(57)【要約】      （修正有）【課題】スペクトル検出器を用いて得られる画像の視認性を向上させる。【解決手段】取得部は、複数のエネルギー帯ごとに、被検体を透過するＸ線光子の計数結果を示す投影データを取得する。第１算出部は、投影データから第１の画像を算出する。第２算出部は、投影データから第１の画像とは異なる第２の画像を算出する。第１設定部は、ユーザの操作に応じて、画像の視認性を補助するための処理を制御するパラメータを示す第１制御パラメータを設定する。第３算出部は、第１の画像に対して、第１制御パラメータに応じた処理を施すことで、第３の画像を算出する。第２設定部は、ユーザの操作に応じて、第２の画像と第３の画像との混合比を示す第２制御パラメータを設定する。第４算出部は、第２制御パラメータを用いて、第２の画像と第３の画像とを混合することで、第４の画像を算出する。表示制御部は、第４の画像を表示する制御を行う。【選択図】図１
2015198833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエネルギー帯ごとに、被検体を透過するＸ線光子の計数結果を示す投影データを取得する取得部と、
前記投影データから第１の画像を算出する第１算出部と、
前記投影データから前記第１の画像とは異なる第２の画像を算出する第２算出部と、
ユーザの操作に応じて、画像の視認性を補助するための処理を制御するパラメータを示す第１制御パラメータを設定する第１設定部と、
前記第１の画像に対して、前記第１制御パラメータに応じた前記処理を施すことで、第３の画像を算出する第３算出部と、
前記ユーザの操作に応じて、前記第２の画像と前記第３の画像との混合比を示す第２制御パラメータを設定する第２設定部と、
前記第２制御パラメータを用いて、前記第２の画像と前記第３の画像とを混合することで、第４の画像を算出する第４算出部と、
前記第４の画像を表示する制御を行う表示制御部と、を備える、
表示装置。
【請求項２】
前記処理は、前記第１の画像に含まれる複数の画素の各々の画素値のうち、閾値以下の画素値を所定値とするフィルタ処理であり、
前記第１制御パラメータは前記閾値を示す、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記所定値はゼロである、
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記処理は、前記第１の画像に含まれる複数の各々の画素の画素値を平滑化するフィルタ処理であり、
前記第１制御パラメータは平滑強度を示す、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記処理は、前記第１の画像に含まれるオブジェクトの輪郭を示すエッジを検出するエッジ検出処理であり、
前記第１制御パラメータはエッジ検出強度を示す、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記取得部は、複数のＸ線照射方向ごとに、前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の前記投影データの集合である投影データ群を取得し、
前記第１算出部は、前記複数のＸ線照射方向と１対１に対応する複数の前記投影データ群と、複数の原子の各々のエネルギー帯ごとのＸ線減弱係数を特定可能なＸ線減弱係数データとから、前記第１の画像として、ユーザにより選択された原子を示す注目原子の密度に応じたボクセル値を示すボリュームデータを算出し、
前記第２算出部は、前記複数のＸ線照射方向ごとに、前記投影データ群に含まれる複数の前記投影データを重ね合わせた全エネルギーデータを逆投影処理することで、前記第２の画像として、Ｘ線減弱係数に応じたボクセル値を示すボリュームデータを算出する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記取得部は、複数のＸ線照射方向ごとに、前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の前記投影データの集合である投影データ群を取得し、
前記第１算出部は、前記複数のＸ線照射方向ごとに、前記投影データ群に含まれる複数の前記投影データを重ね合わせた全エネルギーデータを逆投影処理することで、前記第１の画像として、Ｘ線減弱係数に応じたボクセル値を示すボリュームデータを算出し、
前記第２算出部は、前記複数のＸ線照射方向ごとに、前記投影データ群に含まれる複数の前記投影データのうちの一部の前記投影データを重ね合わせた部分エネルギーデータを逆投影処理することで、前記第２の画像として、Ｘ線減弱係数に応じたボクセル値を示すボリュームデータを算出する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記取得部は、複数のＸ線照射方向ごとに、前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の前記投影データの集合である投影データ群を取得し、
前記第１算出部は、
前記複数のＸ線照射方向ごとの前記投影データ群と、複数の原子の各々のエネルギー帯ごとのＸ線減弱係数を特定可能なＸ線減弱係数データとから、前記ユーザにより選択された原子を示す注目原子の密度に応じたボクセル値を示す第１のボリュームデータを算出し、
前記複数のＸ線照射方向ごとに、前記投影データ群に含まれる複数の前記投影データを重ね合わせた全エネルギーデータを逆投影処理することで、Ｘ線減弱係数に応じたボクセル値を示す第２のボリュームデータを算出し、
前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータとを、予め定められた混合比で混合することで得られた第３のボリュームデータを、前記第１の画像として算出し、
前記第２算出部は、前記第２のボリュームデータを前記第２の画像として算出する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１算出部は、前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の前記投影データと、複数の原子の各々のエネルギー帯ごとのＸ線減弱係数を特定可能なＸ線減弱係数データとから、前記第１の画像として、前記ユーザにより選択された原子を示す注目原子の密度に応じた画素値を示す画像を算出し、
前記第２算出部は、前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の前記投影データを重ね合わせた全エネルギーデータから、前記第２の画像として、Ｘ線減弱係数に応じた画素値を示す画像を算出する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１算出部は、前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の前記投影データを重ね合わせた全エネルギーデータから、前記第１の画像として、Ｘ線減弱係数に応じた画素値を示す画像を算出し、
前記第２算出部は、前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の前記投影データのうちの一部の前記投影データを重ね合わせた部分エネルギーデータから、前記第２の画像として、Ｘ線減弱係数に応じた画素値を示す画像を算出する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１算出部は、
前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の前記投影データと、複数の原子の各々のエネルギー帯ごとのＸ線減弱係数を特定可能なＸ線減弱係数データとから、前記ユーザにより選択された原子を示す注目原子の密度に応じた画素値を示す第５の画像を算出し、
前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の前記投影データを重ね合わせた全エネルギーデータから、Ｘ線減弱係数に応じた画素値を示す第６の画像を算出し、
前記第５の画像と前記第６の画像とを、予め定められた混合比で混合することで得られた画像を前記第１の画像として算出し、
前記第２算出部は、前記第６の画像を前記第２の画像として算出する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１設定部は、前記ユーザの入力に応じて、複数の前記第１制御パラメータを設定し、
