(57)【要約】【課題】  ＣＴ値だけでは判別が難しい各物質の画質が適正化された被検体画像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を実現する。【解決手段】デュアルエネルギー撮影して得られた被検体の情報を基に、被検体画像における物質を弁別し、各物質の画質をそれぞれ最適化する。例えば、被検体基本画像ＧNVとこの平滑化画像ＧSMとを用意する。観察用被検体画像ＧOBの各画素を順次、注目画素ＧOB（xa,ya）として（S61）、以下の処理を繰り返す。画素値ＧNV（xa,ya）と、管電圧が異なる２種類の画像における画素値比ＧHV（xa,ya）／ＧLV（xa,ya）とを求め（S62,S63）、これらの画素値および画素値比の組合せと対応付けされた重みを特定する（S64）。画素値ＧNV（xa,ya）と画像値ＧSM（xa,ya）とを当該重みで重み付け加算処理して、画素値ＧOB（xa,ya）を求める（S65）。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管とＸ線検出器とを有しており、被検体をＸ線ＣＴ撮影して第１の管電圧による第１の投影データと、前記第１の管電圧とは異なる第２の管電圧による第２の投影データとを収集するＸ線データ収集系と、
前記第１および第２の投影データを用いて、前記第１の管電圧によりＸ線ＣＴ撮影された前記被検体を表す第１の画像と、前記第２の管電圧によりＸ線ＣＴ撮影された前記被検体を表す第２の画像とを再構成する画像再構成手段と、
前記第１の画像と前記第２の画像との互いに対応する画素値の比に応じた複数の画質の領域を含むよう、前記被検体を表す被検体画像を生成する被検体画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
Ｘ線管とＸ線検出器とを有しており、被検体をＸ線ＣＴ撮影して第１の管電圧による第１の投影データと、前記第１の管電圧とは異なる第２の管電圧による第２の投影データとを収集するＸ線データ収集系と、
前記第１および第２の投影データを用いて、前記第１の管電圧によりＸ線ＣＴ撮影された前記被検体を表す第１の画像と、前記第２の管電圧によりＸ線ＣＴ撮影された前記被検体を表す第２の画像とを再構成する画像再構成手段と、
前記被検体を表す所定の画像における画素値が所定値以上である領域に対応する第１の領域については、前記第１の画像と前記第２の画像との互いに対応する画素値の比に応じた複数の画質の領域を含み、前記所定の画像における画素値が前記所定値未満である領域に対応する第２の領域については、前記所定の画像における画素値に応じた画質の領域を含むよう、前記被検体を表す被検体画像を生成する被検体画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記第１の画像と前記第２の画像とを重み付け減算処理して、第１の物質の成分が抑制された第１の物質抑制画像と、前記第１の物質とは異なる第２の物質の成分が抑制された第２の物質抑制画像とを得る重み付け減算手段をさらに備えており、
前記所定の画像は、前記第１の物質抑制画像と前記第２の物質抑制画像とを重み付け加算処理して得られる画像、または該画像に所定の周波数成分を強調または抑制する処理を施して得られる画像である請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記所定の画像は、前記第１の画像、前記第２の画像、前記第１および第２の管電圧とは異なる第３の管電圧により前記被検体をＸ線ＣＴ撮影して得られる画像、または、これらの画像のうちいずれかに所定の周波数成分を強調または抑制する処理を施して得られる画像である請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記複数の画質は、前記画素値の比に応じて高周波成分が強調または抑制される画質である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記複数の画質は、前記画素値の比がカルシウムに相当する比であるときに設定される画質であって、高周波成分が相対的に強調される第１の画質と、前記画素値の比がヨウ素に相当する比であるときに設定される画質であって、高周波成分が相対的に抑制される第２の画質とを含んでいる請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
Ｘ線管とＸ線検出器とを有しており、被検体をＸ線ＣＴ撮影して第１の管電圧による第１の投影データと、前記第１の管電圧とは異なる第２の管電圧による第２の投影データとを収集するＸ線データ収集系と、
前記第１および第２の投影データを用いて、第１の物質の成分が抑制された第１の物質抑制画像と、前記第１の物質とは異なる第２の物質の成分が抑制された第２の物質抑制画像とを再構成する画像再構成手段と、
前記第１の物質抑制画像と前記第２の物質抑制画像との互いに対応する画素値による画素値組合せに応じた複数の画質の領域を含むよう、前記被検体を表す被検体画像を生成する被検体画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
Ｘ線管とＸ線検出器とを有しており、被検体をＸ線ＣＴ撮影して第１の管電圧による第１の投影データと、前記第１の管電圧とは異なる第２の管電圧による第２の投影データとを収集するＸ線データ収集系と、
前記第１および第２の投影データを用いて、第１の物質の成分が抑制された第１の物質抑制画像と、前記第１の物質とは異なる第２の物質の成分が抑制された第２の物質抑制画像とを再構成する画像再構成手段と、
前記被検体を表す所定の画像における画素値が所定値以上である領域に対応する第１の領域については、前記第１の物質抑制画像と前記第２の物質抑制画像との互いに対応する画素値による画素値組合せに応じた複数の画質の領域を含み、前記所定の画像における画素値が前記所定値未満である領域に対応する第２の領域については、前記所定の画像における画素値に応じた画質の領域を含むよう、前記被検体を表す被検体画像を生成する被検体画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記所定の画像は、前記第１の物質抑制画像と前記第２の物質抑制画像とを重み付け加算処理して得られる画像、または該画像に所定の周波数成分を強調または抑制する処理を施して得られる画像である請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記複数の画質は、前記画素値組合せに応じて高周波成分が強調または抑制される画質である請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記複数の画質は、前記画素値組合せがカルシウムに相当する組合せであるときに設定される画質であって、高周波成分が相対的に強調される第１の画質と、前記画素値組合せがヨウ素に相当する組合せであるときに設定される画質であって、高周波成分が相対的に抑制される第２の画質とを含んでいる請求項１０に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記第１の画像と前記第２の画像とを重み付け減算処理して、第１の物質の成分が抑制された第１の物質抑制画像と、前記第１の物質とは異なる第２の物質の成分が抑制された第２の物質抑制画像とを得る重み付け減算手段をさらに備えた請求項１、請求項２、および請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記被検体画像生成手段は、前記第１の物質抑制画像と第２の物質抑制画像とを重み付け加算処理して得られる第１の画像と、該第１の画像を平滑化処理して得られる第２の画像との互いに対応する画素値を、位置または領域ごとに設定される重みを用いて重み付け加算処理することにより、前記被検体画像を生成する請求項３、および請求項７から請求項１２のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
