特許 6104528 Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6104528

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20170316BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 373

   A61B6/03 320P

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-152727(P2012-152727)

(22)【出願日】2012年7月6日

(65)【公開番号】特開2014-14445(P2014-14445A)

(43)【公開日】2014年1月30日

【審査請求日】2015年5月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100159651

【弁理士】

【氏名又は名称】高倉 成男

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】森安 健太

(72)【発明者】

【氏名】岩渕 惣一郎

(72)【発明者】

【氏名】笹谷 智隆

【審査官】 小田倉 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１０１９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５３８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０９７４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線フォトンを発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管から発生されたＸ線フォトンを検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管から発生されるＸ線フォトンのエネルギースペクトル上の複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データを前記Ｘ線検出器の出力に基づいて生成する第１生成部と、
前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データを加算して積分モードデータを生成する第２生成部と、
前記生成された積分モードデータを記憶する記憶部と、
前記積分モードデータに基づいて積分モードＣＴ画像データを再構成し、前記フォトンカウンティングモード生データに基づいてフォトンカウンティングモードＣＴ画像データを再構成する再構成部と、
前記積分モードＣＴ画像データをプレビュー画像として前記フォトンカウンティングモードＣＴ画像データよりも先に表示する表示部と、を備え、
前記再構成部は前記フォトンカウンティングモード生データよりも先に前記積分モードデータを再構成する、
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項2】

前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データに基づいて前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード投影データを生成する前処理部をさらに備え、
前記記憶部は、さらに、前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データに基づくフォトンカウンティングモード投影データを記憶する、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項3】

前記第２生成部の前段に設けられ、前記フォトンカウンティングモード生データを一時的に記憶する一時記憶部、をさらに備え、
前記第２生成部は、前記一時記憶部から読み出された前記前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データに基づいて前記積分モードデータを生成し、
前記前処理部は、前記一時記憶部から読み出された前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データに基づいて前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード投影データを生成し、
前記記憶部は、前記生成された複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード投影データを記憶し、前記生成された積分モードデータを記憶する、
請求項２記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項4】

前記一時記憶部からの前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データの読み出しと、前記第２生成部からの前記積分モードデータの読出しと、をビューの切替タイミングに同期して実行するように前記一時記憶部と前記第２生成部とを制御する制御部、をさらに備える請求項３記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記第２生成部からの前記積分モードデータの読み出しと、前記一時記憶部からの前記積分モードデータと前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データとの読み出しとを、異なるタイミングでビュー毎に個別に実行する、請求項４記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項6】

前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データは、前記エネルギー領域の各々についてのカウント数に関する情報、前記エネルギー領域の各々についてのカウント数とエネルギーとの積に関する情報、または、前記Ｘ線フォトン毎のエネルギー値と検出素子識別子とビュー識別子とを含む情報を含む、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、架台にて生データを収集している。積分モードに係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、各Ｘ線検出素子からの電流信号をビュー単位で積分し、この積分データを生データとしている。すなわち、積分モードに係る生データは、Ｘ線フォトンのエネルギースペクトルの全エネルギー領域の総エネルギーを表現している。

【0003】

フォトンカウンティングモード（以下、ＰＣモードと呼ぶ）のＣＴ、すなわち、ＰＣＣＴが研究されている。ＰＣモードのＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線フォトンのエネルギースペクトル上の複数のエネルギー領域の各々についてＸ線フォトンをビュー単位でカウントし、このカウントをＰＣモードの生データとする。すなわち、ＰＣモードの生データは、Ｘ線フォトンのエネルギースペクトル上の複数のエネルギー領域の各々についてのＸ線フォトンのカウントを表現している。ＰＣＣＴにおいてＸ線コンピュータ断層撮影装置は、各エネルギー領域の生データにログ変換を施して投影データに変換し、各エネルギー領域の投影データを記憶している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１０１９２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＰＣＣＴにおいて積分モードのＣＴ画像データを再構成する場合、図１１に示すような流れで再構成が行われる。図１１に示すように、ＣＴスキャン時において架台により複数のエネルギー領域に関するＰＣ生データが繰り返し生成される。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、各エネルギー領域のＰＣ生データにログ変換を施し、各エネルギー領域の投影データ（ＰＣ投影データ）に変換される。各エネルギー領域のＰＣ投影データは、ビュー番号に関連付けて記憶部にて保存される。画像再構成処理時において各エネルギー領域のＰＣ投影データが記憶部から読み出される。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、読み出された各エネルギー領域のＰＣ投影データに逆ログ変換を施し、各エネルギー領域のＰＣ生データを再生成する。そしてＸ線コンピュータ断層撮影装置は、複数のエネルギー領域のＰＣ生データにデータ加算を施し、積分モードの生データを生成する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、この積分モードの生データにログ変換を施し、積分モードの投影データを生成する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、この投影データに画像再構成処理を施してＣＴ画像データを発生する。

【0006】

このようにＰＣモードの生データに基づいて積分モードのＣＴ画像データを再構成するには、多大な処理・多大な時間を要する。このためＸ線コンピュータ断層撮影装置は、スキャンとほぼ同時に表示しているプレビュー画像として、積分モードのＣＴ画像を表示することはできない。しかし、積分モードのＣＴ画像は、各エネルギー領域の生データに基づくＰＣＣＴ画像に比べて統計量に勝る。従って、統計量に勝る積分モードのＣＴ画像をプレビュー画像として表示させるべきである。

【0007】

目的は、フォトンカウンティングモードを実行可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置において、積分モードのＣＴ画像データを短時間で出力可能とすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線フォトンを発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生されたＸ線フォトンを検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管から発生されるＸ線フォトンのエネルギースペクトル上の複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データを前記Ｘ線検出器の出力に基づいて生成する第１生成部と、前記複数のエネルギー領域の各々に対応するフォトンカウンティングモード生データを加算して積分モードデータを生成する第２生成部と、前記生成された積分モードデータを記憶する記憶部と、前記積分モードデータに基づいて積分モードＣＴ画像データを再構成し、前記フォトンカウンティングモード生データに基づいてフォトンカウンティングモードＣＴ画像データを再構成する再構成部と、前記積分モードＣＴ画像データをプレビュー画像として前記フォトンカウンティングモードＣＴ画像データよりも先に表示する表示部と、を備え、前記再構成部は前記フォトンカウンティングモード生データよりも先に前記積分モードデータを再構成する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図。

