JP2016016130A - フォトンカウンティングｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出器出力の線形性の改善
【解決手段】Ｘ線源１３１は、Ｘ線を発生する。シンチレータ５３は、Ｘ線源１３１からのＸ線光子を、当該Ｘ線光子のエネルギーに応じた個数の光子に変換する。ＡＰＤチップ５５は、当該光子に感応して既定の波高値の電気信号を発生する複数のＡＰＤセル５７を有し、複数のＡＰＤセル５７からの電気信号に基づいて当該Ｘ線光子のエネルギーに応じた波高値を有する出力信号を発生する。補正回路８３は、出力信号の時間減衰パラメータに基づいて、複数のＡＰＤセル５７のうちの不感状態にある個数（すなわち、不感セルの個数）に基づいて当該出力信号を補正する。再構成部３３は、補正された出力信号に基づいてフォトンカウンティングＣＴ画像を再構成する。
【選択図】 図７

Description

本発明の実施形態は、フォトンカウンティングＣＴ装置に関する。

Ｘ線光子（フォトン：photon）のエネルギーを計測するための光子検出器としてＳｉＰＭ(silicon photo-multiplier)がある。ＳｉＰＭを用いたＰＥＴ(positron emission tomography)装置やフォトンカウンティングＣＴ(computed tomography)装置が研究されている。ＳｉＰＭは、複数の検出器画素を有する。各検出器画素はシンチレータと複数のＡＰＤ(avalanche photo-diode)セルとを有する。シンチレータは、Ｘ線光子を複数の蛍光光子に変換する。複数の蛍光光子は、複数のＡＰＤセルに受光される。ガイガーモードにおいて各ＡＰＤセルは、一個以上の蛍光光子に感応して電子雪崩を起こし（発火し）、蛍光光子の個数に依存しない既定の波高値又は電荷量の電気信号を発生する。発火したＡＰＤセル数は蛍光光子数（すなわち、Ｘ線光子のエネルギー）に依存する。ＳｉＰＭの出力信号の波高値又は電荷量を測定することにより、入射Ｘ線光子のエネルギーを計測することができる。

ＡＰＤセルは、蛍光光子に感応して発火すると、次に発火可能となるまで充電が必要である。従って、多数のＡＰＤセルが発火した直後においては、発火可能なＡＰＤセル数が少なくなる。不感期間にＸ線光子が検出器画素に入射した場合、検出器出力の非線形性が増大してしまう。この非線形性に起因して再構成画像の画質が劣化したり、物質弁別能が劣化したりしてしまう。

特開２００８−２４６２０６号公報 特開２００９−２５３０８号公報

Grodzicka, M.; Moszynski, M.; Szczesniak, T.; Szawlowski, M.; Wolski, D.; Lesniewski, K., "Effective dead time of APD cells of SiPM," Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), 2011 IEEE , vol., no., pp.553-562, 23-29 Oct. 2011

実施形態の目的は、検出器出力の線形性を改善可能なフォトンカウンティングＣＴ装置を提供することにある。

本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線源から発生されたＸ線を光子に変換するシンチレータと、前記光子に感応して既定の波高値の電気信号を発生する複数の光電変換素子を有し、前記複数の光電変換素子からの電気信号に基づく波高値を有する出力信号を発生する光電変換アレイと、前記出力信号に関する時間減衰パラメータを記憶する記憶部と、前記時間減衰パラメータと前記出力信号とに基づいて前記複数の光電変換素子のうちの不感状態にある光電変換素子の個数を推定し、前記推定された個数に基づいて前記出力信号を補正する補正部と、前記補正された出力信号に基づいて画像を再構成する再構成部と、を具備する。

本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の構成を示す図 図１のフォトンカウンティングＣＴ検出器の模式的な斜視図 図２のＡＰＤチップの模式的な平面図を示す図 図２のＡＰＤセルの模式的な縦断面の一例を示す図 図２のＡＰＤチップからの出力信号の波高値を模式的に示す図 図２の検出器画素に含まれる複数のＡＰＤセルの動作状況を示す図 図２の検出器画素からの出力信号の波形と理想の出力信号の波形とを示す図 図１の信号処理回路の構成を示す図 図７の補正回路による補正処理を説明するための図であり、１つのＸ線光子の入射に伴うＡＰＤセルの個数の典型的な時間変化態様を示す図 図７の補正回路による補正処理を説明するための図であり、１つ目のＸ線光子が入射した後、発火中のＡＰＤセルの個数が十分に減衰しない時点で２つ目のＸ線光子が入射した場合の波形整形回路からの出力信号の波形を示す図 図８の記憶回路に記憶される典型的な時間減衰曲線テンプレートを示す図 検出器画素からの出力信号の波形を示す図 図８の補正回路により行われる時間減衰曲線テンプレートの変形処理の態様を模式的に示す図 図８の補正回路により行われる、図１２の変形後の時間減衰曲線テンプレートを利用した不感セルの個数の推定処理の態様を模式的に示す図 本実施形態の応用例に係る信号処理回路の構成を示す図 応用例に係る表示部による警告の表示例を示す図

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるフォトンカウンティングＣＴ装置を説明する。

図１は、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、架台１０とコンソール３０とを備えている。架台１０は、円筒形状を有する回転フレーム１１を回転軸Ｚ回りに回転可能に支持している。回転フレーム１１には、回転軸Ｚを挟んで対向するようにＸ線源装置１３とフォトンカウンティングＣＴ検出器１５とが取り付けられている。回転フレーム１１の開口（bore）にはＦＯＶ（field of view）が設定される。回転フレーム１１の開口内には天板１７が挿入される。天板１７には被検体Ｓが載置される。天板１７に載置された被検体Ｓの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように天板１７が位置決めされる。回転フレーム１１は、回転駆動部１９からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。回転駆動部１９は、架台制御部２１からの制御に従って回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。

Ｘ線源装置１３は、Ｘ線源１３１と高電圧発生部１３３とを有する。Ｘ線源１３１は、高電圧発生部１３３に接続されている。高電圧発生部１３３は、架台制御部２１による制御に従いＸ線源１３１に高電圧を印加し、フィラメント電流を供給する。