前記第１の物質は水であり、前記第２の物質はヨウ素である請求項３、および請求項７から請求項１３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルエネルギー(dual energy)撮影を行うＸ線ＣＴ(Computed Tomography)装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ画像を用いた画像診断において、観察に適した画質は、その観察しようとする物質あるいは組織の種類によって異なる場合がある。例えば、肺野は、画像ノイズ（noise）が比較的多くても解像度が高い画質の方が適していると言われている。また、骨部は、肺野に比べて、画像ノイズがより少ない画質が適していると言われている。
【０００３】
そのため、これに対する一般的な対処法としては、異なる再構成関数をそれぞれ用いて画像再構成することにより画質が異なる複数の画像を生成し、観察する物質や組織によって、画面に表示する画像を切り換える方法が考えられる。
【０００４】
しかし、このような作業は煩雑であり、また、観察者は画面切換え時に視点を一度外さなければならないため、診断効率がよくない。
【０００５】
このような問題を解消する一手段として、被検体のＸ線ＣＴ画像においてＣＴ値を基に物質を弁別し、各物質の画質を適正化するＸ線ＣＴ装置が提案されている（特許文献１，第３４段落〜第４０段落等参照）。
【０００６】
この装置によれば、１つの画像上で互いに異なる複数の物質をそれぞれ所望の画質にて表すことができる。これにより、複数の物質や組織をそれぞれ適した画質にて略同時に観察することができ、診断効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、被検体には、ＣＴ値からだけでは判別し切れない物質が存在する。例えば、造影剤の主成分であるヨウ素と、骨部／石灰化の主成分であるカルシウム（calcium）とは、取り得るＣＴ値の範囲が一部重複しており、ＣＴ値だけでは判別が難しい。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、ＣＴ値などの画素値からだけでは判別が難しい複数の物質について、その物質毎に画質が適正化された被検体画像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の観点では、本発明は、Ｘ線管とＸ線検出器とを有しており、被検体をＸ線ＣＴ撮影して第１の管電圧による第１の投影データ（data）と、前記第１の管電圧とは異なる第２の管電圧による第２の投影データとを収集するＸ線データ収集系と、前記第１および第２の投影データを用いて、前記第１の管電圧によりＸ線ＣＴ撮影された前記被検体を表す第１の画像と、前記第２の管電圧によりＸ線ＣＴ撮影された前記被検体を表す第２の画像とを再構成する画像再構成手段と、前記第１の画像と前記第２の画像との互いに対応する画素値の比に応じた複数の画質の領域を含むよう、前記被検体を表す被検体画像を生成する被検体画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１１】
第２の観点では、本発明は、Ｘ線管とＸ線検出器とを有しており、被検体をＸ線ＣＴ撮影して第１の管電圧による第１の投影データと、前記第１の管電圧とは異なる第２の管電圧による第２の投影データとを収集するＸ線データ収集系と、前記第１および第２の投影データを用いて、前記第１の管電圧によりＸ線ＣＴ撮影された前記被検体を表す第１の画像と、前記第２の管電圧によりＸ線ＣＴ撮影された前記被検体を表す第２の画像とを再構成する画像再構成手段と、前記被検体を表す所定の画像における画素値が所定値以上である領域に対応する第１の領域については、前記第１の画像と前記第２の画像との互いに対応する画素値の比に応じた複数の画質の領域を含み、前記所定の画像における画素値が前記所定値未満である領域に対応する第２の領域については、前記所定の画像における画素値に応じた画質の領域を含むよう、前記被検体を表す被検体画像を生成する被検体画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
第３の観点では、本発明は、前記第１の画像と前記第２の画像とを重み付け減算処理して、第１の物質の成分が抑制された第１の物質抑制画像と、前記第１の物質とは異なる第２の物質の成分が抑制された第２の物質抑制画像とを得る重み付け減算手段をさらに備えており、前記所定の画像が、前記第１の物質抑制画像と前記第２の物質抑制画像とを重み付け加算処理して得られる画像、または該画像に所定の周波数成分を強調または抑制する処理を施して得られる画像である上記第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１３】
なお、「物質抑制画像」は、物質分離画像、あるいは物質弁別画像とも言われている。
【００１４】
第４の観点では、本発明は、前記所定の画像が、前記第１の画像、前記第２の画像、前記第１および第２の管電圧とは異なる第３の管電圧により前記被検体をＸ線ＣＴ撮影して得られる画像、または、これらの画像のうちいずれかに所定の周波数成分を強調または抑制する処理を施して得られる画像である上記第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１５】
第５の観点では、本発明は、前記複数の画質が、前記画素値の比に応じて高周波成分が強調または抑制される画質である上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１６】
第６の観点では、本発明は、前記複数の画質が、前記画素値の比がカルシウムに相当する比であるときに設定される画質であって、高周波成分が相対的に強調される第１の画質と、前記画素値の比がヨウ素に相当する比であるときに設定される画質であって、高周波成分が相対的に抑制される第２の画質とを含んでいる上記第５の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１７】
