(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置であって、
異なるＮ種のエネルギー分布で被写体を撮影し、Ｎ種の投影データを得るデータ収集部と、
得られた前記Ｎ種の投影データを、Ｎ＋１種の基準物質の透過距離データに変換し、前記透過距離データを再構成して基準物質等価断層画像を得る撮影制御部を備え、
前記撮影制御部は、
前記Ｎ種の投影データを用いて再構成した画像Ｇを、p値化して再投影することで、Ｎ＋１種の前記基準物質に含まれる物質｛Ａ｝の透過距離データを得、得られた前記透過距離データを用いて、前記Ｎ種の投影データに占める前記物質｛Ａ｝の寄与を決定して除去し、除去後の前記投影データを透過距離データに変換した後、画像再構成してＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ１を取得する、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮影制御部は、
前記基準物質等価断層画像を前記画像Ｇとする、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮影制御部は、
前記Ｎ種の投影データのうち、少なくとも１種の投影データを画像再構成して得た画像を前記画像Ｇとする、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮影制御部は、
前記物質｛Ａ｝と異なるＮ＋１種の前記基準物質に含まれる物質｛Ｂ｝について、前記基準物質等価断層画像Ｍ１をｑ値化し、再投影して得た透過距離データを用いて、前記Ｎ種の投影データに占める前記物質｛Ａ｝及び前記物質｛Ｂ｝の寄与を確定させることによって、前記物質｛Ａ｝及び物質｛Ｂ｝と異なるＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ２を取得する、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記物質｛Ａ｝に空気が含まれる、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮影制御部は、
前記基準物質及び前記物質｛Ａ｝を任意に設定可能な入力部を含む、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮影制御部は、
前記基準物質等価断層画像Ｍ１を表示可能な表示部を含む、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮影制御部は、
前記基準物質等価断層画像Ｍ１を表示可能な表示部を含み、
前記入力部から、前記表示部に表示する前記基準物質及び前記物質｛Ａ｝に任意の色を設定可能である、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮影制御部は、
前記基準物質及び前記物質｛Ａ｝に設定された色によるモノトーン画像を作成し、前記表示部に合成カラー画像を表示する、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮影制御部は、
Ｎ種の前記投影データが入力されるインタフェース部と、
Ｎ種の前記投影データを処理する処理部と、
前記処理部で実行されるデータ変換部と画像再構成処理部を記憶する記憶部を備える、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
処理部を用いたＸ線ＣＴ装置の投影データの処理方法であって、
前記処理部は、
異なるＮ種のエネルギー分布で被写体を撮影したＮ種の投影データを用いて再構成した画像Ｇを、p値化して再投影することで、Ｎ＋１種の前記基準物質に含まれる物質｛Ａ｝の透過距離データを得、
得られた前記透過距離データを用いて、前記Ｎ種の投影データに占める前記物質｛Ａ｝の寄与を決定して除去し、
除去後の前記投影データを透過距離データに変換した後、画像再構成してＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ１を取得する、
ことを特徴とする処理方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の処理方法であって、
前記処理部は、
前記基準物質等価断層画像を、前記画像Ｇとする、
ことを特徴とする処理方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の処理方法であって、
前記処理部は、
