JP7106392B2 - 感度補正方法及び光子計数型検出器 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、感度補正方法及び光子計数型検出器に関する。

Ｘ線ＣＴ装置などに用いられるＸ線検出器（面検出器）は、画素毎に感度ばらつきがある。但し、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に用いられる電荷積分型検出器では、入射線量に対する出力の線形性（リニアリティ）が優れている。このため、電荷積分型検出器では、出力測定後の値に対するゲイン調整により、画素毎の感度ばらつきの補正が可能である。

一方、光子計数型検出器（ＰＣＤ：Photon Counting Detector）では、入射線量に応じて線形性が異なっている。例えば、入射線量が小さい場合には、Ｘ線光子の入射カウントレート（ＩＣＲ：Input Count Rate）に対する出力カウントレート（ＯＣＲ：Output Count Rate）の線形性が優れている。具体的には、高感度の画素ほど、入射線量が小さい場合の線形性が理想の線形性（ＯＣＲ／ＩＣＲ＝１）に近づいていく。

これに対し、入射線量が大きい場合、光子計数型検出器では、いわゆるパルスパイルアップ現象により、出力カウントレートが飽和し、線形性が低下して非線形性が現れてくる。具体的には、高感度の画素ほど、入射線量が大きい場合の線形性が入射カウントレートの小さい時点から低下していくと共に、出力カウントレートの飽和する値も低くなる。

このように、光子計数型検出器は、入射線量が大きい場合の線形性が優れていないため、ゲイン調整を施しても、画素毎の感度ばらつきを補正することができない。

W-H Wong et al., A scintillation detector signal processing technique with active pileup prevention for extending scintillation count rates, IEEE NSS, 1997. W. C. Barber et al., Photon-counting energy-resolving CdTe detectors for high-flux x-ray imaging, IEEE NSS/MIC, 2010.

発明が解決しようとする課題は、光子計数型検出器における画素毎の感度ばらつきを補正できるようにすることである。

実施形態に係る感度補正方法は、光子計数型検出器の画素毎のカウントレートを取得するステップと、前記画素毎のカウントレートに基づいて、前記画素毎に設けられる入射線量調整材を調整するステップと、前記調整された前記入射線量調整材を前記光子計数型検出器の表面に設けるステップとを備えている。

図１は、一実施形態に係わる光子計数型検出器を備えたＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。 図２は、一実施形態に係わる光子計数型検出器の構成を説明するための斜視図である。 図３は、一実施形態に係わる光子計数型検出器の構成を説明するための平面図である。 図４は、一実施形態に係わる入射線量調整材の一例を説明するための斜視図である。 図５は、一実施形態に係わる入射線量調整材の他の例を説明するための斜視図である。 図６は、一実施形態に係わる光子計数型検出器における入射線量調整材の配置の例を説明するための模式図である。 図７は、一実施形態に係わる光子計数型検出器における入射線量調整材の配置の例を説明するための模式図である。 図８は、一実施形態に係わる光子計数型検出器における入射線量調整材の配置の例を説明するための模式図である。 図９は、一実施形態に係わる光子計数型検出器における入射線量調整材の配置の例を説明するための模式図である。 図１０は、一実施形態に係わる光子計数型検出器における画素毎の感度ばらつきを説明するためのグラフである。 図１１は、一実施形態に係わる感度補正方法による調整後の感度を説明するためのグラフである。 図１２は、一般的な光子計数型検出器の感度をゲイン補正により補正した後の感度を説明するためのグラフである。 図１３は、一実施形態に係わる感度補正方法におけるテーブルを説明するための模式図である。 図１４は、一実施形態に係わる感度補正方法を説明するためのフローチャートである。 図１５は、図１４のステップＳＴ３０の一例を示すフローチャートである。 図１６は、図１４のステップＳＴ３０の他の例を示すフローチャートである。 図１７は、一実施形態の変形例を説明するための模式図である。

以下、図面を参照しながら一実施形態に係わる感度補正方法及び光子計数型検出器について説明する。一実施形態に係る感度補正方法は、光子計数型検出器に用いられる。なお、光子計数型検出器は、光子計数型Ｘ線検出器、光子計数型ガンマ線検出器と呼んでもよい。すなわち、検出対象の放射線としては、面検出器に入射してパルスパイルアップ現象を生じさせる場合がある放射線であればよいので、例えば、Ｘ線又はガンマ線のいずれも適用可能である。感度補正方法は、光子計数型検出器の表面に感度調整材を設ける方式であるため、製造方法、組立方法又は加工方法のように読み替えてもよい。光子計数型検出器としては、シンチレータと半導体検出器からなる間接変換型と、化合物半導体からなる直接変換型とのいずれでもよい。光子計数型検出器は、Ｘ線ＣＴ装置、又は一般的な放射線検出器のいずれに用いてもよい。なお、Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが一体として被検体の周囲を回転するRotate/Rotate-Type（第３世代ＣＴ）、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転するStationary/Rotate-Type（第４世代ＣＴ）等の様々なタイプがあり、いずれのタイプでも実施形態へ適用可能である。以下の一実施形態では、Ｘ線を検出する光子計数型検出器と、第３世代のＸ線ＣＴ装置とを例に挙げて述べる。

図１は、一実施形態に係る光子計数型検出器を備えたＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図であり、図２乃至図９は光子計数型検出器に関する模式図などである。Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管１１を有するＸ線源から被検体Ｐに対してＸ線を曝射し、当該被検体を透過したＸ線を光子計数型検出器１２で検出する。Ｘ線ＣＴ装置１は、当該光子計数型検出器１２からの出力に基づいて、被検体Ｐに関するＣＴ画像を生成する。Ｘ線源及び光子計数型検出器１２は、撮影系の一例である。

