专利名称：：X射线ct装置及投影数据收集装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及X射线CT(ComputedTomography)装置及投影数据(data)收集装置，尤其涉及由X射线来扫描(scan)对象以便收集投影数据，基于该投影数据来再构成图像的X射线CT装置及用于这种X射线CT装置的投影数据收集装置。
背景技术：
：在X射线CT装置中，对对象进行扫描(scan)，以收集投影数据(data)，并基于该投影数据来进行图像再构成。在投影数据的收集中，预先设定摄影视野即FOV(fieldofview)，进行与该FOV对应的投影数据的收集。通过在多信道(multi-channel)的X射线检测器中，收集属于与FOV对应的范围的信道的输出数据，来进行与FOV对应的数据收集(比如，参照专利文献1)。专利文献1特开2001-120534号公报(第5-10页，图2-9)
发明内容发明拟解决的课题由于在上述的X射线CT装置中，FOV越小，属于该范围的信道数便越减少，因而FOV越小，使矩阵大小(matrixsize)达到了固定时再构成图像的空间分解能力便越降低。为此本发明的课题是，实现一种再构成图像的空间分解能力不因FOV减少而降低的X射线CT装置及用于这种X射线CT的投影数据收集装置。用于解决课题的手段(1)用于解决上述课题的一个观点的发明是一种X射线CT装置，是具有由X射线来扫描对象以便收集投影数据的收集单元、基于投影数据来再构成图像的再构成单元的X射线CT装置，其特征在于上述收集单元具备多信道X射线检测器，其中与预先规定的大小2种FOV中小FOV对应部分的信道节距为与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的信道节距的1/n(n是2以上的整数)；信号收集电路，其在以小FOV的摄影时，按各信道来收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，在以大FOV的摄影时，按备相邻的n信道来汇总收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，同时按各信道来收集与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的检测信号，由此不管FOV的大小而收集相同数量的检测信号。(2)用于解决上述课题的另一个观点的发明是一种投影数据收集装置，是用于由X射线来扫描对象以便收集投影数据，并基于该投影数据来再构成图像的X射线CT装置的投影数据收集装置，其特征在于具备多信道X射线检测器，其中与预先规定的大小2种FOV中小FOV对应部分的信道节距为与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的信道节距的1/n(n是2以上的整数)；信号收集电路，其在以小FOV的摄影时，按各信道来收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，在以大FOV的摄影时，按各相邻的n信道来汇总收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，同时按各信道来收集与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的检测信号，由此不管FOV的大小而收集相同数量的检测信号。与上述小FOV对应的部分存在于上述X射线检测器的中央部，这适于适当地进行基于小FOV的摄影这一点。与上述大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分存在于与上述小FOV对应部分的两侧，这适于适当地进行基于大FOV的摄影这一点。n＝2这一条适于使小FOV的大小达到大FOV大小的一半这一点。与上述小FOV对应部分的信道数是除此之外部分的信道数的2倍，这适于使大小2个FOV的信道达到相同数量这一点。发明效果在以上述各观点的发明中，由于具备多信道X射线检测器，其中与预先规定的大小2种FOV中小FOV对应部分的信道节距为与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的信道节距的1/n(n是2以上的整数)；信号收集电路，其在以小FOV的摄影时，按各信道来收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，在以大FOV的摄影时，按各相邻的n信道来汇总收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，同时按备信道来收集与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的检测信号，由此不管FOV的大小而收集相同数量的检测信号，因而可适应FOV的减少，来减小数据收集的信道节距。因此，即使减小FOV，再构成图像的空间分解能力也不降低。图1是X射线CT装置的框图。图2是表示X射线检测器的结构的附图。图3是表示由X射线检测器和数据收集部组成的部分的电结构的框图。图4是表示由X射线检测器和数据收集部组成的部分中开关切换的一种状态的框图。图5是表示由X射线检测器和数据收集部组成的部分中开关切换的一种状态的框图。图6是表示由X射线检测器和数据收集部组成的部分中开关切换的其它状态的框图。图7是表示由X射线检测器和数据收集部组成的部分中开关切换的其它状态的框图。图8是表示X射线照射·检测装置的结构的附图。图9是表示X射线照射·检测装置与对象的关系的附图。