JP6776043B2 - Ｘ線診断装置及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置に関する。

光子計数型検出器を用いたＸ線診断装置は、光子計数型検出器から出力された検出信号に基づいて計数データを作成し、作成した計数データに対して各種の画像処理を行うことで、特定の組織（弁別対象物質）の高コントラスト画像を得ることができる。

かかるＸ線診断装置では、例えば、光子計数型検出器から出力された検出信号に基づいて、特定の１種類の複数のエネルギービンそれぞれの光子の数を示す光子計数データが作成される。このため、特定の１種類の複数のエネルギービンによって弁別することができる特定の弁別対象物質については、高精度で推定することができる。しかしながら、その他の弁別対象物質については、高精度で推定することが困難である。

また、Ｘ線診断装置においては、被検体の被曝量の低減が望まれる。

特表２０１１−５２７２２３号公報

本発明が解決しようとする課題は、高い利便性を有するＸ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置を提供することである。

実施形態のＸ線診断装置は、Ｘ線管と、検出器と、収集回路と、撮影制御回路とを備える。Ｘ線管は、Ｘ線を被検体に照射する。検出器は、被検体を透過したＸ線の入射に応じて検出信号を出力する。収集回路は、検出器が出力した検出信号に基づいて、複数の弁別対象物質を弁別するための複数のエネルギービンそれぞれの、検出器に入射されたＸ線の光子の数を示す光子計数データを作成する。撮影制御回路は、収集回路により作成された光子計数データ、又は、被検体の画像データに基づいて、本撮影において収集回路が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンの設定に関する条件である設定条件、及び、本撮影においてＸ線管により照射されるＸ線に関する条件であるＸ線照射条件のうち少なくとも１つを含む撮影計画を決定し、決定した撮影計画にしたがって本撮影が行われるように制御する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係る撮影制御回路が実行する撮影制御処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、４種類の弁別対象物質のそれぞれの入射Ｘ線エネルギーと、断面積との関係の一例を示すグラフである。 図４は、複数のエネルギービンの一例を示す図である。 図５は、設定条件決定方法を模式的に示した図である。 図６は、複数のエネルギービンの一例を示す図である。 図７は、複数のエネルギービンの一例を示す図である。 図８は、複数のエネルギービンの一例を示す図である。 図９は、Ｘ線照射条件決定方法を模式的に示した図である。 図１０は、第１の実施形態の第１の変形例に係るＸ線照射条件決定方法を模式的に示した図である。 図１１は、第１の実施形態の第２の変形例に係る設定条件決定処理の一例を説明するための図である。 図１２は、第１の実施形態の第４の変形例に係るＸ線照射条件決定処理の一例を説明するための図である。 図１３は、第１の実施形態の第４の変形例に係るＸ線照射条件決定処理の一例を説明するための図である。 図１４は、履歴情報のデータ構造の一例を示す図である。 図１５は、照射領域の一例を示す図である。 図１６は、第２の実施形態に係る設定条件決定方法を模式的に示した図である。 図１７は、第３の実施形態に係る撮影制御回路が実行する撮影制御処理の流れを示すフローチャートである。 図１８は、第５の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。 図１９は、第５の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。 図２０は、第６の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。 図２１は、第７の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。 図２２は、第７の実施形態の第１の変形例を説明するための図である。 図２３は、第７の実施形態の第２の変形例を説明するための図である。 図２４は、第８の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。 図２５は、第９の実施形態を説明するための図である。 図２６は、第１０の実施形態を説明するための図である。 図２７は、第１１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。 図２８は、第１１の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。 図２９は、第１２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示すブロック図である。 図３０Ａは、第１２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理の一例を説明するための図である。 図３０Ｂは、第１２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理の一例を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係るＸ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置の各実施形態を詳細に説明する。なお、各実施形態は、適宜組み合わせることができる。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。

第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、レントゲン画像を撮影する光子計数型のＸ線一般撮影システムである。図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、撮影装置１０と、コンソール装置３０とを有する。

撮影装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線の光子をエネルギービン（エネルギー帯、エネルギー区間）ごとに計数する装置である。撮影装置１０は、高電圧発生回路１１と、照射装置１２と、検出器１３と、駆動回路１４と、収集回路１５とを有する。

高電圧発生回路１１は、後述するＸ線管１２ａにＸ線を発生させるための高電圧を供給する。高電圧発生回路１１は、後述するＸ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の量（Ｘ線量）を調整する。

照射装置１２は、Ｘ線管１２ａと、線質フィルタ１２ｂと、絞り１２ｃとを備える。Ｘ線管１２ａは、高電圧発生回路１１から供給される高電圧により、被検体Ｐに照射するＸ線を発生する。例えば、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線を照射する真空管である。線質フィルタ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから照射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。例えば、線質フィルタ１２ｂは、Ｘ線管１２ａ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１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。線質フィルタ１２ｂは、ウェッジフィルター（wedge filter）や、ボウタイフィルター（bow-tie filter）とも呼ばれる。絞り１２ｃは、線質フィルタ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。例えば、絞り１２ｃは、スライド可能な４枚の絞り羽根を有し、これら絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２ａが発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。なお、照射範囲には、関心領域（ＲＯＩ（Region Of Interest））が含まれる。

駆動回路１４は、撮影制御回路３３からの制御信号に基づいて、照射装置１２及び検出器１３の位置を移動させる。また、駆動回路１４は、撮影制御回路３３からの制御信号に基づいて、線質フィルタ１２ｂをＸ線管１２ａの前面に移動させたり、線質フィルタ１２ｂをＸ線管１２ａの前面から移動させたりする。また、駆動回路１４は、撮影制御回路３３からの制御信号に基づいて、絞り１２ｃを制御して、被検体Ｐに照射させるＸ線の照射範囲の大きさを変更したり、照射範囲の位置を移動させたりする。

検出器１３は、照射装置１２から照射されたＸ線の入射に応じて検出信号を出力する。このＸ線は、例えば、被検体Ｐを透過したＸ線である。検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線の光子（Ｘ線光子）を計数するための複数の検出素子を有する。検出器１３は、例えば、複数の検出素子が、所定の方向及び所定の方向と交差する方向に規則的に配置されたＸ線平面検出器である。検出素子は、シンチレータ、フォトダイオード及び検出回路を有する。検出素子は、入射したＸ線の光子１つ１つをシンチレータにより光に変換し、この光をフォトダイオードにより電荷に変換する。この電荷は、検出回路によってパルス状の電流に変換される。検出器１３は、例えば、このパルス状の電流をアナログ形式の波形データとして収集回路１５に出力するか、または、パルス状の電流をデジタル形式の波形データに変換して収集回路１５に出力する。かかる波形データは、例えば、時間を横軸、電流値を縦軸とする、各時間の電流値を示す波形のデータである。なお、上述したようなシンチレータ及びフォトダイオードを有する検出素子を備える検出器１３は、間接変換型の検出器と称される。

また、検出器１３は、直接変換型の検出器でもよい。直接変換型の検出器とは、検出素子に入射したＸ線の光子を直接電荷に変換する検出器である。検出器１３が直接変換型の検出器である場合、検出素子は、例えば、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）系の半導体素子である。検出器１３が直接変換型の検出器である場合も、検出器１３は、検出回路によって電荷をパルス状の電流に変換し、このパルス状の電流をアナログ形式の波形データとして収集回路１５に出力するか、または、パルス状の電流をデジタル形式の波形データに変換して収集回路１５に出力する。

なお、検出器１３は、検出素子が一列に配置された検出器や複数の列に検出素子が配置された検出器であってもよい。この場合、Ｘ線診断装置１では、駆動回路１４によって検出器１３の位置を連続的に又は段階的に移動させながらレントゲン画像の撮影を行う。なお、上述の波形データは、検出信号の一例である。

また、検出器１３の中に、後述する収集回路１５及び画像生成回路３６を含めることもできる。この場合には、検出器１３は、上述した検出器１３の機能に加えて、後述する収集回路１５及び画像生成回路３６の各機能を有する。また、この場合には、検出器１３と収集回路１５と画像生成回路３６とが一体となる。

収集回路１５は、例えば、ＤＡＳ（data acquisition system）により実現される。収集回路１５は、撮影制御回路３３により指定された複数のエネルギービンそれぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成する。例えば、収集回路１５は、検出器１３の検出素子ごとに、検出素子から出力された波形データに基づいて、波形データのピークの高さから、光子のエネルギーを算出する。また、収集回路１５は、検出器１３の検出素子ごとに、検出素子から出力された波形データに基づいて、波形データが有するパルスを計数する。そして、収集回路１５は、算出したエネルギーを含むエネルギービンを特定し、パルスの計数値を、特定したエネルギービンにおける光子の数とし、特定したエネルギービンにおける光子の数をレジスタに登録する。このようにして、収集回路１５は、撮影制御回路３３により指定された複数のエネルギービンそれぞれの、検出素子に入射されたＸ線の光子の数を数える。すなわち、収集回路１５は、検出素子ごとに、複数のエネルギービンそれぞれの、入射されたＸ線の光子を計数する。

そして、収集回路１５は、検出素子ごとに、検出素子の位置、撮影制御回路３３により指定された複数のエネルギービンそれぞれの光子の計数値を示す光子計数データを撮影制御回路３３及び画像生成回路３６に出力する。例えば、収集回路１５は、検出素子の位置及び複数のエネルギービンそれぞれの光子の計数値を示す光子計数データを作成し、作成した光子計数データを撮影制御回路３３及び画像生成回路３６に出力する。

例えば、撮影制御回路３３により複数のエネルギービン「Bin1」、「Bin2」及び「Bin3」が指定された場合、収集回路１５は（x,y,Count-Bin1,Count-Bin2,Count-Bin3）という形式の光子計数データを撮影制御回路３３及び画像生成回路３６に出力する。ここで、「x」は、検出器１３の所定の平面における検出素子の位置をＸ−Ｙ座標で表した場合のＸ座標の値である。また、「y」は、検出器１３の所定の平面における検出素子の位置をＸ−Ｙ座標で表した場合のＹ座標の値である。「Count-Bin1」は、エネルギービン「Bin1」の光子の計数値を指す。同様に、「Count-Bin2」は、エネルギービン「Bin2」の光子の計数値を指し、「Count-Bin3」は、エネルギービン「Bin3」の光子の計数値を指す。なお、検出器１３の位置が可変である場合には、収集回路１５は、検出素子ごとに、検出素子の位置、撮影制御回路３３により指定された複数のエネルギービンそれぞれの光子の計数値に加えて、検出器１３の位置を示す光子計数データを作成し、作成した光子計数データを撮影制御回路３３及び画像生成回路３６に出力することもできる。

このようにして、光子計数データを作成する処理を、エネルギービン弁別処理と呼ぶ。

ここで、収集回路１５は、例えば、波高弁別器を有する。かかる波高弁別器は、複数のエネルギービンの設定に関する条件である設定条件が登録されたレジスタを参照することにより、複数のエネルギービンを用いて、光子計数データを作成する処理を行うことができる。また、波高弁別器は、撮影制御回路３３により複数のエネルギービンが指定されると、レジスタに登録された過去の設定条件を消去した上で、指定された新たな複数のエネルギービンの設定条件をレジスタに登録する。これにより、収集回路１５は、光子計数データを作成する処理を行う際に用いる複数のエネルギービンを切り換えることができる。

また、収集回路１５は、所定の周期で、レジスタから、光子計数データを読み出し、読み出した光子計数データを撮影制御回路３３及び画像生成回路３６に出力する。かかる所定の周期の一例としては、１／１００秒が挙げられる。例えば、収集回路１５が、あるタイミングで、座標（x1,y1）が示す位置にある検出素子について、エネルギービン「Bin1」の光子の計数値が「２０」であり、エネルギービン「Bin2」の光子の計数値が「３０」であり、エネルギービン「Bin3」の光子の計数値が「４０」であること示す光子計数データ（x1,y1,20,30,40）をレジスタから読み出し、読み出した光子計数データ（x1,y1,20,30,40）を撮影制御回路３３及び画像生成回路３６に出力した場合について説明する。この場合において、そのタイミングから、１／１００秒経過するまでの間に、座標（x1,y1）が示す位置にある検出素子について、エネルギービン「Bin1」に含まれるエネルギーを有するＸ線の１つの光子が計数されると、レジスタには、光子計数データ（x1,y1,21,30,40）が登録される。そのため、そのタイミングから１／１００秒経過したタイミングで、収集回路１５は、光子計数データ（x1,y1,21,30,40）をレジスタから読み出し、読み出した光子計数データ（x1,y1,21,30,40）を撮影制御回路３３及び画像生成回路３６に出力する。このように、収集回路１５は、所定の周期で光子計数データを出力する。

なお、上述したように、検出器１３は、Ｘ線が入射すると、入射したＸ線の光子を電気信号に変換する。この電気信号は、光子が入射した直後に大きな値を持ち、時間の経過とともに減衰する。この電気信号の強度及び減衰速度などを計測することにより、収集回路１５は、入射したＸ線の光子を一つ一つ同定し、そのエネルギーを計測することができる。

しかしながら、Ｘ線管１２ａの管電流の電流値が増大し、入射するＸ線の光子の個数が増大すると、検出器１３に入射したＸ線の光子が電気信号に変換され、その電気信号が減衰しない間に、次のＸ線の光子が入射して電気信号に変換され、最初に入射したＸ線の光子由来の電気信号の値に可算される。この現象をパイルアップと呼ぶ。パイルアップが発生すると、収集回路１５で、複数の光子が入射されたにも関わらず、高いエネルギーを持った光子が１個入射したと誤って計数され、コンソール装置３０で生成される画像の質が劣化してしまう。また、パイルアップが発生すると、ピーク位置の特定が困難となり、ピークの高さも変化するため、光子のエネルギーを正確に算出することが困難となる。

そこで、収集回路１５は、検出器１３から出力された波形データの形式がデジタル形式である場合には、パイルアップの影響を低減させるため、エネルギービン弁別処理を行う前又はエネルギービン弁別処理の実行中に、以下に説明するパルス分解処理（Pulse Decomposition処理）を行う。すなわち、収集回路１５は、波形データのうちパイルアップが発生している部分の電流値を適当な時間間隔ごとに取得し、複数のピークの境界を特定する。そして、収集回路１５は、取得した複数の電流値及び特定した複数のピークの境界に基づいて、複数のピークにフィッティングを施す。そして、収集回路１５は、波形データのうちパイルアップが発生している部分から各フィッティング曲線を１つずつ差し引く。これにより、収集回路１５は、波形データのピークの計数及びピークの高さに基づくエネルギーの算出を正確に行うことができる。

コンソール装置３０は、操作者による操作を受け付けるとともに、撮影装置１０によって作成された光子計数データを用いてＸ線画像を生成する装置である。コンソール装置３０は、図１に示すように、入力回路３１と、ディスプレイ３２と、撮影制御回路３３と、画像生成回路３６と、記憶回路３７と、システム制御回路３８とを有する。

入力回路３１は、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等によって実現される。入力回路３１は、Ｘ線診断装置１の操作者からの各種指示や各種設定を受け付け、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御回路３８に転送する。例えば、入力回路３１は、後述する設定条件及び後述するＸ線照射条件、並びに、Ｘ線画像に対する画像処理条件等を受け付け、受け付けた設定条件及びＸ線照射条件並びに画像処理条件等をシステム制御回路３８に転送する。

ディスプレイ３２は、操作者によって参照される液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ等によって実現される。ディスプレイ３２は、システム制御回路３８に接続されており、システム制御回路３８から送られる各種情報及び各種画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイ３２は、システム制御回路３８による制御のもと、レントゲン画像を操作者に表示したり、入力回路３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。なお、レントゲン画像は、Ｘ線画像の一例である。

撮影制御回路３３は、例えば、プロセッサにより実現される。撮影制御回路３３は、システム制御回路３８の制御のもと、高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５の動作を制御することで、撮影装置１０における光子計数データの作成を制御する。例えば、撮影制御回路３３は、駆動回路１４を制御して、照射装置１２及び検出器１３をレントゲン画像の撮影に適した位置に移動させ、高電圧発生回路１１を制御して、被検体ＰにＸ線を照射させる。また、撮影制御回路３３は、収集回路１５を制御して、下記で説明するように各種の光子計数データを作成させる。

画像生成回路３６は、例えば、プロセッサにより実現される。画像生成回路３６は、収集回路１５から出力された光子計数データを取得すると、取得した光子計数データに基づいて、レントゲン画像を生成する。なお、レントゲン画像は、例えば、読影医が診断に使用するために用いられる。例えば、画像生成回路３６は、光子計数データに対して物質弁別処理（Material Decomposition処理）を施すことによって、レントゲン画像を生成する。このようなレントゲン画像は、弁別対象物質が弁別された画像である。

ここで、物質弁別処理とは、光子計数データに基づいて、レントゲン画像を撮影した領域に含まれる物質の種類、原子番号、密度等を弁別する処理である。このような物質弁別処理により弁別される物質の種類、原子番号、密度等は、読影医が診断を行う上で有用な情報である。画像生成回路３６が行う物質弁別処理のアルゴリズムについては、公知の様々な物質弁別処理のアルゴリズムを適用することができる。例えば、かかる物質弁別処理のアルゴリズムでは、Ｎ個のエネルギービンが用いられて作成された光子計数データを用いた場合には、エネルギービンの数と同数のＮ個の弁別対象物質が弁別されたレントゲン画像を生成することができる。

