(57)【要約】【課題】着目する物質の同定を行なうための画像化を操作者が簡易な操作で行なうこと。【解決手段】実施形態のＸ線ＣＴ装置は、収集部と、再構成制御部と、表示制御部とを備える。収集部は、Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線に由来する光子を計数し、当該計数した光子のエネルギーを計測した結果を計数結果として収集する。再構成制御部は、物質を特定可能なパラメータの入力を操作者から受け付けた場合に、受け付けたパラメータに該当する物質に固有のエネルギー成分を、複数の物質それぞれのＸ線吸収スペクトルに関する情報を記憶するデータベースから取得する。そして、再構成制御部は、取得したエネルギー成分に基づいて、前記計数結果から画像データを画像再構成部に再構成させる。そして、表示制御部は、前記画像データを表示部に表示させる。【選択図】図１
2014117568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線に由来する光子を計数し、当該計数した光子のエネルギーを計測した結果を計数結果として収集する収集部と、
物質を特定可能なパラメータの入力を操作者から受け付けた場合に、受け付けたパラメータに該当する物質に固有のエネルギー成分を、複数の物質それぞれのＸ線吸収スペクトルに関する情報を記憶するデータベースから取得し、取得したエネルギー成分に基づいて、前記計数結果から画像データを画像再構成部に再構成させる再構成制御部と、
前記画像データを表示部に表示させる表示制御部と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記再構成制御部は、前記データベースから取得したエネルギー成分に基づいて、前記計数結果を第１計数結果と第２計数結果とに分割するための第１エネルギー範囲と第２エネルギー範囲とを設定し、
前記画像再構成部は、前記第１計数結果から第１画像データを再構成し、前記第２計数結果から第２画像データを再構成し、前記第１画像データと前記第２画像データとの差分画像データを生成し、
前記表示制御部は、前記差分画像データを前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、前記差分画像データを前記計数結果に基づく画像データに重畳させた画像データを、表示部に表示させることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記再構成制御部は、前記データベースから取得したエネルギー成分の変更を前記操作者から受け付けた場合、変更後のエネルギー成分に基づく設定値を前記画像再構成部に通知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記再構成制御部は、前記第１エネルギー範囲及び前記第２エネルギー範囲の少なくとも一方の変更を前記操作者から受け付けた場合、変更後のエネルギー範囲に基づく設定値を前記画像再構成部に通知することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記再構成制御部は、複数断面それぞれで計数結果が収集されている場合、前記複数断面それぞれの差分画像データを生成する、又は、前記複数断面それぞれの差分画像データから３次元差分画像データを構築する旨の指示を前記画像再構成部に通知し、
前記表示制御部は、前記複数断面それぞれの差分画像データ、又は、前記３次元差分画像データに基づく画像データを前記表示部に表示させることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記再構成制御部は、前記複数断面それぞれの計数結果の中で、前記エネルギー成分が含まれる計数結果を検索し、検索した計数結果に対応する断面の差分画像データを生成する旨の指示を前記画像再構成部に通知することを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記データベースは、造影剤及び化学標識物質を含む物質の名前に対応付けて、該当する物質のＸ線吸収係数及び特性エネルギー値の少なくとも一方を記憶し、前記再構成制御部からの問い合せに対して、前記パラメータに対応する物質の特性エネルギー値を前記エネルギー成分として回答することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記再構成制御部は、自装置の内部に設置された前記データベースに対して問い合せを行なう、又は、自装置の外部に設置された前記データベースに対して通信網を介して問い合せを行なうことを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記再構成制御部は、前記操作者が行なった条件変更に基づいて前記画像再構成部を制御するために再設定した設定値を該当する物質に対応付けて保存する要求を前記データベースに行ない、
前記データベースは、前記再構成制御部が行なった問い合わせに該当する物質に設定値が対応付けられている場合、当該設定値を回答することを特徴とする請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記表示制御部は、前記再構成制御部が前記画像再構成部の制御に用いる設定値を取得するように前記操作者が指示するための操作ボタンを、前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記再構成制御部は、複数の物質それぞれを特定可能な複数のパラメータの入力を前記操作者から受け付けた場合に、受け付けた各パラメータのエネルギー成分を前記データベースから取得し、取得した各エネルギー成分に基づいて、前記計数結果から前記複数の物質それぞれに対応する画像データを画像再構成部に再構成させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線に由来する光子を計数し、当該計数した光子のエネルギーを計測した結果を計数結果として収集する収集部から前記計数結果を取得する取得部と、
物質を特定可能なパラメータの入力を操作者から受け付けた場合に、受け付けたパラメータに該当する物質に固有のエネルギー成分を、複数の物質それぞれのＸ線吸収スペクトルに関する情報を記憶するデータベースから取得し、取得したエネルギー成分に基づいて、前記計数結果から画像データを画像再構成部に再構成させる再構成制御部と、
前記画像データを表示部に表示させる表示制御部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１４】
Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線に由来する光子を計数し、当該計数した光子のエネルギーを計測した結果を計数結果として収集する収集部から前記計数結果を取得する取得手順と、
物質を特定可能なパラメータの入力を操作者から受け付けた場合に、受け付けたパラメータに該当する物質に固有のエネルギー成分を、複数の物質それぞれのＸ線吸収スペクトルに関する情報を記憶するデータベースから取得し、取得したエネルギー成分に基づいて、前記計数結果から画像データを再構成させる再構成制御手順と、
前記画像データを表示部に表示させる表示制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【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装置及び画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フォトンカウンティング方式の検出器を用いてフォトンカウンティングＣＴ（Computed  Tomography）を行なうＸ線ＣＴ装置の開発が進められている。従来のＸ線ＣＴ装置で用いられている積分型の検出器と異なり、フォトンカウンティング方式の検出器は、被検体を透過したＸ線に由来する光子を個々に計数可能な信号を出力する。従って、フォトンカウンティングＣＴでは、ＳＮ比（Signal  per  Noise）の高いＸ線ＣＴ画像を再構成可能となる。
【０００３】
また、フォトンカウンティング方式の検出器が出力した信号は、計数した個々の光子のエネルギーの計測（弁別）に用いることができる。従って、フォトンカウンティングＣＴでは、１種類の管電圧でＸ線を照射することで収集されたデータを複数のエネルギー成分に分けて画像化することができる。例えば、フォトンカウンティングＣＴでは、Ｋ吸収端の違いを利用した物質の同定が可能となる画像を生成することができる。かかる物質としては、造影剤や、組織を特異的に標識できる化学的標識物質等が挙げられる。
【０００４】
