(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、
前記被検体を透過したＸ線を検出する複数の検出素子から成るＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する第１の収集部と、
前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出する第１の検出素子と第２の検出素子とを含む比較検出器と、
前記第１の検出素子によって検出されるＸ線の第１の補正信号と、前記第２の検出素子によって検出されるＸ線の第２の補正信号とを異なるタイミングで収集する第２の収集部と、
前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とに基づいて、前記第１の収集部によって収集された前記信号を補正し、補正後の信号に基づいて画像データを生成する画像生成部と、
を備え、
前記比較検出器は、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出する２つの検出素子から成り、
前記第２の収集部は、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とを、位相が１８０度異なるタイミングで収集する、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項２】
被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と、
前記被検体を透過したＸ線を検出する複数の検出素子から成るＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する第１の収集部と、
前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出する第１の検出素子と第２の検出素子とを含む比較検出器と、
前記第１の検出素子によって検出されるＸ線の第１の補正信号と、前記第２の検出素子によって検出されるＸ線の第２の補正信号とを異なるタイミングで収集する第２の収集部と、
前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とに基づいて、前記第１の収集部によって収集された前記信号を補正し、補正後の信号に基づいて画像データを生成する画像生成部と、
を備え、
前記比較検出器は、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出する４つの検出素子から成り、
前記第２の収集部は、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とを、位相が９０度異なるタイミングで収集する、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記画像生成部は、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とに対して、前記第１の検出素子と前記第２の検出素子との感度に応じた補正を行ない、補正後の前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とに基づいて、前記第１の収集部によって収集された前記信号を補正する、請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記第２の収集部は、前記第１の補正信号及び前記第２の補正信号として、前記比較検出器の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
Ｘ線管から照射され、Ｘ線検出器の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集し、
前記Ｘ線管から照射され、比較検出器の第１の検出素子と第２の検出素子とによってそれぞれ検出されるＸ線の第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集し、
前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とに基づいて前記信号を補正し、補正後の信号に基づいて画像データを生成する、
ことを含み、
前記比較検出器は、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出する２つの検出素子から成り、
前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とを、位相が１８０度異なるタイミングで収集する、画像生成方法。
【請求項６】
Ｘ線管から照射され、Ｘ線検出器の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集し、
前記Ｘ線管から照射され、比較検出器の第１の検出素子と第２の検出素子とによってそれぞれ検出されるＸ線の第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集し、
前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とに基づいて前記信号を補正し、補正後の信号に基づいて画像データを生成する、
ことを含み、
前記比較検出器は、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出する４つの検出素子から成り、
前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とを、位相が９０度異なるタイミングで収集する、画像生成方法。
【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装置及び画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置によるスキャンにおいて、Ｘ線検出器が有する複数の検出素子の各々は、Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に応じて電荷を蓄積する。また、ＤＡＳ（Data  Acquisition  System）は、各検出素子が蓄積した電荷を信号として収集する。
【０００３】
ここで、Ｘ線管から照射されるＸ線の強度は常に一定ではなく、照射のタイミングごとに変動する場合がある。このようなＸ線強度の変動の影響を補正するため、Ｘ線ＣＴ装置は、比較（Reference：Ｒｅｆ）検出器により補正信号を収集する。例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器を用いて所定のタイミングごとに収集した信号を、対応するタイミングで収集した補正信号で除算することで、Ｘ線強度の変動の影響を補正する。
【０００４】
一方で、ＤＡＳによる検出素子からの信号の収集においては、逐次読み出しが行われる場合がある。この場合、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器の検出素子ごとに異なるタイミングで信号を収集するとともに、これら異なるタイミングの各々に対応する補正信号を収集する。しかしながら、近年のＸ線検出器の高精細化に伴って、逐次読み出しにおける読み出しのタイミングは細かくなっており、これに対応する補正信号を収集する必要が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−７７３７１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、補正信号について、ノイズを低減しつつ時間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】
【０００７】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、第１の収集部と、比較検出器と、第２の収集部と、画像生成部とを備える。Ｘ線管は、被検体に対してＸ線を照射する。Ｘ線検出器は、前記被検体を透過したＸ線を検出する複数の検出素子から成る。第１の収集部は、前記Ｘ線検出器の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。比較検出器は、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出する第１の検出素子と第２の検出素子とを含む。第２の収集部は、前記第１の検出素子によって検出されるＸ線の第１の補正信号と、前記第２検出素子によって検出されるＸ線の第２の補正信号とを異なるタイミングで収集する。画像生成部は、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とに基づいて、前記第１の収集部によって収集された前記信号を補正し、補正後の信号に基づいて画像データを生成する。