【図2】図１のＸ線管から発生されるＸ線フォトンのエネルギースペクトル上の複数のエネルギー領域を示す図。

【図3】図１のコンソールによる画像再構成処理の典型的な流れを示す図。

【図4】第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図。

【図5】図４のコンソールによる画像再構成処理の典型的な流れを示す図。

【図6】第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置に起こりうるＰＣモードデータ（カウントモード生データ）と積分モードデータとの競合を説明するための図。

【図7】本実施形態の応用例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図。

【図8】応用例におけるビューの切替とビュートリガ信号の発生とを説明するための図。

【図9】図７の一時記憶部からの読み出し局面における読み書き制御部による読み書き制御を説明するための図。

【図10】図７の積分モード生データ生成部からの読み出し局面における読み書き制御部による読み書き制御を説明するための図。

【図11】従来例に係るＰＣＣＴにおける積分モードのＣＴ画像データの再構成処理の典型的な流れを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置を説明する。

【0011】

本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、フォトンカウンティングモード（以下、ＰＣモードと呼ぶ）を実行可能な構成を装備している。Ｘ線検出器としては、シンチレータタイプ（シンチレータと光検出器との組合せ）や半導体検出器タイプ等があるがいずれのタイプでも本実施形態は適用可能である。しかしながら、以下の説明においてＸ線検出器は、ＰＣモードに好適な半導体検出器であるものとして説明する。

【0012】

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが１体となって被検体の周囲を回転する回転／回転型（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）や、リング状に配列された多数の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固定／回転型（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）等様々なタイプがあるが、いずれのタイプでも本実施形態は適用可能である。しかしながら、以下の説明においてＸ線コンピュータ断層撮影装置は、回転／回転型であるものとして説明する。

【0013】

詳細は後述するが、ＰＣＣＴにおいてはＸ線フォトンのカウントを表現する生データが収集される。ＰＣＣＴにおける生データの形式としては、Ｘ線フォトンのカウント数を表現するタイプ（以下、カウントタイプと呼ぶ）と、Ｘ線フォトンの入射イベントを時系列に記録するリストモードタイプとが考えられている。本実施形態においては、これら二つの生データ形式の何れにも適用可能である。以下、第１実施形態においては計数タイプを、第２実施形態においてはリストモードタイプを具体例に挙げて本実施形態を説明する。

【0014】

（第１実施形態）
図１は、第１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。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（ガントリ）１０、コンソール４０、及びホストコンピュータ８０を装備している。架台１０は、例えば、ＣＴ撮影室等に設置される。コンソール４０及びホストコンピュータ８０は、例えば、制御室等に設置される。

【0015】

架台１０は、円筒形状を有する回転リング１１を回転軸Ｚ回りに回転可能に支持している。回転リング１１には、回転軸Ｚを挟んで対向するようにＸ線管１３とＸ線検出器１５とが取り付けられている。回転リング１１の開口部は、ＦＯＶ（field of view）に設定される。回転リング１１の開口部内には、天板１７が位置決めされる。天板１７には被検体Ｐが載置される。天板１７に載置された被検体Ｐの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように天板１７が移動される。回転リング１７は、リング回転部１９からの駆動信号の供給を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。リング回転部１９は、回転制御部２１からの制御信号に従って回転リング１１に駆動信号を供給する。回転制御部２１は、ホストコンピュータ８０の架台制御部８９からの制御信号に従ってリング回転部１９に制御信号を供給する。なお、架台制御部８９からの制御信号は、ホストコンピュータ８０の送信Ｉ／Ｆ９１から送信され、架台１０の受信Ｉ／Ｆ２３が受信する。受信された制御信号は、受信Ｉ／Ｆ２３から回転制御部２１に供給される。

【0016】

なお、Ｚ軸は、回転リング１１の回転軸に規定される。Ｙ軸は、Ｘ線管１３のＸ線焦点とＸ線検出器１５の検出面中心とを結ぶ軸に規定される。Ｙ軸は、Ｚ軸に直交する。Ｘ軸は、Ｙ軸とＺ軸とに直交する軸に規定される。このように、ＸＹＺ直交座標系は、回転リング１１の回転とともに回転する回転座標系を構成する。

【0017】

Ｘ線管１３は、高電圧発生部２５からの高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてコーンビーム状のＸ線を発生する。高電圧発生部２５は、Ｘ線制御部２７からの制御信号に従う高電圧をＸ線管１３に印加し、Ｘ線制御部２７からの制御信号に従うフィラメント電流をＸ線管１３に供給する。Ｘ線制御部２７は、ホストコンピュータ８０内の架台制御部８９からの制御信号に従って高電圧発生部２５に制御信号を供給する。なお、架台制御部８９からのＸ線制御のための制御信号は、ホストコンピュータ８０内の送信Ｉ／Ｆ９１から送信され架台１０内の受信Ｉ／Ｆ２３が受信する。受信された制御信号は、受信Ｉ／Ｆ２３からＸ線制御部２７に供給される。なお、Ｘ線制御部２７に供給される制御信号と回転制御部２１に供給される制御信号とは、単一の受信Ｉ／Ｆ２３により受信されるとしたが、別々の受信Ｉ／Ｆにより受信されても良い。

【0018】

Ｘ線制御部２７の制御によりＸ線管１３からは、既定のＸ線曝射周期に従ってＸ線が曝射される。Ｘ線曝射周期は、ビュー（view）の切替周期に同期される。ビューは、データ収集部２９によるデータのサンプリング周期に対応する。他の観点からいえば、ビューは、回転軸Ｚ回りのＸ線管１３の回転角度に対応する。ビュー数は、Ｘ線管１３一周あたり、例えば１０００ビュー程度に設定される。

