(57)【要約】【課題】オフセット補正の精度を向上させること。【解決手段】実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線検出素子と、Ａ／Ｄ変換器と、読出スイッチと、収集部とを含む。Ｘ線検出素子は、検出したＸ線に応じた電気信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器は、前記電気信号をＡ／Ｄ変換する。読出スイッチは、前記Ｘ線検出素子と前記Ａ／Ｄ変換器との間の接続を切り替える。収集部は、スキャン中の任意のビューにおいて、前記読出スイッチがオンの状態で前記電気信号に応じて前記Ａ／Ｄ変換器が出力する投影データに代えて、前記読出スイッチがオフの状態で前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータをオフセットデータとして収集する。【選択図】      図１
2020022579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出したＸ線に応じた電気信号を出力するＸ線検出素子と、
前記電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ｘ線検出素子と前記Ａ／Ｄ変換器との間の接続を切り替える読出スイッチと、
スキャン中の任意のビューにおいて、前記読出スイッチがオンの状態で前記電気信号に応じて前記Ａ／Ｄ変換器が出力する投影データに代えて、前記読出スイッチがオフの状態で前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータをオフセットデータとして収集する収集部と
を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記収集部は、スキャン中にスキャン開始から所定時間が経過したときに前記オフセットデータを収集する、請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記収集部は、スキャン中に前記Ａ／Ｄ変換器の温度又は出力の変動量が所定の閾値を超えたときに前記オフセットデータを収集する、請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記収集部は、スキャン中に予め設定された所定の周期で前記オフセットデータを収集する、請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記Ｘ線検出素子がスライス方向及びチャンネル方向に複数配置されたＸ線検出素子アレイをさらに備え、
前記収集部は、前記オフセットデータを収集するビューにおいて、前記Ｘ線検出素子アレイのうち所定のＸ線検出素子列又はＸ線検出素子群に含まれる前記Ｘ線検出素子に関して前記オフセットデータを収集する、
請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記Ｘ線検出素子がスライス方向及びチャンネル方向に複数配置されたＸ線検出素子アレイをさらに備え、
前記収集部は、前記オフセットデータを収集するビューにおいて、前記Ｘ線検出素子アレイのすべての前記Ｘ線検出素子に関して前記オフセットデータを収集する、
請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記オフセットデータを収集するビューにおける前記オフセットデータの収集時間は、投影データを収集するビューにおける余剰時間より大きい、請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
前記オフセットデータを収集するビューにおける前記オフセットデータの収集数は、投影データを収集するビューにおける投影データの収集数より大きい、請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】
前記オフセットデータの収集により欠落した投影データを補間し、画像再構成を行う再構成部をさらに備える、請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１０】
前記収集部は、前記オフセットデータを収集したビューを特定するための情報を前記再構成部へ出力する、請求項９に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１１】
前記Ｘ線検出素子がスライス方向及びチャンネル方向に複数配置されたＸ線検出素子アレイをさらに備え、
前記再構成部は、前記オフセットデータを収集するビューにおいて、前記Ｘ線検出素子アレイのうち所定のＸ線検出素子列又はＸ線検出素子群に含まれる前記Ｘ線検出素子に関して前記オフセットデータが収集されたとき、隣接する前記Ｘ線検出素子に関して収集された投影データに基づいて、前記欠落した投影データを線形補間する、
請求項９に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１２】
所定ビュー数の投影データセットに基づく第１再構成画像と、前記所定ビュー数より少ないビュー数の投影データセットに基づく第２再構成画像とを用いて学習された機械学習モデルを記憶する記憶部をさらに備え、
前記再構成部は、前記オフセットデータを収集するビューが欠落した投影データセットに基づいて前記第１再構成画像を生成し、前記生成した第１再構成画像と、前記機械学習モデルとを用いて前記第２再構成画像を生成する、
請求項９に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１３】
前記再構成部は、逐次近似再構成法により、前記オフセットデータを収集するビューの投影データセットを補間し、前記画像再構成を行う、請求項９に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１４】
撮影条件に基づいて前記オフセットデータを収集するビューの投影データセットを推定する推定部をさらに備え、
前記再構成部は、前記推定された投影データセットを用いて前記オフセットデータを収集するビューが欠落した投影データセットを補間し、前記画像再構成を行う、
請求項９に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１５】
前記Ｘ線検出素子がスライス方向及びチャンネル方向に複数配置されたＸ線検出素子アレイをさらに備え、
前記Ａ／Ｄ変換器は、複数のＸ線検出素子ごとに設けられており、
前記収集部は、前記複数のＸ線検出素子の間でオンの状態とする前記読出スイッチを順次切り替え、投影データ又は前記オフセットデータを順次読み出す、
請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１６】
前記Ｘ線検出素子がスライス方向及びチャンネル方向に複数配置されたＸ線検出素子アレイをさらに備え、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記Ｘ線検出素子ごとに設けられており、
前記収集部は、複数のＸ線検出素子ごとに前記読出スイッチを同時にオンの状態とし、投影データ又は前記オフセットデータを前記複数のＸ線検出素子ごとに同時に読み出す、
請求項１に記載の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において、スキャンの開始前やスキャンの終了後にオフセットデータを収集し、Ｘ線検出素子やＡ／Ｄ変換器の出力値のオフセット成分を補正する技術がある。しかし、長い時間スキャンが行われると、スキャン中に生じたドリフト成分の変動が大きく、精度良く補正できないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１３８６６０号公報
【特許文献２】特開平８−２４３１００号公報
【特許文献３】特開２０１７−０６４２８８号公報
【特許文献４】特表２００２−５３４２０５号公報