【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装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る比較検出器及びデータ収集回路の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るＸ線検出器及びデータ収集回路の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミングの一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るＸ線検出器及びデータ収集回路の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミングの一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミングの一例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミング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Ｘ線ＣＴ装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係る比較検出器及びデータ収集回路の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミングの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係る比較検出器及びデータ収集回路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、Ｘ線ＣＴ装置及び画像生成方法の実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１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１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。
【００１１】
図１においては、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。
【００１２】
架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、制御装置１５と、ウェッジ１６と、コリメータ１７と、データ収集回路１８と、比較検出器１９と、データ収集回路２０とを有する。
【００１３】
Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４から供給される高電圧を用いて、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することにより、被検体Ｐに対してＸ線を照射する。
【００１４】
Ｘ線検出器１２は、被検体Ｐを通過したＸ線を検出する複数の検出素子から成る。Ｘ線検出器１２における各検出素子は、検出したＸ線量に応じて電荷を蓄積し、蓄積した電荷をデータ収集回路１８に出力する。
【００１５】
例えば、Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１の焦点を中心とする円弧に沿った方向（チャネル方向）に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、チャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列がスライス方向（列方向、roｗ方向）に複数配列された構造を有する。また、Ｘ線検出器１２は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。また、Ｘ線検出器１２は、通常密度の検出器であってもよいし、高精細検出器であってもよい。この点については後に詳述する。
【００１６】
回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やウェッジ１６、コリメータ１７、データ収集回路１８、比較検出器１９、データ収集回路２０等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１３は、図１において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。以下では、架台装置１０において、回転フレーム１３と共に回転移動する部分及び回転フレーム１３を回転部とも記載する。
【００１７】
Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１３に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。
【００１８】
制御装置１５は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構と、この機構を制御する回路とを含む。制御装置１５は、入力インターフェース４３や架台装置１０に設けられた入力インターフェース等からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転や架台装置１０のチルト、寝台装置３０及び天板３３の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置１５は、架台装置１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、Ｘ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させる。なお、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。
【００１９】
ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１６は、ウェッジフィルタ（wedge  filter）やボウタイフィルタ（bow-tie  filter）であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工して構成される。
【００２０】
コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。コリメータ１７は、図示しないコリメータ調整回路によって、開口度及び位置が調整される。これにより、Ｘ線管１１が発生させたＸ線の照射範囲が調整される。
【００２１】
データ収集回路１８は、Ｘ線検出器１２の検出素子によって検出されるＸ線の信号を収集する１又は複数のＤＡＳ（Data  Acquisition  System）から成る。データ収集回路１８が１のＤＡＳから成る場合、ＤＡＳは、Ｘ線検出器１２における複数の検出素子の全部から成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。一方で、データ収集回路１８が複数のＤＡＳから成る場合、ＤＡＳの各々は、Ｘ線検出器１２における複数の検出素子の一部から成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。例えば、ＤＡＳの各々は、Ｘ線検出器１２における複数の検出素子を所定数ごとに分割して成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。これにより、データ収集回路１８は、Ｘ線検出器１２における複数の検出素子の全部に対応することができる。
【００２２】
即ち、データ収集回路１８は、Ｘ線検出器１２の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集するＤＡＳを、１又は複数有する。なお、データ収集回路１８における１又は複数のＤＡＳは、第１の収集部の一例である。以下では、データ収集回路１８が複数のＤＡＳから成る場合を例として説明する。
【００２３】
例えば、ＤＡＳの各々は、対応する検出素子群に含まれる複数の検出素子について、信号を収集する検出素子をスイッチしながら、各検出素子に蓄積された電荷を逐次読み出すことにより、対応する検出素子群から信号を収集する。また、ＤＡＳの各々は、例えば、対応する検出素子群から収集した信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。
【００２４】
比較検出器１９は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を検出する複数の検出素子から成る。以下では、比較検出器１９の複数の検出素子のうちいずれかの検出素子を、第１の検出素子とも記載する。また、比較検出器１９の複数の検出素子のうち第１の検出素子と異なる検出素子を、第２の検出素子とも記載する。
【００２５】
比較検出器１９における各検出素子は、検出したＸ線量に応じて電荷を蓄積し、蓄積した電荷をデータ収集回路２０に出力する。比較検出器１９は、Ｘ線検出器１２と同様、間接変換型の検出器であってもよいし、直接変換型の検出器であってもよい。例えば、比較検出器１９の複数の検出素子は、Ｘ線検出器１２の複数の検出素子と同じ素材により構成される。
【００２６】
図１に示すように、比較検出器１９は、Ｘ線管１１とウェッジ１６との間に配置される。従って、図１に示す比較検出器１９は、Ｘ線管１１から照射されて、被検体Ｐを透過していないＸ線を検出する。これにより、比較検出器１９は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線について、被検体Ｐを透過することによる減衰の影響を受けることなく、強度の変動を検出することができる。
