(57)【要約】  フォトンカウンティングＣＴ装置において、照射されるＸ線のスペクトル形状によらず、簡易な構成で、精度よく、被写体の被ばく量を推定する。  予め、所定のエネルギー範囲毎の、所定の強度のＸ線による被ばく量を得、帯域単位被ばく量データとして保持しておく。撮影条件が設定されると、設定された撮影条件に応じて照射され、被写体のない状態で検出器に入射するＸ線のスペクトルとして、エネルギー範囲毎の入射Ｘ線のフォトン数（強度）を得る。エネルギー範囲毎に、入射Ｘ線の強度と帯域単位被ばく量データとを乗算し、その結果を、全エネルギー範囲について合算する。これにより、設定された撮影条件に応じて照射される照射Ｘ線による被ばく量を推定する。
2016039054.tif 000002
【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線検出器と、
前記Ｘ線検出器で検出したＸ線に由来するＸ線フォトンを、予め定めた第一のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎に計数し、当該エネルギー範囲毎の計数情報を得るデータ収集部と、
ユーザが設定した撮影条件に応じて、被写体の推定被ばく量を得る被ばく量推定部と、を備え、
前記被ばく量推定部は、
前記撮影条件に従って前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線のエネルギー分布であるスペクトルを、前記第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲の計数情報から得るスペクトル取得部と、
Ｘ線の、予め定めた第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、単位強度あたりの被ばく量データである帯域単位被ばく量データと、前記スペクトルとを用いて、前記推定被ばく量を算出する推定被ばく量算出部と、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、
前記第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、前記帯域単位被ばく量データを保持する帯域単位被ばく量データベースを備えること
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、
前記被ばく量推定部は、前記算出した推定被ばく量における散乱線の影響を補正する補正部をさらに備えること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項４】
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、
前記帯域単位被ばく量データベースは、複数の異なるエネルギーの放射性線源を用いて算出した被ばく量を補間することにより作成されること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項５】
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、
算出した前記推定被ばく量を撮影条件に対応づけて保持する推定被ばく量データベースをさらに備え、
前記被ばく量推定部は、前記スペクトルの取得に先立ち、前記推定被ばく量データベースを参照し、設定された前記撮影条件に対応づけて前記推定被ばく量が保持されている場合、当該保持されている推定被ばく量を前記被写体の推定被ばく量として得ること
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１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記推定被ばく量算出部は、前記計数情報および前記帯域単位被ばく量データのいずれか一方を他方のエネルギー範囲区分で取得した値に換算し、前記推定被ばく量を算出すること
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、
算出した前記推定被ばく量を表示する表示装置をさらに備えること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項８】
請求項７記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記表示装置には、前記スペクトルがさらに表示されること
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７記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
撮影条件毎に取得した画像を保持する画像データベースをさらに備え、
前記表示装置には、設定された前記撮影条件に応じて前記画像データベースに保持される画像をさらに表示すること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項１０】
ユーザが設定した撮影条件に従って照射されるＸ線を検出し、
前記検出したＸ線に由来するＸ線フォトンを、予め定めた第一のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎に計数し、当該エネルギー範囲毎の計数情報を得、
前記計数情報から前記Ｘ線のエネルギー分布であるスペクトルを得、
Ｘ線の、予め定めた第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、単位強度あたりの被ばく量データである帯域単位被ばく量データと、前記スペクトルとを用いて、前記撮影条件における推定被ばく量を算出すること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置における推定被ばく量算出方法。
【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、ＰＣＣＴ装置における被写体の被ばく量を管理する技術に関する。
【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、フォトンカウンティング方式の検出器により、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。この場合、当該エネルギー範囲以外のＸ線を極力減らすことにより、被写体である患者の被ばく量を低減できる。【０００５】
このエネルギー範囲外のＸ線を減らす手法には、例えば、Ｘ線源と被写体との間に、厚さの変更が可能なＸ線減弱体（以後、Ｘ線フィルタと呼ぶ）を挿入するものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の手法では、Ｘ線フィルタにより、不要なエネルギー範囲のＸ線を低減させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−６９０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
被ばくを低減するには、被ばく量の正確な算定が重要である。一般に、被ばく量は、管電圧が一定の場合、電流値の変化により算出する。しかしながら、特許文献１のように、様々な形状や厚みのフィルタを使用する場合、フィルタ(ボウタイフィルタも含む)により、照射されるＸ線のエネルギー値の分布（スペクトル）が変化し、被ばく量も変化する。このため、電流値の変化だけでは正確な被ばく量は得られない。【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ＰＣＣＴ装置において、照射されるＸ線のスペクトル形状によらず、簡易な構成で、精度よく、被写体の被ばく量を推定する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
