JPH0622952A - 断層撮影イメージングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＴ装置で、固定された角度間隔を有するエ
ンコーダインデックスパルスから、投影の取得をトリガ
するための、プログラマブルな異なる角度間隔を有する
トリガ位置信号を作成する。 【構成】 推定回路３６により、エンコーダインデック
スパルスのタイミングを評価して、トリガ位置信号内の
次のパルスの生起時点を推定する。推定回路は、ガント
リの位置および速度に合うように調整された位相同期ル
ープ（図４）または一組の探索テーブル（図５）で構成
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は断層撮影イメージングシ
ステム、たとえばＸ線のコンピュータ断層撮影法（Ｃ
Ｔ：ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）に使用
される断層撮影イメージングシステムに関するものであ
り、更に詳しくはガントリ基準信号に調整可能な空間的
周期性を与える断層撮影システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】断層撮影イメージング装置は、患者のま
わりの種々の角度に於ける一連の投影で放射線を集める
ことによりイメージング対象の横断「スライス」の画像
を作成する。放射線はＸ線ＣＴシステムの場合のよう
に、外部の発生源、たとえばイメージング対象の外側に
配置されたＸ線管から与えられることもある。あるい
は、ポジトロン放射形断層撮影法（ＰＥＴ：ｐｏｓｉｔ
ｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の場
合のように、内部にある発生源、たとえば、経口摂取さ
れた放射性同位体から与えられることもある。どちらの
場合も、多数のこのような投影のデータを「再構成す
る」ことにより、スライス画像が作成される。再構成ア
ルゴリズムでは、各投影を取得した「角度」を正確に知
る必要がある。

【０００３】たとえば「第三」または「第四」世代のＣ
Ｔシステムでは、規定された扇状ビーム角度で扇状ビー
ムを形成するようにＸ線源がコリメーションされる。扇
状ビームは、「イメージング平面」と呼ばれるカーテシ
アン座標系のｘ−ｙ平面内にあるようにコリメーション
される。扇状ビームはイメージング対象を透過して、イ
メージング平面の中に配置されたＸ線検出器のアレー
（すなわち配列体）に当たる。

【０００４】検出器アレーは検出素子で構成され、各検
出素子はＸ線源から特定の検出素子に投影されるビーム
に沿って、透過される放射線の強度を測定する。透過さ
れる放射線の強度はイメージング対象によるその射線に
沿ったＸ線ビームの減衰によって左右される。Ｘ線源は
イメージング平面の中のガントリ上で、イメージング対
象のまわりに回転するので、扇状ビームの中心がイメー
ジング対象と交差する角度は絶えず変化する。「トリガ
位置」と呼ばれる多数の所定の角度で、またガントリに
取り付けられたロータリエンコーダによって定められた
ように、投影が取得され、この投影は各検出素子からの
強度信号を含む。投影はまとまって投影セットを構成す
る。

【０００５】取得された断層撮影投影セットは通常、コ
ンピュータ処理のため数値形式で記憶される。これによ
り、当業者に知られている再構成アルゴリズムに従っ
て、後でスライス画像が「再構成される」。投影セット
は扇状ビーム再構成技術により直接、画像に再構成する
こともできる。あるいは、成分投影の強度データを平行
ビームに分け、平行ビーム再構成技術に従って再構成す
ることもできる。どちらの場合も再構成アルゴリズムで
は、各投影を取得するガントリの角度が正確でなければ
ならない。

【０００６】再構成された画像は通常のＣＲＴにディス
プレイしてもよく、あるいはコンピュータ制御のカメラ
によりフィルム録画に変換してもよい。断層撮影画像の
品質は部分的に、取得される投影数によって左右され
る。より高速のスキャンが望ましいときは、より低い分
解能を受け入れ得ることが多い。たとえば、市販のＣＴ
装置はガントリの８秒の一回転の間、一回転当たり７８
７２投影まで得ることができる。２秒毎に１回転の回転
速度で、データ取得チェインでは１９６８個の投影のみ
の取得が可能である。このような少ないサンプルで作成
された結果の低分解能画像は、運動によって生じるぼけ
の除去が重要な検討事項である、運動する臓器のイメー
ジングのような、ある場合には受け入れることができ
る。

