JP2024060170A - Ｐｃｃｔ装置とその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光子計数型検出器に生じる異常を検知可能なＰＣＣＴ装置とその制御方法を提供する。【解決手段】Ｘ線の光子を計数する光子計数型検出器を備えるＰＣＣＴ装置であって、エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルを生成するスペクトル生成部と、第一時刻のスペクトルと第二時刻のスペクトルからエネルギービン毎の光子数変化率を算出する算出部と、前記光子数変化率に基づいて前記光子計数型検出器の異常の有無を判定する判定部を備えることを特徴とする。【選択図】図９

Description

本発明は、ＰＣＣＴ（Photon Counting Computed Tomography）装置に関し、特にＰＣＣＴ装置が備える光子計数型検出器の異常原因を特定する技術に関する。

フォトンカウンティング（Photon Counting）方式を採用する検出器である光子計数型検出器を備えるＰＣＣＴ（Photon Counting Computed Tomography）装置は、従来のＣＴ装置よりも多くの情報を含んだ医用画像を提示できる。例えば複数のエネルギービンに分けられた投影データを用いて作成される画像であるエネルギービン画像や、複数の物質に弁別された画像である物質弁別画像が提示可能である。被写体に照射されるＸ線の経時変化はＰＣＣＴ装置が提示する医用画像にアーチファクトを発生させることがあるので、補正される必要がある。

特許文献１には、散乱線を除去する散乱線除去グリッドを備えるとともにスキャン視野外に配置されるリファレンス検出器で検出されたＸ線光子のカウント数に基づいて、焦点移動量を算出することが開示される

特開２０２１－１４６１９０号公報

しかしながら特許文献１では、光子計数型検出器に異常が生じたときに対する配慮はなされていない。光子計数型検出器に生じた異常は、医用画像にアーチファクトを発生させることがあるので、直ちに検知されることが好ましい。

そこで本発明の目的は、光子計数型検出器に生じる異常を検知可能なＰＣＣＴ装置とその制御方法を提供することである。

上記目的を達成するために本発明は、Ｘ線の光子を計数する光子計数型検出器を備えるＰＣＣＴ装置であって、エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルを生成するスペクトル生成部と、第一時刻のスペクトルと第二時刻のスペクトルからエネルギービン毎の光子数変化率を算出する算出部と、前記光子数変化率に基づいて前記光子計数型検出器の異常の有無を判定する判定部を備えることを特徴とする。

また本発明は、Ｘ線の光子を計数する光子計数型検出器を備えるＰＣＣＴ装置であって、エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルを生成するスペクトル生成部と、第一の検出素子で得られるスペクトルと第二の検出素子で得られるスペクトルとの差異を算出する算出部と、前記差異に基づいて、前記光子計数型検出器の異常の有無を判定する判定部を備えることを特徴とする。

また本発明は、Ｘ線の光子を計数する光子計数型検出器を備えるＰＣＣＴ装置の制御方法であって、エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルを生成するスペクトル生成ステップと、第一時刻のスペクトルと第二時刻のスペクトルからエネルギービン毎の光子数変化率を算出する算出ステップと、前記光子数変化率に基づいて前記光子計数型検出器の異常の有無を判定する判定ステップを備えることを特徴とする。

本発明によれば、光子計数型検出器に生じる異常を検知可能なＰＣＣＴ装置とその制御方法を提供することができる。

ＰＣＣＴ装置の全体構成を示す図である。 エネルギービン毎に計数されるＸ線光子の一例を示す図である。 ポラリゼーションが生じたときのスペクトルの経時変化を示す図である。 ポラリゼーションが生じたときのスペクトルの経時変化を示す図である。 ゲイン低下が生じたときのスペクトルの経時変化を示す図である。 エネルギー分解能の低下が生じたときのスペクトルの経時変化を示す図である。 エネルギー閾値のシフトが生じたときのスペクトルの経時変化を示す図である。 感度低下が生じたときのスペクトルの経時変化を示す図である。 局所的エネルギー領域でのノイズ増加が生じたときのスペクトルの経時変化を示す図である。 光子計数型検出器の異常を検知する処理の流れの一例を示す図である。 被写体のスキャン中に異常の有無が判定される領域を示す図である。 ポラリゼーションを検知したときの画面の一例を示す図である。 ポラリゼーション以外の異常を推定する処理の流れの一例を示す図である。 隣接する検出素子の一方に異常が生じたときのスペクトルの差異を示す図である。