フォトンカウンティングＣＴ検出器１５は、Ｘ線源装置１３から発生されたＸ線をフォトン単位で検出する。具体的には、フォトンカウンティングＣＴ検出器１５は、Ｘ線検出器１５１と信号処理回路１５３とを有する。Ｘ線検出器１５１は、Ｘ線源１３１から発生されたＸ線光子を検出する。本実施形態に係るＸ線検出器１５１としては、例えば、複数の光電変換素子を有するＳｉＰＭ（silicon photomultipliers）が適用される。信号処理回路１５３は、Ｘ線検出器１５１からの出力に基づいて、Ｘ線検出器１５１により検出されたＸ線光子のカウント数を表現する計数データを、複数のエネルギー帯域の各々について収集する。後述するように、信号処理回路１５３は、Ｘ線検出器１５１の出力信号を補正するための補正回路が組み込まれている。フォトンカウンティングＣＴ検出器１５の詳細については後述する。

架台制御部２１は、架台１０に搭載された各種機器の制御を統括する。具体的には、架台制御部２１は、高電圧発生部１３３、信号処理回路１５３、及び回転駆動部１９を同期的に制御する。具体的には、回転駆動部１９は、架台制御部２１による制御に従う一定の角速度で回転する。高電圧発生部１３３は、架台制御部２１による制御に従って、設定管電圧値に対応する高電圧（管電圧）をＸ線源１３１に印加し、フィラメント電流をＸ線源１３１に供給する。信号処理回路１５３は、架台制御部２１による制御に従って、Ｘ線曝射タイミングに同期して計数データを複数のエネルギー帯域の各々についてビュー毎に収集する。

コンソール３０は、データ記憶部３１、再構成部３３、Ｉ／Ｆ部３５、表示部３７、入力部３９、主記憶部４１、及びシステム制御部４３を備える。

データ記憶部３１は、架台１０から伝送された複数のエネルギー帯域に関する計数データを記憶する。

再構成部３３は、データ記憶部３１に記憶された計数データに基づいて、画像化対象のエネルギー帯域に関するフォトンカウンティングＣＴ画像を再構成する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法やＣＢＰ（convolution back projection）法等の解析学的画像再構成法や、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）法やＯＳ−ＥＭ（ordered subset expectation maximization）法等の統計学的画像再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。

Ｉ／Ｆ部３５は、コンソール３０と架台１０との間の通信のためのインタフェースである。例えば、Ｉ／Ｆ部３５は、システム制御部４５からの撮像開始信号や撮像停止信号等を架台１０に供給する。

表示部３７は、フォトンカウンティングＣＴ画像等の種々の情報を表示機器に表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。

入力部３９は、入力機器によるユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。

主記憶部４１は、種々の情報を記憶する、ＨＤＤ(hard disk drive)やＳＳＤ(solid state drive)記憶装置である。例えば、主記憶部４１は、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴの撮像プログラム等を記憶する。

システム制御部４３は、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の中枢として機能する。システム制御部４３は、本実施形態に係る撮像プログラムを主記憶部４１から読み出し、当該撮像プログラムに従って各種構成要素を制御する。これにより、フォトンカウンティングＣＴ撮像が行われる。

以下、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置の動作例について説明する。

図２は、フォトンカウンティングＣＴ検出器１５の模式的な斜視図である。図２に示すように、フォトンカウンティングＣＴ検出器１５は、Ｘ線検出器１５１と信号処理回路１５３とを有している。Ｘ線検出器１５１は、半導体基板に２次元上に配列された複数の検出器画素５１を有している。各検出器画素５１は、シンチレータ５３と半導体チップ５５とを有している。複数のシンチレータ５３は互いに遮光材（図示せず）を隔てて配置される。各シンチレータ５３は、Ｘ線源１３１からのＸ線光子と相互作用し、当該Ｘ線光子を複数の蛍光（シンチレーション）光子に変換する。蛍光は、一般的に、可視光域に属する。シンチレータ５３としては、例えば、ＧＳＯやＬａＢｒ_３等の任意の結晶が用いられると良い。

各半導体チップ５５には複数の光電変換素子が実装される。本実施形態に係る光電変換素子としては、ＡＰＤ(avalanche photo-diode)セルが用いられる。半導体チップ５５には、２次元状に複数のＡＰＤセルが配列されている。以下、複数のＡＰＤセルが実装された半導体チップ５５をＡＰＤチップと呼ぶことにする。ＡＰＤチップ５５のサイズは、任意に形成可能である。例えば、ＡＰＤチップ５５は、一辺が０．５〜１ｍｍに形成される。

図３は、ＡＰＤチップ５５の模式的な平面図を示す図である。図３に示すように、ＡＰＤチップ５５には複数のＡＰＤセル５７が２次元状に配列されている。ＡＰＤセル５７は、シリコンをベースとした半導体装置である。ＡＰＤセル５７の構造としては、リーチスルー型やリバース型等が知られている。本実施形態に係るＡＰＤセル５７としては、既存の如何なる構造も利用可能である。

図４は、ＡＰＤセル５７の模式的な縦断面の一例を示す図である。図４に示すＡＰＤセル５７は、一例として、短波長用のＡＰＤセルを示しているが、本実施形態はこれに限定され、近赤外用のＡＰＤセル等の様々なタイプに適用可能である。ＡＰＤセル５７は、シンチレータ５３からの蛍光光子の入射を受けて電子・正孔対を爆発的に生成する。この現象は電子雪崩と呼ばれている。電子雪崩によりＡＰＤセル５７は、既定量の電流を発生する。ＡＰＤセル５７が電子雪崩を起こすことは、発火すると呼ばれている。単一のＡＰＤチップ５５に含まれる複数のＡＰＤセル５７は、図３に示す共通の信号線５９を介して信号処理回路１５３に接続されている。ＡＰＤセル５７に蓄積された電荷は、出力信号として信号処理回路１５３に読み出される。

ＡＰＤセル５７の動作モードは、標準モードとガイガーモードとに分けられる。標準モードは、ＡＰＤセル５７に降伏電圧以下の電圧が印加された場合の動作モードである。この場合、ＡＰＤセル５７に入射した蛍光光子の個数に比例した電荷量の電気信号がＡＰＤセル５７から出力される。なお、複数のＡＰＤセル５７には、共通の電源系統により共通の電圧値の電圧が印加される。複数のＡＰＤセル５７への電圧は、例えば、架台１０に搭載された電源回路（図示せず）により印加される。電源回路が発生する電圧の電圧値は、架台制御部２１により調節される。

