(57)【要約】【課題】画像ノイズレベルに応じたＸ線のエネルギーに関する単色Ｘ線画像を生成可能なＸ線ＣＴ装置の提供。【解決手段】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、第１、第２Ｘ線にそれぞれ対応する第１、第２投影データに基づいて第１、第２物質にそれぞれ対応する第１、第２物質投影データを生成する物質投影データ生成部１３２と、第１、第２物質投影データに基づいて第１、第２再構成画像をそれぞれ再構成する再構成部１３４と、第１、第２再構成画像とにより取得される単色Ｘ線画像の画像ノイズレベルと、第１、第２Ｘ線の発生に関する第１、第２撮影条件と第１、第２物質にそれぞれ対応する第１、第２減弱係数とに基づいて、エネルギーを決定するエネルギー決定部１３８と、第１、第２再構成画像と、決定されたエネルギーに対応する第１、第２減弱係数とに基づいて、決定されたエネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成する画像生成部１４２とを具備する。【選択図】図1
2014166351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を透過した第１Ｘ線と、前記第１Ｘ線のエネルギーとは異なるエネルギーを有する第２Ｘ線とを検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部からの出力に基づいて、前記第１Ｘ線と前記第２Ｘ線とにそれぞれ対応する第１投影データと第２投影データとを収集する投影データ収集部と、
前記第１投影データと前記第２投影データとに基づいて、第１物質と第２物質とにそれぞれ対応する第１物質投影データと第２物質投影データとを生成する物質投影データ生成部と、
前記第１物質投影データに基づいて第１再構成画像を再構成し、前記第２物質投影データに基づいて第２再構成画像を再構成する再構成部と、
前記第１再構成画像と前記第２再構成画像とにより生成される単色Ｘ線画像の画像ノイズレベルと、前記第１Ｘ線の発生に関する第１撮影条件と、前記第２Ｘ線の発生に関する第２撮影条件と、前記第１物質に関する第１減弱係数と、前記第２物質に関する第２減弱係数とに基づいて、エネルギーを決定するエネルギー決定部と、
前記第１再構成画像と、第２再構成画像と、前記エネルギーに対応する前記第１減弱係数および前記第２減弱係数とに基づいて、前記エネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成する画像生成部と、
を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記エネルギー決定部は、前記画像ノイズレベルとして、前記単色Ｘ線画像の標準偏差値を用いる請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記エネルギー決定部は、前記単色Ｘ線画像のコントラストノイズ比と、前記標準偏差値と、前記第１減弱係数と、前記第２減弱係数とに基づいて、前記エネルギーを決定する請求項２に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記エネルギー決定部は、前記標準偏差値とコントラスト強調に関する物質の減弱係数と前記コントラスト強調において背景となる物質の減弱係数と水の減弱係数とに基づいて、前記エネルギーを決定する請求項２に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記標準偏差値と、コントラスト強調に関する複数の物質にそれぞれ対応する複数の減弱係数と前記標準偏差値とを用いて発生される前記単色Ｘ線画像のコントラストノイズ比とのうち少なくとも一方を選択する選択指示を入力する入力部をさらに具備し、
前記画像生成部は、
前記標準偏差値が選択された場合、前記第１撮影条件における第１管電流時間積と前記第２撮影条件における第２管電流時間積と前記第１減弱係数と前記第２減弱係数とに基づいて決定された前記エネルギーに対応する前記単色Ｘ線画像を生成し、
前記コントラストノイズ比が選択された場合、前記標準偏差値と前記コントラスト強調に関する物質の減弱係数と前記コントラスト強調において背景となる物質の減弱係数と水の減弱係数とに基づいて決定された前記エネルギーに対応する前記単色Ｘ線画像を生成する請求項２に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記エネルギー決定部は、前記画像ノイズレベルとして、前記単色Ｘ線画像のコントラストノイズ比を用いる請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記エネルギー決定部は、前記第１撮影条件における第１管電流時間積と、前記第２撮影条件における第２管電流時間積と、前記第１減弱係数と、前記第２減弱係数とに基づいて、前記エネルギーを決定する請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
前記第１撮影条件と前記第２撮影条件とに対する前記エネルギーの対応表を記憶する記憶部をさらに具備し、
前記エネルギー決定部は、
前記第１撮影条件と前記第２撮影条件と前記対応表とに基づいて、前記エネルギーを決定すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】
第１Ｘ線に由来する第１投影データと、前記第１Ｘ線のエネルギーとは異なるエネルギーを有する第２Ｘ線に由来する第２投影データとを記憶する記憶部と、
前記第１投影データと前記第２投影データとに基づいて、第１物質と第２物質とにそれぞれ対応する第１物質投影データと第２物質投影データとを生成する物質投影データ生成部と、
前記第１物質投影データに基づいて第１再構成画像を再構成し、前記第２物質投影データに基づいて第２再構成画像を再構成する再構成部と、
前記第１再構成画像と前記第２再構成画像とにより生成される単色Ｘ線画像の画像ノイズレベルと、前記第１Ｘ線の発生に関する第１撮影条件と、前記第２Ｘ線の発生に関する第２撮影条件と、前記第１物質に関する第１減弱係数と、前記第２物質に関する第２減弱係数とに基づいて、エネルギーを決定するエネルギー決定部と、
前記第１再構成画像と、第２再構成画像と、前記エネルギーに対応する前記第１減弱係数および前記第２減弱係数とに基づいて、前記エネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成する画像生成部と、
を具備する医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記エネルギー決定部は、前記画像ノイズレベルとして、前記単色Ｘ線画像の標準偏差値を用いる請求項９に記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