そして、画像生成回路３６は、生成したレントゲン画像を記憶回路３７に出力する。

記憶回路３７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。記憶回路３７は、画像生成回路３６から出力されたレントゲン画像を記憶する。

システム制御回路３８は、例えば、プロセッサにより実現される。システム制御回路３８は、撮影装置１０及びコンソール装置３０の動作を制御することによって、光子計数型のＸ線診断装置１を制御する。システム制御回路３８は、撮影制御回路３３を制御することによって、例えば、撮影装置１０における光子計数データの作成を制御し、コンソール装置３０を制御することによって、レントゲン画像の生成及び表示を制御する。

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（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、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。なお、内部記憶回路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に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。

ここで、撮影制御回路３３の動作の一例について説明する。以下、Ｘ線診断装置１において、弁別する対象の物質（弁別対象物質）の種類が４種類であり、収集回路１５が実行するエネルギービン弁別処理における複数のエネルギービンの数が３つ以下である場合を例に挙げて説明するが、弁別対象物質の種類及びエネルギービンの数はこれに限られない。例えば、以下の説明では、ヨード系造影剤及びガドリニウム系造影剤が被検体Ｐに投与され、Ｐｔ構造物によって被検体Ｐの脳血管の治療が行われる際に、ヨード系造影剤に含まれるヨード、ガドリニウム系造影剤に含まれるガドリニウム、Ｐｔ構造物に含まれる白金、及び、被検体Ｐの頭蓋の４種類の弁別対象物質を弁別する場合について説明する。なお、Ｐｔ構造物としては、ステント、ガイドワイヤ、コイル、マーカーなどが挙げられる。また、Ｐｔ構造物に代えて、ナノパーティクル（マイクロバブルコーティング）を造影剤として被検体Ｐに投与してもよい。この場合には、ナノパーティクルが弁別対象物質となる。

撮影制御回路３３は、上述したように、収集回路１５の動作を制御することで、撮影装置１０における光子計数データの作成を制御する。図２は、第１の実施形態に係る撮影制御回路が実行する撮影制御処理の流れを示すフローチャートである。この撮影制御処理は、入力回路３１がユーザから設定条件及びＸ線照射条件を受け付け、受け付けた設定条件及びＸ線照射条件を撮影制御回路３３が受信した場合に実行される。ここで、設定条件とは、例えば、収集回路１５が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンの設定に関する条件である。また、Ｘ線照射条件とは、例えば、照射装置１２より照射されるＸ線に関する条件である。ここで、受け付けた設定条件は、予備撮影及び本撮影のそれぞれにおいて収集回路１５を制御する際に最初（制御の開始時）に用いられる条件である。また、受け付けたＸ線照射条件は、予備撮影及び本撮影のそれぞれにおいて高電圧発生回路１１及び駆動回路１４を制御する際に最初（制御の開始時）に用いられる条件である。そのため、受け付けた設定条件及びＸ線照射条件は、予備撮影及び本撮影のそれぞれにおける最初の設定条件及びＸ線照射条件とも称される。

図２の例に示すように、撮影制御回路３３は、最初の設定条件及びＸ線照射条件にしたがって、本撮影よりも前に行われる予備撮影を行うように、高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御する（ステップＳ１０１）。

例えば、ステップＳ１０１において、撮影制御回路３３は、Ｘ線管１２ａの管電圧や管電流等が、最初のＸ線照射条件が示す管電圧や管電流等になるように調整する指示を高電圧発生回路１１に出力する。これにより、高電圧発生回路１１は、Ｘ線管１２ａの管電圧や管電流等が、最初のＸ線照射条件が示す管電圧や管電流等になるように調整する。

また、ステップＳ１０１において、撮影制御回路３３は、エネルギービン弁別処理を実行する際に用いられる複数のエネルギービンとして、最初の設定条件が示す複数のエネルギービンを設定して、エネルギービン弁別処理を実行する指示を収集回路１５に出力する。これにより、収集回路１５は、エネルギービン弁別処理において光子が計数される複数のエネルギービンを、最初の設定条件が示す複数のエネルギービンに設定して、エネルギービン弁別処理を実行する。そして、収集回路１５は、生成した光子計数データを撮影制御回路３３等に出力する。

そして、撮影制御回路３３は、予備撮影において、収集回路１５から出力された光子計数データを受信したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。光子計数データを受信していない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）には、撮影制御回路３３は、再び、ステップＳ１０２の処理を行う。一方、撮影制御回路３３は、光子計数データを受信した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）には、以下に説明する処理を行う。すなわち、撮影制御回路３３は、受信した光子計数データに基づいて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する（ステップＳ１０３）。

そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画を決定する（ステップＳ１０４）。

なお、撮影制御回路３３は、ステップＳ１０３において、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件のうち、設定条件のみを決定し、ステップＳ１０４において、決定した設定条件を含む撮影計画を決定してもよい。また、撮影制御回路３３は、ステップＳ１０３において、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件のうち、Ｘ線照射条件のみを決定し、ステップＳ１０４において、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画を決定してもよい。すなわち、撮影制御回路３３は、ステップＳ１０３において、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件の少なくとも１つを決定し、ステップＳ１０４において、決定したＸ本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件の少なくとも１つを含む撮影計画を決定してもよい。後述する他の実施形態においても同様である。

そして、撮影制御回路３３は、決定した撮影計画にしたがって予備撮影を行うように、高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御する（ステップＳ１０５）。

そして、撮影制御回路３３は、決定した撮影計画と、決定した撮影計画での撮影の開始タイミング（撮影タイミング）とを対応付けて記憶回路３７に格納する（ステップＳ１０６）。ここでいう撮影タイミングとは、例えば、予備撮影の開始のタイミングから、決定した撮影計画にしたがって予備撮影を行うように高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御したタイミングまでの時間である。なお、予備撮影の開始のタイミングとは、例えば、上述したステップＳ１０１において、予備撮影における最初の撮影計画にしたがって予備撮影を行うように高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御したタイミングを指す。

そして、撮影制御回路３３は、全てのエネルギービンについて、光子の数が、後述する対応する閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。全てのエネルギービンについて、光子の数が、対応する閾値を超えた場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）には、全てのエネルギービンにおいて、１枚のレントゲン画像を作成する際に必要な光子の数が得られたものと考えられる。このため、撮影制御回路３３は、予備撮影を終了し、次のステップＳ１０８に進む。一方、全てのエネルギービンのうち少なくとも１つのエネルギービンについて、光子の数が、対応する閾値を超えていない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）には、ステップＳ１０２に戻る。このように、予備撮影は、全てのエネルギービンにおいて、１枚のレントゲン画像を作成する際に必要な光子の数が得られるまで行われる。

すなわち、撮影制御回路３３は、光子計数データを受信するたびに、ステップＳ１０３において、受信した光子計数データに基づいて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する。ここで、光子計数データを受信する時間間隔は、上述した所定の周期と同一である。また、撮影制御回路３３は、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定するたびに、ステップＳ１０４において、撮影計画を決定する。また、撮影制御回路３３は、撮影計画を決定するたびに、ステップＳ１０５において、決定した撮影計画にしたがって予備撮影を行うように、高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御する。また、撮影制御回路３３は、予備撮影を行うように制御するたびに、ステップＳ１０６において、決定した撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて記憶回路３７に格納する。

上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理により、予備撮影において、１枚のレントゲン画像を作成する際の本撮影における撮影計画が決定される。

例えば、上述した最初の撮影計画にしたがって予備撮影を行うように制御され、最初の撮影計画での予備撮影により得られた光子計数データに基づいて撮影計画Ａが決定され、撮影計画Ａにしたがって予備撮影を行うように制御され、撮影計画Ａでの予備撮影により得られた光子計数データに基づいて撮影計画Ｂが決定され、撮影計画Ｂにしたがって予備撮影を行うように制御され、撮影計画Ｂでの予備撮影により得られた光子計数データに基づいて撮影計画Ｃが決定され、撮影計画Ｃにしたがって予備撮影を行うように制御された場合について説明する。ここで、予備撮影の開始から、撮影計画Ａにしたがって予備撮影を行うように制御するまでの時間を０．０１秒とする。また、予備撮影の開始から、撮影計画Ｂにしたがって予備撮影を行うように制御するまでの時間を０．０２秒とする。また、予備撮影の開始から、撮影計画Ｃにしたがって予備撮影を行うように制御するまでの時間を０．０３秒とする。この場合には、撮影制御回路３３は、０．０１秒と撮影計画Ａとを対応付けて記憶回路３７に格納する。また、撮影制御回路３３は、０．０２秒と撮影計画Ｂとを対応付けて記憶回路３７に格納する。また、撮影制御回路３３は、０．０３秒と撮影計画Ｃとを対応付けて記憶回路３７に格納する。

そして、全てのエネルギービンにおいて、１枚のレントゲン画像を作成する際に必要な光子の数が得られると、撮影制御回路３３は、本撮影を行うように、高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御する。この際、撮影制御回路３３は、予備撮影において決定した撮影計画にしたがって本撮影が行われるように高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御し（ステップＳ１０８）、撮影制御処理を終了する。

例えば、予備撮影において、０．０１秒と撮影計画Ａ、０．０２秒と撮影計画Ｂ、及び、０．０３秒と撮影計画Ｃが対応付けられて記憶回路３７に格納された場合について説明する。この場合には、本撮影において、撮影制御回路３３は、まず、記憶回路３７から、これらの情報を読み取る。そして、撮影制御回路３３は、最初の撮影計画にしたがって本撮影を行うように、高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御する。次に、撮影制御回路３３は、本撮影の開始から、０．０１秒経過したタイミングで、撮影計画Ａにしたがって、本撮影が行われるように高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御する。次に、撮影制御回路３３は、本撮影の開始から、０．０２秒経過したタイミングで、撮影計画Ｂにしたがって、本撮影が行われるように高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、本撮影の開始から、０．０３秒経過したタイミングで、撮影計画Ｃにしたがって、本撮影が行われるように高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御する。

なお、画像生成回路３６は、本撮影により得られた光子計数データに対して物質弁別処理を施すことによって、レントゲン画像を生成する。生成されたレントゲン画像は、例えば、システム制御回路３８の制御により、ディスプレイ３２に表示される。

ここで、設定条件を決定する設定条件決定方法の一例について説明する。図３〜図８を参照して、具体的な例を挙げて説明する。図３は、４種類の弁別対象物質のそれぞれの入射Ｘ線エネルギーと、断面積との関係の一例を示すグラフである。図４、図６〜図８は、複数のエネルギービンの一例を示す図である。また、図５は、設定条件決定方法を模式的に示した図である。

図３に例示するグラフは、横軸が入射Ｘ線エネルギーの大きさを示し、縦軸が断面積の大きさを示す。図３に例示するように、ヨード系造影剤に含まれるヨード（Iodine）では、入射Ｘ線照射エネルギーが３３ｋｅＶ程度の場合に、急激に断面積が不連続的に変化する。したがって、ヨードは、入射エネルギーが３３ｋｅＶ程度の場合に、Ｘ線の吸収係数が不連続的に変化する物質である。すなわち、ヨードの吸収端は、３３ｋｅＶ程度である。また、ガドリニウム系造影剤に含まれるガドリニウム（Gadolinium）では、入射Ｘ線照射エネルギーが５０ｋｅＶ程度の場合に、急激に断面積が不連続的に変化する。したがって、ガドリニウムは、入射エネルギーが５０ｋｅＶ程度の場合に、Ｘ線の吸収係数が不連続的に変化する物質である。すなわち、ガドリニウムの吸収端は、５０ｋｅＶ程度である。また、Ｐｔ構造物に含まれる白金（Ｐｔ）では、入射Ｘ線照射エネルギーが８０ｋｅＶ程度の場合に、急激に断面積が不連続的に変化する。したがって、白金は、入射エネルギーが８０ｋｅＶ程度の場合に、Ｘ線の吸収係数が不連続的に変化する物質である。すなわち、白金の吸収端は、８０ｋｅＶ程度である。また、被検体Ｐの頭蓋（Ｂｏｎｅ）では、入射エネルギーが０ｋｅＶから１４０ｋｅＶの間では、なだらかに断面積が変化する。したがって、被検体Ｐの頭蓋は、入射エネルギーが０ｋｅＶから１４０ｋｅＶの間では、なだらかにＸ線の吸収係数が変化する物質である。

図４には、最初の設定条件の一例が示されている。図４の例に示す最初の設定条件は、エネルギービン弁別処理を実行する際に用いられるエネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」を示す。すなわち、撮影制御回路３３は、予備撮影において、まず、最初の設定条件にしたがって、エネルギービン弁別処理を実行する際に用いられる複数のエネルギービンとして、エネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」を設定して、エネルギービン弁別処理を実行する指示を収集回路１５に出力する。ここで、図４に例示する複数のエネルギービンについて説明する。図４に例示するように、複数のエネルギービンは、０ｋｅＶ〜１４０ｋｅＶの範囲のエネルギービンを、ヨードの吸収端「３３ｋｅＶ」に対応する閾値７０とガドリニウムの吸収端「５０ｋｅＶ」に対応する閾値７１とで分割したものである。エネルギービン「Bin1」は、０ｋｅＶ以上３３ｋｅＶ未満の範囲のエネルギービンである。エネルギービン「Bin2」は、３３ｋｅＶ以上５０ｋｅＶ未満の範囲のエネルギービンである。エネルギービン「Bin3」は、５０ｋｅＶ以上１４０ｋｅＶ未満の範囲のエネルギービンである。

ここで、図４に例示するエネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」のそれぞれには、閾値α１，α２，α３が設定されている。エネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」が用いられたエネルギービン弁別処理によって作成された光子計数データに対して画像生成回路３６により物質弁別処理が施された場合には、物質弁別処理によって３種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」が弁別される。具体的には、エネルギービン「Bin1」において閾値α１よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値）が多く、エネルギービン「Bin2」において閾値α２よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin2」における関心領域内の光子の数の平均値）が多く、エネルギービン「Bin3」において閾値α３よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin3」における関心領域内の光子の数の平均値）が多い場合には、物質弁別処理によって弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」を弁別することができる。したがって、複数のエネルギービン「Bin1」、「Bin2」及び「Bin3」は、３種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」を弁別するためのものである。

なお、エネルギービン「BinN（N＝1,2,・・・）」における関心領域内の光子の数（計数値）の平均値とは、エネルギービン「BinN」における関心領域内の複数の検出素子の光子の数の平均値を指す。また、複数のエネルギービン「Bin1」、「Bin2」及び「Bin3」は、第１の複数のエネルギービンの一例である。

収集回路１５は、上述の指示を受信すると、光子が計数される複数のエネルギービンを、エネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」に設定して、エネルギービン弁別処理を実行する。すなわち、収集回路１５は、検出素子ごとに、撮影制御回路３３により指定されたエネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成する。なお、このような光子計数データは、第１の光子計数データの一例である。そして、収集回路１５は、生成した光子計数データを撮影制御回路３３に出力する。

そして、撮影制御回路３３は、光子計数データを受信すると、次の処理を行う。すなわち、撮影制御回路３３は、光子計数データが示すエネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin1」が、閾値α１を超えているか否かを判定し、光子計数データが示すエネルギービン「Bin2」における光子の数の平均値「Count-Bin2」が、閾値α２を超えているか否かを判定するとともに、光子計数データが示すエネルギービン「Bin3」における光子の数の平均値「Count-Bin3」が、閾値α３を超えているか否かを判定する。

（ケース１）
光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下であると撮影制御回路３３が判定した場合（ケース１）について説明する。この場合には、画像生成回路３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されていないと考えられる。このため、撮影制御回路３３は、図５に例示するように、収集回路１５に対して光子が計数される複数のエネルギービンを現状のまま維持させるための設定条件、例えば、現状のエネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」を設定するための設定条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。これにより、収集回路１５は、現状のエネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」を維持する。なお、図５中「Ｌ」は、対応する閾値以下であることを示し、「Ｈ」は、対応する閾値を超えたことを示す。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

（ケース２）
また、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下であると撮影制御回路３３が判定した場合（ケース２）について説明する。この場合にも、画像生成回路３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されていないと考えられる。このため、撮影制御回路３３は、図５に例示するように、収集回路１５に対して光子が計数される複数のエネルギービンを現状のまま維持させるための設定条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件にしたがって、予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

（ケース３）
また、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２を超え、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下であると撮影制御回路３３が判定した場合（ケース３）について説明する。この場合にも、画像生成回路３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されていないと考えられる。このため、撮影制御回路３３は、図５に例示するように、収集回路１５に対して光子が計数される複数のエネルギービンを現状のまま維持させるための設定条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件にしたがって、予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

（ケース４）
また、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えたと撮影制御回路３３が判定した場合（ケース４）について説明する。この場合にも、画像生成回路３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されていないと考えられる。このため、撮影制御回路３３は、図５に例示するように、収集回路１５に対して光子が計数される複数のエネルギービンを現状のまま維持させるための設定条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件にしたがって、予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