ガイガーモードは、ＡＰＤセル５７に降伏電圧以上の電圧が印加された場合の動作モードである。この場合、ＡＰＤセル５７に入射した蛍光光子の光子数に無関係の、電圧値に依存した既定の電荷量の出力信号がＡＰＤセル５７から出力される。出力信号が出力される期間は放電期間と呼ばれている。ガイガーモードにおいて出力される出力信号の電荷量Ｑは、以下の（１）式により規定される。なお、ＣはＡＰＤセル５７の電気容量、Ｖ_Ｒは逆バイアス電圧の電圧値、Ｖ_ＢＲは降伏電圧の電圧値である。

Ｑ＝Ｃ（Ｖ_Ｒ−Ｖ_ＢＲ）・・・（１）
ＡＰＤセル５７から出力信号が出力されることに伴いクエンチング抵抗（図示せず）に電流が流れる。この間、ＡＰＤセル５７に印加されている電圧値は、逆バイアス電圧Ｖ_Ｒから降伏電圧Ｖ_ＢＲまで降下する。ＡＰＤセル５７に印加されている電圧値が降伏電圧Ｖ_ＢＲに到達すると、ＡＰＤセル５７からの出力信号の出力が終了する。クエンチング抵抗に電流が流れる期間はクエンチング期間と呼ばれている。ＡＰＤセル５７に印加されている電圧値が降伏電圧Ｖ_ＢＲに到達すると、ＡＰＤセル５７が再充電される。再充電によりＡＰＤセル５７に印加された電圧が降伏電圧Ｖ_ＢＲから逆バイアス電圧Ｖ_Ｒまで回復する。電圧が降伏電圧Ｖ_ＢＲから逆バイアス電圧Ｖ_Ｒまで回復するまでの期間は、回復期間と呼ばれている。電圧が逆バイアスＶ_Ｒまで回復すると再びガイガーモード動作が可能となる。

上記の通り、各ＡＰＤチップ５５に含まれる複数のＡＰＤセル５７は、ＡＰＤチップ５５毎に共通の信号線５９を介して信号処理回路１５３に接続されている。一つのＡＰＤチップ５５は、一つのチャンネルに対応する。各ＡＰＤチップ５５に含まれる全てのＡＰＤセル５７の出力信号の総和が当該信号線５９を介して信号処理回路１５３に供給される。

図５は、ＡＰＤチップ５５からの出力信号の波高値を模式的に示す図である。図５に示すように、検出器画素５１から信号処理回路１５３への出力信号は、検出されたＸ線光子のエネルギーに応じた波高値、換言すれば、電荷量を有する。出力信号の波高値を既定の閾値に対して比較することにより、検出器画素５１に入射したＸ線光子のエネルギーを弁別することが可能となる。

ここで、出力信号の非線形性について説明する。上記の通り、ＡＰＤセル５７は、蛍光光子を受けて発火すると再充電期間に移行する。再充電期間が完了するまでＡＰＤセル５７は、蛍光光子を受けても発火することができないか、もしくは、低い波高値の出力信号しか出力することができない。再充電期間は、ＡＰＤセル５７の大きさに依存するが、概ね数十〜数百ｎｓｅｃ程度であることが知られている。

図６は、検出器画素５１に含まれる複数のＡＰＤセル５７の動作状況を示す図であり、図７は、実際の検出器画素５１からの出力信号の波形と理想の出力信号の波形とを示す図である。図６の白抜きの四角は再充電期間にあるＡＰＤセル５７を示し、黒で覆われた四角は発火状態にあるＡＰＤセル５７を示す。また、斜線で覆われた四角は、再充電期間にも発火状態にもないＡＰＤセル５７、すなわち、発火可能なＡＰＤセル５７を示す。図７の縦軸は波高値に規定され、横軸は時間に規定される。図７の実線は、検出器画素５１からの理想の出力信号の波形を示し、点線は、実際の出力信号の波形を示す。発火中のＡＰＤセル５７と再充電期間にあるＡＰＤセル５７とは、さらにＸ線光子が入射しても当該Ｘ線光子に感応することはない。ここで、ＡＰＤセル５７が感応できない期間を不感期間と呼び、不感期間にあるＡＰＤセル５７、すなわち、発火中のＡＰＤセル５７と再充電期間にあるＡＰＤセル５７とをまとめて不感セルと呼ぶことにする。

ここで、当該検出器画素５１にＸ線光子が入射し、複数の蛍光光子が複数のＡＰＤセル５７にランダムに入射する場合を考える。複数の蛍光光子の入射時において全てのＡＰＤセル５７が発火可能状態にある場合、検出器画素５１からの出力信号は、当該Ｘ線光子のエネルギーに比例する波高値を有する。この場合、当該Ｘ線光子のエネルギーと検出器画素５１からの出力信号との間に線形性が成立する。

しかしながら、Ｘ線光子の入射直前に発火したＡＰＤセル５７が多い場合、検出器画素５１に含まれる全てのＡＰＤセル５７のうち不感セル５７に占める割合が多くなってしまい、当該Ｘ線光子の入射に感応して発火可能なＡＰＤセル５７の個数が相対的に少なくなってしまう。上記の通り、不感セル５７は、蛍光光子が入射しても電気信号を出力できない、もしくは、微弱な信号しか出力することができない。そのため、全てのＡＰＤセル５７のうち不感セル５７に占める割合が多い場合、Ｘ線光子のエネルギーを正確に計測することができない。従って補正対象時刻Ｔ0の出力信号は、線形性が良好でない。例えば、図７の点線に示すように、不感セル５７が多くを占める検出器画素５１からの出力信号の波高値は、理想の波高値よりも低くなってしまう。このように、不感セル５７に占める割合が多い場合、当該Ｘ線光子のエネルギーと検出器画素５１からの出力信号との間の線形性を保つことができない。すなわち、検出器画素５１からの出力信号は、過去の発火状態に影響を受けるということができる。

本実施形態に係る信号処理回路１５３は、上記のＡＰＤセル５７の再充電に伴う検出器画素からの出力信号の非線形性を軽減するための構成を有している。

図８は、信号処理回路１５３の構成を示す図である。なお、信号処理回路１５３は、Ｘ線検出器１５１の検出器画素５１（ＡＰＤチップ５５）の個数分の読出チャンネルを装備している。これら複数の読出チャンネルは、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuits）等の集積回路に並列的に実装されている。図８においては、説明の簡単のため、１チャンネル分の構成のみを示し、他のチャンネルの構成は省略している。なお、信号処理回路１５３は、波形整形回路８１、補正回路８３、波高弁別器８５、計数回路８７、出力回路８９、及び記憶回路９５は、アナログ回路とデジタル回路との何れであっても良い。デジタル回路の場合、補正回路８３の前段にＡ／Ｄ変換器が設けられる。アナログ回路の場合、補正回路８３の前段にＡ／Ｄ変換器が設けられる必要はない。

