CN104703540A - X射线ct装置、图像处理装置以及图像处理方法 - Google Patents

X射线ct装置、图像处理装置以及图像处理方法 Download PDF

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Abstract

实施方式的X射线CT装置具备收集部(14)、控制部(38)、以及图像重建部(36)。收集部(14)对由来于透过了被检体的X射线的光子进行计数，将对该计数了的光子的能量进行鉴别的结果作为计数结果来收集。控制部(38)对上述收集部(14)通知根据由操作者指定的物质的X射线吸收特性而设定的能量分割集合。图像重建部(36)接收上述收集部(14)通过对以上述能量分割集合设定的多个能量鉴别域分别分配计数值而收集到的计数结果，并使用接收到的计数结果来重建图像数据。

Description

X射线CT装置、图像处理装置以及图像处理方法
技术领域
本发明的实施方式涉及X射线CT装置、图像处理装置以及图像处理方法。
背景技术
近年来，正在开发使用光子计数方式的检测器来进行光子计数CT(Computed Tomography)的X射线CT装置。与在以往的X射线CT装置中使用的积分型的检测器不同，光子计数方式的检测器输出对由来于透过了被检体的X射线的光子能够分别进行计数的信号。因此，在光子计数CT中，能够重建SN比(Signal per Noise)高的X射线CT图像。
另外，光子计数方式的检测器所输出的信号能够用于测量(鉴别)所计数的各个光子的能量。因此，在光子计数CT中，能够将通过由1种管电压照射X射线而收集到的数据分成多个能量分量进行图像化。例如，在光子计数CT中，可生成能够利用K吸收限的不同来鉴定物质的图像。作为该物质，可列举造影剂、能够特殊地标记组织的化学标记物质等。
这样，在光子计数CT中，通过将各个光子(辐射量子)分成能量分量来进行鉴别，可生成能够鉴定所关注的物质的图像。但是，如果细致地实施能量鉴别，则数据量变得巨大，数据的传送时间、重建时间增大。另一方面，如果粗略地实施能量鉴别，则不能得到所关注的物质的鉴定所需的数据。
专利文献1：日本特开2012-34901号公报
发明内容
本发明要解决的问题在于，提供一种能够确保操作者所关注的物质的图像化所需的数据，并且能够削减用于进行图像化的数据量的X射线CT装置、图像处理装置以及图像处理方法。
实施方式的X射线CT装置具备收集部、控制部、以及图像重建部。收集部对由来于透过了被检体的X射线的光子进行计数，将对该计数的光子的能量进行了鉴别的结果作为计数结果来收集。控制部对上述收集部通知根据由操作者指定的物质的X射线吸收特性而设定的能量分割集合(set)。图像重建部接收上述收集部分别对按照上述能量分割集合而设定的多个能量鉴别域分配计数值而收集到的计数结果，使用接收到的计数结果来重建图像数据。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的X射线CT装置的构成例的图。
图2是用于说明第1实施方式所涉及的检测器的一个例子的图。
图3是用于说明K吸收限的图。
图4A是用于说明现有技术的问题的图(1)。
图4B是用于说明现有技术的问题的图(2)。
图5A是表示图1所示的数据库所存储的数据结构的一个例子的图(1)。
图5B是表示图1所示的数据库所存储的数据结构的一个例子的图(2)。
图6是用于说明第1实施方式所涉及的控制部根据第1设定法进行的控制处理的图(1)。
图7是用于说明第1实施方式所涉及的控制部根据第1设定法进行的控制处理的图(2)。
图8是用于说明第1实施方式所涉及的控制部根据第1设定法进行的控制处理的图(3)。
图9是用于说明第1实施方式所涉及的控制部在被指定了多个物质时进行的控制处理的图。
图10是表示第1实施方式所涉及的控制部进行的第2设定法的一个例子的图(1)。
图11A是表示第1实施方式所涉及的控制部进行的第2设定法的一个例子的图(2)。
图11B是表示第1实施方式所涉及的控制部进行的第2设定法的一个例子的图(3)。
图12是表示第1实施方式所涉及的控制部进行的第3设定法的一个例子的图。
图13A是表示第1实施方式所涉及的GUI的一个例子的图(1)。
图13B是表示第1实施方式所涉及的GUI的一个例子的图(2)。
图13C是表示第1实施方式所涉及的GUI的一个例子的图(3)。
图13D是表示第1实施方式所涉及的GUI的一个例子的图(4)。
图14是表示第1实施方式所涉及的GUI的一个例子的图(5)。
图15是用于说明第1实施方式所涉及的X射线CT装置的处理的一个例子的流程图。
图16是表示图1所示的检测器以及收集部的第1构成例的图。
图17是表示图1所示的检测器以及收集部的第2构成例的图。
图18是表示图1所示的检测器以及收集部的第3构成例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明X射线CT装置的实施方式。
以下的实施方式中说明的X射线CT装置是能够执行光子计数CT的装置。即，以下的实施方式中说明的X射线CT装置不是以往的积分型(电流模式测量方式)的检测器，而是通过使用光子计数方式的检测器来对透过了被检体的X射线进行计数，从而能够重建SN比高的X射线CT图像数据的装置。
在光子计数CT中，通过对光子的数进行计数来测量光(X射线)量。单位时间的光子数越多，则成为越强的光(X射线)。另外，各个光子具有不同的能量，但在光子计数CT中，通过进行光子的能量测量，能够得到X射线的能量分量的信息。即，在光子计数CT中，能够将通过以一种管电压照射X射线而收集到的数据分成多个能量分量来进行图像化。
在此，作为物质固有的能量分量，有吸收限。吸收限(K吸收限、L吸收限)的能量由与吸收原子激发的壳层电子的量子数以及价电子带的电子配置来决定。例如，在光子计数CT中，可得到能够利用K吸收限的不同来鉴定物质的图像数据。
(第1实施方式)
首先，针对第1实施方式所涉及的X射线CT装置的结构进行说明。图1是表示第1实施方式所涉及的X射线CT装置的构成例的图。如图1所示，第1实施方式所涉及的X射线CT装置具有架台装置10、床装置20、以及控制台装置30。
架台装置10是对被检体P照射X射线，并对透过了被检体P的X射线进行计数的装置，具有高电压发生部11、X射线管12、检测器13、收集部14、旋转架15、以及架台驱动部16。
旋转架15是以隔着被检体P使X射线管12和检测器13对置的方式进行支承，通过后述的架台驱动部16在以被检体P为中心的圆形轨道上高速旋转的圆环状的架。
X射线管12是通过后述的高电压发生部11所供给的高电压向被检体P照射X射线束的真空管，随着旋转架15的旋转，对被检体P照射X射线束。
高电压发生部11是向X射线管12供给高电压的装置，X射线管12使用由高电压发生部11供给的高电压来产生X射线。即，高电压发生部11通过调整向X射线管12供给的管电压或管电流，来调整对被检体P照射的X射线量。
架台驱动部16通过旋转驱动旋转架15而在以被检体P为中心的圆形轨道上使X射线管12和检测器13旋转。
检测器13具有用于对由来于透过了被检体P的X射线的光进行计数的多个检测元件。列举一个例子，第1实施方式所涉及的检测器13所具有的各检测元件是碲化镉类的半导体。即，第1实施方式所涉及的检测器13是将入射的X射线直接转换成光，并对由来于X射线的光进行计数的直接转换型的半导体检测器。
