(57)【要約】【課題】フォトンカウンティングＣＴにおける画像再構成の精度及び処理速度を向上させることができるＸ線ＣＴ装置及び再構成処理装置を提供することである。【解決手段】実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、光子計数型検出器と、決定部と、画像生成部とを備える。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する。光子計数型検出器は、被検体を透過したＸ線の入射に応じて信号を出力する複数の検出素子を有する。決定部は、前記検出素子により出力される信号に基づくエネルギースペクトルに関する出力値に基づいて、再構成領域のうちスペクトル再構成を行う第１領域と、エネルギー積分再構成を行う第２領域とを決定する。画像生成部は、前記決定に基づいて画像を生成する。【選択図】図１
2018118038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体を透過したＸ線の入射に応じて信号を出力する複数の検出素子を有する光子計数型検出器と、
前記検出素子により出力される信号に基づくエネルギースペクトルに関する出力値に基づいて、再構成領域のうちスペクトル再構成を行う第１領域と、エネルギー積分再構成を行う第２領域とを決定する決定部と、
前記決定に基づいて画像を生成する画像生成部と、
を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記決定部は、
前記出力値をビューごとに算出し、算出したビューごとの前記出力値が閾値以上であるか否かを判定し、
前記再構成領域に含まれる各位置について、各位置を通る各ビューの判定結果に基づいて、前記第１領域及び前記第２領域を決定する、
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記決定部は、前記再構成領域に含まれる各位置について、各位置を通る全ビューの出力値が閾値未満である場合には、当該位置を前記第１領域として決定する、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記決定部は、前記再構成領域に含まれる各位置について、各位置を通る全ビューのうちハーフ再構成が可能な数のビューにおける出力値が閾値未満である場合には、当該位置を前記第１領域として決定し、
前記画像生成部は、前記ハーフ再構成により前記第１領域に対応する第１画像を生成する、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記決定部は、前記出力値が閾値以上であると判定されたビューのうち、当該出力値を補正することによりスペクトル再構成が可能なビューを含む位置を、第３領域として決定し、
前記画像生成部は、前記第３領域における前記出力値を補正した上で、前記スペクトル再構成により当該第３領域に対応する第３画像を生成する、
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記再構成領域のうち、前記出力値が閾値以上であると判定されたビューの外側の領域を、前記第２領域として決定する、
請求項２〜５のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記決定部は、円形若しくは楕円形の形状の領域を前記第１領域として決定する、
請求項１〜６のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記第２領域に対応する第２画像上に前記第１領域に対応する第１画像を重畳表示させる表示制御部を更に備える、
請求項１〜７のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記表示制御部は、前記第１領域に対応する第１画像及び前記第２領域に対応する第２画像を識別可能に表示させる、
請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記決定部は、各エネルギービンのカウントの全出力値を前記出力値として算出する、
請求項１〜９のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記決定部は、各エネルギービンのカウントのパイルアップカウント値を前記出力値として算出する、
請求項１〜９のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記決定部は、エネルギービンの代表値のエネルギー積分値を前記出力値として算出する、
請求項１〜９のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記決定部は、エネルギービンの代表値のパイルアップエネルギー積分値を前記出力値として算出する、
請求項１〜９のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
被検体を透過したＸ線の入射に応じて信号を出力する光子計数型検出器の複数の検出素子から出力される信号に基づくエネルギースペクトルに関する出力値を取得する取得部と、
前記出力値に基づいて、再構成領域のうちスペクトル再構成を行う第１領域と、エネルギー積分再構成を行う第２領域とを決定する決定部と、
前記決定に基づいて画像を生成する画像生成部と、
を備える、再構成処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置及び再構成処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置において、Ｘ線フォトンの数をカウントすることにより画像化を行うフォトンカウンティング（Photon  Counting）ＣＴと呼ばれる技術が知られている。フォトンカウンティングＣＴでは、フォトンカウンティング型（光子計数型）のＸ線検出器が用いられる。フォトンカウンティング型のＸ線検出器は、入射するＸ線光子数を計数することにより、Ｘ線の強度を計測する。また、フォトンカウンティング型のＸ線検出器は、Ｘ線フォトンを電荷に変換する際に、Ｘ線フォトンがもつエネルギーに応じた電荷量が発生することを利用して、Ｘ線フォトン１つ１つのエネルギーを測定する。このため、フォトンカウンティングＣＴでは、エネルギーに応じた光子数の分布を示すエネルギースペクトルを得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、フォトンカウンティングＣＴにおける画像再構成の精度及び処理速度を向上させることができるＸ線ＣＴ装置及び再構成処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、光子計数型検出器と、決定部と、画像生成部とを備える。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する。光子計数型検出器は、被検体を透過したＸ線の入射に応じて信号を出力する複数の検出素子を有する。決定部は、前記検出素子により出力される信号に基づくエネルギースペクトルに関する出力値に基づいて、再構成領域のうちスペクトル再構成を行う第１領域と、エネルギー積分再構成を行う第２領域とを決定する。画像生成部は、前記決定に基づいて画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【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ブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る判定機能の処理を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る判定機能の処理を説明するための図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係る判定機能の処理を説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係る判定機能の処理を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１の実施形態に係る決定機能の処理を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第１の実施形態の変形例４に係る再構成処理装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置及び再構成処理装置を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。