前記Ｎ種の投影データのうち、少なくとも１種の投影データを画像再構成して得た画像を前記画像Ｇとする、
ことを特徴とする処理方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の処理方法であって、
前記処理部は、
前記物質｛Ａ｝と異なるＮ＋１種の前記基準物質に含まれる物質｛Ｂ｝について、前記基準物質等価断層画像Ｍ１をq値化し、再投影して得たデータを用いて、前記Ｎ種の投影データに占める前記物質｛Ａ｝及び前記物質｛Ｂ｝の寄与を確定させることによって、前記物質｛Ａ｝及び物質｛Ｂ｝と異なるＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ２を取得する、
ことを特徴とする処理方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の処理方法であって、
前記物質｛Ａ｝に空気が含まれる、
ことを特徴とする処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線ＣＴ装置、特に異なる複数のエネルギーで被写体を撮影して処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置とは、被写体にＸ線を照射するＸ線源と、そのＸ線源と対向する位置に、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを有し、被写体の周りを回転撮像することによって得た複数方向の投影データをもとに、被写体内部のＸ線減衰率の違いを、データ処理系を用いて画像として再構成するための装置である。Ｘ線源には、通常、高電圧で加速された電子を電極に照射し、制動放射現象によってＸ線を発生させるＸ線管球が用いられる。Ｘ線検出器は一度に広範囲を高速に撮影するために、シンチレータとフォトダイオードの組み合わせから成るＸ線検出素子を2次元アレイ状に並べた構成となっている。【０００３】
異なる複数のエネルギーで被写体を撮影する撮影法の一つであるデュアルエネルギー撮影法は、同一の被写体を２種類の管電圧で撮影することで、Ｘ線減弱係数のエネルギー依存性を利用して、物質組成に関する情報を求める技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５３３５６４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】W. A. Kalender、 et. al.、”Evaluation of a prototype dual-energy computed tomographic apparatus. I. Phantom studies.”Med Phys.13(3)、334-9、(1986)
【非特許文献２】W. A. Kalender、 et. al.、 ”Evaluation of a prototype dual-energy computed tomographic apparatus. II. Determination of vertebral bone mineral content.”  Med Phys、13(3)、340-3、(1986)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１、２に開示されているデュアルエネルギー撮影法では、３種類の物質の弁別が可能であるが、動脈硬化部位の進行具合の診断には、石灰化と造影剤やステントとの分離が望まれており、そのためには空気、水（軟組織）、造影剤、骨（石灰化）などの４種以上の物質弁別が必要となる。一般的に４種以上の物質弁別には、多層検出器や光子計数検出器等の新たなハードウェアの開発が必要となり、装置のコストの増大につながる。【０００７】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、新たなハードウェアの開発を行うことなく、高精度に４種以上の物質分別を可能とするＸ線ＣＴ装置、及び処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明においては、Ｘ線ＣＴ装置であって、異なるＮ種のエネルギー分布で被写体を撮影し、Ｎ種の投影データを得るデータ収集部と、得られたＮ種の投影データを、Ｎ＋１種の基準物質の透過距離データに変換し、透過距離データを再構成して基準物質等価断層画像を得る撮影制御部を備え、撮影制御部は、Ｎ種の投影データを用いて再構成した画像Ｇを、p値化して再投影することで、Ｎ＋１種の基準物質に含まれる物質｛Ａ｝の透過距離データを得、得られた透過距離データを用いて、Ｎ種の投影データに占める物質｛Ａ｝の寄与を決定して除去し、除去後の投影データを透過距離データに変換した後、画像再構成してＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ１を取得する構成のＸ線ＣＴ装置を提供する。【０００９】
