(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線を検出するフォトンカウンティング方式のＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部で検出したＸ線フォトンを予め定めた区分のエネルギー範囲毎に計数し、前記エネルギー範囲毎の計測情報を得るデータ収集部と、
前記Ｘ線照射部から照射されるＸ線の揺らぎを計測するリファレンス検出部と、
前記Ｘ線照射部の回転方向の時間揺らぎを計測する時間計測部と、
前記時間計測部が計測した時間計測データに基づき、前記リファレンス検出部が計測した計測データを補正する補正部と、を備える、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記補正部は、前記時間計測データに基づき、前記データ収集部が計測した前記計測情報を補正する、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記補正部は、前記時間計測データを用いて、前記リファレンス検出部の計測データを線量率データに変換する、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項４】
請求項３記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記補正部は、前記線量率データとパイルアップに伴う前記計測情報の変化量を予め計測したパイルアップ補正データに基づき、前記線量率データを補正する、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項５】
請求項４記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記補正部は、前記時間計測データを用いて、補正された前記線量率データを線量データに変換する、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項６】
請求項５記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記補正部は、変換された前記線量データに基づき、前記エネルギー範囲毎の計測情報を補正する、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項７】
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記リファレンス検出部のＸ線検出器のサイズが、前記Ｘ線検出部のＸ線検出器のサイズより小さい、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項８】
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記リファレンス検出部が、前記Ｘ線検出部のＸ線検出器のサイズと同等もしくは小さいサイズの複数のＸ線検出器で構成される、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項９】
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記リファレンス検出部と前記Ｘ線照射部との間に、前記Ｘ線照射部のＸ線量に応じてＸ線フィルタを変化可能なＸ線量可変フィルタを備える、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記リファレンス検出部は積分型検出器で構成され、
前記補正部は、前記Ｘ線照射部より照射したＸ線についての前記リファレンス検出部の信号量と、前記Ｘ線検出部の前記エネルギー範囲毎の計測情報との関係を予め求めておき、
被写体撮像時における前記Ｘ線検出部の前記エネルギー範囲毎の計測情報と予め求めた前記計測情報との関係と、撮像中の前記リファレンス検出部の信号量と予め求めた前記リファレンス検出部の信号量との関係から、各エネルギー範囲毎に前記計測情報の補正を行う、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項１１】
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記リファレンス検出部のＸ線検出器のサイズが、前記Ｘ線検出部のＸ線検出器のサイズより小さい、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項１２】
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記リファレンス検出部が、前記Ｘ線検出部のＸ線検出器のサイズと同等もしくは小さいサイズの複数のＸ線検出器で構成される、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項１３】
請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記リファレンス検出部と前記Ｘ線照射部との間に、前記Ｘ線照射部のＸ線量に応じてＸ線フィルタを変化可能なＸ線量可変フィルタを更に備える、
ことを特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項１４】
請求項２記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記リファレンス検出部と前記Ｘ線照射部との間に、前記Ｘ線照射部のＸ線量に応じてＸ線フィルタを変化可能なＸ線量可変フィルタを更に備える、
ことを特徴と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】
本発明はフォトンカウンティング（ｐｈｏｔｏｎ  ｃｏｕｎｔｉｎｇ）モードを有するＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置（以下、ＰＣＣＴ装置と呼ぶ。）に係り、特に、より正確な補正データ収集技術に関わる。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、被写体を挟んで対向配置されたＸ線源とＸ線検出器の対を回転させながら被写体のＸ線透過データを得、その断層画像（以下、ＣＴ画像とする）を計算により再構成する装置であり、工業用およびセキュリティ用の検査装置や医学用の画像診断装置等として用いられる。
【０００３】
医学用のＸ線ＣＴ装置には、フォトンカウンティングモードを搭載したＰＣＣＴ装置がある。ＰＣＣＴ装置では、例えば特許文献１に見るように、フォトンカウンティング方式のＸ線検出器により、被写体を透過したＸ線の光子（Ｘ線フォトン）を検出素子毎にカウントする。これにより、例えばＸ線が透過した被写体の内部組織を構成する元素を推定可能なスペクトラムを得、元素レベルの違いが詳細に描出されたＸ線ＣＴ画像を得ることができる。
【０００４】
また、ＰＣＣＴ装置では、カウントした個々のＸ線フォトンをエネルギー値で弁別することにより、エネルギー値毎の、Ｘ線強度を得ることができる。これを利用し、ＰＣＣＴ装置では、特定のエネルギー範囲のＸ線のみを抽出して画像化し、診断に用いることがある。
【０００５】