【特許文献５】特開２００１−０５７９７５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、オフセット補正の精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線検出素子と、Ａ／Ｄ変換器と、読出スイッチと、収集部とを含む。Ｘ線検出素子は、検出したＸ線に応じた電気信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器は、前記電気信号をＡ／Ｄ変換する。読出スイッチは、前記Ｘ線検出素子と前記Ａ／Ｄ変換器との間の接続を切り替える。収集部は、スキャン中の任意のビューにおいて、前記読出スイッチがオンの状態で前記電気信号に応じて前記Ａ／Ｄ変換器が出力する投影データに代えて、前記読出スイッチがオフの状態で前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータをオフセットデータとして収集する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１のＸ線コンピュータ断層撮影装置におけるオフセットデータの収集に係る各部の構成の一例について説明するための図である。
【図３】図３は、図１のＸ線コンピュータ断層撮影装置において実行されるデータ収集処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、図２の構成により実行されるオフセットデータの収集時間の一例について説明するための図である。
【図５】図５は、図３のデータ収集処理においてオフ状態となる読出スイッチの一例について説明するための図である。
【図６】図６は、図１のＸ線コンピュータ断層撮影装置において実行される再構成処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図３のデータ収集処理においてオフ状態となる読出スイッチの別の一例について説明するための図である。
【図８】図８は、図１のＸ線コンピュータ断層撮影装置におけるオフセットデータの収集に係る各部の構成の別の一例について説明するための図である。
【図９】図９は、図８の構成により実行されるオフセットデータの収集時間の一例について説明するための図である。
【図１０】図１０は、図６の再構成処理における機械学習モデルを用いた欠落データの補間について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る放射線診断装置を説明する。なお、以下の説明において、既出の図に関して前述したものと同一又は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。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表されている場合もある。
【０００８】
本実施形態に係る放射線診断装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置やＸ線診断装置、核医学診断装置に適用可能である。以下、本実施形態に係る放射線検出器は、Ｘ線を検出するＸ線検出器であるとする。本実施形態に係る放射線診断装置は、Ｘ線検出器を搭載したＸ線コンピュータ断層撮影装置であるとする。
【０００９】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ装置）には、第３世代ＣＴ、第４世代ＣＴ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。ここで、第３世代ＣＴは、Ｘ線管と検出器とが一体として被検体の周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅである。第４世代ＣＴは、リング状にアレイされた多数のＸ線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Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅである。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る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。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに対してＸ線を照射し、照射されたＸ線をＸ線検出器１２で検出する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、Ｘ線検出器１２からの出力に基づいて被検体Ｐに関するＣＴ画像を生成する。
【００１１】
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１０、寝台３０及びコンソール４０を有する。なお、図１では説明の都合上、架台１０が複数描画されている。架台１０は、被検体ＰをＸ線ＣＴ撮影するための構成を有するスキャン装置である。寝台３０は、Ｘ線ＣＴ撮影の対象となる被検体Ｐを載置し、被検体Ｐを位置決めするための搬送装置である。コンソール４０は、架台１０を制御するコンピュータである。例えば、架台１０及び寝台３０はＣＴ検査室に設置され、コンソール４０はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台１０、寝台３０及びコンソール４０は互いに通信可能に有線または無線で接続されている。なお、コンソール４０は、必ずしも制御室に設置されなくてもよい。例えば、コンソール４０は、架台１０及び寝台３０とともに同一の部屋に設置されてもよい。また、コンソール４０が架台１０に組み込まれてもよい。
【００１２】
図１に示すように、架台１０は、Ｘ線管１１、Ｘ線検出器１２、回転フレーム１３、Ｘ線高電圧装置１４、制御装置１５、ウェッジ１６、コリメータ１７及びデータ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１８を有する。
【００１３】
Ｘ線管１１は、Ｘ線を被検体Ｐに照射する。具体的には、Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極と、陰極から飛翔する熱電子を受けてＸ線を発生する陽極と、陰極と陽極とを保持する真空管とを含む。Ｘ線管１１は、高圧ケーブルを介してＸ線高電圧装置１４に接続されている。陰極と陽極との間には、Ｘ線高電圧装置１４により管電圧が印加される。管電圧の印加により陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔する。陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔することにより管電流が流れる。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）に向けて熱電子が飛翔し、熱電子が陽極に衝突することによりＸ線が発生される。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。
【００１４】
なお、Ｘ線を発生させるハードウェアはＸ線管１１に限られない。例えば、Ｘ線管１１に代えて、第５世代方式を用いてＸ線を発生させることにしても構わない。第５世代方式は、電子銃から発生した電子ビームを集束させるフォーカスコイルと、電磁偏向させる偏向コイルと、被検体Ｐの半周を囲い偏向した電子ビームが衝突することによってＸ線を発生させるターゲットリングとを含む。
【００１５】
Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から照射され被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の線量に対応した電気信号をデータ収集回路１８に出力する。Ｘ線検出器１２は、チャンネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向）に複数配列された構造を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイ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線量に応じた光量の光を出力する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射面側に配置され、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の光量に応じた電気信号に変換する。光センサとしては、例えば、フォトダイオードが用いられる。なお、Ｘ線検出器１２は、直接変換型の検出器であってもよい。