（ケース５）
また、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２を超え、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えたと判定した場合（ケース５）について説明する。この場合には、撮影制御回路３３は、エネルギービン弁別処理において光子が計数される複数のエネルギービンを、図６に例示するような複数のエネルギービン「Bin1」、「Bin4」、「Bin5」に切り替える（設定する）ための設定条件を決定する。なお、閾値７２は、白金の吸収端「８０ｋｅＶ」に対応する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。これにより、収集回路１５は、エネルギービン弁別処理において光子が計数される複数のエネルギービンを、エネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin4」及びエネルギービン「Bin5」に切り替えて、エネルギービン弁別処理を実行する。すなわち、収集回路１５は、検出素子ごとに、撮影制御回路３３により指定されたエネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin4」及びエネルギービン「Bin5」それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成し、作成した光子計数データを撮影制御回路３３等に出力する。なお、かかる光子計数データは、第２の光子計数データの一例である。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

エネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin4」及びエネルギービン「Bin5」のそれぞれには、閾値α１，α４，α５が設定されている。エネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin4」及びエネルギービン「Bin5」が用いられたエネルギービン弁別処理によって作成された光子計数データに対して画像生成回路３６により物質弁別処理が施された場合には、物質弁別処理によって３種類の弁別対象物質「ヨード」、「頭蓋」、「白金」が弁別される。具体的には、エネルギービン「Bin1」において閾値α１よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値）が多く、エネルギービン「Bin4」において閾値α４よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin4」における関心領域内の光子の数の平均値）が多く、エネルギービン「Bin5」において閾値α５よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値）が多い場合には、物質弁別処理によって弁別対象物質「ヨード」、「頭蓋」、「白金」を弁別することができる。したがって、複数のエネルギービン「Bin1」、「Bin4」及び「Bin5」は、３種類の弁別対象物質「ヨード」、「頭蓋」、「白金」を弁別するためのものである。また、複数のエネルギービン「Bin1」、「Bin4」及び「Bin5」は、第２の複数のエネルギービンの一例である。

（ケース６）
また、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えたと判定した場合（ケース６）について説明する。この場合には、撮影制御回路３３は、エネルギービン弁別処理において光子が計数される複数のエネルギービンを、図７に例示するような複数のエネルギービン「Bin6」、「Bin7」、「Bin5」に切り替えるための設定条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。これにより、収集回路１５は、エネルギービン弁別処理において光子が計数される複数のエネルギービンを、エネルギービン「Bin6」、エネルギービン「Bin7」及びエネルギービン「Bin5」に切り替えて、エネルギービン弁別処理を実行する。すなわち、収集回路１５は、検出素子ごとに、撮影制御回路３３により指定されたエネルギービン「Bin6」、エネルギービン「Bin7」及びエネルギービン「Bin5」それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成し、作成した光子計数データを撮影制御回路３３等に出力する。なお、かかる光子計数データは、第２の光子計数データの一例である。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

エネルギービン「Bin6」、エネルギービン「Bin7」及びエネルギービン「Bin5」のそれぞれには、閾値α６，α７，α５が設定されている。エネルギービン「Bin6」、エネルギービン「Bin7」及びエネルギービン「Bin5」が用いられたエネルギービン弁別処理によって作成された光子計数データに対して画像生成回路３６により物質弁別処理が施された場合には、物質弁別処理によって３種類の弁別対象物質「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」が弁別される。具体的には、エネルギービン「Bin6」において閾値α６よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin6」における関心領域内の光子の数の平均値）が多く、エネルギービン「Bin7」において閾値α７よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin7」における関心領域内の光子の数の平均値）が多く、エネルギービン「Bin5」において閾値α５よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値）が多い場合には、物質弁別処理によって弁別対象物質「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することができる。したがって、複数のエネルギービン「Bin6」、「Bin7」及び「Bin5」は、３種類の弁別対象物質「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別するためのものである。また、複数のエネルギービン「Bin6」、「Bin7」及び「Bin5」は、第２の複数のエネルギービンの一例である。

（ケース７）
また、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２を超え、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下であると判定した場合（ケース７）について説明する。この場合には、ケース６と同様に、撮影制御回路３３は、エネルギービン弁別処理において光子が計数される複数のエネルギービンを、先の図７に例示するような複数のエネルギービン「Bin6」、「Bin7」、「Bin5」に切り替えるための設定条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

（ケース８）
また、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２を超え、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えたと判定した場合（ケース８）について説明する。この場合には、画像生成回路３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されている。そのため、この場合には、撮影制御回路３３は、エネルギービン弁別処理において光子が計数される複数のエネルギービンを、図８に例示するような複数のエネルギービン「Bin8」、「Bin5」に切り替えるための設定条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。これにより、収集回路１５は、エネルギービン弁別処理において光子が計数される複数のエネルギービンを、エネルギービン「Bin8」及びエネルギービン「Bin5」に切り替えて、エネルギービン弁別処理を実行する。すなわち、収集回路１５は、検出素子ごとに、撮影制御回路３３により指定されたエネルギービン「Bin8」及びエネルギービン「Bin5」それぞれの光子の計数値を示すデータである光子計数データを作成し、作成した光子計数データを撮影制御回路３３等に出力する。なお、かかる光子計数データは、第２の光子計数データの一例である。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

エネルギービン「Bin8」及びエネルギービン「Bin5」のそれぞれには、閾値α８，α５が設定されている。エネルギービン「Bin8」及びエネルギービン「Bin5」が用いられたエネルギービン弁別処理によって作成された光子計数データに対して画像生成回路３６により物質弁別処理が施された場合には、物質弁別処理によって１種類の弁別対象物質「白金」が弁別される。具体的には、エネルギービン「Bin8」において閾値α８よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin8」における関心領域内の光子の数の平均値）が多く、エネルギービン「Bin5」において閾値α５よりも計数された光子の数（エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の計数値の平均値）が多い場合には、物質弁別処理によって弁別対象物質「白金」を弁別することができる。したがって、複数のエネルギービン「Bin8」及び「Bin5」は、１種類の弁別対象物質「白金」を弁別するためのものである。また、複数のエネルギービン「Bin8」及び「Bin5」は、第２の複数のエネルギービンの一例である。

そして、撮影制御回路３３は、ケース５〜ケース８のそれぞれにおいて、エネルギービン弁別処理において光子が計数される複数のエネルギービンが切り替えられた収集回路１５から所定の周期で出力される光子計数データを受信する度に、次の処理を行う。すなわち、撮影制御回路３３は、物質弁別処理によって４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギービンの光子の数が多くなったか否かを判断する。

例えば、ケース５では、既に、「Bin2」及び「Bin3」については、物質弁別処理において弁別対象物質の弁別に必要な光子が計数されている。このため、撮影制御回路３３は、エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、エネルギービン「Bin4」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin4」が閾値α４を超え、かつ、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５を超えたか否かを判定する。エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、エネルギービン「Bin4」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin4」が閾値α４を超え、かつ、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５を超えたと判定した場合には、撮影制御回路３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギービンの光子の数が多くなったと判断する。一方、エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であるか、エネルギービン「Bin4」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin4」が閾値α４以下であるか、又は、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５以下であると判定した場合には、撮影制御回路３３は、まだ、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど光子の数が多くなっていないと判断する。

また、ケース６では、既に、「Bin1」及び「Bin3」については、物質弁別処理において弁別対象物質の弁別に必要な光子が計数されている。このため、撮影制御回路３３は、エネルギービン「Bin6」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin6」が閾値α６を超え、エネルギービン「Bin7」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin7」が閾値α７を超え、かつ、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５を超えたか否かを判定する。エネルギービン「Bin6」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin6」が閾値α６を超え、エネルギービン「Bin7」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin7」が閾値α７を超え、かつ、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５を超えたと判定した場合には、撮影制御回路３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギービンの光子の数が多くなったと判断する。一方、エネルギービン「Bin6」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin6」が閾値α６以下であるか、エネルギービン「Bin7」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin7」が閾値α７以下であるか、又は、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５以下であると判定した場合には、撮影制御回路３３は、まだ、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど光子の数が多くなっていないと判断する。

また、ケース７では、既に、「Bin1」及び「Bin2」については、物質弁別処理において弁別対象物質の弁別に必要な光子が計数されている。このため、撮影制御回路３３は、エネルギービン「Bin6」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin6」が閾値α６を超え、エネルギービン「Bin7」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin7」が閾値α７を超え、かつ、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５を超えたか否かを判定する。エネルギービン「Bin6」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin6」が閾値α６を超え、エネルギービン「Bin7」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin7」が閾値α７を超え、かつ、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５を超えたと判定した場合には、撮影制御回路３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギービンの光子の数が多くなったと判断する。一方、エネルギービン「Bin6」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin6」が閾値α６以下であるか、エネルギービン「Bin7」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin7」が閾値α７以下であるか、又は、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５以下であると判定した場合には、撮影制御回路３３は、まだ、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど光子の数が多くなっていないと判断する。

また、ケース８では、既に、物質弁別処理によって弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」を弁別することができるほど多くの光子が計数されているため、撮影制御回路３３は、エネルギービン「Bin8」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin8」が閾値α８を超え、かつ、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５を超えたか否かを判定する。エネルギービン「Bin8」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin8」が閾値α８を超え、かつ、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５を超えたと判定した場合には、撮影制御回路３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギービンの光子の数が多くなったと判断する。一方、エネルギービン「Bin8」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin8」が閾値α８以下であるか、又は、エネルギービン「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」が閾値α５以下であると判定した場合には、撮影制御回路３３は、まだ、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど光子の数が多くなっていないと判断する。

そして、撮影制御回路３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギービンの光子の数が多くなったと判断した場合には、予備撮影を終了するために、予備撮影における照射装置１２によるＸ線の照射を終了するように高電圧発生回路１１を制御する。

以上、設定条件を決定する設定条件決定方法の一例について説明した。上述したような設定条件決定方法で決定された設定条件を含む撮影計画にしたがって本撮影が行われる。

ここで、本撮影において、１枚のレントゲン画像の撮影中に、上述したケース６において図７に例示するような複数のエネルギービン「Bin6」、「Bin7」、「Bin5」に切り替えられた場合について説明する。この場合において、撮影制御回路３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギービンの光子の数が多くなったと判断したときには、「Bin2」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin2」を、次のように算出する。すなわち、撮影制御回路３３は、「Bin6」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin6」から、「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin1」を引いた差を、「Bin2」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin2」として算出する。そして、撮影制御回路３３は、算出した「Count-Bin2」の平均値を画像生成回路３６に出力する。これにより、画像生成回路３６において、物質弁別処理により、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能となる。

また、本撮影において、１枚のレントゲン画像の撮影中に、上述したケース７において図７に例示するような複数のエネルギービン「Bin6」、「Bin7」、「Bin5」に切り替えられた場合について説明する。この場合において、撮影制御回路３３は、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能なほど各エネルギービンの光子の数が多くなったと判断したときには、「Bin3」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin3」を、次のように算出する。すなわち、撮影制御回路３３は、「Bin7」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin7」と、「Bin5」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin5」との和を、「Bin3」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin3」として算出する。そして、撮影制御回路３３は、算出した「Count-Bin3」の平均値を画像生成回路３６に出力する。これにより、画像生成回路３６において、物質弁別処理により、４種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を弁別することが可能となる。

上述したように、撮影制御回路３３は、予備撮影において、次のような条件を決定する。すなわち、撮影制御回路３３は、画像生成回路３６が実行する物質弁別処理によって全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」が弁別されることが可能な設定条件を決定する。そのため、画像生成回路３６は、決定された設定条件を含む撮影計画に基づく本撮影により得られる光子計数データを用いた物質弁別処理によって、全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」を精度良く弁別することができる。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。

次に、Ｘ線照射条件を決定するＸ線照射条件決定方法の一例について説明する。撮影制御回路３３は、予備撮影において、収集回路１５から所定の周期で送信される光子計数データを受信するたびに、本撮影におけるＸ線照射条件を決定する。第１の実施形態に係る撮影制御回路３３は、例えば、本撮影におけるＸ線照射条件として、Ｘ線管１２ａの電圧や電流に関するＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって、本撮影が行われるように、高電圧発生回路１１及び駆動回路１４を制御する。すなわち、撮影制御回路３３は、撮影計画にしたがって本撮影が行われるように、高電圧発生回路１１及び駆動回路１４を介して、照射装置１２を制御する。

図９は、Ｘ線照射条件決定方法を模式的に示した図である。ここでは、エネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」が設定され、エネルギービン弁別処理を実行する収集回路１５から出力された光子計数データに基づいて、撮影制御回路３３がＸ線照射条件を決定する場合について説明する。

本実施形態では、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件、管電流を小さくするためのＸ線照射条件、管電圧を高くするためのＸ線照射条件、及び、管電圧を低くするためのＸ線照射条件の４種類のＸ線照射条件を決定する。

まず、管電流について考える。管電流が大きくなると、Ｘ線管１２ａから放出されるＸ線光子の数が増加する。管電流が大きくなると、すべてのエネルギービンについて、光子の数が、おおむね同じ割合で増大する。

これに対して、管電圧が大きくなると、Ｘ線管１２ａから放出されるＸ線光子のエネルギーが増大する。照射されるＸ線のエネルギーのピークが高エネルギー側にシフトすることになるので、高エネルギーのエネルギービンでの光子の計数値の増加率（カウントレート、単位時間当たりの光子の数）が増加し、逆に低エネルギーのエネルギービンでの光子の計数値の増加率が減少する。

同様に、管電圧が小さくなると、Ｘ線管１２ａから放出されるＸ線光子のエネルギーが減少するので、高エネルギーのエネルギービンでの光子の計数値の増加率が減少し、逆に低エネルギーのエネルギービンでの光子の計数値の増加率が増大する。

これらのことを踏まえて、撮影制御回路３３は、予備撮影において、光子計数データを受信するたびに、以下で説明する処理を行う。例えば、撮影制御回路３３は、まず、光子計数データが示すエネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値「Count-Bin1」が、閾値α１を超えているか否かを判定し、光子計数データが示すエネルギービン「Bin2」における光子の数の平均値「Count-Bin2」が、閾値α２を超えているか否かを判定するとともに、光子計数データが示すエネルギービン「Bin3」における光子の数の平均値「Count-Bin3」が、閾値α３を超えているか否かを判定する。

図９に示すように、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２を超え、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えたと撮影制御回路３３が判定した場合について説明する。この場合には、画像生成回路３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができるほど多くの光子が計数されている。そのため、この場合には、撮影制御回路３３は、管電流及び管電圧を現状のまま維持させるためのＸ線照射条件を決定する。例えば、撮影制御回路３３は、現状の管電流及び管電圧をＸ線照射条件として決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって予備撮影を行うように、高電圧発生回路１１等を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

また、図９に示すように、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２を超え、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下であると撮影制御回路３３が判定した場合について説明する。この場合には、低エネルギーのエネルギービンでは十分な光子の数が計数されているのに対して、高エネルギーのエネルギービンでは、光子の数が不足している。よって、撮影制御回路３３は、管電圧を高くするためのＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

また、図９に示すように、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えたと撮影制御回路３３が判定した場合について説明する。この場合には、管電圧を高くしても低くしてもうまくいかないと考えられるため、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

また、図９に示すように、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下であると撮影制御回路３３が判定した場合について説明する。この場合には、低エネルギーのエネルギービンでは十分な光子の数が計数されているのに対して、高エネルギーのエネルギービンでは、光子の数が不足している。よって、撮影制御回路３３は、管電圧を高くするためのＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

また、図９に示すように、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２を超え、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えたと撮影制御回路３３が判定した場合について説明する。この場合には、高エネルギーのエネルギービンでは十分な光子の数が計数されているのに対して、低エネルギーのエネルギービンでは、光子の数が不足している。よって、撮影制御回路３３は、管電圧を低くするためのＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

また、図９に示すように、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２を超え、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下であると撮影制御回路３３が判定した場合について説明する。この場合には、管電圧を高くしても低くしてもうまくいかないと考えられるため、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

また、図９に示すように、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えたと撮影制御回路３３が判定した場合について説明する。この場合には、高エネルギーのエネルギービンでは十分な光子の数が計数されているのに対して、低エネルギーのエネルギービンでは、光子の数が不足している。よって、撮影制御回路３３は、管電圧を低くするためのＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

また、図９に示すように、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下であると撮影制御回路３３が判定した場合について説明する。この場合には、全てのエネルギービンについて、光子の数が不足しているので、管電流を大きくして、全体的な光子の数を増やす必要がある。そこで、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって予備撮影を行うように、収集回路１５を制御する。そして、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画と、撮影タイミングとを対応付けて、記憶回路３７に格納する。

以上、設定条件を決定するＸ線照射条件決定方法の一例について説明した。上述したようなＸ線照射条件決定方法で決定されたＸ線照射条件を含む撮影計画にしたがって本撮影が行われる。このような本撮影では、光子の数が十分でないエネルギービンでの計数値が増加するようにＸ線照射条件を適応的に変更する。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、被ばく量を低減させることができる。

以上、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１について説明した。第１の実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができ、また、被ばく量を低減させることができる。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、高い利便性を有する。

（第１の実施形態の第１の変形例）
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。第１の実施形態では、一部のエネルギービンの光子の数の平均値が対応する閾値以下であると判定されたとき、「管電流を大きくする」又は「管電圧を変化させる」ためのＸ線照射条件を決定する場合について説明した。第１の実施形態の第１の変形例では、そのような状況において、第１の実施形態と異なるＸ線照射条件を決定する。図１０は、第１の実施形態の第１の変形例に係るＸ線照射条件決定方法を模式的に示した図である。

