JP2024035994A - Ｘ線ｃｔ装置およびｘ線検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】必要に応じて、エネルギー情報の粒度を下げる代わりに、ＣＴ画像が出力されるまでの所要時間の長期化を防ぎつつ、従来のＣＴ装置よりも高サンプリングレートのスキャンを実施すること。【解決手段】実施形態のＸ線ＣＴ装置は、第１のコンパレータと、第２のコンパレータと、参照信号設定部と、第１の計数部と、第２の計数部と、ビュートリガ信号生成部とを持つ。参照信号設定部は、第１の参照信号と、第２の参照信号とを設定する。第１の計数部は、第１のコンパレータの後段に設けられ、パルスが第１の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する。第２の計数部は、第２のコンパレータの後段に設けられ、パルスが第２の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する。ビュートリガ信号生成部は、第１の計数部に入力される第１のビュートリガ信号と、第２の計数部に入力される第２のビュートリガ信号とを生成する。【選択図】図２

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置およびＸ線検出器に関する。

フォトンカウンティングＣＴ装置（Photon Counting Computed Tomography）のＸ線検出器は、被検体を通過したＸ線により生成されるパルスの波高や電荷について、参照信号（閾値）と比較することでエネルギー弁別を行う。このようなＸ線検出器は、異なる閾値が設定された複数のコンパレータを有し、各コンパレータから出力される信号を個別にカウンタに記録し、ビュートリガ（View Trigger）に応じて同時に読み出すことで、Ｘ線をエネルギー領域ごとに計数できる。

特開２０１３－７５８５号公報 特開２０２１－１１２３８０号公報

心臓の撮影で形態変化を精度よくとらえたい場合や、結石を高空間分解能で撮影したい場合、ＣＴ画像のサンプリングレートの高速化が必要となる。この場合、Ｘ線検出器の各画素においてデータ処理を行う特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit; ＡＳＩＣ）からデータ保存部に伝送するまでの処理の高速化が必要となる。また、サンプリングレートが高速な分、収集されるデータ量が大きくなる。フォトンカウンティング型のＸ線検出器は、従来の積分型検出器の持つ、チャンネル方向、列方向、時間方向の３次元のデータに加え、エネルギーの次元を合わせた４次元のデータが出力されるため、もともとデータ量が積分型検出器と比較して数倍多い。このため、データ伝送に時間がかかるため、ＣＴ画像が出力されるまでに長い時間を要する。

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は、必要に応じて、エネルギー情報の粒度を下げる代わりに、ＣＴ画像が出力されるまでの所要時間の長期化を防ぎつつ、従来のＣＴ装置よりも高サンプリングレートのスキャンを実施することである。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Ｘ線ＣＴ装置は、第１のコンパレータと、第２のコンパレータと、参照信号設定部と、第１の計数部と、第２の計数部と、ビュートリガ信号生成部とを持つ。第１のコンパレータおよび第２のコンパレータは、検出素子から出力されるパルスの波高弁別を行い、互いに並列に設けられる。参照信号設定部は、前記第１のコンパレータに入力される第１の参照信号と、前記第２のコンパレータに入力される第２の参照信号とを設定する。第１の計数部は、前記第１のコンパレータの後段に設けられ、前記パルスが前記第１の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する。第２の計数部は、前記第２のコンパレータの後段に設けられ、前記パルスが前記第２の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する。ビュートリガ信号生成部は、前記第１の計数部に入力される第１のビュートリガ信号と、前記第２の計数部に入力される第２のビュートリガ信号とを生成する。

第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の一例を示す図。 第１の実施形態に係るＤＡＳ１６の構成の一例を示す図。 第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１のスキャン処理の一例を示すフローチャート。 第１の実施形態に係る第１スキャン条件Ｐ１を示す図。 第１の実施形態に係る第２スキャン条件Ｐ２を示す図。 第１の実施形態に係る第３スキャン条件Ｐ３を示す図。 第１の実施形態に係る第１スキャン条件Ｐ１における出力データの一例を示す模式図。 第１の実施形態に係る第２スキャン条件Ｐ２における出力データの一例を示す模式図。 第１の実施形態に係る第３スキャン条件Ｐ３における出力データの一例を示す模式図。 第１の実施形態に係る第２スキャン条件Ｐ２における各計数回路６７の計数データを説明する図。 第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１のスキャン処理の一例を示すフローチャート。 第３の実施形態に係るＤＡＳ１６Ａの構成の一例を示す図。 第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１のスキャン処理の一例を示すフローチャート。 第３の実施形態に係る各計数回路６７の計数データを説明する図。

以下、図面を参照しながら、実施形態のＸ線ＣＴ装置およびＸ線検出器について説明する。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置は、フォトンカウンティングＣＴ装置である。従来のフォトンカウンティングＣＴ装置においては、光子計数型のＸ線検出器にビュートリガが入力されると、全てのカウンタ（計数回路）にトリガが伝送され、全てのカウンタの計数が同時に読み出され保存される。これに対して、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置では、トリガを伝送するカウンタをビューごとに選択可能とし、各カウンタの計数データの読み出しのタイミングを個別に制御する。これにより、必要に応じて、エネルギー情報の粒度を下げる代わりに、ビューごとのＣＴ画像の生成に用いるデータ量を抑え、ＣＴ画像が出力されるまでの所要時間の長期化を防ぎつつ、従来のＣＴ装置よりも高サンプリングレートのスキャンを実施できる。

［Ｘ線ＣＴ装置の構成］
図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の一例を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。図１では、説明の都合上、架台装置１０をＺ軸方向から見た図とＸ軸方向から見た図の双方を掲載しているが、実際には、架台装置１０は一つである。第１の実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１７の回転軸または寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して水平である軸をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して垂直である方向をＹ軸方向とそれぞれ定義する。

架台装置１０は、例えば、Ｘ線管１１と、ウェッジ１２と、コリメータ１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、Ｘ線検出器１５と、データ収集システム（以下、ＤＡＳ：Data Acquisition System）１６と、回転フレーム１７と、制御装置１８とを有する。

Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生させる。Ｘ線管１１は、真空管を含む。例えば、Ｘ線管１１は、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管である。

ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに照射されるＸ線量を調節するためのフィルタである。ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに照射されるＸ線量の分布が予め定められた分布になるように、自身を透過するＸ線を減衰させる。ウェッジ１２は、ウェッジフィルタ（wedge filter）、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。ウェッジ１２は、例えば、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を加工したものである。

コリメータ１３は、ウェッジ１２を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための機構である。コリメータ１３は、例えば、複数の鉛板の組み合わせによってスリットを形成することで、Ｘ線の照射範囲を絞り込む。コリメータ１３は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。コリメータ１３の絞り込み範囲は、機械的に駆動可能であってよい。

Ｘ線高電圧装置１４は、例えば、図示しない高電圧発生装置と、図示しないＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器（トランス）および整流器等を含む電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生させる。Ｘ線制御装置は、Ｘ線管１１に発生させるべきＸ線量に応じて高電圧発生装置の出力電圧を制御する。高電圧発生装置は、上述した変圧器によって昇圧を行うものであってもよいし、インバータによって昇圧を行うものであってもよい。Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１７に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（不図示）の側に設けられてもよい。

Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１１が発生させ、被検体Ｐを通過して入射したＸ線の強度を検出する。Ｘ線検出器１５は、検出したＸ線の強度に応じた電気信号（光信号等でもよい）をＤＡＳ１６に出力する。Ｘ線検出器１５は、例えば、複数のＸ線検出素子列を有する。複数のＸ線検出素子列のそれぞれは、Ｘ線管１１の焦点を中心とした円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたものである。複数のＸ線検出素子列は、スライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に配列される。

Ｘ線検出器１５は、例えば、直接検出型の検出器である。Ｘ線検出器１５としては、例えば、半導体の両端に電極が取り付けられた半導体ダイオードが適用可能である。半導体に入射したＸ線光子は、電子・正孔対に変換される。１つのＸ線光子の入射により生成される電子・正孔対の数は、入射したＸ線光子のエネルギーに依存する。電子と正孔とは、半導体の両端に形成された一対の電極に各々引き寄せられる。一対の電極は、電子・正孔対の電荷に応じた波高値を有する電気パルスを発生する。一個の電気パルスは、入射したＸ線光子のエネルギーに応じた波高値を有する。

ＤＡＳ１６は、例えば、制御装置１８からの制御信号に従って、Ｘ線検出器１５により検出されたＸ線光子のカウント数を示すカウントデータ（計数データ）を複数のエネルギービンについて収集する。複数のエネルギービンに関する計数データは、Ｘ線検出器１５の応答特性に応じて変形された、Ｘ線検出器１５への入射Ｘ線に関するエネルギースペクトラムに対応する。ＤＡＳ１６は、デジタル信号に基づく検出データをコンソール装置４０に出力する。検出データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別された計数データのデジタル値である。ビュー番号は、回転フレーム１７の回転に応じて変化する番号であり、例えば、回転フレーム１７の回転に応じてインクリメントされる番号である。従って、ビュー番号は、Ｘ線管１１の回転角度を示す情報である。ビュー期間とは、あるビュー番号に対応する回転角度から、次のビュー番号に対応する回転角度に到達するまでの間に収まる期間である。

ＤＡＳ１６は、ビューの切り替わりを、制御装置１８から入力されるタイミング信号によって検知してもよいし、内部のタイマーによって検知してもよいし、図示しないセンサから取得される信号によって検知してもよい。フルスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、全周囲分（３６０度分）の検出データ群を収集する。ハーフスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、半周囲分（１８０度分）の検出データを収集する。Ｘ線検出器１５とＤＡＳ１６との組み合わせは、「Ｘ線検出器」の一例である。

図２は、第１の実施形態に係るＤＡＳ１６の構成の一例を示す図である。ＤＡＳ１６は、Ｘ線検出素子の個数に応じたチャンネル数分の読出しチャンネルを備える。これら複数の読出しチャンネルは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit; ＡＳＩＣ）等の集積回路に並列的に実装されている。図２では、１読出しチャンネル分のＤＡＳ１６－１の構成のみを示している。

ＤＡＳ１６－１は、例えば、前置増幅回路６１、波形整形回路６３、複数の波高弁別回路６５、複数の計数回路６７、計数一時保存回路６９、読取回路７１、およびトリガ振分け回路７３を有する。前置増幅回路６１は、接続先のＸ線検出器１５のＸ線検出素子から送信された検出電気信号ＤＳ（電流信号）を増幅する。例えば、前置増幅回路６１は、接続先のＸ線検出素子からの電流信号を、当該電流信号の電荷量に比例した電圧値（波高値）を有する電圧信号に変換する。前置増幅回路６１には波形整形回路６３が接続されている。波形整形回路６３は、前置増幅回路６１からの電圧信号の波形を整形する。例えば、波形整形回路６３は、前置増幅回路６１からの電圧信号のパルス幅を縮小する。

波形整形回路６３にはエネルギー帯域（エネルギービン）の数に対応する複数の計数チャネルが接続されている。ｎ個のエネルギービンが設定されている場合、波形整形回路６３には、ｎ個の計数チャネルが設けられる。各計数チャネルは、波高弁別回路６５－ｎと、計数回路６７－ｎとを有する。図２は、４個の計数チャネルが設けられる例を示している。

波高弁別回路６５－ｎの各々は、波形整形回路６３からの電圧信号の波高値であるＸ線検出素子により検出されたＸ線フォトンのエネルギーを弁別する。例えば、波高弁別回路６５－ｎは、コンパレータ６５３－ｎを有する。コンパレータ６５３－ｎの各々の一方の入力端子には、波形整形回路６３からの電圧信号が入力される。コンパレータ６５３－ｎの各々の他方の入力端子には、閾値に対応する参照信号ＴＨ（参照電圧値）が、制御装置１８から供給される。

例えば、エネルギービンｂｉｎ１のための第１コンパレータ６５３－１には、参照信号ＴＨ－１が供給され、エネルギービンｂｉｎ２のための第２コンパレータ６５３－２には、参照信号ＴＨ－２が供給され、エネルギービンｂｉｎ３のための第３コンパレータ６５３－３には、参照信号ＴＨ－３が供給され、エネルギービンｂｉｎ４のための第４コンパレータ６５３－４には、参照信号ＴＨ－４が供給される。参照信号ＴＨの各々は、上限参照値と下限参照値とを有している。コンパレータ６５３－ｎの各々は、波形整形回路６３からの電圧信号が、参照信号ＴＨの各々に対応するエネルギービンに対応する波高値を有している場合、電気パルス信号を出力する。例えば、第１コンパレータ６５３－１は、波形整形回路６３からの電圧信号の波高値がエネルギービンｂｉｎ１に対応する波高値である場合（参照信号ＴＨ－１とＴＨ－２との間にある場合）、電気パルス信号を出力する。一方、第１コンパレータ６５３－１は、波形整形回路６３からの電圧信号の波高値がエネルギービンｂｉｎ１に対応する波高値でない場合、電気パルス信号を出力しない。また、例えば、第２コンパレータ６５３－２は、波形整形回路６３からの電圧信号の波高値がエネルギービンｂｉｎ２に対応する波高値である場合（参照信号ＴＨ－２とＴＨ－３との間にある場合）、電気パルス信号を出力する。

計数回路６７－ｎの各々は、波高弁別回路６５－ｎから電気パルス信号が入力される毎に、内部メモリに記憶されているカウント数に１を加算する。計数回路６７－ｎの各々は、トリガ振分け回路７３からビュートリガ（ビュートリガ信号ＴＳ－ｎ）が供給されたことを契機として、内部メモリに蓄積されたカウント数のデータ（すなわち、計数データ）を読み出し、計数一時保存回路６９に出力する。また、計数回路６７－ｎは、ビュートリガ信号ＴＳ－ｎが供給される毎に内部メモリに蓄積されているカウント数を初期値に再設定する。このようにして計数回路６７－ｎは、ビュー毎にカウント数を計数する。

例えば、第１計数回路６７－１は、トリガ振分け回路７３から第１ビュートリガ信号ＴＳ－１が供給されたことを契機として、内部メモリに蓄積された計数データを読み出し、計数一時保存回路６９に出力する。第２計数回路６７－２は、トリガ振分け回路７３から第２ビュートリガ信号ＴＳ－２が供給されたことを契機として、内部メモリに蓄積された計数データを読み出し、計数一時保存回路６９に出力する。第３計数回路６７－３は、トリガ振分け回路７３から第３ビュートリガ信号ＴＳ－３が供給されたことを契機として、内部メモリに蓄積された計数データを読み出し、計数一時保存回路６９に出力する。第４計数回路６７－４は、トリガ振分け回路７３から第４ビュートリガ信号ＴＳ－４が供給されたことを契機として、内部メモリに蓄積された計数データを読み出し、計数一時保存回路６９に出力する。

