JPH01190338A - コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents
コンピュータ断層撮影装置Info
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- JPH01190338A JPH01190338A JP63014402A JP1440288A JPH01190338A JP H01190338 A JPH01190338 A JP H01190338A JP 63014402 A JP63014402 A JP 63014402A JP 1440288 A JP1440288 A JP 1440288A JP H01190338 A JPH01190338 A JP H01190338A
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- JP
- Japan
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- signal
- gain amplifier
- detector
- vth
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Links
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は放射線等を線源とするコンピュータトモグラフ
ィ(CoIIlputed Tomography
:以下CT)装置に係り、特に、通常のX、IIICT
装置の様に、電流値の変化で、被検体の透過率を測定す
るタイプの装置で、信号処理回路のダイナミックレンジ
を有効に活用して高密度分解能を得るようにしたCT表
装置関する。
ィ(CoIIlputed Tomography
:以下CT)装置に係り、特に、通常のX、IIICT
装置の様に、電流値の変化で、被検体の透過率を測定す
るタイプの装置で、信号処理回路のダイナミックレンジ
を有効に活用して高密度分解能を得るようにしたCT表
装置関する。
CT表装置、例えば、飯沼他:新しい医用X線診断装置
(「計測と制御J Vol、15. Na2(昭和51
年2月))に記載されているように、被検査体のあらゆ
る方向からの透過計数値を計測することから始まる。第
6図の様な測定体系を考えると、被検体60を通過した
後の計数値nは、n=noexP (/ μ(xp
y)dQ) −・a)ここで、noは被検体が無い場
所の計数値で、第6図の透過経路61がこれに当たる。
(「計測と制御J Vol、15. Na2(昭和51
年2月))に記載されているように、被検査体のあらゆ
る方向からの透過計数値を計測することから始まる。第
6図の様な測定体系を考えると、被検体60を通過した
後の計数値nは、n=noexP (/ μ(xp
y)dQ) −・a)ここで、noは被検体が無い場
所の計数値で、第6図の透過経路61がこれに当たる。
CTで求まる値は、被検体の線吸収係数μ(x、y)で
あることから、式(1)は、 すなわち、n及びnoを精度良く測定しないと、線吸収
係数μ(xt y)が精度良く求まらない。
あることから、式(1)は、 すなわち、n及びnoを精度良く測定しないと、線吸収
係数μ(xt y)が精度良く求まらない。
被検査体の吸収係数μ(xt y)が小さい(すなわち
密度が低く、放射線の透過が良い)時は余り問題となら
ないが、μ(xt y)が大きくなると以下の問題が生
じる。
密度が低く、放射線の透過が良い)時は余り問題となら
ないが、μ(xt y)が大きくなると以下の問題が生
じる。
n、noは放射線の計数値であるが、放射線の照射線量
率が高く、検出器がパイルアップ(検出器からのパルス
が重畳した状態)状態に達すると、検出器からの出力は
直流電流となる(通常の検出器では104カウント毎秒
以上)。従って1通常。
率が高く、検出器がパイルアップ(検出器からのパルス
が重畳した状態)状態に達すると、検出器からの出力は
直流電流となる(通常の検出器では104カウント毎秒
以上)。従って1通常。
第7図のように、増幅器72で増幅し、サンプルホール
ド、アナログディジタル変換器等からなる信号処理回路
73を通じて、電流変化(透過計数値の変化)をディジ
タル信号74に変換する。
ド、アナログディジタル変換器等からなる信号処理回路
73を通じて、電流変化(透過計数値の変化)をディジ
タル信号74に変換する。
ここで、信号処理回路73の精度を仮に12bitsと
すると、検出器からの電流値を1/2tz=1/409
6、すなわち4096段階に分割することができる。し
