example, a determination circuit 125d. The determination unit determines a change in the waveform of the control signal based on waveform information of the control signal. The control signal is a pulse wave. The determination unit determines that the waveform of the control signal has changed when the pulse width exceeding the first peak value H2 of the control signal is smaller than the first pulse width. Note that the determination unit may determine that the waveform of the control signal has changed when the delay time Δt3 of the rise of the pulse wave is greater than the first delay time.

本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置において、補正部は、スイングレベル又はドライブ電流の値を変更することにより、制御信号を補正する。 In the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to the present embodiment, the correction unit corrects the control signal by changing the swing level or the value of the drive current.

これらの構成によれば、X線等の放射線で劣化した半導体回路の動作を補償することができる。つまり、本技術を用いれば、X線の被曝に伴い生じた制御信号の劣化に基づく動作不良を抑制できる。また、本技術は、耐放射線半導体プロセス、放射線の遮蔽領域の配置等の他の放射線対策技術の代替としたり、他の放射線対策技術と組み合わせたりできるため、半導体回路の耐放射線設計を容易にできる。 According to these configurations, it is possible to compensate for the operation of a semiconductor circuit degraded by radiation such as X-rays. In other words, by using the present technology, malfunctions due to deterioration of control signals caused by exposure to X-rays can be suppressed. In addition, this technology can be used as a substitute for other radiation countermeasure technologies such as radiation-resistant semiconductor processes and the arrangement of radiation shielding areas, or can be combined with other radiation countermeasure technologies, making it easier to design radiation-resistant semiconductor circuits. .

[第2の実施形態]
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置を説明する。ここでは、主に第1の実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、第1の実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
[Second embodiment]
Hereinafter, a radiation detector and a radiation diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. Here, differences from the first embodiment will be mainly explained. In the following description, components having the same or substantially the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and will be described repeatedly only when necessary.

第1の実施形態では、任意の読出スイッチ121bへ供給されたスイッチ信号S4について波形変化を監視するX線検出器12を例として説明をした。第2の実施形態に係るX線検出器12は、実動作回路とともに、X線による出力変化を監視するためのダミー回路をさらに備え、ダミー回路を通過した制御信号について波形変化を監視するものとする。以下、本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置について説明する。 In the first embodiment, the X-ray detector 12 that monitors the change in waveform of the switch signal S4 supplied to an arbitrary readout switch 121b has been described as an example. The X-ray detector 12 according to the second embodiment further includes a dummy circuit for monitoring output changes due to X-rays in addition to an actual operation circuit, and monitors waveform changes of control signals that have passed through the dummy circuit. do. Hereinafter, a radiation detector and a radiation diagnostic apparatus according to this embodiment will be described.

まず、本実施形態に係るX線検出器12の構成について説明する。 First, the configuration of the X-ray detector 12 according to this embodiment will be explained.

図5は、本実施形態に係るX線検出器の構成の一例を示す図である。図5に示すように、本実施形態に係るX線検出器12は、ダミー回路127をさらに備える。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the X-ray detector according to this embodiment. As shown in FIG. 5, the X-ray detector 12 according to this embodiment further includes a dummy circuit 127.

ダミー回路127は、実動作回路に含まれていない回路である。ダミー回路127は、光センサ部121に接続されていない回路である。ダミー回路127は、例えば光センサ部121に接続されていない読出回路123である。ダミー回路127は、光センサ部121に接続されていない読出回路123の一部であってもよい。ダミー回路127は、例えば、スイッチ駆動回路123a、クロック123b及び遅延回路123cのうち何れか1つ又は2つであってもよい。 The dummy circuit 127 is a circuit that is not included in the actual operation circuit. The dummy circuit 127 is a circuit that is not connected to the optical sensor section 121. The dummy circuit 127 is, for example, a readout circuit 123 that is not connected to the optical sensor section 121. The dummy circuit 127 may be a part of the readout circuit 123 that is not connected to the optical sensor section 121. The dummy circuit 127 may be, for example, any one or two of the switch drive circuit 123a, the clock 123b, and the delay circuit 123c.