しかし、かかる画像を参照しても、医師等の観察者は、エネルギー成分と物質との関連性は一目では分からない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３４９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、着目する物質の同定を行なうための画像化を操作者が簡易な操作で行なうことができるＸ線ＣＴ装置及び画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、収集部と、再構成制御部と、表示制御部とを備える。収集部は、Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線に由来する光子を計数し、当該計数した光子のエネルギーを計測した結果を計数結果として収集する。再構成制御部は、物質を特定可能なパラメータの入力を操作者から受け付けた場合に、受け付けたパラメータに該当する物質に固有のエネルギー成分を、複数の物質それぞれのＸ線吸収スペクトルに関する情報を記憶するデータベースから取得する。そして、再構成制御部は、取得したエネルギー成分に基づいて、前記計数結果から画像データを画像再構成部に再構成させる。そして、表示制御部は、前記画像データを表示部に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る検出器の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、Ｋ吸収端を説明するための図である。
【図４】図４は、従来のフォトンカウンティングＣＴで表示される画像データの一例を示す図である。
【図５】図５は、図１に示すデータベースが記憶するデータ構成の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る制御処理の一例を示すシーケンス図（１）である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る制御処理の一例を示すシーケンス図（２）である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る画像再構成部が行なう処理の一例を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係るＧＵＩの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る再構成制御部を説明するための図（１）である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係る再構成制御部を説明するための図（２）である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係る再構成制御部を説明するための図（３）である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態において、条件変更により行なわれる処理の一例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１６は、第３の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１７】図１７は、第３の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１８】図１８は、第３の実施形態を説明するための図（３）である。
【図１９】図１９は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、Ｘ線ＣＴ装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
以下の実施形態で説明するＸ線ＣＴ装置は、フォトンカウンティングＣＴを実行可能な装置である。すなわち、以下の実施形態で説明するＸ線ＣＴ装置は、従来の積分型（電流モード計測方式）の検出器ではなく、フォトンカウンティング方式の検出器を用いて被検体を透過したＸ線を計数することで、ＳＮ比の高いＸ線ＣＴ画像データを再構成可能な装置である。
【００１１】
フォトンカウンティングＣＴでは、光子の数を計数することで、光（Ｘ線）の量を測定する。単位時間当たりの光子数が多いほど、強い光（Ｘ線）となる。また、個々の光子は、異なるエネルギーを有するが、フォトンカウンティングＣＴでは、光子のエネルギー計測を行なうことで、Ｘ線のエネルギー成分の情報を得ることができる。すなわち、フォトンカウンティングＣＴでは、１種類の管電圧でＸ線を照射することで収集されたデータを複数のエネルギー成分に分けて画像化することができる。
【００１２】
ここで、物質固有のエネルギー成分として、吸収端がある。吸収端（Ｋ吸収端やＬ吸収端）のエネルギーは、吸収原子と励起される内殻電子の量子数および価電子帯の電子配置によって決まる。例えば、フォトンカウンティングＣＴでは、Ｋ吸収端の違いを利用した物質の同定が可能となる画像データを得ることができる。
【００１３】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを有する。
【００１４】
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線を計数する装置であり、高電圧発生部１１と、Ｘ線管１２と、検出器１３と、収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６とを有する。
【００１５】
回転フレーム１５は、Ｘ線管１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動部１６によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
【００１６】
Ｘ線管１２は、後述する高電圧発生部１１により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。
【００１７】
高電圧発生部１１は、Ｘ線管１２に高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２は、高電圧発生部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。すなわち、高電圧発生部１１は、Ｘ線管１２に供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。
【００１８】
架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線管１２と検出器１３とを旋回させる。
【００１９】
検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線に由来する光を計数するための複数の検出素子を有する。一例を挙げれば、第１の実施形態に係る検出器１３が有する各検出素子は、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）系の半導体である。すなわち、第１の実施形態に係る検出器１３は、入射したＸ線を光に直接変換して、Ｘ線に由来する光を計数する直接変換型の半導体検出器である。
【００２０】
図２は、第１の実施形態に係る検出器の一例を説明するための図である。例えば、第１の実施形態に係る検出器１３は、図２に示すように、テルル化カドミウムにより構成される検出素子１３１が、チャンネル方向（図１中のＹ軸方向）にＮ列、体軸方向（図１中のＺ軸方向）にＭ列配置された面検出器である。検出素子１３１は、光子が入射すると、１パルスの電気信号を出力する。検出素子１３１が出力した個々のパルスを弁別することで、検出素子１３１に入射したＸ線に由来する光子（Ｘ線光子）の数を計数することができる。また、個々のパルスの強度に基づく演算処理を行なうことで、計数した光子のエネルギーを計測することができる。
【００２１】
なお、以下では、検出器１３が直接変換型の半導体検出器である場合について説明するが、第１の実施形態は、例えば、シンチレータと光電子増倍管とにより構成される間接変換型の検出器が検出器１３として用いられる場合でも適用可能である。
【００２２】
収集部１４は、検出器１３の出力信号を用いた計数処理の結果である計数結果を収集する。収集部１４は、Ｘ線管１２から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線に由来する光子を計数し、当該計数した光子のエネルギーを計測した結果を計数結果として収集する。そして、収集部１４は、計数結果を、コンソール装置３０に送信する。
【００２３】
具体的には、収集部１４は、検出素子１３１が出力した各パルスを弁別して計数したＸ線光子の入射位置（検出位置）と、当該Ｘ線光子のエネルギー値とを計数結果として、Ｘ線管１２の位相（管球位相）ごとに収集する。収集部１４は、例えば、計数に用いたパルスを出力した検出素子１３１の位置を、入射位置とする。また、収集部１４は、例えば、パルスのピーク値とシステム固有の応答関数とからエネルギー値を演算する。或いは、収集部１４は、例えば、パルスの強度を積分することで、エネルギー値を演算する。
【００２４】
計数結果は、例えば、『管球位相「α１」では、入射位置「Ｐ１１」の検出素子１３１において、エネルギー「Ｅ１」を有する光子の計数値が「Ｎ１」であり、エネルギー「Ｅ２」を有する光子の計数値が「Ｎ２」である』といった情報となる。或いは、計数結果は、例えば、『管球位相「α１」では、入射位置「Ｐ１１」の検出素子１３１において、エネルギー「Ｅ１」を有する光子の単位時間当たりの計数値が「ｎ１」であり、エネルギー「Ｅ２」を有する光子の単位時間当たりの計数値が「ｎ２」である』といった情報となる。なお、上記のエネルギー「Ｅ１」は、例えば、エネルギー範囲「Ｅ１〜Ｅ２」とされる場合であっても良い。かかる場合、計数結果は、例えば、『管球位相「α１」では、入射位置「Ｐ１１」の検出素子１３１において、エネルギー範囲「Ｅ１〜Ｅ２」を有する光子の計数値が「ＮＮ１」である』といった情報となる。エネルギー範囲は、収集部１４がエネルギーの値を、所定の粒度のエネルギー範囲に弁別して振り分けるためのエネルギー弁別域となる。