图2是用于说明第1实施方式所涉及的检测器的一个例子的图。例如，第1实施方式所涉及的检测器13如图2所示，是将由碲化镉构成的检测元件131在信道方向(图1中的Y轴方向)配置了N列、在体轴方向(图1中的Z轴方向)配置了M列的面检测器。当光子入射时，检测元件131输出1个脉冲的电气信号。通过鉴别检测元件131所输出的各个脉冲，能够对由来于入射至检测元件131的X射线的光子(X射线光子)的数进行计数。另外，通过进行基于各个脉冲的强度的运算处理，能够测量所计数的光子的能量。
此外，以下针对检测器13是直接转换型的半导体检测器的情况进行说明，但第1实施方式例如也能够应用于将由闪烁体和光电倍增管构成的间接转换型的检测器作为检测器13来使用的情况。
收集部14收集作为使用了检测器13的输出信号的计数处理的结果的计数结果。收集部14对由来于从X射线管12照射并透过了被检体P的X射线的光子(X射线光子)进行计数，将鉴别出该计数了的光子的能量的结果作为计数结果来收集。而且，收集部14将计数结果向控制台装置30发送。
具体而言，收集部14将鉴别检测元件131所输出的各脉冲并计数了的X射线光子的入射位置(检测位置)和该X射线光子的能量值作为计数结果，按X射线管12的每个相位(管球相位)进行收集。收集部14例如将输出了计数所使用的脉冲的检测元件131的位置作为入射位置。另外，收集部14例如根据脉冲的峰值和系统固有的响应函数来运算能量值。或者，收集部14例如通过对脉冲的强度进行积分来运算能量值。收集部14将运算出的能量值(E)分配给多个能量鉴别域。
本实施方式所涉及的收集部14例如使用比较器(比较仪)，将运算出的能量值分配给多个能量鉴别域。多个能量鉴别域成为收集部14为了对能量的值进行鉴别并分配为规定的粒度的能量范围，而使用阈值设定的能量分割集合。
例如，收集部14所收集的计数结果成为“在管球相位“α1”中，在入射位置“P11”的检测元件131中，能量鉴别域“E1＜E≤E2”的光子的计数值为“N1”，能量鉴别域“E2＜E≤E3”的光子的计数值为“N2””等信息。或者，收集部14所收集的计数结果成为在“管球相位“α1”中，在入射位置“P11”的检测元件131中，能量鉴别域“E1＜E≤E2”的光子的单位时间的计数值为“n1”，能量鉴别域“E2＜E≤E3”的光子的单位时间的计数值为“n2””等信息。
床装置20是载置被检体P的装置，具有顶板22和床驱动装置21。顶板22是载置被检体P的板，床驱动装置21将顶板22向Z轴方向移动，使被检体P移动到旋转架15内。
其中，架台装置10例如执行一边使顶板22移动一边使旋转架15旋转来以螺旋状对被检体P进行扫描的螺旋扫描。或者，架台装置10执行在使顶板22移动之后将被检体P的位置固定不变而使旋转架15旋转来以圆轨道对被检体P进行扫描的常规扫描。或者，架台装置10执行使顶板22的位置以一定间隔移动来在多个扫描区域中进行常规扫描的静态调强方式。
控制台装置30是受理操作者对X射线CT装置进行的操作，并且使用由架台装置10收集到的计数结果来重建X射线CT图像数据的装置。如图1所示，控制台装置30具有输入装置31、显示装置32、扫描控制部33、前处理部34、投影数据存储部35、图像重建部36、图像存储部37、控制部38、数据库39。
输入装置31具有X射线CT装置的操作者输入各种指示、各种设定所使用的鼠标或键盘等，将从操作者受理到的指示、设定的信息向控制部38转送。例如，输入装置31从操作者接受重建X射线CT图像数据时的重建条件、针对X射线CT图像数据的图像处理条件等。
显示装置32是操作者进行参照的显示器，在控制部38的控制下，对操作者显示X射线CT图像数据，或者显示用于经由输入装置31从操作者受理各种指示、各种设定等的GUI(Graphical UserInterface)。针对在第1实施方式中显示的GUI，之后将详述。
扫描控制部33在后述的控制部38的控制下，控制高电压发生部11、架台驱动部16、收集部14以及床驱动装置21的动作，由此控制架台装置10中的计数信息的收集处理。
前处理部34对从收集部14发送来的计数结果进行对数变换处理、偏移校正、灵敏度校正、射束硬化校正等校正处理，来生成投影数据。
投影数据存储部35存储由前处理部34生成的投影数据。即，投影数据存储部35存储用于重建X射线CT图像数据的投影数据(计数结果)。
图像重建部36例如通过对投影数据存储部35所存储的投影数据进行逆投影处理，来重建X射线CT图像数据。作为逆投影处理，例如能够列举基于FBP(Fi l tered Back Project ion)法的逆投影处理。此外，图像重建部36也可以通过逐次近似法等来进行重建处理。另外，图像重建部36通过对X射线CT图像数据进行各种图像处理来生成图像数据。图像重建部36将重建后的X射线CT图像数据、通过各种图像处理生成的图像数据保存在图像存储部37中。
在此，在根据由光子计数CT得到的计数结果而生成的投影数据中，包含因透过被检体P而衰减的X射线的能量的信息。因此，图像重建部36例如能够重建特定的能量分量的X射线CT图像数据。另外，图像重建部36例如能够重建多个能量分量各自的X射线CT图像数据。
另外，图像重建部36例如能够对各能量分量的X射线CT图像数据的各像素分配与能量分量对应的色调，并生成重叠了根据能量分量而被区分颜色后的多个X射线CT图像数据的图像数据。另外，图像重建部36能够利用物质固有的K吸收限，来生成能够鉴定该物质的图像数据。作为图像重建部36生成的其他图像数据，能够列举单色X射线图像数据、密度图像数据、或实效原子编号图像数据等。
数据库39是存储与多个物质各自的X射线吸收频谱相关的信息的存储部。即，数据库39是存储分析化学信息的数据库。数据库39能够使用外部的分析化学数据库的信息，来更新并保持分析化学的各种信息。
控制部38通过控制架台装置10、床装置20以及控制台装置30的动作，来进行X射线CT装置的整体控制。具体而言，控制部38通过控制扫描控制部33，来控制由架台装置10进行的CT扫描。另外，控制部38通过控制前处理部34、图像重建部36，来控制控制台装置30中的图像重建处理、图像生成处理。另外，控制部38进行控制，以便将图像存储部37所存储的各种图像数据显示于显示装置32。其中，在第1实施方式中针对控制部38进行的控制处理，之后将详述。
以上，针对第1实施方式所涉及的X射线CT装置的整体结构进行了说明。在该结构下，第1实施方式所涉及的X射线CT装置通过光子计数CT，来进行利用了物质固有的能量分量的图像数据的重建处理、生成处理。
在此，针对作为物质固有的能量分量的一个例子的K吸收限，使用图3来进行说明。图3是用于说明K吸收限的图。在图3中，示出了各种物质的X射线吸收频谱。其中，图3的横轴是能量(单位：keV)，图3的纵轴是线衰减系数(单位：cm-1)。
在图3中，示出混合了碘类的造影剂的血液(Iodine-mixed blood)的X射线吸收频谱、混合了钆类的造影剂的血液(Gd-mixed blood)的X射线吸收频谱、混合了铋类的造影剂的血液(Bi-mixed blood)的X射线吸收频谱。另外，在图3中，还匹配地示出了水(Water)、下肢(Rib)、脊椎(Spi)的X射线吸收频谱。