第７の観点では、本発明は、Ｘ線管とＸ線検出器とを有しており、被検体をＸ線ＣＴ撮影して第１の管電圧による第１の投影データと、前記第１の管電圧とは異なる第２の管電圧による第２の投影データとを収集するＸ線データ収集系と、前記第１および第２の投影データを用いて、第１の物質の成分が抑制された第１の物質抑制画像と、前記第１の物質とは異なる第２の物質の成分が抑制された第２の物質抑制画像とを再構成する画像再構成手段と、前記第１の物質抑制画像と前記第２の物質抑制画像との互いに対応する画素値による画素値組合せに応じた複数の画質の領域を含むよう、前記被検体を表す被検体画像を生成する被検体画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１８】
第８の観点では、本発明は、Ｘ線管とＸ線検出器とを有しており、被検体をＸ線ＣＴ撮影して第１の管電圧による第１の投影データと、前記第１の管電圧とは異なる第２の管電圧による第２の投影データとを収集するＸ線データ収集系と、前記第１および第２の投影データを用いて、第１の物質の成分が抑制された第１の物質抑制画像と、前記第１の物質とは異なる第２の物質の成分が抑制された第２の物質抑制画像とを再構成する画像再構成手段と、前記被検体を表す所定の画像における画素値が所定値以上である領域に対応する第１の領域については、前記第１の物質抑制画像と前記第２の物質抑制画像との互いに対応する画素値による画素値組合せに応じた複数の画質の領域を含み、前記所定の画像における画素値が前記所定値未満である領域に対応する第２の領域については、前記所定の画像における画素値に応じた画質の領域を含むよう、前記被検体を表す被検体画像を生成する被検体画像生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１９】
第９の観点では、本発明は、前記所定の画像が、前記第１の物質抑制画像と前記第２の物質抑制画像とを重み付け加算処理して得られる画像、または該画像に所定の周波数成分を強調または抑制する処理を施して得られる画像である上記第８の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２０】
第１０の観点では、本発明は、前記複数の画質が、前記画素値組合せに応じて高周波成分が強調または抑制される画質である上記第７の観点から第９の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２１】
第１１の観点では、本発明は、前記複数の画質が、前記画素値組合せがカルシウムに相当する組合せであるときに設定される画質であって、高周波成分が相対的に強調される第１の画質と、前記画素値組合せがヨウ素に相当する組合せであるときに設定される画質であって、高周波成分が相対的に抑制される第２の画質とを含んでいる上記第１０の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２２】
第１２の観点では、本発明は、前記第１の画像と前記第２の画像とを重み付け減算処理して、第１の物質の成分が抑制された第１の物質抑制画像と、前記第１の物質とは異なる第２の物質の成分が抑制された第２の物質抑制画像とを得る重み付け減算手段をさらに備えた上記第１の観点、第２の観点、および第４の観点から第６の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２３】
第１３の観点では、本発明は、前記被検体画像生成手段が、前記第１の物質抑制画像と第２の物質抑制画像とを重み付け加算処理して得られる画像と、該画像を平滑化処理して得られる画像との互いに対応する画素値を、位置または領域ごとに設定される重みを用いて重み付け加算処理することにより、前記被検体画像を生成する上記第３の観点、および第７の観点から第１２の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００２４】
第１４の観点では、本発明は、前記第１の物質が水であり、前記第２の物質がヨウ素である上記第３の観点、および第７の観点から第１３の観点のいずれか一つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ＣＴ値などの画素値からだけでは判別が難しい複数の物質について、その物質毎に画質が適正化された被検体画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図２】第一実施形態のＸ線ＣＴ装置による動作の流れを示すフローチャート（flowcart）である。
【図３】観察用被検体画像が生成される工程を模式化して表した図（その１）である。
【図４】観察用被検体画像が生成される工程を模式化して表した図（その２）である。
【図５】Ｘ線管から発生するＸ線のスペクトル（spectrum）を示す図である。
【図６】所定の物質におけるＸ線フォトンエネルギー（photon energy）とＸ線吸収係数との関係を示す図である。
【図７】第一実施形態における観察用被検体画像生成処理を示すフローチャートである。
【図８】第一実施形態における、注目画素とこれに位置的に対応する他の画像における画素とを示す図である。
【図９】ＣＴ値と物質の種類との相関関係を表す図である。
【図１０】デュアルエネルギー（dual energy）比と物質の種類との相関関係を示す図である。
【図１１】第一実施形態における、注目画素と位置的に対応する他の画像における画素の画素値に関する条件と重みとが対応付けされたテーブル（table）を示す図である。
【図１２】第一実施形態における、注目画素と位置的に対応する他の画像における画素の画素値に関する条件と重みとが対応付けされたグラフ（graph）を示す図である。
【図１３】従来の方法による観察用被検体画像の一例と、本実施形態の方法によって得られる観察用被検体画像の一例とを示す図である。
【図１４】第二実施形態のＸ線ＣＴ装置による動作の流れを示すフローチャートである。
【図１５】第二実施形態における、観察用被検体画像生成処理を示すフローチャートである。
【図１６】第二実施形態における、注目画素とこれに位置的に対応する他の画像における画素とを示す図である。
【図１７】第二実施形態における、注目画素と位置的に対応する他の画像における画素の画素値に関する条件と重みとが対応付けされたテーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２８】
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を概略的に示す図である。
【００２９】
Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ（gantry）２０とを具備している。
【００３０】
操作コンソール１は、操作者からの入力を受け付ける入力装置２と、デュアルエネルギー撮影を行うための各部の制御や画像を生成するためのデータ処理等を行う中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ（buffer）５と、画像を表示するモニタ（monitor）６と、プログラム（program）やデータ等を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００３１】
