JP2023012246A - 医用画像処理装置、ｘ線ｃｔ装置、医用画像処理方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】単色Ｘ線画像の読影効率を向上させること。【解決手段】実施形態の医用画像処理装置は、取得部と、設定部と、表示制御部とを備える。取得部は、物質弁別画像を取得する。設定部は、前記物質弁別画像に基づいて表示条件を設定する。表示制御部は、前記物質弁別画像に基づく単色Ｘ線画像を、前記表示条件で表示させる。【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、医用画像処理装置、Ｘ線ＣＴ装置、医用画像処理方法及びプログラムに関する。

Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）画像は臨床の場において広く使用されている。ここで、Ｘ線ＣＴ画像の収集に用いるＸ線のエネルギーに応じて、画像の性質（例えばコントラスト等）が変化する。Ｘ線のエネルギーは、読影の目的に応じて調整される。

また、任意のＸ線エネルギーに対応する単色Ｘ線画像（仮想単色Ｘ線画像とも呼ばれる）を生成する技術が知られている。例えば、デュアルエナジー（Dual Energy）のスキャンを実行することによって異なるＸ線エネルギーそれぞれに対応した投影データを収集し、物質弁別処理を行なうことによって、任意のＸ線エネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成することができる。また、フォトンカウンティング（Photon Counting）ＣＴによって投影データを収集し、エネルギー情報に基づいて投影データをＸ線エネルギーごとに分離することにより、任意のＸ線エネルギーに対応する単色Ｘ線画像を生成することができる。

単色Ｘ線画像について適切に読影を行なうためには、表示条件を適切に設定する必要がある。ここで、単色Ｘ線画像の読影時においては、対応するＸ線エネルギーを変化させたり、表示させるスライスの位置を動かしたりすることが可能であるが、その都度表示条件を調整するとすれば読影作業が煩雑となってしまう。一方で、単色Ｘ線画像おいてはコントラストがより明瞭となっていることもあり、表示条件が適切に調整されていなければ、読影の妨げになってしまうおそれがある。

特開２０１６－５９５９３号公報 特開２００６－１４２０２０号公報 特表２０１８－５２４１１０号公報 特表２０１７－５２９９０６号公報 特開２０１２－７１１２３号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、単色Ｘ線画像の読影効率を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態の医用画像処理装置は、取得部と、設定部と、表示制御部とを備える。取得部は、物質弁別画像を取得する。設定部は、前記物質弁別画像に基づいて表示条件を設定する。表示制御部は、前記物質弁別画像に基づく単色Ｘ線画像を、前記表示条件で表示させる。

図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係る処理フローの一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係るＲＯＩの設定について説明するための図である。 図５は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照しながら、医用画像処理装置、Ｘ線ＣＴ装置、医用画像処理方法及びプログラムの実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態では、図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１０及び医用画像処理装置２０を含んだ医用画像処理システム１を例として説明する。図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システム１の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態では、図１に示すＸ線ＣＴ装置１０により収集された投影データに基づいて後述の各処理が実行されるものとして説明する。Ｘ線ＣＴ装置１０及び医用画像処理装置２０は、ネットワークＮＷを介して相互に接続される。

なお、ネットワークＮＷを介して接続可能であれば、Ｘ線ＣＴ装置１０及び医用画像処理装置２０が設置される場所は任意である。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１０及び医用画像処理装置２０は、互いに異なる施設内に設置されていてもよい。即ち、ネットワークＮＷは、施設内で閉じたローカルネットワークにより構成されてもよいし、インターネットを介したネットワークであってもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置１０と医用画像処理装置２０との間の通信は、画像保管装置等の他の装置を介して行なわれてもよいし、他の装置を介さず直接的に行なわれてもよい。このような画像保管装置の例としては、例えば、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）のサーバが挙げられる。

医用画像処理装置２０は、Ｘ線ＣＴ装置１０によるスキャンの結果に基づいて、単色Ｘ線画像の表示を行なう装置である。本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１０においてデュアルエナジーのスキャンが行なわれ、医用画像処理装置２０において単色Ｘ線画像の生成及び表示が行なわれる場合を一例としてについて説明する。医用画像処理装置２０は、例えば、図１に示すように、メモリ２１、ディスプレイ２２、入力インタフェース２３及び処理回路２４を備える。

メモリ２１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ２１は、医用画像処理装置２０に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。また、メモリ２１は、Ｘ線ＣＴ装置１０から受信したデータ、及び、処理回路２４によって生成されたデータを記憶する。なお、メモリ２１は、医用画像処理装置２０とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。

ディスプレイ２２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ２２は、処理回路２４によって生成された単色Ｘ線画像を表示する。また、例えば、ディスプレイ２２は、入力インタフェース２３を介してユーザから各種の指示や設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する。例えば、ディスプレイ２２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。ディスプレイ２２は、デスクトップ型でもよいし、医用画像処理装置２０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

入力インタフェース２３は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路２４に出力する。例えば、入力インタフェース２３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インタフェース２３は、医用画像処理装置２０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インタフェース２３は、モーションキャプチャによりユーザからの入力操作を受け付ける回路であっても構わない。一例を挙げると、入力インタフェース２３は、トラッカーを介して取得した信号やユーザについて収集された画像を処理することにより、ユーザの体動や視線等を入力操作として受け付けることができる。また、入力インタフェース２３は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、医用画像処理装置２０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路２４へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース２３の例に含まれる。

処理回路２４は、取得機能２４１、設定機能２４２及び表示制御機能２４３を実行することで、医用画像処理装置２０全体の動作を制御する。ここで、取得機能２４１は、取得部の一例である。また、設定機能２４２は、設定部の一例である。また、表示制御機能２４３は、表示制御部の一例である。

例えば、処理回路２４は、取得機能２４１に対応するプログラムをメモリ２１から読み出して実行することにより、物質弁別画像を取得する。例えば、取得機能２４１は、Ｘ線ＣＴ装置１０によって収集された投影データをネットワークＮＷを介して取得し、物質弁別処理を実行することで、物質弁別画像を生成する。また、処理回路２４は、設定機能２４２に対応するプログラムをメモリ２１から読み出して実行することにより、物質弁別画像に基づいて、単色Ｘ線画像の表示条件を設定する。言い換えると、設定機能２４２は、単色Ｘ線画像の表示態様を決定する。また、処理回路２４は、表示制御機能２４３に対応するプログラムをメモリ２１から読み出して実行することにより、単色Ｘ線画像を生成してディスプレイ２２に表示させる。取得機能２４１、設定機能２４２及び表示制御機能２４３による処理の詳細は後述する。

