特許 7341803 Ｘ線ＣＴ装置、医用画像処理装置及びＸ線ＣＴシステム

(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】

(24)【登録日】2023-09-01

(45)【発行日】2023-09-11

(54)【発明の名称】Ｘ線ＣＴ装置、医用画像処理装置及びＸ線ＣＴシステム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20230904BHJP

【ＦＩ】

A61B6/03 373

A61B6/03 360E

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2019162621

(22)【出願日】2019-09-06

(65)【公開番号】P2020039872

(43)【公開日】2020-03-19

【審査請求日】2022-07-11

(31)【優先権主張番号】P 2018167581

(32)【優先日】2018-09-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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

(73)【特許権者】

【識別番号】510097747

【氏名又は名称】国立研究開発法人国立がん研究センター

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】関谷 浩太郎

(72)【発明者】

【氏名】久野 博文

(72)【発明者】

【氏名】檜山 貴志

(72)【発明者】

【氏名】橋爪 つぼみ

(72)【発明者】

【氏名】津島 総

(72)【発明者】

【氏名】塚越 伸介

【審査官】倉持 俊輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１１０２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１５８２３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】PETRONGOLO Michael et al.，Noise Suppression for Dual-Energy CT Through Entropy Minimization，IEEE Transactions on Medical Imaging，2015年11月，Vol.34, No.11，pp.2286-2297，DOI: 10.1109/TMI.2015.2429000

(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線を利用したスキャンを実行することで、被検体の一部を含む領域について、第１のＸ線エネルギーに対応する第１データセット、及び前記第１のＸ線エネルギーと異なる第２のＸ線エネルギーに対応する第２データセットを収集するスキャン部と、
前記第１データセット及び前記第２データセットに基づいて、前記領域内の各位置における複数の基準物質それぞれの含有量を表す散布図を生成し、前記散布図の少なくとも一部に含まれる前記含有量に対して重みを設定し、前記含有量及び前記重みを対応する画素の画素値に反映させた解析画像を生成する解析部と、
を備えたＸ線ＣＴ装置。

【請求項2】

前記解析部は、前記散布図に設定された複数の関心領域について、異なる重みを設定する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項3】

前記解析部は、前記散布図に設定された関心領域内の複数の位置について、異なる重みを設定する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項4】

前記関心領域を変更する変更操作を受け付ける受付部をさらに備え、
前記解析部は、前記受付部によって受け付けられた変更操作後の関心領域について、重みを設定する、請求項２又は３に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項5】

前記散布図に設定された関心領域の情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記解析部は、前記記憶部に記憶された関心領域の情報に基づいて、新たに生成された散布図に関心領域を設定する、請求項２～４のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項6】

前記解析部は、前記散布図において示される前記含有量の分布において、前記散布図に設定された関心領域における重心を抽出し、抽出した重心からの距離に応じた重みを設定する、請求項２～５のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項7】

前記解析部は、前記重心からの距離が長くなるほど重みが小さくなるように、前記重みを設定する、請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項8】

前記解析部は、前記含有量の分布において、前記重心からの距離が閾値よりも小さい範囲に対して、同一の重みを設定する、請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項9】

前記重みを変更する変更操作を受け付ける受付部をさらに備え、
前記解析部は、前記受付部によって受け付けられた変更操作後の重みと前記含有量とに基づいて、前記解析画像を生成する、請求項１～８のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項10】

前記解析部は、
前記複数の基準物質それぞれの含有量を、前記領域内の各位置について推定し、
前記散布図の少なくとも一部に対応する、前記領域の少なくとも一部について推定した前記含有量に基づく画素値を、前記重みで補正することで、前記解析画像を生成する、請求項１～９のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項11】

前記解析部は、前記散布図におけるノイズを特定し、特定したノイズを低減した解析画像を生成する、請求項１～１０のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項12】

前記解析部は、前記散布図において出現頻度が閾値よりも小さい前記含有量を、前記ノイズとして特定する、請求項１１に記載のＸ線ＣＴ装置。

【請求項13】

Ｘ線を利用したスキャンを実行することで、被検体の一部を含む領域について収集された、第１のＸ線エネルギーに対応する第１データセット、及び前記第１のＸ線エネルギーと異なる第２のＸ線エネルギーに対応する第２データセットを取得する取得部と、
前記第１データセット及び前記第２データセットに基づいて、前記領域内の各位置における複数の基準物質それぞれの含有量を表す散布図を生成し、前記散布図の少なくとも一部に含まれる前記含有量に対して重みを設定し、前記含有量及び前記重みを対応する画素の画素値に反映させた解析画像を生成する解析部と、
を備えた医用画像処理装置。

【請求項14】

Ｘ線を利用したスキャンを実行することで、被検体の一部を含む領域について、第１のＸ線エネルギーに対応する第１データセット、及び前記第１のＸ線エネルギーと異なる第２のＸ線エネルギーに対応する第２データセットを収集するスキャン部、
を有するＸ線ＣＴ装置と、
前記第１データセット及び前記第２データセットに基づいて、前記領域内の各位置における複数の基準物質それぞれの含有量を表す散布図を生成し、前記散布図の少なくとも一部に含まれる前記含有量に対して重みを設定し、前記含有量及び前記重みを対応する画素の画素値に反映させた解析画像を生成する解析部、
を有する医用画像処理装置と
を備えたＸ線ＣＴシステム。

【請求項15】

Ｘ線を利用したスキャンを実行することで、被検体の一部を含む領域について、第１のＸ線エネルギーに対応する第１データセット、及び前記第１のＸ線エネルギーと異なる第２のＸ線エネルギーに対応する第２データセットを収集するスキャン部と、
前記第１データセット及び前記第２データセットに基づいて、前記領域内の各位置における複数の基準物質それぞれの含有量を推定し、前記領域内の少なくとも一部に含まれる前記含有量に対して重みを設定し、前記含有量及び前記重みを対応する画素の画素値に反映させた解析画像を生成する解析部、
を備えたＸ線ＣＴ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ＣＴ装置、医用画像処理装置及びＸ線ＣＴシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）装置により、異なる複数種類の管電圧で撮影を行なって画像を取得する手法がある。例えば、２種類の異なる管電圧を用いるデュアルエナジー（Dual-Energy：ＤＥ）収集では、２種類の異なる管電圧から得られた２つの投影データを、予め設定した２つの基準物質それぞれの投影データ（線積分データ）に分離し、分離した２つのデータそれぞれから、基準物質の存在率に基づく画像（基準物質画像）を再構成する技術が知られている。かかる技術では、２つの基準物質画像を用いて重み付け計算処理を行うことにより、単色Ｘ線画像や密度画像、実効原子番号画像等、様々な画像を取得することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２６１９４２号公報

【文献】ＷＯ２００４／０８９２１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、組織分解能を向上させたＣＴ画像を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のＸ線ＣＴ装置は、スキャン部と、解析部とを備える。スキャン部は、Ｘ線を利用したスキャンを実行することで、被検体の一部を含む領域について、第１のＸ線エネルギーに対応する第１データセット、及び前記第１のＸ線エネルギーと異なる第２のＸ線エネルギーに対応する第２データセットを収集する。解析部は、前記第１データセット及び前記第２データセットに基づいて、前記領域内の各位置における複数の基準物質それぞれの含有量を表す散布図を生成し、前記散布図の少なくとも一部について重みを設定し、前記含有量及び前記重みに基づいて解析画像を生成する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システムの構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る表示情報の一例を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る散布図上の関心領域の指定を説明するための図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る解析機能による重み付けの一例を説明するための図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る解析画像の一例を示す図である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の流れを説明するためのフローチャートである。

【図8】図８は、第２の実施形態に係る重み付けの一例を説明するための図である。

【図9】図９は、第２の実施形態に係る解析画像の一例を示す図である。

【図10】図１０は、第４の実施形態に係る解析画像の一例を示す図である。

【図11】図１１は、第５の実施形態に係る解析機能による処理を説明するための模式図である。

【図12】図１２は、第５の実施形態に係る医用画像処理装置の構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照して、Ｘ線ＣＴ装置、医用画像処理装置及びＸ線ＣＴシステムの実施形態について詳細に説明する。なお、本願に係るＸ線ＣＴ装置、医用画像処理装置及びＸ線ＣＴシステムは、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。

【0008】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、本願が開示する技術をＸ線ＣＴ装置に適用した場合の例を説明する。なお、以下、Ｘ線ＣＴ装置を含む医用画像処理システムを例に挙げて説明する。