【００２７】
なお、比較検出器１９の配置は、図１に示す例に限定されるものではない。例えば、比較検出器１９は、ウェッジ１６とコリメータ１７との間に配置されてもよいし、Ｘ線検出器１２におけるチャネル方向の端部に配置されてもよい。即ち、比較検出器１９は、Ｘ線管１１から照射されて、被検体Ｐを透過していないＸ線を検出することができる任意の位置に配置される。
【００２８】
データ収集回路２０は、比較検出器１９の検出素子によって検出されるＸ線の信号を収集する１又は複数のＤＡＳから成る。データ収集回路２０が複数のＤＡＳから成る場合、ＤＡＳの各々は、比較検出器１９における複数の検出素子のいずれかによって検出されるＸ線の信号を収集する。即ち、データ収集回路２０は、検出素子と一対一で対応するＤＡＳを複数有する。この場合のＤＡＳは、例えば、対応する検出素子に電荷が蓄積されると同時に電荷を読み出すことにより、検出素子から信号を収集する。
【００２９】
或いは、データ収集回路２０におけるＤＡＳの各々は、比較検出器１９における複数の検出素子の一部から成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。例えば、ＤＡＳの各々は、比較検出器１９における複数の検出素子を所定数ごとに分割して成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。この場合、ＤＡＳの各々は、対応する検出素子群に含まれる複数の検出素子について、信号を収集する検出素子をスイッチしながら、各検出素子に蓄積された電荷を逐次読み出すことにより、検出素子群から信号を収集する。
【００３０】
また、データ収集回路２０が１のＤＡＳから成る場合、ＤＡＳは、比較検出器１９における複数の検出素子の全部から成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。この場合のＤＡＳは、検出素子群に含まれる複数の検出素子について、信号を収集する検出素子をスイッチしながら、各検出素子に蓄積された電荷を逐次読み出すことにより、検出素子群から信号を収集する。
【００３１】
即ち、データ収集回路２０は、比較検出器１９における複数の検出素子と一対一で対応する複数のＤＡＳ、或いは、検出素子群に対応する１又は複数のＤＡＳを有する。なお、データ収集回路２０における１又は複数のＤＡＳは、第２の収集部の一例である。
【００３２】
以下では、データ収集回路２０が複数のＤＡＳから成り、ＤＡＳの各々が、比較検出器１９における検出素子と一対一で対応する場合を例として説明する。例えば、データ収集回路２０は、図２に示すように、ＤＡＳ２０ａ及びＤＡＳ２０ｂから成る。図２において、ＤＡＳ２０ａは比較検出器１９における検出素子１９ａと対応し、ＤＡＳ２０ｂは比較検出器１９における検出素子１９ｂと対応する。なお、ＤＡＳ２０ａ及びＤＡＳ２０ｂは、第２の収集部の一例である。また、図２は、第１の実施形態に係る比較検出器１９及びデータ収集回路２０の一例を示す図である。
【００３３】
図２においては、検出素子１９ａ及び検出素子１９ｂのうちいずれか一方が第１の検出素子であり、他方が第２の検出素子である。以下では、検出素子１９ａを第１の検出素子とし、検出素子１９ｂを第２の検出素子として説明する。
【００３４】
また、以下では、比較検出器１９の検出素子によって検出されるＸ線の信号を、補正信号と記載する。例えば、データ収集回路２０は、第１の検出素子（検出素子１９ａ）によって検出されるＸ線の第１の補正信号と、第２の検出素子（検出素子１９ｂ）によって検出されるＸ線の第２の補正信号とを収集する。ここで、データ収集回路２０は、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集する。なお、この点については後に詳述する。また、データ収集回路２０のＤＡＳの各々は、例えば、比較検出器１９の検出素子によって検出される補正信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、補正データを生成する。
【００３５】
データ収集回路１８及びデータ収集回路２０が生成したデータは、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（Light  Emitting  Diode:  ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１０の非回転部分に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置４０へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム１３を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。
【００３６】
寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、天板３３の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。
【００３７】
コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。
【００３８】
メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ４１は、投影データや再構成画像データ、心電計から送信された心電図等を記憶する。また、例えば、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。
【００３９】
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画像データを表示したり、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ等を表示したりする。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイである。
【００４０】
入力インターフェース４３は、各種指示や各種設定などを行なうためのトラックボール、スイッチ、ボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等によって実現される。入力インターフェース４３は、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路４４へと出力する。なお、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１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。
【００４１】
処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、制御機能４４ａ、画像生成機能４４ｂ及び表示制御機能４４ｃを有する。処理回路４４は、例えば、プロセッサにより実現される。
【００４２】
例えば、処理回路４４は、メモリ４１から制御機能４４ａに相当するプログラムを読み出して実行することにより、Ｘ線ＣＴ装置１を制御してスキャンを実行する。ここで、制御機能４４ａは、例えば、コンベンショナルスキャンやヘリカルスキャン、ステップアンドシュート方式といった種々の方式でのスキャンを実行することができる。
【００４３】
具体的には、制御機能４４ａは、寝台駆動装置３２を制御することにより、被検体Ｐを架台装置１０の撮影口内へ移動させる。また、制御機能４４ａは、Ｘ線高電圧装置１４を制御することにより、Ｘ線管１１へ高電圧を供給させる。また、制御機能４４ａは、コリメータ１７の開口度及び位置を調整する。また、制御機能４４ａは、制御装置１５を制御することにより回転部を回転させる。制御機能４４ａによってスキャンが実行される間に、データ収集回路１８は、Ｘ線検出器１２によって検出されたＸ線に基づく信号を収集する。また、データ収集回路２０は、比較検出器１９によって検出されたＸ線に基づく第１の補正信号と第２の補正信号とを収集する。
【００４４】
また、例えば、処理回路４４は、メモリ４１から画像生成機能４４ｂに相当するプログラムを読み出して実行することにより、第１の補正信号と第２の補正信号とに基づいて、データ収集回路１８によって収集された信号を補正し、補正後の信号に基づいて画像データを生成する。
【００４５】
例えば、画像生成機能４４ｂは、まず、データ収集回路１８から出力された検出データに対して、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。なお、前処理を施した後のデータについては生データとも記載する。また、前処理を施す前の検出データ及び前処理を施した後の生データを総称して、投影データとも記載する。次に、画像生成機能４４ｂは、第１の補正信号と第２の補正信号とに基づいて生データを補正する。例えば、画像生成機能４４ｂは、第１の補正信号と第２の補正信号とに基づいて生成された補正データにより生データを除算することで、生データを補正する。そして、画像生成機能４４ｂは、補正後の生データに基づいて、ＣＴ画像データを生成する。具体的には、画像生成機能４４ｂは、補正後の生データに対して、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ってＣＴ画像データを生成する。また、画像生成機能４４ｂは、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に記憶させる。