前記エネルギー決定部は、前記単色Ｘ線画像のコントラストノイズ比と、前記標準偏差値と、前記第１減弱係数と、前記第２減弱係数とに基づいて、前記エネルギーを決定する請求項１０に記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
前記エネルギー決定部は、前記標準偏差値とコントラスト強調に関する物質の減弱係数と前記コントラスト強調において背景となる物質の減弱係数と水の減弱係数とに基づいて、前記エネルギーを決定する請求項１０に記載の医用画像処理装置。
【請求項１３】
前記標準偏差値と、コントラスト強調に関する複数の物質にそれぞれ対応する複数の減弱係数と前記標準偏差値とを用いて発生される前記単色Ｘ線画像のコントラストノイズ比とのうち少なくとも一方を選択する選択指示を入力する入力部をさらに具備し、
前記画像生成部は、
前記標準偏差値が選択された場合、前記第１撮影条件における第１管電流時間積と前記第２撮影条件における第２管電流時間積と前記第１減弱係数と前記第２減弱係数とに基づいて決定された前記エネルギーに対応する前記単色Ｘ線画像を生成し、
前記コントラストノイズ比が選択された場合、前記標準偏差値と前記コントラスト強調に関する物質の減弱係数と前記コントラスト強調において背景となる物質の減弱係数と水の減弱係数とに基づいて決定された前記エネルギーに対応する前記単色Ｘ線画像を生成する請求項１０に記載の医用画像処理装置。
【請求項１４】
前記エネルギー決定部は、前記画像ノイズレベルとして、前記単色Ｘ線画像のコントラストノイズ比を用いる請求項９に記載の医用画像処理装置。
【請求項１５】
前記エネルギー決定部は、前記第１撮影条件における第１管電流時間積と、前記第２撮影条件における第２管電流時間積と、前記第１減弱係数と、前記第２減弱係数とに基づいて、前記エネルギーを決定する請求項９に記載の医用画像処理装置。
【請求項１６】
前記第１撮影条件と前記第２撮影条件とに対する前記エネルギーの対応表を記憶する記憶部をさらに具備し、
前記エネルギー決定部は、
前記第１撮影条件と前記第２撮影条件と前記対応表とに基づいて、前記エネルギーを決定すること、
を特徴とする請求項９に記載の医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、デュアルエネルギーを用いた撮影を実行可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置、および単色Ｘ線画像を生成可能な医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、異なる２種類の管電圧で、被検体を撮影することができるＸ線コンピュータ断層撮影装置がある。このとき、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、異なる２種類の管電圧に関する２種類の投影データを、２種類の基準物質の投影データに分離することができる。加えて、上記Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、分離された２種類の基準物質各々の投影データに基づいて、２種類の基準物質の存在率に基づく基準物質画像を再構成することができる。加えて、上記Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によれば、２種類の基準物質にそれぞれ対応する２つの基準物質画像に対して重み付け処理を実行することにより、任意のエネルギーにおける単色Ｘ線画像を生成することができる。
【０００３】
しかしながら、生成された単色Ｘ線画像の標準偏差（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：以下、ＳＤと呼ぶ）値は、撮影条件（２種類の管電圧の組み合わせ、２種類の管電圧にそれぞれ対応する２種類の管電流時間積など）、基準物質の種類、生成される単色Ｘ線画像のエネルギーに依存するため、ＳＤ値が最小となる単色Ｘ線画像を生成することができない問題がある。このため、操作者は、生成されるＸ線単色画像のＳＤ値を予め把握することができないため、ＳＤ値が最小となる単色Ｘ線画像を、実測しながら探索しなければならない問題がある。
【０００４】
また、生成された単色Ｘ線画像のコントラストノイズ比（Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：以下、ＣＮＲと呼ぶ）は、撮影条件、基準物質の種類、コントラスト強調される物質の減弱係数、コントラストの背景となる物質の減弱係数、生成される単色Ｘ線画像のエネルギーに依存するため、ＣＮＲが最大となる単色Ｘ線画像を生成することができない問題がある。このため、操作者は、生成されるＸ線単色画像のＣＮＲを予め把握することができないため、ＣＮＲが最大となる単色Ｘ線画像を実測しながら探索しなければならない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６１９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
目的は、画像ノイズレベルに応じたＸ線のエネルギーに関する単色Ｘ線画像を生成可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置および医用画像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、被検体を透過した第１Ｘ線と、前記第１Ｘ線のエネルギーとは異なるエネルギーを有する第２Ｘ線とを検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線検出部からの出力に基づいて、前記第１Ｘ線と前記第２Ｘ線とにそれぞれ対応する第１投影データと第２投影データとを収集する投影データ収集部と、前記第１投影データと前記第２投影データとに基づいて、第１物質と第２物質とにそれぞれ対応する第１物質投影データと第２物質投影データとを生成する物質投影データ生成部と、前記第１物質投影データに基づいて第１再構成画像を再構成し、前記第２物質投影データに基づいて第２再構成画像を再構成する再構成部と、前記第１再構成画像と前記第２再構成画像とにより取得される単色Ｘ線画像の画像ノイズレベルと、前記第１Ｘ線の発生に関する第１撮影条件と、前記第２Ｘ線の発生に関する第２撮影条件と、前記第１物質に関する第１減弱係数と、前記第２物質に関する第２減弱係数とに基づいて、エネルギーを決定するエネルギー決定部と、前記第１再構成画像と、第２再構成画像と、前記エネルギーに対応する前記第１減弱係数および前記第２減弱係数とに基づいて、前記エネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成する画像生成部と、を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【発明の効果】
【０００８】