【0009】

図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用画像処理システム１００は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置１と、画像保管装置２と、医用画像処理装置３とを備え、ネットワーク２００を介して相互に接続される。なお、図１に示す例は、あくまでも一例であり、ネットワーク２００にその他種々の装置（例えば、端末装置等）が接続される場合であってもよい。

【0010】

例えば、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、図１に示すように、ネットワーク２００を介して、画像保管装置２と、医用画像処理装置３に接続される。なお、医用画像処理システム１００は、ネットワーク２００を介して、ＭＲＩ装置、超音波診断装置及びＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置等の他の医用画像診断装置や、端末装置などにさらに接続されてもよい。また、ネットワーク２００は、院内で閉じたローカルネットワークにより構成されてもよいし、インターネットを介したネットワークにより構成されてもよい。

【0011】

画像保管装置２は、各種の医用画像診断装置によって収集された画像データを保管する。例えば、画像保管装置２は、サーバ装置等のコンピュータ機器によって実現される。本実施形態では、画像保管装置２は、ネットワーク２００を介してＸ線ＣＴ装置１から投影データやＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を取得し、取得した投影データやＣＴ画像データを装置内又は装置外に設けられた記憶回路に記憶させる。

【0012】

医用画像処理装置３は、ネットワーク２００を介して各種の医用画像診断装置から画像データを取得し、取得した画像データを処理する。例えば、医用画像処理装置３は、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。本実施形態では、医用画像処理装置３は、ネットワーク２００を介してＸ線ＣＴ装置１又は画像保管装置２から投影データやＣＴ画像データを取得し、取得した投影データやＣＴ画像データに対して各種画像処理を行う。医用画像処理装置３は、画像処理を行う前又は行った後のＣＴ画像データをディスプレイ等に表示する。

【0013】

Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体のＣＴ画像データを収集する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体を略中心にＸ線管及びＸ線検出器を旋回移動させ、被検体を透過したＸ線を検出して投影データを収集する。ここで、Ｘ線ＣＴ装置１は、異なる複数種類の管電圧で撮影を行なって、複数種類の投影データセットを取得する。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１は、２種類の異なる管電圧を用いるデュアルエナジー（Dual-Energy：ＤＥ）収集により、１つの撮影対象部位に対して２つの投影データセットを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、収集した投影データに基づいて、ＣＴ画像データを生成する。

【0014】

図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。図２に示すように、第１の実施形態に係る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。

【0015】

ここで、図２においては、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軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。なお、図２は、説明のために架台装置１０を複数方向から描画したものであり、Ｘ線ＣＴ装置１が架台装置１０を１つ有する場合を示す。

【0016】

架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器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、ウェッジ１６と、コリメータ１７と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）１８とを有する。

【0017】

Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。例えば、Ｘ線管１１には、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。

【0018】

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線を検出する検出素子を複数有する。Ｘ線検出器１２における各検出素子は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した信号をＤＡＳ１８へと出力する。Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心とした１つの円弧に沿ってチャンネル方向（チャネル方向）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。Ｘ線検出器１２は、例えば、チャンネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向（スライス方向、roｗ方向）に複数配列された構造を有する。

【0019】

例えば、Ｘ線検出器１２は、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。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Ｘ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器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。

【0020】

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やウェッジ１６、コリメータ１７、ＤＡＳ１８等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１３は、図２において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。

【0021】

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に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が発生する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。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よい。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、図示しない固定フレームに設けられても構わない。

【0022】

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。制御装置１５は、入力インターフェース４３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。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転や架台装置１０のチルト、寝台装置３０及び天板３３の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置１５は、架台装置１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、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。なお、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に設けられてもよい。

【0023】

ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ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。例えば、ウェッジ１６は、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）であり、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等を加工したフィルタである。

【0024】

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を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。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。また、図２においては、Ｘ線管１１とコリメータ１７との間にウェッジ１６が配置される場合を示すが、Ｘ線管１１とウェッジ１６との間にコリメータ１７が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射され、コリメータ１７により照射範囲が制限されたＸ線を透過して減衰させる。

【0025】

ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２が有する各検出素子によって検出されるＸ線の信号を収集する。例えば、ＤＡＳ１８は、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、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、検出データを生成する。ＤＡＳ１８は、例えば、プロセッサにより実現される。

【0026】

ＤＡＳ１８が生成したデータは、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（Light Emitting Diode: 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、固定フレーム等。図１での図示は省略している）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。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム１３を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型の如何なるデータ伝送方式を採用してもよいし、接触型のデータ伝送方式を採用しても構わない。

【0027】

寝台装置３０は、撮影対象の被検体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、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、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の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。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、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。

【0028】

コンソール装置４０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４４とを有する。なお、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０又はコンソール装置４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。

【0029】

メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、投影データやＣＴ画像データを記憶する。また、メモリ４１は、関心領域の情報を記憶する。なお、関心領域については、後に詳述する。また、例えば、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。なお、メモリ４１は、記憶部の一例である。

【0030】

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各種の画像を表示したり、操作者から各種の操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。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。

【0031】

入力インターフェース４３は、操作者から各種の入力操作を受け付けて、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、ディスプレイ４２によって表示された情報に対して指定操作を行うための入力操作を操作者から受け付ける。なお、指定操作については後述する。また、例えば、入力インターフェース４３は、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件や、ＣＴ画像データから後処理画像を生成する際の画像処理条件等の入力操作を操作者から受け付ける。

【0032】

例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、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。また、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、コンソール装置４０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。なお、入力インターフェース４３は、受け付け部の一例である。

【0033】

処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、スキャン制御機能４４１、前処理機能４４２、画像再構成機能４４３、解析機能４４４及び表示制御機能４４５を実行する。なお、スキャン制御機能４４１は、スキャン部の一例である。また、解析機能４４４は、解析部の一例である。

【0034】

図２に示すＸ線ＣＴ装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ４１へ記憶されている。処理回路４４は、メモリ４１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路４４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

【0035】

なお、図２においては、スキャン制御機能４４１、前処理機能４４２、画像再構成機能４４３、解析機能４４４及び表示制御機能４４５の各処理機能が単一の処理回路４４によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路４４は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路４４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

【0036】

以上、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、組織分解能を向上させたＣＴ画像を提供する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１は、処理回路４４による各種機能によって、複数種類の異なる管電圧での撮影を行なって収集した投影データ或いは投影データから再構成したＣＴ画像データを用いて、組織ごとのコントラストを強調させたＣＴ画像を生成する。

【0037】

例えば、造影剤を用いない単純ＣＴ検査において撮影されたＣＴ画像では、脳や、腫瘍、筋肉などの軟部組織はＣＴ値が近い値となるため、ＣＴ値に基づくコントラストの違いによってＣＴ画像における組織を明瞭に区別させることが困難となる場合がある。そこで、本願に係るＸ線ＣＴ装置では、複数種類の異なる管電圧での撮影から得られる基準物質画像を解析することで、画素ごとの基準物質の混合割合を取得し、取得した混合割合に基づいて、組織ごとのコントラストを強調させたＣＴ画像を生成する。

【0038】

なお、本実施形態では、「複数種類の異なる管電圧での撮影」は、２種類の異なる管電圧での「Dual Energyによる撮影」の他、３種類以上の異なる管電圧での「Multi Energyによる撮影」も含む。ここで、「Dual Energyによる撮影」の場合、以下の４つの撮影方法のいずれが用いられる場合でもよい。

【0039】

例えば、第１の方法としては、１つのＸ線管を用いて第１の管電圧で撮影した後に、第１の管電圧と異なる第２の管電圧で撮影する「Slow-kV switching方式（２回転方式）」がある。また、例えば、第２の方法としては、回転中（スキャン中）のビュー毎に高速にＸ線管の管電圧を切り替えて撮影する「Fast-kV switching方式（高速スイッチング方式）」がある。この場合、管電圧の切り替えに同期してデータ収集装置がデータ収集を行ない、異なる管電圧のデータを１つのスキャン中に収集する。また、例えば、第３の方法としては、１つのＸ線管ではなく２のＸ線管を搭載した上でそれらを用いて異なる管電圧で撮影する「Dual Source方式（２管球方式）」がある。また、例えば、第４の方法としては、多層構造のＸ線検出器を用いる「積層型検出器方式」がある。例えば２層構造（浅い層の検出器、深い層の検出器）のＸ線検出器を用いる場合、浅い層の検出器で低エネルギーのＸ線が検出され、浅い層の検出器を通過した深い層の検出器で高エネルギーのＸ線が検出される。