【００１６】
回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを回転軸（Ｚ軸）回りに回転可能に支持する円環状のフレームである。具体的には、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持する。回転フレーム１３は、固定フレーム（図示せず）に回転軸回りに回転可能に支持される。制御装置１５により回転フレーム１３が回転軸回りに回転することによりＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転軸回りに回転させる。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回りに一定の角速度で回転する。回転フレーム１３の開口部１９には、画像視野（ＦＯＶ）が設定される。
【００１７】
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軸方向と定義する。
【００１８】
Ｘ線高電圧装置１４は、高電圧発生装置及びＸ線制御装置を有する。高電圧発生装置は、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。Ｘ線制御装置は、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。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。Ｘ線高電圧装置１４は、架台１０内の回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台１０内の固定フレーム（図示しない）に設けられても構わない。
【００１９】
ウェッジ１６は、被検体Ｐに照射されるＸ線の線量を調節する。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線の線量が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰する。例えば、ウェッジ１６としては、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）等のアルミニウム等の金属板が用いられる。
【００２０】
コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を限定する。コリメータ１７は、Ｘ線を遮蔽する複数の鉛板をスライド可能に支持し、複数の鉛板により形成されるスリットの形態を調節する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。
【００２１】
データ収集回路１８は、Ｘ線検出器１２により検出されたＸ線の線量に応じた電気信号をＸ線検出器１２から読み出す。データ収集回路１８は、読み出した電気信号を増幅し、ビュー期間に亘り電気信号を積分することにより当該ビュー期間に亘るＸ線の線量に応じたデジタル値を有する検出データを収集する。検出データは、投影データと呼ばれる。データ収集回路１８は、例えば、投影データを生成可能な回路素子を搭載した特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）により実現される。投影データは、非接触データ伝送装置等を介してコンソール４０に伝送される。
【００２２】
なお、本実施形態では、積分型のＸ線検出器１２及び積分型のＸ線検出器１２が搭載されたＸ線コンピュータ断層撮影装置１を例として説明するが、本実施形態に係る技術は、光子計数型のＸ線検出器又は光子計数型のＸ線検出器が搭載されたＸ線コンピュータ断層撮影装置であっても適用可能である。
【００２３】
制御装置１５は、コンソール４０の処理回路４４のシステム制御機能４４１に従いＸ線ＣＴ撮影を実行するためにＸ線高電圧装置１４やデータ収集回路１８を制御する。制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＭＰＵ（Micro 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。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）により実現されてもよい。また、制御装置１５は、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）又は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。制御装置１５は、コンソール４０若しくは架台１０に取り付けられた、後述する入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台１０及び寝台３０の動作制御を行う機能を有する。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１０をチルトさせる制御、及び寝台３０及び天板３３を動作させる制御を行う。なお、架台１０をチルトさせる制御は、架台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る。なお、制御装置１５は架台１０に設けられてもよいし、コンソール４０に設けられても構わない。
【００２４】
寝台３０は、基台３１、支持フレーム３２、天板３３及び寝台駆動装置３４を備える。基台３１は、床面に設置される。基台３１は、支持フレーム３２を、床面に対して垂直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体である。支持フレーム３２は、基台３１の上部に設けられるフレームである。支持フレーム３２は、天板３３を回転軸（Ｚ軸）に沿ってスライド可能に支持する。天板３３は、被検体Ｐが載置される柔軟性を有する板である。
【００２５】
寝台駆動装置３４は、寝台３０の筐体内に収容される。寝台駆動装置３４は、被検体Ｐが載置された支持フレーム３２と天板３３とを移動させるための動力を発生するモータ又はアクチュエータである。寝台駆動装置３４は、コンソール４０等による制御に従い作動する。
【００２６】
コンソール４０は、メモリ４１、ディスプレイ４２、入力インターフェース４３及び処理回路４４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。なお、コンソール４０は架台１０とは別体として説明するが、架台１０にコンソール４０又はコンソール４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。
【００２７】
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。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であってもよい。メモリ４１は、フラッシュメモリ、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、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置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。メモリ４１には、後述するデータベースを記憶する。メモリ４１は、記憶部の一例である。
【００２８】
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、操作者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。ディスプレイ４２としては、種々の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。例えばディスプレイ４２として、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）又はプラズマディスプレイが使用可能である。また、ディスプレイ４２は、架台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。
【００２９】