【０００８】
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。
【０００９】
（第１の実施形態）
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ブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台１０と、寝台装置２０と、コンソール３０とを有する。
【００１０】
架台１０は、被検体Ｐ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、検出したＸ線に対応するデータをコンソール３０に出力する装置である。架台１０は、Ｘ線照射制御回路１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、データ収集回路１４と、回転フレーム１５と、架台駆動回路１６とを有する。
【００１１】
Ｘ線照射制御回路１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置である。Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御回路１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御回路１１は、後述するスキャン制御回路３３の制御により、Ｘ線管１２ａ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。
【００１２】
また、Ｘ線照射制御回路１１は、ウェッジ１２ｂの切り替えを行う。また、Ｘ線照射制御回路１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。
【００１３】
Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置である。Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。
【００１４】
Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御回路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。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。例えば、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、予め設定された位置（管球位置）でＸ線（パルスＸ線）を間欠曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１は、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を変調させることも可能である。例えば、Ｘ線照射制御回路１１は、特定の管球位置では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を弱くする。
【００１５】
ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａ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１２ａから曝射された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１２ｂは、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を加工したフィルタである。なお、ウェッジは、ウェッジフィルタ（wedge  filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie  filter）とも呼ばれる。
【００１６】
コリメータ１２ｃは、鉛板等によって構成され、一部にスリットを有する。例えば、コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御回路１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲をスリットにより絞り込む。
【００１７】
検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線の入射に応じて信号を出力する複数の検出素子を有する光子計数型検出器である。各検出素子は、Ｘ線フォトンが入射するごとに、当該Ｘ線フォトンのエネルギー値を計測可能な信号を出力する。Ｘ線フォトンは、例えば、Ｘ線管１２ａから照射され被検体Ｐを透過したＸ線の光子である。各検出素子は、Ｘ線フォトンが入射するごとに、１パルスの電気信号（アナログ信号）を出力する。
【００１８】
上記の検出素子は、例えば、シンチレータと光電子増倍管等の光センサとにより構成される。かかる場合、図１に示す検出器１３は、入射したＸ線フォトンをシンチレータによりシンチレータ光に変換し、シンチレータ光を光電子増倍管等の光センサにより電気信号に変換する間接変換型の検出器となる。また、上記の検出素子は、例えば、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）や、テルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）などの半導体素子の場合であってもよい。かかる場合、図１に示す検出器１３は、入射したＸ線フォトンを、直接、電気信号に変換する直接変換型の検出器となる。
【００１９】
例えば、図１に示す検出器１３は、検出素子が、チャンネル方向（検出器１３の回転方向に沿った方向）にＮ列、架台１０が非チルト時の状態における回転フレーム１５の回転中心軸方向（図１中のＺ軸方向）にＭ列配置された面検出器である。検出素子は、光子が入射すると、１パルスの電気信号を出力する。Ｘ線ＣＴ装置１は、検出素子が出力した個々のパルスを弁別することで、検出素子に入射したＸ線フォトンの数を計数することができる。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、パルスの強度に基づく演算処理を行うことで、計数したＸ線フォトンのエネルギー値を計測することができる。
【００２０】
データ収集回路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機能を有し、検出素子が出力した電気信号を増幅する増幅器や電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器等から構成される電気回路である。データ収集回路１４は、Ｘ線管１２ａ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（Ｘ線フォトン）を計数し、当該計数した光子のエネルギーを弁別した結果を計数結果として収集する。例えば、回転フレーム１５の回転中に、Ｘ線管１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、データ収集回路１４は、全周囲分（３６０度分）の計数結果を収集する。そして、データ収集回路１４は、計数結果をコンソール３０に送信する。なお、データ収集回路１４は、ＤＡＳ（Data  Acquisition  System）とも呼ばれる。
【００２１】
