CN106574978B - X射线拍摄装置 - Google Patents

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Abstract

在具备光子计数方式的X射线检测元件的X射线拍摄装置中，为了高精度地进行专门用于堆积的计数值的修正，X射线拍摄装置具备：X射线检测器，其配置有多个对入射的X射线光子进行检测，并区分为2个以上的能量范围来进行计数的光子计数方式的X射线检测元件；以及修正部，其修正X射线检测元件的计数值，修正部具有错计数量决定部，其基于由2个以上的X射线光子产生堆积的概率，来决定基于堆积的计数值的错计数量。

Description

X射线拍摄装置
技术领域
本发明涉及一种X射线CT装置等图像拍摄装置，尤其涉及搭载有对将入射X射线光子进行能量区分为多个能量范围来进行计数的光子计数方式的X射线检测器的X射线拍摄装置。
背景技术
X射线CT装置是根据从多个方向拍摄的被摄体的X射线透过像(下面，记作投影数据)来计算X射线吸收系数，从而获得被摄体的断层像(下面，记作重构像)的装置，其被广泛用于医疗或非破坏检查的领域。
在现行的多数用于医疗的X射线CT装置中，搭载有被称为积分型的X射线检测器，但是近年来，一直在推进搭载有光子计数方式的X射线检测器的X射线CT装置的开发(例如，专利文献1、专利文献2)。
该X射线检测器具有：X射线检测元件(检测元件)和读取电路，所述X射线检测元件具有CdTe(碲化镉)等半导体的检测层；所述读取电路根据入射X射线光子的能量按能量范围来进行区分并获得数字信号。在该X射线检测器中，若X射线入射至X射线检测元件，则首先在检测层生成与X射线光子的能量对应的电荷。
接着，读取电路以对X射线光子1个1个地读取该电荷的方式进行高速读取，根据入射的X射线的能量，按几个能量范围来进行区分，并对于X射线光子数计数。此时入射的能量使用已产生的电荷量来进行判别。
进而，对多个X射线光子1个1个同样地进行该检测，在各能量范围中对X射线光子数进行计数，并将各个计数值转换为数字信号。通过这样的测量，能够按能量范围获得投影数据，通过使用这些投影数据，可以按能量范围获得重构像。通过使用这种投影数据或重构像，可以获得被摄体的能量信息，从而能够提高对物质的区分能力。
在光子计数方式的X射线检测器中，当每个单位时间入射的X射线量高时，有时在1次读取中入射多个X射线光子。该现象被称为堆积，已入射的多个X射线的光子被计数为1个，或者将其能量检测为错误的能量值。若在这样的各能量范围内错计数X射线光子数，则在各个能量范围中，将不能获得准确的投影数据。进而由这些投影数据制成的重构像可以发生CT值的定量性的降低、物质区分能力的降低、伪像的产生等。
为了解决堆积的问题，在专利文献1中提出了以下方案：设置针对每个检测元件求取相对于计数值的修正系数的准备工序，并通过修正系数来修正实测出的计数值。另外，在专利文献2中记载有如下内容：在使用预定的阈值在各能量范围中对入射的能量进行辨别时，设定与本来的阈值不同的用于求取修正值的阈值，对由该阈值所决定的能量范围的计数值、以及由本来的阈值所决定的能量范围的计数值进行加权相加，从而求取修正后的计数值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第2533717号公报
专利文献2：美国专利8373135号说明书
发明内容
发明要解决的课题
在检测元件中，计数值不准确的原因中，除了上述堆积的问题，还存在检测元件的位置或性能的偏差、劣化等原因。在专利文献1所述的技术中，根据使用衰减滤波器在入射能量低的状态下测量出的计数值、与不使用衰减滤波器时测量出的计数值的比，来计算修正系数，使用该修正系数的修正成为对由包含堆积以外的原因的各种原因而生成的错误计数值的修正。根据产生错误计数值的原因，例如取决于检测元件位置的误差，确立了对其进行修正的算法，因此对于上述这样的修正过的数据无法应用专利文献1所述的手法。因此，无法高精度地推定与基于被摄体的X射线光谱的变化相对应的堆积数变化，从而修正堆积影响的精度较低。
在所述专利文献2所述的技术中，通过模拟来求取使多个能量范围的计数值加权相加时的权重，但是权重是取决于检测元件的大小或转换材料来决定的，另外，修正也不会考虑各能量范围的X射线光子彼此之间的相互作用，其结果是，不会成为专门针对堆积的修正。
因此，与专利文献1的技术同样地，无法高精度地推定与基于被摄体的X射线光谱变化相对应的堆积数的变化，从而修正堆积影响的精度较低。
本发明的课题在于，在具备光子计数方式的X射线检测元件的X射线拍摄装置中，高精度地进行专门针对堆积的计数值的修正。
用于解决课题的手段
本发明着眼于堆积涉及2个以上的X射线光子的情况，基于由2个以上的X射线光子产生堆积的概率，来决定基于堆积的计数值的错计数量。具体来说，通过采用基于对所堆积的2个以上的X射线光子所属的能量范围的组合、以及由1个堆积产生的各能量范围的计数值的错计数来进行解析后的结果而导出的算法，来提供一种高精度的错误计数修正技术。
发明的效果
可以修正专门针对堆积的计数值，并且可以抑制由于堆积产生的错误计数所造成的区分能力的降低、CT值定量性的降低、以及伪像的产生等。
附图说明
图1是表示作为本发明的X射线拍摄装置的一个实施方式的X射线CT装置的概要图。
图2是表示图1的X射线CT装置的X射线检测器中的X射线检测元件的配置例的图。
图3是表示光子计数方式的X射线检测元件的概要的图。
图4是用于说明利用图3的X射线检测元件来进行的能量区分方法的说明图。
图5是说明堆积的说明图。
图6是表示第一实施方式的作为主要部件的运算部的结构的功能框图。
图7是表示利用第一实施方式的X射线CT装置来进行的修正处理的流程的一例的图。
图8是以表格来表示基于2个X射线光子的堆积的计数值的增减的图。
图9是以表格来表示基于3个X射线光子的堆积的计数值的增减的图。
图10是用于说明利用图3的X射线检测元件来进行的、与图4不同的能量区分方法的说明图。
图11中，(a)、(b)是以表格来分别表示第二实施方式的X射线CT装置中的、基于2个X射线光子的堆积的计数值的增减、以及基于3个X射线光子的堆积的计数值的增减的图。
图12是表示第三实施方式的X射线CT装置的结构的示意图。
图13是表示第三实施方式的作为主要部件的运算部的结构的功能框图。
图14是表示基于第三实施方式的参数计算部的参数决定流程的图。
图15是表示第五实施方式的X射线CT装置的结构的概要图。
图16是表示第五实施方式的X射线CT装置中的参数决定流程的图。
图17是表示第六实施方式的作为主要部件的运算部的结构的功能框图。
图18是表示第六实施方式的X射线CT装置中的修正处理流程的图。
图19是表示第七实施方式的作为主要部件的控制部的结构的功能框图。
图20是表示第七实施方式的X射线CT装置的用户界面的一例的图。
具体实施方式
对将本发明的X射线拍摄装置应用于X射线CT装置的实施方式进行说明。
本实施方式的X射线拍摄装置具备：X射线检测器(104)，其配置有多个对入射的X射线光子进行检测，并区分为2个以上的能量范围来进行计数的光子计数方式的X射线检测元件(400)；信号收集部(108)，其收集X射线检测元件的计数值；修正部(1051～1053)，其修正X射线检测元件的计数值来制成投影数据；以及图像重构部(1055)，其对投影数据进行重构运算来制成重构像145，其中，修正部具备基于由2个以上的X射线光子产生堆积的概率，来决定基于堆积的计数值的错计数量的错计数量决定部(1056)。
例如，使用对与1个堆积有关的、2个以上的X射线光子分别所属的能量范围而测量出的计数值的积，来决定产生堆积的概率。
错计数量决定部可以基于例如由1个堆积所生成的增减量与所述堆积产生的概率的积，来决定错计数量。或者，错计数量决定部可以使用包含计数值的积的项的特性函数来决定错计数量。
下面，参照附图，对本实施方式的X射线CT装置的结构和动作进行说明。
本实施方式的X射线CT装置如图1所示，作为拍摄系统，具备：X射线源100；X射线检测器104，其被配置在从X射线源100照射的X射线的照射范围中；以及门式旋转部(ガントリー回転部)101，其将这些X射线源100及X射线检测器104相对(相向)配置，并以预定的旋转轴为中心来旋转。在X射线源100的附近配置有控制X射线的照射范围的X射线准直器102。在门式旋转部101的中央设置有插入被摄体300的开口，在该开口内配置有供被摄体300平躺的寝台顶板103。寝台顶板103和门式旋转部101是能够以预定方向相对移动的结构。
另外，X射线CT装置具备：作为控制这些拍摄系统的控制系统、以及随着拍摄系统的动作而对X射线检测器104取得的信号进行处理的信号处理系统的、控制部107、信号收集部108、运算部105、显示部106、输入部110、以及存储部109等。
控制部107由如下部件构成：X射线控制部，其控制X射线源100的产生驱动源的动作；读取控制部，其控制X射线检测器104的信号读取动作；拍摄控制部，其控制门式旋转部101的旋转和寝台顶板103的移动；以及整体控制部，其控制这些各部整体。
控制部107及运算部105可以构筑为包含CPU(中央处理装置)、存储器及存储部109的系统的一部分或者全部，可以通过由CPU向存储器加载(load)并执行被预先储存在存储部109中的程序来实现构成控制部107及运算部105的各部的功能。另外，也可以通过ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)等硬件来构成功能的一部分。
只要没有特别说明，则构成拍摄系统、控制系统及信号处理系统的要素具有与公知的X射线CT装置所具备的要素相同的结构，并具有同样的功能。
X射线检测器104配置多个，并配置为以X射线源100为大致中心的圆弧状，随着门式旋转部101的旋转，一边保持与X射线源100的位置关系一边旋转。此外，在图1中，为了使说明简单，示出了X射线检测器104为8个的情况，但是在实际的装置中，例如为40个左右。另外，在X射线检测器104的前面设置有X射线栅(未图示)，防止在从X射线源100照射的X射线中的、由被摄体300等散射后的X射线入射至X射线检测器104。
例如图2所示，X射线检测器104形成为多个光子计数方式的X射线检测元件400在通道方向和分层(slice)方向上呈二维配置的构造。这里图2表示配置在X射线检测器104中的X射线检测元件400的一部分，分割地记作早通道方向上为4个、在分层方向上为3个的量。另外，X射线检测元件400将通道方向和旋转方向配置为与分层方向和旋转轴方向一致。
