(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して第１Ｘ線投影データを収集するとともに、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して第２Ｘ線投影データを収集するデータ収集手段と、
前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第１物質に対応する成分が抑制された第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第２物質に対応する成分が抑制された第２物質抑制投影データを生成する投影データ演算手段と、
前記第１物質抑制投影データに基づいて第１物質抑制断層像を画像再構成するとともに、前記第２物質抑制投影データに基づいて第２物質抑制断層像を画像再構成する画像再構成手段と、
前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第３Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第４Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第４Ｘ線断層像を生成する画像演算手段と、
前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記投影データ演算手段は、前記第１Ｘ線に対する前記第１物質のＸ線吸収係数と前記第２Ｘ線に対する前記第１物質のＸ線吸収係数との比に基づく第１重み付け係数を用いる重み付け減算により、前記第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線に対する前記第２物質のＸ線吸収係数と前記第２Ｘ線に対する前記第２物質のＸ線吸収係数との比に基づく第２重み付け係数を用いる重み付け減算により、前記第２物質抑制投影データを生成し、
前記画像演算手段は、前記第３Ｘ線に対する前記第１物質のＸ線吸収係数と前記第３Ｘ線に対する前記第２物質のＸ線吸収係数との比に基づく第３重み付け係数を用いる重み付け加算により、前記第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第４Ｘ線に対する前記第１物質のＸ線吸収係数と前記第４Ｘ線に対する前記第２物質のＸ線吸収係数との比に基づく第４重み付け係数を用いる重み付け加算により、前記第４Ｘ線断層像を生成する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記特徴量が算出された画素と同じ位置関係にある画素を、該特徴量の大きさに応じて変化する情報を付加して表示する表示手段をさらに備える請求項１または請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記投影データ演算手段は、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを２次以上の高次で乗算する項を含む演算式を用いて重み付け減算する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記特徴量は、画素値の比である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記特徴量は、画素値の差である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記第１物質および第２物質は、水、ヨード造影剤、脂肪、およびカルシウムのうちいずれか２つである請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して第１Ｘ線投影データを収集するとともに、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して第２Ｘ線投影データを収集するデータ収集手段と、
前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け加算して、第３Ｘ線を前記被検体に照射して得られる投影データに相当する第３Ｘ線投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け加算して、第４Ｘ線を前記被検体に照射して得られる投影データに相当する第４Ｘ線投影データを生成する投影データ演算手段と、
前記第３Ｘ線投影データに基づいて第３Ｘ線断層像を画像再構成するとともに、前記第４Ｘ線投影データに基づいて第４Ｘ線断層像を画像再構成する画像再構成手段と、
前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して得られる第１Ｘ線投影データと、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して得られる第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第１物質に対応する成分が抑制された第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第２物質に対応する成分が抑制された第２物質抑制投影データを生成する投影データ演算手段と、
前記第１物質抑制投影データに基づいて第１物質抑制断層像を画像再構成するとともに、前記第２物質抑制投影データに基づいて第２物質抑制断層像を画像再構成する画像再構成手段と、
前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第３Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第４Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第４Ｘ線断層像を生成する画像演算手段と、
前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備える画像処理装置。
【請求項１０】
コンピュータを、
第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して得られる第１Ｘ線投影データと、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して得られる第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第１物質に対応する成分が抑制された第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第２物質に対応する成分が抑制された第２物質抑制投影データを生成する投影データ重み付け演算手段と、
前記第１物質抑制投影データに基づいて第１物質抑制断層像を画像再構成するとともに、前記第２物質抑制投影データに基づいて第２物質抑制断層像を画像再構成する画像再構成手段と、