撮影テーブル１０は、被検体４０を載せて走査ガントリ２０の開口部Ｂに入れ出しするクレードル（cradle）１２を具備している。クレードル１２は、撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、被検体４０の体軸方向すなわちクレードル１２の直線移動方向をｚ方向、鉛直方向をｙ方向、ｚ方向およびｙ方向に垂直な水平方向をｘ方向とする。
【００３２】
走査ガントリ２０は、回転部１５と、回転部１５を回転可能に支持する本体部２０ａとを有する。回転部１５には、Ｘ線管２１と、Ｘ線管２１を制御するＸ線コントローラ（controller）２２と、Ｘ線管２１から発生したＸ線ビームＸｂをコリメート（collimate）して整形するコリメータ（collimator）２３と、被検体４０を透過したＸ線ビームＸｂを検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４の出力を投影データに変換して収集するＤＡＳ（Data Acquisition System）（データ収集装置ともいう）２５と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転部コントローラ２６とが搭載される。本体部２０ａは、制御信号などを操作コンソール１や撮影テーブル１０と通信する制御コントローラ２９を具備する。回転部１５と本体部２０ａとは、スリップリング（slip ring）３０を介して電気的に接続されている。
【００３３】
なお、中央処理装置３は、本発明における画像再構成手段、被検体画像生成手段、重み付け減算手段、および重み付け加算手段の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。
【００３４】
これより、第一実施形態のＸ線ＣＴ装置による動作の流れについて説明する。
【００３５】
図２は、第一実施形態のＸ線ＣＴ装置による動作の流れを示すフローチャートである。また、図３、図４は、観察用被検体画像が生成される工程を模式化して表した図である。
【００３６】
ステップ（step）Ｓ１では、走査ガントリ２０のＸ線データ収集系を構成するＸ線管２１、Ｘ線検出器２４およびＤＡＳ２５を用いてデュアルエネルギー撮影を行う。これにより、Ｘ線管２１の管電圧が相対的に高い第１の管電圧ＨＶによる第１の投影データＰHVと、相対的に低い第２の管電圧ＬＶによる第２の投影データＰLVとをスリップリング３０経由で収集する。なお、第１および第２の管電圧ＨＶ，ＬＶは、例えば１４０〔ｋＶ〕と８０〔ｋＶ〕とする。また、第１および第２の投影データＰHV，ＰLVは、例えば、ビュー（view）角度範囲がπ＋Ｘ線ビーム（X-ray beam）のファン角（fan angle）α〔ｒａｄ〕であるハーフスキャン（half scan）分、またはビュー角度範囲が２π〔ｒａｄ〕であるフルスキャン（full
scan）分の投影データとする。
【００３７】
デュアルエネルギー撮影には、例えば、Ｘ線管２１の管電圧を第１の管電圧ＨＶと第２の管電圧ＬＶとにビュー単位で高速に切り換えながら被検体の透過Ｘ線を検出する方法を用いる。また例えば、Ｘ線管２１の管電圧を一方の管電圧（例えば第１の管電圧ＨＶ）にしたまま所定ビュー角度分、被検体の透過Ｘ線を検出し、次にＸ線管２１の管電圧を他方の管電圧（例えば第２の管電圧ＬＶ）にしたまま所定ビュー角度分、被検体の透過Ｘ線を検出する方法を用いる。
【００３８】
ステップＳ２では、図３に示すように、収集された第１および第２の投影データＰHV，ＰLVを用いて、第１の管電圧ＨＶにより撮影された被検体を表す第１の管電圧画像（第１の画像）ＧHVと、第２の管電圧ＬＶにより撮影された被検体を表す第２の管電圧画像（第２の画像）ＧLVとを再構成する。
【００３９】
具体的には、まず、収集された第１および第２の投影データＰHV，ＰLVに対して、対数変換、線質硬化補正、Ｘ線検出器の感度補正等を含む所定の前処理を行う。次に、前処理された第１および第２の投影データＰHV，ＰLVに所定の再構成関数を重畳する。Ｘ線ＣＴ装置では、一般的に、再構成される画像の解像度が段階的に異なる複数の再構成関数が用意され、観察する組織や操作者の好み等によって使い分けられる。ここでは、前処理された第１および第２の投影データＰHV，ＰLVに、再構成される画像の解像度が比較的高くなる再構成関数を重畳する。その後、再構成関数が重畳された第１および第２の投影データＰHV，ＰLVをそれぞれ逆投影処理して、第１および第２の管電圧画像ＧHV，ＧLVを得る。したがって、第１および第２の管電圧画像ＧHV，ＧLVは解像度が高い画像となる。
【００４０】
なお、「解像度が高い」画像は、「鮮鋭度が高い」あるいは「高周波成分が強調される」画像と言うこともでき、一般的には画像ノイズが多く、シャリシャリ感のある画質となる。逆に、「解像度が低い」画像とは、「鮮鋭度が低い」あるいは「高周波成分が抑制される」画像と言うこともでき、一般的には画像ノイズが少なく、滑らかな画質となる。
【００４１】
ステップＳ３では、図３に示すように、第１の管電圧画像ＧHVと第２の管電圧画像ＧLVとを重み付け減算処理して、第１の物質の密度分布を表す第１の物質密度画像と、第２の物質の密度分布を表す第２の物質密度画像とを得る。本例では、第１の物質を水、第２の物質をヨウ素とし、水の密度分布を表す第１の物質密度画像Ｗと、ヨウ素の密度分布を表す第２の物質密度画像Ｉｏとを得る。
【００４２】
第１および第２の物質密度画像Ｗ，Ｉｏは、例えば次の数式に従って重み付け減算処理を行うことにより求めることができる。
【００４３】
【数１】
2010253138.tif 000003
【００４４】
ここで、ｋwは第１の物質密度画像の画素値Ｗ（x,y）を水の密度〔ｍｇ／ｍｌ〕で表すための変換係数、ｋioは第２の物質密度画像の画素値Ｉｏ（x,y）をヨウ素の密度〔ｍｇ／ｍｌ〕で表すための変換係数、Ｒioは第１の管電圧ＨＶと第２の管電圧ＬＶとにおけるヨウ素のデュアルエネルギー比、Ｒwは第１の管電圧ＨＶと第２の管電圧ＬＶとにおける水のデュアルエネルギー比である。
【００４５】
第１の物質密度画像Ｗ（x,y）を求めるための重み付け減算処理を表す数式１において、第２の管電圧画像の画素値ＧLV（x,y）に乗算する重み係数はｋwであり、第１の管電圧画像の画素値ＧHV（x,y）に乗算する重み係数はｋw・Ｒioである。また、第２の物質密度画像Ｉｏ（x,y）を求めるための重み付け減算処理を表す数式２において、第２の管電圧画像の画素値ＧLV（x,y）に乗算する重み係数はｋioであり、第１の管電圧画像ＧHV（x,y）の画素値に乗算する重み係数はｋio・Ｒwである。
【００４６】
デュアルエネルギー比Ｒioは、第２の管電圧ＬＶによるＸ線を用いて撮影した場合に得られる画像ＧＣLV（x,y）上のヨウ素に相当する画素値（ＣＴ値）ＧＣio,LV（x,y）を、第１の管電圧ＨＶによるＸ線を用いて撮影した場合に得られる画像ＧＣHV（x,y）上のヨウ素に相当する画素値ＧＣio,HVで除算してなる値（画素値の比）である。また、デュアルエネルギー比Ｒwは、画像ＧＣLV（x,y）上の水に相当する画素値ＧＣw,LV（x,y）を、画像ＧＣHV（x,y）上の水に相当する画素値ＧＣw,HV（x,y）で除算してなる値である。