図８に示すように、信号処理回路１５３は、波形整形回路８１、補正回路８３、波高弁別器８５、計数回路８７、出力回路８９、及び記憶回路９５を有している。波形整形回路８１は、検出器画素５１からの出力信号のノイズを除去するため、検出器画素５１からの出力信号の波形を整形する。補正回路８３は、記憶回路９５に記憶されている時間減衰パラメータと波形整形回路８１からの出力信号とに基づいて複数のＡＰＤセルのうちの不感セルの個数を推定し、推定された個数に基づいて当該出力信号を補正する。以下、補正回路８３からの補正後の出力信号を補正信号と呼ぶことにする。補正回路８３についての詳細は後述する。波高弁別器８５は、補正回路８３からの補正信号の波高値を弁別する。換言すれば、波高弁別器８５は、予め定められた複数のエネルギー帯域のうちのＸ線検出器１５１により検出されたＸ線光子が属するエネルギー帯域を、当該Ｘ線光子に由来する補正信号の波高値を閾値に対して比較することにより弁別する。波高弁別器８５は、Ｘ線光子が属するエネルギー帯域の種類に応じた電気パルス（以下、弁別信号）を出力する。計数回路８７は、Ｘ線検出器１５１により検出されたＸ線光子を複数のエネルギー帯域毎に計数する。具体的には、計数回路８７は、波高弁別器８５からの弁別信号を、複数のエネルギー帯域の各々についてビュー毎に計数し、Ｘ線検出器１５１により検出されたＸ線光子のカウント数を表現する計数データを生成する。出力回路８９は、複数のチャンネルの計数回路８７に接続されている。出力回路８９は、複数のチャンネルの計数回路８７から計数データを統合し、統合された計数データをビュー単位でコンソール３０に伝送する。記憶回路９５は、検出器画素５１からの出力信号の時間減衰パラメータを記憶する。時間減衰パラメータは、例えば、波形整形回路８１からの出力信号の時間減衰特性を表現するパラメータである。記憶回路９５は、より詳細には、信号処理回路１５３により収集された実測の出力信号に基づいて決定された時間減衰パラメータを記憶する。より詳細には、信号処理回路１５３により収集された複数の実測の出力信号の時間減衰を統計解析して時間減衰パラメータが決定されると良い。この場合、時間減衰パラメータは、補正回路８３により決定される。なお、記憶回路９５は、実測の出力信号に基づく時間減衰パラメータではなく、ユーザにより入力部３９を介して入力された時間減衰パラメータを記憶しても良い。

図９Ａは、補正回路８３による補正処理を説明するための図であり、１つのＸ線光子の入射に伴う検出器画素からの出力信号の典型的な時間変化態様を示す図である。図９Ａの縦軸は出力信号の波高値に規定され、横軸は時間に規定される。なお、上述の通り、検出器画素からの出力信号の波高値は、ＡＰＤセルの個数に対応する値を有する。実線は、発火中のＡＰＤセルの個数を示し、点線は、不感セルの個数の合計を示す。各検出器画素に含まれるＡＰＤセルの総数をＸtotal、不感セルの個数をＸnonfireable、発火可能なＡＰＤセル数をＸfirableとすると、以下の（２）が成立する。上記の通り、不感セルの個数Ｘnonfireableは、発火中のＡＰＤセルの個数Ｘfiringと再充電期間にあるＡＰＤセルの個数Ｘchargeとの合計である。

Xtotal = Xnonfireable + Xfireable
= Xfiring + Xcharge + Xfireable ・・・（２）
発火中のＡＰＤセルの個数Xfiringと再充電期間にあるＡＰＤセルの個数Xchargeとの和の時間変化（点線）は、＋時間方向に所定時間だけシフトされた、発火中のＡＰＤセルの個数Xfiringの時間変化（実線）に一致する。シフト量に対応する所定時間は、ＡＰＤセルの発火状態の継続時間に略一致する。以下、発火状態の継続時間を発火継続時間ｔｆと呼ぶことにする。ＡＰＤセルの発火継続時間ｔｆは、ＡＰＤセルの性能に応じて異なる。一例として、発火継続時間ｔｆが２００ｎｓ程度であるＡＰＤセルが知られている。また、発火継続時間ｔｆが数１０ｎｓ程度であるＡＰＤセルも知られている。本実施形態に係るＡＰＤセルとしては、如何なる発火継続時間のＡＰＤセルにも適用可能である。発火継続時間は、出力信号の時間減衰パラメータとして記憶回路９５に記憶される。

図９Ｂは、補正回路８３による補正処理を説明するための図であり、１つ目のＸ線光子が入射した後、発火中のＡＰＤセルの個数が十分に減衰しない時点で２つ目のＸ線光子が入射した場合の波形整形回路８１からの出力信号の波形を示す図である。ここで、２つ目のＸ線光子が検出対象のＸ線光子であるとする。図９Ｂの縦軸は波高値に規定され、横軸は時間に規定される。波高値はＡＰＤセルの個数に応じた値を有する。実線は、波形整形回路８１からの出力信号の実際の波形、換言すれば、発火中のＡＰＤセルの個数を示す。以下の補正回路８３の補正処理は、アナログ回路とデジタル回路との両方に適用可能である。補正回路８３がデジタル回路の場合、補正回路８３は、クロック周波数の逓倍周波数に従う時間間隔で出力信号をサンプリングする。すなわち、補正回路８３がデジタル回路の場合、補正回路８３により認識される出力信号の波形は、実際には離散点の集合であるとみなされる。しかしながら、説明の簡単のため、図９Ｂにおいては、補正回路８３により認識される出力信号の波形は連続線で表すものとする。