前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第３Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第４Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第４Ｘ線断層像を生成する画像重み付け演算手段と、
前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１１】
Ｘ線ＣＴ装置にて、第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して得られる第１Ｘ線投影データと、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して得られる第２Ｘ線投影データとを収集する工程と、
前記第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第１物質に対応する成分が抑制された第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第２物質に対応する成分が抑制された第２物質抑制投影データを生成する工程と、
前記第１物質抑制投影データに基づいて画像再構成するとともに、前記第２物質抑制投影データに基づいて画像再構成する工程とを実行して得られる第１物質抑制断層像および第２物質抑制断層像を入力され、
前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第３Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第４Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第４Ｘ線断層像を生成する画像演算手段と、
前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備える画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、プログラム（program）およびＸ線ＣＴ装置（X-ray Computed Tomography
System）に関し、特にデュアルエネルギー（dual-energy）撮影に基づいて生成される画像の画像処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ装置を用いる撮影法として、被検体の同一撮影部位にエネルギースペクトル（energy spectrum）の異なる複数種類のＸ線を照射して複数種類の投影データ（data）を収集するデュアルエネルギー撮影法が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
また、デュアルエネルギー撮影に基づいて生成される画像として、被検体の特定の物質が強調されたデュアルエネルギー画像が知られている。デュアルエネルギー画像は、例えば次のような方法により生成される。
【０００４】
まず、被検体をデュアルエネルギー撮影する。すなわち、第１物質と第２物質とを含む被検体に、エネルギースペクトルが互いに異なる第１Ｘ線と第２Ｘ線とを照射して、複数ビュー（view）に対応する第１Ｘ線投影データ（data）と第２Ｘ線投影データとを収集する。次に、第１Ｘ線投影データに基づいて第１画像を画像再構成するとともに、第２Ｘ線投影データに基づいて第２画像を画像再構成する。そして、第１画像と第２画像との間で第１物質に対応する画素の画素値が略同じ値となるように、第１画像および第２画像の少なくとも一方を重み付けして、第１画像および第２画像の一方から他方を減算することにより、第１物質が抑制され第２物質が強調されたデュアルエネルギー画像を生成する。
【０００５】
このようなデュアルエネルギー画像が得られれば、ＣＴ値が近接する２種類の物質、例えば、骨を構成するカルシウム（calcium）とヨード造影剤を構成するヨード（iodine）とを分離して観察することができ、診断の精度や効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００４−６５９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、デュアルエネルギー画像は、上述の通り、特定の物質が強調された画像であるため、被検体の断層像において特定の物質を観察する場合には有用であるが、被検体の断層像において複数の物質を分離して認識したい場合には有用性に欠ける。例えば、被検体の断層像における所定の感心位置がいかなる物質であるかを知りたい場合や、被検体の断層像において物質の分布状態を把握したい場合には、デュアルエネルギー画像からは目的の情報が得難い。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、被検体の断層像において複数の物質を分離して認識することが可能な画像処理装置、プログラムおよびＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
なお、特願２００６−３０８４９１により、第１Ｘ線投影データを画像再構成処理して第１画像を生成するとともに、第２Ｘ線投影データを画像再構成処理して第２画像を生成し、第１画像の画素と、当該画素と同じ位置関係にある第２画像の画素との実測比率を計算する方法が提案されているが、当該方法は、投影データ空間での重み付け加算処理を含まない方法であり、本発明とは異なる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の観点では、本発明は、第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して第１Ｘ線投影データを収集するとともに、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して第２Ｘ線投影データを収集するデータ収集手段と、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第１物質に対応する成分が抑制された第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第２物質に対応する成分が抑制された第２物質抑制投影データを生成する投影データ演算手段と、前記第１物質抑制投影データに基づいて第１物質抑制断層像を画像再構成するとともに、前記第２物質抑制投影データに基づいて第２物質抑制断層像を画像再構成する画像再構成手段と、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第３Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第４Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第４Ｘ線断層像を生成する画像演算手段と、前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備えるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１０】
