(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＸ線管電圧のＸ線を発生するＸ線発生部と、
Ｘ線管電圧切換信号により切り換えられた各Ｘ線管電圧のＸ線によるＸ線投影データを、データ収集信号で同期して収集するデータ収集部と、
を備えたＸ線ＣＴ装置であって、
Ｘ線管電圧切換信号における各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングが所定時間遅れるように、Ｘ線管電圧切換タイミング及びデータ収集開始タイミングを制御する制御部を備え、
前記所定時間の遅れは、同じ撮影条件下において前記各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングと前記各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングとを同時とした場合に比べ、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成された異なる物質の強調断層像のコントラストが大きくなる、または、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データからそれぞれ画像再構成された各Ｘ線管電圧の断層像における特定の物質の画素値の比が大きくなるような遅れである
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記制御部は、Ｘ線管電圧切換信号における各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングを遅らせるように、データ収集信号を基準にしてＸ線管電圧切換信号を発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記制御部は、Ｘ線管電圧切換信号における各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングを遅らせるように、Ｘ線管電圧切換信号を基準にしてデータ収集信号を発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから前記各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間は、いずれのＸ線管電圧への切換時においても同じである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記複数のＸ線管電圧は、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧とからなり、前記第一Ｘ線管電圧から前記第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングからデータ収集開始タイミングまでの時間は、前記第二Ｘ線管電圧から前記第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングからデータ収集開始タイミングまでの時間と異なる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから前記各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間を設定するための設定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから前記各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成された異なる物質の強調断層像のコントラストに基づいて決定されたものである
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データからそれぞれ画像再構成された各Ｘ線管電圧の断層像における特定の物質の画素値の比に基づいて決定されたものである
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングは、前記データ収集部によるデータ収集積分開始タイミングである 
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線発生部の回転角度を検出するためのパルス信号発生部を備えており、前記各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから前記各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間は、前記パルス信号発生部で発生するパルス信号のパルス幅の等倍又は複数倍となっている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
クロックパルス発生部を備えており、前記各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから前記各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間は、前記クロックパルス発生部で発生するクロックパルス信号のパルス幅と等倍又は複数倍となっている
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記制御部は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データにおけるノイズ又は各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成された各Ｘ線管電圧の断層像におけるノイズが等しくなるように、各Ｘ線管電圧において異なるデータ収集時間となるように制御する
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記制御部は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データにおけるノイズ又は各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成された各Ｘ線管電圧の断層像におけるノイズが等しくなるように、Ｘ線管電圧切換タイミングから次の切換タイミングまでの時間がＸ線管電圧毎に異なるように制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、特に複数のＸ線管電圧のＸ線を用いた撮影を行うＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多列Ｘ線検出器又はフラットパネルに代表されるマトリックス構造の２次元Ｘ線エリア検出器に代表されるＸ線ＣＴ装置において、複数のＸ線管電圧における断層像よりＸ線吸収係数のＸ線管電圧依存性の差を画像化する、いわゆるデュアルエネルギー撮影（Ｄｕａｌ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｃａｎ）の技術が存在している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このようなデュアルエネルギー撮影についてもう少し具体的に説明すると、Ｘ線管からは、複数のＸ線管電圧として第一Ｘ線管電圧の第一Ｘ線と第二Ｘ線管電圧の第二Ｘ線とを発生させ、データ収集装置において複数の各々のＸ線管電圧のＸ線投影データを収集する。そして、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データと、第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データとに基づいて、前記第一Ｘ線管電圧と前記第二Ｘ線管電圧のそれぞれにおけるＸ線吸収係数のＸ線管電圧依存性の差を画像化する。これにより、デュアルエネルギー撮影における画像として、ある物質の等価画像が得られ、Ｘ線管電圧を変化させないで撮影を行った場合にはＣＴ値が近くて得られた画像において判別できないような異なる複数の物質について、デュアルエネルギー撮影における画像上でコントラストをつけることができる。
【特許文献１】特開２００６−６５３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、デュアルエネルギー撮影によって得られた画像のコントラストは、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値（データ収集装置において、第一Ｘ線管電圧時にデータ収集積分して得られたデータ値）と第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値（データ収集装置において、第二Ｘ線管電圧時にデータ収集積分して得られたデータ値）との差が大きいほど大きくなる。
【０００５】
ところで、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の切換えは、ビュー（ｖｉｅｗ）毎又は数ビュー毎に行われ、Ｘ線管電圧切換信号により行われるようになっている。また、前記各Ｘ線投影データの収集を行うデータ収集部へは、データ収集信号が入力されて前記Ｘ線投影データの収集が行われるようになっている。前記データ収集信号は、前記Ｘ線管電圧切換信号と同期しており、このＸ線管電圧切換信号におけるＸ線管電圧切換タイミングになると同時に、Ｘ線投影データの収集が開始されるようになっている。