コンパレータ６５３－ｎの各々は、「第１コンパレータ」および「第２コンパレータ」の一例である。すなわち、第１のコンパレータおよび第２のコンパレータは、検出素子から出力されるパルスの波高弁別を行い、互いに並列に設けられる。計数回路６７－ｎの各々は、「第１の計数部」および「第２の計数部」の一例である。すなわち、第１の計数部は、第１のコンパレータの後段に設けられ、パルスが第１の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する。第２の計数部は、第２のコンパレータの後段に設けられ、パルスが第２の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する。

計数一時保存回路６９は、複数の読出しチャンネル分の計数回路６７－ｎからの計数データを一時的に保存する。計数一時保存回路６９は、全ての計数回路６７－ｎから計数データが保存された時点で、保存された全計数データを読取回路７１に出力する。各エネルギービンの計数データは、チャンネルとセグメント（列）とエネルギービンとにより規定されるカウント数のデータの集合である。

計数一時保存回路６９は、「計数一時保存部」の一例である。すなわち、計数一時保存部は、第１の計数部の第１の計数データおよび第２の計数部の第２の計数データを一時保存し、第１の計数部および第２の計数部の両方の計数データが集まったタイミングで出力する。

読取回路７１は、コンソール装置４０から供給されるトリガ振分け設定ＴＳＳおよび参照信号設定ＴＨＳに基づいて、計数一時保存回路６９から出力された計数回路６７－ｎごとの計数データを読み出し、一定のデータ形式に変換した上で、コンソール装置４０に伝送する（メモリ４１に保存する）。コンソール装置４０に伝送される計数データを計数データセットＣＳと呼ぶ。読取回路７１の処理の詳細については後述する。

読取回路７１は、「読取部」の一例である。すなわち、読取回路７１は、計数一時保存部から出力されたデータを読み取り、所定のデータ形式に変換する。

トリガ振分け回路７３は、コンソール装置４０から供給されるトリガ振分け設定ＴＳＳに基づいて、制御装置１８から供給されるビュートリガ（ビュートリガ信号）の振分けを行い、計数回路６７－ｎの各々に供給する。例えば、トリガ振分け回路７３は、トリガ振分け設定ＴＳＳに基づいて、ビュートリガ信号ＴＳ－１、ビュートリガ信号ＴＳ－２、ビュートリガ信号ＴＳ－３、およびビュートリガ信号ＴＳ－４の各々を、第１計数回路６７－１、第２計数回路６７－２、第３計数回路６７－３、および第４計数回路６７－４に供給する。トリガ振分け回路７３の処理の詳細については後述する。尚、トリガ振分け回路７３は、トリガ振分け設定ＴＳＳに基づいて、自らビュートリガ信号を生成するようにしてもよい。

トリガ振分け回路７３は、「トリガ振分け部」の一例である。すなわち、トリガ振分け部は、第１のビュートリガ信号と第２のビュートリガ信号とを、第１の計数部と第２の計数部とへ振り分ける。トリガ振分け部は、外部からビュートリガ信号を受信し、第１の計数部に入力される第１のビュートリガ信号と、第２の計数部に入力される第２のビュートリガ信号とに振り分ける。

制御装置１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを有する処理回路を有する。制御装置１８は、コンソール装置４０または架台装置１０に取り付けられた入力インターフェースからの入力信号を受け付けて、架台装置１０、寝台装置３０、およびＤＡＳ１６の動作を制御する。例えば、制御装置１８は、回転フレーム１７を回転させたり、架台装置１０をチルトさせたりする。架台装置１０をチルトさせる場合、制御装置１８は、入力インターフェースに入力された傾斜角度（チルト角度）に基づいて、Ｚ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１７を回転させる。制御装置１８は、図示しないセンサの出力等によって回転フレーム１７の回転角度を把握している。制御装置１８は、架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。

制御装置１８は、コンソール装置４０から供給される参照信号設定ＴＨＳに基づいて、ＤＡＳ１６のエネルギービン（参照信号ＴＨ－ｎ）を制御する。例えば、制御装置１８は、参照信号設定ＴＨＳに基づいて、第１参照信号ＴＨ－１、第２参照信号ＴＨ－２、第３参照信号ＴＨ－３、および第４参照信号ＴＨ－４の各々を、第１コンパレータ６５３－１、第２コンパレータ６５３－２、第３コンパレータ６５３－３、および第４コンパレータ６５３－４に供給する。

制御装置１８は、ビュートリガ信号生成器１８１を有する。ビュートリガ信号生成器１８１は、コンソール装置４０から供給されるトリガ振分け設定ＴＳＳに基づいて、ビュートリガＶＴを生成し、トリガ振分け回路７３に出力する。ビュートリガ信号生成器１８１は、コンソール装置４０またはＤＡＳ１６に設けられてもよい。ビュートリガ信号生成器１８１の処理の詳細については後述する。

ビュートリガ信号生成器１８１は、「ビュートリガ信号生成部」の一例である。すなわち、ビュートリガ信号生成部は、第１の計数部に入力される第１のビュートリガ信号と、第２の計数部に入力される第２のビュートリガ信号とを生成する。

図１に戻り、回転フレーム１７は、Ｘ線管１１、ウェッジ１２、およびコリメータ１３と、Ｘ線検出器１５とを対向支持する円環状の部材である。回転フレーム１７は、固定フレームによって、内部に導入された被検体Ｐを中心として回転自在に支持される。回転フレーム１７は、更にＤＡＳ１６を支持する。ＤＡＳ１６が出力する検出データは、回転フレーム１７に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１０の非回転部分（例えば固定フレーム）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、受信機によってコンソール装置４０に転送される。尚、回転フレーム１７から非回転部分への検出データの送信方法として、前述の光通信を用いた方法に限らず、非接触型の任意の送信方法を採用してよい。回転フレーム１７は、Ｘ線管１１等を支持して回転させることができるものであれば、円環状の部材に限らず、アームのような部材であってもよい。

Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、Ｘ線管１１とＸ線検出器１５の双方が回転フレーム１７によって支持されて被検体Ｐの周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ－ＴｙｐｅのＸ線ＣＴ装置（第３世代ＣＴ）であるが、これに限らず、円環状に配列された複数のＸ線検出素子が固定フレームに固定され、Ｘ線管１１が被検体Ｐの周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ－ＴｙｐeのＸ線ＣＴ装置（第４世代ＣＴ）であってもよい。

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置して移動させ、架台装置１０の回転フレーム１７の内部に導入する装置である。寝台装置３０は、例えば、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを備える。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体を含む。寝台駆動装置３２は、モータやアクチュエータを含む。寝台駆動装置３２は、天板３３を、支持フレーム３４に沿って天板３３の長手方向（Ｚ軸方向）に移動させる。また、寝台駆動装置３２は、天板３３を鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動させる。天板３３は、被検体Ｐが載置される板状の部材である。