如图3所示，各X射线检测元件400具有以夹持检测层401的方式而设置有电极402、403，并在该电极上连接读取电路405的构造。在本实施例中，负电极402在各X射线检测元件400中为通用的构造，X射线以箭头404表示的方式从负电极402侧入射至检测层401。
检测层401例如由CdTe(碲化镉)、CdZnTe(碲化镉锌)、Si(硅)等半导体材料形成，对入射的X射线光子进行检测，生成与其能量相对应的量的电荷。读取电路405以预定的采样间隔读取在检测层401中产生的电荷，通过由该电荷生成的电信号，通过预定的阈值，将入射的X射线光子的能量区分为多个能量范围。
例如，如果是2个能量范围，则判别是未达到预定的阈值的能量范围(下面，记作低能量范围)，还是预定阈值以上的能量范围(下面，记作高能量范围)。针对每个采样而进行这样的判别，在X射线光子入射时区分为高能量范围和低能量范围，来对各自的X射线光子数进行计数。
对于区分方法，参照图4来进行说明。图4为表示由产生的电荷所生成的电压曲线120的图表，横轴表示时间，纵轴表示电压。在图示的例子中，在采样时间123中入射X射线并生成脉冲输出121，在采样时间125中入射X射线并生成脉冲输出122。此外在图4中，示出了如下情况，即不只是在X射线入射的定时进行采样，而且在不入射X射线时(采样时间124)也周期性地进行采样，但是有时也可以在X射线光子入射的定时进行采样。
读取电路(图3、405)针对每个采样，对该区间中的输出电压的最大值、阈值126以及阈值127进行比较区分。该阈值126判定入射的X射线光子为高能量范围或低能量范围。阈值127判定有无输入X射线光子。这里由于，电压曲线120在未输入X射线时也由于X射线检测器104的电路噪声而变动，因此为了不将其误检测为基于X射线的信号，需要阈值127为比零大的值。
使用这些阈值，在例如图4的采样时间124中，电压曲线120在阈值127以下，因此判断为没有X射线光子的输入。另外，在采样时间125中，电压曲线120大于阈值126，因此判断为入射了高能量范围的X射线。另外，在采样时间123中，电压曲线120大于阈值127但在阈值126以下，因此判断为入射了低能量范围的X射线。如上所述，来进行有无入射以及能量范围的区分。
此外，例如还可以使用采样中的输出电压的积分值，来代替使用采样中的最大值来进行区分，区分方法并不局限于上述方法。
这里，在1个采样时间入射了2个X射线光子的情况下，无法对其进行区别，从而计数为1个X射线光子。例如，如图5所示，在读取电路405中，基于低能量范围的X射线光子的脉冲输出161、以及基于高能量范围的X射线光子的脉冲输出162在1个采样时间123中被计数，因此无法对低能量范围的X射线光子计数。该现象就是堆积，且是错误计数(错计数)的原因。因堆积而产生的错计数通过运算部105来修正。
根据以上结构，以能量范围为2个的情况为例来说明X射线CT装置的通常的拍摄动作。
首先，若从输入部110输入开始实际拍摄，则控制部107开始来自X射线源100的X射线的照射，并控制门式旋转部101来开始拍摄。从X射线源100照射的X射线被X射线准直器102限定照射界，向寝台顶板103所载置的被摄体300照射，透过了被摄体300后的X射线由X射线检测器104来进行检测。X射线检测器104根据入射X射线的能量，如上所述，区分为高能量范围和低能量范围。进而，在1个视图(view)的期间中进行预定采样次数的该区分，对入射为高能量范围和低能量范围的X射线光子数进行计数。信号收集部108将与各个X射线光子数相对应的信号转换为数字信号，并输出为各能量范围中的计数值。
控制部107通过使门式旋转部101沿旋转方向旋转，一边使相对于被摄体300的X射线的照射角度变化一边重复进行这样的拍摄，取得360度的量的数字信号(下面，记作原始数据)。在例如按0.4度的多个视图的期间来进行拍摄。这期间，根据需要来进行X射线照射位置的控制。
接着，运算部105对信号收集部108收集的原始数据进行预定的修正处理，制成投影数据。进而，运算部105对投影数据进行重构，例如按低能量范围和高能量范围来制成被摄体300的X射线吸收系数分布的重构像。将结果显示于显示部106。
在运算部105所进行的修正处理中，除了公知的空气修正(air correction)、LOG转换，还包含对基于入射至X射线检测元件的X射线光子的堆积的计数值的错计数进行修正的计数值修正。
下面，对运算部105所进行的修正处理的实施方式进行说明。
＜第一实施方式＞
第一实施方式的X射线CT装置根据堆积的发生概率与产生堆积时各能量范围中所生成的增减数的积，来推定因堆积而生成的每个能量范围中的错计数量。
本实施方式的错计数量决定部(图6：1056)例如可以使用对1个能量范围测量出的计数值、以及对该1个能量范围以外的能量范围测量出的计数值，来决定在1个能量范围的错计数量中的、由1个堆积所生成的减量(漏计数量)。另外，可以使用对相比于所述1个能量范围更低的能量范围而测量出的计数值，来决定在1个能量范围的错计数量中的、由1个堆积生成的增量部分(多计数量)。
进而，本实施方式的X射线拍摄装置具备：存储包含由1个堆积生成的增减量所涉及的信息的参数的存储部(109)，错计数量决定部(1056)可以使用存储部(109)中存储的参数以及针对堆积的2个以上的X射线光子分别所属的能量范围而测量出的计数值，来决定错计数量。
将本实施方式的X射线CT装置的运算部105的结构示于图6。如图6所示，运算部105包含：主控制部1050、空气修正部1051、LOG转换部1052、计数值修正部1053、以及图像重构部1055。空气修正部1051、LOG转换部1052及计数值修正部1053构成了对原始数据实施所需要的修正的修正部。计数值修正部1053包含：决定原始数据中所含的错计数量的错计数量决定部1056、使用由错计数量决定部1056决定的错计数量来修正原始数据的错计数量修正部1057等。这些修正部及图像重构部1055基于主控制部1050的控制来进行动作。
用于运算部105的计算的参数或数据被保存在存储部109中，运算部105根据需要从存储部109读取参数等，来进行修正或图像重构等计算。参数或数据中包含例如空气修正部1051所使用的X射线灵敏度分布或X射线分布、计数值修正部1053在决定错计数量时所使用的参数或函数等。
接着，使用图7的流程，来说明由运算部105进行的修正处理。
如图7所示，首先，运算部105对从信号收集部108接收到的原始数据143，进行计数值修正S701。这里，对由堆积等生成的、已入射的X射线光子数与测量出的计数值之间的差异进行修正。此时，读取存储部109中存储的参数141，来进行修正处理的运算。详细内容将予以后述。
接着，进行LOG转换S702。LOG转换是指，若将转换前的值设为X、将转换后的的值设为Y，则为例如式(1)这样的转换。这里，a、b为常数系数。
[数学式1]
Y＝aLOG(X)+b (1)
接下来，进行空气修正S703。例如，通过求出从LOG转换后的原始数据减去本拍摄事前测量并制成而保存于存储部109中的灵敏度/X射线分布数据142而得的差值，来实现该修正。灵敏度/X射线分布数据142针对每个能量范围来制成。制成方法是例如在未设置被摄体300的条件下，从X射线源100照射X射线并针对每个能量而取得原始数据143，在对其进行计数值修正S701后，针对每个X射线检测元件400在视图方向上进行算术平均，在根据X射线检测器104的输出的平均值而进行标准化后，进行LOG转换，由此制成的。
在进行以上的处理而得到投影数据144后，进行重构处理S704来制成重构像145。最后，通过显示部106来显示重构像145(S705)。
此外，在图7中示出了，对原始数据143进行计数值修正(S701)，然后进行空气修正(S703)的例子，但是图7的修正处理为一个例子，本发明并不局限于此。例如，可以在空气修正后进行计数值修正(S701)等，可以存在这些修正顺序不同的情况。另外，也可能存在计数值修正(S701)与其他处理同时进行的情况。进而，还可能存在施加其他修正的情况、或没有空气修正的情况等。
接着，对计数值修正S701中的具体处理进行详细说明。该处理由基于错计数量决定部1056的处理S7011和基于错计数量修正部1057的处理S7012构成。
错计数量决定处理S7011是对基于由堆积生成的漏计数或多计数的错计数量，使用两者的能量范围的计数值来进行推定的处理。在下面的说明中，作为错计数量，示出了进行考虑了漏计数量和多计数量这两者的修正的情况，但是这是一个例子，也可以进行仅考虑其中一方的修正。
错计数量修正处理S7012是对实际拍摄中由信号收集部108接收到的原始数据143，减去在错计数量决定处理S7011中决定的错计数量而求出差值，来进行修正的处理。由此，去除了由堆积生成的错计数的影响。
在错计数量决定处理S7011中，根据堆积的产生概率与产生堆积时各能量范围中生成的增减数的积，来推定错计数量。使用能量范围的计数值来计算堆积的产生概率。另外，划分为增减数为负的漏计数、以及增减数为正的多计数，来推定错计数量。根据决定错计数量的能量范围的X射线光子的计数值、以及除此以外的能量范围的X射线光子的计数值来推定漏计数。使用比决定错计数量的能量范围低的能量范围的X射线光子的计数值来推定多计数。错计数量决定部1056按能量范围来进行推定的计算，决定错计数量。
在对错计数量决定部1056用于推定计算的计算式进行说明之前，对堆积的概率和增减数的决定方法的原理进行说明。
堆积的概率为2个以上的X射线光子在1个采样中同时入射的概率，因此，成为各个X射线光子在1个采样中测量出的概率的积。该1个X射线光子在1个采样中测量出的概率与每单位时间入射的X射线光子数成比例，因此，在入射2个以上的情况下，与该入射的X射线光子各自的每单位时间入射的X射线光子数的积成比例。
这里，由于X射线光子数大致与计数值一致，因此堆积的概率与入射的X射线光子的计数值的积大致成比例。因此，例如，由高能量范围的X射线光子和低能量范围的X射线光子这2者X射线光子而生成堆积的概率，与高能量范围的计数值和低能量范围的计数值的积成比例。
另一方面，生成堆积时各能量范围中生成的增减数，因采样中同时入射的能量范围的组合而有所不同。图8表示将由2个X射线光子生成堆积时在各能量范围中生成的增减数进行汇总而得的表。如该表所示，在由低能量范围的X射线光子和低能量范围的X射线光子而生成堆积的情况下，对于计数的能量范围，可以存在低能量范围和高能量范围这两种的情况(情况1、情况2)。
