CN104812305B - X射线ct装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种X射线CT装置，实施方式的X射线CT装置具备强度分布数据收集部、扫描控制部、计数结果收集部、以及图像重建部。强度分布数据收集部通过第1扫描收集从X射线管照射并透过被检体的X射线的强度分布数据。扫描控制部根据上述强度分布数据，推定能够辨别透过上述被检体的各个X射线光子的X射线量，从上述X射线管向上述被检体照射推定出的X射线量的X射线并执行光子计数CT用的第2扫描。计数结果收集部通过上述第2扫描收集对从上述X射线管照射并透过上述被检体的X射线光子进行计数的计数结果。图像重建部根据上述计数结果，重建X射线CT图像数据。

Description

X射线CT装置以及控制方法

技术领域

本发明的实施方式涉及X射线CT装置以及控制方法。

背景技术

近年来，正在开发使用光子计数方式的检测器进行光子计数CT(ComputedTomography)的X射线CT装置。与在以往的X射线CT装置中使用的积分型的检测器不同，光子计数方式的检测器输出能够分别对来自透过被检体的X射线的光子进行计数的信号。从而，在光子计数CT中，能够重建SN比(Signal per Noise)高的X射线CT图像。

另外，光子计数方式的检测器所输出的信号用于测量(辨别)所计数的各个光子的能量。从而，在光子计数CT中，能够将通过由一种管电压照射X射线而收集到的数据分成多个能量成分进行图像化。例如，在光子计数CT中，能够生成利用K吸收限的不同能够鉴定物质的图像。

在光子计数CT中，当入射放射线量低时，能够准确地测量放射线(X射线)。但是，在光子计数CT中，当入射放射线量多时，对各个光子计数的数据累积(堆积：pile up)，此时，不能将各个光子分离，因此，发生计数特性不是线性的计数的少计。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-34901号公报

发明内容

本发明要解决的问题在于，提供一种能够减少计数少计的发生的X射线CT装置以及控制方法。

实施方式的X射线CT装置具备强度分布数据收集部、扫描控制部、计数结果收集部、以及图像重建部。强度分布数据收集部通过第1扫描收集从X射线管照射并透过被检体的X射线的强度分布数据。扫描控制部根据上述强度分布数据，推定能够辨别透过上述被检体的各个X射线光子的X射线量，从上述X射线管向上述被检体照射推定出的X射线量的X射线执行光子计数CT用的第2扫描。计数结果收集部通过上述第2扫描收集对从上述X射线管照射并透过上述被检体的X射线光子进行计数的计数结果。图像重建部根据上述计数结果，重建X射线CT图像数据。根据上述构成的装置，能够减少计数少计的发生。

附图说明

图1A是用于说明堆积的图(1)。

图1B是用于说明堆积的图(2)。

图1C是用于说明堆积的图(3)。

图2是表示第1实施方式所涉及的X射线CT装置的构成例的图。

图3是用于说明第1实施方式所涉及的检测器的一个例子的图。

图4是用于说明第1实施方式所涉及的第1扫描的图。

图5是用于说明第1实施方式所涉及的扫描控制部的图。

图6是用于说明第1实施方式所涉及的第2扫描的图。

图7是用于说明第1实施方式所涉及的X射线CT装置的处理的一个例子的流程图。

图8A是用于说明第2实施方式所涉及的检测器的一个例子的图(1)。

图8B是用于说明第2实施方式所涉及的检测器的一个例子的图(2)。

图9是用于说明第3实施方式所涉及的第1扫描的图。

图10是用于说明变形例的图(1)。

图11是用于说明变形例的图(2)。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明X射线CT装置的实施方式。

在以下的实施方式中说明的X射线CT装置是能够执行光子计数CT的装置。即，在以下的实施方式中说明的X射线CT装置不是以往的积分型(电流模式测量方式)的检测器，而是通过使用光子计数方式的检测器对透过被检体的X射线进行计数，从而能够重建SN比高的X射线CT图像数据的装置。

(第1实施方式)

首先，在针对第1实施方式所涉及的X射线CT装置进行说明之前，针对光子计数CT进行说明。

在光子计数CT中，通过对光子数进行计数来测量光(X射线)量。每单位时间的光子数越多，则光(X射线)越强。另外，各个光子虽具有不同的能量，但在光子计数CT中，能够通过测量光子的能量来得到X射线的能量成分的信息。即，在光子计数CT中，能够将通过以一种管电压照射X射线而收集到的数据分成多个能量成分进行图像化。例如，在光子计数CT中，能够得到利用K吸收限的不同来鉴定物质的图像数据。

但是，在光子计数CT中，当入射放射线量多时，发生对各个光子计数的数据累积的“堆积：pile up”。当发生堆积时，不能使各个光子分离，因此，发生计数特性不是线性的“计数的少计”。

图1A、图1B以及图1C是用于说明堆积的图。当光子入射时，光子计数方式的检测器所使用的传感器(元件)输出1脉冲的电信号。当光微弱时，如图1A所示，光子的入射间隔变得稀疏，因此，能够辨别从传感器输出的各脉冲。

