(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を被検体に照射するＸ線管と、
前記被検体を透過した前記Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する検出器と、
前記検出器が出力した検出信号に基づいて、所定の複数の弁別対象物質を弁別するための第１の複数のエネルギー帯それぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第１の光子計数データを作成する収集部と、
前記第１の光子計数データが示す前記第１の複数のエネルギー帯それぞれの光子の数と、対応する所定の閾値との比較結果に応じて、前記第１の複数のエネルギー帯から、前記第１の複数のエネルギー帯と少なくとも１つのエネルギー帯の幅が異なる第２の複数のエネルギー帯に切り替えるように前記収集部を制御するとともに、切り替えた後の前記第２の複数のエネルギー帯それぞれの前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第２の光子計数データを作成するように前記収集部を制御する撮影制御部と、
前記収集部により作成された第１の光子計数データ及び第２の光子計数データに基づいて、前記第１の複数のエネルギー帯及び前記第２の複数のエネルギー帯によって弁別可能な前記所定の複数の弁別対象物質を含む弁別対象物質が弁別された画像を生成する画像生成部と、
を備えることを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記撮影制御部は、前記第１の複数のエネルギー帯それぞれの光子の数が、対応する所定の閾値を超えている場合には、前記第１の複数のエネルギー帯から、前記所定の複数の弁別対象物質以外の他の弁別対象物質を弁別するための前記第２の複数のエネルギー帯に切り替えるように前記収集部を制御するとともに、前記第２の光子計数データを作成するように前記収集部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記撮影制御部は、前記第１の複数のエネルギー帯の中に、光子の数が対応する所定の閾値を超えていないエネルギー帯がある場合には、前記第１の複数のエネルギー帯から、該対応する所定の閾値を超えていないエネルギー帯を含む前記第２の複数のエネルギー帯に切り替えるように前記収集部を制御するとともに、前記第２の光子計数データを作成するように前記収集部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記撮影制御部は、前記第１の複数のエネルギー帯の中に、光子の数が対応する所定の閾値を超えていないエネルギー帯がある場合には、前記第１の複数のエネルギー帯から、前記第２の複数のエネルギー帯に切り替えるように前記収集部を制御するとともに、前記第２の光子計数データを作成するように前記収集部を制御し、前記収集部により作成された前記第１の光子計数データ及び前記第２の光子計数データに基づいて、前記対応する所定の閾値を超えていないエネルギー帯の光子の数を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記撮影制御部は、前記第１の複数のエネルギー帯の中に、光子の数が前記対応する所定の閾値よりも小さい他の閾値を超えていないエネルギー帯がある場合には、前記第１の複数のエネルギー帯から、光子の数が前記他の閾値を超えていないエネルギー帯の幅が大きくされた新たな第２の複数のエネルギー帯に切り替えるように前記収集部を制御するとともに、切り替えた後の前記新たな第２の複数のエネルギー帯それぞれの前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第２の光子計数データを作成するように前記収集部を制御する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記収集部は、複数フレームに渡って、前記検出器が出力した検出信号に基づいて、複数のエネルギー帯それぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す光子計数データを作成し、
前記撮影制御部は、前記収集部により作成された前記光子計数データに基づいて、次に、前記収集部が前記光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギー帯を決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
複数のビューそれぞれにおいてＸ線を被検体に照射することを繰り返し行うＸ線管と、
前記Ｘ線の入射に応じて前記複数のビューそれぞれにおける検出信号を出力する検出器と、
あるビューにおいて前記検出器から出力された検出信号に基づいて、所定の複数の弁別対象物質を弁別するための第１の複数のエネルギー帯それぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第１の光子計数データを作成する収集部と、
再び前記あるビューにおいて光子計数データを前記収集部が作成する際に、前記第１の光子計数データが示す前記第１の複数のエネルギー帯それぞれの光子の数と、対応する所定の閾値との比較結果に応じて、前記第１の複数のエネルギー帯から、前記第１の複数のエネルギー帯と少なくとも１つのエネルギー帯の幅が異なる第２の複数のエネルギー帯に切り替えるように前記収集部を制御するとともに、切り替えた後の前記第２の複数のエネルギー帯それぞれの前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第２の光子計数データを作成するように前記収集部を制御する撮影制御部と、
前記収集部により作成された第１の光子計数データ及び第２の光子計数データに基づいて、前記第１の複数のエネルギー帯及び前記第２の複数のエネルギー帯によって弁別可能な前記所定の複数の弁別対象物質を含む弁別対象物質が弁別された画像を再構成する画像再構成部と、
を備えることを特徴とするＸ線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、Ｘ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光子計数型検出器を用いたＸ線診断装置において、光子計数型検出器から出力された検出信号に基づいて計数データが作成され、作成された計数データに対して各種の画像処理が行われることで、特定の組織（弁別対象物質）の高コントラスト画像を得ることができる。
【０００３】
かかるＸ線診断装置では、例えば、光子計数型検出器から出力された検出信号に基づいて、特定の１種類の複数のエネルギー帯それぞれの光子の数を示す光子計数データが作成される。このため、特定の１種類の複数のエネルギー帯によって弁別することができる特定の弁別対象物質については、高精度で推定することができる。しかしながら、その他の弁別対象物質については、高精度で推定することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５２７２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができるＸ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管と、検出器と、収集部と、収集制御部と、画像生成部とを備える。収集部は、検出器が出力した検出信号に基づいて、所定の複数の弁別対象物質を弁別するための第１の複数のエネルギー帯それぞれの、検出器に入射されたＸ線の光子の数を示す第１の光子計数データを作成する。撮影制御部は、第１の光子計数データが示す第１の複数のエネルギー帯それぞれの光子の数と、対応する所定の閾値との比較結果に応じて、第１の複数のエネルギー帯から、第１の複数のエネルギー帯と少なくとも１つのエネルギー帯の幅が異なる第２の複数のエネルギー帯に切り替えるように収集部を制御するとともに、切り替えた後の第２の複数のエネルギー帯それぞれの検出器に入射されたＸ線の光子の数を示す第２の光子計数データを作成するように収集部を制御する。画像生成部は、第１の光子計数データ及び第２の光子計数データに基づいて、第１の複数のエネルギー帯及び第２の複数のエネルギー帯によって弁別可能な所定の複数の弁別対象物質を含む弁別対象物質が弁別された画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、４種類の弁別対象物質のそれぞれの入射Ｘ線エネルギーと、断面積との関係の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、複数のエネルギー帯の一例を示す図である。
【図４】図４は、ケース１〜ケース８の各ケースにおける撮影制御部の収集部に対するフィードバック制御の内容を模式的に示した図である。
【図５】図５は、複数のエネルギー帯の一例を示す図である。
【図６】図６は、複数のエネルギー帯の一例を示す図である。
【図７】図７は、複数のエネルギー帯の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置が実行する光子計数データ作成制御処理の一例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に係る光子計数データ作成制御処理の一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の第２の変形例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態の第３の変形例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係るフィードバック制御の一例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、第３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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、実施形態に係るＸ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置の実施形態を詳細に説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。
【００１０】
第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、レントゲン画像を撮影する光子計数型のＸ線一般撮影システムである。図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、撮影装置１０と、コンソール装置３０とを有する。
【００１１】
撮影装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の光子をエネルギー帯（エネルギー帯）ごとに計数する装置である。撮影装置１０は、高電圧発生部１１と、Ｘ線管１２と、検出器１３と、駆動部１４と、収集部１５とを有する。