入力インターフェース４３は、操作者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画像を画像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操作者から受け付ける。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。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。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。また、入力インターフェース４３は、架台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。
【００３０】
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Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１全体の動作を制御する。処理回路４４は、Ｘ線検出器１２から出力された電気信号に基づいて画像データを生成する。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、画像生成機能４４２、画像処理機能４４３、表示制御機能４４４等を実行する。なお、各機能４４１〜４４４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４４１〜４４４を実現するものとしても構わない。
【００３１】
システム制御機能４４１において処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ撮影を行うためＸ線高電圧装置１４と制御装置１５とデータ収集回路１８とを制御する。
【００３２】
画像生成機能４４２において処理回路４４は、データ収集回路１８から出力された投影データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャン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す。また、画像生成機能４４２において処理回路４４は、前処理後の投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行い、ＣＴ画像データを生成する。画像生成機能４４２は、再構成部の一例である。
【００３３】
画像処理機能４４３において処理回路４４は、画像生成機能４４２によって生成されたＣＴ画像データを、任意断面の断面画像データや任意視点方向のレンダリング画像データに変換する。変換は、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行われる。例えば、処理回路４４は、当該ＣＴ画像データにボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して、任意視点方向のレンダリング画像データを生成する。なお、任意視点方向のレンダリング画像データの生成は画像生成機能４４２が直接行っても構わない。
【００３４】
表示制御機能４４４において処理回路４４は、画像処理機能４４３により生成された各種画像データに基づいて、画像をディスプレイ４２に表示させる。ディスプレイ４２に表示させる画像は、ＣＴ画像データに基づくＣＴ画像、任意断面の断面画像データに基づく断面画像、任意視点方向のレンダリング画像データに基づく任意視点方向のレンダリング画像等を含む。ディスプレイ４２に表示させる画像は、操作画面を表示するための画像を含む。
【００３５】
なお、コンソール４０は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。例えば、画像生成機能４４２等の処理回路４４の機能を分散して有しても構わない。例えば、画像生成機能４４２は、前処理機能と、再構成処理機能とのように分けられていてもよい。
【００３６】
なお、処理回路４４は、コンソール４０に含まれる場合に限らず、複数の医用画像診断装置にて取得された検出データに対する処理を一括して行う統合サーバに含まれてもよい。
【００３７】
なお、後処理は、コンソール４０又は外部のワークステーションのどちらで実施することにしても構わない。また、コンソール４０とワークステーションの両方で同時に処理することにしても構わない。
【００３８】
なお、本実施形態に係る技術は、一管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置にも、Ｘ線管と検出器との複数のペアを回転リングに搭載した、いわゆる多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置にも適用可能である。
【００３９】
ここで、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１におけるオフセットデータの収集について、図面を参照してより詳細に説明する。図２は、図１のＸ線コンピュータ断層撮影装置におけるオフセットデータの収集に係る各部の構成の一例について説明するための図である。
【００４０】
なお、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、逐次読出し方式でＸ線検出器１２から電気信号を読み出すように構成されているとする。
【００４１】
本実施形態に係るＸ線検出器１２は、図示しない複数のＸ線検出器モジュールを有する。複数のＸ線検出器モジュールは、チャンネル方向にタイリングされている。各々のＸ線検出器モジュールには、光センサアレイ及び読出回路が設けられている。
【００４２】
光センサアレイは、入射Ｘ線に応じた電気信号を出力する。電気信号の出力は、光センサアレイに入力されたスイッチ信号Ｓ＿ＳＷに従うタイミングで行われる。光センサアレイは、複数のＸ線検出素子１２１がチャンネル方向及び列方向に関して２次元状に配列された構造を有する。各々のＸ線検出素子１２１は、検出したＸ線に応じた電気信号を出力する。光センサアレイは、Ｘ線検出素子アレイの一例である。読出回路は、複数の読出スイッチ１２２及び読出線１２３を有する。図２には、複数のＸ線検出素子１２１のうち一部のＸ線検出素子１２１が模式的に示されている。
【００４３】
複数の読出スイッチ１２２の各々は、スイッチ信号Ｓ＿ＳＷに基づいて駆動するスイッチング素子である。複数の読出スイッチ１２２の各々は、例えばＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：ＭＯＳ−ＦＥＴ）等である。図２に示すように、複数のＸ線検出素子１２１は、複数の読出スイッチ１２２を介して読出線１２３に接続されている。より詳細には、複数の読出スイッチ１２２は、複数のＸ線検出素子１２１にそれぞれ接続されている。複数の読出スイッチ１２２の各々は、読出線１２３に接続されている。複数の読出スイッチ１２２には、それぞれ、データ収集回路１８の読出制御回路１８１からスイッチ信号Ｓ＿ＳＷが入力される。複数の読出スイッチ１２２は、スイッチ信号Ｓ＿ＳＷに従うタイミングで複数のＸ線検出素子１２１と読出線１２３との間を順番に導通状態とする。つまり、複数の読出スイッチ１２２の各々は、Ｘ線検出素子１２１とＡ／Ｄ変換器１８３との間の接続を切り替える。複数のＸ線検出素子１２１から逐次読み出された電気信号は、読出線１２３を介してデータ収集回路１８のＡ／Ｄ変換器１８３へ出力される。
【００４４】
以下、各々の読出スイッチ１２２に関して、各々のＸ線検出素子１２１と読出線１２３との間が導通状態であることをオン状態と記載し、各々のＸ線検出素子１２１と読出線１２３との間が非導通状態であることをオフ状態と記載する。
【００４５】
本実施形態に係るデータ収集回路１８は、Ｘ線検出器１２から逐次読出し方式で電気信号を読み出すように構成されているとする。読出制御回路１８１及びＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１８３を有する。データ収集回路１８は、収集部の一例である。
【００４６】
