JP2013144038A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転速度が速い場合であっても、十分な解像度を得ることにより、高画質の断層像を維持することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】実施形態は、Ｘ線管と管電圧発生手段とＸ線検出器とデータ収集手段と画像処理手段とを有する。管電圧発生手段は、Ｘ線管に前記管電圧を印加する。管電圧制御手段は、管電圧を周期的に変化させるように管電圧発生手段を制御する。Ｘ線検出器は、被検体を挟んでＸ線管に対応して配され、被検体を透過したＸ線を検出する。データ収集手段は、Ｘ線検出器により検出されたデータから管電圧の変化に同期して１周期内でＸ線管に高電圧が印加されたときの第１サンプリングデータを収集し、収集から所定期間経過後にＸ線管に低電圧が印加されたときの第２サンプリングデータを収集する。画像処理手段は、収集された第１サンプリングデータ及び第２サンプリングデータに基づいて画像を作成する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、天板上の被検体を間にして対向配置されたＸ線管とＸ線検出器とが被検体回りに回転しながら、Ｘ線撮影を行うものである。

Ｘ線撮影により、被検体のデータ（ＣＴ値）が収集され、ＣＴ値に基づき被検体の性状が診断される。

ＣＴ値は「質量減弱係数」＊「密度」で表される。「質量減弱係数」は物質特有の値である。そのため、物質の密度状態によっては物質が異なってもＣＴ値に差異がなく、解像度が不十分で、画質が低下してしまうときがある。

このような現象を解決する手段として、異なる管電圧により被検体のデータ収集を行うデュアルエナジースキャン法がある。収集されるデータを、投影データ、収集データ、また、生データという場合がある。

この方法には、２管球方式、フォトンカウンティング（Ｐｈｏｔｏｎ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ）方式、高速ｋＶスイッチング（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式がある。

高速ｋＶスイッチング方式の一例として、管電圧を高電圧（１４０ｋＶ）と低電圧（８０ｋＶ）とに１ビュー（ｖｉｅｗ）ごと切り替えながらデータをそれぞれ収集するものがある。管電圧の切り替え周期をスイッチング周期という場合がある。

１回転当たりのビュー数と画像の解像度は比例するので、高画質の断層像を取得するためには、回転速度が速い場合には、それに応じてスイッチング周期を短くする必要がある。

特開２００８−２７９１５３号公報

しかしながら、高速ｋＶスイッチング方式では、スイッチング周期に制限があるため、回転速度が速い場合、それに応じてスイッチング周期を短くできず、結果的に、１回転当たりのビュー数が不足して、十分な解像度が得られず、高画質の断層像を取得することができないという問題点があった。

この実施形態は、上記の問題を解決するものであり、回転速度が速い場合であっても、十分な解像度を得ることにより、高画質の断層像を取得することが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態は、Ｘ線管と管電圧発生手段とＸ線検出器とデータ収集手段と画像処理手段とを有する。管電圧発生手段は、Ｘ線管に管電圧を印加する。管電圧制御手段は、管電圧を周期的に変化させるように管電圧発生手段を制御する。Ｘ線検出器は、被検体を挟んでＸ線管に対応して配され、被検体を透過したＸ線を検出する。データ収集手段は、Ｘ線検出器により検出されたデータから管電圧の変化に同期して１周期内でＸ線管に高電圧が印加されたときの第１サンプリングデータを収集し、収集から所定期間経過後にＸ線管に低電圧が印加されたときの第２サンプリングデータを収集する。画像処理手段は、収集された第１サンプリングデータ及び第２サンプリングデータに基づいて画像を作成する。