【００１２】
高電圧発生部１１は、Ｘ線管１２にＸ線を発生させるための高電圧を供給する。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線の量（Ｘ線量）を調整する。Ｘ線管１２は、高電圧発生部１１から供給される高電圧により、被検体Ｐに照射するＸ線を発生する。
【００１３】
駆動部１４は、撮影制御部３３からの制御信号に基づいて、Ｘ線管１２及び検出器１３の位置を移動させる。また、駆動部１４は、撮影制御部３３からの制御信号に基づいて、Ｘ線管１２と被検体Ｐの間に取り付けられた絞り（図示せず）を制御して、被検体Ｐに照射させるＸ線の照射範囲（関心領域）を制御する。なお、以下の説明では、関心領域をＲＯＩ（Region  Of  Interest）と表記する場合がある。
【００１４】
検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線の光子（Ｘ線光子）を計数するための複数の検出素子を有する。検出器１３は、例えば、複数の検出素子が第１方向及び第１方向と交差する第２方向に規則的に配置されたＸ線平面検出器である。検出素子は、シンチレータ、フォトダイオード及び検出回路を有する。検出素子は、入射したＸ線の光子１つ１つをシンチレータにより光に変換し、この光をフォトダイオードにより電荷に変換する。この電荷は、検出回路によってパルス状の電流に変換される。検出器１３は、例えば、このパルス状の電流をアナログ形式の波形データとして収集部１５に出力するか、または、パルス状の電流をデジタル形式の波形データに変換して収集部１５に出力する。かかる波形データは、例えば、時間を横軸、電流値を縦軸とする、各時間の電流値を示す波形のデータである。なお、上述したようなシンチレータ及びフォトダイオードを有する検出素子を備える検出器１３は、間接変換型の検出器と称される。
【００１５】
また、検出器１３は、直接変換型の検出器でもよい。直接変換型の検出器とは、検出素子に入射したＸ線の光子を直接電荷に変換する検出器である。検出器１３が直接変換型の検出器である場合、検出素子は、例えば、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）系の半導体素子である。検出器１３が直接変換型の検出器である場合も、検出器１３は、検出回路によって電荷をパルス状の電流に変換し、このパルス状の電流をアナログ形式の波形データとして収集部１５に出力するか、または、パルス状の電流をデジタル形式の波形データに変換して収集部１５に出力する。
【００１６】
なお、検出器１３は、検出素子が一列に配置された検出器や複数の列に検出素子が配置された検出器であってもよい。この場合、Ｘ線診断装置１では、駆動部１４によって検出器１３の位置を連続的に又は段階的に移動させながらレントゲン画像の撮影を行う。なお、上述の波形データは、検出信号の一例である。
【００１７】
また、検出器１３の中に、後述する収集部１５及び画像生成部３６を含めることもできる。この場合には、検出器１３は、上述した検出器１３の機能に加えて、後述する収集部１５及び画像生成部３６の各機能を有する。また、この場合には、検出器１３と収集部１５と画像生成部３６とが一体となる。
【００１８】
収集部１５は、撮影制御部３３により指定された複数のエネルギー帯（エネルギーBIN）それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成する。例えば、収集部１５は、検出器１３の検出素子ごとに、検出素子から出力された波形データに基づいて、波形データのピークの高さから、光子のエネルギーを算出する。また、収集部１５は、検出器１３の検出素子ごとに、検出素子から出力された波形データに基づいて、波形データが有するパルスを計数する。そして、収集部１５は、算出したエネルギーを含むエネルギー帯を特定し、パルスの計数値を、特定したエネルギー帯における光子の数とする。このようにして、収集部１５は、撮影制御部３３により指定された複数のエネルギー帯それぞれの、検出素子に入射されたＸ線の光子の数を数える。すなわち、収集部１５は、検出素子ごとに、複数のエネルギー帯それぞれの、入射されたＸ線の光子を計数する。
【００１９】
そして、収集部１５は、検出素子ごとに、検出素子の位置、撮影制御部３３により指定された複数のエネルギー帯それぞれの光子の計数値を撮影制御部３３及び画像生成部３６に出力する。例えば、収集部１５は、（x,y,Count-Bin1,Count-Bin2,Count-Bin3）という形式のデータを撮影制御部３３及び画像生成部３６に出力する。ここで、「x」は、検出器１３の所定の平面における検出素子の位置をＸ−Ｙ座標で表した場合のＸ座標の値である。また、「y」は、検出器１３の所定の平面における検出素子の位置をＸ−Ｙ座標で表した場合のＹ座標の値である。「Count-Bin1」は、撮影制御部３３により指定された複数のエネルギー帯「Bin1」、「Bin2」及び「Bin3」のうち、「Bin1」の光子の計数値を指す。同様に、「Count-Bin2」は、撮影制御部３３により指定された複数のエネルギー帯「Bin1」、「Bin2」及び「Bin3」のうち、「Bin2」の光子の計数値を指し、「Count-Bin3」は、撮影制御部３３により指定された複数のエネルギー帯「Bin1」、「Bin2」及び「Bin3」のうち、「Bin3」の光子の計数値を指す。なお、検出器１８の位置が可変である場合には、収集部１５は、検出素子ごとに、検出素子の位置、撮影制御部３３により指定された複数のエネルギー帯それぞれの光子の計数値に加えて、検出器１８の位置を撮影制御部３３及び画像生成部３６に出力することもできる。
【００２０】
ここで、収集部１５は、例えば、波高弁別器を有する。かかる波高弁別器は、複数のエネルギー帯に関する情報が登録されたレジスタを参照することにより、複数のエネルギー帯を用いて、光子計数データを作成する処理を行うことができる。また、波高弁別器は、撮影制御部３３により複数のエネルギー帯が指定されると、レジスタに登録された過去の複数のエネルギー帯を消去した上で、指定された新たな複数のエネルギー帯をレジスタに登録する。これにより、収集部１５は、光子計数データを作成する処理を行う際に用いる複数のエネルギー帯を切り換えることができる。
【００２１】
このようにして、光子計数データを作成する処理を、エネルギー帯弁別処理(Energy  Bin弁別処理)と呼ぶ。
【００２２】
なお、上述したように、検出器１３は、Ｘ線が入射すると、入射したＸ線の光子を電気信号に変換する。この電気信号は、光子が入射した直後に大きな値を持ち、時間の経過とともに減衰する。この電気信号の強度及び減衰速度などを計測することにより、収集部１５は、入射したＸ線の光子を一つ一つ同定し、そのエネルギーを計測することができる。
【００２３】
しかしながら、Ｘ線管１２の管電流の電流値が増大し、入射するＸ線の光子の個数が増大すると、検出器１３に入射したＸ線の光子が電気信号に変換され、その電気信号が減衰しない間に、次のＸ線の光子が入射して電気信号に変換され、最初に入射したＸ線の光子由来の電気信号の値に可算される。この現象をパイルアップと呼ぶ。パイルアップが発生すると、収集部１５で、複数の光子が入射されたにも関わらず、高いエネルギーを持った光子が１個入射したと誤って計数され、コンソール装置３０で生成される画像の質が劣化してしまう。また、パイルアップが発生すると、ピーク位置の特定が困難となり、ピークの高さも変化するため、光子のエネルギーを正確に算出することが困難となる。
【００２４】
そこで、収集部１５は、検出器１３から出力された波形データの形式がデジタル形式である場合には、パイルアップの影響を低減させるため、エネルギー帯弁別処理を行う前又はエネルギー帯弁別処理の実行中に、以下に説明するパルス分解処理（Pulse  Decomposition処理）を行う。すなわち、収集部１５は、波形データのうちパイルアップが発生している部分の電流値を適当な時間間隔ごとに取得し、複数のピークの境界を特定する。そして、収集部１５は、取得した複数の電流値及び特定した複数のピークの境界に基づいて、複数のピークにフィッティングを施す。そして、収集部１５は、波形データのうちパイルアップが発生している部分から各フィッティング曲線を１つずつ差し引く。これにより、収集部１５は、波形データのピークの計数及びピークの高さに基づくエネルギーの算出を正確に行うことができる。
【００２５】
コンソール装置３０は、操作者による操作を受け付けるとともに、撮影装置１０によって作成された光子計数データを用いてＸ線画像を生成する装置である。コンソール装置３０は、図１に示すように、入力部３１と、表示部３２と、撮影制御部３３と、画像生成部３６と、画像記憶部３７と、システム制御部３８とを有する。
【００２６】
入力部３１は、Ｘ線診断装置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等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御部３８に転送する。例えば、入力部３１は、Ｘ線照射条件や、Ｘ線画像に対する画像処理条件等を受け付ける。
【００２７】
表示部３２は、操作者によって参照されるモニタである。表示部３２は、システム制御部３８による制御のもと、レントゲン画像を操作者に表示したり、入力部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。なお、レントゲン画像は、Ｘ線画像の一例である。
【００２８】
撮影制御部３３は、システム制御部３８の制御のもと、高電圧発生部１１、駆動部１４及び収集部１５の動作を制御することで、撮影装置１０における光子計数データの作成を制御する。例えば、撮影制御部３３は、駆動部１４を制御して、Ｘ線管１２や検出器１３をレントゲン画像の撮影に適した位置に移動させ、高電圧発生部１１を制御して、被検体ＰにＸ線を照射させる。また、撮影制御部３３は、収集部１５を制御して、下記で説明するように各種の光子計数データを作成させる。
【００２９】
画像生成部３６は、収集部１５から出力された光子計数データを取得すると、取得した光子計数データに基づいて、レントゲン画像を生成する。なお、レントゲン画像は、例えば、読影医が診断に使用するために用いられる。例えば、画像生成部３６は、光子計数データに対して物質弁別処理（Material  Decomposition処理）を施すことによって、レントゲン画像を生成する。このようなレントゲン画像は、弁別対象物質が弁別された画像である。
【００３０】
ここで、物質弁別処理とは、光子計数データに基づいて、レントゲン画像を撮影した領域に含まれる物質の種類、原子番号、密度等を弁別する処理である。このような物質弁別処理により弁別される物質の種類、原子番号、密度等は、読影医が診断を行う上で有用な情報である。画像生成部３６が行う物質弁別処理のアルゴリズムについては、公知の様々な物質弁別処理のアルゴリズムを適用することができる。例えば、かかる物質弁別処理のアルゴリズムでは、Ｎ個のエネルギー帯が用いられて作成された光子計数データを用いた場合には、エネルギー帯の数と同数のＮ個の弁別対象物質が弁別されたレントゲン画像を生成することができる。