Ｘ線ＣＴ装置ではＸ線源を回転させ、様々な角度から被写体を撮像するが、回転方向のノッチの間隔の誤差に基づく回転方向の時間積分結果の揺らぎ（以下、回転方向の時間揺らぎと称する）が発生する。すなわち、回転方向の１つ１つのデータを積分する区間（以下、その１区間をビュー(view)と呼ぶ）に誤差が発生し、ビューの長さの違いにより他より長い区間はデータが多くなり、逆に短い区間はデータが少なくなる。さらにＸ線源のＸ線強度は時間的に揺らぐためこれらの誤差によりＸ線ＣＴ装置では得られる画像にアーチファクトが発生する。これらのアーチファクトを防ぐためにＸ線ＣＴ装置では、リファレンス検出器を用いてそれらの誤差を軽減する。具体的には、被写体を通過しない場所にリファレンス用のＸ線検出器を配置し、被写体を透過した場所のＸ線検出器と同様の時間で計測することにより、回転方向のノッチの間隔の誤差に基づく回転方向の時間揺らぎとＸ線源の揺らぎのデータを収集する。そして、各ビューにおけるＸ線検出器とリファレンス検出器との出力の比で補正することで、これら２つの誤差を補正することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１３１０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰＣＣＴ装置においても、上述したＸ線ＣＴ装置と同様な回転方向のノッチの間隔の誤差に基づく回転方向の時間揺らぎ、およびＸ線源の揺らぎは発生する。そのため、リファレンス検出器が必要となるが、ＰＣＣＴ装置の場合はさらにエネルギー範囲ごとにデータを収集するため、エネルギー範囲ごとにＸ線の揺らぎを想定する必要がある。しかし、フォトンカウンティング方式の検出器は、検出器特性に伴うエネルギー範囲毎のずれであるパイルアップによる検出誤差を含んでおり、同様にリファレンス検出器のデータにもパイルアップに伴う誤差が含まれているため、従来のＸ線ＣＴ装置とは違った誤差低減が必要になる。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、各種の揺らぎを精度よく補正可能なＰＣＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明においては、Ｘ線を照射するＸ線照射部と、Ｘ線を検出するフォトンカウンティング方式のＸ線検出部と、Ｘ線検出部で検出したＸ線フォトンを予め定めた区分のエネルギー範囲毎に計数し、エネルギー範囲毎の計測情報を得るデータ収集部と、Ｘ線照射部から照射されるＸ線の揺らぎを計測するリファレンス検出部と、Ｘ線照射部の回転方向の時間揺らぎを計測する時間計測部と、を備えるフォトンカウンティングＣＴ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、ＰＣＣＴ装置において回転方向の時間揺らぎをより正確に計測することにより高精度な計測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１−４に係る、ＰＣＣＴ装置の一構成例を示す図である。
【図２】実施例１に係る、Ｘ線検出器の一例を説明するための図である。
【図３】実施例１に係る、ＰＣＣＴ装置の演算部の機能ブロックと処理フロー例を示す図である。
【図４】実施例１に係る、Ｘ線検出器の一例を説明するための図である。
【図５】実施例２に係る、Ｘ線検出器の一例を説明するための図である。
【図６】実施例２に係る、演算部の機能ブロックと処理フロー例を示す図である。
【図７】実施例４に係る、Ｘ線検出器の一例を説明するための図である。
【図８】実施例４に係る、Ｘ線検出器の他の例を説明するための図である。
【図９】実施例４に係る、演算部の機能ブロックと処理フロー例を示す図である。
【図１０】実施例５に係る、ＰＣＣＴ装置の一構成例を示す図である。
【図１１】実施例５に係る、演算部の機能ブロックと処理フロー例を示す図である。
【図１２】実施例３に係る、演算部の機能ブロックと処理フロー例を示す図である。
【図１３】実施例１に係る、ＰＣＣＴ装置のパイルアップ補正データの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の種々の実施の形態を図面に従い説明する。以下、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本発明において、ＰＣＣＴ装置の各種の揺らぎ、例えば回転方向の時間揺らぎ、Ｘ線源の揺らぎ、パイルアップに伴う揺らぎなどが精度よく補正するが、ここで、回転方向の時間揺らぎとは、回転方向の時間積分結果の揺らぎを意味し、Ｘ線源の揺らぎとは、Ｘ線源のＸ線照射量やＸ線スペクトルの揺らぎを意味する。
【実施例１】
【００１３】
実施例１は、リファレンス検出部と時間を計測する時間計測部を設け、回転方向の時間揺らぎは時間計測部で計測した時間で補正し、Ｘ線源の揺らぎとパイルアップの補正については、計測した時間で回転方向の時間揺らぎを補正したリファレンス検出部の計測データを用いて補正するＰＣＣＴ装置の実施例である。すなわち本実施例は、Ｘ線を照射するＸ線照射部と、Ｘ線を検出するフォトンカウンティング方式のＸ線検出部と、Ｘ線検出部で検出したＸ線フォトンを予め定めた区分のエネルギー範囲毎に計数し、エネルギー範囲毎の計測情報を得るデータ収集部と、Ｘ線照射部から照射されるＸ線の揺らぎを計測するリファレンス検出部と、Ｘ線照射部の回転方向の時間揺らぎを計測する時間計測部とを備える構成、更には時間計測部が計測した時間計測データに基づき、リファレンス検出部が計測した計測データを補正する補正部を備える構成のＰＣＣＴ装置の実施例である。
【００１４】
本実施例では、Ｘ線ＣＴ装置として、従来の電流モード計測方式の積分型検出器ではなく、フォトンカウンティング方式のＸ線検出器を有するＰＣＣＴ装置を用いる。ＰＣＣＴ装置では、被写体を透過したＸ線に由来する光子（Ｘ線フォトン）を、フォトンカウンティング方式のＸ線検出器で計数する。個々のＸ線フォトンは、異なるエネルギーを有する。ＰＣＣＴ装置では、このＸ線フォトンを、予め定めたエネルギー範囲毎に弁別して計数することにより、エネルギー範囲毎のＸ線フォトンのカウント数であるＸ線強度を計測情報として得ることができる。
【００１５】
［Ｘ線ＣＴ装置の概略構成］
図１を用いて、本実施例のＰＣＣＴ装置の概略構成の一例を説明する。図１に示すように、本実施例のＰＣＣＴ装置１００は、ユーザインタフェース（以下、ＵＩと呼ぶ）部２００と、計測部３００と、演算部４００と、を備える。
【００１６】
ＵＩ部２００は、ユーザからの入力を受け付け、演算部４００による処理結果をユーザに提示する。このため、ＵＩ部２００は、キーボード、マウスといった入力装置２１０と、モニタなどの表示装置、プリンタといった出力装置２２０とを備える。表示装置は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）等で構成される。なお、出力装置２２０の表示装置は、タッチパネル機能を有し、入力装置２１０として使用するよう構成してもよい。
【００１７】
［計測部］
計測部３００は、演算部４００による制御に従って、被写体１０１にＸ線を照射し、被写体１０１を透過したＸ線フォトンを計測する。計測部３００は、Ｘ線照射部３１０と、Ｘ線検出部３２０と、Ｘ線検出部の脇に被写体を透過せずに検出器に入射する位置に配置されたリファレンス検出部３５０と、ガントリ（Ｇａｎｔｒｙ：架台）３３０と、制御部３４０と、被写体１０１を載置するテーブル１０２と、を備える。
【００１８】
［ガントリ］