寝台駆動装置３２は、天板３３だけでなく、支持フレーム３４を天板３３の長手方向に移動させてもよい。また、上記とは逆に、架台装置１０がＺ軸方向に移動可能であり、架台装置１０の移動によって回転フレーム１７が被検体Ｐの周囲に来るように制御されてもよい。また、架台装置１０と天板３３の双方が移動可能な構成であってもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐが立位または座位でスキャンされる方式の装置であってもよい。この場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台装置３０に代えて被検体支持機構を有し、架台装置１０は、回転フレーム１７を、床面に垂直な軸方向を中心に回転させる。

コンソール装置４０は、例えば、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、ネットワーク接続回路４４と、処理回路５０とを有する。本実施形態では、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０の各構成要素の一部または全部が含まれてもよい。

メモリ４１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。メモリ４１は、例えば、トリガ振分け設定ＴＳＳ、参照信号設定ＴＨＳ等を記憶する。また、メモリ４１は、例えば、検出データや投影データ、再構成画像データ、ＣＴ画像データ、被検体Ｐに関する情報、撮影条件等を記憶する。メモリ４１は、例えば、架台装置１０から伝送された複数のエネルギービンに関する計数データを記憶する。これらのデータは、メモリ４１ではなく（或いはメモリ４１に加えて）、Ｘ線ＣＴ装置１が通信可能な外部メモリに記憶されてもよい。外部メモリは、例えば、外部メモリを管理するクラウドサーバが読み書きの要求を受け付けることで、クラウドサーバによって制御されるものである。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、医師、技師等である操作者による各種操作を受け付けるＧＵＩ（Graphical User Interface）画像等を表示する。ディスプレイ４２は、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等である。ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）であってもよい。

入力インターフェース４３は、操作者による各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す電気信号を処理回路５０に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、検出データまたは投影データを収集する際の収集条件、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件、トリガ振分け設定ＴＳＳ、参照信号設定ＴＨＳ（エネルギービンの設定条件）等の入力操作を受け付ける。例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、タッチパネル、ドラッグボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、カメラ、赤外線センサ、マイク等により実現される。

入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）により実現されてもよい。尚、本明細書において入力インターフェースはマウス、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、装置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、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェースの例に含まれる。

ネットワーク接続回路４４は、例えば、プリント回路基板を有するネットワークカード、或いは無線通信モジュール等を含む。ネットワーク接続回路４４は、接続する対象のネットワークの形態に応じた情報通信用プロトコルを実装する。

処理回路５０は、Ｘ線ＣＴ装置１の全体の動作や、架台装置１０の動作、寝台装置３０の動作を制御する。処理回路５０は、例えば、システム制御機能５１、前処理機能５２、再構成機能５３、画像処理機能５４、スキャン制御機能５５、トリガ振分け設定機能５６、参照信号設定機能５７、表示制御機能５８等を実行する。これらの構成要素は、例えば、ハードウェアプロセッサ（コンピュータ）がメモリ４１に格納されたプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。ハードウェアプロセッサとは、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（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）または複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device; ＣＰＬＤ）、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（circuitry）を意味する。

メモリ４１にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェアプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、ハードウェア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。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。また、複数の構成要素を１つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。

コンソール装置４０または処理回路５０が有する各構成要素は、分散化されて複数のハードウェアにより実現されてもよい。処理回路５０は、コンソール装置４０が有する構成ではなく、コンソール装置４０と通信可能な処理装置によって実現されてもよい。処理装置は、例えば、一つのＸ線ＣＴ装置と接続されたワークステーション、或いは、複数のＸ線ＣＴ装置に接続され、以下に説明する処理回路５０と同等の処理を一括して実行する装置（例えばクラウドサーバ）である。

システム制御機能５１は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、処理回路５０の各種機能を制御する。

前処理機能５２は、ＤＡＳ１６により出力された検出データに対してオフセット補正処理、チャ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行う。

再構成機能５３は、検出データに基づいて被検体Ｐに関するフォトンカウンティングＣＴ画像を再構成する。再構成機能５３は、例えば、応答関数生成機能５３１と、Ｘ線吸収量算出機能５３２と、再構成処理機能５３３とを有する。応答関数生成機能５３１は、検出器応答特性を表す応答関数のデータを生成する。例えば、応答関数生成機能５３１は、複数の入射Ｘ線エネルギーを有する複数の単色Ｘ線に対する標準検出系の応答（すなわち、検出エネルギーおよび検出強度）を予測計算、実験、及び予測計算と実験との組み合わせにより計測し、検出エネルギーおよび検出強度の計測値に基づいて応答関数を生成する。また、応答関数生成機能５３１は、キャリブレーション等において収集された実測の計測値に基づいて応答関数のデータを生成してもよい。応答関数は、入射Ｘ線ごとの検出エネルギーとシステムの出力応答との関係を規定する。例えば、応答関数は、入射Ｘ線ごとの検出エネルギーと検出強度との関係を規定する。生成された応答関数のデータは、メモリ４１に記憶される。

Ｘ線吸収量算出機能５３２は、複数のエネルギービンに関する計数データ、被検体Ｐへの入射Ｘ線のエネルギースペクトラム、およびメモリ４１に記憶された応答関数に基づいて、複数の基底物質各々に関するＸ線吸収量を算出する。Ｘ線吸収量算出機能５３２は、応答関数を利用して計数データと被検体Ｐへの入射Ｘ線のエネルギースペクトラムとに基づいてＸ線吸収量を算出することにより、Ｘ線検出器１５およびＤＡＳ１６の応答特性の影響がないＸ線吸収量を算出することができる。このように基底物質毎にＸ線吸収量を得る処理は物質弁別とも呼ばれている。基底物質としては、カルシウム、石灰化、骨、脂肪、筋肉、空気、臓器、病変部、硬部組織、軟部組織、造影物質等のあらゆる物質に設定可能である。算出対象の基底物質の種類は、予め入力インターフェース４３を介して操作者等により決定されてよい。Ｘ線吸収量は、基底物質により吸収されるＸ線量を示す。例えば、Ｘ線吸収量は、Ｘ線減弱係数とＸ線透過経路長との組み合わせにより規定される。

再構成処理機能５３３は、Ｘ線吸収量算出機能５３２により算出された複数の基底物質各々に関するＸ線吸収量に基づいて、当該複数の基底物質のうちの画像化対象の基底物質の空間分布を表現するフォトンカウンティングＣＴ画像を再構成し、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に記憶させる。画像化対象の基底物質は、１種類でも良いし複数種類でもよい。画像化対象の基底物質の種類は、入力インターフェース４３を介して操作者等により決定されてよい。

画像処理機能５４は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、ＣＴ画像データを公知の方法により、三次元画像データや任意断面の断面像データに変換する。三次元画像データへの変換は、前処理機能５２によって行われてもよい。

スキャン制御機能５５は、Ｘ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１６、制御装置１８、および寝台駆動装置３２に指示することで、架台装置１０における検出データの収集処理を制御する。スキャン制御機能５５は、後述するモニタリングスキャンおよび本スキャンのための制御を行う。また、スキャン制御機能５５は、位置決め画像を収集する撮影、および診断に用いる画像を撮影する際の各部の動作をそれぞれ制御する。