図９Ｂに示すように、補正回路８３は、波形整形回路８１からの出力信号の波形をモニタリングし、波形の立ち上がりを検出する。立ち上がりは、例えば、波形の波高値の微分演算等により検出される。立ち上がりが検出されることにより、Ｘ線光子の検出が認識される。以下、検出対象のＸ線光子は、立ち上がり時刻に検出されたＸ線光子を指すものとする。図９Ｂにおいては、時刻Ｔ3に立ち上がりが検出される。立ち上がりが検出されると補正回路８３は、引き続き波形をモニタリングし、波形の頂点Ｐ0を検出する。図９Ｂにおいては、時刻Ｔ0に頂点Ｐ0が検出される。補正回路８３は、検出された頂点Ｐ0の出力信号を補正する。以下、補正対象の出力信号に対応する時刻を補正対象時刻と呼ぶことにする。なお、頂点Ｐ0の検出時刻が立ち上がりの検出時刻に近似しているとみなす場合、立ち上がりの検出時刻を補正対象時刻としても良い。以下、頂点Ｐ0の検出時刻が補正対象時刻に設定されているものとする。補正回路８３は、このように立ち上がりと頂点とを出力信号毎に繰り返し検出し、頂点を検出する毎に以下の補正処理を行う。ここで、頂点Ｐ0に係る出力信号の補正処理について考える。

本実施形態に係る補正回路８３は、補正対象時刻Ｔ0において発火可能なＡＰＤセル５７の個数Ｘ0fireableに対する、検出対象のＸ線光子の入射により実際に発火したＡＰＤセル５７の個数Ｘ0の比率が、ＡＰＤチップ５５に含まれるＡＰＤセル５７の総数Ｘtotalに対する、理想の波高値Ｘ0trueの比率に略一致するとみなす。当該線形関係は、下記の（３）式により表現される。なお、理想の波高値Ｘ0trueは、全てのＡＰＤセル５７が発火可能な場合における出力信号の波高値に規定される。

（３）式が示す線形関係に基づいて、理想の波高値Ｘ0trueは、下記の（４）に示すように、個数Ｘ0fireableに対する総数Ｘtotalの比率に個数Ｘ0を乗じることにより算出可能である。

補正対象時刻Ｔ0において発火可能なＡＰＤセル５７の個数Ｘ0fireableは、総数Ｘtotal、個数Ｘ0firing、個数Ｘ0charge、及び個数Ｘ0'firingに基づいて算出される。個数Ｘ0firingは、補正対象時刻Ｔ0における発火中のＡＰＤセル５７の個数を示す。個数Ｘ0chargeは、補正対象時刻Ｔ0において再充電期間にあるＡＰＤセル５７の個数を示す。個数Ｘ0'firingは、１つ目のＸ線光子の入射により発火したＡＰＤセル５７の個数のうち、２つ目のＸ線光子が入射しなかったと仮定した場合に、時刻Ｔ0に残存していると推定される発火中のＡＰＤセル５７の個数を示す。

以下、個数Ｘ0fireableの算出方法についてより詳細に説明する。補正回路８３は、下記の（５）式に従い、総数Ｘtotalと個数Ｘ0nonfireableとに基づいて個数Ｘ0fireableを算出する。個数Ｘ0nonfireableは、補正対象時刻Ｔ0における不感セルの個数に規定される。具体的には、補正回路８３は、総数Ｘtotalから個数Ｘ0nonfireableを減じて個数Ｘ0fireableを算出する。

Ｘ0fireable＝Ｘtotal−Ｘ0nonfireable ・・・（５）
個数Ｘ0nonfireableは、個数Ｘ0'chargeと個数Ｘ0'firingとの合計に規定される。従って、（５）式は、以下の（６）式により表される。（６）式において個数Ｘ0'chargeは、図９Ｂに示すように、１つ目のＸ線光子の入射に伴い発生した再充電期間にあるＡＰＤセル５７の個数のうち、２つ目のＸ線光子が入射しなかったと仮定した場合に、時刻Ｔ0に残存していると推定される再充電期間にあるＡＰＤセル５７の個数を示す。

Ｘ0fireable＝Ｘtotal−Ｘ0'firing−Ｘ0'charge ・・・（６）
次に、個数Ｘ0'firingの算出方法について説明する。補正回路８３は、下記の（７）式に示すように、個数Ｘ0'firingを、補正対象時刻Ｔ0よりも所定時刻前の実際の出力信号の波高値から、出力信号の時間減衰パラメータに基づいて推定する。所定時刻は、個数Ｘ0nonfireableの推定のために設定され、補正対象の出力信号の立ち上がり時刻よりも前に設定されると良い。ここで、所定時刻を遡り時刻と呼ぶことにする。例えば、遡り時刻は、補正対象時刻Ｔ0よりも既定回数前の、出力信号の任意のサンプリング点に設定される。遡り時刻は、補正対象時刻Ｔ0を基準とした任意の時刻に一律に設定可能である。以下、遡り時刻は、補正対象時刻Ｔ0よりも３サンプリング点前の時刻Ｔ３であるとする。（７）式において、Δｔはサンプリング間隔を示し、３・Δｔは時刻Ｔ0と時刻Ｔ3との間の時間間隔を示す。（７）式に示すように、遡り時刻Ｔ3の出力信号の波高値Ｘt3firingに時間減衰パラメータを乗算することにより個数Ｘ0'firingが算出される。（７）式において時間減衰パラメータは、ｅの（−ｋ・３・Δｔ）乗により表現される。ｋは出力信号の時間減衰の程度を示す時間減衰係数である。時間減衰係数ｋは、出力信号の時間減衰特性に依存する値を有するため、時間減衰パラメータの一種に含まれる。時間減衰係数ｋの値は、複数のＡＰＤセル５７について個別に又は一律に予め設定されている。

時間減衰係数ｋは、予め記憶回路９５に記憶されていると良い。あるいは、時間減衰パラメータとして、ｅの（−ｋ・３・Δｔ）乗の値が時間減衰係数ｋと遡り時刻との各々について予め記憶回路９５に記憶されていても良い。

時刻Ｔ0において２つ目のＸ線光子により発火したＡＰＤセル５７が再充電期間に移行していない、すなわち、時刻T3 − T0が充分短いとすると、以下の（８）式が成立する。

Ｘ0'charge = Ｘ0charge ・・・（８）
図９Ｂに示すように、補正対象時刻Ｔ0における不感セルの個数Ｘ0nonfireableの変化曲線は、個数Ｘ0'firingの変化曲線を発火継続時間ｔｆだけ＋方向にシフトした曲線に略一致する。従って、個数Ｘ0nonfireableは、以下の（９）式で表現できる。

すなわち、補正回路８３は、補正対象時刻Ｔ0における不感セルの個数Ｘ0nonfireableを、補正対象時刻Ｔ0よりも前の所定時刻Ｔ3の出力信号の波高値Ｘt3firingと時間減衰パラメータと発火継続時間ｔｆとに基づいて推定することができる。