なお、ダミー回路127は、X線検出素子121a又は読出線123dに接続されていない読出スイッチ121bであってもよい。ダミー回路127は、読出線123dに接続されていない読出スイッチ121bと、当該読出スイッチ121bに接続されているX線検出素子121aとであってもよい。また、ダミー回路127は、読出回路123又は読出回路123の一部と、X線検出素子121a又は読出線123dに接続されていない読出スイッチ121bとを有していてもよい。また、ダミー回路127は、読出回路123又は読出回路123の一部と、読出線123dに接続されていない読出スイッチ121bと、当該読出スイッチ121bに接続されているX線検出素子121aとを有していてもよい。 Note that the dummy circuit 127 may be a readout switch 121b that is not connected to the X-ray detection element 121a or the readout line 123d. The dummy circuit 127 may be a readout switch 121b that is not connected to the readout line 123d and an X-ray detection element 121a that is connected to the readout switch 121b. Further, the dummy circuit 127 may include the readout circuit 123 or a part of the readout circuit 123, and a readout switch 121b that is not connected to the X-ray detection element 121a or the readout line 123d. Further, the dummy circuit 127 includes the readout circuit 123 or a part of the readout circuit 123, a readout switch 121b that is not connected to the readout line 123d, and an X-ray detection element 121a that is connected to the readout switch 121b. You can leave it there.

以下、図5に示すように、読出スイッチ121bに接続されていないスイッチ駆動回路123aがダミー回路127として設けられている場合を例として説明をする。 Hereinafter, as shown in FIG. 5, a case where the switch drive circuit 123a not connected to the readout switch 121b is provided as a dummy circuit 127 will be described as an example.

ダミー回路127は、各スイッチ駆動回路123aと同様に、読出制御回路125a及び遅延回路123cに接続されている。ダミー回路127には、複数の遅延回路123cのうち任意の1つの遅延回路123cが接続されている。ダミー回路127は、第1の実施形態に係る任意のスイッチ駆動回路123aと同様に、補正回路125cにさらに接続されている。ダミー回路127には、制御回路125及び遅延回路123cから制御信号が入力される。ダミー回路127は、入力された制御信号に基づいて、読出スイッチ121bを制御する制御信号と同様の制御信号を生成する。ダミー回路127は、生成した制御信号を補正回路125cへ出力する。 The dummy circuit 127 is connected to the read control circuit 125a and the delay circuit 123c like each switch drive circuit 123a. The dummy circuit 127 is connected to any one delay circuit 123c among the plurality of delay circuits 123c. The dummy circuit 127 is further connected to the correction circuit 125c, similar to the arbitrary switch drive circuit 123a according to the first embodiment. A control signal is input to the dummy circuit 127 from the control circuit 125 and the delay circuit 123c. The dummy circuit 127 generates a control signal similar to the control signal that controls the readout switch 121b based on the input control signal. The dummy circuit 127 outputs the generated control signal to the correction circuit 125c.

なお、本実施形態に係るX線検出器12では、複数のスイッチ駆動回路123aの各々と、補正回路125cとは接続されていない。 Note that in the X-ray detector 12 according to this embodiment, each of the plurality of switch drive circuits 123a is not connected to the correction circuit 125c.

図6は、図5のダミー回路127の配置の一例について説明するための図である。図6に示すX線検出器12は、複数のX線検出器モジュール12mがチャネル方向にタイリングされている場合が例として示されている。各々のX線検出器モジュール12mは、光センサ部121、読出回路123及び制御回路125を有する。図6中のグラフにおいて、縦軸は入射X線の線量を示し、横軸はX線検出器12のチャネル方向の位置を示す。図6中のグラフにおいて、破線は被検体Pが配置されていないときのX線検出器12への入射X線のプロファイルを示し、実線は被検体Pが配置されていないときのX線検出器12への入射X線のプロファイルを示す。 FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the arrangement of the dummy circuit 127 in FIG. 5. In FIG. The X-ray detector 12 shown in FIG. 6 is shown as an example in which a plurality of X-ray detector modules 12m are tiled in the channel direction. Each X-ray detector module 12m has a photosensor section 121, a readout circuit 123, and a control circuit 125. In the graph in FIG. 6, the vertical axis represents the dose of incident X-rays, and the horizontal axis represents the position of the X-ray detector 12 in the channel direction. In the graph in FIG. 6, the broken line shows the profile of X-rays incident on the X-ray detector 12 when the subject P is not placed, and the solid line shows the profile of the X-rays incident on the X-ray detector 12 when the subject P is not placed. The profile of incident X-rays on 12 is shown.