トリガ振分け設定機能５６は、例えば、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作（例えば、撮影モード選択操作）に基づいて、トリガ振分け回路７３により行われるトリガ振分け処理に使用されるトリガ振分けの設定を行い、設定したトリガ振分けの設定情報（トリガ振分け設定ＴＳＳ）を、メモリ４１に記憶させる。また、トリガ振分け設定機能５６は、トリガ振分け設定ＴＳＳを、ＤＡＳ１６のトリガ振分け回路７３および読取回路７１、制御装置１８等に出力する。

トリガ振分け設定機能５６は、「トリガ振分け設定部」の一例である。すなわち、トリガ振分け設定部は、撮影モードの選択に応じて、第１のビュートリガ信号および第２のビュートリガ信号の振分けを設定する。

参照信号設定機能５７は、例えば、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作（例えば、撮影モード選択操作）に基づいて、コンパレータ６５３－ｎの各々に供給される参照信号ＴＨ－ｎの設定を行い、設定した参照信号の設定情報（参照信号設定ＴＨＳ）を、メモリ４１に記憶させる。また、参照信号設定機能５７は、例えば、参照信号設定ＴＨＳを、ＤＡＳ１６の読取回路７１、制御装置１８等に出力する。

参照信号設定機能５７は、「参照信号設定部」の一例である。すなわち、参照信号設定部は、第１のコンパレータに入力される第１の参照信号と、第２のコンパレータに入力される第２の参照信号とを設定する。参照信号設定部は、撮影モードの選択に応じて、第１の参照信号および第２の参照信号を設定する。

表示制御機能５８は、処理回路によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、医師、技師等である操作者による各種操作を受け付けるＧＵＩ画像等を、ディスプレイ４２に表示させる。

上記構成により、Ｘ線ＣＴ装置１は、ヘリカルスキャン、コンベンショナルスキャン、ステップアンドシュート等のスキャン態様で被検体Ｐのスキャンを行う。ヘリカルスキャンとは、天板３３を移動させながら回転フレーム１７を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンとは、天板３３を静止させた状態で回転フレーム１７を回転させて被検体Ｐを円軌道でスキャンする態様である。ステップアンドシュートとは、天板３３の位置を一定間隔で移動させて、コンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行う態様である。

［処理フロー］
次に、Ｘ線ＣＴ装置１のスキャン処理の一例を説明する。図３は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１のスキャン処理の一例を示すフローチャートである。

まず、処理回路５０のトリガ振分け設定機能５６は、例えば、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作（例えば、撮影モード選択操作）に基づいて、トリガ振分けの設定を行う（ステップＳ１０１）。また、トリガ振分け設定機能５６は、設定されたトリガ振分け設定ＴＳＳを、ＤＡＳ１６のトリガ振分け回路７３および読取回路７１、制御装置１８等に出力する。撮影モードには、例えば、物質弁別を行う物質弁別モード、物質弁別を行わず時間分解能を優先する時間分解能優先モード、エネルギー情報の粒度を落として物質弁別を行いつつ時間分解能を物質弁別モードよりも高める中間モード等が含まれる。

次に、処理回路５０の参照信号設定機能５７は、例えば、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作（例えば、撮影モード選択操作）に基づいて、参照信号（エネルギービン）の設定を行う（ステップＳ１０３）。また、参照信号設定機能５７は、設定された参照信号設定ＴＨＳを、ＤＡＳ１６の読取回路７１、制御装置１８等に出力する。

ここで、トリガ振分け設定ＴＳＳおよび参照信号設定ＴＨＳに基づいて設定されるスキャン条件の例について説明する。図４、図５、および図６は、互いに異なる３つのスキャン条件を示している。

＜第１スキャン条件Ｐ１＞
図４に示す第１スキャン条件Ｐ１は、例えば、物質弁別モードが選択された場合に使用される。第１スキャン条件Ｐ１においては、参照信号設定ＴＨＳに基づいて、第１から第４参照信号ＴＨ－１から４に、互いに異なる値（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）が設定される。例えば、Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３＜Ｅ４である。すなわち、エネルギービンが４つのエネルギー領域に振り分けられるように設定される。また、トリガ振分け設定ＴＳＳに基づいて、第１から第４ビュートリガ信号ＴＳ－１から４に、同一のビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）が設定される。すなわち、第１から第４計数回路６７－１から４は、ビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）が同じタイミングで入力され、計１ビュー分の計数データを出力するように設定される。この場合、ビュートリガ信号生成器１８１により生成されてトリガ振分け回路７３に供給されるビュートリガ信号ＶＴは、ビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）１つのみとなる。

すなわち、撮影モードとして物質弁別モードが選択された場合、参照信号設定部は、第１の参照信号と、第２の参照信号とが互いに異なるように設定し、トリガ振分け設定部は、第１のビュートリガ信号および第２のビュートリガ信号として、ビューごとの計数データの出力を指示する同一の信号を設定する。

＜第２スキャン条件Ｐ２＞
図５に示す第２スキャン条件Ｐ２は、例えば、時間分解能優先モードが選択された場合に使用される。第２スキャン条件Ｐ２においては、参照信号設定ＴＨＳに基づいて、第１から第４参照信号ＴＨ－１から４に、同一の値（Ｅ１）が設定される。すなわち、４つのエネルギービンが同じエネルギー領域となるように設定される。すなわち、第１の参照信号（例えば、第１参照信号ＴＨ－１）と、第２の参照信号（例えば、第２参照信号ＴＨ－
２）とは、略同じとなる。また、トリガ振分け設定ＴＳＳに基づいて、第１から第４ビュートリガ信号ＴＳ－１から４に、互いに異なるビュートリガ（ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃２）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃３）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃４））が設定される。すなわち、第１から第４計数回路６７－１から４は、互いに異なるタイミングで（例えば、第１計数回路６７－１，第２計数回路６７－２，第３計数回路６７－３，第４計数回路６７－４の順に）、１ビューごとの計数データを出力するように設定される。ビュートリガ信号生成器１８１により生成されてトリガ振分け回路７３に供給されるビュートリガ信号ＶＴは、４つのビュートリガ（ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃２）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃３）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃４））となる。

すなわち、撮影モードとして時間分解能優先モードが選択された場合、参照信号設定部は、第１の参照信号と、第２の参照信号とが略同じとなるように設定し、トリガ振分け設定部は、第１のビュートリガ信号および第２のビュートリガ信号として、連続するビューの各々のタイミングで計数データの出力を指示する互いに異なる信号を設定する。

＜第３スキャン条件Ｐ３＞
図６に示す第３スキャン条件Ｐ３は、例えば、中間モードが選択された場合に使用される。第３スキャン条件Ｐ３においては、参照信号設定ＴＨＳに基づいて、第１参照信号ＴＨ－１および第２参照信号ＴＨ－２に、同一の値（Ｅ１）に設定され、第３参照信号ＴＨ－３および第４参照信号ＴＨ－４に、同一の値（Ｅ２）に設定される。すなわち、エネルギービンが２つのエネルギー領域（同一のエネルギー領域が２つずつ）に振り分けられるように設定される。また、トリガ振分け設定ＴＳＳに基づいて、第１ビュートリガ信号ＴＳ－１および第３ビュートリガ信号ＴＳ－３に、同一のビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）が設定され、第２ビュートリガ信号ＴＳ－２および第４ビュートリガ信号ＴＳ－４に、同一のビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃２）が設定される。すなわち、第１計数回路６７－１および第３計数回路６７－３は、同一のビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）が入力された同じタイミングで、１ビュー分の計数データを出力するように設定され、第２計数回路６７－２および第４計数回路６７－４は、同一のビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃２）が入力された同じタイミングで、１ビュー分の計数データを出力するように設定される。この場合、ビュートリガ信号生成器１８１により生成されてトリガ振分け回路７３に供給されるビュートリガ信号ＶＴは、２つのビュートリガ（ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃２））となる。