但是，当由于光变强而光子的入射间隔变短时，如图1B所示，从传感器输出的脉冲累积，成为不能辨别各个脉冲的状态。具体而言，累积的多个脉冲在外观上被辨别为一个脉冲(参照图1B所示的虚线的波形)。其结果为，发生计数的少计，实际上入射至传感器的光子数和传感器输出的脉冲的计数值(脉冲个数)的线性丧失。即，如图1C所示，随着X射线强度变高，脉冲个数被计数为少于光子数。

因此，第1实施方式所涉及的X射线CT装置如以下那样构成，以使得减少计数少计的产生。图2是用于说明第1实施方式所涉及的X射线CT装置的结构例的图。如图2所示，第1实施方式所涉及的X射线CT装置具有架台装置10、床装置20、以及控制台装置30。

架台装置10是向被检体P照射X射线，并收集与透过被检体P的X射线相关的数据的装置，具有高电压发生部11、X射线管12、检测器13、收集部14、旋转架15以及架台驱动部16。

旋转架15是以隔着被检体P使X射线管12和检测器13对置的方式支承，通过后述的架台驱动部16在以被检体P为中心的圆形轨道上高速地旋转的圆环形的架。

X射线管12是通过由后述的高电压发生部11供给的高电压向被检体P照射X射线束的真空管，随着旋转架15的旋转，对被检体P照射X射线束。

高电压发生部11是向X射线管12供给高电压的装置，X射线管12使用从高电压发生部11供给的高电压而产生X射线。即，高电压发生部11通过调整向X射线管12供给的管电压、管电流，来调整对被检体P照射的X射线量。

架台驱动部16通过旋转驱动旋转架15，从而在以被检体P为中心的圆形轨道上使X射线管12和检测器13旋转。

检测器13具有检测透过被检体P的X射线强度的第1元件组和对来自透过被检体P的X射线的光(X射线光子)进行计数的第2元件组。第1元件组由X射线强度检测用的多个第1元件构成。第1元件例如是发光二极管。另外，第2元件组由作为光子计数传感器的多个第2元件构成。第2元件例如是碲化镉(CdTe)类的半导体。即，第2元件是将入射的X射线直接转换成光，来对来自X射线的光进行计数的直接转换型的半导体。另外，本实施方式例如还能够适用于第2元件是由闪烁体和光电倍增管构成的间接转换型的情况。

并且，第1实施方式所涉及的检测器13沿着通道方向分割成第1区域和第2区域。并且，第1元件组排列在第1区域，第2元件组排列在第2区域。图3是用于说明第1实施方式所涉及的检测器的一个例子的图。

如图3所示，第1实施方式所涉及的检测器13将排列在通道方向(图2中的Y轴方向)的元件列沿着被检体P的体轴方向(图2所示的Z轴方向)排列多个。并且，如图3所示，第1实施方式所涉及的检测器13沿着通道方向分割成第1区域133和第2区域134。在第1区域133中，二维地排列作为发光二极管的第1元件131。另外，在第2区域134中，二维地排列作为光子计数传感器的第2元件132。第1区域133和第2区域134是大致相同的大小。

第1实施方式所涉及的检测器13通过二维地排列的多个第1元件131，来检测从X射线管12照射并透过被检体P的X射线的强度。另外，第1实施方式所涉及的检测器13通过二维地排列的多个第2元件132，输出电信号。通过使用该电气信号，从而能够对从X射线管12照射并透过被检体P的X射线光子进行计数，测量所计数的X射线光子的能量。

返回到图2，收集部14根据检测器13的输出信号收集各种信息。如图2所示，第1实施方式所涉及的收集部14具有强度分布数据收集部14a和计数结果收集部14b。强度分布数据收集部14a收集从X射线管12照射并透过被检体P的X射线的强度分布数据。具体而言，强度分布数据收集部14a按X射线管12的每个相位(管球相位)收集强度分布数据。

另外，计数结果收集部14b收集对从X射线管12照射并透过被检体P的X射线光子进行计数的计数结果。具体而言，计数结果收集部14b将辨别第2元件132输出的各脉冲并计数而得的X射线光子的入射位置(检测位置)和该X射线光子的能量值作为计数结果，按X射线管12的每个相位(管球相位)进行收集。计数结果收集部14b例如将输出计数所使用的脉冲的第2元件132的位置作为入射位置。另外，计数结果收集部14b例如根据脉冲的峰值和系统固有的响应函数来运算能量值。或者，计数结果收集部14b例如通过积分脉冲的强度来运算能量值。

计数结果例如是在“管球相位“α1”中，在入射位置“P11”的第2元件132中，具有能量“E1”的光子的计数值为“N1”，具有能量“E2”的光子的计数值为“N2””等信息。或者，计数结果例如成为“在管球相位“α1”中，在入射位置“P11”的第2元件132中，具有能量“E1”的光子的每单位时间的计数值为“n1”，具有能量“E2”的光子的每单位时间的计数值为“n2””等信息。另外，上述的能量“E1”例如也可以设为能量范围“E1～E2”。此时，计数结果例如成为“在管球相位“α1”，在入射位置“P11”的第2元件132中，具有能量范围“E1～E2”的光子的计数值为“NN1””等信息。能量范围成为用于计数结果收集部14b将能量的值在粗粒度的区域辨别并分配的能量辨别阈。