ダミー回路127は、例えば読出回路123とともに配置されている。ダミー回路127が複数のスイッチ駆動回路123aの各々と同一の構成であるとき、ダミー回路127は、複数のスイッチ駆動回路123aとともに配置されることが好ましい。このような中、ダミー回路127は、全てのX線検出器モジュール12mに設けられていなくてもよい。例えば、ダミー回路127は、入射X線の強度分布に応じた位置に配置されている。例えば、ダミー回路127は、入射X線の線量が高い位置に優先して配置されている。以下、入射X線の線量が高い位置を高線量位置と記載する。 The dummy circuit 127 is arranged together with the readout circuit 123, for example. When the dummy circuit 127 has the same configuration as each of the plurality of switch drive circuits 123a, it is preferable that the dummy circuit 127 is arranged together with the plurality of switch drive circuits 123a. Under such circumstances, the dummy circuit 127 may not be provided in all the X-ray detector modules 12m. For example, the dummy circuit 127 is placed at a position corresponding to the intensity distribution of incident X-rays. For example, the dummy circuit 127 is preferentially placed at a position where the dose of incident X-rays is high. Hereinafter, a position where the dose of incident X-rays is high will be referred to as a high-dose position.

ウェッジ16により減衰されたX線と、被検体Pにより減衰されたX線とは、線量の分布が異なる。このため、図6に示すように、X線検出器12に対する入射X線のプロファイルには、高線量位置が存在している。高線量位置は、例えば被検体Pの体輪郭部に近い位置である。入射X線の線量が高い位置に配置されている読出回路123は、他の位置に配置されている読出回路123と比較して劣化しやすい。このことから、ダミー回路127は、少なくともウェッジ16及び被検体Pを通過した入射X線の強度が所定値以上の位置に配置されているX線検出器モジュール12mに設けられていればよい。例えば、ダミー回路127は、X線管11の焦点と、被検体Pの体輪郭部とを通る直線上に位置するX線検出器モジュール12nに配置されている。例えば、ダミー回路127は、当該直線上に位置するX線検出器モジュール12nに隣接するX線検出器モジュール12mにさらに配置されていてもよい。 The X-rays attenuated by the wedge 16 and the X-rays attenuated by the subject P have different dose distributions. Therefore, as shown in FIG. 6, the profile of the incident X-rays on the X-ray detector 12 includes high-dose positions. The high-dose position is, for example, a position close to the body contour of the subject P. Readout circuits 123 located at positions where the dose of incident X-rays is high are more likely to deteriorate than readout circuits 123 located at other positions. For this reason, the dummy circuit 127 may be provided at least in the X-ray detector module 12m located at a position where the intensity of the incident X-ray that has passed through the wedge 16 and the subject P is greater than or equal to a predetermined value. For example, the dummy circuit 127 is placed in the X-ray detector module 12n located on a straight line passing through the focal point of the X-ray tube 11 and the body contour of the subject P. For example, the dummy circuit 127 may be further arranged in the X-ray detector module 12m adjacent to the X-ray detector module 12n located on the straight line.

なお、ダミー回路127は、複数のX線検出素子121aとともに遮蔽領域SAの外部に配置されていてもよい。この場合、ダミー回路127が配置されている位置と、遮蔽領域SAの内部との線量の差分が既知であればよい。 Note that the dummy circuit 127 may be placed outside the shield area SA together with the plurality of X-ray detection elements 121a. In this case, it is sufficient if the difference in dose between the position where the dummy circuit 127 is placed and the inside of the shielding area SA is known.

次に、本実施形態に係るX線検出器12の動作について説明する。 Next, the operation of the X-ray detector 12 according to this embodiment will be explained.

ダミー回路127は、複数のスイッチ駆動回路123aの各々と同様に動作する。ダミー回路127には、読出制御回路125aから第1の読出信号S1が入力される。また、ダミー回路127には、接続されている遅延回路123cから第2の読出信号S3が入力される。ダミー回路127は、第1の読出信号S1及び第2の読出信号S3に基づいて、ダミースイッチ信号S7を生成する。ダミースイッチ信号S7は、制御信号の一例である。ダミースイッチ信号S7は、同一の第2の読出信号S3が入力された複数のスイッチ駆動回路123aの各々が生成するスイッチ信号S4と同一である。ダミー回路127は、生成したダミースイッチ信号S7を補正回路125cへ出力する。 The dummy circuit 127 operates similarly to each of the plurality of switch drive circuits 123a. The first read signal S1 is input to the dummy circuit 127 from the read control circuit 125a. Further, the second read signal S3 is input to the dummy circuit 127 from the connected delay circuit 123c. The dummy circuit 127 generates a dummy switch signal S7 based on the first read signal S1 and the second read signal S3. The dummy switch signal S7 is an example of a control signal. The dummy switch signal S7 is the same as the switch signal S4 generated by each of the plurality of switch drive circuits 123a to which the same second read signal S3 is input. The dummy circuit 127 outputs the generated dummy switch signal S7 to the correction circuit 125c.