图10是表示X射线CT装置的动作的流程图。符号说明2扫描架；4摄影台；6操作控制台；20X射线管；24X射线检测器；26数据收集部；262、264切换开关；266信号调节器具体实施方式以下参照附图，对用于实施发明的最佳方式作以说明。此外本发明并非限定于用于实施发明的最佳方式。图1表示X射线CT装置的方框(block)图。本装置是用于实施本发明的最佳方式一例。由本装置的构成，来表示用于实施有关X射线CT装置的本发明的最佳方式一例。如图1所示，本装置具有扫描架(gantry)2、摄影台(table)4及操作控制台(console)6。扫描架2具有X射线管20。从X射线管20放射的未图示的X射线由准直仪(collimator)22而成形(准直collimation)，从而成为锥状(cone)X射线束即锥束(conebeam)X射线，并照射到X射线检测器24。X射线检测器24根据X射线束的扩散，而具有配置成阵列(array)状的多个检测元件。对X射线检测器24的构成，在后文再作说明。摄影对象被搭载于摄影台4，传送到X射线管20与X射线检测器24之间的空间。X射线管20、准直仪22及X射线检测器24构成X射线照射·检测装置。对X射线照射·检测装置，在后文再作说明。在X射线检测器24中连接数据收集部26。数据收集部26将X射线检测器24的备检测元件的检测信号作为数字数据(digitaldata)予以收集。检测元件的检测信号成为表示基于X射线的对象投影的信号。以下，将其也称为投影数据或简称为数据。来自X射线管20的X射线的照射由X射线控制器(controller)28来控制。此外对于X射线管20与X射线控制器28的连接关系省略图示。准直仪22由准直仪控制器30来控制。此外对于准直仪22与准直仪控制器30的连接关系省略图示。从上述X射线管20至准直仪控制器30为止的这一部分搭载于扫描架2的旋转部34。旋转部34的旋转由旋转控制器36来控制。此外对旋转部34与旋转控制器36的连接关系省略图示。扫描架2是用于实施本发明的最佳方式一例。由本装置的构成，来表示用于实施有关投影数据收集装置的本发明的最佳方式一例。操作控制台6具有数据处理装置60。数据处理装置60由比如计算机(computer)等来构成。在数据处理装置60中连接控制接口(interface)62。控制接口62与扫描架2及摄影台4连接。数据处理装置60通过控制接口62来控制扫描架2及摄影台4。扫描架2内的数据收集部26、X射线控制器28、准直仪控制器30及旋转控制器36通过控制接62来被控制。此外对这些各部与控制接口62的单个连接省略图示。在数据处理装置60中连接数据收集缓冲器64。在数据收集缓冲器64中连接扫描架2的数据收集部26。由数据收集部26收集的数据通过数据收集缓冲器64来输入到数据处理装置60。在数据处理装置60中连接存储装置66。存储装置66中存储分别通过数据收集缓冲器64及控制接口62输入到数据处理装置60的投影数据。存储装置66中还存储数据处理装置60用的程序(program)。数据处理装置60执行该程序，由此来实施本装置的动作。数据处理装置60利用通过数据收集缓冲器64收集到存储装置66的投影数据，来进行图像再构成。在图像再构成中，采用比如回滤投影(filteredbackprojection)法等。数据处理装置60是本发明中再构成单元的一例。在数据处理装置60中连接显示装置68及操作装置70。显示装置68由图形显示器(graphicdisplay)等来构成。操作装置70由具备指示装置(pointingdevice)的键盘(keyboard)等来构成。显示装置68显示从数据处理装置60输出的再构成图像及其它信息。操作装置70由使用者来操作，将各种指示及信息等输入到数据处理装置60。使用者使用显示装置68及操作装置70，按交互方式(interactive)来操作本装置。图2表示X射线检测器24的模式构成。X射线检测器24是本发明中X射线检测器的一例。如同图所示，X射线检测器24是一种将多个X射线检测元件24(ik)配置为2维阵列状的多信道(channel)X射线检测器。多个X射线检测元件24(ik)在整体上形成一种弯曲成圆筒凹面状的X射线受光面。i是信道序号，比如i＝1，2，...，1500。k是列序号，比如k＝1，2，...，32。X射线检测元件24(ik)由列序号k相同的元件来分别构成检测元件列。X射线检测器24的检测元件列不限于32列，也可以是适宜的多数或单数。X射线检测元件24(ik)由比如闪烁器(scintillator)及光电二极管(photodiode)的组合来构成。此外不局限于此，也可以是比如利用了镉·碲(CdTe)等的半导体X射线检测元件或利用了氙(Xe)气的电离箱型X射线检测元件。在X射线检测器24的中央部，在i方向的规定范围内，X射线检测元件24(ik)受光面的i方向尺寸成为除此之外部分的X射线检测元件24(ik)受光面的一半。这样，该部分的信道节距(channelpitch)成为其它部分的信道节距的1/2。此外，信道节距不局限于1/2，在将n设为2以上的整数时，也可以是1/n。虽然以下表示n＝2的示例，但对于2以上的整数场合，也可以将2改为其以上的整数。规定范围相当于X射线检测器24的i方向全长的大约1/2。该范围对应于预先规定的大小2种FOV中较小一方的FOV。与此相对，X射线检测器24的i方向全长范围对应于较大一方的FOV。以下，将较小一方的FOV也称为小FOV，将较大一方的FOV称为大FOV。图3由框图来表示由X射线检测器24与数据收集部26组成的部分的电构成。这里虽然表示了多个检测元件列中的1个，但有关其它列的构成也同样。