図１に示すＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。架台装置１０は、被検体ＰをＸ線ＣＴ撮影するための構成を有するスキャン装置である。なお、図１に描画された複数の架台装置１０は、１台の架台装置１０の正面及び側面を示している。寝台装置３０は、Ｘ線ＣＴ撮影の対象となる被検体Ｐを載置し、Ｘ線ＣＴ撮影を実行する位置まで移動するための装置である。コンソール装置４０は、架台装置１０を制御するコンピュータである。

例えば、架台装置１０および寝台装置３０はＣＴ検査室に設置され、コンソール装置４０はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。なお、コンソール装置４０は、必ずしも制御室に設置されなくてもよい。例えば、コンソール装置４０は、架台装置１０及び寝台装置３０とともに同一の部屋に設置されてもよい。いずれにしても架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とは互いに通信可能に有線または無線で接続されている。

架台装置１０は、Ｘ線管１１、光子計数型検出器１２、回転フレーム１３、Ｘ線高電圧装置１４、制御装置１５、ウェッジ１６、Ｘ線絞り１７及びＤＡＳ１８を有する。

Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生する真空管である。例えば、Ｘ線管１１には回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。Ｘ線管１１で発生したＸ線は、Ｘ線絞り１７を介してコーンビーム形に成形され、被検体Ｐに曝射される。なお、Ｘ線管１１及びＸ線絞り１７は、Ｘ線源の一例である。

光子計数型検出器１２は、Ｘ線管１１から曝射され、被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、当該Ｘ線量に対応した電気信号をＤＡＳ１８へと出力する。光子計数型検出器１２は、例えば、Ｘ線管の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列された複数のＸ線検出素子列を有する。光子計数型検出器１２は、例えば図２及び図３に示すように、チャンネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列が体軸方向（列方向、ｒｏｗ方向）に複数配列されたアレイ構造を有する。言い換えると、光子計数型検出器１２は、２次元アレイ型検出器（面検出器）である。なお、体軸方向は、スライス方向又はＺ軸方向と呼んでもよい。Ｚ軸方向は、図１に符号Ｚで示されている。「複数のＸ線検出素子」は「複数の画素」と呼んでもよく、「Ｘ線検出素子」は「画素」と呼んでもよい。

光子計数型検出器１２は、例えば図４又は図５に示す如き、画素毎のカウントレートに基づいた入射線量調整材１２１を表面に有している。ここで、入射線量調整材１２１は、画素毎の感度を均一に調整するための画素毎の調整量をもつ入射線量調整材１２１が表面に設けられている。入射線量調整材１２１は、一枚の調整材を表面に貼り付けてもよく、複数枚の調整材をタイルのように隙間なく表面に貼り付けてもよい。入射線量調整材１２１は、新たに作成してもよく、作成済みの複数の入射線量調整材から選択してもよい。なお、「入射線量調整材」の名称は、「Ｘ線量調整材」、「線量調整材」、「感度調整材」、「入射カウントレート調整材」、「調整材」、「Ｘ線遮蔽材」又は「Ｘ線吸収材」などの如き、他の名称に変更してもよい。ここで、調整量は、放射線を物理的に遮蔽する程度に応じて、入射線量調整材１２１の形状を規定する値である。「調整量」の名称は、「遮蔽量」、「吸収量」又は「サイズ」の如き、他の名称に変更してもよい。調整量としては、厚さ又は開口窓１２１ｗの面積（開口面積）が、適宜、使用可能となっている。

例えば、調整量が厚さの場合、入射線量調整材１２１は、図４に示すように、画素毎に異なる厚さを有している。具体的には、入射線量調整材１２１のうち、高感度の画素に対向する領域は厚く、低感度の画素に対向する領域は薄い。すなわち、所定の低感度に一致させるように、高感度の画素の感度が調整（低下）される。なお、所定の低感度としては、例えば、光子計数型検出器１２の全ての画素の感度のうち、最も低い感度を用いてもよく、下から数％以内の複数の感度から選択された感度を用いてもよい。後者の場合、最も低い感度が極端に低い値のときに、当該極端に低い値を所定の低感度から除外できる。図４に示す構造（凹凸形状をもつ構造）は、入射放射線を画素毎に異なるＸ線吸収量で減弱させて通過させるものであり、アルミニウム又はステンレスといった軽い金属（Ｘ線吸収材）で作成される。図４に示す構造は、例えば３Ｄプリンタである３Ｄ造形装置５０を用いて、アルミニウム粉末又はステンレス粉末といった金属粉末から形成可能となっている。図４に示す構造は、厚い部分で低エネルギーのＸ線を減弱させるためにビームハードニングが生じる不都合がある一方、重い金属から作成する場合に比べ、容易に作成できる利点がある。