第２の観点では、本発明は、前記投影データ演算手段が、前記第１Ｘ線に対する前記第１物質のＸ線吸収係数と前記第２Ｘ線に対する前記第１物質のＸ線吸収係数との比に基づく第１重み付け係数を用いる重み付け減算により、前記第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線に対する前記第２物質のＸ線吸収係数と前記第２Ｘ線に対する前記第２物質のＸ線吸収係数との比に基づく第２重み付け係数を用いる重み付け減算により、前記第２物質抑制投影データを生成し、前記画像演算手段が、前記第３Ｘ線に対する前記第１物質のＸ線吸収係数と前記第３Ｘ線に対する前記第２物質のＸ線吸収係数との比に基づく第３重み付け係数を用いる重み付け加算により、前記第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第４Ｘ線に対する前記第１物質のＸ線吸収係数と前記第４Ｘ線に対する前記第２物質のＸ線吸収係数との比に基づく第４重み付け係数を用いる重み付け加算により、前記第４Ｘ線断層像を生成する上記第１の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１１】
第３の観点では、本発明は、前記特徴量が算出された画素と同じ位置関係にある画素を、該特徴量の大きさに応じて変化する情報を付加して表示する表示手段をさらに備える上記第１の観点または第２の観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１２】
第４の観点では、本発明は、前記投影データ演算手段が、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを２次以上の高次で乗算する項を含む演算式を用いて重み付け減算する上記第１の観点から第３の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１３】
第５の観点では、本発明は、前記特徴量が、画素値の比である上記第１の観点から第４の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１４】
第６の観点では、本発明は、前記特徴量が、画素値の差である上記第１の観点から第４の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１５】
第６の観点では、本発明は、前記第１物質および第２物質が、水、ヨード造影剤、脂肪、およびカルシウムのうちいずれか２つである上記第１の観点から第６の観点のいずれか１つの観点のＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１６】
第８の観点では、本発明は、第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して第１Ｘ線投影データを収集するとともに、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して第２Ｘ線投影データを収集するデータ収集手段と、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け加算して、第３Ｘ線を前記被検体に照射して得られる投影データに相当する第３Ｘ線投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け加算して、第４Ｘ線を前記被検体に照射して得られる投影データに相当する第４Ｘ線投影データを生成する投影データ演算手段と、前記第３Ｘ線投影データに基づいて第３Ｘ線断層像を画像再構成するとともに、前記第４Ｘ線投影データに基づいて第４Ｘ線断層像を画像再構成する画像再構成手段と、前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備えるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【００１７】
第９の観点では、本発明は、第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して得られる第１Ｘ線投影データと、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して得られる第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第１物質に対応する成分が抑制された第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第２物質に対応する成分が抑制された第２物質抑制投影データを生成する投影データ演算手段と、前記第１物質抑制投影データに基づいて第１物質抑制断層像を画像再構成するとともに、前記第２物質抑制投影データに基づいて第２物質抑制断層像を画像再構成する画像再構成手段と、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第３Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第４Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第４Ｘ線断層像を生成する画像演算手段と、前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備える画像処理装置を提供する。
【００１８】
第１０の観点では、本発明は、コンピュータを、第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して得られる第１Ｘ線投影データと、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して得られる第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第１物質に対応する成分が抑制された第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第２物質に対応する成分が抑制された第２物質抑制投影データを生成する投影データ重み付け演算手段と、前記第１物質抑制投影データに基づいて第１物質抑制断層像を画像再構成するとともに、前記第２物質抑制投影データに基づいて第２物質抑制断層像を画像再構成する画像再構成手段と、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第３Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第４Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第４Ｘ線断層像を生成する画像重み付け演算手段と、前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段として機能させるためのプログラムを提供する。