図１０において、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下である場合、及び、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えた場合以外の場合において決定されるＸ線照射条件は、先の図９に示す場合において決定されるＸ線照射条件と同様である。図９の例では、『光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下である場合』では、管電圧を高くするためのＸ線照射条件が決定される。また、図９の例では、『光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えた場合』では、管電圧を低くするためのＸ線照射条件が決定される。

一方、第１の実施形態の第１の変形例では、図１０の例に示すように、上述した双方の場合で、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件を決定する。すなわち、Ｘ線エネルギーのピークをシフトするのではなく、全てのエネルギービンの光子の計数値を底上げすることで、全てのエネルギービンで、必要な光子のカウント数を確保できるようにする。

（第１の実施形態の第２の変形例）
また、上述した第１の実施形態では、撮影制御回路３３が、各エネルギービンにおける関心領域内の光子の数の平均値が対応する閾値より高いか低いかの２段階で、設定条件を決定する場合について説明した。しかしながら、各エネルギービンにおける関心領域内の光子の数の平均値を３以上の多段階のレベルに分類し、分類結果に応じて、設定条件を決定してもよい。そこで、このような実施形態を第１の実施形態の第２の変形例として説明する。

図１１は、第１の実施形態の第２の変形例に係る設定条件決定処理の一例を説明するための図である。図１１は、エネルギービンごとに、関心領域内の光子の数の平均値を多段階のレベルに分類する方法の一例を説明するための図である。関心領域内の光子の数の平均値ｘに対して、各エネルギービンに、さらに、閾値Ｃが設定される。閾値Ｃは、第１の実施形態で説明した各エネルギービンに設定される閾値α１〜α８よりも小さい値である。なお、以下、閾値α１〜α８を区別することなく説明する場合には、閾値αと表記する。

関心領域内の光子の数の平均値ｘが閾値Ｃよりも大きく閾値α以下となるエネルギービンの数が１つである場合（カウントレベル「Ｌ１」の場合）には、撮影制御回路３３は、上述のケース５及びケース７のうち、光子の数の平均値ｘと閾値αとの条件が合致するケースで説明した内容の処理を行う。

また、関心領域内の光子の数の平均値ｘが閾値Ｃ以下となるエネルギービンの数が１つである場合（カウントレベル「Ｌ２」の場合）には、このエネルギービンでは、ほとんど光子が計数されていないと考えられる。そのため、より多くの光子が迅速に計数されるように、このエネルギービンの幅を大きくして、エネルギービン弁別処理が行われることが好ましい。そこで、撮影制御回路３３は、上述のケース５の場合に、カウントレベル「Ｌ２」となったときには、エネルギービン「Bin1」の幅が大きくされた複数のエネルギービン（「Bin1’」、「Bin4」、「Bin5」）を用いてエネルギービン弁別処理を行うように収集回路１５を制御する。これにより、より多くの光子を迅速に計数することができる。なお、「Bin1’」は、エネルギービン「Bin1」の幅を大きくしたエネルギービンを指す。

また、撮影制御回路３３は、上述のケース７の場合に、カウントレベル「Ｌ２」となったときには、エネルギービン「Bin7」の幅が大きくされた複数のエネルギービン（「Bin6」、「Bin7’」、「Bin5」）を用いてエネルギービン弁別処理を行うように収集回路１５を制御する。これにより、より多くの光子を迅速に計数することができる。なお、「Bin7’」は、エネルギービン「Bin7」の幅を低エネルギー側に大きくしたエネルギービンを指す。

このように第１の実施形態の第２の変形例によれば、光子の数の平均値ｘが閾値α以下であっても、平均値ｘが閾値αに近いのか、それとも、平均値ｘが閾値Ｃ以下となるようなかなり小さい値であるのかによって、収集回路１５がエネルギービン弁別処理を行う際に用いるエネルギービンの幅を適切に変化させる。したがって、第１の実施形態の第２の変形例によれば、より短い時間で、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。

また、第１の実施形態の第２の変形例によれば、光子の数の平均値ｘが閾値Ｃ以下である場合に、収集回路１５がエネルギービン弁別処理を行う際に用いるエネルギービンの幅を未知の弁別対象物質を弁別可能な幅のエネルギービンに変化させることもできる。この場合には、弁別対象物質が未知である場合などに有効である。

（第１の実施形態の第３の変形例）
第１の実施形態の第３の変形例として、予備撮影及び本撮影の開始時の設定条件及びＸ線照射条件並びに撮影計画が、保持された照射計画（駆動計画、Ｘ線照射計画）ごとに、予め設定されて（プリセットされて）いても良い。例えば、撮影制御回路３３は、被検体Ｐに対する照射計画に連動したパラメータを用いて、Ｘ線照射条件を決定し、決定したＸ線照射条件を含む撮影計画を決定する。ここで、照射計画に連動したパラメータとして、例えば、注目部位（物質）、検査、患者体型、患者年齢等が挙げられる。一例として、撮影制御回路３３は、撮影対象部位、着目物質又は被検体Ｐの個体差に応じた照射計画に連動したパラメータを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。

ここで、照射計画とは、撮影対象、被検体の固体差、用いる造影剤の種類、被検体の年齢等の情報を考慮し、照射するＸ線の照射時間、強度、エネルギー及び範囲等のＸ線照射条件や、弁別対象物質を定めた計画のことを言う。

なお、撮影対象等の違いにより、適切なＸ線照射条件は異なる。第１の例として、胸部を撮影する場合と腕を撮影する場合では、適切なＸ線の照射条件（管電圧、管電流）が異なる。撮影対象部位によって、Ｘ線の吸収率が異なり、また、撮影対象部位の厚みが異なるからである。第２の例として、被検体Ｐの固体差に応じて、適切なＸ線の照射条件が異なる。例えば、太っている人と、痩せている人では、体厚が異なるため、照射すべきＸ線のエネルギー及び、強さが異なる。第３の例として、造影撮影に用いる造影剤の種類や、物質弁別処理において注目する物質（弁別対象物質）の種類によっても、適切なＸ線の照射条件が異なる。

従って、照射計画に連動して、開始時の設定条件及びＸ線照射条件、並びに、撮影計画をプリセットしておくことで、撮影対象等に応じて適切な撮影をすることが可能になる。

（第１の実施形態の第４の変形例）
各エネルギービンにおける関心領域内の光子の数の平均値を３以上の多段階のレベルに分類し、分類結果に応じて、きめ細やかにＸ線照射条件を決定してもよい。そこで、このような実施形態を第１の実施形態の第４の変形例として説明する。

図１２及び図１３は、第１の実施形態の第４の変形例に係るＸ線照射条件決定処理の一例を説明するための図である。

図１２は、エネルギービンごとに、関心領域内の光子の数の平均値を多段階のレベルに分類する方法の一例を示す。関心領域内の光子の数の平均値ｘに対して、各エネルギービンに、さらに、第１の閾値「Ｃ１」、第２の閾値「Ｃ２」、第３の閾値「Ｃ３」、第４の閾値「Ｃ４」が設定される。閾値Ｃ１〜Ｃ３は、第１の実施形態で説明した各エネルギービンに設定される閾値αよりも小さい値である。また、Ｃ１〜Ｃ４の大小関係について説明すると、Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３＜α＜Ｃ４である。図１２に示す例では、撮影制御回路３３は、関心領域内の光子の数の平均値ｘが閾値Ｃ１よりも小さい場合には、対応するエネルギービンのカウントレベルが「Ｌ１」であると判定する。また、撮影制御回路３３は、関心領域内の光子の数の平均値ｘが、閾値Ｃ１以上であり、かつ、閾値Ｃ２未満である場合には、対応するエネルギービンのカウントレベルが「Ｌ２」であると判定する。また、撮影制御回路３３は、関心領域内の光子の数の平均値ｘが、閾値Ｃ２以上であり、かつ、閾値Ｃ３未満である場合には、対応するエネルギービンのカウントレベルが「Ｌ３」であると判定する。また、撮影制御回路３３は、関心領域内の光子の数の平均値ｘが、閾値αを超え、かつ、閾値Ｃ３以上であるとともに閾値Ｃ４未満である場合には、対応するエネルギービンのカウントレベルが「Ｈ１」であると判定する。また、撮影制御回路３３は、関心領域内の光子の数の平均値ｘが、閾値Ｃ４以上である場合には、対応するエネルギービンのカウントレベルが「Ｈ２」であると判定する。

全てのエネルギービンについて、関心領域内の光子の数の平均値ｘが、閾値α以下である場合、すなわち、全てのエネルギービンのカウントレベルが「Ｌ１」、「Ｌ２」及び「Ｌ３」のいずれかである場合、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件を決定する。

第１の実施形態の第４の変形例では、この場合に、撮影制御回路３３は、更にどの程度光子の数が足りないかに応じて、図１３に示すように、大きくさせる管電流の量を変化させる。

全てのエネルギービンについて、関心領域内の光子の数の平均値ｘが、閾値α以下である場合において、一つ以上のエネルギービンのカウントレベルが「Ｌ１」であるとき、管電流が必要量に比べ大幅に不足していると考えられる。このため、撮影制御回路３３は、管電流を現在の管電流に比べて０．５ｍＡ増加させるためのＸ線照射条件を決定する。また、全てのエネルギービンについて、関心領域内の光子の数の平均値ｘが、閾値α以下である場合において、全てのエネルギービンのカウントレベルが、「Ｌ１」でなく、かつ、「Ｌ２」が１つ以上ある場合には、管電流は必要量に比べて中程度不足しているので、撮影制御回路３３は、管電流を現在の管電流に比べて０．２ｍＡ増加させるためのＸ線照射条件を決定する。また、全てのエネルギービンのカウントレベルが「Ｌ３」である場合には、管電流は微小な量だけ不足しているので、撮影制御回路３３は、管電流を現在の管電流に比べて０．１ｍＡ増加させるためのＸ線照射条件を決定する。

このように、各エネルギービンについて、Ｘ線の光子の数を多段階のカウントレベルに分類することで、きめ細かい制御をすることができ、被検体Ｐの被ばく量を抑えることができる。

（第１の実施形態の第５の変形例）
また、記憶回路３７が、本撮影において制御に用いた撮影計画の履歴を示す履歴情報を記憶し、撮影制御回路３３が、決定した撮影計画にしたがって本撮影を行うように制御するたびに、記憶回路３７に記憶された履歴情報に、撮影計画を登録してもよい。これにより、履歴情報には、実際に本撮影において制御に用いた撮影計画の履歴が登録される。ユーザは、この履歴情報を参照することで、実際に本撮影において制御に用いた撮影計画を把握することができる。そこで、このような実施形態を第１の実施形態の第５の変形例として説明する。

図１４は、履歴情報のデータ構造の一例を示す図である。図１４の例に示すように、履歴情報は、「Ｔｉｍｅ」、「Ｘ−Ｒａｙ ｋＶ」、「Ｘ−Ｒａｙ ｍＡ」、「（Ｘ０，Ｙ０，Ｘ１，Ｙ２）」及び「タイプ」の各項目を有する。

「Ｔｉｍｅ」の項目には、本撮影を開始したタイミングから、本撮影において撮影計画にしたがって制御を行ったタイミングまでの時間が登録される。「Ｘ−Ｒａｙ ｋＶ」の項目には、同一のレコードの「Ｔｉｍｅ」の項目に登録された時間にＸ線管１２ａが制御された、単位を「ｋＶ」とする管電圧の大きさが登録される。「Ｘ−Ｒａｙ ｍＡ」の項目には、同一のレコードの「Ｔｉｍｅ」の項目に登録された時間にＸ線管１２ａが制御された、単位を「ｍＡ」とする管電流の大きさが登録される。図１５は、照射領域の一例を示す図である。「（Ｘ０，Ｙ０，Ｘ１，Ｙ２）」には、図１５に示すように、照射領域のＸ−Ｙ座標における原点に最も近い位置（Ｘ０，Ｙ０）が登録されるとともに、照射領域のＸ−Ｙ座標における原点に最も遠い位置（Ｘ１，Ｙ１）が登録される。「タイプ」の項目には、同一のレコードの「Ｔｉｍｅ」の項目に登録された時間に用いた線質フィルタ１２ｂの識別子が登録される。例えば、図１４の例に示す履歴情報の１番目のレコードは、時間「０」の場合に、撮影制御回路３３が、管電圧が「９０」ｋＶとなり、管電流が「１００」ｍＡとなるように流れるように、高電圧発生回路１１を介してＸ線管１２ａを制御し、照射領域のＸＹ座標における原点に最も近い位置が（０，０）となり、最も遠い位置が（１０２４，１０２４）となるように絞り１２ｃを制御し、識別子「１」が示す線質フィルタ１２ｂをＸ線管１２ａの前面に移動させるように制御したことを示す。なお、Ｘ線管１２ａの出力（Ｘ線出力）をモニタできる他の検出器を用いて、Ｘ線出力をモニタリングするようにしてもよい。

（第１の実施形態の第６の変形例）
第１の実施形態では、撮影制御回路３３が、本撮影よりも前に行われる予備撮影において設定条件及びＸ線照射条件を決定し、決定した設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画を決定する場合について説明した。しかしながら、撮影制御回路３３は、更に、予備撮影において決定した撮影計画に基づく本撮影中に、収集回路１５から出力された光子計数データに基づいて、撮影計画を更新し、更新した撮影計画にしたがって本撮影が行われるように制御してもよい。

例えば、撮影制御回路３３は、予備撮影において決定した撮影計画に基づく本撮影中に、定期的に、収集回路１５から出力される光子計数データに基づいて設定条件及びＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、予備撮影において決定した設定条件及びＸ線照射条件を、本撮影中に決定した設定条件及びＸ線照射条件で更新する。そして、撮影制御回路３３は、本撮影中に、更新後の設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画を決定し、決定した撮影計画にしたがって本撮影が行われるように、高電圧発生回路１１及び駆動回路１４を介して照射装置１２を制御するとともに収集回路１５を制御する。これにより、本撮影中に、リアルタイム（ＯＮ−ＴＩＭＥ）で、収集回路１５が出力した光子計数データに基づいて設定条件及びＸ線照射条件を決定し、決定した設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画にしたがって本撮影が行われるように高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御するフィードバック制御が行われる。これにより、多くの弁別対象物質を更に高精度で推定することができ、また、被ばく量を更に低減させることができる。したがって、第１の実施形態の第６の変形例に係るＸ線診断装置は、更に高い利便性を有する。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態及び各変形例では、撮影制御回路３３が、エネルギービンごとに、関心領域内の光子の数の平均値ｘと、閾値αとを比較して、比較結果に応じて撮影計画を決定する場合について説明した。しかしながら、撮影制御回路３３は、複数のエネルギービンそれぞれの関心領域内の光子の数の平均値ｘから定まる複数のエネルギービンそれぞれのノイズ成分と、対応する所定の閾値との比較結果に応じて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定してもよい。そこで、このような実施形態を第２の実施形態として説明する。

まず、ノイズ成分の算出方法の一例について説明する。例えば、撮影制御回路３３は、エネルギービンごとに、ノイズ成分を算出する。具体例を挙げて説明すると、撮影制御回路３３は、収集回路１５から出力された光子計数データに基づいて、エネルギービンごとに、関心領域内の全ての検出素子に対応する全てのＸ線の光子の数と、関心領域内の光子の数の平均値ｘとから、関心領域内の光子の数のばらつきを示す標準偏差をノイズ成分として算出する。ここで、関心領域内の光子の数のばらつきが大きいほど、ノイズ成分は大きくなる。したがって、標準偏差が大きいほど、ノイズ成分が大きくなる。なお、所定の周期で、光子計数データが収集回路１５から出力されるので、撮影制御回路３３は、更に、時間軸方向における複数の光子計数データに基づいて、ノイズ成分を算出してもよい。すなわち、撮影制御回路３３は、同一の検出素子において経時的な関心領域内の光子の数の平均値のばらつきも加味して、ノイズ成分を算出してもよい。

なお、第２の実施形態では、エネルギービンごとに、ノイズ成分との比較に用いられる閾値が定められている。ここで、上述した第１の実施形態及び各変形例では、関心領域内の光子の数の平均値ｘが、閾値αを超えた場合に、対応するエネルギービンにおいて、１枚のレントゲン画像を生成するのに必要なＸ線の光子の数が十分である場合について説明した。一方、ノイズ成分は、レントゲン画像を生成する際に、なるべく小さいことが望ましい。そこで、第２の実施形態に係る撮影制御回路３３は、エネルギービンごとに、ノイズ成分が対応する閾値以下であるか否かを判定し、判定結果に応じて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する。以下、撮影制御回路３３が、本撮影における設定条件を決定する例について説明するが、同様の方法で、撮影制御回路３３は、本撮影におけるＸ線照射条件を決定することができる。

図１６は、第２の実施形態に係る設定条件決定方法を模式的に示した図である。図１６と先の図５とを比較すると、「Ｌ」と「Ｈ」が入れ替わっている。これは、ノイズ成分が対応する閾値以下である場合に、対応するエネルギービンにおいて、ノイズ成分の大きさが、レントゲン画像が生成される際に許容できる大きさであると考えられるからである。