本実施形態によれば、画像ノイズレベルに応じたＸ線のエネルギーに関する単色Ｘ線画像を生成可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置および医用画像処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係り、第１撮影条件における第１管電流時間積と第２撮影条件における第２管電流時間積とのｍＡｓ比に対する、第１再構成画像の標準偏差値と第２再構成画像の標準偏差値との比の依存性の一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係り、Ｘ線のエネルギーに対する単色Ｘ線画像の標準偏差値の依存性の一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係り、単色Ｘ線画像に関するエネルギーを計算し、計算されたエネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成する手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本実施形態の変形例に係り、管電圧組み合わせとｍＡｓ比とに対する第１、第２エネルギーの対応表の一例を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態の変形例に係り、管電圧組み合わせとｍＡｓ比と対応表とに基づいてエネルギーを決定し、決定されたエネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成する手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置（Ｘ線ＣＴ装置ともいう）の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線発生部とＸ線検出部とが一体として被検体の周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ、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線発生部のみが被検体の周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ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。また、画像を再構成するには被検体の周囲一周、３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ファン角度分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても本実施形態へ適用可能である。また、入射Ｘ線を電荷に変化するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線によるセレン等の半導体内での電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。さらに、近年では、Ｘ線発生部とＸ線検出部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の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態においては、従来からの一管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であっても、多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であってもいずれも適用可能である。多管球型である場合、複数の管球にそれぞれ印加される複数の管電圧は、それぞれ異なる（多管球方式）。ここでは、一管球型として説明する。また、Ｘ線検出素子は、低エネルギーＸ線を検出する前面検出部分と、前面検出器の背面に設けられ、高エネルギーＸ線を検出する背面検出部分とを有する２層検出素子であってもよい。ここでは、説明を簡単にするため、Ｘ線検出部は、１層のＸ線検出素子であるものとする。
【００１１】
なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１２】
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の構成を示している。本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、ガントリ１００、前処理部１３０、物質投影データ生成部１３２、再構成部１３４、記憶部１３６、エネルギー決定部１３８、入力部１４０、画像生成部１４２、表示部１４４、制御部１４６を有する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、図示していないインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）を有していてもよい。Ｉ／Ｆは、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１を電子的通信回線（以下、ネットワークと呼ぶ）と接続する。ネットワークには、図示していない放射線部門情報管理システムおよび図示していない病院情報システムなどが接続される。
【００１３】
ガントリ１００には、図示していない回転支持機構が収容される。回転支持機構は、回転リング１０２と、回転軸Ｚを中心として回転自在に回転リング１０２を支持するリング支持機構と回転リング１０２の回転を駆動する図示していない回転駆動部（電動機）とを有する。回転リング１０２には、Ｘ線発生部１０４と、コリメーターユニット１１０、２次元アレイ型または多列型とも称されるエリア検出器（以下、Ｘ線検出部１１４呼ぶ）、投影データ収集部（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＤＡＳと呼ぶ）１２０、非接触データ伝送部１２２、図示していない冷却装置及びガントリ制御装置などが搭載される。
【００１４】
Ｘ線発生部１０４は、高電圧発生部１０６と、Ｘ線管１０８とを有する。高電圧発生部１０６は、後述する制御部１４６による制御の下で、スリップリング１０５を介して供給された電力を用いて、Ｘ線管１０８に印加する複数の管電圧と、Ｘ線管１０８に供給する複数の管電流とを発生する。複数の管電流は、複数の管電圧にそれぞれ対応する。高電圧発生部１０６は、例えば、Ｘ線管球の被検体周りの回転ごと、すなわち１回転ごとに、Ｘ線管１０８に印加する管電圧を切り替える（２回転方式）。また、高電圧発生部１０６は、後述するビュー角ごとにＸ線管１０８に印加する管電圧を切り替えてもよい（高速管電圧スイッチング方式）。以下、２回転方式、高速管電圧スイッチング方式をまとめて、デュアルエネルギー撮影方式と呼ぶ。
【００１５】