かし、被検体60の線吸収係数μ (x、y)が大きく
なり。
すると、検出器からの電流値を1/2tz=1/409
6、すなわち4096段階に分割することができる。し
かし、被検体60の線吸収係数μ (x、y)が大きく
なり。
n zno/ 4096 ・=(3
)となると信号処理回路のダイナミックレンジはほとん
ど被検体の有無の存在確認のみに使用されてしまうとい
う問題点がある。この様子を第8図で説明する。(a)
は被検体60であり、その中央部に欠陥80が有る。C
Tにより映像化したいのは、被検体の外形状及び被検体
の内部の欠陥80である。(b)はある方向からの透過
データ(式(1)のn)で、その最小値は式(3)のn
程度である。(a)、(b)図より、信号処理回路のダ
イナミックレンジは、はとんど、被検体の有無を判別し
ているのみで、内在する欠陥の検出に有効に使用されて
いない。
)となると信号処理回路のダイナミックレンジはほとん
ど被検体の有無の存在確認のみに使用されてしまうとい
う問題点がある。この様子を第8図で説明する。(a)
は被検体60であり、その中央部に欠陥80が有る。C
Tにより映像化したいのは、被検体の外形状及び被検体
の内部の欠陥80である。(b)はある方向からの透過
データ(式(1)のn)で、その最小値は式(3)のn
程度である。(a)、(b)図より、信号処理回路のダ
イナミックレンジは、はとんど、被検体の有無を判別し
ているのみで、内在する欠陥の検出に有効に使用されて
いない。
従来からこの様な高コントラスト(no>n)の被検体
を検査するには、例えば、岩井編:rCTスキャナ」コ
ロナ社(昭和54年)P128〜P129に記載されて
いる様に、被検体のまわりに水バツグを設け、等価的に
no を低下させる方法をとっていた。
を検査するには、例えば、岩井編:rCTスキャナ」コ
ロナ社(昭和54年)P128〜P129に記載されて
いる様に、被検体のまわりに水バツグを設け、等価的に
no を低下させる方法をとっていた。
(発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、主に被検体形状が定まっている医療用
X線CT装置では有効であるが、産業用構造品への適用
を考えた場合には、その外形状が複雑になるため、水バ
ツグの設置が困難となる。
X線CT装置では有効であるが、産業用構造品への適用
を考えた場合には、その外形状が複雑になるため、水バ
ツグの設置が困難となる。
さらに、被検査体によっては防水処理を厳密に行なわな
ければならないという問題点があり、実用的ではない。
ければならないという問題点があり、実用的ではない。
本発明の目的は、空気層と被検査体との計数値の差が大
きな測定系において、透過データを高ダイナミツクレン
ジを測定し得る二次元断層装置を提供することにある。
きな測定系において、透過データを高ダイナミツクレン
ジを測定し得る二次元断層装置を提供することにある。
上記目的は、信号処理の段階において、空気層の透過デ
ータを収集している時には相対的に回路の増幅率を低下
させ、逆に、被検体の透過データを収集している時には
1回路の増幅率を上げることにより解決することができ
る。
ータを収集している時には相対的に回路の増幅率を低下
させ、逆に、被検体の透過データを収集している時には
1回路の増幅率を上げることにより解決することができ
る。
この手法は、CTを対象とした場合、実時間処理(透過
データの収集からそれを用いて像の再構成演算を行ない
二次元断層像を映像化するという処理)をする必要があ
るため、自動的に、かつ、精度良く行なわなければなら
ない。
データの収集からそれを用いて像の再構成演算を行ない
二次元断層像を映像化するという処理)をする必要があ
るため、自動的に、かつ、精度良く行なわなければなら
ない。
以下1本発明の一実施例を第1図により説明する。
シンチレータ及び光電変換素子等からなる検出器10に
より被検査体を通過するX線量を電気信号に変換する。
より被検査体を通過するX線量を電気信号に変換する。
これをアナログ・デマルチプレクサ11により、出力す
るチャネルを変更する(この例では、入力は1.出力は
2チヤネル)。出力の一方は、低ゲイン用増幅器12.
他方は高ゲイン用増幅器13の入力信号とする。ここま
での動作により検出器10からの信号は、低ゲイン用増
幅器12、あるいは、高ゲイン増幅器13のいずれかの
増幅器で増幅されていることになる。加算器14はこれ
等の信号をアナログ加算し、アナログ・ディジタル変換
器15によりディジタル値に変換し、これを計算機16
に転送する。
るチャネルを変更する(この例では、入力は1.出力は
2チヤネル)。出力の一方は、低ゲイン用増幅器12.