読出制御回路１８１は、スイッチ信号Ｓ＿ＳＷを生成する。読出制御回路１８１は、生成したスイッチ信号Ｓ＿ＳＷを複数の読出スイッチ１２２へ出力する。スイッチ信号Ｓ＿ＳＷは、複数の読出スイッチ１２２を駆動する。スイッチ信号Ｓ＿ＳＷは、投影データ収集用の第１スイッチ信号と、オフセットデータ収集用の第２スイッチ信号とを含む。第１スイッチ信号は、投影データを収集するビューにおいて、所定のタイミングで、複数のＸ線検出素子１２１から電気信号が逐次読出し方式により読み出されるように複数の読出スイッチ１２２の動作を制御するための制御信号である。第１スイッチ信号は、複数のＸ線検出素子１２１に対する、読出タイミング及び電荷積分時間を制御する信号であるとも表現できる。第２スイッチ信号は、オフセットデータを収集するビューにおいて、複数の読出スイッチ１２２の動作を制御するための制御信号である。第２スイッチ信号は、Ａ／Ｄ変換器１８３に関するオフセットデータの取得タイミングを制御する信号であるとも表現できる。
【００４７】
なお、オフセットデータを収集するビューでは、一部のＸ線検出素子１２１に対応するタイミングでオフセットデータが収集されるとともに、他の一部のＸ線検出素子１２１に関しては、投影データが収集される。このことから、第２スイッチ信号は、複数のＸ線検出素子１２１に対する、読出タイミング及び電荷積分時間を制御する信号であるとも表現できる。
【００４８】
Ａ／Ｄ変換器１８３は、電気信号をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換器１８３は、複数の読出スイッチ１２２を介して、複数のＸ線検出素子１２１と接続されている。つまり、Ａ／Ｄ変換器１８３は、複数のＸ線検出素子１２１ごとに設けられている。Ａ／Ｄ変換器１８３は、所定のタイミングで、投影データ又はオフセットデータを出力する。任意のＸ線検出素子１２１に関するタイミングにおいて、読出スイッチ１２２がオン状態のとき、Ａ／Ｄ変換器１８３の出力は、読み出された電気信号に対応する投影データである。任意のＸ線検出素子１２１に関するタイミングにおいて、読出スイッチ１２２がオフ状態のとき、Ａ／Ｄ変換器１８３の出力は、オフセットデータである。つまり、オフセットデータは、Ａ／Ｄ変換器１８３のドリフト成分を含む。
【００４９】
次に、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１のオフセットデータの収集に関する動作について、図３を参照して説明する。図３は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１において実行されるデータ収集処理の一例を示すフローチャートである。
【００５０】
以下の説明は、スキャン開始前にオフセットデータが収集された後に、連続スキャンの開始が指示されたときの動作であるとする。スキャン開始前のオフセットデータは、Ｘ線停止状態のもと回転フレーム１３の回転中において、読出スイッチ１２２によりＸ線検出素子１２１とＡ／Ｄ変換器１８３とを接続してＸ線検出素子１２１から電気信号を読み出してデジタルデータに変換することにより収集される。すなわち、スキャン開始前のオフセットデータは、Ｘ線検出素子１２１のオフセット成分を含む。一方、これから説明するスキャン中のオフセットデータは、Ｘ線曝射状態のもと回転フレーム１３の回転中において、読出スイッチ１２２によりＸ線検出素子１２１とＡ／Ｄ変換器１８３との接続を遮断し、遮断中の電気信号をデジタルデータに変換することにより収集される。
【００５１】
ステップＳ１１において、読出制御回路１８１は、オフセットデータを収集するビューであるか否かを判定する。本判定では、例えば、予め設定された所定の時間以上、スキャン開始時刻又は前回のオフセットデータの収集時刻からスキャンが継続しているとき、オフセットデータを収集するビューであると判定される。本判定の閾値は、例えばメモリ４１に記録されている。処理は、オフセットデータを収集するビューであると判定された場合はステップＳ１４へ進み、判定されなかった場合はステップＳ１２へ進む。
【００５２】
なお、例えば、予め設定された所定の周期又はタイミングで、オフセットデータを収集するビューであると判定されてもよい。また、例えば、Ａ／Ｄ変換器１８３の温度や出力の変動量が所定の閾値を超えたとき、オフセットデータを収集するビューであると判定されてもよい。
【００５３】
なお、全身スキャン等、スキャン開始前に長いスキャン時間が想定されている場合もあり得る。例えば、スキャンモードやスキャン部位の選択とともに、オフセットデータを収集するタイミング等が決定されてもよい。つまり、オフセットデータを収集するタイミングを含むスキャンプランが用意されていてもよい。このとき、ステップＳ１１における判定処理は行われなくてもよい。
【００５４】
ステップＳ１２において、読出制御回路１８１は、複数の読出スイッチ１２２へ投影データ収集用の第１スイッチ信号を出力する。ステップＳ１３において、読出制御回路１８１は、読出スイッチ１２２がオンの状態で読み出された電気信号に応じたＡ／Ｄ変換器１８３の出力を投影データとして収集する。その後、処理はステップＳ１７へ進む。
【００５５】
ステップＳ１４において、読出制御回路１８１は、複数の読出スイッチ１２２へオフセットデータ収集用の第２スイッチ信号を出力する。ステップＳ１５において、読出制御回路１８１は、読出スイッチ１２２がオフの状態のＡ／Ｄ変換器１８３の出力をオフセットデータとして収集する。本実施形態に係るオフセットデータ収集の詳細は、後述する。ステップＳ１６において、読出制御回路１８１は、当該ビューがオフセットデータを収集したビューであることを示す補間トリガ信号を処理回路４４へ出力する。その後、処理はステップＳ１７へ進む。
【００５６】
なお、データ収集処理が終了した後に再構成処理が行われる場合もあり得る。このとき、読出制御回路１８１は、ステップＳ１６において、当該ビューがオフセットデータを収集したビューであることをメモリ４１等に記録すればよい。
【００５７】
ステップＳ１７において、読出制御回路１８１は、スキャンを継続するか否かを判定する。処理は、スキャンを継続すると判定された場合はステップＳ１１へ戻り、ステップＳ１１乃至ステップＳ１７を繰り返す。処理は、ステップＳ１７においてスキャンを継続すると判定されなかった場合はデータ収集処理を終了する。
【００５８】
ここで、本実施形態に係るオフセットデータの収集時間について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１における、オフセットデータの収集時間の一例について説明するための図である。
【００５９】
図４に示すように、投影データ収集ビューでは、ビュー期間Ｔ０ごとに投影データ収集時間Ｔ１及び余剰時間Ｔ２が設けられている。ここで、ビュー期間Ｔ０は、１ビューあたりの時間である。投影データ収集時間Ｔ１は、Ｘ線検出素子１２１から電気信号を読み出して当該電気信号にＡ／Ｄ変換を施して投影データを収集する時間を含む。余剰時間Ｔ２は、他の処理に係る時間を含む。余剰時間Ｔ２は、より多列のスキャン等に対応可能とするために用意された時間を含む。一方で、オフセットデータ収集ビューでは、投影データ収集ビューにおける投影データ収集時間Ｔ１に対応するタイミングで、オフセットデータ収集時間Ｔ３が設けられている。具体的には、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１では、投影データを収集するビューにおいて各々のＸ線検出素子１２１から電気信号が読み出されるタイミングで、当該Ｘ線検出素子１２１に接続された読出スイッチ１２２がオフ状態とされる。読出制御回路１８１は、読出スイッチ１２２がオフ状態のときのＡ／Ｄ変換器１８３の出力をオフセットデータとして収集する。
【００６０】
図５は、本実施形態に係るデータ収集処理においてオフ状態となる読出スイッチ１２２の一例について説明するための図である。図５に示す例では、複数の読出スイッチ１２２に対応する複数のＸ線検出素子１２１が、チャンネル方向及び列方向に２４チャンネル及び３２０列配置されている。なお、複数のＸ線検出素子１２１に対応する位置に示されている数字は、それぞれ対応する複数の読出スイッチ１２２がオフ状態となるオフセット収集ビューの順番を示している。
【００６１】
各オフセットデータ収集ビューにおいて、オフセットデータは、例えば、ラインごとに収集される。ここで、ラインは、１つのＡ／Ｄ変換器１８３に接続されている複数のＸ線検出素子１２１のブロックである。つまり、各オフセットデータ収集ビューにおいて、複数の読出スイッチ１２２は、ラインごとに順次オフ状態とされる。