【0040】

以下、各種機能の詳細について説明する。なお、以下では、「Dual Energyによる撮影」を「Fast-kV switching方式」で実行することによって２種類の異なる管電圧での撮影を行ない、組織ごとのコントラストを強調させたＣＴ画像を生成する場合について説明する。

【0041】

スキャン制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、スキャンを制御する。具体的には、スキャン制御機能４４１は、入力操作に基づいて、Ｘ線高電圧装置１４に制御信号を送信することで、高電圧発生装置からの出力電圧を制御する。また、スキャン制御機能４４１は、ＤＡＳ１８に制御信号を送信することで、ＤＡＳ１８によるデータ収集を制御する。

【0042】

ここで、スキャン制御機能４４１は、Ｘ線を利用したスキャンを実行することで、被検体の一部を含む領域について、第１のＸ線エネルギーに対応する第１データセット、及び前記第１のＸ線エネルギーと異なる第２のＸ線エネルギーに対応する第２データセットを収集する。例えば、スキャン制御機能４４１は、「Fast-kV switching方式」による「Dual Energyによる撮影」を制御する。

【0043】

かかる場合には、スキャン制御機能４４１は、高電圧と低電圧とを切り替える制御信号をＸ線高電圧装置１４に送信することで、Ｘ線高電圧装置１４からＸ線管１１への高電圧と低電圧の印加を制御する。また、スキャン制御機能４４１は、ＤＡＳ１８に対して制御信号を送信することで、検出した検出データが、高電圧のＸ線照射によるものであるか、或いは、低電圧のＸ線照射によるものであるかを識別させるように制御する。

【0044】

前処理機能４４２は、ＤＡＳ１８から送信されたＸ線検出データに対して、対数変換処理や、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、投影データを生成する。なお、前処理前のデータ（検出データ）および前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。例えば、前処理機能４４２は、第１の管電圧（例えば、高電圧）の検出データから投影データセット（以下、高エネルギー投影データセットと記載する）を生成する。また、前処理機能４４２は、第２の管電圧（例えば、低電圧）の検出データから投影データセット（以下、低エネルギー投影データセットと記載する）を生成する。

【0045】

また、前処理機能４４２は、２種類の投影データセットを用いて、撮影の対象部位に存在する、予め決定された２つ以上の基準物質（水、ヨード、カルシウム、ハイドロキシアパタイト、脂肪等）を分離する。そして、前処理機能４４２は、２つ以上の基準物質のそれぞれに対応する２種類以上の単色Ｘ線の投影データセットを生成する。例えば、前処理機能４４２は、高エネルギー投影データセット及び低エネルギー投影データセットから、水とヨードの単色Ｘ線の投影データセットをそれぞれ生成する。なお、前処理機能４４２によって生成された投影データセットは、メモリ４１によって記憶される。

【0046】

画像再構成機能４４３は、メモリ４１によって記憶された投影データセットから各種画像を生成し、生成した画像をメモリ４１に格納する。例えば、画像再構成機能４４３は、投影データを種々の再構成法（例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）などの逆投影法や、逐次近似法など）によって再構成することでＣＴ画像データを再構成し、再構成したＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。また、画像再構成機能４４３は、種々の画像処理を行うことにより、ＣＴ画像データからＭＰＲ画像などのＣＴ画像を生成して、生成したＣＴ画像をメモリ４１に格納する。

【0047】

例えば、画像再構成機能４４３は、メモリ４１によって記憶された基準物質の単色Ｘ線の投影データセットを読み出し、基準物質画像データ（基準物質強調画像データ）を再構成する。一例を挙げると、画像再構成機能４４３は、水成分が強調された投影データセットに基づいて水成分の基準物質画像データを再構成し、ヨード成分が強調された投影データセットに基づいてヨード成分の基準物質画像データを再構成する。また、画像再構成機能４４３は、水成分の基準物質画像データ及びヨード成分の基準物質画像データに対してそれぞれ画像処理を実行することで、水成分の基準物質画像とヨード成分の基準物質画像を生成する。また、画像再構成機能４４３は、２つの基準物質画像データを用いて重み付け計算処理を行うことにより、所定のエネルギーにおける単色Ｘ線画像や密度画像、実効原子番号画像等、様々な画像を生成することができる。

【0048】

また、例えば、画像再構成機能４４３は、メモリ４１によって記憶された高エネルギー投影データセットと低エネルギー投影データセットとを読み出し、各投影データセットからＣＴ画像データをそれぞれ再構成する。そして、画像再構成機能４４３は、ＣＴ画像データから高エネルギーに対応する多色Ｘ線画像と、低エネルギーに対応する多色Ｘ線画像とを生成することもできる。

【0049】

解析機能４４４は、メモリ４１によって記憶されたＣＴ画像データや、ＣＴ画像に対して種々の解析処理を実行する。例えば、解析機能４４４は、第１データセット（例えば、高エネルギー投影データセット）及び第２データセット（例えば、低エネルギー投影データセット）に基づいて、領域内の各位置における複数の基準物質それぞれの含有量を表す散布図を生成し、散布図の少なくとも一部について重みを設定し、含有量及び重みに基づいて解析画像を生成する。

【0050】

かかる場合には、解析機能４４４は、まず、第１データセットと第２データセットに基づいて、画素ごとに、複数の基準物質間での存在比率を推定する。例えば、解析機能４４４は、画像再構成機能４４３によって生成された高エネルギーに対応する多色Ｘ線画像と低エネルギーに対応する多色Ｘ線画像との間の画素値に基づいて、画素ごとに、水及びヨードにおける一方に対する他方の存在比率を推定する。すなわち、解析機能４４４は、Dual Energyによって撮影された領域の各画素について、水に対するヨードの存在比率と、ヨードに対する水の存在比率とをそれぞれ推定する。

【0051】

そして、解析機能４４４は、推定した存在比率を軸とする散布図を生成し、生成した散布図における位置ごとに重みを設定することで、当該位置に対応する画素の輝度値を、重みが反映された輝度値に変換した解析画像を生成する。すなわち、解析機能４４４は、基準物質の存在比率を軸とした散布図を利用して、組織分解能を向上させたＣＴ画像を生成する。なお、解析画像の生成については、後に詳述する。

【0052】

表示制御機能４４５は、画像再構成機能４４３によって生成されたＣＴ画像や、解析機能４４４によって生成された散布図、及び、解析画像などをディスプレイ４２に表示させる。図３は、第１の実施形態に係る表示情報の一例を示す図である。ここで、図３においては、ヨード成分の基準物質画像と、水成分の基準物質画像と、単色Ｘ線画像と、散布図とを示す。例えば、表示制御機能４４５は、図３に示すように、脳の同一断面におけるヨード成分の基準物質画像（図中の左上）と、水成分の基準物質画像（図中の右上）と、単色Ｘ線画像（図中の右下）と、散布図（図中の左下）とをディスプレイ４２に表示させるように制御する。

【0053】

ここで、解析機能４４４によって生成される散布図は、例えば、図３の左下に示すように、水に対するヨードの存在比率を縦軸に示し、ヨードに対する水の存在比率を横軸に示すグラフによって示される。かかる場合には、例えば、解析機能４４４は、画素ごとに推定した水に対するヨードの存在比率及びヨードに対する水の存在比率に基づいて、各画素を示す点をグラフ中にプロットした散布図を生成する。すなわち、解析機能４４４は、画素ごとに、水とヨードの混合割合をグラフ中の座標で示した散布図を生成する。

【0054】

ここで、図３に示す散布図は、２次元で表されているが、実際には、３次元の情報量を有する。具体的には、図３に示す散布図は、画素ごとの水とヨードの混合割合を示すものである。したがって、同一の組織（同一の物質）の場合、水とヨードの混合割合が略同じになり、同一の組織に含まれる画素は、散布図上の略同一の座標にプロットされることとなる。すなわち、図３に示す散布図は、奥行方向に複数の点が重なっており、縦軸、横軸及び奥行方向の３次元の情報量を有する。