另一方面，低能量范围与高能量范围的X射线光子的组合(情况3)、高能量范围与高能量范围的X射线光子的组合(情况4)，作为高能量范围的X射线光子而被计数。这是因为，在生成了堆积时，其信号的积分值或谐波波高分别比由1个X射线光子生成的情况大。另外，关于在低能量范围与低能量范围的X射线光子生成堆积时对低能量范围和高能量范围中的哪一个进行测量，取决于各个能量范围中的X射线光子的放射性质量(radiationquality)而随机决定。
这样，在由2个X射线光子生成堆积的情况下，生成以下的增减。
[情况1]：在由低能量范围的X射线光子与低能量范围的X射线光子而生成堆积并被测量为1个低能量范围的X射线光子的情况下，低能量范围的计数值减少1。
[情况2]：在由低能量范围的X射线光子与低能量范围的X射线光子而生成堆积并被测量为1个高能量范围的X射线光子的情况下，低能量范围的计数值减少2，高能量范围的计数值增加1。
[情况3]：在由低能量范围的X射线光子与高能量范围的X射线光子而生成堆积并被测量为1个高能量范围的X射线光子的情况下，低能量范围的计数值减少1。
[情况4]：在由高能量范围的X射线光子与高能量范围的X射线光子而生成堆积并被测量为1个高能量范围的X射线光子的情况下，高能量范围的计数值减少1。
若考虑这些增减，则漏计数发生在由自己本身的能量范围的X射线光子与自己本身或除此以外的能量范围的X射线光子生成堆积时，多计数发生在由比自己本身低的能量范围的X射线光子彼此之间生成堆积时。因此，可以知道，能够根据自己本身的能量范围的计数值、以及自己本身或除此之外的能量范围的计数值来推定漏计数量，能够根据比自己本身低的能量范围的计数值来推定多计数。
由此，第i(1以上的整数)个X射线检测元件中的错计数量在区分的能量范围为2个的情况下，可以写作以下式(2-1)、(2-2)。
[数学式2]
当n＝2时，
Bn(i)＝-a222ε222R2(i)R2(i)+b112ε112R1(i)R1(i) (2-1)
当n＝1时，
Bn(i)＝-a111ε111R1(i)R1(i)-a112ε112R1(i)R1(i)-a122ε122R1(i)R2(i) (2-2)
式中，Bn(i)是在第n(1或2)能量范围中生成的错计数量，Rn(i)表示第n(1或2)能量范围的计数值，这里，将低能量范围设为第1能量范围，将高能量范围设为第2能量范围。另外，εnhj表示第n和第h(1或2)能量范围的2个X射线光子生成堆积且作为第j(h以上且n以上的整数)能量范围的X射线光子而被计数的概率，此时，通过anhj表示生成的减少数，通过bnhj表示增加数。在错计数量为正时，表示由于堆积使计数值被较大地计数，在错计数量为负时，表示被较少地计数。
式(2-1)(n＝2时)的右边第1项表示[情况4]的减少，第2项表示[情况2]的增加，式(2-2)(n＝1时)的右边第1项表示[情况1]的减少，第2项表示[情况2]的减少，第3项表示[情况3]的减少。因此，减少量anhj成为a111＝1、a112＝2、a122＝1、a222＝1，减少量bnhj成为b112＝1。
另外，在由低能量范围的X射线光子与高能量范围的X射线光子而生成堆积的情况(情况3)、以及在由高能量范围的X射线光子与高能量范围的X射线光子而生成堆积的情况下(情况4)，只能作为高能量范围的X射线光子被计数，因此，ε122等于低能量范围的X射线光子和高能量范围的X射线光子生成堆积的概率，ε222等于2个高能量范围的X射线光子生成堆积的概率。另外，由于2个X射线光子可以替换，因此εnhj＝εhnj，从而在式(2-1)、(2-2)(下面，将这些式统称为式(2))中将不对两者区别标记(也就是说以一方为代表进行表述)。
进而，在式(2)中，若以参数αnh来表示减少量anhj与概率εnhj的积或它们的和，以参数βnh来表示增加量bnhj与概率εnhj的积，则错计数量Bn(i)写作式(3-1)、(3-2)(下面，将这些式统称为式(3))的形式。
[数学式3]
n＝2时，
n＝1时,
在式(3)中，具有αhn的第1项表示漏计数量，具有βhn的第2项表示多计数量。N为能量范围的数，且为2以上且运算部可处理范围的大小的整数。另外，βgh及Rg的下标文字g，与n、h同样地表示是第g(1或2)个能量范围，是为了与n、h区别而导入的。
式(2)的εnhj、或者式(3)的参数αhn及βhn可以模拟或者实验求取。在本实施方式中，对由模拟来决定的情况进行说明。
可以使用与X射线CT装置不同的计算机等，通过例如蒙特卡罗法来进行模拟。在模拟中，设定从X射线源发生的X射线的线量(能量、剂量)和放射性质量、以及模拟好的被摄体，并且设定与X射线的能量相对应的谐波(波高)和经过随后的减弱而衰减的X射线检测元件模型。并且，从X射线源发生具有预定放射性质量的X射线，该X射线光子透过模拟好的被摄体，入射至X射线检测器的X射线检测元件，在X射线检测元件中，针对每个采样，通过谐波而将已入射的X射线(信号)区分能量范围。此时，在入射2个以上的X射线光子并生成堆积的情况下，谐波也将考虑时刻考虑来进行叠加。
使用上述图5来说明生成堆积时的一个例子。图5是低能量范围的X射线光子在采样时间123内，分别在时刻T1和时刻T2逐个地入射时的例子。此时，电压曲线120在基于在时刻T1入射的X射线光子161的输出充分下降之前，在时刻T2入射有其他X射线光子162，因此谐波的峰被测量为时刻T2，测量为入射了1个高能量范围的X射线光子。
这样，也考虑生成堆积的时刻地进行模拟，与实际同样地，区分为入射了能量比入射X射线光子更高的1个X射线光子。改变被摄体或X射线量(X射线剂量)、放射性质量等来进行这种生成堆积的模拟，在各能量范围中得到区分结果。
另一方面，进行同样的模拟，得到以理想的X射线检测器来测量同样放射性质量的X射线时的区分结果。这里，理想的X射线检测器是指，采样非常短，且不生成堆积的检测器。通过对这些区分结果进行比较，能够决定参数αhn和βhn。这样决定的αhn和βhn作为参数141被保存在存储部109中。
如上所述，在错计数量决定处理S7011中，通过使用式(2)或式(3)能够决定错计数量Bn(i)。
接着，在错计数量修正S7012中，使用在处理S7011中计算出的错计数量Bn(i)，来修正输入输出特性。这里，例如通过使测量的计数值减去得到的错计数量Bn(i)来计算修正后计数值，由此进行修正。由此，能够修正基于堆积的各能量范围中的X射线光子数的错计数量。通过对所有的X射线检测元件(所有情况中的i)进行以上的处理S7011、S7012，可以得到修正后的投影数据144。
此外，在式(2)或式(3)中，为了计算生成堆积的概率，将错计数量修正前的计数值用作各能量范围的计数值(Rn(i))，但是适用于与其相近且例如堆积的影响较小时。另一方面，在堆积的影响较大时，优选使用去除了堆积影响的、错计数量修正后的计数值。此时，为了避免计数值修正S701中的计算处理变得复杂，计算时间变长，可以进行逐次处理。即，例如，首先使用错计数量修正前的计数值来进行错计数量决定处理S7011，使用决定好的错计数量来进行错计数量修正处理S7012并计算。再次使用该值重复处理S7011及S7012，决定错计数量。重复次数通过要求出的精度与计算时间的平衡关系来适当决定。
另外，式(2)及式(3)仅考虑了堆积产生概率高的2个X射线光子的堆积，但是在X射线量较多时等，3个以上的X射线光子的堆积也将增加，因此还存在无法忽视的情况。
下面，对生成基于3个以上的X射线光子的堆积时的计数值修正S701进行说明。在该情况下，也是与由2个X射线光子堆积的情况同样地，根据堆积的产生概率与产生堆积时各能量范围内形成的增减数的积，来推定由3个或其以上的X射线光子的堆积的错计数量。
例如根据能量范围的X射线光子的计数值来计算堆积的产生概率。根据决定错计数量的能量范围的X射线光子的计数值、以及除此以外的能量范围的X射线光子的计数值来推定漏计数，使用比决定错计数量的能量范围低的能量范围的X射线光子的计数值来推定多计数。
在认为是由m(m为3以上的整数)个X射线光子堆积的情况下，通过所堆积的X射线光子所属的能量范围的组合，生成如下的增减。作为参考，将m＝3时的增减示于图9。
[情况1]:在m个低能量范围的X射线光子堆积，被测量为1个低能量范围的X射线光子的情况下，低能量范围的计数值减少(m-1)个。
[情况2]:在m个低能量范围的X射线光子生成堆积，被测量为1个高能量范围的X射线光子的情况下，低能量范围的计数值减少m，高能量范围的计数值增加1个。
[情况3]:在由m个中的P(P为1以上且(m-1)以下的整数)个低能量范围的X射线光子与(m-P)个高能量范围的X射线光子生成堆积，被测量为1个高能量范围的X射线光子的情况下，低能量范围的计数值减少P，高能量范围的计数值减少(m-P-1)个。
[情况4]:在m个高能量范围的X射线光子生成堆积，被测量为1个高能量范围的X射线光子的情况下，高能量范围的计数值减少(m-1)个。
如果这样发生了m个X射线光子的堆积产生概率和由此生成的增减数，则此时的错计数量Bnm(i)(B的下标文字n表示第n能量范围，m表示发生了堆积的X射线光子数)可以写作式(4-1)、(4-2)(下面，将这些数学式统称为式(4))的形式。
[数学式4]
n＝2时(其中，h(0)＝1)，
n＝1时，
式(4)中，与式(2)及(3)相同的符号具有相同的含义。另外，由于有时能量范围的X射线光子的数为多个，因此表示是第若干个能量范围的标记g、h通过括弧内的数字来对它们加以区别。
式(4-1)的右边第1项表示[情况3]的高能量范围内的X射线光子数的减少，第2项表示[情况2]的增加，式(4-2)的右边第1项分别表示[情况1]、[情况2]及[情况3]的低能量范围内的X射线光子数的减少。
此外，在考虑从2个到M(M为3以上的整数)个的所有的堆积来进行修正的情况下，针对2个的堆积从式(3)来求取Bn(i)，对于3至M个的堆积由式(4)来求取Bnm(i)(对m＝3、···、M的情况进行求取)，并对它们求和即可。使用这样决定的错计数量Bnm(i)，来进行错计数量修正处理S7012的情况，与所堆积的X射线光子为2个的情况相同。
通过如上所述般考虑3个以上的X射线光子的堆积，可以进行高精度的修正。
