(57)【要約】【課題】フォトンカウンティングＣＴにおける検出器のコストや収集データ量の削減【解決手段】Ｘ線源１３は、Ｘ線を発生する。混成検出器モジュール１５は、Ｘ線源１３から発生されたＸ線を検出する複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とを有する。複数のＣＴ検出器１５−１は、検出されたＸ線に関する実測の積分信号を出力する。複数のＰＣＣＴ検出器１５−２は、検出されたＸ線に関する複数のエネルギー帯域毎の実測の計数信号を出力する。推定部３５は、複数のＣＴ検出器１５−１のうちの推定対象のＣＴ検出器１５−１に関する計数信号を、当該推定対象のＣＴ検出器１５−１が出力する実測の積分信号とＰＣＣＴ検出器１５−２が出力する実測の計数信号とに基づいて推定する。画像再構成部３９は、推定された計数信号と実測の計数信号とに基づいてＰＣＣＴ画像を再構成する。【選択図】図１
2015223350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線源と、
前記Ｘ線源から発生されたＸ線を検出する複数の積分型検出器と複数のフォトンカウンティング型検出器とを有する検出器モジュールであって、前記複数の積分型検出器は前記検出されたＸ線に関する積分信号を出力し、前記複数のフォトンカウンティング型検出器は前記検出されたＸ線に関する複数のエネルギー帯域毎の計数信号を出力する、検出器モジュールと、
前記複数の積分型検出器のうちの推定対象の積分型検出器に関する推定計数信号を、前記推定対象の積分型検出器が出力した積分信号と前記フォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号とに基づいて推定する推定部と、
前記推定計数信号と前記計数信号とに基づいて画像を再構成する再構成部と、
を具備するフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項２】
前記複数の積分型検出器と前記複数のフォトンカウンティング型検出器とは近接して配置される、請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項３】
前記推定部は、前記推定対象の積分型検出器が出力した積分信号と前記推定対象の積分型検出器に空間的に近接するフォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号とに基づいて前記推定計数信号を推定する、請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項４】
前記推定部は、前記近接するフォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号に基づいて前記推定対象の積分型検出器に関する補間計数信号を補間し、前記補間計数信号を前記推定対象の積分型検出器が出力した積分信号により正規化して前記推定対象の積分型検出器に関する推定計数信号を推定する、請求項３記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項５】
前記推定部は、前記推定対象の積分型検出器が出力した積分信号と、予め実行されたキャリブレーションスキャンにおいて前記フォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号と前記積分型検出器が出力した積分信号とに基づく正規化パラメータとにより前記補間計数信号を正規化する、請求項４記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項６】
前記推定部は、
フォトンカウンティング型の画像の再構成が指示された場合、前記推定対象の積分型検出器に関する推定計数信号を推定し、
積分型の画像の再構成が指示された場合、予め実行されたキャリブレーションスキャンにおいて前記フォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号と前記積分型検出器が出力した積分信号とに基づく正規化パラメータと、前記複数のフォトンカウンティング型検出器のうちの推定対象のフォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号とに基づいて、前記推定対象のフォトンカウンティング型検出器に関する推定積分信号を推定する、
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項７】
前記推定部は、前記推定対象のフォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号を前記正規化パラメータで正規化することにより前記推定積分信号を算出する、請求項６記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項８】
前記再構成部は、積分型の画像の再構成が指示された場合、前記推定積分信号と前記積分信号とに基づいて画像を再構成する、請求項６記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項９】
前記正規化パラメータを、前記キャリブレーションスキャンにおいて前記フォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号と前記積分型検出器が出力した積分信号とに基づいて算出する算出部をさらに備える、請求項５又は６記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項１０】
前記キャリブレーションスキャンは、複数の管電圧の各々について行われ、
前記算出部は、前記複数の管電圧の各々について前記正規化パラメータを算出する、
請求項９記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項１１】
Ｘ線を発生するＸ線源と、
前記Ｘ線源から発生されたＸ線を検出する複数のフォトンカウンティング型検出器と複数の積分型検出器とを有する検出器モジュールであって、前記複数のフォトンカウンティング型検出器はＸ線スペクトラムに関する複数のエネルギー帯域毎の計数信号を出力し、前記複数の積分型検出器は前記Ｘ線スペクトラムに亘る積分信号を出力する、検出器モジュールと、
予め実行されたキャリブレーションスキャンにおいて前記フォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号と前記積分型検出器が出力した積分信号とに基づく正規化パラメータと、前記複数のフォトンカウンティング型検出器のうちの推定対象のフォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号とに基づいて、前記推定対象のフォトンカウンティング型検出器に関する推定積分信号を推定する推定部と、