あるいは、調整量が開口窓の面積の場合、入射線量調整材１２１は、図５に示すように、画素毎に異なる開口窓１２１ｗの面積と、１ｍｍ程度の板厚とを有している。具体的には、入射線量調整材１２１のうち、高感度の画素に対向する開口窓１２１ｗの面積は狭く、低感度の画素に対向する開口窓１２１ｗの面積は広い。すなわち、所定の低感度に一致させるように、高感度の画素の感度が調整（低下）される。所定の低感度については、前述同様である。図５に示す構造（メッシュ形状をもつ構造）は、入射放射線を画素毎に異なる開口面積の開口窓１２１ｗを通過させるものであり、タングステン、モリブデン又は鉛といった重い金属（Ｘ線遮蔽材）で作成される。図５に示す構造は、例えば３Ｄ造形装置５０を用いて、タングステン粉末又はモリブデン粉末といった金属粉末から形成可能となっている。また、図５に示す構造は、３Ｄ造形装置５０に限らず、例えば、１ｍｍ位の硬質鉛の板を打ち抜き加工することにより形成可能となっている。打ち抜き加工の場合には、打ち抜き時の歪みによる誤差が蓄積しにくいように、複数枚の入射線量調整材１２１を作成してタイルのように貼り付けることが好ましい。図５に示す構造は、軽い金属から作成する場合に比べ、作成しにくい不都合がある一方、Ｘ線を開口窓１２１ｗから通過させるためにエネルギーシフトが生じない利点がある。

また、光子計数型検出器１２は、例えば図６又は図７に示すように、入射線量調整材１２１と、コリメータ１２２と、シンチレータアレイ１２３と、光センサアレイ１２４とを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイ１２３は、複数のシンチレータを有し、シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の蛍光を出力するシンチレータ結晶を有する。コリメータ１２２は、シンチレータアレイ１２３のＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。なお、コリメータ１２２は、グリッドと呼ばれる場合もある。光センサアレイ１２４は、シンチレータからの蛍光のエネルギーに応じた電荷量を有する電気信号を発生する機能を有し、例えば、フォトダイオード又はシリコンフォトマルチプライヤー（ＳｉＰＭ）等の光センサを有する。なお、発生する電気信号は電荷パルスである。このような間接変換型の場合、シンチレータアレイ１２３及び光センサアレイ１２４が複数のＸ線検出素子（複数の画素）に対応し、シンチレータ及び光センサがＸ線検出素子（画素）に対応する。入射線量調整材１２１は、図６に示すように、光子計数型検出器１２の表面のコリメータ１２２上に設けられていてもよい。入射線量調整材１２１は、図７に示すように、光子計数型検出器１２の表面の画素とコリメータ１２２との間に設けられていてもよい。なお、光子計数型検出器１２は、例えば図８又は図９に示すように、入射線量調整材１２１と、コリメータ１２２と、半導体素子１２５とを有する直接変換型の検出器（半導体検出器）であっても構わない。コリメータ１２２は、前述同様の構成である。半導体素子１２５は、入射したＸ線を電気信号に変換し、当該電気信号を電極１２６から出力する。当該電気信号は電荷パルスである。このような直接変換型の場合、半導体素子１２５の全体は複数のＸ線検出素子（複数の画素）に対応し、コリメータ１２２で格子状に区切られた半導体素子１２５の入射面から電極１２６に至る領域がＸ線検出素子（画素）に対応する。入射線量調整材１２１は、図８に示すように、光子計数型検出器１２の表面のコリメータ１２２上に設けられていてもよい。入射線量調整材１２１は、図９に示すように、光子計数型検出器１２の表面の画素とコリメータ１２２との間に設けられていてもよい。

回転フレーム１３は、Ｘ線源と光子計数型検出器１２とを回転軸回りに回転可能に支持する。具体的には、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１と光子計数型検出器１２とを対向支持し、後述する制御装置１５によってＸ線管１１と光子計数型検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。回転フレーム１３は、アルミニウム等の金属により形成された固定フレーム（図示せず）に回転可能に支持される。詳しくは、回転フレーム１３は、ベアリングを介して固定フレームの縁部に接続されている。なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とそれぞれ定義するものとする。回転フレーム１３は、制御装置１５の駆動機構からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１と光子計数型検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やＤＡＳ１８を更に備えて支持する。このような回転フレーム１３は、撮影空間をなす開口（ボア）が形成された略円筒形状の筐体に収容されている。開口はＦＯＶに略一致する。開口の中心軸は、回転フレーム１３の回転軸Ｚに一致する。回転フレーム１３の回転軸Ｚは、Ｘ線管１１の回転軸Ｚと呼んでもよい。なお、ＤＡＳ１８が生成した検出データは、回転フレームに設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台装置の非回転部分（例えば固定フレーム）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置４０へと転送される。なお、回転フレームから架台装置の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。

Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧及びＸ線管１１に供給するフィラメント電流を発生する機能を有する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、後述する処理回路４４のカウントレート取得機能４４３から制御され、入射カウントレートに応じてＸ線管１１がＸ線を照射するように、前述した高電圧及びフィラメント電流を発生可能である。また、Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（図示しない）側に設けられても構わない。

制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。また、制御装置１５は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されてもよい。制御装置１５は、コンソール装置４０からの指令に従い、Ｘ線高電圧装置１４およびＤＡＳ１８等を制御する。当該プロセッサは、当該メモリに保存されたプログラムを読み出して実行することで上記制御を実現する。また、制御装置１５は、コンソール装置４０若しくは架台装置１０に取り付けられた、後述する入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置１５は、入力信号を受けて回転フレーム１３を回転させる制御や、架台装置１０をチルトさせる制御、及び寝台装置３０及び天板３３を動作させる制御を行う。なお、架台装置１０をチルトさせる制御は、架台装置１０に取り付けられた入力インターフェースによって入力される傾斜角度（チルト角度）情報により、制御装置１５がＸ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させることによって実現される。なお、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられても構わない。なお、制御装置１５は、当該メモリにプログラムを保存する代わりに、当該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、当該プロセッサは、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記制御を実現する。

ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１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１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１６（ウェッジフィルタ（wedge filter）、ボウタイフィルタ（bow-tie filter））は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。

Ｘ線絞り１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、Ｘ線絞り１７は、コリメータと呼ばれる場合もある。

ＤＡＳ１８（Data Acquisition System）は、光子計数型検出器１２に入射したＸ線のエネルギーに応じた電気信号を１ビューごとに収集する。ＤＡＳ１８は、光子計数型検出器１２の各Ｘ線検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、増幅された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、当該デジタル信号をエネルギー領域毎にカウントするカウンタとを有する。なお、カウンタは、予め指定された振幅を超える信号が入力されたときに特定の出力パルスを出力する波高弁別器を有し、この波高弁別器から出力されるパルスの数をカウントすることで、複数のエネルギー領域のそれぞれについてＸ線のフォトン数を得る。エネルギー領域ごとのフォトン数は、チャンネル毎にビュー単位で集計される。以下、各ビューについて集計されたエネルギー領域毎のフォトン数をカウント数と呼ぶことにする。カウント数は、カウント値と呼んでもよい。ＤＡＳ１８は、エネルギー領域毎のカウント数を有する検出データを生成する。検出データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、収集されたビューを示すビュー番号、エネルギー領域を示すコード、およびカウント数のセットである。なお、ビュー番号としては、ビューが収集された順番（収集時刻）を用いてもよく、Ｘ線管１１の回転角度を表す番号（例、１～１０００）を用いてもよい。また、ＤＡＳ１８が生成した検出データは、架台装置１０に収容された非接触データ伝送回路（図示せず）を介してコンソール装置４０へと転送される。また、ＤＡＳは、データ収集部の一例である。

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを備えている。

基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。

寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を天板３３の長軸方向に移動するモータあるいはアクチュエータである。寝台駆動装置３２は、コンソール装置４０による制御、または制御装置１５による制御に従い、天板３３を移動する。例えば、寝台駆動装置３２は、天板３３に載置された被検体Ｐの体軸が回転フレーム１３の開口の中心軸に一致するよう、天板３３を被検体Ｐに対して直交方向に移動する。また、寝台駆動装置３２は、架台装置１０を用いて実行されるＸ線ＣＴ撮影に応じて、天板３３を被検体Ｐの体軸方向に沿って移動してもよい。

支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。

コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４と、通信インターフェース４５とを有する。メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４と、通信インターフェース４５との間のデータ通信は、バス（BUS）を介して行われる。なお、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０又はコンソール装置４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。

メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、投影データや医用画像データを記憶する。また、メモリ４１は、本実施形態に係る制御プログラム、データ、テーブル等を記憶する。本実施形態に係る制御プログラムは、例えば、処理回路４４のプロセッサに読出実行される。

本実施形態に係るデータとしては、例えば図１０に示す如き、入射線量調整材１２１を設ける前の、入射カウントレート（ＩＣＲ）と、画素毎のカウントレート（ＯＣＲ）との関係を示すデータが挙げられる。図１０中、高感度の画素から得られた出力特性曲線と、低感度の画素から得られた出力特性曲線とがあり、画素毎の感度ばらつきがあることが分かる。また、図１１に示す如き、入射線量調整材１２１を設けた後の、入射カウントレート（ＩＣＲ）と、画素毎のカウントレート（ＯＣＲ）との関係を示すデータが挙げられる。図１１中、高感度の画素から得られた出力特性曲線が低感度の画素から得られた出力特性曲線に略一致しており、高感度の画素の感度を低下させることにより、画素毎の感度ばらつきが解消されたことが分かる。なお、入射線量調整材１２１を設けずに、後処理のゲイン補正を施した場合には、図１２に示すように、高感度の画素から得られた出力特性曲線において、低いＩＣＲから非線形性が大きく現れ、飽和ＯＣＲの値も低くなることが分かる。

本実施形態に係るテーブル４１ａは、例えば図１３に示すように、光子計数型検出器１２における画素の感度と、入射線量調整材１２１の調整量とを対応付けて記憶している。ここで、感度は、前述した出力特性曲線の傾き（＝ＯＣＲ／ＩＣＲ）としてもよく、出力特性曲線の角度（＝ｔａｎ＾（－１）（ＯＣＲ／ＩＣＲ））としてもよい（但し、「＾」は、べき乗を表す記号）。調整量としては、前述した通り、厚さとしてもよく、開口窓２１１ｗの面積としてもよい。開口窓２１１ｗの面積は、開口面積ともいう。すなわち、テーブル４１ａは、感度から厚さへの変換テーブルとしてもよく、感度から開口面積への変換テーブルとしてもよい。テーブル４１ａは、予め作成し、メモリ４１に保存しておく。

メモリ４１の保存領域は、Ｘ線ＣＴ装置１内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。メモリ４１は、記憶部の一例である。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。また、ディスプレイ４２は、表示部の一例である。また、ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。また、ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

入力インターフェース４３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース４３は、マウス、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り実現される。また、入力インターフェース４３は、入力部の一部である。また、入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

処理回路４４は、入力インターフェース４３から出力される入力操作の電気信号に応じてＸ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路４４は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、システム制御機能４４１、画像生成機能４４２、カウントレート取得機能４４３、調整量取得機能４４４、スキャン制御機能４４５、表示制御機能４４６などを実行する。