此外，式(3)或式(4)使用了基于以通过2个阈值(图5的阈值126和阈值127)来进行能量范围的区分的情况为前提而导出的堆积的增减数，但是并不局限于此，在设定了3个以上的阈值的情况中也可以应用本实施方式。例如，如图10所示，还可以进一步具有规定了能量的最大的阈值128。此时，在进行堆积且为阈值128以上的信号的情况下，由于没有未堆积的信号，因此全部为已堆积的信号。在这种情况下，可以将大于该阈值128的能量认为是第2能量范围并实施计算。此时，在该范围内，不生成漏计数，已计数而得的量全部为多计数量，而且由于没有未堆积的信号，因此式(4-1)可以写作式(5-1)的形式。
[数学式5]
n＝2时(其中，h(0)＝1)，
n＝1时，
式(5-2)与式(4-2)相同。
根据本实施方式，根据堆积的产生概率与生成堆积时各能量范围中生成的增减数的积，来推定因堆积而生成的错计数，由此，可以通过较简单的计算，来进行专门用于堆积的修正，可以得到修正了错计数后的投影数据144。其结果是，在由这些投影数据144制成的重构像145中，可以防止CT值定量性的降低、物质辨别能力的降低、伪像(artifact)的产生等。
以上，参照附图对第一实施方式的X射线CT装置的运算部105的功能，并主要对修正功能进行了说明，但是上述计数值修正部(错计数量决定部1056、错计数量修正部1057)1053中的错计数量决定或者修正的算法为一个例子，并不局限于本实施方式，可以进行各种变更。下面，将示出变更例。
＜第一实施方式的变更例1＞
在第一实施方式中，根据堆积的产生概率与生成堆积时各能量范围内生成的增减数的积，来推定错计数量，并根据模型来计算该漏计数和多计数量，但是也可以根据例如由各种X射线量、放射性质量、被摄体所进行的模拟结果，导出各能量范围中的错计数量的特性函数，由此求出错计数量。
即，变更例1中，错计数量决定部1056使用表示各能量范围的计数值与由1次堆积生成的减量(漏计数量)及/或增量(多计数量)之间的关系的特性函数，来决定错计数量。这里，特性函数可以在与产生堆积有关的条件为2个以上的不同条件的情况下，使用各自取得的各能量范围的计数值来进行计算。
作为特性函数的一个例子，说明对将漏计数的项与多计数的项进行区分的特性函数。
这里，对于1个能量范围中的漏计数和多计数，除了它们本身的X射线光子数之外，还取决于其他能量范围的X射线光子数，因此需要将特性函数设为多个能量范围的计数值的函数。进而，在区分漏计数与多计数地导出特性函数的情况下，漏计数量将成为决定错计数量的能量范围的计数值与其他的能量范围的计数值的函数。需要将多计数的计数值设为比其能量范围低的、多个能量范围的计数值的函数。因此，第n(n为1以上且N以下的整数)个的能量范围中的错计数量Bn(i)可以使用函数f1n、f2n，写作式(6)的形式。
[数学式6]
Bn(i)＝f1n(R1(i)，R2(i)，…，RN(i))+f2n(R1(i)，R2(i)，…，Rn-1(i)) (6)
式中，函数f1n为计算漏计数量的函数，f2n为计算多计数量的函数。另外，函数的括号内的R1、···、Rn-1为各能量范围的计数值，函数f1n和函数f2n包含：2个以上的括号内的项的任意组合(包含相同能量范围的组合)的积的项。这是因为产生堆积的概率与所堆积的2个以上的X射线光子所属的能量范围的计数值的积成比例。
作为一个例子，将式(6)以表示为多项式的形式示于式(7)。
[数学式7]
这里，αhn和βhn为参数，式(7)的右边第1项表示f1n的一例，第2项表示f2n的一例。
此外，在式(6)中，函数f1n无需为R1、···、RN的全部的函数，同样地，函数f2n也无需为R1、···、Rn-1的全部的函数。例如函数f1n只要为Rn、以及R1至RN中的1个以上的计数值的函数即可。这是因为，如上所述，第n能量范围的漏计数是与该能量的X射线光子相同或不同的能量范围的X射线光子进行堆积，而在第n能量范围以外被计数时产生的。
另外，函数f2n只要是R1至Rn-1中的2个以上的计数值的函数即可。这是因为，如上所述，第n能量范围的多计数是，比第n个能量范围低的能量范围的X射线光子进行堆积，作为第n能量范围而被计数时产生的。进而，并不限制于都需要这两个函数，有时错计数量Bn(i)也可以仅为其中一个的函数。
作为特性函数的其他例子，不将漏计数与多计数区分，也可以得到特性函数。此时，错计数量Bn(i)可以使用函数f3n而写作式(8)的形式。
[数学式8]
Bn(i)＝f3n(Rp(i)，Rq(i)，...) (8)
式中，标注在R的下标文字p、q为彼此不同的从1至n的整数。这种特性函数f3n只要是由模拟或实验的结果而被推定或导出，至少是R1至RN中的2个以上的计数值的函数即可。在该情况下，函数f3n也包含2个以上的括号内的项的任意组合(包含相同能量范围的组合)的积的项。
这样决定的特性函数可以被保存在存储部109中，例如通过在错计数量决定部1056中，从存储部109读取，代入实测的各能量范围的计数值而获得错计数量。
＜第一实施方式的变更例2＞
在第一实施方式中示出了，通过计数值修正部1053的错计数量决定部1056来计算错计数量Bn(i)，通过错计数量修正部1057来修正输入输出特性的情况，但是这是一个例子，并不是对本发明有所限定。例如，也可以是如下结构：计数值修正部1053不具有错计数量决定部1056，错计数量修正部1057使用参数141来直接修正原始数据143。
此时，例如，作为存储部109中存储的参数141，存储有表示堆积的影响、即修正错计数量Bn(i)后的计数值与输入的计数值之间的对应关系的输入输出特性。该输入输出特性可以从上述变更例1所例示的特性函数(例如，式(8)的函数)求出。作为参数141被存储的输入输出特性可以被存储为相对于输入的修正后的计数值的组合，也可以被存储为表示相对于输入的修正后的计数值的关系的函数。
这里，作为输入，也可以使用多个能量范围的计数值。
在该变更例中，计数值修正部1053对原始数据143不进行错计数量决定处理S7011，错计数量修正部1057直接使用参数141，对各能量范围根据其输入计数值来求取修正后的计数值(S7012)。
＜第一实施方式的变更例3＞
在第一实施方式中，对于实际拍摄中从信号收集部108接收到的原始数据143，对错计数量Bn(i)进行求差来去除/减低堆积的影响，但是也可以是基于堆积的产生概率，将基于堆积的信号的增减量的比例、增减后的结果的信号量或其比例计算为相对于基准输出的比例，对原始数据143进行划分的处理。这里基准输出是指例如未生成堆积时的输出。
＜第二实施方式＞
第二实施方式中，能量范围的区分数为3个以上这一情况与第一实施方式不同。由于运算部105的结构(图6)及修正的步骤(图7)为通用，因此省略对各要素的重复说明，适当引用这些附图来进行说明。
在下面的说明中，针对X射线检测器104检测的能量范围，假设按能量由低到高的顺序，存在第1至第N(3以上的整数)的能量范围的情况。另外为了使说明易于理解，首先，说明决定由2个X射线光子的堆积为主要情况的错计数量Bn(i)，并进行计数值修正的情况。
在本实施方式中，错计数量决定处理S7011中，考虑堆积的产生概率、以及由此生成的计数值的增减量来决定错计数量这一情况，与第一实施方式也相同。
基于堆积的计数值增减需要区分入射相同能量范围的X射线光子时、以及入射不同能量范围的X射线光子时来考虑，进而，需要将各个情况分为以下两种情况来考虑，即被计数为与已入射的X射线光子的能量高的一方相同的能量范围的情况、以及被计数为比这些高的能量范围的情况。将这样区分情况时的增减示于图11中的(a)。
在图11中的(a)中，将与堆积有关的入射X射线的一方作为入射X射线1，将另一方作为入射X射线2，并表示其能量范围。另外将第k(k为1以上且N以下的整数)、第n能量范围分别省略记为“第k”、“第n”，将入射X射线1设为与入射X射线2相同或较低的能量范围。另外，将通过区分而测量出的能量范围同样地记入区分结果。另外，表中的n、m、k是括号中给出的范围内的整数。
如图11中的(a)所示，考虑4种情况。
[情况1]：第k能量范围的X射线光子与第k能量范围的X射线光子进行堆积，并被区分为1个第k能量范围的X射线光子。在该情况下，由于能够通过所有能量范围的入射X射线光子生成，因此k为1至N的整数。此时，第k能量范围的计数值少计数1个。
[情况2]：第k能量范围的X射线光子与第k能量范围的X射线光子进行堆积，并被区分为1个第n(n为大于k的整数)能量范围的X射线光子。在该情况下，由于能量较低的一方的X射线光子的能量范围可以在第N的情况以外生成，因此k为1至(N-1)的整数。另一方面，由于能量较高的一方的X射线光子的能量范围可以是第(k+1)至第N的情况，因此n为(k+1)至N的整数。此时，第k能量范围的计数值少计数2个、第n能量范围的计数值多计数1个。
[情况3]：第k能量范围的X射线光子与第n(n为大于k的整数)能量范围的X射线光子进行堆积，并被区分为1个第n能量范围的X射线光子。在该情况下，由于能量较低的一方的X射线光子的能量范围可以在第N的情况以外生成，因此k为1至(N-1)的整数。另一方面，由于能量较高的一方的X射线光子的能量范围可以是第(k+1)至第N的情况，因此n为(k+1)至N的整数。此时，第k能量范围的计数值少计数1个。
[情况4]：第k能量范围的X射线光子与第n(n为大于k的整数)的能量范围的X射线光子进行堆积，并被区分为1个第m(m为大于n的整数)能量范围的X射线光子。在该情况下，由于能量较低的一方的X射线光子的能量范围可以在第N的情况以外生成，因此k为1至(N-1)的整数。另外，由于能量较高的一方的X射线光子的能量范围可以是第(k+1)至第N的情况，因此n为(k+1)至N的整数。另外，由于作为所计数的能量范围可以认为是第(n+1)至第N的情况，因此m为(n+1)至N的整数。此时，第k与第n能量范围的计数值少计数1个，第m能量范围的计数值多计数1个。
根据以上的情况1～4，若与在第一实施方式时同样地进行考虑，则可以知道，漏计数将在它们本身的能量范围的X射线光子与它们本身或除此以外的能量范围的X射线光子产生堆积时发生，多计数将在比它们本身低的能量范围的X射线光子彼此之间产生堆积时发生。因此，漏计数量可以根据它们本身的能量范围的计数值与它们本身或除此以外的能量范围的计数值来进行推定，多计数可以根基比它们本身低的能量范围的计数值来进行推定。
即，错计数量Bn(i)可以通过式(9-1)～(9-3)(下面，这些式统称为式(9))来进行表示。
[数学数9]
n为N时，
n为2以上且(N-1)以下时，
n为1时，