他方は高ゲイン用増幅器13の入力信号とする。ここま
での動作により検出器10からの信号は、低ゲイン用増
幅器12、あるいは、高ゲイン増幅器13のいずれかの
増幅器で増幅されていることになる。加算器14はこれ
等の信号をアナログ加算し、アナログ・ディジタル変換
器15によりディジタル値に変換し、これを計算機16
に転送する。
低ゲイン用増幅器12を使用するか、高ゲイン用増幅器
13を使用するかは第2図のようにして決める。第2図
(a)は、例えば、″円柱状被検体のある角度方向から
の透過計数値(電流値)のプロファイルを示すものであ
る。本発明では増幅器の切り換えを行なうためのレベル
判断用に(a)のようにスレッショルドレベルV t
hを設けていることが特徴である。スレッショルドレベ
ルVthの値は電流値の最大値V m a *以下であ
れば、どのレベルでも良いが、アナログ・ディジタル変
換器15の性能を最大限に生かすにはV t hに最適
値が存在する。通常、 VII&X”の値はアナログ・
ディジタル変換器15の最大入力値になるよう(例えば
10■)に低ゲイン用増幅器12により調整されている
(この状態で信号対ノイズ比:S/Nは最大となってい
る)。ここで、高ゲイン用増幅器13のゲインをGとす
ると、スレッショルドレベルVihの最適値は(V−a
x/G)のようにすれば良いことになる。このようにV
thを設定すると、(b)図に示す様に、Vmaにから
透過計数値(電流値)が低下してVthに達する(a点
)と、高ゲイン用増幅器によりG倍に増幅されることに
なり、信号のレベルはV wr a xとなる。a点か
らb点(b点は透過計数値が増加して、再び、Vthを
横切る点)までは高ゲイン用増幅器13により増幅率が
上げられている。b点を越すと増幅率を上げる必要がな
いので低ゲイン用増幅器12で増幅すれば良い。以上の
説明で第1図のアナログ・ディジタル変換器15の入力
には、第2図(b)の信号が印加されることになる。こ
れ等の制御を自動的に。
13を使用するかは第2図のようにして決める。第2図
(a)は、例えば、″円柱状被検体のある角度方向から
の透過計数値(電流値)のプロファイルを示すものであ
る。本発明では増幅器の切り換えを行なうためのレベル
判断用に(a)のようにスレッショルドレベルV t
hを設けていることが特徴である。スレッショルドレベ
ルVthの値は電流値の最大値V m a *以下であ
れば、どのレベルでも良いが、アナログ・ディジタル変
換器15の性能を最大限に生かすにはV t hに最適
値が存在する。通常、 VII&X”の値はアナログ・
ディジタル変換器15の最大入力値になるよう(例えば
10■)に低ゲイン用増幅器12により調整されている
(この状態で信号対ノイズ比:S/Nは最大となってい
る)。ここで、高ゲイン用増幅器13のゲインをGとす
ると、スレッショルドレベルVihの最適値は(V−a
x/G)のようにすれば良いことになる。このようにV
thを設定すると、(b)図に示す様に、Vmaにから
透過計数値(電流値)が低下してVthに達する(a点
)と、高ゲイン用増幅器によりG倍に増幅されることに
なり、信号のレベルはV wr a xとなる。a点か
らb点(b点は透過計数値が増加して、再び、Vthを
横切る点)までは高ゲイン用増幅器13により増幅率が
上げられている。b点を越すと増幅率を上げる必要がな
いので低ゲイン用増幅器12で増幅すれば良い。以上の
説明で第1図のアナログ・ディジタル変換器15の入力
には、第2図(b)の信号が印加されることになる。こ
れ等の制御を自動的に。
かつ、迅速に行なうために、第1図に示す様に、コンパ
レータ17が使用されている。コンパレータ17の標準
信号レベルは、既にのべた様に、■いであり、検出器1
0からの信号がVrh以上か。
レータ17が使用されている。コンパレータ17の標準
信号レベルは、既にのべた様に、■いであり、検出器1
0からの信号がVrh以上か。
又は、以下かを自動判別して、その制御信号を増幅器の
切りかえ用のアナログデマルチプレクサ11、及び、計
算機16の制御入力ポート18に入力している。計算機
に制御信号19を入力している理由は、この制御信号に
よりアナログ・ディジタル変換器15で量子化されたデ
ィジタル信号の段階で、処理前の透過データ(第2図(
a)に対応するデータ)に変更して正しい透過データに
するためのものである。以上の実施例は二つの増幅器を
使用していたが、三つ以上の増幅器でさらに細かく制御
するこ・とも可能で、このことで、さらに、効果が上が
ると期待できる。
切りかえ用のアナログデマルチプレクサ11、及び、計
算機16の制御入力ポート18に入力している。計算機
に制御信号19を入力している理由は、この制御信号に
よりアナログ・ディジタル変換器15で量子化されたデ
ィジタル信号の段階で、処理前の透過データ(第2図(
a)に対応するデータ)に変更して正しい透過データに
するためのものである。以上の実施例は二つの増幅器を
使用していたが、三つ以上の増幅器でさらに細かく制御
するこ・とも可能で、このことで、さらに、効果が上が
ると期待できる。
第3図は本発明の第二の実施例を示すブロック図である