如图3所示例那样，在K吸收限的前后，衰减系数系数急剧上升。例如，如果将K吸收限为“33.16keV”的碘作为关注物质，则透过了存在碘类的造影剂的组织的X射线光子的计数值在“33.16keV”前后的能量范围中大不相同。鉴于此，当利用K吸收限的不同来鉴定物质时，图像重建部36例如根据值小于K吸收限的能量鉴别域的计数结果(投影数据)来重建X射线CT图像数据(以下，称为第1图像数据)。另外，图像重建部36例如根据值大于K吸收限的能量鉴别域的计数结果(投影数据)来重建X射线CT图像数据(以下，称为第2图像数据)。而且，图像重建部36例如通过从第2图像数据减去第1图像数据，来生成差分图像数据。在该差分图像数据中，主要描绘出计数值大不相同的区域(例如，存在碘类的造影剂的组织)。
但是，当细致地实施能量鉴别时，数据量变得巨大，数据的转送时间、重建时间增大。另一方面，当粗略地实施能量鉴别时，不能够得到所关注的物质的鉴定所需的数据。针对该点，使用图4A以及图4B进行说明。图4A以及图4B是用于说明现有技术的问题的图。在图4A中，示例出以粗的粒度设定的能量鉴别域，在图4B中，示例出以细的粒度设定的能量鉴别域。另外，在图4A以及图4B中，分别示例出不同的两种物质(物质A以及物质B)的X射线吸收频谱。
当如图4A所示例那样，以相同宽度的粗的粒度设定了5个能量鉴别域(0～4)时，能够减少作为计数结果而产生的数据量。但是，由于5个能量鉴别域各自的能量范围较宽，因此，根据各能量鉴别域的计数结果生成的图像数据成为物质的鉴别能力低的图像数据。例如，图4A所示的能量鉴别域(0)和能量鉴别域(1)以物质A的K吸收限的能量值作为边界被划分。因此，能够使用能量鉴别域(0)的计数结果和能量鉴别域(1)的计数结果，来生成能够鉴定物质A的差分图像数据。另一方面，例如在图4A所示的能量鉴别域(1)的中心附近包含物质B的K吸收限的能量值。因此，例如即使使用能量鉴别域(1)的计数结果和能量鉴别域(2)的计数结果生成了差分图像数据，该差分图像数据也不是能够鉴定物质B的差分图像数据。
与之相对，当如图4B所示例那样，以相同宽度的细的粒度设定了15个能量鉴别域(0～14)时，因为15个能量鉴别域各自的能量范围狭窄，因此，根据各能量鉴别域的计数结果生成的图像数据成为物质的鉴别能力高的图像数据。例如，能够使用图4B所示例的能量鉴别域(2)的计数结果和能量鉴别域(3)的计数结果，来生成能够鉴定物质A的差分图像数据。另外，例如能够使用图4B所示例的能量鉴别域(5)的计数结果和能量鉴别域(6)的计数结果，来生成能够鉴别物质A的差分图像数据。但是，当如图4B所示例那样，以细的粒度设定了多个能量鉴别域时，作为计数结果而产生的数据量增大。
这样，以往若为了减少用于进行图像化的数据量而粗略地设定能量鉴别域，则有时不能确保操作者所关注的物质的图像化所需的数据。另外，以往若为了确保操作者所关注的物质的图像化所需的数据而较细地设定能量鉴别域，则用于进行图像化的数据量变多。
鉴于此，第1实施方式所涉及的控制部38为了在确保操作者所关注的物质的图像化所需的数据的基础上，削减用于进行图像化的数据量，而对收集部14进行以下的控制。
即，控制部38针对收集部14，根据由操作者指定的物质的X射线吸收特性来设定能量分割集合。而且，控制部38将所设定的能量分割集合通知给收集部14。在此，控制部38在收集计数结果之前设定能量分割集合。
通过该控制，收集部14通过对以能量分割集合设定的多个能量鉴别域分别分配计数值，来收集计数结果并向架台装置30发送。而且，图像重建部36使用从收集部14接收到的计数结果来重建图像数据。图像重建部36使用根据从收集部14接收到的计数结果而生成的投影数据来重建图像数据。
即，在本实施方式中，控制部38根据操作者所关注的物质的X射线吸收特性，积极地设定能量分割集合。换言之，控制部38设定由确保操作者所关注的物质的图像化所需的信息的多个能量鉴别域构成、且能量鉴别域的数量变少的能量分割集合。
在此，由操作者指定的物质的X射线吸收特性例如是K吸收限等物质固有的特性能量值。K吸收限等特性能量值可以由操作者输入，但为了进行该操作，操作者需要调查自身所关注的物质的特性能量值。本实施方式也可以是由操作者输入物质固有的特性能量值的情况，但为了减轻操作者的负担，设置上述的数据库39。即，控制部38使用存储与多个物质各自的X射线吸收频谱相关的信息的数据库39，来设定上述的能量分割集合。
在此，当操作者所指定的物质为一个时，第1实施方式所涉及的控制部38根据第1设定法来进行能量分割集合的设定。另外，当操作者所指定的物质为多个时，第1实施方式所涉及的控制部38根据第2设定法、或者将第1设定法和第2设定法组合了的第3设定法来对能量分割集合进行设定。
首先，针对控制部38根据第1设定法进行的控制处理，使用图5A、图5B、图6以及图7来进行说明。图5A以及图5B是表示图1所示的数据库存储的数据结构的一个例子的图，图6以及图7是用于说明第1实施方式所涉及的控制部根据第1设定法进行的控制处理的图。其中，以下说明的控制处理是被应用于生成能够利用K吸收限的不同来鉴定物质的差分图像数据的处理。
首先，当从操作者受理到能够确定物质的参数的输入时，控制部38从数据库39取得与受理到的参数相符的物质所固有的特性能量值。即，控制部38使用数据库39来进行物质固有的能量分量的检索处理。
例如，数据库39如图5A所示，将“物质名：A”和“商品名：A’”以及“X射线吸收频谱：S(A)”建立对应来存储。图5A所示例的数据库39成为将多个物质各自的X射线吸收频谱与作为能够确定物质的参数的物质名和商品名建立了关联的数据构造。
或者，数据库39如图5B所示，将“物质名：A”、“商品名：A’”、“K吸收限：EK(A)”以及“L吸收限：EL(A)”建立对应来存储。图5B所示例的数据库39成为将对多个物质各个的X射线吸收频谱添加特征的特性能量值与作为能够确定物质的参数的物质名和商品名建立了关联的数据构造。
这样，数据库39与包括造影剂以及化学标记物质的物质的名称(物质名或商品名)建立对应地存储相符的物质的X射线吸收系数以及特性能量值的至少一个。
此外，在第1实施方式中，针对数据库39被设置于X射线CT装置内(控制台装置30内)的情况进行说明，但第1实施方式也可以是数据库39被设置于X射线CT装置(控制台装置30)的外部的情况。此时，控制台装置30和数据库39通过有线通信网或无线通信网连接。
图6通过序列图表示了进行第1设定法时的控制处理的一个例子。如图6所示，控制部38发送操作者所输入的参数，对数据库39进行查询。例如，控制部38对数据库39查询“物质名：AAA、特性能量：K吸收限”。在此，设“物质名：AAA”为氙类的造影剂名。数据库39将“物质名：AAA、特性能量：K吸收限”作为检索关键词，来检索自身所存储的数据，将检索结果回答给控制部38。例如，如图6所示，由于“物质名：AAA”是氙类的造影剂名，因此，数据库39将氙的K吸收限“EK＝34.56keV”回答给控制部38。其中，当数据库39被设置于本装置外时，控制部38经由通信网对设置于本装置的外部的数据库39进行查询。
在上述的情况下，数据库39具有检索功能。即，控制部38要求检索以操作者所输入的参数作为关键词的特性能量值，数据库39检索将附加于控制部38的查询的参数作为关键词的特性能量值，并回答检索结果。其中，当检索的结果是不存在与参数对应的数据时，数据库39例如回答“未发现”等信息。