【０００７】ガントリの回転の間、投影は等間隔の角度
になっている。したがって投影と投影との間の角度間隔
は、スキャン速度が異なると異なる。上記の８秒のスキ
ャンの場合、投影と投影の間の角度間隔は約０．０５度
である。これに対して、２秒のスキャンでは、投影と投
影の間の角度間隔は約０．１８度である。投影と投影の
間の角度間隔は、ガントリに取り付けられ、角度分解能
がたとえば０．０１５度と非常に微細なロータリエンコ
ーダまたはレゾルバによって制御される。通常、カウン
タを使用して、エンコーダパルスを計数し、各投影をト
リガする投影取得信号を発生する。このため、すべての
スキャン速度に対する投影の角度間隔はこの分解能の整
数倍でなければならない。

【０００８】上記のように、投影は等しい角度間隔で取
得されるので、「空間的周期性（ｓｐａｔｉａｌ ｐｅ
ｒｉｏｄｉｃｉｔｙ）」は一定となる。しかし、注意し
なければならないのは、投影は時間的に等間隔でない、
すなわち「時間的周期性（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｐｅｒｉ
ｏｄｉｃｉｔｙ）」は一定でないということである。そ
の理由は、ガントリ質量の不均一分布に作用する重力加
速の結果、ガントリが一様に回転しないで、早くなった
り遅くなったりする傾向があるためである。また、たと
えば心臓のイメージングに使用されるような、ある種の
技術では、投影セットの収集の間、ガントリの回転速度
を故意に調整することにより、投影の取得を心臓の拍動
に同期させる。

【０００９】高分解能の角度エンコーダを使用し、その
出力を分割して投影取得信号を作成するという上記の技
術には、ガントリの回転速度に無関係であるので、エン
コーダ信号の時間的周期性の変動に拘わらず一定の空間
的周期性を与えるという利点があるものの、いくつか欠
点もある。第一に、実用的なエンコーダの角度分解能で
は、投影取得信号の達成可能な空間的周期性の段階が比
較的粗い。これは、ある種のスキャン速度が使用できな
いということ、および分解能と速度の兼ね合いをとる上
での操作員の融通性が厳しく制限されるということを意
味する。

【００１０】第二に、空間的周期性がエンコーダの空間
的周期性の整数倍でない投影取得信号は得ることができ
ない。カウンタを使用してエンコーダ信号を分周する
と、事実上、整数の除数しか使用できず、またガントリ
の一回転後に生じうる剰余によって投影取得信号が得ら
れる絶対角度位置がカントリの回転ごとに変わるという
望ましくない結果が生じる。

【００１１】将来の改善されたＣＴシステムによって、
各投影セット内で一層多数の投影を使用することが可能
となるであろう。しかし、このような改善は少しずつ達
成されることが多いので、必要な投影取得信号が前のエ
ンコーダ速度の整数倍となることは少ない。したがって
現在のところ、既存の装置の品質向上にはエンコーダシ
ステム全体の交換が必要となる。

【００１２】また、ここで引用する米国特許出願第０７
／５４０，９９５号明細書に説明されているように、ガ
ントリの回転の間、Ｘ線管の焦点が前後にシフトされる
「焦点ウォブリング（ｓｐｏｔ ｗｏｂｂｌｅ）」のよ
うなある種の進んだ技術の場合、システムの特定の幾何
学的形状に応じて最適の空間的周期性が存在すること、
および一般にこの空間的周期性はエンコーダの空間的周
期性の整数倍でないことが見出された。したがって、焦
点ウォブリング技術は付加的な別個のエンコーダシステ
ムを必要とすることがある。