以下、添付図面に従って本発明に係るＰＣＣＴ（Photon Counting Computed Tomography）装置の実施例について説明する。なお、以下の説明及び添付図面では、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１を用いてＰＣＣＴ装置１００の全体構成を説明する。ＰＣＣＴ装置１００は、入出力部２００と撮影部３００と統括制御部４００を備える。

入出力部２００は、入力装置２１０とモニタ２２０を有する。入力装置２１０は操作者が撮影条件等を入力するときに用いられる装置であり、例えばマウスやキーボードである。モニタ２２０は入力された撮影条件等が出力される表示装置であり、タッチパネル機能を有する場合は入力装置２１０としても用いられる。

撮影部３００は、被写体１０１の投影データを様々な投影角度で取得するために、Ｘ線源３１０、Ｘ線検出器３２０、ガントリ３３０、テーブル１０２、および撮影制御部３４０を備える。なお取得される投影データは、複数のエネルギービンに分けられる。

Ｘ線源３１０はＸ線を被写体１０１に照射する装置である。Ｘ線源３１０と被写体１０１との間にはコリメータ３１１が備えられる。コリメータ３１１は、被写体１０１に照射されるＸ線の照射野を調節する装置である。

Ｘ線検出器３２０はＸ線を検出する装置であり、複数の検出素子３２１を有する。検出素子３２１は、ＣｄＴｅ等の半導体素子と計数回路素子とが接続された光子計数型検出器であり、Ｘ線源３１０のＸ線焦点から等距離、例えば１０００ｍｍの距離に約１０００個配置される。検出素子３２１では、一つの素子に入射するＸ線光子がエネルギービン毎に計数される。

図２を用いて、エネルギービン毎に計数されるＸ線光子について説明する。検出素子３２１に入射するＸ線光子は、予め設定されたエネルギー閾値によって、複数のエネルギービンに分けられる。図２には、エネルギー閾値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３によって分けられた三つのエネルギービンｂｉｎ１、ｂｉｎ２、ｂｉｎ３が示される。すなわちｂｉｎ１ではＴ１～Ｔ２、ｂｉｎ２ではＴ２～Ｔ３、ｂｉｎ３ではＴ３～のＸ線光子がそれぞれ計数される。そしてエネルギービン毎にＸ線光子が計数されることにより、エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルが生成される。

図１の説明に戻る。ガントリ３３０の中央には、被写体１０１が載置されるテーブル１０２を配置するための円形の開口部３３１が設けられる。開口部３３１の直径は例えば７００ｍｍである。ガントリ３３０内には、Ｘ線源３１０とＸ線検出器３２０を搭載し、Ｘ線源３１０とＸ線検出器３２０を被写体１０１の周りで回転させる回転板３３２が備えられる。テーブル１０２は、ガントリ３３０に対する被写体１０１の位置を調整するためにｚ方向に移動する。

撮影制御部３４０は、Ｘ線制御部３４１、ガントリ制御部３４２、テーブル制御部３４３、検出器制御部３４４を有する。Ｘ線制御部３４１はＸ線源３１０に印加される電圧等を制御する。ガントリ制御部３４２は、回転板３３２の回転を制御し、回転板３３２を例えば１．０ｓで一回転させる。検出器制御部３４４は、Ｘ線検出器３２０によるＸ線の検出を制御し、例えば回転板３３２が０．４度回転する毎にＸ線検出器３２０にＸ線を検出させる。テーブル制御部３４３は、テーブル１０２の移動を制御する。