Ｘ線管１０８は、高電圧発生部１０６からの管電圧の印加および管電流の供給を受けて、Ｘ線の焦点からＸ線を放射する。高電圧発生部１０６により印加される管電圧が異なる場合、Ｘ線管１０８は、複数の管電圧にそれぞれ対応する複数のエネルギースペクトルを有するＸ線を発生する。以下、説明を簡単にするために、管電圧は２種類であるとし、それぞれ第１管電圧、第２管電圧と呼ぶ。第２管電圧は、第１管電圧より低い管電圧であるとする。なお、第１管電圧と第２管電圧との組み合わせは、任意に組み合わせ可能である。なお、Ｘ線管１０８に印加される管電圧は、２種類（第１管電圧、第２管電圧）に限定されず、複数種類であってもよい。第１管電圧は、後述する入力部１４０を介して入力された第１撮影条件により決定される。第２管電圧は、入力部１４０を介して入力された第２撮影条件により決定される。
【００１６】
第１管電圧に対応してＸ線管１０８により発生されたＸ線を第１Ｘ線と呼ぶ。また、第２管電圧に対応してＸ線管１０８により発生されたＸ線を第２Ｘ線と呼ぶ。第１管電圧は、第２管電圧より高い。
【００１７】
Ｘ線の焦点から放射されたＸ線は、Ｘ線管１０８のＸ線放射窓に取り付けられたコリメーターユニット１１０により、例えばコーンビーム形（角錐形）に整形される。Ｘ線の放射範囲は、点線１１２で示されている。Ｘ軸は、回転軸Ｚと直交し、放射されるＸ線の焦点を通る直線である。Ｙ軸は、Ｘ軸および回転軸Ｚと直交する直線である。なお、説明の便宜上このＸＹＺ座標系は、回転軸Ｚを中心として回転する回転座標系として説明する。
【００１８】
Ｘ線検出部１１４は、回転軸Ｚを挟んでＸ線管１０８に対峙する位置およびアングルで、回転リング１０２に取り付けられる。Ｘ線検出部１１４は、複数のＸ線検出素子を有する。ここでは、単一のＸ線検出素子が単一のチャンネルを構成しているものとして説明する。複数のチャンネルは、回転軸Ｚに直交し、かつ放射されるＸ線の焦点を中心として、この中心から１チャンネル分のＸ線検出素子の受光部中心までの距離を半径とする円弧方向（チャンネル方向）とＺ方向との２方向に関して２次元状に配列される。
【００１９】
なお、Ｘ線検出部１１４は、複数のＸ線検出素子を１列に配列した複数のモジュールで構成されてもよい。このとき、モジュール各々は、上記チャンネル方向に沿って略円弧方向に１次元状に配列される。
【００２０】
また、複数のＸ線検出素子は、チャンネル方向とスライス方向との２方向に関して２次元状に配列させてもよい。すなわち、２次元状の配列は、上記チャンネル方向に沿って一次元状に配列された複数のチャンネルを、スライス方向に関して複数列並べて構成される。このような２次元状のＸ線検出素子配列を有するＸ線検出部１１４は、略円弧方向に１次元状に配列される複数の上記モジュールをスライス方向に関して複数列並べて構成してもよい。
【００２１】
撮影又はスキャンに際しては、Ｘ線管１０８とＸ線検出部１１４との間の円筒形の撮影領域１１６内に、被検体Ｐが天板１１８に載置され挿入される。Ｘ線検出部１１４の出力側には、ＤＡＳ１２０が接続される。
【００２２】
ＤＡＳ１２０には、Ｘ線検出部１１４の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するＩ−Ｖ変換器と、この電圧信号をＸ線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このアンプの出力信号をディジタル信号変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャンネルごとに取り付けられている。ＤＡＳ１２０から出力されるデータ（純生データ（ｐｕｒｅ  ｒａｗ  ｄａｔａ））は、磁気送受信又は光送受信を用いた非接触データ伝送部１２２を経由して、後述する前処理部１３０に伝送される。
【００２３】
前処理部１３０は、ＤＡＳ１２０から出力される純生データに対して前処理を施す。前処理には、例えばチャンネル間の感度不均一補正処理、Ｘ線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下または、信号脱落を補正する処理等が含まれる。前処理部１３０から出力される再構成処理直前のデータ（生データ（ｒａｗ  ｄａｔａ）または、投影データと称される、ここでは投影データという）は、データ収集したときにビューアングルを表すデータと関連付けられて、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリを備えた記憶部１３６に記憶される。以下、被検体を透過した第１Ｘ線に対応する投影データを第１投影データと呼ぶ。また、被検体を透過した第２Ｘ線に対応する投影データを第２投影データと呼ぶ。すなわち、第1投影データは第１Ｘ線に由来し、第２投影データは第２Ｘ線に由来する。第１、第２投影データは、後述する物質投影データ生成部１３２に出力される。なお、第１、第２投影データは、記憶部１３６に記憶されてもよい。
【００２４】
なお、投影データとは、被検体を透過したＸ線の強度に応じたデータ値の集合である。ここでは説明の便宜上、ワンショットで略同時に収集したビュー角が同一である全チャンネルにわたる一揃いの投影データを、投影データセットと称する。また、ビュー角は、Ｘ線管１０８が回転軸Ｚを中心として周回する円軌道の各位置を、回転軸Ｚから鉛直上向きにおける円軌道の最上部を０°として３６０°の範囲の角度で表したものである。なお、投影データセットの各チャンネルに対する投影データは、ビュー角、コーン角、チャンネル番号によって識別される。
【００２５】
物質投影データ生成部１３２は、第１投影データと第２投影データとに基づいて、第１物質に対応する第１物質投影データを生成する。物質投影データ生成部１３２は、第１投影データと第２投影データとに基づいて、第２物質に対応する第２物質投影データを生成する。ここで、第１物質とは、第１の基準となる物質（以下、第１基準物質と呼ぶ）であり、例えば、骨である。第２物質とは、第２の基準となる物質（以下、第２基準物質と呼ぶ）であり、例えば、水である。
【００２６】
具体的には、物質投影データ生成部１３２は、第１投影データと第２投影データとに基づいて、所定の手法により、第１、第２基準物質の存在率の線積分値を計算する。これにより、物質投影データ生成部１３２は、第１、第２基準物質にそれぞれ対応する第１、第２物質投影データを生成する。
【００２７】
再構成部１３４は、ビューアングルが３６０°又は１８０°＋ファン角の範囲内の投影データセットに基づいて、フェルドカンプ法またはコーンビーム再構成法により、略円柱形の３次元画像を再構成する機能を有する。再構成部１３４は、例えばファンビーム再構成法（ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法ともいう）またはフィルタード・バックプロジェクション法により２次元画像（断層画像）を再構成する機能を有する。フェルドカンプ法は、コーンビームのように再構成面に対して投影レイが交差する場合の再構成法であり、コーン角が小さいことを前提として畳み込みの際にはファン投影ビームとみなして処理し、逆投影はスキャンの際のレイに沿って処理する近似的画像再構成法である。コーンビーム再構成法は、フェルドカンプ法よりもコーン角のエラーが抑えられる方法として、再構成面に対するレイの角度に応じて投影データを補正する再構成法である。
【００２８】