不过，第1实施方式也可以由控制部38进行检索。此时，控制部38将操作者输入的参数作为关键词，在数据库39中进行检索，来取得与参数对应的物质所固有的特性能量值(例如，K吸收限)。
另外，上述针对与物质名一起将能量分量的种类作为检索用的参数而使用的情况进行了说明，但第1实施方式也可以将物质名、商品名作为检索用的参数来使用，而不将特性能量的种类作为检索用的参数来使用。此时，数据库39将多种特性能量值回答给控制部38，显示装置32根据控制部38的控制，例如显示标明了种类的多个特性能量值的表。操作者在参照了表之后，使用输入装置31等来指定物质鉴定所使用的特性能量值。
通过上述的处理，当取得表示操作者所指定的物质的X射线吸收特性的特性能量值时，作为第1设定法，如图6所示，控制部38以特性能量值为中心，来设定粒度不同的多个能量鉴别域。具体而言，控制部38对特性能量值的附近的能量区域以细小的粒度设定能量鉴别域。另外，控制部38对特性能量值的附近的能量区域以外的能量区域以粗的粒度设定能量鉴别域。
针对由第1设定法设定的能量分割集合的一个例子，使用图7来进行说明。图7表示当生成使用了氙的K吸收限“EK＝34.56keV”的差分图像数据时，通过第1设定法设定的能量分割集合的一个例子。其中，图7所示的X射线吸收频谱的纵轴是质量衰减系数。
图7所示例的“0～9”分别表示作为由控制部38设定的能量分割集合的10个能量鉴别域“ER0～ER9”。如图7所示例那样，控制部38在以氙的K吸收限“EK＝34.56keV”为中心的附近的能量区域中，设定狭窄宽度的“ER4、ER5、ER6、ER7”。在图7所示例的情况下，ER5与ER6的边界和氙的K吸收限“EK＝34.56keV”对应。
而且，如图7所示例那样，控制部38针对“ER4～ER7”的区域以外的区域，设定比“ER4～ER7”的宽度宽的宽度的“ER0、ER1、ER2、ER3”和“ER8、ER9”。在图7所示例的情况下，鉴别域的宽度为“ER0＝ER1＝ER2＝ER9＞ER3＝ER8＞ER4＝ER5＝ER6＝ER7”。
关注物质以外的物质的X射线吸收频谱在关注物质的K吸收限的附近区域中平滑地变化。为了通过差分处理有效地除去氙以外的物质的信息，优选缩窄差分所使用的能量范围。因此，控制部38针对包含使用了氙的K吸收限的差分图像数据的生成所需的信息的区域，以ER5与ER6的边界成为氙的K吸收限的方式进行调整，设定狭窄的宽度的“ER4、ER5、ER6、ER7”。
另外，使用了K吸收限的差分图像数据的生成不一定需要关注物质的K吸收限的附近区域以外的区域。因此，控制部38在作为氙的K吸收限的附近区域的“ER4～ER7”以外的区域中，设定宽的宽度的能量鉴别域。
而且，控制部38如图6所示，将与所设定的能量分割集合相关的设定值通知给收集部14。该设定值成为用于将运算出能量值的各脉冲的计数结果分配给10个能量鉴别域“ER0～ER9”的多个阈值。当在设定了能量分割集合之后开始CT扫描时，如图6所示，收集部14对各能量鉴别域分配计数值。
在图8中，表示了沿着时间序列排列对由检测器13输出的脉冲进行了鉴别的结果而得到的各X射线光子的能量值的条形图。在图8所示例的情况下，收集部14收集“ER0”的计数值“C(ER0)”为“3”，“ER1”的计数值“C(ER1)”为“4”，“ER2”的计数值“C(ER2)”为“4”，“ER3”的计数值“C(ER3)”为“5”的计数结果。
另外，在图8所示例的情况下，收集部14收集“ER4”的计数值“C(ER4)”为“1”，“ER5”的计数值“C(ER5)”为“2”，“ER6”的计数值“C(ER6)”为“0”，“ER7”的计数值“C(ER7)”为“1”的计数结果。另外，在图8所示例的情况下，收集部14收集“ER8”的计数值“C(ER8)”为“0”，“ER9”的计数值“C(ER9)”为“1”的计数结果。
收集部14以各管球相位收集“C(ER0)～C(ER9)”，并向控制台装置30发送。然后，图像重建部36进行图像重建处理。例如，如图7所示，图像重建部36按照控制部38的指示，或者按照操作者的指示，根据与“C(ER4)+C(ER5)”的计数结果对应的投影数据来重建第1图像数据101。另外，例如，如图7所示，图像重建部36按照控制部38的指示，或者按照操作者的指示，根据与“C(ER6)+C(ER7)”的计数结果对应的投影数据来重建第2图像数据102。而且，例如，如图7所示，图像重建部36通过从第2图像数据102减去第1图像数据101，来生成差分图像数据103。显示装置32根据控制部38的控制来显示差分图像数据103。
此外，图像重建部36也可以基于控制部38的控制，例如，如图7所示，生成使第2图像数据102重叠于差分图像数据103的重叠图像数据104。在差分图像数据103中，描绘出分布有氙类的造影剂的区域。但是，为了使操作者确认该区域与哪一区域对应，优选显示使描绘出组织形态整体的X射线CT图像数据重叠于差分图像数据103的图像数据。其中，成为重叠对象的X射线CT图像数据可以是第1图像数据101，也可以是根据与全部计数结果对应的投影数据而重建了的X射线CT图像数据。
此外，第1图像数据101也可以根据与“C(ER3)～C(ER5)”的计数结果对应的投影数据或与“C(ER0)～C(ER5)”的计数结果对应的投影数据来重建。同样，第2图像数据102也可以根据与“C(ER6)～C(ER8)”的计数结果对应的投影数据或根据与“C(ER6)～C(ER9)”的计数结果对应的投影数据来重建。该条件变更能够由参照差分图像数据103、重叠图像数据104的操作者任意地变更。
接着，针对第2设定法以及第3设定法，使用图9、图10、图11A、图11B以及图12来进行说明。图9是用于说明第1实施方式所涉及的控制部在被指定了多个物质时进行的控制处理的图。另外，图10、图11A以及图11B是表示第1实施方式所涉及的控制部进行的第2设定法的一个例子的图，图12是表示第1实施方式所涉及的控制部进行的第3设定法的一个例子的图。
图9通过序列图表示了进行第2设定法、或者第3设定法时的控制处理的一个例子。如图9所示，控制部38发送操作者输入的多个参数，来对数据库39进行多个物质的查询。例如，控制部38对数据库39查询“物质名：A、特性能量：K吸收限”、“物质名：B、特性能量：K吸收限”以及“物质名：C、特性能量：K吸收限”。在此，设“物质名：A”为碘类的造影剂名，“物质名：B”为钆类的造影剂名，“物质名：C”为铋类的造影剂名。
数据库39将“物质名：A、特性能量：K吸收限”、“物质名：B、特性能量：K吸收限”以及“物质名：C、特性能量：K吸收限”作为检索关键词，来检索自身所存储的数据，并将检索结果回答给控制部38。数据库39针对“物质名：A、特性能量：K吸收限”，将碘的K吸收限“EK＝33.16keV”作为“阈值：Th2”来回答给控制部38。另外，数据库39针对“物质名：B、特性能量：K吸收限”，将钆的K吸收限“EK＝50.24keV”作为“阈值：Th3”来回答给控制部38。另外，数据库39针对“物质名：B、特性能量：K吸收限”，将铋的K吸收限“EK＝90.55keVkeV”作为“阈值：Th4”来回答给控制部38。此外，控制部38可以在数据库39中进行检索来取得“Th2、Th3、Th4”，也可以从操作者接受“Th2、Th3、Th4”。
而且，控制部38如图9所示，设定各物质的能量分割集合，将用于设定各物质的能量分割集合的设定值通知给收集部14。当在设定了每个物质的能量分割集合之后开始CT扫描时，如图9所示，收集部14对每个物质的各能量鉴别域分配计数值。