補正対象時刻Ｔ0における不感セルの個数Ｘ0nonfireableが得られると補正回路８３は、補正対象時刻Ｔ0において発火可能なＡＰＤセル５７の個数Ｘ0fireableを算出する。具体的には、上記の（５）又は（６）式に示すように、総数Ｘtotalから不感セルの個数Ｘ0nonfireableを減じることにより、補正対象時刻Ｔ0において発火可能なＡＰＤセル５７の個数Ｘ0fireableを算出する。

補正対象時刻Ｔ0において発火可能なＡＰＤセル５７の個数Ｘ0fireableが算出されると補正回路８３は、補正対象時刻Ｔ0における波高値Ｘ0firingと個数Ｘ0chargeとに基づいて、２回目のＸ線光子の入射により発火したＡＰＤセル５７の個数Ｘ0を算出する。補正回路８３は、例えば、下記（１０）式に示すように、補正対象時刻Ｔ0における波高値Ｘ0firingから個数Ｘ0chargeを減ずることにより個数Ｘ0を算出する。なお、実際の波高値Ｘ0firingは、補正対象時刻Ｔ0において発火可能状態にないＡＰＤセル５７の個数に対応する。

補正対象時刻Ｔ0における不感セルの個数Ｘ0が算出されると補正回路８３は、上記の（４）式に示される、個数Ｘ0fireableに対する総数Ｘtotalの比率を算出する。そして補正回路８３は、算出された比率に実際に発火したＡＰＤセル４７の個数Ｘ0を乗じることにより、理想の波高値Ｘ0trueを算出する。（４）式にＸ0fireableと個数Ｘ0とを代入して整理すると、理想の波高値Ｘ0trueは、例えば、下記（１１）式で表現される。

波高値Ｘ0trueを算出すると補正回路８３は、理想の波高値Ｘ0trueを補正信号として出力する。なお、補正回路８３は、（１１）式に基づいて、補正対象時刻Ｔ0における実際の波高値Ｘ0firingから理想の波高値Ｘ0trueへの補正量を算出し、算出された補正量に従い補正対象時刻Ｔ0における出力信号を補正し、補正信号を生成しても良い。

なお上記の説明において個数Ｘ0nonfireableは上記の（９）式に従い、所定時刻前の出力信号の波高値と時間減衰パラメータとに基づいて算出されるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。個数Ｘ0nonfireableは、単一のＸ線光子を受けて検出器画素が出力した出力信号の典型的な時間減衰曲線を用いて算出されても良い。以下、この典型的な時間減衰曲線を時間減衰曲線テンプレートと呼ぶことにする。時間減衰曲線テンプレートは、出力信号の時間減衰の特性を示すので、時間減衰パラメータの一種であるものとする。

図１０は、時間減衰曲線テンプレートＣｃの一例を示す図である。図１０に示すように、時間減衰曲線テンプレートＣｃは、縦軸が波高値に規定され、横軸が時間に規定されたグラフにより示される。図１０に示すように、出力信号は、Ｘ線光子に入射に伴い波高値が急激に上昇してピーク値ＸＰｃに達し、ピーク値ＸＰｃを越えると所定の時間減衰特性に従い減衰する。時間減衰曲線テンプレートＣｃは、補正回路８３により発生され、記憶回路９５に記憶される。より詳細には、既知の管電圧値のもとに発生されたＸ線光子を受けて検出器画素が出力した出力信号の波高値を時系列で記録することにより時間減衰曲線テンプレートＣｃが発生される。時間減衰曲線テンプレートＣｃの発生のためのＸ線曝射時の管電圧値は、如何なる値でも良い。例えば、陽極にタングステンを用い、管電圧値としては１２０ｋＶとする。この場合、Ｘ線源１３１から発生されるＸ線光子は、１２０ｋｅＶを最大とするエネルギー範囲のうちの何れかのエネルギー値を有する。

図１１、図１２、及び図１３は、時間減衰曲線テンプレートＣｃを利用した、補正対象時刻Ｔ0における不感セルの個数の推定を説明するための図である。図１１は、検出器画素からの出力信号の波形を示す図である。図１２は、補正回路８３により行われる時間減衰曲線テンプレートＣｃの変形処理の態様を模式的に示す図である。図１３は、図１２の変形後の時間減衰曲線テンプレートＣ１を利用した不感セルの個数の推定処理の態様を模式的に示す図である。

図１１に示すように、補正回路８３は、出力信号の波高値を継続的にモニタリングし、波高値が十分に減衰しないうちに再び立ち上がった出力信号を補正対象とする。補正回路８３は、時間減衰曲線テンプレートの変形処理のため、０値から立ち上がり初回の頂点Ｐ１を検出し、検出された頂点Ｐ１の波高値（以下、ピーク値と呼ぶ）ＸＰ１を記録する。例えば、図１１の場合、出力信号は、０値から立ち上がり、時刻ＴＰ１においてピーク値ＸＰ１を有する。この場合、補正回路８３は、ピーク値ＸＰ１を記録する。ピーク値ＸＰ１は、入射Ｘ線光子のエネルギー値に依存する。例えば、入射Ｘ線光子が７０ｋｅＶを有している場合、ピーク値ＸＰ１は７０ｋｅＶに応じた電圧値を有する。

図１２に示すように、ピーク値ＸＰ１が記録されると補正回路８３は、時間変化曲線のピーク値ＸＰｔがピーク値ＸＰ１に一致するように時間変化曲線テンプレートＣｃを変形する。例えば、時間変化曲線テンプレートＣｃは、相似的に拡大または縮小されると良い。補正回路８３は、変形後の時間変化曲線テンプレートＣ１を記録する。

図１３に示すように、変形後の時間変化曲線テンプレートＣ１が生成されると補正回路８３は、変形後の時間変化曲線テンプレートＣ１を利用して、補正対象時刻Ｔ0における不感セルの個数Ｘ0nonfireableを推定する。具体的には、補正回路８３は、変形後の時間変化曲線テンプレートＣ１の形状を維持したまま、当該時間変化曲線テンプレートＣ１のピーク値ＸＰ１を時刻ＴＰ１における出力信号のピーク値ＸＰ１に一致させる。時間変化曲線テンプレートＣ１のうちの補正対象時刻Ｔ0における点Ｐ０１の波高値が補正対象時刻Ｔ0における個数Ｘ0'fireableに対応する。次に補正回路８３は、発火継続時間ｔｆだけ時間変化曲線テンプレートＣ１を＋時間方向にシフトさせる。シフト後の時間変化曲線テンプレートＣ２のうちの補正対象時刻Ｔ0における点Ｐ０２の波高値が補正対象時刻Ｔ0における不感セルの個数Ｘ0nonfireableに対応する。