强度分布数据收集部14a将收集到的强度分布数据向控制台装置30的扫描控制部33(后述)发送。另外，计数结果收集部14b将收集到的计数结果向控制台装置30的前处理部34(后述)发送。

在此，强度分布数据通过强度分布数据收集用的第1扫描来收集。并且，在进行了基于强度分布数据的X射线量调整之后，通过计数结果收集用的第2扫描来收集计数结果。另外，针对第1扫描以及第2扫描的执行法、以及基于强度分布数据的X射线量调整之后详述。

床装置20是载置被检体P的装置，具有顶板22和床驱动装置21。顶板22是载置被检体P的板，床驱动装置21使顶板22向Z轴方向移动，使被检体P移动到旋转架15内。

另外，架台装置10例如执行一边使顶板22移动一边使旋转架15旋转，螺旋状地对被检体P进行扫描的螺旋扫描。或者，架台装置10执行在移动了顶板22之后固定被检体P的位置的状态下使旋转架15旋转，在圆形轨道上对被检体P进行扫描的常规扫描。

控制台装置30是接受操作者对X射线CT装置进行的操作，同时使用由架台装置10收集到的计数信息重建X射线CT图像数据的装置。如图2所示，控制台装置30具有输入装置31、显示装置32、扫描控制部33、前处理部34、投影数据存储部35、图像重建部36、图像存储部37以及系统控制部38。

输入装置31具有X射线CT装置的操作者输入各种指示、各种设定而使用的鼠标、键盘等，将从操作者接受的指示、设定的信息向系统控制部38转送。例如，输入装置31从操作者接受重建X射线CT图像数据时的重建条件、对X射线CT图像数据的图像处理条件等。

显示装置32是由操作者参照的显示器，在系统控制部38的控制下，将X射线CT图像数据显示给操作者，或者显示用于经由输入装置31从操作者接受各种指示、各种设定等的GUI(Graphical User Interface)。

扫描控制部33在后述的系统控制部38的控制下，通过控制高电压发生部11、架台驱动部16、收集部14以及床驱动装置21的动作，从而控制架台装置10中的计数信息的收集处理。

具体而言，第1实施方式所涉及的扫描控制部33使架台装置10执行第1扫描，从强度分布数据收集部14a接收强度分布数据。然后，第1实施方式所涉及的扫描控制部33根据强度分布数据来确定扫描条件，使架台装置10执行第2扫描。第1实施方式所涉及的扫描控制部33使用第1元件组(多个第1元件131)执行第1扫描。另外，第1实施方式所涉及的扫描控制部33使用第2元件组(多个第2元件132)执行第2扫描。另外，针对第1实施方式所涉及的扫描控制部33进行的控制处理，之后详述。

前处理部34通过对从计数结果收集部14b发送来的计数结果进行对数转换处理、偏移校正、灵敏度校正、射束硬化校正等校正处理生成投影数据。

投影数据存储部35存储由前处理部34生成的投影数据。即，投影数据存储部35存储用于重建X射线CT图像数据的投影数据。

图像重建部36例如通过对投影数据存储部35存储的投影数据进行反投影处理来重建X射线CT图像数据。作为反投影处理，例如，能够列举基于FBP(Filtered BackProjection)法的反投影处理。另外，图像重建部36例如也可以通过逐次近似法进行重建处理。另外，图像重建部36通过对X射线CT图像数据进行各种图像处理来生成图像数据。图像重建部36将重建的X射线CT图像数据、通过各种图像处理生成的图像数据保存在图像存储部37中。

在此，在根据由光子计数CT得到的计数结果生成的投影数据中，包含有由于透过被检体P而减弱的X射线的能量的信息。因此，图像重建部36例如能够重建特定的能量成分的X射线CT图像数据。另外，图像重建部36例如能够重建多个能量成分各自的X射线CT图像数据。

另外，图像重建部36例如对各能量成分的X射线CT图像数据的各像素分配与能量成分对应的色调，能够生成重叠根据能量成分而分色的多个X射线CT图像数据而得的图像数据。另外，图像重建部36能够利用物质固有的K吸收限，生成能够鉴定该物质的图像数据。作为图像重建部36生成的其他图像数据，能够列举单色X射线图像数据、密度图像数据、实效原子编号图像数据等。

系统控制部38通过控制架台装置10、床装置20以及控制台装置30的动作来进行X射线CT装置的整体控制。具体而言，系统控制部38通过控制扫描控制部33来控制由架台装置10进行的CT扫描。另外，系统控制部38通过控制前处理部34、图像重建部36，来控制控制台装置30中的图像重建处理、图像生成处理。另外，系统控制部38进行控制以使得将图像存储部37存储的各种图像数据显示于显示装置32。

以上，针对第1实施方式所涉及的X射线CT装置的整体结构进行了说明。在该结构下，第1实施方式所涉及的X射线CT装置通过由扫描控制部33进行以下说明的控制处理，来减少计数少计的发生。