前記推定積分信号と前記積分信号とに基づいて画像を再構成する再構成部と、
を具備するフォトンカウンティングＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、フォトンカウンティングＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトンカウンティング型のＣＴ（Computed Tomography）を実現するためには、エネルギー弁別可能な信号処理回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）と最適なＸ線検出素子とを有する検出器が必要である。そのため、フォトンカウンティング型のＣＴは、積分型のＣＴに比して、製造コストや管理コストが高額になる。また、積分型のＣＴでは、各ビューについてＸ線フォトンのエネルギー積分に応じた信号が収集されるが、フォトンカウンティング型のＣＴでは、各ビューについてＸ線フォトンのエネルギー帯域毎の計数値に応じた信号が収集される。従って、フォトンカウンティング型のＣＴは、積分型のＣＴに比して、収集する信号のデータ量がエネルギー分解能分だけ増加する。フォトンカウンティング型のＣＴの商業的な成功には上記の技術的課題の解決が欠かせない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０３００８９６Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、検出器のコストや収集されるデータ量を削減可能なフォトンカウンティングＣＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源から発生されたＸ線を検出する複数の積分型検出器と複数のフォトンカウンティング型検出器とを有する検出器モジュールであって、前記複数の積分型検出器は前記検出されたＸ線に関する積分信号を出力し、前記複数のフォトンカウンティング型検出器は前記検出されたＸ線に関する複数のエネルギー帯域毎の計数信号を出力する、検出器モジュールと、前記複数の積分型検出器のうちの推定対象の積分型検出器に関する推定計数信号を、前記推定対象の積分型検出器が出力した積分信号と前記フォトンカウンティング型検出器が出力した計数信号とに基づいて推定する推定部と、前記推定計数信号と前記計数信号とに基づいて画像を再構成する再構成部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の構成を示す図
【図２】図１のＣＴ検出器の構成を示す図
【図３】図１のＰＣＣＴ検出器の構成を示す図
【図４】図１のＣＴ検出器とＰＣＣＴ検出器との配列パターンの一例を示す図
【図５】図１のＣＴ検出器とＰＣＣＴ検出器との他の配列パターンを示す図
【図６】図１のＣＴ検出器とＰＣＣＴ検出器との他の配列パターンを示す図
【図７】図１のＣＴ検出器とＰＣＣＴ検出器との他の配列パターンを示す図
【図８】図１のＣＴ検出器とＰＣＣＴ検出器との他の配列パターンを示す図
【図９】本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の動作の流れを示す図
【図１０】図９の積分信号の推定に係る一連の処理を模式的に示す図
【図１１】図１の正規化パラメータ算出部による正規化パラメータの算出に係る一連の処理を模式的に示す図
【図１２】図４の配列パターンにおける補間の概念を示す図
【図１３】図９の計数信号の推定に係る一連の処理を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるフォトンカウンティングＣＴ装置を説明する。
【０００８】
図１は、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、架台１０とコンソール３０とを備えている。架台１０は、円筒形状を有する回転フレーム１１を回転軸Ｚ回りに回転可能に支持している。回転フレーム１１には回転軸Ｚを挟んで対向するようにＸ線源１３と混成検出器モジュール１５とが取り付けられている。回転フレーム１１の開口（bore）にはＦＯＶ（field of view）が設定される。回転フレーム１１の開口内には天板１７が挿入される。回転駆動部１９は、撮像制御部４３からの制御に従って回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。回転フレーム１１は、回転駆動部１９からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。天板１７には、例えば、被検体Ｓが載置される。天板１７は、天板支持機構２１により移動自在に支持されている。天板支持機構２１は、寝台駆動部２３からの動力を受けて天板１７を移動する。寝台駆動部２３は、コンソール３０内の撮像制御部４３からの制御に従って天板１７を移動させるための動力を発生する。天板１７は、被検体Ｓの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように天板１７が位置決めされる。
【０００９】
Ｘ線源１３は、高電圧発生部２５に接続されている。高電圧発生部２５は、撮像制御部４３による制御に従いＸ線源１３に高電圧を印加し、フィラメント電流を供給する。
【００１０】
混成検出器モジュール１５は、Ｘ線源１３から発生されたＸ線を検出する。混成検出器モジュール１５は、複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ（photon counting computed tomography）検出器１５−２とを有している。ＣＴ検出器１５−１は積分型のＣＴのための検出器であり、ＰＣＣＴ検出器１５−２はフォトンカウンティング型のＣＴのための検出器である。複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とは共通の検出器配列面に２次元状に配列される。１のＣＴ検出器１５−１と１のＰＣＣＴ検出器１５−２との各々は１チャンネルを構成する。
【００１１】
ＣＴ検出器１５−１は、Ｘ線源１３からのＸ線を検出し、検出されたＸ線に関する積分信号をビュー毎に出力する。積分信号は、各ビューにおいて検出された複数のＸ線フォトンのエネルギーの積分値（合計値）に対応する。具体的には、ＣＴ検出器１５−１は、図２に示すように、Ｘ線検出素子１５１−１とＣＴ型ＤＡＳ１５３−１とを有する。Ｘ線検出素子１５１−１は、Ｘ線源１３からのＸ線を検出し、検出されたＸ線フォトンのエネルギーに応じた波高値を有する電荷パルス（電気信号）を出力する。電荷パルスは、ＣＴ型ＤＡＳ１５３−１に供給される。ＣＴ型ＤＡＳ１５３−１は、供給された電荷パルスに基づいてビュー毎に積分信号を発生する。具体的には、ＣＴ型ＤＡＳ１５３−１は、前置増幅器６１、積分器６３、及びＡ／Ｄ変換器６５を有している。前置増幅器６１は、Ｘ線検出素子１５１−１が出力した電荷パルスを増幅する。積分器６３は、前置増幅器６１が出力した電荷パルスを１ビューに相当する期間に亘り積分（加算）する。積分された電荷パルスを積分信号と呼ぶ。Ａ／Ｄ変換器６５は、アナログの積分信号からデジタルの積分信号に変換する。積分信号はコンソール３０に伝送される。