予め、所定のエネルギー範囲毎の、所定の強度のＸ線による被ばく量を得、帯域単位被ばく量データとして保持しておく。撮影条件が設定されると、設定された撮影条件に応じて照射され、被写体のない状態で検出器に入射するＸ線のスペクトルとして、エネルギー範囲毎の入射Ｘ線のフォトン数（強度）を得る。エネルギー範囲毎に、入射Ｘ線の強度と帯域単位被ばく量データとを乗算し、その結果を、全エネルギー範囲について合算する。これにより、設定された撮影条件に応じて照射される照射Ｘ線による被ばく量を推定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、ＰＣＣＴ装置において、照射されるＸ線のスペクトル形状によらず、簡易な構成で、精度よく、被写体の被ばく量を推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態のフォトンカウンティングＣＴ装置の構成図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態のＸ線検出器を説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施形態の演算部の機能ブロック図である。
【図４】フォトンカウンティングＣＴ装置のＸ線フォトン数計数の原理を説明するための説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施形態の帯域単位被ばく量データベースを説明するための説明図であり、（ｂ）は、同帯域単位被ばく量データベースに格納されるデータを説明するための説明図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施形態の帯域単位被ばく量データベース作成手法を説明するための説明図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態のスペクトル取得部によるスペクトル取得手法を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施形態の撮影処理のフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の推定被ばく量算出処理のフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態の変形例その１の各エネルギー範囲幅を説明するための説明図である。
【図１０】（ａ）は、本発明の実施形態の画像データベースを説明するための説明図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態の表示画面例を説明するための説明図であり、（ｃ）は、本発明の実施形態の推定被ばく量データベースを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態の一例を説明する。以下、本発明の実施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。
【００１３】
［Ｘ線ＣＴ装置の概略構成］
本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置として、従来の積分型（電流モード計測方式）の検出器ではなく、フォトンカウンティング方式の検出器を有するフォトンカウンティングＣＴ装置（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、検出器で計数する。
【００１４】
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、Ｘ線フォトンを、予め定めたエネルギー帯毎に弁別して計数する。これにより、当該エネルギー帯毎のＸ線フォトンの数、すなわちＸ線強度を得る。
【００１５】
このような特徴を有する、本実施形態のＰＣＣＴ装置１００の構成を説明する。図１は、本実施形態のＰＣＣＴ装置１００の概略構成図である。本図に示すように、本実施形態のＰＣＣＴ装置１００は、ＵＩ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、表示装置（モニタ）、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、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、ガントリ（Ｇａｎｔｒｙ：構台）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る。
【００１９】
なお、以下、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の体軸方向となる。
【００２０】
［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。
【００２１】
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、後述するガントリ３３０の回転板３３２の回転に伴って、被写体１０１に照射される。
【００２２】
Ｘ線フィルタ３１２は、Ｘ線管３１１から照射されたＸ線のＸ線量を調節する。すなわち、Ｘ線のスペクトルを変化させる。本実施形態の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、必要なエネルギー帯の線量が強くなるよう設計される。
【００２３】
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考慮し、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。
【００２４】
［Ｘ線検出部］
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。
【００２５】
Ｘ線検出器３２１の一部を図２（ａ）に例示する。本実施形態のＸ線検出器３２１は、複数の検出素子３２２と、Ｘ線検出器３２１への入射方向を制限するコリメータ３２３と、を備える。
【００２６】
また、図２（ａ）に示す構造はｘ方向に繰り返される。また、Ｘ線検出器３２１は、図２（ｂ）に示すように、Ｘ線管３１１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方向に配列した構成を有していてもよい。
【００２７】
なお、製作を容易にするために平面状の検出器（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。
【００２８】
各検出素子３２２は、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）を出力する。出力される信号は、後述する演算部４００に入力される。
【００２９】
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。
【００３０】
Ｘ線検出器３２１の検出素子３２２の数（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。
【００３１】
また、例えば、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、１０００ｍｍである。ガントリ３３０の開口部３３１の直径は、７００ｍｍである。
【００３２】
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。本実施形態では、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。
【００３３】
なお、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、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、テーブル１０２の駆動を制御するテーブル制御器３４４、を備える。これらは、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。
【００３５】
［演算部］
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、撮影を行う。本実施形態の演算部４００は、図３に示すように、撮影条件設定部４１０と、計測制御部４２０と、データ収集部４３０と、被ばく量推定部４４０と、画像生成部４５０と、帯域単位被ばく量データベース（ＤＢ）４７０と、を備える。
【００３６】
演算部４００は、中央処理装置（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、中央処理装置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。
【００３７】
なお、演算部４００の全部または一部の機能は、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。