首先，强度分布数据收集部14a通过第1扫描收集从X射线管12照射并透过被检体P的X射线的强度分布数据。如上述那样，第1实施方式所涉及的检测器13在第1区域133将第1元件组(多个第1元件131)二维地排列，在第2区域134将第2元件组(多个第2元件132)二维地排列。因此，第1实施方式所涉及的扫描控制部33在执行第1扫描时，使二维排列有多个第1元件131的第1区域133移动到与X射线管12对置的位置。换而言之，在执行第1扫描时，扫描控制部33使第1区域133移动到X射线管12的X射线照射范围。

为了进行该控制，在第1实施方式中，作为一个例子，在旋转架15的内部设置用于使检测器13沿周向移动的移动机构(未图示)。图4是用于说明第1实施方式所涉及的第1扫描的图。例如，架台驱动部16按照扫描控制部33的指示驱动移动机构，从而使检测器13移动到第1区域133与X射线管12对置的位置。即，如图4所示，检测器13沿着旋转架15的周向，移动到第1区域133与X射线管12对置的位置。

并且，如图4所示，扫描控制部33在被检体P的整个周围进行X射线照射执行第1扫描。即，第1扫描以第1区域133维持在与X射线管12对置的位置的状态被执行。强度测量用的第1扫描成为IS(Intensity Scan)。另外，在第1扫描中从X射线管12照射的X射线量(D0)例如可以是与操作者所设定的摄影条件对应的X射线量，也可以是为了第1扫描用而初始设定的X射线量。

由此，强度分布数据收集部14a收集整个周围量的强度分布数据。并且，扫描控制部33根据强度分布数据，推定能够辨别透过被检体P的各个X射线光子的X射线量。具体而言，扫描控制部33根据由第1扫描收集到的整个周围量的强度分布数据，推定收集计数结果的各管球相位的X射线量。图5是用于说明第1实施方式所涉及的扫描控制部的图。

例如，如图5所示，扫描控制部33根据“管球相位:α1”的“强度分布数据：I1”，将由第2扫描的“管球相位:α1”从X射线管12照射的X射线量推定为“D1”。例如，扫描控制部33由“强度分布数据：I1”，确定最大的X射线强度“I1(max)”。并且，扫描控制部33将“I1(max)”和阈值“Ith”进行比较。例如，“Ith”是根据第1元件131以及第2元件132的物理特性预先设定的上限阈值，第2元件132能够避免堆积的发生的最大量的X射线量的X射线是在没有配置被检体P的状态下，入射至第1元件131时的X射线强度。“Ith”是例如在摄影前、定期检查时、出厂时，通过进行X射线CT装置的校准而取得的值。

并且，当“I1(max)”大于“Ith”时，例如，扫描控制部33推定为“D1＝D0×(I1(max)/Ith)”。另外，当“I1(max)”为“Ith”以下时，例如，扫描控制部33推定为“D1＝D0”。由此，扫描控制部33在通过第2扫描收集计数结果的“管球相位:α1”中，使用第2元件组的输出脉冲，推定能够辨别透过被检体P的各个X射线光子的X射线量“D1”。通过相同的处理，如图5所示，扫描控制部33根据“管球相位:α2”的“强度分布数据：I2”，将在第2扫描的“管球相位:α2”从X射线管12照射的X射线量推定为“D2”。通过进行该处理，扫描控制部33能够在为了光子计数CT用而设定的摄影条件所需的全部管球相位，推定X射线量(最适X射线量)。

在各管球相位从X射线管12照射的X射线量未必一定。因此，当进行根据“360度范围”的投影数据(计数结果)重建断层图像的全重建时，优选收集整个周围量的强度分布数据。其中，扫描控制部33例如也可以将在各管球相位推定出的最适X射线量的最小值推定为全部管球相位的最适X射线量。另外，当进行根据“180度+α(扇形角度)的范围”的投影数据(计数结果)重建断层图像的半重建时，也可以收集“180度+α”量的强度分布数据。

并且，扫描控制部33从X射线管12向被检体P照射推定出的X射线量的X射线执行光子计数CT用的第2扫描。第1实施方式所涉及的扫描控制部33在执行第2扫描时，使二维排列有多个第2元件132的第2区域134移动到与X射线管12对置的位置。换而言之，扫描控制部33在执行第2扫描时，使第2区域134移动到X射线管12的X射线照射范围内。图6是用于说明第1实施方式所涉及的第2扫描的图。例如，架台驱动部16按照扫描控制部33的指示，驱动上述的移动机构，从而，如图6所示，使检测器13移动到第2区域134与X射线管12对置的位置。即，如图6所示，检测器13沿着旋转架15的周向移动到第2区域134与X射线管12对置的位置。

并且，扫描控制部33将在各管球相位成为最适X射线量的控制值(例如，管电压或管电流)通知给高电压发生部11。由此，高电压发生部11将在各管球相位成为最适X射线量的管电压以及管电流向X射线管12供给。由此，如图6所示，扫描控制部33在被检体P的整个周围进行X射线照射而执行第2扫描。即，第2扫描以将第2区域134维持在与X射线管12对置的位置的状态来执行。另外，在图6中，示出进行全重建时的第2扫描。光子计数CT用的第2扫描成为PCS(Photon Counting Scan)。