【００１９】
第１１の観点では、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置にて、第１エネルギースペクトルを有する第１Ｘ線を被検体に照射して得られる第１Ｘ線投影データと、前記第１エネルギースペクトルとは異なる第２エネルギースペクトルを有する第２Ｘ線を前記被検体に照射して得られる第２Ｘ線投影データとを収集する工程と、前記第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第１物質に対応する成分が抑制された第１物質抑制投影データを生成するとともに、前記第１Ｘ線投影データと前記第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して、第２物質に対応する成分が抑制された第２物質抑制投影データを生成する工程と、前記第１物質抑制投影データに基づいて画像再構成するとともに、前記第２物質抑制投影データに基づいて画像再構成する工程とを実行して得られる第１物質抑制断層像および第２物質抑制断層像を入力され、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第３Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第３Ｘ線断層像を生成するとともに、前記第１物質抑制断層像と前記第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第４Ｘ線で前記被検体を断層撮影して得られる断層像に相当する第４Ｘ線断層像を生成する画像演算手段と、前記第３Ｘ線断層像の画素と、該画素と同じ位置関係にある前記第４Ｘ線断層像の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する特徴量算出手段とを備える画像処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、互いに異なる２種類のＸ線で被検体を断層撮影して得られる２種類の断層像をそれぞれ生成し、これら２種類の断層像間で対応する画素同士の画素値の相違を表す特徴量を求めるので、上記特徴量と物質の種類との間の相関関係に基づいて、断層像における画素とその画素が表す物質の種類とを対応付けすることができ、被検体の断層像において複数の物質を分離して認識することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、上記２種類の断層像を生成する過程において、第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとを重み付け加算するという投影データ空間での処理が含まれているので、この処理の演算式に高次の項を含めて線形処理と非線形処理とを同時に行うことが容易であり、処理効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
これより本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、第１実施形態によるＸ線ＣＴ装置１００の構成ブロック（block）図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール（console）１と、撮影テーブル（table）１０と、走査ガントリ（gantry）２０とを具備している。
【００２４】
なお、ここでは、鉛直方向をｙ軸方向、撮影テーブル１０の搬送方向（通常、Ｘ線ビームの厚み方向、あるいは、被検体の体軸方向に一致する）をｚ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向に垂直な方向をｘ軸方向と定義する。
【００２５】
操作コンソール１は、操作者の入力を受け付けるキーボード（keyboard）またはマウス（mouse）などの入力装置２と、スキャン（scan）制御処理、前処理、画像処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０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（buffer）５とを具備している。さらに、操作コンソール１は、画像処理によって生成されたデュアルエネルギー比画像などを表示するモニタ（monitor）６と、プログラム、Ｘ線検出器データ、投影データ、デュアルエネルギー比画像等を記憶する記憶装置７とを具備している。撮影条件は、入力装置２から入力され記憶装置７に記憶される。
【００２６】
撮影テーブル１０は、被検体ＨＢを載せて走査ガントリ２０の開口部に出し入れするクレードル（cradle）１２を具備している。クレードル１２は撮影テーブル１０に内蔵するモータ（motor）で昇降および水平直線移動する。
【００２７】
走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線管電圧やＸ線照射タイミング（timing）を制御するＸ線制御部２２と、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を扇状のＸ線ビームに整形する開口を有するコリメータ（collimator）２３と、Ｘ線の線量を空間的に制御する形成Ｘ線フィルタ（filter）２８と、Ｘ線の線質を制御するＸ線フィルタ３１と、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器２４と、Ｘ線検出器２４の出力からＸ線検出器データ（生データとも言う）を収集するデータ収集装置（ＤＡＳ：Data Acquisition System）２５とを具備している。
【００２８】
さらに、走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１、コリメータ２３、形成Ｘ線フィルタ２８、Ｘ線フィルタ３１、およびＸ線検出器２４を保持し、被検体ＨＢの体軸の回りに回転するガントリ回転部１５と、ガントリ回転部１５を制御する回転制御部２６と、制御信号を操作コンソール１とＸ線制御部２２、回転制御部２６、撮影テーブル１０などとの間でやり取りするガントリ制御部２９とを具備している。
【００２９】
Ｘ線管２１、コリメータ２３、Ｘ線検出部２４は、ガントリ回転部１５の所定の基部に支持されて所定の位置関係を維持している。すなわち、Ｘ線管２１とＸ線検出器２４とは、相対向して配置され、またコリメータ２３は、Ｘ線管２１とＸ線検出器２４との間に配置されている。そして、Ｘ線管２１から放射されたＸ線が、コリメータ２３が形成するスリット（slit）Ｓを通過することによって、所定の厚みと広がり、すなわちコーン（corn）角とファン（fan）角を有する扇状のＸ線ビーム（beam）が形成される。
【００３０】