【0019】

Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出する。Ｘ線検出器１５は、２次元状に配列された複数の検出素子を搭載する。例えば、複数の検出素子は、回転リング１１の回転軸Ｚを中心とした円弧に沿って配列される。この円弧に沿う検出素子の配列方向はチャンネル方向と呼ばれる。チャンネル方向に沿って配列された複数の検出素子は、検出素子列と呼ばれる。複数の検出素子列は、回転軸Ｚに沿う列方向に沿って配列される。各検出素子は、Ｘ線管１３からのＸ線フォトンを検出し、検出されたＸ線フォトンのエネルギーに応じた電気パルス（電気信号）を生成する。具体的には、検出素子は、半導体の両端に電極が取り付けられてなる半導体ダイオードにより構成される。半導体に入射したＸ線フォトンは、電子・正孔対に変換される。１つのＸ線フォトンの入射により生成される電子・正孔対の数は、入射Ｘ線フォトンのエネルギーに依存する。電子・正孔対は電極に引き寄せられる。電極は、各電子・正孔対に応じた電荷に応じた波高値を有する電気パルスを発生する。電子・正孔対に起因する電荷は、例えば、Ｘ線フォトンの標準的な入射時間間隔に応じた微小時間だけ蓄積される。蓄積時間の経過後、蓄積された電荷は、電気パルスとしてデータ収集部により各検出素子から読み出される。読み出された一個の電気パルスは、入射Ｘ線フォトンのエネルギーに応じた波高値を有する。本実施形態に係る半導体材料としては、Ｘ線フォトンを効率良く正孔・電子対に変換可能な比較的原子番号が大きい物質が用いられると良い。ＰＣＣＴに好適な半導体材料としては、例えば、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ等が知られている。

【0020】

データ収集部２９は、Ｘ線検出器１５から電気パルスをビュー切替周期に従うタイミングで読み出す。データ収集部２９は、Ｘ線管１３から発生されるＸ線フォトンのエネルギースペクトル上の複数のエネルギー領域の各々について、Ｘ線検出器１５により検出されたＸ線フォトンのカウントを表現する計数タイプの生データを、Ｘ線検出器１５からの電気パルスに基づいて生成する。以下、Ｘ線フォトンのカウントを表現するカウントタイプの生データを、カウントモード生データと呼ぶことにする。エネルギー領域は、エネルギー・ビン（energy bin）とも呼ばれている。エネルギー領域は、ユーザによる操作部８７を介した指示に従って予め設定されている。

【0021】

図２は、Ｘ線管１３から発生されるＸ線フォトンのエネルギースペクトル上の複数のエネルギー領域を示す図である。なお、図２の縦軸はカウントに規定され、横軸はＸ線フォトンのエネルギーに規定されている。エネルギースペクトルは、管電圧及び管電流毎に予め生成されている。エネルギー領域の数は、２以上であれば幾つでも良いが、以下の説明を具体的に行うため、図２においては、４つのエネルギー領域が例示されている。第１エネルギー領域は０から第１閾値Ｔｈ１までのエネルギー範囲に規定され、第２エネルギー領域は第１閾値Ｔｈ１から第２閾値Ｔｈ２までのエネルギー範囲に規定され、第３エネルギー領域は第２閾値Ｔｈ２から第３閾値Ｔｈ３までのエネルギー範囲に規定され、第４エネルギー領域は第３閾値Ｔｈ３以上のエネルギー範囲に規定される。第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２、及び第３閾値Ｔｈ３の値は、ユーザにより操作部８７等を介して任意に設定可能である。例えば、第１エネルギー領域は、回路ノイズや２次線等のノイズが属するエネルギー範囲に規定される。第２エネルギー領域は、水を透過したＸ線フォトンが属するエネルギー範囲に規定される。第３エネルギー領域は、骨を透過したＸ線フォトンが属するエネルギー範囲に規定される。第４エネルギー領域は、造影剤を透過したＸ線フォトンが属するエネルギー範囲に規定される。

【0022】

具体的には、データ収集部２９は、検出素子毎に波高弁別器及び計数器を有している。波高弁別器は、検出素子からの電気パルスの波高値を弁別する。換言すれば、波高弁別器は、Ｘ線検出器１５からの電気パルスの波高値に基づいて、この電気パルスに由来する入射Ｘ線フォトンが属するエネルギー領域を複数のエネルギー領域の中から特定する。計数器は、複数のエネルギー領域の各々について、各エネルギー領域に属する電気パルス数を検出素子毎にビュー単位で計数する。電気パルス数は、理想的には、当該検出素子により検出されたＸ線フォトン数に対応する。計数器は、複数のエネルギー領域の各々について、ビュー毎の各検出素子によるカウント数を表現するデジタルデータ、すなわち、カウントモード生データを生成する。

【0023】

このようにして生成されたカウントモード生データは、送信Ｉ／Ｆ３１に供給される。送信Ｉ／Ｆ３１は、カウントモード生データをコンソール１０に伝送する。

【0024】

コンソール４０は、受信Ｉ／Ｆ４１、積分モード生データ生成部４３、前処理部４５、記憶部４７、再構成部４９、及び送信Ｉ／Ｆ５１を有している。

【0025】

受信Ｉ／Ｆ４１は、架台１０からカウントモード生データを受信する。受信されたカウントモード生データは、積分モード生データ生成部４３と前処理部４５とに供給される。

【0026】

積分モード生データ生成部４３は、複数のエネルギー領域に関するＰＣ生データに基づいて、Ｘ線検出器１５により検出されたＸ線フォトンの総エネルギーを表現するデータをビュー毎に生成する。生成されたデータは、原理的に積分モードの生データに等しい。ここで、生成されたデータを積分モード生データと呼ぶことにする。理論的には、Ｘ線フォトンのカウント数を図２のエネルギースペクトルの全域に亘ってエネルギー重み付けのデータ加算（エネルギー積分）することにより積分モード生データが生成される。具体的には、積分モード生データ生成部４３は、まず、複数のエネルギー領域の各々について各エネルギー領域のエネルギー値をカウント数に乗じ、エネルギー値とカウント数との積をエネルギー領域毎に算出する。各エネルギー領域に関する積は、各ビューにおいてＸ線検出器により検出された、当該エネルギー領域に属する全てのＸ線フォトンの総エネルギーに対応する。各エネルギー領域のエネルギー値は、当該エネルギー領域の中間値や平均値等に設定される。そして積分モード生データ生成部４３は、複数のエネルギー領域に関する複数の積の合計値を算出する。この合計値が積分モード生データに対応する。合計値は、各ビューにおいてＸ線検出器１５により検出された全てのＸ線フォトンの総エネルギーに対応する。生成された積分モード生データは、前処理部４５に供給される。