这样，扫描控制部33使第1扫描和第2扫描在同一轨道上各一次地交替地连续执行。例如，当通过常规扫描重建一个轴向剖面的X射线CT图像数据时，扫描控制部33在执行了第1扫描之后，在与第1扫描相同的轨道上执行第2扫描。

另外，由于检测器13是面检测器，因此，X射线CT装置能够通过常规扫描重建多个轴向剖面。因此，X射线CT装置能够通过使顶板22的位置以一定间隔移动进行常规扫描的静态调强方式，来重建被检体P的三维X射线CT图像数据。在静态调强方式中，每当移动顶板22的位置时，在执行第1扫描之后，扫描控制部33在与第1扫描相同的轨道上执行第2扫描。

另外，近年来，进行在以被检体P为中心的圆形轨道上使X射线管12连续旋转，并且使顶板22连续地往复移动的“螺旋穿梭扫描”。在“螺旋穿梭扫描”中，如果能够控制成往路扫描与返回扫描在同一轨道，则通过设往路扫描为第1扫描，设复路扫描为第2扫描，能够将上述控制处理适用于螺旋扫描。

接着，使用图7，针对第1实施方式所涉及的X射线CT装置的处理进行说明。图7是用于说明第1实施方式所涉及的X射线CT装置的处理的一个例子的流程图。另外，在图7所示的流程图中，示例出进行静态调强方式时的处理。

如图7所示例的那样，第1实施方式所涉及的X射线CT装置的系统控制部38判定是否从操作者接受了摄影开始要求(步骤S101)。在此，当没有接受摄影开始要求时(步骤S101否定)，系统控制部38待机到接受摄影开始要求。

另一方面，当接受了摄影开始要求时(步骤S101肯定)，扫描控制部33控制架台驱动部16、高电压发生部11等，执行第1扫描(步骤S102)。并且，强度分布数据收集部14a收集强度分布数据(步骤S103)。并且，系统控制部38根据强度分布数据，推定没有发生少计的X射线量(步骤S104)，执行第2扫描(步骤S105)。

并且，计数结果收集部14b收集计数结果(步骤S106)，图像重建部36重建X射线CT图像数据(步骤S107)。并且，扫描控制部33判断全部扫描区域中的摄影是否结束(步骤S108)。在此，当全部扫描区域中的摄影没有结束时(步骤S108否定)，扫描控制部33控制床驱动装置21，使顶板22向下一扫描区域移动(步骤S109)，返回到步骤S102，执行下一扫描区域中的第1扫描。

另一方面，当全部扫描区域中的摄影结束时(步骤S108肯定)，扫描控制部33结束处理。

如上所述，在第1实施方式中，通过第1扫描(IS)事先测量X射线强度，从而推定能够辨别各个X射线光子的X射线量，并执行第2扫描(PCS)。由此，在第1实施方式中，由于过度的入射X射线，因此，能够减低不能鉴定各个光子的概率。从而，在第1实施方式中，能够减少计数少计的发生。另外，在第1实施方式中，对X射线量进行优化，因此，能够避免第2扫描执行时的不必要的X射线辐射。

另外，扫描控制部33为了避免控制台装置30的处理负荷增大，在第1扫描执行时，也可以使来自计数结果收集部14b的数据输出停止，在第2扫描执行时，使来自强度分布数据收集部14a的数据输出停止。另外，扫描控制部33为了避免收集部14的处理负荷增大，也可以在第1扫描执行时，切断从第2元件组向收集部14的输出路径，在第2扫描执行时，切断从第1元件组向收集部14的输出路径停止输出。作为一个例子，扫描控制部33在第1扫描执行时使第2元件组的输出信号的读出电路的动作停止，在第2扫描执行时，使第1元件组的输出信号的读出电路的动作停止。

另外，在上述中，针对在第1扫描和第2扫描中，为了变更X射线管12与检测器13的相对位置关系，使检测器13的位置沿着周向移动的情况进行了说明。但是，第1实施方式在第1扫描和第2扫描中，为了变更X射线管12与检测器13的相对位置关系，使X射线管12的位置沿着周向移动。

(第2实施方式)

在第2实施方式中，针对以与第1实施方式不同的方式构成检测器13的情况进行说明。另外，第2实施方式所涉及的X射线CT装置除了检测器13以外，与使用图1说明的第1实施方式所涉及的X射线CT装置相同地构成。

第2实施方式所涉及的检测器13将构成第1元件组的多个第1元件131和构成第2元件组的多个第2元件132二维地分散排列。图8A以及图8B是用于说明第2实施方式所涉及的检测器的一个例子的图。例如，如图8A所示，第1元件131以及第2元件132分别在检测器13中，排列成沿着体轴方向的元件列。并且，如图8A所示，第1元件131的元件列和第2元件132的元件列沿着通道方向交替排列。

通过该结构，在第2实施方式中，如图8B所示，在固定了X射线管12与检测器13的相对位置的状态下，能够执行第1扫描以及第2扫描。即，在第2实施方式中，能够不设置在第1实施方式中所需的检测器13的移动机构，而执行第1扫描以及第2扫描。