また、上記の目的を達成するため、本発明においては、処理部を用いたＸ線ＣＴ装置の投影データの処理方法であって、処理部は、異なるＮ種のエネルギー分布で被写体を撮影したＮ種の投影データを用いて再構成した画像Ｇを、p値化して再投影することで、Ｎ＋１種の前記基準物質に含まれる物質｛Ａ｝の透過距離データを得、得られた透過距離データを用いて、Ｎ種の投影データに占める前記物質｛Ａ｝の寄与を決定して除去し、除去後の前記投影データを透過距離データに変換した後、画像再構成してＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ１を取得する処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
多層検出器や光子計数検出器等のハードウェアの開発を必要とせず、高精度な４種類以上の物質弁別を可能としたＸ線ＣＴ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】実施例１におけるＸ線ＣＴ装置を体軸方向から見た概略の構造図。
【図１Ｂ】実施例１におけるＸ線ＣＴ装置の撮影制御部のブロック図。
【図２】実施例１に係る、データ処理フローの一例を示す図。
【図３】実施例１に係る、空気透過距離を推定する方法の概略図。
【図４】実施例１に係る、データ処理フローの他の例を示す図。
【図５】実施例１に係る、基準物質を選択する際のユーザーインターフェースの一例を示す図。
【図６】実施例１に係る、基準物質を追加する際のユーザーインターフェースの他の例を示す図。
【図７】実施例１に係る、基準物質等価画像を合成したカラー画像の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に従い、本発明の各種の実施の形態を順次説明する。なお、以下の実施の形態の説明においては、Ｎ種の異なるエネルギーとしてＮ＝２のデュアルエネルギー撮影法を例示して説明するが、本発明はそれに限定されることなく、Ｎが３以上の場合にも適用できる。
【実施例１】
【００１３】
実施例１は、Ｘ線ＣＴ装置、及びその撮影方法に関する実施例である。
本実施例は、Ｘ線ＣＴ装置であって、異なるＮ種のエネルギー分布で被写体を撮影し、Ｎ種の投影データを得るデータ収集部１、４と、得られたＮ種の投影データを、Ｎ＋１種の基準物質の透過距離データに変換し、透過距離データを再構成して基準物質等価断層画像を得る撮影制御部１０６を備え、撮影制御部１０６は、Ｎ種の投影データを用いて再構成した画像Ｇを、p値化して再投影することで、Ｎ＋１種の基準物質に含まれるｐ−１種の物質A1、A2、...、Ap-1（以下これらを｛Ａ｝と表す）の透過距離データを得、得られた透過距離データを用いて、Ｎ種の投影データに占める物質｛Ａ｝の寄与を確定し、確定後の投影データを除去し、除去後の投影データを透過距離データに変換した後、画像再構成してＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ１を取得する構成のＸ線ＣＴ装置の実施例である。【００１４】
また、本実施例は、処理部１０７を用いたＸ線ＣＴ装置の投影データの処理方法であって、処理部１０７は、異なるＮ種のエネルギー分布で被写体を撮影したＮ種の投影データを用いて再構成した画像Ｇを、p値化して再投影することで、Ｎ＋１種の前記基準物質に含まれるｐ−１種の物質｛Ａ｝の透過距離データを得、得られた透過距離データを用いて、Ｎ種の投影データに占める前記物質｛Ａ｝の寄与を確定し、確定後の投影データを除去し、除去後の前記投影データを透過距離データに変換した後、画像再構成してＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ１を取得する処理方法の実施例である。【００１５】
なお、以下の説明にあっては、Ｎ＝２、ｐ＝２、物質｛Ａ｝は空気一種を例示して説明するが、これに限定されるものではない。【００１６】
まず、図１Ａ、図１Ｂを用いて実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の一構成例を説明する。図１Ａは、本実施例に係るＸ線ＣＴ装置１００の構造を体軸方向から見た図である。Ｘ線ＣＴ装置１００の図示しないガントリの中央部には、被写体３が進入できる開口部２が設けられている。また、Ｘ線ＣＴ装置１００のスキャナ装置には、Ｘ線源であるＸ線管球１と、Ｘ線検出器４とが備えられ、Ｘ線管球１とＸ線検出器４は、開口部２の中心を回転中心軸としてガントリに回転可能に支持されている。このような構成により、開口部２内の被写体３を回転撮像することが可能となる。【００１７】