Ｘ線管２１は、Ｘ線焦点ｆから発散するＸ線を発生する。Ｘ線管２１の管電圧は可変であり、複数の目的管電圧に切り換えることができる。ここでは、デュアルエネルギー撮影を行う際に、Ｘ線制御部２２からの制御により、第１管電圧である８０ｋＶと第２管電圧である１４０ｋＶとに切り換える。
【００３１】
Ｘ線検出部２４は、複数のＸ線検出素子、例えば１，０００個（１０００チャネル分）のＸ線検出素子２４ａをＸ線ビームの広がり方向、すなわちチャネル（channel）方向に配列してなる検出素子列を、Ｘ線ビームの厚み方向（ｚ軸方向）に複数個、例えば６４個配設してなる、いわゆる多列Ｘ線検出器である。Ｘ線検出器２４は、これら複数のＸ線検出素子２４ａにより、Ｘ線管２１で発生し被検体を透過したＸ線を検出する検出面２４ｓを形成する。Ｘ線検出素子２４ａは、例えば、シンチレータとフォトダイオードとの組合せにより、いわゆる固体検出器として構成される。
【００３２】
中央処理装置３は、スキャン制御部３２、補間処理部３３、前処理部３４、投影データ演算部３５、画像再構成部３６、画像演算部３７、特徴量算出部３８、画像表示制御部（表示手段）３９を有している。中央処理装置３は、例えば、コンピュータ（computer）により構成され、記憶装置７に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、これら各部として機能する。
【００３３】
スキャン制御部３２は、被検体ＨＢのデュアルエネルギー撮影を行うよう、Ｘ線制御部２２、コリメータ制御部２５、回転制御部２６、および撮影テーブル１０を、ガントリ制御部２９を介して制御する。具体的には、スキャン制御部３２は、Ｘ線管２１とＸ線検出器２４とを被検体ＨＢの周りに回転させるとともに、Ｘ線管２１の管電圧を１ビューまたは２以上の所定数ビューごとに第１管電圧と第２管電圧とに交互に切り換えて、被検体ＨＢに第１Ｘ線と第２Ｘ線とを交互に照射し、ビューごとにＸ線投影データを収集すべく、上記各部を制御する。本実施形態では、第１管電圧を８０ｋＶ、第２管電圧を１４０ｋＶとし、管電圧を１ビューごとに切り換えて、画像再構成に必要なビュー数分の投影データ（１８０°＋ファン角αまたは３６０°分に相当する複数ビューの投影データ）を収集する。これにより、第１管電圧に対応する第１Ｘ線投影データｐＥ１（view,ch,row）と第２管電圧に対応する第２Ｘ線投影データｐＥ２（view,ch,row）とが収集される。
【００３４】
補間処理部３３は、収集されたＸ線投影データに対して補間処理を行って、デュアルエネルギー撮影にて収集されなかったビューの投影データを補うようにする。上記デュアルエネルギー撮影では、Ｘ線管２１の管電圧を１ビューごとに切り換えているため、収集された第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データは、連続的な複数のビューについての投影データを有していない。つまり、ビューごとの投影データが入れ子状態になっている。そこで、第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データそれぞれにおいて、近接する複数のビューの投影データを用いて補間処理（重み付け加算処理）をして新たな投影データを生成することにより、収集されなかったビューの投影データを補うようにする。例えば、次式に従って新たな投影データを生成する。
【数１】
0005085310.tif 000002
【００３５】
なお、この補間処理は、（数式１），（数式２）のように２つのデータの重み付け加算としてもよいし、３つ以上のデータの重み付け加算としてもよい。
【００３６】
前処理部３４は、補間処理済みのＸ線投影データに対して前処理を施す。具体的には、補間処理済みの第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）に対して、オフセット（off-set）補正、対数変換、データ収集装置２５で収集された生データに対してチャネル（channel）間の感度不均一を補正する感度補正、金属部などのＸ線強吸収体による極端な信号強度の低下または信号脱落を補正するＸ線量補正、Ｘ線ビームハードニング（beam-hardening）補正等の前処理を施す。
【００３７】
投影データ演算部３５は、前処理済みの第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）とを重み付け減算して第１物質に対応する成分が抑制された第１物質抑制投影データを生成するとともに、前処理済みの第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）とを重み付け減算して第２物質に対応する成分が抑制された第２物質抑制投影データを生成する。
【００３８】
投影データ演算部３５は、第１Ｘ線に対する第１物質のＸ線吸収係数ｕm1（E1）と第２Ｘ線に対する第１物質のＸ線吸収係数ｕm1（E2）との比に基づく第１重み付け係数を用いる重み付け減算により、第１物質抑制投影データを生成するとともに、第１Ｘ線に対する第２物質のＸ線吸収係数ｕm2（E1）と第２Ｘ線に対する第２物質のＸ線吸収係数ｕm2（E2）との比に基づく第２重み付け係数を用いる重み付け減算により、第２物質抑制投影データを生成する。
【００３９】
本実施形態では、第１物質を水、第２物質をヨード造影剤とし、第１物質抑制投影データとして水抑制投影データ、第２物質抑制投影データとして造影剤抑制投影データを生成する。
【００４０】
ここで、これらの物質抑制投影データを生成する処理について、詳しく説明する。
【００４１】
図２は、第１Ｘ線で断層撮影して得られる第１Ｘ線断層像ＤE1（x,y,z）における所定の物質に対応するＣＴ値と、第２Ｘ線で断層撮影して得られる第２Ｘ線断層像ＤE2（x,y,z）における同物質に対応するＣＴ値との対応関係を複数種類の物質について示す図である。この図では、縦軸を第１Ｘ線断層像ＤE1（x,y,z）におけるＣＴ値、横軸を第２Ｘ線断層像ＤE2（x,y,z）におけるＣＴ値として示している。図２に示すように、第２Ｘ線断層像ＤE2（x,y,z）におけるＣＴ値に対する第１Ｘ線断層像ＤE1（x,y,z）におけるＣＴ値の比（ＤE1／ＤE2）は、物質ごとに略一定であり、例えば、脂肪に対するＣＴ値の比Ｒfat（E1,E2）は０．８、水に対するＣＴ値の比Ｒwater（E1,E2）は１．０、骨の主成分であるカルシウムに対するＣＴ値の比Ｒcalcium（E1,E2）は１．５、造影剤の主成分であるヨードに対するＣＴ値の比Ｒiodine（E1,E2）は１．８である。そして、これらＣＴ値の比は、第１Ｘ線に対するある物質のＸ線吸収係数と第２Ｘ線に対する同物質のＸ線吸収係数との比である。つまり、例えば、Ｒwater（E1,E2）は、第１Ｘ線に対する水のＸ線吸収係数ｕwater（E1）と第２Ｘ線に対する水のＸ線吸収係数ｕwater（E2）との比であり、Ｒiodine（E1,E2）は、第１Ｘ線に対するヨード造影剤のＸ線吸収係数ｕiodine（E1）と第２Ｘ線に対するヨード造影剤のＸ線吸収係数ｕiodine（E2）との比である。
【００４２】