統括制御部４００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)４０１、メモリ４０２、記憶装置４０３を有し、撮影制御部３４０を制御するともに、Ｘ線検出器３２０によって検出されたＸ線の投影データ等に様々な処理を施す。例えば、入力装置２１０にて設定された撮影条件に従って取得された投影データから断層画像を再構成する処理が統括制御部４００によって実行される。断層画像はエネルギービン毎に再構成されても良い。また再構成された断層画像や再構成処理に用いられた投影データは、モニタ２２０に表示されたり、記憶装置４０３に格納されたりし、エネルギービン毎に扱われても良い。

Ｘ線検出器３２０が有する検出素子３２１に異常がある場合、Ｘ線光子の計数によって生成されるスペクトルに経時変化が生じ、断層画像にアーチファクトが発生することがある。そこで実施例１では、第一時刻のスペクトルと第二時刻のスペクトルから算出されるエネルギービン毎の光子数変化率に基づいて、検出素子３２１に生じる異常を検知する。

なお検出素子３２１に生じる異常には、ポラリゼーション、ゲイン低下、エネルギー分解能の低下、エネルギー閾値のシフト、感度低下、局所的エネルギー領域でのノイズ増加、信号の出力不良といった種類がある。またスペクトルの経時変化のパターンは、検出素子３２１に生じる異常の種類によって異なるので、各種類について以降で説明する。

図３Ａと図３Ｂを用いて、ポラリゼーションが生じたときのスペクトルの経時変化のパターンについて説明する。ポラリゼーションは、Ｘ線入射によって生成される電荷が半導体素子に含まれる格子欠陥にトラップされたり解放されたりすることで生じる現象であり、図３Ａや図３Ｂのようにスペクトルを変化させる。図３Ａにはスペクトルがエネルギーの正方向にシフトするとともにＸ線光子数の負方向にシフトする場合が例示される。図３Ｂにはスペクトルがエネルギーの負方向にシフトするとともにＸ線光子数の正方向にシフトする場合が例示される。また変化前後のスペクトルは一つの交差点を有する。なおポラリゼーションは、半導体素子に印加される電圧をリセットすることで解消される。

図４を用いて、ゲイン低下が生じたときのスペクトルの経時変化のパターンについて説明する。ゲイン低下は、半導体素子の破損や、半導体素子と計数回路素子との間の部分的な断線によって生じ、図４のようにスペクトルを変化させる。すなわち、ゲイン低下が生じると、スペクトルはエネルギーの負方向にシフトするとともにＸ線光子数の正方向にシフトする。また変化前後のスペクトルは一つの交差点を有する。なおスペクトルのシフト方向は図３Ｂと同じであるが、シフト量は図３Ｂよりも十分に大きい。またＸ線光子数がゼロになるエネルギー領域が、元のエネルギー領域の半分以上となる。

図５を用いて、エネルギー分解能の低下が生じたときのスペクトルの経時変化のパターンについて説明する。エネルギー分解能の低下は、半導体素子の劣化や、計数回路素子へのノイズ混入によって生じ、図５のようにスペクトルを変化させる。すなわち、エネルギー分解能の低下が生じると、スペクトルはエネルギーの正負方向に拡がるとともにＸ線光子数の負方向にシフトする。また変化前後のスペクトルは二つの交差点を有する。

図６を用いて、エネルギー閾値やカウンタの異常が生じたときのスペクトルの経時変化のパターンについて説明する。エネルギー閾値やカウンタの異常が生じると、図６のようにスペクトルの一部のエネルギービンにおいてＸ線光子数が不連続に減少する。

図７を用いて、感度低下が生じたときのスペクトルの経時変化のパターンについて説明する。感度低下は、半導体素子の故障や劣化、半導体素子と計数回路素子との間の完全な断線によって生じ、図７のようにスペクトルを変化させる。すなわち、感度低下が生じると、スペクトルはＸ線光子数の負方向にシフトする。また変化前後のスペクトルは交差点を有しない。