システム制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各機能を制御する。具体的には、システム制御機能４４１は、メモリ４１に記憶されている制御プログラムを読み出して処理回路４４内のメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線ＣＴ装置１の各部を制御する。

画像生成機能４４２は、ＤＡＳ１８から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャンネル間のゲイン補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施したデータを生成する。なお、前処理前のデータ（検出データ）および前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。また、画像生成機能４４２は、このような投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データを生成する。
画像生成機能４４２は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づき、生成したＣＴ画像データを公知の方法により、任意断面の断層像データやボリュームデータに変換する。ボリュームデータは、３次元空間におけるＣＴ値の分布情報を有するデータである。変換後の断層像データやボリュームデータは、例えば、モニタリング画像やボリューム画像としてディスプレイ４２に表示される。モニタリング画像は、モニタリング撮影時の断層像である。公知の方法としては、例えば、ボリュームレンダリングや、サーフェスレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理が適宜、使用可能となっている。

カウントレート取得機能４４３は、光子計数型検出器１２の画素毎のカウントレートを取得する。例えば、カウントレート取得機能４４３は、光子計数型検出器１２に入射する放射線の入射カウントレート（ＩＣＲ）毎に、画素毎のカウントレート（ＯＣＲ）を取得する。

調整量取得機能４４４は、画素毎のカウントレートに基づいて、当該画素毎の感度を均一に調整するための当該画素毎の調整量を取得する。例えば、調整量取得機能４４４は、入射カウントレートと、測定した画素毎のカウントレートとの関係に基づいて、画素毎の感度を取得してもよい。また、調整量取得機能４４４は、感度と調整量とを対応付けたテーブル４１ａを、当該取得した感度に基づいて検索することにより、調整量を決定してもよい。ここで、「検索することにより」とは、検索結果を調整量として決定してもよく、検索結果に基づく演算処理の結果を調整量として決定してもよいことを意味する。例えば、取得した感度がテーブル４１ａ上にある場合には、当該取得した感度に応じてテーブル４１ａを検索することにより、得られた検索結果を調整量として決定してもよい。また例えば、取得した感度がテーブル４１ａ上の２つの感度の間にある場合には、当該取得した感度に応じた調整量を、当該２つの感度に応じてテーブル４１ａを検索することにより、得られた２つの調整量から内挿演算を実行し、得られた演算結果を調整量として決定してもよい。

また、調整量取得機能４４４は、画素毎に決定した調整量に基づいて、画素毎に調整量をもつ入射線量調整材１２１を作成するための設計図データを作成する機能を含んでもよい。設計図データは、例えば、３Ｄ造形装置５０により入射線量調整材１２１を作成する場合、入射線量調整材１２１の形状を示す情報として、後述するＳＴＬ（Standard Triangulated Language）ファイルを含んでもよい。

スキャン制御機能４４５は、スキャン範囲、関心領域、撮影条件等を決定するための被検体Ｐの位置決め画像データを取得する。撮影条件としては、例えば、Ｘ線管１１の管電圧・管電流、得られる画像スライスの総幅に対する１回転での寝台移動量（撮影ピッチ）、開始タイミング、撮影列数、回転速度などがある。

スキャン制御機能４４５は、モニタリング撮影及び本スキャンを順に実行するように撮影系を制御する。

表示制御機能４４６は、各機能による処理結果などのデータを表示するようにディスプレイ４２を制御する。例えば、表示制御機能４４６は、医用画像データに基づいて、医用画像をディスプレイ４２に表示させる。表示制御機能４４６は、表示制御部の一例である。

なお、システム制御機能４４１、画像生成機能４４２、カウントレート取得機能４４３、調整量取得機能４４４、スキャン制御機能４４５、表示制御機能４４６は、一つの基板の処理回路４４により実装されてもよいし、複数の基板の処理回路４４により分散して実装されてもよい。同様に、コンソール装置４０は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。

通信インターフェース４５は、有線、無線又はその両方にて外部装置と通信するための回路である。外部装置は、この例では３Ｄ造形装置５０であるが、これに限定されない。外部装置は、例えば、モダリティ、画像処理装置、放射線部門情報管理システム（ＲＩＳ：Radiological Information System）、病院情報システム（ＨＩＳ：Hospital Information System）及びＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）等のシステムに含まれるサーバ、あるいは他のワークステーション等としてもよい。

３Ｄ造形装置５０は、画素毎の調整量をもつ入射線量調整材１２１を作成する。このような３Ｄ造形装置５０は、３Ｄ造形物を製造する公知の３Ｄプリンタである。３Ｄ造形装置５０は、３Ｄ造形物を造形可能であればよく、例えば、パウダーベッドフュージョン（Powder bed fusion：粉末床溶融結合、粉末積層造形）、ダイレクトエネルギーデポジション（Directed energy deposition：指向性エネルギー堆積）、３Ｄスクリーンプリント（3D screen printing）、といった任意の方式が適用可能である。３Ｄ造形装置５０は、外部から受信した設計図データに基づいて、３Ｄ造形物である入射線量調整材１２１を造形（作成）する。設計図データは、入射線量調整材１２１の形状を示す情報として、ＳＴＬファイルを含んでもよい。ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）ファイルは、３Ｄプリンタの分野で広く用いられており、ファセットと呼ばれる微小な三角形の集合により形状を近似的に表現する形式のデータ構造を有している。ＳＴＬファイルは、ファセット毎に、法線ベクトルデータと、三角形の頂点の座標とを含んでいる。なお、ＳＴＬファイルに限らず、例えばＩＧＥＳ（Initial Graphics Exchange Specification）、ＳＴＥＰ（Standard for the Exchange of Product Model Data）の如き、３Ｄプリンタの分野で用いられているファイル形式のファイルであれば、適宜、使用可能となっている。また、設計図データは、入射線量調整材１２１の素材となる金属粉末を示す情報を含んでもよい。金属粉末としては、例えば、タングステン粉末、モリブデン粉末、アルミニウム粉末又はステンレス鋼粉末などのように、３Ｄプリンタで使用可能な粉末であればよい。３Ｄ造形装置５０が一種類の金属粉末のみに対応する仕様の場合には、金属粉末を示す情報は省略可能である。

