JP2008086543A - Ｘ線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
デュアルエネルギー像を、操作者が診断しやすくディスプレイに行うことができるＸ線断層撮影装置を提供する。
【解決手段】
Ｘ線断層撮影装置（１０）は、第一エネルギースペクトルを有するＸ線と第一エネルギースペクトルとは異なる第二エネルギースペクトルを有するＸ線とを被検体に投影するＸ線管（１０１）と、被検体に投影された第一エネルギースペクトルのＸ線と第二エネルギースペクトルのＸ線とを検出するＸ線検出部（１０３）と、第一エネルギースペクトルのＸ線と第二エネルギースペクトルのＸ線とに基づいて、第一画像と第二画像とを画像再構成する画像再構成手段（２３）と、第一画像および第二画像からデュアルエネルギー像を生成するデュアルエネルギー像生成手段（２５）と、第一画像または第二画像の少なくとも一方と、デュアルエネルギー像とを表示するディスプレイ（６０）を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｘ線断層撮影技術に係り、特にデュアルエネルギー法に基づいて取得した被写体の情報を表示するためのＸ線断層撮影装置に関するものである。

デュアルエネルギー法は、異なる２つのエネルギースペクトルを有するＸ線によって取得された被写体のＸ線透過像に基づいて、人体の特定物質を強調した画像を取得できる。つまり、高エネルギーＸ線で得られた画像と低エネルギーＸ線で得られた画像とを重み付け減算して骨や石灰化病変をわかりやすく表示した画像、あるいは軟部組織をわかりやすく表示した画像などを得ることができる。

デュアルエネルギー法を行うために、Ｘ線撮像装置に照射するＸ線の管電圧をスキャンごとに高電圧と低電圧とに交互に切り替えたり、Ｘ線エネルギーを変化させるためにＸ線フイルタを入れ替えたりすることにより高エネルギーＸ線で得られた画像と低エネルギーＸ線で得られた画像とを得ている。たとえば特許文献１では、高エネルギーＸ線で得られた画像と低エネルギーＸ線で得られた画像とに基づいて、骨の画像または軟部組織の画像からノイズを少なくして表示させる発明を開示している。
特開２００３−２４４５４２

しかしながら、操作者は、被検体の状況をいろいろな視点から診断したいため、単にディスプレイに骨、または軟部組織などの画像を表示させても、診断を行い難い。また、造影剤を注入したときなどには、骨の画像または軟部組織の画像以外に、造影剤による画像も確認したい要望がある。

そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、デュアルエネルギー法において、操作者が診断しやすい表示をディスプレイに行うことができるＸ線断層撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第一観点のＸ線断層撮影装置は、第一エネルギースペクトルを有するＸ線と、第一エネルギースペクトルとは異なる第二エネルギースペクトルを有するＸ線とを被検体に投影するＸ線管と、被検体に投影された第一エネルギースペクトルのＸ線と第二エネルギースペクトルのＸ線とを検出するＸ線検出部と、第一エネルギースペクトルのＸ線と第二エネルギースペクトルのＸ線とに基づいて、第一画像と第二画像とを画像再構成する画像再構成手段と、第一画像および第二画像からデュアルエネルギー像を生成するデュアルエネルギー像生成手段と、第一画像または第二画像の少なくとも一方と、デュアルエネルギー像とを表示するディスプレイを有する。
この構成により、ディスプレイに、第一画像または第二画像の少なくとも一方と、デュアルエネルギー像とが表示されるため、操作者は、対象物質の画像を把握しながら、通常のＸ線断層像も観察することができる。

第二観点のＸ線断層撮影装置において、デュアルエネルギー像生成手段が、第一係数を積算した第二画像を第一画像から差し引くことにより、デュアルエネルギー像を作成する。そしてディスプレイは、第一係数を入力する入力部を表示する。
この構成により、ディスプレイに、第一係数を入力する入力部を表示するので、操作者は、任意の第一係数を入力することができ、それとともに対象物質のデュアルエネルギー像を観察することができる。

第三観点のＸ線断層撮影装置は、第二観点において、入力部が第一係数を所定の範囲で変更できる係数スライダーを含む。
この構成により、操作者は、任意の第一係数を係数スライダーをスライドさせながら入力することができ、それとともに第一係数に応じた対象物質のデュアルエネルギー像を観察することができる。