【００２５】
寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２と、寝台駆動装置２１とを有する。天板２２は、被検体Ｐが載置される板であり、寝台駆動装置２１は、天板２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。
【００２６】
なお、架台装置１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台装置１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台装置１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行なうステップアンドシュート方式を実行する。
【００２７】
コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された計数情報を用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール装置３０は、図１に示すように、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、前処理部３４と、投影データ記憶部３５と、画像再構成部３６と、画像記憶部３７と、システム制御部３８と、データベース３９とを有する。
【００２８】
入力装置３１は、Ｘ線ＣＴ装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御部３８に転送する。例えば、入力装置３１は、操作者からＸ線ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件や、Ｘ線ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。
【００２９】
表示装置３２は、操作者によって参照されるモニタであり、システム制御部３８による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データを操作者に表示したり、入力装置３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したりする。第１の実施形態において表示されるＧＵＩについては、後に詳述する。
【００３０】
スキャン制御部３３は、後述するシステム制御部３８の制御のもと、高電圧発生部１１、架台駆動部１６、収集部１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台装置１０における計数情報の収集処理を制御する。
【００３１】
前処理部３４は、収集部１４から送信された計数結果に対して、対数変換処理、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。
【００３２】
投影データ記憶部３５は、前処理部３４により生成された投影データを記憶する。すなわち、投影データ記憶部３５は、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成するための投影データ（計数結果）を記憶する。
【００３３】
画像再構成部３６は、投影データ記憶部３５が記憶する投影データを逆投影処理することで、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成する。逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered  Back  Projection）法による逆投影処理が挙げられる。また、画像再構成部３６は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行なうことで、画像データを生成する。画像再構成部３６は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、各種画像処理により生成した画像データを画像記憶部３７に格納する。
【００３４】
ここで、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、画像再構成部３６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、画像再構成部３６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。
【００３５】
また、画像再構成部３６は、例えば、各エネルギー成分のＸ線ＣＴ画像データの各画素にエネルギー成分に応じた色調を割り当て、エネルギー成分に応じて色分けされた複数のＸ線ＣＴ画像データを重畳した画像データを生成することができる。また、画像再構成部３６は、物質固有のＫ吸収端を利用して、当該物質の同定が可能となる画像データを生成することができる。画像再構成部３６が生成する他の画像データとしては、単色Ｘ線画像データや密度画像データ、実効原子番号画像データ等が挙げられる。
【００３６】
データベース３９は、複数の物質それぞれのＸ線吸収スペクトルに関する情報を記憶する記憶部である。すなわち、データベース３９は、分析化学的情報を記憶するデータベースである。データベース３９は、外部の分析化学データベースの情報を用いて、分析化学的な様々な情報を更新して保持することが可能である。
【００３７】
システム制御部３８は、架台装置１０、寝台装置２０及びコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御部３８は、スキャン制御部３３を制御することで、架台装置１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、システム制御部３８は、前処理部３４や、画像再構成部３６を制御することで、コンソール装置３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、システム制御部３８は、画像記憶部３７が記憶する各種画像データを、表示装置３２に表示するように制御する。
【００３８】
ここで、システム制御部３８は、図１に示すように、再構成制御部３８ａと表示制御部３８ｂとを有する。再構成制御部３８ａは、画像再構成部３６が行なう画像再構成処理や画像生成処理を制御する制御部であり、表示制御部３８ｂは、画像データの表示制御や、ＧＵＩの表示制御を行なう制御部である。なお、第１の実施形態において、再構成制御部３８ａと表示制御部３８ｂとが行なう制御処理については、後に詳述する。
【００３９】
以上、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、フォトンカウンティングＣＴにより、物質固有のエネルギー成分を利用した画像データの再構成処理や生成処理を行なう。
【００４０】
ここで、物質に固有のエネルギー成分の一例であるＫ吸収端について、図３を用いて説明する。図３は、Ｋ吸収端を説明するための図である。図３では、様々な物質のＸ線吸収スペクトルを示している。なお、図３の横軸は、エネルギー（単位：ｋｅＶ）であり、図３の縦軸は、線減弱係数（単位：ｃｍ−１）である。
【００４１】
図３では、ヨード系の造影剤が混在した血液（Iodine-mixed  blood）のＸ線吸収スペクトルと、ガドリウム系の造影剤が混在した血液（Gd-mixed  blood）のＸ線吸収スペクトルと、ビスマス系の造影剤が混在した血液（Bi-mixed  blood）のＸ線吸収スペクトルとを示している。また、図３では、水（Water）、下肢（Rib）、脊椎（Spi）のＸ線吸収スペクトルも合わせて示している。
【００４２】
図３に例示するように、Ｋ吸収端の前後では、減弱係数が急激に上昇する。例えば、Ｋ吸収端が「３３．１６ｋｅＶ」のヨウ素を着目物質とすると、ヨード系の造影剤が存在する組織を透過したＸ線光子の計数値は、「３３．１６ｋｅＶ」の前後のエネルギー範囲で、大きく異なる。従って、上述した「エネルギー成分に応じて色分けされた複数のＸ線ＣＴ画像データを重畳した画像データ」を参照することで、例えば、医師は、造影剤が存在する範囲や、組織特異的に取り込まれる化学標識物質が存在する範囲を観察することができる。
【００４３】
しかし、かかる画像データを参照しても、医師は、容易に自身が着目する物質が存在する領域を視認することができない。また、医師は、自身が着目する物質が存在する領域を視認可能な画像データを生成するために必要となる情報を容易に検索することができない。この点について、図４を用いて説明する。図４は、従来のフォトンカウンティングＣＴで表示される画像データの一例を示す図である。
【００４４】
