特開 2024-53288 Ｘ線ＣＴ装置、情報処理方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024053288

(43)【公開日】2024-04-15

(54)【発明の名称】Ｘ線ＣＴ装置、情報処理方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20240408BHJP

   A61B 6/46 20240101ALI20240408BHJP

   A61B 6/42 20240101ALI20240408BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 373

A61B6/03 360Q

A61B6/03 320Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022159437

(22)【出願日】2022-10-03

(71)【出願人】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塚越 伸介

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA22

4C093EA07

4C093FD03

4C093FF35

4C093FG04

(57)【要約】

【課題】ＰＣＣＴで生成される画像のコントラスト調整を効率的に行うこと。
【解決手段】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、フォトンカウンティング型の検出器と、取得部と、再構成部と、特定部と、生成部とを備える。Ｘ線管は、被検体に対してＸ線を照射する。フォトンカウンティング型の検出器は、複数の検出素子を含み、Ｘ線に含まれるフォトンをカウントする。取得部は、複数の検出素子毎に、被検体を透過したエネルギースペクトルを取得する。再構成部は、エネルギースペクトルを構成するエネルギービン毎に複数のエネルギー画像を再構成する。特定部は、複数のエネルギー画像に基づいて表示対象のエネルギービンを複数の検出素子毎に特定する。生成部は、特定部により特定された表示対象のエネルギービンに基づいた表示画像を生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、
複数の検出素子を含み、前記Ｘ線に含まれるフォトンをカウントするフォトンカウンティング型の検出器と、
前記複数の検出素子毎に、前記被検体を透過したエネルギースペクトルを取得する取得部と、
前記エネルギースペクトルを構成するエネルギービン毎に複数のエネルギー画像を再構成する再構成部と、
前記複数のエネルギー画像に基づいて表示対象のエネルギービンを前記複数の検出素子毎に特定する特定部と、
前記特定部により特定された前記表示対象のエネルギービンに基づいた表示画像を生成する生成部と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。

【請求項2】

前記特定部は、前記複数のエネルギー画像のＣＴ値の統計値に基づいて前記表示対象のエネルギービンを前記複数の検出素子毎に特定する、
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項3】

前記統計値には、最大値、最小値、平均値、中央値、最頻値、７５％タイル値のうち、少なくとも１つが含まれる、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項4】

前記特定部は、前記統計値に基づいて複数の表示対象のエネルギービンを前記複数の検出素子毎に特定する、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項5】

前記特定部は、ユーザにより選択された前記統計値に基づいて表示対象のエネルギービンを前記複数の検出素子毎に特定する、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項6】

前記生成部で生成された表示画像を表示部に表示させる表示制御部を更に備え、
前記再構成部は、全エネルギーを積分した積分画像を再構成し、
前記表示制御部は、前記積分画像に前記表示画像を重畳表示させる、
請求項１乃至５の何れか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項7】

被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、
複数の検出素子を含み、前記Ｘ線に含まれるフォトンをカウントするフォトンカウンティング型の検出器と、
前記複数の検出素子毎に、前記被検体を透過したエネルギースペクトルを取得する取得部と、
前記エネルギースペクトルに基づいた統計値を算出する算出部と、
前記複数の検出素子毎に、前記統計値に基づいて画像化対象のエネルギービンを特定する特定部と、
前記複数の検出素子毎に、前記特定部により特定されたエネルギービンのカウントに基づいて画像再構成を行う再構成部と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。

【請求項8】

前記統計値には、前記エネルギービンの光子カウント数の最大値、最小値、平均値、中央値、最頻値、及び７５％タイル値のうち、少なくとも１つが含まれる、
請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項9】

前記特定部は、前記統計値に基づいて複数の画像化対象のエネルギービンを前記複数の検出素子毎に特定する、
請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項10】

前記特定部は、ユーザにより選択された前記統計値に基づいて画像化対象のエネルギービンを前記複数の検出素子毎に特定する、
請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項11】

前記再構成部で再構成された再構成画像を表示部に表示させる表示制御部を更に備え、
前記再構成部は、全エネルギーを積分した積分画像を再構成し、
前記表示制御部は、前記積分画像に前記再構成画像を重畳表示させる、
請求項７乃至１０の何れか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項12】

被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、複数の検出素子を含み、前記Ｘ線に含まれるフォトンをカウントするフォトンカウンティング型検出器とを備えるＸ線ＣＴ装置による情報処理方法であって、
前記複数の検出素子毎に、前記被検体を透過したエネルギースペクトルを取得する取得ステップと、
前記エネルギースペクトルを構成するエネルギービン毎に複数のエネルギー画像を再構成する再構成ステップと、
前記複数のエネルギー画像に基づいて表示対象のエネルギービンを前記複数の検出素子毎に特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定された前記表示対象のエネルギービンに基づいた表示画像を生成する生成ステップと、
を含む情報処理方法。

【請求項13】

被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、複数の検出素子を含み、前記Ｘ線に含まれるフォトンをカウントするフォトンカウンティング型検出器とを備えるＸ線ＣＴ装置による情報処理方法であって、
前記複数の検出素子毎に、前記被検体を透過したエネルギースペクトルを取得する取得ステップと、
前記エネルギースペクトルに基づいた統計値を算出する算出ステップと、
前記複数の検出素子毎に、前記統計値に基づいて画像化対象のエネルギービンを特定する特定ステップと、
前記複数の検出素子毎に、前記特定ステップで特定されたエネルギービンのカウントに基づいて画像再構成を行う再構成ステップと、
を含む情報処理方法。

【請求項14】

被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、複数の検出素子を含み、前記Ｘ線に含まれるフォトンをカウントするフォトンカウンティング型の検出器とを備えるＸ線ＣＴ装置のコンピュータに、
前記複数の検出素子毎に、前記被検体を透過したエネルギースペクトルを取得する取得ステップと、
前記エネルギースペクトルを構成するエネルギービン毎に複数のエネルギー画像を再構成する再構成ステップと、
前記複数のエネルギー画像に基づいて表示対象のエネルギービンを前記複数の検出素子毎に特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定された前記表示対象のエネルギービンに基づいた表示画像を生成する生成ステップと、
を実行させるプログラム。

【請求項15】

被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、複数の検出素子を含み、前記Ｘ線に含まれるフォトンをカウントするフォトンカウンティング型の検出器とを備えるＸ線ＣＴ装置のコンピュータに、
前記複数の検出素子毎に、前記被検体を透過したエネルギースペクトルを取得する取得ステップと、
前記エネルギースペクトルに基づいた統計値を算出する算出ステップと、
前記複数の検出素子毎に、前記統計値に基づいて画像化対象のエネルギービンを特定する特定ステップと、
前記複数の検出素子毎に、前記特定ステップで特定されたエネルギービンのカウントに基づいて画像再構成を行う再構成ステップと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置、情報処理方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の応用として、被検体に含まれる物質の種類、原子番号、密度等を推定することが可能な光子計数型コンピュータ断層撮影（ＰＣＣＴ：Ｐｈｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が知られている。なお、ＰＣＣＴでは、各エネルギービンで光子をカウントし，全てのエネルギーを積分することで、従来ＣＴ装置と同様の画像（以下、積分画像ともいう）を生成することが可能である。