此外为了避免图面复杂，将X射线检测器24的i方向信道数假设为30个。对各信道附加序号1-30。这30个信道与大FOV对应。其中中央部的信道6-25与小FOV对应。小FOV的信道数是20个。小FOV的信道6-25的节距是大FOV的信道1-5及26-30的1/2。各信道的输出信号在数据收集部26内，通过2个系统的切换开关(switch)262、264，来输入到信号调节器(signalconditioner)266。信号调节器266持有20个输入信道，对输入到这些信道的信号，分别进行放大及模拟·数字(analog-to-digital)转换等适宜的信号调节。对各输入信道附加序号1-20。由切换开关262、264及信号调节器266来组成的部分是本发明中信号收集电路的一例。切换开关262由与信道6-25对应的20个开关元件来组成。各开关元件将各信道的输出信号有选择地输出到2个信号经路的任意一方。2个信号经路的一方在相邻2个开关元件之间是通用的。各开关元件的切换由来自控制接口62的控制信号来进行。切换开关264由与信号调节器266的输入信道对应的20个开关元件来组成。各开关元件从2个信号经路的任意一方有选择地取入各信道的输入信号。各开关元件的切换由来自控制接口62的控制信号来进行。在输入信道1，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道1的信号输出经路，另一方是信道6的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道2，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道2的信号输出经路，另一方是信道7的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道3，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道3的信号输出经路，另一方是信道8的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道4，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道4的信号输出经路，另一方是信道9的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道5，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道5的信号输出经路，另一方是信道10的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道6，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道6、7的开关的通用输出经路，另一方是信道11的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道7，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道8、9的开关的通用输出经路，另一方是信道12的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道8，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道10、11的开关的通用输出经路，另一方是信道13的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道9，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道12、13的开关的通用输出经路，另一方是信道14的开关的2个信号输出经路的一方。输入信道10中，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道14、15的开关的通用输出经路，另一方是信道15的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道11，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道16、17的开关的通用输出经路，另一方是信道16的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道12，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道18、19的开关的通用输出经路，另一方是信道17的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道13，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道20、21的开关的通用输出经路，另一方是信道18的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道14，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道22、23开关的通用输出经路，另一方是信道19的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道15，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