図１６の例に示すケース９〜１６のうち、ケース９を例に挙げて説明する。すなわち、エネルギービン「Bin1」のノイズ成分が、対応する閾値を超え、エネルギービン「Bin2」のノイズ成分が、対応する閾値を超え、エネルギービン「Bin3」のノイズ成分が、対応する閾値を超えたと撮影制御回路３３が判定した場合について説明する。この場合には、全てのエネルギービンにおいてノイズ成分が大きいため、画像生成回路３６が実行する物質弁別処理によって、３種類の全ての弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」について弁別することができないと考えられる。このため、撮影制御回路３３は、図１６に例示するように、収集回路１５に対して光子が計数される複数のエネルギービンを現状のまま維持させるための設定条件、例えば、現状のエネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」を設定するための設定条件を決定する。ケース１０〜１６についても同様に、撮影制御回路３３は、図１６の例に示す設定条件を決定する。

（第３の実施形態）
第１の実施形態では、撮影制御回路３３が、収集回路１５から出力された光子計数データに基づいて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する場合について説明した。しかしながら、撮影制御回路３３は、過去に、Ｘ線診断装置１、他のＸ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、又は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置により生成された被検体Ｐの画像データに基づいて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定してもよい。そこで、このような実施形態を第３の実施形態として説明する。

ここで、第３の実施形態では、上述した被検体Ｐの画像データが、記憶回路３７に記憶されている。

図１７は、第３の実施形態に係る撮影制御回路が実行する撮影制御処理の流れを示すフローチャートである。

図１７の例に示すように、撮影制御回路３３は、被検体Ｐの画像データを記憶回路３７から取得する（ステップＳ２０１）。なお、被検体Ｐの画像データが外部の装置に保持されている場合には、撮影制御回路３３は、外部の装置から被検体Ｐの画像データを取得してもよい。

そして、撮影制御回路３３は、取得した画像データに基づいて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する（ステップＳ２０２）。例えば、ステップＳ２０２において、撮影制御回路３３は、被検体Ｐの画像データから、既知である弁別対象物質の特性を用いて、検出素子ごとの複数のエネルギービンそれぞれの光子の数を示す光子計数データを推定する。そして、撮影制御回路３３は、推定した光子計数データに基づいて、上述した第１の実施形態及び各変形例と同様の方法で、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する。また、ステップＳ２０２において、撮影制御回路３３は、仮に、決定した設定条件及びＸ線照射条件にしたがって予備撮影を行うように、高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御した場合の撮影タイミングを推定する。

そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画を決定する（ステップＳ２０３）。そして、撮影制御回路３３は、決定した撮影計画と、推定した撮影タイミングとを対応付けて記憶回路３７に格納する（ステップＳ２０４）。そして、撮影制御回路３３は、決定した撮影計画にしたがって、本撮影を行うように、高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御し（ステップＳ２０５）、撮影制御処理を終了する。

以上、第３の実施形態について説明した。第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができ、また、被ばく量を低減させることができる。したがって、第３の実施形態に係るＸ線診断装置は、高い利便性を有する。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。第１の実施形態では、撮影制御回路３３が、関心領域内の光子の数の平均値ｘに基づいて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する場合について説明した。第４の実施形態では、撮影制御回路３３が、関心領域内の光子の数の平均値ｘ以外の量（情報）に基づいて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する場合について説明する。

第４の実施形態では、撮影制御回路３３が、複数のエネルギービンそれぞれの単位時間当たりの計数値（例えば、関心領域内の複数の検出素子のエネルギービンごとの単位時間当たりの光子の計数値の平均値（以下、関心領域内の光子の数の単位時間当たりの平均値と称する））に基づいて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する。

関心領域内の光子の数の平均値ではなく、関心領域内の光子の数の単位時間当たりの平均値を用いることの意義の一例として、例えば、上述したパルスパイルアップの対策をすることができることがあげられる。

パルスパイルアップが起こる確率は、Ｘ線の光子が単位時間に入射する個数が大きくなればなるほど大きくなる。従って、例えば、撮影制御回路３３は、関心領域内の光子の数の単位時間当たりの平均値を用いて、第１の実施形態と同じようにＸ線照射条件を決定しつつ、関心領域内の光子の数の単位時間当たりの平均値が所定の閾値を超えたときには、それ以上管電流を増加させないように制御することで、パルスパイルアップ対策を行うことができる。

また、撮影制御回路３３は、管電流の値を変化させるためのＸ線照射条件を決定するか管電圧の値を変化させるためのＸ線照射条件を決定するかの判断基準として、関心領域内の光子の数の単位時間当たりの平均値を用いることができる。例えば、撮影制御回路３３は、関心領域内の光子の数の単位時間当たりの平均値が所定の閾値以下である場合には、管電流を大きくするためのＸ線照射条件を決定する。また、撮影制御回路３３は、関心領域内の光子の数の単位時間当たりの平均値が所定の閾値を超えた場合には、これ以上の管電流の増加はパルスパイルアップを招くと考えられるため、管電圧を変化させるためのＸ線照射条件を決定する。

上述したように、第４の実施形態では、被ばく量を低減することができるとともに、パルスパイルアップが発生する確率も低減させることができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。第１〜第４の実施形態では、撮影制御回路３３が、管電圧や管電流等のＸ線管１２ａの電圧や電流に関するＸ線照射条件を決定する場合について説明した。第５の実施形態では、撮影制御回路３３は、Ｘ線管１２ａの線質フィルタ１２ｂの制御に関するＸ線照射条件を決定し、線質フィルタ１２ｂの制御に関するＸ線条件を含む撮影計画を決定する。

線質フィルタ１２ｂは、上述したように、特定のエネルギーのＸ線をカットするために使用されるフィルタであり、例えば、アルミニウム等が用いられる。線質フィルタ１２ｂは、典型的には軟線（波長が長くエネルギーが低いＸ線）をカットするために用いられる。撮影制御回路３３は、エネルギービンごとの光子の計数値に基づいて、線質フィルタ１２ｂを用いるか否かを制御することによっても、被検体Ｐの被ばく量を低減させることができる。

図１８及び図１９は、第５の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。なお、線質フィルタ１２ｂは、エネルギー値が、エネルギービン「Bin1」の範囲に含まれるＸ線を、選択的にカットするものとする。第５の実施形態に係る撮影制御回路３３は、エネルギービン「Bin2」及びエネルギービン「Bin3」については、第１の実施形態と同様に、関心領域内の光子の数の平均値が対応する閾値を超えているか否かを判定する。エネルギービン「Bin1」に関しては、図１８に示す判定条件を用いてカウントレベルの判定を行う。

図１８は、第５の実施形態において、撮影制御回路３３が、線質フィルタ１２ｂに対応するエネルギービン「Bin1」に対して、関心領域内の光子の数の平均値を、どのようなカウントレベルに割り振るかを説明するための図である。ここで、エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値を「ｘ」、第１の閾値を「Ｃ１」、第２の閾値を「Ｃ２」とする。Ｃ１とＣ２との大小関係は、Ｃ１＜α１＜Ｃ２である。撮影制御回路３３は、第１の閾値Ｃ１よりも、エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値ｘが小さい場合、エネルギービン「Bin1」のカウントレベルを「Ｌ」と判定する。また、撮影制御回路３３は、エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値ｘが、第１の閾値Ｃ１以上であり、かつ、第２の閾値Ｃ２未満である場合、エネルギービン「Bin1」のカウントレベルを「Ｈ１」と判定する。また、撮影制御回路３３は、エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値ｘが、第２の閾値Ｃ２以上である場合、エネルギービン「Bin1」のカウントレベルを「Ｈ２」と判定する。

図１９は、第５の実施形態における線質フィルタ制御の一例を説明するための図である。エネルギービン「Bin1」のカウントレベルが「Ｈ１」であり、エネルギービン「Bin2」における関心領域内の光子の数の平均値が閾値α２を超え、かつ、エネルギービン「Bin3」における関心領域内の光子の数の平均値が閾値α３以下である場合には、撮影制御回路３３は、管電圧を高くするためのＸ線照射条件を決定する。管電圧を高くするためのＸ線照射条件に基づく本撮影では、管電圧が高電圧側にシフトされ、Ｘ線のエネルギーが高エネルギー側にシフトされる。管電圧が高電圧側にシフトされる結果、Ｘ線のエネルギーが全体的に高エネルギー側にシフトされる。このため、エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値は、今後、あまり増加しなくなると考えられる。

次に、エネルギービン「Bin1」のカウントレベルが「Ｈ２」であり、エネルギービン「Bin2」における関心領域内の光子の数の平均値が閾値α２を超え、かつ、エネルギービン「Bin3」における関心領域内の光子の数の平均値が閾値α３以下である場合には、撮影制御回路３３は、エネルギービン「Bin1」のカウントレベルが「Ｈ１」である場合と同様に、管電圧を高くするためのＸ線照射条件を決定する。管電圧を高くするためのＸ線照射条件に基づく本撮影では、エネルギービン「Bin1」における関心領域内の光子の数の平均値の増加が抑制されることを織り込んでもなお、エネルギービン「Bin1」のカウントレベルが「Ｈ２」であることから、エネルギービン「Bin1」については、十分な光子の数が得られている。従って、エネルギービン「Bin1」については、もはやＸ線の照射は必要でない。そこで、撮影制御回路３３は、管電圧を高くするとともに、線質フィルタ１２ｂをＸ線管１２ａの前面に移動させてエネルギー値がエネルギービン「Bin1」の範囲に含まれるＸ線を選択的にカットさせるためのＸ線照射条件を決定する。かかるＸ線照射条件に基づく本撮影によれば、線質フィルタ１２ｂにより、被検体Ｐへのエネルギー値がエネルギービン「Bin1」の範囲に含まれるＸ線の照射を抑制することができる。

上述したように、第５の実施形態では、例えば、光子の数に基づいて管電圧及び管電流を変更する制御とともに、線質フィルタ１２ｂを使用するか否かを制御することで、エネルギー値がエネルギービン「Bin1」に含まれるＸ線が不必要に被検体Ｐに照射されることを抑制することができる。すなわち、不要な被ばくを抑制することができる。なお、光子の数ではなく、単位時間当たりの光子の数に基づいて、管電圧及び管電流を変更する制御とともに、線質フィルタ１２ｂを使用するか否かを制御してもよい。

（第６の実施形態）
第１〜第５の実施形態では、撮影制御回路３３が、一つの関心領域内のエネルギービンごとの光子の数の平均値、又は、単位時間当たりの光子の数の平均値に基づいて、撮影計画を決定する場合について説明した。第６の実施形態では、複数の関心領域が存在する場合について説明する。第６の実施形態では、撮影制御回路３３は、複数の関心領域それぞれの複数エネルギービンごとの光子の数の平均値を基に、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する。

また、第６の実施形態では、撮影制御回路３３が、Ｘ線管１２ａの管電圧、管電流及び線質フィルタ１２ｂに関するＸ線照射条件だけでなく、絞り１２ｃ又は露光調整制御に関するＸ線照射条件を決定する。ここで、絞り１２ｃに関するＸ線照射条件とは、例えば、絞り１２ｃにより、Ｘ線管１２ａから照射されるＸ線が照射される空間的範囲を制御するためのＸ線照射条件である。Ｘ線が照射される空間的範囲を制御することで、被検体Ｐに照射されるＸ線の量を制御することができる。また、露光調整制御に関するＸ線照射条件とは、同様に、被検体Ｐに照射されるＸ線の量を制御するためのＸ線照射条件であるが、典型的には、Ｘ線が照射される時間を制御することにより照射されるＸ線の量を制御することに力点が置かれている。一例としては、露光調整制御は、予め設定された照射時間だけＸ線を照射するように照射装置１２を制御することを指す。他の例としては、露光調整制御は、露光（露出）調整用の検出器（図示せず）で得られた入射Ｘ線量を示す電気信号に基づいて、電気信号が示す入射Ｘ線量が所定の値となったら、Ｘ線の照射を停止するように照射装置１２を制御することを指す。

図２０は、第６の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。図２０の例では、撮影制御回路３３が絞り１２ｃに関するＸ線照射条件を決定する。また、第６の実施形態では、領域１及び領域２の二つの関心領域が設定されており、絞り１２ｃが、領域２に照射されるＸ線を遮断することにより、領域２に照射されるＸ線の量を制御する。撮影制御回路３３は、領域１内の複数エネルギービンごとの光子の数の平均値、及び、領域２内の複数エネルギービンごとの光子の数の平均値に基づいて、Ｘ線照射条件を決定する。

まず、エネルギービン「Bin1」において領域１内の光子の数の平均値が閾値α１を超え、エネルギービン「Bin1」において領域２内の光子の数の平均値が閾値α１を超え、エネルギー「Bin2」において領域１内の光子の数の平均値が閾値α２を超え、エネルギービン「Bin2」において領域２内の光子の数の平均値が閾値α２を超え、エネルギー「Bin3」において領域１内の光子の数の平均値が閾値α３以下であり、エネルギービン「Bin3」において領域２内の光子の数の平均値が閾値α３以下である場合について説明する。この場合には、撮影制御回路３３は、図２０の上段に示すように、管電圧を高くするためのＸ線照射条件を決定する。次に、図２０の上段に示す、領域１及び領域２のそれぞれについての各エネルギービンにおける光子の数の平均値と閾値との関係から、図２０の下段に示す、領域１及び領域２のそれぞれについての各エネルギービンにおける光子の数の平均値と閾値との関係に変化した場合、すなわち、領域２に関しては全てのエネルギービンにおける光子の数の平均値が閾値を超えている場合、領域２に関してはもはやこれ以上のＸ線照射が不要であるから、撮影制御回路３３は、管電圧を高くするとともに、絞り１２ｃにより領域２に照射されるＸ線を遮断するためのＸ線照射条件を本撮影におけるＸ線照射条件として決定する。

このように、第６の実施形態に係るＸ線診断装置は、絞り１２ｃに関するＸ線照射条件を決定することで、被ばく量を効果的に低減させることができる。なお、撮影制御回路３３は、複数の関心領域それぞれで、複数のエネルギービンごとの計数値の合計に基づいて、本撮影における絞り１２ｃに関するＸ線照射条件を決定してもよい。また、撮影制御回路３３は、関心領域内の光子の数の単位時間当たりの平均値に基づいて、本撮影における絞り１２ｃに関するＸ線照射条件を決定してもよい。

（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。第７の実施形態では、撮影制御回路３３が、２種類以上のＸ線照射条件を決定し、決定した２種類以上のＸ線照射条件を含む撮影計画を決定する。

図２１は、第７の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。図２１の例に示すように、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下である場合、及び、光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えた場合以外の場合において決定されるＸ線照射条件は、先の図９及び図１０に示す場合において決定されるＸ線照射条件と同様である。『光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下である場合』では、図９の例では、管電圧を高くするためのＸ線照射条件が決定され、図１０の例では、管電流を大きくするためのＸ線照射条件が決定される。また、『光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えた場合』では、図９の例では、管電圧を低くするためのＸ線照射条件が決定され、図１０の例では、管電流を大きくするためのＸ線照射条件が決定される。

一方、第７の実施形態に係る撮影制御回路３３は、図２１の例に示すように、『光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１を超え、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３以下である場合』には、管電圧を高くするとともに管電流を大きくするためのＸ線照射条件を本撮影におけるＸ線照射条件として決定する。

また、第７の実施形態に係る撮影制御回路３３は、図２１の例に示すように、『光子の数の平均値「Count-Bin1」が閾値α１以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin2」が閾値α２以下であり、光子の数の平均値「Count-Bin3」が閾値α３を超えた場合』には、管電圧を低くするとともに管電流を大きくするためのＸ線照射条件を本撮影におけるＸ線照射条件として決定する。

第７の実施形態では、撮影制御回路３３が、２種類以上のＸ線照射条件を決定し、決定した２種類以上のＸ線照射条件を含む撮影計画を決定することで、決定した撮影計画に基づく本撮影において、精密なＸ線照射条件の制御を行なうことができる。なお、第７の実施形態では、Ｘ線照射条件の履歴を示す履歴情報に、撮影制御回路３３が、領域１及び領域２のそれぞれの位置を示す情報を登録する。

（第７の実施形態の第１の変形例）
第７の実施形態の第１の変形例では、撮影制御回路３３が、管電圧及び管電流の値を同時に制御する場合において、管電圧及び管電流の値をどのような値に定めるかを、所定の方法で算出する。図２２は、第７の実施形態の第１の変形例を説明するための図である。図２２の例は、管電圧及び管電流の値を算出する方法の一例を示す。

図２２は、撮影制御回路３３が、管電圧を管電圧変化量δＶだけ変化させるとともに管電流を管電流変化量δＩだけ変化させるためのＸ線照射条件を決定することを示す。管電流をＩとし、Ｘ線のエネルギーをＥとする場合の、Ｘ線カウント数ｆを、管電流及びＸ線のエネルギーの関数としてｆ（Ｅ，Ｉ）と定義する。

Ｘ線の被ばく量Ｐは、管電圧変化量δＶ及び管電流変化量δＩが定まれば一意的に定まるから、被ばく量Ｐは、δＶ及びδＩの関数となる。よって、本撮影のために必要な所定の条件を満たすという制約条件のもと、Ｐ（δＶ，δＩ）を最小化することで目的関数が得られる。ここで、「本撮影のために必要な所定の条件を満たす」ための十分条件の一例として、例えば、「管電圧及び管電流を変化させたときの、エネルギー値が低いほうからｉ番目のエネルギービンにおける光子の数の予想平均値Ｘｉが、ｉ番目のエネルギービンに対して設定された閾値Ｔｈｉを上回る」という条件が考えられる。