すなわち、撮影モードとして中間モードが選択された場合、参照信号設定部は、第１の参照信号と、第２の参照信号とが互いに異なるように設定し、トリガ振分け設定部は、第１のビュートリガ信号および第２のビュートリガ信号として、連続するビューの各々のタイミングで計数データの出力を指示する互いに異なる信号を設定する。

図３に戻り、上記のようなスキャン条件の設定が完了した後、処理回路５０のスキャン制御機能５５は、被検体Ｐが寝台装置３０に載置された状態で、Ｘ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１６、制御装置１８、および寝台駆動装置３２に指示することで、スキャンを開始する（ステップＳ１０５）。

スキャンの間、ＤＡＳ１６の第１から第４計数回路６７－１から４の各々は、トリガ振分け回路７３により振り分けられたビュートリガ信号に応じて、計数データを計数一時保存回路６９に保存する（ステップＳ１０７）。計数一時保存回路６９は、全ての計数回路６７－ｎから計数データが入力された時点で、保存された全計数データを読取回路７１に出力する。読取回路７１は、トリガ振分け設定ＴＳＳおよび参照信号設定ＴＨＳに基づいて、計数一時保存回路６９から出力された計数回路６７－ｎごとの計数データを読み出す（ステップＳ１０９）。読取回路７１は、読み出した計数データを、一定のデータ形式に変換した上で、コンソール装置４０に伝送する（メモリ４１に保存する）（ステップＳ１１１）。

ここで、読取回路７１によりコンソール装置４０に伝送される出力データのデータ形式について説明する。図７Ａは、第１スキャン条件Ｐ１における出力データの一例を示す模式図である。この例において、出力データは、１パケットのデータ形式ＤＦを有している。このデータ形式ＤＦは、第１計数回路６７－１の出力データ、第２計数回路６７－２の出力データ、第３計数回路６７－３の出力データ、第４計数回路６７－４の出力データ、および付帯情報により構成される。第１スキャン条件Ｐ１の場合、第１から第４計数回路６７－１から４に供給されるビュートリガ信号が、同一のビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）に設定されている。このため、計数一時保存回路６９は、全ての計数回路６７－ｎから計数データが入力された時点で、１ビュー分のデータを出力する。この結果、１パケットが、１ビュー分のデータにより構成される。すなわち、４ビュー分のデータの場合、４パケットのデータが必要となる。付帯情報には、例えば、トリガ振分け設定ＴＳＳ、参照信号設定ＴＨＳ等の情報が含まれる。

図７Ｂは、第２スキャン条件Ｐ２における出力データの一例を示す模式図である。第２スキャン条件Ｐ２の場合、第１から第４計数回路６７－１から４に入力されるビュートリガ信号が、互いに異なるビュートリガ（ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃２）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃３）、ＶＴ（Ｖｉｅｗ＃４））に設定される。この場合、第１計数回路６７－１の出力データが第１のビューのデータを構成し、第２計数回路６７－２の出力データが第２のビューのデータを構成し、第３計数回路６７－３の出力データが第３のビューのデータを構成し、第４計数回路６７－４の出力データが第４のビューのデータを構成する。計数一時保存回路６９は、４ビュー毎に計数データを出力する。すなわち、４ビュー分のデータを、１パケットに含めることができる。この場合、エネルギー情報を失う代わりに、４ビュー分のデータを、従来の１ビュー分のデータ量で出力することができる。ＤＡＳ１６（ＡＳＩＣ）からコンソール装置４０に至るまでのデータ処理も、図７Ａに示す第１スキャン条件Ｐ１における出力データの１ビュー分の処理で、実質４ビュー分の処理が完了するため、４倍のサンプリングレートおよび４倍の伝送速度が実現できる。

図８は、第１の実施形態に係る第２スキャン条件Ｐ２における各計数回路６７の計数データを説明する図である。図示のように、第１ビュートリガ信号ＴＳ－１に応じて出力される第１計数回路６７－１の計数データは、第１のビュー分のみのデータであるが、第２計数回路６７－２の計数データは、第１のビュー分のデータと、第２のビュー分のデータとの合計となる。同様に、第３計数回路６７－３の計数データは、第１から第３のビュー分のデータの合計となり、第４計数回路６７－４の計数データは、第１から第４のビューのデータの合計となる。この場合、コンソール装置４０の処理回路５０では、この各パケットのデータから、ビュー毎のデータを抽出して、画像の再構成を行う。すなわち、システム制御機能５１は、第２のビュー分の計数データとして、第２計数回路６７－２の計数データから第１計数回路６７－１の計数データを減算したデータを用いて第２のビューの画像の再構成を行う。また、システム制御機能５１は、第３のビューのデータとして、第３計数回路６７－３の計数データから第２計数回路６７－２の計数データを減算したデータを用いて第３のビューの画像の再構成を行う。また、システム制御機能５１は、第４のビューのデータとして、第４計数回路６７－４の計数データから第３計数回路６７－３の計数データを減算したデータを用いて第４のビューの画像の再構成を行う。

図７Ｃは、第３スキャン条件Ｐ３における出力データの一例を示す模式図である。第３スキャン条件Ｐ３の場合、第１計数回路６７－１および第３計数回路６７－３に入力されるビュートリガ信号が、同一のビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃１）に設定され、第２計数回路６７－２および第４計数回路６７－４に入力されるビュートリガ信号が、同一のビュートリガＶＴ（Ｖｉｅｗ＃２）に設定される。この場合、１パケットに含まれるデータの内、第１計数回路６７－１の出力データおよび第３計数回路６７－３の出力データが第１のビューのデータを構成し、第２計数回路６７－２の出力データおよび第４計数回路６７－４の出力データが第２のビューのデータを構成する。すなわち、２ビュー分のデータが、１パケットに含まれることとなる。４ビュー分のデータを、２パケットに含めることが可能となる。これにより、エネルギー弁別を実施しつつ、２ビュー分のデータに関する、ＤＡＳ１６（ＡＳＩＣ）からコンソール装置４０に至るまでのすべてのデータ処理を、図７Ａに示す第１スキャン条件Ｐ１における出力データの１ビュー分の処理で行うことができるため、２倍のサンプリングレートおよび２倍の伝送速度が実現できる。

図３に戻り、次に、処理回路５０の再構成機能５３は、メモリ４１に保存された検出データに基づいて被検体Ｐに関するフォトンカウンティングＣＴ画像をビュー毎に再構成する（ステップＳ１１３）。

次に、スキャン制御機能５５は、予め設定されたスキャンプロトコル等に基づいて、スキャン終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１５）。スキャン制御機能５５は、スキャン終了条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１１５；ＮＯ）、ステップＳ１０７以降の処理を繰り返す。一方、スキャン制御機能５５は、スキャン終了条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１１５；ＹＥＳ）、スキャンを終了する（ステップＳ１１７）。これにより、本フローチャートの処理が終了する。