道24、25的开关的通用输出经路，另一方是信道20的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道16，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道26的信号输出经路，另一方是信道21的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道17，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道27的信号输出经路，另一方是信道22的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道18，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道28的信号输出经路，另一方是信道23的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道19，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道29的信号输出经路，另一方是信道24的开关的2个信号输出经路的一方。在输入信道20，2个输入信号经路的一方是X射线检测器24的信道30的信号输出经路，另一方是信道25的开关的2个信号输出经路的一方。图4表示切换开关262、264之一的切换状态。如同图所示，在该状态，切换开关262被切换为对信道6-25，按每2个相邻的信道，来将这些输出信号输出到通用的信号经路。这样，信道6与7、8与9、10与11、12与13、14与15、16与17、18与19、20与21、22与23、24与25的输出信号分别被并行输出到通用的信号经路。切换开关264被切换为将X射线检测器24的信道1-5及26-30的输出信号分别输入到信号调节器266的信道1-5及16-20，此外还被切换为将X射线检测器24的信道6与7的并行输出信号、8与9的并行输出信号、10与11的并行输出信号、12与13的并行输出信号、14与15的并行输出信号、16与17的并行输出信号、18与19的并行输出信号、20与21的并行输出信号、22与23的并行输出信号、24与25的并行输出信号分别输入到信号调节器266的信道6-15。如果只表示该状态下的有源(active)信号经路，便如图5所示，属于大FOV的所有信道1-30的输出信号被输入到信号调节器266。此时属于小FOV的信道6-25的输出信号按每相邻的2个来被汇总输入。这样，信道6与7、8与9、10与11、12与13、14与15、16与17、18与19、20与21、22与23、24与25分别作为1个信道来发挥功能。因此，X射线检测器24作为20个信道的X射线检测器来发挥功能，实质上的信道节距在FOV整体范围内达到均等。图6表示切换开关262、264的其它切换状态。如同图所示，在该状态，切换开关262被切换为将信道6-25的输出信号输出到单个的信号经路。此外切换开关264被切换为将信道6-25的输出信号分别输入到信号调节器266的信道1-20。如果只表示该状态下的有源信号经路，便如图7所示，只有属于小FOV的信道6-25的输出信号被输入到信号调节器266。这样，X射线检测器24与大FOV的场合同样，作为20个信道的X射线检测器来发挥功能，但由于只使用信道6-25，所以信道节距成为大FOV场合的1/2。因此，可以按2倍的空间分解能力来收集与大FOV的场合相同数量的数据。图8表示X射线照射·检测装置中X射线管20与准直仪22及X射线检测器24的相互关系。此外图8(a)是表示从扫描架2的正面看去的状态的附图，(b)是表示从侧面看去的状态的附图.如同图所示，从X射线管20放射出的X射线成形为由准直仪22而成为锥体状X射线束400，并照射到X射线检测器24。图8(a)表示锥体状X射线束400的一个方向的发散。以下，还将该方向称为幅度方向。X射线束400的幅度方向与X射线检测器24中信道的配置方向一致。在X射线束400的发散范围内设定大FOV及小FOV。(b)表示X射线束400的其它方向的发散。以下，还将该方向称为X射线束400的厚度方向。X射线束400的厚度方向与X射线检测器24中多个检测元件列的并置方向相一致。X射线束400的2个发散方向互相垂直。使这种X射线束400与体轴交叉，比如如图9所示，摄影台4上所载置的对象8被搬动到X射线照射空间。扫描架2是一种在内部包含X射线照射·检测装置的筒状结构。X射线照射空间在扫描架2的筒状结构的内侧空间形成。由X射线束400来分层了的对象8的图像被投影到X射线检测器24。由X射线检测器24，透过了对象8的X射线被按每个检测器列来检测。照射到对象8的X射线束400的厚度th由准直仪22的孔眼开度来调节。与X射线照射·检测装置的旋转并行，如箭头42所示，使摄影台4在对象8的体轴方向连续移动，X射线照射·检测装置由此相对对象8，沿包围对象8的螺旋状轨道来旋转。由此来进行所谓的螺旋扫描(helicalscan)。如果在使摄影台4停止的状态下，使X射线照射·检测装置旋转，可进行轴向扫描(axialscan)。将扫描的旋转轴方向作为z方向，将连接旋转中心与X射线管20的方向作为y方向，将与z方向及y方向垂直的方向作为x方向。由此来形成旋转坐标系xyz。每旋转扫描1次，便收集多次(比如1000次)观察(view)的投影数据。投影数据的收集由X射线检测器24-数据收集部26-数据收集缓冲器64这一系列来进行。对本装置的动作作以说明。图10表示本装置动作的流程(flow)图。如同图所示，在步骤(stage)501，进行摄影条件设定。