図４の（Ａ）に示す画像データ１００は、エネルギー成分に応じて色分けされた複数のＸ線ＣＴ画像データを重畳した画像データである。また、図４の（Ａ）に示すカラーバー２００は、エネルギー成分に応じて割り当てられた色調を観察者が確認するために、画像データ１００の横に表示される。しかし、医師等の観察者は、カラーバー２００と画像データ１００とを参照しても、エネルギー成分と物質との関連性は一目では分からない。例えば、観察者は、自身が着目する物質に固有のエネルギー成分のエネルギー値を調べ、調べたエネルギー値に対応する色調をカラーバー２００で確認する必要がある。そして、更に、観察者は、画像データ１００を参照して、カラーバー２００で確認した色調が、どの位置に存在しているのかを確認する必要がある。
【００４５】
このため、図４の（Ｂ）に示すように、Ｘ線吸収スペクトルの横軸のスケールにカラーバー２００のスケールを合わせたカラーバー２００ａを、Ｘ線吸収スペクトルの横軸の下に横向きに配置した画像データを表示させることも考えられる。しかし、かかる場合でも、例えば、観察者は、自身が着目する物質に固有のエネルギー成分を、Ｘ線吸収スペクトルを参照して確認し、確認したエネルギー値に対応する色調をカラーバー２００ａで確認する必要がある。
【００４６】
このように、特定の物質に注目する場合は、特定の物質の特定のエネルギー成分を取得する必要がある。しかし、化学物質は多種多様であり、各物質の特性もそれぞれ異なるので、着目すべき物質が判明しても、医師は、即時に、どのエネルギーに着目すべきかを判断することができない。また、今後、新規の造影剤や化学的標識物質が開発された場合には、新規物質を同定可能な画像データを表示するために、新規のエネルギー成分を設定するためのデータ更新が必要となるが、かかる更新には手間がかかる。
【００４７】
そこで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、着目する物質の同定を行なうための画像化を、観察者である操作者が簡易な操作で行なうことができるように、以下、詳細に説明するデータベース３９を用いた再構成制御部３８ａの制御処理と、表示制御部３８ｂの制御処理とを行なう。  
【００４８】
まず、再構成制御部３８ａは、物質を特定可能なパラメータの入力を操作者から受け付けた場合に、受け付けたパラメータに該当する物質に固有のエネルギー成分をデータベース３９から取得する。そして、再構成制御部３８ａは、取得したエネルギー成分に基づいて、計数結果から画像データを画像再構成部３６に再構成させる。そして、表示制御部３８ｂは、画像データを表示装置３２に表示させる。
【００４９】
すなわち、再構成制御部３８ａは、データベース３９を用いて、物質に固有のエネルギー成分の検索処理を行なう。図５は、図１に示すデータベースが記憶するデータ構成の一例を示す図である。
【００５０】
例えば、データベース３９は、図５の（Ａ）に示すように、「物質名：Ａ」と「商品名：Ａ’」と「Ｘ線吸収スペクトル：Ｓ（Ａ）」とを対応付けて記憶する。図５の（Ａ）に例示するデータベース３９は、複数の物質それぞれのＸ線吸収スペクトルを、物質を特定可能なパラメータである物質名と商品名とに関連付けたデータ構造となる。
【００５１】
或いは、データベース３９は、図５の（Ｂ）に示すように、「物質名：Ａ」と「商品名：Ａ’」と「Ｋ吸収端：ＥＫ（Ａ）」と「Ｌ吸収端：ＥＬ（Ａ）」とを対応付けて記憶する。図５の（Ｂ）に例示するデータベース３９は、複数の物質それぞれのＸ線吸収スペクトルを特徴付けるエネルギー成分（特性エネルギー値）を、物質を特定可能なパラメータである物質名と商品名とに関連付けたデータ構造となる。
【００５２】
このように、データベース３９は、造影剤及び化学標識物質を含む物質の名前（物質名や商品名）に対応付けて、該当する物質のＸ線吸収係数及び特性エネルギー値の少なくとも一方を記憶する。
【００５３】
なお、第１の実施形態では、データベース３９がＸ線ＣＴ装置内（コンソール装置３０内）に設置される場合について説明するが、第１の実施形態は、データベース３９が、Ｘ線ＣＴ装置（コンソール装置３０）の外部に設置される場合であっても良い。かかる場合、コンソール装置３０とデータベース３９とは、有線通信網や無線通信網により接続される。
【００５４】
図６及び図７は、第１の実施形態に係る制御処理の一例を示すシーケンス図である。図６に示すように、システム制御部３８（再構成制御部３８ａ）は、操作者が入力したパラメータを送信して、データベース３９に問い合わせを行なう。例えば、再構成制御部３８ａは、「物質名：ＡＡＡ、エネルギー成分：Ｋ吸収端」を、データベース３９に問い合せる。ここで、「物質名：ＡＡＡ」がキセノン系の造影剤名であるとする。データベース３９は、「物質名：ＡＡＡ、エネルギー成分：Ｋ吸収端」を検索キーワードとして、自身が記憶するデータを検索し、検索結果をシステム制御部３８（再構成制御部３８ａ）に回答する。例えば、データベース３９は、図６に示すように、「物質名：ＡＡＡ」がキセノン系の造影剤名であることから、キセノンのＫ吸収端「ＥＫ＝３４．５６ｋｅＶ」を再構成制御部３８ａに回答する。
【００５５】
第１の実施形態では、再構成制御部３８ａは、自装置の内部に設置されたデータベース３９に対して問い合せを行なう。そして、データベース３９は、再構成制御部３８ａからの問い合せに対して、パラメータに対応する物質のＫ吸収端等の特性エネルギー値を、物質固有のエネルギー成分として回答する。なお、データベース３９が自装置外に設置される場合、再構成制御部３８ａは、自装置の外部に設置されたデータベース３９に対して通信網を介して問い合せを行なう。
【００５６】
すなわち、第１の実施形態では、データベース３９が検索機能を有する。第１の実施形態では、再構成制御部３８ａは、操作者が入力したパラメータをキーワードとするエネルギー成分の検索要求を行ない、データベース３９は、再構成制御部３８ａの問い合わせに付加されているパラメータをキーワードとするエネルギー成分の検索を行ない、検索結果を回答する。なお、データベース３９は、検索の結果、パラメータに対応するデータが存在しない場合、例えば、「Not  Found」等のメッセージを回答する。
【００５７】
ただし、第１の実施形態は、再構成制御部３８ａが検索を行なう場合であっても良い。かかる場合、再構成制御部３８ａは、操作者が入力したパラメータをキーワードとして、データベース３９を検索して、パラメータに対応する物質に固有のエネルギー成分（例えば、Ｋ吸収端）を取得する。
【００５８】
また、上記では、物質名とともにエネルギー成分の種類が検索用のパラメータとして用いられる場合について説明したが、第１の実施形態は、物質名や商品名を検索用のパラメータとして用い、エネルギー成分の種類を検索用のパラメータとして用いない場合であっても良い。この場合、データベース３９は、複数種類のエネルギー成分を再構成制御部３８ａに回答し、表示装置３２は、表示制御部３８ｂの制御により、例えば、種類が明記された複数のエネルギー成分のテーブルを表示する。操作者は、テーブルを参照した後、入力装置３１等を用いて物質同定に用いるエネルギー成分を指定する。
【００５９】
以下、再構成制御部３８ａ及び表示制御部３８ｂが行なう制御処理の一例について、詳細に説明する。以下に説明する制御処理は、Ｋ吸収端の違いを利用した物質の同定が可能となる画像データを、操作者に負担をかけることなく、自動的に生成する場合に適用される処理である。
【００６０】
まず、再構成制御部３８ａは、データベース３９から取得したエネルギー成分に基づいて、計数結果を第１計数結果と第２計数結果とに分割するための第１エネルギー範囲と第２エネルギー範囲とを設定する。これにより、画像再構成部３６は、第１計数結果から第１画像データを再構成し、第２計数結果から第２画像データを再構成する。そして、画像再構成部３６は、第１画像データと前記第２画像データとの差分画像データを生成する。
【００６１】
そして、表示制御部３８ｂは、差分画像データを表示装置３２に表示させる。或いは、表示制御部３８ｂは、差分画像データを第１画像データに重畳させた画像データを表示装置３２に表示させる。或いは、表示制御部３８ｂは、差分画像データを第２画像データに重畳させた画像データを表示装置３２に表示させる。或いは、表示制御部３８ｂは、差分画像データを、分割前の計数結果から再構成された画像データに重畳させた画像データを、表示装置３２に表示させる。
【００６２】
上記の処理について、図７のシーケンス図とともに、図８を用いて説明する。図８は、第１の実施形態に係る画像再構成部が行なう処理の一例を示す図である。図８は、キセノン系の造影剤の分布を同定可能な画像データとして、キセノンのＫ吸収端「ＥＫ＝３４．５６ｋｅＶ」を用いた差分画像データを生成する場合を例示している。なお、図８に示すＸ線吸収スペクトルの縦軸は、質量減弱係数である。
【００６３】
図７に示すように、システム制御部３８（再構成制御部３８ａ）は、画像再構成部３６に対して、データベース３９から取得したＫ吸収端前後でのサブトラクション実施を指示する。これにより、画像再構成部３６は、図７に示すように、差分画像データを生成する。例えば、図８に示すように、再構成制御部３８ａは、キセノンのＫ吸収端「ＥＫ＝３４．５６ｋｅＶ」より小さいエネルギー範囲（Ｅ＜ＥＫ）を第１エネルギー範囲Ｒ１と設定し、ＥＫより大きいエネルギー範囲（Ｅ＞ＥＫ）を第２エネルギー範囲Ｒ２として設定する。
【００６４】