【0055】

また、図３に示す散布図は、表示制御機能４４５によって表示されるヨード成分の基準物質画像、水成分の基準物質画像及び単色Ｘ線画像と位置関係が対応づいている。すなわち、各画像における画素の位置と、散布図において対応する画素の位置とが対応づいており、例えば、各画像中の領域Ｒ１に含まれる画素群の散布図における位置が、矢印ａ１にて指示される点群に対応する。例えば、医師などの操作者が、入力インターフェース４３を介して、いずれかの画像に領域Ｒ１を設定すると、表示制御機能４４５は、他の画像上の対応する位置に領域Ｒ１を表示させるとともに、矢印ａ１にて指示される点群の色を変えて表示させることも可能である。

【0056】

同様に、表示制御機能４４５は、図３に示すように、各画像中の領域Ｒ２～領域Ｒ５に含まれる各画素群に対応する散布図中の点群を、矢印ａ２～矢印ａ５にて指示するように色を変えて表示させる。ここで、表示制御機能４４５は、対応する領域と点群とを同じ色で示し、かつ、領域Ｒ１～領域Ｒ５（矢印ａ１～矢印ａ５）間で異なる色を用いることで、それぞれを識別可能に表示させることができる。

【0057】

上述したように、Ｘ線ＣＴ装置１は、散布図を利用して、組織分解能を向上させたＣＴ画像を表示させる。ここで、解析機能４４４によって生成される散布図は、基準物質の混合割合をグラフ中の座標で示したものである。したがって、同一の組織の画素を示す点群は、散布図上の略同一位置にプロットされると考えられる。しかしながら、実際の散布図は、ノイズの影響などにより、図３に示すように、同一の組織に含まれる画素であっても、位置が分散されることが多い。

【0058】

そこで、本願では、散布図上の位置に応じた重み付けを設定し、設定した重み付けをＣＴ画像の輝度値に反映させることで、単純ＣＴ検査で撮影したＣＴ画像であっても組織ごとのコントラストを強調させ、組織分解能を向上させたＣＴ画像を提供する。

【0059】

このような処理を行うために、解析機能４４４は、まず、コントラストを強調させる対象組織の散布図におけるおおよその位置を特定する。例えば、解析機能４４４は、入力インターフェース４３を介して対象組織の位置を示す関心領域を指定する指定操作を受け付けることで、散布図における対象組織のおおよその位置を特定する。図４は、第１の実施形態に係る散布図上の関心領域の指定を説明するための図である。ここで、図４においては、左側に散布図を示し、右側に単色Ｘ線画像を示す。

【0060】

例えば、図４に示すように、表示制御機能４４５が、ディスプレイ４２に散布図と単色Ｘ線画像を表示させると、医師などの操作者が、入力インターフェース４３を介して、散布図上に関心領域Ｒ１１～関心領域Ｒ５１などの領域を設定する。ここで、操作者による関心領域の設定は、散布図上に直接設定する場合でもよく、或いは、単色Ｘ線画像の位置を指定することで、各関心領域を設定する場合でもよい。

【0061】

例えば、操作者が関心領域を散布図上に直接設定すると、表示制御機能４４５は、設定された関心領域に含まれる点群に対応する画素群を、単色Ｘ線画像上で強調して表示させる。一例を挙げると、操作者が関心領域Ｒ１１を散布図上に直接設定すると、表示制御機能４４５は、図４の右側の図に示すように、単色Ｘ線画像において、関心領域Ｒ１１に含まれる点群に対応する画素群の領域である領域Ｒ１１１の色を変えて表示させる。これにより、操作者は、散布図上で指定した関心領域に対応する部位を画像上で確認しながら、関心領域を設定することができる。

【0062】

そして、コントラストを強調させる対象組織が複数ある場合には、例えば、図４に示すように、操作者は、散布図上に関心領域Ｒ２１～関心領域Ｒ５１を設定する。この場合にも、上記と同様に、表示制御機能４４５は、関心領域Ｒ２１～関心領域Ｒ５１に対応する画像上の領域Ｒ２１１～領域Ｒ５１１の色をそれぞれ変えて表示させることで、散布図上で指定した関心領域に対応する部位を画像上で確認させることができる。

【0063】

また、操作者が画像上に領域を設定すると、表示制御機能４４５は、設定された領域に含まれる画素群に対応する点群を、散布図上で強調して表示させる。一例を挙げると、操作者が領域Ｒ１１１を単色Ｘ線画像上に設定すると、表示制御機能４４５は、散布図において、領域Ｒ１１１に含まれる画素群に対応する点群の色を変えて表示させる。これにより、操作者は、対象組織の画素群に対応する点群の散布図上での位置を把握することができる。操作者は、散布図上で色が変わっている点群を含むように、入力インターフェース４３を介して関心領域を設定することで、例えば、領域Ｒ１１１に対応する散布図上の関心領域Ｒ１１を設定することができる。

【0064】

同様に、操作者が単色Ｘ線画像上に領域Ｒ２１１～領域Ｒ５１１を設定すると、表示制御機能４４５は、設定された領域Ｒ２１１～領域Ｒ５１１に対応する点群を散布図上でそれぞれ色を変えて表示させる。操作者は、散布図上で色が変わっている点群をそれぞれ含むように、複数の関心領域を設定することで、領域Ｒ２１１～領域Ｒ５１１に対応する散布図上の関心領域Ｒ２１～関心領域Ｒ５１を設定することができる。

【0065】

上述したように、操作者によって散布図上の関心領域が設定されると、解析機能４４４は、設定された関心領域内を、コントラストを強調させる対象組織の散布図におけるおおよその位置として特定する。ここで、解析機能４４４は、操作者によって設定された散布図上の関心領域の位置及び形状をメモリ４１に保存することができる。操作者によって設定された散布図上での関心領域の位置は、コントラストを強調させる対象組織の基準物質の混合割合を示すものである。したがって、同一被検体だけでなく、異なる被検体間でも同じ対象組織における基準物質の混合割合はあまり変わらないため、この対象組織の散布図におけるおおよその位置が同様の位置となる可能性が高い。

【0066】

そこで、解析機能４４４は、操作者によって設定された散布図上の関心領域の位置及び形状をメモリ４１に保存しておき、以後に実施する関心領域の設定の処理において、メモリ４１に保存した関心領域の位置を、コントラストを強調させる対象組織の散布図におけるおおよその位置として特定することで、操作者の関心領域の設定の手間を省くとともに、どのような操作者が解析を行ったとしても正確な解析画像を生成することを可能にする。例えば、解析機能４４４は、メモリ４１に関心領域の位置及び形状の情報を保存した被検体と同一の被検体の解析画像を再度生成する場合に、メモリ４１に保存した形状の関心領域を保存した位置に配置し、配置した関心領域内を対象組織の散布図におけるおおよその位置として特定する。

【0067】

なお、解析機能４４４は、保存した関心領域の位置の情報を用いた場合に、関心領域の調整を受け付けることもできる。かかる場合には、コントラストを強調させる対象組織の散布図におけるおおよその位置を特定する処理が開始されると、表示制御機能４４５は、保存された形状の関心領域を保存された位置に対応する散布図上の位置に配置して表示させる。さらに、表示制御機能４４５は、配置した関心領域内に含まれる点群に対応する画像内の画素群の色を変えた単色Ｘ線画像を表示させる。

【0068】

操作者は、表示された散布図上の関心領域と単色Ｘ線画像とを参照しながら、入力インターフェース４３を操作して、散布図上の関心領域の形状や位置を調整する。解析機能４４４は、調整後の関心領域内を対象組織の散布図におけるおおよその位置として特定する。例えば、解析機能４４４は、メモリ４１に関心領域の位置及び形状の情報を保存した被検体とは異なる被検体の解析画像を生成する場合に、上述した関心領域の調整を受け付ける。

【0069】

なお、解析機能４４４は、上記した関心領域を、被検体ごと、或いは、操作者ごとに保存することもできる。かかる場合には、例えば、解析機能４４４は、被検体情報や、操作者情報を取得し、取得した情報と関心領域の情報とを対応付けてメモリ４１に保存する。また、解析機能４４４は、設定された関心領域を対象組織ごとに保存することもできる。かかる場合には、解析機能４４４は、関心領域が設定された対象組織の情報を取得し、取得した対象組織の情報と設定された関心領域の情報とを対応付けてメモリ４１に保存する。なお、対象組織の情報は、例えば、操作者によって入力される。