再構成部１３４は、第１物質投影データに基づいて、第１基準物質に関する第１再構成画像を再構成する。再構成部１３４は、第２物質投影データに基づいて、第２基準物質に関する第２再構成画像を再構成する。第１、第２再構成画像は、記憶部１３６に記憶される。
【００２９】
記憶部１３６は、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の各種制御に関するプログラムを記憶する。具体的には、記憶部１３６は、第１、第２管電圧をＸ線管１０８に印加するタイミングを制御する制御プログラムを記憶する。記憶部１３６は、第１、第２投影データを記憶する。なお、記憶部１３６は、第１、第２物質投影データを記憶してもよい。記憶部１３６は、第１、第２再構成画像を記憶する。記憶部１３６は、第１撮影条件における第１管電圧に関する管電流時間積（以下、第１管電流時間積と呼ぶ)を記憶する。記憶部１３６は、第２撮影条件における第２管電圧に関する管電流時間積（以下、第２管電流時間積と呼ぶ)を記憶する。なお、記憶部１３６は、第２管電流時間積に対する第１管電流時間積の比（以下、ｍＡｓ比と呼ぶ）を記憶してもよい。
【００３０】
記憶部１３６は、２種類の管電圧にそれぞれ対応する複数の管電流時間積において一方の管電流時間積に対する他方の管電流時間積の比（管電流時間積比と呼ぶ）と、第１基準物質に関する画像の標準偏差（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：以下、ＳＤと呼ぶ）値に対する第２基準物質に関する画像のＳＤ値の比（以下、ＳＤ値比と呼ぶ）との関係（以下、管電流時間積比−ＳＤ値比関係と呼ぶ）を記憶する。
【００３１】
図２は、管電流時間積比−ＳＤ値比関係の一例を示す図である。図２に示すグラフの横軸は管電流時間積比を示している。図における管電流時間積比は、低管電圧に関する管電流時間積に対する高管電圧に関する管電流時間積の比を示している。図２に示すグラフの縦軸は、第１基準物質の画像におけるＳＤ値に対する第２基準物質の画像におけるＳＤ値の比を示している。図２に示すグラフにおける管電流時間積比−ＳＤ値比関係は、予め実験、測定、シミュレーション等により決定され、記憶部１３６に記憶される。
【００３２】
図２に示すように、管電流時間積比−ＳＤ値比関係を表す式（以下、ＳＤ値比計算式と呼ぶ）は、例えば以下の式で表される。  
【数１】
2014166351.tif 000003
【００３３】
ここで、ｘはｍＡｓ比である。Ａ、Ｂは、実験、測定、シミュレーション等により決定された係数である。ｒは、ＳＤ値比である。記憶部１３６は、係数Ａ、Ｂを記憶する。
【００３４】
記憶部１３６は、Ｘ線のエネルギーに依存する単色Ｘ線画像のＳＤ値（以下、単色ＳＤ値と呼ぶ）を計算する計算式（以下、単色ＳＤ値計算式と呼ぶ）を記憶する。単色Ｘ線画像とは、例えば、被検体を透過したＸ線のエネルギーに応じた画像である。以下、単色Ｘ線画像に関するＸ線のエネルギーを単色エネルギーと呼ぶ。単色Ｘ線画像は、例えば、第１、第２再構成画像を用いて画像生成部１４２により生成される。単色ＳＤ値計算式は、第１基準物質の減弱係数と第２基準物質の減弱係数と複数の係数とを用いて、単色ＳＤ値を計算する計算式である。ここで、減弱係数は、例えば、線減弱係数である。単色ＳＤ値計算式は、例えば、以下の式で表される。  
【数２】
2014166351.tif 000004
【００３５】
ここで、ＳＤ（Ｅ）は、単色エネルギーＥに単色ＳＤ値である。ａ、ｐ、ｑは、予め実験、測定、シミュレーション等により決定された係数である。ｒは、式（１）により計算されるＳＤ値比である。μ１（Ｅ）は、単色エネルギーＥに依存する第１基準物質の減弱係数（以下、第１減弱係数と呼ぶ）である。μ２（Ｅ）は、単色エネルギーＥに依存する第２基準物質の減弱係数（以下、第２減弱係数と呼ぶ）である。記憶部１３６は、係数ａ、ｐ、ｑと、第１減弱係数μ１（Ｅ）と、第２減弱係数μ２（Ｅ）とを記憶する。なお、記憶部１３６は、第１減弱係数を単色エネルギーＥで記載した第１減弱係数式と、第２減弱係数を単色エネルギーＥで記載した第２減弱係数式とを記憶してもよい。
【００３６】
記憶部１３６は、任意のコントラスト成分において、単色エネルギーＥにおけるコントラストノイズ比（Ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：以下、ＣＮＲと呼ぶ）の計算式（以下、ＣＮＲ計算式と呼ぶ）を記憶する。ＣＮＲ計算式は、例えば、以下の式で定義される。  
【数３】
2014166351.tif 000005
【００３７】
ここで、ＣＮＲ（Ｅ）は、単色エネルギーＥにおけるＣＮＲを示している。μｍ（Ｅ）は、単色エネルギーＥにおいて、コントラストを強調する物質の減弱係数（以下、コントラスト物質減弱係数と呼ぶ）である。μｎ（Ｅ）は、単色エネルギーＥにおいて、コントラストの背景となる物質の減弱係数（以下、背景物質減弱係数と呼ぶ）である。μｗ（Ｅ）は、単色エネルギーＥにおける水の減弱係数である。
【００３８】
μｍ（Ｅ）は、例えば、造影剤である。なお、μｍ（Ｅ）は、例えば造影剤などの物質に固定されてもよい。また、μｍ（Ｅ）は、操作者が所望する部位に応じて入力部１４０を介して設定されてもよい。なお、μｍ（Ｅ）は、操作者により指定された関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：以下、ＲＯＩと呼ぶ）内の物質に応じて設定されてもよい。μｎ（Ｅ）は、水や軟組織に関する減弱係数であってもよい。Ｃｏｎｓｔ．は、予め実験、測定、シミュレーション等により決定された係数である。記憶部１３６は、係数Ｃｏｎｓｔ．と、単色エネルギーに応じた複数の物質の減弱係数とを記憶する。具体的には、記憶部１３６は、単色エネルギーに応じたコントラスト物質減弱係数μｍ（Ｅ）と背景物質減弱係数μｎ（Ｅ）と水の減弱係数μｗ（Ｅ）とを記憶する。
【００３９】
なお、記憶部１３６は、後述するエネルギー決定部１３８により、第１、第２エネルギーを決定し、単色Ｘ線画像を生成する医用画像処理プログラムを記憶してもよい。
【００４０】
エネルギー決定部１３８は、単色Ｘ線画像の画像ノイズレベルと、第１撮影条件と、第２撮影条件と、第１減弱係数と、第２減弱係数とに基づいて、エネルギー（単色エネルギー）を決定する。画像ノイズレベルとは、例えば、単色Ｘ線画像における標準偏差値（単色ＳＤ値）である。なお、画像ノイズレベルは、単色Ｘ線画像におけるコントラストノイズ比（ＣＮＲ）であってもよい。このとき、エネルギー決定部１３８は、単色Ｘ線画像のコントラストノイズ比と、標準偏差値と、第１減弱係数と、第２減弱係数とに基づいて、エネルギー（単色エネルギー）を決定する。以下、エネルギー決定部１３８によるエネルギーの決定について詳述する。
【００４１】
エネルギー決定部１３８は、第１、第２撮影条件に基づいて、単色ＳＤ値が最小となる単色エネルギー（以下、第１エネルギーと呼ぶ）と、ＣＮＲが最大となる単色エネルギー（以下、第２エネルギーと呼ぶ）とを決定する。
【００４２】