これにより、画像再構成部３６は、投影データ記憶部３５が記憶する計数結果（投影データ）を、第１エネルギー範囲Ｒ１の計数結果（投影データ）である第１計数結果と、第２エネルギー範囲Ｒ２の計数結果（投影データ）である第２計数結果とに分割する。そして、画像再構成部３６は、第１計数結果（第１投影データ）から第１画像データ１０１を再構成し、第２計数結果（第２投影データ）から第２画像データ１０２を再構成する。
【００６５】
そして、画像再構成部３６は、図８に示すように、第２画像データ１０２から第１画像データ１０１を差分して、差分画像データ１０３を生成する。或いは、画像再構成部３６は、第１画像データ１０１から第２画像データ１０２を差分して、差分画像データ１０３を生成する。差分画像データ１０３では、第１エネルギー範囲Ｒ１と第２エネルギー範囲Ｒ２とで計数値が大きく異なる領域が主に描出されることとなる。
【００６６】
そして、システム制御部３８（表示制御部３８ｂ）は、図７に示すように、画像再構成部３６に対して重ね合わせを指示し、画像再構成部３６は、重畳画像データを生成する。例えば、画像再構成部３６は、図８に示すように、差分画像データ１０３と第２画像データ１０２とを重畳した重畳画像データ１０４を生成する。重畳画像データ１０４には、差分画像データ１０３で画素値が埋め込まれた画素には、特定の色調が割り当てられ、差分画像データ１０３で画素値が埋め込まれていない画素には、第２画像データ１０２の画素値に応じたグレースケールの色調が割り当てられている。そして、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、重畳画像データ１０４を表示する。なお、重畳を行なうか否かの設定、また、重畳対象となる画像データの設定は、例えば、操作者により任意に変更可能である。また、設定によっては、表示装置３２は、差分画像データ１０３と重畳画像データ１０４と並列表示しても良い。
【００６７】
なお、差分画像データ生成用の各種設定は、計数結果の収集後（スキャン終了後）に行なわれる場合であっても、計数結果の収集前（スキャン開始前）に行なわれる場合であっても良い。また、計数結果の収集前に差分画像データ生成用の各種設定が行なわれる場合、収集部１４は、スキャン制御部３３を介した再構成制御部３８ａの制御により、検出器１３からの出力信号を第１計数結果と第２計数結果とに弁別して、コンソール装置３０に送信しても良い。
【００６８】
以上の制御が行なわれることで、操作者は、着目物質を特定可能なパラメータ入力という簡単な操作だけで、着目物質を確実に同定可能な自動画素化処理を行なうことができる。次に、上記の操作を行なうために表示されるＧＵＩについて、図９を用いて説明する。図９は、第１の実施形態に係るＧＵＩの一例を示す図である。
【００６９】
例えば、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、撮影終了後、図４の（Ａ）に示す画像データ１００及びカラーバー２００を表示する。画像データ１００及びカラーバー２００が表示される領域を「画像表示領域」と以下記載する。「画像表示領域」に表示されている画像データ１００を参照することで、操作者は、撮影が完了したことを確認する。そして、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、図９の（Ａ）に例示するように、操作者がパラメータを入力するための入力用ＧＵＩ３００を表示する。
【００７０】
図９の（Ａ）に例示する入力用ＧＵＩ３００には、操作者がパラメータを入力するためのボックス３０１が配置される。操作者は、ボックス３０１をマウスで選択し、キーボードを用いて、例えば、図９の（Ｂ）に示すように、パラメータ「ＡＡＡ」をボックス３０１に入力する。そして、操作者は、入力したパラメータを確認後、例えば、検索要求用のショートカットキーを押下する。これにより、図６及び図７を用いて説明した検索処理や画像生成制御処理が自動的に開始される。
【００７１】
更に、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、再構成制御部３８ａが画像再構成部３６の制御に用いる設定値を取得するように、操作者が指示するための操作ボタンを表示する。図９の（Ａ）に例示する入力用ＧＵＩ３００には、ショートカット用の操作ボタン群３０２（操作ボタン３０２ａ〜３０２ｄ）が配置される。操作ボタン３０２ａは、図９の（Ｃ）に例示するように、再構成制御部３８ａが「ＡＡＡ」のエネルギー成分を取得して、「ＡＡＡ」の第１エネルギー範囲Ｒ１及び第２エネルギー範囲Ｒ２を設定するためのショートカット用の操作ボタンである。操作者は、例えば、図９の（Ｃ）に示すように、「ＡＡＡ」の文字が記載された操作ボタン３０２ａ上にカーソルを移動し、マウスでクリックすることで、「ＡＡＡ」の差分画像データを表示させることができる。
【００７２】
或いは、操作ボタン３０２ａは、図９の（Ｂ）に示すパラメータの手入力により、差分画像データ１０３が生成表示された後に、操作者が行なった履歴情報として、表示制御部３８ｂが入力用ＧＵＩ３００に自動的に生成表示される場合であっても良い。或いは、操作者の履歴保存要求により、操作ボタン３０２ａが生成表示される場合であっても良い。
【００７３】
このように、表示制御部３８ｂは、化学物質を同定可能な画像データの生成表示を行なうために必要となる操作を、操作者が簡易に行なえるように、ショートカット用の操作ボタン群３０２を表示させる。ここで、操作ボタン群３０２により指定される化学物質は、医師が実際に解析用に用いた実績のある化学物質だけでなく、医師が解析用に頻繁に用いる可能性のある化学物質であっても良い。解析用に頻繁に用いる可能性のある化学物質用の操作ボタン群３０２の設定は、例えば、医師やサービスマン等により行なわれる。
【００７４】
また、操作ボタン群３０２が押下された場合、再構成制御部３８ａは、データベース３９への問い合わせを行なって、設定値を取得する。或いは、履歴情報として設定された操作ボタンについては、再構成制御部３８ａ内のメモリに取得済みの設定値を格納しておいても良い。かかる場合、操作ボタン群３０２が押下されると、再構成制御部３８ａは、自装置内のメモリから、「ＥＫ＝３４．５６ｋｅＶ、第１エネルギー範囲：Ｅ＜ＥＫ、第２エネルギー範囲：Ｅ＜ＥＫ）を取得する。また、解析実績のない化学物質の設定値についても、予め、データベース３９へ問い合わせを行なって、再構成制御部３８ａ内のメモリに取得済みの設定値を格納しておいても良い。
【００７５】
また、化学物質を同定可能な画像データの生成表示を行なうために必要となる操作を、操作者が簡易に行なうためのＧＵＩとしては、操作ボタン群３０２以外にも、以下のようなものが挙げられる。例えば、ＧＵＩとして、ボックス３０１をクリックすることで、複数の化学物質の名前の一覧が表示されるプルダウンメニューが表示される場合でも良い。かかる場合、操作者は、プルダウンメニューに表示されている名前をマウスでクリックすることで、パラメータの入力を行なう。
【００７６】
ボックス３０１や操作ボタン３０２ａを用いた操作が行なわれると、表示装置３２の画像表示領域には、図９の（Ｄ）に示すように、「ＡＡＡ」の差分画像データを用いた重畳画像データ１０５が表示される。重畳画像データ１０５には、「ＡＡＡ」の差分画像データで画素値が埋め込まれた画素には、特定の色調が割り当てられ、「ＡＡＡ」の差分画像データで画素値が埋め込まれていない画素には、重畳対象の画像データの画素値に応じたグレースケールの色調が割り当てられている。
【００７７】
そこで、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、図９の（Ｄ）に示すように、「ＡＡＡ」のＫ吸収端を中心とする近傍領域に、上記の特定の色調を割り当て、他の領域にはグレースケールの色調が割り当てたカラーバー２００ｂを、カラーバー２００の代わりに表示する。操作者は、カラーバー２００ｂを参照することで容易に着目物質の特性エネルギー値を把握し、重畳画像データ１０５により着目物質の同定を行なうことができる。
【００７８】
次に、図１０を用いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理について説明する。図１０は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図１０に示すフローチャートでは、上記の操作ボタン３０２ａ等をショートカットボタンと記載している。また、図１０に示すフローチャートでは、ショートカットボタンに対応する設定値がデータベース３９から取得済みであり、撮影用のスキャンが終了している場合の処理を例示する。
【００７９】
図１０に例示するように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のシステム制御部３８は、操作者からパラメータの入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、パラメータの入力を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、システム制御部３８は、パラメータの入力を受け付けるまで待機する。
【００８０】