前記表示制御部は、複数の前記第１制御パラメータごとに生成された前記第４の画像を同時に表示する制御を行う、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第２設定部は、前記ユーザの入力に応じて、複数の前記第２制御パラメータを設定し、
前記表示制御部は、複数の前記第２制御パラメータごとに生成された前記第４の画像を同時に表示する制御を行う、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１設定部は、前記ユーザの入力に応じて、複数の前記第１制御パラメータを設定し、
前記第２設定部は、前記ユーザの入力に応じて、複数の前記第２制御パラメータを設定し、
前記表示制御部は、前記第１制御パラメータと前記第２制御パラメータとの組み合わせごとに生成された前記第４の画像を同時に表示する制御を行う、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１５】
複数のエネルギー帯ごとに、被検体を透過するＸ線光子の計数結果を示す投影データを取得する取得ステップと、
前記投影データから第１の画像を算出する第１算出ステップと、
前記投影データから前記第１の画像とは異なる第２の画像を算出する第２算出ステップと、
ユーザの操作に応じて、画像の視認性を補助するための処理を制御するパラメータを示す第１制御パラメータを設定する第１設定ステップと、
前記第１の画像に対して、前記第１制御パラメータに従った前記処理を施すことで、第３の画像を算出する第３算出ステップと、
前記ユーザの操作に応じて、前記第２の画像と前記第３の画像との混合比を示す第２制御パラメータを設定する第２設定ステップと、
前記第２制御パラメータを用いて、前記第２の画像と前記第３の画像とを混合することで、第４の画像を算出する第４算出ステップと、
前記第４の画像を表示する表示ステップと、を含む、
表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置および表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータＸ線撮影装置やコンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線源から検出器までの経路上でＸ線が減弱した量を可視化する装置であり、医療用、動物用、産業用、手荷物検査用など検体にあわせた装置が開発されている。コンピュータＸ線撮影装置は、Ｘ線の減弱量を投影画像として画像化する装置である。コンピュータ断層撮影装置は、複数の角度（Ｘ線照射方向）ごとに、Ｘ線の減弱量を収集し、得られた減弱量から単位体積（ボクセル）あたりの減弱係数を再構成し、再構成画像として可視化する装置である。コンピュータ断層撮影装置では、通常、複数の角度から撮影するために、Ｘ線源と検出器、もしくは、対象とする検体を回転させる構造を備えている。多くのコンピュータ断層撮影装置では、減弱係数として、水を０、空気を−１０００と定義したＨＵ（Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ  ｕｎｉｔ）という単位を利用したＣＴ値に換算した画像を表示する。
【０００３】
Ｘ線の吸収量は、通過する原子の種類とＸ線のエネルギー(波長)に依存する。Ｘ線源は様々なエネルギーを含む線源であり、コンピュータＸ線撮影装置やコンピュータ断層撮影装置ではＸ線源の持つエネルギー帯に対する平均的な減弱量を観測していることになる。このような装置は、１線源で１エネルギー帯を観測している。
【０００４】
また、異なる２種のエネルギー帯を持つＸ線源を用いて撮影を行って画像を生成するデュアルエナジーと呼ばれる技術が知られている。従来、デュアルエナジーを用いて得られた２種の画像をユーザに分かり易く提示する方法として、様々な技術が知られている。
【０００５】
また、エネルギー帯を区別できる検出器（たとえば、デュアルエナジーあるいはフォトンカウンティング方式の検出器。以下では、説明の便宜上これらを総称して「スペクトル検出器」と称する場合がある）を用いて、１種類のＸ線源から照射されて被検体を通過したＸ線光子の計数結果を示すデータを、複数のエネルギー成分に分けて画像化する技術も知られている。
【０００６】
スペクトル検出器を用いた装置は、１線源でｎ（ｎ＞１）個のエネルギー帯を観測可能な装置ということになる。したがって、Ｘ線源から発せられるＸ線の強さが同一であれば、１線源あたり１エネルギー帯を観測可能な装置に比べて、可視化される画像のＳＮ比（signal  to  noise  ratio）は低下する。また、フォトンカウンティング方式の検出器を用いる場合には、照射するＸ線の線量が多い場合、検出器による検出値が不正確になるパイルアップ現象が起こることが知られている。パイルアップ現象は、ＣｄＴｅ半導体を用いた光電変換により光子の数を計測する直接変換型装置、可視光に変換し可視光センサにより光子の数を計測する間接変換型装置の何れにおいても発生し、パイルアップ現象を避けるためには、１線源あたり１エネルギー帯を観測する装置に比べて、Ｘ線の強さを落とすしかない。パイルアップ現象を避けるためにＸ線の強さを落とすことは、十分な計数結果を収集できないことにつながり、結果として、可視化される画像のＳＮ比の低下を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−４４２７５号公報
【特許文献２】特開２００８−８６５４３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９４２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、スペクトル検出器を用いて得られる画像の視認性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の表示装置は、取得部と第１算出部と第２算出部と第１設定部と第３算出部と第２設定部と第４算出部と表示制御部とを備える。取得部は、複数のエネルギー帯ごとに、被検体を透過するＸ線光子の計数結果を示す投影データを取得する。第１算出部は、投影データから第１の画像を算出する。第２算出部は、投影データから第１の画像とは異なる第２の画像を算出する。第１設定部は、ユーザの操作に応じて、画像の視認性を補助するための処理を制御するパラメータを示す第１制御パラメータを設定する。第３算出部は、第１の画像に対して、第１制御パラメータに応じた処理を施すことで、第３の画像を算出する。第２設定部は、ユーザの操作に応じて、第２の画像と第３の画像との混合比を示す第２制御パラメータを設定する。第４算出部は、第２制御パラメータを用いて、第２の画像と第３の画像とを混合することで、第４の画像を算出する。表示制御部は、第４の画像を表示する制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態のＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図。
【図２】実施形態のＸ線管から出力されるエネルギー帯別のフォトン数を示す図。
【図３】実施形態の検出器を説明するための図。
【図４】実施形態の各エネルギー帯の投影データを表す模式図。
【図５】実施形態のＸ線エネルギーとＸ線減弱係数との関係の一例を示す図。
【図６】実施形態のＸ線エネルギーとＸ線減弱係数との関係の一例を示す図。
【図７】実施形態の各原子の弁別画像を表す模式図。
【図８】実施形態の全エネルギー画像を表す模式図。
【図９】実施形態の第１制御パラメータを入力するためのＵＩ画像を示す図。
【図１０】実施形態の第２制御パラメータを入力するためのＵＩ画像を示す図。
【図１１】実施形態のブレンド画像が生成されるまでの流れを表す概念図。
【図１２】実施形態のコンソール装置の動作例を示すフローチャート。
【図１３】変形例の第１制御パラメータを入力するためのＵＩ画像を示す図。
【図１４】変形例のブレンド画像が生成されるまでの流れを表す概念図。
【図１５】変形例の第１制御パラメータを入力するためのＵＩ画像を示す図。
【図１６】変形例の第２制御パラメータを入力するためのＵＩ画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る表示装置および表示方法の実施形態を詳細に説明する。以下では、本発明が適用される表示装置として、Ｘ線ＣＴ装置（コンピュータ断層撮影装置）を例に挙げて説明するが、これに限られるものではなく、例えばコンピュータＸ線撮影装置に適用することも可能である。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、フォトンカウンティング方式の検出器（スペクトル検出器）を用いて、１種類のＸ線源から照射されて被検体を透過したＸ線光子を計数することで、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成可能な装置である。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。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２０と、コンソール装置１００とを備える。