以下、第１エネルギーの決定について具体的に説明する。エネルギー決定部１３８は、第１撮影条件と第２撮影条件とに基づいて、ｍＡｓ比を決定する。エネルギー決定部１３８は、ｍＡｓ比をＳＤ値比計算式に代入することにより、ＳＤ値比を計算する。エネルギー決定部１３８は、計算されたＳＤ値比と第１、第２減弱係数とを単色ＳＤ値計算式に代入することにより、単色エネルギーに応じた複数の単色ＳＤ値を計算する。エネルギー決定部１３８は、複数の単色ＳＤ値のうち最小の単色ＳＤ値（以下、最小ＳＤ値と呼ぶ）に対応する第１エネルギーを決定する。
【００４３】
なお、エネルギー決定部１３８は、第１エネルギーの決定に関して、以下のように計算してもよい。エネルギー決定部１３８は、第１、第２減弱係数式とＳＤ値比計算式とを代入した単色ＳＤ値計算式を単色エネルギーＥで微分した微分式を計算する。エネルギー決定部１３８は、微分式をゼロとした方程式を計算することにより、第１エネルギーを決定する。
【００４４】
以下、第２エネルギーの決定について具体的に説明する。エネルギー決定部１３８は、単色ＳＤ値とコントラスト物質減弱係数と背景物質減弱係数と水の減弱係数とをＣＮＲ計算式に代入することにより、単色エネルギーに応じた複数のＣＮＲを計算する。エネルギー決定部１３８は、複数のＣＮＲのうち最大のＣＮＲ（以下、最大ＣＮＲと呼ぶ）に対応する単色エネルギーを第２エネルギーとして決定する。
【００４５】
また、エネルギー決定部１３８は、画像ノイズレベルとして、単色Ｘ線画像のコントラストノイズ比（ＣＮＲ）を用いることにより、エネルギーを決定してもよい。例えば、エネルギー決定部１３８は、単色Ｘ線画像のＣＮＲを最大にするように、エネルギーを決定する。具体的には、エネルギー決定部１３８は、単色ＳＤ値計算式とコントラスト物質減弱係数と背景物質減弱係数と水の減弱係数とをＣＮＲ計算式に代入することにより、エネルギーに依存するＣＮＲ計算式を取得する。次いで、エネルギー決定部１３８は、取得したＣＮＲ計算式において、ＣＮＲが最大となるエネルギーを決定する。
【００４６】
具体的には、エネルギー決定部１３８は、所定のエネルギー範囲において、取得したＣＮＲ計算式を用いることにより、エネルギーに応じた複数のＣＮＲを計算する。次いで、エネルギー決定部１３８は、計算された複数のＣＮＲのうちＣＮＲが最大となるエネルギーを決定する。所定のエネルギー範囲は、入力部１４０を介して操作者により入力されてもよいし、予め記憶部１３６に記憶されてもよい。
【００４７】
なお、エネルギー決定部１３８は、取得したＣＮＲ計算式をエネルギーで微分した微分式を計算してもよい。このとき、エネルギー決定部１３８は、計算した微分式をゼロとした方程式において、ＣＮＲが最大となるエネルギーを決定する。
【００４８】
入力部１４０は、操作者が所望するＸ線コンピュータ断層撮影の撮影条件（例えば、第１、第２撮影条件）、画像処理の条件、デュアルエネルギー撮影方式などを入力する。撮影条件は、例えば、複数の管電圧または複数のＸ線のエネルギーの設定などである。画像処理の条件は、例えば、第１、第２エネルギーに関する要素（最小ＳＤ値または最大ＣＮＲ）の選択指示である。入力部１４０は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を後述する制御部１４６に取り込む。取り込まれた各種指示・命令・情報・選択・設定は、制御部１４６、エネルギー決定部１３８などに出力される。
【００４９】
入力部１４０は、ＲＯＩの設定などを行うための図示していないトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等を有する。入力部１４０は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を制御部１４６に出力する。なお、入力部１４０は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部１４０は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標を制御部１４６に出力する。なお、入力部１４０は、コントラストを強調する物質、コントラストの背景となる物質などを入力することも可能である。
【００５０】
画像生成部１４２は、第１エネルギーと第２エネルギーとのうちいずれか一方のエネルギーにおける第１減弱係数と第２減弱係数と、第１、第２再構成画像とに基づいて、いずれか一方のエネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成する。具体的には、画像生成部１４２は、入力部１４０により最小ＳＤ値が選択されると、最小ＳＤ値に対応する第１エネルギーを、エネルギー決定部１３８から読み出す。
【００５１】
例えば、第１エネルギーＥ１に関する単色Ｘ線画像における画素ｉの減弱係数をμｉ（Ｅ１）、第１エネルギーＥ１に対応する第１減弱係数をμ１（Ｅ１）、第１エネルギーＥ１に対応する第２減弱係数をμ２（Ｅ１）、画素ｉに対応する第１再構成画像の画素の値（画素値）をｃｉ１、画素ｉに対応する第２再構成画像の画素の値（画素値）をｃｉ２とすると、減弱係数は、以下の式で表すことができる。  
【数４】
2014166351.tif 000006
【００５２】
画像生成部１４２は、入力部１４０により最大ＣＮＲが選択されると、最大ＣＮＲに対応する第２エネルギーを、エネルギー決定部１３８から読み出す。画像生成部１４２は、第２エネルギーに対応する第１、第２減弱係数と、第１、第２再構成画像とを記憶部１３６から読み出す。
【００５３】
画像生成部１４２は、画素ごとの減弱係数をＣＴ値に変換することにより、単色Ｘ線画像を生成する。減弱係数からＣＴ値への変換は、例えば以下に示す式を用いた計算により実行される。  
【数５】
2014166351.tif 000007
【００５４】
ここで、μｗ（Ｅ１）は、単色エネルギーＥ１における水の減弱係数である。
【００５５】
単色ＳＤ値が単色エネルギーに依存する理由について説明する。単色Ｘ線画像は、２種類の基準物質にそれぞれ対応する２種類の画像（第１再構成画像および第２再構成画像）を重み付け加算することにより、生成される。重み付け加算における重み付係数（第１、第２減弱係数）は、単色エネルギーに依存する。このため、単色Ｘ線画像のＳＤ値は、単色エネルギーに依存する。単色Ｘ線画像のＳＤ値と、単色エネルギーとの関係は、例えば、図３に示すような関係となる。
【００５６】
図３は、単色Ｘ線画像のＳＤ値と単色エネルギーとの関係を示すグラフの一例を示す図である。図３に示すグラフの横軸は、単色エネルギー（ｋｅＶ）を示している。図３に示すグラフの縦軸は、単色Ｘ線画像のＳＤ値を示している。図３に示すように、単色Ｘ線画像のＳＤ値は、単色エネルギーに依存する。
【００５７】
図３における測定値は、実測された第１、第２再構成画像に基づいて生成された複数の単色Ｘ線画像各々のＳＤ値において、単色エネルギーの依存性を示している。図３における計算値は、第１、第２減弱係数式とＳＤ値比計算式とを代入した単色ＳＤ値計算式において、単色エネルギーの依存性を示している。
【００５８】