本実施形態に係るX線検出器12において、補正回路125cは、ダミー回路127を通過した制御信号の波形を監視する。なお、ダミー回路127を通過した制御信号には、ダミー回路127へ入力された制御信号に基づいて、ダミー回路127において生成された制御信号が含まれる。つまり、ダミー回路127を通過した制御信号は、ダミー回路127から出力された制御信号と表現されてもよい。補正回路125cは、ダミー回路127を通過した制御信号の波形が変化したとき、制御信号を補正する。つまり、本実施形態に係る補正回路125cは、第1の実施形態に係る補正回路125cにおけるスイッチ信号S4に対する動作と同様にして、ダミースイッチ信号S7に対して動作する。例えば、ダミースイッチ信号S7が劣化したとき、クロック123b、ダミー回路127に接続された遅延回路123c及びダミー回路127のうち、少なくとも1つの要素が劣化していると判断できる。また、ダミー回路127が劣化しているとき、複数のスイッチ駆動回路123aもまた劣化していると推定できる。 In the X-ray detector 12 according to this embodiment, the correction circuit 125c monitors the waveform of the control signal that has passed through the dummy circuit 127. Note that the control signal that has passed through the dummy circuit 127 includes a control signal generated in the dummy circuit 127 based on the control signal input to the dummy circuit 127. In other words, the control signal that has passed through the dummy circuit 127 may be expressed as a control signal output from the dummy circuit 127. The correction circuit 125c corrects the control signal when the waveform of the control signal that has passed through the dummy circuit 127 changes. That is, the correction circuit 125c according to the present embodiment operates on the dummy switch signal S7 in the same manner as the correction circuit 125c according to the first embodiment operates on the switch signal S4. For example, when the dummy switch signal S7 deteriorates, it can be determined that at least one element among the clock 123b, the delay circuit 123c connected to the dummy circuit 127, and the dummy circuit 127 has deteriorated. Further, when the dummy circuit 127 is degraded, it can be estimated that the plurality of switch drive circuits 123a are also degraded.

判定回路125dは、補正回路125cに入力されたダミースイッチ信号S7の波形情報を取得する。判定回路125dは、ダミースイッチ信号S7の波形情報に基づいて、ダミースイッチ信号S7の波形が変化したか否かを判定する。本判定は、第1の実施形態と同様に、パルス幅に基づいて行われてもよいし、立ち上がりの遅延時間に基づいて行われてもよい。本実施形態に係る波形情報は、入力されたダミースイッチ信号S7のパルス幅又は立ち上がりの遅延時間を含む。 The determination circuit 125d acquires waveform information of the dummy switch signal S7 input to the correction circuit 125c. The determination circuit 125d determines whether the waveform of the dummy switch signal S7 has changed based on the waveform information of the dummy switch signal S7. Similar to the first embodiment, this determination may be performed based on the pulse width or the rise delay time. The waveform information according to this embodiment includes the pulse width or rise delay time of the input dummy switch signal S7.

ダミースイッチ信号S7の波形が変化したと判定されたとき、判定回路125dは、制御信号の補正を指示する調整信号を生成する。調整信号の指示する制御信号の補正量は、ダミースイッチ信号S7の変化量に応じた補正量であってもよいし、ダミースイッチ信号S7の変化の方向に応じた一定量であってもよい。 When it is determined that the waveform of the dummy switch signal S7 has changed, the determination circuit 125d generates an adjustment signal that instructs correction of the control signal. The amount of correction of the control signal indicated by the adjustment signal may be a correction amount depending on the amount of change in the dummy switch signal S7, or may be a fixed amount depending on the direction of change in the dummy switch signal S7.

図2に示す例では、読出制御回路125aは、生成した第1の読出信号S1を複数のスイッチ駆動回路123a及びダミー回路127へ出力する。 In the example shown in FIG. 2, the read control circuit 125a outputs the generated first read signal S1 to the plurality of switch drive circuits 123a and the dummy circuit 127.

以上で、第2の実施形態に係るX線検出器12について説明を終了する。本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置によれば、以下のことが言える。 This concludes the description of the X-ray detector 12 according to the second embodiment. According to the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to this embodiment, the following can be said.