【００１３】
架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を計数する装置であり、高電圧発生部１１と、Ｘ線管１２と、検出器１３と、収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６とを有する。
【００１４】
回転フレーム１５は、Ｘ線管１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動部１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
【００１５】
Ｘ線管１２は、後述する高電圧発生部１１が供給す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。
【００１６】
高電圧発生部１１は、Ｘ線管１２に高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２は、高電圧発生部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。すなわち、高電圧発生部１１は、Ｘ線管１２に供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。
【００１７】
架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線管１２と検出器１３とを旋回させる。Ｘ線管１２で発生したＸ線が照射される方向を示すＸ線照射方向（以下の説明では「ビュー」と称する）は、Ｘ線管１２と検出器１３の位置あるいは角度に応じて異なる方向となる。
【００１８】
ここで、Ｘ線管１２から発せられるＸ線は、例えば図２に示すように、そのＸ線管１２の材質によって決まるエネルギーを持つフォトン（Ｘ線光子）を発すると考えられる。本実施形態の検出器１３は、フォトンカウンティング方式の検出器（スペクトル検出器）であり、この検出器１３を用いることで、Ｘ線管１２から発せられたエネルギー分布を持つフォトンに対し、検出器１３に達するまで原子ごとのＸ線減弱係数に従うＸ線の吸収を受けなかったフォトンを、フォトンの持つエネルギーとその数という形で検出することができる。これにより、複数のエネルギー帯ごとに検出されたフォトン数を示すスペクトルデータ（以下の説明では、「投影データ」と称する場合がある）を得ることができる。なお、複数のエネルギー帯ごとに検出とは、例えば２０〜１４０（ｋｅＶ）を全エネルギー帯とするとき、２０〜４０、４０〜６０、６０〜８０、８０〜１００、１００〜１２０、１２０〜１４０（ｋｅＶ）の６つのエネルギー帯ごとに検出を行うという意味である。
【００１９】
図１に戻り、具体的な内容を説明する。本実施形態の検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線光子を計数するための複数の検出素子を有する。一例を挙げれば、検出器１３が有する各検出素子は、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）系の半導体である。すなわち、検出器１３は、入射したＸ線光子を、直接、電気信号に変換する直接変換型の半導体検出器である。
【００２０】
図３は、本実施形態に係る検出器１３の一例を説明するための図である。例えば、検出器１３は、図３に示すように、テルル化カドミウムにより構成される検出素子１３１が、チャンネル方向（図１中のＹ軸方向）にＮ列、体軸方向（図１中のＺ軸方向、以下の説明では「列方向」と称する場合がある）にＭ列（例えば４列、１６列、８０列、１６０列あるいは３２０列）配置された面検出器である。検出素子１３１は、Ｘ線光子が入射すると、１パルスの電気信号を出力する。検出素子１３１が出力した個々のパルスを弁別することで、検出素子１３１に入射したＸ線光子の数を計数することができる。また、個々のパルスの強度に基づく演算処理を行なうことで、計数したＸ線光子のエネルギーを計測することができる。
【００２１】
なお、以下では、検出器１３が直接変換型の半導体検出器である場合について説明するが、これに限らず、例えば検出器１３として、シンチレータと光電子増倍管とにより構成される間接変換型の検出器を用いることもできる。
【００２２】
図１に示す収集部１４は、検出器１３の出力信号から、Ｘ線管１２から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線光子を計数した結果を示す計数結果を収集する。本実施形態では、収集部１４は、複数のビューごとに、Ｘ線管１２から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線光子を計数し、当該計数したＸ線光子のエネルギーを弁別した結果を収集する。
【００２３】
さらに詳述すれば、収集部１４は、Ｘ線管１２の位相（管球位相）ごとに、検出素子１３１が出力した各パルスを弁別して計数したＸ線光子の入射位置（検出位置）と、当該Ｘ線光子のエネルギー値とを示す情報を収集する。この例では、計数に用いたパルスを出力した検出素子１３１の位置を、入射位置とする。例えば、収集部１４が収集する情報は、『管球位相「α１」では、入射位置「Ｐ１１」の検出素子１３１において、エネルギー弁別域「Ｅ１＜Ｅ≦Ｅ２」の光子の計数値が「Ｎ１」であり、エネルギー弁別域「Ｅ２＜Ｅ≦Ｅ３」の光子の計数値が「Ｎ２」である』といった情報となる。
【００２４】
見方を変えれば、収集部１４がビューごとに収集する情報は、複数のエネルギー帯ごとの、被検体Ｐを透過するＸ線光子の計数結果を示すデータ（投影データ）であると考えることもできる。この投影データは、Ｘ線光子の入射位置（この例では検出素子１３１の位置）と当該Ｘ線光子の計数値とを示すデータであり、収集部１４は、複数のビューごとに、複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データを収集していると考えることができる。そして、収集部１４は、各ビューの投影データ群（複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データの集合）を、装置本体３０へ送信する。
【００２５】
図４は、あるビューにおけるエネルギー帯Ｅ１、Ｅ２およびＥ３の各々の投影データを模式的に示す図である。図４の例では、各投影データの座標位置は、あるビューにおける検出器１３の検出面（図３）の座標位置（検出素子１３１の位置）に相当すると考えることができる。また、図４の例では、各投影データのうち、計数値（対応するエネルギーのサンプリング値）が大きい領域ほど「白」に近い表示となっている。収集部１４が収集する情報は、｛エネルギー、ビュー、列、各列の検出素子１３１の並び｝の４次元のデータであると考えることもできる。
【００２６】
図１の説明を続ける。寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２と、寝台駆動装置２１とを有する。天板２２は、被検体Ｐが載置される板であり、寝台駆動装置２１は、天板２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。
【００２７】
なお、架台装置１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを螺旋状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する形態であってもよい。または、架台装置１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する形態であってもよい。または、架台装置１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行なうステップアンドシュート方式を実行する形態であってもよい。
【００２８】