【００３８】
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の出力装置２２０にも出力される。帯域単位被ばく量ＤＢ４７０は、例えば、ＨＤＤ装置４０３上に構築される。
【００３９】
［撮影条件設定部］
撮影条件設定部４１０は、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、タッチパネルを操作することにより、撮影条件を入力する。
【００４０】
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の形状、ボウタイフィルタ３１３の形状、分解能等である。
【００４１】
なお、撮影条件は、必ずしも毎回ユーザが入力する必要はない。例えば、事前に、典型的な撮影条件を保存し、それを読み出して用いてもよい。
【００４２】
［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。
【００４３】
具体的には、計測制御部４２０は、テーブル制御器３４３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の撮影位置が指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。
【００４４】
また、計測制御部４２０は、テーブル制御器３４３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を動作させ、回転板３３２の回転を開始するよう指示を行う。
【００４５】
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３４４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Ｘ線フォトンの検出、すなわち、計測を開始する。
【００４６】
計測制御部４２０は、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。
【００４７】
なお、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線に由来するフォトン（Ｘ線フォトン）を、予め定めた第一のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎に計数し、当該エネルギー範囲毎の計数情報を得る。本実施形態のデータ収集部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う。
【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）の計数結果に加算する。エネルギービンは、第一のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎に設定される記憶領域である。
【００５０】
第一のエネルギー範囲区分は、０ｋｅＶからＸ線管３１１の最大エネルギーまでのエネルギー範囲を、所定のエネルギー幅ΔＢで区切ったものである。エネルギー幅ΔＢは、例えば、２０ｋｅＶとする。例えば、最大エネルギーを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つのエネルギー範囲に区分する。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加算する。
【００５１】
その結果の例を図４に示す。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。本図に示すように、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（スペクトル）を得る。データ収集部４３０は、得られた結果を、計数情報として出力する。
【００５２】
なお、全エネルギー範囲、第一のエネルギー範囲区分、すなわち、エネルギービン数、各エネルギービンに対応するエネルギー範囲は、予め、ユーザからの指示等に従って設定される。
【００５３】
［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（計数情報）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。
【００５４】
なお、画像の再構成にあたり、画像生成部４５０は、計数情報に対して、各種の補正処理を行ってもよい。ここで行う補正処理は、例えば、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。
【００５５】
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投影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投影データのみを用いてもよい。
【００５６】
［被ばく量推定部］
被ばく量推定部４４０は、ユーザが設定した撮影条件に応じて、被写体１０１の推定被ばく量を得る。本実施形態では、予め定めた第二のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲（エネルギー帯域）のＸ線を、予め定めた照射強度（単位照射強度）で照射した際の、被ばく量（帯域単位被ばく量）を用い、撮影条件で設定された照射Ｘ線による、被写体１０１の被ばく量（推定被ばく量）を推定する。
【００５７】
これを実現するため、被ばく量推定部４４０は、スペクトル（エネルギー分布）取得部４４１と、推定被ばく量算出部４４２と、を備える。また、推定被ばく量の算出には、予め作成した帯域単位被ばく量ＤＢ４７０を用いる。
【００５８】
なお、本実施形態の被ばく量推定部４４０は、算出した推定被ばく量をユーザに提示する。提示は、例えば、推定被ばく量を表示装置に表示することにより行う。
【００５９】
［帯域単位被ばく量ＤＢ］
帯域単位被ばく量ＤＢ４７０は、予め定めた第二のエネルギー範囲区分毎の各エネルギー範囲の、単位照射強度あたりの被ばく量を帯域単位被ばく量データとして保持する。
【００６０】
第二のエネルギー範囲区分は、Ｘ線フォトンの想定される全エネルギー範囲を、所定のエネルギー幅ΔＥで区切ったものである。エネルギー幅ΔＥは、例えば、１ｋｅＶとする。例えば、Ｘ線フォトンの想定される全エネルギー範囲を０〜１４０ｋｅＶとすると、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０は、この全エネルギー範囲を、ΔＥ（１ｋｅＶ）毎に１４０のエネルギー範囲（エネルギー帯域）に分け、それぞれのエネルギー範囲の、単位照射強度あたりの被ばく量を格納する。
【００６１】
帯域単位被ばく量ＤＢ４７０が保持するデータの例を、図５（ａ）に示す。本図に示すように、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０には、エネルギー範囲Ｅ１、Ｅ２、・・・Ｅｎ・・・ＥＮ毎の、帯域単位被ばく量Ｄ（Ｅ１）、Ｄ（Ｅ２）、・・・Ｄ（Ｅｎ）、・・・Ｄ（ＥＮ）が格納される。なお、Ｎは、１以上の整数で、例えば、１４０である。また、ｎは、１以上Ｎ以下の整数である。
【００６２】
帯域単位被ばく量は、例えば、既知のエネルギーのＸ線を、Ｘ線管３１１から照射し、実測することにより得る。実測は、例えば、図６（ａ）に示すように、ファントム６１０内の複数の位置に挿入したＸ線計測器６０１で行う。ファントム６１０は、被写体１０１が配置される位置に配置する。ここでは、帯域単位被ばく量として、例えば、ＣＴＤＩ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  Ｄｏｓｅ  Ｉｎｄｅｘ）値（単位ｍＳｖ）を用いる。
【００６３】
実測により得られるＣＴＤＩ値は、照射Ｘ線のエネルギー点（Ｅ）における離散値である。本実施形態の帯域単位被ばく量ＤＢ４７０では、この離散値を、各エネルギー範囲の帯域単位被ばく量とする。本実施形態では、エネルギーＥの照射Ｘ線を用いて実測されたＣＴＤＩ値Ｄ（Ｅ）を、エネルギー点Ｅを中心とした、±ΔＥ／２の幅のエネルギー範囲の、帯域単位被ばく量とする。
【００６４】