式(9)中，与式(3)相同的符号具有同样的含义(下面，相同)。这里在式(9)中，具有αhn的第1项表示漏计数量，具有βhn的第2项表示多计数量，n为3以上的整数。因此，即使能量范围为3个以上时，事先通过模拟等决定参数αhn和βhn，并事先在存储部109中保存为参数141，在错计数量决定S7011时使用式(9)，由此能够决定错计数量，通过使用该错计数量来进行错计数量修正处理S7012，可以得到准确的投影数据144。
此外，式(9)中，若将式(9-2)的前提条件设为“n为2以上且(N-1)以下时(仅当N为3以上时)”，则也包含式(2)，变为针对能量范围的数为2以上的一般式(以下式)。
[数学式10]
n为N时，
n为2以上且(N-1)以下时(仅当N为3以上时)，
n为1时，
式(9)为由2个X射线光子堆积的情况，但是在本实施方式中，也可以推定由3个或更多的X射线光子堆积的错计数量。
此时，例如，堆积的产生概率根据能量范围的X射线光子的计数值来计算。漏计数根据决定错计数量的能量范围的X射线光子的计数值、以及除此以外的能量范围的X射线光子的计数值来进行推定。多计数使用比决定错计数量的能量范围低的能量范围的X射线光子的计数值来进行推定。使用这些堆积的产生概率及基于堆积而生成的增减量(漏计数/多计数)，可以决定错计数量Bn(i)。
在由m(3以上的整数)个X射线光子生成堆积时，将对第n(1以上且N以下)能量范围中生成的增减进行分情况地汇总的表，示于图11中的(b)。除此以外的情况，在第n能量范围中未生成增减。这里，入射X射线1表示能量范围为第n的单个或多个X射线光子、入射X射线2表示除此以外的能量范围的单个或多个X射线光子。另外，将入射X射线2中最大的能量范围记作第k(1以上且N以下的整数)。
[情况1]：在m个中的Q(Q为2以上且m以下的整数)个入射X射线1的光子、与比第n能量范围低(即，k为1以上且(n-1)以下)的(m-Q)个入射X射线2的光子生成堆积，并被测量为1个第n能量范围的X射线光子时，第n能量范围的计数值仅减少(Q-1)个。该关系在Q为1时也成立，但是此时不生成增减。
[情况2]：在m个中的P(P为1以上且m以下的整数)个入射X射线1的光子、与除此以外的能量范围(即，k为1以上且(n-1)以下,或(n+1)以上且N以下)的(m-P)个入射X射线2的光子生成堆积，并被测量为比1个第n能量范围高的第L(L为大于n且N以下的整数)能量范围的X射线光子时，第n能量范围的计数值仅减少P个。
这在n为(N-1)以下时可以得到。
[情况3]：在比第n能量范围低的能量范围的m个X射线光子(即k为1以上且(n-1)以下的m个入射X射线2的光子)生成堆积，并被测量为1个第n能量范围的X射线光子时，第n能量范围的计数值增加1个。这在n为2以上时可以得到。
此时的错计数量Bnm(i)可以写作式(11-1)～(11-3)(下面，将这些式统称为式(11))的形式。
[数学式11]
n＝N时(其中，h(0)＝1)，
n为2以上且(N-1)以下时，
n＝1时，
这里式(11-1)是n＝N的情况，右边第1项表示[情况1]的减少量，右边第2项表示[情况3]的增加量。式(11-2)是n为2以上且(N-1)以下的情况，右边第1项表示[情况1]与[情况2]的减少量，右边第2项表示[情况3]的增加量。式(11-3)是n为1的情况，右边表示[情况1]与[情况2]的减少量。这里，式(11-2)的右边第1项或式(11-3)的右边，也是表示除了[情况1]与[情况2]以外的组合的项，但是其参数α为零，实质上不会使用。
此外，在考虑2个至M个(2以上的整数)的所有堆积并进行修正时，针对2个的堆积根据式(8)来求取Bn(i)，3至M的堆积根据式(9)来求取Bnm(i)(求取m＝3、···、M的情况)，并求出它们的和即可。使用这样决定的错计数量Bnm(i)，来进行错计数量修正处理S7012的情况，与所堆积的X射线光子为2个的情况相同。
这样，通过考虑3个以上的X射线光子的堆积，可以进行高精度的修正。
以上，以第二实施方式的X射线CT装置的、主要是计数值修正部1053的功能为中心进行了说明，但是针对本实施方式，还可以进行与第一实施方式的变更例同样的变更。另外，针对本实施方式，可以构成为仅采用在错计数之中的漏计数及多计数中的任意一方。
根据本实施方式，即使在具备可区分为3个以上的能量范围的X射线检测器104的X射线CT装置中，仍与第一实施方式同样地，可以对基于堆积的错计数进行高精度地修正，可以得到对错计数修正后的投影数据144。另外，在根据这些投影数据144制成的重构像145中，可以防止CT值的定量性降低、物质的辨别能力降低、伪像的产生等。
＜第三实施方式＞
在第一实施方式及第二实施方式中，对通过事前模拟来求取用于决定错计数量的式的参数的情况进行了说明，但是也可以通过使用X射线CT装置的实测值来计算参数。
本实施方式的X射线CT装置的特征在于，具有实验性地决定用于决定基于堆积的错计数量的参数的功能。即，本实施方式的X射线CT装置还具备计算参数的参数计算部1058，参数计算部1058在与产生堆积有关的条件为2个以上的不同条件的情况下，使用通过分别测量而得到的各能量范围的计数值，来计算参数。
与产生堆积有关的2个以上的条件例如包含与入射至X射线检测器的X射线量(x射线剂量)有关的条件。另外，与产生堆积有关的2个以上的条件中的1个为不使入射至X射线检测器的X射线量产生堆积的条件。
将本实施方式的X射线CT装置的整体结构示于图12，将运算部105的结构示于图13。在图12及图13中，对与参照第一及第二实施方式的说明的、示于图1及图6的要素相同的要素表示为相同的附图标记，并省略重复的说明，以不同点为中心进行说明。
本实施方式的X射线CT装置如图12所示，具备变更X射线量的线量变更部114、以及变更放射性质量的放射性质量变更部115。这些线量变更部114及放射性质量变更部115可以是控制部107的一部分，也可以是独立于控制部107的调整机构。
通常，X射线的线量通过管电流来进行变化，另外放射性质量通过管电压或滤波器来进行变化。构成X射线源100的X射线管的驱动部，具备使管电流及管电压可变的功能。另外，X射线源100中具备由用于根据能量来获得有效放射性质量的各种金属而构成的X射线滤波器113，并具备使这些多种的X射线滤波器113自动或者手动切换的机构。本实施方式的线量变更部114及放射性质量变更部115通过控制部107的控制来进行动作，例如，控制X射线源100的驱动部(管电流、管电压)或X射线滤波器113的切换机构部，来变更线量或放射性质量。
本实施方式的X射线CT装置的运算部105如图13所示，在计数值修正部1053中追加参数计算部1058。参数计算部1058使用信号收集部108在使线量、放射性质量、滤波器中任意的1个以上的条件不同的多个条件下实测出的原始数据，来计算用于错计数量计算的参数。
下面，通过本实施方式，参照图14，说明第一实施方式的错计数量决定部1056所使用的计算式(例如式(3))或第二实施方式的错计数量决定部1056所使用的计算式(例如式(9))的参数αhn和βhn进行计算的步骤(主要是控制部107和运算部105的动作)。
首先，控制部107控制X射线源100和X射线检测器104，在多个不同的条件下进行拍摄，获得参数计算用原始数据(S801)。例如，以1个放射性质量且预定的X射线量(第1条件)，一边用X射线源100照射X射线一边用X射线检测器104取得原始数据。此时，与多个视图的期间相应地，取得信号(S8011)。接下来，在用线量变更部114来变更X射线量的第2条件下，取得原始数据(S8012)。进而，可以在变更了X射线量的第3···第L(L为3以上的整数)的条件下取得原始数据。接着，通过放射性质量变更部115变更放射性质量，以其他的放射性质量，在第1条件及第2条件(或者第2～第L)下取得原始数据。
第1条件例如为对于1个放射性质量，X射线量足够少且未发现生成堆积的条件，将在第1条件下取得的原始数据设为基准数据。
另外，第2以后的条件为X射线量大且产生堆积的条件，将在该条件下取得的原始数据称为堆积数据。在取得由这些基准数据和堆积数据构成的组合数据时，同时使用X射线量计(未图示)来测量X射线量。该组合数据可以用作参数计算用原始数据140。
接着，运算部105(参数计算部1058)使用已取得的参数计算用原始数据140，来计算参数αhn和βhn。在该计算中，首先，对参数计算用原始数据140，进行在视图方向上求取算术平均的视图算术平均化处理S802。由此可以压缩数据来提高SNR。
接着，进行计算错计数量S803的处理。在该处理中，首先，将基准数据乘以线量比(以线量比将基准数据成倍)(线量比＝取得堆积数据时的线量/取得基准数据时的线量)，对相当于取得堆积数据后的X射线量的输出进行计算。求取该输出与堆积数据的输出的差。由于对于根据基准数据计算出的输出，没有堆积的影响，因此本数据与堆积数据的差成为错计数量Bn(i)。对每个X射线检测元件400在所有的能量范围中进行该错计数量计算S803的处理。
接着，在参数计算处理S804中，决定参数αhn和βhn。具体来说，将处理S803中求出的错计数量Bn(i)、以及堆积数据的值代入式(3)或式(9)来解联立方程式，能够决定参数αhn和βhn。在所区分的能量范围为2种的式(3)的情况下，作为参数αhn和βhn需要决定α11、α12、α22、β11这4个参数。因此，需要参数计算用原始数据140的对为4个以上，并且需要以4种以上的放射性质量来取得数据。另外，在存在4个以上的对的情况下，可以对4个对设置联立方程式并进行计算，也可以通过最小2乘法来决定参数。
另外，在所区分的能量范围为N个(3以上)的情况下，即在式(9)的情况下，通过将处理S803中求出的错计数量Bn(i)、以及堆积数据的值代入式(9)来解联立方程式，能够决定参数αhn和βhn。此时，由式(9)可知，αhn在能量范围是第1至第(N-1)时为N、在第N时为1，因此合计为(N2-N+1)个。另外，βhn在能量范围为第2至第N之间，将其能量范围设为第n时，为(n-1)2个。因此，应决定的参数αhn与βhn合计为{(2N3+3N2-5N+6)÷6}个，需要与其相同或在其以上的对的数的参数计算用原始数据140。
最后，将如上所述般决定的参数αhn和βhn在处理S805中作为参数141写入存储部109。然后，使用该参数141，进行错计数量决定(图7：S7011)、错计数量修正(图7：S7012)，获得修正后的投影数据144，或者，根据该投影数据144进行图像重构，与第一及第二实施方式相同。