予想平均値Ｘｉは、「Ｘｉ＝Ｃｉ×（１＋Ａｉ×δＶ＋Ｂｉ×δＩ）」の式によって算出される。ここで、Ｃｉは、エネルギー値が低いほうからｉ番目のエネルギービンにおける光子の数の平均値であり、Ａｉ及びＢｉは、係数である。

ここで、Ｃｉは現在の平均値であり、係数Ａｉ、Ｂｉについては、「Ｘｉ＝ｆ（Ｅ＋δＶ，Ｉ＋δＩ）≒ｆ（Ｅ，Ｉ）＋δＶ×∂ｆ／∂Ｅ＋δＩ×∂ｆ／∂Ｉ」であることに注意すると、管電流Ｉ及びＸ線のエネルギーＥの関数としてのＸ線カウント数ｆから、容易に求めることができる。

制約条件及び目的関数の両者が、δＶ及びδＩの関数として一意的に定まるから、線形計画法、最小二乗法、ラグランジュの未定乗数法、変分法等、所定の方法を用いることにより、撮影制御回路３３は、適切な管電圧変化量δＶ及び管電流変化量δＩを算出することができる。その結果、撮影制御回路３３は、管電圧を管電圧変化量δＶだけ変化させるとともに管電流を管電流変化量δＩだけ変化させるためのＸ線照射条件を決定することができる。第７の実施形態の第１の変形例では、撮影制御回路３３は、本撮影において変化させる管電圧及び管電流の量を高精度に算出することができる。

（第７の実施形態の第２の変形例）
第７の実施形態の第２の変形例では、撮影制御回路３３が、複数の種類の情報を用いて、どのような設定条件及びＸ線照射条件を決定するかを判断する。すなわち、第７の実施形態の第２の変形例では、撮影制御回路３３は、関心領域内のエネルギービンごとの光子の数の平均値、関心領域内のエネルギービンごとの単位時間当たりの光子の数の平均値、関心領域内の全エネルギービンの光子の数の平均値の合計、及び、関心領域内の全エネルギービンの単位時間当たりの光子の数の平均値の合計のうち、２種類以上の情報をもとに、どのような設定条件及びＸ線照射条件を決定するかを判断する。

図２３は、第７の実施形態の第２の変形例を説明するための図である。図２３は、第７の実施形態の第２の変形例において、撮影制御回路３３が実行するＸ線照射条件決定方法の一例を示す。第７の実施形態の第２の変形例においては、撮影制御回路３３は、例えば、関心領域内のエネルギービンごとの光子の数の平均値、及び、関心領域内のエネルギービンごとの単位時間当たりの光子の数の平均値の両方を用いて、Ｘ線照射条件を決定する。

ここで、関心領域内のエネルギービン「Bin1」における光子の数の平均値、関心領域内のエネルギービン「Bin1」における単位時間当たりの光子の数の平均値、関心領域内のエネルギービン「Bin2」における光子の数の平均値、及び、関心領域内のエネルギービン「Bin2」における単位時間当たりの光子の数の平均値が、それぞれ、対応する閾値以下となっている場合について説明する。

この場合において、図２３の例に示すように、関心領域内のエネルギービン「Bin3」における光子の数の平均値（カウント数）が、対応する閾値以下であり、関心領域内のエネルギービン「Bin3」における単位時間当たりの光子の数の平均値（カウントレート）も、対応する閾値以下である場合には、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件を決定する。

また、図２３の例に示すように、関心領域内のエネルギービン「Bin3」における光子の数の平均値（カウント数）が、対応する閾値を超え、関心領域内のエネルギービン「Bin3」における単位時間当たりの光子の数の平均値（カウントレート）も、対応する閾値を超える場合には、撮影制御回路３３は、次の処理を行う。すなわち、撮影制御回路３３は、管電圧を低くするためのＸ線照射条件を決定する。

また、図２３の例に示すように、関心領域内のエネルギービン「Bin3」における光子の数の平均値（カウント数）が、対応する閾値以下であり、関心領域内のエネルギービン「Bin3」における単位時間当たりの光子の数の平均値（カウントレート）が、対応する閾値を超える場合について説明する。この場合、カウントレートが閾値を超えており、これ以上管電流を大きくした場合、パルスパイルアップを引き起こす可能性がある。従って、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件ではなく、管電圧を低くするためのＸ線照射条件を決定する。

また、図２３の例に示すように、関心領域内のエネルギービン「Bin3」における光子の数の平均値（カウント数）が、対応する閾値を超え、関心領域内のエネルギービン「Bin3」における単位時間当たりの光子の数の平均値（カウントレート）が、対応する閾値以下である場合について説明する。この場合、カウントレートに関しては閾値以下であることから、管電流を大きくしても、パルスパイルアップが起こる可能性が低い。したがって、撮影制御回路３３は、管電圧を低くするとともに、管電流を大きくするためのＸ線照射条件を決定する。

このように、第７の実施形態の第２の変形例に係るＸ線診断装置は、複数の種類の情報を、Ｘ線照射条件を決定するための判断材料として用いる。これにより、第７の実施形態の第２の変形例では、より精密に、Ｘ線照射条件を決定することができる。なお、第７の実施形態の第２の変形例は、関心領域が複数設定されている場合には、各関心領域で、上述したようにＸ線照射条件を決定しても良い。また、第７の実施形態の第２の変形例において、関心領域が複数設定されている場合には、撮影制御回路３３は、各関心領域内の全エネルギービンの光子の数の平均値の合計、及び、各関心領域内の全エネルギービンの単位時間当たりの光子の数の平均値の合計に基づいて、各関心領域でＸ線照射条件を決定してもよい。

（第８の実施形態）
第１〜第７の実施形態及び各変形例において、管電圧の制御量や管電流の制御量等が固定値である場合について説明した。第８の実施形態では、管電圧の制御量や管電流の制御量等の各種の制御量を変更する例を説明する。第８の実施形態に係るＸ線診断装置では、撮影制御回路３３は、光子計数データに応じて、管電圧の制御量や管電流の制御量等を変更する。図２４は、第８の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。

ここで、エネルギービン「Bin1」、エネルギービン「Bin2」、及び、エネルギービン「Bin3」の３つのエネルギービンが収集回路１５に設定されている場合について説明する。また、ここでは、全てのエネルギービンについて、関心領域内の光子の数の平均値ｘが、閾値α以下であるものとする。すなわち、全てのエネルギービンのカウントレベルが「Ｌ１」、「Ｌ２」及び「Ｌ３」のいずれかであるものとする。また、第８の実施形態では、上述した第１の実施形態の第４の変形例と同様に、撮影制御回路３３が、各エネルギービンのカウントレベルが、「Ｌ１」、「Ｌ２」及び「Ｌ３」のいずれであるのかを判定する。そして、撮影制御回路３３は、エネルギービンのカウントレベルに応じて、管電流の制御量を決定する。

ここで、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件に、現在の制御量を含める。現在の制御量の初期値としては、例えば、「０ｍＡ」という量が与えられる。撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件を決定すると、現在の制御量を更新する。例えば、現在の制御量が０ｍＡで、３つのエネルギービンのカウントレベルの中に、「Ｌ１」が一つ以上ある場合には、撮影制御回路３３は、現在の制御量を「ｘ」とすると、変更後の制御量として「ｘ＋０．５」を算出する。すなわち、現在の制御量が「０ｍＡ」である場合には、変更後の制御量は、「０＋０．５＝０．５ｍＡ」となる。したがって、３つのエネルギービンのカウントレベルの中に、「Ｌ１」が一つ以上ある場合には、撮影制御回路３３は、管電流を現在の管電流よりも「０．５ｍＡ」増加させるようなＸ線照射条件を決定する。このとき、撮影制御回路３３は、変更後の制御量を、現在の制御量としてＸ線照射条件に含める。

そして、例えば、現在の制御量が０．５ｍＡである場合に、撮影制御回路３３が、新たな光子計数データを収集回路１５から取得したとする。このとき、管電流が増加したことにより、３つのエネルギービンのカウントレベルの中に、「Ｌ１」がなく、かつ、「Ｌ２」が１つ以上ある状態になった場合について説明する。この場合、撮影制御回路３３は、現在の制御量を「ｘ」とすると、変更後の制御量として「ｘ＋０．２」を算出する。ここで、現在の制御量が「０．５ｍＡ」であるので、変更後の制御量は、「０．５＋０．２＝０．７ｍＡ」となる。よって、撮影制御回路３３は、管電流を、現在の管電流から０．７ｍＡ増加させるようなＸ線照射条件を決定するとともに、現在の制御量として「０．７ｍＡ」をＸ線照射条件に含める。

また、例えば、現在の制御量が０．５ｍＡである場合に、撮影制御回路３３が、新たな計数データを収集回路１５から取得したとする。このとき、管電流が増加したことにより、３つのエネルギービンのカウントレベルが、すべて「Ｌ３」になった場合について説明する。この場合、撮影制御回路３３は、現在の制御量を「ｘ」とすると、変更後の制御量として「ｘ＋０．１」を算出する。ここで、現在の制御量が「０．５ｍＡ」であるので、変更後の制御量は、「０．５＋０．１＝０．６ｍＡ」となる。よって、撮影制御回路３３は、管電流を、現在の管電流から０．６ｍＡ増加させるようなＸ線照射条件を決定するとともに、現在の制御量として「０．６ｍＡ」をＸ線照射条件に含める。

次に、撮影制御回路３３が、管電流を大きくするためのＸ線照射条件以外のＸ線照射条件を決定した場合における動作について説明する。この場合に、撮影制御回路３３は、管電流を大きくするためのＸ線照射条件に含まれる現在の制御量を、初期値にリセットする。例えば、現在の制御量が「０．６ｍＡ」である場合に、撮影制御回路３３が、管電流を小さくするためのＸ線照射条件や、管電圧を高くするためのＸ線照射条件を決定すると、管電流を大きくするためのＸ線照射条件に含まれる現在の制御量は、「０ｍＡ」となる。同時に、撮影制御回路３３は、管電流を小さくするためのＸ線照射条件や、管電圧を高くするためのＸ線照射条件に含まれる現在の制御量を、所定の値に更新する。

撮影制御回路３３は、Ｘ線照射条件に含まれる現在の制御量を、光子計数データに応じて、動的に変更させることで、現在のＸ線照射条件がどのようなものであっても、最適なＸ線照射条件へと、早く近づけさせることができる。例えば、現在の電圧値が２０ｋｅＶであったとして、最適な電圧値が、２０．１ｋｅＶ又は５０ｋｅＶである場合について説明する。制御量が０．１ｋｅＶであった場合、２０．１ｋｅＶには、１回のＸ線照射条件の決定で到達できる一方、５０ｋｅＶには、（５０−２０）／０．１＝３００回のＸ線照射条件の決定を要する。一方、制御量が１０ｋｅＶである場合、５０ｋｅＶへは、３回のＸ線照射条件の決定で到達できる一方、１回当たりの制御量が大きすぎて、２０．１ｋｅＶを超えてしまい、２０．１ｋｅＶには到達することができない。

一方、撮影制御回路３３は、光子計数データに応じて、制御量を動的に変更させる場合、例えば、変更後の制御量として、現在の制御量に０．１ｋｅＶを加える場合、制御量が加速度的に増加する結果、２０．１ｋｅＶには１回、５０ｋｅＶには２４回で到達することができる。すなわち、第８の実施形態の第１の変形例では、Ｘ線照射条件の制御量を動的に変更させることで、最適なＸ線照射条件へと速やかに近づけることができ、被ばく量を更に低減させることができる。

（第８の実施形態の変形例）
第８の実施形態の変形例として、撮影制御回路３３が、制御量の代わりに、設定条件及びＸ線照射条件を決定する際に用いられるパラメータを、動的に変更しても良い。第８の実施形態の変形例では、撮影制御回路３３は、光子計数データに基づいて、パラメータを変更することで、撮影計画を決定する際の動作を変更する。

動的に変更されるパラメータの一例としては、撮影計画を決定する時間間隔が挙げられる。例えば、第８の実施形態の変形例では、撮影計画を決定する時間間隔が「１秒間」であり、関心領域内の複数のエネルギービンそれぞれにおける単位時間当たりの光子の数の平均値に対して、閾値が設定されている。そして、第８の実施形態の変形例では、撮影制御回路３３は、少なくとも１つのエネルギービンにおける単位時間当たりの光子の数の平均値が、閾値を超えている場合、光子の数が急激に上昇していると判断し、時間間隔を「０．５秒間」に変更して、撮影計画を決定する。

第８の実施形態の変形例では、例えば、関心領域内のエネルギービンにおける単位時間当たりの光子の数の平均値に応じて、撮影計画を決定する時間間隔を動的に短縮することで、被ばく量を確実に低減させることができる。

（第９の実施形態及び第１０の実施形態）
第１〜第８の実施形態及び各変形例では、Ｘ線診断装置として、被検体Ｐが立った状態で撮影する、いわゆる立位撮影台方式でＸ線一般撮影を行う装置を一例として説明した。しかし、第１〜第８の実施形態及び各変形例で説明した内容は、Ｘ線一般撮影を行う装置以外のＸ線診断装置にも適用可能である。図２５は、第９の実施形態を説明するための図であり、図２６は、第１０の実施形態を説明するための図である。

ここで、図２５は、第１〜第８の実施形態及び各変形例で説明した内容を適用可能なＸ線診断装置として、上部消化管検査用のＸ線一般撮影装置の構成例を示している。また、図２６は、第１〜第８の実施形態及び各変形例で説明した内容を適用可能なＸ線診断装置として、マンモグラフィの構成例を示している。なお、図２５及び図２６では、説明を簡単にするため、図１に示すＸ線診断装置１を構成する複数の処理回路それぞれに対応する処理回路に対して同一の符号を付与している。

図２５に例示する上部消化管検査用のＸ線一般撮影装置は、例えば、天井に設置された照射装置１２から、下向きにＸ線が照射され、被検体Ｐが横になるベッドの裏側に設置された検出器１３が、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。ここで、上部消化管検査用のＸ線一般撮影装置は、照射装置１２及びベッドが臥位から立位、立位から臥位等、様々な状態に移動されることで、例えば、被検体Ｐの上部消化管の造影撮影が行われる。かかる構成の元、図２５に例示する臥位撮影台方式のＸ線一般撮影装置が、第１〜第８の実施形態及び各変形例で説明した撮影制御処理を行うことで、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができ、被ばく量を低減させることができる。このため、図２５に例示する臥位撮影台方式のＸ線一般撮影装置は、高い利便性を有する。

また、図２６に例示するマンモグラフィは、照射装置１２から、圧迫板及び撮影台で挟み込まれて伸展された被検体Ｐの乳房２０に対してＸ線が照射される。そして、図２６に例示するマンモグラフィは、撮影台の裏側に設置された検出器１３が、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。通常、マンモグラフィを用いた検査では、左右それぞれの乳房２０を撮影台に抑えつけて圧迫し、所定の厚みになったところで、例えば、左右それぞれ撮影方向を変えて２枚ずつ、合計で４枚撮影する。かかる構成の元、図２６に例示するマンモグラフィが、第１〜第８の実施形態及び各変形例で説明した撮影制御処理を行うことで、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができ、被ばく量を低減させることができる。このため、図２６に例示するマンモグラフィは、高い利便性を有する。

（第１１の実施形態）
第１〜第１０の実施形態及び各変形例では、Ｘ線診断装置が静止画としてのＸ線画像を生成する例を説明した。これに対して、第１１の実施形態では、Ｘ線透視撮影を行うＸ線診断装置において、複数のエネルギービンそれぞれの計数データに基づいて、収集回路１５がエネルギービン弁別処理を行う際に用いる複数のエネルギービンの適応的変更、及び、Ｘ線照射条件の適応的変更が行われる場合について説明する。

ここで、Ｘ線透視撮影とは、Ｘ線を用いてリアルタイムに観察部位を時系列に沿って撮影することを言う。Ｘ線透視撮影装置としてのＸ線診断装置は、複数の撮影時間で時系列に沿った複数の静止画を生成し、生成した複数の静止画を、順次表示することで、Ｘ線透視画像の動画表示を行う。例えば３０ｆｐｓの場合、Ｘ線透視撮影装置は、１秒間当たり３０フレーム（３０個）の静止画を撮影する。そして、Ｘ線透視撮影装置は、所定のフレーム数の静止画、例えば、３フレームの静止画を用いて１フレームの静止画を新たに生成する。

第１１の実施形態に係るＸ線診断装置は、例えば、あるフレームにおいて得られた計数データを基に、次のフレームにおいて収集回路１５が光子計数データを作成するための設定条件及びＸ線照射条件を決定する。