当由操作者指定了多个物质时，进行第2设定法的控制部38根据表示各物质的X射线吸收特性的特性能量值来设定多个能量鉴别域，并设定能量分割集合。例如，如图10所示，与“Th2、Th3、Th4”一起，控制部38使用作为用于判断噪声等级的下限阈值的“Th1”和用于判定重建处理所不需要的能量等级的上限阈值“Th5”，来设定多个能量鉴别域。在此，“Th1”以及“Th5”是系统固有设定的阈值，是在控制部38中预先设定的值。即，控制部38使用作为被指定的3个物质分别固有的阈值的“Th2、Th3、Th4”、作为系统固有的下限阈值的“Th1”、以及作为系统固有的上限阈值的“Th5”，来设定用于分配计数结果的4个能量鉴别域。
例如，控制部38设定在图10中由“1”表示的“ER(1)：Th1≤E＜Th2”、在图10中由“2”表示的“ER(2)：Th2≤E＜Th3”、在图10中由“3”表示的“ER(3)：Th3≤E＜Th4”、在图10中由“4”表示的“ER(4)：Th4≤E＜Th4”。其中，控制部38设定为将在图10中由“0”表示的“ER(0)：E＜Th1”的计数结果废弃。另外，控制部38设定为将在图10中未图示的“ER(5)：Th5＜E”的计数结果废弃。
而且，控制部38还通过根据多个物质各自的特性能量值，将多个能量鉴别域绑定为粗的粒度的多个能量鉴别域，由此来设定多个物质各自的能量分割集合。例如，如图10所示，控制部38根据“Th1、Th2、Th5”将“ER(1)”以及“ER(2)+ER(3)+ER(4)”这2个设定为I(碘)用的能量分割集合。另外，例如，如图10所示，控制部38根据“Th1、Th3、Th5”将“ER(1)+ER(2)”以及“ER(3)+ER(4)”这2个设定为Gd(钆)用的能量分割集合。另外，例如，如图10所示，控制部38根据“Th1、Th4、Th5”，将“ER(1)+ER(2)+ER(3)”以及“ER(4)”这2个设定为Bi(铋)用的能量分割集合。
在此，设“ER(1)”的计数值为“C(ER1)”，设“ER(2)”的计数值为“C(ER2)”，设“ER(3)”的计数值为“C(ER3)”，设“ER(4)”的计数值为“C(ER4)”。
当设定了图10所示的能量分割集合时，如图11A所示，作为I用的计数结果，收集部14将“C(ER1)”和相加值“C(ER2)+C(ER3)+C(ER4)”向控制台装置30发送。另外，如图11A所示，作为Gd用的计数结果，收集部14将相加值“C(ER1)+C(ER2)”和相加值“C(ER3)+C(ER4)”向控制台装置30发送。另外，如图11A所示，作为Bi用的计数结果，收集部14将相加值“C(ER1)+C(ER2)+C(ER3)”、和“C(ER4)”向控制台装置30发送。
由此，如图11A所示，图像重建部36根据I用的计数结果生成差分图像数据(I)，根据Gd用的计数结果生成差分图像数据(Gd)，根据Bi用的计数结果生成差分图像数据(Bi)。
此外，第1实施方式例如也可以由控制部38将“ER(1)、ER(2)、ER(3)、ER(4)”的能量分割集合通知给收集部14。此时，收集部14发送“C(ER1)、C(ER2)、C(ER3)、C(ER4)”。而且，根据控制部38的指示，图像重建部36将“C(ER1)、C(ER2)、C(ER3)、C(ER4)”的投影数据分割给I用的投影数据、Gd用的投影数据、Bi用的投影数据，来生成差分图像数据(I)、差分图像数据(Gd)、以及差分图像数据(Bi)。
在任一个的情况下，均确保使用了各物质的差分图像数据的鉴别能力，且数据量减少。此外，例如也可以由参照各差分图像数据的操作者进行条件变更，以便只在各物质的K吸收限前后的能量鉴别域中进行差分处理。此时，如图11B所示，作为I用的计数结果，收集部14将“C(ER1)”和“C(ER2)”向控制台装置30发送。另外，如图11B所示，作为Gd用的计数结果，收集部14将“C(ER2)”和“C(ER3)”向控制台装置30发送。另外，如图11B所示，作为Bi用的计数结果，收集部14将“C(ER3)”和“C(ER4)”向控制台装置30发送。
不过，在图11B所示例的情况下，存在用于图像化的信息量减少而使用了差分图像数据的鉴别能力降低的可能性。因此，是否进行图11B所示例的处理例如由操作者来选择。为了确保使用了差分图像数据的鉴别能力，希望进行图11A所示例的处理。
接着，针对第3设定法进行说明。当由操作者指定了多个物质时，进行第3设定法的控制部38取得各物质的特性能量值(Th2、Th3、Th4)，通过第1设定法来设定每个物质的能量分割集合。其中，与各物质的特性能量值一起，控制部38还使用上述的Th1以及Th5。例如，如图12所示，控制部38针对以Th2的值为中心的区域设定细的粒度的能量鉴别域(参照图中的“1”以及“2”)，针对该区域以外的区域设定粗的粒度的能量鉴别域(参照图中的“3”以及“4”)，从而设定I用的能量分割集合。
另外，如图12所示，控制部38针对以Th3的值为中心的区域设定细的粒度的能量鉴别域(参照图中的“2”以及“3”)，针对该区域以外的区域设定粗的粒度的能量鉴别域(参照图中的“1”、“4”、以及“5”)，从而设定Gd用的能量分割集合。另外，如图12所示，控制部38针对以Th4的值为中心的区域设定细的粒度的能量鉴别域(参照图中的“3”以及“4”)，针对该区域以外的区域设定粗的粒度的能量鉴别域(参照图中的“1”、“2”以及“5”)，从而设定Bi用的能量分割集合。而且，控制部38将图12所示的每个物质的能量分割集合通知给收集部14，来开始CT扫描。
其中，在图12所示的第3设定法中，除了5个阈值“Th1～Th5”之外，收集部14还需要使用7个阈值来进行能量鉴别。鉴于此，控制部38也可以进行调整，以便在遵守第1设定法的规则的范围内设定各物质的能量鉴别域，除了5个阈值“Th1～Th5”之外，收集部14所使用的阈值变少。
第1实施方式所涉及的控制部38还将向收集部14通知的能量分割集合的设定所使用的设定值(多个阈值)与相符的物质建立对应保存在规定的存储部中。作为该规定的存储部，能够列举数据库39。例如，如图6所示，进行了第1设定法的控制部38对数据库39要求保管设定值。由此，例如数据库39与“物质名：AAA”等建立对应地存储“ER0～ER9”的设定所使用的设定值。通过该处理，当再次从操作者受理到“物质名：AAA”的指定时，数据库39针对控制部38的查询，回答“ER0～ER9”的设定值。另外，作为规定的存储部，控制部38也可以使用本装置内的内部存储器。
另外，例如进行了第2设定法或第3设定法的控制部38如图9所示对数据库39要求保管各物质的设定值。由此，例如数据库39与“物质名：I”等建立对应地存储“ER(1)”以及“ER(2)+ER(3)+ER(4)”的设定值。另外，例如数据库39与“物质名：Gd”等建立对应地存储“ER(1)+ER(2)”以及“ER(3)+ER(4)”的设定值。另外，例如数据库39与“物质名：Bi”等建立对应地存储“ER(1)+ER(2)+ER(3)”以及“ER(4)”的设定值。
通过进行使用了以上的第1设定法～第3设定法的能量分割集合的设定，收集部14收集确保了操作者所关注的物质的图像化所需的信息的计数结果。该计数结果的数据量通过能量分割集合的设定，例如与图4B所示的能量分割集合相比较，大幅降低.