【００１２】
ＰＣＣＴ検出器１５−２は、Ｘ線源１３からのＸ線をフォトン単位で検出し、検出されたＸ線に関する計数信号を、Ｘ線源１３から発生されるＸ線のエネルギースペクトラムに含まれる複数のエネルギー帯域についてビュー毎に出力する。計数信号は、各ビューにおいて検出されたＸ線フォトンの個数に対応する。具体的には、ＰＣＣＴ検出器１５−２は、図３に示すように、Ｘ線検出素子１５１−２とＰＣＣＴ型ＤＡＳ１５３−２とを有している。Ｘ線検出素子１５１−２は、Ｘ線源１３からのＸ線フォトンを検出し、検出されたＸ線フォトンのエネルギーに応じた波高値を有する電荷パルス（電気信号）を出力する。より詳細には、Ｘ線検出素子１５１−２としては、シンチレータと光センサとを有する光電変換素子が用いられる。シンチレータは、入射Ｘ線フォトンを受けてシンチレーションフォトンを発生する。発生されるシンチレーションフォトンの個数は、入射Ｘ線フォトンのエネルギーに依存する。光センサとしては、シリコンフォトマルチプライヤー（ＳｉＰＭ：silicon photomultipliers）が適用される。ＳｉＰＭは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の技術により、シリコン上に２次元的に配列された高感度且つ高速応答性を有する光電子増倍デバイスである。各光センサは、入射Ｘ線フォトンのエネルギーに応じた波高値又は電荷量を有する電荷パルスを出力する。なお、本実施形態に係る光センサは、ＳｉＰＭに限定されず、入射Ｘ線フォトンのエネルギーに応じた波高値を出力可能な如何なるセンサにも適用可能である。また、本実施形態に係る光電変換素子は、シンチレータと光センサとを備える間接変換型の素子に限定されず、Ｘ線フォトンを直接的に電荷パルスに変換する直接変換型の素子でも良い。ＰＣＣＴ型ＤＡＳ１５３−２は、供給された電荷パルスに基づいて計数信号を発生する。具体的には、ＰＣＣＴ型ＤＡＳ１５３−２は、前置増幅器７１、波高弁別器７３、及び計数器７５を有する。前置増幅器７１は、Ｘ線検出素子１５１−２が出力した電荷パルスを増幅する。波高弁別器７３は、前置増幅器７１が出力した電荷パルスの波高値に基づいて、当該電荷パルスが属するエネルギー帯域を複数のエネルギー帯域の中から弁別する。波高弁別器７３は、各エネルギー帯域に応じた波高値を有する電気信号（以下、弁別信号）を出力する。計数器７５は、波高弁別器７３からの弁別信号を複数のエネルギー帯域の各々についてビュー毎に計数し、Ｘ線検出器１５１により検出されたＸ線フォトンの計数値を表現するデジタルの計数信号を生成する。
【００１３】
コンソール３０は、信号記憶部３１、積分信号生成部３３、推定部３５、前処理部３７、画像再構成部３９、正規化パラメータ算出部４１、撮像制御部４３、表示部４５、入力部４７、主記憶部４９、及びシステム制御部５１を備える。
【００１４】
信号記憶部３１は、混成検出器モジュール１５からのデジタル信号（データ）を記憶する記憶装置である。具体的には、信号記憶部３１は、複数のビューに関する積分信号を記憶する。積分信号は出力元のＣＴ検出器１５−１の検出器アドレスとビュー番号とに関連づけて記憶される。また、信号記憶部３１は、複数のエネルギー帯域の各々について複数のビューに関する計数信号を記憶する。計数信号は、出力元のＰＣＣＴ検出器１５−２の検出器アドレスとビュー番号とエネルギー帯域番号とに関連づけて記憶される。検出器アドレスは、例えば、ＣＴ検出器１５−１またはＰＣＣＴ検出器１５−２のチャンネル番号及び列番号の組み合わせにより規定される。
【００１５】
積分信号生成部３３は、複数のビューの各々について、複数のエネルギー帯域に関する計数信号に基づいて積分信号を生成する。より詳細には、積分信号生成部３３は、複数のビューの各々について、計数信号をＸ線スペクトラムの全域に亘りエネルギーに関して積分することにより積分信号を生成する。生成された積分信号は、ＣＴ検出器１５−１により出力される積分信号と同様の物理量を示す。
【００１６】
推定部３５は、積分型の画像の再構成が指示された場合、複数のＰＣＣＴ検出器１５−２のうちの推定対象のＰＣＣＴ検出器１５−２に関する積分信号を、後述の正規化パラメータと推定対象のＰＡＣＴ検出器１５−２が出力した実測の計数信号とに基づいて推定する。推定対象のＰＣＣＴ検出器１５−２は、積分信号が欠落している検出器アドレスに配置されているＰＣＣＴ検出器１５−２を意味する。フォトンカウンティング型の画像の再構成が指示された場合、推定部３５は、複数のＣＴ検出器１５−１のうちの推定対象のＣＴ検出器１５−１に関する計数信号を、推定対象のＣＴ検出器１５−１が出力した実測の積分信号と推定対象のＣＴ検出器１５−１に空間的に近接するＰＣＣＴ検出器１５−２が出力した実測の計数信号とに基づいて推定する。推定対象のＣＴ検出器１５−１は、計数信号が欠落している検出器アドレスに配置されたＣＴ検出器１５−１を意味する。
【００１７】
前処理部３７は、積分型の画像の再構成が指示された場合、複数のビューの各々について、積分信号に前処理を施して複数のビューに関する生データを発生する。以下、積分信号に基づく生データをＣＴ生データと呼ぶことにする。フォトンカウンティング型の画像の再構成が指示された場合、前処理部３７は、複数のビューの各々について、複数のエネルギー帯域に関する計数信号に前処理を施して生データを発生する。以下、計数信号に基づく生データをＰＣＣＴ生データと呼ぶことにする。前処理としては、例えば、ログ変換やビームハードニング補正、オフセット補正等が挙げられる。
【００１８】
画像再構成部３９は、ＣＴ生データに基づいて、被検体に関する画像を再構成する。以下、ＣＴ生データに基づく画像をＣＴ画像と呼ぶことにする。また、画像再構成部３９は、ＰＣＣＴ生データに基づいて、複数のエネルギー帯域のうちの画像化対象のエネルギー帯域に関する画像を再構成する。以下、ＰＣＣＴ生データに基づく画像をＰＣＣＴ画像と呼ぶことにする。画像化対象のエネルギー帯域は、例えば、入力部４７を介して操作者により指定されても良いし、自動で設定されても良い。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法やＣＢＰ（convolution back projection）法等に基づく解析学的画像再構成法や、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）法やＯＳ−ＥＭ（ordered subset expectation maximization）法等に基づく統計学的画像再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。
【００１９】