本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置は、ダミー回路127をさらに備える。ダミー回路127は、光センサ部121に接続されていない。補正部は、ダミー回路127から出力された制御信号の波形が変化したとき、制御信号を補正する。これらの構成によれば、実動作回路とは異なるダミー回路127が出力した制御信号を監視するため、制御信号の監視が実動作回路へ影響を与える可能性を低減できる。 The radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to this embodiment further include a dummy circuit 127. The dummy circuit 127 is not connected to the optical sensor section 121. The correction unit corrects the control signal when the waveform of the control signal output from the dummy circuit 127 changes. According to these configurations, since the control signal outputted by the dummy circuit 127 different from the actual operating circuit is monitored, it is possible to reduce the possibility that monitoring of the control signal will affect the actual operating circuit.

本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置において、読出制御部は、複数の放射線検出素子の読出タイミング及び電荷積分時間を制御する第1の読出信号S1を制御信号としてダミー回路127へ出力する。ダミー回路127は、第1の読出信号S1に基づいて、ダミースイッチ信号Sを制御信号として補正部へ出力する。これらの構成によれば、実動作回路とは異なるダミー回路127は、実動作回路であるスイッチ駆動回路123aからのスイッチ信号S4と同一のダミースイッチ信号Sを生成できる。つまり、本技術は、各々の放射線検出素子の読出タイミング及び電荷積分時間を規定するスイッチ信号S4を、実動作回路の出力する制御信号によらずに監視することができる。 In the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to the present embodiment, the readout control unit outputs the first readout signal S1 that controls the readout timing and charge integration time of the plurality of radiation detection elements to the dummy circuit 127 as a control signal. . The dummy circuit 127 outputs the dummy switch signal S7 as a control signal to the correction section based on the first read signal S1. According to these configurations, the dummy circuit 127, which is different from the actual operation circuit, can generate the dummy switch signal S7 , which is the same as the switch signal S4 from the switch drive circuit 123a, which is the actual operation circuit. That is, the present technology can monitor the switch signal S4 that defines the readout timing and charge integration time of each radiation detection element without depending on the control signal output from the actual operation circuit.

本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置は、ダミー回路127は、入射放射線の強度分布に応じた位置に配置されている。また、ダミー回路127は、ウェッジ16及び被検体Pを通過した入射放射線の強度が所定値以上である複数の放射線検出素子に接続された読出回路123とともに配置されている。これは、ダミー回路127は、ウェッジ16及び被検体Pを通過した入射放射線の強度が所定値以上である位置に配置されたX線検出器モジュール12nに設けられていると表現できる。これらの構成によれば、ダミー回路127は、全てのX線検出器モジュール12mに設けられていなくてもよい。つまり、上述と同様の効果を得つつ、部品点数を低減できる。部品点数の低減は、放射線検出器の小型化、低コスト化及び内部のレイアウトの自由度の向上に寄与する。 In the radiation detector and radiation diagnostic apparatus according to this embodiment, the dummy circuit 127 is arranged at a position according to the intensity distribution of incident radiation. Further, the dummy circuit 127 is arranged together with the readout circuit 123 connected to a plurality of radiation detection elements whose intensity of incident radiation that has passed through the wedge 16 and the subject P is equal to or higher than a predetermined value. This can be expressed as the dummy circuit 127 being provided in the X-ray detector module 12n located at a position where the intensity of the incident radiation that has passed through the wedge 16 and the subject P is greater than or equal to a predetermined value. According to these configurations, the dummy circuit 127 does not need to be provided in all the X-ray detector modules 12m. In other words, the number of parts can be reduced while obtaining the same effects as described above. Reducing the number of parts contributes to miniaturization and cost reduction of the radiation detector, and improvement in the degree of freedom in internal layout.

なお、上述の実施形態に係る技術は、X線等の放射線の被曝環境下で用いられる相補型MOS(Complementary MOS:CMOS)センサに対する電荷の読み出しにも適用可能である。 Note that the technology according to the above-described embodiments can also be applied to reading charges from a complementary MOS (CMOS) sensor used in an environment exposed to radiation such as X-rays.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、X線等の放射線で劣化した半導体回路の動作を補償することができる。 According to at least one embodiment described above, it is possible to compensate for the operation of a semiconductor circuit degraded by radiation such as X-rays.