接着，针对控制部38用于进行上述的处理的、操作者为了进行输入操作而显示的GUI，使用图13A、图13B、图13C、图13D以及图14来进行说明。图13A、图13B、图13C、图13D以及图14是表示第1实施方式所涉及的GUI的一个例子的图。
例如，通过控制部38的控制，如图13A所示，与显示图像数据的“数据显示区域200”一起，显示装置32显示用于操作者输入能够确定物质的参数的输入用GUI300。
在图13A所示例的输入用GUI300中，配置有用于操作者输入参数的框301。操作者利用鼠标来选择框301，例如，如图13B所示，使用键盘将参数“AAA”输入至框301。而且，操作者在确认了所输入的参数之后，例如按下检索请求用的快捷键。由此，自动地开始使用图6～图8说明了的检索处理或控制处理。
另外，操作者利用鼠标来选择框301，例如，如图13C所示，使用键盘将参数“I，Gd，Bi”输入到框301中。而且，操作者例如在确认了所输入的参数之后，按下检索请求用的快捷键。由此，自动地开始使用图9～图11B说明了的检索处理或控制处理。
并且，通过控制部38的控制，显示装置32将用于读出控制部38向收集部14通知的设定值的操作按钮显示于显示装置32。控制部38将设定向收集部14通知的能量分割集合而使用的设定值(多个阈值)与相符的物质建立对应地保存在数据库39或内部存储器中。鉴于此，在图13A所示例的输入用GUI 300上，配置有用于执行使用了暂时设定的设定值的处理的快捷用的操作按钮组302(操作按钮302a～302d)。
例如，如图13D所示例那样，操作按钮302a是用于控制部38从数据库39或内部存储器取得在I用的能量分割集合、Gd用的能量分割集合、以及Bi用的能量分割集合的设定中控制部38所使用的设定值的操作按钮。例如，如图13D所示，操作者将光标移动到记载有“I，Gd，Bi”的文字的操作按钮302a上，利用鼠标进行单击。由此，能够开始用于收集“I，Gd，Bi”各自的差分图像数据的CT扫描。
在上述的情况下，作为操作按钮组302而显示的各快捷按钮作为操作者使用了框301的操作的历史记录信息，自动地生成并显示于输入用GUI300。即，为了对实际上为了分析而使用的具有实际效果的化学物质进行用于鉴定的图像化，以医师能够不使用框301地重新指定的方式，生成并显示快捷用的操作按钮组302。其中，由第1～第3设定法设定的能量分割集合只要在CT扫描前设定即可。因此，本实施方式还可以是快捷用的操作按钮组302被设定为为了分析而可能频繁使用的化学物质用的情况。
针对为了分析用而可能频繁使用的化学物质，例如通过医师或服务人员等的事先的输入操作，预先使控制部38设定能量分割集合，将由此得到的设定值保管在数据库39或内部存储器中。由此，控制部38生成并显示为了分析用而可能频繁使用的化学物质的快捷按钮。另外，为了分析用而可能频繁使用的化学物质的快捷按钮也可以不事先取得设定值，而以对于快捷按钮进行的单击操作为契机，被用于控制部38在数据库39中查询相符合的物质的特性能量值。
另外，如使用图7说明那样，当进行了第1设定法时，有时按照操作者的指定，根据“C(ER4)+C(ER5)”的计数结果来重建第1图像数据101，根据“C(ER6)+C(ER7)”的计数结果来重建第2图像数据102。此时，为了进行与操作者的要求对应的图像化所需的数据成为“ER4+ER5”和“ER6+ER7”这两个能量鉴别域。另外，即使在进行了图11B所示的那样的第2设定法的情况下，各物质的能量分割集合也被变更。
另外，由于检测器13或收集部14的物理特性等原因，有时测量到的能量的值与真正的能量值不一致，例如，有时控制部38所设定的阈值(例如，K吸收限的值)不是最优的设定值。此时，操作者变更控制部38所设定的设定值。
这样，在本实施方式中，有时由操作者变更控制部38为了图像化而设定的条件(能量分割集合)。当对过去进行了条件变更的物质进行图像化时，再次通过手动变更控制部38为了图像化而自动设定的条件对于操作者而言是负担。鉴于此，当根据操作者进行了的条件变更变更了能量分割集合时，控制部38将能量分割集合的重新设定所使用的设定值与相符的物质建立对应地保存在数据库39或内部存储器中。而且，控制部38使用于读出能量分割集合的重新设定所使用的设定值的操作按钮显示于显示装置32。
例如，在进行了图11B所示的条件变更的情况下，控制部38保存设定I用的能量分割集合“ER(1)、ER(2)”的设定值、设定Gd用的能量分割集合“ER(2)、ER(3)”的设定值、设定Bi用的能量分割集合“ER(3)、ER(4)”的设定值。而且，作为用于读出基于图11B所示的条件变更的设定值的快捷按钮，如图14所示，控制部38使“操作按钮302a’”显示。在“操作按钮302a’”上，例如，如图14所示，为了明示是用于由操作者读出定制的设定值的快捷按钮而记载有“I，Gd，Bi(C)”。
接着，使用图15，针对第1实施方式所涉及的X射线CT装置的处理进行说明。图15是用于说明第1实施方式所涉及的X射线CT装置的处理的一个例子的流程图。其中，在图15所示的流程图中，示例出与快捷按钮对应的设定值已被保存在内部存储器时的处理。
如图15所示例那样，第1实施方式所涉及的X射线CT装置的控制部38判定是否从操作者受理了物质的指定(步骤S101)。在此，当没有受理到物质的指定时(步骤S101否定)，控制部38待机到受理到物质的指定为止。
另一方面，当受理到物质的指定时(步骤S101肯定)，控制部38判定物质的指定是否是基于快捷按钮的受理(步骤S102)。当物质的指定是基于快捷按钮的受理时(步骤S102肯定)，控制部38从内部存储器取得根据特性能量值设定完毕的能量分割集合(步骤S106)。
另一方面，当不是基于快捷按钮的受理时(步骤S102否定)，控制部38对数据库39进行查询(步骤S103)，判定是否接收到回答(步骤S104)。在此，当没接收到回答时(步骤S104否定)，控制部38待机到接收到回答为止。
另一方面，当接收到回答时(步骤S104肯定)，控制部38设定能量分割集合(步骤S105)。其中，当回答不是特性能量值时，控制部38判断为没有将操作者所关注的物质的分析化学数据登记到数据库39中，结束处理。或者，控制部38也可以再次对外部的数据库进行查询。
然后，在步骤S105、或者步骤S106之后，控制部38将能量分割集合通知给收集部14(步骤S107)。然后，控制部38经由扫描控制部33使架台装置10执行CT扫描(步骤S108)。而且，控制部38判定是否接收到根据能量分割集合收集到的计数结果的数据集(步骤S109)。在此，当没接收到数据集时(步骤S109否定)，控制部38待机到接收到数据集为止。
另一方面，当接收到数据集时(步骤S109肯定)，通过控制部38的控制，图像重建部36生成差分图像数据(步骤S110)，并生成重叠图像数据(步骤S111)。
然后，通过控制部38的控制，显示装置32显示重叠图像数据(步骤S112)，然后结束处理。
如上述那样，在第1实施方式中，通过第1设定法、第2设定法以及第3设定法中的任一方法，根据物质的X射线吸收特性，积极地设定最优的能量分割集合。即，在第1实施方式中，控制部38设定由可确保操作者所关注的物质的图像化所需的信息的多个能量鉴别域构成，且能量鉴别域的数量变少的能量分割集合。从而，在第1实施方式中，能够在确保操作者所关注的物质的图像化所需的数据的基础上，削减用于进行图像化的数据量。