図１に示す医用画像処理装置２０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ２１へ記憶されている。処理回路２４は、メモリ２１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路２４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

なお、図１においては単一の処理回路２４にて、取得機能２４１、設定機能２４２及び表示制御機能２４３が実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路２４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路２４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

また、処理回路２４は、ネットワークＮＷを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路２４は、メモリ２１から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、医用画像処理装置２０とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群（クラウド）を計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現する。

次に、Ｘ線ＣＴ装置１０について、図２を用いて説明する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の構成の一例を示すブロック図である。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１０は、架台装置１１０と、寝台装置１３０と、コンソール装置１４０とを有する。

図２においては、非チルト状態での回転フレーム１１３の回転軸又は寝台装置１３０の天板１３３の長手方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。なお、図２は、説明のために架台装置１１０を複数方向から描画したものであり、Ｘ線ＣＴ装置１０が架台装置１１０を１つ有する場合を示す。

架台装置１１０は、Ｘ線管１１１と、Ｘ線検出器１１２と、回転フレーム１１３と、Ｘ線高電圧装置１１４と、制御装置１１５と、ウェッジ１１６と、コリメータ１１７と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）１１８とを有する。

Ｘ線管１１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１１１は、Ｘ線高電圧装置１１４からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。

Ｘ線検出器１１２は、Ｘ線管１１１から照射されて被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した信号をＤＡＳ１１８へと出力する。Ｘ線検出器１１２は、例えば、Ｘ線管１１１の焦点を中心とした１つの円弧に沿ってチャンネル方向（チャネル方向）に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。Ｘ線検出器１１２は、例えば、チャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向（スライス方向、roｗ方向）に複数配列された構造を有する。

例えば、Ｘ線検出器１１２は、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器１１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

回転フレーム１１３は、Ｘ線管１１１とＸ線検出器１１２とを対向支持し、制御装置１１５によってＸ線管１１１とＸ線検出器１１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１１３は、Ｘ線管１１１及びＸ線検出器１１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１１４やウェッジ１１６、コリメータ１１７、ＤＡＳ１１８等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１１３は、図２において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。以下では、架台装置１１０において、回転フレーム１１３、及び、回転フレーム１１３と共に回転移動する部分を、回転部とも記載する。

Ｘ線高電圧装置１１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１１が発生するＸ線に応じた出力電圧の制御を行なうＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、Ｘ線高電圧装置１１４は、回転フレーム１１３に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。

制御装置１１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１１５は、入力インタフェース１４３からの入力信号を受けて、架台装置１１０及び寝台装置１３０の動作制御を行なう。例えば、制御装置１１５は、回転フレーム１１３の回転や架台装置１１０のチルト、寝台装置１３０の動作等について制御を行なう。一例を挙げると、制御装置１１５は、架台装置１１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、Ｘ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１１３を回転させる。なお、制御装置１１５は架台装置１１０に設けられてもよいし、コンソール装置１４０に設けられてもよい。

ウェッジ１１６は、Ｘ線管１１１から照射されたＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１１６は、Ｘ線管１１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１１から照射されたＸ線を減衰させるＸ線フィルタである。例えば、ウェッジ１１６は、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工して作製される。

コリメータ１１７は、ウェッジ１１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ１１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。また、図２においては、Ｘ線管１１１とコリメータ１１７との間にウェッジ１１６が配置される場合を示すが、Ｘ線管１１１とウェッジ１１６との間にコリメータ１１７が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ１１６は、Ｘ線管１１１から照射され、コリメータ１１７により照射範囲が制限されたＸ線を透過して減衰させる。

ＤＡＳ１１８は、Ｘ線検出器１１２が有する各検出素子によって検出されるＸ線の信号を収集する。例えば、ＤＡＳ１１８は、各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行なう増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。ＤＡＳ１１８は、例えば、プロセッサにより実現される。

ＤＡＳ１１８が生成したデータは、回転フレーム１１３に設けられた発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１１０の非回転部分（例えば、固定フレーム等。図２での図示は省略している）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置１４０へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム１１３を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム１１３から架台装置１１０の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型の如何なるデータ伝送方式を採用してもよいし、接触型のデータ伝送方式を採用しても構わない。

寝台装置１３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台１３１と、寝台駆動装置１３２と、天板１３３と、支持フレーム１３４とを有する。基台１３１は、支持フレーム１３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置１３２は、被検体Ｐが載置された天板１３３を、天板１３３の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム１３４の上面に設けられた天板１３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置１３２は、天板１３３に加え、支持フレーム１３４を天板１３３の長軸方向に移動してもよい。

コンソール装置１４０は、メモリ１４１と、ディスプレイ１４２と、入力インタフェース１４３と、処理回路１４４とを有する。なお、コンソール装置１４０は架台装置１１０とは別体として説明するが、架台装置１１０にコンソール装置１４０又はコンソール装置１４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。

メモリ１４１は、上述したメモリ２１と同様にして構成することができる。例えば、メモリ１４１は、被検体Ｐから収集された各種データの保存を行なったり、Ｘ線ＣＴ装置１０に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶したりする。

ディスプレイ１４２は、上述したディスプレイ２２と同様にして構成することができる。例えば、ディスプレイ１４２は、ユーザから各種の指示や設定等を受け付けるためのＧＵＩを表示させることができる。

入力インタフェース１４３は、上述した入力インタフェース２３と同様にして構成することができる。例えば、入力インタフェース１４３は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路１４４に出力する。

処理回路１４４は、制御機能１４４ａ、収集機能１４４ｂ及び出力機能１４４ｃを実行することで、Ｘ線ＣＴ装置１０全体の動作を制御する。

例えば、処理回路１４４は、制御機能１４４ａに対応するプログラムをメモリ１４１から読み出して実行することにより、入力インタフェース１４３を介してユーザから受け付けた各種の入力操作に基づいて、収集機能１４４ｂ、出力機能１４４ｃといった各種の機能を制御する。