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU、GPU、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(Programmable Logic Device:PLD)等の回路を意味する。PLDは、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA)を含む。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、プログラムを実行するのではなく、論理回路の組合せにより当該プログラムに対応する機能を実現してもよい。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1、図2及び図5における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 The word "processor" used in the above explanation means, for example, a CPU, a GPU, or a circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a programmable logic device (PLD). . PLDs include Simple Programmable Logic Devices (SPLDs), Complex Programmable Logic Devices (CPLDs), and Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). A processor realizes its functions by reading and executing a program stored in a memory circuit. Note that instead of storing the program in the memory circuit, the program may be directly incorporated into the circuit of the processor. In this case, the processor realizes its functions by reading and executing a program built into the circuit. Further, instead of executing a program, functions corresponding to the program may be realized by a combination of logic circuits. Note that each processor of this embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, but may also be configured as a single processor by combining multiple independent circuits to realize its functions. good. Furthermore, multiple components in FIGS. 1, 2, and 5 may be integrated into one processor to implement its functions.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

1…X線コンピュータ断層撮影装置(放射線診断装置)
10…架台
11…X線管
12…X線検出器(放射線検出器)
12m…X線検出器モジュール
13…回転フレーム
14…X線高電圧装置
15…制御装置
16…ウェッジ
17…コリメータ
19…開口部
30…寝台
31…基台
32…支持フレーム
33…天板
34…寝台駆動装置
40…コンソール
41…メモリ
42…ディスプレイ
43…入力インターフェース
44…処理回路
121…光センサ部
121a…X線検出素子
121b…読出スイッチ
123…読出回路
123a…スイッチ駆動回路
123b…クロック
123c…遅延回路
123d…読出線
125…制御回路
125a…読出制御回路
125b…メモリ
125c…補正回路
125d…判定回路
125e…調整回路
127…ダミー回路
129…グリッド
129a…X線遮蔽板
441…システム制御機能
442…前処理機能
443…再構成処理機能
444…画像処理機能
445…表示制御機能
1...X-ray computed tomography device (radiation diagnostic device)
10... Frame 11... X-ray tube 12... X-ray detector (radiation detector)
12 m...X-ray detector module 13...Rotating frame 14...X-ray high voltage device 15...Control device 16...Wedge 17...Collimator 19...Opening 30...Bed 31...Base 32...Support frame 33...Top plate 34...Bed Drive device 40...console 41...memory 42...display 43...input interface 44...processing circuit 121...photo sensor section 121a...X-ray detection element 121b...readout switch 123...readout circuit 123a...switch drive circuit 123b...clock 123c...delay circuit 123d... Readout line 125... Control circuit 125a... Readout control circuit 125b... Memory 125c... Correction circuit 125d... Judgment circuit 125e... Adjustment circuit 127... Dummy circuit 129... Grid 129a... X-ray shielding plate 441... System control function 442... Pre-processing Function 443...Reconstruction processing function 444...Image processing function 445...Display control function

Claims (12)