。第一の実施例(第1図)と異なる点は低ゲイン用増幅
器、及び、高ゲイン増幅器とを検出器側に設置した点で
ある。この実施例によれば、検出器の出力は二種類の増
幅率で同時に増幅されている。出力の切りかえは、マル
チプレクサ31によって行なっている。このことにより
第一の実施例で使用したアナログ加算器14を省略する
ことができる。
。第一の実施例(第1図)と異なる点は低ゲイン用増幅
器、及び、高ゲイン増幅器とを検出器側に設置した点で
ある。この実施例によれば、検出器の出力は二種類の増
幅率で同時に増幅されている。出力の切りかえは、マル
チプレクサ31によって行なっている。このことにより
第一の実施例で使用したアナログ加算器14を省略する
ことができる。
この様に、第二の実施例は、第一の実施例と原理的には
同一であり、得られる効果も同じである。
同一であり、得られる効果も同じである。
その長所は、加算器14を無くし、回路構成が簡略化で
きることである。逆に、短所は、常に、高ゲイン増幅器
13も動作しているため、検出器10の出力信号が大き
な時(空気層の透過計数値を計測している時)に増幅器
13が飽和してしまうことである。このため、増幅器1
3には破壊防止用の保護回路を付加するなどの対策を行
なっている。
きることである。逆に、短所は、常に、高ゲイン増幅器
13も動作しているため、検出器10の出力信号が大き
な時(空気層の透過計数値を計測している時)に増幅器
13が飽和してしまうことである。このため、増幅器1
3には破壊防止用の保護回路を付加するなどの対策を行
なっている。
第4図は第三の実施例で、第一、第二の実施例と異なる
点は、レベル判定をコンパレータ17でハードウェア的
に行なうのではなく、計算機16の内部でソフトウェア
的に処理することにある。
点は、レベル判定をコンパレータ17でハードウェア的
に行なうのではなく、計算機16の内部でソフトウェア
的に処理することにある。
第一、第二の実施例のどちらでも変形が可能であるが、
ここでは第一の実施例を変形した例をのべる。すなわち
、第一の実施例におけるコンパレータ17をとりのぞき
、検出器1oからの信号を計算機のアナログ入力端子4
1に入力している。また、増幅器選択のための制御信号
が、計算機16の出力制御ライン42に出力されている
。処理のフローを第5図に示す。まず、検出器からのア
ナログ信号を読みこみ、すでにソフトウェアで設定され
ているしきい値レベルVthと比較し、どちらの増幅器
を動作させるかを判断させ、出力制御ライン42を用い
てデマルチプレクサ11に知らせる。次に、アナログデ
ィジタル変換のスタート信号を発生させ、アナログディ
ジタル変換器15を動作させディジタルデータを計算機
15で取りこむ。
ここでは第一の実施例を変形した例をのべる。すなわち
、第一の実施例におけるコンパレータ17をとりのぞき
、検出器1oからの信号を計算機のアナログ入力端子4
1に入力している。また、増幅器選択のための制御信号
が、計算機16の出力制御ライン42に出力されている
。処理のフローを第5図に示す。まず、検出器からのア
ナログ信号を読みこみ、すでにソフトウェアで設定され
ているしきい値レベルVthと比較し、どちらの増幅器
を動作させるかを判断させ、出力制御ライン42を用い
てデマルチプレクサ11に知らせる。次に、アナログデ
ィジタル変換のスタート信号を発生させ、アナログディ
ジタル変換器15を動作させディジタルデータを計算機
15で取りこむ。
この様にして第一、第二の実施例とまったく同様に、透
過データが収集できる。
過データが収集できる。
仮に、信号処理回路の精度が12ビツトであるとする。
さらに、実施例における高ゲイン用増幅器のゲインを仮
に16とすると、これは丁度4ビット分に相当するため
、本発明によれば、16+4=20ビツトの精度が得ら
れることになり、計数値の低い部分にかくれてしまった
微少欠陥の存在を知ることができる様になり、高密度分
解能をもつCT装置が実現できる。
に16とすると、これは丁度4ビット分に相当するため
、本発明によれば、16+4=20ビツトの精度が得ら
れることになり、計数値の低い部分にかくれてしまった
微少欠陥の存在を知ることができる様になり、高密度分
解能をもつCT装置が実現できる。
本発明によれば、空気層の透過データを収集している時
には、相対的に増幅器の増幅率を低下させ、逆に、被検
体の透過データを収集している時には増幅率を上げるこ
とができ、信号処理回路のもつダイナミックレンジを有
効に活用することができる。
には、相対的に増幅器の増幅率を低下させ、逆に、被検
体の透過データを収集している時には増幅率を上げるこ
とができ、信号処理回路のもつダイナミックレンジを有
効に活用することができる。
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は透過
計数値の変化を示す図、第3図は本発明の第二の実施例
のブロック図、第4図は本発明の第三の実施例のブロッ
ク図、第5図は第4図の処理フロー図、第6図は測定体
系図、第7図は基本的な信号処理のブロック図、第8図
は透過計数値の変化を示す図である。 11・・・アナログ・デマルチプレクサ、12・・・低