另外，在第1实施方式中，通过事先处理进行能量分割集合的设定以及设定值的保管，进而显示用于读出取得完毕的设定值的快捷按钮。另外，该设定值或快捷按钮能够根据操作者进行的条件变更来进行更新或者追加。从而，在第1实施方式中，能够简化所关注的物质的图像化所需的操作者的操作。
此外，第1实施方式所涉及的能量分割集合的设定法并不限定于上述的设定法。例如，可设想K吸收限等表示物质的X射线吸收特性的特性能量值在实际的测量中在某一范围内摆动。即，根据登记于数据库39的信息得到的特性能量值是通过理想的测量而得到的理想值，在实际的测量中得到的测量值有时与理想值不同。因此，例如K吸收限前后的能量区域成为盲区，但为了切实地进行关注物质的鉴别有时优选。鉴于此，当进行上述的第1设定法、第2设定法以及第3设定法时，控制部18能够进行以下说明的变形例。
由于操作者所指定的物质为一个，因此，当进行第1设定法时，控制部18在除了特性能量值的前后的区域之外的区域中，设定能量分割集合。例如，控制部18将图7所示例的能量鉴别域“ER0～ER9”中的、氙的K吸收限“EK＝34.56keV”的前后的能量鉴别域“ER5”以及“ER6”设定为不收集计数值的盲区。
此时，例如第1图像数据101根据“C(ER4)”的计数结果、或者“C(ER3)、C(ER4)”的计数结果、或者“C(ER0)～C(ER4)”的计数结果等来重建。另外，例如第2图像数据102根据“C(ER7)”的计数结果、或者“C(ER7)、C(ER8)”的计数结果、或者“C(ER7)～C(ER9)”的计数结果等来重建。在上述的第1设定法的变形例中，例如即使在氙的K吸收限的测量值在理想值“34.56keV”附近摆动的情况下，也能够强调氙类的造影剂来设定能够鉴别的能量分割集合。结果，在上述的变形例中，可得到能够切实地鉴定氙类的造影剂的差分图像数据103。
另外，由于操作者所指定的物质为多个，因此，当进行第2设定法、或者第3设定法时，控制部18在除了多个物质各自的特性能量值的前后的区域之外的区域中，设定该多个物质各自的能量分割集合。例如，当设定图10以及图12所示的能量分割集合时，控制部18分别将Th2的前后区域““Th2-d2”～“Th2+d2#””、Th3的前后区域““Th3-d3”～“Th3+d3#””、以及Th4的前后区域““Th4-d4”～“Th4+d4#””设定为盲区。在该第2设定法的变形例或第3设定法的变形例中，即使在各造影剂的K吸收限的测量值分别在理想值周围摆动的情况下，也能够强调各造影剂来设定能够鉴别的能量分割集合。结果，在上述的变形例中，可得到能够切实地鉴定多种造影剂的差分图像数据组。
其中，在上述的变形例中盲区的设定所使用的值可以由控制部18初始设定，也可以由操作者手动设定。另外，在上述的变形例中盲区的设定所使用的值能够由操作者手动变更。另外，在上述的变形例中盲区的设定所使用的值例如能够根据数据的收集量、吸收限的测量误差等信息，由控制部19自动地变更。另外，是否进行上述的变形例例如能够由操作者任意地变更。
(第2实施方式)
第1实施方式所涉及的收集部14需要根据控制部38积极地变更设定的能量分割集合来进行能量鉴别。即，收集部14需要使用根据成为处理对象的物质的特性能量值而变更的多个阈值，来动态地变更并进行能量鉴别。
鉴于此，在第2实施方式中，针对根据在第1实施方式中设定的能量分割集合，能够执行能量鉴别的检测器13以及收集部14的具体的构成例，使用图16、图17以及图18来进行说明。其中，图16是表示图1所示的检测器以及收集部的第1构成例的图，图17是表示图1所示的检测器以及收集部的第2构成例的图，图18是表示图1所示的检测器以及收集部的第2构成例的图。
此外，在以下的说明中，针对设定了使用图10说明的I用、Gd用以及Bi用的三个能量分割集合，收集部14收集图11A所示的I用、Gd用以及Bi用的能量集合的情况进行说明。
首先，针对第1构成例，使用图16来进行说明。图16所示的“Amp”是与构成检测器13的各检测元件131连接的放大器。图16所示的“Amp”在将各检测元件131输出的信号放大后，发送至收集部14。如图16所示，收集部14具有N个比较仪和分别与N个比较仪连接的N个计数器(计数器1、计数器2、计数器3、…、计数器(n-1)、计数器n)。对N个比较仪分别设定阈值(Th1、Th2、Th3、…、Th(n-1)、Thn)。控制部38能够对各比较仪变更设定任意的阈值。
当从Amp输出的信号超过了所设定的阈值时，图16所示的各比较仪产生一个脉冲，后段的计数器对前段的比较仪所产生的脉冲的个数进行计数。在此，由于收集图11A所示的I用、Gd用以及Bi用的能量集合，因此，对5个比较仪设定“Th1～Th5”的阈值。
另外，在N个比较仪的后段，如图16所示，设置有一个运算电路，在运算电路的后段设置有存储器。在图16所示的存储器上，作为存储I用能量集合的区域而设定有两个存储区域(I(1)以及I(2))。另外，在图16所示的存储器上，作为存储Gd用能量集合的区域而设定有两个存储区域(Gd(1)以及Gd(2))。另外，在图16所示的存储器上，作为存储Bi用能量集合的区域而设定有两个存储区域(Bi(1)区域以及Bi(2))。
图16所示的运算电路是根据被配置在各计数器的前段的比较仪中设定的阈值，将与5个比较仪分别连接的计数器的计数值同时向设定于存储器的多个存储区域输出的计数器的多路器。例如，运算电路将能量鉴别域“ER(1)”的计数值“C(ER1)”向I(1)、Gd(1)以及Bi(1)输出。另外，运算电路将能量鉴别域“ER(2)”的计数值“C(ER2)”向I(2)、Gd(1)以及Bi(1)输出。另外，运算电路将能量鉴别域“ER(3)”的计数值“C(ER3)”向I(2)、Gd(2)以及Bi(1)输出。另外，运算电路将能量鉴别域“ER(4)”的计数值“C(ER4)”向I(2)、Gd(2)、以及Bi(2)输出。
由此，如图16所示，I(1)存储“C(ER1)”的计数值，I(2)存储“C(ER2)+C(ER3)+C(ER4)”。另外，如图16所示，Gd(1)存储“C(ER1)+C(ER2)”的计数值，Gd(2)存储“C(ER3)+C(ER4)”。另外，如图16所示，Bi(1)存储“C(ER1)+C(ER2)+C(ER3)”的计数值，Bi(2)存储“C(ER4)”。
接着，针对第2构成例，使用图17来进行说明。图17所示的“Amp”是与构成检测器13的所有检测元件131连接的放大器，图17所示的“A/D”是将“Amp”输出的放大后的模拟电气信号转换成数字信号的模拟数字转换器。图17所示的“A/D”将数字信号向收集部14发送。如图17所示，收集部14具有运算电路和存储器。图17所示的运算电路是具有比较仪、计数器、选择器、以及存储器控制器的功能的电路。另外，在第2构成例中，也如图17所示，在存储器上作为存储I用能量集合的区域而设定有“I(1)以及I(2)”，作为存储Gd用能量集合的区域而设定有“Gd(1)以及Gd(2)”，作为存储Bi用能量集合的区域而设定有0“Bi(1)区域以及Bi(2)”。