【０００６】
しかし、Ｘ線発生部における高圧発生器からＸ線管までの高圧ケーブルなどの電気容量による時間遅れ、Ｘ線管におけるＸ線管電圧変化したＸ線出力の応答遅れ、Ｘ線検出器における応答性の時間遅れにより、Ｘ線管電圧切換信号におけるＸ線管電圧切換タイミングになってから、切り換わったＸ線管電圧に応じたＸ線検出器の出力になるまでの間には時間遅れがある。従って、上述したようにＸ線管電圧切換信号におけるＸ線管電圧切換タイミングになると同時に、Ｘ線投影データの収集を開始するようになっていると、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値と第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値との差が小さくなり、得られたデュアルエネルギー撮影の断層像において、異なる物質の各Ｘ線管電圧ごとのコントラストがはっきりと出ないことになる。
【０００７】
本発明の目的は、得られる画像のコントラストを大きくすることができるようにＸ線データ収集制御を最適化したＸ線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】
【０００８】
この発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、第１の観点の発明は、複数のＸ線管電圧のＸ線を発生するＸ線発生部と、Ｘ線管電圧切換信号により切り換えられた各Ｘ線管電圧のＸ線によるＸ線投影データを、データ収集信号で同期して収集するデータ収集部と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、Ｘ線管電圧切換信号における各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングが撮影条件に応じて所定時間遅れるように、Ｘ線管電圧切換タイミング及びデータ収集開始タイミングを制御する制御部を備えることを特徴とする。
【０００９】
第２の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記所定時間の遅れは、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて制御されたものであることを特徴とする。
【００１０】
第３の観点の発明は、第１又は第２の観点の発明において、前記制御部は、Ｘ線管電圧切換信号における各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングを遅らせるように、データ収集信号を基準にしてＸ線管電圧切換信号を発生させることを特徴とする。
【００１１】
第４の観点の発明は、第１又は第２の観点の発明において、前記制御部は、Ｘ線管電圧切換信号における各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングを遅らせるように、Ｘ線管電圧切換信号を基準にしてデータ収集信号を発生させることを特徴とする。
【００１２】
第５の観点の発明は、第１〜４のいずれか一の観点の発明において、前記所定時間の遅れは、いずれのＸ線管電圧への切換時においても同じであることを特徴とする。
【００１３】
第６の観点の発明は、第１〜４のいずれか一の観点の発明において、前記所定時間の遅れは、各Ｘ線管電圧への切換時ごとに異なることを特徴とする。
【００１４】
第７の観点の発明は、第１〜６のいずれか一の観点の発明において、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間を設定するための設定手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
第８の観点の発明は、第７の観点の発明において、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成された異なる物質の強調断層像のコントラストが比較的大きくなるように、前記設定手段により設定される
ことを特徴とする。
【００１６】
第９の観点の発明は、第７の観点の発明において、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データからそれぞれ画像再構成された各Ｘ線管電圧の断層像における特定の物質の画素値の比が比較的大きくなるように、前記設定手段により設定されることを特徴とする。
【００１７】
第１０の観点の発明は、第１〜９のいずれか一の観点の発明において、各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングは、前記データ収集部によるデータ収集積分開始タイミングであることを特徴とする
【００１８】
第１１の観点の発明は、第１〜１０のいずれか一の観点の発明において、前記Ｘ線発生部の回転角度を検出するためのパルス信号発生部を備えており、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間は、前記パルス信号発生部で発生するパルス信号のパルス幅の等倍又は複数倍となっている。
【００１９】
第１２の観点の発明は、第１〜１０のいずれか一の観点の発明において、クロックパルス発生部を備えており、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間は、前記クロックパルス発生部で発生するクロックパルス信号のパルス幅と等倍又は複数倍となっている
ことを特徴とする。
【００２０】
第１３の観点の発明は、第１〜１２のいずれか一の観点の発明において、前記制御部は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データにおけるノイズ又は各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成された各Ｘ線管電圧の断層像におけるノイズが等しくなるように、各Ｘ線管電圧において異なるデータ収集時間となるように制御することを特徴とする。
【００２１】
第１４の観点の発明は、第１３の観点の発明において、前記制御部は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データにおけるノイズ又は各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成された各Ｘ線管電圧の断層像におけるノイズが等しくなるように、Ｘ線管電圧切換タイミングから次の切換タイミングまでの時間がＸ線管電圧毎に異なるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
第１の観点の発明によれば、前記制御部は、Ｘ線管電圧切換タイミングに対して、各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングが撮影条件に応じて所定時間遅れるように、Ｘ線管電圧切換タイミング及びデータ収集開始タイミングを制御するので、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差を最適化して大きくすることができる。これにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成した画像において、異なる物質のコントラストを大きくすることができる。
【００２３】
第２の観点の発明によれば、前記所定時間の遅れが各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて制御され、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差ができるだけ大きくなるように、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングを遅らせることにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成した画像において、異なる物質のコントラストをより大きくすることができる。
【００２４】
第３の観点の発明によれば、Ｘ線管電圧切換信号における各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングを遅らせるように、データ収集信号を基準にしてＸ線管電圧切換信号を発生させることにより、各Ｘ線管電圧のデータ収集を各Ｘ線管電圧への切り換えから遅らせて行うことができる。
【００２５】
第４の観点の発明によれば、Ｘ線管電圧切換信号における各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号における各Ｘ線管電圧のデータ開始収集タイミングを遅らせるように、Ｘ線管電圧切換信号を基準にしてデータ収集信号を発生させることにより、各Ｘ線管電圧のデータ収集を各Ｘ線管電圧への切り換えから遅らせて行うことができる。
【００２６】