例えば、データ収集回路１４は、検出素子が出力した各パルスを弁別して計数したＸ線フォトンの入射位置（検出位置）と、当該Ｘ線フォトンのエネルギー値とを計数結果として、Ｘ線管１２ａの位置（管球位置）ごとに収集する。入射位置は、例えば、計数に用いたパルスが出力された際の検出素子の位置である。また、データ収集回路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、データ収集回路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。データ収集回路１４は、演算したエネルギー値を、例えば、比較器（コンパレータ）を用いて、複数のエネルギー弁別域（エネルギービン）に振り分ける。複数のエネルギー弁別域（エネルギービン）に振り分けられた計数結果は、エネルギーに応じた光子数の分布を示すエネルギースペクトルとなる。
【００２２】
回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置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する円環状のフレームである。回転フレーム１５は、後述する架台駆動回路１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する。
【００２３】
架台駆動回路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線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。例えば、架台駆動回路１６は、回転フレーム１５を回転駆動させるためのモータ等の動力伝達機構と、動力伝達機構の動作を制御するプロセッサから構成される。
【００２４】
寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図１に示すように、寝台駆動装置２１と、天板２２とを有する。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。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。なお、本実施形態では、架台１０と天板２２との相対位置の変化が天板２２を制御することによって実現されるものとして説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、架台１０が自走式である場合、架台１０の走行を制御することによって架台１０と天板２２との相対位置の変化が実現されてもよい。
【００２５】
なお、架台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うステップアンドシュート方式を実行する。
【００２６】
コンソール３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１の操作を受け付けるとともに、架台１０によって収集された投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール３０は、図１に示すように、入力インターフェース３１と、ディスプレイ３２と、スキャン制御回路３３と、前処理回路３４と、記憶回路３５と、画像再構成回路３６と、処理回路３７とを有する。
【００２７】
入力インターフェース３１は、Ｘ線ＣＴ装置１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、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路３７に転送する。例えば、入力インターフェース３１は、操作者から、Ｘ線ＣＴ画像データの撮影条件や、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、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。
【００２８】
ディスプレイ３２は、操作者によって参照されるモニタである。ディスプレイ３２は、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データから生成された画像データを操作者に表示したり、入力インターフェース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。
【００２９】
スキャン制御回路３３は、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線照射制御回路１１、架台駆動回路１６、データ収集回路１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台１０におけるデータの収集処理を制御する機能を実現するプロセッサである。
【００３０】
前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された計数結果に対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する機能を実現するプロセッサである。
【００３１】
記憶回路３５は、例えば、ＮＡＮＤ（Not  AND）型フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）であり、前処理回路３４により生成された投影データを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する画像再構成回路３６によって生成された画像データなどを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する処理回路３７による処理結果を適宜記憶する。
【００３２】
画像再構成回路３６は、検出器１３が出力した信号に基づいてＸ線ＣＴ画像データを生成する機能を実現するプロセッサである。画像再構成回路３６は、記憶回路３５が記憶する投影データを、例えば、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。なお、画像再構成回路３６は、例えば、逐次近似法により、再構成処理を行なっても良い。また、画像再構成回路３６は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで、画像データを生成する。画像再構成回路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記憶回路３５に格納する。なお、画像再構成回路３６は、再構成部の一例である。また、画像再構成回路３６は、画像生成部の一例である。
【００３３】
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線のエネルギースペクトルの情報が含まれている。このため、画像再構成回路３６は、例えば、特定のエネルギー成分を画像化したＸ線ＣＴ画像データ（エネルギー弁別画像データ）を再構成することができる。また、画像再構成回路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。
【００３４】
また、画像再構成回路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、画像再構成回路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。画像再構成回路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。なお、エネルギー弁別画像データ、物質弁別画像データ、単色Ｘ線画像データ、密度画像データ、実効原子番号画像データ等のＸ線ＣＴ画像データを再構成する処理を、「スペクトル再構成」と表記する。
【００３５】
処理回路３７は、架台１０、寝台装置２０及びコンソール３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１の全体制御を行う。具体的には、処理回路３７は、スキャン制御回路３３を制御することで、架台１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、処理回路３７は、画像再構成回路３６を制御することで、コンソール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、処理回路３７は、記憶回路３５が記憶する各種画像データを、ディスプレイ３２に表示するように制御する。