【００４６】
なお、データ収集回路１８において収集された信号の補正は、前処理を施す前に行なってもよい。即ち、信号の補正は、前処理を施した後の生データを補正することにより行ってもよいし、前処理を施す前の検出データを補正することにより行ってもよい。或いは、画像生成機能４４ｂは、データ収集回路１８を制御することにより、Ｘ線検出器１２から出力された信号を補正し、補正後の信号に基づいて検出データを生成させることしてもよい。以下では、前処理を施した後の生データを補正することにより、信号を補正する場合を一例として説明する。
【００４７】
また、画像生成機能４４ｂ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等に基づいて、メモリ４１からＣＴ画像データを読み出し、読み出したＣＴ画像データを任意断面の断層像データや３次元画像データに変換する。また、画像生成機能４４ｂは、変換した断層像データや３次元画像データをメモリ４１に記憶させる。また、例えば、処理回路４４は、メモリ４１から表示制御機能４４ｃに相当するプログラムを読み出して実行することにより、ディスプレイ４２において断層像データや３次元画像データを表示する。
【００４８】
図１に示すＸ線ＣＴ装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ４１へ記憶されている。処理回路４４は、メモリ４１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路４４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。なお、図１においては、制御機能４４ａ、画像生成機能４４ｂ及び表示制御機能４４ｃの各処理機能が単一の処理回路４４によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路４４は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路４４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
【００４９】
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（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサはメモリ４１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。
【００５０】
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。また、図１においては、単一のメモリ４１が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数のメモリ４１を分散して配置して、処理回路４４は、個別のメモリ４１から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ４１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。
【００５１】
以上、Ｘ線ＣＴ装置１の構成の一例について説明した。かかる構成の下、Ｘ線ＣＴ装置１は、補正信号について、ノイズを低減しつつ時間精度を向上させる。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１は、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集することにより、補正信号について、ノイズを低減しつつ時間精度を向上させる。以下、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１が行う処理について詳細に説明する。
【００５２】
まず、図３を用いて、Ｘ線検出器１２が通常密度の検出器である場合について説明する。図３は、第１の実施形態に係るＸ線検出器１２及びデータ収集回路１８の一例を示す図である。図３においては、説明の便宜のため、Ｘ線検出器１２の複数の検出素子のうち、チャネル方向に２行分で、スライス方向に２列分の４つの検出素子（検出素子１１１、検出素子１１２、検出素子１２１及び検出素子１２２）のみを示す。
【００５３】
また、図３においては、データ収集回路１８における複数のＤＡＳのうち、ＤＡＳ１８ａとＤＡＳ１８ｂとを示す。ＤＡＳ１８ａは、検出素子１１１及び検出素子１２１から成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。また、ＤＡＳ１８ｂは、検出素子１１２及び検出素子１２２から成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。なお、ＤＡＳ１８ａ及びＤＡＳ１８ｂは、第１の収集部の一例である。
【００５４】
図３に示すように、ＤＡＳ１８ａと、検出素子１１１及び検出素子１２１とは、導線によって接続される。この導線には、ＤＡＳ１８ａと検出素子１１１との接続／非接続を切り替えるスイッチ、及び、ＤＡＳ１８ａと検出素子１２１との接続／非接続を切り替えるスイッチが配置される。これらのスイッチが個別に制御されることで、各検出素子に蓄積された電荷がＤＡＳ１８ａに逐次読み出される。同様に、ＤＡＳ１８ｂと、検出素子１１２及び検出素子１２２とは、導線によって接続される。
【００５５】
ここで、ＤＡＳ１８ａによる信号の収集、及び、ＤＡＳ１８ａによって収集される信号の補正に用いられる補正信号の収集について、図４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミングの一例を示す図である。図４において、横方向は、時間に対応する。また、図４においては、ＤＡＳ１８ａによる検出素子１１１及び検出素子１２１からの電荷の読み出しのタイミングを、下方向の矢印で示す。
【００５６】
また、図４においては、図２に示した比較検出器１９の検出素子１９ａによって検出されるＸ線の補正信号の収集のタイミングのみを示し、検出素子１９ｂによって検出されるＸ線の補正信号の収集のタイミングについては図示を省略する。或いは、図４に示す場合、検出素子１９ｂによって検出されるＸ線の補正信号については、収集しないこととしてもよい。
【００５７】
図４に示すように、検出素子１１１及び検出素子１２１から信号を収集する場合、ＤＡＳ１８ａは、それぞれ異なるタイミングＴ１〜Ｔ４に電荷を読み出す。例えば、タイミングＴ３に読み出される電荷は、タイミングＴ１からタイミングＴ３までに検出されたＸ線に対応する信号である。また、タイミングＴ４に読み出される電荷は、タイミングＴ２からタイミングＴ４までに検出されたＸ線に対応する信号である。
【００５８】
ここで、ＤＡＳ２０ａは、ＤＡＳ１８ａによる読み出しのタイミングに応じたタイミングで補正信号を収集する。例えば、ＤＡＳ２０ａは、図４に示すように、検出素子１９ａによって検出される補正信号Ｓ１１〜Ｓ１４を収集する。例えば、ＤＡＳ２０ａは、検出素子１９ａに電荷が蓄積されると同時に電荷を読み出すことにより、補正信号Ｓ１１〜Ｓ１４を収集する。
【００５９】
具体的には、ＤＡＳ２０ａは、コンデンサを有し、検出素子１９ａに蓄積されると同時に読み出した電荷を、コンデンサに蓄積する。そして、ＤＡＳ２０ａは、コンデンサに蓄積した電荷を周期的に読み出すことにより、補正信号Ｓ１１〜Ｓ１４を収集する。一例を挙げると、ＤＡＳ２０ａは、タイミングＴ１にコンデンサから電荷を読み出した後、検出素子１９ａから読み出した電荷をコンデンサに蓄積し、蓄積した電荷をタイミングＴ２に読み出すことにより、補正信号Ｓ１１を収集する。
【００６０】
更に、ＤＡＳ２０ａは、補正信号Ｓ１１〜Ｓ１４のそれぞれを増幅し、デジタル信号のデータ（期間データ）に変換する。この期間データは、各期間の信号の平均値に対応する。また、ＤＡＳ２０ａは、補正信号Ｓ１１に基づく期間データ、補正信号Ｓ１２に基づく期間データ及び補正信号Ｓ１３に基づく期間データを加算することで、補正信号Ｓ１１〜Ｓ１３に基づく補正データを生成する。また、ＤＡＳ２０ａは、補正信号Ｓ１２に基づく期間データ、補正信号Ｓ１３に基づく期間データ及び補正信号Ｓ１４に基づく期間データを加算することで、補正信号Ｓ１２〜Ｓ１４に基づく補正データを生成する。なお、ＤＡＳ２０ａは、各期間データに対して移動平均等の処理を行ない、処理済みの期間データに基づく補正データを生成することとしてもよい。そして、ＤＡＳ２０ａは、生成した補正データを処理回路４４に出力する。
【００６１】
次に、画像生成機能４４ｂは、検出素子１１１及び検出素子１２１に由来する生データに、対応する補正データを付帯させる。例えば、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ３に収集された検出素子１１１に由来する生データに、補正信号Ｓ１１〜Ｓ１３に基づく補正データを付帯させる。また、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ４に収集された検出素子１２１に由来する生データに、補正信号Ｓ１２〜Ｓ１４に基づく補正データを付帯させる。