【0070】

また、解析機能４４４は、メモリ４１に保存した関心領域の情報を適宜更新することもできる。例えば、解析機能４４４は、保存した関心領域について、上記した関心領域の調整が行われるごとに、メモリ４１に保存する関心領域を調整後の領域に更新してもよい。また、対象組織ごとに関心領域が設定されている場合、例えば、解析機能４４４は、対象組織の情報が取得される関心領域が新たに設定されるごとに、メモリ４１に保存済みの関心領域の情報と新たに設定された関心領域の情報とを用いて、さらに新たな関心領域を設定する。そして、解析機能４４４は、メモリ４１に保存された当該対象組織に対応する関心領域を新たに設定した関心領域に更新する。

【0071】

上述したように、対象組織の散布図におけるおおよその位置として関心領域が設定されると、解析機能４４４は、設定された関心領域に含まれる点群に対して異なる重み付けを行い、重み付けをＣＴ画像の輝度値に反映させることで、対象組織のコントラストを変化させる。例えば、解析機能４４４は、関心領域に含まれる点群に対して、重心に基づく重み付けを行うことで、対象組織内にコントラストを付ける。

【0072】

図５は、第１の実施形態に係る解析機能４４４による重み付けの一例を説明するための図である。ここで、図５は、図４に示す散布図において設定された関心領域Ｒ５１内を拡大した図である。すなわち、図５において示す点群は、関心領域Ｒ５１に含まれる点群である。例えば、解析機能４４４は、図５に示すように、点群の重心の濃度が濃く、重心から離れるほど薄くなるように重み付けを行う。

【0073】

上述したように、散布図は、基準物質の混合割合を示しており、同一の組織（同一の物質）の画素を示す点は散布図上の略同一の座標にプロットされるはずであるが、ノイズなどの影響によって、同一の組織（同一の物質）の画素でも点が分散して示されている。しかしながら、ノイズなどの影響によって点が分散されたとしても、同一の組織（同一の物質）の画素を示す点は、散布図上の略同一の座標付近に集中して分布していると考えられる。一例を挙げると、脳実質に含まれる所定の物質を対象組織として設定された関心領域では、所定の物質の画素を示す点が、散布図上の略同一の座標付近に集中して分布していると考えられる。

【0074】

そこで、本願の解析機能４４４は、関心領域に含まれる点群の重心を抽出し、抽出した重心を中心とした重み付けを行う。例えば、解析機能４４４は、関心領域に含まれる点群を対象として、散布図の座標ごとの点の数を計数する。そして、解析機能４４４は、計数した座標ごとの点の数が最多となる座標を、関心領域に含まれる点群の重心として抽出する。さらに、解析機能４４４は、抽出した座標からの距離に応じた重み付けを設定する。例えば、解析機能４４４は、抽出した座標からの距離が長くなるほど重みが小さくなるように、重み付けを設定する。

【0075】

そして、解析機能４４４は、設定した重み付けをＣＴ画像の画素値に反映させることで、解析画像を生成する。例えば、解析機能４４４は、重心の座標の点に対応する画素が最も高輝度（低輝度）となり、重心からの距離が長くなるにしたがって低輝度（高輝度）となるように、重み付けを行うことで、関心領域に含まれる点群に対応する画素のうち、同一の組織（同一の物質）の画素をより強調して表示させることができる。

【0076】

例えば、解析機能４４４は、脳実質に含まれる所定の物質（例えば、灰白質を構成する物質）を対象組織として設定された関心領域内の点群から重心を抽出し、抽出した重心の座標の点に対応する画素が最も高輝度となり、重心からの距離が長くなるにしたがって低輝度となるように、重み付けを行う。これにより、解析機能４４４は、例えば、脳実質における灰白質が強調され、白質とのコントラストが明瞭となるＣＴ画像（解析画像）や、灰白質における正常組織と病変組織とのコントラストが明瞭となる解析画像などを生成することができる。すなわち、解析機能４４４は、組織において同一の組織（物質の組成が同一となる組織）のコントラストを選択的に強調させることで、当該組織と他の組織とを識別可能に示した解析画像を生成することができる。なお、重心の座標の点に対応する画素の輝度値および重心からの距離に応じた輝度の低下度合い（輝度の勾配）は、予め任意に設定することができる。

【0077】

ここで、解析画像を生成する際のＣＴ画像は、どのようなものが用いられてもよい。例えば、解析機能４４４は、所定のエネルギーにおける単色Ｘ線画像や、多色Ｘ線画像、基準物質画像などを用いて、解析画像を生成することができる。なお、解析画像に用いられるＣＴ画像は、例えば、診断内容に基づいて決められてもよい。

【0078】

また、解析機能４４４は、散布図上に設定された複数の関心領域について、それぞれ重心を抽出し、抽出した重心に基づく重み付けをそれぞれ行うこともできる。例えば、解析機能４４４は、図４に示す関心領域Ｒ１１～関心領域Ｒ５１について、それぞれ重心を抽出して、抽出した重心に基づく重み付けをそれぞれ行う。そして、解析機能４４４は、設定した重み付けを、ＣＴ画像において対応する画素の画素値にそれぞれ反映させることで、解析画像を生成する。

【0079】

このとき、解析機能４４４は、複数の関心領域について、それぞれ異なる重み付けを行う。すなわち、解析機能４４４は、各関心領域において抽出した重心に対して、それぞれ異なる重み付けを行う。一例を挙げると、関心領域Ｒ１１～関心領域Ｒ５１についてそれぞれ重み付けを行う場合、解析機能４４４は、各関心領域の重心の座標に対応する画素の輝度値がそれぞれ異なるように、各関心領域において抽出した重心に対して、それぞれ異なる重み付けを行う。

【0080】

図６は、第１の実施形態に係る解析画像の一例を示す図である。例えば、解析機能４４４は、各関心領域の重心の座標に対応する画素の輝度値がそれぞれ異なるように、各関心領域において抽出した重心に対して、それぞれ異なる重み付けを行い、ＣＴ画像上の対応する画素の画素値を重み付けに基づいて補正することで、図６に示すような組織分解能が向上された解析画像を生成する。すなわち、解析機能４４４は、上述した処理により、脂肪や、筋肉、腫瘍、水、骨などについて、コントラストが強調されたＣＴ画像を生成することができる。これは、造影剤を用いない単純ＣＴ検査によって撮影したＣＴ画像をもとに生成することができる。換言すると、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、単純ＣＴ検査の撮影によって、組織分解能が高いＭＲＩ画像に類似した解析画像を生成することができる。

【0081】

なお、散布図における関心領域が複数の場合、各関心領域の重心の座標に対応する画素の輝度値をそれぞれ異なるようにすることが困難となる場合がある。そこで、Ｘ線ＣＴ装置１では、各関心領域における重み付けを、操作者が自由に変更できるＧＵＩを設けることができる。かかる場合には、例えば、表示制御機能４４５が、解析機能４４４によって生成された解析画像とともに、関心領域Ｒ１１～関心領域Ｒ５１の重み付けをそれぞれ独立して変更することができるＧＵＩをディスプレイ４２に表示させる。操作者は、入力インターフェース４３を介して、ディスプレイ４２上のＧＵＩを操作することで、関心領域Ｒ１１～関心領域Ｒ５１における重み付けをそれぞれ変更させる。ここで、操作者による重み付けの変更は、重心の座標の画素に適用する輝度値の変更と、重心からの距離に応じて変化する輝度の勾配とを含む。

【0082】

解析機能４４４は、入力インターフェース４３を介した各関心領域における重み付けの変更操作に応じて輝度値を変更した解析画像を生成する。表示制御機能４４５は、解析機能４４４によって解析画像が生成されるごとに、ディスプレイ４２に表示させる解析画像を随時更新する。例えば、操作者は、ディスプレイ４２に表示された解析画像を観察しながら重み付けを変更するためのＧＵＩを操作することで、所望の解析画像を表示させることができる。これにより、Ｘ線ＣＴ装置１は、脳実質と水などのように画像上で重なる領域であっても、それぞれを区別して解析画像を表示させることができる。

【0083】

なお、解析画像の表示形態は、図６に示す例に限られず、その他、種々の形態で表示されてもよい。例えば、表示制御機能４４５は、図３や図４に示すように、散布図や、基準物質画像と並べて解析画像を表示させることができる。ここで、散布図を並べて表示させる場合、表示制御機能４４５は、散布図に設定された関心領域を変更する操作を受け付けるＧＵＩをさらに表示させることもできる。すなわち、操作者は、解析画像を参照しながら、散布図における関心領域や、関心領域ごとの重み付けを任意に変更することができる。