【００３６】
また、処理回路３７は、図１に示すように、判定機能３７１と、決定機能３７２と、表示制御機能３７３とを実行する。ここで、例えば、図１に示す処理回路３７の構成要素である判定機能３７１、決定機能３７２、及び表示制御機能３７３が実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路３５内に記録されている。処理回路３７は、例えば、プロセッサであり、各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３７は、図１の処理回路３７内に示された各機能を有することとなる。なお、判定機能３７１、決定機能３７２、及び表示制御機能３７３の詳細については、後述する。
【００３７】
以上、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１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１は、フォトンカウンティングＣＴによりＸ線ＣＴ画像データを再構成する。
【００３８】
ところで、フォトンカウンティングＣＴでは、被検体Ｐの中心部ではＸ線の吸収量が多く、検出器へ入射するＸ線フォトンが少ない。このため、被検体Ｐの中心部を透過した投影データのエネルギースペクトルは正確に得られるので、高精度な再構成画像が得られる。一方、被検体Ｐの辺縁部やＸ線吸収が少ない部位では、検出器へ入射するＸ線フォトンが多くなるので、パイルアップ等が発生してしまう場合がある。パイルアップとは、単位時間当たりに入射するＸ線フォトンの数が増加した場合に、Ｘ線フォトンにより生じる波形が重なり合い、Ｘ線フォトンの数え落としが生じる現象である。このように、エネルギースペクトルが不正確になってしまう場合には、再構成画像が不正確になるばかりか、エネルギースペクトルの復元も困難になり、処理時間が膨大となる可能性がある。
【００３９】
そこで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、フォトンカウンティングＣＴにおける画像再構成の精度及び処理速度を向上させるために、以下に説明する各処理機能を実行する。
【００４０】
判定機能３７１は、検出素子により出力される信号に基づくエネルギースペクトルに関する出力値が閾値以上であるか否かを判定する。例えば、判定機能３７１は、記憶回路３５に記憶された投影データを用いて、エネルギースペクトルに関する出力値をビューごとに算出する。そして、判定機能３７１は、算出した各ビューの出力値が閾値以上であるか否かをビューごとに判定する。そして、判定機能３７１は、全てのビューについて判定した判定結果を、決定機能３７２へ出力する。なお、判定機能３７１は、判定部の一例である。
【００４１】
図２、図３、図４Ａ、及び図４Ｂを用いて、判定機能３７１の処理を説明する。図２、図３、図４Ａ、及び図４Ｂは、第１の実施形態に係る判定機能３７１の処理を説明するための図である。
【００４２】
例えば、判定機能３７１は、記憶回路３５から投影データを読み出す。ここで、記憶回路３５に記憶された投影データには、各ビューにおいて各検出素子が出力した信号に基づくエネルギースペクトルの情報が含まれている。判定機能３７１は、各ビューにおけるエネルギースペクトルを用いて、出力値をビューごとに算出する。
【００４３】
図２の上図には、あるビューにおいて各検出位置（検出素子の位置）に入射した入射線量と、出力値との関係を例示する。ここで、図２の上図に示す入射線量がＡ１である場合、例えば、図２の左下図に示すＸ線のエネルギースペクトルＳ１が得られる。また、図２の上図に示す入射線量がＡ２である場合、例えば、図２の右下図に示すＸ線のエネルギースペクトルＳ２が得られる。判定機能３７１は、各検出位置におけるエネルギースペクトルを用いて、各検出位置の出力値をビューごとに算出する。つまり、判定機能３７１は、検出されたＸ線の全投影経路（パス）について、出力値を算出する。
【００４４】
ここで、出力値は、例えば、下記の第１〜第４の出力値のいずれかにより定義される。ここでは説明の便宜上、本スキャンの撮影条件における管電圧が１２０ｋＶｐであり、各エネルギービンのカウントがＣｉである場合を説明する。
【００４５】
第１の出力値は、各エネルギービンのカウントの全出力値である。かかる場合、出力値は、例えば、ΣＣｉ（ｉ＝１〜１２０ｋｅＶ）で表される。つまり、判定機能３７１は、各エネルギービンのカウントの全出力値ΣＣｉ（ｉ＝１〜１２０ｋｅＶ）を出力値として算出する。なお、１２０ｋｅＶ以下のカウントが用いられるのは、理論上、当該カウントがパイルアップした信号のカウント（パイルアップカウント）ではないと考えられるからである。
【００４６】
第２の出力値は、各エネルギービンのカウントのパイルアップカウント値である。かかる場合、出力値は、例えば、ΣＣｉ（ｉ＞１２０ｋｅＶ）で表される。つまり、判定機能３７１は、各エネルギービンのカウントのパイルアップカウント値を出力値として算出する。なお、１２０ｋｅＶより大きいカウントが用いられるのは、理論上、当該カウントがパイルアップカウントであると考えられるからである。
【００４７】
第３の出力値は、エネルギービンの代表値のエネルギー積分値である。かかる場合、出力値は、例えば、Σ(Ｃｉ×Ｅｉ)（ｉ＝１〜１２０ｋｅＶ）で表される。つまり、判定機能３７１は、エネルギービンの代表値のエネルギー積分値を出力値として算出する。なお、Ｅｉは、エネルギービンの中央値（代表値）を示す。
【００４８】
第４の出力値は、エネルギービンの代表値のパイルアップエネルギー積分値である。かかる場合、出力値は、例えば、Σ(Ｃｉ×Ｅｉ)（ｉ＞１２０ｋｅＶ）で表される。つまり、判定機能３７１は、エネルギービンの代表値のパイルアップエネルギー積分値を出力値として算出する。なお、Ｅｉは、エネルギービンの中央値（代表値）を示す。
【００４９】
このように、判定機能３７１は、第１〜第４の出力値のいずれかを、エネルギースペクトルに関する出力値として算出する。なお、上記の第１〜第４の出力値の説明で例示した内容はあくまで一例であり、上記の説明に限定されるものではない。例えば、第１の出力値は、ΣＣｉ（ｉ＝１〜１１５ｋｅＶ）と定義されてもよいし、ΣＣｉ（ｉ＝１〜１２５ｋｅＶ）と定義されてもよい。つまり、カウントの対象となるＸ線フォトンのエネルギーの強度は、必ずしも管電圧に一致していなくてもよい。ただし、カウントの対象となるＸ線フォトンのエネルギーの強度は、管電圧に基づいて設定されるのが好適である。
【００５０】
そして、判定機能３７１は、算出した出力値が閾値以上であるか否かをビューごとに判定する。例えば、判定機能３７１は、各ビューにおいて、各検出素子におけるそれぞれの出力値が閾値以上であるか否かを判定する。
【００５１】
図３、図４Ａ、及び図４Ｂを用いて、判定機能３７１による判定処理の一例を説明する。図３には、０°の位置でＸ線管１２ａにより照射されたＸ線が、検出器１３の検出素子１３１，１３２によって検出される場合を例示する。また、図４Ａには、検出素子１３１におけるＸ線のエネルギースペクトルＳ１１を例示し、図４Ｂには、検出素子１３２におけるＸ線のエネルギースペクトルＳ２１を例示する。なお、Ｒ０は、再構成領域を示す。
【００５２】
図３に示すように、検出素子１３１は、検出素子１３２と比較して、被検体Ｐの中心部に近い位置（投影経路）を通過したＸ線を検出する。被検体Ｐの中心部ほどＸ線の吸収が多くなるため、検出素子１３１におけるエネルギースペクトルＳ１１は、１２０ｋｅＶ以上のエネルギーを含まない（図４Ａ参照）。一方、検出素子１３２におけるエネルギースペクトルＳ２１は、１２０ｋｅＶ以上のエネルギーを含む（図４Ｂ参照）。
【００５３】