【００３１】
そして、画像生成部３６は、生成したレントゲン画像を画像記憶部３７に出力する。
【００３２】
画像記憶部３７は、画像生成部３６から出力されたレントゲン画像を記憶する。
【００３３】
システム制御部３８は、撮影装置１０及びコンソール装置３０の動作を制御することによって、光子計数型のＸ線診断装置１を制御する。システム制御部３８は、撮影制御部３３を制御することによって、例えば、撮影装置１０における光子計数データの作成を制御し、コンソール装置３０を制御することによって、レントゲン画像の生成及び表示を制御する。
【００３４】
ここで、撮影制御部３３の動作の一例について説明する。以下、Ｘ線診断装置１において、弁別する対象の物質（弁別対象物質）の種類が４種類であり、収集部１５が実行するエネルギー帯弁別処理における複数のエネルギー帯の数が３つ以下である場合を例に挙げて説明するが、弁別対象物質の種類及びエネルギー帯の数はこれに限られない。例えば、以下の説明では、ヨード系造影剤及びガドリニウム系造影剤が被検体Ｐに投与され、Ｐｔ構造物によって被検体Ｐの脳血管の治療が行われる際に、ヨード系造影剤に含まれるヨード、ガドリニウム系造影剤に含まれるガドリニウム、Ｐｔ構造物に含まれる白金、及び、被検体Ｐの頭蓋の４種類の弁別対象物質を弁別する場合について説明する。なお、Ｐｔ構造物としては、ステント、ガイドワイヤ、コイル、マーカーなどが挙げられる。また、Ｐｔ構造物に代えて、ナノパーティクル（マイクロバブルコーティング）を造影剤として被検体Ｐに投与してもよい。この場合には、ナノパーティクルが弁別対象物質となる。
【００３５】
撮影制御部３３は、上述したように、収集部１５の動作を制御することで、撮影装置１０における光子計数データの作成を制御する。例えば、撮影制御部３３は、１フレームのレントゲン画像の撮影中に、収集部１５から出力された光子計数データに基づいて、収集部１５が実行するエネルギー帯弁別処理において、光子が計数される複数のエネルギー帯を他の複数のエネルギー帯に切り替えるように収集部１５を制御する。具体例を挙げて説明すると、１フレームのレントゲン画像の撮影中に、光子が計数される複数のエネルギー帯を他の複数のエネルギー帯に切り替えるように収集部１５を制御し、切り替えた後の他の複数のエネルギー帯それぞれのＸ線の光子の数を示す光子計数データを作成するように収集部１５を制御する。
【００３６】
図２〜図７を参照して、具体的な例を挙げて説明する。図２は、４種類の弁別対象物質のそれぞれの入射Ｘ線エネルギーと、断面積との関係の一例を示すグラフである。図３、図５〜図７は、複数のエネルギー帯の一例を示す図である。また、図４は、後述のケース１〜ケース８の各ケースにおける撮影制御部３３の収集部１５に対するフィードバック制御の内容を模式的に示した図である。
【００３７】
図２に例示するグラフは、横軸が入射Ｘ線エネルギーの大きさを示し、縦軸が断面積の大きさを示す。図２に例示するように、ヨード系造影剤に含まれるヨード（Iodine）では、入射Ｘ線照射エネルギーが３３ｋｅＶ程度の場合に、急激に断面積が不連続的に変化する。したがって、ヨードは、入射エネルギーが３３ｋｅＶ程度の場合に、Ｘ線の吸収係数が不連続的に変化する物質である。すなわち、ヨードの吸収端は、３３ｋｅＶ程度である。また、ガドリニウム系造影剤に含まれるガドリニウム（Gadolinium）では、入射Ｘ線照射エネルギーが５０ｋｅＶ程度の場合に、急激に断面積が不連続的に変化する。したがって、ガドリニウムは、入射エネルギーが５０ｋｅＶ程度の場合に、Ｘ線の吸収係数が不連続的に変化する物質である。すなわち、ガドリニウムの吸収端は、５０ｋｅＶ程度である。また、Ｐｔ構造物に含まれる白金（Ｐｔ）では、入射Ｘ線照射エネルギーが８０ｋｅＶ程度の場合に、急激に断面積が不連続的に変化する。したがって、白金は、入射エネルギーが８０ｋｅＶ程度の場合に、Ｘ線の吸収係数が不連続的に変化する物質である。すなわち、白金の吸収端は、８０ｋｅＶ程度である。また、被検体Ｐの頭蓋（Ｂｏｎｅ）では、入射エネルギーが０ｋｅＶから１４０ｋｅＶの間では、なだらかに断面積が変化する。したがって、被検体Ｐの頭蓋は、入射エネルギーが０ｋｅＶから１４０ｋｅＶの間では、なだらかにＸ線の吸収係数が変化する物質である。
【００３８】
撮影制御部３３は、１フレームのレントゲン画像の撮影において、まず、複数のエネルギー帯を、図３に例示するように、エネルギー帯「Bin1」、エネルギー帯「Bin2」及びエネルギー帯「Bin3」に設定して、エネルギー帯弁別処理を実行する指示を収集部１５に出力する。ここで、図３に例示する複数のエネルギー帯について説明する。図３に例示するように、複数のエネルギー帯は、０ｋｅＶ〜１４０ｋｅＶの範囲のエネルギー帯を、ヨードの吸収端「３３ｋｅＶ」に対応する閾値７０とガドリニウムの吸収端「５０ｋｅＶ」に対応する閾値７１とで分割したものである。エネルギー帯「Bin1」は、０ｋｅＶ以上３３ｋｅＶ未満の範囲のエネルギー帯である。エネルギー帯「Bin2」は、３３ｋｅＶ以上５０ｋｅＶ未満の範囲のエネルギー帯である。エネルギー帯「Bin3」は、５０ｋｅＶ以上１４０ｋｅＶ未満の範囲のエネルギー帯である。
【００３９】
ここで、図３に例示するエネルギー帯「Bin1」、エネルギー帯「Bin2」及びエネルギー帯「Bin3」のそれぞれには、閾値α１，α２，α３が設定されている。エネルギー帯「Bin1」、エネルギー帯「Bin2」及びエネルギー帯「Bin3」が用いられたエネルギー帯弁別処理によって作成された光子計数データに対して画像生成部３６により物質弁別処理が施された場合には、物質弁別処理によって３種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」が弁別される。具体的には、エネルギー帯「Bin1」において閾値α１よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin1」におけるＲＯＩ内部の光子の数の平均値）が多く、エネルギー帯「Bin2」において閾値α２よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin2」におけるＲＯＩ内部の光子の計数値の平均値）が多く、エネルギー帯「Bin3」において閾値α３よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin3」におけるＲＯＩ内部の光子の計数値の平均値）が多い場合には、物質弁別処理によって弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」を弁別することができる。したがって、複数のエネルギー帯「Bin1」、「Bin2」及び「Bin3」は、３種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」を弁別するためのものである。なお、複数のエネルギー帯「Bin1」、「Bin2」及び「Bin3」は、第１の複数のエネルギー帯の一例である。
【００４０】
収集部１５は、上述の指示を受信すると、光子が計数される複数のエネルギー帯をエネルギー帯「Bin1」、エネルギー帯「Bin2」及びエネルギー帯「Bin3」に設定して、エネルギー帯弁別処理を実行する。すなわち、収集部１５は、検出素子ごとに、撮影制御部３３により指定されたエネルギー帯「Bin1」、エネルギー帯「Bin2」及びエネルギー帯「Bin3」それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成する。なお、このような光子計数データは、第１の光子計数データの一例である。そして、収集部１５は、生成した光子計数データを撮影制御部３３に出力する。
【００４１】
そして、撮影制御部３３は、光子計数データを受信すると、次の処理を行う。すなわち、撮影制御部３３は、光子計数データが示すエネルギー帯「Bin1」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin1」の平均値が、閾値α１を超えているか否かを判定し、光子計数データが示すエネルギー帯「Bin2」における光子の数「Count-Bin2」の平均値が、閾値α２を超えているか否かを判定するとともに、光子計数データが示すエネルギー帯「Bin3」における光子の数「Count-Bin3」の平均値が、閾値α３を超えているか否かを判定する。
【００４２】
（ケース１）
光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１以下であり、光子の数「Count-Bin2」の平均値が閾値α２以下であり、光子の数「Count-Bin3」の平均値が閾値α３以下であると判定した場合（ケース１）には、撮影制御部３３は、次の処理を行う。すなわち、撮影制御部３３は、画像生成部３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されていないため、図４に例示するように、収集部１５に対して光子が計数される複数のエネルギー帯を現状のまま維持させる指示を収集部１５に出力するか、又は、何の指示も収集部１５に出力しない。なお、図４中「Ｌ」は、対応する閾値以下であることを示し、「Ｈ」は、対応する閾値を超えたことを示す。
【００４３】
（ケース２）
また、光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１を超え、光子の数「Count-Bin2」の平均値が閾値α２以下であり、光子の数「Count-Bin3」の平均値が閾値α３以下であると判定した場合（ケース２）にも、撮影制御部３３は、次の処理を行う。すなわち、撮影制御部３３は、画像生成部３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されていないため、図４に例示するように、光子が計数される複数のエネルギー帯を現状のまま維持させる指示を収集部１５に出力するか、又は、何の指示も収集部１５に出力しない。
【００４４】
（ケース３）
また、光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１以下であり、光子の数「Count-Bin2」の平均値が閾値α２を超え、光子の数「Count-Bin3」の平均値が閾値α３以下であると判定した場合（ケース３）にも、撮影制御部３３は、次の処理を行う。すなわち、撮影制御部３３は、画像生成部３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されていないため、図４に例示するように、光子が計数される複数のエネルギー帯を現状のまま維持させる指示を収集部１５に出力するか、又は、何の指示も収集部１５に出力しない。
【００４５】
（ケース４）