ガントリ３３０の中央には、被写体１０１と、被写体１０１を載置するテーブル１０２とを配置するための円形の開口部３３１が設けられる。ガントリ３３０の内部には、後述するＸ線管３１１およびＸ線検出器３２１を備えるＸ線検出部３２０を搭載する回転板３３２と、回転板３３２を回転させるための駆動機構が配置され、制御部３４０の後述するガントリ制御器３４２で制御される。
【００１９】
さらに回転板３３２には回転方向にノッチ３３３が刻まれており、ノッチ３３３を通過したときに積分を実施する。すなわち、ノッチ３３３を横切ると制御部３４０内の後述する検出制御器３４３に信号が入り、この信号に基づき、データを処理する命令が発行される。回転板３３２の回転の所要時間は、ユーザがＵＩ部２００を介して入力したパラメータに依存する。本実施例では、例えば、回転の所要時間を１．０ｓ／回とする。計測部３００による１回転における撮影回数は、例えば、９００回であり、回転板３３２が０．４度回転する毎に１回の撮影が行われる。各仕様はこれらの値に限定されるものではなく、ＰＣＣＴ装置１００の構成に応じて種々変更可能である。なお、先に述べたように、ノッチ３３３の間隔に誤差があり、これにより回転方向の時間揺らぎが発生する。
【００２０】
図１に示すように、本明細書において、開口部３３１の周方向をｘ方向、径方向をｙ方向、それらに直交する方向をｚ方向とする。一般にｚ方向は、被写体１０１の体軸方向と同じ方向になる。
【００２１】
［Ｘ線照射部］
Ｘ線照射部３１０は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被写体１０１に照射する。Ｘ線照射部３１０は、Ｘ線管３１１と、Ｘ線フィルタ３１２と、ボウタイ（ｂｏｗｔｉｅ）フィルタ３１３と、を備える。
【００２２】
Ｘ線管３１１は、後述する照射制御器３４１の制御に従って供給される高電圧により、被写体１０１にＸ線ビームを照射する。照射されるＸ線ビームは、ファン角およびコーン角を持って広がる。Ｘ線ビームは、ガントリ３３０の回転板３３２の回転に伴って、被写体１０１に照射される。
【００２３】
Ｘ線フィルタ３１２は、Ｘ線管３１１から照射されたＸ線の線質を調節する。すなわち、Ｘ線のスペクトルを変化させる。本実施例のＸ線フィルタ３１２は、Ｘ線管３１１から被写体１０１へ照射されるＸ線が、予め定めたエネルギー分布となるよう、Ｘ線管３１１から照射されたＸ線を減衰させる。Ｘ線フィルタ３１２は、被写体１０１である患者の被ばく量を最適化するために用いられる。このため、必要なエネルギー範囲の線量が強くなるよう設計される。
【００２４】
ボウタイフィルタ３１３は、周辺部の被ばく量を抑える。被写体１０１である人体の断面が楕円形であることを用い、中心付近の線量を強くし、周囲の線量を低くして被ばく量を最適化するために用いられる。
【００２５】
［Ｘ線検出部、リファレンス検出部］
Ｘ線検出部３２０は、Ｘ線フォトンが入射する毎に、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線検出部３２０は、Ｘ線検出器３２１を備える。
【００２６】
図２にＸ線検出器３２１の一部を例示する。本実施例のＸ線検出器３２１は、図２の（ａ）、（ｂ）の断面、平面構成に示すように、複数の検出素子３２２、各検出素子３２２に電気的に接続されたカウンティング回路３２４、およびＸ線検出器３２１への入射方向を制限するコリメータ３２３を備える。
【００２７】
リファレンス検出部３５０も、図２に例示したＸ線検出器３２１と同じ構造を備える。Ｘ線検出部３２０は、図２の（ａ）に一部を示す構造がｘ方向に繰り返される。リファレンス検出部３５０はＸ線検出部３２０の端部の一部のＸ線検出器を使用してもよい。その場合、被写体が有効視野(ＦＯＶ：Ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  Ｖｉｅｗ）をはみ出ないように注意する必要がある。逆にＦＯＶとの重なりを避けるため、Ｘ線検出部３２０とリファレンス検出部３５０との間を離してもよい。また、Ｘ線検出器３２１は、図２の（ｂ）に示すように、Ｘ線管３１１の複数のＸ線発生点から略等距離の位置に多数の検出素子３２２を、ｘ方向およびｚ方向に二次元状に配列した構成を有していてもよく、これはＸ線検出部３２０、リファレンス検出部３５０のいずれにもあてはまる。
【００２８】
なお、製作を容易にするために平面状のＸ線検出器である検出器モジュールを複数作成し、平面の中心部分が円弧になるように配置して疑似的に円弧状に配列し、Ｘ線検出器３２１としてもよい。
【００２９】
各検出素子３２２に入射したＸ線は、電気的に接続された各カウンティング回路３２４により、１つのＸ線フォトンが入射する毎に、１パルスの電気信号（アナログ信号）に変換される。変換された電気信号は、後述する演算部４００に入力される。
【００３０】
本実施例においては、検出素子３２２には、入射したＸ線フォトンを、直接電気信号に変換する、例えば、ＣｄＴｅテルル化カドミウム（ｃａｄｍｉｕｍ  ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ）系の半導体素子を用いる。なお、検出素子３２２は、Ｘ線を受けて蛍光を発するシンチレータ（Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）および蛍光を電気に変換するフォトダイオードを用いてもよい。
【００３１】
Ｘ線検出器３２１の検出素子３２２のｘ方向の数、すなわちチャンネル数は、例えば１０００個である。各検出素子のｘ方向のサイズは、例えば１ｍｍである。
【００３２】
また、Ｘ線管３１１のＸ線発生点と、Ｘ線検出器３２１のＸ線入射面との距離は、例えば１０００ｍｍである。ガントリ３３０の開口部３３１の直径は、例えば７００ｍｍである。
【００３３】
なお、ガントリ３３０と同様に、Ｘ線検出部３２０の各仕様はこれらの値に限定されるものはなく、ＰＣＣＴ装置１００の構成に応じて種々変更可能である。
【００３４】
［制御部］
制御部３４０は、Ｘ線管３１１からのＸ線の照射を制御する照射制御器３４１、回転板３３２の回転駆動を制御するガントリ制御器３４２、テーブル１０２の駆動を制御するテーブル制御器３４４、Ｘ線検出器３２１におけるＸ線検出を制御する検出制御器３４３、および回転方向の時間を計測する時間計測部である時間計測器３４５を備える。時間計測器３４５は、ガントリ３３０で示したノッチ３３３を横切った時に発生する回転方向の計測時間の信号が検出制御器３４３に入ると同時に信号を受信し、その回転方向の計測時間を記憶する。
【００３５】
これら制御部３４０の各制御器は、後述する演算部４００の計測制御部４２０による制御に従って動作する。
【００３６】
［演算部］
図３に本実施例の演算部４００の機能ブロック図を示す。演算部４００は、ＰＣＣＴ装置１００の動作全体を制御し、計測部３００で取得したデータを処理することにより、被写体の撮影を行う。図３に示すように、演算部４００は、以下で各々詳述する撮影条件設定部４１０と、計測制御部４２０と、データ収集部４３０と、補正部４４０と、画像生成部４５０とを備える。
【００３７】
図１に示したように、演算部４００は、ハードウェア構成としては、中央処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４０１と、メモリ４０２と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｄｒｉｖｅ）装置４０３とを備える。例えばＨＤＤ装置４０３に予め保持するプログラムを、中央処理部４０１がメモリ４０２にロードして実行することにより、各機能を実現する。