第四観点のＸ線断層撮影装置は、デュアルエネルギー像生成手段が第一エネルギースペクトルのＸ線と第二エネルギースペクトルのＸ線とによるエネルギー吸収差が少ない画素のＣＴ値としきい値とを比較し、しきい値以下の第一画像の画素に対して、第二係数を積算する。
この構成により、デュアルエネルギー像の空気領域に対して影響を与えないようにすることができる。

第五観点のＸ線断層撮影装置は、デュアルエネルギー像生成手段がデュアルエネルギー像に対して彩色する。
この構成により、特定の物質が彩色されるため、操作者は観察がしやすくなる。

第六観点のＸ線断層撮影装置は、第五観点において、デュアルエネルギー像生成手段が第一係数の変化に応じて色を変える。
この構成により、第一係数の変化に応じて色が変化するため、操作者は複数の物質を色で特定することができる。

第七観点のＸ線断層撮影装置は、ディスプレイがデュアルエネルギー像の正規化分布を変更できる分布スライダーを表示する。
この構成により、操作者が見やすいように、デュアルエネルギー像の表示を変更することができる。

第八観点のＸ線断層撮影装置は、ディスプレイがデュアルエネルギー像における被検体の体軸方向の位置を変更する位置スライダーを表示する。
この構成により、操作者が観察したい体軸方向の部位を、デュアルエネルギー像の表示を見ながら変更することができる。

本発明によれば、デュアルエネルギー撮影機能を有するＸ線断層撮影装置にて取得された断層像を、同一画面上で種々変化させながら表示できる。その結果、従来のように複数の画像を見比べる必要がなくなり、診断を効率化できる。

＜Ｘ線断層撮影装置の構成＞
図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）１０の構成を示したブロック図である。Ｘ線断層撮影装置１０は、ガントリ１００と、このガントリ１００の撮影領域内に被検体ＨＢを挿入する寝台１０９とを装備している。寝台１０９は、被検体ＨＢの体軸方向であるＺ方向に移動する。ガントリ１００は、回転リング１０２を有し、この回転リング１０２にコーンビーム形状のＸ線を照射するＸ線管１０１とＸ線管１０１に対向して配置された多列Ｘ線検出器１０３とを有している。Ｘ線管１０１は、高エネルギースペクトルを有するＸ線と低エネルギースペクトルを有するＸ線とを照射するように構成されている。多列Ｘ線検出器１０３は、被検体ＨＢを透過したＸ線を検出する。

多列Ｘ線検出器１０３は、シンチレータおよびフォトダイオードで構成される。この多列Ｘ線検出器１０３は、同時に複数スライス（複数列）分の投影データを検出できるように、回転リング１０２の回転軸と略平行なＺ方向に沿って複数列に配列されている。また、多列Ｘ線検出器１０３は、Ｘ線管１０１の焦点を中心として円弧状に形成された多チャンネルの形状である。なお、回転軸に平行なＺ方向を“スライス方向”と称し、またＸ線検出素子列の円弧の方向を“チャンネル方向”と称する。多列Ｘ線検出器１０３には、一般的にＤＡＳ(data acquisition system) と呼ばれているデータ収集回路１０４が接続されている。このデータ収集回路１０４には、多列Ｘ線検出器１０３の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するＩ−Ｖ変換器と、この電圧信号をＸ線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このプリアンプの出力信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャンネルごとに設けられている。データ収集回路１０４からのディジタル信号は、データ転送装置１０５を介して画像処理装置２０に送られる。

操作コンソール側は、Ｘ線に電圧を供給する高電圧・低電圧発生器５１が備えられている。高電圧・低電圧発生器５１は、周期的に高電圧および低電圧を発生させ、Ｘ線管１０１にスリップリング１１３を介して高電圧および低電圧を供給する。

操作コンソール側のスキャンコントローラ５３は、アキシャルスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャンなどの複数のスキャンパターンを実行する。アキシャルスキャンとは、寝台１０９をＺ軸方向に所定ピッチ移動するごとにＸ線管１０１及びＸ線検出部１０３を回転機構１１１で回転させて投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、Ｘ線管１０１及びＸ線検出部１０３とが回転している状態で寝台１０９を所定速度で移動させ、投影データを取得するスキャン方法である。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にＸ線管１０１及びＸ線検出部１０３を回転機構１１１で回転させながら寝台１０９の速度を可変させて投影データを取得するスキャン方法である。スキャンコントローラ５３は、高電圧・低電圧発生器５１に同期して回転機構１１１を駆動させ、データ収集回路１０４で周期的に投影データを収集させる等のスキャンに関わるコントロールを統括している。