此外，作为第一实施方式的变更例1，对在错计数量决定S7011中，将式(6)～式(8)用作特性函数来决定错计数量，而不使用参数αhn和βhn的式(3)的情况进行了说明，但是在使用这些式时，参数计算部1058例如将特性函数的系数计算为参数141。
根据本实施方式，由于基于实际测量数据来决定参数141，因此可以提高错计数量计算的可靠性。另外，如果一旦决定参数141，则随后就可以使用存储部109中保存的值，因此也不会对X射线CT装置的工作造成影响。
此外，对于本实施方式，也可以进行与第一及第二实施方式同样的变更，进而还可以进行下面的变更。
＜第三实施方式的变更例1＞
作为实验性地求出参数时的条件(变更条件)，例如也可以使用管电流等拍摄条件，来代替使用通过线量计测量出的线量。
另外，在第三实施方式中，用放射性质量变更部115来变更管电流或X射线滤波器113，由此使放射性质量变化并进行拍摄而取得数据，但是也可以将减弱部(減弱体)作为被摄体300而设置并变更放射性质量。进而管电流也可以将X射线滤波器113、被摄体300内的1个或2个进行组合来变更放射性质量。
＜第三实施方式的变更例2＞
也可以存在不是实验性地决定所有的参数，而是通过模拟来决定计算的一部分的情况。
＜第四实施方式＞
本实施方式的X射线CT装置，在使用多个能量范围的X射线光子的计数值的合计来决定错计数量Bn(i)这一点上，与第一实施方式不同。
即，在本实施方式中，错计数量决定部1056基于全部能量范围的X射线光子的计数值的合计来决定产生堆积的概率。并且，通过基于全部能量范围的X射线光子的计数值的合计而决定的所述堆积产生的概率、与预先设定好的参数141的积，来决定错计数量。
本实施方式中的运算部105的结构以及基于运算部105的处理的流程，分别与图6、图7相同，因此下面适当参照这些附图来说明本实施方式的运算部105的处理。
在本实施方式中，也是使用原始数据143，计数值修正部1053使用多个能量范围的计数值和参数141来计算堆积的产生概率，决定错计数量(S7011)，并修正原始数据143的错计数量(S7012)。但是，在本实施方式中，错计数量决定部1056并不是使用与堆积有关的能量范围的计数值的积来决定堆积的产生概率，而是使用计数值的合计来决定堆积的产生概率。因此，预先求出与第一实施方式不同的参数141并储存在存储部109中。错计数量决定部1056通过以下式(12)来表示决定错计数量Bn(i)的式的一例。
[数学式12]
式中，Rj(i)表示第i(1以上的整数)X射线检测元件中的、第j能量范围的计数值。Δn(i)为错计数量计算用参数。
这样，在式(12)中，使错计数量计算用参数Δn(i)乘以通过实际拍摄而得到的全部能量范围的计数值的合计的平方来进行计算。使用式(12)，对每个X射线检测元件决定错计数量Bn(i)(S7011)。
在本实施方式中，并不是如第一实施方式或第二实施方式这样分别考虑所堆积的X射线光子的能量范围，而是将错计数量决定为取决于线量的量。这里，作为线量，使用全部能量范围的计数值的合计。此时，对于各能量范围，产生堆积的概率取决于所有X射线光子数。
例如，在能够无视3个以上的X射线光子的堆积的程度的入射X射线光子数的情况下，2个X射线光子堆积的概率与所有X射线光子数的平方大致成比例。另一方面，基于1次堆积的增减量变为第二实施方式(表11)中所解析的各种漏计数和多计数的平均值，只要不出现能量分布大幅改变，将大致恒定。因此，错计数量可以近似为所有X射线光子数的平方与基于1次堆积的增减量的积。由于所有X射线光子数与全部能量范围的计数值的合计的平方大致成比例，因此错计数量可以使用全部能量范围的计数值的合计的平方来进行推定。
式(12)不包含基于1次堆积的增减量的项，但是作为参数Δn(i)，通过求取包含基于1次堆积的增减量的值，可以通过式(12)来计算错计数量Bn(i)。
例如，在蒙特卡罗等模拟中，在改变输入的X射线光子数而入射至X射线检测器104时，在有堆积影响的情况和没有的情况下求取各能量范围的计数值，将其差作为错计数量Bn(i)，代入式(12)，由此来求取参数Δn(i)。
这里，对有堆积影响的情况下的计数值进行求取的模拟，可以采用例如与第一实施方式中使用图5进行说明的方法同样的方法。即，设置与实际测量同样的采样时间，模拟入射1个X射线光子时的在时间上的谐波变化，并且对考虑到入射多个X射线光子时的相互叠加(重叠)的、在时间上的的谐波变化进行模拟。在没有堆积影响的情况下的模拟中，不设置采样时间，而是根据1个1个的X射线光子能量来计算计数值。这样通过进行模拟，能够根据各个计数值的差来决定基于堆积的错计数量计算用参数Δn(i)。
在这样决定错计数量(S7011)，并修正了原始数据143的错计数量之后(S7012)，进行LOG转换S702、空气修正S703，并获得修正后的投影数据144这一情况，使用修正后的投影数据144来进行重构处理S704这一情况、以及另外根据需要显示重构图像的这一情况S705，均与第一、第二实施方式相同。
在以上的说明中示出了如下情况，即，在计数值修正部1053中，错计数量决定部1056对错计数量Bn(i)进行计算，错计数量修正部1057对输入输出特性进行修正，但是如第一实施方式的变更例2中说明的那样，例如也可以是如下结构，即，计数值修正部1053不具有错计数量决定部1056，错计数量修正部1057使用参数141来直接修正原始数据。此时，由于存储部109中存储的参数141作为其输入而使用多个能量范围的计数值的合计，因此相较于使用各个能量范围的计数值的情况(第一实施方式)，数据量少亦可。
根据本实施方式，与上述实施方式同样地，可以高精度地修正基于堆积的错计数，可以得到对错计数修正后的投影数据144。另外，在根据这些投影数据144制成的重构像145中，可以防止CT值的定量性降低、物质的辨别能力降低、伪像的产生等。
＜第四实施方式的变更例1＞
本实施方式利用堆积的产生概率取决于线量、即取决于所有计数值这一情况，来计算错计数量，错计数量决定部1056所采用的式按照该意旨，以上述式(12)为基本，可以进行各种变更。
也就是说，在式(12)中，仅通过全部X射线光子数的平方的项来记述错计数量Bn(i)，但是也可以存在具有除了平方项以外的项的各种特性函数。
例如，M个中的2个X射线光子堆积的概率与MC2(＝0.5M×(M-1))成比例，不只是平方项，还具有1次方的项。另外也可以存在根据能量分布的变化等，而具有除了平方以外的项。例如可以是以下式(13)这样的多项式。
[数学式13]
此时，当然有时各项的系数(参数)也不同。
进而，作为参数141，使用第n能量范围中的错计数量计算用参数Δn(i)或者式(13)的a·Δn(i)等，但是也可以是例如将计数值的合计设为变量的特性函数。特性函数使用函数hn，写作式(14)的形式。
[数学式14]
该函数hn在考虑例如M(2以上的整数)个X射线光子的堆积的情况下，至少具有M次至2次的项。
进而错计数量Bn(i)可以是在以阈值来划分的范围中不同的特性函数，使得例如在计数值的合计未达到阈值时为零，在其以上则使用式(12)～式(14)的值等。进而通过计数值的合计，也可以存在特性函数连续变化的情况。
＜第四实施方式的变更例2＞
在第四实施方式中，作为决定堆积的产生概率的线量，使用了全部能量范围的计数值的合计，但是并不局限于计数值的合计，也可以使用能够推定线量的各种量。
例如，也可以根据能够推定线量的程度的个数的能量范围的计数值的合计，例如1个、或各种组合的多个能量范围的计数值的合计，来进行计算。这里，对于合计，权重可以是恒定的，也可以是不同的权重，为了高精度地推定线量，当然优选使用多个能量范围的计数值。
或者，也可以假设被摄体，使用通过模拟计算出的值作为线量。另外，也可以使用通过其他线量计(別途線量計)、可测量线量的X射线检测器测量出的结果(线量)。作为可测量线量的X射线检测器的构造，例如，X射线检测器的一部分X射线检测元件也可以不是脉冲计数型，而是不产生堆积的电路结构、例如具有电流测量型的读取电路，能够根据该输出值来推定线量，或者、在1个X射线检测元件中具有脉冲计数型和电流测量型的这两种读取电路，并根据电流测量型的读取电路的输出值来推定线量。
＜第五实施方式＞
本实施方式也是使用线量(多个能量范围的X射线光子的计数值的合计)来决定错计数量Bn(i)，与第四实施方式相同。但是，在第四实施方式中，通过模拟来求取用于错计数量的计算的参数141，在本实施方式中，使用实验性地获得的数据来进行计算。
即，本实施方式的X射线CT装置还具备计算参数的参数计算部1058，参数计算部1058在与产生堆积有关的条件为2个以上的不同条件的情况下，使用通过分别测量得到的各能量范围的计数值，来计算参数。与产生堆积有关的2个以上的条件包含与入射至X射线检测器的X射线量有关的条件，2个以上的条件中的1个为使入射至X射线检测器的X射线量不产生堆积的条件。
下面，以与第四实施方式的不同点为中心来说明本实施方式。
将用于实现本实施方式的X射线CT装置的整体概要示于图15。在图15中，对与在第一实施方式的说明中参照的图1所示的要素相同的要素表示为相同的附图标记，并省略重复说明，以不同点为中心进行说明。
该X射线CT装置具备变更X射线量的线量变更部114。另外，构成X射线源100的X射线管的驱动部(未图示)具备使管电流可变的功能。线量变更部114可以是控制部107的一部分，通过控制部107的控制来进行动作，X射线源100的驱动部例如控制管电压来变更线量。
另外，运算部105具有与第三实施方式的说明中参照的图13相同的结构，计数值修正部1053中追加了参数计算部1058。参数计算部1058使用信号收集部108在改变线量的多个条件下实测出的原始数据，来计算用于决定错计数量的参数。
下面，通过本实施方式，参照图16对计算第四实施方式的错计数量决定部1056所使用的计算式(例如，计算式(12))的参数141的过程(主要是参数计算部1058的步骤)进行说明。
首先，控制部107基于经由输入部105设定的拍摄条件148(S900)，控制线量变更部114及X射线源100、X射线检测器104，获得参数计算用原始数据(S901)。具体来说，以预定的X射线量(第1条件)，取得原始数据(S9011)。接下来，以改变了X射线量的第2条件取得原始数据(S9012)。第1条件为X射线量较少，且大致能够无视堆积产生的条件。第2条件为X射线量较多、且产生堆积的条件。这样，获得在第1条件及第2条件下取得的原始数据组合即参数计算用原始数据140。
接着，参数计算部1058对这些参数计算用原始数据140进行视图算术平均化处理(S902)。由此，在压缩数据的同时提高SNR。与此同时，参数计算部1058根据指定好的拍摄条件148来推定X射线量比(S903)。