エネルギー帯域幅をΔＥとすると、本実施形態では、各エネルギー範囲Ｅ１（０〜ΔＥｋｅＶ）、Ｅ２（ΔＥ〜２ΔＥｋｅＶ）、・・・、Ｅｎ（（ｎ−１）ΔＥ〜ｎΔＥｋｅＶ）、・・・Ｅ１４０（１３９〜１４０ΔＥｋｅＶ）のＸ線によるＣＴＤＩ値を、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０に格納する。このとき、各エネルギー範囲のＣＴＤＩ値は、図５（ｂ）に示すように、ΔＥ/２、ΔＥ+ΔＥ/２、・・・（ｎ−１）ΔＥ+ΔＥ/２、１３９ΔＥ+ΔＥ/２の各エネルギーのＸ線によるＣＴＤＩ値とする。
【００６５】
帯域単位被ばく量ＤＢ４７０作成時には、単色の放射光、あるいは、所定のエネルギーの放射線を照射する放射性線源を用いる。
【００６６】
なお、放射性線源を用いる場合、用いる放射性物質に固有のエネルギーのＸ線、γ線しか得ることができない。例えば、アメリシウム−２４１（241Ａｍ）を用いる場合、５９．５ｋｅＶのγ線が発生する。また、ヨウ素−１２５（125Ｉ）を用いる場合、３５ｋｅＶと２７ｋｅＶのγ線が発生する。その他の放射性線源も同様に、所定のエネルギーのγ線のみを発生する。
【００６７】
そのため、放射性線源を用いて、必要な全てのエネルギーについて単位被ばく量を求めることは難しい。そこで、特定の計測可能なエネルギーについて放射性線源を用いて測定し、その間のエネルギーについては、それらのデータを用いて、補間により算出する。すなわち、複数の異なるエネルギーの放射性線源を用いる場合、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０は、複数の異なる放射性線源を用いて算出した被ばく量を補間し、各エネルギー帯域の帯域単位被ばく量を得、作成される。
【００６８】
なお、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０は、必ずしも実測により作成する必要はない。例えば、放射線の挙動に関する物理現象を確率的なものとして扱い、放射線(粒子)の物理過程を、乱数を用いて追跡するモンテカルロシミュレーションを用いて、各エネルギーの単位被ばく量を算出してもよい。この場合、放射性線源により実測可能なエネルギー値において、シミュレーション結果と実測値とを比較し、補正を行うことが望ましい。
【００６９】
この帯域単位被ばく量ＤＢ４７０は、装置製造時、設置時等、撮影より前の所定のタイミングで、予め作成しておく。このとき、エネルギー範囲幅ΔＥを細かくすることで、より正確に推定被ばく量を求めることができる。
【００７０】
また、各エネルギー範囲の被ばく量は、予め定めた単位強度のＸ線によるものでなくてもよい。個々に異なる強度のＸ線によるものであってもよい。この場合、被ばく量を算出した際に用いたＸ線強度も、併せて帯域単位被ばく量ＤＢ４７０に格納する。そして、推定被ばく量は、そのデータ取得時のＸ線強度を加味して算出する。
【００７１】
［スペクトル取得部］
スペクトル取得部４４１は、データ収集部４３０が収集したエネルギー範囲区分毎の計数情報から、撮影条件設定部４１０が設定した撮影条件に従って、Ｘ線管３１１から照射されたＸ線のエネルギー分布（スペクトル）を得る。このとき、スペクトルは、図６（ｂ）に示すように、被写体１０１を配置せずに得る。
【００７２】
実際の撮影時には、Ｘ線フィルタ３１２やボウタイフィルタ３１３などが用いられる。スペクトル取得部４４１は、実際の撮影時に用いるこれらのフィルタを設置した状態で、スペクトルを取得する。
【００７３】
すなわち、本実施形態のスペクトル取得部４４１は、被写体１０１無しの状態で、撮影条件に従ってＸ線が照射されるよう計測制御部４２０に指示し、スペクトルを取得する。本実施形態では、ＰＣＣＴ装置１００であるため、第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲のフォトン数（エネルギー値；Ｘ線量）を取得し、これをスペクトルとする。従って、スペクトル取得部４４１が取得するスペクトルは、第一のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、Ｘ線検出器３２１に入射したＸ線強度、という離散的なスペクトルである。
【００７４】
なお、以下、本実施形態では、ＰＣＣＴ装置１００の第一のエネルギー範囲区分による、各エネルギー範囲の幅ΔＢを、後述する帯域単位被ばく量ＤＢ４７０で用いる間隔である第二のエネルギー範囲区分の、各エネルギー範囲の幅ΔＥと同じ幅とし、各エネルギー範囲は同一であるものとし、説明する。
【００７５】
［推定被ばく量算出部］
推定被ばく量算出部４４２は、Ｘ線の、予め定めた第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲（エネルギー帯域）毎の、単位強度あたりの被ばく量データである帯域単位被ばく量データと、スペクトル取得部４４１が取得したスペクトルとを用いて、推定被ばく量を算出する。すなわち、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の値と、スペクトル取得部４４１が取得したスペクトルとを用いて、設定された撮影条件で撮影した場合の、被写体１０１の被ばく量（推定被ばく量）を算出する。
【００７６】
エネルギー値Ｅの、帯域単位被ばく量をＤ（Ｅ）、スペクトルをＳ（Ｅ）とすると、このエネルギー値Ｅにおける推定被ばく量ＥｓＤ（Ｅ）は、以下の式（１）で表される。
ＥｓＤ（Ｅ）＝Ｄ（Ｅ）×Ｓ（Ｅ）  ・・・（１）
推定被ばく量算出部４４２が算出する推定被ばく量ＥｓＤallは、ＥｓＤ（Ｅ）を、全エネルギー範囲について積算したものである。従って、以下の式（２）で表される。
【数２】
2016039054.tif 000003
なお、Ｄ（０）はエネルギー０の光子に伴う被ばくであるため、０（Ｄ（０）＝０）である。
【００７７】
上述のように、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０に保持される帯域単位被ばく量Ｄ、および、スペクトル取得部４４１が取得するスペクトルＳが取り得る値は、ともに、間隔がΔＥの離散値である。従って、推定被ばく量算出部４４２は、実際には、以下の式（３）に従って、推定被ばく量ＥｓＤallを算出する。
【数３】
2016039054.tif 000004
ここで、Ｓ（ｉΔＥ）は、（ｉ−１）・ΔＥからｉ・ΔＥの間のエネルギー帯域の、スペクトル、Ｄ（ｉΔＥ）は、（ｉ−１）・ΔＥからｉ・ΔＥの間のエネルギー帯域の、帯域単位被ばく量である。
【００７８】
なお、上記式（３）では、便宜上総和の範囲を１から無限大までとした。しかしながら、実際には、Ｘ線源で設定した電圧値によって、発生する光子エネルギーの上限が決まるため、その範囲で足し合わせればよい。例えば、エネルギーの範囲を０から１４０ｋｅＶまで、ΔＥを１ｋｅＶとすると、上記式（３）は、以下の式（４）で表される。
【数４】
2016039054.tif 000005
【００７９】
このように、本実施形態の推定被ばく量算出部４４２は、第一のエネルギー範囲区分毎に、当該エネルギー範囲区分の、帯域単位被ばく量と、当該エネルギー範囲区分のＸ線強度とを乗算することにより、当該エネルギー範囲区分の推定被ばく量を算出する。そして、各エネルギー範囲区分の推定被ばく量を合算することにより、全エネルギー範囲の推定被ばく量を得る。
【００８０】
［撮影処理の流れ］
次に、演算部４００による本実施形態の撮影処理の流れについて説明する。図７は、本実施形態の撮影処理の処理フローである。なお、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０は、予め作成されているものとする。
【００８１】
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（ステップＳ１１０１）、設定する（ステップＳ１１０２）。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の厚み、形状、ボウタイフィルタ３１３の形状などがある。
【００８２】
次に、被ばく量推定部４４０は、受け付けた撮影条件における推定被ばく量を算出する（ステップＳ１１０３）。そして、被ばく量推定部４４０は、算出結果をユーザに提示し（ステップＳ１１０４）、可否の入力を受け付ける（ステップＳ１１０５）。なお、このとき、被ばく量推定部４４０は、算出結果として、推定被ばく量だけでなく、スペクトルもさらに表示するよう構成してもよい。
【００８３】
ステップＳ１１０５において、ユーザから可の指示を受けつけると、計測制御部４２０は、ステップＳ１１０２で設定された撮影条件に従って、計測を実行し（ステップＳ１１０６）、データ収集部４３０は、データを収集する。