【0003】

しかしながら、積分画像のコントラストを調整する場合、ユーザが、エネルギービン毎の差分や重み付けでマニュアル的な調整を行うことになるため、ユーザの操作が煩雑になる可能性がある。このように、ＰＣＣＴで生成される画像のコントラスト調整については、操作性の面で改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１２７６３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、ＰＣＣＴで生成される画像のコントラスト調整を効率的に行うことである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、フォトンカウンティング型の検出器と、取得部と、再構成部と、特定部と、生成部とを備える。Ｘ線管は、被検体に対してＸ線を照射する。フォトンカウンティング型検出器は、複数の検出素子を含み、Ｘ線に含まれるフォトンをカウントする。取得部は、複数の検出素子毎に、被検体を透過したエネルギースペクトルを取得する。再構成部は、エネルギースペクトルを構成するエネルギービン毎に複数のエネルギー画像を再構成する。特定部は、複数のエネルギー画像に基づいて表示対象のエネルギービンを複数の検出素子毎に特定する。生成部は、特定部により特定された表示対象のエネルギービンに基づいた表示画像を生成する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置が実行するヘリカルスキャンの一例を説明する図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る被検体に対するＸ線照射の一例を説明する図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る照射スペクトルの一例を説明する図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る透過スペクトルと検出スペクトルの関係の一例を説明する図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る検出スペクトルを補正した補正スペクトルの一例を説明する図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係る補正スペクトルを構成するエネルギービンの一例を示す図である。

【図8】図８は、第１実施形態に係るエネルギービン毎に再構成された複数のＸ線ＣＴ画像データの一例を説明する図である。

【図9】図９は、第１実施形態に係る表示対象となる画素の特定処理の一例を説明する図である。

【図10】図１０は、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図12】図１２は、第２実施形態に係る画像化対象とするエネルギービンの特定処理の一例を説明する図である。

【図13】図１３は、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、変形例２に係る表示用画像の一例を説明するイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら、Ｘ線ＣＴ装置、情報処理方法、及びプログラムの実施形態について詳細に説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。

【0009】

説明を具体的にするために、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、フォトンカウンティングＣＴを実行可能な光子計数（Ｐｈｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ）型のＸ線ＣＴ装置（以下、光子計数型Ｘ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置と呼ぶ）として説明する。なお、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、光子計数型の検出器に加えて、積分型（電流モード計測方式）のＸ線検出器を有していてもよい。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。

【0011】

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置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軸方向とそれぞれ定義するものとする。図１では、説明の都合上、架台装置１０を複数描画しているが、実際の光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１の構成としては、架台装置１０は、一つである。

【0012】

架台装置１０及び寝台装置３０は、コンソール装置４０を介したユーザからの操作、或いは架台装置１０、又は寝台装置３０に設けられた操作部を介したユーザからの操作に基づいて動作する。架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とは互いに通信可能に有線または無線で接続されている。

【0013】

架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の検出データから投影データを収集する撮影系を有する装置である。

【0014】

架台装置１０は、Ｘ線管１１（Ｘ線発生部）と、光子計数型検出器１２と、回転フレーム１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、制御装置１５と、ボウタイフィルタ（ｂｏｗ－ｔｉｅ ｆｉｌｔｅｒ）１６と、コリメータ１７と、ＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：データ収集システム）１８とを有する。

【0015】

Ｘ線管１１は、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）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生する真空管である。熱電子がターゲットに衝突することによりＸ線が発生される。

【0016】

Ｘ線管１１における管球焦点で発生したＸ線は、Ｘ線管１１におけるＸ線放射窓を通過して、コリメータ１７を介してコーンビーム形に成形され、被検体Ｐに照射される。Ｘ線管１１には、例えば、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。

【0017】

光子計数型検出器１２は、Ｘ線管１１により発生したＸ線の光子を計数する。例えば、光子計数型検出器１２は、Ｘ線に含まれる光子に応じたパルスを出力する。具体的には、光子計数型検出器１２は、Ｘ線管１１から照射され、被検体Ｐを通過したＸ線を光子単位で検出し、当該Ｘ線量に対応した電気信号をＤＡＳ１８へと出力する。

【0018】

光子計数型検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャンネル方向に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。光子計数型検出器１２は、例えば、当該検出素子列がスライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された構造を有する。光子計数型検出器１２は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する主検出器とも称される。

【0019】

光子計数型検出器１２は、具体的には、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。

【0020】

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線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。光センサアレイは、複数の光センサ群を有する。光センサ群は、複数の光センサを有する。

【0021】

複数の光センサ各々は、シンチレータからの受けた光を増幅して電気信号に変換する機能を有する。光センサは、例えばＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ－Ｄｉｏｄｅ）又はＳｉＰＭ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）である。言い換えると、光センサは、シンチレータからの光を受けて、入射したＸ線光子に応じた電気信号（パルス）を出力する。

【0022】

すなわち、複数の光センサ各々は、Ｘ線に含まれる光子に応じたパルスを出力する。複数の光センサは、複数の検出素子に対応する。換言すれば、光子計数型検出器１２は、複数の検出素子を有する。

【0023】

なお、各検出素子が出力する電気信号のことを検出信号とも言う。この電気信号（パルス）の波高値（電圧）は、Ｘ線光子のエネルギー値と相関性を有する。なお、光子計数型検出器１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。光子計数型検出器１２が直接変換型の検出器である場合、半導体素子における複数の電極が複数の検出素子に対応する。

【0024】

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１と光子計数型検出器１２とを回転軸回りに回転可能に支持する。具体的には、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１と光子計数型検出器１２とを対向支持し、後述する制御装置１５によってＸ線管１１と光子計数型検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。

【0025】

回転フレーム１３は、アルミニウム等の金属により形成された固定フレームに回転可能に支持される。詳しくは、回転フレーム１３は、ベアリングを介して固定フレームの縁部に接続されている。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Ｚ回りに一定の角速度で回転する。

【0026】

なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１と光子計数型検出器１２とに加えて、Ｘ線高電圧装置１４やＤＡＳ１８を更に備えて支持する。このような回転フレーム１３は、撮影空間をなす開口（ボア）１３１が形成された略円筒形状の筐体に収容されている。開口１３１はＦＯＶに略一致する。開口１３１の中心軸は、回転フレーム１３の回転軸Ｚに一致する。

【0027】

なお、ＤＡＳ１８が生成した検出データは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台装置１０の非回転部分（例えば固定フレーム）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置４０へと転送される。また、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。