这里，作为拍摄条件148，例如使用管电流，推定相对于第1条件的第2条件的线量的比例即X射线量比。
接下来，参数计算部1058使用算术平均后的原始数据(下面，记作错计数量计算用数据)、以及在S903中推定出的X射线量比，来计算错计数量(S904)。
在该错计数量计算S904中，在各能量范围中，计算在第2条件下未产生堆积的理想计数值、与产生了堆积的现实计数值的差，并将其代入式(12)的错计数量Bn(i)，来计算错计数量计算用参数Δn(i)。
这里，在第2条件下未产生堆积的理想计数值，是使在第1条件下得到的错计数量计算用数据乘以X射线量比来进行计算的(S905)。因此参数计算部1058例如进行式(15)的计算来决定错计数量计算用参数Δn(i)。
[数学式15]
式(15)中，设R[r]j(i)为第r(r为1或2的整数)条件下的第j能量范围的计数值，设H为X射线量比。式(15)的右边的分子为“未产生堆积的理想计数值与产生了堆积的现实计数值的差”，下面将其称为特性数据。
将这样计算出的参数写入存储部109(S906)。存储部109中保存的参数141可以随后在计数值修正部1053对本拍摄后的原始数据进行错计数量的决定/修正时使用(图7：S7011、S7012)。其他处理为与第四实施方式或其变更例相同，对其省略说明。
此外，在以上的说明中，记载了使用在2个拍摄条件下拍摄的特性数据来决定参数141的情况，其为一个例子，当然也可以使用在3种以上的拍摄条件下拍摄的特性数据。此时，作为追加的拍摄条件，是指产生堆积的线量，优选其他拍摄条件与线量条件不同。特别是，通过使用多个拍摄条件的特性数据，可以提高特性函数的决定精度。
另外，在以上的说明中，示出了作为参数141求取用于式(12)的错计数量计算用参数Δn(i)的情况，但是如第四实施方式的变更例中所例示的那样，如果错计数量决定部1056所使用的计算式不同，则与其对应地，所求取的错计数量计算用参数当然也不同。即，例如，在如式(13)这样的多项式的情况中，将该系数作为参数而求取。另外也可以存在特性函数的情况。通过将任一情况下通过实测得到的特性数据代入式中，都可以求取参数。此时，只要根据参数的数，得到线量条件不同的多个特性数据即可。
进而，也可以将特性数据本身作为参数141，保存在存储部109中，针对每个实际拍摄从存储部109中读取特性数据，并通过计数值修正部1053来计算错计数量Bn(i)。
＜第五实施方式的变更例＞
在第五实施方式中，当改变条件来获得实测数据时，通过线量变更部114改变X射线量来实现第1条件和第2条件，但是变更条件的手法并不局限于此。例如，也可以不使用线量变更部114，以与第2条件相同的线量，在被摄体上设置减弱部来取得第1条件。此时，作为减弱部，优选使用水等与人体相近的材料。在这样使用减弱部的情况下，在使线量变化的同时也使放射性质量变化，但是由于在对实际的被摄体拍摄时，也同样地使放射性质量变化，因此使用减弱部时的方法能够通过现实上更相近的特性数据来决定参数141。因此，在实际拍摄中，能够更高精度地计算错计数量Bn(i)，从而能够提高修正精度。
进而，条件的变更也可以不只是改变线量，还可以改变线量和放射性质量双方。该变更例可以通过示于第三实施方式的说明中参照的图12中的、除了线量变更部114还具备放射性质量变更部115的X射线CT装置来实现。
另外，在图16的处理S903中，当推定X射线量比时，示出了使用管电流来决定X射线量比的情况，但是除了管电流以外，还可以使用取决于第1和第2条件下的X射线量的各种测量量。
例如，也可以使用由线量计测量出的X射线量。另外，还可以通过1次的测量制作出2个条件，而不是分别进行第1条件与第2条件的测量。
例如，也可以在X射线检测器104的X射线入射面的一部分设置减弱部，即使在第2条件(产生堆积的条件)下减弱为能够无视堆积的程度的较小的X射线量，仍进行第2条件的测量，并将减弱部的计数值作为第1条件下得到的计数值，将未设置减弱部的部分的计数值作为第2条件下得到的计数值，来决定X射线量。
或者，也可以是，使X射线检测器104的一部分的X射线检测元件减小入射面积，使得以在第2条件(产生堆积的条件)下不引起堆积的程度而使入射X射线光子数减少，以第2条件进行测量，将减小入射面积的X射线检测元件的计数值设为第1条件的计数值，将其他的X射线检测元件的计数值设为第2条件的计数值。此外，也可以另外在第2条件下一并设置不会引起堆积的X射线检测器，并使用其计数值。此时所具备的X射线检测器并不局限于光子计数型的检测器。
进而，也可以通过模拟来决定求取参数或者特性数据的计算的一部分，而不是实验性地决定全部的参数或者特性数据。
＜第六实施方式＞
在上述实施方式中，对使用由于堆积产生的错计数量来修正原始数据的情况进行了说明，但是也可以将堆积的影响捕捉为灵敏度的变化，此时，也可以使用错计数量来修正灵敏度分布。
即，本实施方式中，修正部具备使用X射线灵敏度分布及/或X射线分布来修正所述X射线检测元件的计数值的计数值修正部，计数值修正部使用错计数量决定部决定好的错计数量来修正X射线灵敏度分布及/或X射线分布，并使用修正后的X射线灵敏度分布及/或X射线分布，来修正X射线检测元件的计数值。
将本实施方式的X射线CT装置的运算部105的功能框图示于图17。在图17中，对与第一或第三实施方式的说明中参照的图6或图13所示的要素相同的要素，表示为相同的附图标记，省略重复的说明，以不同点为中心进行说明。
如图17所示，运算部105具备计数值修正部1053，计数值修正部1053具有错计数量决定部1056和灵敏度分布等变更部1060。
灵敏度分布等变更部1060使用错计数量决定部1056决定好的错计数量，来变更用于空气修正的灵敏度/X射线分布数据。
下面，参照图18，对本实施方式的运算部105的处理进行说明。
首先，使用实测出的原始数据143来决定错计数量(S1011)。错计数量的决定手法也可以采用上述第一～第五实施方式中说明的各种手法(数学式)中的任意一个，或者使用根据参数141采用的式而预先保存在存储部109的数据。
接着，灵敏度分布等变更部1060使用决定好的错计数量，来变更预先存储在存储部109中的灵敏度/X射线分布数据142，制成包含堆积的影响的灵敏度/X射线分布数据139(S1012)。具体来说，通过式(16)来制成灵敏度/X射线分布数据139。
[数学式16]
Mapcorrect(i)＝Maporiginal(i)·Bnormalized(i) (16)
式(16)中，Mapcorrect(i)表示变更后的灵敏度/X射线分布数据139、Maporiginal(i)表示变更前的灵敏度/X射线分布数据142，Bnormalized(i)表示由于错计数而导致X射线检测元件的输出减低的比例。这里，例如可以将先前所述的方法中基于堆积的产生概率而计算出的错计数量，以没有错计数的理想计数值进行标准化后的值，从1减去该值而求差，由此来计算Bnormalized(i)。式(16)的计算针对每个能量范围来进行。这里，变更前的灵敏度/X射线分布数据142可以是根据以不包含堆积影响的线量而拍摄出的图像，而制成的灵敏度/X射线分布图像，也可以是表示在不包含堆积影响的情况下的输入输出特性的函数。
该处理S1012为，将在原始数据143中因错计数产生的输出变化，反映于空气修正中使用的修正用数据的处理。例如，在原始数据143中某个X射线检测元件400的输出因错计数而减低10％的情况下，通过将灵敏度/X射线分布数据142减低10％变为0.9倍，来制成包含堆积影响的灵敏度/X射线分布数据139。将变更后的灵敏度/X射线分布数据139保存在存储部109中(S1013)。
随后的处理S1014～S1017与图7的处理S702～S705相同。
根据本实施方式，使用包含堆积影响的灵敏度/X射线分布数据139来进行空气修正，由此在修正灵敏度或X射线分布的同时，也修正基于堆积的错计数的影响。
＜第七实施方式＞
在上述各实施方式中，虽然没有谈及使由X射线检测元件读取信号的采样时间变化的情况，但是本发明也可以应用于采样时间变化的情况。
这里，采样时间是指1个采样所需要的时间，例如图4中的采样时间123、124、125等各自的时间幅度(间隔)。
通常，除非产生堆积，否则采样时间长的一方就能够准确测量入射X射线的能量，但是短的一方将降低产生堆积的概率。因此，也可以存在根据X射线的能量来变更采样时间的情况，因采样时间的变更而产生堆积的概率也将变化。本实施方式与这种采样时间的变化相对应。
即，本实施方式的X射线CT装置具备：调整信号收集部(读取电路)的采样时间(对来自X射线检测元件的输出信号采样，判别有无X射线检测，在检测到X射线时进行能量范围的区分的时间)的采样调整部117，错计数量决定部1056针对采样调整部117可调整的多个采样时间的每一个，分别决定其错计数量。这里，作为采样时间的变更方法，可以有例如变更时钟周期的方法、变更采样时间中的时钟数的方法等。
另外，在变更采样时间时，优选变更与采样时间相适应的读取电路的电路常数或测量参数。例如，作为当缩短采样时间时发生变更的参数，在将成形放大器(Shapingamplifier)用于读取电路的情况下，优选缩短成形时间，在使用积分器的情况下优选缩短积分时间。因此，只要变更电路滤波器的容量、电阻、电感等即可。另外，在为了能量区分而使用比较器时，减低其判定时间或比较数，在使用模拟―数字转换器时减低转换时间或比特数，从而符合于采样时间来进行最优化。进而，还可以存在对各种读取电路的电路常数或测量参数的变更。
本实施方式的X射线CT装置还具备：使用户选择与采样时间的调整有关的条件的输入部，采样调整部117根据经由输入部110输入好的条件来调整采样时间。
将本实施方式的X射线CT装置的概要示于图19。在图19中，对与第一实施方式的说明中参照的图1所示的要素相同的要素，表示为相同的附图标记，并省略重复说明，以不同点为中心进行说明。
如图19所示，本实施方式的X射线CT装置具备如下结构：信号收集部108可以切换多个采样时间，并且该X射线CT装置具备切换多个采样时间的采样调整部117。采样调整部117可以是控制部107的一部分，也可以是从控制部107独立出的电路或者机构。
运算部105及存储部109的结构如图1所示，可以是预先通过模拟等来计算用于使错计数量决定部1056决定错计数量的参数141，并存储于存储部109中的结构、或者如图13所示，计数值修正部1053中具备基于实测值来计算参数的参数计算部1058的结构中的任意一种。进而如图17所示，也可以是具备灵敏度分布等变更部1060来替代错计数量修正部1057的结构。