【００６２】
図５に示す例では、１つのＡ／Ｄ変換器は、例えば４０のＸ線検出素子１２１から読み出された電気信号を、１ビュー内で順次Ａ／Ｄ変換する。具体的には、Ａ／Ｄ変換器１８３は、１〜１６０列の第１領域Ａｒｅａ１に含まれる複数のＸ線検出素子１２１に接続されているＡ／Ｄ変換器と、１６１〜３２０列の第２領域Ａｒｅａ２に含まれる複数のＸ線検出素子１２１に接続されているＡ／Ｄ変換器とを含む。１つ目のオフセットデータ収集ビューでは、第１領域Ａｒｅａ１において、１チャンネルの１〜４、１７〜２０、３３〜３６、４９〜５２、６５〜６８、８１〜８４、９６〜９９、１１２〜１１５、１２８〜１３１及び１４４〜１４７列の読出スイッチ１２２が順次オフ状態となる。第２領域Ａｒｅａ２も同様である。２つ目のオフセットデータ収集ビューでは、２チャンネルに関して同様に読出スイッチ１２２が順次オフ状態となる。なお、１つのＡ／Ｄ変換器に接続されている複数のＸ線検出素子１２１の数は、構成に応じて任意に設定され得る。
【００６３】
このように、本実施形態に係るオフセットデータの収集は、ラインごとに複数の読出スイッチ１２２が順次オフ状態とされて連続スキャン中に行われる。なお、オフセットデータ収集の対象となるＸ線検出素子１２１の他のＸ線検出素子１２１に関しては、オフセットデータが収集されるビューにおいても、投影データが収集される。
【００６４】
上述のように、オフセットデータが収集される場合、オフ状態とされた読出スイッチ１２２に接続されたＸ線検出素子１２１に関して、投影データの欠落が生じる。そこで、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１で実行される再構成処理は、欠落した投影データの補間に係る処理を含む。図６は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置において実行される再構成処理の一例を示すフローチャートである。
【００６５】
ステップＳ２１において、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、オフセットデータを収集したビューであるか否かを判定する。本判定は、データ収集処理のステップＳ１６において、読出制御回路１８１が出力した補間トリガ信号又はメモリ４１等に記録されたログに基づいて行われる。処理は、オフセットデータを収集したビューであると判定された場合はステップＳ２２へ進み、判定されなかった場合はステップＳ２３へ進む。
【００６６】
ステップＳ２２において、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、欠落データを補間する。欠落データは、オフセットデータの収集に伴いオフ状態とされた読出スイッチ１２２に接続されているＸ線検出素子１２１に対応する投影データであると表現できる。具体的には、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、オフ状態とされたＸ線検出素子１２１の両隣のＸ線検出素子１２１の投影データに基づいて、欠落データを線形補間する。
【００６７】
なお、投影データの補間は、線形補間に限らず、非線形補間によって行われてもよいし、逐次近似再構成によって行われてもよいし、機械学習モデルを用いて行われてもよいし、欠落した投影データの推定によって行われてもよい。また、投影データの補間は、隣接するビューで収集された投影データを用いて行われてもよい。
【００６８】
ステップＳ２３において、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、再構成処理を実行する。画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、再構成処理を実行するに際して、投影データに対してオフセット補正を行う。オフセット補正において、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、例えば、オフセットデータ収集ビューの前後１００ビューにおけるＡ／Ｄ変換器１８３の出力から、オフセットデータのラインごとの平均値を差し引く。オフセット補正後、処理回路４４は、画像再構成に必要なビュー分のオフセットデータ及び投影データのセットを揃える。例えば、現在のビューから３６０°遡ったビューまでの３６０°分のオフセットデータ又は投影データがメモリ４１から読み出される。そして処理回路４４は、当該３６０°分のデータセットに基づいて再構成演算を行うことによりＣＴ画像データを生成する。
【００６９】
なお、オフセット補正は、ラインごとの平均値を差し引く補正に限らず、複数のオフセットデータ収集ビューに関する移動平均値を差し引く補正であってもよい。
【００７０】
ステップＳ２４において、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、全ビューの再構成処理が終了したか否かを判定する。処理は、全ビューの再構成処理が終了したと判定されなかった場合はステップＳ２１へ戻り、ステップＳ２１乃至ステップＳ２４の処理を繰り返す。処理は、全ビューの再構成処理が終了したと判定された場合は、再構成処理を終了する。
【００７１】
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において、読出制御回路１８１は、連続スキャン中の任意のビューにおいて、読出スイッチ１２２をオフ状態にしてオフセットデータを収集する。オフセットデータは、読出スイッチ１２２がオンの状態でＡ／Ｄ変換器１８３が出力する投影データに代えて収集される。オフセットデータは、読出スイッチ１２２がオフの状態でＡ／Ｄ変換器１８３が出力するデータであるとも表現できる。この構成によれば、オフセットデータの収集は、スキャン前後や余剰時間内に限らない。つまり、本技術によれば、スキャン中であっても十分なオフセットデータを収集できるため、スキャン中のオフセットの大きなドリフトや長時間スキャン中に生じるドリフトに関しても、精度よくオフセット補正を行うことができるという効果がある。オフセット補正の精度向上は、画質向上に寄与するものである。
【００７２】
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１において、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、オフセットデータの収集に伴い欠落した投影データを補間して再構成処理を行う。また、読出制御回路１８１は、例えばラインごと等、補間が容易となるように選択された読出スイッチ１２２をオフ状態としてオフセットデータを収集する。この構成によれば、画質への影響を抑制しつつ、容易に欠落した投影データを補間できるという効果がある。
【００７３】
（第１の変形例）
以下、図面を参照しながら本変形例に係る放射線診断装置を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は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。
【００７４】
データ収集処理においてオフ状態となる読出スイッチ１２２は、図５を参照して上述した順序や配置に限らない。図７は、図３のデータ収集処理においてオフ状態となる読出スイッチ１２２の別の一例について説明するための図である。
【００７５】
図７に示すように、本変形例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１では、ビューごとに複数のラインでオフセットデータが収集される。図７に示す例では、１つ目のオフセットデータ収集ビューにおいて、１、５、９、１３、１７及び２１チャンネルの６つのラインで同時にオフセットデータが収集される。同様に、次のオフセットデータ収集ビューでは、２、６、１０、１４、１８及び２２チャンネルのラインでオフセットデータが収集される。
【００７６】
なお、同時にオフセットデータが収集されるラインの配置は、例えば２チャンネル以上離れたラインであればよく、任意に設定可能である。同時にオフセットデータが収集されるラインは、Ｘ線検出素子列の一例である。２チャンネル以上離れたラインであれば、同時にオフセットデータを収集しても、容易に線形補間が可能である。つまり、同時にオフセットデータが収集されるラインの配置は、画質を担保しつつ、欠落データの補間が可能な配置であればよいとも表現できる。換言すれば、画質を担保しつつ欠落データの補間が可能であれば、隣接するラインのＸ線検出素子１２１から同時にオフセットデータが収集されてもよい。