第５の観点の発明によれば、各Ｘ線管電圧への切換時における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングの応答特性がそれぞれ同じである場合に、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができる。
【００２７】
第６の観点の発明によれば、各Ｘ線管電圧への切換時における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングの応答特性が、各Ｘ線管電圧毎に異なっている場合に、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができる。
【００２８】
第７の観点の発明によれば、前記設定手段により、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間を、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差ができるだけ大きくなるような最適値に設定することができる。
【００２９】
第８の観点の発明によれば、前記設定手段で、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間を、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて画像再構成された異なる物質の強調断層像のコントラストが比較的大きくなるように設定することにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができる。
【００３０】
第９の観点の発明によれば、前記時間差が、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データからそれぞれ画像再構成された各Ｘ線管電圧の断層像における特定の物質の画素値の比の差が比較的大きくなるように設定されることにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができる。
【００３１】
第１０の観点の発明によれば、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、前記データ収集部によるデータ収集積分開始タイミングを所定時間遅らせることができる。
【００３２】
第１１の観点の発明によれば、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間を、前記パルス信号発生部で発生するパルス信号と等倍又は複数倍として各Ｘ線管電圧のデータ収集を行うことにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができる。
【００３３】
第１２の観点の発明によれば、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングまでの時間を、前記クロックパルス発生部で発生するクロックパルス信号のパルス幅と等倍又は複数倍として各Ｘ線管電圧のデータ収集を行うことにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができる。
【００３４】
第１３の観点の発明によれば、Ｘ線管電圧及びこれに対応するＸ線管電流の大きさの違いによるＸ線フォトン数の違いが、データ収集時間で調節されることにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データ又は各Ｘ線管電圧の断層像のＳ／Ｎをほぼ等しくするように最適化することができるので、画質を良好なものとすることができる。
【００３５】
第１４の観点の発明によれば、Ｘ線管電圧及びこれに対応するＸ線管電流の大きさの違いによるＸ線フォトン数の違いが、データ収集時間のほか、各Ｘ線管電圧のＸ線照射時間で調節されることにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データ又は各Ｘ線管電圧の断層像のＳ／Ｎをほぼ等しくするように最適化することができるので、画質を良好なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
先ず、本発明の第一実施形態について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
図１に示すＸ線ＣＴ装置１は、操作コンソール１０と、撮影テーブル２０と、走査ガントリ３０とを備えている。
【００３８】
前記操作コンソール１０は、操作者の入力を受け付ける入力装置１１と、前処理、画像再構成処理、後処理などを実行する中央処理装置１２と、前記走査ガントリ３０で収集したＸ線検出器データを収集するデータ収集バッファ１３とを備えている。さらに、前記操作コンソール１０は、Ｘ線検出器データを前処理して求められた投影データから画像再構成した断層像を表示するモニター１４と、プログラム、Ｘ線投影データ又はＸ線断層像などを記憶する記憶装置１５とを備えている。
【００３９】
前記中央処理装置１２は、図２に示すように、Ｘ線データ収集条件指令部１２１、前処理部１２２、画像再構成部１２３、後処理部１２４及びデュアルエネルギー画像再構成部１２５を有している。
【００４０】
前記Ｘ線データ収集条件指令部１２１は、Ｘ線発生部３１（後述）からのＸ線照射時間（Ｘ線管電圧切換信号におけるＸ線管電圧切換タイミングから次の切換タイミングまでの時間）、データ収集装置３５（後述）のデータ収集積分時間（データ収集信号におけるデータ収集積分時間）などを、制御コントローラ３８（後述）へ指令信号として出力するようになっている。また、本実施形態では、前記Ｘ線発生部３１からは複数の異なるＸ線管電圧が発生するようになっており、前記Ｘ線データ収集条件指令部１２１は、前記操作コンソール１０の記憶装置１５に記憶された、各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングから各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングまでの時間（後述のＴＷ１，ＴＷ２）、又は各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから各Ｘ線管電圧へのデータ収集開始タイミングまでの時間（後述のΔｔ１，Δｔ２）を、前記制御コントローラ３８へ指令信号として出力するようになっている。
【００４１】
前記前処理部１２２は、前記データ収集装置３５で収集されたＸ線投影データに対して、オフセット補正を行い、対数変換を行い、さらにＸ線線量補正、チャネル間補正を行う。また、前記画像再構成部１２３は、前処理されたＸ線投影データに対して、ビームハードニング補正を行い、ｚフィルタ重畳処理を行い、再構成関数重畳処理を行い、三次元逆投影処理を行う。さらに、前記後処理部１２４は、逆投影データに対して、画像フィルタ重畳、ＣＴ値変換などの後処理を行うようになっている。これにより、断層像を得ることができる。
【００４２】
前記撮影テーブル２０は、被検体を乗せて前記走査ガントリ３０の開口部に出し入れするクレードル２１を有している。このクレードル２１は、前記撮影テーブル２０に内蔵されたモータ（図示省略）によって昇降及びテーブル直線移動されるようになっている。
【００４３】
前記走査ガントリ３０は、Ｘ線管や高圧発生器などを含んで構成されるＸ線発生部３１と、Ｘ線発生装置制御部３２と、コリメータ３３と、多列のＸ線検出器３４と、データ収集装置（ＤＡＳ：Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）３５と、モータ（図示省略）によって被検体の体軸の周りに回転する回転部３６とを備えている。前記モータには、前記Ｘ線発生部３１の回転角度を検出するためのエンコーダ（図示省略）が設けられている。このエンコーダは、請求項１１のパルス信号発生部に該当する。
【００４４】
さらに、前記走査ガントリ３０は、前記回転部３６を制御する回転部コントローラ３７と、この回転部コントローラ３７との通信を行ったり、前記操作コンソール１０や前記撮影テーブル２０と制御信号などをやり取りしたりする制御コントローラ３８とを備えている。
【００４５】
前記Ｘ線発生部３１は、異なる複数のＸ線管電圧のＸ線として、第一Ｘ線管電圧の第一Ｘ線と第二Ｘ線管電圧の第二Ｘ線とを発生するようになっている。本実施形態では、前記第二Ｘ線管電圧よりも前記第一Ｘ線管電圧の方が高い管電圧とする。例えば、前記第一Ｘ線管電圧は１４０ｋＶ、前記第二Ｘ線管電圧は８０ｋＶである。
【００４６】
本実施形態では、前記第一Ｘ線管電圧に切り換えてからデータ収集が開始されたＸ線投影データ、すなわち第一Ｘ線管電圧時に収集されたＸ線投影データ及び前記第二Ｘ線管電圧に切り換えてからデータ収集が開始されたＸ線投影データ、すなわち第二Ｘ線管電圧時に収集されたＸ線投影データに基づいて、前記デュアルエネルギー画像再構成部１２５がデュアルエネルギー撮影の断層像の画像再構成を行うようになっている。
【００４７】