【0027】

前処理部４５は、積分モード生データに前処理を施して、画像再構成処理の入力データである投影データを生成する。ここで、積分モード生データに基づく投影データを積分モード投影データと呼ぶことにする。また、前処理部４５は、複数のエネルギー領域に関するカウントモード生データに前処理を施し複数のエネルギー領域に関する投影データを生成することもできる。以下、エネルギー領域毎の投影データをＰＣモード投影データと呼ぶことにする。積分モード投影データとＰＣモード投影データとは、記憶部４７に供給される。前処理としては、例えば、ログ変換（対数変換）が実行される。ログ変換において、積分モード生データやカウントモード生データの対数が計算される。なお、前処理は、ログ変換のみに限定されず、不均一補正等の他の補正処理を含んでも良い。

【0028】

記憶部４７は、積分モード投影データとＰＣモード投影データとを記憶する。記憶部４７は、少なくとも１スキャンにより生成される全ての積分モード投影データとＰＣモード投影データとを記憶可能な大容量の記憶容量を有している。記憶部４７としては、例えば、ＨＤＤ（hard disk drive）等の比較的長期保存が可能なデバイスが適宜用いられる。

【0029】

再構成部４９は、積分モード投影データに基づいて撮像領域内に存在する物質のＸ線減弱係数の空間分布を表現するＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を再構成する。以下、積分モード投影データに基づくＣＴ画像データを積分モードＣＴ画像データと呼ぶことにする。また、再構成部４９は、各エネルギー領域に関するＰＣモード投影データに基づいて撮像領域内に存在する当該エネルギー領域に対応する物質のＸ線吸収係数の空間分布を表現するＰＣモードのＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を再構成する。以下、ＰＣモードのＣＴ画像データをＰＣＣＴ画像データと呼ぶことにする。コーンビーム画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法等の解析学的画像再構成法や、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）やＯＳ−ＥＭ（ordered subset expectation maximization）等の逐次近似画像再構成等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。積分モードＣＴ画像データとＰＣＣＴ画像データとは、送信Ｉ／Ｆ５１に供給される。

【0030】

送信Ｉ／Ｆ５１は、積分モードＣＴ画像データとＰＣＣＴ画像データとをホストコンピュータ８０に送信する。

【0031】

ホストコンピュータ８０は、受信Ｉ／Ｆ８１、画像処理部８３、表示部８５、操作部８７、架台制御部８９、送信Ｉ／Ｆ９１、及びシステム制御部９３を有している。

【0032】

受信Ｉ／Ｆ８１は、コンソール８０から送信された積分モードＣＴ画像データとＰＣＣＴ画像データとを受信する。受信された積分モードＣＴ画像データとＰＣＣＴ画像データとは、システム制御部９３に供給される。

【0033】

画像処理部８３は、積分モードＣＴ画像データやＰＣＣＴ画像データに種々の画像処理を施し、表示画像を発生する。画像処理としては、ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、画素値投影処理、多断面再構成処理等が挙げられる。

【0034】

表示部８５は、表示画像を表示機器に表示する。例えば、表示部８５は、積分モードＣＴ画像データに基づく表示画像をプレビュー画像として表示機器に即時的に表示する。表示機器としては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。

【0035】

操作部８７は、入力機器によるユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、スイッチ等が利用可能である。

【0036】

架台制御部８９は、ＣＴスキャンを実行するために、回転制御部２１及びＸ線制御部２７を制御する。具体的には、架台制御部８９は、既定の角速度で回転リング１１を回転させるための制御信号を送信Ｉ／Ｆ９１及び受信Ｉ／Ｆ２３を介して回転制御部２１に供給する。また、架台制御部８９は、ビューの切替周期に同期してコーンビームＸ線を繰り返し発生するための制御信号を送信Ｉ／Ｆ９１及び受信Ｉ／Ｆ２３を介してＸ線制御部２７に供給する。

【0037】

システム制御部９３は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。システム制御部９３は、制御プログラムに従って各部を制御する。

【0038】

次に第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の動作例について説明する。

【0039】

図３は、第１実施形態に係るコンソール４０による画像再構成処理の典型的な流れを示す図である。ＣＴスキャン時において架台１０は、架台制御部８９による制御に従ってビュー毎に複数のエネルギー領域に関するカウントモード生データを生成する。各ビューの複数のエネルギー領域に関するカウントモード生データは、所定のビュー数毎にコンソールに送信され、コンソール内の受信Ｉ／Ｆにより受信される。カウントモード生データは、積分モード生データ生成部４３と前処理部４５とに分配供給される。積分モード生データ生成部４３は、複数のエネルギー領域に関するカウントモード生データに上述のデータ加算を施して積分モード生データをビュー毎に生成する（ステップＳＡ１）。積分モード生データは、前処理部４５に供給される。前処理部４５は、積分モード生データにログ変換等の前処理を施して積分モード投影データをビュー毎に生成する（ステップＳＡ２）。積分モード投影データは、記憶部４７に供給される。また、前処理部４５は、ステップＳＡ１及びＳＡ２に並行して、複数のエネルギー領域に関するカウントモード生データにログ変換等の前処理を施して複数のエネルギー領域に関するＰＣモード投影データを生成する（ステップＳＡ３）。ＰＣモード投影データは、記憶部４７に書き込まれる。記憶部４７は、積分モード投影データとＰＣモード投影データとを記憶する（ステップＳＡ４）。

【0040】

ステップＳＡ１からＳＡ４は、例えば、画像再構成処理に必要なビュー数分の積分モード投影データが記憶部４７に書き込まれるまで繰り返される。画像再構成処理に必要なビュー数分の積分モード投影データが記憶部４７に書き込まれると、画像再構成処理に必要なビュー数分の積分モード投影データを記憶部４７から読み出される（ステップＳＡ５）。そして再構成部４９は、読み出された積分モード投影データに基づいて積分モードＣＴ画像データを再構成する（ステップＳＡ６）。積分モードＣＴ画像データの再構成は、ＣＴスキャン時において即時的に実行される。積分モードＣＴ画像データは、ホストコンピュータ８０に送信される。その後、積分モードＣＴ画像データは、画像処理部８３により所望の表示画像に変換され、表示部８５によりプレビュー画像としてＣＴスキャン時において即時的に表示される。

【0041】

以上で第１実施形態に係るコンソール１０による画像再構成処理の動作についての説明を終了する。

【0042】

上述のように、ＰＣＣＴ画像データに基づく表示画像は、プレビュー画像としての性質は、積分モードＣＴ画像データに基づく表示画像に劣る。従って、再構成部４９は、ＣＴスキャン中においてＰＣＣＴ画像データをＰＣモード投影データに基づいて即時的に再構成してもよいし、ＣＴスキャン後の任意のタイミングで再構成しても良い。ＰＣＣＴ画像データの再構成タイミングは、ユーザにより操作部８７を介して任意に設定可能である。