【００７７】
このような構成であっても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７８】
（第２の変形例）
以下、図面を参照しながら本変形例に係る放射線診断装置を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は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。
【００７９】
実施形態では、逐次読出し方式でＸ線検出器１２から電気信号を読み出すように構成されているＸ線コンピュータ断層撮影装置１を例として説明をした。一方で、本技術は、同時読出し方式でＸ線検出器１２から電気信号を読み出すように構成されているＸ線コンピュータ断層撮影装置１にも適用可能である。
【００８０】
図８は、本変形例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１におけるオフセットデータの収集に係る各部の構成の一例について説明するための図である。図８に示すように、複数のＸ線検出素子１２１は、それぞれ複数の読出スイッチ１２２を介して、複数のＡ／Ｄ変換器１８３に接続されている。つまり、Ａ／Ｄ変換器１８３は、Ｘ線検出素子１２１ごとに設けられている。
【００８１】
ここで、本変形例に係るオフセットデータの収集時間について、図９を参照して説明する。図９は、本変形例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１における、オフセットデータの収集時間の一例について説明するための図である。図９に示すように、オフセットデータ収集ビューでは、投影データ収集ビューにおける投影データ収集時間Ｔ１に対応するタイミングで、オフセットデータ収集時間Ｔ３が設けられている。具体的には、本変形例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１では、投影データを収集するビューにおいて所定数のＸ線検出素子１２１から電気信号が読み出される時間に、当該所定数のＸ線検出素子１２１に接続された読出スイッチ１２２が同時にオフ状態とされる。読出制御回路１８１は、複数の読出スイッチ１２２がオフ状態のときの複数のＡ／Ｄ変換器１８３の出力をオフセットデータとして同時に収集する。
【００８２】
なお、同時にオフセットデータが収集されるＸ線検出素子１２１は、例えば２つ以上離間したＸ線検出素子１２１であればよく、任意に設定可能である。同時にオフセットデータが収集されるＸ線検出素子１２１の集合は、Ｘ線検出素子列又はＸ線検出素子群の一例である。２素子以上離れたＸ線検出素子であれば、同時にオフセットデータを収集しても、容易に線形補間が可能である。つまり、同時にオフセットデータが収集されるＸ線検出素子１２１の配置は、画質を担保しつつ、欠落データの補間が可能な配置であればよいとも表現できる。換言すれば、画質を担保しつつ欠落データの補間が可能であれば、互いに隣接するＸ線検出素子１２１から同時にオフセットデータが収集されてもよい。
【００８３】
このような構成であっても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８４】
なお、本変形例に係る複数のＡ／Ｄ変換器１８３の各々は、１ビューあたり１つのＸ線検出素子１２１の電気信号を読み出すように構成されている。このような中、複数のＡ／Ｄ変換器１８３の各々によるオフセットデータの出力は、１ビューあたり１回であってもよいし、オーバーサンプリングを行って、１ビューあたり２回以上であってもよい。ここで、オフセットデータの収集時には、読出スイッチ１２２がオフ状態であるから、Ａ／Ｄ変換器１８３への寄生容量は、投影データ収集時と比較して小さい。つまり、オフセットデータの収集時には、Ａ／Ｄ変換器１８３の動作速度は、投影データ収集時と比較して大きい。以上のことから、本技術によれば、オーバーサンプリングによって、さらに多くのオフセットデータを収集できるため、オフセット補正の精度をさらに向上させることができる。
【００８５】
（第３の変形例）
実施形態では、投影データ収集時間Ｔ１に相当するタイミングでオフセットデータを収集するＸ線コンピュータ断層撮影装置１を例として説明をした。一方で、オフセットデータ収集時間Ｔ３は、投影データ収集時間Ｔ１より小さくてもよい。オフセットデータ収集時間Ｔ３は、十分なオフセット補正の精度が確保できるだけのオフセットデータが収集できる時間であればよい。ここで、本技術は、任意の読出スイッチ１２２をオフ状態とすることで、投影データに代えて、スキャン中にオフセットデータを収集できる技術である。また、オフセットデータの量によってオフセット補正の精度が変化する。このようなことから、オフセットデータ収集時間Ｔ３は、余剰時間Ｔ２より大きくすることが好ましい。このような構成であっても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。本変形例に係る技術は、第１の変形例又は第２の変形例に係る技術と組合せ可能である。
【００８６】
なお、十分なオフセット補正の精度が確保できる範囲であれば、オフセットデータ収集時間Ｔ３は、余剰時間Ｔ２より小さくても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００８７】
（第４の変形例）
実施形態では、投影データ収集時間Ｔ１に相当するタイミングでオフセットデータを収集するＸ線コンピュータ断層撮影装置１を例として説明をした。一方で、オフセットデータ収集時間Ｔ３は、投影データ収集時間Ｔ１より大きくてもよい。つまり、本変形例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１では、上述の実施形態と比べてより多くのオフセットデータを収集できる。この構成であれば、オフセット精度をさらに向上させることができるという効果が得られる。本変形例に係る技術は、第１の変形例又は第２の変形例に係る技術と組合せ可能である。
【００８８】
（第５の変形例）
実施形態では、オフセットデータ収集ビューにおいて、ライン等の所定のブロックごとに読出スイッチ１２２をオフ状態としてオフセットデータを収集するＸ線コンピュータ断層撮影装置１を例として説明をした。一方で、オフセットデータ収集ビューにおいて、すべての読出スイッチ１２２がオフ状態とされてオフセットデータが収集されてもよい。このとき、欠落データの補間は、欠落ビューの補間であるとも表現できる。欠落データの補間は、逐次近似再構成によって行われてもよいし、機械学習モデルを用いて行われてもよいし、欠落した投影データの推定によって行われてもよい。この構成であっても、上述と同様の効果が得られる。本変形例に係る技術は、上述の各変形例に係る技術と組合せ可能である。
【００８９】
（第６の変形例）
以下、図面を参照しながら本変形例に係る放射線診断装置を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は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。
【００９０】
実施形態では、隣接するＸ線検出素子１２１に関する投影データから線形補間により欠落データを補間するＸ線コンピュータ断層撮影装置１を例として説明をした。一方で、欠落データの補間は、機械学習モデル４１１を用いて行われてもよい。
【００９１】
本変形例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１について、図面を参照してより詳細に説明する。図１０は、本変形例に係る再構成処理における機械学習モデル４１１を用いた欠落データの補間について説明するための図である。図１０に示す例では、入出力される各種の情報が破線で示されている。
【００９２】