前記第一Ｘ線管電圧及び前記第二Ｘ線管電圧の切換えについて説明する。Ｘ線管電圧の切換えは、各ビュー毎又は数ビュー毎に行われる。そして、前記第一Ｘ線管電圧と前記第二Ｘ線管電圧とを切り換えるためのＸ線管電圧切換信号は、前記回転部コントローラ３７から出力されるようになっている。もう少し詳しく説明すると、前記回転部コントローラ３７から出力されたＸ線管電圧切換信号は、前記Ｘ線発生装置制御部３２へ入力され、このＸ線発生装置制御部３２によって前記Ｘ線発生部３１のＸ線管電圧が切り換えられるようになっている。
【００４８】
Ｘ線管電圧切換信号は矩形波となっており（図３参照）、例えばＨｉｇｈレベルのときには前記Ｘ線発生部３１から第一Ｘ線管電圧の第一Ｘ線を照射させ、一方でＬｏｗレベルのときには前記Ｘ線発生部３１から第二Ｘ線管電圧の第二Ｘ線を照射させるための信号となっており、このような信号によって前記Ｘ線発生装置制御部３２による管電圧切換制御が行われるようになっている。すなわち、管電圧切換信号が、ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになったとき、及びＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになったときがＸ線管電圧切換タイミングである。または、これと異なるＸ線管電圧切換タイミングでもかまわない。
【００４９】
前記回転部コントローラ３７は、Ｘ線管電圧切換信号におけるＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号（後述）における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミング（各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの収集を開始するタイミング）が所定時間遅れるようなＸ線管電圧切換信号を発生するようになっている。
【００５０】
Ｘ線管電圧切換信号について説明する。前記中央処理装置１２のＸ線データ収集条件指令部１２１は、Ｘ線管電圧切換信号における第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングからデータ収集信号における第一Ｘ線管電圧時のデータ収集開始タイミングまでの時間がΔｔ１になり、なおかつＸ線管電圧切換信号における第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングからデータ収集信号における第二Ｘ線管電圧時のデータ収集開始タイミングまでの時間がΔｔ２になるようなＸ線管電圧切換信号を発生するように、前記制御コントローラ３８を介して前記回転部コントローラ３７へ指令信号を出力するようになっている。そして、前記回転部コントローラ３７は、後述するようにデータ収集信号も発生させるようになっており、指令信号を受けた前記回転部コントローラ３７は、データ収集信号を基準にＸ線管電圧切換信号を発生する。すなわち、前記回転部コントローラ３７は、各Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングに対して、各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングが所定時間Δｔ１，Δｔ２遅れるように、Ｘ線管電圧切換タイミング及びデータ収集開始タイミングを制御するものであり、本発明における制御部の実施の形態の一例である。また、Ｘ線管電圧切換タイミングから次の切換タイミングまでの時間、すなわちＸ線管電圧切換信号における信号レベルが、Ｈｉｇｈレベルになっている時間とＬｏｗレベルになっている時間も前記Ｘ線データ収集条件指令部１２１から前記回転部コントローラ３７へ入力され、これに見合ったＸ線管電圧切換信号が発生する。このＸ線管電圧切換信号発生方法の詳細については後述する。
【００５１】
前記データ収集装置３５は、前記Ｘ線発生部３１からのＸ線を受けた前記多列Ｘ線検出器３４からの検出器信号を積分、Ａ／Ｄ変換することによりＸ線投影データの収集を行い、前記データ収集バッファ１３へ出力するようになっている。前記データ収集装置３５は、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データの収集、及び第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データの収集を行うものであり、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの収集は、Ｘ線管電圧が各ビュー毎に切り換えられる場合には、各ビュー単位で行われ、またＸ線管電圧が数ビュー毎に切り換えられる場合には、数ビュー単位で行われる。
【００５２】
前記データ収集装置３５におけるＸ線投影データ収集制御について説明する。この実施形態では、後述するようにエンコーダパルス信号又はクロックパルス信号から作られた前記Ｘ線投影データの収集を行うためのデータ収集信号が、前記回転部コントローラ３７から出力されるようになっている。前記回転部コントローラ３７から出力されたデータ収集信号は、前記データ収集装置３５へ入力されるようになっている。
【００５３】
データ収集信号は矩形波となっている（図３参照）。このようなデータ収集信号における各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングについて以下説明する。ここに、データ収集開始タイミングとは、前記データ収集装置３５におけるデータ収集積分開始タイミングのことである。
【００５４】
データ収集信号は、前記第一Ｘ線管電圧への切換タイミングからΔｔ１たつと、ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになり、このときに前記データ収集装置３５において第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分が開始されるようになっている。すなわち、データ収集信号がＨｉｇｈレベルになったときが第一Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングである。データ収集積分は、データ収集信号がＨｉｇｈレベルとなっている間は継続する。前記第一Ｘ線管電圧に切り換えてから開始されたデータ収集積分、すなわちデータ収集信号がＨｉｇｈレベルとなっているときのデータ収集積分を、以下では第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分といい、このとき収集されたデータを第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データという。
【００５５】
また、データ収集信号は、前記第二Ｘ線管電圧への切換タイミングからΔｔ２たつと、ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになり、このときに前記データ収集装置３５において新たなデータ収集積分として、第二Ｘ線管電圧のデータ収集積分が開始されるようになっている。すなわち、データ収集信号がＬｏｗレベルになったときが、第二Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングである。データ収集積分は、データ収集信号がＬｏｗレベルとなっている間は継続する。前記第二Ｘ線管電圧に切り換えてから開始されたデータ収集積分、すなわちデータ収集信号がＬｏｗレベルとなっているときのデータ収集積分を、以下では第二Ｘ線管電圧のデータ収集積分といい、このとき収集されたデータを第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データという。
【００５６】
第一，第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分時間は、前記Ｘ線データ収集条件指令部１２１から前記制御コントローラ３８を介して前記回転部コントローラ３７へ入力されるようになっている。そして、前記回転部コントローラ３７は、後述するように、入力されたデータ収集積分時間となるようなデータ収集信号を発生するようになっている。
【００５７】
さて、前記Ｘ線ＣＴ装置１の動作について説明する。前記Ｘ線ＣＴ装置１では、前記Ｘ線発生部３１と前記Ｘ線検出器３４を被検体の回りに回転させ、かつ前記クレードル２１を直線移動させてヘリカルスキャンを行い、第一Ｘ線管電圧及び第二Ｘ線管電圧のそれぞれについてＸ線投影データの収集を行う。図３は前記Ｘ線ＣＴ装置１におけるＸ線投影データ収集の説明図である。
【００５８】
図３において、Ｘ線管電圧切換信号がＨｉｇｈレベルになると、第一Ｘ線管電圧への切換えが行われる。一方、Ｘ線管電圧切換信号がＬｏｗレベルになると、第二Ｘ線管電圧への切換えが行われる。
【００５９】
また、データ収集信号がＨｉｇｈレベルになったとき、前記データ収集装置３５において第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分が開始される。また、データ収集信号がＬｏｗレベルになったとき、前記データ収集装置３５において新たなデータ収集積分、すなわち第二Ｘ線管電圧のデータ収集積分が開始される。
【００６０】