入力装置５５は、操作者の入力を受け付けるキーボードまたはマウスで構成される。記憶装置５９は、プログラムやＸ線検出器データや投影データやＸ線断層像を記憶する。画像処理装置２０は、データ収集回路１０４からの投影データに対して、前処理をしたり、画像再構成処理をしたり、後処理などを実行する。

＜画像処理部の構成＞
画像処理部２０は、前処理部２１と、画像再構成部２３、差分画像生成部２５および画像彩色部２７を有している。
前処理部２１は、このデータ収集回路１０４で収集された生データに対して、チャンネル間の感度不均一を補正し、またＸ線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下又は信号脱落を補正するＸ線量補正等の前処理を実行する。また前処理部２１は、スライス方向に関してフィルタリングを行う。例えば、隣接３列を対象とするとき、チャンネル番号が同じ３チャンネル分の生データを重み付け加算する。重み付け加算は、チャンネル方向に沿って変化する。スライス方向のフィルタリングで、アーチファクト改善、ノイズ改善も制御できる。なお、本実施形態では、前処理を終えたデータを投影データと言う。

画像再構成部２３は、前処理部２１で前処理された投影データを受け、その投影データに基づいて画像を再構成する。投影データは、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(ＦＦＴ：Fast Fourier Transform)がなされて、それに再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。そして、再構成関数重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、被検体ＨＢの体軸方向（Ｚ方向）ごとに断層像（ｘｙ平面）を求める。この断層像は、記憶装置５９に記憶されるとともに、ディスプレイ６０に表示される。本実施形態では、Ｘ線管１０１が、高エネルギースペクトルを有するＸ線と低エネルギースペクトルを有するＸ線とを被検体ＨＢに照射するので、画像再構成部２３は、高エネルギースペクトルのＸ線による断層像ＨＴと、低エネルギースペクトルのＸ線による断層像ＬＴとを、画像再構成する。

差分画像生成部２５は、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴと低エネルギースペクトルの断層像ＬＴとのいずれか一方の画像から重み付け係数αを掛けた他方の画像を差し引くことにより差分画像（デュアルエネルギー像）を生成する。差分画像については後述する。

画像彩色部２７は、差分画像で特定された物質を特定の色に彩色したり、また、同じＣＴ値を有する画素に彩色したりして、操作者がディスプレイ６０上の画像を見やすくする。たとえば差分計算により、脂肪、カルシウム、ヨード造影剤と特定された画素に対して、画像彩色部２７は、それぞれ、赤色、青色、緑色を彩色する。

画像合成部２９は、低エネルギースペクトルの断層像ＬＴに画像彩色部２７が彩色した画素を加えて合成画像を生成する。一般に、低エネルギースペクトルの断層像ＬＴの方がコントラストが高く軟部組織がはっきりわかるため、低エネルギースペクトルの断層像ＬＴに画像彩色部２７が彩色した画素を加えた方が、操作者が見やすい合成画像となる。

＜Ｘ線断層撮影装置の動作＞
図２は、Ｘ線断層撮影装置１０の動作フローチャートである。本実施形態に係るＸ線断層撮影装置１０の動作手順を説明する。

ステップＳ１１では、被検体を寝台１０９に乗せ位置合わせを行う。寝台１０９の上に乗せられた被検体は各部位の基準点にガントリ１００のスライスライト中心位置を合わせる。そして、スカウト像（スキャノ像、Ｘ線透視像ともいう。）収集を行う。スカウト像は被検体の体の大きさによって成人または子供の２種類のスカウト像が撮影できるようになっており、さらに通常０度，９０度で撮影することができる。部位によっては例えば頭部のように、９０度スカウト像のみの場合もある。スカウト像撮影では、Ｘ線管１０１と多列Ｘ線検出器１０３とを固定させ、寝台１０９を直線移動させながらデータ収集動作を行う。