在此，在第2实施方式中，如果能够在第1扫描和第2扫描中固定检测器13相对于X射线管12的相对位置，则检测器13也能够由各种方式构成。例如，第2实施方式也可以是分别将第1元件131以及第2元件132排列成沿着通道方向的元件列，第1元件131的元件列和第2元件132的元件列沿着体轴方向交替排列的情况。另外，第2实施方式例如也可以是将第1元件131和第2元件132在通道方向和体轴方向这双方向交替排列的情况。

其中，例如，当将第1元件131的元件列和第2元件132的元件列交替排列时，为了避免由第2扫描摄影的X射线图像数据的空间分辨率的降低，优选尽可能稠密地设定第1元件131的元件列。或者，例如，当将第1元件131和第2元件132在通道方向和体轴方向这双方向交替排列时，为了避免空间分辨率的降低，优选将第1元件131的大小设定为尽可能地小。

另外，除了以在第1扫描和第2扫描中能够固定检测器13相对于X射线管12的相对位置的方式构成检测器13的点以外，在第1实施方式中说明的内容在第2实施方式中也能够适用。

(第3实施方式)

在第3实施方式中，针对进行用于减少第1扫描导致的辐射的控制处理的情况，使用图9进行说明。图9是用于说明第3实施方式所涉及的第1扫描的图。

另外，第3实施方式所涉及的X射线CT装置与使用图1说明的第1实施方式所涉及的X射线CT装置相同地构成，但通过扫描控制部33的控制执行的第1扫描与第1实施方式不同。以下，针对在第3实施方式中执行的第1扫描进行说明。

第3实施方式所涉及的扫描控制部33在被检体P的半周围进行X射线照射执行第1扫描。即，如图9所示，扫描控制部33只进行“从0度到180度”的范围的X射线照射。换而言之，在第3实施方式中进行的第1扫描成为半扫描。

并且，第3实施方式所涉及的扫描控制部33将由第1扫描收集到的半周围量的各管球相位的强度分布数据作为对置的管球相位的强度分布数据来使用，从而取得整个周围量的强度分布数据。即，扫描控制部33将“从0度到180度”量的强度分布数据重新配置在以旋转架15的旋转中心为中心的旋转对称的几何学位置，从而取得“从180度到360度”量的强度分布数据。并且，第3实施方式所涉及的扫描控制部33根据所取得的整个周围量的强度分布数据，推定收集计数结果的各管球相位的X射线量。

在此，为了进一步减少第1扫描导致的辐射，第3实施方式所涉及的扫描控制部33在被检体P的周围间歇地进行X射线照射执行第1扫描。即，扫描控制部33不通过连续照射X射线来执行半扫描的第1扫描，而通过X射线的间歇照射(脉冲状的X射线照射)来执行。并且，第3实施方式所涉及的扫描控制部33通过使用收集完成的各管球相位的强度分布数据的插补处理来推定在第1扫描中未收集的管球相位的强度分布数据。

例如，扫描控制部33以图9所示的“0度、A、B、C、D、E、90度、F、G、H、I、J、180度”的角度照射脉冲X射线。由此，强度分布数据收集部14a收集“0度、A、B、C、D、E、90度、F、G、H、I、J、180度”的强度分布数据，向扫描控制部33发送。并且，扫描控制部33将“A、B、C、D、E、90度、F、G、H、I、J”的强度分布数据作为图9所示的“A’、B’、C’、D’、E’、270度、F’、G’、H’、I’、J’”的强度分布数据。

并且，扫描控制部33例如通过使用“0度”的强度分布数据和“A”的强度分布数据的插补处理来推定“0度”与“A”之间的管球相位的强度分布数据。由此，扫描控制部33取得“从0度到180度”量的强度分布数据。另外，扫描控制部33例如将推定出的“5度”的强度分布数据作为“185度”的强度分布数据。由此，扫描控制部33取得“从180度到360度”量的强度分布数据。

并且，扫描控制部33执行各管球相位的最适X射线量，执行第2扫描。

另外，除了第1扫描的方法不同以外，在第1实施方式以及第2实施方式中说明的内容在第3实施方式中也能够适用。

如上所述，在第3实施方式中，以如果X射线的透过路径相同，则对置的位置的X射线强度大致相同为前提，由半扫描执行第1扫描。因此，在第3实施方式中，能够减少由于执行第1扫描而导致的辐射量。另外，在第3实施方式中，以能够使用以该管球相位的前后的管球相位收集的强度分布数据通过插补处理来推定未收集的管球相位的强度分布数据为前提，通过间歇扫描执行第1扫描。从而，在第3实施方式中，能够进一步减少由于执行第1扫描而导致的辐射量。

另外，第3实施方式也可以通过连续照射X射线来执行半扫描的第1扫描。另外，第3实施方式也可以通过基于脉冲X射线照射的全扫描来执行第1扫描。任一情况下，与进行基于X射线连续照射的全扫描的情况相比较，都能够减少辐射量。