【0028】

Ｘ線高電圧装置１４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機能を有する高電圧発生装置と、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Ｘ線制御装置とを有する。

【0029】

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。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（図示しない）側に設けられても構わない。

【0030】

制御装置１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ 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やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）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。

【0031】

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）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、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。

【0032】

制御装置１５は、コンソール装置４０からの指令に従い、Ｘ線高電圧装置１４及びＤＡＳ１８等を制御する。当該プロセッサは、当該メモリに保存されたプログラムを読み出して実現することで上記制御を実現する。

【0033】

また、制御装置１５は、コンソール装置４０若しくは架台装置１０に取り付けられた入力インターフェースからの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う機能を有する。

【0034】

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、架台装置１０をチルトさせる制御、及び寝台装置３０及び天板３３を動作させる制御を行う。なお、架台装置１０をチルトさせる制御は、架台装置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てもよい。

【0035】

また、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられても構わない。なお、制御装置１５は、当該メモリにプログラムを保存する代わりに、当該プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該プロセッサは、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記制御を実現する。

【0036】

ボウタイフィルタ１６は、Ｘ線管１１におけるＸ線放射窓の前面に配置される。ボウタイフィルタ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線のＸ線量を調節するためのフィルタである。

【0037】

具体的には、ボウタイフィルタ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。ボウタイフィルタ１６は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。

【0038】

コリメータ１７は、ボウタイフィルタ１６を透過したＸ線をＸ線照射範囲１１３に絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。

【0039】

ＤＡＳ１８は、複数の計数回路を有する。複数の計数回路各々は、光子計数型検出器１２の各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、増幅された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、光子計数型検出器１２の検出信号を用いた計数処理の結果である検出データを生成する。

【0040】

計数処理の結果は、エネルギービンごとのＸ線の光子数を割り当てたデータである。例えば、ＤＡＳ１８は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線に由来する光子（Ｘ線光子）を計数し、当該計数した光子のエネルギーを弁別して計数処理の結果とする。ＤＡＳ１８が生成した検出データは、コンソール装置４０へと転送される。

【0041】

検出データは、生成元の検出器画素のチャンネル番号、列番号、収集されたビュー（投影角度ともいう）を示すビュー番号、及び検出されたＸ線の線量を示す値のデータのセットである。

【0042】

なお、ビュー番号としては、ビューが収集された順番（収集時刻）を用いてもよく、Ｘ線管１１の回転角度を表す番号（例、１～１０００）を用いてもよい。ＤＡＳ１８における複数の計数回路各々は、例えば、検出データを生成可能な回路素子を搭載した回路群により実現される。

【0043】

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、天板支持フレーム３４とを備えている。基台３１は、天板支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を天板３３の長軸方向に移動させるモータあるいはアクチュエータである。

【0044】

寝台駆動装置３２は、コンソール装置４０による制御、または制御装置１５による制御に従い、天板３３を移動する。天板支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、天板支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。

【0045】

コンソール装置４０は、メモリ４１（記憶部）と、ディスプレイ４２（表示部）と、入力インターフェース４３（入力部）と、処理回路４４（処理部）とを有する。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。

【0046】

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。

【0047】

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や、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、光子計数型Ｘ線ＣＴ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。

【0048】

メモリ４１は、本実施形態に係る各種プログラムを記憶する。例えば、メモリ４１は、処理回路４４により実行されるシステム制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３、画像処理機能４４４、特定機能４４５及び表示画像生成機能４４６各々の実行に関するプログラムを記憶する。

【0049】

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、ユーザ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。

【0050】

ディスプレイ４２としては、例えば、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）、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。

【0051】

また、ディスプレイ４２は、架台装置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、コンソール装置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。ディスプレイ４２は、表示部に相当する。

【0052】

入力インターフェース４３は、ユーザ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ユーザから受け付ける。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

また、入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置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。入力インターフェース４３は、入力部に相当する。

【0057】

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、光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。

【0058】

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、特定機能４４５及び表示画像生成機能４４６を実行する。

【0059】

システム制御機能４４１は、表示制御部の一例である。前処理機能４４２は取得部の一例である。また、再構成処理機能４４３は、再構成部の一例である。特定機能４４５は、特定部の一例である。表示画像生成機能４４６は、生成部の一例である。

【0060】

なお、各機能４４１～４４６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４４１～４４６を実現するものとしても構わない。

【0061】

システム制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各機能を制御する。具体的には、システム制御機能４４１は、メモリ４１に記憶されている制御プログラムを読み出して処理回路４４内のメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従って光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１の各部を制御する。

【0062】

例えば、システム制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１の各部を制御し、天板３３を移動させながら回転フレーム１３を連続回転させて撮像を行なうヘリカルスキャンを実行させる。

【0063】

また、例えば、システム制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、被検体Ｐの周りを回転フレーム１３が１回転して撮像を行い、続いて被検体Ｐが載置された天板３３を少しずらして再び回転フレーム１３が１回転して撮影を行うノンヘリカルスキャンを実行させる。

【0064】

図２は、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１が実行するスキャンの一例を説明する図である。図２に示すように、Ｘ線管１１は、連続回転しながら、被検体Ｐに対して複数のエネルギーを含んだＸ線の照射を行う。また、Ｘ線管１１によるＸ線の照射中、被検体Ｐが載置された天板３３はＺ軸方向に移動していく。

【0065】

そして、光子計数型検出器１２は、被検体Ｐを通過したＸ線を光子単位で検出する。光子計数型検出器１２は、検出したＸ線量に対応する電気信号をＤＡＳ１８へと出力する。これにより、ＤＡＳ１８で検出データが生成されることになる。

【0066】

図１に戻り、説明を続ける。前処理機能４４２は、複数の検出素子毎に、検出スペクトルを取得する。例えば、前処理機能４４２は、ＤＡＳ１８から出力された検出データを取得する。検出データには、検出スペクトル（図５参照）が含まれる。

【0067】

また、前処理機能４４２は、検出スペクトルに対して各種前処理を施したデータを生成する。なお、本明細書において、前処理前のデータを生データ、前処理後のデータを投影データと呼ぶものとする。

【0068】

例えば、前処理機能４４２は、検出スペクトルに対してスペクトルの歪みを補正する処理を施す。本実施形態では、補正されたスペクトルを補正スペクトル（図６参照）と呼ぶものとする。

【0069】

また、前処理機能４４２は、補正スペクトルと照射スペクトル（図３参照）とに基づいて、複数のエネルギービンに関する投影データを生成する。例えば、前処理機能４４２は、複数のエネルギービン各々において、補正スペクトルに対し、補正スペクトルを照射スペクトルで除算する処理、対数変換処理、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し、投影データを生成する。