Ｘ線ＣＴ装置の構成ブロック図。 比較例において、管電圧の変化が矩形波となる例、データ収集の例をそれぞれ示す図。 第１の実施形態において、管電圧の変化が矩形波となる例、データ収集の例Ａ、画像再構成の例Ｂ〜Ｄ、デコンポジション処理の例Ｅをそれぞれ示す図。 比較例において、管電圧の変化が三角波となる例、データ収集の例をそれぞれ示す図。 第２の実施形態において、管電圧の変化が三角波となる例、データ収集の例Ａ、画像再構成の例Ｂ〜Ｄ、デコンポジション処理の例Ｅをそれぞれ示す図。 高電圧と低電圧の両データが連続的に収集されるときの図。 高電圧と低電圧の両データが時間をおいて収集されるときの図。 比較例において、管電圧の変化が三角波となる他の例、データ収集の例をそれぞれ示す図。 第３の実施形態において、管電圧の変化が三角波となる他の例、データ収集の例Ａ、画像再構成の例Ｂ〜Ｄ、デコンポジション処理の例Ｅをそれぞれ示す図。 オーバーサンプリングして束ねる例を示す図。 オーバーサンプリングして束ねる他の例を示す図。 第４の実施形態において、管電圧の変化が三角波となる例、オーバーサンプリングされたデータの全てを保存する例Ａ、束ねの比較例Ｂ、束ねの例Ｃをそれぞれ示す図。

［第１の実施形態］
このＸ線ＣＴ装置の第１の実施形態の基本的な構成について図１を参照して説明する。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置はガントリ（ｇａｎｔｒｙ）１００を含む。ガントリ１００は、Ｘ線管１０１と、複数列型又は２次元配列型のＸ線検出器１０３と、データ収集システム（ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ＤＡＳ）１０４とを有する。
Ｘ線管１０１とＸ線検出器１０３は、回転軸ＲＡのまわりに回転可能に設けられた環状フレーム１０２にマウントされる。Ｘ線検出器１０３は、Ｘ線管１０１に対向して配置される。
システム・コントローラ１１０は回転ユニット１０７を制御することで、フレーム１０２を０．４秒／回転等の高速で回転させる。システム・コントローラ１１０は移動ユニット（図示省略）を制御することで天板（図示省略）を移動させる。天板の移動により天板に載置された被検体Ｓが回転軸ＲＡに沿って移動される。

高電圧発生器１０９は、Ｘ線管１０１からＸ線を発生させるために、スリップ・リング（ｓｌｉｐ ｒｉｎｇ）１０８を介してＸ線管１０１に管電圧を印加し、フィラメント電流（ｆｉｌａｍｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）を供給する。システム・コントローラ１１０は、Ｘ線管１０１の管電圧を高電圧（例えば１４０ｋＶ）と低電圧（例えば８０ｋＶ）との間を周期的に変化させるように、高電圧発生器１０９を制御する。なお、高電圧及び低電圧を高エネルギー・レベル及び低エネルギー・レベルという場合がある。

ＤＡＳ１０４は、各チャネルのＸ線検出器１０３から出力された信号を電圧信号に変換し、その電圧信号を増幅し、更にそれをデジタル信号に変換する。

システム・コントローラ１１０には、データ／制御バスによってＸ線データ収集条件設定装置１１７、前処理装置１０６、記憶装置１１２、再構成装置１１４、入力装置１１５、表示装置１１６、及びスキャン計画支援装置２００が接続されている。

Ｘ線データ収集条件設定装置１１７は、Ｘ線管１０１の管電圧が異なる場合に異なる管電圧のデータのノイズが等しくなる又は一定の比になるように、管電圧及び管電流を設定するとともに、それぞれの管電圧に対応し、ＤＡＳ１０４のＸ線収集の積分時間又はビュー数などの条件（収集条件）を設定する。

システム・コントローラ１１０は、入力装置１１５による入力を受けて、Ｘ線データ収集条件設定装置１１７に対し収集条件を設定させる。この収集条件に基づいて、システム・コントローラ１１０は、１ビュー毎に管電圧を周期的に変化させるように高電圧発生器１０９を制御するとともに、その変化に同期してデータを収集させるようにＤＡＳ１０４を制御する。なお、データの収集の詳細については後述する。

ＤＡＳ１０４から出力されたデータは、非接触データ・トランスミッタ１０５を介して、コンソールに収容された前処理装置１０６に送られる。前処理装置１０６は、生データに対してチャネル間の感度均一を補正し、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。補正を受け前処理装置１０６から出力されたデータは記憶装置１１２に送られる。なお、ＤＡＳ１０４から出力されるデータを生データという場合がある。また、前処理装置１０６から出力されたデータを投影データという場合がある。さらに、データ（生データ、投影データ）の出力をデータの収集という場合がある。

記憶装置１１２は、前処理装置１０６により各種の補正を受けたデータ（投影データ）をビューの識別番号を含む付帯情報と共に記憶する。

再構成装置１１４は、前処理された投影データを受けて、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（Ｆｉｒｓｔ ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ＦＦＴ）がなされて、それに再構成関数を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Ｓの体軸方向ごとに断層像を求める。