【0043】

上記構成において前処理部４５は、記憶部４７の前段に設けられるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、前処理部４５は、記憶部４７の後段に設けられていても良い。この場合、記憶部４７は、積分モード生データとカウントモード生データとを記憶する。そして前処理部４５は、ＣＴスキャン時において記憶部４７から読み出された積分モード生データに前処理を施し、積分モード生データに基づいて積分モード投影データを生成する。その後、再構成部４９は、上述のように、ＣＴスキャン時において積分モード投影データに基づいて積分モードＣＴ画像データを即時的に再構成する。

【0044】

第１実施形態においてカウントモード生データは、各エネルギー領域に属するＸ線フォトンのカウント数に関するデジタルデータであるとした。しかしながら、第１実施形態に係るカウントモード生データは、これのみに限定されず、各エネルギー領域に属するＸ線フォトンのカウント数と当該エネルギー領域のエネルギー値との積に関するデジタルデータでもよい。カウント数とエネルギー値との積は、上述のように、各ビューにおいてＸ線検出器により検出された、当該エネルギー領域に属するＸ線フォトンの総エネルギーに対応する。このタイプのＰＣ生データをＰＣエネルギー積データと呼ぶことにする。各ビューについて、積分モード生データ生成部４３は、複数のエネルギー領域のＰＣエネルギー積データを加算することにより、上述の積分モード生データを生成することができる。

【0045】

（第２実施形態）
次に第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置について説明する。なお、第２実施形態に係るＰＣ生データは、Ｘ線フォトンの入射イベントを時系列に記録するリストモードタイプであるとする。以下の説明において、第１実施形態と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。

【0046】

図４は、第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置２の構成を示す図である。図４に示すように、第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置２は、架台１０Ｂ、コンソール４０Ｂ、及びホストコンピュータ８０を備えている。

【0047】

架台１０Ｂのデータ収集部２９Ｂは、Ｘ線検出器１５から電気パルスをＸ線曝射周期に応じたビュー切替周期で読み出す。データ収集部２０Ｂは、Ｘ線管１３から発生されるＸ線フォトンのエネルギースペクトル上の複数のエネルギー領域に関するリストモードタイプのＰＣ生データ（以下、リストモード生データと呼ぶ）を、Ｘ線検出器１５からの電気パルスに基づいて生成する。具体的には、データ収集部２９Ｂは、波高弁別器とイベント記録部とを有している。波高弁別器は、検出素子毎に設けられる。波高弁別器は、Ｘ線検出器からの電気パルスの波高値を弁別する。イベント記録部は、電気パルス毎にイベントに関するレコードを生成する。レコードは、互いに関連付けられたエネルギー値、検出素子識別子、及びビュー識別子を含んでいる。エネルギー値は、波高弁別器により特定された電気パルスのエネルギー値に規定される。換言すれば、エネルギー値は、電気パルスに由来するＸ線フォトンのエネルギー値に対応する。検出素子識別子は、電気パルスに由来するＸ線フォトンを検出した検出素子の位置座標や番号等の検出素子を一意に識別可能な識別子が用いられる。ビュー識別子は、電気パルスに由来するＸ線フォトンが検出されたビューの番号等のビューを一意に識別可能な識別子が用いられる。イベント記録部は、電気パルス、すなわち、Ｘ線フォトン毎にレコードを繰り返し生成する。そしてイベント記録部は、一ビューにおいて生成された全てのレコードをまとめてリストモード生データとする。リストモード生データは、送信Ｉ／Ｆ３１を介してコンソール４０Ｂに伝送される。

【0048】

コンソール４０Ｂは、受信Ｉ／Ｆ４１、積分モード生データ生成部４３Ｂ、前処理部４５Ｂ、記憶部４７Ｂ、再構成部４９、及び送信Ｉ／Ｆ５１を有している。

【0049】

受信Ｉ／Ｆ４１は、架台１０Ｂからリストモード生データを受信する。受信されたリストモード生データは、積分モード生データ生成部４３Ｂと記憶部４７Ｂとに供給される。

【0050】

積分モード生データ生成部４３Ｂは、リストモード生データに基づいて、Ｘ線検出器１５により検出されたＸ線フォトンの総エネルギーを表現する積分モード生データをビュー毎に生成する。具体的には、積分モード生データ生成部４３Ｂは、複数のレコードを検出素子識別子に従って分類し、各検出素子識別子についてエネルギー値の合計値を計算する。これにより、Ｘ線管１３から発生されたＸ線フォトンの総エネルギーを表現する積分モード生データが生成される。積分モード生データは、前処理部４５Ｂに供給される。

【0051】

前処理部４５Ｂは、第１実施形態と同様に、積分モード生データに基づいて積分モード投影データを生成する。積分モード投影データは、記憶部４７Ｂに供給される。また、前処理部４５Ｂは、記憶部４７Ｂからリストモード生データを読み出し、リストモード生データに基づいて複数のエネルギー領域に関するＰＣモード投影データを生成する。具体的には、前処理部４５Ｂは、複数のエネルギー領域の各々について、複数のレコードを検出素子識別子に従って分類し、各検出素子識別子についてエネルギー値の合計値を計算する。これにより複数のエネルギー領域の各々について、エネルギー値とカウント数との積を表現するカウントモード生データが生成される。そして前処理部４５Ｂは、複数のエネルギー領域に関するカウントモード生データに基づいて、第１実施形態と同様に、複数のエネルギー領域に関するＰＣモード投影データを生成する。ＰＣモード投影データは、記憶部４７Ｂに供給される。

【0052】

記憶部４７Ｂは、リストモード生データ、積分モード投影データ、ＰＣモード投影データを記憶する。記憶部４７Ｂは、少なくとも１回のＣＴスキャンにより生成される全てのリストモード生データ、積分モード投影データ、及びＰＣモード投影データを記憶可能な大容量の記憶容量を有している。記憶部４７Ｂとしては、例えば、第１実施形態と同様にＨＤＤ等の比較的長期保存が可能なデバイスが適宜用いられる。