【００６２】
そして、画像生成機能４４ｂは、各生データに付帯された補正データを用いて、各生データを補正する。例えば、画像生成機能４４ｂは、出力比（＝生データ／補正データ）を求める。この出力比は、被検体ＰによるＸ線の減衰を表している。例えば、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ３に収集された検出素子１１１に由来する生データを、補正信号Ｓ１１〜Ｓ１３に基づく補正データで除算する。また、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ４に収集された検出素子１２１に由来する生データを、補正信号Ｓ１２〜Ｓ１４に基づく補正データで除算する。
【００６３】
上述したように、図４に示す場合、補正信号Ｓ１１〜Ｓ１３が、タイミングＴ３に収集された信号に対応している。また、補正信号Ｓ１２〜Ｓ１４が、タイミングＴ４に収集された信号に対応している。即ち、図４に示す補正信号Ｓ１１〜Ｓ１４は、ＤＡＳ１８ａによって収集される信号を補正するために十分な時間精度を有している。
【００６４】
次に、図５を用いて、Ｘ線検出器１２が高精細検出器である場合について説明する。図５は、第１の実施形態に係るＸ線検出器１２及びデータ収集回路１８の一例を示す図である。図５に示すように、高精細検出器は、図３に示した通常密度の検出器よりも多くの検出素子を有する。例えば、図３における１つの検出素子と、図５における４つの検出素子の集合とで同程度のサイズとなっている場合、高精細検出器の検出素子数は、通常密度の検出器の４倍となる。なお、図５においては、説明の便宜のため、Ｘ線検出器１２の複数の検出素子のうち、チャネル方向に４行分で、スライス方向に４列分の１６の検出素子（検出素子２１１、２１２、２１３、２１４、２２１、２２２、２２３、２２４、２３１、２３２、２３３、２３４、２４１、２４２、２４３、２４４）のみを示す。
【００６５】
図５において、ＤＡＳ１８ａは、８つの検出素子（検出素子２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２４２）から成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。また、図５において、ＤＡＳ１８ｂは、８つの検出素子（検出素子２１３、２１４、２２３、２２４、２３３、２３４、２４３、２４４）から成る検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。
【００６６】
図５に示すように、ＤＡＳ１８ａと、８つの検出素子（検出素子２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２４２）とは、導線によって接続される。この導線には、ＤＡＳ１８ａと検出素子との接続／非接続を切り替えるスイッチが、各検出素子について配置される。これらスイッチが個別に制御されることで、各検出素子に蓄積された電荷がＤＡＳ１８ａに逐次読み出される。同様に、ＤＡＳ１８ｂと、８つの検出素子（検出素子２１３、２１４、２２３、２２４、２３３、２３４、２４３、２４４）とは、導線によって接続される。
【００６７】
なお、図５においては、図３に示した場合と比較して、１つのＤＡＳに対応する検出素子の数が多くなっている。これに対して、Ｘ線検出器１２の検出素子数に応じてデータ収集回路１８におけるＤＡＳの数を増やし、１つのＤＡＳに対応する検出素子の数を減らすことも考えられる。しかしながら、ＤＡＳの数を増やすと、導線の数が増大して配線が困難になるとともに、コストも増加する。従って、Ｘ線検出器１２を高精細化する上では、１つのＤＡＳに対応する検出素子の数を増やすことが必要である。そこで、図５においては、データ収集回路１８におけるＤＡＳとして、図３と同様に、ＤＡＳ１８ａ及びＤＡＳ１８ｂの２つのみを示して説明する。
【００６８】
次に、図５に示したＤＡＳ１８ａによる信号の収集、及び、ＤＡＳ１８ａによって収集される信号の補正に用いられる補正信号の収集について、図６を用いて説明する。図６は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミングの一例を示す図である。図６において、横方向は、時間に対応する。また、図６においては、図５に示した検出素子２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２４２からの電荷の読み出しのタイミングを、下方向の矢印で示す。
【００６９】
図６に示すように、検出素子２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２４２から信号を収集する場合、ＤＡＳ１８ａは、それぞれ異なるタイミングＴ５〜Ｔ１７に電荷を読み出す。ここで、例えば、タイミングＴ１３に読み出される電荷は、タイミングＴ５からタイミングＴ１３までに検出されたＸ線に対応する信号である。また、タイミングＴ１４に読み出される電荷は、タイミングＴ６からタイミングＴ１４までに検出されたＸ線に対応する信号である。また、タイミングＴ１５に読み出される電荷は、タイミングＴ７からタイミングＴ１５までに検出されたＸ線に対応する信号である。また、タイミングＴ１６に読み出される電荷は、タイミングＴ８からタイミングＴ１６までに検出されたＸ線に対応する信号である。また、タイミングＴ１７に読み出される電荷は、タイミングＴ９からタイミングＴ１７までに検出されたＸ線に対応する信号である。
【００７０】
ここで、図４と同様に補正信号Ｓ１１〜Ｓ１４が収集された場合、タイミングＴ１３に収集された信号には補正信号Ｓ１１〜Ｓ１３が対応し、タイミングＴ１７に収集された信号には補正信号Ｓ１２〜Ｓ１４が対応する。一方で、タイミングＴ１４に収集された信号、タイミングＴ１５に収集された信号及びタイミングＴ１６に収集された信号については、対応するタイミングで収集された補正信号がないため、補正信号Ｓ１１〜Ｓ１３又は補正信号Ｓ１２〜Ｓ１４が代替的に対応することとなる。即ち、Ｘ線検出器１２が高精細化し、データ収集回路１８におけるＤＡＳの各々に接続される検出素子の数が増加すると、補正信号の時間精度が低下する。
【００７１】
補正信号の時間精度を向上させるため、図７に示すように、補正信号をより細かいタイミングで収集することが考えられる。なお、図７は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミングの一例を示す図である。例えば、ＤＡＳ２０ａは、図７に示すように、検出素子１９ａによって検出される補正信号Ｓ２１〜Ｓ２９を収集する。
【００７２】
図７に示す場合、補正信号Ｓ２２〜Ｓ２７が、タイミングＴ１３に収集された信号に対応する。また、補正信号Ｓ２３〜Ｓ２８が、タイミングＴ１５に収集された信号に対応する。また、補正信号Ｓ２４〜Ｓ２９が、タイミングＴ１７に収集された信号に対応する。即ち、補正信号Ｓ２２〜Ｓ２９は、タイミングＴ１５に収集された信号にも対応しており、図６に示した補正信号Ｓ１１〜Ｓ１４と比較して時間精度が向上している。しかしながら、補正信号を収集するタイミングを細かくすることは、検出素子１９ａにおける電荷の積分時間を短縮することであり、補正信号におけるノイズが増加して信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal  to  Noise  Ratio）が不十分になる場合もある。
【００７３】
そこで、データ収集回路２０におけるＤＡＳ２０ａ及びＤＡＳ２０ｂは、検出素子１９ａによって検出されるＸ線の第１の補正信号と、検出素子１９ｂによって検出されるＸ線の第２の補正信号とを異なるタイミングで収集することにより、補正信号について、ノイズを低減しつつ時間精度を向上させる。以下、ＤＡＳ２０ａ及びＤＡＳ２０ｂによる補正信号の収集について、図８を用いて説明する。図８は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミングの一例を示す図である。図８において、横方向は時間に対応する。また、検出素子２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２４２からの電荷の読み出しのタイミングを下方向の矢印で示す。
【００７４】
図８に示すように、検出素子２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２４２から信号を収集する場合、ＤＡＳ１８ａは、それぞれ異なるタイミングＴ５〜Ｔ１７に電荷を読み出す。ここで、例えば、タイミングＴ１３に読み出される電荷は、タイミングＴ５からタイミングＴ１３までに検出されたＸ線に対応する信号である。また、タイミングＴ１４に読み出される電荷は、タイミングＴ６からタイミングＴ１４までに検出されたＸ線に対応する信号である。また、タイミングＴ１５に読み出される電荷は、タイミングＴ７からタイミングＴ１５までに検出されたＸ線に対応する信号である。また、タイミングＴ１６に読み出される電荷は、タイミングＴ８からタイミングＴ１６までに検出されたＸ線に対応する信号である。また、タイミングＴ１７に読み出される電荷は、タイミングＴ９からタイミングＴ１７までに検出されたＸ線に対応する信号である。