水抑制投影データｐwater（view,ch,row）は、第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）との間において、水に対応する成分同士が同じ値となるように、少なくとも一方のデータに重み付け係数（第１重み付け係数）を掛けて減算（重み付け係数が負であれば加算）することにより得られる。これを式で表すと、例えば次式のようになる。
【数２】
0005085310.tif 000003
【００４３】
同様に、造影剤抑制投影データｐiodine（view,ch,row）は、第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）との間において、造影剤に対応する成分同士が同じ値となるように、少なくとも一方のデータに重み付け係数（第２重み付け係数）を掛けて減算することにより得られる。これを式で表すと、例えば次式のようになる。
【数３】
0005085310.tif 000004
【００４４】
上記の（数式３），（数式４）の演算式は線形な処理であるが、これらの演算式に、第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）とを２次以上の高次で乗算する項を含めれば、非線形な処理を含む重み付け加算処理がなされることになる。例えば、上記高次の項の係数を、経験則等に基づいて適正に調整することにより、次式で表すようなビームハードニング補正処理を行うことも可能である。
【数４】
0005085310.tif 000005
ここで、ｐ（view,ch,row）は補正前の投影データ、ｐbh（view,ch,row）はビームハードニング補正後の投影データ、Ｂ0(ch,row)，Ｂ1(ch,row)，Ｂ2(ch,row)は所定の係数である。
【００４５】
画像再構成部３６は、第１物質抑制投影データに基づいて第１物質抑制断層像を画像再構成するとともに、第２物質抑制投影データに基づいて第２物質抑制断層像を画像再構成する。本実施形態では、水抑制投影データｐwater（view,ch,row）に基づいて水抑制断層像Ｄwater（x,y,z）を画像再構成するとともに、造影剤抑制投影データｐiodine（view,ch,row）に基づいて造影剤抑制断層像Ｄiodine（x,y,z）を画像再構成する。
【００４６】
画像再構成は、例えば、従来公知のフェルドカンプ（Feldkamp）法による三次元画像再構成法、他の三次元画像再構成法、あるいは二次元画像再構成法等を用いて行うことができ、例えば、次のような手順により行われる。まず、投影データに対して、周波数領域に変換する高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を施し、それに再構成関数Kernel(j)を重畳し、逆フーリエ変換する。そして、再構成関数Kernel(j)を重畳処理した投影データに対して逆投影処理を行い、被検体ＨＢを体軸方向（ｚ軸方向）にスライス（slice）したときの所定のスライスに対応する断層像（ｘｙ平面）を求める。
【００４７】
画像演算部３７は、第１物質抑制断層像と第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第３エネルギースペクトルを有する第３Ｘ線で被検体ＨＢを断層撮影して得られる断層像に相当する第３Ｘ線断層像を生成するとともに、第１物質抑制断層像と第２物質抑制断層像とを重み付け加算して、第４のエネルギースペクトルを有する第４Ｘ線で被検体ＨＢを断層撮影して得られる断層像に相当する第４Ｘ線断層像を生成する。
【００４８】
ここで、画像演算部３７は、第３Ｘ線に対する第１物質（水）のＸ線吸収係数ｕwater（E3）と第３Ｘ線に対する第２物質（ヨード造影剤）のＸ線吸収係数ｕiodine（E3）との比に基づく第３重み付け係数を用いる重み付け加算により、第３Ｘ線断層像を生成するとともに、第４Ｘ線に対する第１物質のＸ線吸収係数ｕwater（E4）と第４Ｘ線に対する第２物質のＸ線吸収係数ｕiodine（E4）との比に基づく第４重み付け係数を用いる重み付け加算により、第４Ｘ線断層像を生成する。
【００４９】
本実施形態では、第３Ｘ線を第１Ｘ線そのものとし、第４Ｘ線を第２Ｘ線そのものとして、水抑制画像Ｄwater（x,y,z）と造影剤抑制画像Ｄiodine（x,y,z）との間で重み付け加算処理を行って、第１Ｘ線を照射する断層撮影によって得られる断層像に相当する第１Ｘ線相当断層像Ｄ′E1（x,y,z）を第３Ｘ線断層像として生成するとともに、第２Ｘ線を照射する断層撮影によって得られる断層像に相当する第２Ｘ線相当断層像Ｄ′E2（x,y,z）を第４Ｘ線断層像として生成する。これを式で表すと次式のようになる。
【数５】
0005085310.tif 000006
【００５０】
特徴量算出部３８は、第１Ｘ線相当断層像Ｄ′E1（x,y,z）の画素と、この画素と同じ位置関係にある第２Ｘ線相当断層像Ｄ′E2（x,y,z）の画素との間における画素値の相違を表す特徴量を算出する。本実施形態では、画素値の比（デュアルエネルギー比）を特徴量として算出するが、これ以外に例えば画素値の差を特徴量として算出しても構わない。また、ここでは、特徴量算出部３８は、互いに対応する画素の組合せごとに画素値の比を算出し、この画素値の比を画素値とするデュアルエネルギー比画像ＤD（x,y,z）を生成する。これを式で表すと次式のようになる。
【数６】
0005085310.tif 000007
【００５１】
デュアルエネルギー比は、物質の実効質量数と相関があり、物質の種類に応じて値が決まっているため、この比に基づいて画像上での物質の分離が可能となる。
【００５２】
画像表示制御部３９は、デュアルエネルギー比画像ＤD（x,y,z）を、各画素がその画素値の大きさに応じた色、濃度、または柄で表されるよう表示すべく、モニタ６を制御する。本実施形態では、画像表示制御部３９は、記憶装置７からデュアルエネルギー比画像ＤD（x,y,z）の画像データを読み出し、当該画像の各画素を、その画素値の大きさに応じて複数のグループに分類し、グループごとに色を変えて表示するよう、不図示のＶＲＡＭにデータを書き込む。
【００５３】
図３は、デュアルエネルギー比画像を色分けして表示した例を示す図である。画像表示制御部３９は、図３に示すように、例えば、０．７≦画素値＜０．９を満たす画素を脂肪のグループＦｔ、０．９≦画素値＜１．１を満たす画素を水のグループＷａ、１．４≦画素値＜１．６を満たす画素をカルシウムのグループＣａ、１．７≦画素値＜１．９を満たす画素を造影剤のグループＩｏ、それ以外の画素値を有する画素をその他のグループＺにそれぞれ分類し、各画素をグループごとに、赤、青、黄、緑、橙等で色分けして表示されるようにする。
【００５４】
これより、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置１００の動作について説明する。
【００５５】
図４は、本実施形態によるＸ線ＣＴ装置１００の動作の概要を示すフローチャートである。また、図５は、Ｘ線投影データからデュアルエネルギー比画像が生成される様子を示す概念図である。