【００１３】したがって、特定のエンコーダ周波数に無
関係で、一定の空間的周期性の任意の取得信号を供給す
る方法が望まれる。

【００１４】

【発明の概要】本発明はエンコーダ信号の整数倍でない
一定の空間的周期性を有する投影取得信号を提供するた
めの方法および装置に関するものである。本発明では、
断層撮影システムのガントリに取り付けられ、第一の一
定の空間的周期で角度信号を発生する回転エンコーダを
用いる。この角度信号を時間推定回路が受ける。この時
間推定回路は取得信号を発生する。この取得信号も一定
の空間的周期性を有しているが、これはエンコーダの空
間的周期性とは異なる。時間推定回路は角度信号のパル
スの時点を評価し、これらの時点から取得信号の次のパ
ルスの時点を推定するように、動作する。エンコーダパ
ルスの時点を適切に評価することにより、一定の空間的
周期性を有する取得信号パルスを作成することができ
る。

【００１５】時間推定回路は位相同期ループ（ｐｈａｓ
ｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）とすることができる。こ
の位相同期ループは帰還技術を使用して、自走発振器を
エンコーダ信号の周波数の倍数に合わせる。あるいは時
間推定回路は、ガントリ速度の推定値に適するように調
整された多重探索（ｌｏｏｋ−ｕｐ）テーブルを用いる
コンピュータ回路とすることができる。このコンピュー
タ回路は、取得信号パルスの作成に必要な適当な遅延を
エンコーダ信号パルスに生じる。

【００１６】したがって本発明の一つの目的は、スキャ
ン時間および焦点ウォブリングのような新しいイメージ
ング技術の使用に対して画像分解能の兼ね合いをとる上
で最大の臨床の柔軟性が得られるように、投影取得信号
の空間的周期性をプログラマブルに変えられる断層撮影
スキャナを提供することである。投影取得信号の空間的
周期性の変更は、エンコーダ機構を物理的に取り替える
という、より難しいプロセスによるのでなく、時間推定
回路が使用するプログラマブルな推定パラメータを変え
ることにより実現することができる。

【００１７】本発明のもう一つの目的は、エンコーダを
取り替える必要無しに、より高分解能の画像を作成する
ように容易に品質向上できる断層撮影スキャナを構成す
ることである。時間領域技術を使用して一定の空間的周
期性の信号を発生し得ることにより、新しい取得信号の
発生を自蔵電気回路によって行うことができるように
し、この電気回路は容易に既存のスキャナに付加して既
存のエンコーダから信号を受けるようにすることができ
る。

【００１８】本発明の更にもう一つの目的は、空間的周
期性が標準エンコーダの整数倍に等しくない投影取得信
号を断層撮影システムが必要とするときに、標準的な、
コスト効率がより良いエンコーダを断層撮影システムで
使用できるようにすることである。時間領域推定技術で
投影取得信号を作成することにより、空間的周期性が標
準エンコーダと異なる取得信号を作成するために標準エ
ンコーダを使用することができる。

【００１９】本発明の上記および他の目的および利点は
以下の説明から明らかとなる。説明では付図を参照する
が、付図は本明細書の一部を構成し、本発明の一実施例
を図示している。しかし、このような実施例は必ずしも
本発明の全範囲を表すものではないので、本発明の範囲
の解釈に当たっては請求範囲を参照しなければならな
い。

【００２０】

【実施例の記載】図１に示すように、「第三世代」のＣ
Ｔスキャナを表すＣＴシステム１０において、Ｘ線源１
２が、イメージング対象１８を介して焦点１６からのＸ
線の扇状ビーム１４を検出器アレー２０に投影するよう
な向きに向けられている。検出器アレー２０は多数の検
出素子２２で構成される。検出素子２２は、イメージン
グ対象１８をＸ線が透過したことによって生じる投影画
像を共同して検出する。焦点１６を中心とした検出素子
２２の角度位置がθで表されている。Ｘ線源１２および
検出器アレー２０は、イメージング対象１８の近傍また
はその中に配置された回転中心２６のまわりに回転する
ガントリ２４に取り付けられる。