【００４７】
以下、この処理の詳細について説明する。
【００４８】
図５は、Ｘ線管から発生するＸ線のスペクトル（エネルギー分布）を示す図である。この図において、ＳＰ１は第１の管電圧（例えば１４０〔ｋＶ〕）によるＸ線のスペクトル、ＳＰ２は第２の管電圧（例えば８０〔ｋＶ〕）によるＸ線のスペクトルを示す。また、図６は、所定の物質におけるＸ線フォトンエネルギーとＸ線吸収係数との関係を示す図である。この図において、μaは物質ａのＸ線吸収係数、μbは物質ｂのＸ線吸収係数を示す。
【００４９】
図５に示すように、Ｘ線のスペクトルはそのＸ線を発生するＸ線管の管電圧によって異なる。また、図６に示すように、物質のＸ線吸収係数はＸ線フォトンエネルギーに応じて変化し、その変化曲線は物質を構成する元素の種類またはその組合せによって異なる。
【００５０】
一方、被検体の投影データまたはこれを基に再構成される画像は、互いに異なる２種類の物質の密度分布およびそのＸ線吸収係数により近似的に表現できる。この近似モデルに基づき、第１の物質密度画像Ｗと第２の物質密度画像Ｉｏとを求めることができる。つまり、第１の管電圧画像ＧHVと第２の管電圧画像ＧLVとを、第１の物質である水に相当する画素の画素値が零になるよう重み付け減算処理することにより、第１の物質である水の成分が抑制され、第２の物質であるヨウ素の密度分布を表す第２の物質密度画像Ｉｏが得られる。同様に、第１の管電圧画像ＧHVと第２の管電圧画像ＧLVとを、第２の物質であるヨウ素に相当する画素の画素値が零になるよう重み付け減算処理することにより、第２の物質であるヨウ素の成分が抑制され、第１の物質である水の密度分布を表す第１の物質密度画像Ｗが得られる。
【００５１】
なお、第１および第２の管電圧画像ＧHV，ＧLVのそれぞれにおける第１および第２の物質に相当する画素値は、デュアルエネルギー撮影の撮影条件により推定することができる。したがって、上記の重み付け減算処理に用いるべき重みは、これら推定される画素値の比から特定することができる。
【００５２】
第１および第２の物質密度画像ＧHV，ＧLVは、上述のように、解像度の高い第１および第２の管電圧画像ＧHV，ＧLVを重み付け加算処理して得られる画像である。したがって、第１および第２の物質密度画像Ｗ，Ｉｏも解像度の高い画像となる。
【００５３】
ステップＳ４では、図３に示すように、第１の物質密度画像Ｗと第２の物質密度画像Ｉｏとを重み付け加算処理して所定の管電圧ＮＶ相当の画像である被検体基本画像ＧNVを得る。
【００５４】
被検体基本画像ＧNVは、例えば次の数式に従って重み付け加算処理を行うことにより求めることができる。
【００５５】
【数２】
2010253138.tif 000004
【００５６】
ここで、ｋｅＶ１は管電圧ＮＶによるＸ線の実効エネルギー、μw（keV1）は実効エネルギーｋｅＶ１における水のＸ線吸収係数、μio（keV1）は実効エネルギーｋｅＶ１におけるヨウ素のＸ線吸収係数、ｋｃは管電圧ＮＶ相当の断層像の画素値をＣＴ値に変更するための変更係数である。なお、ＣＴ値は、周知の通り、物質のＸ線吸収の程度を示す値であり、空気のＣＴ値は−１０００〔ＨＵ〕、水のＣＴ値は０〔ＨＵ〕で表される。
【００５７】
被検体基本画像ＧNVを求めるための重み付け加算処理を表す数式５において、第１の物質密度画像Ｗ（x,y）に乗算する重み係数はｋｃ・μw（keV1）であり、第２の物質密度画像Ｉｏ（x,y）に乗算する重み係数はｋｃ・μio（keV1）である。
【００５８】
なお、被検体基本画像ＧNVは、解像度の高い第１および第２の物質密度画像Ｗ，Ｉｏを重み付け加算処理して得られた画像である。したがって、被検体基本画像ＧNVもまた解像度の高い画像となる。
【００５９】
ステップＳ５では、図４に示すように、被検体基本画像ＧNVを平滑化処理（スムージング（smoothing）処理ともいう）して、被検体平滑化画像ＧSMを得る。例えば、被検体基本画像ＧNVにＮ×Ｎ画素のマスク（mask）を用いたフィルタ（filter）処理を施して、被検体平滑化画像ＧSMを得る。これにより、解像度が相対的に高い被検体基本画像ＧNVと解像度が相対的に低い被検体平滑化画像ＧSMとの組合せを得ることができる。
【００６０】
ステップＳ６では、図４に示すように、被検体基本画像ＧNVと被検体平滑化画像ＧSMとを、画素単位で設定される重みにより重み付け加算処理して、観察用被検体画像ＧOBを生成する。
【００６１】
【数３】
2010253138.tif 000005
【００６２】
ここで、ｗNV（x,y），ｗSM（x,y）は座標（x,y）の画素に設定された重み係数である。
【００６３】
この際、この観察用被検体画像ＧOBの各画素に対応する物質が、被検体基本画像ＧNVと、第１および第２の管電圧画像ＧHV，ＧLVとにおける当該画素と位置的に対応する画素の画素値を基に特定される。そして、観察用被検体画像ＧOBが、特定された物質の種類ごとに適した画質となるよう、上記重みｗNV（x,y），ｗSM（x,y）が設定される。以下、この処理の詳細について説明する。
【００６４】
図７は、ステップＳ６の観察用被検体画像生成処理を示すフローチャートである。
【００６５】
ステップＳ６１では、図８に示すように、観察用被検体画像ＧOBの画像空間を、被検体基本画像ＧNVや被検体平滑化画像ＧNV′等と同じ画素サイズ（size）で想定し、この画像空間における所定の画素を注目画素ＧOB（xa,ya）として設定する。なお、このステップＳ６では、当該ステップの処理を実行する都度、まだ設定したことがない画素を新たな注目画素ＧOB（xa,ya）として順次設定する。
【００６６】
ステップＳ６２では、図８に示すような、被検体基本画像ＧNVにおける、設定された注目画素ＧOB（xa,ya）と位置的に対応する画素、すなわち注目画素と座標が同じである所定の画素の画素値ＧNV（xa,ya）を求める。なお、この画素値はいわゆるＣＴ値である。ＣＴ値は、図９に示すように、物質の種類と相関があり、例えば、空気に相当するＣＴ値は−１０００〜−２５０、水／軟部組織に相当するＣＴ値は−２５０〜＋１００、造影剤（ヨウ素）に相当するＣＴ値は＋１００〜＋５００、骨部組織／石灰化（カルシウム）に相当するＣＴ値は＋１００〜＋２０００である。したがって、ＣＴ値は、特に空気、水／軟部組織等、ＣＴ値が比較的小さい物質の判別の指標に適している。
【００６７】
ステップＳ６３では、図８に示すような、第１の管電圧画像ＧHVにおける注目画素ＧOB（xa,ya）と位置的に対応する画素の画素値（第１の画素値）ＧHV（xa,ya）と、第２の管電圧画像ＧLVにおける注目画素ＧOB（xa,ya）と位置的に対応する画素の画素値（第２の画素値）ＧLV（xa,ya）との画素値比ＲHL（xa,ya）（＝第１の画素値／第２の画素値）を求める。
【００６８】
【数４】
2010253138.tif 000006
【００６９】
この画素値比ＲHL（xa,ya）は、注目画素ＧOB（xa,ya）が表す物質のデュアルエネルギー比である。
【００７０】