また、例えば、処理回路１４４は、収集機能１４４ｂに対応するプログラムをメモリ１４１から読み出して実行することにより、被検体Ｐに対するスキャンを実行する。例えば、収集機能１４４ｂは、Ｘ線高電圧装置１１４を制御することにより、Ｘ線管１１１に高電圧を供給する。これにより、Ｘ線管１１１は、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。また、収集機能１４４ｂは、寝台駆動装置１３２を制御することにより、被検体Ｐを架台装置１１０の撮影口内へ移動させる。また、収集機能１４４ｂは、ウェッジ１１６の位置、及び、コリメータ１１７の開口度及び位置を調整することで、被検体Ｐに照射されるＸ線の分布を制御する。また、収集機能１４４ｂは、制御装置１１５を制御することにより回転部を回転させる。また、収集機能１４４ｂによってスキャンが実行される間、ＤＡＳ１１８は、Ｘ線検出器１１２における各検出素子からＸ線の信号を収集し、検出データを生成する。

また、収集機能１４４ｂは、ＤＡＳ１１８から出力された検出データに対して、前処理を施す。例えば、収集機能１４４ｂは、ＤＡＳ１１８から出力された検出データに対して、対数変換処理やオフセット補正処理、チャンネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施す。なお、前処理を施した後のデータについては生データとも記載する。また、前処理を施す前の検出データ及び前処理を施した後の生データを総称して、投影データとも記載する。

また、例えば、処理回路１４４は、出力機能１４４ｃに対応するプログラムをメモリ１４１から読み出して実行することにより、被検体Ｐから収集された各種のデータを出力する。例えば、出力機能１４４ｃは、被検体Ｐに対するスキャンを実行することで収集されたデータを、ネットワークＮＷを介して、医用画像処理装置２０に送信する。また、例えば、出力機能１４４ｃは、ディスプレイ１４２における表示の制御を行なう。

図２に示すＸ線ＣＴ装置１０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１４１へ記憶されている。処理回路１４４は、メモリ１４１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路１４４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

なお、図２においては単一の処理回路１４４にて、制御機能１４４ａ、収集機能１４４ｂ及び出力機能１４４ｃが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１４４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路１４４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

また、処理回路１４４は、ネットワークＮＷを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路１４４は、メモリ１４１から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、Ｘ線ＣＴ装置１０とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群（クラウド）を計算資源として利用することにより、図２に示す各機能を実現する。

以上、Ｘ線ＣＴ装置１０及び医用画像処理装置２０を含んだ医用画像処理システム１の構成例について説明した。かかる構成の下、医用画像処理装置２０における処理回路２４は、以下で説明する処理によって、単色Ｘ線画像の読影効率を向上させる。

まず、被検体Ｐから投影データを収集し、基準物質画像を生成するまでの一連の処理について説明する。Ｘ線ＣＴ装置１０における収集機能１４４ｂは、被検体Ｐに対するスキャンを行なって投影データを収集する。ここで、収集機能１４４ｂは、被検体Ｐに対して、デュアルエナジーのスキャンを実行することができる。デュアルエナジーは、異なるＸ線エネルギーのそれぞれに対応した投影データを収集する技術である。

デュアルエナジーの方式については特に限定されるものではないが、収集機能１４４ｂは、例えば、２回転方式や、Ｆａｓｔ－ｋＶスイッチング、デュアルレイヤー、デュアルソース、スプリットといった方式により、デュアルエナジーのスキャンを実行することができる。

２回転方式でデュアルエナジー収集を実行する場合、収集機能１４４ｂは、エネルギーＥ１のＸ線を用いて１回目のスキャンを行なった後、エネルギーＥ２のＸ線を用いて２回目のスキャンを行なう。なお、エネルギーＥ２は、エネルギーＥ１と異なるＸ線エネルギーである。例えば、収集機能１４４ｂは、Ｘ線高電圧装置１１４を制御し、Ｘ線管１１１に供給する管電圧を制御することで、エネルギーＥ１とエネルギーＥ２との切り替えを行なうことができる。これにより、収集機能１４４ｂは、１回目のスキャンにおいてエネルギーＥ１に対応する投影データを収集し、２回目のスキャンにおいてエネルギーＥ２に対応する投影データを収集することができる。例えば、収集機能１４４ｂは、エネルギーＥ１のＸ線を用いたボリュームスキャンと、エネルギーＥ２のＸ線を用いたボリュームスキャンとを行なうことにより、エネルギーＥ１に対応する投影データとエネルギーＥ２に対応する投影データとをそれぞれ収集することができる。なお、２回転方式のデュアルエナジー収集については、Ｓｌｏｗ－ｋＶスイッチングと記載される場合がある。

Ｆａｓｔ－ｋＶスイッチングの方式でデュアルエナジー収集を実行する場合、収集機能１４４ｂは、１回のスキャンの中でビューごとにＸ線のエネルギーを変化させて、エネルギーＥ１に対応する投影データとエネルギーＥ２に対応する投影データとを略同時に収集する。即ち、スキャン中、Ｘ線管１１１は図２に示したＺ軸を回転軸として被検体Ｐの周囲を回転し、照射角度を変えながら被検体ＰにＸ線を照射する。ここで、収集機能１４４ｂは、照射角度（ビュー）ごとに、Ｘ線のエネルギーをエネルギーＥ１とエネルギーＥ２との間で高速に切り替えることで、エネルギーＥ１に対応する投影データとエネルギーＥ２に対応する投影データとを収集する。

デュアルレイヤーの方式でデュアルエナジー収集を実行する場合、Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線検出器１１２として、積層型検出器を備える。例えば、Ｘ線検出器１１２は、第１の層１１２ａと、第２の層１１２ｂとから構成され、Ｘ線管１１１から照射されたＸ線を分光して検出する。例えば、第１の層１１２ａはエネルギーＥ１のＸ線を検出し、第２の層１１２ｂは、第１の層１１２ａを透過したエネルギーＥ２のＸ線を検出する。この場合、収集機能１４４ｂは、第１の層１１２ａからの出力に基づいてエネルギーＥ１に対応する投影データを収集し、第２の層１１２ｂからの出力に基づいてエネルギーＥ２に対応する投影データを収集することができる。