【0070】

以下、図３乃至図６を用いて、検出スペクトル及び照射スペクトルについて説明する。図３は、第１実施形態に係る被検体Ｐに対するＸ線照射の一例を説明する図である。なお、図３の縦軸はスライス方向を、横軸はチャンネル方向を表している。また、図４は、第１実施形態に係る照射スペクトル５０の一例を説明する図である。

【0071】

図３に示すように、Ｘ線管１１から光子計数型検出器１２の検出素子１２ａへＸ線ａ１が照射されたとする。この場合、図４に示すように、Ｘ線ａ１における、領域ＸＡのＸ線のスペクトルが、照射スペクトル５０に相当する。なお、領域ＸＡ上は空気領域であり、Ｘ線の減衰は無視できるものとする。

【0072】

照射スペクトル５０は、Ｘ線管１１に供給される高電圧、電流、線源に用いるターゲット（例えば、タングステン等）の種類、及び、ウェッジの種類や厚み等によって定まる。このため、照射スペクトル５０は、精密な実計測や、高精度なシミュレーションにより得られる。本実施形態では、メモリ４１に、予め照射スペクトル５０が記憶されるものとする。

【0073】

また、本実施形態では、被検体Ｐを透過してから検出素子１２ａへ到るまでのＸ線のスペクトルを、透過スペクトル５２と呼ぶものとする。図５は、第１実施形態に係る透過スペクトル５２と検出スペクトル５４の関係の一例を説明する図である。例えば、図５に示すように、Ｘ線管１１から検出素子１２ａへ照射されたＸ線ａ１における、領域ＸＢのＸ線のスペクトルが、透過スペクトル５２に相当する。図５では、透過スペクトル５２を点線で表している。

【0074】

透過スペクトル５２は、Ｘ線が被検体Ｐを透過した経路に存在する物質の組成と、被検体Ｐに照射された照射スペクトル５０と、によって定まる。

【0075】

また、本実施の形態では、検出素子１２ａで検出されたＸ線のスペクトルを、検出スペクトル５４と呼ぶものする。具体的には、光子計数型検出器１２で検出されたＸ線のスペクトルが、検出スペクトル５４に相当する。図５では、検出スペクトル５４を実線で表している。検出スペクトル５４は、ＤＡＳ１８で生成される検出データに含まれる。

【0076】

ここで、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射された照射スペクトル５０は、被検体Ｐを透過することによって減衰する。この減衰は、被検体Ｐに含まれる物質に依存する。このため、被検体Ｐを透過したＸ線のスペクトルである透過スペクトル５２は、被検体Ｐに含まれる物質に応じて減衰した波形となる。つまり、理論上では、光子計数型検出器１２で検出される波形は、透過スペクトル５２に示される波形になるはずである。

【0077】

しかし、図５に示すように、光子計数型検出器１２で実際に検出される検出スペクトル５４は、透過スペクトル５２を歪ませた波形となる。このスペクトルの歪みは、光子計数型検出器１２の応答特性によって生じることが知られている。

【0078】

光子計数型検出器１２の応答特性とは、詳細には、光子計数型検出器１２に設けられた検出素子の各々の応答特性である。検出素子の応答特性とは、検出素子に入射したＸ線の透過スペクトル５２に歪みを生じさせる要因である。検出素子の応答特性は、例えば、検出素子に入射したＸ線のエネルギーごとの、エスケープ、蛍光、クロストーク、及び散乱の発生確率、検出されるエネルギーのばらつき等である。

【0079】

そこで、本実施形態では、前処理機能４４２は、透過スペクトル５２を歪ませた波形となっている検出スペクトル５４を補正する処理を行う。歪んだスペクトルを補正するための処理は、既知の処理が適宜利用可能であるため、説明は省略する。

【0080】

図６は、第１実施形態に係る検出スペクトル５４を補正した補正スペクトル５６の一例を説明する図である。図６に示すように、前処理機能４４２は、図５の検出スペクトル５４を補正した補正スペクトル５６を、被検体Ｐを透過したエネルギースペクトルとして取得する。なお、前処理機能４４２は、光子計数型検出器１２の検出素子毎に上記の処理を行う。前処理機能４４２は、取得した補正スペクトル５６に対数変換処理等の前処理を行って投影データを生成する。

【0081】

図１に戻り、説明を続ける。再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２にて生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法（ＦＢＰ法：Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）や逐次近似再構成法，ＡＩを用いた再構成等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データを生成する。再構成処理機能４４３は、再構されたＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。

【0082】

フォトンカウンティングＣＴで得られる計数結果から生成された投影データには、被検体Ｐを透過することで減弱されたＸ線のエネルギーの情報が含まれている。このため、再構成処理機能４４３は、例えば、特定のエネルギー成分のＸ線ＣＴ画像データを再構成することができる。また、再構成処理機能４４３は、例えば、複数のエネルギー成分それぞれのＸ線ＣＴ画像データを再構成することができる。

【0083】

そこで、例えば、再構成処理機能４４３は、補正スペクトル５６を構成するエネルギービン毎にＸ線ＣＴ画像データを再構成する。この場合のＸ線ＣＴ画像データは、エネルギー画像の一例である。

【0084】

図７は、第１実施形態に係る補正スペクトル５６を構成するエネルギービンの一例を示す図である。図７の例では、補正スペクトル５６は、エネルギーｂｉｎ１（ｂ１）、エネルギーｂｉｎ２（ｂ２）、エネルギーｂｉｎ３（ｂ３）、エネルギーｂｉｎ４（ｂ４）、エネルギーｂｉｎ５（ｂ５）、及びエネルギーｂｉｎ６（ｂ６）で構成される。

【0085】

図７の例では、再構成処理機能４４３は、エネルギーｂｉｎ１～ｂｉｎ６の夫々に基づくＸ線ＣＴ画像データ（以下、再構成画像ともいう）を再構成する。図８は、第１実施形態に係るエネルギービン毎に再構成された複数のＸ線ＣＴ画像データの一例を説明する図である。図８に示すように、再構成処理機能４４３は、図７の例では、エネルギーｂｉｎ１に対応する再構成画像ＢＩ１を再構成する。また、再構成処理機能４４３は、同様に、エネルギーｂｉｎ２～ｂｉｎ６の各々に対応する再構成画像ＢＩ２～ＢＩ６を再構成する。

【0086】

なお、再構成処理機能４４３は、例えば、エネルギーｂｉｎ１～ｂｉｎ６を積算することで全エネルギーを積分した積分画像を生成することも可能である。

【0087】

図１に戻り、説明を続ける。画像処理機能４４４は、例えば、入力インターフェース４３を介したユーザの指示により、再構成画像データ（ボリュームデータ）に対して各種画像処理を実行する。当該画像処理は、既知の処理が適宜利用可能であるため、説明は省略する。