【００２１】本発明を使用するのに適したＣＴシステム
１０の制御系はガントリと結合された制御モジュール２
８をそなえている。制御モジュール２８には、電力およ
びタイミング信号をＸ線源１２に供給し、Ｘ線管内の焦
点１６の位置を制御するＸ線制御器３０、ガントリ２４
の回転速度および位置を制御するガントリ電動機制御器
３２、検出器アレー２０からの投影データを受け、デー
タを後のコンピュータ処理のためディジタルワードに変
換するデータ取得系（ＤＡＳ−ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓ
ｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）３４、および角度エンコー
ダ４０からエンコーダ信号３８を受け、データ取得系３
４およびＸ線制御器３０を制御する投影取得信号４２を
作成するトリガ３６が含まれている。エンコーダ信号３
８は空間的周期性が一定である。取得信号４２も空間的
周期性が一定であるが、その空間的周期性は一般にエン
コーダ信号３８の空間的周期性とは異なる。データ取得
系３４は取得信号４２を受けて、投影の取得をトリガす
る。Ｘ線制御器３０は取得信号４２を受けて、焦点ウォ
ブリング技術が使用されるときガントリ２４に対して焦
点１６のウォブリングを制御する。

【００２２】Ｘ線制御器３０、ガントリ電動機制御器３
２、およびデータ取得系３４はコンピュータ４４に接続
されている。コンピュータ４４は、例えばデータジェネ
ラル（Ｄａｔａ Ｇｅｎｅｒａｌ）社のエクリプス（Ｅ
ｃｌｉｐｓｅ）ＭＶ／７８００Ｃのような汎用ミニコン
ピュータとすることができる。コンピュータ４４は、当
業者には理解される方法に従ってガントリの運動の制御
および同期を投影データの取得に整合させるようにプロ
グラミングすることができる。

【００２３】コンピュータ４４は画像再構成器４６にも
接続されている。画像再構成器４６はデータ取得系３４
を介して検出器アレー２０からサンプリングされ、ディ
ジタル化された信号を受けることにより、周知のフィル
タ補正逆投影アルゴリズムに従って高速画像再構成を行
う。画像再構成器４６は市販されているようなアレープ
ロセッサとすることができる。

【００２４】コンピュータ４４は操作卓４８を介して命
令およびスキャンのパラメータを受ける。操作卓４８は
一般にＣＲＴディスプレイおよびキーボードである。こ
の操作卓４８により、操作員はスキャンに対するパラメ
ータを入力することができ、また再構成された画像およ
びコンピュータ４４からの他の情報をディスプレイする
ことができる。大容量記憶装置５０は、ＣＴイメージン
グシステムのためのオペレーティングプログラム、およ
び操作員が将来参照するための画像データを記憶するた
めの手段を提供する。

【００２５】図２に示すようにガントリ２４は、回転中
心２６を通過し、ほぼイメージング平面に垂直な軸５２
のまわりを回転する。ガントリの回転は、ほぼ円形のガ
ントリ２４の外側へりとかみ合うベルト５４によって行
われる。遊び車５６により、電動機６０により駆動され
る歯付きスプロケット５８にベルト５４が押される。エ
ンコーダ４０が、電動機６０の軸に直接取り付けられ、
エンコーダ信号３８を供給する。エンコーダ信号３８
は、電動機６０およびエンコーダ４０の１回転当たり約
２，０００パルスとなる。ベルト５４およびスプロケッ
ト５８は、ガントリ２４の１回転毎に電動機６０が１２
回転するようになっている。また、エンコーダ４０は通
常の直角位相ディジタル方形波を発生することにより、
回転情報の方向を与えるとともに、角度分解能を実質的
に４倍に増大する。その正味の効果として、エンコーダ
信号３８がガントリの１回転を約９６，０００個の等し
い角度増分に分割する。以後、エンコーダ信号３８は直
角信号の立ち上がりおよび立ち下がりから得られるパル
スの組と考える。