デュアルソースの方式でデュアルエナジー収集を実行する場合、Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線管１１１として、第１のＸ線管１１１ａ及び第２のＸ線管１１１ｂを備える。また、Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線検出器１１２として、第１のＸ線管１１１ａから照射されたＸ線を検出する第１のＸ線検出器１１２ｃと、第２のＸ線管１１１ｂから照射されたＸ線を検出する第２のＸ線検出器１１２ｄとを備える。この場合、収集機能１４４ｂは、第１のＸ線管１１１ａからエネルギーＥ１のＸ線を照射させ、第２のＸ線管１１１ｂからエネルギーＥ２のＸ線を照射させる。これにより、収集機能１４４ｂは、第１のＸ線検出器１１２ｃからの出力に基づいてエネルギーＥ１に対応する投影データを収集し、第２のＸ線検出器１１２ｄからの出力に基づいてエネルギーＥ２に対応する投影データを収集することができる。

スプリット方式でデュアルエナジー収集を実行する場合、Ｘ線ＣＴ装置１０は、ウェッジ１１６として、Ｘ線管１１１から照射されたＸ線をエネルギーの異なる複数のＸ線に分割するフィルタを備える。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１０は、ウェッジ１１６として、Ｘ線フィルタ１１６ａ及びＸ線フィルタ１１６ｂを備える。この場合、収集機能１４４ｂは、Ｘ線管１１１から照射されてＸ線フィルタ１１６ａを透過したＸ線の検出結果に基づいてエネルギーＥ１に対応する投影データを収集し、Ｘ線管１１１から照射されてＸ線フィルタ１１６ｂを透過したＸ線の検出結果に基づいてエネルギーＥ２に対応する投影データを収集することができる。

上述した通り、収集機能１４４ｂは、デュアルエナジーのスキャンを実行し、エネルギーＥ１及びエネルギーＥ２に対応する投影データを収集する。また、収集機能１４４ｂは、収集した投影データに対して、対数変換処理やオフセット補正処理、チャンネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施す。出力機能１４４ｃは、収集機能１４４ｂによって収集された投影データを医用画像処理装置２０に対して送信する。

取得機能２４１は、Ｘ線ＣＴ装置１０から送信された投影データを、ネットワークＮＷを介して取得する。例えば、取得機能２４１は、エネルギーＥ１に対応する投影データと、エネルギーＥ２に対応する投影データとをそれぞれ取得する。また、取得機能２４１は、取得した投影データに基づいて物質弁別処理を実行し、物質弁別画像を生成する。

例えば、取得機能２４１は、Ｘ線ＣＴ装置１０から取得した投影データを、複数の基準物質それぞれの投影データに分離する。以下では、基準物質ごとに分離された投影データを、線積分データとも記載する。例えば、取得機能２４１は、Ｘ線ＣＴ装置１０から取得した投影データを、第１基準物質の線積分データと、第２基準物質の線積分データとに分離する。なお、基準物質は、様々なエネルギーにおける減弱係数（線減弱係数や質量減弱係数）が既知である物質から設定される。基準物質の具体例については特に限定されるものではないが、一例として、カルシウム（Ｃａ）を第１基準物質とし、水を第２基準物質として設定することができる。

このような分離処理は、任意のエネルギーＥにおける撮影部位のある位置の減弱係数が、エネルギーＥにおける２つの基準物質それぞれの減弱係数と、当該位置に存在する２つの基準物質それぞれの存在率とで表せるという前提に基づくものである。ここで、Ｘ線透過線ｌにおける第１基準物質の存在率ｃ１の線積分及び第２基準物質の存在率ｃ２の線積分それぞれを、第１線積分データ及び第２線積分データとする。また、多色である高エネルギーにおける第１基準物質の平均減弱係数及び第２基準物質の平均減弱係数それぞれを、高エネルギー第１平均減弱係数及び高エネルギー第２平均減弱係数とする。また、多色である低エネルギーにおける第１基準物質の平均減弱係数及び第２基準物質の平均減弱係数それぞれを、低エネルギー第１平均減弱係数及び低エネルギー第２平均減弱係数とする。また、Ｘ線透過線ｌにおける高エネルギー照射時のビームハードニングによる誤差及び低エネルギー照射時のビームハードニングによる誤差それぞれを、高エネルギー誤差及び低エネルギー誤差とする。

取得機能２４１は、高エネルギー第１平均減弱係数、第１線積分データ、高エネルギー第２平均減弱係数、第２線積分データ及び高エネルギー誤差を用いた式により、高エネルギー投影データを近似する。また、取得機能２４１は、低エネルギー第１平均減弱係数、第１線積分データ、低エネルギー第２平均減弱係数、第２線積分データ及び低エネルギー誤差を用いた式により、低エネルギー投影データを近似する。そして、取得機能２４１は、かかる２つの近似式を反復的に解法することで、第１線積分データ及び第２線積分データを求める。

次に、取得機能２４１は、線積分データに基づいて物質弁別画像を生成する。例えば、取得機能２４１は、第１線積分データから第１基準物質の基準物質画像を再構成する。一例を挙げると、取得機能２４１は、第１線積分データを逆投影処理することで第１基準物質の基準物質画像を再構成することができる。また、取得機能２４１は、第２線積分データから第２基準物質の基準物質画像を再構成する。基準物質画像は、物質弁別画像の一例である。基準物質画像の各画素（ピクセル又はボクセル）の画素値は、当該画素に存在する基準物質の存在率を示す。

以下では、第１基準物質の基準物質画像を基準物質画像Ｉ１１とし、第２基準物質の基準物質画像を基準物質画像Ｉ１２とする。基準物質画像Ｉ１１の画素ｉの画素値は、画素ｉにおける第１基準物質の存在率ｃ１となる。また、基準物質画像Ｉ１２の画素ｉの画素値は、画素ｉにおける第２基準物質の存在率ｃ２となる。

なお、第１線積分データ及び第２線積分データへの分離処理を取得機能２４１が行なうものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、分離処理はＸ線ＣＴ装置１０において行なわれ、取得機能２４１は、ネットワークＮＷを介して第１線積分データ及び第２線積分データを取得することとしてもよい。また、例えば、基準物質画像Ｉ１１及び基準物質画像Ｉ１２の生成処理はＸ線ＣＴ装置１０において行なわれ、取得機能２４１は、ネットワークＮＷを介して基準物質画像Ｉ１１及び基準物質画像Ｉ１２を取得することとしてもよい。