基于采样调整部117的采样时间的变更例如可以从由输入部110及显示部106构成的用户界面直接输入来进行，也可以与设定的拍摄条件的变更联动。作为与采样时间关联的拍摄条件，列举有例如管电流、管电压、拍摄部位、被摄体等这样的使线量率(每个单位时间入射的线量)变化的条件、可以使能量范围、能量范围数、能量决定精度等能量决定精度发生变化的条件、视图时间或拍摄时间或拍摄张数(用于重构)等。这里，作为能量范围、能量范围数、能量决定精度等能量决定精度通常可以变化的条件，可以是有无造影拍摄、造影剂的种类。
将设定上述拍摄条件的用户界面170的一例示于图20。
在该用户界面170中，仅示出了与采样时间的变更有关的结构，但是在除此以外的条件下用户界面上当然也将载入同一画面或者其他画面。另外，图20所示的拍摄条件及数值等为单纯的例示，并不是限定本发明。
在该用户界面170中，通过使用变更单元175，能够直接变更采样时间。另外，变更单元171可以变更管电压，变更单元172可以变更管电流，变更单元173可以变更拍摄部位，变更单元174可以变更被摄体，变更单元181可以变更有无造影拍摄，变更单元182可以变更造影剂的种类。此外，变更单元176可以变更能量范围数，变更单元177可以变更各能量范围。此时，与能量范围数联动地，增加变更单元177的能量范围的列。即，在将N(N为2以上的整数)个能量范围数输入至变更单元176时，显示有直至第N能量范围为止的N列(第1至第N能量范围)变更单元177。
在这些变更单元中，如果通过选择而决定的项目也是可直接输入的项目，则在决定1个至多个项目时，也存在唯一决定的条件。例如，若输入视图时间和拍摄时间，则唯一决定了拍摄张数。
作为面向用户界面170的输入单元(输入部110)，由鼠标、键盘、触摸面板、音频输入等各种单元取得。另外，采样时间的变更也可以不经由用户界面来进行，而是根据测量出的入射光子数来进行。进而采样时间的变更可以通过X射线检测器104的全部来进行，也可以通过一部分来进行。
另一方面，参数计算部1058针对可通过采样调整部117调整的每个采样时间来计算用于决定错计数量的参数(例如，式(3)中αhn和βhn)，并保存在存储部109中。或者，利用与X射线CT装置不同的计算机，通过模拟，针对每个采样时间计算参数，并保存在存储部109中。
在拍摄时，错计数量决定部1056根据此时通过采样调整部117变更的采样时间，从存储部109中读取相对应的参数，来决定错计数量，进行错计数量的修正(基于错计数量修正部1057的处理)或者灵敏度分布等的修正(灵敏度分布等变更部1060的处理)。
根据本实施方式，针对采样时间每次的变更，可以使用合适的参数来决定错计数量，因此可以准确反映产生堆积的概率，可以进行更高精度的修正。
＜应用例＞
在上述的各实施方式及其变更例中，以用于医疗的X射线CT装置为例进行了说明，但是本发明并不局限于此，当然也可以将入射至检测元件的放射線，应用于搭载有按能量范围区分来进行光子数的计数的光子计数方式的放射線检测器的所有装置。作为其一个例子，也可以是用于非破坏检查的X射线CT装置、X射线锥形光束CT装置、双重能量CT装置、X射线图像诊断装置、X射线图像拍摄装置、X射线透视装置、乳房X射线照相术、数字剪影装置、核医学诊查装置、放射线治疗装置等。进而并不限于X射线检测器，即使是检测各种波长的光子的光检测器也可以应用。此时，光可以是可视光、红外线、紫外线、伽马射线等任意的波长。
进而，本发明并不局限于上述实施方式，在实施的阶段中，可以在不脱离其主旨的范围内实施各种变形。进而，上述实施方式中各种阶段，通过所公开的多个结构要素中的适当的组合，可以提取出各种发明。例如，从实施方式所示的所有结构要素到几个结构要素都可以删除削除。
工业实用性
根据本发明，提供一种具备光子计数方式的检测器，并提高所得到的画质或各种量的定量性的拍摄装置。
附图标记说明
100 X射线源、101 门式旋转部、102 X射线准直器、103 寝台顶板、104 X射线检测器、105 运算部、106 显示部、107 控制部、108 信号收集部、109 存储部、110 输入部、113X射线滤波器、114 线量变更部、115 放射性质量变更部、123～125 采样时间、170 用户界面、171～182 变更单元、400 X射线检测元件、405 读取电路、1050 主控制部、1051 空气修正部、1052 LOG转换部、1053 计数值修正部、1056 错计数量决定部、1057 错计数量修正部、1058 参数计算部、1060 灵敏度分布等变更部、117 采样调整部。

Claims (15)

1.一种X射线拍摄装置，其特征在于，
该X射线拍摄装置具备：
X射线检测器，其配置有多个X射线检测元件，所述X射线检测元件是对入射的X射线光子进行检测，并区分为2个以上的能量范围来进行计数的光子计数方式的X射线检测元件；
信号收集部，其收集所述X射线检测元件的计数值；
修正部，其修正所述X射线检测元件的计数值来制成投影数据；以及
图像重构部，其对所述投影数据进行重构运算来制成重构像，
所述修正部具有错计数量决定部，该错计数量决定部根据由2个以上的X射线光子发生堆积的概率，来决定基于堆积的计数值的错计数量，
使用针对与1个堆积有关的2个以上的X射线光子分别所属的能量范围而测量出的计数值的积，来决定所述堆积发生的概率。
2.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述错计数量决定部根据由1个堆积产生的所述计数值的增减量与所述堆积发生的概率的积，来决定所述错计数量。
3.根据权利要求2所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述错计数量决定部使用对1个能量范围而测量出的计数值、以及对除了该1个能量范围以外的能量范围而测量出的计数值，来决定所述1个能量范围的错计数量中的、由1个堆积产生的减量即漏计数量。
4.根据权利要求2所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述错计数量决定部使用针对比1个能量范围更低的能量范围而测量出的计数值，来决定所述1个能量范围的错计数量中的、由1个堆积产生的增量的量即多计数量。
5.根据权利要求2所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
该X射线拍摄装置具备：存储包含与由所述1个堆积产生的增减量有关的信息的参数的存储部，
所述错计数量决定部使用所述存储部中存储的所述参数、以及针对所堆积的2个以上的X射线光子分别所属的能量范围而测量出的计数值，来决定所述错计数量。
6.根据权利要求5所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述X射线检测器由M个所述X射线检测元件构成，其中，M为2以上的整数，
所述X射线检测元件按能量由低到高的顺序区分为第1至第N能量范围，其中，N为2以上的整数，
所述存储部存储参数αjk(i)、βgh(i)，其中，参数αjk(i)表示所述增减量中的减少量与所述堆积的概率的积，βgh(i)表示所述增减量中的增加量与所述堆积的概率的积，i为1以上且M以下的整数，j、k、g、h为表示所述能量范围的1以上的整数，
所述错计数量决定部在将测量出的第n能量范围的计数值设为Rn(i)时，使用以下的数学式来决定所述错计数量Bn(i)，其中，n为1以上且N以下的整数，
n为N时，
n为2以上且(N-1)以下时，且仅当N为3以上时，
n为1时，
7.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述错计数量决定部使用包含所述计数值的积的项的特性函数，来决定所述错计数量。
8.根据权利要求7所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
使用通过在与堆积的发生有关的条件不同的2个以上的条件下，分别进行测量或模拟而得到的各个能量范围的计数值，来计算所述特性函数。
9.根据权利要求8所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
与堆积的发生有关的所述2个以上的条件包含与入射至所述X射线检测器的X射线量有关的条件。
10.根据权利要求9所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
与堆积的发生有关的所述2个以上的条件之中的1个是入射至所述X射线检测器的X射线量不发生堆积的条件。
11.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
该X射线拍摄装置还具备：调整所述X射线检测元件的采样时间的采样调整部，
所述错计数量决定部针对所述采样调整部能够调整的多个所述采样时间的每一个，来决定所述错计数量。
12.根据权利要求11所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
该X射线拍摄装置还具备：使用户选择与所述采样时间有关的条件的输入部，
所述采样调整部根据经由所述输入部输入的条件，来调整所述采样时间。
13.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述修正部具备错计数量修正部，该错计数量修正部使用所述错计数量决定部所决定的错计数量，来修正所述X射线检测元件的计数值。
14.根据权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
所述修正部具备：
灵敏度分布变更部，其使用所述错计数量决定部所决定的错计数量来变更预先设定的X射线灵敏度分布和/或X射线分布；以及
空气修正部，其使用已变更的所述X射线灵敏度分布和/或X射线分布，来修正所述X射线检测元件的计数值。
15.根据权利要求5所述的X射线拍摄装置，其特征在于，
该X射线拍摄装置还具备：计算所述参数的参数计算部，
所述参数计算部使用通过在与堆积的发生有关的条件不同的2个以上的条件下，分别进行测量或模拟而得到的各个能量范围的计数值，来计算所述参数。
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