【００２６】ガントリ２４の円周に沿って一点にフラグ
６２が取り付けられている。ガントリ２４が特定の基準
位置６８にあるとき、フラグ６２は光センサ６４をさえ
ぎることにより、零マーク信号６６を作成する。この零
マーク信号６６を使用してエンコーダ４０を調整するこ
とにより、エンコーダ４０が発生する内部零マーク信号
７０が零マーク信号６６と一致する。したがって、光セ
ンサ６４はＣＴシステム１０の初期較正の際だけ用いら
れる。

【００２７】一般に、ガントリ２４の位置は基準位置６
８に対して角度γで表される。γの関数としてのエンコ
ーダ信号３８は一定（一定の空間的周期性）である。こ
れに対して一般に、時間の関数（時間的周期性）として
のエンコーダ信号３８は一定でない。次に図３に示すよ
うに、エンコーダ信号３８は一組のパルス７２を作成す
る。ガントリの回転速度が一定であるという簡単な条件
の下で、これらのパルス７２はγにおいて等間隔であ
り、図示するように時間的にも等間隔になっている。本
発明のトリガ３６は取得信号４２を作成する。取得信号
４２のパルス７４はエンコーダ信号３８のパルス７２と
は空間的周期性が異なる。一般に、パルス７２と７４は
γ＝０のガントリ２４の単一角度位置でのみそろう。エ
ンコーダ信号３８と取得信号４２の空間的周期性が異な
るので、取得信号４２の各パルス７４はエンコーダ信号
３８の前のパルス７２から変動する時間と角度の後に生
じる。この遅延はガントリ２４の絶対位置γによって左
右される。

【００２８】図４に示すように第一の実施例では、位相
同期ループ回路を使用することによりトリガ３６が実現
される。エンコーダ信号３８は位相比較器７６が受け
る。位相比較器７６はエンコーダ信号３８の位相を後述
する帰還信号７８と比較し、位相差信号８０を作成す
る。この位相差信号８０は、機能的に信号３８と７８と
の間の位相誤差の大きさおよび方向によって左右され
る。低域フィルタ（ＬＰＦ：ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌ
ｔｅｒ）８２は位相誤差信号８０を受けて、ゆっくり変
わる制御電圧８４を発生する。この制御電圧８４を電圧
制御発振器（ＶＣＯ：ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）８６が受ける。電圧制
御発振器８６は、周波数が制御電圧８４に比例するディ
ジタル方形波８８を発生する。したがって一般に、エン
コーダ信号３８の位相が帰還信号７８の位相より進んで
いれば、 位相比較器７６は制御電圧８４を大きくするよ
うに動作するので、 電圧制御発振器８６の出力の周波数
が大きくなる。逆に、エンコーダ信号３８の位相が帰還
信号７８の位相に対して遅れていれば、位相比較器７６
は電圧制御発振器８６の周波数を小さくする制御電圧８
４を発生する。通常程度の当業者には明らかなように、
位相比較器７６、低域フィルタ８２、および電圧制御発
振器８６を具体化する種々の方法が可能である。

【００２９】電圧制御発振器８６からのディジタル方形
波８８はプログラマブルカウンタ９０が受ける。プログ
ラマブルカウンタ９０はディジタル方形波８８の周波数
をカウンタ９０の法（ｍｏｄｕｌｕｓ）で分周するよう
に動作する。カウンタ９０はコンピュータ４４によって
制御することができる。一般に、カウンタ９０は「Ｉ分
周」カウンタであり、Ｉは予め選択された整数である。
カウンタ９０の出力は帰還信号７８であり、これにより
位相同期ループが閉じる。

【００３０】したがって位相同期ループは、一般に理解
される制御システム理論に従って帰還信号７８の位相を
エンコーダ信号３８の位相に合わせるように動作する帰
還システムであることがわかる。したがって低域フィル
タ８２が、位相同期ループが敏感にしかも安定に動作す
るように一般に理解される安定度基準に従って選択され
た特性を有することも理解される筈である。位相同期ル
ープの実効帰還周波数利得は１／Ｉであるので、電圧制
御発振器８６の出力のディジタル方形波８８の周波数は
エンコーダ信号３８の周波数のＩ倍となる。