ステップＳ１２では、操作者は、ディスプレイ６０に映ったスカウト像に、キーボード５５などを使って、断層像撮影を行う断層像の位置・範囲を設定する。このときに、アキシャルスキャンまたはヘリカルスキャンなどの設定も行う。
ステップＳ１３では、断層像撮影を行う。Ｘ線管１０１は高エネルギースペクトルを有するＸ線と低エネルギースペクトルを有するＸ線とを被検体ＨＢに照射する。同じ位置の高エネルギースペクトルの断層像ＨＴと低エネルギースペクトルの断層像ＬＴとを再構成するため、回転機構１１１の回転に応じて高電圧のＸ線と低電圧のＸ線が交互に照射される。たとえばＸ線管１０１は、Ｘ線管１０１の一回転毎に高電圧と低電圧とが交互に繰り返される。高電圧と低電圧との設定値の代表例はそれぞれ１４０ｋＶ、８０ｋＶである。Ｘ線検出器１０３で検出された被写体ＨＢのＸ線透過像のデータは、記憶装置５９に記録される。なお、本実施形態では、電圧により高エネルギースペクトルと低エネルギースペクトルとを発生させているが、Ｘ線コーンビーム中にフイルタを挿入することによりエネルギースペクトルを変化させてもよい。また、一回転毎に高電圧と低電圧とを交互に繰り返すのではなく、短期間のパルス毎に高電圧と低電圧とが交互に繰り返されるようにしてもよい。

ステップＳ１４では、高電圧によるＸ線と低電圧によるＸ線とによる断層像撮影を行う。被検体HBを透過した投影データは、記録装置５９に記録される。また、ステップＳ１５では、再構成された高エネルギースペクトルの断層像ＨＴと低エネルギースペクトルの断層像ＬＴとを記憶装置５９に記憶する。

ステップＳ１６では、操作者は、エネルギースペクトルの断層像ＨＴ、低エネルギースペクトルの断層像ＬＴ、またはこれら断層像ＨＴおよび断層像ＬＴから生成する差分画像ＳＴの表示方法を選択する。たとえば、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴと差分画像ＳＴを表示したり、低エネルギースペクトルの断層像ＬＴと差分画像ＳＴとを表示したりしてもよい。また、高エネルギーおよび低エネルギースペクトルの断層像ＨＴおよび断層像ＬＴとともに、差分画像ＳＴを表示してもよい。同時に複数の断層像を表示する実施形態として、具体的には、図４ないし図６などの表示方法がある。操作者はその中からいずれかを選択することができる。

＜差分（サブトラクション）した断層像の差分画像の取得＞
図３は、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴと低エネルギースペクトルの断層像ＬＴとに基づいて、差分（サブトラクション）した断層像の差分画像ＳＴを得るフローチャートである。
ステップＳ３１にて、差分画像生成部２５は、記憶装置５９から高エネルギースペクトルの断層像ＨＴと低エネルギースペクトルの断層像ＬＴとを取得する。そして、ステップＳ３２にて、操作者が設定した第１重み付け係数αを読み取る。第１重み付け係数αは、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴに掛けられる係数で、診断したい物質によって異なる。たとえば、脂肪であれば１．１、カルシウムであれば１．４〜１．５、造影剤であれば２．０などである。

ステップＳ３３では、差分画像生成部２５は、操作者が設定したしきい値ＳＨを読み取る。このしきい値は、肺部などの空気領域の処理を行うしきい値である。ＣＴ値は被測定物質のＸ線吸収係数を基本物質に対する相対値として表したもので、ＣＴ値（Ｈｕ）＝Ｋ［（μ―μ０）／μ０］で示される。但し、μは被測定物質のＸ線吸収係数、μ０は基本物質のＸ線吸収係数、Ｋは定数であり、一般に水のＣＴ値が０、空気のＣＴ値が−１０００になるようにＫ＝１０００としている。また、Ｘ線吸収係数は単位厚さ当たりのＸ線吸収の割合を示す。空気領域は、以下の数式１に従って低エネルギースペクトルの断層像ＬＴから高エネルギースペクトルの断層像ＨＴを差分すると、たとえばＣＴ値が−１０００にから−９５０ぐらいに計算されてしまうことがある。差分画像であっても空気領域としてそのまま表示した方が操作者は診断しやすい。このため、操作者は、空気領域としてそのままの画像を活かすしきい値として−８００から−１０００までの値を設定する。