【0088】

特定機能４４５は、エネルギービン毎に再構成された複数の再構成画像データに基づいて表示対象となるエネルギービンを複数の検出素子毎に特定する。例えば、特定機能４４５は、エネルギービン毎に再構成された複数の再構成画像データの画素の濃度値（ＣＴ値）の統計値を算出する。そして、特定機能４５は、算出した統計値に基づき、当該画素に対応する検出素子について、表示用画像の生成に採用する再構成画像データを特定する。

【0089】

ＣＴ値の統計値としては、例えば、最大値、最小値、及び平均値等が挙げられる。本実施形態では、特定機能４４５は、最大値、最小値、及び平均値のうち、ユーザが選択した統計値に基づいて、表示対象となるエネルギービンを特定する。なお、本実施形態では、ＣＴ値の統計値を最大値、最小値、及び平均値としているが、ＣＴ値の統計値はこれに限定されない。ＣＴ値の統計値は、例えば、中央値や最頻、７５％タイル値等であってもよい。

【0090】

図９は、第１実施形態に係る表示対象となる画素の特定処理の一例を説明する図である。図９において、画素ＢＰ１は、再構成画像ＢＩ１の１画素を表している。同様に、画素ＢＰ２は、再構成画像ＢＩ２の１画素、画素ＢＰ３は、再構成画像ＢＩ３の１画素、画素ＢＰ４は、再構成画像ＢＩ４、画素ＢＰ５は、再構成画像ＢＩ５の１画素、画素ＢＰ６は、再構成画像ＢＩ６の１画素を夫々表している。

【0091】

また、再構成画像ＢＩ２における画素ＢＰ２～再構成画像ＢＩ６における画素ＢＰ６は、再構成画像ＢＩ１における画素ＢＰ１の画素位置に対応する画素位置の画素を表している。以下では説明の便宜のため、図３に示した検出素子１２ａに対応する画素が画素ＢＰ１～ＢＰ６であるものとして説明する。

【0092】

例えば、ユーザが統計値として最小値を選択していた場合、特定機能４４５は、画素ＢＰ１～ＢＰ６のＣＴ値を比較する。そして、特定機能４４５は、画素ＢＰ１～ＢＰ６のうち、ＣＴ値が最小となる画素を特定する。例えば、画素ＢＰ６のＣＴ値が最小であった場合、特定機能４４５は、再構成画像ＢＩ６の画素ＢＰ６を表示用画像の生成に用いる再構成画像の画素として特定する。

【0093】

また、例えば、ユーザが統計値として最大値を選択していた場合、特定機能４４５は、画素ＢＰ１～ＢＰ６のうち、ＣＴ値が最大となる画素を特定する。また、例えば、ユーザが統計値として平均値を選択していた場合、特定機能４４５は、画素ＢＰ１～ＢＰ６のＣＴ値の平均値を計算し、そのＣＴ値を示す画素を表示用画像の生成に採用する画素として特定する。また、特定機能４４５は、上記と同様の処理を、全画素（検出素子）に対して実行する。

【0094】

図１に戻り、説明を続ける。表示画像生成機能４４６は、特定機能４４５により特定された表示対象のエネルギービンに基づいた表示画像を生成する。例えば、表示画像生成機能４４６は、特定機能４４５により検出素子毎に特定された、表示用画像の生成に用いる再構成画像の画素を合成して表示用画像を生成する。

【0095】

例えば、特定機能４４５が、検出素子１２ａについて、再構成画像ＢＩ６の画素ＢＰ６を表示用画像の生成に用いる再構成画像の画素として特定したものとする。

【0096】

この場合、図９に示すように、表示画像生成機能４４６は、検出素子１２ａについては、表示用画像を生成する画素として再構成画像ＢＩ６の画素ＢＰ６を採用する。また、表示画像生成機能４４６は、他の検出素子についても同様の処理を行う。そして、表示画像生成機能４４６は、複数の検出素子の夫々について、採用した画素を合成して表示用画像ＦＩを生成する。

【0097】

表示画像生成機能４４６で生成された表示用画像ＦＩは、例えば、システム制御機能４４１により、ディスプレイ４２等に表示される。

【0098】

例えば、ＣＴ値の統計値として最小値を選択していた場合に表示画像生成機能４４６で生成される表示用画像ＦＩは、低エネルギー帯で吸収された部分を強調する画像となる。また、例えば、ＣＴ値の統計値として最大値を選択していた場合に表示画像生成機能４４６で生成される表示用画像ＦＩは、高エネルギー帯で吸収された部分を強調する画像となる。

【0099】

また、例えば、ＣＴ値の統計値として平均値を選択した場合に表示画像生成機能４４６で生成される表示用画像ＦＩは、全エネルギー帯の平均になるため、通常ＣＴ画像と同様の積分画像となる。

【0100】

また、例えば、ＣＴ値の統計値として中央値を選択した場合、表示画像生成機能４４６は、ＢＰ１～ＢＰ６を検出数の順番に並び替え、その中心にくる画素を表示させる。この場合、表示画像生成機能４４６で生成される表示用画像ＦＩは、低エネルギー側、高エネルギー側、中エネルギー側が画素によって異なる画像となる。

【0101】

なお、上記では、１つの検出素子について、１つの画素を採用しているが、採用する画素は、複数であってもよい。例えば、図９、１０の例で、ユーザが、統計値として最小値を選択し、かつ、２つの画素を採用する場合、特定機能４４５は、画素ＢＰ１～ＢＰ６のうち、ＣＴ値が最小となる画素及びＣＴ値が２番目に小さい画素を特定する。

【0102】

また、この場合、表示画像生成機能４４６は、例えば、ＣＴ値が最小となる画素に、ＣＴ値が２番目に小さい画素を重畳した合成画素を生成する。表示画像生成機能４４６は、当該処理を全検出素子について実行し、表示用画像を生成する。このように複数の画素を採用することで、表示用画像における雑音（ノイズ）に基づく成分の割合を低下させることができる。つまり、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１によれば、表示用画像の画質の劣化を防止することができる。

【0103】

次に、第１実施系形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１が実行する処理について説明する。図１０は、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【0104】

まず、前処理機能４４２は、複数の検出素子毎に検出スペクトルを取得する（ステップＳ１）。例えば、前処理機能４４２は、ＤＡＳ１８から出力される検出スペクトルを取得する。

【0105】

次いで、前処理機能４４２は、ステップＳ１で取得した検出スペクトルから投影データを生成する（ステップＳ２）。例えば、前処理機能４４２は、検出スペクトルの歪みを補正する処理を行う。また、例えば、前処理機能４４２は、歪みを補正した補正スペクトルに対して、対数変換処理、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して投影データを生成する。

【0106】

次いで、再構成処理機能４４３は、ステップＳ２で生成された投影データに基づいて、エネルギービン毎に再構成Ｘ線画像データを生成する（ステップＳ３）。例えば、再構成処理機能４４３は、補正スペクトル５６を構成するエネルギービン毎に再構成画像データを再構成する。