次に、以上のように構成されたＸ線ＣＴ装置における光子計数型検出器の感度補正方法について図１４乃至図１６のフローチャートを用いて説明する。

始めに、現時点において、Ｘ線ＣＴ装置１及び光子計数型検出器１２は、次の状態（ａ）～（ｅ）にあるとする。
（ａ）光子計数型検出器１２の表面には、コリメータ１２２を有する一方、入射線量調整材１２１を有していない。
（ｂ）天板３３上にはファントム等の被検体Ｐが載置されていない。
（ｃ）メモリ４１にはテーブル４１ａが保存されている。
（ｄ）架台装置１０の回転フレーム１３が静止している。
（ｅ）光子計数型検出器１２の表面に、単位面積当たりに入射するＸ線光子の入射カウントレートが均一である。

この状態でステップＳＴ１０において、処理回路４４は、カウントレート取得機能４４３による撮影系の制御により、光子計数型検出器１２の画素毎のカウントレートを取得する。例えば、処理回路４４は、撮影系の制御により、光子計数型検出器１２に入射する放射線の入射カウントレート（ＩＣＲ）毎に、光子計数型検出器１２の全ての画素の出力カウント数に基づく投影データを取得する。しかる後、ある入射カウントレートに関し、取得した投影データをその撮影時間で除算することにより、単位時間当たりのカウント数に基づく投影データを算出する。単位時間当たりのカウント数がカウントレートであるから、当該算出した投影データは、全ての画素の出力カウントレートを画素位置に応じて配列したデータに相当する。このため、算出した投影データから、ある入射カウントレートに関し、画素毎のカウントレート（ＯＣＲ）が得られる。以下、残りの入射カウントレートに関しても同様にして、画素毎のカウントレートが得られる。これにより、処理回路４４は、光子計数型検出器１２に入射する放射線の入射カウントレート毎に、画素毎のカウントレートを取得する。

ステップＳＴ１０の後、ステップＳＴ２０において、Ｘ線ＣＴ装置１及び３Ｄ造形装置５０は、画素毎のカウントレートに基づいて、当該画素毎に設けられる入射線量調整材１２１を調整する。このステップＳＴ２０は、Ｘ線ＣＴ装置１が実行するステップＳＴ２１，ＳＴ２２と、３Ｄ造形装置５０が実行するステップＳＴ２３とを含んでいる。

ステップＳＴ２１～ＳＴ２２において、処理回路４４は、調整量取得機能４４４により、画素毎のカウントレートに基づいて、当該画素毎の感度を均一に調整するための当該画素毎の調整量を取得する。具体的には、処理回路４４は、入射カウントレートと、取得した画素毎のカウントレートとの関係に基づいて、画素毎の感度を取得する（ステップＳＴ２１）。画素毎の感度は、例えば、図１０に示すグラフの原点での傾きとして算出できる。入射線量調整材１２１を設ける前の光子計数型検出器１２は、電極の面積や開口面積の製造時のばらつきにより、図１０に示す如き、画素毎の感度のばらつきが生じている。

続いて、処理回路４４は、当該取得した感度に基づいてメモリ４１内のテーブル４１ａを検索することにより、調整量を決定する（ステップＳＴ２２）。ステップＳＴ２２において、処理回路４４は、例えば、テーブル４１ａの検索結果を調整量として決定する。また例えば、処理回路４４は、テーブル４１ａの検索結果に基づく内挿演算の結果を調整量として決定する。調整量は、感度に応じた厚さ、又は感度に応じた開口面積のいずれでもよいが、開口面積の場合を例に挙げて述べる。

また、処理回路４４は、調整量取得機能４４４により、画素毎に決定した調整量に基づいて、画素毎に調整量をもつ入射線量調整材１２１を作成するための設計図データを作成する。設計図データは、例えば、入射線量調整材１２１の形状を示すＳＴＬファイルを含んでいる。処理回路４４は、当該設計図データを、通信インターフェース４５を介して３Ｄ造形装置５０に送信する。

ステップＳＴ２３において、３Ｄ造形装置５０は、Ｘ線ＣＴ装置１から受信した設計図データに基づいて、画素毎の調整量をもつ入射線量調整材１２１を作成する。例えば、３Ｄ造形装置５０は、設計図データに基づいて、図５に示す如き、画素毎の開口面積に応じた入射線量調整材１２１をタングステン粉末から形成する。以上により、ステップＳＴ２０が終了する。