【００３８】
なお、演算部４００の全部または一部の機能は、プログラムに代え、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などの集積回路などにより実現してもよい。
【００３９】
また、ＨＤＤ装置４０３には、処理に用いるデータ、処理中に生成されるデータ、処理の結果得られるデータ等が保存される。なお、処理結果は、ＵＩ部２００の表示装置などの出力装置２２０にも出力される。
【００４０】
［撮影条件設定部］
撮影条件設定部４１０は、ＵＩ部２００を使ってユーザから撮影条件を受け付けて設定する。例えば撮影条件設定部４１０は、撮影条件を受け付ける受付画面を表示装置に表示し、受付画面を介して撮影条件を受け付ける。ユーザは、受付画面を介して、例えばマウス、キーボード、タッチパネルなどの入力装置２１０を操作することにより、撮影条件を入力する。
【００４１】
設定する撮影条件は、例えばＸ線管３１１の管電流、管電圧、被写体１０１の撮影範囲、Ｘ線フィルタ３１２の種類、ボウタイフィルタ３１３の形状、分解能等である。
【００４２】
なお、ユーザは、必ずしも毎回ＵＩ部２００を使って撮影条件を入力する必要はない。例えば事前にＨＤＤ４０３などに保存された典型的な撮影条件を読み出して用いてもよい。
【００４３】
［計測制御部］
計測制御部４２０は、ユーザが設定した撮影条件に従って、制御部３４０を制御し、計測を実行する。
【００４４】
具体的には、計測制御部４２０は、テーブル制御器３４４に対し、テーブル１０２を回転板３３２に対して垂直な方向に移動させ、回転板３３２を使って行われる撮影位置が設定された撮影位置と一致した時点で移動を停止するように指示する。これにより、被写体１０１の配置が完了する。
【００４５】
また、計測制御部４２０は、テーブル制御器３４４への指示と同じタイミングで、ガントリ制御器３４２に対して駆動モーターを動作させ、回転板３３２の回転を開始するよう指示を行う。
【００４６】
回転板３３２の回転が定速状態になり、かつ被写体１０１の配置が終了すると、計測制御部４２０は、照射制御器３４１に対し、Ｘ線管３１１のＸ線照射タイミングを指示し、検出制御器３４３に対し、Ｘ線検出器３２１の撮影タイミングを指示する。これにより、計測制御部４２０は、Ｘ線の照射および検出器によるＸ線フォトンの検出を行い、計測を開始する。
【００４７】
計測制御部４２０は、制御部３４０へのこれらの指示を繰り返すことで撮影範囲全体を計測する。なお、計測制御部４２０、制御部３４０は、公知のヘリカルスキャン（Ｈｅｌｉｃａｌ  Ｓｃａｎ）のように、テーブル１０２を移動させながら撮影を行うよう制御してもよい。
【００４８】
［データ収集部］
データ収集部４３０は、Ｘ線検出器３２１が検出したＸ線に由来するＸ線フォトンを、予め定めたエネルギー範囲毎に計数し、当該エネルギー範囲毎のカウント値、すなわち計測情報である投影データを撮像データ４３１として得る。本実施例のデータ収集部４３０は、データ収集システム（ＤＡＳ：Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下ＤＡＳと表記）を備え、このＤＡＳが、計測部３００が検出したＸ線フォトンの計数を行い、カウント値を撮像データ４３１とする。また、データ収集部４３０は、リファレンス検出部３５０の出力をリファレンスデータ４３２として収集し、時間計測器３４５の出力を時間計測データ４３３として収集する。
【００４９】
ＤＡＳは、Ｘ線検出器３２１が検出したＸ線フォトン１つ１つのエネルギー値を取得し、そのエネルギー値に応じてエネルギー範囲毎に設けられたエネルギービン（Ｂｉｎ）の計数結果であるカウント値に加算する。エネルギービンとは、エネルギー範囲毎に設定される記憶領域である。
【００５０】
各エネルギー範囲は、０ｋｅＶからＸ線管３１１の最大エネルギーまでの全エネルギー範囲を、所定のエネルギー幅ΔＢで区分されたものである。エネルギー幅ΔＢを例えば１０ｋｅＶとし、最大エネルギーを例えば１４０ｋｅＶとすると、全エネルギー範囲０ｋｅＶ〜１４０ｋｅＶを、Ｂ１（０〜２０ｋｅＶ）、Ｂ２（２０〜４０ｋｅＶ）、Ｂ３（４０〜６０ｋｅＶ）、Ｂ４（６０〜８０ｋｅＶ）、Ｂ５（８０〜１００ｋｅＶ）、Ｂ６（１００〜１２０ｋｅＶ）、Ｂ７（１２０〜１４０ｋｅＶ）の７つに区分されたエネルギー範囲とする。ＤＡＳは、検出したＸ線フォトンのエネルギー値に応じて、該当するエネルギー範囲に対応づけて設けられたエネルギービンの計数結果に順次加算する。
【００５１】
図４に、その結果の一例を示す。同図に明らかなように、横軸は各エネルギー範囲Ｂ１〜Ｂ７を、縦軸はそれぞれのエネルギー範囲におけるフォトン数を示している。このように、データ収集部４３０は、エネルギー範囲毎に、Ｘ線フォトンの数を計数する。図４に示すように、得られる結果はＸ線フォトンのエネルギー値（単位ｋｅＶ）の分布を示す。従って、データ収集部４３０は、これにより、Ｘ線検出器３２１で検出したＸ線のエネルギー分布もスペクトルを得る。データ収集部４３０は、得られた結果である撮像データ４３１を計測情報として出力する。
【００５２】
なお、全エネルギー範囲、各エネルギー範囲、すなわち、各エネルギービンに対応するエネルギー範囲、及びエネルギービン数は、予め、ユーザからの指示等に従って設定される。データ収集部４３０は、この撮像データ４３１に加え、後で説明するリファレンスデータ４３２、時間計測データ４３３を収集する。
【００５３】
［補正部］
補正部４４０は、データ収集部４３０が収集した撮像データ４３１、リファレンスデータ４３２、時間計測データ４３３を使って補正処理を実施する。ここで行う補正処理は、例えば、リファレンスデータ４３２を用いたリファレンス補正回路のリニアリティ補正、対数変換処理、オフセット処理、感度補正、ビームハードニング補正などである。なお、ここではリファレンス補正以外の補正方法については公知の技術を用いるものとする。リファレンス補正の方法については、以降の[撮影前処理の流れ]、及び[撮影処理の流れ]の説明中に示す。
【００５４】
［画像生成部］
画像生成部４５０は、各エネルギービンに保存されたＸ線フォトン数、すなわち撮像データ４３１から、Ｘ線ＣＴ画像を再構成する。画像は、例えばＸ線フォトン数である計測情報に対し、Ｌｏｇ変換を行い、再構成する。再構成には、ＦｅｌｄＫａｍｐ法、逐次近似法など、各種の公知の手法を用いることができる。なお、画像の生成には、全てのエネルギービンに保存された撮像データを用いなくてもよい。予め定めたエネルギー範囲に対応するエネルギービンに保存されたカウント値である撮像データのみを用いてもよい。
【００５５】
［撮影前処理の流れ］
ここでは、以上説明した各項目を用いて、実際に被写体を撮影する前の処理について説明する。撮影前には、各種補正で必要なデータを取得する。リファレンス補正以外の補正方法については公知の技術を用いるものとし、ここではリファレンス補正に必要なリファレンスデータ４３２の取得方法を説明する。
【００５６】