図３から明らかなように、ある単色エネルギーにおける単色Ｘ線画像のＳＤ値は、単色Ｘ線画像の生成の元になる２種類の基準物質の画像（第１、第２再構成画像）各々のＳＤ値に依存する。一方、第１、第２再構成画像各々は、２種類の管電圧にそれぞれ対応する２種類の投影データに基づいて生成される。第１、第２再構成画像各々のＳＤ値は、撮影条件（第１、第２撮影条件（２種類の管電圧の組み合わせ、ｍＡｓ比））に依存する。
【００５９】
以上のことから、単色Ｘ線画像のＳＤ値は、２種類の管電圧の組み合わせと基準物質の組み合わせとに応じたｍＡｓ比と単色エネルギーとによって決定される。このことから、基準物質の組み合わせと、２種類の管電圧の組み合わせに応じたｍＡｓ比とに基づいて、最小のＳＤ値に対応する単色エネルギー（第１エネルギー）を決定することができる。
【００６０】
また、単色ＳＤ値と、コントラスト物質減弱係数と、背景物質減弱係数と、水の減弱係数と、ＣＮＲを最大にすることとに基づいて、最大ＣＮＲに対応する単色エネルギー（第２エネルギー）を決定することができる。
【００６１】
表示部１４４は、再構成部１３４で再構成された医用画像、画像生成部１４２により生成された単色Ｘ線画像、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために設定される条件（第１、第２撮影条件）などを表示する。
【００６２】
制御部１４６は、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の中枢として機能する。制御部１４６は、図示しないＣＰＵとメモリとを備える。制御部１４６は、記憶部１３６に記憶された制御プログラムに基づいて、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために高電圧発生部１０６、およびガントリ１００などを制御する。
【００６３】
具体的には、制御部１４６は、入力部１４０および図示していない放射線部門情報管理システムおよび図示していない病院情報システムなどから送られてくる操作者の指示、画像処理の条件、撮影条件（複数の管電圧または複数のＸ線のエネルギーの設定）などの情報を、一時的に図示していないメモリに記憶する。制御部１４６は、メモリに一時的に記憶されたこれらの情報に基づいて、高電圧発生部１０６、およびガントリ１００などを制御する。制御部１４６は、所定の画像生成・表示等を実行するための制御プログラムを、記憶部１３６から読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・処理等を実行する。制御部１４６は、記憶部１３６から読み出されたエネルギー決定プログラムに基づいて、エネルギー決定部１３８を制御する。制御部１４６は、図示していないメモリに記憶された画像処理のための制御プログラムに基づいて、画像生成部１４２を制御する。
【００６４】
（単色Ｘ線画像生成機能）  
単色Ｘ線画像生成機能とは、第１、第２減弱係数とｍＡｓ比とに基づいて第１エネルギーを決定し、単色ＳＤ値とコントラスト物質減弱係数と背景物質減弱係数と水の減弱係数とに基づいて第２エネルギーを決定し、第１エネルギーと第２エネルギーとのうちいずれか一方のエネルギーにおける第１減弱係数と第２減弱係数と第１、第２再構成画像とに基づいて、いずれか一方のエネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成する機能である。以下、単色Ｘ線画像生成機能に従う処理（以下単色Ｘ線画像生成処理と呼ぶ）を説明する。
【００６５】
図４は、単色Ｘ線画像生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。  
入力部１４０を介して、デュアルエネルギー撮影方式に関する撮影条件（第１、第２撮影条件）が入力される。第１撮影条件における第１管電圧により第１Ｘ線が発生され、第１投影データが収集される（ステップＳａ１）。第２撮影条件における第２管電圧により第２Ｘ線が発生され、第２投影データが収集される（ステップＳａ２）。
【００６６】
第１投影データと第２投影データとから、第１基準物質に関する投影データと第２基準物質に関する投影データとが分離される。この分離により、第１物質投影データと第２物質投影データとが生成される（ステップＳａ３）。第１物質投影データに基づいて第１再構成画像が再構成される。次いで、第２物質投影データに基づいて第２再構成画像が再構成される（ステップＳａ４）。
【００６７】
第１、第２撮影条件（ｍＡｓ比）と第１、第２減弱係数とに基づいて、第１エネルギーが決定される（ステップＳａ５）。ＣＮＲに関する複数の物質にそれぞれ対応する複数の減弱係数と単色ＳＤ値とに基づいて、第２エネルギーが決定される（ステップＳａ６）。
【００６８】
最小ＳＤ値が選択されると、第１エネルギーに対応する第１、第２減弱係数と第１、第２再構成画像とに基づいて、第１エネルギーに関する単色Ｘ線画像（以下、ＳＤ値最小画像と呼ぶ）が生成される（ステップＳａ７）。最大ＣＮＲが選択されると、第２エネルギーに対応する第１、第２減弱係数と第１、第２再構成画像とに基づいて、第２エネルギーに関する単色Ｘ線画像（以下、ＣＮＲ最大画像と呼ぶ）が生成される（ステップＳａ８）。最小ＳＤ値と最大ＣＮＲとのうち、選択された少なくとも一方に対応する単色Ｘ線画像が表示される（ステップＳａ９）。すなわち、操作者による最小ＳＤ値と最大ＣＮＲとの選択に応じて、ＳＤ値最小画像とＣＮＲ最大画像とのうち少なくとも一方の単色Ｘ線画像が表示される。これにより、操作者が所望する単色Ｘ線画像（ＳＤ値最小画像、ＣＮＲ最大画像）を表示させることができる。
【００６９】
（変形例）  
本実施形態との相違は、第１管電圧と第２管電圧との組み合わせとｍＡｓ比と対応表とに基づいて、第１、第２エネルギーを決定することにある。
【００７０】
本変形例におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成要素は、図１に示す本実施形態と同様である。以下、本実施形態と異なる機能を有する構成要素について説明する。
【００７１】
記憶部１３６は、第１管電圧と第２管電圧との組み合わせ（以下、管電圧組み合わせと呼ぶ）とｍＡｓ比とに対する第１、第２エネルギーの対応表を記憶する。図５は、対応表の一例を示す図である。図５に示すように、対応表は、管電圧組み合わせとｍＡｓ比とに対して、第１エネルギーと第２エネルギーとが対応する。
【００７２】
エネルギー決定部１３８は、入力部１４０を介して第１撮影条件が入力されると、第１撮影条件から第１管電圧と第１管電流時間積とを抽出する。エネルギー決定部１３８は、入力部１４０を介して第２撮影条件が入力されると、第２撮影条件から第２管電圧と第２管電流時間積とを抽出する。エネルギー決定部１３８は、第１管電流時間積と第２管電流時間積とに基づいて、ｍＡｓ比を発生する。エネルギー決定部１３８は、記憶部１３６から対応表を読み出す。エネルギー決定部１３８は、第１管電圧と第２管電圧とによる管電圧組み合わせとｍＡｓ比とに基づいて、第１エネルギーと第２エネルギーとを決定する。
【００７３】