【００８４】
その後、画像生成部４５０は、データ収集部４３０が収集したデータから画像を生成し（ステップＳ１１０７）、処理を終了する。
【００８５】
一方、ステップＳ１１０５において、ユーザから不可の指示を受け付けると、ステップＳ１１０１へ戻り、撮影条件設定部４１０は、新たな撮影条件を受け付ける。
【００８６】
なお、不可の指示を受け付けた場合、ユーザから新たな撮影条件の入力を受け付けることなく、撮影条件設定部４１０が、自動的に撮影条件を変更するよう構成してもよい。この場合、ステップＳ１１０２へ戻り、変更後の撮影条件を設定し、処理を繰り返す。
【００８７】
なお、不可の指示は、通常、推定被ばく量が大きい場合になされる。従って、例えば、自動的に管電圧を低下させるよう構成してもよい。あるいは、ユーザから、被ばく量を増大させるか低下させるかの指示のみを受け付け、それに応じて、予め定めた電圧だけ、管電圧を変化させるよう構成してもよい。
【００８８】
また、ステップＳ１１０５において、ユーザに推定被ばく量を提示し、可否の指示を受け付けるよう構成しているが、これに限定されない。例えば、ステップＳ１１０５においてユーザに推定被ばく量を提示することなく、ステップＳ１１０３で算出された推定被ばく量に応じて、撮影条件設定部４１０が、自動的に判別し、必要に応じて撮影条件を変更するよう構成してもよい。
【００８９】
この場合、可否を判別する閾値は、予め保持される。また、不可と判別された場合に変化させるパラメータおよびその変化量（例えば、管電圧の変化量ΔＶ）も併せて保持される。
【００９０】
すなわち、撮影条件設定部４１０は、ステップＳ１１０３において算出された推定被ばく量が当該閾値以下であれば、ステップＳ１１０６へ移行して計測を実行することを許可する。一方、閾値以上であれば、撮影条件設定部４１０は、管電圧を現在値からΔＶだけ減算し、ステップＳ１１０２から処理を繰り返す。
【００９１】
［推定被ばく量算出処理の流れ］
次に、ステップＳ１１０３の推定被ばく量算出処理の流れを図８に従って説明する。ここでは、エネルギー範囲の幅をΔＥ、エネルギー範囲数（区分数）をＮとする。
【００９２】
まず、被ばく量推定部４４０は、計測制御部４２０、データ収集部４３０に指示をし、その時点の撮影条件で、被写体１０１無しでＸ線を照射して検出したＸ線を計数し、計数情報を得る（ステップＳ１２０１）。スペクトル取得部４４１は、計数情報に基づき、スペクトル（各エネルギー範囲のエネルギー値（Ｘ線強度））を取得する（ステップＳ１２０２）。
【００９３】
次に、推定被ばく量算出部４４２は、全エネルギー範囲の推定被ばく量を算出する。ここでは、まず、カウンタｉを初期化（ｉ＝１）する（ステップＳ１２０３）。
【００９４】
そして、推定被ばく量算出部４４２は、ｉ番目のエネルギー範囲、すなわち、（ｉ−１）・ΔＥからｉ・ΔＥの間のエネルギー範囲（帯域）の、推定被ばく量ＥｓＤ（ｉΔＥ）を算出する（ステップＳ１２０４）。算出は、上述のように、当該エネルギー範囲（帯域）の、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０に保持される帯域単位被ばく量Ｄ（ｉΔＥ）に、当該エネルギー範囲のスペクトルＳ（ｉΔＥ）を乗算することにより行う。
【００９５】
そして、推定被ばく量算出部４４２は、算出したｉ番目のエネルギー範囲（帯域）の推定被ばく量ＥｓＤ（ｉΔＥ）を、全エネルギー範囲の推定被ばく量ＥｓＤallに加算する（ステップＳ１２０５）。
【００９６】
以上の処理を、推定被ばく量算出部４４２は、カウンタｉが、全区分数Ｎより大きくなるまで繰り返す（ステップＳ１２０６、Ｓ１２０７）。そして、カウンタｉがＮ＋１になった時点での推定被ばく量ＥｓＤallを、推定被ばく量とし、処理を終了する。
【００９７】
なお、上記推定被ばく量算出処理では、エネルギー範囲毎に、算出した推定被ばく量ＥｓＤ（ｉΔＥ）を、それまでに算出したＥｓＤallに加算することにより、全エネルギー範囲の推定被ばく量を得ているが、この処理に限定されない。例えば、全エネルギー範囲毎にそれぞれ推定被ばく量ＥｓＤ（ｉΔＥ）を算出後、各推定被ばく量を合算するよう構成してもよい。
【００９８】
［補正部］
なお、被ばく量推定部４４０は、図３に示すように、さらに、補正部４４３を備えてもよい。この補正部４４３は、推定被ばく量算出部４４２が算出した推定被ばく量における散乱線の影響を補正する。本実施形態では、補正部４４３は、スペクトル取得部４４１が取得した、第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲のエネルギー値から、散乱線量を減算することにより補正する。
【００９９】
まず、散乱線補正の必要性について簡単に記す。被写体１０１が無い場合でも、図２のようにＸ線検出器３２１の検出素子３２２の前面にあるコリメータ３２３で散乱した散乱線や、図示していないがＸ線検出器３２１の背面にある基板などからの後方散乱線がＸ線検出器３２１に入射する。通常の場合は、これらの散乱線は、全体に広がるため、画質への影響はやや空間分解能を低下させるだけである。しかし、被ばく見積もりの時には、これらの散乱線により、被ばく量が増加したように見える。このため、照射以上の被ばくを受けたと誤解を招く要因となる。そこで、コリメータ３２３やＸ線検出器３２１背面にある基板からＸ線検出器３２１に入射する散乱線量を算出し、散乱線を除く必要がある。
【０１００】
散乱線量は、例えば、コリメータ３２３や検出素子３２２背面の基板などを含んだモンテカルロシミュレーションで各検出素子３２２に入射する各エネルギー範囲区分の散乱線量を計算することにより、見積もる。
【０１０１】
従って、散乱線の影響を補正する場合、スペクトル取得部４４１が第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲のエネルギー値（計測Ｘ線量）を取得すると、補正部４４３は、モンテカルロシミュレーションで各検出素子３２２に入射する散乱線量を、各エネルギー範囲について算出する。そして、補正部４４３は、エネルギー範囲毎に、計測Ｘ線量から散乱線量をそれぞれ減算し、補正後の線量を得る。
【０１０２】
そして、推定被ばく量算出部４４２は、補正後の線量を用いて被ばく量を推定する。すなわち、補正後の線量を、上記式（３）のＳ（ｉΔＥ）とし、推定被ばく量ＥｓＤallを算出する。このように、補正部４４３を備えることにより、より精度よく推定被ばく量を算出できる。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態のＰＣＣＴ装置１００は、Ｘ線を照射するＸ線照射部３１０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線検出器３２１と、前記Ｘ線検出器３２１で検出したＸ線に由来するＸ線フォトンを、予め定めた第一のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎に計数し、当該エネルギー範囲毎の計数情報を得るデータ収集部４３０と、ユーザが設定した撮影条件に応じて、被写体１０１の推定被ばく量を得る被ばく量推定部４４０と、を備え、前記被ばく量推定部４４０は、前記撮影条件に従って前記Ｘ線照射部３１０から照射されたＸ線のエネルギー分布であるスペクトルを、前記第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲の計数情報から得るスペクトル取得部４４１と、Ｘ線の、予め定めた第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、単位強度あたりの被ばく量データである帯域単位被ばく量データと、前記スペクトルとを用いて、前記推定被ばく量を算出する推定被ばく量算出部４４２と、を備える。
【０１０４】
前記第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、前記帯域単位被ばく量データを保持する帯域単位被ばく量データベース４７０を備えてもよい。
そして、前記帯域単位被ばく量データベース４７０は、複数の異なるエネルギーの放射性線源を用いて算出した被ばく量を補間することにより作成されてもよい。
また、前記被ばく量推定部４４０は、前記算出した推定被ばく量における散乱線の影響を補正する補正部４４３をさらに備えてもよい。
算出した前記推定被ばく量を表示する表示装置をさらに備えてもよい。そして、前記表示装置には、前記Ｘ線のスペクトルがさらに表示されてもよい。