補正部４４０でのリファレンス補正で収集前に必要なデータは、パイルアップ補正データ４４１である。パイルアップ補正データ４４１は、線量率データとパイルアップに伴うカウント値、すなわち計測情報の変化量との関係を示すデータである。パイルアップ補正データ４４１の作成は、Ｘ線照射部３１０の線量率を変化させ、その結果リファレンス検出部３５０の信号量がどのように変化するかを予め計測することで実現できる。通常、Ｘ線照射部３１０の線量率を増大させるほどパイルアップの量が多くなるため、カウント数は線量率との比例よりも下の方にずれる。また補正データ取得時も線量率の変化がある。そのため線量率の変化に対して十分長時間の撮影を各データについて実施し、上述の比例からのずれをパイルアップ補正量とするパイルアップ補正データ４４１を作成する。
【００５７】
図１３に本実施例のＰＣＣＴ装置におけるパイルアップ補正データ４４１の一例を示した。同図において、横軸はカウント数、縦軸はパイルアップ補正量を示し、このパイルアップ補正量がカウント数に応じて乗算される。
【００５８】
［撮影処理の流れ］
次に、演算部４００による撮影処理の流れについて説明する。図３は、本実施例の撮影処理の処理フローである。例えば図１３に示すようなパイルアップ補正データ４４１は、上述した撮影前処理の流れにて予め作成されているものとする。
【００５９】
まず、撮影条件設定部４１０は、ＵＩ部２００を介して、ユーザから撮影条件を受け付ける（ステップＳ１２０１）。ここで入力を受け付ける撮影条件には、管電圧、管電流、Ｘ線フィルタ３１２の種類（厚み、材質）、ボウタイフィルタ３１３の形状などがある。
【００６０】
次に、計測制御部４２０は、ステップＳ１２０１で設定された撮影条件に従って、計測を実行し（ステップＳ１２０２）、データ収集部４３０は、各種データを収集する（ステップＳ１２０３）。データ収集部４３０では、これらのデータ収集により、被写体１０１の情報を含み、Ｘ線検出部３２０で収集した撮像データ４３１、リファレンス検出部３５０で収集したリファレンスデータ４３２、および時間計測部である時間計測器３４５で収集した時間計測データ４３３を得る。
【００６１】
その後、補正部４４０で、データ収集部４３０が収集した撮像データ４３１を補正する。まず、リファレンスデータ４３２の各エネルギー範囲に対して、ビューあたりの線量から単位時間当たりの線量、つまり線量率に変換する線量→線量率変換を実施する（ステップＳ１２０４）なお、本明細書において、「→」はその左側の値から右側の値に変換することを意味する。これはパイルアップが線量ではなく線量率に依存すること、およびビューの時間に揺らぎがあるためビューあたりの線量は線量率と等価ではないことに起因する。変換の方法は各ビューについて、時間計測データ４３３に基づくビューあたりの時間で除算して線量率に変換する。
【００６２】
次に、単位時間当たりの線量、すなわち線量率に変換したリファレンスデータを用いてパイルアップ補正を実施する（ステップＳ１２０５）。パイルアップ補正の方法は、撮影前処理の流れで作成し、図１３にその一例を示したパイルアップ補正データ４４１を用いて、リファレンス検出部３５０の各エネルギー範囲のカウントに関して上述した補正を実施する。補正部４４０は、線量率データとパイルアップに伴うカウント値である計測情報の変化量を予め計測したパイルアップ補正データに基づき、線量率データを補正する。ここで補正したリファレンスデータは単位時間当たりのデータであるが、データ収集部の撮像データ４３１はビューあたりのデータである。そのため、補正したリファレンスデータに対してステップＳ１２０４の逆の操作である線量率→線量変換を実施する（ステップＳ１２０６）。具体的には各ビューについて、時間計測データ４３３に基づくビューあたりの時間を乗算して線量に変換する。なお、ステップＳ１２０６で線量に変換しなくても、撮像データ４３１に対しステップＳ１２０４と同じく線量→線量率変換を実施することで、補正したリファレンスデータと撮像データの単位の合わせ込みを実施してもよい。
【００６３】
この単位合わせの後、撮像データに対してリファレンス補正を実施する（ステップＳ１２０７）。ステップＳ１２０６で補正したリファレンス検出部の各エネルギー範囲のカウント数を元に、Ｘ線のカウント数の揺らぎを補正して補正後データ４４２を得る。通常のＸ線ＣＴ装置の場合、すべてのエネルギー範囲を足し合わせたデータしか得られないが、ＰＣＣＴ装置ではエネルギー範囲ごとに計測しているため、エネルギー範囲ごとにＸ線の揺らぎを計測しなければ正しく補正ができない。そのため、エネルギー範囲ごとに計測したデータを用いてリファレンス補正を実施する。
【００６４】
以上により、Ｘ線源揺らぎと、回転方向の時間揺らぎを補正することが可能となる。その後、他の補正を実施する（ステップＳ１２０８）。なお、リファレンス補正以外に挙げた補正に関しては、ステップ１２０８にまとめたが、必要に応じてリファレンス補正の前に補正を実施してもよく、また、一部の補正をリファレンス補正の前に、一部の補正をリファレンス補正の後に実施するなど前後で補正を実施してもよい。最後に補正で得られたデータを用いて画像生成部４５０は画像を生成し、画像ＤＢ４７０に画像を保存して処理を終了する（ステップＳ１２０９）。
【００６５】
本実施例のＰＣＣＴ装置によれば、特にステップＳ１２０４〜ステップＳ１２０７により、回転方向の時間揺らぎをより正確に計測し、リファレンス検出部にて発生する検出器特性に伴うエネルギー範囲毎のずれを補正しつつＸ線源揺らぎを補正可能であるため、高精度な補正が可能となる。
【実施例２】
【００６６】
実施例１では、リファレンス検出部３５０に半導体検出器を用いてエネルギー範囲設定が可能としている。しかし、リファレンス検出部３５０の信号量とＸ線検出部３２０に属する各Ｘ線検出器３２１の各エネルギー範囲の信号量の対応がわかる場合は、リファレンス検出部３５０として、積分型検出器を用いることも可能である。積分型検出器として積分回路を使用した場合、パイルアップなどのカウンティング回路特有の補正が不要となる利点がある。実施例２では、このようなリファレンス検出部として積分型検出器を用い、積分リファレンスデータを得る構成の実施例を図５、図６に従い説明する。
【００６７】
実施例２は、リファレンス検出部３５０は積分型検出器であり、補正部は、Ｘ線照射部より照射したＸ線についてのリファレンス検出部３５０の信号量と、Ｘ線検出部３２０のエネルギー範囲毎の計測情報との関係を予め求めておき、被写体撮影時におけるＸ線検出部３２０のエネルギー範囲毎の計測情報と予め求めた計測情報との関係と、撮影中のリファレンス検出部の信号量と予め求めたリファレンス検出部の信号量との関係から、各エネルギー範囲毎に計測情報の補正を行う構成のＰＣＣＴ装置の実施例である。実施例１から変更となる点はＸ線検出部、リファレンス検出部、撮影前処理の流れ、及び撮影処理の流れである。これらについて変更部分について以下で説明する。
【００６８】
［Ｘ線検出部、リファレンス検出部］
図５に示すように本実施例においては、リファレンス検出部３５０のＸ線検出器３２１は、図２のカウンティング回路３２４の代わりに積分回路３２５を使用する。積分回路３２５は従来のＸ線ＣＴ装置で使用されている回路であり、各ビューに入射した全Ｘ線の信号量を足し合わせて出力する回路である。そのため、積分回路３２５ではパイルアップは発生しないが、各エネルギー範囲でのデータの取得はできない。
【００６９】
しかしながら、ＰＣＣＴ装置の場合、各エネルギー範囲における線量率によって補正する必要があるため、積分したデータに関してもビューあたりの積分線量から積分線量率に変換してから補正する必要がある。そのため、補正演算が変更となる。それらの変更点を以下に示す。