【0084】

また、図６に示すように、複数の関心領域に対してそれぞれ設定した重み付けを、単一の解析画像に対して反映させるだけではなく、例えば、関心領域ごとに解析画像をそれぞれ生成して、生成した複数の解析画像を並べて表示させる場合でもよい。一例を挙げると、解析機能４４４は、関心領域Ｒ１１に含まれる点群に対応する画素の画素値に重み付けを反映させた解析画像と、関心領域Ｒ２１に含まれる点群に対応する画素の画素値に重み付けを反映させた解析画像と、関心領域Ｒ３１に含まれる点群に対応する画素の画素値に重み付けを反映させた解析画像と、関心領域Ｒ４１に含まれる点群に対応する画素の画素値に重み付けを反映させた解析画像と、関心領域Ｒ５１に含まれる点群に対応する画素の画素値に重み付けを反映させた解析画像とを生成する。表示制御機能４４５は、生成された５つの解析画像を並べて表示させる。なお、表示制御機能４４５は、これらの解析画像についても、関心領域の重み付けをそれぞれ変更することができるＧＵＩをディスプレイ４２に表示させることができる。これにより、Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、水や、脂肪、筋肉、骨、などの組織（物質）ごとに強調された解析画像を生成して表示させることができる。

【0085】

次に、Ｘ線ＣＴ装置１による処理の手順の一例を、図７を用いて説明する。図７は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、図７においては、操作者によって関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）が設定される場合について示す。

【0086】

ステップＳ１０１は、スキャン制御機能４４１に対応するステップである。ステップＳ１０２は、画像再構成機能４４３に対応するステップである。ステップＳ１０３は、画像再構成機能４４３及び解析機能４４４に対応するステップである。ステップＳ１０４～ステップＳ１０６及びステップＳ１０８は、解析機能４４４に対応するステップである。ステップＳ１０７は、表示制御機能４４５に対応するステップである。

【0087】

まず、処理回路４４は、異なるエネルギーで複数のデータセットを取得する（ステップＳ１０１）。次に、処理回路４４は、基準物質画像を生成して（ステップＳ１０２）、散布図及び表示画像を生成して表示する（ステップＳ１０３）。その後、処理回路４４は、ＲＯＩを受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

【0088】

ここで、ＲＯＩの設定を受け付けると（ステップＳ１０４肯定）、処理回路４４は、ＲＯＩに該当する画素において、各座標における画素数をカウントして、重心を設定する（ステップＳ１０５）。なお、処理回路４４は、ＲＯＩの設定を受け付けるまで、待機状態である（ステップＳ１０４否定）。

【0089】

ステップＳ１０５において重心を設定すると、処理回路４４は、重心からの距離に応じて重み付けを変化させ（ステップＳ１０６）、変化させた重み付けに応じた濃淡をつけた表示画像（解析画像）を表示させる（ステップＳ１０７）。その後、処理回路４４は、終了か否かを判定して（ステップＳ１０８）、終了操作を受け付けると（ステップＳ１０８肯定）、処理を終了する。なお、終了操作を受け付けるまで、処理回路４４は、待機状態となる（ステップＳ１０８否定）。

【0090】

上述したように、第１の実施形態によれば、スキャン制御機能４４１は、Ｘ線を利用したスキャンを実行することで、被検体の一部を含む領域について、第１のＸ線エネルギーに対応する第１データセット、及び第１のＸ線エネルギーと異なる第２のＸ線エネルギーに対応する第２データセットを収集する。解析機能４４４は、第１データセット及び第２データセットに基づいて、領域内の各位置における複数の基準物質それぞれの含有量を表す散布図を生成し、散布図の少なくとも一部について重みを設定し、含有量及び重みに基づいて解析画像を生成する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、同一の組織（物質）に対して重み付けして画像化した解析画像を表示させることができ、同一の組織（物質）を強調させ、組織分解能を向上させたＣＴ画像を生成することを可能にする。

【0091】

また、上述したように、第１の実施形態によれば、解析機能４４４は、散布図に設定された複数の関心領域について、異なる重みを設定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、組織ごとにコントラストをつけることができ、より組織分解能を向上させたＣＴ画像を生成することを可能にする。

【0092】

また、上述したように、第１の実施形態によれば、入力インターフェース４３は、関心領域を変更する変更操作を受け付ける。解析機能４４４は、入力インターフェース４３によって受け付けられた変更操作後の関心領域について、重みを設定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、対象組織に含める画素を適宜調整することができ、より観察しやすいＣＴ画像を生成することを可能にする。

【0093】

また、上述したように、第１の実施形態によれば、メモリ４１は、散布図に設定された関心領域の情報を記憶する。解析機能４４４は、メモリ４１に記憶された関心領域の情報に基づいて、新たに生成された散布図に関心領域を設定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、関心領域を設定する手間を省くとともに、どのような操作者によって操作された場合でも観察しやすいＣＴ画像を生成することを可能にする。

【0094】

また、上述したように、第１の実施形態によれば、解析機能４４４は、散布図において示される含有量の分布において、散布図に設定された関心領域における重心を抽出し、抽出した重心からの距離に応じた重みを設定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、同一の組織（物質）を容易に強調させることを可能にする。

【0095】

また、上述したように、第１の実施形態によれば、解析機能４４４は、重心からの距離が長くなるほど重みが小さくなるように、重みを設定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、同一の組織（物質）を、精度よく強調させることを可能にする。

【0096】

また、上述したように、第１の実施形態によれば、入力インターフェース４３は、重みを変更する変更操作を受け付ける。解析機能４４４は、入力インターフェース４３によって受け付けられた変更操作後の重みと含有量とに基づいて、解析画像を生成する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、組織（物質）ごとにコントラストを調整することができ、より観察しやすいＣＴ画像を提供することを可能にする。

【0097】

また、上述したように、第１の実施形態によれば、解析機能４４４は、複数の基準物質それぞれの含有量を、領域内の各位置について推定し、散布図の少なくとも一部に対応する、領域の少なくとも一部について推定した含有量に基づく画素値を、重みで補正することで、解析画像を生成する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、組織（物質）ごとにコントラストを調整することを可能にする。

【0098】

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、関心領域ごとに重み付けをつける場合について説明した。第２の実施形態では、関心領域の位置ごとに重み付けをつける場合について説明する。第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、図２に示したＸ線ＣＴ装置１と同様の構成を有し、解析機能４４４による処理の一部が相違する。以下、第１の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図２と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0099】

第２の実施形態に係る解析機能４４４は、散布図に設定された関心領域内の複数の位置について、異なる重みを設定する。例えば、解析機能４４４は、含有量の分布において、重心からの距離が閾値よりも小さい範囲に対して、同一の重みを設定する。図８は、第２の実施形態に係る重み付けの一例を説明するための図である。ここで、図８においては、図５に示す散布図（関心領域Ｒ５１の拡大図）において位置ごとに重み付けを付ける場合について示す。また、図８において点群の分布の横に示すグラフは、縦軸が点の数を示し、横軸が点の位置を示すヒストグラムを示す。

【0100】

例えば、解析機能４４４は、散布図における点群の分布に応じて、散布図に範囲を設定し、設定した範囲ごとに重み付けを行う。一例を挙げると、解析機能４４４は、図８に示すように、散布図に対して、ヒストグラムにおいてピーク位置を含む範囲ａと、範囲ｂと、範囲ｃとを設定し、設定した範囲ごとに異なる重みを設定する。

【0101】

例えば、解析機能４４４は、範囲ａに含まれる点群に対して同一の重み付けを行い、範囲ｂと範囲ｃに含まれる点群に対しては、範囲ａ側の点群から重みが小さくなる重み付けをそれぞれ行う。これにより、解析機能４４４によって生成される解析画像は、範囲ａに含まれる点群に対応する画素を強調したものとなる。上述したように、散布図においては、ノイズの影響などにより、同一の組織（物質）であっても散布図上の位置がずれる場合がある。上述した解析機能４４４の重み付けにより、ノイズの影響などによって点の位置がずれた同一の組織（物質）に画素を同一の輝度値で表現することができ、ノイズの低減された観察画像を提供することができる。