正規化パラメータ算出部４１は、推定部３５により用いられる正規化パラメータを算出する。正規化パラメータ算出部４１は、キャリブレーションスキャンにおいてＣＴ検出器１５−１が出力した積分信号とＰＣＣＴ検出器１５−２が出力した計数信号とに基づいて正規化パラメータを算出する。正規化パラメータは、各ＣＴ検出器１５−１及び各ＰＣＣＴ検出器１５−２について算出される。
【００２０】
撮像制御部４３は、架台１０に搭載された各種機器の制御を統括する。具体的には、撮像制御部４３は、混成検出器モジュール１５、回転駆動部１９、寝台駆動部２３、及び発生部２５を制御する。具体的には、回転駆動部１９は、撮像制御部４３による制御に従う一定の角速度で回転フレーム１１を回転する。寝台駆動部２３は、撮像制御部４３による制御に従って、天板１７をスライドするために天板支持機構２１を駆動する。高電圧発生部２５は、撮像制御部４３による制御に従って、設定管電圧値に対応する高電圧をＸ線源１３に印加し、フィラメント電流をＸ線源１３に供給する。混成検出器モジュール１５は、撮像制御部４３による制御に従って、Ｘ線源１３からのＸ線の曝射タイミングに同期して積分信号及び計数信号をビュー毎に収集する。
【００２１】
表示部４５は、ＣＴ画像やＰＣＣＴ画像等の種々の情報を表示機器に表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。
【００２２】
入力部４７は、入力機器によるユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。
【００２３】
主記憶部４９は、種々の情報を記憶するＨＤＤ(hard disk drive)やＳＳＤ(solid state drive)等の記憶装置である。例えば、主記憶部４９は、本実施形態に係る撮像プログラムや正規化パラメータ等を記憶する。
【００２４】
システム制御部５１は、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の中枢として機能する。システム制御部５１は、本実施形態に係る撮像プログラムを主記憶部４９から読み出し、当該撮像プログラムに従って各種構成要素を制御する。これにより、混成検出器モジュール１５を利用した積分信号と計数信号との並列同時収集が可能となる。
【００２５】
次に、本実施形態に係るＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２との配列パターンについて図４、図５、図６、図７、及び図８を参照しながら説明する。
【００２６】
図４、図５、図６、図７、及び図８に示すように、複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とは、混成検出器モジュール１５の検出器配列面に２次元状に敷き詰められている。混成検出器モジュール１５の検出器配列面において回転軸Ｚに沿う方向は列（Row）方向と呼ばれ、検出器配列面内において回転軸Ｚに直交する方向はチャンネル（Channel）方向と呼ばれている。図４、図５、図６、図７、及び図８において列番号は１からｍまでであり、チャンネル番号は１からｎまでであるとする。各検出器１５−１，１５−２はＸ線検出素子のＸ線入射面が混成検出器モジュール１５の表面に位置するように配置される。検出器配列面に配列されるＣＴ検出器１５−１は、ＰＣＣＴ検出器１５−２に比して計数率や検出効率が高いため、ＰＣＣＴ検出器１５−２よりも多い個数が配列されると良い。なお、ＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２とが同数であっても良い。以下、同列番号の検出器１５−１，１５−２の束を検出器列と呼び、同チャンネル番号の検出器１５−１，１５−２の束を検出器行と呼ぶことにする。
【００２７】
図４に示す配列パターンの場合、複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とは、検出器列単位で列方向に関して所定の順番で配列される。図４においては、同一の列番号に属する全てのチャンネル番号には同種の検出器（すなわち、ＣＴ検出器１５−１又はＰＣＣＴ検出器１５−２）が配置される。ＰＣＣＴ検出器列が所定の列数毎に配列され、当該ＰＣＣＴ検出器列の間にＣＴ検出器列が配列される。図４においては、２列置きにＰＣＣＴ検出器列が配列される。この場合、列番号Ｒ（１）に属する全てのチャンネル番号Ｃ（１）からＣ（ｎ）にはＰＣＣＴ検出器１５−２が配置され、列番号Ｒ（２）に属する全てのチャンネル番号Ｃ（１）からＣ（ｎ）にはＣＴ検出器１５−１が配置され、列番号Ｒ（３）に属する全てのチャンネル番号Ｃ（１）からＣ（ｎ）にはＣＴ検出器１５−１が配置される。なお、ＰＣＣＴ検出器列は、１以上の任意数列置きに配置されれば良い。図４の配列パターンの場合、同列の検出器１５−１，１５−２が全て同種であるので、１スライスの画像を再構成するために必要な全ての信号を同種の検出器１５−１，１５−２で収集することができる。このため、ＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２とを搭載する混成検出器モジュール１５であっても、スライス単位の画質を良好に保つことができる。また、一検出器列又は複数検出器列に亘り同種の検出器１５−１，１５−２が配列されているので、当該検出器列単位に構造的に独立な一ユニットを構成することができる。従ってユニット単位で交換や保守をすることができる。
【００２８】
図５に示す配列パターンの場合、複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とは、検出器行単位でチャンネル方向に関して所定の順番で配列される。図５においては、同一のチャンネル番号に属する全ての列番号には同種の検出器１５−１，１５−２が配置される。ＰＣＣＴ検出器列が所定のチャンネル数毎に配列され、当該ＰＣＣＴ検出器列の間にＣＴ検出器列が配置される。例えば、チャンネル番号Ｃ（１）に属する全ての列番号Ｒ（１）からＲ（ｎ）にはＰＣＣＴ検出器１５−２が配置され、チャンネル番号Ｃ（２）に属する全ての列番号Ｒ（１）からＲ（ｎ）にはＣＴ検出器１５−１が配置され、チャンネル番号Ｃ（３）に属する全ての列番号Ｒ（１）からＲ（ｎ）にはＣＴ検出器１５−１が配置される。なお、ＰＣＣＴ検出器列は、１以上の任意数列置きに配置されれば良い。また、一検出器行又は複数検出器行に亘り同種の検出器が配列されているので、当該検出器行単位に構造的に独立な１ユニットを構成することができる。従ってユニット単位で交換や保守をすることができる。
【００２９】
図６に示す配列パターンの場合、複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とは、市松模様状に配列される。すなわち、列方向及びチャンネル方向に関してＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２とが交互に配列される。この配列パターンの場合、全てのスライスにおいて実測の積分信号及び計数信号を収集することができる。