以上説明した第１の実施形態によれば、必要に応じて、エネルギー情報の粒度を下げる代わりに、ＣＴ画像が出力されるまでの所要時間の長期化を防ぎつつ、従来のＣＴ装置よりも高サンプリングレートのスキャンを実施できる。例えば、複数ビュー分のデータの処理を、従来の１ビュー分の処理で実施するため、サンプリングレートを上げることができる。また、１ビュー当たりの出力データを削減することができるため、データ伝送速度も向上させることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１と比較して、計数一時保存回路６９から出力されるデータに対して所定のデータ形式への変換処理を行わずに保存し、画像再構成の際にデータ形式の変換を行ってビュー毎のＣＴ画像を生成する点が異なる。以下、第１の実施形態との相違点を中心として、第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置１について説明する。

［処理フロー］
図９は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１のスキャン処理の一例を示すフローチャートである。第２の実施形態では、読取回路７１が設けられないか、或いは、読取回路７１がデータ形式の変換を行うことなく、コンソール装置４０に出力データを伝送する。以下においては、読取回路７１が設けられない場合を例に挙げて説明する。

まず、処理回路５０のトリガ振分け設定機能５６は、例えば、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、トリガ振分けの設定を行う（ステップＳ２０１）。また、トリガ振分け設定機能５６は、設定されたトリガ振分け設定ＴＳＳを、ＤＡＳ１６のトリガ振分け回路７３、制御装置１８等に出力する。

次に、処理回路５０の参照信号設定機能５７は、例えば、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、参照信号（エネルギービン）の設定を行う（ステップＳ２０３）。また、参照信号設定機能５７は、例えば、設定された参照信号設定ＴＨＳを、ＤＡＳ１６の制御装置１８等に出力する。

上記のようなスキャン条件の設定が完了した後、処理回路５０のスキャン制御機能５５は、被検体Ｐが寝台装置３０に載置された状態で、Ｘ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１６、制御装置１８、および寝台駆動装置３２に指示することで、スキャンを開始する（ステップＳ２０５）。

スキャンの間、ＤＡＳ１６の第１から第４計数回路６７－１から４の各々は、トリガ振分け回路７３により振り分けられたビュートリガ信号に応じて、計数データを計数一時保存回路６９に保存する（ステップＳ２０７）。計数一時保存回路６９は、全ての計数回路６７－ｎから計数データが入力された時点で、保存された全計数データをコンソール装置４０に伝送する（メモリ４１に保存する）（ステップＳ２０９）。

メモリ４１は、「保存部」の一例である。すなわち、計数一時保存部から出力されたデータを、第１のビュートリガ信号および第２のビュートリガ信号の振分け設定および第１の参照信号および第２の参照信号の設定と関連付けて保存する。

次に、処理回路５０の再構成機能５３は、メモリ４１に保存された検出データに含まれる付帯情報を用いて、検出データを所定のデータ形式に変換し、ビュー毎のデータを抽出し、被検体Ｐに関するフォトンカウンティングＣＴ画像をビュー毎に再構成する（ステップＳ２１１）。

次に、スキャン制御機能５５は、予め設定されたスキャンプロトコル等に基づいて、スキャン終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２１３）。スキャン制御機能５５は、スキャン終了条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ２１３；ＮＯ）、ステップＳ２０７以降の処理を繰り返す。一方、スキャン制御機能５５は、スキャン終了条件を満たすと判定した場合（ステップＳ２１３；ＹＥＳ）、スキャンを終了する（ステップＳ２１５）。これにより、本フローチャートの処理が終了する。

以上説明した第２の実施形態によれば、必要に応じて、エネルギー情報の粒度を下げる代わりに、ＣＴ画像が出力されるまでの所要時間の長期化を防ぎつつ、従来のＣＴ装置よりも高サンプリングレートのスキャンを実施できる。例えば、複数ビュー分のデータの処理を、従来の１ビュー分の処理で実施するため、サンプリングレートを上げることができる。また、１ビュー当たりの出力データを削減することができるため、データ伝送速度も向上させることができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１と比較して、ビュートリガ信号に加えて、計数開始トリガ信号が各計数回路６７に供給される点が異なる。以下、第１の実施形態との相違点を中心として、第３の実施形態のＸ線ＣＴ装置１について説明する。

［Ｘ線ＣＴ装置の構成］
図１０は、第３の実施形態に係るＤＡＳ１６Ａの構成の一例を示す図である。トリガ振分け回路７３は、トリガ振分け設定ＴＳＳに基づいて、計数開始トリガ信号ＣＳおよび計数出力トリガ信号ＣＯを、計数回路６７の各々に供給する。計数開始トリガ信号ＣＳは、計数回路６７の各々に対して、波高弁別回路６５から入力される電気パルス信号に基づくカウントの開始を指示する信号である。計数出力トリガ信号ＣＯは、計数回路６７の各々に対して、内部メモリに蓄積された計数データの計数一時保存回路６９への出力を指示する信号である。計数出力トリガ信号ＣＯは、第１の実施形態におけるビュートリガ信号と同じ役割を果たす。

［処理フロー］
図１１は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１のスキャン処理の一例を示すフローチャートである。

まず、処理回路５０のトリガ振分け設定機能５６は、例えば、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、トリガ振分けの設定を行う（ステップＳ３０１）。また、トリガ振分け設定機能５６は、設定されたトリガ振分け設定ＴＳＳを、ＤＡＳ１６のトリガ振分け回路７３および読取回路７１、制御装置１８等に出力する。このトリガ振分け設定ＴＳＳには、計数開始トリガ信号ＣＳおよび計数出力トリガ信号ＣＯの設定情報が含まれている。

次に、処理回路５０の参照信号設定機能５７は、例えば、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、参照信号（エネルギービン）の設定を行う（ステップＳ３０３）。また、参照信号設定機能５７は、例えば、設定された参照信号設定ＴＨＳを、ＤＡＳ１６の読取回路７１、制御装置１８等に出力する。

上記のようなスキャン条件の設定が完了した後、処理回路５０のスキャン制御機能５５は、被検体Ｐが寝台装置３０に載置された状態で、Ｘ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１６、制御装置１８、および寝台駆動装置３２に指示することで、スキャンを開始する（ステップＳ３０５）。

スキャンの間、ＤＡＳ１６の第１から第４計数回路６７－１から４の各々は、トリガ振分け回路７３により振り分けられた計数開始トリガ信号ＣＳおよび計数出力トリガ信号ＣＯに応じて、計数データを計数一時保存回路６９に保存する（ステップＳ３０７）。

図１２は、第３の実施形態に係る各計数回路６７の計数データを説明する図である。第１から第４計数回路６７－１から４の各々は、計数開始トリガ信号ＣＳに応じて波高弁別回路６５から入力される電気パルス信号に基づくカウントを開始し、計数出力トリガ信号ＣＯに応じて、計数データを計数一時保存回路６９に出力する。この結果、例えば、第１計数回路６７－１の計数データが、第１のビューのデータを構成し、第２計数回路６７－２の計数データが、第２のビューのデータを構成し、第３計数回路６７－３の計数データが、第３のビューのデータを構成し、第４計数回路６７－４の計数データが、第４のビューのデータを構成することとなる。第５から第８のビューについても、同様に、第１計数回路６７－１から第４計数回路６７－４の各計数データが順に相当する。第１の実施形態とは異なり、計数開始トリガ信号ＣＳが存在することで、第２から第４計数回路６７－２から４には各ビューのデータのみが格納されることとなる。