【0053】

再構成部４９は、積分モード投影データに基づいて積分モードＣＴ画像データを再構成する。また、再構成部４９は、各エネルギー領域に関するＰＣモード投影データに基づいて、各エネルギー領域に関するＰＣＣＴ画像データを再構成する。積分モードＣＴ画像データとＰＣＣＴ画像データとは、送信Ｉ／Ｆ５１に供給される。そして、積分モードＣＴ画像データとＰＣＣＴ画像データとは、送信Ｉ／Ｆ５１によりホストコンピュータ８０に送信される。

【0054】

次に第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置２の動作例について説明する。

【0055】

図５は、第２実施形態に係るコンソール４０Ｂによる画像再構成処理の典型的な流れを示す図である。ＣＴスキャン時において架台１０Ｂは、架台制御部８９による制御に従ってビュー毎にリストモード生データを生成する。各ビューのリストモード生データは、コンソール４０Ｂに送信され、コンソール４０Ｂ内の受信Ｉ／Ｆ４１により受信される。リストモード生データは、積分モード生データ生成部４３Ｂと記憶部４７Ｂとに分配供給される。積分モード生データ生成部４３Ｂは、リストモード生データにデータ加算を施して積分モード生データを生成する（ステップＳＢ１）。積分モード生データは、前処理部４５Ｂに供給される。前処理部４５Ｂは、積分モード生データにログ変換等の前処理を施して積分モード投影データを生成する（ステップＳＢ２）。積分モード投影データは、記憶部４７Ｂに書き込まれる。記憶部４７Ｂは、積分モード投影データとリストモード生データとを記憶する（ステップＳＢ３）。

【0056】

ステップＳＢ１からＳＢ３は、例えば、画像再構成処理に必要なビュー数分の積分モード投影データが記憶部４７Ｂに書き込まれるまで繰り返される。画像再構成処理に必要なビュー数分の積分モード投影データが記憶部４７Ｂに書き込まれると、画像再構成処理に必要なビュー数分の積分モード投影データを記憶部４７Ｂから読み出される（ステップＳＢ４）。再構成部４９は、読み出された積分モード投影データに基づいて積分モードＣＴ画像データを再構成する（ステップＳＢ５）。積分モードＣＴ画像データの再構成は、典型的には、ＣＴスキャンの実行時において即時的に実行される。積分モードＣＴ画像データは、ホストコンピュータ８０に送信される。その後、積分モードＣＴ画像データは、画像処理部８３により所望の表示画像に変換され、表示部８５によりプレビュー画像としてＣＴスキャン時に即時的に表示される。

【0057】

以上で第２実施形態に係るコンソール４０Ｂによる画像再構成処理の動作についての説明を終了する。

【0058】

上述のように、ＰＣＣＴ画像データに基づく表示画像は、プレビュー画像としての性質が積分モードＣＴ画像データに基づく表示画像に劣る。従って、前処理部４５Ｂは、ＣＴスキャン中においてリストモード生データに前処理を施してＰＣモード投影データを生成しても良いし、ＣＴスキャン後の任意のタイミングで前処理を施してＰＣモード投影データも生成しても良い。同様に、再構成部４９は、ＣＴスキャン中においてＰＣＣＴ画像データをＰＣモード投影データに基づいて即時的に再構成してもよいし、ＣＴスキャン後の任意のタイミングで再構成しても良い。ＰＣＣＴ画像データの再構成タイミングとリストモード生データに対する前処理タイミングとは、ユーザにより操作部８７を介して個別に任意に設定可能である。

【0059】

なお、上記構成において前処理部４５Ｂは、記憶部４７Ｂの前段に設けられるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、前処理部４５Ｂは、記憶部４７Ｂの後段に設けられていても良い。この場合、記憶部４７Ｂは、少なくとも積分モード生データとリストモード生データとを記憶する。そして前処理部４５Ｂは、ＣＴスキャン時において記憶部４７Ｂから積分モード生データを読み出して前処理を実行し、積分モード生データに基づいて積分モード投影データを生成する。その後、再構成部４９は、上述のように、ＣＴスキャン時において積分モード投影データに基づいて積分モードＣＴ画像データを即時的に再構成する。

【0060】

［効果］
次に本実施形態の主な効果について説明する。ここで、ＰＣモード生データとリストモード生データとは、ＰＣモードの生データであることが共通しているので、ＰＣモード生データとリストモード生データとをまとめてＰＣモード生データと呼ぶことにする。ＰＣ生データとＰＣモード投影データとは、ＰＣモードにおける画像再構成処理の前段のデータであることが共通しているので、ＰＣモード生データとＰＣモード投影データとをまとめてＰＣモードデータと呼ぶことにする。積分モード生データと積分モード投影データとは、積分モードにおける画像再構成処理の前段のデータであることが共通しているので、積分モード生データと積分モード投影データとをまとめて積分モードデータと呼ぶことにする。

【0061】

上記の説明の通り、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１，２は、ＰＣモードデータに基づいて生成された積分モードデータを記憶可能な記憶部４７，４７Ｂを設けている。具体的には、第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、ＰＣモードモード生データからＰＣモード投影データを生成する処理と、ＰＣモード生データに基づいて直接的に積分モード投影データを生成する処理とを並列で実行し、ＰＣモード投影データと積分モード投影データとの両タイプのデータを記憶する。あるいは、第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、ＰＣモード生データから直接的に積分モード生データを生成し、ＰＣモード生データと積分モード生データとの両タイプのデータを記憶する。第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置２は、リストモード生データに基づいて直接的に積分モード投影データを生成し、積分モード投影データとリストモード生データとの両タイプのデータを記憶する。あるいは、第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置２は、リストモード生データに基づいて直接的に積分モード生データを生成し、積分モード生データとリストモード生データとの両タイプのデータを記憶する。

【0062】

一方、図１１に示すような従来例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、ＰＣモード投影データのみを記憶部に保存している。そしてＣＴスキャン時において積分モードＣＴ画像データに基づく表示画像を表示する場合、従来例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、ＰＣモード投影データに基づくＰＣモード生データの生成（逆ログ変換）、ＰＣモード生データに基づく積分モード生データの生成（データ加算）、及び積分モード生データに基づく積分モード投影データの生成（再ログ変換）を実行する。