Ｘ線管電圧切換信号及びデータ収集信号の発生について、詳しく説明する。Ｘ線管電圧切換信号及びデータ収集信号は、前記回転部コントローラ３７において発生する。前記回転部コントローラ３７には、前記回転部３６を回転させるモータ（図示省略）のエンコーダパルス信号が入力されるようになっており、前記回転部コントローラ３７は、このエンコーダパルス信号に基づいて、先ずデータ収集信号を発生する。具体的には、前記回転部コントローラ３７は、第一Ｘ線管電圧時のデータ収集積分時間Ｔ１及び第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分時間Ｔ２が、データ収集条件指令部１２１から入力された時間になるように、エンコーダパルス信号を分周してデータ収集信号を発生させる。
【００６１】
ちなみに、第一Ｘ線管電圧時のデータ収集積分時間Ｔ１と第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分時間Ｔ２は、ともにデータ収集信号及びＸ線管電圧切換信号の周期Ｔの半分、すなわちＴ／２となっている。
【００６２】
ここで、前記回転部コントローラ３７におけるデータ収集信号の発生は、エンコーダパルスに基づくものに限られるものではない。例えば、前記回転部コントローラ３７又は前記制御コントローラ３８でクロックパルス信号を発生させ、このクロックパルス信号に基づいてデータ収集信号を発生させてもよい。
【００６３】
次に、前記回転部コントローラ３７は、データ収集信号を基準にしてＸ線管電圧切換信号を発生する。このとき、前記回転部コントローラ３７は、各Ｘ線管電圧におけるデータ収集開始タイミングよりも、Ｘ線管電圧切換タイミングの方がΔｔ１及びΔｔ２早くなるようなＸ線管電圧切換信号を発生する。
【００６４】
具体的に説明すると、前記回転部コントローラ３７は、前記データ収集条件指令部１２１からの指令信号を受けて、データ収集信号における第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分の開始タイミング（ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになるとき）からの時間がＴＷ１となったとき、信号レベルがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルとなり、かつデータ収集信号における第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分の開始タイミング（ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになるとき）からの時間がＴＷ２となったとき、信号レベルがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになるようなＸ線管電圧切換信号を発生する。前記データ収集信号指令部１２１からの指令信号は、ここではＴＷ１及びＴＷ２である。
【００６５】
ここで、ＴＷ１，ＴＷ２について説明する。データ収集信号及びＸ線管電圧切換信号の周期は、ともにＴとなっており、ＴＷ１は、Ｔ−ＴＷ１がΔｔ１となるように設定される。また、同様に、ＴＷ２は、Ｔ−ＴＷ２がΔｔ２となるように設定される。従って、上述のようにしてＸ線管電圧切換信号を発生させることにより、第一Ｘ線管電圧への切換タイミングから第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分開始タイミングまでの時間がΔｔ１となり、また第二Ｘ線管電圧への切換タイミングから第二Ｘ線管電圧のデータ収集積分開始タイミングまでの時間がΔｔ２となる。
【００６６】
ちなみに、Ｘ線管電圧切換信号がＨｉｇｈレベルになっている時間（第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから、次のＸ線管電圧切換タイミングである第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングまでの時間）と、Ｌｏｗレベルになっている時間（第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから、次のＸ線管電圧切換タイミングである第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングまでの時間）とが、本例では同じものとなっている。
【００６７】
Δｔ１及びΔｔ２は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差、すなわち第一Ｘ線管電圧時に収集されたある特定の物質のＸ線投影データの値（第一Ｘ線管電圧時に、後述の前記データ収集装置３５によるデータ収集積分を行って得られたデータ値）と、第二Ｘ線管電圧時に収集されたある特定の物質のＸ線投影データの値（第二Ｘ線管電圧時に、後述の前記データ収集装置３５によるデータ収集積分を行って得られたデータ値）との差が、ある物質の第一Ｘ線管電圧のＸ線吸収係数と第二Ｘ線管電圧のＸ線吸収係数が異なる場合に、できるだけ大きくなるような値である。ここで、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値と第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値の差ができるだけ大きくなるようなΔｔ１及びΔｔ２は、撮影条件（例えば、Ｘ線管電圧やＸ線管電流の発生の遅れ、前記Ｘ線管の容量、前記高圧発生器（図示省略）の容量、この高圧発生器と前記Ｘ線管とを接続するケーブル（図示省略）の容量、前記Ｘ線検出器３４の応答性の遅れなど）に応じて変動する。従って、ある物質の第一Ｘ線管電圧のＸ線吸収係数と第二Ｘ線管電圧のＸ線吸収係数が異なる場合に、Δｔ１及びΔｔ２は、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値と第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値の差ができるだけ大きくなるように、撮影条件に応じて設定される値である。
【００６８】
Δｔ１及びΔｔ２の設定方法について説明する。Δｔ１及びΔｔ２は、前記Ｘ線管、前記高圧発生器、前記ケーブルからなるＸ線発生部３１の応答性、前記Ｘ線検出器の応答性を考慮して、デュアルエネルギー撮影の断層像のコントラストが比較的大きく（好ましくは最も大きく）なるように設定される。また、Δｔ１及びΔｔ２は、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データからそれぞれ画像再構成された各Ｘ線管電圧の断層像における特定の物質の画素値の比が比較的大きく（好ましくは最大に）なるように設定してもよい。
【００６９】
具体的には、Δｔ１及びΔｔ２を、デュアルエネルギー撮影の断層像のコントラストが比較的大きくなるように設定する場合には、例えば、操作者が設定した撮影条件に応じてＸ線投影データの収集を、Δｔ１及びΔｔ２のそれぞれについて数値を変えて行い、それぞれの値についてのＸ線投影データに基づいてデュアルエネルギー撮影の断層像を画像再構成する。そして、操作者は、得られた画像を比較して、コントラストが比較的大きかった画像のΔｔ１及びΔｔ２の値を、前記入力装置１１によって入力する。
【００７０】
また、Δｔ１およびΔｔ２を、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データからそれぞれ画像再構成された断層像における特定の物質の画素値の比が比較的大きくなるように設定する場合には、例えば、前記と同様に操作者が設定した撮影条件に応じてＸ線投影データの収集を、Δｔ１及びΔｔ２のそれぞれについて数値を変えて行い、それぞれの値について、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて断層像を画像再構成し、また第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて断層像を画像再構成する。そして、操作者が各断層像を比較して、第一Ｘ線管電圧の断層像における特定の物質の画素値と、第二Ｘ線管電圧の断層像における特定の物質の画素値との比が比較的大きくなったときのΔｔ１及びΔｔ２を、前記入力装置１１によって入力する。
【００７１】
上述のようにして前記入力装置１１によって入力されたΔｔ１及びΔｔ２の値は、前記中央処理装置１２によって前記記憶装置１５に記憶される。これにより、Δｔ１及びΔｔ２の設定が完了する（前記入力装置１１及び前記中央処理装置１２が、請求項７，８，９における設定手段に相当する）。そして、設定されたΔｔ１及びΔｔ２に基づいて、ＴＷ１及びＴＷ２が算出され、前記記憶装置１５に記憶される。
【００７２】
ちなみに、一旦設定されたΔｔ１及びΔｔ２は、例えば見ようとする対象となる物質を変更したような場合に変更してもよい。この場合も、上述したような方法により設定を行う。
【００７３】