再構成装置１１４は、高電圧及び低電圧の両投影データから、原子の分布に関連したＸ線管電圧依存情報の二次元分布断層像、いわゆるデュアルエネルギー撮影の断層像を画像再構成するデュアルエネルギー画像再構成部を含む。なお、画像処理手段は、再構成装置１１４を有している。

表示装置１１６は、求められた断層像を表示データに変換し、ディスプレイに表示させる。

スキャン計画支援装置２００は、撮影技師がスキャン計画を立てるのを支援する機能を有する。

以上に、Ｘ線ＣＴ装置の基本的な構成について説明した。

（データの収集）
次に、データの収集について図２及び図３を参照して説明する。

図２は比較例において、管電圧の変化が矩形波となる例、データ収集の例Ａをそれぞれ示す図である。図２に示す管電圧では、横軸に時間［ｔ］、縦軸に電圧［ｋＶ］を示し、例Ａでは高電圧及び低電圧のデータの収集を”Ｈ”及び”Ｌ”で表す。なお、管電圧はスイッチング周期に基づいて、１ビュー毎に高電圧と低電圧との間を周期的に変化するものとする。以下の比較例及び実施形態も同様とする。

図２に示すように、１周期内で高電圧及び低電圧のデータの収集”Ｈ”、”Ｌ”が連続的に行われる。

これに対し、第１の実施形態では次のようにデータの収集を行う。図３は管電圧の変化が矩形波となる例、データ収集の例Ａをそれぞれ示す図である。図３の例Ａでは高電圧、低電圧及び中電圧のデータの収集を”Ｈ”、”Ｌ”及び”Ｍ”で表す。

図３の例Ａに示すように、システム・コントローラ１１０は、作成した矩形波を高電圧発生器１０９に送ることで、１ビュー毎に管電圧を周期的に変化させるように、高電圧発生器１０９を制御するとともに、データ収集の指示を行うための制御信号をＤＡＳ１０４に送ることで、管電圧の変化に同期して１周期内で、高電圧のデータの収集”Ｈ”を行い、その収集”Ｈ”から所定期間経過後に低電圧のデータの収集”Ｌ”を行うように、ＤＡＳ１０４を制御する。なお、所定期間を空き期間という場合がある。

さらに、システム・コントローラ１１０は、所定期間（空き期間）内に、Ｘ線管１０１に中電圧が印加されたときのデータの収集”Ｍ”を行うようにＤＡＳ１０４を制御する。ここで、”Ｈ”、”Ｌ”及び”Ｍ”でそれぞれ収集されるデータを第１サンプリングデータ、第２サンプリングデータ及び第３サンプリングデータという場合がある。後述する実施形態の説明においても同様である。

なお、データの収集を１周期内で３回行うものを示したが、４回以上行うようにしてもよい。さらに、各回に、”Ｈ”、”Ｌ”及び”Ｍ”で示す収集をそれぞれ割り当てるようにしてもよい。

（画像処理）
次に、ＤＡＳ１０４により収集されたデータを用いた画像処理について図３を参照して説明する。図３は、画像再構成の例Ｂ〜Ｄ、デコンポジション処理の例Ｅをそれぞれ示す図である。

図３の例Ｂで示すように、再構成装置１１４は、第１サンプリングデータから第３サンプリングデータの全てを用いて断層像を画像再構成する。
なお、全てのサンプリングデータを用いることで、平均的なエネルギー（中エネルギー）時のデータとなる。それにより、高解像度を有する、中エネルギーのシングルエナジー画像を得ることが可能となる。

図３の例Ｃで示すように、再構成装置１１４は、第２サンプリングデータを用いて断層像を画像再構成する。それにより、低エネルギーのシングルエナジー画像を得ることが可能となる。

図３の例Ｄで示すように、再構成装置１１４は、第１サンプリングデータを用いて断層像を画像再構成する。それにより、高エネルギーのシングルエナジー画像を得ることが可能となる。