【００５６】
ステップＳ１では、被検体ＨＢをデュアルエネルギー撮影する。具体的には、スキャン制御部３２が各部を制御して、Ｘ線管２１とＸ線検出器２４とを被検体ＨＢの周りに回転させながら、Ｘ線管２１の管電圧を１ビューごとに第１管電圧と第２管電圧とに交互に切り換える。これにより、被検体ＨＢに第１Ｘ線と第２Ｘ線とを１ビューごとに切り換えて照射し、ビューデータが互いに入れ子になった第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）とを収集する。
【００５７】
ステップＳ２では、収集されたＸ線投影データに対して補間処理を行う。具体的には、補間処理部３３が、上記の（数式１），（数式２）に従って、互いに近接する２つのビューの投影データを重み付け加算して新たな投影データを生成し、デュアルエネルギー撮影にて収集されなかったビューの投影データを補う。
【００５８】
ステップＳ３では、補間処理済みの各Ｘ線投影データに対して前処理を施す。具体的には、前処理部３４が、補間処理済みの第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）とに対して、オフセット補正、対数変換、感度補正、Ｘ線量補正、Ｘ線ビームハードニング補正等の処理を施す。
【００５９】
ステップＳ４では、水抑制投影データｐwater（view,ch,row）と造影剤抑制投影データｐiodine（view,ch,row）とを生成する。具体的には、投影データ演算部３５が、上記の（数式３）に従って、第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）とを第１重み付け係数を用いて重み付け減算して、水抑制投影データｐｗａｔｅｒ（view，ch，row）を生成する。同様に、上記の（数式４）に従って、第１Ｘ線投影データｐE1（view,ch,row）と第２Ｘ線投影データｐE2（view,ch,row）とを第２重み付け係数を用いて重み付け減算して、造影剤抑制投影データｐiodine（view，ch，row）を生成する。
【００６０】
ステップＳ５では、水抑制画像Ｄwater（x,y,z）と造影剤抑制画像Ｄiodine（x,y,z）とを画像再構成する。具体的には、画像再構成部３６が、３次元画像再構成処理等により、水抑制投影データｐwater（view，ch，row）に基づいて水抑制画像Ｄwater（x,y,z）を画像再構成するとともに、造影剤抑制投影データｐiodine（view,ch,row）に基づいて造影剤抑制画像Ｄiodine（x,y,z）を画像再構成する。
【００６１】
ステップＳ６では、第１Ｘ線相当断層像Ｄ′E1（x,y,z）と第２Ｘ線相当断層像Ｄ′E1（x,y,z）とを生成する。具体的には、画像演算部３７が、上記の（数式６），（数式７）に従って、水抑制画像Ｄwater（x,y,z）と造影剤抑制画像Ｄiodine（x,y,z）とを第３重み付け係数を用いて重み付け加算して第１Ｘ線相当断層像Ｄ′E1（x,y,z）を生成するとともに、水抑制画像Ｄwater（x,y,z）と造影剤抑制画像Ｄiodine（x,y,z）とを第４重み付け係数を用いて重み付け加算して第２Ｘ線相当断層像Ｄ′E2（x,y,z）を生成する。
【００６２】
ステップＳ７では、デュアルエネルギー比画像ＤD（x,y,z）を生成する。具体的には、特徴量算出部３８が、上記の（数式８）に従って、第１Ｘ線相当断層像Ｄ′E1（x,y,z）と第２Ｘ線相当断層像Ｄ′E2（x,y,z）との間で、互いに対応する画素の組合せごとに画素値の比を算出し、この画素値の比を画素値とするデュアルエネルギー比画像ＤD（x,y,z）を生成する。なお、生成されたデュアルエネルギー比画像ＤD（x,y,z）の画像データは、記憶装置７に送られ記憶される。
【００６３】
ステップＳ８では、デュアルエネルギー比画像を画素値の大きさに応じて色分けして表示する。具体的には、画像表示制御部３９が、記憶装置７からデュアルエネルギー比画像ＤD（x,y,z）の画像データを読出し、当該画像の各画素を、その画素値の大きさに応じて複数のグループに分類し、グループごとに色を変えてそれら各画素をモニタ６に表示させる。
【００６４】
以上、上記実施形態によれば、互いに異なる２種類のＸ線で被検体ＨＢを断層撮影して得られる２種類の断層像をそれぞれ生成し、これら２種類の断層像間で対応する画素同士の画素値の相違を表す特徴量を求めるので、上記特徴量と物質の種類との間の相関関係に基づいて、断層像における画素とその画素が表す物質の種類とを対応付けすることができ、被検体の断層像において複数の物質を分離して認識することができる。
【００６５】
また、本発明によれば、上記２種類の断層像を生成する過程において、第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとを重み付け加算するという投影データ空間での処理が含まれているので、この処理の演算式に高次の項を含めて線形処理と非線形処理とを同時に行うことが容易であり、処理効率の向上を図ることができる。
【００６６】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。
【００６７】
本実施形態では、特徴量算出部３８が、デュアルエネルギー比画像を生成し、画像表示制御部３９が、そのデュアルエネルギー比画像を画素値の大きさに応じて色分けして表示しているが、例えば、特徴量算出部３８が、被検体の断層像のうち操作者によって指定された関心画素または関心領域内の画素についてのみ特徴量を算出し、画像表示制御部３９が、その算出された特徴量またはその特徴量の大きさが認識できる情報をその画素の位置と対応付けてモニタ６に表示させてもよい。
【００６８】
また、本実施形態では、第１物質抑断層像および第２物質抑制断層像として、水抑制断層像および造影剤抑制断層像を生成しているが、水抑制断層像、造影剤抑制断層像、脂肪抑制断層像、および骨抑制断層像のうちいずれか２つの物質抑制断層像を生成しても、本実施形態と同様に、所定のＸ線で断層撮影して得られる断層像に相当する画像を仮想的に生成することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、第１物質抑制断層像と第２物質抑制断層像とを重み付け加算して所定のＸ線で断層撮影して得られる断層像に相当する画像を仮想的に生成しているが、この重み付け加算における重み付け係数を調整することにより、任意の物質抑制断層像を仮想的に生成することができる。例えば、水抑制断層像と造影剤抑制断層像とを重み付け加算して、骨が抑制され造影剤が強調される骨抑制断層像を仮想的に生成することもできる。
【００７０】
また、本実施形態では、画像再構成に必要なビュー数分の投影データを収集する際に、Ｘ線管２１の管電圧を１ビューごとに切り換えているが、この管電圧を例えば２以上の所定数ビューごとに切り換えるようにしてもよい。あるいは、第１管電圧で画像再構成に必要なビュー数分の投影データを収集した後に管電圧を切り換えて、第２管電圧で画像再構成に必要なビュー数分の投影データを収集するようにしてもよい。