すなわち、第１の計数部および第２の計数部は、計数開始トリガ信号が供給されたことを契機として、計数を開始する。

計数一時保存回路６９は、全ての計数回路６７－ｎから計数データが入力された時点で、保存された全計数データを読取回路７１に出力する。読取回路７１は、トリガ振分け設定ＴＳＳおよび参照信号設定ＴＨＳに基づいて、計数一時保存回路６９から出力された計数回路６７－ｎごとの計数データを読み出す（ステップＳ３０９）。読取回路７１は、読み出した計数データを、一定のデータ形式に変換した上で、コンソール装置４０に伝送する（メモリ４１に保存する）（ステップＳ３１１）。

次に、処理回路５０の再構成機能５３は、メモリ４１に保存された検出データに基づいて被検体Ｐに関するフォトンカウンティングＣＴ画像をビュー毎に再構成する（ステップＳ３１３）。

次に、スキャン制御機能５５は、予め設定されたスキャンプロトコル等に基づいて、スキャン終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ３１５）。スキャン制御機能５５は、スキャン終了条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ３１５；ＮＯ）、ステップＳ３０７以降の処理を繰り返す。一方、スキャン制御機能５５は、スキャン終了条件を満たすと判定した場合（ステップＳ３１５；ＹＥＳ）、スキャンを終了する（ステップＳ３１７）。これにより、本フローチャートの処理が終了する。

以上説明した第３の実施形態によれば、必要に応じて、エネルギー情報の粒度を下げる代わりに、ＣＴ画像が出力されるまでの所要時間の長期化を防ぎつつ、従来のＣＴ装置よりも高サンプリングレートのスキャンを実施できる。例えば、複数ビュー分のデータの処理を、従来の１ビュー分の処理で実施するため、サンプリングレートを上げることができる。また、１ビュー当たりの出力データを削減することができるため、データ伝送速度も向上させることができる。

また、第１の実施形態のように、データ出力のトリガ（ビュートリガ信号）が複数ビューおきに計数回路６７に入力される場合、その複数ビューの間の計数データを各計数回路６７に保存しておく必要がある。そのため、計数回路６７に保存できる１ビュー当たりの計数の上限が小さくなってしまう。一方、第３の実施形態によれば、各計数回路６７に対して、データ出力のトリガ（計数出力トリガ信号ＣＯ）だけでなく、収集開始のトリガ（計数開始トリガ信号ＣＳ）を入力する。直前のビューのデータ出力のトリガを、次のビューの収集開始のトリガとして設定すれば、各計数回路６７の出力データは１ビューごとのデータとなるため、計数回路６７は単一ビューの計数データのみ保存できれば良くなる。

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…Ｘ線ＣＴ装置，１０…架台装置，１１…Ｘ線管，１２…ウェッジ，１３…コリメータ，１４…Ｘ線高電圧装置，１５…Ｘ線検出器，１６…データ収集システム（ＤＡＳ），１７…回転フレーム，１８…制御装置，３０…寝台装置，３１…基台，３２…寝台駆動装置，３３…天板，３４…支持フレーム，４０…コンソール装置，４１…メモリ，４２…ディスプレイ，４３…入力インターフェース，４４…ネットワーク接続回路，５０…処理回路，５１…システム制御機能，５２…前処理機能，５３…再構成機能，５４…画像処理機能，５５…スキャン制御機能，５６…トリガ振分け設定機能，５７…参照信号設定機能，５８…表示制御機能

Claims (13)

1. 検出素子から出力されるパルスの波高弁別を行う、互いに並列に設けられた第１のコンパレータおよび第２のコンパレータと、
   前記第１のコンパレータに入力される第１の参照信号と、前記第２のコンパレータに入力される第２の参照信号とを設定する参照信号設定部と、
   前記第１のコンパレータの後段に設けられ、前記パルスが前記第１の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する第１の計数部と、
   前記第２のコンパレータの後段に設けられ、前記パルスが前記第２の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する第２の計数部と、
   前記第１の計数部に入力される第１のビュートリガ信号と、前記第２の計数部に入力される第２のビュートリガ信号とを生成するビュートリガ信号生成部と、
   を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
2. 前記第１のビュートリガ信号と前記第２のビュートリガ信号とを、前記第１の計数部と前記第２の計数部とへ振り分けるトリガ振分け部を更に備える、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記第１の参照信号と、前記第２の参照信号とは、略同じである、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記参照信号設定部は、撮影モードの選択に応じて、前記第１の参照信号および前記第２の参照信号を設定する、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記撮影モードの選択に応じて、前記第１のビュートリガ信号および前記第２のビュートリガ信号の振分けを設定するトリガ振分け設定部を更に備える、
   請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記撮影モードとして物質弁別モードが選択された場合、
   前記参照信号設定部は、前記第１の参照信号と、前記第２の参照信号とが互いに異なるように設定し、
   前記トリガ振分け設定部は、前記第１のビュートリガ信号および前記第２のビュートリガ信号として、ビューごとの計数データの出力を指示する同一の信号を設定する、
   請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記撮影モードとして時間分解能優先モードが選択された場合、
   前記参照信号設定部は、前記第１の参照信号と、前記第２の参照信号とが略同じとなるように設定し、
   前記トリガ振分け設定部は、前記第１のビュートリガ信号および前記第２のビュートリガ信号として、連続するビューの各々のタイミングで計数データの出力を指示する互いに異なる信号を設定する、
   請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記撮影モードとして中間モードが選択された場合、
   前記参照信号設定部は、前記第１の参照信号と、前記第２の参照信号とが互いに異なるように設定し、
   前記トリガ振分け設定部は、前記第１のビュートリガ信号および前記第２のビュートリガ信号として、連続するビューの各々のタイミングで計数データの出力を指示する互いに異なる信号を設定する、
   請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記第１の計数部の第１の計数データおよび前記第２の計数部の第２の計数データを一時保存し、前記第１の計数部および前記第２の計数部の両方の計数データが集まったタイミングで出力する計数一時保存部を更に備える、
   請求項１から８のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 前記計数一時保存部から出力されたデータを読み取り、所定のデータ形式に変換する読取部を更に備える、
    請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
11. 前記計数一時保存部から出力されたデータを、前記第１のビュートリガ信号および前記第２のビュートリガ信号の振分け設定および前記第１の参照信号および前記第２の参照信号の設定と関連付けて保存する保存部を更に備える、
    請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
12. 前記第１の計数部および前記第２の計数部は、計数開始トリガ信号が供給されたことを契機として、計数を開始する、
    請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
13. 検出素子から出力されるパルスの波高弁別を行う、互いに並列に設けられた第１のコンパレータおよび第２のコンパレータと、
    前記第１のコンパレータに入力される第１の参照信号と、前記第２のコンパレータに入力される第２の参照信号とを設定する参照信号設定部と、
    前記第１のコンパレータの後段に設けられ、前記パルスが前記第１の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する第１の計数部と、
    前記第２のコンパレータの後段に設けられ、前記パルスが前記第２の参照信号にて規定される閾値を超える場合に計数する第２の計数部と、
    外部からビュートリガ信号を受信し、前記第１の計数部に入力される第１のビュートリガ信号と、前記第２の計数部に入力される第２のビュートリガ信号とに振り分けるトリガ振分け部と、
    を備える、Ｘ線検出器。

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