図３の例Ｅで示すように、再構成装置１１４は、第１サンプリングデータ及び第２サンプリングデータを用いてデュアルエナジー処理を行う。ここで、デュアルエナジー処理には、物質分離及び単色画像作成を含む。ここで、物質分離とは、複数の物質が混合された物体を撮影することにより、混合している物質密度を算出する。複数の物質の混合比から特定の物体を抽出した画像を求めることをいう。また、単色画像作成とは、算出される各物質密度に各Ｘ線実効エネルギーに対する質量減弱係数を乗算し、画像上で各物質を再混合することにより各Ｘ線実効エネルギーで撮影された仮想単色Ｘ線等価ＣＴ画像を求めることをいう。

以上の第１の実施形態によれば、複数のエネルギーで撮影する際に、回転速度が速い場合であっても、デュアルエナジー処理と、高解像度とを両立することが可能となる。

また、管電圧の変化が矩形波となる例では、管電圧が高電圧から低電圧に切り換わるときに過渡的な電圧値を取るが、この部分のデータの補正等が行えない可能性があり、アーチファクトが発生すると、高画質の断層像を取得することができないという問題点がある。しかし、第１の実施形態では、データ収集において所定期間（空き期間）を設けたので、その部分のデータが除かれるので、アーチファクトが発生する要因をなくし、高画質の断層像を取得することができる。なお、この効果は、以下の実施形態においても同様である。

なお、第１の実施形態においては、管電圧の変化に同期して１周期内で第１サンプリングデータ、第２サンプリングデータ、及び、第３サンプリングデータの３種類のエネルギーで撮影されたデータを収集するものを示したが、中エネルギーで撮影されたデータ（第３サンプリングデータ）を収集せず、第１サンプリングデータおよび第２サンプリングデータのみを収集するようにしてもよい。このとき、第３サンプリングデータを収集する期間が所定期間（空き期間）となるので、前述したように、データ収集において所定期間（空き期間）を設けたので、その部分のデータが除かれ、アーチファクトが発生する要因をなくすることができる。なお、この構成及びその効果は、以下の実施形態においても同様である。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について図４及び図５を参照して説明する。なお、第２の実施形態においては、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、同じ構成の説明を省略する。

図４は比較例において、管電圧の変化が三角波となる例、データ収集の例Ａをそれぞれ示す図である。

（データの収集）
図４に示すように、１周期内のデータの収集において、第１サンプリングデータの収集”Ｈ”と第２サンプリングデータの収集”Ｌ”とが連続している。

これに対し、第２の実施形態では次のようにデータの収集を行う。図５は管電圧の変化が三角波となる例、データ収集の例Ａをそれぞれ示す図である。図５の例Ａでは高電圧、低電圧及び中電圧のデータの収集を”Ｈ”、”Ｌ”及び”Ｍ”で表す。

図５の例Ａに示すように、システム・コントローラ１１０は、作成した三角波を高電圧発生器１０９に送ることで、１ビュー毎に管電圧を周期的に変化させるように、高電圧発生器１０９を制御するとともに、データ収集の指示を行うための制御信号をＤＡＳ１０４に送ることで、管電圧の変化に同期して１周期内で、第１サンプリングデータを収集し、その収集から所定期間（空き期間）経過後に第２サンプリングデータを収集するように、ＤＡＳ１０４を制御する。

さらに、システム・コントローラ１１０は、空き期間内に、第３サンプリングデータを収集するようにＤＡＳ１０４を制御する。

なお、データの収集を１周期内で３回行うものを示したが、４回以上行うようにしてもよい。さらに、各回に、”Ｈ”、”Ｌ”及び”Ｍ”で示す収集をそれぞれ割り当てるようにしてもよい。

（画像処理）
次に、ＤＡＳ１０４により収集されたデータを用いた画像処理について図５を参照して説明する。図５は、画像再構成の例Ｂ〜Ｄ、デコンポジション処理の例Ｅをそれぞれ示す図である。

図５に示す画像再構成の例Ｂ〜Ｄ及びデコンポジション処理の例Ｅは、第１の実施形態で説明した画像再構成の例と同様である。

すなわち、図５の例Ｂ〜Ｅで示すように、再構成装置１１４は、第１サンプリングデータから第３サンプリングデータの全てを用いて断層像を画像再構成する。さらに、再構成装置１１４は、第２サンプリングデータを用いて断層像を画像再構成する。さらに、再構成装置１１４は、第１サンプリングデータを用いて断層像を画像再構成する。さらに、再構成装置１１４は、第１サンプリングデータ及び第２サンプリングデータを用いてデュアルエナジー処理を行う。なお、上記した画像再構成の例Ｂ〜Ｄ及びデコンポジション処理の例Ｅの効果は、第１の実施形態で説明した画像再構成の例等と同様であるので、その説明を省略する。