【００７０】
［撮影前処理の流れ］
上述のように、リファレンス検出部３５０に積分型検出器を使用した場合、リファレンス検出部３５０の信号量から各エネルギー範囲の補正量を求める必要がある。しかし、積分型検出器では各エネルギー範囲のデータを得ることはできないため、予め求める必要がある。先に説明したようにリファレンス検出部３５０の信号が揺らぐ要因は、
・Ｘ線源の揺らぎ、すなわちＸ線管３１１のＸ線強度や線量率の揺らぎ
・回転方向の時間揺らぎ、すなわち回転方向の時間積分結果の揺らぎ
である。積分型のリファレンス検出部３５０でも上記２つの揺らぎを含めて計測する。Ｘ線管３１１のＸ線強度が揺らいだ場合は各エネルギー範囲の比が変わる可能性があり、かつＸ線管３１１の特性によってその変化がばらつく可能性がある。一方、回転方向の時間揺らぎの場合は、各エネルギー範囲の信号量の比は変化しない。よってこれらの２つの揺らぎの特性を考慮して補正データを作成する必要がある。
【００７１】
実施例２の計測方法を以下に示す。まず、Ｘ線管３１１は設定可能な線量の１つに設定する。また、ボウタイフィルタ３１３やＸ線フィルタ３１２はいずれも外す。その状態でＸ線を照射し、リファレンス検出部３５０とＸ線検出部３２０に入射した双方の信号を測定する。リファレンス検出部３５０の積分回路３２５にて検出した信号を、その信号の揺らぎ量に応じてカテゴライズし、そのカテゴライズした揺らぎ量ごとにＸ線検出部３２０で得た各エネルギー範囲の線量率を計算する。このとき、ビュー間で時間ずれが発生している可能性があるため、時間計測器３４５の時間計測データを使って各ビューの時間が基準時間となるようにする。このように各エネルギー範囲で平均化するのはＸ線管３１１の揺らぎが全エネルギー範囲で同じように揺らぐとは限らないためである。このように補正データをとることで、エネルギー範囲ごとの揺らぎの違いを平滑化できるのである。この操作を設定可能な線量すべてで実施することにより、得られた積分データから各エネルギー範囲変換データを作成、すなわち積分→エネルギー範囲変換データ４４３を作成する。
【００７２】
この積分→エネルギー範囲変換データ４４３の作成方法の具体例を示す。先に示したボウタイフィルタ３１３やＸ線フィルタ３１２はいずれも外してＸ線を照射し、リファレンス検出部３５０とＸ線検出部３２０に入射した双方の信号を測定したデータに対し、時間計測データ４３３に基づくビューあたりの時間で除算し、リファレンス検出部３５０とＸ線検出部３２０に入射した双方の信号量を単位時間当たりの信号量に変換する。変換したデータに対し、リファレンス検出部３５０の信号を単位時間当たりの信号量に変換した値（単位は信号量/時間）でカテゴライズする。信号量は増幅器の設定値に依存するため、単位時間当たりの信号量に変換した値の具体的な値は装置設定に依存する。そのカテゴライズした各々の区間においてＸ線検出部３２０に入射した各エネルギーbinの信号量の平均値を算出する。
【００７３】
このようにして求めたリファレンス検出部３５０の信号を単位時間当たりの信号量に変換した値がある値を示したときに、Ｘ線検出部３２０に入射する各エネルギーbinの信号量の平均値の値が積分→エネルギー範囲変換データ４４３となる。例えば120kV/200mAで1000ビューの条件で撮像したとき、単位時間当たりの信号量に変換した値が１となる設定の装置において、bin1は100 counts/s, bin2は1000counts/s, bin3は1000counts/s, bin4は700counts/sであり、単位時間当たりの信号量に変換した値が1.01ではbin1は110 counts/s, bin2は1100counts/s, bin3は900counts/s, bin4は500counts/sとなる、などのような変換のための変換テーブルが作成される。
【００７４】
［撮影処理の流れ］
演算部４００による本実施例の撮影処理の流れについて説明する。図６は、本実施例の撮影処理の処理フローである。積分→各エネルギー範囲変換データ４４３は、上述の通り、［撮影前処理の流れ］にて予め作成されているものとする。
【００７５】
撮影条件設定部４１０のステップＳ１３０１、計測制御部４２０のステップＳ１３０２は、それぞれステップＳ１２０１、ステップＳ１２０２と同等である。
【００７６】
データ収集部４３０は、各種のデータを収集する（ステップＳ１３０３）。データ収集部４３０では、データの収集により、被写体１０１の情報を含み、Ｘ線検出部３２０で収集した撮像データ４３１、および時間計測器３４５で収集した時間計測データ４３３は先例と同じであるが、リファレンス検出部３５０で収集したリファレンスデータはビュー分で積分されているため、ここでは積分リファレンスデータ４３４と記す。
【００７７】
その後、補正部４４０で、データ収集部４３０が収集した撮像データを補正する。まず、各エネルギー範囲に対して、積分リファレンスデータ４３４をビューあたりの線量から単位時間当たりの線量、つまり線量率に変換する線量→線量率変換を実施する（ステップＳ１３０４）。これは［撮影前処理の流れ］で示した通り、Ｘ線管３１１のＸ線強度の揺らぎはある単位時間当たりの揺らぎ特性に基づいているためである。
【００７８】
次に、単位時間当たりの線量に変換した積分リファレンスデータを用いて、上述した積分→エネルギー範囲変換を実施する（ステップＳ１３０５）。積分→エネルギー範囲変換の方法は、［撮影前処理の流れ］で作成した積分→各エネルギー範囲変換データ４４３を用いて、リファレンス検出部の各積分リファレンスデータに基づいて各エネルギー範囲のカウントに関する変換テーブルを作成する。実施例１と同様に、データは単位時間当たりのデータであるため、ステップＳ１３０４の逆の操作である線量率→線量変換を実施する（ステップＳ１３０６）。なお前例同様、ステップＳ１３０６で線量に変換しなくても、撮像データに対しステップＳ１３０４と同じ線量率変換を実施することで補正データと撮像データの単位の合わせ込みを実施してもよい。
【００７９】
この単位合わせの後、撮像データ４３１に対して、リファレンス補正を実施する（ステップＳ１３０７）。ステップＳ１３０４〜ステップＳ１３０６で作成したリファレンス検出部３５０の積分リファレンスデータを基にした各エネルギー範囲の補正データを元に、Ｘ線のカウント数である撮像データ４３１の揺らぎを補正する。具体的な演算方法は積分→エネルギー範囲変換データ４４３に基づいて、単位時間当たりの信号量に変換した値を除算する。例えば、単位時間当たりの信号量に変換した値が１のときはbin1は100, bin2は1000, bin3は1000,bin4は700で除算する。なお、ある基準の変換値を元にその比で除算しても良い。
【００８０】
以下は実施例１同様に、他の補正を実施し（ステップＳ１３０８）、補正したデータを用いて画像生成部４５０で画像を生成した後、画像ＤＢ４７０に画像を保存して処理を終了する（ステップＳ１３０９）。
【００８１】
以上説明した実施例２の構成、特にステップＳ１３０４〜ステップＳ１３０７により、リファレンス検出部としてパイルアップの無い積分検出器を用いたＰＣＣＴ装置で、回転方向の時間揺らぎをより正確に計測し、リファレンス検出部にて発生する検出器特性に伴うエネルギー範囲毎のずれを補正しつつＸ線源揺らぎを補正可能であるため、高精度な補正が可能となる。
【実施例３】
【００８２】