Ｘ線管球１は、Ｘ線管球１内にある有限の大きさを持つＸ線焦点９からＸ線を発生する。被写体３を挟んでＸ線管球１と対向する位置にＸ線検出器４が配置される。Ｘ線検出器４は複数の検出器モジュール８に分割されていてよく、各検出器モジュール８はＸ線焦点９を中心として円弧状もしくはフラットパネル状に配置されるものとする。検出器モジュール８のＸ線管球１側には、被写体３等で発生した散乱Ｘ線を除去するために、散乱線防止グリッド５が配置される。このＸ線管球１とＸ線検出器４は、少なくとも二種の投影データを得るために用いられるため、本明細書において、投影データを収集するデータ収集部と総称する。【００１８】
Ｘ線ＣＴ装置１００のデータ収集のための被写体３の撮影制御は、ユーザーが入力装置１０４を通して設定したスキャン条件に基づき、記録装置１０１や演算装置１０２を通して、制御装置１０３により行われる。制御装置１０３の制御による回転撮影によって、データ収集部１、４から得られた多数の投影データは記録装置１０１に記録され、演算装置１０２で画像処理演算が実行され、被写体３の断層画像等の情報として出力装置１０５に表示される。【００１９】
図１Ｂのブロック図に示すように、この記録装置１０１、演算装置１０２、制御装置１０３、入力装置１０４、出力装置１０５からなるＸ線ＣＴ装置１００の撮影制御部１０６は、例えば、通常中央処理部（Central Processing Unit：ＣＰＵ）１０７などの処理部と、ＣＰＵ１０７が実行する、データ変換部や画像再構成処理部などの各種の処理プログラムを記憶するメモリ１１０やハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの記憶部と、ディスプレイなど表示部１０８、キーボードなどの入力部１０９、投影データなどが入力されるインタフェース（ＩＦ）部１１１などが内部のバスに接続されたコンピュータ構成によって実現できる。【００２０】
言い換えるなら、撮影制御部１０６は、Ｎ種の投影データが入力されるインタフェース部と、Ｎ種の投影データを処理する処理部と、処理部で実行されるデータ変換部と画像再構成処理部を記憶する記憶部を備える構成を備える。【００２１】
すなわち、本実施例のＸ線ＣＴ装置にあっては、設定されたスキャン条件に基づき、検出器モジュール８からＩＦ部１１１を介して得られ、メモリ１１０などの記憶部に蓄積された投影データに対し、ＣＰＵからなる処理部１０７が、メモリ１１０に記憶された、データ変換処理のためのデータ変換部１１０１や、画像再構成処理のための画像再構成処理部１１０２などの所定の機能プログラムを実行する。このように処理部１０７は、所定のプログラムを実行することにより、図１Ａに示した演算装置１０２、更には制御装置１０３などの機能を実現し、得られた断層画像等を表示部１０８に表示する。【００２２】
Ｎ種、すなわち二種のエネルギー分布に基づく被写体の投影データのセットを得る方法として、さまざまなものが提案されている。例えば、管電圧の異なる撮影を二回行う二回転方式、一回転中に高速に管電圧を切り替えて撮影する高速管電圧切替方式、検出器を二層にし、上層で低エネルギー分布のＸ線を、下層で高エネルギー分布のＸ線を計測する二層検出器方式、ガントリ―の中に管球と検出器を二組搭載し、各管球の管電圧を異なる値に設定して撮影する二管球方式、Ｘ線を一光子単位で計測することでＸ線のエネルギーを計測するフォトンカウンティング方式、エネルギー感受性の異なる検出素子を二次元アレイ面上で交互に配置する方法などが開示されている。本実施例の構成では上記データ取得方法に依存しない。以下の本実施例の説明においては、低管電圧を80kV、高管電圧を140kVとして、管電圧の異なる撮影を二回行う二回転方式を用いた形態を例示して、デュアルエネルギー撮影法を説明することとする。【００２３】
続いて、本実施例のＸ線ＣＴ装置における基準物質分解型のデュアルエネルギー撮影法の基本原理を説明する。
各検出素子での出力Iは下式（１）で表される。ここで、ＳはＸ線発生スペクトル、εはＸ線エネルギー、ηは検出効率、μは質量減弱係数、Ｚは原子番号、sはＸ線経路、ρは物質密度を表す。【００２４】
【数１】
0006033421.tif 000002
式（２）のように質量減弱係数を（Ｎ＋１）種、すなわち３つの基準物質、例えば、空気(AIR)、水(H2O)、ヨード造影剤(I)に分解するとする。これを式（１）に代入すると式（３）が得られる。ここで簡単のため検出効率ηは１とおいた。【００２５】