本例においては、Δｔ１及びΔｔ２は、エンコーダパルス信号（またはクロックパルス信号）のパルス幅の２倍の時間幅となっており、Δｔ１＝Δｔ２となっていて、いずれのＸ線管電圧への切換時においても同じとなっている。このように、Δｔ１＝Δｔ２とすることにより、各Ｘ線管電圧への切換時におけるＸ線管電圧特性がそれぞれ同じである場合に、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値の差をできるだけ大きくすることができる。これについて詳しく説明すると、図４は、Ｘ線管電圧特性の一例を示す概略図であり、例えば、第一Ｘ線管電圧時のデータ収集積分を、Ｘ線管電圧が第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の中間Ｍ以上になったときに行い、第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分を、Ｘ線管電圧が第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の中間Ｍ以下になったときに行うことにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値の差をできるだけ大きくすることができる。この場合、図４において、一点鎖線で示す第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ１から、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の中間Ｍになるまでの時間がΔｔ１であり、同じく一点鎖線で示す第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ２から第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の中間Ｍになるまでの時間がΔｔ２である。図４に示すＸ線管電圧特性においては、第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ１から、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧との中間Ｍの管電圧になるまでの時間Δｔ１と、第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ２から第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧との中間Ｍの管電圧になるまでの時間Δｔ２とが同じになっており、Δｔ１＝Δｔ２となっている。
【００７４】
以上、前記回転部コントローラ３７がデータ収集信号を基準にしてＸ線管電圧切換信号を発生する例について説明したが、前記回転部コントローラ３７は、エンコーダパルス信号（またはクロックパルス信号）に基づいて、先ずＸ線管電圧切換信号を発生した後、このＸ線管電圧切換信号を基準にしてデータ収集信号を発生させてもよい。この場合においても、Ｘ線管電圧切換信号におけるＸ線管電圧切換タイミングに対して、データ収集信号におけるデータ収集開始タイミングがΔｔ１及びΔｔ２だけ遅れるようにデータ収集信号を発生する。具体的には、前記回転部コントローラ３７は、前記データ収集信号からの指令信号を受けて、Ｘ線管電圧切換信号における第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミング（ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになるとき）からの時間がΔｔ１となったとき、信号レベルがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルとなり、かつＸ線管電圧切換信号における第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミング（ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになるとき）からの時間がΔｔ２となったとき、信号レベルがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになるようなデータ収集信号を発生する。この場合、前記データ収集信号指令部１２１からの指令信号は、Δｔ１及びΔｔ２である。
【００７５】
さて、第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ１から第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分の開始タイミングまでの時間がΔｔ１となるようにして第一Ｘ線管電圧時のＸ線投影データが収集され、また第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ２から第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分の開始タイミングまでの時間がΔｔ２となるようにして第二Ｘ線管電圧時のＸ線投影データが収集されると、前記画像再構成部１２３は、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて第一Ｘ線管電圧の断層像を画像再構成し、また第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データに基づいて第二Ｘ線管電圧の断層像を画像再構成する。第一Ｘ線管電圧の断層像の画像再構成にあたっては、各ビュー毎又は数ビュー毎の第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データのみを抽出して、これらを組み合わせた後、第一Ｘ線管電圧の断層像の画像再構成を行う。また、第二Ｘ線管電圧の断層像の画像再構成にあたっては、上述と同様に各ビュー毎又は数ビュー毎の第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データのみを抽出して、これらを組み合わせた後、第二Ｘ線管電圧の断層像の画像再構成を行う。
【００７６】
そして、前記デュアルエネルギー画像再構成部１２５が、それぞれの断層像について、所定の加重加算係数を用いて加重加算処理を行い、異なる物質の強調断層像であるデュアルエネルギー撮影の断層像（例えば、カルシウム強調断層像及び造影剤強調断層像）を画像再構成し、得られた画像は、前記モニタ１４に表示される。
【００７７】
本実施形態のＸ線ＣＴ装置１によれば、各Ｘ線管電圧の切換タイミングに対して、各Ｘ線管電圧のデータ収集開始タイミングをΔｔ１及びΔｔ２遅らせることにより、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値と第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値との差をできるだけ大きくすることができる。これにより、デュアルエネルギー撮影の断層像において、異なる物質のコントラストを大きくすることができる。
【００７８】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。以下の説明では、第一実施形態と異なる事項についてのみ説明する。
【００７９】
図５は、第二実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線投影データ収集の説明図である。この図５に示すように、本例においては、第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから第一Ｘ線管電圧時のデータ収集積分の開始タイミングまでの時間Δｔ１′（Ｔ′（データ収集信号およびＸ線管電圧切換信号の周期）とＴＷ１′（データ収集信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになった後、Ｘ線管電圧切換信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになるまでの時間）の差）と、前記第二Ｘ線管電圧への切換タイミングから第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分の開始タイミングまでの時間Δｔ２′（Ｔ′とＴＷ２′（データ収集信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになった後、Ｘ線管電圧切換信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになるまでの時間）の差）とは、異なる値となっており、各Ｘ線管電圧への切換時毎にＸ線管電圧切換タイミングからデータ収集開始タイミングまでの遅れ時間が異なっている。このようにΔｔ１′とΔｔ２′とを異なる値にすることにより、各Ｘ線管電圧への切換時におけるＸ線管電圧特性が、各Ｘ線管電圧特性毎に異なっている場合に（図６に基づいて後述）、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データのある物質の値の差をできるだけ大きくすることができる。
【００８０】