次に、単色Ｘ線画像の生成処理について説明する。以下では、エネルギーＥ３に対応する単色Ｘ線画像を生成する場合について説明する。エネルギーＥ３は、デュアルエナジー収集に用いられたＸ線のエネルギー（エネルギーＥ１、エネルギーＥ２）と同じでもよいし、異なっていてもよい。エネルギーＥ３は、例えば読影医等のユーザが設定することができる任意の値である。例えば、ユーザは、入力インタフェース２３を介して、任意の管電圧値（ｋｅＶ）をエネルギーＥ３の値として入力することできる。

例えば、画素ｉの位置座標を（ｘ,ｙ）とする。また、画素ｉにおける基準物質画像Ｉ１１の画素値（第１基準物質の存在率）を「ｃ１（ｘ,ｙ）」とし、画素ｉにおける基準物質画像Ｉ１２の画素値（第２基準物質の存在率）を「ｃ２（ｘ，ｙ）」とする。また、任意のエネルギーＥにおける第１基準物質の線減弱係数を「μ１（Ｅ）」とする。また、任意のエネルギーＥにおける第２基準物質の線減弱係数を「μ２（Ｅ）」とする。かかる場合、任意のエネルギーＥでの画素ｉにおける線減弱係数「μ（Ｅ，ｘ，ｙ）」は、２つの基準物質画像を用いて、以下の式（１）により求めることができる。

また、任意のエネルギーＥでの画素ｉにおけるＣＴ値「ＣＴ♯（Ｅ，ｘ，ｙ）」は、式（１）により求められる「μ（Ｅ，ｘ，ｙ）」と、エネルギーＥにおける水の線減弱係数「μ_{ｗａｔｅｒ}（Ｅ）」とを、以下の式（２）に代入することで求まる。

表示制御機能２４３は、基準物質画像と、式（１）及び式（２）とを用いて、任意のエネルギーＥにおける単色Ｘ線画像を生成することができる。すなわち、２つの基準物質画像が取得されれば、式（１）より任意のエネルギーＥでの線減弱係数を求めることができ、この線減弱係数を式（２）に代入することでＣＴ値を求めることができる。表示制御機能２４３は、かかる処理を画素ごとに行なうことで、任意のエネルギーＥに対応する単色Ｘ線画像を生成することができる。例えば、表示制御機能２４３は、ユーザが任意に設定したエネルギーＥ３に対応する単色Ｘ線画像Ｉ２１を生成し、ディスプレイ２２に表示させることができる。

ここで、表示制御機能２４３は、設定された表示条件に従って単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を行なう。例えば、単色Ｘ線画像Ｉ２１の各画素が有するＣＴ値のうち、設定されたウィンドウ内の各ＣＴ値に対して白色から黒色までの階調を割り当てることで、グレースケール画像を表示させることができる。ここで、ウィンドウは、例えばウィンドウレベル（Window level：ＷＬ）及びウィンドウ幅（Window Width：ＷＷ）によって規定される。即ち、表示制御機能２４３は、表示条件として設定されたＷＬ及びＷＷに従って、単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を行なうことができる。ＷＬにより、画像全体の明るさを調整することができる。また、ＷＷにより、画像全体のコントラストを調整することができる。

ここで、単色Ｘ線画像Ｉ２１の読影時には、エネルギーＥ３の値（ｋｅＶ等）が変更される場合がある。また、単色Ｘ線画像Ｉ２１はボリュームデータであるところ、ディスプレイ２２においては、通常、単色Ｘ線画像Ｉ２１において選択されたスライスが表示される。ここで、単色Ｘ線画像Ｉ２１の読影時には、表示させるスライスの位置が変更される場合がある。

このように、エネルギーＥ３の値やスライスが変更された場合、効率的な読影作業を継続するためには、ＷＬやＷＷのような表示条件を調整することが好ましい。しかしながら、エネルギーＥ３の値やスライスを変更する度に表示条件を手動で調整するというのはユーザにとっての負担であり、読影作業が煩雑となってしまう。そこで、設定機能２４２は、物質弁別画像に基づいて単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示条件を設定し、表示制御機能２４３は、設定機能２４２により設定された表示条件で単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を行なうことで、単色Ｘ線画像Ｉ２１の読影効率を向上させる。

例えば、設定機能２４２は、図３に示すように、基準物質画像Ｉ１１及び基準物質画像Ｉ１２に基づいて、単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示条件を設定する。図３は、第１の実施形態に係る処理フローの一例を示す図である。

例えば、設定機能２４２は、まず、ＲＯＩ（Region Of Interest）の設定を行なう。例えば、設定機能２４２は、基準物質画像Ｉ１１又は基準物質画像Ｉ１２に対してＲＯＩを設定する。

或いは、設定機能２４２は、第１基準物質と第２基準物質との存在比率の分布に対してＲＯＩを設定してもよい。即ち、基準物質画像Ｉ１１は第１基準物質の存在率の分布を示し、基準物質画像Ｉ１２は第２基準物質の存在率の分布を示すものであるところ、設定機能２４２は、基準物質画像Ｉ１１及び基準物質画像Ｉ１２に基づいて、第１基準物質に対する第２基準物質の存在比率の分布、或いは、第２基準物質に対する第１基準物質の存在比率の分布を算出し、ＲＯＩを設定することができる。

或いは、設定機能２４２は、線減弱係数の分布に対してＲＯＩを設定してもよい。即ち、第１基準物質及び第２基準物質は線減弱係数が既知である物質から設定されていることから、上述した第１基準物質に対する第２基準物質の存在比率の分布、或いは、第２基準物質に対する第１基準物質の存在比率の分布に基づいて線減弱係数の分布を算出し、ＲＯＩを設定することができる。

例えば、ＲＯＩは、ユーザからの入力操作に基づいて設定される。例えば、表示制御機能２４３は、基準物質画像Ｉ１１、基準物質画像Ｉ１２、第１基準物質に対する第２基準物質の存在比率の分布、第２基準物質に対する第１基準物質の存在比率の分布、及び、線減弱係数の分布のいずれかをディスプレイ２２に表示させる。或いは、表示制御機能２４３は、単色Ｘ線画像Ｉ３をディスプレイ２２に表示させる。或いは、表示制御機能２４３は、エネルギーＥ１の投影データに基づく再構成画像又はエネルギーＥ２の投影データに基づく再構成画像をディスプレイ２２に表示させる。そして、ユーザは、ディスプレイ２２の表示を参照しつつＲＯＩを設定することができる。