ステップＳ３４では、差分画像生成部２５は、操作者が設定した第２重み付け係数βを読み取る。第２重み付け係数βは、ステップＳ３３で設定したしきい値を超える画像Ｄ（ｘ，ｙ，ｚ）に対して掛ける係数であり、たとえば２．０前後の係数が設定されている。
ステップＳ３５では、差分画像生成部２５は、あるスライスの低エネルギースペクトルの断層像ＬＴの画素Ｄ（ｘ，ｙ，ｚ）が、しきい値ＳＨより低い（マイナス方向）ＣＴ値であるかを判断する。

ステップＳ３６では、しきい値ＳＨより低いＣＴ値の画素Ｄ（ｘ，ｙ，ｚ）に対して第２重み付け係数βを掛ける。一方、しきい値ＳＨ以上ＣＴ値の画素Ｄ（ｘ，ｙ，ｚ）に対してはなんら処理しない。
ステップＳ３７では、差分画像生成部２５は、第２重み付け係数βを掛けた画素Ｄ（ｘ，ｙ，ｚ）を元の断層像の画像と置き換えて、補正した低エネルギースペクトルの断層像ＡＬＴを生成する。なお、しきい値より低い画像Ｄ（ｘ，ｙ，ｚ）に対しては、第２重み付け係数βを掛けるのではなく、低エネルギースペクトルの断層像ＬＴの画像または高エネルギースペクトルの断層像ＨＴの画像をそのまま使用しても良い。

ステップＳ３８では、以下の数式１の計算を行う。
（ＡＬＴ−ＨＴ＊α）／（α−１） …数式１
ここで、ＡＬＴは、補正した低エネルギースペクトルの断層像であり、ＨＴは高エネルギースペクトルの断層像、αは第１重み付け係数である。
分子（ＡＬＴ−ＨＴ＊α）が意味するところは、たとえば、脂肪、骨などのカルシウムやヨード造影剤によるＣＴ値を０とする等価画像を生成している。また、分母（α−１）が意味するところは、ＣＴ値のレンジを一定にするためである。ＣＴ値のレンジを考慮しない場合には、以下の数式２の計算でよい。
（ＡＬＴ−ＨＴ＊α） …数式２
ステップＳ３９では、ステップＳ３８で計算された差分画像ＳＴをディスプレイ６０に表示する。

＜ディスプレイにおける差分画像の表示例＞
図４は、ディスプレイ６０に表示された差分画像ＳＴの第一表示例である。サムネイル６１は、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴであり、サムネイル６２は、低エネルギースペクトルの断層像ＬＴである。また、サムネイル６３は、数式１により生成された差分画像ＳＴである。この差分画像ＳＴは、ヨード造影剤のＣＴ値が０となった等価画像である。

サムネイル６３の下には、第１重み付け係数αを入力できる操作スライダー６４が表示されている。操作スライダー６４は、１から３までの範囲でスライダのボタンを操作することができ、また、脂肪、カルシウム、ヨード造影剤のＣＴ値を０とする等価画像がどの位置で設定できるかの指標として、［ＦＡＴ：脂肪］、［Ｃａ：カルシウム］、［Ｉｏｄｉｎｅ：ヨード造影剤］と記載してある。その下には、空気領域などエネルギー吸収差がない部分を決めるしきい値を入力するしきい値入力ボックス６５が設けられている。ただし、しきい値入力ボックス６５には、−８００から−１０００までの数字しか入力できないように制限されている。しきい値入力ボックス６５の下には、第２重み付け係数βを入力する第２重み付け係数ボックス６６が設けられている。第２重み付け係数ボックス６６も、１から３までの数字しか入力できないように制限されている。また、サムネイル６３の右横には、正規化用操作スライダー６７が設けられている。正規化用操作スライダー６７を操作することによって、差分画像ＳＴの表示を全体的に広くしたり狭くしたりすることができる。これら操作スライダーの操作またはボックスへの入力は、操作者が、マウスまたはキーボード５５を使って入力する。

図４のディスプレイ６０では、操作者は、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴおよび低エネルギースペクトルの断層像ＬＴを観察しながら、差分画像ＳＴを観察することができる。また、任意の第１重み付け係数αを入力しながら、差分画像ＳＴを観察することができるので、各種物質の等価画像を観察することができる。さらに差分画像ＳＴの空気領域を、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴまたは低エネルギースペクトルの断層像ＬＴと同等の画像として表示することができる。