本例では、Δｔ１′＜Δｔ２′となっており、Δｔ１′は、エンコーダパルス信号（またはクロックパルス信号）のパルス幅と同じ時間幅、Δｔ２′は、エンコーダパルス信号（クロックパルス信号）のパルス幅の２倍の時間幅となっている。従って、このようなΔｔ１′及びΔｔ２′となるように、ＴＷ１′，ＴＷ２′，Ｔ′が設定される。Δｔ１′＜Δｔ２′とすることにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができる場合のＸ線管電圧特性について、図６に基づいて説明する。図６は、Ｘ線管電圧特性の一例を示す概略図である。この第二実施形態は、例えば、第二Ｘ線管電圧から第一Ｘ線管電圧への切換時よりも、第一Ｘ線管電圧から第二Ｘ線管電圧への切換時の方が、前記Ｘ線発生部３１や前記Ｘ線検出器３４の時間応答性が遅い場合に有効である。図６に基づいてより詳細に説明すると、第一実施形態と同様に、ここでも各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値の差をできるだけ大きくするため、第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分を、Ｘ線管電圧が第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の例えば中間Ｍ以上になったときに行い、第二Ｘ線管電圧のデータ収集積分を、Ｘ線管電圧が第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の例えば中間Ｍ以下になったときに行うものとする。図６に示すＸ線管電圧特性においては、第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ１から、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の中間Ｍの管電圧になるまでの時間がΔｔ１′となっており、また第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ２から、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧との中間Ｍの管電圧になるまでの時間が、Δｔ１′とは異なるΔｔ２′となっている。そして、Δｔ１′＜Δｔ２′となっている。従って、第一Ｘ線管電圧への切換タイミングＣ１からΔｔ１′経過したときに第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分を開始し、また第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ２からΔｔ２′経過したときに第二Ｘ線管電圧のデータ収集積分を開始して、それぞれデータ収集を行うことにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができ、コントラストを大きくすることができる。
【００８１】
また、本例では、第一Ｘ線管電圧時のデータ収集積分時間Ｔ１′と第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分時間Ｔ２′とが異なるように制御される。ここで、Ｘ線管電圧及びこれに対応するＸ線管電流の大きさが異なると、Ｘ線フォトン数が異なるため、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データのＳ／Ｎと、第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データのＳ／Ｎとが異なる。従って、前記のようなＴ１′，Ｔ２′とすることにより、第一Ｘ線管電圧時と第二Ｘ線管電圧時のＸ線フォトン数の違いが調節されて等しくなり、第一Ｘ線管電圧の断層像（第一Ｘ線投影データの断層像）のＳ／Ｎと第二Ｘ線管電圧の断層像（第二Ｘ線投影データの断層像）のＳ／Ｎをできるだけ等しくすることができ、デュアルエネルギー撮影の断層像の画質を良好なものとすることができるようなデータ収集積分時間にすることができる。
【００８２】
ここで、一般的にＸ線管電圧の変化によるＸ線フォトン数は２乗から３乗で変化すると言われている。ここでは、Ｘ線管電圧の変化によるＸ線フォトン数が２乗で変化すると考えると、以下の（数式１）が成り立つように、第一Ｘ線管電圧（１４０ｋＶ）のＸ線管電流値ｍＡ１と第二Ｘ線管電圧（８０ｋＶ）のＸ線管電流値ｍＡ２、データ収集積分時間Ｔ１′，Ｔ２′を調整すると、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧のＸ線フォトン数をほぼ等しくすることができる。
【数１】
0005229865.tif 000002
【００８３】
また、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧のヘリカルスカウトスキャンのｚ方向（被検体の体軸方向）に連続した断層像を加重加算処理して、デュアルエネルギー撮影の断層像を求める場合に、ｚ方向にデュアルエネルギー撮影の断層像の画質を一定にするためには、以下に示すように第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧のＸ線管電流値を制御する必要がある。ここでは、第一Ｘ線管電圧の断層像の画像ノイズと第二Ｘ線管電圧の断層像の画像ノイズと等しくするか、ある一定の比にするようにしている。
【００８４】
この点について詳しく説明する。デュアルエネルギー撮影においては、第一Ｘ線管電圧の断層像と、第二Ｘ線管電圧の断層像を加重加算処理を行う際に、抽出したい又は強調したい物質、又は原子とほぼ近いＸ線吸収係数を持つその他の物質、または原子を消去することによって、抽出したい又は強調したい物質、または原子を逆に目立たせることができる。その他の物質や原子を消すためには、消去したい物質や原子を消去するために、消去したい物質や原子の第一Ｘ線管電圧のＸ線吸収係数と、第二Ｘ線管電圧のＸ線吸収係数の比の値で、第一Ｘ線管電圧の断層像と第二Ｘ線管電圧の断層像の加重加算処理の係数を設定して加重加算処理を行えばよい。
【００８５】
例えば、ある１つの物質の第二Ｘ線管電圧の吸収係数をμａ、第一Ｘ線管電圧のＸ線吸収係数をμｂとすると、加重加算係数ｗａ，ｗｂを以下の（数式２）のようにした時に、（数式３）に示すような加重加算処理を行うことにより、ある物質を消去した画像が得られる。ただし、第一Ｘ線管電圧１４０ｋＶの断層像をＩｍａｇｅ１４０、第二Ｘ線管電圧の断層像をＩｍａｇｅ８０としている。
【数２】
0005229865.tif 000003
【数３】
0005229865.tif 000004
【００８６】
このようにして、ある１つの物質を消去した断層像を求めるために、加重加算処理を行う場合は、加重加算処理の係数のうち少なくとも１つは負の数となる。このように、加重加算処理の加重加算係数のうち、少なくとも１つが負数になると、元の複数のＸ線管電圧の断層像に比べ、Ｓ／Ｎが悪化し画像ノイズが増え、デュアルエネルギー撮影の断層像の方が画質が悪くなる。このため、元の複数のＸ線管電圧のＸ線データ収集条件は、被検体の被曝を考慮しつつ、デュアルエネルギー撮影の断層像の画像ノイズも考慮して決めなければならない。
【００８７】
一般的に図７に示すように、画像ノイズがｎ２、信号がｓ２、Ｓ／Ｎ比がｎ２／ｓ２である第一Ｘ線管電圧の断層像Ｇ−Ｈｉｇｈと、画像ノイズがｎ１、信号がｓ１、Ｓ／Ｎ比がｎ１／ｓ１である第二Ｘ線管電圧の断層像Ｇ−Ｌｏｗの差画像を求めると、差画像のＳ／Ｎ比ＳＮｓｕｂは以下の（数式４）のようになる
【数４】
0005229865.tif 000005
なお、相加相乗平均の定理より、以下の（数式５）が成り立つ。
【数５】
0005229865.tif 000006
ただし、等号が成立するのは（数式６）の場合である。
【数６】
0005229865.tif 000007
このため、差画像のＳ／Ｎ比ＳＮｓｕｂは、以下の（数式７）が成り立つ。
【数７】
0005229865.tif 000008
ただし、等号が成立するのは（数式６）の場合である。
【００８８】
つまり、第二Ｘ線管電圧の断層像の画像ノイズｎ１と、第一Ｘ線管電圧の断層像の画像ノイズｎ２が等しい時、差画像の画像ノイズＳＮｓｕｂは最小となる。
本実施形態の場合は、加重加算処理に加重加算係数（第二Ｘ線管電圧の断層像に対する加重加算係数をｗ１，第一Ｘ線管電圧の断層像に対する加重加算係数をｗ２とする）が入っているので、上記にこれを考慮して以下の（数式８）の式のようになる。
【数８】
0005229865.tif 000009
ただし、等号が成立するのは（数式９）（数式１０）の場合である。
【数９】
0005229865.tif 000010
【数１０】
0005229865.tif 000011
【００８９】
すなわち、第一Ｘ線管電圧の断層像の画像ノイズｎ２と第二Ｘ線管電圧の断層像の画像ノイズｎ１の比が、第一Ｘ線管電圧の断層像に対する加重加算係数Ｗ２と、第二Ｘ線管電圧の断層像に対する加重加算係数Ｗ１の逆の比になればよい。
【００９０】
さらに、本例では、Ｘ線管電圧切換信号がＬｏｗレベルになっている時間は、Ｘ線管電圧切換信号がＨｉｇｈレベルになっている時間の２倍となっている。このように、データ収集積分時間のほか、各Ｘ線管電圧におけるＸ線照射時間が異なるように制御することにより、Ｘ線フォトン数の違いが調節され、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データ又は断層像のＳ／Ｎと第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データ又は断層像のＳ／Ｎをさらにできるだけ等しくすることができ、デュアルエネルギー撮影の断層像の画質を良好なものとすることができるようなデータ収集積分時間にすることができる。