また、光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１以下であり、光子の数「Count-Bin2」の平均値が閾値α２以下であり、光子の数「Count-Bin3」の平均値が閾値α３を超えたと判定した場合（ケース４）にも、撮影制御部３３は、次の処理を行う。すなわち、撮影制御部３３は、画像生成部３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されていないため、図４に例示するように、光子が計数される複数のエネルギー帯を現状のまま維持させる指示を収集部１５に出力するか、又は、何の指示も収集部１５に出力しない。
【００４６】
（ケース５）
また、光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１以下であり、光子の数「Count-Bin2」の平均値が閾値α２を超え、光子の数「Count-Bin3」の平均値が閾値α３を超えたと判定した場合（ケース５）について考える。この場合には、撮影制御部３３は、光子が計数される複数のエネルギー帯を、図５に例示するような複数のエネルギー帯「Bin1」、「Bin4」、「Bin5」に切り替えてエネルギー帯弁別処理を実行する指示を収集部１５に出力する。
【００４７】
エネルギー帯「Bin1」、エネルギー帯「Bin4」及びエネルギー帯「Bin5」のそれぞれには、閾値α１，α４，α５が設定されている。エネルギー帯「Bin1」、エネルギー帯「Bin4」及びエネルギー帯「Bin5」が用いられたエネルギー帯弁別処理によって作成された光子計数データに対して画像生成部３６により物質弁別処理が施された場合には、物質弁別処理によって３種類の弁別対象物質「ヨード」、「頭蓋」、「白金」が弁別される。具体的には、エネルギー帯「Bin1」において閾値α１よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin1」におけるＲＯＩ内部の光子の数の平均値）が多く、エネルギー帯「Bin4」において閾値α４よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin4」におけるＲＯＩ内部の光子の計数値の平均値）が多く、エネルギー帯「Bin5」において閾値α５よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の計数値の平均値）が多い場合には、物質弁別処理によって弁別対象物質「ヨード」、「頭蓋」、「白金」を弁別することができる。したがって、複数のエネルギー帯「Bin1」、「Bin4」及び「Bin5」は、３種類の弁別対象物質「ヨード」、「頭蓋」、「白金」を弁別するためのものである。また、複数のエネルギー帯「Bin1」、「Bin4」及び「Bin5」は、第２の複数のエネルギー帯の一例である。
【００４８】
収集部１５は、ケース５における上述の指示を受信すると、光子が計数される複数のエネルギー帯をエネルギー帯「Bin1」、エネルギー帯「Bin4」及びエネルギー帯「Bin5」に切り替えて、エネルギー帯弁別処理を実行する。すなわち、収集部１５は、検出素子ごとに、撮影制御部３３により指定されたエネルギー帯「Bin1」、エネルギー帯「Bin4」及びエネルギー帯「Bin5」それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成する。そして、収集部１５は、生成した光子計数データを撮影制御部３３に出力する。なお、かかる光子計数データは、第２の光子計数データの一例である。
【００４９】
（ケース６）
また、光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１を超え、光子の数「Count-Bin2」の平均値が閾値α２以下であり、光子の数「Count-Bin3」の平均値が閾値α３を超えたと判定した場合（ケース６）について考える。この場合には、撮影制御部３３は、光子が計数される複数のエネルギー帯を、図６に例示するような複数のエネルギー帯「Bin6」、「Bin7」、「Bin5」に切り替えてエネルギー帯弁別処理を実行する指示を収集部１５に出力する。
【００５０】
エネルギー帯「Bin6」、エネルギー帯「Bin7」及びエネルギー帯「Bin5」のそれぞれには、閾値α６，α７，α５が設定されている。エネルギー帯「Bin6」、エネルギー帯「Bin7」及びエネルギー帯「Bin5」が用いられたエネルギー帯弁別処理によって作成された光子計数データに対して画像生成部３６により物質弁別処理が施された場合には、物質弁別処理によって３種類の弁別対象物質「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」が弁別される。具体的には、エネルギー帯「Bin6」において閾値α６よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin6」におけるＲＯＩ内部の光子の数の平均値）が多く、エネルギー帯「Bin7」において閾値α７よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin7」におけるＲＯＩ内部の光子の計数値の平均値）が多く、エネルギー帯「Bin5」において閾値α５よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の計数値の平均値）が多い場合には、物質弁別処理によって弁別対象物質「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することができる。したがって、複数のエネルギー帯「Bin6」、「Bin7」及び「Bin5」は、３種類の弁別対象物質「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別するためのものである。また、複数のエネルギー帯「Bin6」、「Bin7」及び「Bin5」は、第２の複数のエネルギー帯の一例である。
【００５１】
収集部１５は、ケース６における上述の指示を受信すると、光子が計数される複数のエネルギー帯をエネルギー帯「Bin6」、エネルギー帯「Bin7」及びエネルギー帯「Bin5」に切り替えて、エネルギー帯弁別処理を実行する。すなわち、収集部１５は、検出素子ごとに、撮影制御部３３により指定されたエネルギー帯「Bin6」、エネルギー帯「Bin7」及びエネルギー帯「Bin5」それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成する。そして、収集部１５は、生成した光子計数データを撮影制御部３３に出力する。なお、かかる光子計数データも、第２の光子計数データの一例である。
【００５２】
（ケース７）
また、光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１を超え、光子の数「Count-Bin2」の平均値が閾値α２を超え、光子の数「Count-Bin3」の平均値が閾値α３以下であると判定した場合（ケース７）について考える。この場合には、ケース６と同様に、撮影制御部３３は、光子が計数される複数のエネルギー帯を、先の図６に例示するような複数のエネルギー帯「Bin6」、「Bin7」、「Bin5」に切り替えてエネルギー帯弁別処理を実行する指示を収集部１５に出力する。
【００５３】
収集部１５は、ケース７における上述の指示を受信すると、光子が計数される複数のエネルギー帯をエネルギー帯「Bin6」、エネルギー帯「Bin7」及びエネルギー帯「Bin5」に切り替えて、エネルギー帯弁別処理を実行する。すなわち、収集部１５は、検出素子ごとに、撮影制御部３３により指定されたエネルギー帯「Bin6」、エネルギー帯「Bin7」及びエネルギー帯「Bin5」それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成する。そして、収集部１５は、生成した光子計数データを撮影制御部３３に出力する。
【００５４】
（ケース８）
また、光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１を超え、光子の数「Count-Bin2」の平均値が閾値α２を超え、光子の数「Count-Bin3」の平均値が閾値α３を超えたと判定した場合（ケース８）について考える。この場合には、画像生成部３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されている。そのため、この場合には、撮影制御部３３は、光子が計数される複数のエネルギー帯を、図７に例示するような複数のエネルギー帯「Bin8」、「Bin5」に切り替えてエネルギー帯弁別処理を実行する指示を収集部１５に出力する。
【００５５】
エネルギー帯「Bin8」及びエネルギー帯「Bin5」のそれぞれには、閾値α８，α５が設定されている。エネルギー帯「Bin8」及びエネルギー帯「Bin5」が用いられたエネルギー帯弁別処理によって作成された光子計数データに対して画像生成部３６により物質弁別処理が施された場合には、物質弁別処理によって１種類の弁別対象物質「白金」が弁別される。具体的には、エネルギー帯「Bin8」において閾値α８よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin8」におけるＲＯＩ内部の光子の数の平均値）が多く、エネルギー帯「Bin5」において閾値α５よりも計数された光子の数（エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の計数値の平均値）が多い場合には、物質弁別処理によって弁別対象物質「白金」を弁別することができる。したがって、複数のエネルギー帯「Bin8」及び「Bin5」は、１種類の弁別対象物質「白金」を弁別するためのものである。また、複数のエネルギー帯「Bin8」及び「Bin5」は、第２の複数のエネルギー帯の一例である。
【００５６】
収集部１５は、ケース８における上述の指示を受信すると、光子が計数される複数のエネルギー帯をエネルギー帯「Bin8」及びエネルギー帯「Bin5」に切り替えて、エネルギー帯弁別処理を実行する。すなわち、収集部１５は、検出素子ごとに、撮影制御部３３により指定されたエネルギー帯「Bin8」及びエネルギー帯「Bin5」それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成する。そして、収集部１５は、生成した光子計数データを撮影制御部３３に出力する。なお、かかる光子計数データも、第２の光子計数データの一例である。
【００５７】
そして、撮影制御部３３は、ケース５〜ケース８のそれぞれにおいて、収集部１５に上述の指示を送信した後に、複数のエネルギー帯を切り換えてエネルギー帯弁別処理を実行する収集部１５から逐次出力される光子計数データを受信する度に、次の処理を行う。すなわち、撮影制御部３３は、物質弁別処理によって４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったか否かを判断する。
【００５８】