そして、判定機能３７１は、エネルギースペクトルＳ１１，Ｓ２１について、それぞれの出力値が閾値以上であるか否かを判定する。例えば、第２の出力値（パイルアップカウント）が算出される場合、ここで、エネルギースペクトルＳ１１の出力値Ｘ１は「０」であるので、エネルギースペクトルＳ２１の出力値Ｘ２より小さい値となる。ここで、「Ｘ１＜Ｔｈ＜Ｘ２」を満たす閾値Ｔｈが設定されている場合には、判定機能３７１は、エネルギースペクトルＳ１１の出力値Ｘ１が閾値Ｔｈ未満であると判定し、エネルギースペクトルＳ２１の出力値Ｘ２が閾値Ｔｈ以上であると判定する。なお、ここでは説明の便宜上、あるビューにおける検出素子１３１，１３２からの出力値について判定を行う場合を説明したが、判定機能３７１は、全てのビューにおける全ての検出素子からの出力値について判定を行う。つまり、判定機能３７１は、検出されたＸ線の全投影経路（パス）について、算出される出力値が閾値以上であるか否かを判定する。
【００５４】
このように、判定機能３７１は、各ビューにおいて、各検出素子におけるそれぞれの出力値が閾値以上であるか否かを判定する。なお、図３、図４Ａ、及び図４Ｂにて例示した内容はあくまで一例であり、上記の説明に限定されるものではない。例えば、上記の閾値Ｔｈは、任意に設定可能である。例えば、閾値Ｔｈ＝０である場合には、パイルアップカウントの有無に基づいて判定処理を実行可能である。また、再構成にかかる処理時間に影響しないパイルアップカウント値を測定し、測定したパイルアップカウント値まで許容することとして判定処理を実行することも可能である。また、閾値Ｔｈは、回路の時定数等から、あるカウントレート以上として設定することも可能である。つまり、閾値Ｔｈは、画像再構成の精度及び処理速度を向上させるために設定される値である。また、上記の説明では、第２の出力値が用いられる場合を説明したが、これに限らず、判定機能３７１は、第１、第３、及び第４の出力値のいずれかの値を用いて判定処理を実行可能である。
【００５５】
なお、概ね、再構成領域Ｒ０の中心ほどカウントレートが低く、外縁ほどカウントレートが高い。このため、判定機能３７１は、例えば、スキャノ画像や撮像部位の情報に基づいて再構成領域Ｒ０を中心領域と外縁領域とに分け、パイルアップ等のエネルギースペクトルが不正確な外縁領域（若しくは中心領域と外縁領域との境界付近）を重点的に判定してもよい。
【００５６】
決定機能３７２は、判定機能３７１による判定結果に基づいて、再構成領域のうちスペクトル再構成を行うスペクトル再構成領域（第１領域）と、エネルギー積分再構成を行うエネルギー積分再構成領域（第２領域）とを決定する。なお、決定機能３７２は、決定部の一例である。言い換えると、決定機能３７２は、検出素子により出力される信号に基づくエネルギースペクトルに関する出力値に基づいて、再構成領域のうちスペクトル再構成を行う第１領域と、エネルギー積分再構成を行う第２領域とを決定する。
【００５７】
ここで、スペクトル再構成とは、フォトンカウンティングＣＴで得られる計数結果を用いて、エネルギー弁別画像データ、物質弁別画像データ、単色Ｘ線画像データ、密度画像データ、実効原子番号画像データ等のＸ線ＣＴ画像データを再構成する処理である。また、エネルギー積分再構成とは、フォトンカウンティングＣＴで得られる計数結果を用いて、エネルギー積分再構成画像を再構成する処理である。具体的には、第１の実施形態に係るエネルギー積分再構成では、画像再構成回路３６は、各エネルギービンのカウントの総和（合計値）、若しくはエネルギービンの代表値とカウントの積の総和によって、エネルギー積分データを算出する。そして、画像再構成回路３６は、算出したエネルギー積分データを用いて、エネルギー積分再構成画像を再構成する。
【００５８】
例えば、決定機能３７２は、判定機能３７１による判定結果に基づいて、再構成領域Ｒ０内の各位置（画素位置）がスペクトル再構成領域及びエネルギー積分再構成領域のいずれであるかを決定する。具体的には、決定機能３７２は、ある位置を通る全ビュー（パス）の出力値が閾値未満である場合には、当該位置をスペクトル再構成領域として決定する。一方、決定機能３７２は、再構成領域Ｒ０のうち、スペクトル再構成領域以外の領域をエネルギー積分再構成領域として決定する。つまり、決定機能３７２は、ある位置を通る全ビューのうち、１つでも出力値が閾値以上であるビューが存在する場合には、当該位置をエネルギー積分再構成領域として決定する。なお、決定機能３７２による決定処理は、これに限定されるものではない。決定処理の他の例については、後述する。
【００５９】
図５、図６、図７Ａ、及び図７Ｂを用いて、決定機能３７２による決定処理の一例を説明する。図５では、一例として、再構成領域Ｒ０における位置Ｐ１及び位置Ｐ２について、決定処理が行われる場合を説明する。なお、位置Ｐ１は、図５における検出素子１３１にて検出されたＸ線の投影経路上に存在する。また、位置Ｐ２は、図５における検出素子１３２にて検出されたＸ線の投影経路上に存在する。
【００６０】
図５に示すように、例えば、決定機能３７２は、位置Ｐ１を通る全てのビューについて、判定機能３７１により判定された判定結果を参照する。また、決定機能３７２は、位置Ｐ２についても同様に、位置Ｐ２を通る全てのビューについて、判定機能３７１により判定された判定結果を参照する。
【００６１】
図６には、位置Ｐ１及び位置Ｐ２を通る全ビューにおける判定結果を例示する。図６において、縦軸は出力値を示し、横軸はビュー方向を示す。また、閾値Ｔｈは、判定機能３７１による判定処理において用いられた閾値である。ここで、位置Ｐ１では、全てのビューにおける出力値は閾値未満である。このため、決定機能３７２は、位置Ｐ１をスペクトル再構成領域として決定する。一方、位置Ｐ２では、一部のビューにおける出力値が閾値以上である。このため、決定機能３７２は、位置Ｐ２をエネルギー積分再構成領域として決定する。そして、決定機能３７２は、再構成領域Ｒ０内の他の位置についても同様に、スペクトル再構成領域及びエネルギー積分再構成領域のいずれであるかを決定する。
【００６２】
このように、決定機能３７２は、再構成領域Ｒ０に含まれる各位置について、各位置を通る各ビューの判定結果に基づいて、スペクトル再構成領域及びエネルギー積分再構成領域を決定する。この結果、決定機能３７２は、図７Ａに示すように、例えば、再構成領域Ｒ０に含まれるスペクトル再構成領域Ｒ１及びエネルギー積分再構成領域Ｒ２を決定する。また、決定機能３７２は、全ての位置を通る全ビューの出力値が閾値未満である場合には、図７Ｂに示すように、再構成領域Ｒ０全体をスペクトル再構成領域Ｒ１として決定する。
【００６３】
そして、決定機能３７２は、決定したスペクトル再構成領域Ｒ１及びエネルギー積分再構成領域Ｒ２を示す情報を、画像再構成回路３６へ出力する。これにより、画像再構成回路３６は、スペクトル再構成領域Ｒ１についてはスペクトル再構成によりスペクトル再構成画像を生成する。また、画像再構成回路３６は、エネルギー積分再構成領域Ｒ２についてはエネルギー積分再構成によりエネルギー積分再構成画像を生成する。言い換えると、画像再構成回路３６は、決定機能３７２による決定に基づいて画像を生成する。つまり、画像再構成回路３６は、第１領域と第２領域とに基づいて、画像を生成する。
【００６４】
なお、図５、図６、図７Ａ、及び図７Ｂにて例示した内容はあくまで一例であり、上記の説明に限定されるものではない。例えば、図６では、全てのビューに対して一定の閾値が設定される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ビュー（Ｘ線管１２ａの位置）に応じて異なる閾値が設定されても良い。この場合、図６に示した閾値Ｔｈは、直線ではなく曲線で表されることとなる。
【００６５】
また、例えば、上記の説明では、再構成領域Ｒ０のうちスペクトル再構成領域Ｒ１以外の領域をエネルギー積分再構成領域Ｒ２として決定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、表示制御機能３７３は、スペクトル再構成領域Ｒ１の形状や大きさにかかわらず、常に再構成領域Ｒ０全体をエネルギー積分再構成領域Ｒ２としてもよい。スペクトル再構成領域Ｒ１の画像は、エネルギー積分再構成領域Ｒ２上の対応する領域を隠蔽するように重畳させてもよいし、スペクトル再構成領域Ｒ１の画像を所定の透過度（半透明等）で重畳させてもよい。
【００６６】