より具体的には、上述したＲＯＩは、臓器中における腫瘍等の疾患に対して設定してもよいし、疾患が含まれる臓器に対して設定してもよい。例えば、ＲＯＩは、臓器中における腫瘍を含む矩形領域として設定される。別の例を挙げると、ＲＯＩは、疾患が含まれる臓器を含む矩形領域として設定される。なお、この場合、ＲＯＩには、疾患が含まれる臓器以外の背景領域（Background）が含まれることとなる。別の例を挙げると、ＲＯＩは、疾患が含まれる臓器の輪郭で囲まれた領域として設定される。

また、ＲＯＩは、再構成関数に基づいて設定してもよい。即ち、基準物質画像Ｉ１１等の再構成は、撮影対象部位ごとに設定された再構成関数に基づいて実行される場合がある。例えば、撮影対象部位が被検体Ｐの胴体部であれば、再構成関数としてＢｏｄｙ関数が用いられる。また、撮影対象部位が被検体Ｐの肺であれば、再構成関数として肺野関数が用いられる。設定機能２４２は、このような再構成関数に基づいて、ＲＯＩを設定することができる。例えば、肺野関数が用いられる場合、設定機能２４２は、撮影対象部位が肺であると判定し、肺野領域の抽出処理を行なうことで、ＲＯＩを設定することができる。

また、ＲＯＩは、撮影プロトコルに基づいて設定してもよい。即ち、Ｘ線ＣＴ装置１０によるスキャンは、撮影対象部位ごとに設定された撮影プロトコルに従って実行される場合がある。設定機能２４２は、このようなに撮影プロトコルに基づいて、ＲＯＩを設定することができる。例えば、肺野用の撮影プロトコルが用いられる場合、設定機能２４２は、撮影対象部位が肺であると判定し、肺野領域の抽出処理を行なうことで、ＲＯＩを設定することができる。

なお、ＲＯＩを設定する対象（抽出処理の対象）は、上述した基準物質画像Ｉ１１や基準物質画像Ｉ１２、第１基準物質に対する第２基準物質の存在比率の分布、第２基準物質に対する第１基準物質の存在比率の分布、線減弱係数の分布のいずれであってもよい。また、抽出処理の手法については特に限定されるわけではないが、例としては、ＣＴ値に基づく大津の二値化法、領域拡張法、スネーク法、グラフカット法、ミーンシフト法など挙げることができる。

また、ＲＯＩは、ＣＴ値のヒストグラムに基づいて設定してもよい。例えば、設定機能２４２は、単色Ｘ線画像Ｉ３、或いは、エネルギーＥ１の投影データに基づく再構成画像、エネルギーＥ２の投影データに基づく再構成画像など、画素値としてＣＴ値を有する画像について、図４に示すようなヒストグラムを取得する。例えば、設定機能２４２は、横軸をＣＴ値とするヒストグラムに対して、各ＣＴ値を有する画素の数（頻度）をプロットすることで、ヒストグラムを取得する。図４は、第１の実施形態に係るＲＯＩの設定について説明するための図である。

次に、設定機能２４２は、ヒストグラム上で、ＲＯＩに対応する範囲を特定する。なお、図４においては、範囲Ｑ２を特定する場合について説明する。この場合、設定機能２４２は、範囲Ｑ２に含まれるＣＴ値を有する画素群を、ＲＯＩとして取得することができる。例えば、撮影対象部位が肺である場合、範囲Ｑ２に含まれるＣＴ値を有する画素群は肺野に対応し、範囲Ｑ１に含まれるＣＴ値を有する画素群は、肺野以外の背景領域に対応することとなる。

そして、設定機能２４２は、設定したＲＯＩに基づいて、表示条件を設定する。例えば、設定機能２４２は、まず、表示条件テーブルを取得する。表示条件テーブルは、例えば、ＲＯＩに基づく値と、エネルギーＥ３と、表示条件とが対応付けられたテーブルである。表示条件テーブルは、例えばメモリ２１に記憶される。

ここで、ＲＯＩに基づく値は、例えば、ＲＯＩ内における第１基準物質の存在比率の統計値、及び、ＲＯＩ内における第２基準物質の存在比率の統計値である。以下、ＲＯＩ内における第１基準物質の存在比率の統計値を値ＲＡ１とする。値ＲＡ１は、例えば、ＲＯＩ内における第１基準物質の存在比率の平均値や中央値、合算値などである。同様に、以下では、ＲＯＩ内における第２基準物質の存在比率の統計値を値ＲＢ１とする。

かかる場合、表示条件テーブルにおいては、値ＲＡ１と、値ＲＢ１と、エネルギーＥ３との組み合わせごとに、ＷＬが設定される。そして、設定機能２４２は、設定したＲＯＩに基づいて値ＲＡ１及び値ＲＢ１を取得し、ユーザからの入力操作等に基づいてエネルギーＥ３を取得し、表示条件テーブルと比較することで、ＷＬを設定することができる。

別の例を挙げると、ＲＯＩに基づく値は、例えば、ＲＯＩ内における線減弱係数の統計値である。以下、ＲＯＩ内における線減弱係数の統計値を値ＲＣ１とする。値ＲＣ１は、例えば、ＲＯＩ内における線減弱係数の平均値や中央値、合算値などである。かかる場合、表示条件テーブルにおいては、値ＲＣ１と、エネルギーＥ３との組み合わせごとに、ＷＬが設定される。そして、設定機能２４２は、設定したＲＯＩに基づいて値ＲＣ１を取得し、ユーザからの入力操作等に基づいてエネルギーＥ３を取得し、表示条件テーブルと比較することで、ＷＬを設定することができる。

ＷＬを設定する場合について説明したが、表示条件テーブルを用いて、ＷＷを設定することも可能である。この場合、ＲＯＩに基づく値として、例えば、ＲＯＩ内における第１基準物質の存在比率のばらつきを示す値、及び、ＲＯＩ内における第２基準物質の存在比率のばらつきを示す値が設定される。以下、ＲＯＩ内における第１基準物質の存在比率のばらつきを示す値を値ＲＡ２とする。値ＲＡ２は、例えば、ＲＯＩ内における第１基準物質の存在比率の標準偏差（ＳＤ）などである。同様に、以下では、ＲＯＩ内における第２基準物質の存在比率のばらつきを示す値を値ＲＢ２とする。かかる場合、表示条件テーブルにおいては、値ＲＡ２と、値ＲＢ２との組み合わせごとに、ＷＷが設定される。そして、設定機能２４２は、設定したＲＯＩに基づいて値ＲＡ２及び値ＲＢ２を取得し、表示条件テーブルと比較することで、ＷＷを設定することができる。