例えば、ケース５では、既に、「Bin2」及び「Bin3」については、物質弁別処理において弁別対象物質の弁別に必要な光子が計数されているため、撮影制御部３３は、エネルギー帯「Bin1」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１を超え、エネルギー帯「Bin4」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin4」の平均値が閾値α４を超え、かつ、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５を超えたか否かを判定する。エネルギー帯「Bin1」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１を超え、エネルギー帯「Bin4」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin4」の平均値が閾値α４を超え、かつ、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５を超えたと判定した場合には、撮影制御部３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判断する。一方、エネルギー帯「Bin1」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin1」の平均値が閾値α１以下であるか、エネルギー帯「Bin4」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin4」の平均値が閾値α４以下であるか、又は、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５以下であると判定した場合には、撮影制御部３３は、少なくとも１つのエネルギー帯において、まだ、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど光子の数が多くなっていないと判断する。
【００５９】
また、ケース６では、既に、「Bin1」及び「Bin3」については、物質弁別処理において弁別対象物質の弁別に必要な光子が計数されているため、撮影制御部３３は、エネルギー帯「Bin6」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin6」の平均値が閾値α６を超え、エネルギー帯「Bin7」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin7」の平均値が閾値α７を超え、かつ、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５を超えたか否かを判定する。エネルギー帯「Bin6」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin6」の平均値が閾値α６を超え、エネルギー帯「Bin7」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin7」の平均値が閾値α７を超え、かつ、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５を超えたと判定した場合には、撮影制御部３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判断する。一方、エネルギー帯「Bin6」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin6」の平均値が閾値α６以下であるか、エネルギー帯「Bin7」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin7」の平均値が閾値α７以下であるか、又は、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５以下であると判定した場合には、撮影制御部３３は、少なくとも１つのエネルギー帯において、まだ、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど光子の数が多くなっていないと判断する。
【００６０】
また、ケース７では、既に、「Bin1」及び「Bin2」については、物質弁別処理において弁別対象物質の弁別に必要な光子が計数されているため、撮影制御部３３は、エネルギー帯「Bin6」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin6」の平均値が閾値α６を超え、エネルギー帯「Bin7」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin7」の平均値が閾値α７を超え、かつ、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５を超えたか否かを判定する。エネルギー帯「Bin6」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin6」の平均値が閾値α６を超え、エネルギー帯「Bin7」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin7」の平均値が閾値α７を超え、かつ、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５を超えたと判定した場合には、撮影制御部３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判断する。一方、エネルギー帯「Bin6」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin6」の平均値が閾値α６以下であるか、エネルギー帯「Bin7」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin7」の平均値が閾値α７以下であるか、又は、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５以下であると判定した場合には、撮影制御部３３は、少なくとも１つのエネルギー帯において、まだ、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど光子の数が多くなっていないと判断する。
【００６１】
また、ケース８では、既に、物質弁別処理によって弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」を弁別することができるほど多くの光子が計数されているため、撮影制御部３３は、エネルギー帯「Bin8」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin8」の平均値が閾値α８を超え、かつ、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５を超えたか否かを判定する。エネルギー帯「Bin8」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin8」の平均値が閾値α８を超え、かつ、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５を超えたと判定した場合には、撮影制御部３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判断する。一方、エネルギー帯「Bin8」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin8」の平均値が閾値α８以下であるか、又は、エネルギー帯「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値が閾値α５以下であると判定した場合には、撮影制御部３３は、エネルギー帯「Bin8」及びエネルギー帯「Bin5」の少なくとも１つのエネルギー帯において、まだ、１種類の弁別対象物質「白金」を弁別することが可能なほど光子の数が多くなっていないと判断する。
【００６２】
そして、撮影制御部３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判断した場合には、１フレームのレントゲン画像の撮影を終了するために、Ｘ線の照射を終了するようにＸ線管１２を制御する。
【００６３】
ここで、撮影制御部３３は、ケース６において、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判断した場合には、「Bin2」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin2」の平均値を、次のように算出する。すなわち、撮影制御部３３は、「Bin6」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin6」の平均値から、「Bin1」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin1」の平均値を引いた差を、「Bin2」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin2」の平均値として算出する。そして、撮影制御部３３は、算出した「Count-Bin2」の平均値を画像生成部３６に出力する。これにより、画像生成部３６において、物質弁別処理により、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能となる。
【００６４】
また、撮影制御部３３は、ケース７において、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判断した場合には、「Bin3」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin3」の平均値を、次のように算出する。すなわち、撮影制御部３３は、「Bin7」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin7」の平均値と、「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値との和を、「Bin3」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin3」の平均値として算出する。そして、撮影制御部３３は、算出した「Count-Bin3」の平均値を画像生成部３６に出力する。これにより、画像生成部３６において、物質弁別処理により、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能となる。
【００６５】
上述したように、撮影制御部３３は、１フレームのレントゲン画像の撮影中に、収集部１５から出力された光子計数データに基づいて、画像生成部３６が実行する物質弁別処理によって全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」が弁別されることが可能な光子計数データを作成するように収集部１５を制御する。そのため、画像生成部３６は、物質弁別処理によって弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を精度良く弁別することができる。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。