入射放射線に応じた電気信号を出力する光センサ部と、
前記光センサ部に接続され、制御信号に従うタイミングで前記電気信号を読み出す読出回路と、
前記読出回路の読み出しタイミングを制御する読出制御部と、
前記制御信号の波形が変化したとき、前記制御信号を補正する補正部と、
前記光センサ部に接続されていないダミー回路と、
を具備し、
前記光センサ部は、複数の放射線検出素子と、前記複数の放射線検出素子にそれぞれ接続され、スイッチ信号に基づいて駆動する複数の読出スイッチとを有し、
前記読出回路は、前記複数の読出スイッチに接続されており、前記制御信号に従うタイミングで前記複数の放射線検出素子から前記電気信号を順番に読み出し、
前記補正部は、前記ダミー回路から出力された前記制御信号の波形が変化したとき、前記制御信号を補正する、
放射線検出器。
an optical sensor unit that outputs an electrical signal according to incident radiation;
a readout circuit that is connected to the optical sensor section and reads out the electrical signal at a timing according to a control signal;
a readout control section that controls readout timing of the readout circuit;
a correction unit that corrects the control signal when the waveform of the control signal changes;
a dummy circuit not connected to the optical sensor section;
Equipped with
The optical sensor section includes a plurality of radiation detection elements and a plurality of readout switches each connected to the plurality of radiation detection elements and driven based on a switch signal,
The readout circuit is connected to the plurality of readout switches, and sequentially reads out the electrical signals from the plurality of radiation detection elements at a timing according to the control signal,
The correction unit corrects the control signal when the waveform of the control signal output from the dummy circuit changes.
Radiation detector.
前記読出制御部は、前記複数の放射線検出素子の読出タイミングと電荷積分時間とを制御する第1の読出信号を前記制御信号として出力し、
前記読出回路は、前記複数の読出スイッチにそれぞれ接続され、前記第1の読出信号に基づいて、前記読出タイミングと前記電荷積分時間とを規定する前記スイッチ信号を前記制御信号として出力する複数のスイッチ駆動回路を有する、
請求項に記載の放射線検出器。
The readout control unit outputs a first readout signal that controls readout timing and charge integration time of the plurality of radiation detection elements as the control signal,
The readout circuit includes a plurality of switches each connected to the plurality of readout switches and outputs the switch signal that defines the readout timing and the charge integration time as the control signal based on the first readout signal. having a drive circuit;
The radiation detector according to claim 1 .
前記読出回路は、クロック信号を出力するクロックと、クロック信号に基づいて前記複数の放射線検出素子の読出タイミングと電荷積分時間とを制御する第2の読出信号を前記制御信号として出力する遅延回路とをさらに有し、
前記複数のスイッチ駆動回路の各々は、前記第2の読出信号にさらに基づいて前記スイッチ信号を出力する、
請求項に記載の放射線検出器。
The readout circuit includes a clock that outputs a clock signal, and a delay circuit that outputs, as the control signal, a second readout signal that controls readout timing and charge integration time of the plurality of radiation detection elements based on the clock signal. It further has
each of the plurality of switch drive circuits outputs the switch signal further based on the second read signal;
The radiation detector according to claim 2 .
前記補正部は、前記スイッチ信号又は前記第1の読出信号の波形が変化したとき、前記制御信号を補正する、請求項又はに記載の放射線検出器。 The radiation detector according to claim 2 or 3 , wherein the correction section corrects the control signal when the waveform of the switch signal or the first readout signal changes. 前記補正部は、前記クロック信号又は前記第2の読出信号の波形が変化したとき、前記制御信号を補正する、請求項に記載の放射線検出器。 The radiation detector according to claim 3 , wherein the correction section corrects the control signal when the waveform of the clock signal or the second readout signal changes. 前記読出制御部は、前記複数の放射線検出素子の読出タイミング及び電荷積分時間を制御する第1の読出信号を前記制御信号として前記ダミー回路へ出力し、
前記ダミー回路は、前記第1の読出信号に基づいて、前記スイッチ信号を前記制御信号として前記補正部へ出力する、
請求項に記載の放射線検出器。
The readout control unit outputs a first readout signal that controls readout timing and charge integration time of the plurality of radiation detection elements to the dummy circuit as the control signal,
The dummy circuit outputs the switch signal as the control signal to the correction section based on the first read signal.
The radiation detector according to claim 1 .
前記ダミー回路は、前記入射放射線の強度分布に応じた位置に配置されている、
請求項又はに記載の放射線検出器。
The dummy circuit is arranged at a position according to the intensity distribution of the incident radiation,
The radiation detector according to claim 1 or 6 .
前記ダミー回路は、ウェッジ及び被検体を通過した前記入射放射線の強度が所定値以上である前記複数の放射線検出素子に接続された前記読出回路とともに配置されている、請求項に記載の放射線検出器。 The radiation detection device according to claim 7 , wherein the dummy circuit is arranged together with the readout circuit connected to the plurality of radiation detection elements in which the intensity of the incident radiation that has passed through the wedge and the subject is greater than or equal to a predetermined value. vessel. 前記補正部は、前記制御信号の波形情報に基づいて、前記制御信号の波形変化を判定する判定部をさらに有し、
前記制御信号は、パルス波であり、
前記判定部は、前記制御信号の第1の波高値を超えているパルス幅が第1のパルス幅より小さいとき、前記制御信号の波形が変化したと判定する、
請求項1乃至のうち何れか1項に記載の放射線検出器。
The correction unit further includes a determination unit that determines a waveform change of the control signal based on waveform information of the control signal,
The control signal is a pulse wave,
The determination unit determines that the waveform of the control signal has changed when a pulse width exceeding a first peak value of the control signal is smaller than the first pulse width.
A radiation detector according to any one of claims 1 to 8 .
前記補正部は、前記制御信号の波形情報に基づいて、前記制御信号の波形変化を判定する判定部をさらに有し、
前記制御信号は、パルス波であり、
前記判定部は、前記パルス波の立ち上がりの遅延時間が第1の遅延時間より大きいとき、前記制御信号の波形が変化したと判定する、
請求項1乃至のうち何れか1項に記載の放射線検出器。
The correction unit further includes a determination unit that determines a waveform change of the control signal based on waveform information of the control signal,
The control signal is a pulse wave,
The determination unit determines that the waveform of the control signal has changed when the delay time of the rise of the pulse wave is greater than a first delay time.
A radiation detector according to any one of claims 1 to 8 .
前記補正部は、スイングレベル又はドライブ電流の値を変更することにより、前記制御信号を補正する、請求項1乃至10のうち何れか1項に記載の放射線検出器。 The radiation detector according to any one of claims 1 to 10 , wherein the correction section corrects the control signal by changing a swing level or a value of a drive current. 請求項1に記載の放射線検出器と、
前記電気信号に基づいて画像データを生成する画像生成部と
を具備する放射線診断装置。
The radiation detector according to claim 1 ;
and an image generation unit that generates image data based on the electrical signal.
JP2019048267A 2019-03-15 2019-03-15 Radiation detector and radiation diagnostic equipment Active JP7362270B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019048267A JP7362270B2 (en) 2019-03-15 2019-03-15 Radiation detector and radiation diagnostic equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019048267A JP7362270B2 (en) 2019-03-15 2019-03-15 Radiation detector and radiation diagnostic equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020148708A JP2020148708A (en) 2020-09-17
JP7362270B2 true JP7362270B2 (en) 2023-10-17