別の例を挙げると、ＲＯＩに基づく値として、ＲＯＩ内における線減弱係数のばらつきを示す値が設定される。以下、ＲＯＩ内における線減弱係数のばらつきを示す値を値ＲＣ２とする。値ＲＣ２は、例えば、ＲＯＩ内における線減弱係数の標準偏差（ＳＤ）などである。かかる場合、表示条件テーブルにおいては、値ＲＣ２ごとにＷＷが設定される。そして、設定機能２４２は、設定したＲＯＩに基づいて値ＲＣ２を取得し、表示条件テーブルと比較することで、ＷＷを設定することができる。

なお、表示条件テーブルにおいては、上述した各種の値（エネルギーＥ３、値ＲＡ１、値ＲＢ１、値ＲＣ１、値ＲＡ２、値ＲＢ２、値ＲＣ２など）が離散的に設定されてもよい。この場合、ユーザが設定したエネルギーＥ３や、ＲＯＩに基づいて取得した値ＲＡ１等の値が、表示条件テーブルに載っていない場合が想定される。かかる場合、設定機能２４２は、前後補間により表示条件を設定することができる。

エネルギーＥ３１と、エネルギーＥ３１より高いエネルギーＥ３２についての表示条件が表示条件テーブルにおいて設定され、エネルギーＥ３１とエネルギーＥ３２との間の値であるエネルギーＥ３３がユーザにより設定された場合について説明する。ここで、表示条件テーブルにおいて、エネルギーＥ３１に対する表示条件としてＷＬ１が設定され、エネルギーＥ３２に対する表示条件として、ＷＬ１と異なるＷＬ２が設定されている場合、設定機能２４２は、ＷＬ１とＷＬ２との平均値を、エネルギーＥ３３に対する表示条件として設定することができる。

なお、表示条件テーブルに基づいて表示条件を設定する場合について説明したが、設定機能２４２は、表示条件テーブルを用いずに表示条件を設定することもできる。例えば、設定機能２４２は、上述したＲＯＩに基づく値と、エネルギーＥ３と、表示条件との関係を示した計算式を用いて、表示条件を設定することができる。例えば、設定機能２４２は、基準となるＷＬの値（定数）に対し、上述した値ＲＡ１や値ＲＢ１、値ＲＣ１、エネルギーＥ３などに応じた係数（Ｓｃａｌｉｎｇ）を乗じることで、表示条件としてのＷＬを設定してもよい。即ち、設定機能２４２は、「ＷＬ＝基準ＷＬ×Ｓｃａｌｉｎｇ」の計算式により、ＷＬを設定することができる。

ここで、設定機能２４２は、単色Ｘ線画像Ｉ２１のスライスごとに表示条件を設定することができる。具体的には、設定機能２４２は、上述したＲＯＩを単色Ｘ線画像Ｉ２１のスライスごとに設定する。例えば、図４に示したように、スライスＺ１とスライスＺ２とでは、設定されるＲＯＩが変化する。この場合、設定機能２４２は、スライスごとに異なるＲＯＩに基づいて、スライスごとに異なる表示条件を設定することができる。また、設定機能２４２は、エネルギーＥ３の値ごとに、表示条件を設定することができる。

そして、表示制御機能２４３は、設定機能２４２により設定された表示条件に基づいて、単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を行なう。例えば、表示制御機能２４３は、単色Ｘ線画像Ｉ２１の各画素が有するＣＴ値のうち、設定機能２４２により設定されたＷＷ及びＷＬで規定されるウィンドウ内の各ＣＴ値に対して白色から黒色までの階調を割り当てることで、グレースケール画像を表示させることができる。

例えば、表示制御機能２４３は、図４に示すように、単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を行なうか否かの判定を行ない、例えばユーザから単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を行なう旨のコマンド入力を受け付けた場合に、設定機能２４２により設定された表示条件に基づいて、単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を行なう。ここで、表示制御機能２４３は、エネルギーＥ３やスライスの指定をユーザから受け付けてもよい。この場合、表示制御機能２４３は、ユーザにより指定されたエネルギーＥ３及びスライスについて設定された表示条件に基づいて、単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を行なう。また、単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を行なった後、表示制御機能２４３は、エネルギーＥ３やスライスの変更をユーザから受け付けてもよい。この場合、表示制御機能２４３は、変更後のエネルギーＥ３及びスライスについて設定された表示条件に基づいて、単色Ｘ線画像Ｉ２１の表示を継続する。

上述したように、第１の実施形態では、取得機能２４１は、物質弁別画像を取得する。また、設定機能２４２は、物質弁別画像に基づいて表示条件を設定する。また、表示制御機能２４３は、物質弁別画像に基づく単色Ｘ線画像を、設定機能２４２により設定された表示条件で表示させる。これにより、ユーザは、例えばビューアを開いた際などにおいて、自動で表示条件が調整された単色Ｘ線画像を参照することができる。また、医用画像処理装置２０は、単色Ｘ線画像のＸ線エネルギー（エネルギーＥ３）が変更されたり、表示するスライス位置が変更されたりした場合でも、表示条件を自動で調整し、単色Ｘ線画像の読影効率を向上させることができる。

（第２の実施形態）
上述した実施形態では、単色Ｘ線画像としてグレースケール画像を表示させる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、設定機能２４２は、ＷＷ及びＷＬを設定するとともに、設定したＷＷ及びＷＬで規定されるウィンドウ内の各ＣＴ値に対してカラーを割り当てる。即ち、設定機能２４２は、ＷＷ及びＷＬで規定されるウィンドウ内の各ＣＴ値についてのカラーマップを、表示条件として設定する。そして、表示制御機能２４３は、設定されたカラーマップに基づいて、単色Ｘ線画像をカラー画像として表示させることができる。