【0102】

また、解析機能４４４は、範囲ａに含まれる点群と、範囲ｂに含まれる点群と、範囲ｃに含まれる点群からそれぞれ重心を抽出して、抽出した重心に基づく重み付けをそれぞれ行うこともできる。一例を挙げると、解析機能４４４は、範囲ａに含まれる点群を位置ごとにカウントして、重心の位置を抽出する。そして、解析機能４４４は、範囲ａに含まれる点群を対象として、抽出した重心の濃度が濃く、重心から離れるほど薄くなるように重み付けを行う。同様に、解析機能４４４は、範囲ｂに含まれる点群を位置ごとにカウントして、重心の位置を抽出する。そして、解析機能４４４は、範囲ｂに含まれる点群を対象として、抽出した重心の濃度が濃く、重心から離れるほど薄くなるように重み付けを行う。また、解析機能４４４は、範囲ｃに含まれる点群を位置ごとにカウントして、重心の位置を抽出する。そして、解析機能４４４は、範囲ｃに含まれる点群を対象として、抽出した重心の濃度が濃く、重心から離れるほど薄くなるように重み付けを行う。

【0103】

このように、解析機能４４４は、関心領域内の範囲ごとに異なる重み付けを行うことで、組織（物質）に対してより細かいコントラストを付けることができる。例えば、脳実質における浮腫に含まれる所定の物質を対象組織とした関心領域において、上記した重み付けを行うことで、解析機能４４４は、図９に示すように、矢印ａ６で指示する完全な浮腫領域と、矢印ａ５で指示する脳実質が残っている浮腫領域とを、それぞれ明確に示しつつ、異なる輝度値で示した解析画像を生成することができる。すなわち、同じ物質を含む組織であっても、含まれる物質の組成が異なる組織の場合、関心領域内で異なる位置に点群が形成される。本実施形態に係る解析機能４４４は、このような組織をそれぞれ識別可能に強調させることができる。なお、図９は、第２の実施形態に係る解析画像の一例を示す図である。

【0104】

上述したように、第２の実施形態によれば、解析機能４４４は、散布図に設定された関心領域内の複数の位置について、異なる重みを設定する。従って、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、組織（物質）に対してより細かいコントラストを付けることを可能にする。

【0105】

また、第２の実施形態によれば、解析機能４４４は、含有量の分布において、重心からの距離が閾値よりも小さい範囲に対して、同一の重みを設定する。従って、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ノイズの低減されたＣＴ画像を提供することを可能にする。

【0106】

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、散布図（画像）におけるノイズを特定し、特定したノイズを低減する場合について説明する。第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、図２に示したＸ線ＣＴ装置１と同様の構成を有し、解析機能４４４による処理の一部が相違する。以下、第１の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図２と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0107】

第３の実施形態に係る解析機能４４４は、散布図におけるノイズを特定し、特定したノイズを低減した解析画像を生成する。例えば、解析機能４４４は、散布図において出現頻度が閾値よりも小さい点を、ノイズとして特定する。一例を挙げると、解析機能４４４は、散布図における点群において、同一の座標に分布する点の数を計数し、計数した値が閾値よりも少ない座標の点をノイズとして特定する。そして、解析機能４４４は、ノイズとして特定した点に対応する画素の輝度値を、例えば、重心の位置の点に対応する画素の輝度値と同じ値に補正することで、解析画像におけるノイズを低減する。

【0108】

なお、上述した例では、ノイズとして特定した点に対応する画素の輝度値を、重心の位置の点に対応する画素の輝度値と同じ値に補正することでノイズを低減する例について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、ノイズとして特定した点を解析の対象外とし、重み付けを付与する画素から除く場合でもよい。

【0109】

また、上述した例では、散布図を用いてノイズを特定する例について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、画像からノイズを特定する場合でもよい。かかる場合には、解析機能４４４は、例えば、画像においてノイズに対応する画素を特定する。そして、解析機能４４４は、ノイズとして特定した画素に対して、その他のノイズ低減処理を実施する場合でもよい。

【0110】

上述したように、第３の実施形態によれば、解析機能４４４は、散布図におけるノイズを特定し、特定したノイズを低減した解析画像を生成する。従って、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ノイズを低減させた解析画像を生成することを可能にする。

【0111】

また、第３の実施形態によれば、解析機能４４４は、散布図において出現頻度が閾値よりも小さい点を、ノイズとして特定する。従って、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、散布図から容易にノイズを特定することを可能にする。

【0112】

（第４の実施形態）
上述した実施形態では、重み付けに基づいて、解析画像における輝度値を変化させる場合について説明した。第４の実施形態では、重み付けに基づいて、カラー画像を生成する場合について説明する。第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、図２に示したＸ線ＣＴ装置１と同様の構成を有し、解析機能４４４による処理の一部が相違する。以下、第１の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図２と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0113】

第４の実施形態に係る解析機能４４４は、重み付けに応じた色を対応する画素に付与することで、カラー化させた解析画像を生成する。例えば、解析機能４４４は、関心領域ごとに色を対応付け、重み付けに基づいてカラーの濃度を変化させた解析画像を生成する。図１０は、第４の実施形態に係る解析画像の一例を示す図である。なお、図１０においては、図６に示す解析画像をカラー化させた場合について示す。

【0114】

例えば、解析機能４４４は、図１０の領域Ｒ６（脳脊髄液の領域）の画素に対応する関心領域に対して、所定の色（例えば、青等）を対応付けるとともに、関心領域内の点群に基づいて設定した重み付けに応じた色の濃淡をつけたカラー画像を生成する。すなわち、解析機能４４４は、領域Ｒ６に含まれる画素を、重み付けに応じて濃淡を変化させた青で示したカラー画像を生成する。表示制御機能４４５は、解析機能４４４によって生成されたカラー画像をディスプレイ４２に表示させる。

【0115】

ここで、解析機能４４４によるカラー画像の生成は、関心領域の選択に応じて実施させることができる。すなわち、操作者が入力インターフェース４３を介して関心領域を変更するごとに、解析機能４４４は、変更後の関心領域を対象としたカラー画像を生成する。そして、表示制御機能４４５が、生成されたカラー画像をディスプレイ４２に表示させる。これにより、操作者は、所望の組織（物質）に対して色を付けたカラー画像を観察することができる。

【0116】

（第５の実施形態）
これまで第１～第４の実施形態について説明したが、上述した第１～第４の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

【0117】

上述した実施形態では、Dual-Energyによる撮影によって収集した高エネルギー投影データセットと低エネルギー投影データセットとを用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、３種類以上の異なる管電圧での「Multi Energyによる撮影」によって収集した３種類以上の異なるエネルギーに対応する投影データセットが用いられる場合でもよい。

【0118】

また、上述した実施形態では、組織ごとのコントラストを強調させることで、組織分解能が高いＭＲＩ画像に類似した解析画像を生成する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、仮想的な造影画像を生成することもできる。かかる場合には、例えば、解析機能４４４は、腫瘍や血管の富む組織等の造影剤の影響を受けやすい部分に対応する関心領域に含まれる点群に対応する画素群が最も高い輝度値を示すように重み付けすることにより、単純ＣＴ検査において撮影したＣＴ画像を用いて、仮想的な造影画像を生成することができる。

【0119】

また、上述した実施形態では、脳の解析画像を生成する例について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、その他、種々の部位の解析画像を生成する場合でもよい。

【0120】

また、上述した実施形態では、点群における重心を重み付けの中心とする例について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、点群の分布におけるピークの位置を重み付けの中心にしてもよい。

【0121】

また、上述した実施形態では、単純ＣＴ検査の撮影で収集したデータセットを用いる例について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、造影ＣＴ検査の撮影で収集したデータセットを用いてもよい。

【0122】

また、上述した実施形態では、各組織（物質）のコントラストを強調するように、重み付けを行う例について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、所定の組織（物質）に対応する画素が表示されないように重み付けを行う場合でもよい。一例を挙げると、解析機能４４４は、骨に対応する関心領域に含まれる点群に対して、輝度値が「０」となるように重み付けを行うことで、骨が非表示となる解析画像を生成する。

【0123】

また、上述した実施形態では、複数の基準物質それぞれの含有量を表す散布図を生成する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、散布図を生成せずに基準物質の含有量に基づく基準物質の混合割合を用いて同一の組織（同一の物質）を抽出する場合でもよい。かかる場合には、解析機能４４４は、第１データセット及び第２データセットに基づいて、領域内の各位置における複数の基準物質それぞれの含有量を推定し、領域内の少なくとも一部について重みを設定し、含有量及び重みに基づいて解析画像を生成する。