【０１０５】
このように、本実施形態によれば、ＰＣＣＴ装置１００において、照射されるＸ線のスペクトル形状によらず、簡易な構成で、精度よく被ばく量を推定できる。従って、たとえ、フィルタ等を用いて、照射スペクトル形状が変化した場合であっても、撮影条件に応じて精度よく被ばく量を見積もることができ、被写体１０１の被ばく量管理の精度が高まる。これに伴い、効率よく検査を実行できる。
【０１０６】
＜変形例その１＞
上記実施形態では、ＰＣＣＴ装置１００に設定されるエネルギービンの各エネルギー範囲（第一のエネルギー範囲区分によるエネルギー範囲）と、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の、各エネルギー範囲（第二のエネルギー範囲区分によるエネルギー範囲）とは一致しているものとして説明している。
【０１０７】
すなわち、上記実施形態では、データ収集部４３０は、単位帯域ΔＥ毎に、エネルギービンを設定し、Ｘ線フォトンを計数し、スペクトル取得部４４１は、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の各エネルギー範囲に合致したエネルギー範囲毎に、Ｘ線強度を得、スペクトルを得る。
【０１０８】
しかしながら、実際は、エネルギービンの帯域幅（エネルギー範囲幅）ΔＢは、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の各エネルギー範囲幅ΔＥとは異なる。本変形例では、このような場合の処理手法について説明する。
【０１０９】
例えば、上述のように、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０のエネルギー範囲幅は１ｋｅＶとしている。しかしながら、ＰＣＣＴ装置１００のエネルギービンの帯域幅を１ｋｅＶとすると、データ量が膨大となる。例えば、Ｘ線管３１１の最大エネルギーが１２０ｋｅＶとすると、１２０のエネルギービンが必要となるとともに、スペクトル取得部４４１は、１２０のエネルギー帯に、Ｘ線フォトンを弁別する。その後の計測処理においても同様である。
【０１１０】
つまり、ＰＣＣＴ装置１００では、エネルギービンの数に応じて、転送するデータ量が増大し、その分、処理量も増大する。このため、転送データ量および処理量を所定量以内に収めるため、一般に、図９に示すように、エネルギー帯幅ΔＢは、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０のエネルギー範囲幅ΔＥよりも大きく設定される（ΔＢ＞ΔＥ）ことが多い。図９では、ΔＢがΔＥの１０倍である場合を例示する。
【０１１１】
このように、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０のエネルギー範囲幅ΔＥと、ＰＣＣＴ装置１００のエネルギービン幅（エネルギー帯幅）ΔＢとが異なる場合、特に、エネルギービン幅ΔＢが、エネルギー範囲幅ΔＥより大きい場合、推定被ばく量算出部４４２は、両者の幅を合わせてから、乗算を行う。
【０１１２】
すなわち、ΔＢとΔＥとが異なる場合、推定被ばく量算出部４４２は、計数情報および帯域単位被ばく量データのいずれか一方を他方のエネルギー範囲区分で取得した値に換算し、推定被ばく量を算出する。
【０１１３】
換算の手法として、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の各帯域単位被ばく量を、エネルギービンの各エネルギー範囲の値に換算する手法（第一の手法）と、スペクトル取得部４４１が取得したエネルギービンのエネルギー範囲毎のＸ線強度を、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の各エネルギー範囲の値に換算する手法（第二の手法）とがある。
【０１１４】
第一の手法では、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の、第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲分の帯域単位被ばく量の平均値を算出し、第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲の帯域単位被ばく量とする。
【０１１５】
例えば、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の、エネルギー範囲幅ΔＥが１ｋｅＶとすると、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０には、０〜１ｋｅＶ、１〜２ｋｅＶ、２〜３ｋｅＶ、・・・、９〜１０ｋｅＶ、１０〜１１ｋｅＶ、・・・の各エネルギー範囲の、帯域単位被ばく量Ｄが保持される。また、ＰＣＣＴ装置１００のエネルギー範囲幅ΔＢを１０ｋｅＶ、最大管電圧を１２０ｋｅＶとすると、スペクトル取得部４４１は、０〜１０ｋｅＶ、１０〜２０ｋｅＶ、２０〜３０ｋｅＶ、・・・、１１０〜１２０ｋｅＶの各エネルギー範囲のＸ線強度を取得する。
【０１１６】
推定被ばく量算出部４４２は、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の、０〜１ｋｅＶ、１〜２ｋｅＶ、２〜３ｋｅＶ、・・・、９〜１０ｋｅＶの１０個の帯域単位被ばく量を抽出し、これらの平均値を計算し、エネルギー範囲０〜１０ｋｅＶの、帯域単位被ばく量とする。他のエネルギー範囲についても、同様の計算を行い、第一のエネルギー範囲区分による各エネルギー範囲の帯域単位被ばく量を得る。
【０１１７】
第二の手法では、推定被ばく量算出部４４２は、スペクトル取得部４４１が取得した、第一のエネルギー範囲区分による各エネルギー範囲のＸ線強度から、より細かいエネルギー範囲のＸ線強度を、補間により得る。まず、第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲の中間エネルギー値の、第二のエネルギー範囲区分によるエネルギー範囲の値を、定める。そして、これらを用いて、補間により、他の第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲の値を算出する。
【０１１８】
例えば、第一のエネルギー範囲区分によるエネルギー範囲幅ΔＢが１０ｋｅＶ、第二のエネルギー範囲区分によるエネルギー範囲幅ΔＥが１ｋｅＶとする。このとき、推定被ばく量算出部４４２は、スペクトル取得部４４１が取得した各エネルギー範囲幅のＸ線強度を、１/１０のエネルギー範囲幅のＸ線強度に換算する。
【０１１９】
この場合、例えば、０〜１０ｋｅＶの範囲のスペクトルについては、中間値の５ｋｅＶ付近の１ｋｅＶ刻みのエネルギー範囲のＸ線強度を、当初の値の１／１０とする。以下、１０〜２０ｋｅＶについては１５ｋｅＶの付近の１ｋｅＶ刻みのエネルギー範囲のＸ線強度を、当初の値の１/１０に、２０ｋｅＶ〜３０ｋｅＶについては２５ｋｅＶ付近の１ｋｅＶ刻みのエネルギー範囲のＸ線強度を、当初の値の１／１０とする。求めた、各５ｋｅＶ、１５ｋｅＶ、２５ｋｅＶ、・・・のＸ線強度から、補間により、全範囲の、１ｋｅＶ刻みの各エネルギー範囲のＸ線強度を求める。
【０１２０】
このとき、０ｋｅＶはエネルギーがない状態なのでその状態のＸ線フォトンによるＸ線強度は０である。また、最大管電圧（例えば、１２０ｋＶとする）では、この管電圧を超えるＸ線は発生しない。そのため、最大管電圧におけるＸ線フォトンのＸ線強度も０とする。これらの境界値と５ｋｅＶ、１５ｋｅＶ、・・・の各Ｘ線強度から内挿により、各エネルギー範囲のＸ線強度を得る。内挿は、例えば、直線補間、スプライン関数を用いた補間、等により行う。
【０１２１】
本変形例によれば、エネルギービン幅ΔＢが、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０のエネルギー幅ΔＥと異なる場合であっても、精度よく、被ばく量を推定できる。ＰＣＣＴ装置１００において、帯域単位被ばく量と同等のエネルギー範囲単位で計数できない場合であっても、スペクトル形状によらず、精度よく被ばく量を推定できる。
【０１２２】
また、エネルギービン幅ΔＢを自由に設定できるため、広く設定することによりスペクトルを求める際に、転送データ量を低減できる。
【０１２３】