Family

ID=72431897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019048267A Active JP7362270B2 (en) 2019-03-15 2019-03-15 Radiation detector and radiation diagnostic equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7362270B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007221368A (en) 2006-02-15 2007-08-30 Sony Corp Method and device for driving load, and electronic device
JP2012178825A (en) 2011-02-01 2012-09-13 Fujifilm Corp Radiographic imaging device, control program for radiographic imaging device, and control method for radiographic imaging device
JP2016010064A (en) 2014-06-25 2016-01-18 キヤノン株式会社 Radiation imaging device, driving method and program thereof
JP2016112175A (en) 2014-12-15 2016-06-23 オリンパス株式会社 Endoscope apparatus
JP2018013422A (en) 2016-07-21 2018-01-25 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Detection device and electronic apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5838372A (en) * 1996-09-03 1998-11-17 Ohmeda Inc. Phase clock drive circuit and method for reduction of readout noise in CCDs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007221368A (en) 2006-02-15 2007-08-30 Sony Corp Method and device for driving load, and electronic device
JP2012178825A (en) 2011-02-01 2012-09-13 Fujifilm Corp Radiographic imaging device, control program for radiographic imaging device, and control method for radiographic imaging device
JP2016010064A (en) 2014-06-25 2016-01-18 キヤノン株式会社 Radiation imaging device, driving method and program thereof
JP2016112175A (en) 2014-12-15 2016-06-23 オリンパス株式会社 Endoscope apparatus
JP2018013422A (en) 2016-07-21 2018-01-25 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Detection device and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020148708A (en) 2020-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022013031A (en) Radiation detector and radiation diagnostic device
JP7224829B2 (en) Medical image processing apparatus and method
JP7362270B2 (en) Radiation detector and radiation diagnostic equipment
JP7118798B2 (en) X-ray computed tomography device
JP2020022689A (en) Medical image processing apparatus and X-ray CT apparatus
JP2018175866A (en) X-ray ct apparatus
JP7309437B2 (en) X-ray detector for correction and X-ray computed tomography apparatus
EP4163679A1 (en) Detector module, x-ray computed tomography appratus and x-ray detection device
JP6495043B2 (en) X-ray detector and X-ray computed tomography apparatus
JP2020115975A (en) X-ray ct apparatus and imaging planning device
JP7199920B2 (en) X-ray computed tomography device
JP2019213711A (en) Medical image diagnostic apparatus
JP7258473B2 (en) X-ray CT device and imaging condition management device
JP2020000707A (en) X-ray computer tomography apparatus and maintenance method of x-ray computer tomography apparatus
JP7321798B2 (en) Reconstruction device and radiological diagnosis device
JP7399720B2 (en) X-ray CT device
JP7206163B2 (en) X-ray CT apparatus, medical information processing apparatus, and medical information processing program
JP7114381B2 (en) X-ray CT device and X-ray tube device
JP7412952B2 (en) Medical image diagnostic equipment
JP7370802B2 (en) Medical image processing equipment and X-ray CT equipment
JP7391633B2 (en) X-ray imaging device and X-ray generator
JP2023096273A (en) Direct conversion type X-ray detector and X-ray computed tomography apparatus
JP7223572B2 (en) X-ray CT device
JP2021148468A (en) Radiation detector and radiation diagnosis device
JP2022011724A (en) X-ray ct apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190508

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221205

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20230106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230410

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230516

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230807

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20230815

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230905

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231004

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7362270

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150