コンソール装置１００は、装置本体３０と、入力装置４０と、表示部（ディスプレイ装置）５０とを含む。装置本体３０は、入力装置４０を介したユーザの操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された各ビューの投影データ群を用いて、ユーザに提示する画像（後述）を生成し、生成した画像を表示部５０に表示する制御を行う装置である。入力装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者（ユーザ）が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード等で構成され得る。表示部５０は、ユーザによって参照されるモニタであり、装置本体部３０により生成された画像を表示することもできるし、各種指示や各種設定を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示することもできる。表示部５０の表示方式は任意であり、例えば液晶や有機ＥＬなどの直視型のディスプレイ装置で構成され得る。また、表示部５０はタッチパネル型のディスプレイ装置で構成されてもよい。つまり、表示部５０が入力装置４０の機能を兼ねる形態であってもよい。
【００２９】
以下、装置本体３０の具体的な内容を説明する。図１に示すように、装置本体３０は、スキャン制御部１０１と、取得部１０２と、第１算出部１０３と、第２算出部１０４と、受付部１０５と、第１設定部１０６と、第３算出部１０７と、第２設定部１０８と、第４算出部１０９と、表示制御部１１０とを有する。
【００３０】
スキャン制御部１０１は、高電圧発生部１１、架台駆動部１６、収集部１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台装置１０における投影データの収集処理を制御する。
【００３１】
取得部１０２は、複数のエネルギー帯ごとに、Ｘ線管１２（この例では１種類のＸ線源であるＸ線管１２）から照射されて被検体Ｐを透過するＸ線光子の計数結果を示す投影データを取得する。本実施形態では、取得部１０２は、各ビューの投影データ群（複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データの集合）を収集部１４から取得する。
【００３２】
第１算出部１０３は、投影データから第１の画像を算出する。ここでは、第１の画像は、被検体Ｐに含まれることが想定される複数の原子のうちユーザにより選択された原子を示す注目原子の密度に応じたボクセル値を示すボリュームデータ（以下の説明では、「弁別画像」と称する場合がある）である場合を例に挙げて説明するが、これに限られるものではない。本実施形態では、第１算出部１０３は、各ビューの投影データ群と、複数の原子（被検体Ｐに含まれることが想定される複数の原子）の各々のエネルギー帯ごとのＸ線減弱係数を特定可能なＸ線減弱係数データとから、第１の画像として、注目原子の密度に応じたボクセル値を示すボリュームデータを算出する。
【００３３】
ここで、Ｘ線減弱係数は、原子の種類、および、与えたＸ線のＸ線エネルギーに依存する。図５は、原子ＡのＸ線エネルギーとＸ線減弱係数（原子がＸ線を吸収する度合いを示す指標）との関係を示す図であり、図６は、原子Ａとは異なる原子ＢのＸ線エネルギーとＸ線減弱係数との関係を示す図である。Ｘ線減弱係数は原子によって異なり、また、多くの原子では、収集されたスペクトルデータにおいて、Ｘ線減弱係数が大きく変化するＸ線エネルギーを検出できる。このエネルギーはＫエッジとして知られ、このＫエッジも原子によって異なる。図５および図６に示すＸ線減弱係数は原子ごとに固有であるため、予め測定しておくことで、既知の情報として利用することができる。
【００３４】
図１に戻り、第１算出部１０３の説明を続ける。例えば第１算出部１０３は、複数のビューごとに、当該ビューに対応する投影データ群を、複数の原子と１対１に対応する原子密度データ（原子の密度に応じた画素値を示すデータ）に変換し（ステップＳ１）、複数の原子ごとに、各ビューの原子密度データを、例えばＦＢＰ（Filtered  Back  Projection）法を用いて逆投影処理することで、当該原子の密度に応じたボクセル値を示すボリュームデータ（当該原子の弁別画像）を算出する（ステップＳ２）。
【００３５】
ここで、上記ステップＳ１のより具体的な内容を説明する。いま、原子の数＝３（原子１、原子２、原子３）、エネルギー帯の数＝４（エネルギー帯１、エネルギー帯２、エネルギー帯３、エネルギー帯４）の場合を例に挙げて、あるビューに対応する各投影データにおける単位領域（この例では、１つの検出素子１３１の位置に対応する領域）のエネルギーのサンプリング値を、複数の原子の各々の密度に応じた値に変換する処理を説明する。
【００３６】
ここでは、原子１の密度＝ｘ１、原子２の密度＝ｘ２、原子３の密度＝ｘ３とし、上記単位領域におけるエネルギー帯１のサンプリング値（Ｘ線光子の計数値）＝ｓ１、エネルギー帯２のサンプリング値＝ｓ２、エネルギー帯３のサンプリング値＝ｓ３、エネルギー帯４のサンプリング値＝ｓ４とする。また、原子１の各エネルギー帯に対するＸ線減弱係数＝（ｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１４）、原子２の各エネルギー帯に対するＸ線減弱係数＝（ｄ２１，ｄ２２，ｄ２３，ｄ２４）、原子３の各エネルギー帯に対するＸ線減弱係数＝（ｄ３１，ｄ３２，ｄ３３，ｄ３４）とする。
【００３７】
上記の場合に、計測誤差が０であれば、以下の式１が成立する。
【数１】
2015198833.tif 000003
そして、ｄ１１〜ｄ３４を上記式１の並びでまとめた行列をＤ、ｘ１〜ｘ３を並べた縦ベクトルをｘ、ｓ１〜ｓ４を並べた縦ベクトルをｓとすると、以下の式２が成立する。
【数２】
2015198833.tif 000004
【００３８】
したがって、ｘを推定すれば、上記単位領域における各原子の密度が得られることになる。ｘの推定方法としては、例えば以下の式３を用いて推定することもできる。
【数３】
2015198833.tif 000005
上記式３において、Ｄ＋は、Ｄの疑似行列を表している。同様にして、他の単位領域についても、各原子の密度を推定することができる。つまり、投影データに含まれる複数の単位領域の各々について、当該単位領域における各エネルギーのサンプリング値を、複数の原子の各々の密度を示す値に変換することができる。これにより、複数の原子と１対１に対応する複数の原子密度データ（この例では投影データと同じサイズのデータ）を得ることができる。以上のようにして、複数のビューごとに、複数の原子と１対１に対応する複数の原子密度データを得ることができる。
【００３９】
次に、上記ステップＳ２のより具体的な内容を説明する。例えばあるビューにおける原子１の原子密度データに含まれる単位領域の値（原子１の密度に応じた値を示す）は、Ｘ線源から当該単位領域までの経路に存在する｛画像空間のｘ方向の位置、画像空間のｙ方向の位置、画像空間のｚ方向の位置｝の画素値の重み付き合計値となっているので、この整合性が取れるように、例えばＦＢＰ法などを利用して、３次元ボリューム画像（弁別画像に相当するボリュームデータ）のボクセル値を決定する。以上のようにして、複数の原子ごとに弁別画像を得ることができる。
【００４０】
なお、以上においては、第１算出部１０３は、複数のビューごとに、投影データ群を各原子の原子密度データに変換してから、再構成を行って、複数の原子ごとの弁別画像を算出しているが、これに限らず、例えば第１算出部１０３は、複数のエネルギー帯ごとに、各ビューの投影データを再構成して、サンプリング値に応じたボクセル値を示すボリュームデータを算出してから（ステップＳ１１）、複数の原子ごとの弁別画像への変換を行う（ステップＳ１２）こともできる。
【００４１】
いま、原子の数＝３（原子１、原子２、原子３）、エネルギー帯の数＝４（エネルギー帯１、エネルギー帯２、エネルギー帯３、エネルギー帯４）の場合を例に挙げて、上記ステップＳ１１のより具体的な内容を説明する。例えばあるビューにおけるエネルギー帯１に対応する投影データに含まれる単位領域の値（エネルギー帯１のサンプリング値を示す）は、Ｘ線源から当該単位領域までの経路に存在する｛画像空間のｘ方向の位置、画像空間のｙ方向の位置、画像空間のｚ方向の位置｝の画素値の重み付き合計値となっているので、この整合性が取れるように、例えばＦＢＰ法などを利用して、３次元ボリューム画像のボクセル値を決定する。このようにして、複数のエネルギー帯ごとに、エネルギーのサンプリング値に応じたボクセル値を示すボリュームデータ（説明の便宜上、「エネルギーボリュームデータ」と称する）を算出することができる。
【００４２】