【００６６】
次に、図８を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１が実行する光子計数データ作成制御処理について説明する。図８は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１が実行する光子計数データ作成制御処理の一例を示すフローチャートである。かかる光子計数データ作成制御処理によって、１フレームのレントゲン画像が撮影される。また、撮影制御部３３は、光子計数データ作成制御処理を実行することにより、収集部１５に対してフィードバック制御を行う。すなわち、光子計数データ作成制御処理は、フィードバック処理である。
【００６７】
図８の例に示すように、撮影制御部３３は、まず、操作者により予め設定された駆動計画を参照し、Ｘ線照射条件を取得し、取得したＸ線照射条件を高電圧発生部１１及び駆動部１４に通知する（ステップＳ１０１）。駆動部１４は、かかるＸ線照射条件を受信すると、Ｘ線照射条件にしたがってレントゲン画像の撮影において適した位置にＸ線管１２を移動する。高電圧発生部１１は、かかるＸ線照射条件を受信すると、Ｘ線照射条件にしたがって、Ｘ線管１２に高電圧を供給する。これにより、Ｘ線管１２は、被検体ＰにＸ線を照射する。
【００６８】
ここで、駆動計画とは、撮影対象、被検体の固体差、用いる造影剤の種類、被検体の年齢等の情報を考慮し、照射するＸ線の照射時間、強度、エネルギー及び範囲等のＸ線照射条件や、弁別対象物質を定めた計画のことを言う。
【００６９】
なお、撮影対象等の違いにより、適切なＸ線照射条件は異なる。第１の例として、胸部を撮影する場合と腕を撮影する場合では、適切なＸ線の照射条件（管電圧、管電流）が異なる。撮影対象部位によって、Ｘ線の吸収率が異なり、また、撮影対象部位の厚みが異なるからである。第２の例として、被検体Ｐの固体差に応じて、適切なＸ線の照射条件が異なる。例えば、太っている人と、痩せている人では、体厚が異なるため、照射すべきＸ線のエネルギー及び、強さが異なる。第３の例として、造影撮影に用いる造影剤の種類や、物質弁別処理において注目する物質（弁別対象物質）の種類によっても、適切なＸ線の照射条件が異なる。
【００７０】
そして、撮影制御部３３は、駆動計画を参照し、弁別される弁別対象物質の種類を特定し、特定した弁別対象物質の種類のうち少なくとも１つの弁別対象物質を弁別するための複数のエネルギー帯を用いてエネルギー帯弁別処理を行うことを開始するように収集部１５を制御する（ステップＳ１０２）。
【００７１】
例えば、ステップＳ１０２では、撮影制御部３３は、駆動計画を参照して、４種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を特定し、４種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」のうち３種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」を弁別するための複数のエネルギー帯「Bin1」、「Bin2」及び「Bin3」を用いてエネルギー帯弁別処理を行うことを開始するように収集部１５を制御する。
【００７２】
収集部１５は、撮影制御部３３による制御によって、撮影制御部３３により指定された複数のエネルギー帯を用いてエネルギー帯弁別処理を行うことを開始し、次々に、光子計数データを作成し、作成した光子計数データを撮影制御部３３及び画像生成部３６に出力することを開始する（ステップＳ１０３）。
【００７３】
そして、撮影制御部３３は、光子計数データを受信すると、次の処理を行う。すなわち、撮影制御部３３は、光子計数データが示す複数のエネルギー帯それぞれにおけるＲＯＩ内部の光子の数の平均値が、対応する閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００７４】
例えば、ステップＳ１０４において、撮影制御部３３は、光子計数データが示すエネルギー帯「Bin1」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin1」の平均値が、閾値α１を超えているか否かを判定し、光子計数データが示すエネルギー帯「Bin2」における光子の数「Count-Bin2」の平均値が、閾値α２を超えているか否かを判定するとともに、光子計数データが示すエネルギー帯「Bin3」における光子の数「Count-Bin3」の平均値が、閾値α３を超えているか否かを判定する。
【００７５】
そして、撮影制御部３３は、光子の数の平均値が対応する閾値を超えているエネルギー帯の数が所定値（例えば２）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。光子の数の平均値が対応する閾値を超えているエネルギー帯の数が所定値未満であると判定した場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）には、撮影制御部３３は、ステップＳ１０４に戻る。
【００７６】
一方、光子の数の平均値が対応する閾値を超えているエネルギー帯の数が所定値以上であると判定した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）には、撮影制御部３３は、エネルギー帯弁別処理において用いられる複数のエネルギー帯を他の複数のエネルギー帯に切り替えてエネルギー帯弁別処理を継続して行うように収集部１５を制御する（ステップＳ１０６）。
【００７７】
例えば、ステップＳ１０６において、撮影制御部３３は、上述のケース５〜ケース８で説明した処理を行う。
【００７８】
そして、撮影制御部３３は、物質弁別処理によって、特定した全ての弁別対象物質を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったか否かを判断する（ステップＳ１０７）。例えば、撮影制御部３３は、物質弁別処理によって、特定した全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったか否かを判断する。
【００７９】
撮影制御部３３は、物質弁別処理によって、特定した全ての弁別対象物質を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなっていないと判定した場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）には、再び、ステップＳ１０７の判定を行う。すなわち、撮影制御部３３は、物質弁別処理によって、特定した全ての弁別対象物質を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判定するまで、繰り返し、ステップＳ１０７の判定を行う。
【００８０】
撮影制御部３３は、物質弁別処理によって、特定した全ての弁別対象物質を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判定した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）には、１フレームのレントゲン画像の撮影を終了するために、Ｘ線の照射を終了するようにＸ線管１２を制御する（ステップＳ１０８）。
【００８１】
なお、ステップＳ１０７で、撮影制御部３３は、ケース６において、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判断した場合には、「Bin2」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin2」の平均値を、次のように算出する。すなわち、撮影制御部３３は、「Bin6」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin6」の平均値から、「Bin1」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin1」の平均値を引いた差を、「Bin2」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin2」の平均値として算出する。そして、撮影制御部３３は、算出した「Count-Bin2」の平均値を画像生成部３６に出力する。
【００８２】
また、ステップＳ１０７で、撮影制御部３３は、ケース７において、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギー帯の光子の数が多くなったと判断した場合には、「Bin3」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin3」の平均値を、次のように算出する。すなわち、撮影制御部３３は、「Bin7」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin7」の平均値と、「Bin5」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin5」の平均値との和を、「Bin3」におけるＲＯＩ内部の光子の数「Count-Bin3」の平均値として算出する。そして、撮影制御部３３は、算出した「Count-Bin3」の平均値を画像生成部３６に出力する。
【００８３】
そして、画像生成部３６は、蓄積された光子計数データに対して物質弁別処理を施してレントゲン画像を生成し、生成したレントゲン画像を画像記憶部３７に格納する（ステップＳ１０９）。例えば、ステップＳ１０９では、画像生成部３６は、第１の光子計数データ及び第２の光子計数データに対して物質弁別処理を施してレントゲン画像を生成し、生成したレントゲン画像を画像記憶部３７に格納する。このようなレントゲン画像は、上述の第１の複数のエネルギー帯及び上述の第２の複数のエネルギー帯によって弁別可能な、４種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」が弁別された画像である。
【００８４】
以上、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１について説明した。第１の実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、上述したように、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。
【００８５】
（第１の実施形態の第１の変形例）
上述した第１の実施形態では、撮影制御部３３が、各エネルギー帯におけるＲＯＩ内部の光子の数の平均値が対応する閾値より高いか低いかの２段階で、収集部１５におけるエネルギー帯弁別処理で用いられる複数のエネルギー帯を切り替える光子計数データ作成制御処理を実行する場合について説明した。しかしながら、光子計数データ作成制御処理において、各エネルギー帯におけるＲＯＩ内部の光子の数の平均値を３以上の多段階のレベルに分類し、分類結果に応じて、収集部１５におけるエネルギー帯弁別処理で用いられる複数のエネルギー帯を切り替えるようにしてもよい。そこで、このような実施形態を第１の実施形態の第１の変形例として説明する。