図８を用いて、局所的エネルギー領域でのノイズ増加が生じたときのスペクトルの経時変化のパターンについて説明する。局所的エネルギー領域でのノイズ増加は、半導体素子や計数回路素子の故障や劣化によって生じ、図８のようにスペクトルを変化させる。すなわち、局所的エネルギー領域でのノイズ増加が生じると、スペクトルは一部のエネルギービンにノイズ起因のピークが発生する。

図９を用いて、実施例１の処理の流れの一例についてステップ毎に説明する。

（Ｓ９０１）
統括制御部４００は、撮影制御部３４０を制御して、エネルギービン毎のＸ線光子を全ての検出素子３２１において計数する。エネルギービン毎のＸ線光子が計数されることにより、エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルが生成される。Ｓ９０１でのＸ線光子の計数は、被写体１０１がない状態で実施されることが望ましい。

なお被写体１０１がある状態でＸ線光子が計数される場合は、図１０に例示されるエア領域計測部１０００に配置される検出素子３２１が、以降の処理における対象となる。エア領域計測部１０００の広さは被写体１０１のサイズや投影角度によって変わるので、スキャノグラム画像に基づいてエア領域計測部１０００が事前に設定されても良い。

（Ｓ９０２）
統括制御部４００は、Ｓ９０１にて得られたＸ線光子数を用いて、エネルギービン毎の光子数変化率を全ての検出素子３２１において算出する。光子数変化率Ｒ（ｃｈ、Ｅ、ｔ）は、例えば次式を用いて算出される。

Ｒ（ｃｈ、Ｅ、ｔ）＝１－Ｃ（ｃｈ、Ｅ、ｔ）／Ｃ（ｃｈ、Ｅ、ｔ０） … （式１）
ここでｃｈは検出素子３２１のチャネル番号、Ｅはエネルギービン、ｔは計数時刻であり、Ｃ（ｃｈ、Ｅ、ｔ）は、チャネル番号ｃｈ、エネルギービンＥ、計数時刻ｔにおいて計数されたＸ線光子数である。なおＣ（ｃｈ、Ｅ、ｔ０）は、チャネル番号ｃｈ、エネルギービンＥ、計数時刻ｔ０（＜ｔ）において被写体１０１がない状態で計数されたＸ線光子数である。事前に計数されたＣ（ｃｈ、Ｅ、ｔ０）は記憶装置４０３に格納され、光子数変化率Ｒ（ｃｈ、Ｅ、ｔ）を算出するときに記憶装置４０３から読み出される。

（Ｓ９０３）
統括制御部４００は、Ｓ９０２にて算出されたある計数時刻ｔにおける光子数変化率の全てが許容範囲内であるか否かを判定する。全光子数変化率が許容範囲内であればＳ９０４へ処理が進められる。すなわち検出素子３２１に異常は無いとの判定がなされる。また全光子数変化率の中の少なくとも一つが許容範囲外であればＳ９０５へ処理が進められる。

光子数変化率の許容範囲を示す上限値Ｒ＿Ｕと下限値Ｒ＿Ｌは、チャネル番号及びエネルギービン毎に予め設定され、記憶装置４０３に格納される。例えば、回転板３３２の回転方向においてＸ線検出器３２０の中心から検出素子３２１までの距離が短いほど狭い許容範囲が設定される。Ｘ線検出器３２０の中心に近い検出素子３２１ほど狭い許容範囲を設定することにより、断層画像の再構成においてより重要な検出素子３２１の異常の有無をより厳密に判定できる。また全ての検出素子３２１に対して同じ許容範囲が用いられても良い。同じ許容範囲が用いられることにより、記憶装置４０３の記憶容量を節約できる。なお許容範囲はＸ線源３１０の管電流や管電圧毎に設定されても良い。