次に、上記ステップＳ１２のより具体的な内容を説明する。ここでは、原子１の密度＝ｘ１、原子２の密度＝ｘ２、原子３の密度＝ｘ３とし、エネルギー帯１に対応するエネルギーボリュームデータの任意の１つのボクセル（説明の便宜上、「注目ボクセル」と称する）のサンプリング値（エネルギー１のサンプリング値）＝ｓ１、エネルギー帯２に対応するエネルギーボリュームデータの注目ボクセルのサンプリング値（エネルギー２のサンプリング値）＝ｓ２、エネルギー帯３に対応するエネルギーボリュームデータの注目ボクセルのサンプリング値（エネルギー３のサンプリング値）＝ｓ３、エネルギー帯４に対応するエネルギーボリュームデータの注目ボクセルのサンプリング値（エネルギー４のサンプリング値）＝ｓ４とする。また、原子１の各エネルギー帯に対するＸ線減弱係数＝（ｄ１１，ｄ１２，ｄ１３，ｄ１４）、原子２の各エネルギー帯に対するＸ線減弱係数＝（ｄ２１，ｄ２２，ｄ２３，ｄ２４）、原子３の各エネルギー帯に対するＸ線減弱係数＝（ｄ３１，ｄ３２，ｄ３３，ｄ３４）とする。
【００４３】
前述のステップＳ２と同様に、計測誤差が０であれば、上記式１が成立する。そして、ｄ１１〜ｄ３４を上記式１の並びでまとめた行列をＤ、ｘ１〜ｘ３を並べた縦ベクトルをｘ、ｓ１〜ｓ４を並べた縦ベクトルをｓとすると、上記式２が成立する。したがって、ｘを推定すれば、注目ボクセルにおける各原子の密度が得られることになる。ｘの推定方法としては、例えば上記式３を用いて推定することもできる。以上のようにして、エネルギーボリュームデータに含まれる複数のボクセルの各々について、当該ボクセルにおける各エネルギーのサンプリング値を、複数の原子の各々の密度を示す値に変換することができる。これにより、複数の原子と１対１に対応する複数の弁別画像（この例ではエネルギーボリュームデータと同じサイズのボリュームデータ）が得られる。
【００４４】
以上のようにして、第１算出部１０３は、複数の原子と１対１に対応する複数の弁別画像を算出する。図７は、原子１の弁別画像、原子２の弁別画像、および、原子３の弁別画像の各々を模式的に表す図である。本実施形態における各弁別画像はボリュームデータ（この例では検出器１３の列数はＭなので、Ｍ列分の断面画像の集合であると考えることができる）であり、図７では、複数の原子ごとに、当該原子の弁別画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第Ｋ列目（１≦Ｋ≦Ｍ）に対応する断面画像が表示されている。ここでは、弁別画像全体（ボリュームデータ全体）が第１の画像に対応していると考えることもできるし、弁別画像を構成するＭ列分の断面画像のうちの何れかの断面画像が第１の画像に対応していると考えることもできる。そして、例えば注目原子が原子１の場合は、原子１の弁別画像（あるいは、原子１の弁別画像を構成するＭ列分の断面画像のうちの何れかの断面画像）が第１の画像となる。
【００４５】
なお、注目原子の選択方法は任意である。例えばコンソール装置１００を起動した際に、注目原子の選択を促す画面が表示部５０に表示され、ユーザは、当該画面を見ながら入力装置４０を操作することで、特定の原子を注目原子として選択する形態であってもよい。
【００４６】
次に、図１に示す第２算出部１０４について説明する。第２算出部１０４は、投影データから第１の画像とは異なる第２の画像を算出する。ここでは、第２の画像は、全てのエネルギー帯の投影データを束ねたもの（全エネルギーデータ）を再構成した画像（以下の説明では、「全エネルギー画像」と称する場合がある）である場合を例に挙げて説明するが、これに限られるものではない。本実施形態では、第１算出部１０３は、取得部１０２により取得された各ビューの投影データ群を用いて、複数のビューごとに、投影データ群に含まれる複数のエネルギー帯の投影データを重ね合わせた全エネルギーデータを、例えばＦＢＰ法を用いて逆投影処理することで、第２の画像として、Ｘ線減弱係数に応じたボクセル値を示すボリュームデータ（全エネルギー画像）を算出する。
【００４７】
図８は、全エネルギー画像を模式的に表す図である。本実施形態における全エネルギー画像はボリュームデータであり、図８では、全エネルギー画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第Ｋ列目（１≦Ｋ≦Ｍ）に対応する断面画像が表示されている。ここでは、全エネルギー画像全体（ボリュームデータ全体）が第２の画像に対応していると考えることもできるし、全エネルギー画像を構成するＭ列分の断面画像のうちの何れかの断面画像が第２の画像に対応していると考えることもできる。
【００４８】
図１の説明を続ける。受付部１０５は、入力装置４０を介したユーザの操作を受け付ける。第１設定部１０６は、ユーザの操作に応じて、画像の視認性を補助するための処理を制御するパラメータを示す第１制御パラメータを設定する。上記処理および上記第１制御パラメータの具体的な内容については後述する。
【００４９】
第３算出部１０７は、第１算出部１０３により算出された第１の画像に対して、第１設定部１０６で設定された第１制御パラメ―タに応じた上記処理を施すことで、第３の画像を算出する。この例では、上記処理は、第１の画像に含まれる複数の画素の各々の画素値のうち、閾値以下の画素値を所定値とするフィルタ処理である。例えば所定値はゼロであってもよい。また、この例では、第１制御パラメータは上記閾値を示し、第１制御パラメータが変化することは、上記閾値が変化することを意味する。
【００５０】
例えば図９に示すように、表示部５０には、上記閾値（第１制御パラメータ）を入力するためのＵＩ画像９１０が表示され、ユーザは、このＵＩ画像９１０を見ながら、入力装置４０を操作して、閾値を入力することもできる。そして、第１設定部１０６は、ユーザの操作による入力に応じて、上記閾値（第１制御パラメータ）を可変に設定する。図９の例では、ＵＩ画像９１０は、水平方向（図９の左右方向）に延在するゲージ部９１１と、ユーザの操作に応じて、ゲージ部９１１の延在方向に沿って移動可能（スライド可能）なカーソル部９１２とを含み、入力される閾値は、ゲージ部９１１に対するカーソル部９１２の位置に応じた値となる（例えばカーソル部９１２の位置がゲージ部９１１の左端から離れているほど、入力される閾値が大きくなる形態であってもよい）が、閾値の入力方法はこれに限られるものではない。
【００５１】
本実施形態では、第３算出部１０７は、第１算出部１０３により算出された注目原子の弁別画像（ボリュームデータ）を構成するＭ列分の断面画像のそれぞれに対して、閾値以下の画素値をゼロとするフィルタ処理を施し、このフィルタ処理後のＭ列分の断面画像の集合（以下の説明では、「フィルタ処理後の弁別画像」と称する場合がある）を、第３の画像として算出する。なお、例えばこのフィルタ処理後のＭ列分の断面画像のうちの何れかの断面画像が、第３の画像に相当すると考えることもできる。
【００５２】
なお、上述の画像の視認性を補助するための処理として、例えば第１の画像に含まれる複数の画素の各々の画素値を平滑化するフィルタ処理を採用することもできる。この場合、第１制御パラメータは、平滑化強度を示すことになる。
【００５３】
第２設定部１０８は、ユーザの操作に応じて、第２の画像と第３の画像との混合比（０以上１以下）を示す第２制御パラメータを設定する。例えば図１０に示すように、表示部５０には、混合比（第２制御パラメータ）を入力するためのＵＩ画像９２０が表示され、ユーザは、このＵＩ画像９２０を見ながら、入力装置４０を操作して、混合比を入力することもできる。そして、第２設定部１０８は、ユーザの操作による入力に応じて、混合比（第２制御パラメータ）を可変に設定する。図１０の例では、ＵＩ画像９２０は、水平方向に延在するゲージ部９２１と、ユーザの操作に応じて、ゲージ部９２１の延在方向に沿って移動可能なカーソル部９２２とを含み、入力される混合比は、ゲージ部９２１に対するカーソル部９２２の位置に応じた値となる（例えばカーソル部９２２の位置がゲージ部９２１の左端から離れているほど、入力される混合比が大きくなる形態であってもよい）が、混合比の入力方法はこれに限られるものではない。
【００５４】
第４算出部１０９は、第２設定部１０８で設定された第２制御パラメータを用いて、第２算出部１０４により算出された第２の画像と、第３算出部１０７により算出された第３の画像とを混合することで、第４の画像を算出する。本実施形態では、第４算出部１０９は、設定された第２制御パラメータを用いて、全エネルギー画像（第２の画像）とフィルタ処理後の弁別画像（第３の画像）とを、対応する断面ごとに混合する。例えば第１列目に対応する断面に着目すると、第４算出部１０９は、フィルタ処理後の弁別画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第１列目に対応する断面画像に含まれる複数の画素の各々に対して、第２制御パラメータが示す混合比を乗算する一方で、全エネルギー画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第１列目に対応する断面画像に含まれる複数の画素の各々に対して（１−混合比）を乗算し、画素ごとの和を算出することで、第１列目に対応するブレンド画像を得ることができる。以上のようにして、第４算出部１０９は、Ｍ列分のブレンド画像の集合を、第４の画像として算出することができる。なお、例えばＭ列分のブレンド画像のうちの何れかのブレンド画像が、第４の画像に相当すると考えることもできる。