【0107】

次いで、特定機能４４５は、複数の検出素子毎に、ステップＳ３で再構成された複数の再構成画像データについてＣＴ値の統計値を算出する（ステップＳ４）。例えば、特定機能４４５は、複数の検出素子毎に、再構成画像データの対応する画素のＣＴ値の最大値を算出する。なお、特定機能４４５は、統計値としてＣＴ値の最小値や平均値、中央値、７５％タイル値等を算出してもよい。

【0108】

次いで、特定機能４４５は、ステップＳ４で算出された統計値に基づいて、ステップＳ３で再構成された複数の再構成画像データの画素のうち、表示用画像の生成に採用する画素を特定する（ステップＳ５）。例えば、ステップＳ４で統計値として最大値を算出している場合、ステップＳ３で再構成された複数の再構成画像データの画素のうち、最大のＣＴ値を示す再構成画像データの画素を表示用画像の生成に採用する画素として特定する。

【0109】

次いで、表示画像生成機能４４６は、ステップＳ５で特定された表示用画像の生成に採用する画素に基づいて、表示用画像を生成する（ステップＳ６）。例えば、表示画像生成機能４４６は、複数の検出素子毎に特定された表示用画像の生成に採用する画素を合成することで表示用画像を生成する。

【0110】

次いで、システム制御機能４４１は、ステップＳ６で生成された表示用画像をディスプレイ４２に表示させる制御を行い（ステップＳ７）、本処理を終了する。

【0111】

以上のように、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１は、エネルギービン毎に、再構成画像データを生成し、生成された複数の再構成画像データに基づいて、複数の検出素子毎に、表示対象となるエネルギービンを特定し、当該エネルギービンに基づく表示用画像を生成する。

【0112】

表示対象となるエネルギービンによって、再構成されるＸ線ＣＴ画像データの画素のＣＴ値は変化するため、表示対象となるエネルギービンを特定するための条件を変化させることで、コントラストを調整した表示用画像を生成することができる。つまり、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１によれば、ＰＣＣＴで生成される画像のコントラスト調整を効率的に行うことができる。

【0113】

また、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１は、複数の検出素子毎に、再構成画像データを構成する画素のＣＴ値の統計値に基づいて、表示対象となるエネルギービンを特定する。

【0114】

これにより、例えば、統計値が最小値である場合、低エネルギー帯で吸収された部分を強調する画像を生成することができる。また、例えば、統計値が最大値である場合、高エネルギー帯で吸収された部分を強調する画像を生成することができる。また、例えば、統計値が平均値である場合、通常ＣＴと同様の積分画像を生成することができる。また、例えば、統計値が中央値である場合、低エネルギー側、高エネルギー側、中エネルギー側が画素によって異なる画像を生成することができる。

【0115】

したがって、第１実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１を、ユーザが統計値の種類を選択できるように構成すれば、ユーザは、例えば、強調したい部分に応じて統計量を選択するだけで、生成される表示用画像のコントラスト調整を行うことができる。

【0116】

（第２実施形態）
第１実施形態では、エネルギービン毎に再構成された複数の再構成画像データに基づいて表示対象となるエネルギービンを複数の検出素子毎に特定する形態について説明した。第２実施形態では、被検体Ｐを透過したエネルギースペクトルに基づいた統計値から表示対象となるエネルギービンを複数の検出素子毎に特定する。

【0117】

なお、以下では、上述した実施形態と異なる点を主に説明することとし、既に説明した内容と共通する点については詳細な説明を省略する。また、以下で説明する各実施形態は、個別に実施されてもよいし、適宜に組み合わせて実施されてもよい。

【0118】

まず、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１ａの構成について説明する。図１１は、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１ａの構成の一例を示すブロック図である。

【0119】

光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１ａは、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０ａとを有する。また、コンソール装置４０ａは、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４４ａとを有する。

【0120】

また、処理回路４４ａ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４４２ａ、再構成処理機能４４３ａ、画像処理機能４４４、及び特定機能４４５ａを実行する。なお、再構成処理機能４４３ａは再構成部の一例である。特定機能４４５ａは算出部及び特定部の一例である。

【0121】

まず、特定機能４４５ａについて説明する。特定機能４４５ａは、複数の検出素子毎に、画像化対象とするエネルギービンを特定する。例えば、特定機能４４５ａは、被検体を透過したエネルギースペクトルに基づいた統計値を算出する。そして、特定機能４４５ａは、当該統計値に基づいて画像化対象とするエネルギービンを特定する。

【0122】

以下、図１２を用いて、画像化対象とするエネルギービンの特定処理について説明する。図１２は、第２実施形態に係る画像化対象とするエネルギービンの特定処理の一例を説明する図である。図１２の例では、図７と同様に、図３の検出素子１２ａの補正スペクトル５６を構成するエネルギービンを表している。また、図７と同様に、補正スペクトル５６は、エネルギーｂｉｎ１（ｂ１）～エネルギーｂｉｎ６（ｂ６）で構成される。

【0123】

特定機能４４５ａは、エネルギーｂｉｎ１～エネルギーｂｉｎ６の光子カウント数の統計値を算出する。例えば、特定機能４４５ａは、光子カウント数の最大値、最小値、及び平均値を算出する。なお、第１実施形態と同様に、算出する統計値は、ユーザが選択できるようにしてもよい。

【0124】

また、光子カウント数の統計値は、最大値、最小値、及び平均値に限定されない。例えば、光子カウント数の統計値は、中央値や最頻値、７５％タイル値等であってもよい。図１２の例では、光子カウント数の統計値として最小値を算出する場合を例に説明する。

【0125】

特定機能４４５ａは、エネルギーｂｉｎ１～エネルギーｂｉｎ６の光子カウント数のうち、エネルギーｂｉｎ６の光子カウント数が最小であることから、エネルギーｂｉｎ６の光子カウント数を、エネルギーｂｉｎ１～エネルギーｂｉｎ６の光子カウント数の最小値として算出する。そして、図１２に示すように、特定機能４４５ａは、検出素子１２ａについて、エネルギーｂｉｎ６を画像化対象として採用するエネルギービンとして特定する。

【0126】

図１１に戻り、説明を続ける。再構成処理機能４４３ａは、複数の検出素子毎に、特定機能４４５ａで特定されたエネルギービンの光子カウント数に基づいて画像再構成処理を行う。

【0127】

例えば、再構成処理機能４４３ａは、特定機能４４５ａで複数の検出素子毎に特定されたエネルギービンに関する投影データから再構成画像データを再構成する。再構成されたＸ線ＣＴ画像データは、システム制御機能４４１によりディスプレイ４２に表示される。

【0128】

例えば、光子カウント数の統計値として最小値を選択していた場合に再構成処理機能４４３ａで再構成される再構成画像は、低エネルギー帯で吸収された部分を強調する画像となる。