ステップＳＴ３０においては、ステップＳＴ２０で調整された入射線量調整材１２１を光子計数型検出器１２の表面に設ける。本実施形態では、入射線量調整材１２１を光子計数型検出器１２の表面のコリメータ１２２上に設ける。このステップＳＴ３０は、例えば、図１５に示すように、ステップＳＴ３１～ＳＴ３３により実行される。すなわち、架台装置１０のカバーを外し、光子計数型検出器１２を露出させる。この状態でコリメータ１２２の上端の全面又は一部に接着剤が塗布される。接着剤は、金属を接着可能なものであればよい。しかる後、光子計数型検出器１２のコリメータ１２２上に入射線量調整材１２１を配置する（ステップＳＴ３１）。この配置は、図示しない保持具により入射線量調整材１２１を保持して行う。直ぐ貼り付く接着剤の場合には、コリメータ１２２から離した状態で、入射線量調整材１２１を配置する。加熱により貼り付く接着剤の場合には、コリメータ１２２に接した状態で、入射線量調整材１２１を配置する。なお、入射線量調整材１２１は、保持具に保持される複数の保持部を外周側に有してもよい。

ステップＳＴ３１の後、コリメータ１２２上に配置された入射線量調整材１２１は、顕微鏡を用いた位置合わせが実行される（ステップＳＴ３２）。これに伴い、入射線量調整材１２１は、位置合わせのためのマーカが予め形成されていてもよい。あるいは、入射線量調整材１２１は、取得した感度とは無関係に四隅の開口窓２１１ｗを最大面積に形成することにより、四隅の開口窓２１１ｗをマーカとして用いてもよい。

ステップＳＴ３２の後、位置合わせされた入射線量調整材１２１は、接着剤により、コリメータ１２２の上端に接着される（ステップＳＴ３３）。これにより、図６又は図８に示したように、入射線量調整材１２１が光子計数型検出器１２の表面に設けられ、ステップＳＴ３０が終了する。

しかる後、架台装置１０のカバーが装着されると、Ｘ線ＣＴ装置１が使用可能となる。以下、光子計数型検出器１２に照射されたＸ線が入射線量調整材１２１により、画素毎に異なる面積の開口窓１２１ｗを通って光子計数型検出器１２に入射する。これにより、画素毎の入射カウントレートが物理的に調整されるため、光子計数型検出器における画素毎の感度ばらつきが補正される。

上述したように一実施形態によれば、光子計数型検出器の画素毎のカウントレートを取得するステップと、画素毎のカウントレートに基づいて、当該画素毎に設けられる入射線量調整材を調整するステップと、当該調整された入射線量調整材を光子計数型検出器の表面に設けるステップとを備えている。

従って、画素毎に調整された入射線量調整材を介して放射線が光子計数型検出器に入射するので、光子計数型検出器における画素毎の感度ばらつきを補正することができる。また、画素毎の感度ばらつきのない光子計数型検出器を実現させることができる。ひいては、アーチファクトのない再構成画像を生成するフォトンカウンティングＣＴ装置を提供することができる。補足すると、画素毎の感度ばらつきがあると、再構成処理が困難になる。これに対し、本実施形態によれば、画素毎の感度ばらつきを補正できるので、再構成処理の利便性と、再構成処理での補正の簡易性が向上する（なお、画素毎の感度ばらつきを考慮した再構成処理は、演算の負荷が高い。）。これに伴い、アーチファクトのない再構成画像を生成することが可能となる。

また、一実施形態によれば、調整するステップは、画素毎のカウントレートに基づいて、当該画素毎の感度を均一に調整するための当該画素毎の調整量を取得するステップと、画素毎の調整量をもつ入射線量調整材を作成するステップとを含んでいてもよい。この場合、画素毎の感度に応じた調整量をもつ入射線量調整材を作成することができる。

また、一実施形態によれば、カウントレートを取得するステップは、光子計数型検出器に入射する放射線の入射カウントレート毎に、画素毎のカウントレートを取得するステップであってもよい。調整量を取得するステップは、当該入射カウントレートと、当該取得した画素毎のカウントレートとの関係に基づいて、画素毎の感度を取得するステップと、感度と調整量とを対応付けたテーブルを、当該取得した感度に基づいて検索することにより、調整量を決定するステップとを含んでいてもよい。これらの場合、画素毎の感度に応じた調整量を容易に決定することができる。

また、一実施形態によれば、調整量は厚さであってもよい。この場合、軽い金属を素材として、入射線量調整材を容易に作成することができる。

また、一実施形態によれば、調整量は開口窓の面積であってもよい。この場合、入射放射線を開口窓から通過させるために、放射線のエネルギーシフトが生じない利点がある。

また、一実施形態によれば、作成するステップは、調整量に応じた入射線量調整材を３Ｄ造形装置により形成するステップを含んでもよい。この場合、調整量に応じた面積の開口窓を金属板に打ち抜き加工する方式に比べ、容易に入射線量調整材を作成することができる。

また、一実施形態によれば、入射線量調整材は、光子計数型検出器の表面のコリメータ上に設けられていてもよい。このように入射線量調整材を設けた構成としても、以上のような効果を同様に得ることができる。

［第１変形例］
次に、一実施形態の第１変形例について述べる。この第１変形例は、図１５に示したコリメータ１２２上に入射線量調整材１２１を接着する動作に代えて、図１６に示すように、表面の画素、入射線量調整材１２１及びコリメータ１２２を順次接着する動作となっている。これに伴い、光子計数型検出器１２は、図７又は図９に示したように、入射線量調整材１２１が、光子計数型検出器１２の表面の画素とコリメータ１２２との間に設けられている構成となる。