なお、更なる変形例として、スペクトル取得後に換算するのではなく、計測時に、計測毎に、計測するエネルギー範囲を変えることにより、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０のエネルギー範囲に合致するスペクトルを得るよう構成してもよい。
【０１２４】
すなわち、例えば、エネルギービン数を１２個とする。この１２個のエネルギービンを用い、１回目の計測では、０〜１２ｋｅＶのエネルギー範囲で計測し、各エネルギービンにおいて、それぞれ、０〜１ｋｅＶ、１〜２ｋｅＶ、・・・１１〜１２ｋｅＶのエネルギー帯のＸ線フォトンを計数する。また、２回目の計測では、１２〜２４ｋｅＶのエネルギー範囲で計測し、各エネルギービンにおいて、それぞれ、１２〜１３ｋｅＶ、１３〜１４ｋｅＶ、・・・、２３〜２４ｋｅＶのエネルギー帯のＸ線フォトンを計数する。これを１０回繰り返すことにより、０〜１２０ｋｅＶのエネルギー範囲の計測を実現する。
【０１２５】
計測制御部４２０がこのように計測を制御することにより、同じエネルギービン数で、より細かいエネルギー帯幅の計測を実現できる。従って、エネルギービン数が少ないＰＣＣＴ装置であっても、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０と同等のエネルギー範囲毎のＸ線強度を得ることができ、推定被ばく量算出部４４２は、高精度な推定被ばく量を算出できる。
【０１２６】
＜変形例その２＞
上記実施形態では、被ばく量の確認は、推定被ばく量のみを用いて行う。しかしながら、これに限定されない。例えば、その撮影条件で取得される画像も、参考データとしてユーザに合わせて提示し、判断を仰ぐよう構成してもよい。
【０１２７】
この場合、演算部４００は、図１０（ａ）に示すように、撮影条件に対応づけて取得した画像を保持する画像データベース（画像ＤＢ）４９０をさらに備える。画像ＤＢ４９０は、ＨＤＤ装置４０３に構築される。
【０１２８】
［画像データベース］
画像ＤＢ４９０は、画像を取得する毎に、当該画像を取得した撮影条件に対応づけて取得した画像データを格納することにより作成される。本変形例では、図１０（ａ）に例示するように、画像ＤＢ４９０には、撮影条件のうち、画質に影響のある撮影条件に対応づけて、画質を特定可能な画像データが保持される。
【０１２９】
画質を特定可能な画像データとして、例えば、過去に当該撮影条件で取得した画像データを保持する。また、画質に影響のある撮影条件は、例えば、管電圧、管電流、Ｘ線フィルタ３１２の形状、ボウタイフィルタ３１３の形状などがある。
【０１３０】
なお、画像ＤＢ４９０に保持される画像データは、さらに、被写体１０１の体格情報にも関連付けられていてもよい。被写体１０１の体格情報には、例えば、身長、体重、腹囲、胸囲などがある。また、格納時に同じ撮影条件で既に画像が保持されている場合は、最新のものに更新するよう構成してもよい。
【０１３１】
本変形例においては、被ばく量推定部４４０は、上記ステップＳ１１０４において、設定された前記撮影条件に応じて前記画像データベースに保持される画像を、推定被ばく量とともにユーザに提示する。提示される画像データは、その時点の撮影条件に対応づけて画像ＤＢ４９０に保持される画像データである。
【０１３２】
図１０（ｂ）に表示される画面例７１０を示す。本図に示すように、この場合、推定被ばく量７１１と、画像データ７１２とがユーザに提示される。なお、上述のように、さらに、スペクトルを表示するよう構成してもよい。
【０１３３】
本変形例の場合、ユーザは、両者が満足のいくものである場合、ステップＳ１１０５において、可として撮影を行うよう指示し、そうでない場合は、不可と指示する。この場合、ステップＳ１１０１へ戻り、撮影条件を変更する。
【０１３４】
この変形例では、ユーザに、推定被ばく量と画質イメージとを同時に提示する。従って、ユーザはこれらを同時に把握できる。従って、ユーザは、得られる画像の診断能が把握でき、線量不足による無効被曝を防ぐことができる。
【０１３５】
＜変形例その３＞
また、演算部４００は、撮影条件に対応づけて算出した推定被ばく量を保持する推定被ばく量データベース（推定被ばく量ＤＢ）４８０をさらに備えてもよい。この場合、被ばく量推定部４４０は、Ｘ線のスペクトルの取得に先立ち、推定被ばく量ＤＢ４８０を参照し、設定された撮影条件に対応づけて推定被ばく量が保持されている場合、当該保持されている推定被ばく量を、被写体の推定被ばく量として得る。
【０１３６】
すなわち、撮影条件設定部４１０により設定された撮影条件に対応づけた推定被ばく量が推定被ばく量ＤＢ４８０に保持されている場合は、被ばく量推定部４４０は、推定被ばく量を算出せず、推定被ばく量ＤＢ４８０から取得する。
【０１３７】
この推定被ばく量ＤＢ４８０の例を図１０（ｃ）に示す。本図に示すように、推定被ばく量ＤＢ４８０には、撮影条件に対応づけて、推定被ばく量が格納される。この推定被ばく量ＤＢ４８０は、被ばく量推定部４４０が、推定被ばく量を算出する毎に、当該推定被ばく量を算出する際に設定された撮影条件に対応づけて、算出した推定被ばく量を保持することにより、作成する。推定被ばく量ＤＢ４８０は、ＨＤＤ装置４０３に構築される。
【０１３８】
この場合、撮影条件が入力されると、被ばく量推定部４４０は、スペクトルを取得する前に、まず、設定された撮影条件に合致する撮影条件が、推定被ばく量ＤＢ４８０に記憶されているか判別する。そして、記憶されている場合は、上記手法で算出する代わりに、推定被ばく量ＤＢ４８０から、記憶されている推定被ばく量を抽出し、これを処理に用いる。
【０１３９】
これにより、撮影条件が設定される毎に推定被ばく量を算出する必要がなく、推定被ばく量算出に係る時間を短縮できる。
【０１４０】
なお、上記実施形態および各変形例では、演算部４００は、ＰＣＣＴ装置１００が備えるものとして説明したが、この構成に限定されない。例えば、ＰＣＣＴ装置１００と、データの送受信が可能な、ＰＣＣＴ装置１００とは独立した情報処理装置上に構築されていてもよい。
【０１４１】
また、ＵＩ部２００も同様に、ＰＣＣＴ装置１００と情報の送受信が可能な、独立した構成としてもよい。
【０１４２】
さらに、ＵＩ部２００と演算部４００とは、１つの情報処理装置で実現されてもよい。
【０１４３】
また、本実施形態のＰＣＣＴ装置１００では、面内の空間分解能を向上させるためにＦＦＳ（Ｆｌｙｉｎｇ  ｆｏｃａｌ  ｓｐｏｔ）撮影を行ってもよい。ＦＦＳ撮影を行う場合、Ｘ線管３１１の焦点位置移動方法については、被写体１０１の分解能に応じて決定され、撮影条件として設定される。
【符号の説明】
【０１４４】
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、３３０：ガントリ、３３１：開口部、３３２：回転板、３４０：制御部、３４１：照射制御器、３４２：ガントリ制御器、３４３：テーブル制御器、３４４：検出制御器、４００：演算部、４０１：中央処理装置、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、４４０：被ばく量推定部、４４１：スペクトル取得部、４４２：推定被ばく量算出部、４４３：補正部、４５０：画像生成部、４７０：帯域単位被ばく量ＤＢ、４８０：推定被ばく量ＤＢ、４９０：画像ＤＢ、６０１：Ｘ線計測器、６１０：ファントム、７１０：画面例、７１１：推定被ばく量、７１２：画像データ
【図１】
2016039054.tif 000006
【図２】
2016039054.tif 000007
【図３】
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【図４】
2016039054.tif 000009
【図５】
2016039054.tif 000010
【図６】
2016039054.tif 000011
【図７】
2016039054.tif 000012
【図８】
2016039054.tif 000013
【図９】
2016039054.tif 000014
【図１０】
2016039054.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月21日(2017.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
実測により得られるＣＴＤＩ値は、照射Ｘ線のエネルギー点（Ｅ）における離散値である。本実施形態の帯域単位被ばく量ＤＢ４７０では、この離散値を、各エネルギー範囲の帯域単位被ばく量とする。本実施形態では、エネルギー点Ｅの照射Ｘ線を用いて実測されたＣＴＤＩ値Ｄ（Ｅ）を、エネルギー点Ｅを中心とした、±ΔＥ／２の幅のエネルギー範囲の、帯域単位被ばく量とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