図５は、ディスプレイ６０に表示された差分画像ＳＴの第二表示例である。サムネイル１６１は、差分画像ＳＴとして第一物質画像のＣＴ値を０とする等価画像である。ディスプレイ６０の右下に第１重み付け係数αを入力するボックス６４−１に入力された値によって、第一物質画像が特定される。操作者がボックス６４−１に［１．５］と入力したため、サムネイル１６１は、カルシウムのＣＴ値を０とする等価画像を表示している。サムネイル１６２は、差分画像ＳＴとして第二物質画像のＣＴ値を０とする等価画像である。ディスプレイ６０の右下の第１重み付け係数αを入力するボックス６４−２に入力された値によって、第二物質画像が特定される。操作者がボックス６４−２に［１．１］と入力したため、サムネイル１６２は、脂肪のＣＴ値を０とする等価画像を表示している。サムネイル１６３も同様で、第１重み付け係数αを入力するボックス６４−３に入力された値によって、第三物質画像が特定される。操作者がボックス６４−３に［２．０］と入力したため、サムネイル１６３に、ヨード造影剤のＣＴ値を０とする等価画像が表示される。

また、図５には、差分画像ＳＴのサムネイルと比べて小さなサムネイル６１およびサムネイル６２が表示されている。サムネイル６１には高エネルギースペクトルの断層像ＨＴが表示され、サムネイル６２には低エネルギースペクトルの断層像ＬＴが表示されている。また、ディスプレイ６０の右端に、被検体の断層像の体軸方向の位置を移動させることができるＺ方向スライダーが設けられている。Ｚ方向スライダーを移動させると、サムネイル１６１−１６３およびサムネイル６１−６２のＺ方向の位置が移動し断層像の表示が変わる。

図５のディスプレイ６０の表示では、操作者は、任意の第１重み付け係数αを複数入力しながら、複数の差分画像ＳＴを観察することができる。さらに被検体の断層像の体軸方向の位置を移動させながら、複数の差分画像ＳＴを観察することができる。

図６は、ディスプレイ６０に表示された差分画像ＳＴの第三表示例である。図４と同様に、サムネイル６１には高エネルギースペクトルの断層像ＨＴが表示され、サムネイル６２には低エネルギースペクトルの断層像ＬＴが表示されている。そして、画像彩色部２７は、脂肪、カルシウム、ヨード造影剤と特定された画素を、それぞれ赤色、青色、緑色に彩色する。そして、画像合成部２９が、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴまたは低エネルギースペクトルの断層像ＬＴの一方の画像と彩色された画像とを合成する。これにより、サムネイル１６５は、脂肪、カルシウム、ヨード造影剤が彩色された差分画像ＳＴを表示する。

サムネイル１６６は、差分画像ＳＴとして第四物質画像のＣＴ値を０とする等価画像である。ディスプレイ６０の右端に第１重み付け係数αを入力するボックス６４−４に入力された値によって、第四物質画像が特定される。操作者がボックス６４−１に［１．３］と入力したため、サムネイル１６６は、マグネシウムのＣＴ値を０とする等価画像を表示している。画像彩色部２７は、マグネシウムに関して、赤色、青色、緑色以外の色、たとえば黄色に彩色する。画像合成部２９が、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴまたは低エネルギースペクトルの断層像ＬＴの一方の画像と彩色された画像とを合成する。
なお、図４ないし図６において、エネルギースペクトルの断層像ＨＴおよび低エネルギースペクトルの断層像ＬＴの両方を表示していたが、少なくとも一方を表示してもよい。また、彩色画像を高エネルギースペクトルの断層像ＨＴまたは低エネルギースペクトルの断層像ＬＴの一方の画像に合成したが、高エネルギースペクトルの断層像ＨＴおよび低エネルギースペクトルの断層像ＬＴの平均画像に彩色した画像を合成しても良い。