【００３０】
図７に示す配列パターンの場合、所定の規則に従って、複数のＣＴ検出器１５−１が密に配列され、複数のＰＣＣＴ検出器１５−２が疎に配列される。従って、ＰＣＣＴ検出器１５−２の個数がＣＴ検出器１５−１に比して大幅に少ないので、他の配列パターンに比してコストを削減することができる。
【００３１】
図８に示す配列パターンの場合、複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とが不規則なパターンで配列される。複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とを規則的に配列したときに当該規則的な配列パターンに起因する画像アーチファクトが発生する場合、この画像アーチファクトの発生を防止することができる。
【００３２】
次に、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の動作例について説明する。図９は、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の動作の流れを示す図である。なお、図９に示す動作例は、上記の図４、図５、図６、図７、及び図８に示す何れの配列パターンにも適用可能である。
【００３３】
図９に示すようにシステム制御部５１は、ユーザにより入力部４７を介してスキャン開始指示がなされたことを契機として撮像制御部４３にスキャンを実行させる（ステップＳ１）。ステップＳ１において撮像制御部４３は、被検体Ｓを対象とするスキャンを実行する。なお、天板１７の静止状態でスキャンを行う場合、すなわち、コンベンショナルスキャンの場合、撮像制御部４３は、混成検出器モジュール１５、回転駆動部１９、及び高電圧発生部２５を同期的に制御する。天板１７の移動下でスキャンを行う場合、すなわち、ヘリカルスキャンの場合、撮像制御部４３は、混成検出器モジュール１５、回転駆動部１９、寝台駆動部２３、及び高電圧発生部２５を同期的に制御する。スキャンにおいて混成検出器モジュール１５は、撮像制御部４３の制御により、複数のビューの各々について積分信号と計数信号とを並列的に収集する。収集された積分信号と計数信号とは信号記憶部３１に記憶される。
【００３４】
ステップＳ１が行われるとシステム制御部５１は、再構成対象の画像タイプを判断する（ステップＳ２）。再構成対象の画像タイプとして、ユーザにより入力部４７を介して積分信号に基づくＣＴ画像又は計数信号に基づくＰＣＣＴ画像が選択される。画像タイプは、スキャンの開始前や実行中、終了後の何れのタイミングにおいても選択可能である。なお、画像タイプは、自動的に設定されていても良い。以下、画像タイプが積分信号に基づくＣＴ画像である場合と計数信号に基づくＰＣＣＴ画像である場合とを順番に説明する。
【００３５】
画像タイプが積分信号に基づくＣＴ画像であると判断した場合（ステップＳ２：ＣＴ）、システム制御部５１は、ステップＳ３及びＳ４の一連の処理により積分信号を推定する。図１０は、積分信号の推定に係る一連の処理を模式的に示す図である。なお、図１０においては、説明を具体的に行うため、複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とは市松模様状に配列されているものとする。
【００３６】
まず、システム制御部５１は、積分信号生成部３３に生成処理を行わせる（ステップＳ３）。ステップＳ３において積分信号生成部３３は、ＰＣＣＴ検出器１５−２が出力した計数信号を積分して積分信号を生成する。積分信号は、画像再構成処理に用いられる全てのＰＣＣＴ検出器１５−２の検出器アドレスについて生成される。具体的には、積分信号生成部３３は、まず、積分信号の生成対象の検出器アドレスＰ０に配置されたＰＣＣＴ検出器１５−２が出力した計数信号について、各エネルギー帯域のエネルギー値と当該計数信号が示す計数値との積を算出する。算出された積は、各ビューにおいて当該ＰＣＣＴ検出器１５−２により検出された、当該エネルギー帯域に属する全てのＸ線フォトンの総エネルギーに対応する。各エネルギー帯域のエネルギー値は、当該エネルギー帯域の中間値や平均値等に設定される。そして積分信号生成部３３は、複数のエネルギー帯域に関する複数の積の積分値を算出する。この積分値を示すデジタル信号が積分信号に対応する。積分値は、各ビューにおいてＰＣＣＴ検出器１５−２により検出された全てのＸ線フォトンの総エネルギーに対応する。生成された積分信号は、ＣＴ検出器１５−１により出力される積分信号と同様の物理量を示す。このようにして、画像再構成処理に用いられる全てのＰＣＣＴ検出器１５−２の検出器アドレスについて積分信号が生成される。以下、積分信号生成部３３により生成された積分信号を、計算積分信号と呼ぶことにする。例えば、実測の積分信号が欠落している検出器アドレス（以下、欠落アドレスと呼ぶことにする）Ｐ０について計数信号ＳＣ０に基づいて計算積分信号ＳＣＩ０が算出される。
【００３７】
ステップＳ３が行われるとシステム制御部５１は、推定部３５に計算積分信号の正規化処理を行わせる（ステップＳ４）。ステップＳ４において推定部３５は、欠落アドレスＰ０に配置されたＰＣＣＴ検出器１５−２が出力した計数信号ＳＣ０に基づく計算積分信号ＳＣＩ０を正規化パラメータにより正規化し、正規化された計算積分信号（以下、正規化積分信号と呼ぶ）ＳＮＩ０を算出する。以下、正規化について詳細に説明する。
【００３８】
ＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２とは構造や素材の違いにより検出器特性が異なる。検出器特性としては、例えば、電気容量、計数率、及び検出効率が挙げられる。電気容量は、各検出器１５−１，１５−２のＤＡＳ１５３−１，１５３−２に搭載されたコンデンサの容量である。計数率は、各検出器１５−１，１５−２による単位時間当りのＸ線検出イベントの計数値に規定される。一般的に計数率は、ＰＣＣＴ検出器１５−２に比してＣＴ検出器１５−１の方が高い。検出効率は、入射Ｘ線に対する各検出器１５−１，１５−２により検出されたＸ線の強度の比率に規定される。一般的に検出効率は、ＰＣＣＴ検出器１５−２に比してＣＴ検出器１５−１の方が高い。このＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２との検出器特性の相違に起因する補間積分信号ＳＩＩと実測の積分信号ＳＩとの信号量（積分値）の尺度を揃えるため正規化パラメータが利用される。
【００３９】