また、例えば、図７Ａでは、円形のスペクトル再構成領域Ｒ１が決定される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、全ビューの出力値が閾値未満である画素の集合が円形ではなく、歪んだ形状、若しくは輪郭が不連続な線で結ばれた形状であったとしても、決定機能３７２は、スペクトル再構成領域Ｒ１として決定することができる。例えば、輪郭が不連続な線で結ばれた形状は、最小二乗法などにより連続的な線（滑らかな線）で結ばれた形状に変換可能である。ただし、閲覧性を向上させるためには、決定機能３７２は、スペクトル再構成領域Ｒ１の形状を円形若しくは楕円形として決定するのが好適である。この場合、スペクトル再構成領域Ｒ１の形状は、当該形状の内接円、当該形状の外接円、内接円と外接円の中間の円など、任意の形状に変換可能である。この変換処理は、予め決められた形状に自動変換してもよいし、形状の指定を操作者から受け付けてもよい。
【００６７】
表示制御機能３７３は、スペクトル再構成画像と、エネルギー積分再構成画像とを同時に表示させる。例えば、表示制御機能３７３は、エネルギー積分再構成画像上にスペクトル再構成画像を重畳表示させる。具体的には、表示制御機能３７３は、エネルギー積分再構成画像上の対応する位置にスペクトル再構成画像を重畳させ、ディスプレイ３２に表示させる。なお、表示制御機能３７３は、表示制御部の一例である。
【００６８】
また、表示制御機能３７３は、スペクトル再構成画像及びエネルギー積分再構成画像を識別可能に表示させる。例えば、表示制御機能３７３は、スペクトル再構成画像とエネルギー積分再構成画像との間の境界に境界線を表示させることにより、両画像を識別可能に表示させる。また、例えば、表示制御機能３７３は、スペクトル再構成画像及びエネルギー積分再構成画像の表示態様を異ならせることで、両画像を識別可能に表示させる。具体的には、表示制御機能３７３は、スペクトル再構成画像をカラーで表示させ、エネルギー積分再構成画像を白黒で表示させることにより、両画像を識別可能に表示させる。
【００６９】
図８は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１による処理手順を示すフローチャートである。図８には、スペクトル再構成画像とエネルギー積分再構成画像とを同時に表示させる場合の処理手順を例示する。なお、図８には、本スキャン（本撮影）の処理手順を例示する。つまり、図８の処理手順が開始する前に、スキャノ（位置決め画像）の撮影や撮影条件の設定等は必要に応じて実行済みである。
【００７０】
図８に示すように、ステップＳ１０１において、処理回路３７は、撮影が開始されたか否かを判定する。例えば、操作者は、撮影条件の設定が完了すると、撮影を開始する旨の指示を入力する。当該指示が操作者によって入力されると、処理回路３７は、撮影を開始し、ステップＳ１０２以降の処理を実行する。なお、ステップＳ１０１が否定される場合には、処理回路３７は、撮影を開始せず、待機状態である。
【００７１】
ステップＳ１０１が肯定されると、ステップＳ１０２において、スキャン制御回路３３は、投影データを収集する。例えば、スキャン制御回路３３は、操作者により設定された撮影条件にしたがってＸ線照射制御回路１１、架台駆動回路１６、データ収集回路１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台１０におけるデータの収集処理を実行する。そして、スキャン制御回路３３は、データ収集回路１４により収集された計数結果をコンソール３０へ送信させる。コンソール３０にて受信された計数結果は、前処理回路３４により各種の前処理が行われ、投影データとして記憶回路３５に格納される。
【００７２】
ステップＳ１０３において、判定機能３７１は、エネルギースペクトルに関する出力値を算出する。例えば、判定機能３７１は、各検出位置におけるエネルギースペクトルを用いて、各検出位置の出力値をビューごとに算出する。
【００７３】
ステップＳ１０４において、判定機能３７１は、出力値が閾値以上か否かを判定する。例えば、判定機能３７１は、各ビューにおいて、各検出位置におけるそれぞれの出力値が閾値以上であるか否かを判定する。
【００７４】
ステップＳ１０５において、決定機能３７２は、スペクトル再構成領域及びエネルギー積分再構成領域を決定する。例えば、決定機能３７２は、判定機能３７１による判定結果に基づいて、再構成領域Ｒ０内の各位置（画素位置）がスペクトル再構成領域Ｒ１及びエネルギー積分再構成領域Ｒ２のいずれであるかを決定する。具体的には、決定機能３７２は、ある位置を通る全ビュー（パス）の出力値が閾値未満である場合には、当該位置をスペクトル再構成領域Ｒ１として決定する。一方、決定機能３７２は、ある位置を通る全ビューのうち、１つでも出力値が閾値以上であるビューが存在する場合には、当該位置をエネルギー積分再構成領域Ｒ２として決定する。
【００７５】
ステップＳ１０６において、画像再構成回路３６は、スペクトル再構成画像及びエネルギー積分再構成画像を生成する。例えば、画像再構成回路３６は、計数結果を用いたスペクトル再構成により、エネルギー弁別画像データ、物質弁別画像データ、単色Ｘ線画像データ、密度画像データ、実効原子番号画像データ等のＸ線ＣＴ画像データを再構成する。また、例えば、画像再構成回路３６は、フォトンカウンティングＣＴで得られる計数結果を用いたエネルギー積分再構成により、各エネルギービンのカウントの総和、若しくはエネルギービンの代表値とカウントの積の総和であるエネルギー積分データを算出する。そして、画像再構成回路３６は、算出したエネルギー積分データを用いて、エネルギー積分再構成画像を再構成する。
【００７６】
ステップＳ１０７において、表示制御機能３７３は、スペクトル再構成画像及びエネルギー積分再構成画像を合成する。例えば、表示制御機能３７３は、エネルギー積分再構成画像上にスペクトル再構成画像を重畳させた合成画像を生成する。
【００７７】
ステップＳ１０８において、表示制御機能３７３は、合成画像を表示させる。例えば、表示制御機能３７３は、エネルギー積分再構成画像上にスペクトル再構成画像を重畳させた合成画像をディスプレイ３２に表示させる。そして、処理回路３７は、図８に示す処理手順を終了する。
【００７８】
なお、図８にて説明した処理手順はあくまで一例であり、上述した説明に限定されるものではない。例えば、図８では、ステップＳ１０２において全ビューの投影データの収集が完了してから、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の各処理が行われる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ステップＳ１０２において全ビューの投影データの収集が完了していなくとも、各ビューの投影データが収集されるごとに、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理が順次実行されてもよい。この場合、リアルタイムに処理が行われ、投影データの収集に伴ってスペクトル再構成領域が徐々に決定されることとなる。
【００７９】
上述したように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１において、判定機能３７１は、検出素子により出力される信号に基づくエネルギースペクトルに関する出力値が閾値以上であるか否かを判定する。また、決定機能３７２は、判定機能３７１による判定結果に基づいて、再構成領域のうちスペクトル再構成を行う第１領域と、エネルギー積分再構成を行う第２領域とを決定する。また、画像再構成回路３６は、スペクトル再構成により第１領域に対応する第１画像を生成し、エネルギー積分再構成により第２領域に対応する第２画像を生成する。これによれば、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、フォトンカウンティングＣＴにおける画像再構成の精度及び処理速度を向上させることができる。
【００８０】
例えば、Ｘ線ＣＴ装置１は、全ビューの出力値が閾値未満である領域に対して、スペクトル再構成を行う。この領域ではパイルアップ等の影響が少ないため、Ｘ線ＣＴ装置１は、正確なエネルギースペクトルを用いてスペクトル再構成を行うことができる。この結果、Ｘ線ＣＴ装置１は、画像再構成の精度を向上させることができる。また、この場合、エネルギースペクトルの復元も容易（若しくは不要）であるため、Ｘ線ＣＴ装置１は、画像再構成の処理速度も向上させることができる。