なお、上述のように、上記の（９）式に従い遡り時刻前の出力信号の波高値と時間減衰パラメータとに基づいて個数Ｘ0nonfireableを算出する場合、検出対象のＸ線光子と当該検出対象のＸ線光子の一個前のＸ線光子との入射時刻差が、補正対象時刻Ｔ0から遡り時刻Ｔ3までの時間よりも長いときは、不感セルの個数の推定精度が悪い。一方、時間変化曲線テンプレートを利用した不感セルの個数の推定は、検出対象のＸ線光子と当該検出対象のＸ線光子の一個前のＸ線光子との入射時刻差の長短に関わらず、一定の精度で不感セルの個数を推定することができる。

また、不感セルの個数の他の推定方法として、波高値の複数のピーク値（すなわち、電圧値）の各々について、ピーク値からの経過時間と不感セルの個数とを関連づけたテーブルが利用されても良い。このテーブルは、出力信号の時間減衰の特性を示すので、時間減衰パラメータの一種であるものとする。以下、このテーブルを時間減衰テーブルと呼ぶことにする。時間減衰テーブルの値は、検出器画素からの実測の出力信号の統計値であっても良いし、（９）式等に従い算出された理論値であっても良い。補正回路８３は、検出対象のＸ線光子の一個前のＸ線光子のピーク値と、当該ピークから補正対象時刻までの時間とを時間減衰テーブルに入力することにより、不感セルの個数を推定することができる。

以上、補正回路８３による補正処理についての説明を終了する。

補正回路８３の後段において補正信号は、既存の出力信号と同様に処理される。すなわち、既存の処理と同様にして補正信号から計数データが生成され、生成された計数データからフォトンカウンティングＣＴ画像が再構成される。

なお、上記において補正回路８３は、ハードウェア回路により構成されるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、上述の補正回路８３は、当該補正回路８３の補正機能を信号処理回路１５３又はコンソール３０に実現させるための補正プログラムに置き換えられても良い。この補正対象の出力信号をデジタル情報に変換するＡ／Ｄ変換器の後段において、補正プログラムが信号処理回路１５３又はコンソール３０により実現されると良い。

上記の説明の通り、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、Ｘ線源１３１、シンチレータ５３、ＡＰＤチップ５５、補正回路８３、再構成部３３を有する。Ｘ線源１３１は、Ｘ線光子を発生する。シンチレータ５３は、Ｘ線源１３１からのＸ線光子を、当該Ｘ線光子のエネルギーに応じた個数の光子に変換する。ＡＰＤチップ５５は、当該光子に感応して既定の波高値の電気信号を発生する複数のＡＰＤセル５７を有し、複数のＡＰＤセル５７からの電気信号に基づいて当該Ｘ線光子のエネルギーに応じた波高値を有する出力信号を発生する。補正回路８３は、出力信号の時間減衰パラメータに基づいて、複数のＡＰＤセル５７のうちの不感状態にある個数（すなわち、不感セルの個数）に基づいて当該出力信号を補正する。再構成部３３は、補正された出力信号に基づいてフォトンカウンティングＣＴ画像を再構成する。

上記の構成の通り、本実施形態に係る補正回路８３は、複数のＡＰＤセル５７のうちの不感セルの個数に基づいて出力信号を補正し、全てのＡＰＤセル５７が発火可能な状態においてＸ線光子が検出された場合における波高値を有する補正信号を出力する。当該補正処理により、回復中のＡＰＤセル５７が多数ある場合であっても、Ｘ線光子のエネルギーと補正信号の波高値との間に良好な線形性を確保することができる。従って、本実施形態に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、Ｘ線光子のエネルギーを正しく計測することができ、ひいては、Ｘ線光子のエネルギーと検出器出力との間の非線形性に起因する再構成画像の画質の劣化を軽減したり、物質弁別能の劣化を軽減したりすることができる。

かくして、本実施形態によれば、検出器出力の線形性を改善可能なフォトンカウンティングＣＴ装置を提供することが可能となる。

（応用例）
上記の実施形態において補正回路８３による出力信号の補正量が比較的大きい場合、補正回路８３からの補正信号の信頼性は低いといえる。結果的にフォトンカウンティングＣＴ画像の信頼性が低下してしまう虞がある。応用例に係るフォトンカウンティングＣＴ装置は、出力信号の補正量が比較的大きい場合、警告を発する。以下、応用例について説明する。なお以下の説明において、上記実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

図１４は、本実施形態の応用例に係る信号処理回路１５３の構成を示す図である。応用例に係る信号処理回路１５３は、波形整形回路８１、補正回路８３、波高弁別器８５、計数回路８７、出力回路８９、及び記憶回路９５に加え、比較回路９１とフラグ付加回路９３とを有する。

比較回路９１は、補正回路８３に接続されている。比較回路９１は、補正回路８３への入力信号の波高値と補正回路８３からの出力信号（補正信号）の波高値との差分を既定の閾値に対して繰り返し比較する。当該差分は、補正回路８３による入力信号の補正量に対応する。閾値は、例えば、操作者等が許容できる補正量の上限に設定されると良い。なお、閾値は、入力部３９を介して任意の値に設定可能である。比較回路９１は、補正信号の波高値が既定の閾値よりも大きい場合、その旨の電気信号（以下、警告信号）を発生する。比較回路９１は、警告信号に補正信号の識別子を関連づけて出力する。

フラグ付加回路９３は、比較回路９１に接続されている。フラグ付加回路９３は、比較回路９１から警告信号の供給を受けた場合、比較回路９１による比較処理が施された補正信号に基づく計数データに警告フラグを付加する。警告フラグが関連づけられた計数データは、コンソール３０に伝送される。

その後、再構成部３３は、警告フラグが関連づけられた計数データを利用してフォトンカウンティングＣＴ画像を再構成する。この際、再構成部３３は、再構成に利用した計数データに警告フラグが付加されている場合、その旨を表示部３７に通知する。表示部３７は、当該通知を受けた場合、当該フォトンカウンティングＣＴ画像とともに警告を表示する。