【００５５】
図１１は、ブレンド画像が生成されるまでの流れを表す概念図である。説明の便宜上、図１１では、第Ｊ列目（１≦Ｊ≦Ｍ）に対応するブレンド画像が生成されるまでの流れを表している。図１１に示すように、注目原子の弁別画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第Ｊ列目に対応する断面画像９０１に対して、設定された第１制御パラメータに応じた上述のフィルタ処理が施され、フィルタ処理後の画像９０２が得られる。そして、フィルタ処理後の画像９０２に含まれる複数の画素の各々に対して、設定された第２制御パラメータが示す混合比を乗算する一方で、全エネルギー画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第Ｊ列目に対応する断面画像９０３に含まれる複数の画素の各々に対して（１−混合比）を乗算し、画素ごとの和を算出することで、第Ｊ列目に対応するブレンド画像９０４が得られるという具合である。
【００５６】
以上のように、注目原子の弁別画像の第Ｊ列目に対応する断面画像に対して、ユーザ操作に応じて設定された閾値（第１制御パラメータ）以下の画素値をゼロとするフィルタ処理を施すことで、不要な情報（ノイズ等）を取り除いた画像を算出する。そして、そのフィルタ処理後の画像と、全エネルギー画像の第Ｊ列目に対応する断面画像とを、ユーザ操作に応じて設定された混合比（第２制御パラメータ）を用いて混合することで、測定結果（各ビューの投影データ群）を変えることなく、ユーザの意思を反映させた形で注目原子を強調したブレンド画像を得ることができる。
【００５７】
表示制御部１１０は、第４算出部１０９により算出された第４の画像を表示する制御を行う。本実施形態では、第４算出部１０９により算出されたＭ列分のブレンド画像の集合であるボリュームデータ（以下の説明では、「ブレンドボリュームデータ」と称する場合がある）に対して、３次元の情報を反映させた２次元画像を生成するためのボリュームレンダリング処理を行い、このボリュームレンダリング処理により得られた２次元画像（ボリュームレンダリング画像）を、表示部５０に表示する制御を行うことができる。ここでは、「ブレンドボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行って得られた２次元画像を表示部５０に表示する制御を行う」ことも、「ブレンドボリュームデータ（第４の画像）を表示する制御を行う」という概念に含まれるものとする。
【００５８】
また、例えば表示制御部１１０は、ブレンドボリュームデータを構成するＭ列分のブレンド画像のうちの特定のブレンド画像を、そのまま表示部５０に表示する制御を行ってもよい。例えば第Ｊ列目に対応するブレンド画像のみが表示対象となる場合は、上述のフィルタ処理や上述の混合処理を、注目原子の弁別画像および全エネルギー画像の各々を構成するＭ列分の断面画像のうち第Ｊ列目に対応する断面画像に対してのみ実行する形態であってもよい。
【００５９】
図１２は、コンソール装置１００（装置本体３０）の動作例を示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、取得部１０２は、投影データを取得する（ステップＳ３０１）。上述したように、取得部１０２は、各ビューの投影データ群を収集部１４から取得する。次に、第１設定部１０６は第１制御パラメータの初期値（デフォルト値）を設定し、第２設定部１０８は第２制御パラメータの初期値を設定する（ステップＳ３０２）。次に、第１算出部１０３は、ステップＳ３０１で取得された投影データから第１の画像を算出する（ステップＳ３０３）。具体的な内容は上述したとおりである。次に、第２算出部１０４は、ステップＳ３０１で取得された投影データから第２の画像を算出する（ステップＳ３０４）。具体的な内容は上述したとおりである。
【００６０】
次に、第３算出部１０７は、ステップＳ３０３で算出された第１の画像に対して、第１設定部１０６により設定された第１制御パラメータに応じた処理を施すことで、第３の画像を算出する（ステップＳ３０５）。具体的な内容は上述したとおりである。次に、第４算出部１０９は、第２設定部１０８により設定された第２制御パラメータを用いて、第２の画像と第３の画像とを混合することで、第４の画像を算出する（ステップＳ３０６）。具体的な内容は上述したとおりである。次に、表示制御部１１０は、ステップＳ３０６で算出された第４の画像を表示する制御を行う（ステップＳ３０７）。具体的な内容は上述したとおりである。
【００６１】
その後、第１設定部１０６および第２設定部１０８は、第１制御パラメータまたは第２制御パラメータを変更する入力を受け付けたか否かを、予め定められた期間にわたって判断する（ステップＳ３０８）。そして、第１制御パラメータまたは第２制御パラメータを変更する入力を受け付けた場合（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）、その入力に応じて、第１制御パラメータまたは第２制御パラメータを設定（変更）し（ステップＳ３０９）、上述のステップＳ３０５以降の処理が繰り返される。一方、第１制御パラメータまたは第２制御パラメータを変更する入力を受け付けなかった場合（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、そのまま処理は終了する。
【００６２】
以上に説明したように、本実施形態では、フォトンカウンティング方式の検出器１３を用いて得られた各ビューの投影データ群（複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データの集合）から、注目原子の弁別画像（第１の画像）と全エネルギー画像（第２の画像）を算出する。そして、注目原子の弁別画像に対して、ユーザ操作に応じて設定された閾値（第１制御パラメータ）以下の画素値をゼロとするフィルタ処理を施すことで、不要な情報（ノイズ等）を取り除いた画像（第３の画像）を算出し、そのフィルタ処理後の画像と、全エネルギー画像とを、ユーザ操作に応じて設定された混合比（第２制御パラメータ）を用いて混合することで、測定結果（各ビューの投影データ群）を変えることなく、ユーザの意思を反映させた形で注目原子を強調した画像（第４の画像）を得ることができる。
【００６３】
（ハードウェア構成およびプログラム）
本実施形態では、コンソール装置１００のハードウェア構成は、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっており、ＣＰＵと、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、入力装置４０と、表示部５０とを備える。上述した装置本体３０の各部の機能（スキャン制御部１０１、取得部１０２、第１算出部１０３、第２算出部１０４、受付部１０５、第１設定部１０６、第３算出部１０７、第２設定部１０８、第４算出部１０９および表示制御部１１０）は、ＣＰＵが、記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより実現される。ただし、これに限らず、例えば上述した装置本体３０の各部の機能のうちの少なくとも一部が、ハードウェア回路（例えば半導体集積回路等）により実現されてもよい。
【００６４】
また、上述のコンソール装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、上述のコンソール装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。また、上述のコンソール装置１００で実行されるプログラムを、ＲＯＭ等の不揮発性の記録媒体に予め組み込んで提供するようにしてもよい。
【００６５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【００６６】
なお、上述の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１が請求項の「表示装置」に対応していると考えることができるが、これに限らず、例えばコンソール装置１００が請求項の「表示装置」に対応していると考えることもできるし、例えば装置本体３０が請求項の「表示装置」に対応していると考えることもできる。