次に、正規化パラメータ算出部４１による正規化パラメータの算出について説明する。正規化パラメータ算出部４１は、キャリブレーションスキャンによりＣＴ検出器１５−１により収集された積分信号とＰＣＣＴ検出器１５−２により収集された計数信号とに基づいて正規化パラメータを算出する。各検出器１５−１，１５−２の全検出器特性の相違は、ＣＴ検出器１５−１からの積分信号とＰＣＣＴ検出器１５−２からの計数信号に基づく計算積分信号との信号量の相違に依存するからである。キャリブレーションスキャンは、ステップＳ１において行われたスキャンよりも前のキャリブレーション時に行われる。キャリブレーションスキャンは、入力部４７を介したキャリブレーションスキャンの実行指示を契機として撮像制御部４３により実行される。キャリブレーションスキャンにおいて天板１７には、空気や水等の既知の組成を有するファントムが載置され、当該ファントムを対象としてＸ線ＣＴスキャンが行われる。キャリブレーションスキャンにおいてＣＴ検出器１５−１は、Ｘ線源１３から発生されファントムを透過したＸ線を検出し、検出されたＸ線に関する積分信号を生成する。また、キャリブレーションスキャンにおいてＰＣＣＴ検出器１５−２は、Ｘ線源１３から発生されファントムを透過したＸ線を検出し、検出されたＸ線に関する計数信号を生成する。生成された積分信号と計数信号とは信号記憶部３１に記憶される。
【００４０】
図１１は、正規化パラメータ算出部４１による正規化パラメータの算出に係る一連の処理を模式的に示す図である。正規化パラメータ算出部４１は、複数のＰＣＣＴ検出器１５−２の各々について、キャリブレーションスキャンにおいてＣＴ検出器１５−１により収集された積分信号とＰＣＣＴ検出器１５−２により収集された計数信号とに基づいて正規化パラメータを算出する。
【００４１】
例えば、図１１に示すように、検出器アドレスＰ０について正規化パラメータを算出する場合、検出器アドレスＰ０の４近傍に位置するＣＴ検出器１５−１の検出器アドレスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４が周囲の検出器アドレスに設定される。周囲の検出器アドレスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４が設定されると正規化パラメータ算出部４１は、当該検出器アドレスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４の積分信号に補間法を適用して検出器アドレスＰ０に関する補間積分信号ＳＩＩ０を補間する。補間法は、画像処理のピクセル補間として用いられるニアレストネイバー（nearest-neighbor）法、バイリニアー（bi-liner）法、バイキュービック（bi-cubic）法等が挙げられる。バイキュービック法を用いる場合、Ｓｉｎｃ関数やスプライン関数等の任意の補間関数を用いても良い。例えば、図１１に示すように、４近傍の検出器アドレスＰ１に関する積分信号ＳＩ１の積分値、検出器アドレスＰ２に関する積分信号ＳＩ２の積分値、検出器アドレスＰ３に関する積分信号ＳＩ３の積分値、及び検出器アドレスＰ４に関する積分信号ＳＩ４の積分値の加算平均により、検出器アドレスＰ０に関する補間積分信号ＳＩＩ０が算出される。
【００４２】
なお、周囲の検出器アドレスの設定方法は、ＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２との配列パターンに応じて決定される。例えば、図４に示す配列パターンの場合、図１２に示すように、ＰＣＣＴ検出器１５−２の検出器アドレスに隣接するＣＴ検出器１５−１の検出器アドレスが周囲のアドレスに設定される。すなわち、ＣＴ検出器列に関する積分信号に基づいてＰＣＣＴ検出器列に関する補間積分信号が算出される。図５に示す配列パターンの場合、ＣＴ検出器行に関する積分信号に基づいてＰＣＣＴ検出器行に関する補間積分信号が算出される。図７に示す配列パターンの場合、ＰＣＣＴ検出器１５−２に関する補間積分信号は、当該ＰＣＣＴ検出器１５−２の近傍に位置するＣＴ検出器１５−１に関する積分信号に基づいて算出される。図８に示す配列パターンについても同様に、ＰＣＣＴ検出器１５−２に関する補間積分信号は、当該ＰＣＣＴ検出器１５−２の近傍に位置するＣＴ検出器１５−１に関する積分信号に基づいて算出される。
【００４３】
補間信号ＳＩＩ０が算出されると正規化パラメータ算出部４１は、検出器アドレスＰ０に関する計算積分信号ＳＣＩ０の信号量と補間積分信号ＳＩＩ０の信号量とに基づいて正規化パラメータを算出する。具体的には、検出器アドレスＰ０に関する計算積分信号の信号量と補間積分信号ＳＩＩ０の信号量との比率、より詳細には、検出器アドレスＰ０に関する計算積分信号の信号量を補間信号ＳＩＩ０に関する信号量に一致させるための倍率が正規化パラメータとして算出される。上記の方法により、正規化パラメータ算出部４１は、各ＰＣＣＴ検出器１５−２について正規化パラメータを算出する。算出された各ＰＣＣＴ検出器１５−２に関する正規化パラメータは、主記憶部４９に記憶される。
【００４４】
ステップＳ４において推定部３５は、まず、実測の積分信号が欠落している検出器アドレスすなわち欠落アドレスＰ０を特定する。例えば、推定部３５は、信号記憶部３１に記憶されている実測の計数信号に関連づけられた検出器アドレスを欠落アドレスとして特定する。あるいは、推定部３５は、信号記憶部３１に記憶されている実測の積分信号に関連づけられた検出器アドレスを記録し、全検出器アドレスのうちの記録されなかった検出器アドレスを欠落アドレスとして特定する。欠落アドレスが特定されると推定部３５は、当該欠落アドレスに関連づけられた正規化パラメータを、ステップＳ３において生成された当該欠落アドレスに関する計算積分信号に乗じて、正規化された正規化積分信号を算出する。推定部３５は、全ての欠落アドレスについて正規化積分信号を算出する。
【００４５】
なお正規化パラメータは、管電圧に応じて変化する。このため、撮像制御部４３は、複数の管電圧の各々についてキャリブレーションスキャンを実行する。キャリブレーションスキャンに用いられる管電圧の値は、自動的に又は入力部４７を介して任意に設定可能である。収集された積分信号と計数信号とは管電圧値に関連づけて信号記憶部３１に記憶される。正規化パラメータ算出部４１は、複数の管電圧の各々について正規化パラメータを算出する。
【００４６】
上記の処理により算出された正規化パラメータを用いて欠落アドレスＰ０に関する計算積分信号が正規化される。より詳細には推定部３５は、ステップＳ１におけるスキャンに用いられた管電圧に対応する正規化パラメータを欠落アドレスＰ０に関する計算積分信号ＳＣＩ０に乗じることにより正規化積分信号ＳＮＩ０を算出する。
【００４７】
ステップＳ４が行われるとシステム制御部５１は、前処理部３７に前処理を行わせる（ステップＳ５）。ステップＳ５において前処理部３７は、複数のビューに関する正規化積分信号ＳＮＩと積分信号ＳＩとの各々に前処理を施し、複数のビューに関するＣＴ生データを生成する。
【００４８】
ステップＳ５が行われるとシステム制御部５１は、画像再構成部３９に再構成処理を行わせる（ステップＳ６）。ステップＳ８において画像再構成部３９は、ステップＳ５において生成されたＣＴ生データに基づいて３次元のＣＴ画像のデータを再構成する。
【００４９】