【００８１】
（第１の実施形態の変形例１）
上述した実施形態では、再構成領域のうち全ビューにおける出力値が閾値未満である領域を、スペクトル再構成領域として決定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、決定機能３７２は、再構成領域に含まれる各位置について、各位置を通る全ビューのうちハーフ再構成が可能な数のビューにおける出力値が閾値未満である場合には、当該位置をスペクトル再構成領域として決定することができる。
【００８２】
具体的には、決定機能３７２は、各位置を通る全ビューのうち、半回転＋ファン角に相当するビューにおける出力値が閾値未満である場合には、当該位置をスペクトル再構成領域として決定する。この場合、画像再構成回路３６は、ハーフ再構成によりスペクトル再構成領域に対応するスペクトル再構成画像を生成する。これによれば、Ｘ線ＣＴ装置１は、より広範囲のスペクトル再構成画像を提供することができる。
【００８３】
（第１の実施形態の変形例２）
また、例えば、決定機能３７２は、補正によりスペクトル再構成可能な補正可能領域（第３領域）を更に決定することもできる。
【００８４】
例えば、決定機能３７２は、出力値が閾値以上であると判定されたビューのうち、出力値を補正することによりスペクトル再構成が可能なビューを含む位置を、補正可能領域として決定する。そして、画像再構成回路３６は、補正可能領域における出力値を補正した上で、スペクトル再構成により補正可能領域に対応するスペクトル再構成画像を生成する。
【００８５】
ここで、決定機能３７２は、閾値Ｔｈ１及び閾値Ｔｈ２を用いて、スペクトル再構成領域と、エネルギー積分再構成領域と、補正可能領域とを決定する。例えば、閾値Ｔｈ１及び閾値Ｔｈ２は、「Ｔｈ１＜Ｔｈ２」を満たす値である。
【００８６】
例えば、決定機能３７２は、全ビューの出力値が閾値Ｔｈ１未満である領域を、スペクトル再構成領域として決定する。また、決定機能３７２は、全ビューの出力値が閾値Ｔｈ１以上であり、閾値Ｔｈ２未満である領域を、補正可能領域として決定する。また、決定機能３７２は、再構成領域のうち残りの領域を、エネルギー積分再構成領域として決定する。
【００８７】
そして、画像再構成回路３６は、補正可能領域における出力値をパイルアップ補正により補正処理を施した上で、スペクトル再構成によりスペクトル再構成画像を生成する。なお、スペクトル再構成領域及びエネルギー積分再構成領域については、第１の実施形態の処理と同様であるので、説明を省略する。
【００８８】
このように、決定機能３７２は、補正によりスペクトル再構成可能な補正可能領域を更に決定する。これによれば、Ｘ線ＣＴ装置１は、より広範囲のスペクトル再構成画像を提供することができる。
【００８９】
（第１の実施形態の変形例３）
また、例えば、決定機能３７２は、出力値が閾値以上と判定されたビューの外側を、エネルギー積分再構成領域として決定しても良い。
【００９０】
例えば、決定機能３７２は、再構成領域Ｒ０のうち、出力値が閾値以上であると判定されたビューの外側の領域を、エネルギー積分再構成領域として決定する。一例として、図５に示した位置Ｐ１の出力値が閾値以上であると判定された場合には、その外側にある位置Ｐ２の出力値も閾値以上であると判定される可能性が高い。このため、決定機能３７２は、位置Ｐ１の出力値が閾値以上であると判定された場合には、位置Ｐ２を含む外側の領域をエネルギー積分再構成領域として決定する。
【００９１】
これによれば、決定機能３７２は、出力値が閾値以上であると判定される可能性が高い領域については、決定処理を省略することができる。この結果、Ｘ線ＣＴ装置１は、本実施形態に係る処理速度を更に向上させることが可能となる。
【００９２】
（第１の実施形態の変形例４）
例えば、上述した実施形態に係る処理は、ネットワーク上で動作する再構成処理装置へ適用可能である。
【００９３】
図９は、第１の実施形態の変形例４に係る再構成処理装置の構成例を示すブロック図である。図９に示すように、再構成処理装置１００は、例えば、再構成処理を情報処理サービスとして提供するサービスセンタに設置される。再構成処理装置１００は、操作端末１３０に接続される。また、再構成処理装置１００は、ネットワーク５を介して複数のクライアント端末１４０Ａ，１４０Ｂ，・・・，１４０Ｎに接続される。なお、再構成処理装置１００及び操作端末１３０は、ネットワーク５を介して接続されてもよい。また、複数のクライアント端末１４０Ａ，１４０Ｂ，・・・，１４０Ｎを区別無く総称する場合、「クライアント端末１４０」と記載する。
【００９４】
操作端末１３０は、再構成処理装置１００を操作する者（操作者）が利用する情報処理端末である。例えば、操作端末１３０は、マウス、キーボード、タッチパネル等、操作者からの各種の指示や設定要求を受け付けるための入力装置を備える。また、操作端末１３０は、画像を表示したり、操作者が入力装置を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩを表示したりする表示装置を備える。操作者は、操作端末１３０を操作することで、各種の指示や設定要求を再構成処理装置１００に送信したり、再構成処理装置１００内部の情報を閲覧したりすることができる。また、ネットワーク５は、インターネット、ＷＡＮ（Wide  Area  Network）、ＬＡＮ（Local  Area  Network）等、任意の通信網である。
【００９５】
クライアント端末１４０は、再構成処理装置１００により提供される情報処理サービスを利用可能なクライアント機能を有する情報処理装置である。例えば、クライアント端末１４０は、パーソナルコンピュータやワークステーション、又は、Ｘ線ＣＴ装置に含まれるコンソール装置等に対応する。情報処理サービスを利用する利用者は、クライアント端末１４０を操作することで、情報処理サービスを利用する。ここで、利用者は、例えば、医療機関に従事する医師や技師などの医療従事者である。なお、クライアント端末１４０が有するクライアント機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でクライアント端末１４０内部の記憶回路（記憶装置）に予め記録されている。
【００９６】
再構成処理装置１００は、通信インターフェース１０１、記憶回路１１０、及び処理回路１２０を備える。通信インターフェース１０１、記憶回路１１０、及び処理回路１２０は、相互に通信可能に接続される。
【００９７】
通信インターフェース１０１は、例えば、ネットワークカードやネットワークアダプタである。通信インターフェース１０１は、ネットワーク５に接続することで、再構成処理装置１００と外部装置との間での情報通信を行う。
【００９８】
記憶回路１１０は、例えば、ＮＡＮＤ（Not  AND）型フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）であり、医用画像データやＧＵＩを表示するための各種のプログラムや、当該プログラムによって用いられる情報を記憶する。
【００９９】
処理回路１２０は、再構成処理装置１００における処理全体を制御する電子機器（プロセッサ）である。処理回路１２０は、取得機能１２１と、決定機能１２２と、画像生成機能１２３とを実行する。処理回路１２０が実行する各処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１１０内に記録されている。処理回路１２０は、各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能を実現する。なお、取得機能１２１は、取得部の一例である。決定機能１２２は、決定部の一例である。画像生成機能１２３は、画像生成部の一例である。
【０１００】
例えば、利用者は、クライアント端末１４０を操作して、サービスセンタにある再構成処理装置１００へ投影データを送信する（アップロードする）旨の指示を入力する。この指示が入力されると、クライアント端末１４０は、再構成処理装置１００へ投影データを送信する。ここで、この投影データは、フォトンカウンティングＣＴを実行可能なＸ線ＣＴ装置により収集されたデータであり、図１に示した前処理回路３４による各種の処理が完了した段階のデータである。なお、ここでは一例として、投影データが再構成処理装置１００へ送信される場合を説明するが、これに限定されるものではない。