図１０に示すように、機械学習モデル４１１は、第２再構成画像を入力とし、第１再構成画像を出力するようにパラメータが学習されたパラメータ付きの合成関数である。パラメータ付きの合成関数は、複数の調整可能な関数及びパラメータの組合せにより定義される。パラメータは、重み付行列とバイアスとの総称である。機械学習モデル４１１は、例えば深層ニューラルネットワーク（ＤＮＮ：Deep Neural Network）等のパラメータ付き合成関数である。機械学習モデル４１１は、例えばメモリ４１に記録されている。
【００９３】
図１０に示す例では、第１再構成画像は、第１投影データセットに基づいて画像再構成された再構成画像である。第１投影データセットには、ｍ１ビュー分の投影データセットが含まれている。第２再構成画像は、第２投影データセットに基づいて画像再構成された再構成画像である。第２投影データセットには、ｎ１ビュー分の投影データセットが含まれているとする。ｍ１及びｎ１は、ｍ１＞ｎ１の関係を満たす数であるとする。つまり、第２再構成画像は、第１再構成画像と比べて、少ないビュー数の投影データセットに基づいて画像再構成された再構成画像であると表現できる。
【００９４】
学習時又は強化学習時において、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、第１投影データセットに基づいて再構成処理を行い、第１再構成画像を生成する。また、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、第２投影データセットに基づいて再構成処理を行い、第２再構成画像を生成する。第２投影データセットは、例えば、第１投影データセットから所定のビュー数だけ投影データセットを間引いて生成されたものである。機械学習モデル４１１は、第１再構成画像と、第２再構成画像とを用いて学習又は強化学習される。
【００９５】
運用時において、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、オフセットデータ収集ビューで収集された第２投影データセットに基づいて再構成処理を行い、第２再構成画像を生成する。つまり、運用時の第２投影データセットは、オフセットデータ収集により投影データが欠落している状態にある。なお、運用時の第２投影データセットに含まれる投影データセットのビュー数ｎ２は、学習時又は強化学習時の第２投影データセットに含まれる投影データセットのビュー数ｎ１と同じでもよいし、異なっていてもよい。画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、生成した第２再構成画像と、機械学習モデル４１１とを用いて、第１再構成画像を生成する。つまり、運用時の第１再構成画像は、オフセットデータ収集による投影データの欠落が補間された再構成画像であると表現できる。
【００９６】
なお、投影データが欠落した第２投影データセットに基づいて画像再構成された第２再構成画像と、当該第２再構成画像を入力として機械学習モデル４１１が出力した第１再構成画像とに基づいて、機械学習モデル４１１の強化学習が行われてもよい。
【００９７】
本変形例に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、機械学習モデル４１１を記憶するメモリ４１をさらに備える。機械学習モデル４１１は、所定ビュー数の第１投影データセットに基づいて画像再構成された第１再構成画像と、当該所定ビュー数より少ないビュー数の第２投影データセットに基づいて再構成された第１再構成画像とに基づいて学習又は強化学習される。画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、オフセットデータの収集により投影データ又は投影データセットが欠落した投影データセットと、機械学習モデル４１１とを用いて、欠落データが補間された第１再構成画像を生成する。この構成であっても上述と同様の効果が得られる。本変形例に係る技術は、上述の各変形例に係る技術と組合せ可能である。
【００９８】
（第７の変形例）
実施形態では、隣接するＸ線検出素子１２１に関する投影データから線形補間により欠落データを補間するＸ線コンピュータ断層撮影装置１を例として説明をした。一方で、欠落データの補間は、欠落した投影データを推定することにより行われてもよい。例えば、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、撮影条件、被検体に係る情報等に基づいて、投影データを疑似的に算出する。投影データの疑似的な算出に用いられる各種の情報は、例えばメモリ４１に記憶されている。つまり、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、欠落した投影データを推定する推定部の一例であるとも表現できる。画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、収集した投影データセットと、推定した投影データセットとを用いて画像再構成し、補間された再構成画像を生成する。この構成であっても、上述と同様の効果が得られる。本変形例に係る技術は、上述の各変形例に係る技術と組合せ可能である。
【００９９】
（第８の変形例）
実施形態では、隣接するＸ線検出素子１２１に関する投影データから線形補間により欠落データを補間するＸ線コンピュータ断層撮影装置１を例として説明をした。一方で、欠落データの補間は、逐次近似再構成によって行われてもよい。例えば、画像生成機能４４２を実現する処理回路４４は、オフセットデータの収集に伴い投影データが欠落した投影データセットを用いて、逐次近似再構成を行う。この構成であっても、上述と同様の効果が得られる。本変形例に係る技術は、上述の各変形例に係る技術と組合せ可能である。
【０１００】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、オフセット補正の精度を向上させることができる。
【０１０１】
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、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（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）等の回路を意味する。ＰＬＤは、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）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）を含む。プロセッサは記憶回路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。なお、記憶回路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。また、プログラムを実行するのではなく、論理回路の組合せにより当該プログラムに対応する機能を実現してもよい。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１、図２及び図８における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【０１０２】
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】
【０１０３】
１…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、
１０…架台、
１１…Ｘ線管、
１２…Ｘ線検出器、
１３…回転フレーム、
１４…Ｘ線高電圧装置、
１５…制御装置、
１６…ウェッジ、
１７…コリメータ、
１８…データ収集回路（収集部）、
１９…開口部、
３０…寝台、
３１…基台、
３２…支持フレーム、
３３…天板、
３４…寝台駆動装置、
４０…コンソール、
４１…メモリ（記憶部）、
４２…ディスプレイ、
４３…入力インターフェース、
４４…処理回路、
１２１…Ｘ線検出素子、
１２２…読出スイッチ、
１２３…読出線、
１８１…読出制御回路、
１８３…Ａ／Ｄ変換器、
４１１…機械学習モデル、
４４１…システム制御機能、
４４２…画像生成機能（再構成部、推定部）、
４４３…画像処理機能、
４４４…表示制御機能。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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