なお、上記の説明においては、欠落アドレスに関する計算積分信号に正規化パラメータを乗じることにより算出された積分信号（すなわち、正規化積分信号）が欠落アドレスに関する積分信号として用いられるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、欠落アドレスの周囲の検出器アドレスに配置されたＣＴ検出器１５−２が出力する実測の積分信号の補間積分信号を当該欠落アドレスに関する積分信号として用いても良い。これにより、欠落アドレスについて、正規化パラメータを用いることなく精度の高い積分信号を得ることができる。
【００５０】
次に、画像タイプがＰＣＣＴ画像である場合の流れについて説明する。
【００５１】
画像タイプが計数信号に基づくＰＣＣＴ画像であると判断した場合（ステップＳ２：ＰＣＣＴ）、システム制御部は、ステップＳ７及びＳ８の一連の処理により積分信号を推定する。図１３は、計数信号の推定に係る一連の処理を模式的に示す図である。なお、図１２においても図１０と同様に、複数のＣＴ検出器１５−１と複数のＰＣＣＴ検出器１５−２とが市松模様状に配列されているものとする。
【００５２】
まずシステム制御部５１は、推定部３５に計数信号の補間処理を行わせる（ステップＳ７）。ステップＳ７において推定部３５は、計数信号が欠落している検出器アドレス（欠落アドレス）について、当該欠落アドレスの周囲の検出器アドレスに配置されたＰＣＣＴ検出器１５−２からの計数信号に基づいて計数信号を補間する。具体的には、図１３に示すように、まず推定部３５は、ＣＴ検出器１５−１に関する欠落アドレスＰ０を特定する。例えば、推定部３５は、信号記憶部３１に記憶されている積分信号に関連づけられた検出器アドレスを欠落アドレスとして特定する。あるいは、推定部３５は、信号記憶部３１に記憶されている計数信号に関連づけられた検出器アドレスを記録し、全検出器アドレスのうちの記録されなかった検出器アドレスを欠落アドレスとして特定する。
【００５３】
欠落アドレスが特定されると推定部３５は、欠落アドレスＰ０の周囲の検出器アドレスに関連づけられた計数信号に基づいて、欠落アドレスＰ０に関する計数信号を補間する。例えば、図１３に示すように、欠落アドレスがＣＴ検出器１５−１の検出器アドレスＰ０の場合、欠落アドレスＰ０の４近傍に位置するＰＣＣＴ検出器１５−２の検出器アドレスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４が周囲の検出器アドレスに設定される。周囲の検出器アドレスの設定方法は、ＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２との配列パターンに応じて決定される。例えば、図４に示す配列パターンの場合、図１２に示すように、ＣＴ検出器１５−１の検出器アドレスに隣接するＰＣＣＴ検出器１５−２の検出器アドレスが周囲のアドレスに設定される。すなわち、ＰＣＣＴ検出器列に関する計数信号に基づいてＣＴ検出器列に関する計数信号が補間される。図５に示す配列パターンの場合、ＰＣＣＴ検出器行に関する計数信号に基づいてＣＴ検出器行に関する計数信号が補間される。図７に示す配列パターンの場合、ＣＴ検出器１５−１に関する計数信号は、当該ＣＴ検出器１５−１の近傍に位置するＰＣＣＴ検出器１５−２に関する計数信号に基づいて補間される。図８に示す配列パターンについても同様に、ＣＴ検出器１５−１に関する計数信号は、当該ＣＴ検出器１５−１の近傍に位置するＰＣＣＴ検出器１５−２に関する計数信号に基づいて補間される。
【００５４】
周囲の検出器アドレスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４が設定されると推定部３５は、当該検出器アドレスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４に関する計数信号に補間法を適用して欠落アドレスＰ０に関する計数信号ＳＩＣ０を補間する。以下、補間により算出された計数信号を補間計数信号と呼ぶことにする。補間法は、画像処理のピクセル補間として用いられるニアレストネイバー法、バイリニアー法、バイキュービック法等が挙げられる。バイキュービック法を用いる場合、Ｓｉｎｃ関数やスプライン関数等の任意の補間関数を用いても良い。例えば、図１３に示すように、４近傍の検出器アドレスＰ１に関する計数信号の計数値（カウント）、検出器アドレスＰ２に関する計数信号の計数値、検出器アドレスＰ３に関する計数信号の計数値、及び検出器アドレスＰ４に関する計数信号の計数値の加算平均により、欠落アドレスＰ０に関する補間計数信号ＳＩＣ０の計数値が算出される。より詳細には推定部３５は、エネルギー値毎に計数信号ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３、及びＳＣ４の計数値について補間処理を行い補間計数信号ＳＩＣ０の計数値を算出する。
【００５５】
ステップＳ７が行われるとシステム制御部５１は、推定部３５に補間計数信号の正規化処理を行わせる（ステップＳ８）。ステップＳ８において推定部３５は、欠落アドレスＰ０に配置されたＣＴ検出器１５−１からの実測の積分信号ＳＩ０により補間計数信号ＳＩＣ０を正規化し、正規化された補間計数信号（すなわち、正規化計数信号）ＳＮＣ０を算出する。より詳細には、推定部３５は、積分信号ＳＩ０に正規化パラメータを乗じ、正規化パラメータが乗じられた積分信号ＳＩ０の信号量（計数値）により補間計数信号ＳＩＣ０を正規化し、正規化計数信号ＳＮＣ０を算出する。
【００５６】
欠落アドレスＰ０に関する補間計数信号ＳＩＣ０は、欠落アドレスＰ０の周囲の検出器アドレスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４に関する計数信号ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３、及びＳＣ４に基づいて算出される。すなわち、補間計数信号ＳＩＣ０は、欠落アドレスＰ０に配置されたＣＴ検出器１５−１に到達するＸ線パス上の被検体Ｓのジオメトリを厳密には反映していない。この被検体Ｓのジオメトリを、補間計数信号ＳＩＣ０に反映させるために、当該欠落アドレスＰ０に配置されたＣＴ検出器１５−１が出力した積分信号ＳＩ０に基づく正規化が行われる。正規化パラメータは、正規化パラメータ算出部４１により各ＣＴ検出器１５−１について算出される。正規化パラメータは、ＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２との検出器特性の相違に起因する積分信号ＳＩ０と補間計数信号ＳＩＣ０との信号量（積分値）の尺度を揃えるためが利用される。上述のように、正規化パラメータ算出部４１は、複数のＣＴ検出器１５−１の各々について、予め実行されたキャリブレーションスキャンにおいてＣＴ検出器１５−１により収集された積分信号とＰＣＣＴ検出器１５−２により収集された計数信号とに基づいて正規化パラメータを算出する。算出された各ＣＴ検出器１５−１に関する正規化パラメータは、主記憶部４９に記憶される。なお、正規化パラメータとしては、ステップＳ４と同様、ステップＳ１におけるスキャンに用いられた管電圧に対応する正規化パラメータが選択されると良い。