【００３１】ディジタル方形波８８を第一のカウンタ９
０と同様の第二のカウンタ９２が受ける。第二のカウン
タ９２はディジタル方形波８８の周波数をＮ分周する。
ここでＮは第二の予め選択された整数である。カウンタ
９２の出力は取得信号４２である。したがって、取得信
号４２の周波数はエンコーダ信号３８の周波数にＩを掛
けて、Ｎで割ったものに等しくなる。このようにトリガ
回路３６は、（１）位相がエンコーダ信号３８に固定さ
れ、しかも（２）係数Ｉと除数Ｎで記述できるような、
エンコーダ信号３８の非整数倍である取得信号４２を供
給する。

【００３２】内部零マーク信号７０は他の回路（図示し
ない）に基準を供給するために使用される。この基準に
より、スキャンとスキャンとの間の絶対ガントリ位置の
再現が可能となる。位相同期ループは時間領域の装置で
ある。すなわち、その要素、特に電圧制御発振器８６は
時間に直接応動するが、ガントリ２４の位置には応動し
ない。それにもかかわらず、低域フィルタ８２および電
圧制御発振器８６は前のエンコーダパルス３８のタイミ
ングに基いて、それらの信号を変えることによりガント
リ２４の事実上の回転速度の変化を補償する。したがっ
て殆どの場合、低域フィルタ８２および電圧制御発振器
８６は、ガントリの回転速度の変化に拘わらず空間的周
期性が本質的に一定である取得信号４２を作成すること
ができる。したがって、位相同期ループの要素は、一定
の空間的周期性を生じるために必要なエンコーダ信号３
８からの前のパルス７２の生起時点に基いて、取得信号
４２の次のパルス７４の生起時点を推定する役目を果た
す。

【００３３】図５に示すように第二の実施例では、トリ
ガ回路３６は一組の探索（ｌｏｏｋ−ｕｐ）テーブル９
４および９６で実現される。この探索テーブル９４およ
び９６は、多値の速度に対するエンコーダ信号３８のパ
ルス７２と取得信号４２のパルス７４との間の必要な遅
延の推定を行う。やはり図３に示すように、ガントリの
回転速度が一定の場合、ＩからＩＩＩで示される遅延は
パルス７２と７４の間で、ガントリの実際の位置γに応
じて変わる。遅延がガントリ２４の絶対位置γによって
左右されるので、ガントリ２４の位置γを追跡しなけれ
ばならない。これは位置カウンタ９８によって行われ
る。位置カウンタ９８はエンコーダ信号３８を受けて、
パルス７２を計数する。位置カウンタ９８は、ガントリ
２４のγ＝０の位置に一致するように内部零マーク信号
７０によってリセットされる。更に注意しなければなら
ないのは、遅延ＩおよびＩＩにはエンコーダ信号３８の
パルス７２相互の間の周期の一部しか含まれていないの
に対して、遅延ＩＩＩはエンコーダ信号３８のパルス７
２相互の間の周期より大きい。最も一般的な場合は、こ
れらのパルス相互の間の遅延には、エンコーダ信号３８
のパルス７２相互の間の周期の分数倍と整数倍の和が含
まれる。

【００３４】位置カウンタ９８の出力として第一のアド
レス１００が得られる。この第一のアドレス１００は、
分数テーブル９６および整数テーブル９４から遅延値を
得るために使用される。分数テーブル９６および整数テ
ーブル９４は共同してタイマ１０２を制御する。タイマ
１０２はエンコーダ信号３８の前のパルス７２からのパ
ルス７４の遅延のタイミングをとる。遅延がパルス７２
相互の間の期間以下である遅延ＩおよびＩＩの場合、整
数テーブル９４に零の値が含まれており、これがタイマ
１０２を作動（イネーブル）する。期間がパルス７２相
互の間の期間より長いＩＩＩのような遅延の場合、整数
テーブル９４は１の値を発生し、これがタイマ１０２を
不動作（ディスエーブル）にする。