【0129】

また、例えば、統計値として最大値を選択していた場合に再構成処理機能４４３ａで再構成される再構成画像は、高エネルギー帯で吸収された部分を強調する画像となる。

【0130】

また、例えば、統計値として平均値を選択した場合に再構成処理機能４４３ａで再構成される再構成画像は、通常ＣＴ画像と同様の積分画像となる。

【0131】

また、例えば、統計値が中央値である場合、低エネルギー側、高エネルギー側、中エネルギー側が画素によって異なる画像を生成することができる。

【0132】

したがって、ユーザは、例えば、強調したい部分に応じて統計値を選択するだけで、再構成画像のコントラスト調整を行うことができる。

【0133】

なお、上記では、再構成処理機能４４３ａは、画像化対象として１つのエネルギービンを採用しているが、複数のエネルギービンを画像化対象のエネルギービンとして採用してもよい。

【0134】

例えば、図１２の例で、ユーザが、統計値として最小値を選択し、かつ、２つのエネルギービンを採用する場合、特定機能４４５ａは、エネルギーｂｉｎ１～エネルギーｂｉｎ６のうち、光子カウント数が最小となるエネルギーｂｉｎ６及び光子カウント数が２番目に小さいエネルギーｂｉｎ１を画像化対象として採用するエネルギービンとして特定する。

【0135】

複数のエネルギービンを画像化対象のエネルギービンとして採用することで、信号に対するノイズが占める割合の低減が見込めるため、Ｓ／Ｎ比の低下を抑えることができる。つまり、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１ａによれば、再構成画像データの画質の劣化を防止することができる。

【0136】

次いで、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１ａが実行する処理について説明する。図１３は、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１ａが実行する処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１及びＳ１２は、図１０のステップＳ１及びＳ２と同様のため、説明を省略する。

【0137】

前処理機能４４２で投影データが生成された後、特定機能４４５ａは、複数のエネルギービンの光子カウント数の統計値を算出する（ステップＳ１３）。例えば、特定機能４４５ａは、複数の検出素子毎に、対応する複数のエネルギービンについて、光子カウント数の最大値を算出する。なお、特定機能４４５ａは、統計値として光子カウント数の最小値や平均値を算出してもよい。

【0138】

次いで、特定機能４４５ａは、複数の検出素子毎に、画像化対象となるエネルギービンを特定する（ステップＳ１４）。例えば、特定機能４４５ａは、ステップＳ１３で統計値として最大値を算出している場合、複数の検出素子夫々について、対応する複数のエネルギービンのうち、最大の光子カウント数を示すエネルギービンを、画像化対象として採用するエネルギービンとして特定する。

【0139】

次いで、再構成処理機能４４３ａは、複数の検出素子毎に、ステップＳ１４で特定されたエネルギービンの光子カウント数に基づいて画像再構成を行う（ステップＳ１５）。例えば、再構成処理機能４４３ａは、複数の検出素子毎に特定されたエネルギービンに関する投影データから再構成画像データを再構成する。

【0140】

次いで、システム制御機能４４１は、ステップＳ１５で再構成された再構成画像データをディスプレイ４２に表示させる制御を行い（ステップＳ１６）、本処理を終了する。

【0141】

以上のように、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１ａは、被検体Ｐを透過したエネルギースペクトルに基づいた統計値を算出し、複数の検出素子毎に、算出された統計値に基づいて画像化対象のエネルギービンを特定し、特定されたエネルギービンの光子カウント数に基づいて再構成画像データの再構成処理を行う。

【0142】

ここで、どのエネルギービンを用いて再構構成処理を実行するかによって、最終的に再構成される再構成画像データの画素のＣＴ値は変化する。このため、画像化対象となるエネルギービンを特定するために用いる統計値を変化させることで、コントラストを調整した再構成画像データを生成することができる。つまり、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１によれば、ＰＣＣＴで生成される画像のコントラスト調整を効率的に行うことができる。

【0143】

また、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１は、複数の検出素子毎に、対応する複数のエネルギービンの光子カウント数の統計値に基づいて、画像化対象となるエネルギービンを特定する。

【0144】

これにより、例えば、光子カウント数の統計値が最小値である場合、最終的に低エネルギー帯で吸収された部分を強調した再構成画像データが再構成されるため、低エネルギー帯で吸収された部分を強調した表示用画像を生成することができる。また、例えば、光子カウント数の統計値が最大値である場合、最終的に高エネルギー帯で吸収された部分を強調した再構成画像データが再構成されるため、高エネルギー帯で吸収された部分を強調した表示用画像を生成することができる。また、例えば、光子カウント数の統計値が平均値である場合、全エネルギー帯を平均した再構成画像データが再構成されるため、通常ＣＴ画像と同様の表示用画像を生成することができる。

【0145】

したがって、例えば、第２実施形態に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１をユーザが光子カウント数の統計値の種類を選択できるように構成することで、ユーザは、統計量を選択するだけで、再構成される再構成画像データのコントラスト調整を行うことができる。

【0146】

なお、上述した実施形態は、各装置が有する構成又は機能の一部を変更することで、適宜に変形して実施することも可能である。そこで、以下では、上述した実施形態に係るいくつかの変形例を他の実施形態として説明する。なお、以下では、上述した実施形態と異なる点を主に説明することとし、既に説明した内容と共通する点については詳細な説明を省略する。また、以下で説明する変形例は、個別に実施されてもよいし、適宜組み合わせて実施されてもよい。

【0147】

（変形例１）
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、生成した表示用画像又は再構成した再構成画像データ（以下、コントラスト調整画像ともいう）を、そのままディスプレイ４２に表示させる形態について説明した。しかしながら、システム制御機能４４１は、積分画像にコントラスト調整画像を重畳してディスプレイ４２等に表示させてもよい。

【0148】

なお、表示画像生成機能４４６は、積分画像にコントラスト調整画像を重畳した表示用画像を生成してもよい。この場合、システム制御機能４４１は、表示画像生成機能４４６で生成された重畳画像をディスプレイ４２等に表示させてもよい。

【0149】

これにより、表示対象（画像化対象）となるエネルギービンを特定する条件を変化させることで積分画像のコントラストを調整することと同様の結果を得ることができる。また、積分画像と表示対象とを重畳することで、ノイズの影響を低減できるため、表示される画像の画質の向上を図ることもできる。

【0150】

（変形例２）
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、被検体Ｐ全体を対象として、コントラスト画像を生成（再構成）する形態について説明した。しかしながら、被検体Ｐの特定の部位（例えば、心臓等）のみを対象として、コントラスト画像を生成（再構成）してもよい。

【0151】

本変形例では、例えば、システム制御機能４４１は、ユーザから、スキャノ撮影（位置決め撮影または位置決めスキャンとも称される）により生成されたスキャノ画像上で、コントラスト画像の生成（再構成）の対象となる範囲の指定入力を受付ける。そして、処理回路４４（４４ａ）の各機能は、指定された対象範囲に対してのみ、コントラスト画像の生成（再構成）に係る処理を実行する。