本発明によれば、デュアルエネルギー法を有するＸ線断層撮影装置１０にて取得された高エネルギースペクトルの断層像ＨＴと低エネルギースペクトルの断層像ＬＴに基づいて、注目部位の位置情報を損なうことなく、これらの合成画像を同一画面上で種々変化させながら表示できる。その結果、従来のように複数の画像を見比べる必要がなくなり、診断を効率化できる。なお、実施形態では、脂肪、カルシウム、ヨード造影剤などに注目して説明したが、他の物質に注目しても良いことは言うまでもない。

本実施形態における画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による三次元画像再構成法でもよい。本実施形態では、特に特定のスキャン形式に限定されない。つまり、アキシャルスキャン、ヘリカルスキャン、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でも同様の効果を出すことができる。また、走査ガントリの傾斜について限定されない。すなわち、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。また、本実施形態を、生体信号、特に心拍信号に同期させて画像再構成する心拍画像再構成にも適用することができる。

本実施形態では、医用のＸ線ＣＴ装置を元に書かれているが、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装置などにも利用できる。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の構成を示したブロック図である。 Ｘ線断層撮影装置１０の動作フローチャートである。 高エネルギースペクトルの断層像ＨＴと低エネルギースペクトルの断層像ＬＴとに基づいて、差分した断層像ＳＴを得るフローチャートである。 ディスプレイ６０に表示された差分画像ＳＴの第一表示例である。 ディスプレイ６０に表示された差分画像ＳＴの第二表示例である。 ディスプレイ６０に表示された差分画像ＳＴの第三表示例である。

符号の説明

２０ … 画像処理装置、２１ … 前処理部、２３ … 画像再構成部、２５ … 差分画像生成部、２７ … 画像彩色部
５１ … 高電圧・低電圧発生器、６０ … ディスプレイ
６１ … 高エネルギースペクトルの断層像ＨＴ、
６２ … 低エネルギースペクトルの断層像ＬＴ
６３，１６１，１６２，１６３，１６５，１６６ … 差分画像（デュアルエネルギー像）
６４ … 第１重み付け係数α用操作スライダー
１６４ … Ｚ方向スライダー
１００ … ガントリ
１０１ … Ｘ線管
１０３ … Ｘ多列Ｘ線検出器
ＨＢ … 被検体

Claims (8)

1. 第一エネルギースペクトルを有するＸ線と、前記第一エネルギースペクトルとは異なる第二エネルギースペクトルを有するＸ線とを被検体に投影するＸ線管と、
   前記被検体に投影された前記第一エネルギースペクトルのＸ線と前記第二エネルギースペクトルのＸ線とを検出するＸ線検出部と、
   前記第一エネルギースペクトルのＸ線と前記第二エネルギースペクトルのＸ線とに基づいて、第一画像と第二画像とを画像再構成する画像再構成手段と、
   前記第一画像および第二画像から、デュアルエネルギー像を生成するデュアルエネルギー像生成手段と、
   前記第一画像または第二画像の少なくとも一方と、デュアルエネルギー像とを表示するディスプレイと
   を有することを特徴とするＸ線断層撮影装置。
2. 前記デュアルエネルギー像生成手段は、第一係数を積算した前記第二画像を前記第一画像から差し引くことにより、前記デュアルエネルギー像を作成し、
   前記ディスプレイは、前記第一係数を入力する入力部を表示することを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層撮影装置。
3. 前記入力部は、前記第一係数を所定の範囲で変更できる係数スライダーを含むことを特徴とする請求項２に記載のＸ線断層撮影装置。
4. 前記デュアルエネルギー像生成手段は、前記第一エネルギースペクトルのＸ線と前記第二エネルギースペクトルのＸ線とによるエネルギー吸収差が少ない画素のＣＴ値としきい値とを比較し、しきい値以下の前記第一画像の画素に対して、第二係数を積算することを特徴とする請求項２に記載のＸ線断層撮影装置。
5. 前記デュアルエネルギー像生成手段は、前記デュアルエネルギー像に対して彩色することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線断層撮影装置。
6. 前記デュアルエネルギー像生成手段は、前記第一係数の変化に応じて色を変えることを特徴とする請求項５に記載のＸ線断層撮影装置。
7. 前記ディスプレイは、前記デュアルエネルギー像の正規化分布を変更できる分布スライダーを表示することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のＸ線断層撮影装置。
8. 前記ディスプレイは、前記デュアルエネルギー像における前記被検体の体軸方向の位置を変更する位置スライダーを表示することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のＸ線断層撮影装置。