【００３５】分数テーブル９６には遅延Ｉ、ＩＩまたは
ＩＩＩの分数部が入っている。この分数部は、Ｉおよび
ＩＩの場合には遅延全体であり、遅延ＩＩＩの場合はパ
ルス７２相互の間の期間より長い部分である。エンコー
ダ信号３８の各パルス７２で、分数テーブルおよび整数
テーブルの出力が有効化され、それらのデータがタイマ
１０２に供給される。整数テーブル９４の値が１であれ
ば、エンコーダ信号３８の次のパルス７２までタイマは
不動作にされる。整数テーブル９４の値が０であれば、
タイマ１０２は作動されて、分数テーブル９６から分数
値を受けて、その量だけカウントダウンし、この遅延が
完了したときに取得信号４２の出力パルス７４を発生す
る。分数テーブル９６の遅延値は単に高速クロック１０
４からの所定数のクロックパルスである。高速クロック
１０４は、周波数がエンコーダ信号３８または取得信号
４２よりずっと高い信号１０６を供給する。このように
して各パルス７２の後に、クロック１０４による可変時
間遅延が作成されることにより、取得信号４２が作成さ
れる。

【００３６】分数テーブル９６および整数テーブル９４
の値は固定の時間遅延をあたえるので、ガントリが単一
の一定回転速度である場合にだけ一定の空間的周期性を
有する取得信号４２が作成されることが理解されよう。
ガントリ回転速度に従って選択される探索テーブル９６
および９４の多重レベルを使用することにより、ガント
リの異なる回転速度に対処する。詳しく述べると、テー
ブル選択器１０８は分数テーブル９６および整数テーブ
ル９４のアドレス指定に使用するための第二のアドレス
１１０を供給する。この第二のアドレス１１０はユーザ
が入力するガントリの回転速度により決まる。

【００３７】このように分数テーブルおよび整数テーブ
ルには、前のパルス７２に基いたパルス７４の生起時点
の推定値が入っている。両者とも、分数テーブル９６お
よび整数テーブル９４から得られた遅延値に対する開始
点を与える。整数テーブル９４にはパルス７２の各々に
対して１ビツトが入っており、分数テーブル９６にはパ
ルス７２の各々に対して１０ビットが入っている。分数
テーブル内のビット数をパルス７２毎に増大することに
より、パルス７４の配置に付加的な精度が得られること
が理解されよう。当業者には理解されるように、テーブ
ル９６および９４に含まれている必要な遅延の計算は簡
単な再帰的（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ）実行である。

【００３８】本発明の趣旨と範囲を逸脱しないで、実施
例の多数の変形および変更が当業者には考えられよう。
本発明の範囲内に入る種々の実施例を含むように、特許
請求の範囲を記述してある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を使用するのに適したＣＴシステムの概
略構成図であり、エンコーダおよびトリガが含まれてい
る。

【図２】図１のシステムで発生されるＸ線の扇状ビー
ム、ガントリおよびエンコーダを示す斜視図である。

【図３】エンコーダからの信号、エンコーダ信号の非整
数倍である投影取得信号、およびクロック信号の各々を
ガントリの一定角度回転に対する時間に対して示す線図
である。