【0063】

このように本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１，２は、ＰＣモードデータだけでなく積分モードデータも記憶することが可能な記憶部を設けている、換言すれば、受信Ｉ／Ｆ４１から記憶部４７，４７Ｂまでのデータフローから分岐して積分モードデータ生成部４３，４３Ｂを設けている。この構成により、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１，２は、逆ログ変換等を実行することなく、ＰＣモード生データに基づいて積分モード投影データを生成することができる。すなわち、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１，２は、従来例に比して少ない画像処理工程で、ＰＣモード生データから直接的に積分モードＣＴ画像データを再構成することができる。これに伴い、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１，２は、従来例に比して迅速にＰＣモード生データに基づいて積分モードＣＴ画像データを再構成することができ、ひいては、従来例に比して迅速に積分モードＣＴ画像データに基づく表示画像をプレビュー画像として表示することができる。ユーザは、積分モードＣＴ画像データに基づく表示画像をＣＴスキャン中に観察することにより、ＣＴスキャンが正常に行われているか否かを、統計量に劣るＰＣＣＴ画像データに基づく表示画像を観察する場合に比して、より正確に判断することができる。

【0064】

かくして本実施形態によれば、フォトンカウンティングモードを実行可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置１，２において、積分モードのＣＴ画像データを短時間で出力することが可能となる。

【0065】

［応用例］
上記の実施形態の場合、ＰＣモードデータと積分モードデータとは単一の記憶デバイス（記憶部）に記憶される。従って、ＰＣモードデータと積分モードデータとの記憶部への書き込みが競合してしまう場合が起こりうる。応用例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、ＰＣモードデータと積分モードデータとの記憶部への書き込みの競合を防止可能な構造を実装する。以下、応用例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置について説明する。応用例は、第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１にも第２実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置２にも適用可能である。しかしながら、以下の説明を具体的に行うため、第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１をベースとして説明する。以下の説明において、第１実施形態と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。

【0066】

図６は、第１実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１に起こりうるＰＣモードデータ（カウントモード生データ）と積分モードデータとの競合を説明するための図である。図６に示すように、第１実施形態において各エネルギー領域のＰＣモード生データは、コンソール４０に供給された後、積分モード生データ生成部４３と前処理部４５とに分配供給される。そして積分モード生データ生成部４３において複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データ（カウントモード生データ）に基づいて積分モード生データが生成され、積分モード生データは前処理部４５に供給される。そして前処理部４５において複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データ（カウントモード生データ）から複数のエネルギー領域のＰＣモード投影データが生成され、積分モード生データから積分モード投影データが生成される。この前処理部４５において、ＰＣモード生データ（カウントモード生データ）に対する前処理と積分モード生データに対する前処理とが競合する虞がある。競合が生じた場合、前処理部４５が正常に動作しなくなり、ＰＣモード投影データと積分モード投影データとに欠損が生じたりしてしまう。各エネルギー領域のＰＣモード投影データと積分モード投影データとは記憶部４７に書き込まれる。この記憶部４７においてＰＣモード投影データと積分モード投影データとの書き込みが競合する虞がある。競合が生じた場合、記憶部４７が正常に動作しなくなったり、ＰＣモード投影データと積分モード投影データとが正しく記憶されなかったり、消滅したりしてしまう。

【0067】

応用例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、上述のような前処理部４５と記憶部４７とにおけるＰＣモードデータと積分モードデータとの競合を防止可能な構造を有している。

【0068】

図７は、応用例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置３の構成を示す図である。図７に示すように、応用例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置３は、架台１０Ｃ、コンソール４０Ｃ、及びホストコンピュータ８０を備えている。架台１０Ｃの回転制御部２１は、ＣＴスキャン時において、リング回転部１９を制御し、回転リング１１を回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転させる。この際、回転制御部２１は、回転リング１１の回転角度を繰り返し検出し、ビューの切替に同期してビュートリガ信号を発生する。

【0069】

図８は、ビューの切替とビュートリガ信号の発生とを説明するための図である。図８に示すように、Ｘ線管１３は、回転リング１１の回転に伴い回転軸Ｚ回りに回転する。ビューは、一定回転角度毎に切り替えられる。この一定回転角度だけ回転リング１１が回転するのに要する時間は、ビューの切替周期に一致する。回転制御部２１は、ビューの切替時においてビュートリガ信号を発生する。Ｘ線制御部２７は、ビューの切替タイミング、すなわち、ビュートリガ信号の発生タイミングに同期してＸ線の曝射タイミングを制御している。同期制御によりＸ線管１３は、ビュー毎にＸ線の曝射タイミングを切替タイミングに一致させてＸ線の曝射と停止とを交互に繰り返す。データ収集部２９は、ビュー毎に複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データを生成する。ビュートリガ信号は、回転制御部２１に接続された送信Ｉ／Ｆ３３に供給される。送信Ｉ／Ｆ３３は、ビュートリガ信号をコンソール４０Ｃに送信する。

【0070】

コンソール４０Ｃは、受信Ｉ／Ｆ４１、積分モード生データ生成部４３、前処理部４５、記憶部４７、再構成部４９、及び送信Ｉ／Ｆ５１に加え、一時記憶部５３、受信Ｉ／Ｆ５５、及び読み書き制御部５７を備えている。

【0071】

一時記憶部５３は、受信Ｉ／Ｆ４１により受信された複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データを一時的に記憶する。一時記憶部５３としては、高速に読み書きが可能なＲＡＭ（random-access memory）が用いられると良い。

【0072】

受信Ｉ／Ｆ５５は、架台１０Ｃから送信されたビュートリガ信号を受信する。受信されたビュートリガ信号は、読み書き制御部５７に供給される。

【0073】

積分モード生データ生成部４３は、一時記憶部５３から読み出された複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データ（カウントモード生データ）に基づいて積分モード生データをビュー毎に生成する。生成された積分モード生データは、前処理部４５に供給される。

【0074】

前処理部４５は、積分モード生データ生成部４３から供給された積分モード生データに前処理を施して積分モード投影データを生成する。また、前処理部４５は、一時記憶部５３から読み出された複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データに前処理を施し複数のエネルギー領域に関するＰＣモード投影データを生成する。積分モード投影データとＰＣモード投影データとは、大容量の記憶部４７に記憶される。