図２７は、第１１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。なお、図２７では、説明を簡単にするため、図１に示すＸ線診断装置１を構成する複数の処理回路それぞれに対応する処理回路に対して同一の符号を付与している。図２７に例示するＸ線診断装置は、アンギオ（血管造影）検査等を行う装置であり、照射装置１２及び検出器１３を保持するＣアームを有し、駆動回路１４は、Ｃアームを回転及び移動させる。図２７に例示するＸ線診断装置は、被検体Ｐがベッドに載置した状態で、透視撮影に適したＸ線照射角度となるまで、Ｃアームが回転及び移動される。また、図２７に例示するＸ線診断装置は、被検体Ｐがベッドに載置した状態で、Ｃアームが様々な位置に回転及び移動されることで、複数のＸ線照射角度で透視撮影を行う。

かかる構成の元、第１１の実施形態に係る収集回路１５は、光子計数データを複数フレームに渡って作成する。そして、第１１の実施形態に係る撮影制御回路３３は、あるフレームの撮影において収集回路１５が作成した光子計数データに基づいて、次のフレームの撮影において収集回路１５が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンを決定する。すなわち、撮影制御回路３３は、次のフレームの撮影において収集回路１５が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンを収集回路１５に設定させるための設定条件を決定する。また、撮影制御回路３３は、あるフレームの撮影において収集回路１５が作成した光子計数データに基づいて、次のフレームの撮影におけるＸ線照射条件を決定する。そして、撮影制御回路３３は、決定した設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画を決定する。なお、撮影制御回路３３は、設定条件及びＸ線照射条件の少なくとも１つを決定してもよい。図２８は、第１１の実施形態に係る撮影制御処理の一例を説明するための図である。

図２８の横軸は時刻「ｔ」を表し、フレーム１の静止画、フレーム２の静止画、フレーム３の静止画が時系列に沿って順次生成されることを示している。また、図２８で、フレーム１、フレーム２、フレーム３それぞれからの下向きの矢印は、Ｘ線照射から、各フレームでの画像が生成されるまでの処理の流れを概念的に表したものである。すなわち、一つのフレームにおいて、第１の段階として、Ｘ線が被検体Ｐに照射される。第２の段階として、被検体Ｐを透過したＸ線を、検出器１３が検出する。第３の段階として、収集回路１５が、検出器１３からの出力信号に基づいて光子計数データを作成する。第４の段階として、撮影制御回路３３が、光子計数データを用いて、第１の実施形態と同様の方法で、次のフレームの撮影における設定条件及びＸ線照射条件を決定し、決定した設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画を決定する。すなわち、撮影制御回路３３は、次のフレームの撮影における撮影計画を決定する。

なお、１フレーム分のＸ線照射が終了すると、画像生成回路３６は、収集回路１５から受け渡された光子計数データを基に、物質弁別処理により、１枚のＸ線画像を生成する。そして、画像生成回路３６は、所定数のＸ線画像、例えば、３枚のＸ線画像を元に、新たに、１枚のＸ線画像を生成する。生成されたＸ線画像は、必要に応じて、記憶回路３７に保存され、或いは、システム制御回路３８の制御によりディスプレイ３２で表示される。

ここで、１フレーム分のＸ線照射が終了すると、第１１の実施形態に係る撮影制御回路３３は、収集回路１５から受け渡された光子計数データを基に、次のフレームの撮影における設定条件及びＸ線照射条件を決定する。第１１の実施形態では、撮影制御回路３３は、１フレーム分のＸ線照射が終了したのち、次のフレームにおいて、決定した設定条件にしたがって、複数のエネルギービンを用いて光子計数データを作成するように収集回路１５を制御する。また、撮影制御回路３３は、次のフレームにおいて、決定したＸ線照射条件にしたがって撮影を行うように、高電圧発生回路１１及び駆動回路１４を介して、照射装置１２を制御する。

例えば、図２８に示すように、フレーム１においてＸ線照射が終了すると、撮影制御回路３３は、フレーム２における設定条件及びＸ線照射条件を決定し、決定した設定条件にしたがって複数のエネルギービンを用いて光子計数データを作成するように収集回路１５をフィードバック制御する。また、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって撮影を行うように、照射装置１２をフィードバック制御する。また、画像生成回路３６は、フレーム１に対応する静止画を生成する。次に、フレーム２において、Ｘ線照射が開始され、その後Ｘ線照射が終了すると、撮影制御回路３３は、フレーム３における設定条件及びＸ線照射条件を決定し、決定した設定条件にしたがって複数のエネルギービンを用いて光子計数データを作成するように収集回路１５をフィードバック制御する。また、撮影制御回路３３は、決定したＸ線照射条件にしたがって撮影を行うように、照射装置１２をフィードバック制御する。また、画像生成回路３６は、フレーム２に対応する静止画を生成する。この処理が、撮影終了まで繰り返される。そして、画像生成回路３６は、３枚の静止画を用いて、新たな１枚の静止画を生成する。この静止画がＸ線透視画像の連続撮影において用いられる。

このような処理を行うことで、第１１の実施形態では、Ｘ線透視画像の連続撮影においても、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができ、被ばく量を低減させることができる。このため、図２７に例示する第１１の実施形態に係るＸ線診断装置は、高い利便性を有する。

（第１１の実施形態の第１の変形例）
第１１の実施形態では、撮影制御回路３３のフィードバック制御が、１フレームの終了ごとに行われる場合について説明した。しかし、第１１の実施形態の第１の変形例では、撮影制御回路３３は、更に、１フレームの間で、リアルタイムで定期的に設定条件及びＸ線照射条件を決定し、決定した設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画にしたがって撮影が行われるように高電圧発生回路１１、駆動回路１４及び収集回路１５を制御するフィードバック制御を行いつつ、１フレームが終了すると、次のフレームにおける設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画を決定する。ここで、撮影制御回路３３が、１フレームの間で、リアルタイムで定期的に設定条件及びＸ線照射条件を決定する方法として、上述した第１〜第８の実施形態及び各変形例で説明したいずれかの方法が採用される。

第１１の実施形態の第１の変形例では、Ｘ線透視画像の連続撮影において、フレーム間だけでなく、フレーム内でも計数データに基づくフィードバック制御を行うことで、多くの弁別対象物質を更に高精度で推定することができ、被ばく量を更に低減することができる。したがって、第１１の実施形態の第１の変形例に係るＸ線診断装置は、更に高い利便性を有する。

（第１１の実施形態の第２の変形例）
第１１の実施形態の第２の変形例では、撮影制御回路３３は、あるフレームで決定したＸ線照射条件が、以降の連続した複数フレーム（例えば、３フレーム）において変更する必要がなかった場合、最適なＸ線照射条件が決定されたと判断して、設定条件及びＸ線照射条件を決定する処理を行わないようにする。一方、あるフレームで決定した設定条件及びＸ線照射条件を順次変更した場合には、設定条件及びＸ線照射条件を決定する処理を継続する。

第１１の実施形態の第２の変形例では、撮影制御回路３３は、設定条件及びＸ線照射条件が安定して最適であると判断した場合は、この設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画を維持して、不要な撮影制御処理を行うことを回避することができる。なお、第１１の実施形態の第２の変形例では、設定条件及びＸ線照射条件が安定して最適であると判断した場合であっても、例えば、１０フレームごとに、設定条件及びＸ線照射条件を変更する必要があるか否かを判定し、必要がある場合は、再度、設定条件及びＸ線照射条件を決定しても良い。

（第１１の実施形態の第３の変形例）
第１１の実施形態の第３の変形例では、撮影制御回路３３は、設定条件及びＸ線照射条件が安定して最適であると判断した場合でも、バックグランド処理として、設定条件及びＸ線照射条件を変更する必要があるか否かを継続して判定し、必要がある場合は、再度、設定条件及びＸ線照射条件を決定する。これにより、設定条件及びＸ線照射条件が安定している場合において、途中で何らかの事態が発生して設定条件及びＸ線照射条件が不安定になった場合にも、適切に撮影を行うことができる。

（第１２の実施形態）
第１〜第１１の実施形態及び各変形例では、撮影制御処理が、Ｘ線診断装置において行われる場合について説明した。しかし、第１〜第１１の実施形態及び各変形例で説明した撮影制御処理は、Ｘ線ＣＴ装置で行われてもよい。図２９は、第１２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示すブロック図である。

第１２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置としての撮影装置１００、寝台装置２００、及び、コンソール装置３００を備える。撮影装置１００は、例えば、高電圧発生回路１１０、照射装置１２０、検出器１３０、架台駆動回路１４０、収集回路１５０、回転フレーム１５１を備える。照射装置１２０は、Ｘ線管１２０ａ、線質フィルタ１２０ｂ及び絞り１２０ｃを有する。高電圧発生回路１１０は、図１の高電圧発生回路１１に対応する。また、照射装置１２０は、図１の照射装置１２に対応する。また、Ｘ線管１２０ａは、図１のＸ線管１２ａに対応する。また、線質フィルタ１２０ｂは、図１の線質フィルタ１２ｂに対応する。また、絞り１２０ｃは、図１の絞り１２ｃに対応する。また、収集回路１５０は、図１の収集回路１５に対応する。ただし、Ｘ線ＣＴ装置では、回転フレーム１５１により、照射装置１２０と検出器１３０とが被検体Ｐを挟んで対向するように支持され、回転フレーム１５１は、架台駆動回路１４０によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する。

Ｘ線管１２０ａは、Ｘ線を照射する。また、検出器１３０は、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。収集回路１５０は、エネルギービン弁別処理を実行して、複数のエネルギービンそれぞれの光子の数を示す光子計数データを作成する。収集回路１５０は、複数の管球位相（複数のビュー）それぞれにおいて、光子計数データを作成する。ここで、収集回路１５０は、例えば、（x,y,Count-Bin1,Count-Bin2,Count-Bin3,view）という形式のデータを撮影制御回路３３０及び前処理回路３４０に出力する。ここで、「view」は、Ｘ線が照射された際のビューを指す。例えば、ビューとは、Ｘ線管１２０ａ、被検体Ｐ及び検出器１３０の相対的位置関係のことを言う。

また、図２９に示すように、寝台装置２００は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２０と、寝台駆動装置２１０とを有する。天板２２０は、被検体Ｐが載置されるベッドであり、寝台駆動装置２１０は、天板２２０をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５１内に移動させる。

また、図２９に示すように、コンソール装置３００は、入力回路３１０、ディスプレイ３２０、撮影制御回路３３０、前処理回路３４０、画像再構成回路３６０、記憶回路３７０及びシステム制御回路３８０を備える。

入力回路３１０及びディスプレイ３２０は、図１の入力回路３１及びディスプレイ３２に対応する。また、撮影制御回路３３０は、図１の撮影制御回路３３に対応し、後述するシステム制御回路３８０の制御のもと、撮影装置１００及び寝台装置２００の動作を制御することで、撮影装置１００における光子計数データの作成を制御する。第１２の実施形態では、撮影制御回路３３０は、収集回路１５０で作成された光子計数データに基づいて、本撮影における設定条件及び本撮影におけるＸ線照射条件を決定する。なお、撮影制御回路３３０については、後述する。

前処理回路３４０は、収集回路１５０から送信された光子計数データに対して、対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、投影データを生成する。

記憶回路３７０は、前処理回路３４０により生成された投影データを記憶する。すなわち、記憶回路３７０は、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成するための投影データ（補正済み計数データ）を記憶する。また、記憶回路３７０は、再構成したＸ線ＣＴ画像や、各種画像処理により生成した画像を記憶する。

画像再構成回路３６０は、記憶回路３７０が記憶する投影データを用いて、撮影部位における画像（Ｘ線ＣＴ画像）を再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。また、画像再構成回路３６０は、逐次近似法により、再構成処理を行っても良い。また、画像再構成回路３６０は、Ｘ線ＣＴ画像や、再構成前の投影データに対して各種画像処理を行なうことで、単色Ｘ線画像や密度画像、実効原子番号画像等様々な画像を生成する。かかる画像処理としては、例えば、再構成画像レベルや、投影データレベルでの物質弁別処理が挙げられる。画像再構成回路３６０は、再構成したＸ線ＣＴ画像や、各種画像処理により生成した画像を記憶回路３７０に格納する。

システム制御回路３８０は、撮影装置１００、寝台装置２００及びコンソール装置３００の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御回路３８０は、撮影制御回路３３０を制御することで、撮影装置１００で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、システム制御回路３８０は、前処理回路３４０や、画像再構成回路３６０を制御することで、コンソール装置３００における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、システム制御回路３８０は、記憶回路３７０が記憶する各種画像データを、ディスプレイ３２０に表示するように制御する。

ここで、Ｘ線診断装置で得られる１方向（１ビュー）での光子計数データ（又は、画像）は、Ｘ線ＣＴ装置で得られる１方向での光子計数データに基づく投影データと見なすことができる。Ｘ線ＣＴ装置は、回転フレーム１５１を回転させることにより、Ｘ線管１２０ａ、被検体Ｐ及び検出器１３０の間の互いの位置関係を少しずつ変えながら撮影して、複数方向の光子計数データを作成し、複数方向の光子計数データから生成した複数方向の各エネルギービンの投影データを再構成することで、様々な画像を生成する。

Ｘ線ＣＴ装置では、例えば、回転フレーム１５１が１回転すると、１フレーム分の投影データが収集される。ここで、撮影開始時から、回転フレーム１５１の最初の１回転を第１サイクル、回転フレーム１５１の２回目の１回転を第２サイクルと呼ぶ。例えば、第１２の実施形態では、第１サイクルにおいてよび撮影が行われ、第２サイクル以降で本撮影が行われる。

撮影制御回路３３０は、第１サイクルにおける複数のビューそれぞれにおいて作成された光子計数データに基づいて、第２サイクルの対応するビューそれぞれにおいて、収集回路１５０が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンの設定に関する設定条件、及び、照射装置１２０により照射されるＸ線の条件であるＸ線照射条件を決定する。例えば、撮影制御回路３３０は、第１サイクルにおけるビュー「Ｖ１」において作成された光子計数データに基づいて、第２サイクルにおけるビュー「Ｖ１」において、収集回路１５０が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンを設定するための設定条件を決定する。また、撮影制御回路３３０は、第１サイクルにおけるビュー「Ｖ１」において作成された光子計数データに基づいて、第２サイクルにおけるビュー「Ｖ１」で照射装置１２０により照射されるＸ線の条件であるＸ線照射条件を決定する。

そして、撮影制御回路３３０は、第２サイクルにおける各ビューにおいて、決定した設定条件及びＸ線照射条件を含む撮影計画にしたがって、高電圧発生回路１１０、架台駆動回路１４０及び収集回路１５０を制御する。例えば、撮影制御回路３３０は、第２サイクルにおけるビュー「Ｖ１」において、決定した設定条件にしたがって本撮影を行うように、収集回路１５０を制御する。また、撮影制御回路３３０は、第２サイクルにおけるビュー「Ｖ１」において、決定したＸ線照射条件にしたがって本撮影を行うように、高電圧発生回路１１０を制御する。撮影制御回路３３０は、第２サイクル以降のサイクルに対して、全てのビューまたは少なくとも１つのビューにおいて、上記の制御をＸ線ＣＴ画像の撮影が終了するまで繰り返す。これにより、画像再構成回路３６０は、４種類の弁別対象物質「ヨード」、「ガドリニウム」、「頭蓋」、「白金」が弁別された画像を再構成する。

また、撮影制御回路３３０は、第１サイクルで得られた複数のビューそれぞれでの各エネルギービンにおける光子の計数値の統計値（最小値、最大値、平均値、中央値等）、又は、単位時間当たりの光子の計数値の統計値を用いて、第２サイクルにおける設定条件及びＸ線照射条件を決定してもよい。または、撮影制御回路３３０は、第１サイクルで得られた複数のビューそれぞれでの各エネルギービンにおける光子の計数値、又は、単位時間当たりの光子の計数値の統計値を用いて、第２サイクルにおける各ビューにおける設定条件及びＸ線照射条件を決定してもよい。図３０Ａ及び図３０Ｂは、第１２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理の一例を説明するための図である。図３０Ａ及び図３０Ｂには、横軸をビューとし、縦軸を管電圧とするグラフが示されている。図３０Ａには、第１サイクルにおける各ビューにおける管電圧の大きさを示すグラフ８０が示されている。図３０Ｂには、グラフ８０に加えて、第２サイクルにおける各ビューにおける管電圧の大きさを示すグラフ８１が示されている。例えば、撮影制御回路３３０は、第１サイクルにおいて、各ビューにおける管電圧の大きさが、図３０Ａのグラフ８０が示す各ビューにおける管電圧の大きさとなるようにＸ線管１２０ａを制御する。そして、撮影制御回路３３０は、第１サイクルで得られた複数のビューそれぞれにおける各エネルギービンにおける光子の計数値に基づいて、第２サイクルにおいて、各ビューにおける管電圧の大きさが、図３０Ｂのグラフ８１が示す各ビューにおける管電圧の大きさとなるようにＸ線管１２０ａを制御する。撮影制御回路３３０は、上記の処理をＸ線ＣＴ画像の撮影が終了するまで、繰り返す。

また、撮影制御回路３３０は、あるサイクルで得られた複数のビューそれぞれにおける各エネルギービンにおける光子の計数値の平均値に基づいて、次のサイクルにおける天板２２０のＺ軸方向の移動を制御することもできる。例えば、撮影制御回路３３０は、あるサイクルで得られた複数のビューそれぞれにおける各エネルギービンにおける光子の計数値の平均値に基づいて、次のサイクルにおける天板２２０のＺ軸方向の移動量をビューごとに算出し、算出した移動量分だけ天板２２０をＺ軸方向に移動させるためのＸ線照射条件をビューごとに決定する。そして、撮影制御回路３３０は、次のサイクルにおいて複数のビューそれぞれで、対応するＸ線照射条件にしたがって寝台駆動装置２１０を制御する。これにより、寝台駆動装置２１０は、算出した移動量分だけ天板２２０をＺ軸方向に移動させる。