另外，第1～第3实施方式也可以是当将同一被检体在短期内进行多次同一部位的光子计数CT的检查时，借用通过由前次的第1扫描收集到的强度分布数据推定出的最适X射线量，执行第2扫描的情况。此时，不执行第1扫描，而能够在降低发生堆积的可能性的状态下执行第2扫描，因此，能够大幅度地降低辐射量。

另外，第1～第3实施方式也可以如以下说明的那样，为了扩大光子计数传感器的动态范围，通过以下说明的变形例来构成作为多个光子计数传感器的第2元件组。在本变形例中，第2元件组132由对X射线量的灵敏度不同的多种元件构成。

在此，所谓“对X射线量的灵敏度”是指“针对X射线量的计数率特性”。即，本变形例所涉及的检测器13所具有的第2元件组通过“即使入射相同的X射线量，每单位时间的电信号的输出数也不同的多种检测元件”构成。以下，针对通过由对X射线量的灵敏度不同的两种第2检测元件(高灵敏度元件以及低灵敏度元件)构成第2元件组的情况进行说明。其中，本变形例还能够适用于通过对X射线量的灵敏度不同的三种以上的第2检测元件构成第2元件组的情况。图10以及图11是用于说明变形例的图。

图10表示对在第1实施方式中说明的检测器13适用本变形例的一个例子。如图10所示例的那样，与上述的第1实施方式相同，本变形例所涉及的检测部13沿着通道方向分割成第1区域133和第2区域134。并且，如图10所示例的那样，在第1区域133中，与第1实施方式相同，二维地排列作为IS用的发光二极管的第1元件131。并且，在本变形例中，如图10示例的那样，在第2区域134中，作为PCS用的光子计数传感器，将多个低灵敏度元件132L和多个高灵敏度元件132H二维地交替排列。

这样，通过组合对X射线量具有不同灵敏度的低灵敏度元件132L和高灵敏度元件132H来构成第2元件组，从而能够得到对X射线量动态范围大的信号输出。图11所示的曲线H表示针对高灵敏度元件132H的X射线量的计数率的响应特性。另外，图11所示的曲线L表示针对低灵敏度元件132L的X射线量的计数率的响应特性。另外，图11所示的“n”表示与噪音对应的计数率。

当比较图11所示的曲线H和曲线L时，在高灵敏度元件132H中成为噪音等级的计数率的X射线量(X1)小于在低灵敏度元件132L中成为噪音等级的计数率的X射线量(X2)。另外，图11所示的曲线H表示当X射线量超过X2时，在高灵敏度元件132H中发生由于堆积导致的光子数的少计的情况。另外，图11所示的曲线L表示当X射线量超过X3时，在低灵敏度元件132L中发生由于堆积导致的光子数的少计的情况。

另外，图11所示的曲线H例如示出高灵敏度元件132H的计数率特性在“X1～X2”中大致为线性。即，只由高灵敏度元件132H构成第2元件组时的动态范围成为“X1～X2”。另外，图11所示的曲线L例如表示低灵敏度元件132L的计数率特性在“X2～X3”中大致为线性。即，只由低灵敏度元件132L构成第2元件组时的动态范围为“X2～X3”。

对此，在本变形例中，由高灵敏度元件132H以及低灵敏度元件132L构成第2元件组，因此，检测器13的PCS中的动态范围扩大到“X1～X3”。即，在本变形例中，通过由对X射线量的灵敏度不同的多种元件来构成第2元件组，从而构成能够减少堆积的发生的动态范围大的检测器13。另外，本变形例的结构还能够适用于图8A所示的第2实施方式所涉及的检测器13。

并且，在本变形例中，扫描控制部33根据由IS得到的强度分布数据，推定PCS用的最适X射线量。例如，在本变形例中，作为在第1实施方式中说明的“Ith”，例如，扫描控制部33使用“X3”来推定各管球相位的最适X射线量。另外，在本变形例中进行的IS可以是在第1实施方式中说明的IS，也可以是在第3实施方式中说明的IS。

在此，当在本变形例中进行X射线CT图像数据的重建时，例如，计数结果收集部14b将由高灵敏度元件132H得到的计数值(计数率)与由低灵敏度元件132L得到的计数值(计数率)的至少一方，校正为同一灵敏度等级的计数值(计数率)。该校正处理例如根据曲线H的形状与曲线L的形状来进行。

假设，设曲线H的“X2～X3”的斜率为“dH”，设曲线L的“X1～X2”的斜率为“dL”。计数结果收集部14b例如通过使由低灵敏度元件132L得到的计数值为“dH/dL”倍，从而校正为高灵敏度等级的计数值。或者，计数结果收集部14b例如通过使由高灵敏度元件132H得到的计数值为“dL/dH”倍，从而校正为低灵敏度等级的计数值。

其中，该校正处理只不过是一个例子。上述的校正处理例如也可以适用根据堆积发生时所得到的计数值在统计学上推定真的计数值的方法等来进行。另外，上述的校正处理也可以并用插补处理来进行。例如，在“X1～X2”中的PCS的情况下，计数结果收集部14b通过使用由位于低灵敏度元件132L的周围的高灵敏度元件132H得到的计数值的插补处理来推定低灵敏度元件132L所位于的位置的计数值。另外，在“X2～X3”的PCS的情况下，计数结果收集部14b通过使用由位于高灵敏度元件132H的周围的低灵敏度元件132L得到的计数值的插补处理来推定高灵敏度元件132H的计数值。并且，计数结果收集部14b将由插补处理得到的推定值校正为同一灵敏度等级的值。另外，在本变形例中进行的各种计数值的校正处理可以由架台装置10进行，也可以由控制台装置30进行。