【図４】位相同期ループを使用する図１のトリガの推定
回路の一実施例を示すブロック図である。

【図５】図１のトリガの推定回路の第二の実施例を示す
図４のブロック図と同様のブロック図である。

【符号の説明】

１０ コンピュータ断層撮影イメージングシステム １２ Ｘ線源 １８ イメージング対象 ２４ ガントリ ２８ 制御モジュール ３６ トリガ回路 ３８ エンコーダ信号 ４０ エンコーダ ４２ 投影取得信号 ５２ 軸 ７２ エンコーダ信号のパルス ７４ 取得信号のパルス ７６ 位相比較器 ７８ 帰還信号 ８０ 位相差信号 ８２ 低域フィルタ ８６ 電圧制御発振器 ８８ ディジタル方形波 ９０ 第一のカウンタ ９２ 第二のカウンタ ９４ 整数テーブル ９６ 分数テーブル ９８ 位置カウンタ １００ 第一のアドレス １０２ タイマ １０４ 高速クロック １０６ クロック信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラッセル・ウエイン・ハム アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ウォ ーケシャ、フォックス・ポイント・ドライ ブ、1208番 (72)発明者 フィル・イー・ピアソン，ジュニア アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ピー ウォーキー、ヒル・デール、エヌ33・ダブ リュ22050（番地なし) (72)発明者 ジュディス・アン・クリフォード アメリカ合衆国、フロリダ州、テンプル・ テラス、アングラーズ・ポイント・ドライ ブ、8717番 (72)発明者 ハロルド・ジェームス・ダルマン アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブル ックフィールド、カーディナル・クレス ト・ドライブ、13020番

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体のイメージングを行うための断層撮
   影イメージングシステムに於いて、 複数の角度を通って軸のまわりを動くためのガントリ、 ガントリに取り付けられ、第一の一定の空間的周期性お
   よび第一の可変の時間的周期性を有する第一のパルスの
   列を持つ位置信号を作成する位置トランスデューサ、 第一のパルスの列を受けて、少なくとも一つの前の第一
   のパルスの生起時点に基いて次の第二のパルスの生起時
   点を推定することにより、第二の一定の空間的周期性お
   よび第二の時間的周期性を有する第二のパルスの列を持
   つ取得信号を作成する推定手段、およびガントリに取り
   付けられ、取得信号の第二のパルスの列と一致する物体
   の一連の投影を取得する検出系を含むことを特徴とする
   断層撮影イメージングシステム。
2. 【請求項２】 イメージング対象を照射し、検出系によ
   り受けられるＸ線を発生するＸ線源が検出器に対向して
   ガントリに取り付けられている請求項１記載の断層撮影
   イメージングシステム。
3. 【請求項３】 上記推定手段が、 前の第一のパルスと帰還信号の両方を受けて位相誤差信
   号を発生する位相比較器、 位相誤差信号を受けて、取得信号の次の第二のパルスを
   発生する制御発振器、および制御発振器から次の第二の
   パルスを受けて、受けたパルスのうちの所定の一部分の
   パルスだけを選択的に通過させることにより帰還信号を
   作成するスケーラを持つ位相同期ループである請求項１
   記載の断層撮影イメージングシステム。
4. 【請求項４】 上記スケーラが、Ｉ分周カウンタである
   請求項３記載の断層撮影イメージングシステム。
5. 【請求項５】 上記制御発振器が、低域フィルタから電
   圧を受ける電圧制御発振器である請求項３記載の断層撮
   影イメージングシステム。
6. 【請求項６】 上記推定手段が、 前の第一のパルスと帰還信号の両方を受けて位相誤差信
   号を発生する位相比較器、 位相誤差信号を受けて、パルス列を発生する制御発振
   器、 制御発振器からパルス列を受けて、受けたパルス数の所
   定の分数分のパルスだけを選択的に通過させることによ
   り帰還信号を作成するスケーラ、および制御発振器から
   パルス列を受けて、受けたパルスのうちの所定のパーセ
   ント分のパルスだけを選択的に通過させることにより取
   得信号を作成する分周器をそなえた位相同期ループであ
   る請求項１記載の断層撮影イメージングシステム。
7. 【請求項７】 上記スケーラが、Ｉ分周カウンタである
   請求項６記載の断層撮影イメージングシステム。
8. 【請求項８】 上記制御発振器が、低域フィルタから電
   圧を受ける電圧制御発振器である請求項６記載の断層撮
   影イメージングシステム。
9. 【請求項９】 上記推定手段には、 角度信号の第一のパルスの列を計数することにより絶対
   角度信号を発生するカウンタ、 絶対角度信号をアドレスとして受けて、遅延時間を発生
   する探索テーブル、 クロック信号を供給するクロック、およびクロック信号
   および遅延時間を受けて、前の第一のパルスから該遅延
   時間の後に次の第二のパルスを発生するタイマが含まれ
   ている請求項１記載の断層撮影イメージングシステム。