【数２】
0006033421.tif 000003
【００２６】
【数３】
0006033421.tif 000004
ここで基準物質（以後、接尾辞iで表す）の質量減弱係数μiと密度ρi、および入射スペクトルＳを既知として理論値を代入すると、検出素子出力Ｉは透過距離ｓiのみの関数とみなすことができる。ここで、密度は代表値を用い、密度のばらつきは一旦距離のばらつきに置き換えて考える。【００２７】
Ｘ線ＣＴ装置の撮影系では、Ｘ線焦点９からＸ線検出器４の各検出素子までの距離は一定値Lとなるよう構成されるため、式（３）の出力Iは実質的に二変数、ＳＨ２Ｏ、ＳＩの関数になる。【００２８】
通常、Ｘ線ＣＴ装置の再構成系への出力はＩではなく、式（４）で表すように、感度補正（エア補正）と対数変換後の出力値Ｊが用いられる。ここでGainは適切な定数、I0は被写体なしでの検出器出力（＝エアデータ）である。【００２９】
【数４】
0006033421.tif 000005
ここで、二つの異なるエネルギーに対応する高管電圧・低管電圧での対数変換後の出力をそれぞれJH、JLとする。これらの基準物質透過距離si依存性は予め数値計算でき、記憶部であるメモリなどにデータベース化して記憶しておく。【００３０】
実験値から基準物質透過距離siを求めるには、式（５）で表すように、実験値JLexp、 JHexpと計算で求めた理論値JLideal、 JHidealとの差の二乗が最小となるsiの組み合わせをデータベースから探し出せばよい。以後、本明細書においては、この処理を透過距離変換と呼ぶ。【００３１】
【数５】
0006033421.tif 000006
ここで求めた基準物質透過距離siを式（６）を通して、密度×長さの次元に変換し、それぞれ画像再構成することで基準物質等価画像が得られる。【００３２】
【数６】
0006033421.tif 000007
以上説明した方法である基準物質弁別法により、各基準物質を画像として明瞭に分離することが可能であり、エネルギーを考慮して画像を作成するためビームハードニングアーチファクトを除去することもできる。【００３３】
また、基準物質等価画像の他に、同じ情報に基づき、仮想標準管電圧画像、仮想単一エネルギー画像、実効原子番号画像、電子密度画像、相互作用強調画像なども得られる。【００３４】
以下、本実施例の構成において、４種類の基準物質に弁別する方法を説明する。
減弱係数を式（７）のように４つの基準物質（例えば、空気(AIR)、水(H2O)、ヨード造影剤(I)、骨(Bone)）に分解する。これを式（１）に代入し、検出効率ηを1とおくと、式（８）が得られる。【００３５】
【数７】
0006033421.tif 000008
【００３６】
【数８】
0006033421.tif 000009
先に説明した通り、検出素子出力Ｉは基準物質透過距離ｓiのみの関数とみなせるため、出力の基準物質透過距離依存性データベースを予め計算しておくことができる。また、上述の通り、基準物質透過距離の合計は焦点-検出素子間距離Lに一致する（Σisi=L）ため、検出素子の出力は実質的に三変数、ＳＨ２Ｏ、ＳＩ、ＳＢｏｎｅの関数であることが分かる。しかしながら、変数に対して拘束条件が少ないため、このままでは上述した最小二乗法による透過距離変換を用いても、高管電圧出力・低管電圧出力を再現する基準物質透過距離の組み合わせは一意には求まらない。【００３７】
そこで、本実施例のＸ線ＣＴ装置、及び処理方法にあっては、空気の透過距離sAIRを別の方法で求めることとし、その方法として、下記の二つの方法の何れかを採用する。【００３８】
図２に本実施例の第一の方法における図１ＢのＸ線ＣＴ装置のＣＰＵからなる処理部１０７で実行される演算処理の処理フローを、図３は、空気の透過距離を求めるための概略を示す。同図において、１１２は図１Ａの被写体３を模式的に示すものである。同図に示すように、空気の透過距離sAIR＝（s１＋s２＋s３）となる。【００３９】
なお、先に説明したように、図１ＢのＸ線ＣＴ装置における演算処理は、データ変換処理と画像再構成処理に大別され、これらの処理は、メモリ１１０に記憶されたデータ変換部１１０１、画像再構成処理部１１０２をＣＰＵからなる処理部１０７が実行することによって実現される。説明の都合上、以下の説明にあっては、データ変換部１１０１、画像再構成処理部１１０２のいずれが実行する処理かを特に区別することなく、ＣＰＵからなる処理部１０７が実行するとして説明する。後で説明する第二の方法の説明においても同様である。【００４０】
＜第一の方法＞