このように、第１２の実施形態では、第１〜第１１の実施形態及び各変形例で説明した撮影制御処理を、Ｘ線ＣＴ装置が実行することで、フォトンカウンティングＣＴにおいても多くの弁別対象物質を高精度で推定することができる。また、第１２の実施形態によれば、第１〜第１１の実施形態及び各変形例と同様に、被ばく量を低減させることができる。よって、第１２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、高い利便性を有する。

（第１３の実施形態）
また、第１〜第１２の実施形態及び各変形例で説明した撮影制御処理を、デュアルエナジーＸ線ＣＴ装置に実行させてもよい。そこで、このような実施形態を第１３の実施形態として説明する。デュアルエナジーＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管から照射されるＸ線のエネルギーを２種類に分けて１周ごとに切り替えて照射（例えば、１周目は１４０［ｋｅＶ］、２周目は８０［ｋｅＶ］）して、異なるエネルギーのスペクトルを合成して、サイノグラムを生成する。デュアルエナジーＸ線ＣＴ装置は、２種類のエネルギーのうち高いほうのエネルギーを有するＸ線をＸ線管から照射した場合の収集回路の出力を、高エネルギーのエネルギービンの光子の計数値とみなし、低いほうのエネルギーを有するＸ線をＸ線管から照射した場合の収集回路の出力を、低エネルギーのエネルギービンの光子の計数値とみなして、第１〜第１２の実施形態及び各変形例と同様に、撮影制御処理を実行する。

第１３の実施形態によれば、第１〜第１２の実施形態及び各変形例と同様に、多くの弁別対象物質を高精度で推定することができ、被ばく量を低減させることができる。よって、第１３の実施形態に係るデュアルエナジーＸ線ＣＴ装置は、高い利便性を有する。

なお、図示した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。すなわち、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、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、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、或いは、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得る。

また、上記の第１〜第１３の実施形態及び各変形例で説明した各種の方法は、予め用意された制御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。この制御プログラムは、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、この制御プログラムは、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時的な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。

以上述べた少なくとも一つの実施形態又は変形例によれば、高い利便性を有することができる。

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線診断装置
１２ａ Ｘ線管
１３ 検出器
１５ 収集回路
３３ 撮影制御回路

Claims (33)

1. Ｘ線を被検体に照射するＸ線管と、
   前記被検体を透過した前記Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する検出器と、
   前記検出器が出力した検出信号に基づいて、複数の弁別対象物質を弁別するための複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す光子計数データを作成する収集回路と、
   前記収集回路により作成された光子計数データ、又は、前記被検体の画像データに基づいて、本撮影において前記収集回路が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンの設定に関する条件である設定条件を含む撮影計画を複数決定し、決定した複数の前記撮影計画にしたがって前記本撮影が行われるように制御する撮影制御回路と、
   を備え、
   複数の前記撮影計画は、各々異なる前記設定条件を含む、Ｘ線診断装置。
2. 前記撮影計画は、前記本撮影において前記Ｘ線管により照射されるＸ線に関する条件であるＸ線照射条件を含み、
   前記撮影制御回路は、前記撮影計画にしたがって前記本撮影が行われるように、前記収集回路及び前記Ｘ線管を制御する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記撮影制御回路は、前記本撮影よりも前に行われる予備撮影において、前記収集回路により作成された光子計数データに基づいて、前記撮影計画を決定し、決定した前記撮影計画にしたがって前記本撮影が行われるように制御する、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記撮影制御回路は、決定した前記撮影計画に基づく前記本撮影中に、前記収集回路により作成された光子計数データに基づいて、前記撮影計画を更新し、更新した前記撮影計画にしたがって前記本撮影が行われるように制御する、請求項１〜３のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
5. 前記撮影制御回路は、前記画像データに基づいて、前記光子計数データを推定し、推定した前記光子計数データに基づいて、前記撮影計画を決定し、決定した前記撮影計画にしたがって前記本撮影が行われるように制御する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
6. 前記撮影制御回路は、所定の複数の弁別対象物質を弁別するための第１の複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第１の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御するとともに、前記第１の光子計数データが示す前記第１の複数のエネルギービンそれぞれの光子の数と、対応する所定の閾値との比較結果に応じて、前記第１の複数のエネルギービンから、前記第１の複数のエネルギービンと少なくとも１つのエネルギービンの幅が異なる第２の複数のエネルギービンに切り替えるための前記設定条件を含む前記撮影計画を決定し、前記本撮影において、前記撮影計画にしたがって、前記第１の複数のエネルギービンから前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるように前記収集回路を制御するとともに、切り替えた後の前記第２の複数のエネルギービンそれぞれの前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第２の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御する、請求項１〜４のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
7. 前記撮影制御回路は、所定の複数の弁別対象物質を弁別するための第１の複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第１の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御するとともに、前記第１の光子計数データが示す前記第１の複数のエネルギービンそれぞれの光子の数から定まる前記第１の複数のエネルギービンそれぞれのノイズ成分と、対応する所定の閾値との比較結果に応じて、前記第１の複数のエネルギービンから、前記第１の複数のエネルギービンと少なくとも１つのエネルギービンの幅が異なる第２の複数のエネルギービンに切り替えるための前記設定条件を含む前記撮影計画を決定し、前記本撮影において、前記撮影計画にしたがって、前記第１の複数のエネルギービンから前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるように前記収集回路を制御するとともに、切り替えた後の前記第２の複数のエネルギービンそれぞれの前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第２の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御する、請求項１〜４のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
8. 前記撮影制御回路は、前記第１の複数のエネルギービンそれぞれの光子の数が、対応する所定の閾値を超えている場合には、前記第１の複数のエネルギービンから、前記所定の複数の弁別対象物質以外の他の弁別対象物質を弁別するための前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるための前記設定条件を含む前記撮影計画を決定し、前記本撮影において、前記撮影計画にしたがって、前記第１の複数のエネルギービンから前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるように前記収集回路を制御するとともに、前記第２の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御する、請求項６に記載のＸ線診断装置。
9. 前記撮影制御回路は、前記第１の複数のエネルギービンの中に、光子の数が対応する所定の閾値を超えていないエネルギービンがある場合には、前記第１の複数のエネルギービンから、該対応する所定の閾値を超えていないエネルギービンを含む前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるための前記設定条件を含む前記撮影計画を決定し、前記本撮影において、前記撮影計画にしたがって、前記第１の複数のエネルギービンから前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるように前記収集回路を制御するとともに、前記第２の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御する、請求項６に記載のＸ線診断装置。
10. 前記撮影制御回路は、前記第１の複数のエネルギービンの中に、光子の数が対応する所定の閾値を超えていないエネルギービンがある場合には、前記第１の複数のエネルギービンから、前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるための前記設定条件を含む前記撮影計画を決定し、前記本撮影において、前記撮影計画にしたがって、前記第１の複数のエネルギービンから前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるように前記収集回路を制御するとともに、前記第２の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御し、前記収集回路により作成された前記第１の光子計数データ及び前記第２の光子計数データに基づいて、前記対応する所定の閾値を超えていないエネルギービンの光子の数を算出する、請求項６に記載のＸ線診断装置。
11. 前記撮影制御回路は、前記第１の複数のエネルギービンの中に、光子の数が前記対応する所定の閾値よりも小さい他の閾値を超えていないエネルギービンがある場合には、前記第１の複数のエネルギービンから、光子の数が前記他の閾値を超えていないエネルギービンの幅が大きくされた新たな第２の複数のエネルギービンに切り替えるための前記設定条件を含む前記撮影計画を決定し、前記本撮影において、前記撮影計画にしたがって、前記第１の複数のエネルギービンから前記新たな第２の複数のエネルギービンに切り替えるように前記収集回路を制御するとともに、切り替えた後の前記新たな第２の複数のエネルギービンそれぞれの前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第２の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御する、請求項６に記載のＸ線診断装置。
12. 前記収集回路は、複数フレームに渡って、複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す光子計数データを作成し、
    前記撮影制御回路は、前記収集回路により作成された前記光子計数データに基づいて、次に前記収集回路が前記光子計数データを作成するための前記撮影計画を決定する、請求項１〜４のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
13. 前記撮影制御回路は、前記Ｘ線管の電圧に関する前記Ｘ線照射条件を含む前記撮影計画を決定する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
14. 前記撮影制御回路は、前記Ｘ線管の電流に関する前記Ｘ線照射条件を含む前記撮影計画を決定する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
15. 前記撮影制御回路は、前記Ｘ線管の線質フィルタの制御に関する前記Ｘ線照射条件を含む前記撮影計画を決定する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
16. 前記撮影制御回路は、Ｘ線の絞りに関する前記Ｘ線照射条件を含む前記撮影計画を決定する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
17. 前記撮影制御回路は、Ｘ線の露光調整制御に関する前記Ｘ線照射条件を含む前記撮影計画を決定する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
18. 前記露光調整制御は、予め設定された照射時間だけＸ線を照射するように前記Ｘ線管を制御する制御、または、露光調整用の検出器で得られた入射Ｘ線量を示す電気信号に基づいて、前記電気信号が示す入射Ｘ線量が所定の値となった場合に、Ｘ線の照射を停止するように前記Ｘ線管を制御する制御である、請求項１７に記載のＸ線診断装置。
19. 前記検出器の位置を制御する駆動回路を更に備え、
    前記撮影制御回路は、前記検出器の位置に関する条件を含む前記撮影計画を決定し、前記本撮影において、決定した前記撮影計画に基づいて、前記駆動回路を制御する、請求項１〜１８のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
20. 前記撮影制御回路は、前記被検体に対する照射計画に連動したパラメータを用いて、前記Ｘ線照射条件を決定し、決定したＸ線照射条件を含む前記撮影計画を決定する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
21. 前記撮影制御回路は、撮影対象部位、着目物質又は前記被検体の個体差に応じた照射計画に連動した前記パラメータを用いて、前記Ｘ線照射条件を決定し、決定したＸ線照射条件を含む前記撮影計画を決定する、請求項２０に記載のＸ線診断装置。
22. 前記撮影制御回路は、前記複数のエネルギービンそれぞれの前記Ｘ線の光子の数、又は、前記複数のエネルギービンそれぞれの単位時間当たりの前記Ｘ線の光子の数に基づいて、前記撮影計画を決定する、請求項１〜２１のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
23. 前記撮影制御回路は、複数の関心領域それぞれの前記複数のエネルギービンそれぞれの前記Ｘ線の光子の数、又は、複数の関心領域それぞれの前記複数のエネルギービンそれぞれの前記Ｘ線の光子の数の合計に基づいて、前記撮影計画を決定する、請求項１〜２２のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
24. 前記撮影制御回路は、２種類以上の前記Ｘ線照射条件を含む前記撮影計画を決定する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
25. 前記撮影制御回路は、前記光子計数データに基づいて、前記Ｘ線照射条件に含める制御量を変更する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
26. 前記撮影制御回路は、前記光子計数データに基づいて、前記撮影計画を決定する際に用いられるパラメータを変更する、請求項１〜２５のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
27. 前記撮影制御回路は、前記撮影計画の履歴を記憶回路に格納する、請求項１〜２６のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
28. 複数のビューそれぞれにおいてＸ線を被検体に照射することを繰り返し行うＸ線管を含むＸ線管と、
    前記被検体を透過した前記Ｘ線の入射に応じて前記複数のビューそれぞれにおける検出信号を出力する検出器と、
    前記検出器から出力された検出信号に基づいて、複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す光子計数データをビューごとに作成する収集回路と、
    前記収集回路により作成された、あるビューにおける光子計数データに基づいて、本撮影において前記あるビューにおける前記収集回路が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンの設定に関する条件である設定条件を含む撮影計画を複数決定し、決定した複数の前記撮影計画にしたがって、前記あるビューにおける前記本撮影が行われるように制御する撮影制御回路と、
    を備え、
    複数の前記撮影計画は、各々異なる前記設定条件を含む、Ｘ線ＣＴ装置。
29. 前記被検体が載置される寝台装置の位置を制御する寝台駆動回路を更に備え、
    前記撮影制御回路は、前記寝台装置の位置に関する条件を含む前記撮影計画を決定する、請求項２８に記載のＸ線ＣＴ装置。
30. Ｘ線を被検体に照射するＸ線管と、
    前記被検体を透過した前記Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する検出器と、
    前記検出器が出力した検出信号に基づいて、複数の弁別対象物質を弁別するための複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す光子計数データを作成する収集回路と、
    前記被検体の画像データに基づいて前記光子計数データを推定し、本撮影において前記収集回路が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンの設定に関する条件である設定条件、及び、前記本撮影において前記Ｘ線管により照射されるＸ線に関する条件であるＸ線照射条件のうち少なくとも１つを含む撮影計画を推定した前記光子計数データに基づいて決定し、決定した前記撮影計画にしたがって前記本撮影が行われるように制御する撮影制御回路と、
    を備える、Ｘ線診断装置。
31. Ｘ線を被検体に照射するＸ線管と、
    前記被検体を透過した前記Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する検出器と、
    前記検出器が出力した検出信号に基づいて、複数の弁別対象物質を弁別するための複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す光子計数データを作成する収集回路と、
    前記収集回路により作成された光子計数データ、又は、前記被検体の画像データに基づいて、本撮影において前記収集回路が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンの設定に関する条件である設定条件、及び、前記本撮影において前記Ｘ線管により照射されるＸ線に関する条件であるＸ線照射条件のうち少なくとも１つを含む撮影計画を決定し、決定した前記撮影計画にしたがって前記本撮影が行われるように制御する撮影制御回路と、
    を備え、
    前記撮影制御回路は、所定の複数の弁別対象物質を弁別するための第１の複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第１の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御するとともに、前記第１の光子計数データが示す前記第１の複数のエネルギービンそれぞれの光子の数と、対応する所定の閾値との比較結果に応じて、前記第１の複数のエネルギービンから、前記第１の複数のエネルギービンと少なくとも１つのエネルギービンの幅が異なる第２の複数のエネルギービンに切り替えるための前記設定条件を含む前記撮影計画を決定し、前記本撮影において、前記撮影計画にしたがって、前記第１の複数のエネルギービンから前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるように前記収集回路を制御するとともに、切り替えた後の前記第２の複数のエネルギービンそれぞれの前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第２の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御する、Ｘ線診断装置。
32. Ｘ線を被検体に照射するＸ線管と、
    前記被検体を透過した前記Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する検出器と、
    前記検出器が出力した検出信号に基づいて、複数の弁別対象物質を弁別するための複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す光子計数データを作成する収集回路と、
    前記収集回路により作成された光子計数データ、又は、前記被検体の画像データに基づいて、本撮影において前記収集回路が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンの設定に関する条件である設定条件、及び、前記本撮影において前記Ｘ線管により照射されるＸ線に関する条件であるＸ線照射条件のうち少なくとも１つを含む撮影計画を決定し、決定した前記撮影計画にしたがって前記本撮影が行われるように制御する撮影制御回路と、
    を備え、
    前記撮影制御回路は、所定の複数の弁別対象物質を弁別するための第１の複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第１の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御するとともに、前記第１の光子計数データが示す前記第１の複数のエネルギービンそれぞれの光子の数から定まる前記第１の複数のエネルギービンそれぞれのノイズ成分と、対応する所定の閾値との比較結果に応じて、前記第１の複数のエネルギービンから、前記第１の複数のエネルギービンと少なくとも１つのエネルギービンの幅が異なる第２の複数のエネルギービンに切り替えるための前記設定条件を含む前記撮影計画を決定し、前記本撮影において、前記撮影計画にしたがって、前記第１の複数のエネルギービンから前記第２の複数のエネルギービンに切り替えるように前記収集回路を制御するとともに、切り替えた後の前記第２の複数のエネルギービンそれぞれの前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す第２の光子計数データを作成するように前記収集回路を制御する、Ｘ線診断装置。
33. Ｘ線を被検体に照射するＸ線管と、
    前記被検体を透過した前記Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する検出器と、
    前記検出器が出力した検出信号に基づいて、複数の弁別対象物質を弁別するための複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す光子計数データを作成する収集回路と、
    前記収集回路により作成された光子計数データ、又は、前記被検体の画像データに基づいて、本撮影において前記収集回路が光子計数データを作成する際に用いられる複数のエネルギービンの設定に関する条件である設定条件、及び、前記本撮影において前記Ｘ線管により照射されるＸ線に関する条件であるＸ線照射条件のうち少なくとも１つを含む撮影計画を決定し、決定した前記撮影計画にしたがって前記本撮影が行われるように制御する撮影制御回路と、
    を備え、
    前記収集回路は、複数フレームに渡って、複数のエネルギービンそれぞれの、前記検出器に入射された前記Ｘ線の光子の数を示す光子計数データを作成し、
    前記撮影制御回路は、前記収集回路により作成された前記光子計数データに基づいて、次に前記収集回路が前記光子計数データを作成するための前記撮影計画を決定する、Ｘ線診断装置。

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