【００８６】
図９は、第１の実施形態の第１の変形例に係る光子計数データ作成制御処理の一例を説明するための図である。図９は、エネルギー帯ごとに、ＲＯＩ内部の光子の数の平均値を多段階のレベルに分類する方法の一例を示す。ＲＯＩ内部の光子の数の平均値ｘに対して、各エネルギー帯に、さらに、閾値Ｃが設定される。閾値Ｃは、第１の実施形態で説明した各エネルギー帯に設定される閾値α１〜α８よりも小さい値である。なお、以下の説明では、閾値α１〜α８を区別することなく説明する場合には、閾値αと表記する。
【００８７】
ＲＯＩ内部の光子の数の平均値ｘが閾値Ｃよりも大きく閾値α以下であり、かつ、光子の数の平均値ｘが閾値α以下となるエネルギー帯の数が１つである場合（カウントレベル「Ｌ１」の場合）には、撮影制御部３３は、上述のケース５及びケース７のうち、光子の数の平均値ｘと閾値αとの条件が合致するケースで説明した内容の処理を行う。
【００８８】
また、ＲＯＩ内部の光子の数の平均値ｘが閾値Ｃ以下であり、かつ、光子の数の平均値ｘが閾値α以下となるエネルギー帯の数が１つである場合（カウントレベル「Ｌ２」の場合）には、このエネルギー帯では、ほとんど光子が計数されていないと考えられる。そのため、より多くの光子が迅速に計数されるように、このエネルギー帯の幅を大きくして、エネルギー帯弁別処理が行われることが好ましい。そこで、撮影制御部３３は、上述のケース５の場合に、カウントレベル「Ｌ２」となったときには、エネルギー帯「Bin1」の幅が大きくされた複数のエネルギー帯（「Bin1’」、「Bin4」、「Bin5」）を用いてエネルギー帯弁別処理を行うように収集部１５を制御する。これにより、より多くの光子を迅速に計数することができる。なお、「Bin1’」は、エネルギー帯「Bin1」の幅を大きくしたエネルギー帯を指す。
【００８９】
また、撮影制御部３３は、上述のケース７の場合に、カウントレベル「Ｌ２」となったときには、エネルギー帯「Bin7」の幅が大きくされた複数のエネルギー帯（「Bin6」、「Bin7’」、「Bin5」）を用いてエネルギー帯弁別処理を行うように収集部１５を制御する。これにより、より多くの光子を迅速に計数することができる。なお、「Bin7’」は、エネルギー帯「Bin7」の幅を低エネルギー側に大きくしたエネルギー帯を指す。
【００９０】
このように第１の実施形態の第１の変形例によれば、光子の数の平均値ｘが閾値α以下であっても、平均値ｘが閾値αに近いのか、それとも、平均値ｘが閾値Ｃ以下となるようなかなり小さい値であるのかによって、収集部１５がエネルギー帯弁別処理を行う際に用いるエネルギー帯の幅を適切に変化させる。したがって、第１の実施形態の第１の変形例によれば、より短い時間で、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。
【００９１】
また、第１の実施形態の第１の変形例によれば、光子の数の平均値ｘが閾値Ｃ以下である場合に、収集部１５がエネルギー帯弁別処理を行う際に用いるエネルギー帯の幅を未知の弁別対象物質を弁別可能な幅のエネルギー帯に変化させることもできる。この場合には、弁別対象物質が未知である場合などに有効である。
【００９２】
（第１の実施形態の第２の変形例及び第３の変形例）
第１の実施形態では、Ｘ線診断装置として、被検体Ｐが立った状態で撮影する、いわゆる立位撮影台方式でＸ線一般撮影を行う装置を一例として説明した。しかし、第１の実施形態で説明した内容は、Ｘ線一般撮影を行う装置以外のＸ線診断装置以外にも適用可能である。図１０及び図１１は、第１の実施形態の第２の変形例及び第３の変形例を説明するための図である。
【００９３】
ここで、図１０は、第１の実施形態で説明した内容を適用可能なＸ線診断装置として、上部消化管検査用のＸ線一般撮影装置の構成例を示している。また、図１１は、第１の実施形態で説明した内容を適用可能なＸ線診断装置として、マンモグラフィの構成例を示している。なお、図１０及び図１１では、説明を簡単にするため、図１に示すＸ線診断装置を構成する複数の処理部それぞれに対応する処理部に対して同一の符号を付与している。
【００９４】
図１０に例示する上部消化管検査用のＸ線一般撮影装置は、例えば、天井に設置されたＸ線管１２から、下向きにＸ線が照射され、被検体Ｐが横になるベッドの裏側に設置された検出器１３が、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。ここで、上部消化管検査用のＸ線一般撮影装置は、Ｘ線管１２及びベッドが臥位から立位、立位から臥位等、様々な状態に移動されることで、例えば、被検体Ｐの上部消化管の造影撮影が行われる。かかる構成の元、図１０に例示する臥位撮影台方式のＸ線一般撮影装置が、第１の実施形態で説明した光子計数データ作成制御処理を行うことで、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。
【００９５】
また、図１１に例示するマンモグラフィは、Ｘ線管１２から，圧迫板及び撮影台で挟み込まれて伸展された被検体Ｐの乳房２０に対してＸ線が照射される。そして、図１１に例示するマンモグラフィは、撮影台の裏側に設置された検出器１３が、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。通常、マンモグラフィを用いた検査では、左右それぞれの乳房２０を撮影台に抑えつけて圧迫し、所定の厚みになったところで、例えば、左右それぞれ撮影方向を変えて２枚ずつ、合計で４枚撮影する。かかる構成の元、図１１に例示するマンモグラフィが、第１の実施形態で説明した光子計数データ作成処理を行うことで、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。
【００９６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態及び第１の実施形態の第１〜第３の変形例では、Ｘ線診断装置１が静止画としてのＸ線画像を生成する例を用いて説明した。これに対して、第２の実施形態では、Ｘ線透視撮影を行うＸ線診断装置において、複数のエネルギー帯それぞれの計数データに基づいて、収集部１５がエネルギー帯弁別処理を行う際に用いる複数のエネルギー帯の適応的変更が行われる場合について説明する。
【００９７】
ここで、Ｘ線透視撮影とは、Ｘ線を用いてリアルタイムに観察部位を時系列に沿って撮影することを言う。Ｘ線透視撮影装置としてのＸ線診断装置は、複数の撮影時間で時系列に沿った複数の静止画を生成し、生成した複数の静止画を、順次表示することで、Ｘ線透視画像の動画表示を行う。例えば３０ｆｐｓの場合、Ｘ線透視撮影装置は、１秒間当たり３０フレーム（３０個）の静止画を撮影する。そして、Ｘ線透視撮影装置は、所定のフレーム数の静止画、例えば、３フレームの静止画を用いて１フレームの静止画を新たに生成する。
【００９８】
第１の実施形態及び第１の実施形態の第１〜第３の変形例で説明した光子計数データ作成制御処理は、１フレームの間の処理、すなわち、一つの静止画を作成する過程でのフィードバック制御処理であった。第２の実施形態に係るＸ線診断装置は、例えば、あるフレームにおいて得られた計数データを基に、次のフレームにおいて収集部１５がエネルギー帯弁別処理を行う際に用いる複数のエネルギー帯を決定する。
【００９９】
図１２は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１２では、説明を簡単にするため、図１に示すＸ線診断装置を構成する複数の処理部それぞれに対応する処理部に対して同一の符号を付与している。図１２に例示するＸ線診断装置は、アンギオ（血管造影）検査等を行う装置であり、Ｘ線管１２及び検出器１３を保持するＣアームを有し、駆動部１４は、Ｃアームを回転及び移動させる。図１２に例示するＸ線診断装置は、被検体Ｐがベッドに載置した状態で、透視撮影に適したＸ線照射角度となるまで、Ｃアームが回転及び移動される。また、図１２に例示するＸ線診断装置は、被検体Ｐがベッドに載置した状態で、Ｃアームが様々な位置に回転及び移動されることで、複数のＸ線照射角度で透視撮影を行う。
【０１００】
かかる構成の元、第２の実施形態に係る収集部１５は、光子計数データを複数フレームに渡って作成する。そして、第２の実施形態に係る撮影制御部３３は、ある静止画の撮影において収集部１５が作成した光子計数データに基づいて、次の静止画の撮影において収集部１５が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギー帯を決定する。図１３は、第２の実施形態に係るフィードバック制御の一例を説明するための図である。
【０１０１】
図１３の横軸は時刻「ｔ」を表し、フレーム１の静止画、フレーム２の静止画、フレーム３の静止画が時系列に沿って順次生成されることを示している。また、図１３で、フレーム１、フレーム２、フレーム３それぞれからの下向きの矢印は、Ｘ線照射から、各フレームでの画像が生成されるまでの処理の流れを概念的に表したものである。すなわち、一つのフレームにおいて、第１の段階として、Ｘ線が被検体Ｐに照射される。第２の段階として、被検体Ｐを透過したＸ線を、検出器１３が検出する。第３の段階として、収集部１５が、検出器１３からの出力信号に基づいて光子計数データを作成する。第４の段階として、撮影制御部３３が、光子計数データを用いて、第１の実施形態と同様の方法で、次の静止画の撮影における、収集部１５が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギー帯を決定する。
【０１０２】
なお、１フレーム分のＸ線照射が終了すると、画像生成部３６は、収集部１５から受け渡された計数データを基に、物質弁別処理により、１枚のＸ線画像を生成する。そして、画像生成部３６は、所定数のＸ線画像、例えば、３枚のＸ線画像を元に、新たに、１枚のＸ線画像を生成する。生成されたＸ線画像は、必要に応じて、画像記憶部３７に保存され、或いは、システム制御部３８の制御により表示部３２で表示される。
【０１０３】
ここで、１フレーム分のＸ線照射が終了すると、第２の実施形態に係る撮影制御部３３は、収集部１５から受け渡された計数データを基に、次の静止画の撮影における、収集部１５が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギー帯を決定する。実施形態１及び実施形態１の第１〜第３の変形例では、撮影制御部３３が収集部１５をリアルタイムでフィードバック制御する。一方、第２の実施形態では、撮影制御部３３は、１フレーム分のＸ線照射が終了したのち、次のフレームにおいて、決定した複数のエネルギー帯を用いて光子計数データを作成するように収集部１５を制御する。
【０１０４】