或いは、設定機能２４２は、設定機能２４２は、ＷＷ及びＷＬを設定するとともに、設定したＷＷ及びＷＬで規定されるウィンドウ内の各ＣＴ値に対して白色から黒色までの階調を割り当て、更に、各画素の画素値（白色から黒色までの階調）に対しカラーを割り当てる。即ち、設定機能２４２は、ＷＷ及びＷＬで規定されるウィンドウ内の各画素値についてのカラーマップを、表示条件として設定する。そして、表示制御機能２４３は、設定されたカラーマップに基づいて、単色Ｘ線画像をカラー画像として表示させることができる。なお、この場合、表示制御機能２４３は、ユーザからの入力操作に応じて、グレースケール画像とカラー画像との切り替え表示を行なうこともできる。

また、上述した実施形態では、表示条件として、少なくともＷＬを設定する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、設定機能２４２は、ＷＷ及びＷＬを設定することに代えて、各ＣＴ値に対するカラーの割り当てを設定することとしてもよい。即ち、設定機能２４２は、単色Ｘ線画像の表示条件としてカラーマップの設定のみを行なってもよい。

また、図１においては、Ｘ線ＣＴ装置１０と医用画像処理装置２０とを別体として説明したが、図５に示すように、医用画像処理装置２０はＸ線ＣＴ装置１０に含まれていてもよい。図５は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の構成の一例を示すブロック図である。

また、図５において、コンソール装置１４０と医用画像処理装置２０とは一部又は全体を統合することとしてもよい。例えば、コンソール装置１４０におけるディスプレイ１４２と医用画像処理装置２０におけるディスプレイ２２とのいずれか一方は省略してもよい。例えば、ディスプレイ２２は省略し、表示制御機能２４３は、ディスプレイ１４２に単色Ｘ線画像を表示させてもよい。また、例えば、コンソール装置１４０における処理回路１４４と医用画像処理装置２０における処理回路２４とのいずれか一方は省略してもよい。例えば、処理回路２４は省略し、上述した取得機能２４１、設定機能２４２及び表示制御機能２４３を、処理回路１４４が実行することとしてもよい。

また、上述した実施形態では、デュアルエナジーのスキャンに基づいて、基準物質画像Ｉ１１、基準物質画像Ｉ１２といった物質弁別画像を取得する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、３種類以上のＸ線エネルギーを用いるマルチエナジーのスキャン、或いは、フォトンカウンティングＣＴにより物質弁別画像を取得する場合についても同様に適用が可能である。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

また、図１においては、単一のメモリ２１が処理回路２４の各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。また、図２においては、単一のメモリ１４１が処理回路１４４の各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ２１を分散して配置し、処理回路２４は、個別のメモリ２１から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。同様に、複数のメモリ１４１を分散して配置し、処理回路１４４は、個別のメモリ１４１から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ２１又はメモリ１４１にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

また、上述した実施形態で説明した医用画像処理方法は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、単色Ｘ線画像の読影効率を向上させることができる。

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、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。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同様に、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。

１ 医用画像処理システム
１０ Ｘ線ＣＴ装置
１４４ 処理回路
２０ 医用画像処理装置
２４ 処理回路
２４１ 取得機能
２４２ 設定機能
２４３ 表示制御機能

Claims (18)

1. 物質弁別画像を取得する取得部と、
   前記物質弁別画像に基づいて表示条件を設定する設定部と、
   前記物質弁別画像に基づく単色Ｘ線画像を、前記表示条件で表示させる表示制御部と
   を備える、医用画像処理装置。
2. 前記取得部は、前記物質弁別画像として、第１基準物質及び第２基準物質それぞれの基準物質画像を取得する、請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記設定部は、ＲＯＩ（Region Of Interest）に基づく値と、前記単色Ｘ線画像のＸ線エネルギーとに基づいて、前記表示条件を設定する、請求項２に記載の医用画像処理装置。
4. 前記設定部は、前記第１基準物質の存在比率の分布又は前記第２基準物質の存在比率の分布に対して、前記ＲＯＩを設定する、請求項３に記載の医用画像処理装置。
5. 前記設定部は、前記ＲＯＩ内における前記第１基準物質の存在比率の統計値、及び、前記ＲＯＩ内における前記第２基準物質の存在比率の統計値を、前記ＲＯＩに基づく値として算出する、請求項４に記載の医用画像処理装置。
6. 前記設定部は、前記ＲＯＩ内における前記第１基準物質の存在比率のばらつきを示す値、及び、前記ＲＯＩ内における前記第２基準物質の存在比率のばらつきを示す値を、前記ＲＯＩに基づく値として更に算出する、請求項５に記載の医用画像処理装置。
7. 前記設定部は、線減弱係数の分布に対して、前記ＲＯＩを設定する、請求項３に記載の医用画像処理装置。
8. 前記設定部は、前記ＲＯＩ内における前記線減弱係数の統計値を、前記ＲＯＩに基づく値として算出する、請求項７に記載の医用画像処理装置。
9. 前記設定部は、前記ＲＯＩ内における前記線減弱係数のばらつきを示す値を、前記ＲＯＩに基づく値として更に算出する、請求項８に記載の医用画像処理装置。
10. 前記設定部は、前記ＲＯＩに基づく値と、前記単色Ｘ線画像のＸ線エネルギーと、前記表示条件とを対応付けた表示条件テーブルを用いて、前記表示条件を設定する、請求項３～９のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
11. 前記設定部は、前記ＲＯＩに基づく値と、前記単色Ｘ線画像のＸ線エネルギーと、前記表示条件との関係を示した計算式を用いて、前記表示条件を設定する、請求項３～９のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
12. 前記設定部は、再構成関数、撮影プロトコル、及び、ＣＴ値のヒストグラムのいずれかに基づいて、前記ＲＯＩを設定する、請求項３～１１のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
13. 前記設定部は、前記表示条件として、ウィンドウレベルを設定する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
14. 前記設定部は、ウィンドウ幅を更に設定する、請求項１３に記載の医用画像処理装置。
15. 前記設定部は、前記表示条件として、カラーマップを設定する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
16. 請求項１～１５のいずれか一項に記載の医用画像処理装置を含む、Ｘ線ＣＴ装置。
17. 物質弁別画像を取得し、
    前記物質弁別画像に基づいて表示条件を設定し、
    前記物質弁別画像に基づく単色Ｘ線画像を、前記表示条件で表示させる
    ことを含む、医用画像処理方法。
18. 請求項１７に記載の医用画像処理方法をコンピュータに実行させる、プログラム。

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