図１５は、表示部３７による警告の表示例を示す図である。図１５に示すように、表示部３７は、フォトンカウンティングＣＴ画像ＩＦを表示する。この際、表示部３７は、フォトンカウンティングＣＴ画像ＩＦに並べて、「補正量が大きい」です等の警告メッセージＭＥを表示する。操作者は、当該警告メッセージＭＥを観察することにより、フォトンカウンティングＣＴ画像ＩＦが補正量の大きい補正信号に基づく再構成されたことを知ることができる。従って操作者は、フォトンカウンティングＣＴ画像ＩＦが補正量の大きい補正信号に基づくのか否かを知ることできる。

なお、フラグ付加回路９３は、計数データではなく、当該計数データに関連づけられたタイムスタンプに警告フラグを付加しても良い。再構成部３３は、再構成に利用した計数データに関連づけられているタイムスタンプに警告フラグが関連づけられている場合、その旨を表示部３７に通知する。表示部３７は、当該通知を受けた場合、当該フォトンカウンティングＣＴ画像とともに警告を表示する。

また、フラグ付加回路９３は、再構成部３３により再構成されたフォトンカウンティングＣＴ画像に警告フラグを付加しても良い。この場合、フラグ付加回路９３は、コンソール３０に設けられる。比較回路９１からの警告信号は、図示しない伝送装置によりコンソール３０に伝送されれば良い。表示部３７は、表示対象のフォトンカウンティングＣＴ画像に警告フラグが付加されている場合、当該フォトンカウンティングＣＴ画像とともに警告を表示すれば良い。

かくして、応用例に係るフォトンカウンティングＣＴ装置によれば、フォトンカウンティングＣＴ画像の信頼性を向上す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、置き換え、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ものである。

１０…架台、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線源装置、１５…フォトンカウンティングＣＴ検出器、１７…天板、１９…回転駆動部、２１…架台制御部、３０…コンソール、３１…データ記憶部、３３…再構成部、３５…Ｉ／Ｆ部、３７…表示部、３９…入力部、４１…主記憶部、４３…システム制御部、５１…検出器画素、５３…シンチレータ、５５…ＡＰＤチップ、５７…ＡＰＤセル、５９…信号線、８１…波形整形回路、８３…補正回路、８５…波高弁別器、８７…計数回路、８９…出力回路、９１…比較回路、９３…フラグ付加回路、９５…記憶回路。

Claims (12)

1. Ｘ線を発生するＸ線源と、
   前記Ｘ線源から発生されたＸ線を光子に変換するシンチレータと、
   前記光子に感応して既定の波高値の電気信号を発生する複数の光電変換素子を有し、前記複数の光電変換素子からの電気信号に基づく波高値を有する出力信号を発生する光電変換アレイと、
   前記出力信号に関する時間減衰パラメータを記憶する記憶部と、
   前記時間減衰パラメータと前記出力信号とに基づいて前記複数の光電変換素子のうちの不感状態にある光電変換素子の個数を推定し、前記推定された個数に基づいて前記出力信号を補正する補正部と、
   前記補正された出力信号に基づいて画像を再構成する再構成部と、
   を具備するフォトンカウンティングＣＴ装置。
2. 前記不感状態にある光電変換素子は、発火中の光電変換素子と発火後の再充電期間にある光電変換素子とを含む、請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
3. 前記補正部は、補正対象時刻から所定時刻前の実際の出力信号の波高値から、前記時間減衰パラメータに基づいて前記補正対象時刻における前記不感状態にある光電変換素子の個数を推定し、前記不感状態にある光電変換素子の個数と前記補正対象時刻の実際の出力信号の波高値とに基づいて前記補正対象時刻における実際の出力信号の波高値から前記補正対象時刻における理想の出力信号の波高値への補正量を算出し、前記補正量に従って前記補正対象時刻における実際の出力信号の波高値を補正する、請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
4. 前記補正部は、補正対象時刻から所定時刻前の実際の出力信号の波高値から、前記時間減衰パラメータに基づいて前記補正対象時刻における前記不感状態にある光電変換素子の個数を推定し、前記不感状態にある光電変換素子の個数と前記補正対象時刻の実際の出力信号の波高値とに基づいて前記補正対象時刻における理想の出力信号の波高値を算出する、請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
5. 前記補正対象時刻は、前記出力信号の立ち上がりが検出された時刻又は前記出力信号の頂点が検出された時刻に規定される、請求項３又は４記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
6. 前記所定時刻は、前記補正対象時刻よりも既定回数前のサンプリングタイミングに規定される、請求項３又は４記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
7. 前記補正対象時刻における実際の出力信号の波高値と前記補正対象時刻における理想の出力信号の波高値との差分を閾値に対して比較する比較部と、
   前記差分が前記閾値よりも大きい場合、前記画像を警告とともに表示する表示部と、
   をさらに備える請求項３又は４記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
8. 前記差分が前記閾値よりも大きい場合、前記補正された出力信号に基づく計数データ、前記計数データに基づく画像、又は前記計数データに関連づけられたタイムスタンプに警告フラグを関連づける関連づけ部、をさらに備える請求項７記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
9. 前記表示部は、前記補正された出力信号に基づく計数データ、前記計数データに基づく画像、又は前記タイムスタンプに前記警告フラグが関連づけられている場合、前記計数データに基づく画像ともに前記警告を表示する、請求項８記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
10. 前記記憶部は、前記時間減衰パラメータとして前記出力信号の時間減衰特性に依存する係数と発火継続時間とを記憶し、
    前記補正部は、補正対象時刻から所定時刻前の実際の出力信号の波高値と前記係数と前記発火継続時間とに基づいて前記補正対象時刻における前記不感状態にある光電変換素子の個数を推定する、
    請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
11. 前記記憶部は、前記時間減衰パラメータとして前記出力信号の典型的な時間減衰曲線を記憶し、
    前記補正部は、前記時間減衰曲線のピーク波高値を補正対象時刻から所定時刻前の実際の出力信号のピーク波高値に一致するように前記時間減衰曲線を変形し、前記変形後の時間減衰曲線に基づいて前記補正対象時刻における前記不感状態にある光電変換素子の個数を推定する、
    請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。
12. 前記記憶部は、前記時間減衰パラメータとして前記出力信号のピーク値の各々について、前記ピーク値の出現時刻からの経過時間と波高値とを関連づけたテーブルを記憶し、
    前記補正部は、補正対象時刻から所定時刻前の実際の出力信号の波高値と前記所定時刻とから前記テーブルを利用して前記補正対象時刻における前記不感状態にある光電変換素子の個数を推定する、
    請求項１記載のフォトンカウンティングＣＴ装置。

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