【００５７】
ステップＳ８が行われるとシステム制御部５１は、前処理部３７に前処理を行わせる（ステップＳ９）。ステップＳ９において前処理部３７は、複数のエネルギー帯域の各々について、複数のビューに関する正規化計数信号ＳＮＣと計数信号ＳＣとの各々に前処理を施し、複数のビューに関するＰＣＣＴ生データを生成する。
【００５８】
ステップＳ９が行われるとシステム制御部５１は、画像再構成部３９に再構成処理を行わせる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において画像再構成部３９は、ステップＳ９において生成されたＰＣＣＴ生データに基づいて、画像化対象のエネルギー帯域に関する３次元のＰＣＣＴ画像のデータを再構成する。
【００５９】
ステップＳ６又はステップＳ１０が行われるとシステム制御部５１は、表示部４５に表示処理を行わせる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において表示部４５は、ステップＳ６において再構成されたＣＴ画像又はステップＳ１０において再構成されたＰＣＣＴ画像を表示機器に表示する。より詳細には、ＣＴ画像に基づく２次元の表示画像又はＰＣＣＴ画像に基づく２次元の表示画像が表示される。２次元の表示画像は、ＣＴ画像又はＰＣＣＴ画像に３次元画像処理を施すことにより発生される。３次元画像処理としては、例えば、ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、ＭＰＲ、画素値投影処理等が挙げられる。
【００６０】
以上により、本実施形態に係る動作例の説明を終了する。
【００６１】
なお、上記の動作例においては、ＣＴ画像又はＰＣＣＴ画像を再構成するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。すなわちシステム制御部５１は、ステップＳ３−Ｓ７の処理系列とステップＳ８−Ｓ１１の処理系列とを並行して実行するようことにより、ＣＴ画像とＰＣＣＴ画像との両方を並行して再構成することができる。
【００６２】
上記の通り、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、検出器モジュール１５にＰＣＣＴ検出器１５−２のみを搭載するのではなく、ＰＣＣＴ検出器１５−２の個数を減らし、代わりにＣＴ検出器１５−１も搭載している。従って本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、ＰＣＣＴ検出器１５−２のみを搭載する場合に比して、検出器の製造コスト及び管理コストを削減することができる。また、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、ＰＣＣＴ検出器１５−２のみを搭載する場合に比して、スキャンにより収集されるデータ量を削減することができる。また、ＣＴ画像を再構成する場合、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、予め実行されたキャリブレーションスキャンにおいてＰＣＣＴ検出器１５−２が出力した計数信号とＣＴ検出器１５−１が出力した積分信号とに基づく正規化パラメータと、対象スキャンにおいて欠落アドレスに配置されたＰＣＣＴ検出器１５−２が出力した計数信号とに基づいて、欠落アドレスに関する積分信号の信号量を推定することができる。正規化パラメータは、各検出器アドレスに配置されたＰＣＣＴ検出器１５−２について当該検出器アドレスに関する計数信号の信号量と周囲の検出器アドレスに配置されたＣＴ検出器１５−１が出力した積分信号に基づく補間信号の信号量との尺度を揃える。このように決定された正規化パラメータを欠落アドレスに関する計数信号に適用することにより、厳密に当該欠落アドレスに関する積分信号の信号量を推定することができる。ＰＣＣＴ画像を再構成する場合、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、欠落アドレスに関する計数信号について、当該欠落アドレスに関する実測の積分信号と周囲の検出器アドレスに関する実測の計数信号とに基づいて推定する。このように周囲の検出器アドレスに関する実測の計数信号に基づく補間だけではなく、欠落アドレスに関する実測の積分信号による正規化も行うことにより、より厳密に当該欠落アドレスに関する計数信号の信号量を推定することができる。このような欠落アドレスに関する信号の信号量についての推定アルゴリズムを有することにより、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、ＣＴ検出器１５−１とＰＣＣＴ検出器１５−２とを有しながら、実測の信号の欠落に起因するＣＴ画像又はＰＣＣＴ画像の画質の劣化を低減することができる。
【００６３】
かくして、本実施形態によれば、フォトンカウンティングＣＴにおいて、検出器のコストや収集されるデータ量を削減することが可能となる。
【００６４】
なお上記の説明においてフォトンカウンティングＣＴ装置は、いわゆる第３世代であるとした。すなわち、フォトンカウンティングＣＴ装置は、Ｘ線源とフォトンカウンティングＣＴ検出器とが１体となって被検体Ｓの周囲を回転する回転／回転型（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）であるとした。しかしながら、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、それのみに限定されない。例えば、フォトンカウンティングＣＴ装置は、リング状に配列された多数の検出器画素が固定され、Ｘ線源のみが被検体Ｓの周囲を回転する固定／回転型（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ―ＴＹＰＥ）でも良い。
【００６５】
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ものである。
【符号の説明】
【００６６】
１０…架台、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線源、１５…混成検出器モジュール、１７…天板、１９…回転駆動部、２１…天板支持機構、２３…寝台駆動部、２５…高電圧発生部、３０…コンソール、３１…信号記憶部、３３…積分信号生成部、３５…推定部、３７…前処理部、３９…画像再構成部、４１…正規化パラメータ算出部、４３…撮像制御部、４５…表示部、４７…入力部、４９…主記憶部、５１…システム制御部
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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