【００７５】
ここで、ＤＡＳ２０ａは、図８に示すように、検出素子１９ａによって検出される補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４を収集する。例えば、ＤＡＳ２０ａは、検出素子１９ａに電荷が蓄積されると同時に電荷を読み出すことにより、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４を収集する。具体的には、ＤＡＳ２０ａは、検出素子１９ａから読み出してコンデンサに蓄積した電荷を周期的に読み出すことにより、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４を収集する。なお、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４は、第１の補正信号の一例である。
【００７６】
同様に、ＤＡＳ２０ｂは、検出素子１９ｂによって検出される補正信号Ｓ４１〜Ｓ４４を収集する。ここで、ＤＡＳ２０ｂは、補正信号Ｓ４１〜Ｓ４４を、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４とは異なるタイミングで収集する。なお、補正信号Ｓ４１〜Ｓ４４は、第２の補正信号の一例である。
【００７７】
一例を挙げると、まず、ＤＡＳ２０ｂは、コンデンサに蓄積した電荷を、タイミングＴ７に読み出すことにより、補正信号Ｓ４１を収集する。次に、ＤＡＳ２０ａは、コンデンサに蓄積した電荷を、タイミングＴ９に読み出すことにより、補正信号Ｓ３１を収集する。次に、ＤＡＳ２０ｂは、コンデンサに蓄積した電荷を、タイミングＴ１１に読み出すことにより、補正信号Ｓ４２を収集する。タイミングＴ１１以降も同様に、コンデンサに蓄積した電荷を周期的に読み出すことにより、ＤＡＳ２０ａは、補正信号Ｓ３２、補正信号Ｓ３３及び補正信号Ｓ３４を収集し、ＤＡＳ２０ｂは、補正信号Ｓ４３及び補正信号Ｓ４４を収集する。
【００７８】
上述したように、ＤＡＳ２０ａ及びＤＡＳ２０ｂは、それぞれ、補正信号を周期的に収集する。また、図８において、ＤＡＳ２０ａによるコンデンサからの電荷の読み出しの周期と、ＤＡＳ２０ｂによるコンデンサからの電荷の読み出しの周期とは同じである。このことから、補正信号Ｓ３１は、補正信号Ｓ４１に対して位相が１８０度遅れたタイミングで収集された補正信号と言える。同様に、補正信号Ｓ４２は、補正信号Ｓ３１に対して位相が１８０度遅れたタイミングで収集された補正信号である。換言すると、ＤＡＳ２０ａ及びＤＡＳ２０ｂは、第１の補正信号（補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４）と、第２の補正信号（補正信号Ｓ４１〜Ｓ４４）とを、位相が１８０度異なるタイミングで収集する。
【００７９】
更に、ＤＡＳ２０ａは、第１の補正信号（補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４）のそれぞれを増幅し、デジタル信号のデータ（期間データ）に変換する。同様に、ＤＡＳ２０ｂは、第２の補正信号（補正信号Ｓ４１〜Ｓ４４）のそれぞれを増幅し、デジタル信号のデータ（期間データ）に変換する。
【００８０】
また、ＤＡＳ２０ａは、補正信号Ｓ３１に基づく期間データ、補正信号Ｓ３２に基づく期間データ及び補正信号Ｓ３３に基づく期間データを加算することで、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３３に基づく補正データを生成する。また、ＤＡＳ２０ａは、補正信号Ｓ３２に基づく期間データ、補正信号Ｓ３３に基づく期間データ及び補正信号Ｓ３４に基づく期間データを加算することで、補正信号Ｓ３２〜Ｓ３４に基づく補正データを生成する。また、ＤＡＳ２０ｂは、補正信号Ｓ４１に基づく期間データ、補正信号Ｓ４２に基づく期間データ及び補正信号Ｓ４３に基づく期間データを加算することで、補正信号Ｓ４１〜Ｓ４３に基づく補正データを生成する。また、ＤＡＳ２０ｂは、補正信号Ｓ４２に基づく期間データ、補正信号Ｓ４３に基づく期間データ及び補正信号Ｓ４４に基づく期間データを加算することで、補正信号Ｓ４２〜Ｓ４４に基づく補正データを生成する。そして、ＤＡＳ２０ａ及びＤＡＳ２０ｂは、生成した補正データを処理回路４４に出力する。
【００８１】
次に、画像生成機能４４ｂは、検出素子２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１及び２４２に由来する生データに、対応する補正データを付帯させる。例えば、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ１３に収集された検出素子２１１に由来する生データに、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３３に基づく補正データを付帯させる。また、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ１５に収集された検出素子２２１に由来する生データに、補正信号Ｓ４２〜Ｓ４４に基づく補正データを付帯させる。また、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ１７に収集された検出素子２３１に由来する生データに、補正信号Ｓ３２〜Ｓ３４に基づく補正データを付帯させる。
【００８２】
そして、画像生成機能４４ｂは、付帯された補正データを用いて、各生データを補正する。例えば、画像生成機能４４ｂは、出力比（＝生データ／補正データ）を求める。この出力比は、被検体ＰによるＸ線の減衰を表している。例えば、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ１３に収集された検出素子２１１に由来する生データを、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３３に基づく補正データで除算する。また、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ１５に収集された検出素子２２１に由来する生データを、補正信号Ｓ４２〜Ｓ４４に基づく補正データで除算する。また、画像生成機能４４ｂは、タイミングＴ１７に収集された検出素子２３１に由来する生データを、補正信号Ｓ３２〜Ｓ３４に基づく補正データで除算する。
【００８３】
なお、画像生成機能４４ｂは、第１の補正信号と第２の補正信号とに対して、検出素子１９ａと検出素子１９ｂとの感度に応じた補正を行ない、補正後の第１の補正信号と第２の補正信号とに基づいて信号の補正を行なってもよい。例えば、画像生成機能４４ｂは、まず、検出素子１９ａと検出素子１９ｂとの感度を取得する。一例を挙げると、画像生成機能４４ｂは、検出素子１９ａによって検出されるＸ線の信号と、検出素子１９ｂによって検出されるＸ線の信号とを同じタイミングで収集し、収集した各信号を、検出素子１９ａと検出素子１９ｂとの感度として取得する。
【００８４】
次に、画像生成機能４４ｂは、取得した感度に応じて、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３３に基づく補正データ及び補正信号Ｓ３２〜Ｓ３４に基づく補正データと、補正信号Ｓ４１〜Ｓ４３に基づく補正データ及び補正信号Ｓ４２〜Ｓ４４に基づく補正データとを補正する。例えば、画像生成機能４４ｂは、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３３に基づく補正データ及び補正信号Ｓ３２〜Ｓ３４に基づく補正データを、検出素子１９ａの感度で除算する。また、画像生成機能４４ｂは、補正信号Ｓ４１〜Ｓ４３に基づく補正データ及び補正信号Ｓ４２〜Ｓ４４に基づく補正データを、検出素子１９ｂの感度で除算する。そして、画像生成機能４４ｂは、補正後の補正データに基づいて、各生データを補正する。
【００８５】
図８に示す場合、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３３が、タイミングＴ１３に収集された信号に対応する。また、補正信号Ｓ４２〜Ｓ４４が、タイミングＴ１５に収集された信号に対応する。また、補正信号Ｓ３２〜Ｓ３４が、タイミングＴ１７に収集された信号に対応する。即ち、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４及び補正信号Ｓ４２〜Ｓ４４は、タイミングＴ１５に収集された信号にも対応しており、図６に示した補正信号Ｓ１１〜Ｓ１４と比較して時間精度が向上している。
【００８６】
更に、補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４及び補正信号Ｓ４１〜Ｓ４４は、図７の場合とは異なり、検出素子１９ａ及び検出素子１９ｂにおける電荷の積分時間を短縮しているわけではないので、補正信号におけるノイズが増加することもない。従って、ＤＡＳ２０ａ及びＤＡＳ２０ｂは、第１の補正信号（補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４）と、第２の補正信号（補正信号Ｓ４１〜Ｓ４４）とを異なるタイミングで収集することにより、補正信号について、ノイズを低減しつつ時間精度を向上させることができる。