図１０は、相対的に低い管電圧による画像における所定の画素が表す物質のＣＴ値Ｌ−ＨＵと、相対的に高い管電圧による画像における同画素が表す物質のＣＴ値との関係を示す図であり、図中の数値はその比、すなわちデュアルエネルギー比を表している。デュアルエネルギー比は、図１０に示すように、物質の種類と相関があり、例えば、空気に相当するデュアルエネルギー比は＋０．９５〜＋１．０５、造影剤（ヨウ素）に相当するＣＴ値は＋１．７〜＋２．０、骨部組織／石灰化（カルシウム）に相当するデュアルエネルギー比は＋１．４〜＋１．６である。したがって、デュアルエネルギー比は、特に造影剤（ヨウ素）、骨部組織／石灰化（カルシウム）等、ＣＴ値が比較的大きい物質の判別の指標に適している。
【００７１】
ステップＳ６４では、注目画素ＧOB（xa,ya）が、上記の所定の画素の画素値ＧNV（xa,ya）と上記の画素値比ＲHL（xa,ya）とを基に、これらの画素値および画素値比によって特定される物質に適した画質となるよう、注目画素の画素値ＧOB（xa,ya）を求めるための重み付け加算処理に用いる重みｗNV（xa,ya），ｗSM（xa,ya）を設定する。
【００７２】
例えば、図１１に示すように、注目画素ＧOB（xa,ya）が所定の物質を表す場合に上記の所定の画素の画素値ＧNV（xa,ya）と上記の画素値比ＲHL（xa,ya）とがそれぞれ取り得る数値範囲の組合せと、その所定の物質に適した画質を得るための重みとが物質の種類別に対応付けされたテーブルを用意しておく。そして、このテーブルを参照して、求めた画素値ＧNV（xa,ya）および画素値比ＲHL（xa,ya）を基に対応付けされた重みを特定し、これを注目画素の画素値ＧOB（xa,ya）を求めるための重み付け加算処理に用いる重みｗNV（xa,ya），ｗSM（xa,ya）として設定する。
【００７３】
また例えば、図１２に示すように、注目画素ＧOB（xa,ya）が所定の物質を表す場合に上記の画素値比ＲHL（xa,ya）が取り得る数値とその所定の物質に適した画質を得るための重みとが対応付けされた第１のグラフを用意しておく。また、注目画素ＧOB（xa,ya）が所定の物質を表す場合に上記の所定の画素の画素値ＧNV（xa,ya）が取り得る数値とその所定の物質に適した画質を得るための重みとが対応付けされた第２のグラフを用意しておく。そして、求めた画素値ＧNV（xa,ya）が所定のしきい値Ｃth以上であるときには、第１のグラフを参照して、求めた画素値比ＲHL（xa,ya）を基に対応付けされた重みを特定し、これを注目画素の画素値ＧOB（xa,ya）を求めるための重み付け加算処理に用いる重みｗNV（xa,ya），ｗSM（xa,ya）として設定する。求めた画素値ＧNV（xa,ya）がしきい値Ｃth未満であるときには、第２のグラフを参照して、求めた画素値ＧNV（xa,ya）を基に対応付けされた重みを特定し、これを注目画素の画素値ＧOB（xa,ya）を求めるための重み付け加算処理に用いる重みｗNV（xa,ya），ｗSM（xa,ya）として設定する。なお、しきい値Ｃthは、例えば、空気、水、軟部組織等に相当するＣＴ値よりも大きく、ヨウ素、カルシウム等に相当するＣＴ値よりも小さい値、例えば＋１００に設定する。
【００７４】
一般的に、骨部組織や石灰化は、解像度が高い画質の方が観察に適しており、造影血管は、画像ノイズが少ない（解像度が低い）画質の方が観察に適していると言われている。また、肺野は、解像度が非常に高い画質の方が観察に適していると言われている。そこで、本例では、注目画素ＧOB（xa,ya）が骨部組織や石灰化の主成分であるカルシウムを表す場合に、その注目画素ＧOB（xa,ya）が解像度の高い画質となり、注目画素ＧOB（xa,ya）が造影血管の主成分であるヨウ素を表す場合に、その注目画素ＧOB（xa,ya）が画像ノイズの少ない（解像度の低い）画質となるようにする。また、注目画素ＧOB（xa,ya）が肺野の主成分である空気や物質密度が小さい軟部組織等を表す場合に、その注目画素ＧOB（xa,ya）が解像度の非常に高い画質となるようにする。
【００７５】
ステップＳ６５では、設定された重みｗNV（xa,ya），ｗSM（xa,ya）を用いて被検体基本画像と被検体平滑化画像とを重み付け加算処理して、注目画素の画素値ＧOB（xa,ya）を求める。
【００７６】
ステップＳ６６では、観察用被検体画像ＧOBを構成するすべての画素の画素値が求められたかを判定する。求められた場合には処理を終了し、求められていない場合にはステップＳ６１に戻って処理を継続する。
【００７７】
図１３は、従来の方法による観察用被検体画像ＧOB′の一例と、本実施形態の方法によって得られる観察用被検体画像ＧOBの一例とを示す図である。従来の方法では、ＣＴ値などの画素値のみから物質ごとの画質の最適化を行うので、造影腎臓と背骨の区別ができず、同じ画質になってしまう。一方、本実施形ｆ態の方法では、ＣＴ値などの画素値のほかに、デュアルエネルギー比を表す第１および第２の管電圧画像の画素値比を用いて物質ごとの画質の最適化を行うので、造影腎臓と背骨との区別ができ、それぞれ適した画質で表現される。
【００７８】
以上、このような第一実施形態によれば、被検体をデュアルエネルギー撮影して、異なる管電圧による被検体を表す二種類の管電圧画像ＧHV，ＧLVを生成する。さらにこれら二種類の管電圧画像ＧHV，ＧLVから二種類の物質密度画像Ｗ，Ｉｏを生成し、これら二種類の物質密度画像Ｗ，Ｉｏから所定の管電圧ＮＶ相当の画像である被検体基本画像ＧNVを生成する。それから、観察用被検体画像ＧOBにおける所定の画素を注目画素ＧOB（xa,ya）として、上記被検体基本画像ＧNVにおけるこの注目画素と位置的に対応する所定の画素の画素値ＧNV（xa,ya）と、上記二種類の管電圧画像ＧHV，ＧLVのそれぞれにおけるこの注目画素ＧOB（xa,ya）と位置的に対応する画素の画素値比ＲHL（xa,ya）とを求める。そして、注目画素ＧOB（xa,ya）が、求めた画素値ＧNV（xa,ya）および画素値比ＲHL（xa,ya）と対応付けされた画質になるよう、観察用被検体画像ＧOBを生成している。画素値ＧNV（x,y）および画素値比ＲHL（a,y,z）は、いずれも注目画素ＧOB（x,y）が表す物質の種類と相関があり、特に画素値比ＲHL（x,y）は、取り得る画素値の範囲が一部重複するような物質についても、この画素値比ＲHL（x,y）が重複することが少ない。そのため、ＣＴ値からだけでは判別が難しい複数の物質や組織について、その物質や組織毎に画質が適正化された観察用被検体画像ＧOBを得ることができる。
【００７９】
また、第一実施形態によれば、画素値ＧNV（x,y）と画素値比ＲHL（x,y）の両方を基に、注目画素ＧOB（xa,ya）が表す物質を間接的に判別している。そのため、肺野、軟部組織、造影剤、骨部組織／石灰化など解剖学的に分類される主要な物質や組織を偏りなく判別し、これら主要な物質や組織について画質を適正化することができる。これにより、画像化される被検体の部位によらず、被検体を構成する各物質や組織の画質が最適化された観察用被検体画像ＧOB（x,y）を、常にかつ簡単に得ることができる。このような特長は、特に緊急医療の現場で役に立つ。
【００８０】
（第二実施形態）