。
【００９１】
以上説明した第二実施形態によっても、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（第三実施形態）
次に、第三実施形態について説明する。以下の説明では、第一，第二実施形態と異なる事項についてのみ説明する。
【００９３】
図８は、第三実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線投影データ収集の説明図である。この図８に示すように、本例においては第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから第一Ｘ線管電圧時のデータ収集積分の開始タイミングまでの時間Δｔ１′′（Ｔ′′（データ収集信号及びＸ線管電圧切換信号の周期）とＴＷ１′′（データ収集信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになった後、Ｘ線管電圧切換信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルになるまでの時間）の差）と第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングから第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分の開始タイミングまでの時間Δｔ２′′（Ｔ′′とＴＷ２′′（データ収集信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになった後、Ｘ線管電圧切換信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルになるまでの時間）の差）とは異なる値になっている。ただし、本例においては、Δｔ１′′＞Δｔ２′′となっており、Δｔ１′′はエンコーダパルス信号（またはクロックパルス信号）のパルス幅の２倍の時間幅、Δｔ２′′はエンコーダパルス信号（またはクロックパルス信号）のパルス幅と同じ時間幅となっている。従って、このようなΔｔ１′′及びΔｔ２′′となるように、ＴＷ１′′，ＴＷ２′′，Ｔ′′が設定される。
【００９４】
Δｔ１′′＞Δｔ２′′とすることにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができる場合のＸ線管電圧特性について、図９に基づいて説明する。図９は、Ｘ線管電圧特性の一例を示す概略図である。第一，第二実施形態と同様に、ここでも各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの値の差をできるだけ大きくするため、第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分を、Ｘ線管電圧が第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の例えば中間Ｍ以上になったときに行い、第二Ｘ線管電圧のデータ収集積分を、Ｘ線管電圧が第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧の中間Ｍ以下になったときに行うものとする。図９に示すＸ線管電圧特性においては、第一Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ１から、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧との中間ＭのＸ線管電圧になるまでの時間がΔｔ１′′となっており、また第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ２から、第一Ｘ線管電圧と第二Ｘ線管電圧との中間ＭのＸ線管電圧になるまでの時間が、Δｔ１′′とは異なるΔｔ２′′となっている。そして、Δｔ１′′＞Δｔ２′′となっている。従って、第一Ｘ線管電圧への切換タイミングＣ１からΔｔ１′′経過したときに第一Ｘ線管電圧のデータ収集積分を開始し、また第二Ｘ線管電圧へのＸ線管電圧切換タイミングＣ２からΔｔ２′′経過したときに第二Ｘ線管電圧のデータ収集積分を開始して、それぞれデータ収集を行うことにより、各Ｘ線管電圧のＸ線投影データの差をできるだけ大きくすることができる。
【００９５】
また、本例においても、第一Ｘ線管電圧時のデータ収集積分時間Ｔ１′′と第二Ｘ線管電圧時のデータ収集積分時間Ｔ２′′とが異なっている。このようなＴ１′′，Ｔ２′′とすることにより、Ｘ線フォトン数の違いが調節され、第一Ｘ線管電圧のＸ線投影データ又は断層像のＳ／Ｎと第二Ｘ線管電圧のＸ線投影データ又は断層像のＳ／Ｎをできるだけ等しくすることができ、デュアルエネルギー撮影の断層像の画質を良好なものとすることができるようなデータ収集積分時間にすることができる。
【００９６】
以上説明した第三実施形態によっても、第一，第二実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
以上、本発明を前記各実施形態によって説明したが、この発明はこれらに限られるものではなく、本発明の主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、前記各実施形態では、ヘリカルスキャンの場合について記載しているが、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）、シネスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンの場合についても同様に効果を出すことができる。
【００９８】
また、２つの異なるＸ線管電圧を切り換える例を説明したが、これよりも多い複数のＸ線管電圧を切り換える場合にも同様に適用することができる。
【００９９】
また、前記各実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線自動露出機構を用いていない場合について記載しているが、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線自動露出機構を用いた場合についても同様に効果を出すことができる。
【０１００】
前記各実施形態は、前記走査ガントリ３０が傾斜していない場合について記載しているが、前記走査ガントリ３０が傾斜した、いわゆるチルト・スキャンの場合でも同様な効果を出すことができる。
【０１０１】
前記各実施形態は、生体信号にＸ線データ収集が同期しない場合について記載しているが、生体信号、特に、心拍信号に同期させても同様な効果を出すことができる。
【０１０２】
また、前記各実施形態では、多列Ｘ線検出器のＸ線ＣＴ装置について書かれているが、フラットパネルＸ線検出器に代表されるマトリクス構造の２次元Ｘ線エリア検出器や、１列のＸ線検出器のＸ線ＣＴ装置においても同様の効果を出せる。
【０１０３】
なお、前記各実施形態においては、前記クレードル２１をｚ方向に動かすことにより、ヘリカルスキャンを実現している。しかし、前記走査ガントリ３０または前記走査ガントリ３０内の回転部３６を前記クレードル２１に対して動かすことによっても、相対的に同様な効果を得ることができる。
【０１０４】
前記各実施形態では、医用Ｘ線ＣＴ装置を元について記載されているが、産業用Ｘ線ＣＴ装置、または、他の装置と組合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などにおいても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第一実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＸ線ＣＴ装置の中央処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】第一実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線投影データ収集の説明図である。
【図４】Ｘ線管電圧特性の一例を示す概略図である。
【図５】第二実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線投影データ収集の説明図である。
【図６】Ｘ線管電圧特性の一例を示す概略図である。
【図７】差画像の画像ノイズを示す図である。
【図８】第三実施形態のＸ線ＣＴ装置におけるＸ線投影データ収集の説明図である。
【図９】Ｘ線管電圧特性の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１    Ｘ線ＣＴ装置
１１  入力装置（設定手段）
１２  中央処理装置（設定手段）
３１  Ｘ線発生部
３５  データ収集装置（データ収集部）
３７  回転部コントローラ（制御部）
１２１  Ｘ線データ収集条件指令部（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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