（Ｓ９０４）
統括制御部４００は、検出素子３２１及びＸ線源３１０に異常がないことをモニタ２２０に表示させる。

（Ｓ９０５）
統括制御部４００は、Ｓ９０２にて算出された光子数変化率が全ての検出素子３２１において許容範囲外であるとともにスペクトルの経時変化のパターンが全て同じであるか否かを判定する。光子数変化率が全ての検出素子３２１において許容範囲外であるととともに全て同じパターンであればＳ９０６へ処理が進められる。すなわちＸ線源３１０に異常はあるものの、検出素子３２１に異常は無いとの判定がなされる。また全光子数変化率の中の少なくとも一つが許容範囲内であったり、許容範囲外である光子数変化率に異なるパターンが含まれていたりすればＳ９０７へ処理が進められる。

（Ｓ９０６）
統括制御部４００は、検出素子３２１に異常はないものの、Ｘ線源３１０に異常があることをモニタ２２０に表示させる。

（Ｓ９０７）
統括制御部４００は、Ｓ９０３にて許容範囲外と判定された光子数変化率にポラリゼーションのパターンが含まれるか否かを判定する。許容範囲外である光子数変化率にポラリゼーションのパターンが含まれればＳ９０８へ処理が進められる。すなわち検出素子３２１にポラリゼーションが生じているとの判定がなされる。また許容範囲外である光子数変化率にポラリゼーションのパターンが含まれなければＳ９０９へ処理が進められる。

なお許容範囲外と判定された光子数変化率のパターンがポラリゼーションであるとの判定は、以下の三つの条件が満たされるときになされる。第一条件は、許容範囲外の光子数変化率がエネルギー領域の一部に留まらないことである。例えば、Ｘ線光子が三つのエネルギービンに分けられた場合、二つ以上のエネルギービンにおいて光子数変化率が許容範囲外であるとき、第一条件が満たされ、図３Ａと図３Ｂ、図４、図５、図７が該当する。第二条件は、変化前後のスペクトルが一つの交差点を有することであり、図３Ａと図３Ｂ、図４において満たされる。第三条件は、変化後のスペクトルにおいてＸ線光子数がゼロになるエネルギー領域が、変化前のエネルギー領域の半分未満である。例えば、Ｘ線光子が三つのエネルギービンに分けられた場合、Ｘ線光子数がゼロになるエネルギービンが一つ以下であるとき、第三条件が満たされ、図３Ａと図３Ｂ、図５、図６、図７、図８が該当する。すなわち三つの条件は、図３Ａと図３Ｂにおいて満たされる。

（Ｓ９０８）
統括制御部４００は、検出素子３２１にポラリゼーションが生じたことを通知するとともに、電源の再起動を指示する画面をモニタ２２０に表示させる。図１１には、Ｓ９０８においてモニタ２２０に表示される通知・指示画面１１００が例示される。なおモニタ２２０に表示される画面は、図１１に例示される通知・指示画面１１００に限定されない。

（Ｓ９０９）
統括制御部４００は、Ｓ９０３にて許容範囲外であると判定された光子数変化率のパターンに基づいて、ポラリゼーション以外の異常原因を推定する。

図１２を用いて、Ｓ９０９での異常原因を推定する処理の流れの一例についてステップ毎に説明する。

（Ｓ１２０１）
統括制御部４００は、Ｓ９０３にて許容範囲外と判定された光子数変化率がエネルギー領域の一部であるか否かを判定する。許容範囲外の光子数変化率がエネルギー領域の一部であればＳ１２０２へ処理が進められる。具体的には図６と図８が該当する。また許容範囲外の光子数変化率がエネルギービンの一部に留まらなければＳ１２０５へ処理が進められる。具体的には図４、図５、図７が該当する。