【0152】

なお、システム制御機能４４１は、例えば、スキャノ画像と対象範囲とを対応付けたデータテーブル等を用いる等して、撮影されたスキャノ画像から自動的に対象範囲を決定してもよい。

【0153】

また、本変形例では、システム制御機能４４１は、積分画像に、対象範囲のみが描画されたコントラスト画像を重畳して、ディスプレイ４２に表示させる。なお、表示画像生成機能４４６が、積分画像に、対象範囲のみが描画されたコントラスト画像を重畳した表示用画像を生成してもよい。

【0154】

また、例えば、処理回路４４（４４ａ）の各機能は、対象範囲以外の領域については、対象範囲とは異なる統計値に基づくコントラスト画像を生成（再構成）してもよい。例えば、処理回路４４（４４ａ）の各機能は、対象範囲について最小値に基づくコントラスト画像を生成（再構成）する場合、対象範囲外の領域については、最大値に基づくコントラスト画像を生成（再構成）してもよい。

【0155】

この場合、システム制御機能４４１は、対象範囲外のみが描画された最大値に基づくコントラスト画像と、対象範囲のみが描画された最小値に基づくコントラスト画像とを合成して、ディスプレイ４２に表示させてもよい。

【0156】

ここで、図１４は、変形例２に係る表示用画像（再構成画像）の一例を説明するイメージ図である。図１４の表示用画像（再構成画像）ＩＩは、被検体Ｐの特定の断面を表す表示用画像（再構成画像）の一例のイメージを表している。

【0157】

図１４では、処理回路４４（４４ａ）の各機能は、被検体Ｐの対象範囲領域ＴＡについては、最小値に基づくコントラスト画像を生成（再構成）する。また、処理回路４４（４４ａ）の各機能は、対象範囲外領域ＯＡについては、最大値に基づくコントラスト画像を生成（再構成）する。そして、処理回路４４（４４ａ）の各機能は、両者を合成した表示用画像（再構成画像）ＩＩをディスプレイ４２に表示させる。

【0158】

これにより、対象範囲領域ＴＡについては、低エネルギー帯で吸収された部分が強調され、対象範囲外ＯＡについては、低エネルギー帯で吸収された部分は目立ち難くなる。このため、上記の例では、処理回路４４（４４ａ）の各機能は、対象範囲領域ＴＡについて、低エネルギー帯で吸収された部分がより強調された画像を描画することができる。

【0159】

なお、上記は一例であり、対象範囲領域ＴＡで表示用画像（再構成画像）の生成（再構成）に採用する統計値と対象範囲外領域ＯＡで表示用画像（再構成画像）の生成（再構成）に採用する統計値との組み合わせは上記に限定されない。

【0160】

例えば、対象範囲領域ＴＡについては、最小値に基づくコントラスト画像、対象範囲外領域ＯＡについては、中央値に基づくコントラスト画像を生成（再構成）してもよい。また、例えば、象範囲領域ＴＡについては、最大値に基づくコントラスト画像、対象範囲外領域ＯＡについては、中央値に基づくコントラスト画像を生成（再構成）してもよい。

【0161】

本変形例に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１によれば、被検体Ｐの注目する部位のみに対して、コントラスト調整を行うことができる。また、本変形例に係る光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１によれば、被検体Ｐの注目する部位をより強調した表示用画像（再構成画像）を生成（再構成）することができる。

【0162】

（変形例３）
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、予め定められた統計量に基づいたコントラスト画像を生成（再構成）し、ディスプレイ４２に表示させる形態について説明した。しかしながら、ディスプレイ４２に統計量を選択するためのリストを表示させ、ユーザによる統計量の選択に従って、対応するコントラスト画像を切替えて表示させてもよい。

【0163】

本変形例では、例えば、システム制御機能４４１は、表示用画像（又は再構成画像データ）と共に、「最大値」、「最小値」、「平均値」から、エネルギービンを特定するために用いる統計量を選択するためのリストをディスプレイ４２に表示させる。なお、リストと共に表示させる画像は、積分画像であってもよい。

【0164】

例えば、システム制御機能４４１がユーザから、「最小値」の選択指示を受付けた場合、特定機能４４５（４４５ａ）は、複数の検出素子毎に、光子カウント数の最小値に基づいて表示対象（画像化対象）のエネルギービンを特定する。

【0165】

次いで、表示画像生成機能４４６（又は再構成処理機能４４３ａ）により、当該エネルギービンに基づいて、表示用画像（又は再構成画像）が生成（再構成）される。そして、システム制御機能４４１により、それまで表示されていた画像に代えて、「最小値」に基づく表示用画像（又は再構成画像）がディスプレイ４２に表示される。

【0166】

また、例えば、上記の状態で、システム制御機能４４１がユーザから、「最大値」の選択指示を受付けた場合、上記と同様の処理が実行される。これにより、ディスプレイ４２には、「最小値」に基づく表示用画像（又は再構成画像）に代えて、「最大値」に基づく表示用画像（又は再構成画像）が表示されることになる。

【0167】

なお、システム制御機能４４１は、ユーザから、「積分画像にコントラスト画像を重畳表示させる」、「２以上のエネルギービンに基づくコントラスト画像を表示させる」等の表示に関する指示を受付けてもよい。

【0168】

本変形例によれば、ユーザはディスプレイ４２を見ながら、統計量を選択するだけで表示される画像のコントラストを調整することができる。

【0169】

（変形例４）
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、コンソール装置４０（４０ａ）の処理回路４４（４４ａ）が、システム制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３（４４３ａ）、画像処理機能４４４、特定機能４４５（４４５ａ）、表示画像生成機能４４６を有する形態について説明した。

【0170】

しかしながら、これらの機能の全部又は一部を、光子計数型Ｘ線ＣＴ装置１（１ａ）とネットワークで接続されたワークステーション等のコンピュータが有していてもよい。

【0171】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、ＰＣＣＴで生成される画像のコントラスト調整を効率的に行うことができる。

【0172】

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。

【符号の説明】

【0173】

１、１ａ 光子計数型Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
１１ Ｘ線管
１２ 光子計数型検出器
１３ 回転フレーム
１４ Ｘ線高電圧装置
１５ 制御装置
１６ ボウタイフィルタ
１７ コリメータ
１８ ＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）
３０ 寝台装置
３１ 基台
３２ 寝台駆動装置
３３ 天板
３４ 天板支持フレーム
４０、４０ａ コンソール装置
４１ メモリ
４２ ディスプレイ
４３ 入力インターフェース
４４、４４ａ 処理回路
４４１ システム制御機能
４４２ 前処理機能
４４３、４４３ａ 再構成処理機能
４４４ 画像処理機能
４４５、４４５ａ 特定機能
４４６ 表示画像生成機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】