如上述那样，在本变形例中，通过由对X射线量的灵敏度不同的多种元件构成第2元件组，从而能够减少计数少计的发生。

另外，在第1～第3实施方式以及变形例中说明的控制方法通过由个人计算机或工作站等计算机执行预先准备的控制程序来实现。该控制能够经由因特网等网络来发布。另外，该控制程序能够记录在硬盘、软盘(FD)、CD-ROM、MO、DVD等计算机可读的记录介质中，通过由计算机从记录介质中读出来执行。

以上，如所说明的那样，根据第1～第3实施方式以及变形例，能够减少计数少计的产生。

虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定本发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式进行实施，在不脱离发明的要旨的范围内，能够进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与包含于发明的范围或要旨中一样，包含于权利要求书记载的发明及其均等的范围中。

Claims (8)

1.一种X射线CT装置，其中，具备：

检测器，具有检测X射线强度的第1元件组和用于对X射线光子进行计数的第2元件组；

移动机构，使上述检测器在周向上移动，

强度分布数据收集部，通过第1扫描收集从X射线管照射并透过被检体的X射线的强度分布数据；

扫描控制部，基于上述强度分布数据，来推定能够辨别透过上述被检体的各个X射线光子的X射线量，从上述X射线管向上述被检体照射推定出的X射线量的X射线从而执行光子计数CT用的第2扫描；

计数结果收集部，通过上述第2扫描收集对从上述X射线管照射并透过上述被检体的X射线光子进行计数而得的计数结果；以及

图像重建部，基于上述计数结果，来重建X射线CT图像数据，

上述检测器沿着通道方向被分割成第1区域和第2区域，在上述第1区域排列有上述第1元件组，在上述第2区域排列有上述第2元件组，

上述移动机构进行在执行上述第1扫描时使上述第1区域移动到与上述X射线管对置的位置，在执行上述第2扫描时使上述第2区域移动到与上述X射线管对置的位置的控制，

上述扫描控制部使用上述第1元件组来执行上述第1扫描，使用上述第2元件组来执行上述第2扫描。

2.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，

上述扫描控制部在上述被检体的整个周围进行X射线照射来执行上述第1扫描，基于由上述第1扫描收集到的整个周围量的强度分布数据，来推定收集上述计数结果的各管球相位处的X射线量。

3.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，

上述扫描控制部在上述被检体的半周围进行X射线照射来执行上述第1扫描，将由上述第1扫描收集到的半周围量的各管球相位的强度分布数据用作对置的管球相位的强度分布数据，从而取得整个周围量的强度分布数据，并基于所取得的整个周围量的强度分布数据，来推定收集上述计数结果的各管球相位处的X射线量。

4.根据权利要求2所述的X射线CT装置，其中，

上述扫描控制部在上述被检体的周围间歇地进行X射线照射来执行上述第1扫描，通过使用收集完成的各管球相位的强度分布数据的插补处理来推定在上述第1扫描中未收集的管球相位处的强度分布数据。

5.根据权利要求3所述的X射线CT装置，其中，

上述扫描控制部在上述被检体的周围间歇地进行X射线照射来执行上述第1扫描，通过使用收集完成的各管球相位的强度分布数据的插补处理来推定在上述第1扫描中未收集的管球相位处的强度分布数据。

6.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，

上述扫描控制部使上述第1扫描和上述第2扫描在同一轨道上各一次地交替地连续执行。

7.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其中，

上述第2元件组由对X射线量的灵敏度不同的多种元件构成。

8.一种控制方法，其中，包含：

检测器具有检测X射线强度的第1元件组和用于对X射线光子进行计数的第2元件组；

移动机构使上述检测器在周向上移动，

强度分布数据收集部通过第1扫描收集从X射线管照射并透过被检体的X射线的强度分布数据，

扫描控制部基于上述强度分布数据，来推定能够辨别透过上述被检体的各个X射线光子的X射线量，从上述X射线管向上述被检体照射推定出的X射线量的X射线执行光子计数CT用的第2扫描，

计数结果收集部通过上述第2扫描收集对从上述X射线管照射并透过上述被检体的X射线光子进行计数而得的计数结果，

图像重建部基于上述计数结果，来重建X射线CT图像数据，

上述检测器沿着通道方向被分割成第1区域和第2区域，在上述第1区域排列有上述第1元件组，在上述第2区域排列有上述第2元件组，

上述移动机构进行在执行上述第1扫描时使上述第1区域移动到与上述X射线管对置的位置，在执行上述第2扫描时使上述第2区域移动到与上述X射线管对置的位置的控制，

上述扫描控制部使用上述第1元件组来执行上述第1扫描，使用上述第2元件组来执行上述第2扫描。