一方、パラメータの入力を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、再構成制御部３８ａは、パラメータの入力がショートカットボタンによる受付けか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ショートカットボタンによる受け付けである場合（ステップＳ１０２肯定）、再構成制御部３８ａは、自装置内のメモリから特性エネルギー値に基づく差分用のエネルギー範囲を取得する（ステップＳ１０６）。
【００８１】
一方、ショートカットボタンによる受け付けでない場合（ステップＳ１０２否定）、再構成制御部３８ａは、データベース３９に対する問い合わせを行ない（ステップＳ１０３）、回答を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、回答を受信しない場合（ステップＳ１０４否定）、再構成制御部３８ａは、回答を受信するまで待機する。
【００８２】
一方、回答を受信した場合（ステップＳ１０４肯定）、再構成制御部３８ａは、回答が特性エネルギー値であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、回答が特性エネルギー値でない場合（ステップＳ１０５否定）、再構成制御部３８ａは、操作者が着目する物質の分析化学的データがデータベース３９に登録されていないと判断して、処理を終了する。なお、かかる場合、再構成制御部３８ａは、外部のデータベースに再度、問い合わせを行なっても良い。
【００８３】
一方、回答が特性エネルギー値である場合（ステップＳ１０５肯定）、再構成制御部３８ａは、特性エネルギー値に基づいて、差分用のエネルギー範囲を設定する（ステップＳ１０７）。そして、ステップＳ１０６又はステップＳ１０７の後、再構成制御部３８ａの制御により、画像再構成部３６は、差分画像データを生成する（ステップＳ１０８）。そして、表示制御部３８ｂの制御により、画像再構成部３６は、重畳画像データを生成する（ステップＳ１０９）。
【００８４】
そして、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、重畳画像データを表示し（ステップＳ１１０）、処理を終了する。
【００８５】
上述したように、第１の実施形態では、データベース３９を用いた自動検索により、操作者が着目する物質固有のエネルギー成分を取得し、取得したエネルギー成分を用いた画像再構成及び画像生成等が自動的に実行される。例えば、第１の実施形態では、Ｋ吸収端に基づく差分画像データの生成が、パラメータ入力操作や、ショートカットボタン押下といった簡単な操作により、自動的に行なわれる。従って、第１の実施形態では、着目する物質の同定を行なうための画像化を操作者が簡易な操作で行なうことができる。
【００８６】
また、第１の実施形態では、着目する物質の同定を行なうための画像化を操作者が簡易な操作で行なうことができるため、重要な情報の見過ごしを回避して、検査の効率化を進めることができる。
【００８７】
なお、上記では、１つの物質に固有のエネルギー成分に基づく画像化を自動で行なう場合について説明したが、第１の実施形態は、複数の物質それぞれに固有のエネルギー成分に基づく画像化が自動で行なわれる場合であっても良い。かかる場合、再構成制御部３８ａは、複数の物質それぞれを特定可能な複数のパラメータの入力を操作者から受け付けた場合に、受け付けた各パラメータのエネルギー成分をデータベースから取得する。そして、再構成制御部３８ａは、取得した各エネルギー成分に基づいて、計数結果から複数の物質それぞれに対応する画像データを画像再構成部３６に再構成させる。
【００８８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、再構成制御部３８ａが画像再構成部３６の制御用に自動的に設定値が、操作者により調整される場合について説明する。
【００８９】
なお、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と同様に構成される。第２の実施形態では、再構成制御部３８ａ及び表示制御部３８ｂは、操作者の操作により、更に、以下の制御処理を行なう。
【００９０】
第２の実施形態に係る再構成制御部３８ａは、データベース３９から取得したエネルギー成分の変更を操作者から受け付けた場合、変更後のエネルギー成分に基づく設定値を画像再構成部３６に通知する。また、第２の実施形態に係る再構成制御部３８ａは、第１エネルギー範囲及び第２エネルギー範囲の少なくとも一方の変更を操作者から受け付けた場合、変更後のエネルギー範囲に基づく設定値を画像再構成部３６に通知する。図１１、図１２及び図１３は、第２の実施形態に係る再構成制御部を説明するための図である。
【００９１】
例えば、図８に示す差分画像データ１０３や重畳画像データ１０４を表示する際、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、図１１の（Ａ）に示すように、キセノンのＫ吸収端「ＥＫ＝３４．５６ｋｅＶ」が明示されたキセノンのＸ線吸収スペクトルを表示する。更に、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、図１１の（Ａ）に示すように、キセノンのＸ線吸収スペクトルとともに、図４の（Ｂ）で説明したカラーバー２００ａを表示する。ここで、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、図１１の（Ａ）に示すように、カラーバー２００ａにおいて「ＥＫ＝３４．５６ｋｅＶ」に対応する位置に、マウスで移動可能な矢印３０３を表示する。矢印３０３は、特性エネルギー値の調整用のＧＵＩであり、操作者は、特性エネルギー値の変更を行ないたい場合、図１１の（Ａ）に示すように、矢印３０３をマウスで移動させる。
【００９２】
或いは、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、図１１の（Ｂ）に示すように、図４の（Ａ）や図９の（Ａ）で説明したカラーバー２００において「ＥＫ＝３４．５６ｋｅＶ」に対応する位置に、マウスで移動可能な矢印３０４を表示する。矢印３０４は、特性エネルギー値の調整用のＧＵＩであり、操作者は、特性エネルギー値の変更を行ないたい場合、図１１の（Ｂ）に示すように、矢印３０４をマウスで移動させる。なお、矢印３０４は、図９の（Ｄ）に示すカラーバー２００ｂにて表示される場合であっても良い。
【００９３】
再構成制御部３８ａは、変更された特性エネルギー値に応じて、第１エネルギー範囲及び第２エネルギー範囲を再設定し、画像再構成部３６に通知する。例えば、「３４．５６ｋｅＶ」が「３５ｋｅＶ」と変更された場合、再構成制御部３８ａは、第１エネルギー範囲を「Ｅ＜３５ｋｅＶ」と再設定し、第２エネルギー範囲を「Ｅ＞３５ｋｅＶ」と再設定し、画像再構成部３６に通知する。検出器１３や収集部１４の物理的特性等の要因により、計測されたエネルギーの値は、真のエネルギー値と一致しないため、上記の調整は有効である。
【００９４】
更に、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、差分用のエネルギー範囲調整用のＧＵＩを表示する。例えば、図８に示す差分画像データ１０３等を表示する際、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、図１２に示すように、キセノンのＫ吸収端が明示されたキセノンのＸ線吸収スペクトルとともに、第１エネルギー範囲調整用の両矢印３０５と、第２エネルギー範囲調整用の両矢印３０６とを表示する。
【００９５】
操作者は、第１エネルギー範囲を調整する場合、両矢印３０５の長さや位置を、マウス操作により調整する。また、操作者は、第２エネルギー範囲を調整する場合、両矢印３０６の長さや位置を、マウス操作により調整する。なお、操作者は、両矢印３０５及び両矢印３０６を用いて、特性エネルギー値の調整を行なうこともできる。図１２に例示する場合、第１エネルギー範囲Ｒ１は、「２０．５６ｋｅＶ＜Ｅ＜３４．５６ｋｅＶ」の第１エネルギー範囲Ｒ１’に変更され、第２エネルギー範囲Ｒ２は、「３４．５６ｋｅＶ＜Ｅ＜４４．５６ｋｅＶ」の第２エネルギー範囲Ｒ２’に変更されている。
【００９６】
再構成制御部３８ａは、変更された第１エネルギー範囲及び第２エネルギー範囲を、画像再構成部３６に通知する。これにより、再構成制御部３８ａは、図１３に示すように、第１エネルギー範囲Ｒ１’の第１計数結果（第１投影データ）から第１画像データ１０１’を再構成し、第２エネルギー範囲Ｒ２’の第２計数結果（第２投影データ）から第２画像データ１０２’を再構成する。そして、再構成制御部３８ａは、図１３に示すように、第１画像データ１０１’と第２画像データ１０２’とから差分画像データ１０３’を生成する。
【００９７】
着目物質以外の物質のＸ線吸収スペクトルは、着目物質のＫ吸収端の近傍領域では、滑らかに変化しているので、差分処理によりキセノン以外の物質の情報を効率的に除去するためには、図１２に例示するように、差分に用いるエネルギー範囲を狭めることが好適である。一方、差分に用いるエネルギー範囲を狭めすぎると、画像化に用いる情報が欠落して差分画像データの画質が低下するので、差分に用いるエネルギー範囲がある程度の領域に調整されることが望ましい。本実施形態では、操作者の条件変更に基づく画像データが、即座に表示される。このため、操作者は、図１１や図１２に例示する調整を行なって、診断に最適な画像データを生成表示させることができる。なお、本実施形態は、操作者による条件変更が、数値入力により行なわれる場合であっても良い。