第二実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、第一実施形態と略同様の構成であるが、観察用被検体画像を生成するプロセスが異なる。すなわち、第一実施形態では、造影剤（ヨウ素）や骨部組織／石灰化（カルシウム）を間接的に判別するのに２種類の管電圧画像における互いに対応する画素の画素値比を利用しているが、第二実施形態では、２種類の物質密度画像における互いに対応する画素の画素値同士の組合せを利用する。
【００８１】
図１４は、第二実施形態のＸ線ＣＴ装置による動作の流れを示すフローチャートである。
【００８２】
ステップＡ１では、デュアルエネルギー撮影を行って、Ｘ線管２１の管電圧が相対的に
高い第１の管電圧ＨＶによる第１の投影データＰHVと、相対的に低い第２の管電圧ＬＶによる第２の投影データＰLVとを収集する。
【００８３】
ステップＡ２では、収集された第１および第２の投影データＰHV，ＰLVを用いて、第１および第２の物質密度画像Ｗ，Ｉｏを再構成する。
【００８４】
具体的には、まず、収集された第１の投影データＰHVと第２の投影データＰLVとを重み付け加算処理して第３の投影データＰWと第４の投影データＰIOとを生成する。そして、この第３および第４の投影データＰW，ＰIOに対して、対数変換、線質硬化補正、Ｘ線検出器の感度補正等を含む所定の前処理を行う。次に、前処理された第３および第４の投影データＰW，ＰIOに、再構成される画像の解像度が比較的高くなる再構成関数を重畳する。その後、再構成関数が重畳された第３および第４の投影データＰW，ＰIOをそれぞれ逆投影処理して、第１および第２の物質密度画像Ｗ，Ｉｏを得る。
【００８５】
なお、物質密度画像の生成に当たり、第一実施形態では、２種類の管電圧画像を生成し、これらを重み付け加算処理して得ているが、第二実施形態のように、投影データから直接的に物質密度画像を求めることもできる。
【００８６】
ステップＡ３では、第１の物質密度画像Ｗと第２の物質密度画像Ｉｏとを重み付け加算処理して所定の管電圧ＮＶ相当の画像である被検体基本画像ＧNVを得る。
【００８７】
ステップＡ４では、被検体基本画像ＧNVを平滑化処理して、被検体平滑化画像ＧSMを得る。これにより、解像度が相対的に高い被検体基本画像ＧNVと解像度が相対的に低い被検体平滑化画像ＧSMとの組合せを得ることができる。
【００８８】
ステップＡ５では、被検体基本画像ＧNVと被検体平滑化画像ＧSMとを、画素単位で設定される重みにより重み付け加算処理して、観察用被検体画像ＧOBを生成する。
【００８９】
【数５】
2010253138.tif 000007
【００９０】
この際、この観察用被検体画像ＧOBの各画素に対応する物質が、被検体基本画像ＧNVと、第１および第２の物質密度画像Ｗ，Ｉｏとにおける当該画素と位置的に対応する画素の画素値を基に特定される。そして、観察用被検体画像ＧOBが、特定された物質の種類ごとに適した画質となるよう、上記重みｗNV（x,y），ｗSM（x,y）が設定される。以下、この処理の詳細について説明する。
【００９１】
図１５は、ステップＡ５の観察用被検体画像生成処理を示すフローチャートである。
【００９２】
ステップＡ５１では、図１６に示すように、観察用被検体画像ＧOBの画像空間における所定の画素を注目画素ＧOB（xa,ya）として設定する。
【００９３】
ステップＡ５２では、図１６に示すような、被検体基本画像ＧNVにおける、設定された注目画素ＧOB（xa,ya）と位置的に対応する所定の画素の画素値ＧNV（xa,ya）を求める。なお、この画素値はいわゆるＣＴ値である。
【００９４】
ステップＡ５３では、図１６に示すような、第１の物質密度画像Ｗにおける注目画素ＧOB（xa,ya）と位置的に対応する画素の画素値（第１の画素値）Ｗ（xa,ya）と、第２の物質密度画像Ｉｏにおける注目画素ＧOB（xa,ya）と位置的に対応する画素の画素値（第２の画素値）Ｉｏ（xa,ya）との組合せＣWI（xa,ya）を求める。
【００９５】
【数６】
2010253138.tif 000008
【００９６】
ところで、第１および第２の物質密度画像Ｗ，Ｉｏは、第一実施形態のように、第１および第２の管電圧画像ＧHV，ＧLVの重み付け加算処理からも得られる画像である。そのため、この画素値組合せＣWI（xa,ya）にもデュアルエネルギー比と同様、物質の種類と相関がある。つまり、これらの画素値がどのような値であるかにより、物質の種類を特定することができる。
【００９７】
ステップＡ５４では、注目画素ＧOB（xa,ya）が、上記の所定の画素の画素値ＧNV（xa,ya）と上記の画素値組合せＣWI（xa,ya）とを基に、これらの画素値および画素値比によって特定される物質に適した画質となるよう、注目画素の画素値ＧOB（xa,ya）を求めるための重み付け加算処理に用いる重みｗNV（xa,ya），ｗSM（xa,ya）を設定する。
【００９８】
例えば、図１７に示すように、注目画素ＧOB（xa,ya）が所定の物質を表す場合に上記の所定の画素の画素値ＧNV（xa,ya）と上記の画素値組合せＣWI（xa,ya）を構成する画素値Ｗ（xa,ya）およびＩｏ（xa,ya）とがそれぞれ取り得る数値範囲の組合せと、その所定の物質に適した画質を得るための重みとが物質の種類別に対応付けされたテーブルを用意しておく。そして、このテーブルを参照して、求めた画素値ＧNV（xa,ya）および画素値組合せＣWI（xa,ya）を基に対応付けされた重みを特定し、これを注目画素の画素値ＧOB（xa,ya）を求めるための重み付け加算処理に用いる重みｗNV（xa,ya），ｗSM（xa,ya）として設定する。
【００９９】
本例では、注目画素ＧOB（xa,ya）が骨部組織や石灰化の主成分であるカルシウムを表す場合に、その注目画素ＧOB（xa,ya）が解像度の高い画質となり、注目画素ＧOB（xa,ya）が造影血管の主成分であるヨウ素を表す場合に、その注目画素ＧOB（xa,ya）が画像ノイズの少ない（解像度の低い）画質となるようにする。また、注目画素ＧOB（xa,ya）が肺野の主成分である空気や物質密度が小さい軟部組織等を表す場合に、その注目画素ＧOB（xa,ya）が解像度の非常に高い画質となるようにする。
【０１００】
ステップＡ５５では、設定された重みｗNV（xa,ya），ｗSM（xa,ya）を用いて被検体基本画像と被検体平滑化画像とを重み付け加算処理して、注目画素の画素値ＧOB（xa,ya）を求める。
【０１０１】
ステップＡ５６では、観察用被検体画像ＧOBを構成するすべての画素の画素値が求められたかを判定する。求められた場合には処理を終了し、求められていない場合にはステップＡ５１に戻って処理を継続する。
【０１０２】