【００６７】
（変形例）
以下、変形例を記載する。
【００６８】
（１）変形例１
例えば上述の全エネルギー画像を第１の画像とし、全てのエネルギー帯の投影データのうちの一部の投影データを束ねたもの（部分エネルギーデータ）を再構成した画像（以下の説明では、「部分エネルギー画像」と称する場合がある）を第２の画像とすることもできる。本変形例では、第１算出部１０３は、上述の実施形態の第２算出部１０４と同様の機能を有し、複数のビューごとに、投影データ群に含まれる複数の投影データを重ね合わせた全エネルギーデータを逆投影処理することで、第１の画像として、Ｘ線減弱係数に応じたボクセル値を示すボリュームデータ（全エネルギー画像）を算出する。
【００６９】
また、本変形例では、第２算出部１０４は、複数のビューごとに、投影データ群に含まれる複数の投影データのうちの一部の投影データを重ね合わせた部分エネルギーデータを、例えばＦＢＰ法を用いて逆投影処理することで、第２の画像として、Ｘ線減弱係数に応じたボクセル値を示すボリュームデータ（部分エネルギー画像）を算出する。
【００７０】
本変形例では、第３算出部１０７が第１の画像に対して施す処理（画像の視認性を補助するための処理）は、第１の画像（この例では全エネルギー画像）に含まれるオブジェクトの輪郭を表すエッジを検出するエッジ検出処理である。この例では、第１制御パラメータはエッジ検出強度を示す。
【００７１】
例えば図１３に示すように、表示部５０には、上記エッジ検出強度（第１制御パラメータ）を入力するためのＵＩ画像９３０が表示され、ユーザは、このＵＩ画像９３０を見ながら、入力装置４０を操作して、エッジ検出強度を入力することもできる。そして、第１設定部１０６は、ユーザの操作による入力に応じて、エッジ検出強度（第１制御パラメータ）を可変に設定する。図１３の例では、ＵＩ画像９３０は、水平方向（図１３の左右方向）に延在するゲージ部９３１と、ユーザの操作に応じて、ゲージ部９３１の延在方向に沿って移動可能なカーソル部９３２とを含み、入力されるエッジ検出強度は、ゲージ部９３１に対するカーソル部９３２の位置に応じた値となるが、エッジ検出強度の入力方法はこれに限られるものではない。なお、第２制御パラメータの入力方法は、上述の実施形態と同様である。
【００７２】
本変形例では、第４算出部１０９は、設定された第２制御パラメータを用いて、第２算出部１０４により算出された部分エネルギー画像と、第３算出部１０７により算出されたエッジ検出処理後の全エネルギー画像とを混合することで、第４の画像を算出する。より具体的には、第４算出部１０９は、設定された第２制御パラメータを用いて、部分エネルギー画像とエッジ検出処理後の全エネルギー画像とを、対応する断面ごとに混合する。例えば第１列目に対応する断面に着目すると、第４算出部１０９は、エッジ検出処理後の全エネルギー画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第１列目に対応する断面画像に含まれる複数の画素の各々に対して、第２制御パラメータが示す混合比を乗算する一方で、部分エネルギー画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第１列目に対応する断面画像に含まれる複数の画素の各々に対して（１−混合比）を乗算し、画素ごとの和を算出することで、第１列目に対応するブレンド画像を得ることができる。以上のようにして、第４算出部１０９は、Ｍ列分のブレンド画像の集合を、第４の画像として算出することができる。なお、例えばＭ列分のブレンド画像のうちの何れかのブレンド画像が、第４の画像に相当すると考えることもできる。
【００７３】
図１４は、本変形例においてブレンド画像が生成されるまでの流れを表す概念図である。説明の便宜上、図１４では、第Ｊ列目（１≦Ｊ≦Ｍ）に対応するブレンド画像が生成されるまでの流れを表している。図１４に示すように、全エネルギー画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第Ｊ列目に対応する断面画像１００１に対して、設定された第１制御パラメータに応じた上述のエッジ検出処理が施され、エッジ検出処理後の画像１００２が得られる。そして、エッジ検出処理後の画像１００２に含まれる複数の画素の各々に対して、設定された第２制御パラメータが示す混合比を乗算する一方で、部分エネルギー画像を構成するＭ列分の断面画像のうち第Ｊ列目に対応する断面画像１００３に含まれる複数の画素の各々に対して（１−混合比）を乗算し、画素ごとの和を算出することで、第Ｊ列目に対応するブレンド画像１００４が得られるという具合である。
【００７４】
（２）変形例２
例えば第１算出部１０３は、注目原子の弁別画像（請求項８の「第１のボリュームデータ」に対応）を算出するとともに、全エネルギー画像（請求項８の「第２のボリュームデータ」に対応）を算出し、注目原子の弁別画像と全エネルギー画像とを、予め定められた混合比（第２制御パラメータとは異なる混合比）で混合することで得られたボリュームデータ（請求項８の「第３のボリュームデータ」に対応、以下の説明では、「特定原子強調画像」と称する場合がある）を、第１の画像として算出することもできる。その他の内容は、上述の実施形態と同様である。本変形例では、注目原子の弁別画像を十分に得ることが困難な場合であっても、その注目原子の弁別画像と全エネルギー画像を混合することで、注目原子を特定可能な画像を作ることができる。また、特定原子強調画像を生成する方法は任意であり、例えば各ボクセルのエネルギー分布、注目原子のＸ線減弱係数データをそれぞれベクトルとするとき、その内積（dot  productでも良いし、内積の定義を満たす別の方法による内積でも良い）を、特定原子強調画像のボクセル値とする方法を採用してもよい。
【００７５】
（３）変形例３
また、本発明が適用される装置は、Ｘ線ＣＴ装置（コンピュータ断層撮影装置）に限られるものではなく、例えばコンピュータＸ線撮影装置に適用することもできる。本変形例では、取得部１０２が取得する投影データは、特定の１つのＸ線照射方向に対応する投影データ群（フォトンカウンティング方式の検出器を用いて収集された、複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データの集合）となる。
【００７６】
本変形例では、第１算出部１０３は、複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データと、複数の原子の各々のエネルギー帯ごとのＸ線減弱係数を特定可能なＸ線減弱係数データとから、第１の画像として、ユーザにより選択された原子を示す注目原子の密度に応じた画素値を示す画像（２次元画像）を算出することができる。この例では、第１算出部１０３は、上述の実施形態で説明した方法を利用して、取得部１０２が取得した投影データ群を、複数の原子と１対１に対応する原子密度データに変換する。そして、注目原子に対応する原子密度データから、第１の画像を算出することができる。例えば原子密度データをそのまま第１の画像としてもよいし、原子密度データに含まれる複数の単位領域ごとに、注目原子の密度に応じた値（画素値）を設定し直した画像を第１の画像としてもよい。
【００７７】
また、本変形例では、第２算出部１０４は、複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データを重ね合わせた全エネルギーデータから、第２の画像として、Ｘ線減弱係数に応じた画素値を示す画像（２次元画像）を算出することができる。例えば全エネルギーデータを、そのまま第２の画像としてもよいし、全エネルギーデータに含まれる複数の単位領域ごとに、エネルギーのサンプリング値に応じた値（画素値）を設定し直した画像を第２の画像としてもよい。
【００７８】
その他の内容は、上述の実施形態と同様である。本変形例では、第３算出部１０７は、第１算出部１０３により算出された第１の画像（２次元画像）に含まれる複数の画素の各々の画素値のうち、第１設定部１０６で設定された第１制御パラメータに応じて決まる閾値以下の画素値をゼロとするフィルタ処理を施し、このフィルタ処理後の画像を、第３の画像として算出する。
【００７９】
また、本変形例では、第４算出部１０９は、第２設定部１０８で設定された第２制御パラメータを用いて、第２算出部１０４により算出された第２の画像と、第３算出部１０７により算出された第３の画像とを混合することで、第４の画像を算出する。より具体的には、第４算出部１０９は、第３の画像（２次元画像）に含まれる複数の画素の各々に対して、第２制御パラメータが示す混合比を乗算する一方で、第２の画像（２次元画像）に含まれる複数の画素の各々に対して（１−混合比）を乗算し、画素ごとの和を算出することで、第４の画像（２次元画像）を得ることができる。そして、表示制御部１１０は、以上のようにして算出された第４の画像を表示部５０に表示する制御を行うという具合である。