【００８７】
次に、Ｘ線ＣＴ装置１による処理の手順の一例を、図９を用いて説明する。図９は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ１０１及びステップＳ１０２は、データ収集回路１８及びデータ収集回路２０に対応するステップである。また、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５は、処理回路４４の画像生成機能４４ｂに対応するステップである。また、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７は、処理回路４４の表示制御機能４４ｃに対応するステップである。
【００８８】
まず、データ収集回路１８及びデータ収集回路２０は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線に基づく信号と補正信号とを収集する（ステップＳ１０１）。具体的には、データ収集回路１８における複数のＤＡＳの各々は、Ｘ線検出器１２の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。また、データ収集回路２０における複数のＤＡＳの各々は、比較検出器１９の第１の検出素子によって検出されるＸ線の第１の補正信号と、第２の検出素子によって検出されるＸ線の第２の補正信号とを、異なるタイミングで収集する。
【００８９】
次に、データ収集回路１８及びデータ収集回路２０は、検出データ及び補正データを生成する（ステップＳ１０２）。具体的には、データ収集回路１８における複数のＤＡＳの各々は、収集した信号に対する増幅処理、Ａ／Ｄ変換等を実行して、検出データを生成する。また、データ収集回路２０における複数のＤＡＳの各々は、収集した第１の補正信号と第２の補正信号とに対する増幅処理、Ａ／Ｄ変換等を実行して、補正データを生成する。
【００９０】
次に、処理回路４４は、検出データに対して、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行なって生データを生成する（ステップＳ１０３）。次に、処理回路４４は、補正データに基づいて生データを補正する（ステップＳ１０４）。更に、処理回路４４は、補正後の生データに基づいてＣＴ画像データを再構成し（ステップＳ１０５）、再構成したＣＴ画像データをメモリ４１に記憶させる。
【００９１】
ここで、処理回路４４は、ＣＴ画像の表示を行なうか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ＣＴ画像を表示すると判定した場合（ステップＳ１０６肯定）、処理回路４４は、メモリ４１から読み出したＣＴ画像データを、断層像データや３次元画像データ等のＣＴ画像に変換して、ディスプレイ４２に表示させる（ステップＳ１０７）。一方で、ＣＴ画像を表示しないと判定した場合（ステップＳ１０６否定）、処理回路４４は、処理を終了する。
【００９２】
上述したように、第１の実施形態によれば、Ｘ線管１１は、被検体Ｐに対してＸ線を照射する。また、Ｘ線検出器１２は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する複数の検出素子から成る。また、第１の収集部は、Ｘ線検出器１２の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集する。また、比較検出器１９は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を検出する第１の検出素子と第２の検出素子とを含む。また、第２の収集部は、第１の検出素子によって検出されるＸ線の第１の補正信号と、第２検出素子によって検出されるＸ線の第２の補正信号とを異なるタイミングで収集する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、データ収集回路２０において収集される補正信号について、ノイズを低減しつつ時間精度を向上させることができる。
【００９３】
また、第１の実施形態に係る画像生成機能４４ｂは、第１の補正信号と第２の補正信号とに基づいて、第１の収集部によって収集された信号を補正し、補正後の信号に基づいて画像データを生成する。即ち、Ｘ線ＣＴ装置１は、ノイズを低減しつつ時間精度を向上させた補正信号を用いて、第１の収集部によって収集された信号に対する補正を行なう。従って、Ｘ線ＣＴ装置１は、第１の収集部によって収集された信号から生成する画像データについて、画質を向上させることができる。
【００９４】
また、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管１１についてグリッド制御が行われる場合においても、生成する画像データについて画質を向上させることができる。ここで、グリッド制御とは、パルス状に照射するＸ線について、下降波形（波尾）を除去するため、Ｘ線管１１のグリッドに電圧をかけて熱電子の放出を抑える制御をいう。即ち、グリッド制御が行われる場合、Ｘ線管１１から照射されるＸ線の強度がより急激に変化するため、強度が変化する度に補正信号を収集する必要性が大きい。かかる場合においても、Ｘ線ＣＴ装置１は、グリッド制御されるパルス状のＸ線に対して十分な時間精度を有し、かつ、ノイズを低減した補正信号を収集することができる。
【００９５】
なお、上述した実施形態では、Ｘ線検出器１２が高精細検出器である場合に、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２の収集部は、Ｘ線検出器１２が通常密度の検出器である場合に、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集してもよい。これにより、比較検出器１９の検出素子における電荷の積分時間を延長して、補正信号におけるノイズを更に低減するとともに、補正信号の時間精度を維持することができる。
【００９６】
また、上述した実施形態では、図２に示したように、比較検出器１９が、検出素子１９ａ及び検出素子１９ｂから成るものとして説明した。しかしながら、比較検出器１９が備える検出素子の数は、２つに限定されるものではない。例えば、比較検出器１９は、図１０に示すように、４つの検出素子（検出素子１９ｃ、検出素子１９ｄ、検出素子１９ｅ及び検出素子１９ｆ）を備える場合であってもよい。この場合、データ収集回路２０は、例えば、検出素子１９ｃに対応するＤＡＳ２０ｃと、検出素子１９ｄに対応するＤＡＳ２０ｄと、検出素子１９ｅに対応するＤＡＳ２０ｅと、検出素子１９ｆに対応するＤＡＳ２０ｆとを備える。なお、図１０は、第１の実施形態に係る比較検出器１９及びデータ収集回路２０の一例を示す図である。
【００９７】
ここで、ＤＡＳ２０ｃ、ＤＡＳ２０ｄ、ＤＡＳ２０ｅ及びＤＡＳ２０ｆによる補正信号の収集について、図１１を用いて説明する。図１１は、第１の実施形態に係る信号及び補正信号の収集のタイミングの一例を示す図である。
【００９８】
図１１において、横方向は時間に対応する。また、検出素子２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２４２からの電荷の読み出しのタイミングを下方向の矢印で示す。図１１に示すように、検出素子２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２４２から信号を収集する場合、ＤＡＳ１８ａは、それぞれ異なるタイミングＴ５〜Ｔ１７に電荷を読み出す。
【００９９】
また、図１１に示すように、ＤＡＳ２０ｃは、検出素子１９ｃによって検出される補正信号Ｓ５１〜Ｓ５４を収集する。例えば、ＤＡＳ２０ｃは、検出素子１９ｃに電荷が蓄積されると同時に電荷を読み出すことにより、補正信号Ｓ５１〜Ｓ５４を収集する。同様に、ＤＡＳ２０ｄは、検出素子１９ｄによって検出される補正信号Ｓ６１〜Ｓ６５を収集する。また、ＤＡＳ２０ｅは、検出素子１９ｅによって検出される補正信号Ｓ７１〜Ｓ７４を収集する。また、ＤＡＳ２０ｆは、検出素子１９ｆによって検出される補正信号Ｓ８１〜Ｓ８４を収集する。
【０１００】
図１１においては、検出素子１９ｃ、検出素子１９ｄ、検出素子１９ｅ及び検出素子１９ｆのうちいずれかが第１の検出素子に対応し、第１の検出素子と異なる検出素子が第２の検出素子に対応する。例えば、検出素子１９ｃが第１の検出素子である場合は、検出素子１９ｄ、検出素子１９ｅ及び検出素子１９ｆのうちいずれかが第２の検出素子に対応する。
【０１０１】
ここで、第１の検出素子によって検出されるＸ線の第１の補正信号と、第２の検出素子によって検出されるＸ線の第２の補正信号とは、異なるタイミングで収集される。例えば、第１の検出素子としての検出素子１９ｃによって検出されるＸ線の補正信号Ｓ５１〜Ｓ５４は、第２の検出素子としての検出素子１９ｄによって検出されるＸ線の補正信号Ｓ６１〜Ｓ６５と異なるタイミングで収集される。同様に、第１の検出素子としての検出素子１９ｄによって検出されるＸ線の補正信号Ｓ６１〜Ｓ６５は、第２の検出素子としての検出素子１９ｅによって検出されるＸ線の補正信号Ｓ７１〜Ｓ７４と異なるタイミングで収集される。同様に、第１の検出素子としての検出素子１９ｅによって検出されるＸ線の補正信号Ｓ７１〜Ｓ７４は、第２の検出素子としての検出素子１９ｆによって検出されるＸ線の補正信号Ｓ８１〜Ｓ８４と異なるタイミングで収集される。同様に、第１の検出素子としての検出素子１９ｆによって検出されるＸ線の補正信号Ｓ８１〜Ｓ８４は、第２の検出素子としての検出素子１９ｃによって検出されるＸ線の補正信号Ｓ５１〜Ｓ５４と異なるタイミングで収集される。