【0124】

具体的には、解析機能４４４は、異なるエネルギーに対応する複数のデータセットに基づいて、画素ごとに、複数の基準物質間での存在比率を推定する。そして、解析機能４４４は、散布図を生成せずに、各画素における存在比率に基づいて、解析画像を生成する。すなわち、解析機能４４４は、数値のみで処理を実行して、解析画像を生成する。例えば、解析機能４４４は、Dual Energyによって撮影された領域の各画素について、水に対するヨードの存在比率と、ヨードに対する水の存在比率とをそれぞれ推定する。そして、解析機能４４４は、推定した存在比率に基づいて、画素をグループに分類し、グループ間や、グループ内で重みを設定することで、各画素の輝度値を、重みが反映された輝度値に変換した解析画像を生成する。

【0125】

図１１は、第５の実施形態に係る解析機能４４４による処理を説明するための模式図である。なお、図１１の上段は、画像データにおける各画素を示す。すなわち。（１，１）、（１，２）、（１，３）等は、それぞれ各画素の画像データにおける座標を示す。なお、図１１においては、各画素を座標によって識別しているが、単に数字を用いて識別する場合でもよい。

【0126】

例えば、解析機能４４４は、図１１の中段の図に示すように、画像再構成機能４４３によって生成された高エネルギーに対応する多色Ｘ線画像の画素値と低エネルギーに対応する多色Ｘ線画像の画素値との関係に基づいて、画素ごとに、水に対するヨードの存在比率「Iodine（Water）」と、ヨードに対する水の存在比率「Water（Iodine）」を推定する。一例を挙げると、解析機能４４４は、画素（１，１）について、「Iodine（Water）：１０、Water（Iodine）：８１５」を推定する。

【0127】

上述したように全ての画素について水に対するヨードの存在比率とヨードに対する水の存在比率を推定すると、解析機能４４４は、推定した存在比率に基づいて、画素をグループに分類する。例えば、解析機能４４４は、存在比率の類似度に基づいて、画素をグループに分類する。なお、類似度の判定に用いる手法は、既存の手法が任意に用いられる。

【0128】

一例を挙げると、解析機能４４４は、全画素のうち、「Iodine（Water）：１０、Water（Iodine）：８１５」、「Iodine（Water）：１３、Water（Iodine）：８２２」、「Iodine（Water）：１１、Water（Iodine）：８１１」、・・・「Iodine（Water）：１３、Water（Iodine）：７７２」、「Iodine（Water）：１３、Water（Iodine）：８２２」・・に対応する各画素をグループＡに分類する。また、解析機能４４４は、「Iodine（Water）：６０、Water（Iodine）：１０２２」の画素及びこれに類似した各画素をグループＢに分類し、「Iodine（Water）：２５５、Water（Iodine）：１５０６」の画素及びこれに類似した各画素をグループＣに分類する。このように、解析機能４４４は、基準物質の含有量に基づいて、各画素をグループに分類する。

【0129】

ここで、各グループは、水や、脂肪、筋肉、骨、などの組織（物質）にそれぞれ対応する。すなわち、識別の対象となる組織（物質）が何なるかに応じて、グループが変化することとなる。換言すると、識別の対象となる組織（物質）ごとに、基準物質の存在比率の範囲が設定される（例えば、脂肪の場合、Iodine（Water）がａ～ｂまで、Water（Iodine）がｃ～ｄまで等）。そして、解析画像の生成の際にどの組織（物質）を対象とするかによって、グループ分けが変化する。

【0130】

このように、各画素をグループに分類すると、解析機能４４４は、グループ間や、グループ内で重みを設定することで、各画素の輝度値を、重みが反映された輝度値に変換した解析画像を生成する。例えば、解析機能４４４は、グループＡと、グループＢと、グループＣに対して異なる重み付けを行うことで、脂肪や、筋肉、腫瘍、水、骨などの組織（物質）について、コントラストを強調させた解析画像を生成することができる。

【0131】

また、解析機能４４４は、グループ内で、画素ごとに異なる重み付けを行うことで、ノイズを低減したり、同一組織内で細かくコントラストをつけたりした解析画像を生成することができる。例えば、解析機能４４４は、存在比率の出現頻度に応じて異なる重みを設定する。一例を挙げると、解析機能４４４は、グループＡおいて、出現頻度が高い「Iodine（Water）：１３、Water（Iodine）：８２２」の画素と、出現頻度が低いその他の画素に対して異なる重み付けを行う。これにより、グループＡに対応する組織において、ノイズを低減したり、細かくコントラストをつけたりすることが可能となる。

【0132】

また、上述した実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１が各種処理を実行する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、医用画像処理装置３において各種処理が実行される場合であってもよい。図１２は、第５の実施形態に係る医用画像処理装置３の構成の一例を示す図である。

【0133】

例えば、図１２に示すように、医用画像処理装置３は、入力インターフェース３１０と、ディスプレイ３２０と、記憶回路３３０と、処理回路３４０とを有する。

【0134】

入力インターフェース３１０は、種々の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。

【0135】

入力インターフェース３１０は、処理回路３４０に接続されており、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路３４０に出力する。なお、本明細書において入力インターフェース３１０は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。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３４０へ出力する処理回路も入力インターフェースの例に含まれる。

【0136】

ディスプレイ３２０は、処理回路３４０に接続され、処理回路３４０から出力される各種情報及び各種画像データを表示する。例えば、ディスプレイ３２０は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。例えば、ディスプレイ３２０は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、種々の表示画像、処理回路３５０による種々の処理結果（例えば、散布図や、解析画像など）を表示する。

【0137】

記憶回路３３０は、処理回路３４０に接続され、各種データを記憶する。例えば、記憶回路３３０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。例えば、記憶回路３３０は、Ｘ線ＣＴ装置１又は画像保管装置２から受信したＣＴ画像データや、散布図、解析画像、関心領域の情報などを記憶する。また、記憶回路３３０は、処理回路３４０によって実行される各処理機能に対応するプログラムを記憶する。

【0138】

処理回路３４０は、入力インターフェース３１０を介して操作者から受け付けた入力操作に応じて、医用画像処理装置３が有する各構成要素を制御する。例えば、処理回路３４０は、プロセッサによって実現される。本実施形態では、処理回路３４０は、入力インターフェース３１０から出力されるＣＴ画像データを記憶回路３３０に記憶させる。また、処理回路３４０は、記憶回路３３０からＣＴ画像データを読み出し、ディスプレイ３２０に表示する。

【0139】

そして、処理回路３５０は、図１２に示すように、制御機能３４１と、画像再構成機能３４２と、解析機能３４３と、表示制御機能３４４とを実行する。制御機能３４１は、医用画像処理装置３の全体を制御する。なお、制御機能３４１は、取得部の一例である。画像再構成機能３４２は、上述した画像再構成機能４４３と同様の処理を実行する。解析機能３４３は、上述した解析機能４４４と同様の処理を実行する。表示制御機能３４４は、上述した表示制御機能４４５と同様の処理を実行する。

【0140】

上述した実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１及び医用画像処理装置３による独立した処理について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、Ｘ線ＣＴ装置１と医用画像処理装置３とが協働するＸ線ＣＴシステムとして機能する場合であってもよい。かかる場合には、Ｘ線ＣＴ装置１によって収集されたＣＴ画像データが、医用画像処理装置３に転送され、医用画像処理装置３において、種々の処理が実行される。

【0141】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、メモリ４１又はメモリ５３に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0142】

なお、図２においては、単一のメモリ４１が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。また、図１２においては、単一の記憶回路３３０が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ４１を分散して配置するとともに、処理回路４４が個別のメモリ４１から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、例えば、複数の記憶回路３３０を分散して配置するとともに、処理回路３４０が個別の記憶回路３３０から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ４１又は記憶回路３３０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0143】

また、処理回路４４及び処理回路３４０は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路４４は、メモリ４１から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークＮＷを介して接続された外部のワークステーションやクラウドを計算資源として利用することにより、図２に示す各機能を実現する。また、例えば、処理回路３４０は、記憶回路３３０から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、医用画像処理装置３とネットワークＮＷを介して接続された外部のワークステーションやクラウドを計算資源として利用することにより、図１２に示す各機能を実現する。

【0144】

上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

【0145】

また、上述した実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0146】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、組織分解能を向上させたＣＴ画像を提供することができる。

【0147】

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】

【0148】

１ Ｘ線ＣＴ装置
３ 医用画像処理装置
４４、３４０ 処理回路
４４１ スキャン制御機能
４４２ 前処理機能
３４２、４４３ 画像再構成機能
３４３、４４４ 解析機能
３４４、４４５ 表示制御機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】