第一の方法においては、撮影制御部１０６は、Ｎ種の測定投影データを用い、最小二乗法による透過距離変換し、画像再構成することにより、Ｎ＋１種の基準物質等価画像Ｇを求め、その中の物質｛Ａ｝の画像を二値化して再投影し、Ｎ＋１種の基準物質に含まれる物質｛Ａ｝の透過距離データを得、得られた物質｛Ａ｝の透過距離データを用いて、Ｎ種の投影データに占める物質｛Ａ｝の寄与を確定させて代入／減算して除去し、除去後の投影データを透過距離変換により透過距離データに変換した後、画像再構成してＮ＋１種弁別の基準物質等価断層画像を取得する。言い換えるなら、第一の方法は、Ｎ種の測定投影データをＮ＋１種の基準物質の透過距離データに変換し、この透過距離データを画像再構成することで得た基準物質等価断層画像を画像Ｇとする。以下、Ｎ＝２、ｐ＝２、物質｛Ａ｝は空気一種を例示して説明する。【００４１】
図２に示すように、前述した３種の基準物質弁別法と同様に、測定投影データ（F1000）を最小二乗法による透過距離変換（F1010）して、画像再構成（F1020）することにより、３種弁別の基準物質等価画像Ｇ（F1030）を求め、その中の特に空気透過画像を二値化（F1040）し、画像を再投影（F1050）し、空気でない部分の長さを求め、焦点-検出素子間距離Ｌから減算することで空気の透過距離sAIR（F1060）を求める。【００４２】
ここで、再投影処理（F1050）とは、順投影処理とも呼ばれ、画像から投影データ（サイノグラム）を求める処理のことであり、画像再構成の逆処理である。【００４３】
得られた空気の透過距離sAIRを式（８）に代入(F1070)することで、空気の寄与確定後の投影データ(F1080)が得られる。なおこの時、式（８）の両辺から空気の寄与を除去してもよい。いずれにしても、出力である信号の減衰割合に含まれる空気の寄与を確定させる。【００４４】
以上により、検出素子出力の基準物質透過距離si依存性は二変数関数となるため、前記最小二乗法による透過距離変換（F1090）を用いて、残りの基準物質透過距離siを求めることができる。その後、式（６）を通して、画像再構成（F1100）することで４種弁別の基準物質等価画像（F1110）が得られる。【００４５】
続いて、図４に本実施例の第二の方法における処理フロー図を示す。上述のとおり、以下の処理は、メモリ１１０に記憶されたデータ変換部１１０１、画像再構成処理部１１０２をＣＰＵ１０７が実行することによって実現される。【００４６】
＜第二の方法＞
第二の方法においては、撮影制御部１０６は、Ｎ種の投影データのうち少なくとも１種の投影データを用いて再構成した画像Ｇを、二値化して再投影することで、Ｎ＋１種の基準物質に含まれる物質｛Ａ｝の透過距離データを得、得られた物質｛Ａ｝の透過距離データを用いて、Ｎ種の投影データに占める物質｛Ａ｝の寄与を確定させて減算して除去し、除去後の投影データを透過距離変換により透過距離データに変換した後、変換後のデータを画像再構成してＮ＋１種弁別の基準物質等価断層画像を取得する。すなわち、第二の方法では、Ｎ種の投影データのうち、少なくとも１種の投影データを画像再構成して得た画像を前記画像Ｇとする。以下、Ｎ＝２、ｐ＝２、物質｛Ａ｝は空気一種を例示して説明する。【００４７】
図４において、測定で得られた投影データ（F1000）を画像再構成（F1020）して得た、高・低管電圧の再構成画像（F1031）Ｇのうち偽像の少ない画像、例えば、高管電圧画像をCT値-500 HUを閾値として二値化（F1040）する。二値化した画像を再投影（F1050）し、空気でない部分の長さを求め、焦点-検出素子間距離Ｌから減算することで空気の透過距離sAIR（F1060）を求める。そして、図２と同様、得られた空気の透過距離sAIRを式（８）に代入(F1070)することで、空気の寄与確定後の投影データ(F1080)が得られる。この後の透過距離変換などのプロセス(F1090〜F1110)は第一の方法と共通であるため省略する。【００４８】
なお、以上説明した処理を繰り返すことによって５種以上の物質弁別も可能である。例えば、撮影制御部１０６内のＣＰＵからなる処理部１０７は、物質｛Ａ｝と異なるＮ＋１種の基準物質に含まれる物質B1、B2、...、Bq-1（以下これらを｛Ｂ｝と表す）について、基準物質等価断層画像Ｍ１をq値化し、再投影して得たデータを用いて、Ｎ種の投影データに占める物質｛Ａ｝及び物質｛Ｂ｝の寄与を確定させることによって、物質｛Ａ｝及び物質｛Ｂ｝と異なるＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ２を取得することにより、５種の物質弁別も可能となる。【００４９】