【０１０１】
そして、再構成処理装置１００において、取得機能１２１は、被検体を透過したＸ線の入射に応じて信号を出力する光子計数型検出器の複数の検出素子から出力される信号に基づくエネルギースペクトルに関する出力値を取得する。つまり、取得機能１２１は、クライアント端末１４０から送信された投影データを受信する。この投影データには、各ビューにおいて各検出素子が出力した信号に基づくエネルギースペクトルの情報が含まれている。取得機能１２１は、各ビューにおけるエネルギースペクトルを用いて、出力値をビューごとに算出する。これにより、取得機能１２１は、エネルギースペクトルに関する出力値を取得する。
【０１０２】
そして、決定機能１２２は、出力値に基づいて、再構成領域のうちスペクトル再構成を行う第１領域と、エネルギー積分再構成を行う第２領域とを決定する。例えば、決定機能１２２は、図１に示した判定機能３７１及び決定機能３７２と同様の処理を実行可能である。具体的には、決定機能１２２は、判定機能３７１及び決定機能３７２と同様の処理により、再構成領域のうちスペクトル再構成を行うスペクトル再構成領域（第１領域）と、エネルギー積分再構成を行うエネルギー積分再構成領域（第２領域）とを決定する。
【０１０３】
そして、画像生成機能１２３は、決定機能１２２による決定に基づいて画像を生成する。例えば、画像生成機能１２３は、図１に示した画像再構成回路３６と同様の処理を実行可能である。具体的には、画像生成機能１２３は、スペクトル再構成領域Ｒ１についてはスペクトル再構成によりスペクトル再構成画像を生成する。また、画像生成機能１２３は、エネルギー積分再構成領域Ｒ２についてはエネルギー積分再構成によりエネルギー積分再構成画像を生成する。
【０１０４】
そして、再構成処理装置１００は、画像生成機能１２３により生成された画像を出力する。例えば、再構成処理装置１００は、画像生成機能１２３により生成された画像をクライアント端末１４０に送信する（ダウンロードさせる）。これにより、再構成処理装置１００は、フォトンカウンティングＣＴにおける画像再構成の精度及び処理速度を向上させることができる。このため、クライアント端末１４０の利用者は、例えば、画像再構成の精度が向上した画像を閲覧することができる。
【０１０５】
また、例えば、再構成処理装置１００によれば、再構成機能を備えていないＸ線ＣＴ装置で収集した投影データや、簡易な再構成機能しか備えていないＸ線ＣＴ装置で収集した投影データを用いた場合にも、フォトンカウンティングＣＴにおける画像再構成の精度及び処理速度を向上させることができる。言い換えると、再構成処理装置１００によれば、例えば、医療機関等の施設に設置されるＸ線ＣＴ装置の構成を簡易な構成とすることができる。
【０１０６】
すなわち、上述した実施形態に係る処理は、ネットワーク５上に設置された再構成処理装置１００に備えることにより、再構成処理方法として提供可能である。再構成処理方法は、再構成処理装置１００が、被検体を透過したＸ線の入射に応じて信号を出力する光子計数型検出器の複数の検出素子から出力される信号に基づくエネルギースペクトルに関する出力値を取得することを含む。また、再構成処理方法は、再構成処理装置１００が、出力値に基づいて、再構成領域のうちスペクトル再構成を行う第１領域と、エネルギー積分再構成を行う第２領域とを決定することを含む。また、再構成処理方法は、再構成処理装置１００が、決定に基づいて画像を生成することを含む。
【０１０７】
（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。
【０１０８】
上述した実施形態において説明した判定機能３７１、決定機能３７２、及び表示制御機能３７３は、ソフトウェアによって実現することもできる。例えば、判定機能３７１、決定機能３７２、及び表示制御機能３７３は、上記の実施形態において判定機能３７１、決定機能３７２、及び表示制御機能３７３が行うものとして説明した処理の手順を規定したプログラムをコンピュータに実行させることで、実現される。このプログラムは、例えば、ハードディスクや半導体メモリ素子等に記憶され、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサによって読み出されて実行される。また、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disc−Read  Only  Memory）やＭＯ（Magnetic  Optical  disk）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）などのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録されて、配布され得る。
【０１０９】
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）、或いは、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。プロセッサはプロセッサの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。なお、プロセッサの回路内にプログラムを組み込む代わりに、コンソール３０が有する記憶回路にプログラムを保存するように構成しても構わない。この場合、プロセッサは、記憶回路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。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。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【０１１０】
また、上述した実施形態及び変形例において図示した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。すなわち、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等に応じて、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。例えば、処理回路３７は、画像再構成回路３６の機能を備えていてもよい。更に、各装置にて行な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、或いは、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得る。
【０１１１】
また、上述した実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１１２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、フォトンカウンティングＣＴにおける画像再構成の精度及び処理速度を向上させることができる。
【０１１３】
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】
【０１１４】
１      Ｘ線ＣＴ装置
３７      処理回路
３７１      判定機能
３７２      決定機能
３７３      表示制御機能
【図１】
2018118038.tif 000003
【図２】
2018118038.tif 000004
【図３】
2018118038.tif 000005
【図４Ａ】
2018118038.tif 000006
【図４Ｂ】
2018118038.tif 000007
【図５】
2018118038.tif 000008
【図６】
2018118038.tif 000009
【図７Ａ】
2018118038.tif 000010
【図７Ｂ】
2018118038.tif 000011
【図８】
2018118038.tif 000012
【図９】
2018118038.tif 000013