以上、このような第二実施形態によれば、被検体をデュアルエネルギー撮影して、投影データから直接的に二種類の物質密度画像Ｗ，Ｉｏを生成する。さらにこれら二種類の物質密度画像から所定の管電圧ＮＶ相当の画像である被検体基本画像ＧNVを生成する。それから、観察用被検体画像ＧOBにおける所定の画素を注目画素ＧOB（xa,ya）として、上記被検体基本画像ＧNVにおけるこの注目画素と位置的に対応する所定の画素の画素値ＧNV（xa,ya）と、上記二種類の物質密度画像Ｗ，Ｉｏのそれぞれにおけるこの注目画素と位置的に対応する画素の画素値Ｗ（xa,ya），Ｉｏ（xa,ya）で構成される画素値組合せＣWI（xa,ya）とを求める。そして、注目画素ＧOB（xa,ya）が、求めた画素値ＧNV（xa,ya）および画素値組合せＣWI（xa,ya）と対応付けされた画質になるよう、観察用被検体画像ＧOBを生成している。画素値ＧNV（xa,ya）および画素値組合せＣWI（xa,ya）は、いずれも注目画素ＧOB（xa,ya）が表す物質の種類と相関があり、特に画素値組合せＣWI（xa,ya）は、取り得る画素値（ＣＴ値）の範囲が一部重複するような物質についても、この画素値組合せＣWI（xa,ya）が重複することが少ない。そのため、第一実施形態と同様、ＣＴ値からだけでは判別が難しい複数の物質や組織について、その物質や組織毎に画質が適正化された観察用被検体画像ＧOBを得ることができる。
【０１０３】
また、第二実施形態によれば、画素値ＧNV（xa,ya）と画素値組合せＣWI（xa,ya）の両方を基に、注目画素が表す物質を間接的に判別している。そのため、肺野、軟部組織、造影剤、骨部組織／石灰化など解剖学的に分類される主要な物質や組織を偏りなく判別し、これら主要な物質や組織について画質を適正化することができる。これにより、第一実施形態と同様、画像化される被検体の部位によらず、被検体を構成する各物質や組織の画質が最適化された観察用被検体画像ＧOBを、常にかつ簡単に得ることができる。
【０１０４】
また、第一および第二実施形態によれば、被検体基本画像ＧNVとこれを平滑化処理した被検体平滑化画像ＧSMとを重み付け加算処理して、観察用被検体画像ＧOBを生成している。被検体基本画像ＧNVは、上述の通り、第１および第２の物質密度画像Ｗ，Ｉｏの重み付け加算処理において重みを調整することにより、所望の管電圧相当の画像として生成することできる。したがって、観察用被検体画像ＧOBは、所望の管電圧相当の画像として得ることができる。
【０１０５】
なお、第一および第二実施形態では、注目画素ＧOB（xa,ya）が表す物質を、この注目画素と位置的に対応する画素の画素値から間接的に判別する上で、被検体基本画像ＧNVを用いているが、この被検体基本画像ＧNVに代えて他の画像を用いていもよい。例えば、被検体平滑化画像ＧSMや、第１の投影データＰHVに基づく第１の管電圧画像ＧHV、第２の投影データＰLVに基づく第２の管電圧画像ＧLV、あるいは、第３の管電圧ＢＶにより被検体をＸ線ＣＴ撮影して得られる画像、またはこれらの画像のうちいずれかに所定の周波数成分を強調または抑制する処理を施して得られる画像等を用いてもよい。
【０１０６】
また、第一および第二実施形態では、観察用被検体画像ＧOBを、被検体基本画像ＧNVと被検体平滑化画像ＧSMとを重み付け加算処理して生成しているが、解像度が互いに異なる別の二画像を重み付け加算処理して生成してもよい。あるいは、重み付け加算処理を行わず、被検体を表す解像度の高い所定の画像に対して、平滑化処理をその平滑化レベルを変えながら部分的に施して生成してもよい。
【０１０７】
また、第一実施形態では、被検体基本画像ＧNVにおける注目画素ＧOB（xa,ya）と位置的に対応する画素の画素値ＧNV（xa,ya）と、第１および第２の管電圧画像ＧHV，ＧLVにおける注目画素ＧOB（xa,ya）と位置的に対応する画素の画素値比ＲHL（xa,ya）とを基に、その注目画素ＧOB(xa,ya)が表す物質を間接的に判別しているが、この画素値比ＲHL（xa,ya）のみを基に物質を判別してもよい。また、第二実施形態では、被検体基本画像ＧNVにおける注目画素ＧNVと位置的に対応する画素の画素値ＧNV（xa,ya）と、第１および第２の物質密度画像Ｗ，Ｉｏにおける注目画素と位置的に対応する画素の画素値組合せＣWI（xa,ya）とを基に、その注目画素ＧOB(xa,ya)が表す物質を間接的に判別しているが、この画素値組合せＣWI（xa,ya）のみを基に物質を判別してもよい。これらの場合、ＣＴ値が比較的小さい物質の判別は難しくなるが、少なくともＣＴ値が比較的大きい物質、例えば造影剤（ヨウ素）と骨部／石灰化（カルシウム）の判別は可能である。実際に、造影剤と骨部／石灰化とが判別され、それぞれ適した画質で表されればそれでよいという場合もあり、このような実施形態でも充分に実用的である。
【０１０８】
また、第一および第二実施形態では、注目画素ＧOB(xa,ya)が表す物質を間接的に判別する上で、被検体基本画像ＧNV等における注目画素と位置的に対応する画素の画素値を用いているが、当該対応する画素またはその近傍画素に関わる他の画素値を用いてもよい。例えば、上記対応する画素の近傍画素の画素値、あるいは上記対応する画素やその近傍画素の重み付き平均画素値等を用いてもよい。
【０１０９】
また、第一および第二実施形態では、物質の種類と画質の種類との対応付け、すなわち、どの物質をどの画質で表すかは、予め決められているが、この対応付けは、観察者の好みに応じて変更できるようにしてもよい。
【０１１０】
また、第一および第二実施形態では、単一のＸ線管を用いてデュアルエネルギー撮影を行っているが、Ｘ線の照射方向が互いに異なる複数のＸ線管を用いてデュアルエネルギー撮影を行ってもよい。この場合、第１のＸ線管には相対的に高い第１の管電圧ＨＶが設定され、第２のＸ線管は相対的に低い第２の管電圧ＬＶが設定されてもよい。
【０１１１】
また、第一および第二実施形態では、デュアルエネルギー撮影におけるスキャン方式をアキシャルスキャン（axial scan）としているが、これをヘリカルスキャン（helical scan）としてもよい。
【０１１２】
また、第一および第二実施形態では、第１および第２の物質密度画像として、水の密度分布を表す画像とヨウ素の密度分布を表す画像とを用いているが、この組合せに限定されない。例えば、水の密度を表す画像とカルシウム（calcium）の密度を表す画像の組合せ、ヨウ素の密度分布を表す画像とカルシウムの密度分布を表す画像の組合せであってもよい。
【０１１３】
なお、第一および第二実施形態において、デュアルエネルギー撮影における２つの設定管電圧の一方を設定可能な最小管電圧とし、他方を設定可能な最高管電圧とすることが好適である。これにより、エネルギー分離度が上がり、ＳＮ比のよい断層像が得られる。一応の目安としては、設定管電圧の一方を６０ｋＶ以上、１００ｋＶ以下とし、他方を１２０ｋＶ以上、１６０ｋＶ以下とする。
【符号の説明】
【０１１４】
１  操作コンソール
２  入力装置
３  中央処理装置
５  データ収集バッファ
６  モニタ
７  記憶装置
１０  撮影テーブル
１２  クレードル
１５  回転部
２０  走査ガントリ
２０ａ  本体部
２１  Ｘ線管
２２  Ｘ線コントローラ
２３  コリメータ
２４  Ｘ線検出器
２５  ＤＡＳ
２６  回転部コントローラ
２９  制御コントローラ
３０  スリップリング
４０  被検体
１００  Ｘ線ＣＴ装置
Ｂ  開口部
Ｘｂ  Ｘ線ビーム
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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