【００９８】
また、かかる調整により再設定された設定値は、今後の診断でも流用可能なように保管されることが望ましい。そこで、第２の実施形態に係る再構成制御部３８ａは、操作者が行なった条件変更に基づいて画像再構成部３６を制御するために再設定した設定値を該当する物質に対応付けて保存する要求をデータベース３９に行なう。そして、第２の実施形態に係るデータベース３９は、再構成制御部３８ａが行なった問い合わせに該当する物質に設定値が対応付けられている場合、当該設定値を回答する。
【００９９】
例えば、データベース３９が、図１４の（Ａ）に示すように、「物質名：ＡＡＡ」と「商品名：ＡＡＡ’」と「Ｋ吸収端：ＥＫ（ＡＡＡ）」と「Ｌ吸収端：ＥＬ（ＡＡＡ）」とを対応付けて記憶しているとする。再構成制御部３８ａは、「商品名：ＡＡＡ’」の設定値「変更Ｋ吸収端：ＥＫ’（ＡＡＡ）、変更第１エネルギー範囲：Ｒ１’（ＡＡＡ）、変更第２エネルギー範囲：Ｒ２’（ＡＡＡ）」の保存要求を通知する。かかる場合、データベース３９は、図１４の（Ａ）に示すように、「物質名：ＡＡＡ」と「商品名：ＡＡＡ’」とに対応付けて、更に、「設定値：ＥＫ’（ＡＡＡ）、Ｒ１’（ＡＡＡ）、Ｒ２’（ＡＡＡ）」を格納する。
【０１００】
これにより、データベース３９は、例えば、再構成制御部３８ａから「物質名：ＡＡＡ」の問い合わせに対して、「設定値：ＥＫ’（ＡＡＡ）、Ｒ１’（ＡＡＡ）、Ｒ２’（ＡＡＡ）」を回答する。なお、再設定された設定値は、例えば、個々の医師により異なる場合があるので、データベース３９は、更に、変更を行なった操作者のＩＤに対応付けて設定値を記憶しても良い。かかる場合、再構成制御部３８ａは、操作者ＩＤとともに、パラメータを通知する。データベース３９は、問い合わされたパラメータに該当する物質に、パラメータに付加された操作者ＩＤの設定値が対応付けられている場合、当該設定値を回答する。また、データベース３９は、問い合わされたパラメータに該当する物質に、パラメータに付加された操作者ＩＤの設定値が対応付けられていない場合、エネルギー成分のみを回答しても良いし、エネルギー成分とともに設定値を参考データとして回答しても良い。また、データベース３９は、問い合わされたパラメータに該当する物質に、パラメータに付加された操作者ＩＤの設定値が対応付けられている場合でも、設定値とともに、エネルギー成分を参考データとして回答しても良い。
【０１０１】
また、データベース３９が外部データベースであり、複数のＸ線ＣＴ装置から送信された設定値を記憶している場合、問い合わせを行なったＸ線ＣＴ装置において設定値が必ずしも最適な設定値とならない場合がある。このため、データベース３９は、「Ｋ吸収端：ＥＫ（ＡＡＡ）」と設定値とを回答しても良い。かかる場合、「Ｋ吸収端：ＥＫ（ＡＡＡ）」と設定値とのいずれかを用いるかは、操作者の指示に決定される。また、データベース３９が外部データベースである場合、データベース３９は、設定値を、変更を行なった操作者のＩＤと、又は、保存要求を行なったＸ線ＣＴ装置のＩＤと、又は、操作者のＩＤ及びＸ線ＣＴ装置のＩＤと対応付けて記憶しても良い。
【０１０２】
また、データベース３９に検索機能が搭載されていない場合、再構成制御部３８ａは、パラメータに対応するエネルギー成分を検索する際に、データベース３９が設定値を記憶しているかどうかを検索し、設定値を記憶している場合、当該設定値を含めて取得する。
【０１０３】
また、第１の実施形態で説明したように、表示制御部３８ｂは、差分画像データ等が生成表示された後に、操作者が行なった履歴情報に基づく操作ボタン（ショートカットボタン）を表示させることができる。そこで、第２の実施形態においては、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、図１４の（Ｂ）に示すように、再設定された「設定値：ＥＫ’（ＡＡＡ）、Ｒ１’（ＡＡＡ）、Ｒ２’（ＡＡＡ）」を読み出すための「操作ボタン３０２ａ’」を更に表示する。「操作ボタン３０２ａ’」には、例えば、図１４の（Ｂ）に示すように、操作者によりカスタマイズされた設定値を読み出すためのショートカットボタンであることを明示するために「ＡＡＡ（Ｃ）」が記載される。かかる場合、第１の実施形態で説明したように、再構成制御部３８ａは、「設定値：ＥＫ’（ＡＡＡ）、Ｒ１’（ＡＡＡ）、Ｒ２’（ＡＡＡ）」を自装置内に記憶しても良い。
【０１０４】
なお、再度、操作者の条件変更により設定が変更されて、「設定値：ＥＫ’’（ＡＡＡ）、Ｒ１’’（ＡＡＡ）、Ｒ２’’（ＡＡＡ）」となったとする。かかる場合、データベース３９は、図１４の（Ｃ）に示すように、「設定値：ＥＫ’（ＡＡＡ）、Ｒ１’（ＡＡＡ）、Ｒ２’（ＡＡＡ）」を「設定値：ＥＫ’’（ＡＡＡ）、Ｒ１’’（ＡＡＡ）、Ｒ２’’（ＡＡＡ）」に更新する。或いは、データベース３９は、「設定値：ＥＫ’’（ＡＡＡ）、Ｒ１’’（ＡＡＡ）、Ｒ２’’（ＡＡＡ）」を追加して記憶する。
【０１０５】
次に、図１５を用いて、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理について説明する。図１５は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図１５に示すフローチャートでは、エネルギー成分に基づく画像データの生成表示が行なわれた後に、操作者が条件変更要求を行なった場合に行なわれる処理を例示する。
【０１０６】
図１５に例示するように、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の再構成制御部３８ａは、操作者から条件変更要求を受け付けると（ステップＳ２０１）、変更要求に応じて差分用のエネルギー範囲を再設定する（ステップＳ２０２）。そして、画像再構成部３６は、再構成制御部３８ａの制御により、再設定されたエネルギー範囲に基づいて、差分画像データを生成する（ステップＳ２０３）。そして、画像再構成部３６は、表示制御部３８ｂの制御により、重畳画像データを生成する（ステップＳ２０４）。
【０１０７】
そして、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、重畳画像データを表示する（ステップＳ２０５）。そして、再構成制御部３８ａの要求により、データベース３９は、再設定された設定値の新規保存、又は、更新、又は、追加保存を行なって（ステップＳ２０６）、処理を終了する。なお、表示制御部３８ｂは、カスタマイズされたショートカットボタンの表示制御を行なう。
【０１０８】
上述したように、第２の実施形態では、差分処理するエネルギー範囲をマニュアルで変更することで、診断用の画像化を行なうための条件の最適化を行なうことができる。このため、第２の実施形態では、着目する物質の同定を行なうための画像化の最適化を操作者が簡易な操作で行なうことができる。また、第２の実施形態では、マニュアル指定された設定値を保管して、再利用することが可能となる。このため、第２の実施形態では、着目する物質の同定を行なうための最適な画像化を、操作者が簡易な操作で行なうことができる。
【０１０９】
なお、第２の実施形態で説明した処理は、複数の物質それぞれ同定可能な画像化を行なう場合であっても適用可能である。また、第１の実施形態で説明した内容は、操作者によるマニュアル調整が行なわれる点以外、第２の実施形態でも適用可能である。
【０１１０】
（第３の実施形態）
上記の第１及び第２の実施形態では、１つのスライス面における処理について説明した。しかし、上記の第１及び第２の実施形態で説明した２次元のデータに対する画像処理は、３次元のデータについても適用可能である。そこで、第３の実施形態では、ＣＴスキャンが複数のスライス面で行なわれる場合について説明する。
【０１１１】
すなわち、検出器１３が面検出器であることから、Ｘ線ＣＴ装置は、コンベンショナルスキャンにより複数のアキシャル断面を再構成することができる。また、ヘリカルスキャンにより、Ｘ線ＣＴ装置は、広範囲で複数のアキシャル断面を再構成することができる。また、画像再構成部３６は、複数のアキシャル断面それぞれで、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成するとともに、複数のＸ線ＣＴ画像データから３次元のＸ線ＣＴ画像データを構築することができる。また、画像再構成部３６は、各種レンダリング処理を行なって、表示用の２次元画像データを生成することができる。かかるレンダリング処理としては、３次元の情報が反映されたボリュームレンダリング（Volume  Rendering：ＶＲ）処理や、ＭＩＰ（Maximum  Intensity  Projection）処理、ＭＰＲ（Multi  Planar  Reconstructions）処理等が挙げられる。
【０１１２】