ゲイン用増幅器、13・・・高ゲイン用増幅器、14・
・・加算器、15・・・アナログ・ディジタル変換器、
31・・・マルチプレクサ。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5(2T 第6図 第7図
計数値の変化を示す図、第3図は本発明の第二の実施例
のブロック図、第4図は本発明の第三の実施例のブロッ
ク図、第5図は第4図の処理フロー図、第6図は測定体
系図、第7図は基本的な信号処理のブロック図、第8図
は透過計数値の変化を示す図である。 11・・・アナログ・デマルチプレクサ、12・・・低
ゲイン用増幅器、13・・・高ゲイン用増幅器、14・
・・加算器、15・・・アナログ・ディジタル変換器、
31・・・マルチプレクサ。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5(2T 第6図 第7図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被検体の放射線透過データを検出器からの直流電流
値の変化として計測するコンピュータ断層撮影装置にお
いて、 たがいに異なる増幅率をもつ複数の増幅器を用い、前記
検出器の出力の大きさにより前記増幅器を切りかえ、出
力を加算器で加算し、アナログ・ディジタル変換し、計
算機にデータを取り込み、前記被検体の透過データとす
ることを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63014402A JPH01190338A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | コンピュータ断層撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63014402A JPH01190338A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | コンピュータ断層撮影装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01190338A true JPH01190338A (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=11860052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63014402A Pending JPH01190338A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | コンピュータ断層撮影装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01190338A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000038316A1 (en) * | 1998-12-22 | 2000-06-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Computer tomograph with a multi-stage charge-integrated read amplifier |
JP2002510516A (ja) * | 1998-04-03 | 2002-04-09 | トムソン テューブ エレクトロニク | 測定値の獲得プロセスとそのプロセスを実行するための断面デンシトメータ |
JP2009513220A (ja) * | 2005-10-28 | 2009-04-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 分光コンピュータ断層撮影の方法および装置 |
-
1988
- 1988-01-27 JP JP63014402A patent/JPH01190338A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002510516A (ja) * | 1998-04-03 | 2002-04-09 | トムソン テューブ エレクトロニク | 測定値の獲得プロセスとそのプロセスを実行するための断面デンシトメータ |
WO2000038316A1 (en) * | 1998-12-22 | 2000-06-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Computer tomograph with a multi-stage charge-integrated read amplifier |
JP2009513220A (ja) * | 2005-10-28 | 2009-04-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 分光コンピュータ断層撮影の方法および装置 |
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