以上の第２の実施形態によれば、管電圧の変化が三角波となる例において、複数のエネルギーで撮影する際に、回転速度が速い場合であっても、デュアルエナジー処理と、高解像度とを両立することが可能となる。

さらに、第２の実施形態によれば、デュアルエナジー処理において次の利点がある。

画像再構成においては、Ｘ線管に高電圧が印加されたときに収集されたデータ及び低電圧が印加されたときに収集されたデータに基づいて物質を分析（分離）する。それにより、十分な解像度が得られ、高画質の断層像を取得することができる。なお、高画質を取得するためには、各ビューで、高電圧と低電圧の間のエネルギー分離が安定した分解を保証できるほど大きなものであることが好ましい。

図６は、管電圧の変化に同期して１周期内で高電圧と低電圧の両データが連続的に収集されるときの図、図７は、管電圧の変化に同期して１周期内で高電圧と低電圧の両データが時間を空けて収集されるときの図である。図６及び図７では、横軸に時間、縦軸に電圧［ｋＶ］を示し、（Ａ）の例では高電圧及び低電圧の各データの収集の例を”Ｈ”及び”Ｌ”で示す。なお、管電流Ｉを一定とする。また、エネルギーは、サンプリング期間中の平均電圧（Ｖ）＊時間により表されるものとする。

図６に示すように、両データが連続的に収集されるとき、低電圧時及び高電圧時の両エネルギーＥ１、Ｅ２は、Ｅ１＝Ｖ＊ｔ／８で表され、Ｅ２＝３Ｖ＊ｔ／８で表される。このとき、エネルギー比（Ｅ２／Ｅ１）は３／１となる。

図７に示すように、両データが連続的に収集されるとき、低電圧時及び高電圧時の両エネルギーＥ３、Ｅ４は、Ｅ３＝Ｖ＊ｔ／１８で表され、Ｅ４＝５Ｖ＊ｔ／１８で表される。このとき、エネルギー比（Ｅ４／Ｅ３）は５／１となる。

すなわち、両データが連続的に収集されるときは、時間を空けて収集されるときに比較して、各ビューでエネルギー分離が十分な大きさにならならず、デュアルエナジー処理において、物質分離の精度が低下する要因となる。

これに対して、両データが時間を空けて収集されるときは、連続的に収集されるときに比較して、各ビューでエネルギー分離が十分な大きさになって、デュアルエナジー処理において、物質分離の精度が低下する要因をなくすことができる。

したがって、回転速度が速い場合であっても、両データが時間を空けて収集されるときは、連続的に収集されるときに比較して、物質分離の精度を上げる可能性が高まる。

以上のように、第２の実施形態によれば、１周期内に所定期間（空き期間）を設けたので、各ビューでエネルギー分離が大きくなり、物質分離の精度を上げることができる。

なお、第２の実施形態においては、３種類のエネルギーで撮影されたデータを収集するものを示したが、中エネルギーで撮影されたデータ（第３サンプリングデータ）を収集せず、第１サンプリングデータおよび第２サンプリングデータのみを収集するようにしてもよい。このとき、第３サンプリングデータを収集する期間が所定期間（空き期間）となるので、前述したように、データ収集において所定期間（空き期間）を設けたので、物質分離の精度を上げることができる。なお、この構成及びその効果は、以下の実施形態においても同様である。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について図８及び図９を参照して説明する。なお、第３の実施形態においては、第１又は第２の実施形態と異なる構成について主に説明し、同じ構成の説明を省略する。

図８は比較例において、管電圧の変化が三角波となる他の例、データ収集の例Ａをそれぞれ示す図である。

（データの収集）
図８に示すように、１周期内のデータの収集において、第１サンプリングデータの収集”Ｈ”と第２サンプリングデータの収集”Ｌ”とが連続している。

これに対し、第３の実施形態では次のようにデータの収集を行う。図９は管電圧の変化が三角波となる例、データ収集の例Ａをそれぞれ示す図である。図９の例Ａでは高電圧、低電圧及び中電圧のデータの収集を”Ｈ”、”Ｌ”及び”Ｍ”で表す。