このようにして、フレーム１においてＸ線照射が終了すると、撮影制御部３３は、図１３に示すように、フレーム２における上述の複数のエネルギー帯を決定し、決定した複数のエネルギー帯を用いて光子計数データを作成するように収集部１５をフィードバック制御する。また、画像生成部３６は、フレーム１に対応する静止画を生成する。次に、フレーム２において、Ｘ線照射が開始され、その後Ｘ線照射が終了すると、撮影制御部３３は、図１３に示すように、フレーム３における上述の複数のエネルギー帯を決定し、決定した複数のエネルギー帯を用いて光子計数データを作成するように収集部１５をフィードバック制御する。また、画像生成部３６は、フレーム２に対応する静止画を生成する。この処理が、撮影終了まで繰り返される。そして、画像生成部３６は、３枚の静止画を用いて、新たな１枚の静止画を生成する。この静止画がＸ線透視画像の連続撮影において用いられる。
【０１０５】
このような処理を行うことで、第２の実施形態では、Ｘ線透視画像の連続撮影においても、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。
【０１０６】
（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態、第１の実施形態の第１〜第３の変形例では、複数のエネルギー帯それぞれの計数データに基づくＸ線照射条件のフィードバック制御が、Ｘ線診断装置において行われる場合について説明した。しかし、第１及び第２の実施形態、第１の実施形態の第１〜第３の変形例で説明したフィードバック制御は、Ｘ線ＣＴ装置に適用される場合であっても良い。図１４は、第３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。
【０１０７】
第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置としての撮影装置１００、寝台装置２００、及び、コンソール装置３００を備える。撮影装置１００は、例えば、高電圧発生部１１０、Ｘ線管１２０、検出器１３０、架台駆動部１４０、収集部１５０、回転フレーム１６０を備える。高電圧発生部１１０は、図１の高電圧発生部１１に対応する。また、Ｘ線管１２０は、図１のＸ線管１２に対応する。また、収集部１５０は、図１の収集部１５に対応する。ただし、Ｘ線ＣＴ装置では、回転フレーム１６０により、Ｘ線管１２０と検出器１３０とが被検体Ｐを挟んで対向するように支持され、回転フレーム１６０は、架台駆動部１４０によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する。
【０１０８】
Ｘ線管１２０は、Ｘ線を照射する。また、検出器１３０は、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。収集部１５０は、エネルギー帯弁別処理を実行して、複数のエネルギー帯それぞれの光子の数を示す光子計数データを作成する。収集部１５０は、複数の管球位相（複数のビュー）それぞれにおいて、光子計数データを作成する。ここで、収集部１５０は、例えば、（x,y,Count-Bin1,Count-Bin2,Count-Bin3,view）という形式のデータを撮影制御部３３０及び前処理部３４０に出力する。ここで、「view」は、Ｘ線が照射された際のビューを指す。例えば、ビューとは、Ｘ線管１２０、被検体Ｐ及び検出器１３０の相対的位置関係のことを言う。
【０１０９】
また、図１４に示すように、寝台装置２００は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２０と、寝台駆動装置２１０とを有する。天板２２０は、被検体Ｐが載置されるベッドであり、寝台駆動装置２１０は、天板２２０をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１６０内に移動させる。
【０１１０】
また、図１４に示すように、コンソール３００は、入力部３１０、表示部３２０、撮影制御部３３０、前処理部３４０、投影データ記憶部３５０、画像再構成部３６０、画像記憶部３７０及びシステム制御部３８０を備える。
【０１１１】
入力部３１０及び表示部３２０は、図１の入力部３１及び表示部３２に対応する。また、撮影制御部３３０は、図１の撮影制御部３３に対応し、後述するシステム制御部３８０の制御のもと、撮影装置１００及び寝台装置２００の動作を制御することで、撮影装置１００における光子計数データの作成を制御する。第３の実施形態では、撮影制御部３３０は、収集部１５０で作成された光子計数データに基づいて、収集部１５０が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギー帯を決定する。なお、撮影制御部３３０については、後述する。
【０１１２】
前処理部３４０は、収集部１５０から送信された光子計数データに対して、対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、投影データを生成する。
【０１１３】
投影データ記憶部３５０は、前処理部３４０により生成された投影データを記憶する。すなわち、投影データ記憶部３５０は、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成するための投影データ（補正済み計数データ）を記憶する。
【０１１４】
画像再構成部３６０は、投影データ記憶部３５０が記憶する投影データ（補正済み計数データ）を用いて、撮影部位における画像（Ｘ線ＣＴ画像）を再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、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。また、画像再構成部３６０は、逐次近似法により、再構成処理を行っても良い。また、画像再構成部３６０は、Ｘ線ＣＴ画像や、再構成前の投影データに対して各種画像処理を行なうことで、単色Ｘ線画像や密度画像、実効原子番号画像等様々な画像を生成する。かかる画像処理としては、例えば、再構成画像レベルや、投影データレベルでの物質弁別処理が挙げられる。画像再構成部３６０は、再構成したＸ線ＣＴ画像や、各種画像処理により生成した画像を画像記憶部３７０に格納する。
【０１１５】
システム制御部３８０は、撮影装置１００、寝台装置２００及びコンソール装置３００の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御部３８０は、撮影制御部３３０を制御することで、撮影装置１００で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、システム制御部３８０は、前処理部３４０や、画像再構成部３６０を制御することで、コンソール装置３００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、システム制御部３８０は、画像記憶部３７０が記憶する各種画像データを、表示部３２０に表示するように制御する。
【０１１６】
ここで、Ｘ線診断装置で得られる１方向（１ビュー）での光子計数データ（又は、画像）は、Ｘ線ＣＴ装置で得られる１方向での光子計数データに基づく投影データと見なすことができる。Ｘ線ＣＴ装置は、回転フレーム１６０を回転させることにより、Ｘ線管１２０、被検体Ｐ及び検出器１３０の間の互いの位置関係を少しずつ変えながら撮影して、複数方向の光子計数データを作成し、複数方向の光子計数データから生成した複数方向の各エネルギー帯の投影データを再構成することで、様々な画像を生成する。
【０１１７】
Ｘ線ＣＴ装置では、例えば、回転フレーム１６０が１回転すると、１フレーム分の投影データが収集される。ここで、撮影開始時から、回転フレーム１６０の最初の１回転を第１サイクル、回転フレーム１６０の２回目の１回転を第２サイクルと呼ぶ。
【０１１８】
撮影制御部３３０は、第１サイクルにおける複数のビューそれぞれにおいて作成された光子計数データに基づいて、第２サイクルに対応するビューそれぞれにおいて、収集部１５０が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギー帯を決定する。例えば、撮影制御部３３０は、第１サイクルにおけるビュー「Ｖ１」において作成された光子計数データに基づいて、第２サイクルにおけるビュー「Ｖ１」において、収集部１５０が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギー帯を決定する。
【０１１９】
そして、撮影制御部３３０は、第２サイクルにおけるビューにおいて、決定した複数のエネルギー帯を用いて光子計数データを作成するように収集部１５０を制御する。例えば、撮影制御部３３０は、第２サイクルにおけるビュー「Ｖ１」において、決定した複数のエネルギー帯を用いて光子計数データを作成するように収集部１５０を制御する。撮影制御部３３０は、全てのサイクルに対して、全てのビューまたは少なくとも１つのビューにおいて、上記の処理をＸ線ＣＴ画像の撮影が終了するまで繰り返す。これにより、画像再構成部３６０は、４種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」が弁別された画像を再構成する。
【０１２０】
このように、第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態、第１の実施形態の第１〜第３の変形例で説明したフィードバック制御を、Ｘ線ＣＴ装置に適用することで、フォトンカウンティングＣＴにおいても多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。
【０１２１】
なお、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、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、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。
【０１２２】
また、上記の第１〜第３の実施形態、第１の実施形態の第１〜第３の変形例で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。    
【０１２３】
以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。
【０１２４】
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】
【０１２５】
１    Ｘ線診断装置
１２  Ｘ線管
１３  検出器
１５  収集部
３３  撮影制御部
３６  画像生成部
【図１】
0006494950.tif 000002
【図２】
0006494950.tif 000003
【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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【図１４】
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