実施例１では、リファレンス検出部３５０の検出器のみに時間補正とパイルアップ補正を実施する実施例を記載した。しかし、Ｘ線を検出するフォトンカウンティング方式のＸ線検出部全体で時間補正を実施する必要が生じる可能性がある。そのため、Ｘ線検出部３２０の検出器でも時間補正とパイルアップ補正を実施する実施例を記載する。実施例１と補正方法のみが異なるため、実施例１から変更となる点は [撮影処理の流れ]のみである。そのため、[撮影処理の流れ]の変更点について以降に示す。
【００８３】
［撮影処理の流れ］
本実施例の実施例１と変更となる撮像処理の流れについて図１２に示す。なお、パイルアップ補正データ４４１は、実施例１の［撮影前処理の流れ］と同様の方法で予め作成されているものとする。
【００８４】
まず、撮影条件設定部４１０は、ＵＩ部２００を介して、ユーザから撮影条件を受け付ける（ステップＳ１２０１）。次に、計測制御部４２０は、ステップＳ１２０１で設定された撮影条件に従って、計測を実行し（ステップＳ１２０２）、データ収集部４３０は、各種データを収集する（ステップＳ１２０３）。ここまでは実施例１と変わらないため詳細は省略する。
【００８５】
その後、補正部４４０で、データ収集部４３０が収集した撮像データ４３１とリファレンスデータ４３２を補正する。それぞれのデータの各エネルギー範囲に対して、ビューあたりの線量から単位時間当たりの線量、つまり線量率に変換する線量→線量率変換を実施する（ステップＳ１５０４）。これは実施例１と同様にパイルアップが線量ではなく線量率に依存すること、およびビューの時間に揺らぎがあるためビューあたりの線量は線量率と等価ではないことに起因する。変換の方法は本実施例において、撮像データ４３１とリファレンスデータ４３２のいずれのデータについても、各ビューについて、時間計測データ４３３に基づくビューあたりの時間を用いて線量率に変換する。
【００８６】
次に、単位時間当たりの線量、すなわち線量率に変換した撮像データとリファレンスデータを用いてパイルアップ補正を実施する（ステップＳ１５０５）。パイルアップ補正の方法は、撮影前処理の流れで作成したパイルアップ補正データ４４１を用いて、線量率に変換した撮像データとリファレンスデータそれぞれについて各エネルギー範囲のカウントに関して補正を実施する。ここで補正した双方のデータは単位時間当たりのデータである。そのため、実施例１で実施した線量率→線量変換（ステップＳ１２０６）は不要である。
【００８７】
この単位合わせの後、撮像データに対してリファレンス補正を実施する（ステップＳ１２０７）。以下は実施例１と同じである。
【００８８】
本実施例のＰＣＣＴ装置によれば、特にステップＳ１５０４〜ステップＳ１５０５により、撮像データとリファレンスデータの双方について回転方向の時間揺らぎをより正確に計測し、リファレンス検出部にて発生する検出器特性に伴うエネルギー範囲毎のずれを補正しつつＸ線源揺らぎを補正可能であるため、高精度な補正が可能となる。
【実施例４】
【００８９】
本実施例は、実施例１の構成に比較してパイルアップを減らすことが可能な構成のＰＣＣＴ装置の実施例である。パイルアップ量を減らすためには、検出器に入射するＸ線強度を減らせばよい。そこで、本実施例の装置においては、リファレンス検出部３５０のＸ線検出器のサイズ、すなわちＸ線検出領域を、Ｘ線検出部３２０のＸ線検出器３２１のサイズ、すなわちＸ線検出領域より小さくすることにより、リファレンス検出部３５０のパイルアップ量を低減する。または、リファレンス検出部３５０を、Ｘ線検出器３２１のサイズと同等若しくは小さいサイズの複数のＸ線検出器で作成し、Ｘ線量に応じてリファレンス検出部３５０のＸ線検出器のサイズを切り替えることでより正確なリファレンス補正を可能とする。
【００９０】
図７の（ａ）、（ｂ）の断面、平面構成に示すように、本実施例では、リファレンス検出部３５０に複数のサイズ、すなわち検出領域が複数の大きさのＸ線検出器３２１-ｂを用いる。複数のサイズを用いるのは線量が被写体１０１のサイズや撮像部位等で変化するためである。例えば線量が非常に低い撮像条件では大きな検出領域の検出器を用い、線量が非常に高い撮像条件には小型のＸ線検出器を用いる。
【００９１】
また、図８の（ａ）、（ｂ）の断面、平面構成に示すように最も小型の検出器３２１-ｃのみを作成し、検出器３２１-ｃの複数の検出信号を加算処理することにより、大きな検出器と等価な検出信号が得られるので、大きなサイズの検出器を使わない方法でも良い。
【００９２】
上記の構成により、リファレンス検出部３５０のパイルアップが少なくなったため、補正部４４０における[撮影処理の流れ］のチャートが異なっている。図９に示すように、本実施例では、図３に比較して、リファレンス検出部３５０でのパイルアップ補正であるステップＳ１２０４〜Ｓ１２０６を除いた方法で補正する。他のステップの内容は図３と同一である。また本実施例では、［撮影前処理の流れ］で取得したパイルアップ補正データ４４１の取得も不要である。そのため、時間計測器３４５で計測した時間補正データ４３３は不要であるが、Ｘ線検出器３２１のパイルアップ補正等に時間補正データ４３３を利用しても良い。
【００９３】
本実施例によれば、リファレンス検出部３５０に複数のサイズの検出器を用いる場合、最も小型の検出器のみを作成する場合のいずれにおいてもパイルアップを低減し、より正確にリファレンス補正が可能となる。更に、複数のサイズの検出器を用いる場合は、最も小型の検出器のみを作成する場合に比べて、検出信号を処理するための回路数の低減が可能となる。
【実施例５】
【００９４】
実施例４ではリファレンス検出部の検出器サイズを変化させたのに対し、実施例５ではリファレンス検出部へのＸ線の入射量を変化させるためにＸ線量可変フィルタを用いる。すなわち、リファレンス検出部とＸ線照射部との間に、Ｘ線照射部のＸ線量に応じてフィルタを切り替えることができるＸ線量可変フィルタを更に備える構成の実施例である。上述した各実施例との変更点は、[ガントリ]、[撮影前処理の流れ]、[撮影処理の流れ]の点である。
【００９５】
［ガントリ］
本実施例においては、図１０に示すようにリファレンス検出部３５０とＸ線照射部３１０との間にＸ線量可変フィルタ３２６を設ける。Ｘ線量可変フィルタ３２６は例えば複数の金属板を出し入れ可能な機構となっており、金属板の種類は例えば銅などである。この金属板を挿入することでリファレンス検出部３５０に入射するＸ線量を低減させ、パイルアップ量を減らすことが可能である。一方、金属フィルタを挿入すると各エネルギー範囲の信号量が変化する。そのため、あらかじめフィルタ挿入時のエネルギー範囲ごとの信号量の比を計測する必要がある。
【００９６】
なお、Ｘ線量可変フィルタ３２６が有する金属板の厚さはユーザが設定した撮像条件の中の管電流量に依存するため、Ｘ線量可変フィルタ３２６の動作をＸ線フィルタ３１２と連動させなくても良い。そのためＸ線フィルタ３１２やボウタイフィルタ３１３とは駆動機構は別に設ける。但し、Ｘ線フィルタ３１２やボウタイフィルタ３１３とＸ線量可変フィルタ３２６が独立であれば良いので、Ｘ線フィルタ３１２やボウタイフィルタ３１３とリファレンス検出部３５０の間にＸ線量可変フィルタ３２６を置いても良く、また、リファレンス検出部３５０の直前などＸ線管から離れた位置にＸ線量可変フィルタ３２６を置くことも可能である。
【００９７】
［撮影前処理の流れ］
Ｘ線量可変フィルタ３２６を使用した場合、フィルタによってエネルギー範囲毎にＸ線減衰率が変化するため、フィルタの有無に伴うエネルギー範囲ごとのＸ線量を予め求め、補正データとする必要がある。以下、この補正データの計測方法を示す。