【0075】

読み書き制御部５７は、一時記憶部５３からのＰＣモード生データの読み出しと積分モード生データ生成部４３からの積分モード生データの読み出しとをビューの切替タイミングを基準として異なるタイミングで個別に実行するように一時記憶部５３と積分モード生データ生成部４３とを制御する。具体的には、読み書き制御部５３は、受信Ｉ／Ｆ５５からのビュートリガ信号の受信を契機として一時記憶部５３からのＰＣモード生データの読み出しを実行し、ＰＣモード生データの読み出しの完了を契機として積分モード生データ生成部４３からの積分モード生データの読み出しを実行する。これにより、読み書き制御部５７は、記憶部４７におけるＰＣモード投影データと積分モード投影データとの書き込みの競合や、前処理部４５によるＰＣモード生データに対する前処理と積分モード生データに対する前処理との競合を防止することができる。以下、読み書き制御部５７の動作について詳細に説明する。

【0076】

上述のように読み書き制御部５７による読み書き制御は、一時記憶部５３からの読み出し局面と積分モード生データ生成部４３からの読み出し局面とに分けることができる。以下、各局面における読み空き制御部５７による読み書き制御について図面を参照しながら説明する。

【0077】

図９は、一時記憶部５３からの読み出し局面における読み書き制御部５７による読み書き制御を説明するための図である。図１０は、積分モード生データ生成部４３からの読み出し局面における読み書き制御部５７による読み書き制御を説明するための図である。なお一時記憶部５３からの読み出し局面と積分モード生データ生成部４３からの読み出し局面とは、各ビューにおいて順番に発生する。

【0078】

図９に示すように、ＣＴスキャンの実行時において受信Ｉ／Ｆ５５は、ビューの切替時において架台１０Ｃからビュートリガ信号を受信し、読み書き制御部５７に即時的に供給する。典型的には、ビューの切替時から既定のＸ線継続期間だけＸ線管１３からＸ線が曝射される。Ｘ線継続期間の経過時点から次のビューの切替時点までＸ線が停止される。Ｘ線継続期間においてデータ収集部２９により複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データが生成され、ビューの切替時において各ビューに関する複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データがコンソール１０Ｃに送信される。受信Ｉ／Ｆ４１は、各ビューにおいて架台１０Ｃから複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データを受信し、一時記憶部５３に即時的に供給する。一時記憶部５３は、受信Ｉ／Ｆ５５からのＰＣモード生データを一旦記憶する。

【0079】

ビュートリガ信号の供給を受けたことを契機として読み書き制御部５７は、一時記憶部５３に読み出し許可信号を供給し、積分モード生データ生成部４３に読み出し禁止信号を供給する。読み出し許可信号の供給を受けた一時記憶部５３は、記憶しているＰＣモード生データの読み出しを開始する。読み出されたＰＣモード生データは、積分モード生データ生成部４３と前処理部４５とに分配供給される。前処理部４５は、供給された複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データに基づいて複数のエネルギー領域に関するＰＣモード投影データを即時的に生成する。生成された複数のエネルギー領域に関するＰＣモード投影データは、記憶部４７に即時的に書き込まれる。また、積分モード生データ生成部４３は、供給された複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データに基づいて積分モード生データを即時的に生成する。積分モード生データ生成部４３は、読み出し禁止信号の供給を受けたことを契機として、生成した積分モード生データの前処理部４５への読み出しを中断している。すなわち、この局面においては、前処理部４５に積分モード生データは供給されず、積分モード生データ生成部４３に保存されている。各ビューに関する全てのＰＣモード生データの読み出しが完了した場合、積分モード生データ生成部４３は、読み書き制御部５７に読み出し完了信号を供給する。読み出し完了信号の供給後、読み書き制御が積分モード生データ生成部４３からの読み出し局面に移行される。なお、読み出し完了信号は、一時記憶部５３から読み書き制御部５７に供給されても良い。

【0080】

図１０に示すように、読み出し完了信号の供給を受けたことを契機として読み書き制御部５７は、一時記憶部５３に読み出し禁止信号を供給し、積分モード生データ生成部４３に読み出し許可信号を供給する。一時記憶部５３は、読み出し禁止信号の供給を受けたことを契機として、複数のエネルギー領域に関するＰＣモード生データの読み出しを停止する。すなわち、この局面においては、積分モード生データ生成部４３と前処理部４５とにＰＣモード生データは供給されない。積分モード生データ生成部４３は、読み出し許可信号の供給を受けたことを契機として、積分モード生データの読み出しを開始する。読み出された積分モード生データは、前処理部４５に供給される。前処理部４５は、供給された積分モード生データに基づいて積分モード投影データを即時的に生成する。生成された積分モード投影データは、記憶部４７に即自的に書き込まれる。そして再びビュートリガ信号が架台１０Ｃから受信Ｉ／Ｆ５５に供給されると、読み出し制御が一時記憶部５３からの読み出し局面に移行される。

【0081】

このようにして読み書き制御部５７は、一時記憶部５３からの読み出し局面と積分モード生データ生成部４３からの読み出し局面とをビュー毎に異なるタイミングで個別に実行する。これより、記憶部４７にＰＣモード投影データと積分モード投影データとが異なるタイミングで書き込まれるので、記憶部４７におけるＰＣモード投影データと積分モード投影データとの書き込みの競合を防止することができる。また、記憶部４７の前段に前処理部４５が設けられている場合、前処理部４５にＰＣモード生データと積分モード生データとが異なるタイミングで供給されるので、前処理部４５におけるＰＣモード生データに対する前処理と積分モード生データに対する前処理との競合も防止することができる。

【0082】

なお上記構成において、コンソール１０Ｃに生データ用の受信Ｉ／Ｆ４１とビュートリガ信号用の受信Ｉ／Ｆ５５とが設けられるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、コンソール１０Ｃには生データとビュートリガ信号との両方を受信可能な単一の受信Ｉ／Ｆが設けられても良い。

【0083】

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

【符号の説明】

【0084】

１０…架台、１１…回転リング、１３…Ｘ線管、１５…Ｘ線検出器、１７…天板、１９…リング回転部、２１…回転制御部、２３…受信Ｉ／Ｆ、２５…高電圧発生部、２７…Ｘ線制御部、３１…送信Ｉ／Ｆ、４０…コンソール、４１…受信Ｉ／Ｆ、４３…積分モード生データ生成部、４５…前処理部、４７…記憶部、４９…再構成部、５１…送信Ｉ／Ｆ、８０…ホストコンピュータ、８１…受信Ｉ／Ｆ、８３…画像処理部、８５…表示部、８７…操作部、８９…架台制御部、９１…送信Ｉ／Ｆ、９３…システム制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】