（Ｓ１２０２）
統括制御部４００は、Ｓ９０３にて許容範囲外と判定された光子数変化率が正であるか否かを判定する。光子数変化率が正であればＳ１２０３へ処理が進められる。具体的には図８が該当する。また光子数変化率が正でなければＳ１２０４へ処理が進められる。具体的には図６が該当する。

（Ｓ１２０３）
統括制御部４００は、検出素子３２１に局所的エネルギー領域でのノイズ増加が生じたことをモニタ２２０に表示させる。

（Ｓ１２０４）
統括制御部４００は、検出素子３２１にエネルギー閾値又はカウンタの異常が生じたことをモニタ２２０に表示させる。

（Ｓ１２０５）
統括制御部４００は、変化前後のスペクトルの交差点が二つ以上であるか否かを判定する。交差点が二つ以上であればＳ１２０５へ処理が進められる。具体的には図５が該当する。また交差点が二つ未満であればＳ１２０７へ処理が進められる。具体的には図４と図７が該当する。

（Ｓ１２０６）
統括制御部４００は、検出素子３２１にエネルギー分解能の低下が生じたことをモニタ２２０に表示させる。

（Ｓ１２０７）
統括制御部４００は、変化後のスペクトルにおいてＸ線光子数がゼロになるエネルギー領域が閾値未満であるか否かを判定する。Ｘ線光子数がゼロになるエネルギー領域が閾値未満であればＳ１２０８へ処理が進められる。具体的には図７が該当する。またＸ線光子数がゼロになるエネルギー領域が閾値以上であればＳ１２０９へ処理が進められる。具体的には図４が該当する。なお閾値には、例えば変化前のスペクトルのエネルギー領域の半分が設定される。

（Ｓ１２０８）
統括制御部４００は、検出素子３２１に感度低下が生じたことをモニタ２２０に表示させる。

（Ｓ１２０９）
統括制御部４００は、検出素子３２１にゲイン低下が生じたことをモニタ２２０に表示させる。

図１２に例示される処理の流れによって、ポラリゼーション以外の異常原因が推定される。図９の説明に戻る。

（Ｓ９１０）
統括制御部４００は、Ｓ９０３にて光子数変化率が許容範囲外であると判定された検出素子３２１の数が閾値以下であるか否かを判定する。許容範囲外である検出素子３２１の数が閾値以下であればＳ９１１へ処理が進められる。また許容範囲外のチャネル数が閾値を超えればＳ９１２へ処理が進められる。なお閾値には、不良チャネルの出力を補間することによってアーチファクトを発生させずに済むチャネル数が予め設定される。

（Ｓ９１１）
統括制御部４００は、光子数変化率が許容範囲外であると判定された検出素子３２１を不良チャネルとして登録することを指示する画面をモニタ２２０に表示させる。不良チャネルとして登録された検出素子３２１の出力は、その周辺の検出素子３２１の出力によって補間される。

（Ｓ９１２）
統括制御部４００は、検出素子３２１に異常が生じたことをサービスエンジニアへ連絡することを指示する画面をモニタ２２０に表示させる。検出素子３２１に異常が生じたとの連絡を受けたサービスエンジニアは、Ｘ線検出器３２０の修理や交換を実施することができる。Ｘ線検出器３２０の修理や交換を実施するサービスエンジニアは、Ｓ９０９にて推定された異常原因を参考にしても良い。

図９に例示される処理の流れによって、ＰＣＣＴ装置１００は光子計数型検出器である検出素子３２１に生じる異常を検知することができる。また検出素子３２１にポラリゼーションが生じたときに表示される画面に従って、電源の再起動がなされることにより、ポラリゼーションが解消され、異常発生時のダウンタイムを低減できる。

なお統括制御部４００は、Ｓ９０１を実行することにより、エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルを生成するスペクトル生成部として機能する。また統括制御部４００は、Ｓ９０２を実行することにより、第一時刻のスペクトルと第二時刻のスペクトルからエネルギービン毎の光子数変化率を算出する算出部として機能する。さらに統括制御部４００は、Ｓ９０５を実行することにより、光子数変化率に基づいて光子計数型検出器の異常の有無を判定する判定部として機能する。