図９の例Ａに示すように、システム・コントローラ１１０は、作成した三角波を高電圧発生器１０９に送ることで、１ビュー毎に管電圧を周期的に変化させるように、高電圧発生器１０９を制御するとともに、データ収集の指示を行うための制御信号をＤＡＳ１０４に送ることで、管電圧の変化に同期して１周期内で、第１サンプリングデータを収集し、その収集から所定期間（空き期間）経過後に第２サンプリングデータを収集し、かつ、所定期間が１周期内で２回設けられるように、ＤＡＳ１０４を制御する。

さらに、システム・コントローラ１１０は、空き期間内に、第３サンプリングデータを収集するようにＤＡＳ１０４を制御する。

なお、データの収集を１周期内で３回行うものを示したが、４回以上行うようにしてもよい。さらに、各回に、”Ｈ”、”Ｌ”及び”Ｍ”で示す収集をそれぞれ割り当てるようにしてもよい。

（画像処理）
次に、ＤＡＳ１０４により収集されたデータを用いた画像処理について図９を参照して説明する。図９は、画像再構成の例Ｂ〜Ｄ、デコンポジション処理の例Ｅをそれぞれ示す図である。

図９に示す画像再構成の例Ｂ〜Ｄ及デコンポジション処理の例Ｅは、第１、第２の実施形態で説明した画像再構成の例と同様である。

すなわち、図９の例Ｂ〜Ｅで示すように、再構成装置１１４は、第１サンプリングデータから第３サンプリングデータの全てを用いて断層像を画像再構成する。さらに、再構成装置１１４は、第２サンプリングデータを用いて断層像を画像再構成する。さらに、再構成装置１１４は、第１サンプリングデータを用いて断層像を画像再構成する。さらに、再構成装置１１４は、第１サンプリングデータ及び第２サンプリングデータを用いてデュアルエナジー処理を行う。なお、上記した画像再構成の例Ｂ〜Ｄ及びデコンポジション処理の例Ｅの効果は、第１、第２の実施形態で説明した画像再構成の例等と同様であるので、その説明を省略する。

以上の第３の実施形態によれば、管電圧の変化が三角波となる例において、複数のエネルギーで撮影する際に、回転速度が速い場合であっても、デュアルエナジー処理と、高解像度とを両立することが可能となる。

さらに、第３の実施形態によれば、１周期内に２回の所定期間（空き期間）を設けたので、各ビューでエネルギー分離がさらに大きくなり、物質分離の精度を上げることができる。

［オーバーサンプリング及び束ね］
上記の第１〜第３の実施形態では、１周期内で３回以上のデータを収集（出力）するものを示した。

しかし、第１〜第３の実施形態に係るデータ収集においては、オーバーサンプリングが行われ、さらに束ねが行われ、束ねが行われた後にデータの出力が行われるようにしてもよい。ここで、束ねを行った後のデータの出力がデータの収集となる。

次に、オーバーサンプリング及び束ねについて図１０及び図１１を参照して説明する。オーバーサンプリングは、データの周期より２倍以上短い周期でデータをサンプリングするものである。生データのオーバーサンプリング及び束ねは、ＤＡＳ１０４により行われ、投影データのオーバーサンプリング及び束ねは、前処理装置１０６により行われる。

図１０はオーバーサンプリングの例Ａ、及び、束ねの例Ｂをそれぞれ示す図である。図１０に示す例Ａでは、１周期内で行われる３回のオーバーサンプリングを示し、図１０に示す例Ｂでは、オーバーサンプリングの２回目と３回目との束ねが行われ、束ねが行われた後にデータの収集”Ｌ”が行われる。

図１１はオーバーサンプリングの例Ａ、及び、束ねの例Ｂをそれぞれ示す図である。図１１に示す例Ａでは、１周期内で行われる７回のオーバーサンプリングを示し、図１１に示す例Ｂでは、オーバーサンプリングの１回目と２回目との束ねが行われ、束ねが行われた後にデータの収集”Ｈ”が行われる。また、オーバーサンプリングの３回目から７回目までの束ねが行われ、束ねが行われた後にデータの収集”Ｌ”が行われる。