画像生成部１４２は、入力部１４０を介して、最小ＳＤ値が選択されると、第１エネルギーに関する第１、第２減弱係数と第１、第２再構成画像とに基づいて、第１エネルギーに関する単色Ｘ線画像を生成する。画像生成部１４２は、入力部１４０を介して、最大ＣＮＲが選択されると、第２エネルギーに関する第１、第２減弱係数と第１、第２再構成画像とに基づいて、第２エネルギーに関する単色Ｘ線画像を生成する。
【００７４】
（単色Ｘ線画像生成機能）  
本変形例に係る単色Ｘ線画像生成機能とは、管電圧組み合わせとｍＡｓ比と対応表とに基づいて、第１、第２エネルギーを決定し、第１エネルギーと第２エネルギーとのうちいずれか一方のエネルギーにおける第１減弱係数と第２減弱係数と第１、第２再構成画像とに基づいて、いずれか一方のエネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成する機能である。以下、単色Ｘ線画像生成処理を説明する。
【００７５】
図６は、本変形例に係る単色Ｘ線画像生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。  
入力部１４０を介して第１、第２撮影条件が入力される（ステップＳｂ１）。第１撮影条件から第１管電圧と第１管電流時間積とが抽出される（ステップＳｂ２）。第２撮影条件から第２管電圧と第２管電流時間積とが抽出される（ステップＳｂ３）。第１管電流時間積と第２管電流時間積とに基づいて、ｍＡｓ比が発生される（ステップＳｂ４）。対応表が記憶部１３６から読み出される。第１管電圧と第２との管電圧組み合わせとｍＡｓ比と対応表とに基づいて、第１、第２エネルギーが決定される（ステップＳｂ５）。
【００７６】
最小ＳＤ値が選択されると、第１エネルギーに対応する第１、第２減弱係数と第１、第２再構成画像とに基づいて、ＳＤ値最小画像が生成される（ステップＳｂ６）。最大ＣＮＲが選択されると、第２エネルギーに対応する第１、第２減弱係数と第１、第２再構成画像とに基づいて、ＣＮＲ最大画像が生成される（ステップＳｂ７）。最小ＳＤ値と最大ＣＮＲとのうち、選択された少なくとも一方に対応する単色Ｘ線画像が表示される（ステップＳｂ８）。すなわち、操作者による最小ＳＤ値と最大ＣＮＲとの選択に応じて、ＳＤ値最小画像とＣＮＲ最大画像とのうち少なくとも一方の単色Ｘ線画像が表示される。これにより、操作者が所望する単色Ｘ線画像（ＳＤ値最小画像、ＣＮＲ最大画像）を表示させることができる。
【００７７】
以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。  
本実施形態におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、第１、第２撮影条件と第１、第２減弱係数と単色Ｘ線画像の画像ノイズレベルに基づいて、エネルギーを決定し、
画像ノイズレベルに応じて決定されたエネルギーに関する単色Ｘ線画像を生成することができる。具体的には、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、第１、第２撮影条件と第１、第２減弱係数とに基づいて最小ＳＤ値を有する単色Ｘ線画像に関する単色エネルギー（第１エネルギー）と、最大ＣＮＲを有する単色Ｘ線画像に関する単色エネルギー（第２エネルギー）とを計算により決定することができる。また、本実施形態における変形例のＸ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、第１、第２撮影条件における管電圧組み合わせとｍＡｓ比と対応表とに基づいて、第１、第２エネルギーを決定することができる。
【００７８】
これらのことから、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、操作者の手を煩わせることなく、第１エネルギーに対応し最小ＳＤ値を有する単色Ｘ線画像および第２エネルギーに対応し最大ＣＮＲを有する単色Ｘ線画像を生成することができる。
【００７９】
以上のことから、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、操作者は、エネルギーを変えて生成された複数の単色Ｘ線画像に基づいて、最小ＳＤ値または最大ＣＮＲを有する単色Ｘ線画像を探索する必要がなくなり、検査効率および診断効率が向上する。
【００８０】
また、本実施形態におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置１の技術的思想を医用画像処理装置で実現する場合には、例えば図１の構成図における破線３内の構成要素を有するものとなる。この時、単色Ｘ線画像生成処理は、図４のフローチャートにおいて、ステップＳａ３からステップＳａ９の処理に対応する。これらの処理につては、実施形態と同様である。なお、ステップＳａ３における第１、第２投影データは、予め記憶部１３６に記憶される。
【００８１】
本実施形態の変形例におけるＸ線コンピュータ断層撮影装置１の技術的思想を医用画像処理装置で実現する場合には、例えば図１の構成図における破線３内の構成要素を有するものとなる。この時、単色Ｘ線画像生成処理において、図６のフローチャートのステップＳｂ１に係る処理は、医用画像処理装置に直接入力されてもよいし、図示していないネットワークを介してＸ線コンピュータ断層撮影装置から出力されてもよい。
【００８２】
また、医用画像処理装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置から出力されたＤＩＣＯＭファイル（例えば、第１、第２投影データなど）を読み込んで、上記単色Ｘ線画像生成処理を実行することも可能である。
【００８３】
加えて、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行する医用画像処理プログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。
【００８４】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、３…医用画像処理装置、１００…ガントリ、１０２…回転リング、１０４…Ｘ線発生部、１０５…スリップリング、１０６…高電圧発生部、１０８…Ｘ線管、１１０…コリメータ、１１４…Ｘ線検出部、１１６…撮影領域、１１８…天板、１２０…投影データ収集部（ＤＡＳ）、１２２…非接触データ伝送部、１３０…前処理部、１３２…物質投影データ生成部、１３４…再構成部、１３６…記憶部、１３８…エネルギー決定部、１４０…入力部、１４２…画像生成部、１４４…表示部、１４６…制御部
【図１】
2014166351.tif 000008
【図２】
2014166351.tif 000009
【図３】
2014166351.tif 000010
【図４】
2014166351.tif 000011
【図５】
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【図６】
2014166351.tif 000013