言い換えるなら、本実施例のＸ線ＣＴ装置の撮影制御部１０６は、物質｛Ａ｝と異なるＮ＋１種の基準物質に含まれる物質｛Ｂ｝について、基準物質等価断層画像Ｍ１をｑ値化し、再投影して得た透過距離データを用いて、Ｎ種の投影データに占める物質｛Ａ｝及び物質｛Ｂ｝の寄与を確定させることによって、物質｛Ａ｝及び物質｛Ｂ｝と異なるＮ＋１種の基準物質等価断層画像Ｍ２を取得する構成を備える。【００５０】
また、物質に応じて適切な閾値を選択し、二値化（F1040）とするところを、上述したとおりｐ値化、例えば三値化することで一度に直接ｐ＋２種、例えば５種の物質弁別をすることも可能である。【００５１】
但し、これらの物質画像から再投影処理によって透過距離を精度よく求めることのできる物質｛Ａ｝及び物質｛Ｂ｝などは、密度が既知でかつ撮影領域中で略一定と推定される物質に限られる。【００５２】
図５に本実施例のＸ線ＣＴ装置、及び方法を実現するにあたって必要となるパラメータの入力画面の一例を示す。このような入力画面は、例えば、図１Ａの出力装置１０５や図１Ｂの入力部１０９、入力部としても機能する表示部１０８の表示画面上にＧＵＩ（Graphical User Interface）画面として表示することができる。このＧＵＩ画面において、使用頻度が高いと思われる物質は予め定義され、リスト２０００に表示されている。【００５３】
また、ボタン２０２０により、図６のようなダイアログ２０４０を通して、物質の名前と化学式と密度を入力することでユーザー定義型の物質をリスト２０００に追加することもできる。ユーザーはこのリスト２０００から任意の基準物質をチェックボックス２０１０を通して選択できる。このように、本実施例のＸ線ＣＴ装置は、基準物質及び空気などの物質｛Ａ｝をユーザーが任意に設定可能な入力部を含む。【００５４】
図５において、再構成画像を再投影し透過距離を計算する物質が空気(Air)であることを明示するために、チェックボックスに網掛け２０１１をして表示した。４種類以上の基準物質を選択すると最初にチェックしたものから順に自動的に網掛け２０１１がかかる。通常のＣＴ画像はＣＴ値を明度として表示するものであるが、本実施例における基準物質等価画像では、基準物質の密度（に比例する量）を明度として表示する。【００５５】
図７にその一例を示すように、空気(Air)、水(Water)、造影剤（Iodine）、骨(Bone)などの各基準物質に適切な色（例えば、紫、赤、緑、青）を割り当て、モノトーンの画像を作成し、同図上段に示す各画素の色を合成して表示することで、同図下段に示すように、一つのカラー画像上に４種の基準物質密度情報を集約して表示することも可能である。なお、図７においては、図示の都合上、密度（明度）の違いは省略した。【００５６】
ここで、例えば図５のように、出力装置１０５のＧＵＩ画面でユーザーが基準物質を選択する際に、チェックボックス２０１０のチェック状態に応じて、自動的にボタン２０３０に色が割り当てられ、ユーザーに表示される。ユーザーがボタン２０３０を通して色を変更することもでき、無色（重ねて表示しない）と設定することもできる。【００５７】
すなわち、本実施例のＸ線ＣＴ装置は、撮影制御部１０６は、基準物質等価断層画像Ｍ１を表示可能な表示部を備えている。また、撮影制御部１０６は、基準物質等価断層画像Ｍ１を表示可能な表示部を含み、入力部から、表示部に表示する基準物質及び物質｛Ａ｝に任意の色を設定可能である。そして、撮影制御部１０６は、基準物質及び物質｛Ａ｝に設定された色によるモノトーン画像を作成し、表示部に合成カラー画像を表示することができる。【００５８】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。【００５９】
更に、上述した各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を実現するプログラムを作成する例を説明したが、それらの一部又は全部を例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１  Ｘ線管球（Ｘ線源）
２  開口部
３  被写体
４  Ｘ線検出器
５  散乱線防止グリッド
８  検出器モジュール
９  Ｘ線焦点
１００  Ｘ線ＣＴ装置
１０１  記憶装置
１０２  演算装置
１０３  制御装置
１０４  入力装置
１０５  出力装置
１０６  撮影制御部
１１２  被写体
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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