実施例１では、Ｘ線光子の計数によって生成されるスペクトルの経時変化に基づいて、検出素子に生じる異常を検知することについて説明した。検出素子に生じる異常の検知は実施例１に限定されない。実施例２では、ある検出素子で得られるスペクトルと他の検出素子で同時刻に得られるスペクトルとの差異に基づいて、検出素子に生じる異常を検知することについて説明する。なおＰＣＣＴ装置１００の全体構成は、実施例１と同じであるので説明を省略する。

図１３を用いて実施例２について説明する。隣接する検出素子Ｐと検出素子Ｄがともに正常である場合、両者のスペクトルに差異は生じないのに対して、いずれか一方に異常が生じた場合、図１３に例示されるように両者のスペクトルに差異が生じる。すなわち、ある検出素子で得られるスペクトルと他の検出素子で同時刻に得られるスペクトルとの差異に基づいて、検出素子に生じた異常を検知することができる。より具体的には、次式を用いて算出されるＸ線光子数の差分Ｄ（ｃｈ、Ｅ）が予め定められた許容範囲を超えたとき、検出素子３２１に異常が生じたとの判定がなされる。

Ｄ（ｃｈ、Ｅ）＝Ｃ（ｃｈ、Ｅ）－Ａｖｅ（ｃｈ、Ｅ） … （式２）
ここでｃｈは検出素子３２１のチャネル番号、Ｅはエネルギービンであり、Ｃ（ｃｈ、Ｅ）は、チャネル番号ｃｈの検出素子３２１において、エネルギービンＥにて計数されたＸ線光子数である。またＡｖｅ（ｃｈ、Ｅ）は、チャネル番号ｃｈに近接する複数の検出素子３２１において、エネルギービンＥにて計数されたＸ線光子数の平均値である。チャネル番号ｃｈに近接する検出素子３２１には、例えばチャネル番号ｃｈの検出素子３２１が図１３の検出素子Ｐであるとき、検出素子Ｐの周囲にある検出素子Ａ～Ｈや、検出素子Ａ～Ｈに隣接する検出素子Ｊ等が含まれる。

また（式２）によって算出される差分のパターンに基づいて、検出素子３２１の異常原因が推定されても良い。すなわち、ポラリゼーションのパターンが含まれるか否かの判定や、ポラリゼーション以外の異常原因の推定は、経時変化のパターンの代わりに差分のパターンを用いることによって、実施例１と同様に実施される。またポラリゼーションが検知されたときには、実施例１と同様に、電源の再起動を指示する画面が表示されても良い。

実施例２によれば、スペクトルの経時変化に基づくことなく、ＰＣＣＴ装置１００は光子計数型検出器である検出素子３２１に生じる異常を検知することができる。スペクトルの経時変化に基づかずに済むことにより、事前にＸ線光子を計数しておかなくても良く、記憶装置４０３の記憶容量を節約できる。また、実施例1と同様に、検出素子３２１にポラリゼーションが生じたときに表示される画面に従って、電源の再起動がなされることにより、ポラリゼーションが解消され、異常発生時のダウンタイムを低減できる。

以上、本発明の実施例について説明した。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。

１００：ＰＣＣＴ装置、１０１：被写体、１０２：テーブル、２００：入出力部、２１０：入力装置、２２０：モニタ、３００：撮影部、３１０：Ｘ線源、３１１：コリメータ、３２０：Ｘ線検出器、３２１：検出素子、３３０：ガントリ、３３１：開口部、３３２：回転板、３４０：撮影制御部、３４１：Ｘ線制御部、３４２：ガントリ制御部、３４３：テーブル制御部、３４４：検出器制御部、４００：統括制御部、４０１：ＣＰＵ、４０２：メモリ、４０３：記憶装置、１０００：エア領域計測部、１１００：通知・指示画面