画像再構成部３６は、第１及び第２の実施形態で説明した差分画像データを、複数の断面に渡って生成することが可能である。そこで、第３の実施形態に係る再構成制御部３８ａは、複数断面それぞれで計数結果が収集されている場合、複数断面それぞれの差分画像データを生成する旨の指示を画像再構成部３６に通知する。そして、第３の実施形態に係る表示制御部３８ｂは、複数断面それぞれの差分画像データを表示装置３２に表示させる。なお、表示装置３２に表示される画像データは、複数断面の差分画像データを用いた複数断面の重畳画像データであっても良い。
【０１１３】
或いは、第３の実施形態に係る再構成制御部３８ａは、複数断面それぞれの差分画像データから３次元差分画像データを構築する旨の指示を画像再構成部３６に通知する。そして、第３の実施形態に係る表示制御部３８ｂは、３次元差分画像データに基づく画像データを表示装置３２に表示させる。なお、表示装置３２に表示される画像データは、３次元差分画像データを用いた３次元の重畳画像データであっても良い。
【０１１４】
上記の処理の一例について、図１６、図１７及び図１８を用いて説明する。図１６、図１７及び図１８は、第３の実施形態を説明するための図である。
【０１１５】
ここで、上記の処理は、ＣＴスキャンが行なわれた全断面について行なわれる場合であっても良いが、処理負荷の低減のため、ＣＴスキャンが行なわれた全断面の中で、操作者が処理対象となる断面を限定しても良い。かかる場合、操作者は、範囲設定のために２つの断面を指定する場合であっても、特定の部位（例えば、頭部、胸部、腹部等）を指定する場合であっても良い。例えば、被検体Ｐの全身スキャンが行なわれている場合に、操作者は、図１６に示す人体モデルのＧＵＩにおいて、任意の位置に、任意の大きさの矩形を設定することで、範囲の指定を行なう。図１６に例示する場合、操作者は、上腹部に該当する複数断面を処理対象として指定している。
【０１１６】
範囲指定が行なわれると、第１の実施形態で説明した処理が実行され、再構成制御部３８ａは、差分用のエネルギー範囲の設定を行なう。なお、第２の実施形態で説明したように、カスタマイズされた設定値の再設定が行なわれている場合、再構成制御部３８ａは、設定値を取得することで、差分用のエネルギー範囲の設定を取得する。
【０１１７】
そして、画像再構成部３６は、複数断面それぞれの差分画像データを生成する旨の指示を受信した場合、体軸方向に沿った複数の差分画像データを生成する。そして、画像再構成部３６は、図１７に例示するように、体軸方向に沿った複数の重畳画像データを生成する。なお、複数の重畳画像データの表示形態としては、操作者がトラックボール等を用いてスライスを指定することで、複数の重畳画像データがコマ送りのように表示される形態や、複数の重畳画像データがサムネール表示される形態等が挙げられる。
【０１１８】
一方、画像再構成部３６は、３次元構築の指示を受信した場合、図１７に示す体軸方向に沿った複数の差分画像データから３次元差分画像データを構築する。そして、画像再構成部３６は、３次元差分画像データと分割前の計数結果から再構成した３次元Ｘ線ＣＴ画像データとの３次元重畳画像データを生成する。或いは、画像再構成部３６は、複数断面の重畳画像データから３次元重畳画像データを生成する。そして、画像再構成部３６は、例えば、３次元重畳画像データに対して、任意の視線方向からのＶＲ処理を行なって、図１８に例示するＶＲ画像データを生成する。図１８に例示するＶＲ画像データには、着目する物質の３次元領域が、明瞭に描出される。なお、３次元差分画像データ及び３次元重畳画像データから生成される表示用の画像データは、任意の視線方向からのＭＩＰ画像データであっても、任意の断面におけるＭＰＲ画像データであっても良い。
【０１１９】
なお、処理対象が複数断面である点以外は、第１及び第２の実施形態で説明した内容は、第３の実施形態においても適用可能である。
【０１２０】
次に、図１９を用いて、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理について説明する。図１９は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図１９に示すフローチャートでは、処理対象となる断面（スライス）の指定が行なわれ、更に、差分用のエネルギー範囲の取得が行なわれた後に行なわれる処理を例示する。また、図１９では、処理対象となるスライスの枚数を「Ｎ」として説明する。
【０１２１】
図１９に例示するように、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の再構成制御部３８ａは、差分用のエネルギー範囲を取得すると（ステップＳ３０１）、スライス番号のカウンタの値を初期化して「ｉ＝１」と設定する（ステップＳ３０２）。そして、画像再構成部３６は、スライス「ｉ」の差分画像データを生成する（ステップＳ３０３）。そして、再構成制御部３８ａは、「i＝Ｎ」であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
【０１２２】
ここで、「i＝Ｎ」でない場合（ステップＳ３０４否定）、再構成制御部３８ａは、カウンタの値をインクリメントして「ｉ＝ｉ＋１」と設定する（ステップＳ３０５）。そして、ステップＳ３０３に戻り、画像再構成部３６は、スライス「ｉ」の差分画像データを生成する。
【０１２３】
ここで、「i＝Ｎ」である場合（ステップＳ３０４肯定）、再構成制御部３８ａは、操作者の要求がスライス表示であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ここで、操作者の要求がスライス表示である場合（ステップＳ３０６肯定）、再構成制御部３８ａの制御により、画像再構成部３６は、全スライスの重畳画像データを生成する（ステップＳ３０７）。一方、操作者の要求がスライス表示でなく３次元表示である場合（ステップＳ３０６否定）、再構成制御部３８ａの制御により、画像再構成部３６は、全スライスの重畳画像データから、ボリュームデータを構築し、ＶＲ画像データを生成する（ステップＳ３０８）。
【０１２４】
そして、表示制御部３８ｂの制御により、表示装置３２は、ステップＳ３０７、又は、ステップＳ３０８で生成された画像データを表示し（ステップＳ３０９）、処理を終了する。
【０１２５】
上述したように、第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態で説明した２次元の画像処理を３次元の画像処理とすることで、着目物質を３次元で同定可能な画像化を、簡易な操作により実行することができる。
【０１２６】
ここで、第３の実施形態に係る再構成制御部３８ａは、複数断面それぞれの計数結果の中で、データベース３９から取得したエネルギー成分、又は、設定値で設定されたエネルギー成分が含まれる計数結果を検索し、検索した計数結果に対応する断面の差分画像データを生成する旨の指示を画像再構成部３６に通知しても良い。この制御を行なうことで、着目物質が存在しない断面に対する画像処理が行なわれることを回避して、再構成制御部３８ａの処理負荷を軽減することができる。また、表示制御部３８ｂは、エネルギー成分が含まれる計数結果が検索されなかった断面に関する情報を、表示装置３２に表示させても良い。例えば、表示制御部３８ｂは、図１６に示す人体モデル上に、検索されなかった断面を表示させても良い。
【０１２７】
なお、上記の第１〜第３の実施形態で説明した画像処理は、フォトンカウンティングＣＴで生成可能な物質固有のエネルギー成分に基づく画像データ全般に対して適用可能である。また、上記の第１〜第３の実施形態で説明した画像処理は、計数結果を取得することが可能であるならば、Ｘ線ＣＴ装置とは独立に設置された画像処理装置により実行される場合であっても良い。
【０１２８】
また、第１〜第３の実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理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。この画像処理プログラムは、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、この画像処理プログラムは、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。
【０１２９】
以上、説明したとおり、第１の実施形態〜第３の実施形態によれば、着目する物質の同定を行なうための画像化を操作者が簡易な操作で行なうことができる。
【０１３０】
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】
【０１３１】
１４  収集部
３２  表示装置
３６  画像再構成部
３８  システム制御部
３８ａ  再構成制御部
３８ｂ  表示制御部
【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１９】
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【図９】
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【図１７】
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【図１８】
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