【０１０２】
また、図１１に示すように、補正信号Ｓ６２〜Ｓ６５は、補正信号Ｓ５１〜Ｓ５４に対して位相が９０度遅れたタイミングで収集された補正信号である。また、補正信号Ｓ７１〜Ｓ７４は、補正信号Ｓ６１〜Ｓ６４に対して位相が９０度遅れたタイミングで収集された補正信号である。また、補正信号Ｓ８１〜Ｓ８４は、補正信号Ｓ７１〜Ｓ７４に対して位相が９０度遅れたタイミングで収集された補正信号である。また、補正信号Ｓ５１〜Ｓ５４は、補正信号Ｓ８１〜Ｓ８４に対して位相が９０度遅れたタイミングで収集された補正信号である。換言すると、図１１において、ＤＡＳ２０ｃ、ＤＡＳ２０ｄ、ＤＡＳ２０ｅ及びＤＡＳ２０ｆは、第１の補正信号と第２の補正信号とを、位相が９０度異なるタイミングで収集する。
【０１０３】
図１１に示す場合、補正信号Ｓ５１〜Ｓ５３が、タイミングＴ１３に収集された信号に対応する。また、補正信号Ｓ６２〜Ｓ６４が、タイミングＴ１４に収集された信号に対応する。また、補正信号Ｓ７２〜Ｓ７４が、タイミングＴ１５に収集された信号に対応する。また、補正信号Ｓ８２〜Ｓ８４が、タイミングＴ１６に収集された信号に対応する。また、補正信号Ｓ５２〜Ｓ５４が、タイミングＴ１７に収集された信号に対応する。即ち、図１１に示す補正信号は、タイミングＴ１４に収集された信号及びタイミングＴ１６に収集された信号にも対応しており、図８に示した補正信号Ｓ３１〜Ｓ３４及び補正信号Ｓ４１〜Ｓ４４と比較して、時間精度が更に向上している。
【０１０４】
また、Ｘ線ＣＴ装置１は、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集するか否かについて、モードの切り替えを行なってもよい。例えば、データ収集回路２０は、データ収集回路１８における読み出し速度が閾値以上か否かに応じて、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集するか否かを切り替える。
【０１０５】
例えば、データ収集回路２０は、まず、データ収集回路１８における読み出し速度として、データ収集回路１８におけるＤＡＳが対応する検出素子群から信号を収集する際の時間間隔のうち、最短のものを取得する。一例を挙げると、図４に示す場合、データ収集回路２０は、タイミングＴ１とタイミングＴ２との間に相当する時間間隔を取得する。別の例を挙げると、図８に示す場合、データ収集回路２０は、タイミングＴ５とタイミングＴ６との間に相当する時間間隔を取得する。
【０１０６】
ここで、取得した時間間隔を電荷の積分時間として補正信号を収集すると十分な信号対雑音比が得られないと判断した場合、データ収集回路２０は、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集する。例えば、データ収集回路２０は、取得した時間間隔が閾値以下である場合（即ち、データ収集回路１８における読み出し速度が閾値以上である場合）、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集する。一例を挙げると、図８に示したように、Ｘ線検出器１２が高精細検出器であって信号を収集する時間間隔が短い場合、データ収集回路２０は、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集する。
【０１０７】
一方で、図４に示したように、Ｘ線検出器１２が通常密度の検出器であって信号を収集する時間間隔が長い場合、データ収集回路２０は、取得した時間間隔を電荷の積分時間として補正信号を収集しても、十分な信号対雑音比が得られると判断する。この場合、データ収集回路２０は、例えば、第１の補正信号及び第２の補正信号の一方のみを収集する。或いは、データ収集回路２０は、第１の補正信号と第２の補正信号とを同じタイミングで収集する。この場合、データ収集回路２０は、例えば、同じタイミングで収集した第１の補正信号と第２の補正信号とをそれぞれ増幅し、デジタル信号のデータに変換した後に加算する。そして、データ収集回路２０は、加算後のデータを期間データとして補正データを生成し、生成した補正データを処理回路４４に出力する。これにより、比較検出器１９における検出素子ごとのノイズレベルが平均化され、補正信号のノイズがより低減される。
【０１０８】
また、これまで、データ収集回路２０が複数のＤＡＳから成り、ＤＡＳの各々が、比較検出器１９における検出素子と一対一で対応する場合について説明した。しかしながら、データ収集回路２０におけるＤＡＳは、比較検出器１９における複数の検出素子に対応するものであってもよい。即ち、データ収集回路２０におけるＤＡＳは、比較検出器１９の検出素子を複数含む検出素子群によって検出されるＸ線の信号を収集するものであってもよい。また、この場合、データ収集回路２０は、１つのＤＡＳから成る場合であってもよい。
【０１０９】
例えば、データ収集回路２０は、図１２に示すように、ＤＡＳ２０ｇから成る。ここで、ＤＡＳ２０ｇと、検出素子１９ｇ及び検出素子１９ｈとは、導線によって接続される。この導線には、ＤＡＳ２０ｇと検出素子１９ｇとの接続／非接続を切り替えるスイッチ、及び、ＤＡＳ２０ｇと検出素子１９ｈとの接続／非接続を切り替えるスイッチが配置される。これらのスイッチが個別に制御されることで、各検出素子に蓄積された電荷がＤＡＳ２０ｇに逐次読み出される。即ち、ＤＡＳ２０ｇは、検出素子１９ｇに蓄積された電荷と、検出素子１９ｈに蓄積された電荷とを逐次読み出すことにより、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集する。なお、図１２は、第１の実施形態に係る比較検出器１９及びデータ収集回路２０の一例を示す図である。
【０１１０】
なお、図１２に示す場合においても、データ収集回路２０は、データ収集回路１８における読み出し速度に応じて、第１の補正信号と第２の補正信号とを異なるタイミングで収集するか否かを切り替えてもよい。ここで、データ収集回路１８における読み出し速度が閾値よりも小さい場合、ＤＡＳ２０ｇは、例えば、第１の補正信号及び第２の補正信号の一方のみを収集する。
【０１１１】
或いは、ＤＡＳ２０ｇは、データ収集回路１８における読み出し速度が閾値よりも小さい場合、第１の補正信号と第２の補正信号とを束ね処理して収集する。具体的には、ＤＡＳ２０ｇは、まず、検出素子１９ｇとの接続をオンにする。これにより、検出素子１９ｇに蓄積された電荷は、ＤＡＳ２０ｇが有するコンデンサに移動する。次に、ＤＡＳ２０ｇは、検出素子１９ｈとの接続をオンにする。これにより、検出素子１９ｈに蓄積された電荷は、ＤＡＳ２０ｇが有するコンデンサに移動する。すなわち、検出素子１９ｇ及び検出素子１９ｈのそれぞれに蓄積されていた電荷が、ＤＡＳ２０ｇにおいて加算（合成）される。これにより、比較検出器１９における検出素子ごとのノイズレベルが平均化され、補正信号のノイズがより低減される。
【０１１２】
上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
【０１１３】
また、上述した実施形態で説明した画像生成方法は、予め用意された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。この画像生成プログラムは、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、この画像生成プログラムは、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。
【０１１４】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、補正信号について、ノイズを低減しつつ時間精度を向上させることができる。
【０１１５】
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】
【０１１６】
１  Ｘ線ＣＴ装置
１１  Ｘ線管
１２  Ｘ線検出器
１８  データ収集回路
１９  比較検出器
２０  データ収集回路
４４  処理回路
４４ａ  制御機能
４４ｂ  画像生成機能
４４ｃ  表示制御機能
【図１】
0006987631.tif 000002
【図２】
0006987631.tif 000003
【図３】
0006987631.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006987631.tif 000006
【図６】
0006987631.tif 000007
【図７】
0006987631.tif 000008
【図８】
0006987631.tif 000009
【図９】
0006987631.tif 000010
【図１０】
0006987631.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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