Claims (11)

1. Ｘ線の光子を計数する光子計数型検出器を備えるＰＣＣＴ装置であって、
   エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルを生成するスペクトル生成部と、
   第一時刻のスペクトルと第二時刻のスペクトルからエネルギービン毎の光子数変化率を算出する算出部と、
   前記光子数変化率に基づいて前記光子計数型検出器の異常の有無を判定する判定部を備えることを特徴とするＰＣＣＴ装置。
2. 請求項１に記載のＰＣＣＴ装置であって、
   前記判定部は、前記光子数変化率のパターンに基づいて前記光子計数型検出器の異常原因を推定することを特徴とするＰＣＣＴ装置。
3. 請求項２に記載のＰＣＣＴ装置であって、
   前記判定部は、前記パターンに基づいて、前記光子計数型検出器に生じた異常にポラリゼーションが含まれるか否かを判定することを特徴とするＰＣＣＴ装置。
4. 請求項３に記載のＰＣＣＴ装置であって、
   前記判定部は、前記光子計数型検出器に生じた異常にポラリゼーションが含まれると判定されたとき、再起動を指示する画面を表示させることを特徴とするＰＣＣＴ装置。
5. 請求項３に記載のＰＣＣＴ装置であって、
   前記判定部は、エネルギービン毎の光子数変化率が許容範囲外であって、許容範囲外の光子数変化率がエネルギー領域の一部に留まらず、第一時刻のスペクトルと第二時刻のスペクトルとの交差点が一つであり、第二時刻のスペクトルにおいて光子数がゼロになるエネルギー領域が第一時刻のスペクトルのエネルギー領域の半分未満であるときに、前記光子計数型検出器に生じた異常にポラリゼーションが含まれると判定することを特徴とするＰＣＣＴ装置。
6. 請求項１に記載のＰＣＣＴ装置であって、
   前記判定部は、エネルギービン毎の光子数変化率が許容範囲外である検出素子の数が、予め定められた閾値以下であるとき、エネルギービン毎の光子数変化率が許容範囲外である検出素子を不良チャネルとして登録することを指示する画面を表示させることを特徴とするＰＣＣＴ装置。
7. 請求項１に記載のＰＣＣＴ装置であって、
   前記判定部は、エネルギービン毎の光子数変化率が許容範囲外であって、全ての検出素子において同じパターンであるとき、Ｘ線源に異常が有ると判定することを特徴とするＰＣＣＴ装置。
8. 請求項１に記載のＰＣＣＴ装置であって、
   前記スペクトル生成部は、被写体のサイズや投影角度によって変化するエア領域のＸ線に対して前記スペクトルを生成することを特徴とするＰＣＣＴ装置。
9. 請求項１に記載のＰＣＣＴ装置であって、
   前記判定部は、前記光子計数型検出器の回転方向における中心からの距離が短いほど狭く設定される許容範囲を前記異常の有無の判定に用いることを特徴とするＰＣＣＴ装置。
10. Ｘ線の光子を計数する光子計数型検出器を備えるＰＣＣＴ装置であって、
    エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルを生成するスペクトル生成部と、
    第一の検出素子で得られるスペクトルと第二の検出素子で得られるスペクトルとの差異を算出する算出部と、
    前記差異に基づいて、前記光子計数型検出器の異常の有無を判定する判定部を備えることを特徴とするＰＣＣＴ装置。
11. Ｘ線の光子を計数する光子計数型検出器を備えるＰＣＣＴ装置の制御方法であって、
    エネルギービン毎の光子数の分布であるスペクトルを生成するスペクトル生成ステップと、
    第一時刻のスペクトルと第二時刻のスペクトルからエネルギービン毎の光子数変化率を算出する算出ステップと、
    前記光子数変化率に基づいて前記光子計数型検出器の異常の有無を判定する判定ステップを備えることを特徴とする制御方法。

Images