【００７１】
また、本実施形態では、第１Ｘ線相当断層像（第３Ｘ線断層像）と第２Ｘ線相当断層像（第４Ｘ線断層像）とを生成する過程において、第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとを重み付け減算して水抑制投影データ（第１物質抑制投影データ）と造影剤抑制投影データ（第２物質抑制投影データ）とを生成して水抑制断層像（第１物質抑制断層像）と造影剤抑制断層像（第２物質抑制断層像）とを画像再構成し、これら水抑制断層像と造影剤抑制断層像とを重み付け加算して第１Ｘ線相当断層像（第３Ｘ線断層像）と第２Ｘ線相当断層像（第４Ｘ線断層像）とを生成しているが、このような工程を踏む方法のほか、第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとを重み付け減算する際に、演算式に第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとを高次で乗算する項を加え、この項の係数を適当に調整することで第１Ｘ線相当投影データと第２Ｘ線相当投影データとを直接的に生成し、これらのデータから第１Ｘ線相当断層像（第３Ｘ線断層像）と第２Ｘ線相当断層像（第４Ｘ線断層像）とを画像再構成するようにしてもよい。これにより、第１Ｘ線相当断層像（第３Ｘ線断層像）と第２Ｘ線相当断層像（第４Ｘ線断層像）とを生成する処理を簡略化することができ、処理の高速化を図ることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、第１Ｘ線と第２Ｘ線の２種類のＸ線で被検体を撮影して第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとを収集しているが、別の方法として、例えば、Ｘ線ビームの照射方向に多層構造を有する多層Ｘ線検出器や、半導体検出器の一種であるＸ線エネルギー弁別可能なフォトンカウンティング（photon-counting）検出器を用いて単一のＸ線で被検体を撮影することにより、第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとを収集するようにしてもよい。多層Ｘ線検出器は、例えば、反応するＸ線エネルギーが互いに異なる第１検出層と第２検出層とを有するものであり、各検出層の出力信号から第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとに相当するデータを収集する。また、フォトンカウンティング検出器は、１つ１つのＸ線フォトン（photon）を検出してそのＸ線フォトンが有するＸ線エネルギーに応じた波高の信号を出力するものであり、出力信号を所定の閾値で波高弁別し、波高が閾値未満の信号を低いＸ線エネルギー（第１Ｘ線）に対する信号としてカウント（count）して低いＸ線エネルギー（第２Ｘ線）のＸ線投影データ（第１Ｘ線投影データ）を生成し、波高が閾値以上の信号を高いＸ線エネルギー（第２Ｘ線）に対する信号としてカウントして高いＸ線エネルギーのＸ線投影データ（第２Ｘ線投影データ）を生成する。
【００７３】
また、本実施形態では、第１Ｘ線投影データと第２Ｘ線投影データとして、Ｘ線検出器２４から直接的に得られた投影データを利用しているが、例えば、その直接的に得られた投影データに基づいて断層像を画像再構成し、その断層像を各ビュー方向に再投影する演算を行って得られた再投影データを利用するようにしてもよい。この場合、断層像を画像再構成する際に、ストリークアーチファクト（streak artifact）を低減する処理等を施すようにしてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、多列Ｘ線検出器２４を用いているが、フラットパネル（flat-panel）Ｘ線検出器に代表するマトリクス（matrix）構造の二次元Ｘ線エリア（area）検出器、または１列のＸ線検出器を用いてもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、医用Ｘ線ＣＴ装置について記載されているが、産業用Ｘ線ＣＴ装置、または、他の装置と組み合わせたＸ線ＣＴ−ＰＥＴ装置，Ｘ線ＣＴ−ＳＰＥＣＴ装置などにおいても利用できる。
【００７６】
また、本実施形態では、撮影に用いるスキャン方式としてノンヘリカルスキャン（アキシャルスキャン）を適用した場合について説明したが、ヘリカルスキャンあるいは可変ピッチヘリカルスキャンを適用することもできる。
【００７７】
また、本実施形態では、デュアルエネルギー撮影においてＸ線管電圧として８０ｋＶと１４０ｋＶとを用いているが、他のＸ線管電圧においても同様にデュアルエネルギー撮影を行うことができる。
【００７８】
なお、本実施形態における投影データ演算部３５、画像再構成部３６、画像演算部３７、および特徴量算出部３８を含む画像処理装置も本発明の一実施形態である。
【００７９】
また、コンピュータを、このような画像処理装置として機能させるためのプログラムも本発明の一実施形態である。
【００８０】
また、投影データ演算部３５と画像再構成部３６とを有するＸ線ＣＴ装置で得られた第１物質抑制断層像と第２物質抑制断層像とを入力され、画像演算部３７および特徴量算出部３８とを有する画像処理装置も本発明の一実施形態である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同じ物質についての第１Ｘ線に基づく断層像でのＣＴ値と第２Ｘ線に基づく断層像でのＣＴ値との対応関係を示す図である。
【図３】デュアルエネルギー比画像を色分けして表示した例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の動作の概要を示すフローチャートである。
【図５】Ｘ線投影データからデュアルエネルギー比画像が生成される様子を示す概念図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  操作コンソール
２  入力装置
３  中央処理装置
５  データ収集バッファ
６  モニタ
７  記憶装置
１０  撮影テーブル
１２  クレードル
１５  ガントリ回転部
２０  走査ガントリ
２１  Ｘ線管
２２  Ｘ線制御部
２３  コリメータ
２４  Ｘ線検出器
２５  データ収集装置
２６  回転制御部
２８  形成Ｘ線フィルタ
２９  ガントリ制御部
３１  Ｘ線フィルタ
３２  スキャン制御部
３３  補間処理部
３４  前処理部
３５  投影データ演算部
３６  画像再構成部
３７  画像演算部
３８  特徴量算出部
３９  画像表示制御部
１００  Ｘ線ＣＴ装置
【図１】
0005085310.tif 000008
【図２】
0005085310.tif 000009
【図３】
0005085310.tif 000010
【図４】
0005085310.tif 000011
【図５】
0005085310.tif 000012