［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について図１２を参照して説明する。なお、第４の実施形態においては、第１〜第３の各実施形態と異なる構成について主に説明し、同じ構成の説明を省略する。

この実施形態において再構成装置１１４は、オーバーサンプリングにより収集されたデータから高電圧及び低電圧が印加されたときにそれぞれ収集されたデータの部分の抽出を行う。

図１２は管電圧の変化が三角波となる例、オーバーサンプリングされたデータの全てを保存する例Ａ、及び、束ねの比較例Ｂ、束ねの例Ｃをそれぞれ示す図である。図１２に示す管電圧変化の例では、横軸に時間［ｔ］、縦軸に電圧［ｋＶ］を表す。

図１２に示す例Ａでは、１周期内で行われる８回のオーバーサンプリングを示す。

図１２に示す比較例Ｂでは、オーバーサンプリングの１回目から４回目までの束ねが行われ、束ねが行われた後にデータの収集”Ｈ”が行われる。また、オーバーサンプリングの５回目から８回目までの束ねが行われ、束ねが行われた後にデータの収集”Ｌ”が行われる。

これに対して、図１２に示す例Ｃでは、オーバーサンプリングの２回目と３回目との束ねが行われ、束ねが行われた後にデータの収集”Ｈ”が行われる。また、オーバーサンプリングの６回目と７回目との束ねが行われ、束ねが行われた後にデータの収集”Ｌ”が行われる。

図１２に示す比較例Ｂでは、データの収集”Ｈ”とデータの収集”Ｌ”とが、連続して行われる。

これに対して、図１２に示す例Ｃでは、データの収集”Ｈ”と、データの収集”Ｌ”とが、所定時間（オーバーサンプリグの４回目及び５回目に相当する時間）をおいて収集される。

以上の第４の実施形態によれば、複数のエネルギーで撮影する際に、回転速度が速い場合であっても、デュアルエナジー処理と、高解像度とを両立することが可能となる。

さらに、第４の実施形態によれば、オーバーサンプリングされたデータの全てを保存し、データを適宜束ねることによりデータ収集の１周期内に所定時間（空き時間）を設けたので、デュアルエナジー処理において物質分離の精度を上げることが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるととともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００ ガントリ
１０１ Ｘ線管
１０２ 環状フレーム
１０３ Ｘ線検出器
１０４ ＤＡＳ（データ収集システム）
１０６ 前処理装置
１０７ 回転ユニット
１０９ 高電圧発生器（管電圧発生手段）
１１０ システム・コントローラ
１１２ 記憶装置
１１４ 再構成装置
１１５ 入力装置
１１６ 表示装置
１１７ Ｘ線データ収集条件設定装置

Claims (6)

1. Ｘ線管と、
   前記Ｘ線管に管電圧を印加する管電圧発生手段と、
   前記管電圧を周期的に変化させるように管電圧発生手段を制御する管電圧制御手段と、
   被検体を挟んで前記Ｘ線管に対応して配され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線検出器により検出されたデータから、前記管電圧の変化に同期して１周期内で前記Ｘ線管に高電圧が印加されたときの第１サンプリングデータを収集し、当該収集から所定期間経過後に前記Ｘ線管に低電圧が印加されたときの第２サンプリングデータを収集するデータ収集手段と、
   前記収集された第１サンプリングデータ及び第２サンプリングデータに基づいて画像を作成する画像処理手段と、
   を有する
   ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記データ収集手段は、前記所定期間内に、前記Ｘ線管に中電圧が印加されたときの第３サンプリングデータを少なくとも１回収集することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記画像処理手段は、前記収集された前記第１サンプリングデータ、前記第２サンプリングデータ、及び前記第３サンプリングデータを用いて画像再構成を行うことを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記画像処理手段は、前記収集された前記第１サンプリングデータ及び前記第２サンプリングデータを用いて物質分離及び単色画像作成を含むデュアルエナジー処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記画像処理手段は、前記収集された前記第１サンプリングデータ又は前記第２サンプリングデータのいずれか一方を用いて画像再構成を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記データ収集手段は、前記データに対して前記１周期中にオーバーサンプリングを行い、
   前記画像処理手段は、前記オーバーサンプリングにより収集されたサンプリングデータから前記高電圧及び前記低電圧が印加されたときにそれぞれ収集されたサンプリングデータの部分の抽出を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。

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