图17所示的运算电路通过比较仪功能对“A/D”的输出值进行比较，同时，通过选择器功能，进行各能量集合的区域判定，通过计数器功能，执行计数。而且，图17所示的运算电路例如通过存储器控制器功能，将单位时间的计数值写入存储器的相符的区域。由此，如图17所示，在存储器中保存各物质的能量集合。图17所示的运算电路根据由控制部38通知的设定值，进行使用了比较仪功能、选择器功能、计数器功能以及存储器控制器功能的处理。
接着，针对第3构成例，使用图18进行说明。图18所示的“Amp”是与构成检测器13的各检测元件131连接的放大器，图17所示的“A/D”是将“Amp”输出的放大后的模拟电气信号转换为数字信号的模拟数字转换器。另外，图17所示的第1存储器例如将“A/D”输出的单位时间量的数字信号作为10Bi t的脉冲列来保管。第1存储器例如是重复“写入、重置、交换(swap)”的双缓冲器构造的存储器。
第1存储器将单位时间的脉冲列向收集部14输出。如图18所示，收集部14具有运算电路和第2存储器。图18所示的运算电路是具有比较仪、计数器、选择器以及存储器控制器的功能的电路。另外，在第2构成例中，也如图18所示，在第2存储器上作为存储I用能量集合的区域而设定有“I(1)以及I(2)”，作为存储Gd用能量集合的区域而设定有“Gd(1)以及Gd(2)”，作为存储Bi用能量集合的区域而设定有“Bi(1)区域以及Bi(2)”。
图18所示的运算电路通过比较仪功能对单位时间的脉冲列(数字信号)进行比较，同时通过选择器功能，进行各能量集合的区域判定，通过计数器功能，执行计数。而且，图18所示的运算电路通过存储器控制器功能，例如将单位时间的计数值写入第2存储器的相符的区域。由此，如图18所示，在第2存储器中保存各物质的能量集合。图18所示的运算电路根据从控制部38通知的设定值，来进行使用了比较仪功能、选择器功能、计数器功能以及存储器控制器功能的处理。
其中，选择第1构成例、第2构成例以及第3构成例中的哪一个根据能够取得的模拟数字转换器的性能、能够搭载于架台装置10的电路规模、X射线CT装置的价格范围等来决定。
此外，上述的实施方式中说明的图像处理还能够应用于基于能够由光子计数CT生成的物质固有的特性能量值的图像数据整体。另外，上述的实施方式中说明的图像处理如果能够取得计数结果，则也可以由独立于X射线CT装置而设置的图像处理装置来执行。
另外，第1以及第2实施方式中说明的图像处理方法能够通过由个人计算机或工作站等计算机执行预先准备的图像处理程序来实现。该图像处理程序能够通过因特网等网络来发布。另外，该图像处理程序被记录在硬盘、软盘(FD)、CD-ROM、MO、DVD等计算机可读取的记录介质中，通过由计算机从记录介质中读出来执行。
如以上所说明那样，根据第1以及第2实施方式，能够在确保操作者所关注的物质的图像化所需的数据的同时，削减用于进行图像化的数据量。
虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定本发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式进行实施，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与包含于发明的范围或主旨中一样，包含于权利要求书记载的发明及其均等的范围中。

Claims (12)

1.一种X射线CT装置，其中，具备：
收集部，对由来于透过了被检体的X射线的光子进行计数，将对该计数了的光子的能量进行鉴别的结果作为计数结果来收集；
控制部，对上述收集部通知根据由操作者指定了的物质的X射线吸收特性而设定的能量分割集合；以及
图像重建部，接收上述收集部通过对以上述能量分割集合设定的多个能量鉴别域分别分配计数值而收集到的计数结果，并使用接收到的计数结果来重建图像数据。
2.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，
上述控制部对表示上述物质的X射线吸收特性的特性能量值的附近的能量区域以细小的粒度设定能量鉴别域，对该能量区域以外的能量区域以粗的粒度设定能量鉴别域，来设定上述能量分割集合。
3.根据权利要求2所述的X射线CT装置，其中，
上述控制部在除了上述特性能量值的前后的区域以外的区域中，设定上述能量分割集合。
4.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，
当由上述操作者指定了多个物质时，上述控制部根据表示各物质的X射线吸收特性的特性能量值设定多个能量鉴别域，来设定上述能量分割集合。
5.根据权利要求3所述的X射线CT装置，其中，
上述控制部还根据上述多个物质各自的特性能量值，将上述多个能量鉴别域绑定为粗的粒度的多个能量鉴别域，由此设定上述多个物质各自的能量分割集合。
6.根据权利要求5所述的X射线CT装置，其中，
上述控制部在除了上述多个物质各自的特性能量值的前后的区域以外的区域中，设定该多个物质各自的能量分割集合。
7.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，
上述控制部在收集计数结果之前，设定上述能量分割集合。
8.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，
上述控制部使用对与多个物质各自的X射线吸收频谱相关的信息进行存储的数据库，来设定上述能量分割集合。
9.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，
上述控制部将上述能量分割集合的设定所使用的设定值与相符的物质建立对应地保存在规定的存储部中，将用于读出该设定值的操作按钮显示于显示部。
10.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，
当根据上述操作者进行的条件变更变更了上述能量分割集合时，上述控制部将能量分割集合的重新设定所使用的设定值与相符的物质建立对应地保存在规定的存储部中，将用于读出该设定值的操作按钮显示于显示部。
11.一种图像处理装置，其中，具备：
控制部，针对收集部通知根据由操作者指定的物质的X射线吸收特性而设定的能量分割集合，所述收集部对由来于透过了被检体的X射线的光子进行计数，并将对该计数了的光子的能量进行鉴别的结果作为计数结果来收集；和
图像重建部，接收上述收集部通过对以上述能量分割集合设定的多个能量鉴别域分别分配计数值而收集到的计数结果，并使用接收到的计数结果来重建图像数据。
12.一种图像处理方法，其中，包含以下步骤：
控制部对收集部通知根据由操作者指定的物质的X射线吸收特性而设定的能量分割集合，所述收集部对由来于透过了被检体的X射线的光子进行计数，并将对该计数了的光子的能量进行鉴别的结果作为计数结果来收集，
图像重建部接收上述收集部通过对以上述能量分割集合设定的多个能量鉴别域分别分配计数值而收集到的计数结果，并使用接收到的计数结果来重建图像数据。
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