摄影条件设定由使用者通过操作装置70来进行。由此来设定摄影部位、FOV、管电压、管电流、分层厚度等各种扫描参数(scanparameter)。接下来，在步骤503进行扫描。根据在步骤501设定的摄影条件，由扫描架2及摄影台4来进行扫描。由此来收集对象8的投影数据。接下来，在步骤507进行图像再构成。图像再构成由数据处理装置60来进行。数据处理装置60基于由扫描所收集的投影数据，由回滤投影法等来再构成图像。再构成的图像在步骤509被显示及存储。图像的显示由显示装置60来进行。图像的存储由存储装置66来进行。在上述摄影中，大FOV摄影在图5所示的X射线检测器24与数据收集部26的连接状态下进行，小FOV摄影在图7所示的X射线检测器24与数据收集部26的连接状态下进行。如图7所示，由于在将FOV减少到1/2的场合下，与此对应将信道节距设到1/2，来收集与FOV的场合相同数量的数据，因而即使FOV减少，再构成图像的空间分解能力也不下降。大小2个FOV的关系可设定为多个阶段。即，对大FOV，可按上述关系来设定将其作为小FOV的大大FOV，对小FOV，可按上述关系来设定将其作为大FOV的小小FOV。对于大于大大FOV的FOV及小于小小FOV的FOV也同样。权利要求1.一种X射线CT装置，是具有由X射线来扫描对象以便收集投影数据的收集单元、基于投影数据来再构成图像的再构成单元的X射线CT装置，其特征在于上述收集单元具备多信道X射线检测器，其中与预先规定的大小2种FOV中小FOV对应部分的信道节距为与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的信道节距的1/n(n是2以上的整数)；信号收集电路，其在以小FOV的摄影时，按各信道来收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，在以大FOV的摄影时，按各相邻的n信道来汇总收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，同时按各信道来收集与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的检测信号，由此不管FOV的大小而收集相同数量的检测信号。2.权利要求1中记载的X射线CT装置，其特征在于与上述小FOV对应的部分存在于上述X射线检测器的中央部。3.权利要求1或权利要求2中记载的X射线CT装置，其特征在于与上述大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分存在于与上述小FOV对应部分的两侧。4.权利要求1至权利要求3任一中记载的X射线CT装置，其特征在于n＝2。5.权利要求4中记载的X射线CT装置，其特征在于与上述小FOV对应部分的信道数是与上述大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的信道数的2倍。6.一种投影数据收集装置，是用于由X射线来扫描对象以便收集投影数据，并基于该投影数据来再构成图像的X射线CT装置的投影数据收集装置，其特征在于具备多信道X射线检测器，其中与预先规定的大小2种FOV中小FOV对应部分的信道节距为与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的信道节距的1/n(n是2以上的整数)；信号收集电路，其在以小FOV的摄影时，按各信道来收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，在以大FOV的摄影时，按各相邻的n信道来汇总收集与上述X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，同时按各信道来收集与大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分的检测信号，由此不管FOV的大小而收集相同数量的检测信号。7.权利要求6中记载的投影数据收集装置，其特征在于与上述小FOV对应的部分存在于上述X射线检测器的中央部。8.权利要求6或权利要求7中记载的投影数据收集装置，其特征在于与上述大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分存在于与上述小FOV对应的部分的两侧。9.权利要求6至权利要求8任一中记载的投影数据收集装置，其特征在于n＝2。10.权利要求9中记载的投影数据收集装置，其特征在于与上述小FOV对应部分的信道数是与上述大FOV和小FOV的非重复部分相当的部分信道数的2倍。全文摘要实现一种再构成图像的空间分解能力不因FOV的减少而降低的X射线CT装置及用于这种X射线CT的投影数据收集装置。具备多信道X射线检测器(24)，其与大小2种FOV中较小一方的FOV对应部分的信道节距为其以外部分的信道节距的1/n(n是2以上的整数)；信号收集电路(26)，其在以小FOV的摄影时，按各信道来收集与X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，在以大FOV的摄影时，按各相邻的n信道来汇总收集与X射线检测器的小FOV对应部分的检测信号，同时按各信道来收集其以外部分的检测信号。文档编号A61B6/03GK1689519SQ200410042018公开日2005年11月2日申请日期2004年4月29日优先权日2004年4月29日发明者董加勤申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司