【００９８】
まず、Ｘ線管３１１は設定可能な線量の１つに設定する。また、ボウタイフィルタ３１３やＸ線フィルタ３１２はいずれも外す。その状態でＸ線を照射する。リファレンス検出部３５０でＸ線量可変フィルタ３２６を置いた状態、置かない状態双方の信号を測定する。リファレンス検出部３５０にて検出した信号を、金属板を挿入した状態はパイルアップが少ないため補正が不要であるが、金属板を挿入していない状態ではパイルアップしているので、それぞれのエネルギー範囲においてパイルアップ補正を実施する。そして、金属板の有無の際の信号比を補正データとして取得しておく。この補正データをＸ線量可変フィルタ補正データとし、Ｘ線量可変フィルタ補正データを設定可能な全ての線量に対して計測する。
【００９９】
具体的に補正データの作成方法を示す。まず、基準としてＸ線量可変フィルタ３２６を入れない場合のＸ線検出部３２０に入射する各エネルギーbinの信号量を計測する。例えば、bin1は100 counts,bin2は1000counts,bin3は1000counts,bin4は700countsとなったとする。次に、Ｘ線量可変フィルタ３２６ユーザが指定したある条件で入れた場合の信号量を計測し、例えばbin1は90 counts,bin2は850counts,bin3は600counts,bin4は200countsとなったとする。このようなデータを設定可能な全ての条件に応じて計測する。
【０１００】
［撮影処理の流れ］
演算部４００による本実施例の撮影処理の流れについて説明する。図１１は、本実施例の撮影処理の処理フローである。Ｘ線量可変フィルタ補正データ４４４は、上述の［撮影前処理の流れ］にて予め作成されているものとする。
【０１０１】
撮影条件設定部４１０のステップＳ１４０１、計測制御部４２０のステップＳ１４０２は、それぞれステップＳ１２０１、ステップＳ１２０２と同等である。データ収集部４３０は、各種データを収集する（ステップＳ１４０３）。データ収集部１４０では、データの収集により、被写体１０１の情報を含み、Ｘ線検出部３２０で収集した撮像データ４３１、および時間計測器３４５で収集した時間計測データ４３３は先例と同じであるが、リファレンス検出部３５０で収集したリファレンスデータはＸ線量可変フィルタ３２６により各エネルギー範囲で異なる減弱量が発生している。ここでは収集されたリファレンスデータをフィルタリングリファレンスデータ４３５と記す。
【０１０２】
その後、補正部４４０で、データ収集部４３０が収集した撮像データ４３１を補正する。まず、各エネルギー範囲に対して、フィルタリングリファレンスデータ４３５をビューあたりの線量から単位時間当たりの線量、つまり線量率に変換する線量→線量率変換を実施する（ステップＳ１４０４）。これの理由は上述した各実施例と同様である。次に、単位時間当たりの線量に変換したデータを用いてＸ線量可変フィルタ補正を実施する（ステップＳ１４０５）。Ｘ線量可変フィルタ補正の方法は、［撮影前処理の流れ］で作成したＸ線量可変フィルタ補正データ４４４を用いて、リファレンス検出部３５０の各エネルギー範囲のカウント値を補正する。その補正方法は先に設定したと同条件のＸ線量可変フィルタ３２６を用いて計測した各binの信号量に応じて除算する。なお、ある基準の変換値を元にその比で除算しても良い。
【０１０３】
先の実施例と同様に、ステップＳ１４０５の出力データは単位時間当たりのデータであるため、ステップＳ１４０４の逆の操作である線量率→線量変換を実施する（ステップＳ１４０６）。なお先の実施例同様、ステップＳ１４０６で線量に変換しなくても、撮像データ４３１に対しステップＳ１４０４と同じ線量率変換を実施することで補正データと撮像データの単位の合わせ込みを実施してもよい。
【０１０４】
最後にリファレンス補正を実施する（ステップＳ１４０７）。ステップＳ１４０４〜ステップＳ１４０６で作成した補正データを元に、Ｘ線のカウント数の揺らぎを補正して補正後データ４４２とする。
【０１０５】
以下は先の実施例と同様に、他の補正を実施し（ステップＳ１４０８）、補正したデータを用いて画像生成部４５０で画像を生成した後、画像ＤＢ４７０に画像を保存して処理を終了する（ステップＳ１４０９）。
【０１０６】
なお、本実施例においても実施例３に示した撮像データ４３１に対する補正が必要な場合は、撮像データ４３１に対してもＳ１４０４、Ｓ１４０５の処理を実施し、Ｓ１４０５の出力は双方とも単位時間当たりのデータで統一されているため、Ｓ１４０６の操作は不要であるため省略し、Ｓ１４０７のリファレンス補正を実施すればよい。
【０１０７】
本実施例においては、特にステップＳ１４０４〜ステップＳ１４０７により、被写体の計測中においてはリファレンス検出部のパイルアップ補正が不要となるため、より高速にデータ処理を行うことが可能となる。
【０１０８】
なお、本発明は上記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。
【０１０９】
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、上述の通り、それらの一部又は全部を、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などの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】
【０１１０】
１００  ＰＣＣＴ装置
１０１  被写体
１０２  テーブル
２００  ＵＩ部
２１０  入力装置
２２０  出力装置
３００  計測部
３１０  Ｘ線照射部
３１１  Ｘ線管
３１２  Ｘ線フィルタ
３１３  ボウタイフィルタ
３２０  Ｘ線検出部
３２１  Ｘ線検出器
３２２  検出素子
３２３  コリメータ
３２４  カウンティング回路
３２５  積分回路
３２６  Ｘ線量可変フィルタ
３３０  ガントリ
３３１  開口部
３３２  回転板
３３３  ノッチ
３４０  制御部
３４１  照射制御器
３４２  ガントリ制御器
３４３  検出制御器
３４４  テーブル制御器
３４５  時間計測器
３５０  リファレンス検出部
４００  演算部
４０１  中央処理部
４０２  メモリ
４０３  ＨＤＤ装置
４１０  撮影条件設定部
４２０  計測制御部
４３０  データ収集部
４３１  撮像データ
４３２  リファレンスデータ
４３３  時間計測データ
４３４  積分リファレンスデータ
４３５  フィルタリングレファレンスデータ
４４０  補正部
４４１  パイルアップ補正データ
４４２  補正後データ
４４３  積分→各エネルギー範囲変換データ
４４４  Ｘ線量可変フィルタ補正データ
４５０  画像生成部
４７０  画像データベース（ＤＢ）
【図１】
0006564330.tif 000002
【図２】
0006564330.tif 000003
【図３】
0006564330.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006564330.tif 000007
【図７】
0006564330.tif 000008
【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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