【００８０】
（４）変形例４
例えば上述の変形例３の内容を、上述の変形例１の内容に置き換えることもできる。本変形例では、第１算出部１０３は、複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データを重ね合わせた全エネルギーデータから、第１の画像として、Ｘ線減弱係数に応じた画素値を示す画像（２次元画像）を算出する。また、第２算出部１０４は、前記複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データのうちの一部の投影データを重ね合わせた部分エネルギーデータから、第２の画像として、Ｘ線減弱係数に応じた画素値を示す画像（２次元画像）を算出する。例えば部分エネルギーデータを、そのまま第２の画像としてもよいし、部分エネルギーデータに含まれる複数の単位領域ごとに、エネルギーのサンプリング値に応じた値（画素値）を設定し直した画像を第２の画像としてもよい。
【００８１】
その他の内容は、上述の変形例１と同様であるが、本変形例では、第３算出部１０７は、第１算出部１０３により算出された第１の画像（２次元画像）に対して、第１の画像に含まれるオブジェクトの輪郭を表すエッジを検出するエッジ検出処理を施し、このエッジ検出処理後の画像を、第３の画像として算出する。
【００８２】
また、本変形例では、第４算出部１０９は、第２設定部１０８で設定された第２制御パラメータを用いて、第２算出部１０４により算出された第２の画像と、第３算出部１０７により算出された第３の画像とを混合することで、第４の画像を算出する。より具体的には、第４算出部１０９は、第３の画像（２次元画像）に含まれる複数の画素の各々に対して、第２制御パラメータが示す混合比を乗算する一方で、第２の画像（２次元画像）に含まれる複数の画素の各々に対して（１−混合比）を乗算し、画素ごとの和を算出することで、第４の画像（２次元画像）を得ることができる。そして、表示制御部１１０は、以上のようにして算出された第４の画像を表示部５０に表示する制御を行うという具合である。
【００８３】
（５）変形例５
例えば上述の変形例３の内容を、上述の変形例２の内容に置き換えることもできる。本変形例では、第１算出部１０３は、複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データと、複数の原子の各々のエネルギー帯ごとのＸ線減弱係数を特定可能なＸ線減弱係数データとから、注目原子の密度に応じた画素値を示す第５の画像（上述の変形例３における第１の画像に相当）を算出する。また、第１算出部１０３は、複数のエネルギー帯と１対１に対応する複数の投影データを重ね合わせた全エネルギーデータから、Ｘ線減弱係数に応じた画素値を示す第６の画像（上述の変形例３における第２の画像に相当）を算出する。そして、第１算出部１０３は、第５の画像と第６の画像とを、予め定められた混合比（第２制御パラメータとは異なる混合比）で混合することで得られた画像を、第１の画像として算出することができる。
【００８４】
（６）変形例６
上述した第１の画像と第２の画像の組み合わせは任意に変更可能であり、｛第１の画像、第２の画像｝の組み合わせとしては、例えば｛弁別画像、全エネルギー画像｝、｛特定原子強調画像、全エネルギー画像｝、｛全エネルギー画像、弁別画像｝、｛全エネルギー画像、特定原子強調画像｝などが挙げられる。｛第１の画像、第２の画像｝の組み合わせの中で例示した全エネルギー画像については、いずれも全エネルギー画像ではなく部分エネルギー画像であってもよい。
【００８５】
（７）変形例７
例えば第１設定部１０６は、ユーザの入力に応じて、複数の第１制御パラメータを設定し、表示制御部１１０は、複数の第１制御パラメータごとに生成された第４の画像を同時に表示する制御を行うこともできる。例えば図１５に示すように、表示部５０には、複数の第１制御パラメータを入力可能なＵＩ画像９４０が表示され、ユーザは、このＵＩ画像９４０を見ながら、入力装置４０を操作して、複数の第１制御パラメータを入力することもできる。図１５の例では、ＵＩ画像９４０は、水平方向（図１５の左右方向）に延在するゲージ部９４１と、ユーザの操作に応じて、ゲージ部９４１の延在方向に沿って移動可能な２つのカーソル部（９４２，９４３）とを含み、カーソル部９４２に対応して入力される第１制御パラメータの値は、ゲージ部９４１に対するカーソル部９４２の位置に応じた値となり、カーソル部９４３に対応して入力される第１制御パラメータの値は、ゲージ部９４１に対するカーソル部９４３の位置に応じた値となる。
【００８６】
この例では、第１設定部１０６は、カーソル部９４２の位置に応じた第１制御パラメータと、カーソル部９４３の位置に応じた第１制御パラメータとを設定する。そして、第１設定部１０６で設定された２つの第１制御パラメータごとに、以上の実施形態や各変形例で説明した方法によって第４の画像が生成され、表示制御部１１０は、２つの第１制御パラメータごとに生成された第４の画像を同時に表示部５０に表示する制御を行う。
【００８７】
同様に、例えば第２設定部１０８は、ユーザの入力に応じて、複数の第２制御パラメータを設定し、表示制御部１１０は、複数の第２制御パラメータごとに生成された第４の画像を同時に表示する制御を行うこともできる。例えば図１６に示すように、表示部５０には、複数の第２制御パラメータを入力可能なＵＩ画像９５０が表示され、ユーザは、このＵＩ画像９５０を見ながら、入力装置４０を操作して、複数の第２制御パラメータを入力することもできる。図１６の例では、ＵＩ画像９５０は、水平方向（図１６の左右方向）に延在するゲージ部９５１と、ユーザの操作に応じて、ゲージ部９５１の延在方向に沿って移動可能な２つのカーソル部（９５２，９５３）とを含み、カーソル部９５２に対応して入力される第２制御パラメータの値は、ゲージ部９５１に対するカーソル部９５２の位置に応じた値となり、カーソル部９５３に対応して入力される第２制御パラメータの値は、ゲージ部９５１に対するカーソル部９５３の位置に応じた値となる。
【００８８】
この例では、第２設定部１０８は、カーソル部９５２の位置に応じた第２制御パラメータと、カーソル部９５３の位置に応じた第２制御パラメータとを設定する。そして、第２設定部１０８で設定された２つの第２制御パラメータごとに、以上の実施形態や各変形例で説明した方法によって第４の画像が生成され、表示制御部１１０は、２つの第２制御パラメータごとに生成された第４の画像を同時に表示部５０に表示する制御を行う。
【００８９】
さらに、例えば第１設定部１０６は、ユーザの入力に応じて、複数の第１制御パラメータを設定し、第２設定部１０８は、ユーザの入力に応じて、複数の第２制御パラメータを設定し、表示制御部１１０は、第１制御パラメータと第２制御パラメータとの組み合わせごとに生成された第４の画像を同時に表示する制御を行うこともできる。例えば第１制御パラメータとして、ＡとＢの２つの値が設定され、第２制御パラメータとして、ＣとＤの２つの値が設定された場合を想定する。この場合、表示制御部１１０は、ＡとＣの組み合わせに対応する第４の画像、ＡとＤの組み合わせに対応する第４の画像、ＢとＣの組み合わせに対応する第４の画像、および、ＢとＤの組み合わせに対応する第４の画像を、同時に表示部５０に表示する制御を行うという具合である。
【００９０】
なお、以上の変形例同士を任意に組み合わせることもできる。また、以上の実施形態および各変形例を、任意に組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１      Ｘ線ＣＴ装置
１１    高電圧発生部
１２    Ｘ線管
１３    検出器
１４    収集部
１５    回転フレーム
１６    架台駆動部
２０    寝台装置
２１    寝台駆動装置
２２    天板
３０    装置本体
４０    入力装置
５０    表示部
１００  コンソール装置
１０１  スキャン制御部
１０２  取得部
１０３  第１算出部
１０４  第２算出部
１０５  受付部
１０６  第１設定部
１０７  第３算出部
１０８  第２設定部
１０９  第４算出部
１１０  表示制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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