エネルギー帯域幅をΔＥとすると、本実施形態では、各エネルギー範囲Ｅ１（０〜ΔＥｋｅＶ）、Ｅ２（ΔＥ〜２ΔＥｋｅＶ）、・・・、Ｅｎ（（ｎ−１）ΔＥ〜ｎΔＥｋｅＶ）、・・・Ｅ１４０（１３９ΔＥ〜１４０ΔＥｋｅＶ）のＸ線によるＣＴＤＩ値を、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０に格納する。このとき、各エネルギー範囲のＣＴＤＩ値は、図５（ｂ）に示すように、ΔＥ/２、ΔＥ+ΔＥ/２、・・・（ｎ−１）ΔＥ+ΔＥ/２、１３９ΔＥ+ΔＥ/２の各エネルギーのＸ線によるＣＴＤＩ値とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
また、各エネルギー範囲の被ばく量は、予め定めた単位照射強度のＸ線によるものでなくてもよい。個々に異なる強度のＸ線によるものであってもよい。この場合、被ばく量を算出した際に用いたＸ線強度も、併せて帯域単位被ばく量ＤＢ４７０に格納する。そして、推定被ばく量は、そのデータ取得時のＸ線強度を加味して算出する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
［推定被ばく量算出部］
推定被ばく量算出部４４２は、Ｘ線の、予め定めた第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲（エネルギー帯域）毎の、単位照射強度あたりの被ばく量データである帯域単位被ばく量データと、スペクトル取得部４４１が取得したスペクトルとを用いて、推定被ばく量を算出する。すなわち、帯域単位被ばく量ＤＢ４７０の値と、スペクトル取得部４４１が取得したスペクトルとを用いて、設定された撮影条件で撮影した場合の、被写体１０１の被ばく量（推定被ばく量）を算出する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態のＰＣＣＴ装置１００は、Ｘ線を照射するＸ線照射部３１０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線検出器３２１と、前記Ｘ線検出器３２１で検出したＸ線に由来するＸ線フォトンを、予め定めた第一のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎に計数し、当該エネルギー範囲毎の計数情報を得るデータ収集部４３０と、ユーザが設定した撮影条件に応じて、被写体１０１の推定被ばく量を得る被ばく量推定部４４０と、を備え、前記被ばく量推定部４４０は、前記撮影条件に従って前記Ｘ線照射部３１０から照射されたＸ線のエネルギー分布であるスペクトルを、前記第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲の計数情報から得るスペクトル取得部４４１と、Ｘ線の、予め定めた第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、単位照射強度あたりの被ばく量データである帯域単位被ばく量データと、前記スペクトルとを用いて、前記推定被ばく量を算出する推定被ばく量算出部４４２と、を備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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線検出器と、
前記Ｘ線検出器で検出したＸ線に由来するＸ線フォトンを、予め定めた第一のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎に計数し、当該エネルギー範囲毎の計数情報を得るデータ収集部と、
ユーザが設定した撮影条件に応じて、被写体の推定被ばく量を得る被ばく量推定部と、を備え、
前記被ばく量推定部は、
前記撮影条件に従って前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線のエネルギー分布であるスペクトルを、前記第一のエネルギー範囲区分の各エネルギー範囲の計数情報から得るスペクトル取得部と、
Ｘ線の、予め定めた第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、単位照射強度あたりの被ばく量データである帯域単位被ばく量データと、前記スペクトルとを用いて、前記推定被ばく量を算出する推定被ばく量算出部と、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、
前記第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、前記帯域単位被ばく量データを保持する帯域単位被ばく量データベースを備えること
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、
前記被ばく量推定部は、前記算出した推定被ばく量における散乱線の影響を補正する補正部をさらに備えること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項４】
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、
前記帯域単位被ばく量データベースは、複数の異なるエネルギーの放射性線源を用いて算出した被ばく量を補間することにより作成されること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項５】
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、
算出した前記推定被ばく量を撮影条件に対応づけて保持する推定被ばく量データベースをさらに備え、
前記被ばく量推定部は、前記スペクトルの取得に先立ち、前記推定被ばく量データベースを参照し、設定された前記撮影条件に対応づけて前記推定被ばく量が保持されている場合、当該保持されている推定被ばく量を前記被写体の推定被ばく量として得ること
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１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記推定被ばく量算出部は、前記計数情報および前記帯域単位被ばく量データのいずれか一方を他方のエネルギー範囲区分で取得した値に換算し、前記推定被ばく量を算出すること
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、
算出した前記推定被ばく量を表示する表示装置をさらに備えること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項８】
請求項７記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
前記表示装置には、前記スペクトルがさらに表示されること
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７記載のフォトンカウンティングＣＴ装置であって、
撮影条件毎に取得した画像を保持する画像データベースをさらに備え、
前記表示装置には、設定された前記撮影条件に応じて前記画像データベースに保持される画像をさらに表示すること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置。
【請求項１０】
ユーザが設定した撮影条件に従って照射されるＸ線を検出し、
前記検出したＸ線に由来するＸ線フォトンを、予め定めた第一のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎に計数し、当該エネルギー範囲毎の計数情報を得、
前記計数情報から前記Ｘ線のエネルギー分布であるスペクトルを得、
Ｘ線の、予め定めた第二のエネルギー範囲区分のエネルギー範囲毎の、単位照射強度あたりの被ばく量データである帯域単位被ばく量データと、前記スペクトルとを用いて、前記撮影条件における推定被ばく量を算出すること
を特徴とするフォトンカウンティングＣＴ装置における推定被ばく量算出方法。
【国際調査報告】
2016039054.tif 000016
2016039054.tif 000017
2016039054.tif 000018