他の構成は、一実施形態と同様である。

このような第１変形例においては、ステップＳＴ１０～ＳＴ２０は、前述同様に実行される。

ステップＳＴ３０においては、ステップＳＴ２０で調整された入射線量調整材１２１を光子計数型検出器１２の表面の画素とコリメータ１２２との間に設ける。このステップＳＴ３０は、例えば、図１６に示すように、ステップＳＴ３１Ａ－１～ＳＴ３６により実行される。すなわち、架台装置１０のカバーを外し、光子計数型検出器１２を露出させる。この状態で光子計数型検出器１２の表面のコリメータ１２２が取り外される。取り外し作業では、例えば、溶剤噴霧又は加熱処理などにより、コリメータ１２２の接着剤を除去する。これにより、コリメータ１２２のない光子計数型検出器１２が準備される（ステップＳＴ３１Ａ－１）。なお、コリメータ１２２を取り外し易いように、コリメータ１２２の接着剤の量は、完成時よりも少ない量にしていてもよい。言い換えると、ステップＳＴ３１Ａ－１の前の時点では、コリメータ１２２は、少ない接着剤で仮止めしてもよい。

ステップＳＴ３１Ａ－１の後、入射線量調整材１２１の裏面の全面又は一部に接着剤が塗布される。しかる後、光子計数型検出器１２の表面の画素上に入射線量調整材１２１を配置する（ステップＳＴ３１Ａ－２）。この配置は、図示しない保持具により入射線量調整材１２１を保持して行う。直ぐ貼り付く接着剤の場合には、表面の画素から離した状態で、入射線量調整材１２１を配置する。加熱により貼り付く接着剤の場合には、表面の画素に接した状態で、入射線量調整材１２１を配置する。なお、入射線量調整材１２１は、保持具に保持される複数の保持部を外周側に有してもよい。

ステップＳＴ３１Ａ－２の後、画素上に配置された入射線量調整材１２１は、顕微鏡を用いた位置合わせが実行される（ステップＳＴ３２Ａ）。前述同様に、入射線量調整材１２１は、マーカを有してもよい。

ステップＳＴ３２Ａの後、位置合わせされた入射線量調整材１２１は、接着剤により、光子計数型検出器１２の画素上に接着される（ステップＳＴ３３Ａ）。

ステップＳＴ３３Ａの後、コリメータ１２２の基端の全面又は一部に接着剤が塗布される。しかる後、光子計数型検出器１２の入射線量調整材１２１上にコリメータ１２２を配置する（ステップＳＴ３４）。この配置は、図示しない保持具によりコリメータ１２２を保持して行う。直ぐ貼り付く接着剤の場合には、入射線量調整材１２１から離した状態で、入射線量調整材１２１を配置する。加熱により貼り付く接着剤の場合には、入射線量調整材１２１に接した状態で、コリメータ１２２を配置する。

ステップＳＴ３４の後、入射線量調整材１２１上に配置されたコリメータ１２２は、顕微鏡を用いた位置合わせが実行される（ステップＳＴ３５）。入射線量調整材１２１は、前述同様に、マーカを有してもよい。

ステップＳＴ３５の後、位置合わせされたコリメータ１２２は、接着剤により、入射線量調整材１２１の表面に接着される（ステップＳＴ３６）。これにより、図７又は図９に示したように、入射線量調整材１２１が光子計数型検出器１２の表面の画素とコリメータ１２２との間に設けられ、ステップＳＴ３０が終了する。

しかる後、架台装置１０のカバーが装着されると、Ｘ線ＣＴ装置１が使用可能となる。以下、Ｘ線管１１からコリメータ１２２を介して入射線量調整材１２１に照射されたＸ線が、画素毎に異なる面積の開口窓１２１ｗを通って光子計数型検出器１２に入射する。これにより、画素毎の入射カウントレートが物理的に調整されるため、光子計数型検出器における画素毎の感度ばらつきが補正される。

上述したように第１変形例によれば、入射線量調整材１２１が光子計数型検出器１２の表面の画素とコリメータ１２２との間に設けられている構成により、一実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

［第２変形例］
次に、一実施形態の第２変形例について述べる。この第２変形例は、入射線量調整材１２１を光子計数型検出器１２の表面のうちの１以上の部分領域に設ける構成となっている。具体的には例えば、図１７に示すように、第２変形例では、光子計数型検出器１２の表面における第１領域ｓｆ１及び第２領域ｓｆ２の両方に代えて、当該第１領域ｓｆ１及び第２領域ｓｆ２のいずれか一方に入射線量調整材１２１を設けている。但し、第２変形例の構成は、これに限定されない。

ここで、第１領域ｓｆ１は、光子計数型検出器１２の表面全体の領域のうち、被検体Ｐを透過したＸ線が入射する領域であり、チャンネル方向における中央領域である。

第２領域ｓｆ２は、光子計数型検出器１２の表面全体の領域のうち、第１領域ｓｆ１とは異なる領域であり、チャンネル方向における２つの端部領域である。

他の構成は、一実施形態と同様である。

以上のような構成によれば、入射線量調整材１２１を光子計数型検出器１２の表面のうちの１以上の部分領域に設けるため、一実施形態の効果に加え、感度補正方法の幾つかのステップの簡素化を図ることができる。

補足すると、第２変形例によれば、入射線量調整材１２１を光子計数型検出器１２の表面全体に設ける場合に比べ、入射線量調整材１２１の面積が小さくなる。このため、ステップＳＴ１０～ＳＴ３０のうち、少なくともステップＳＴ２２～ＳＴ３０の実行時間を短縮することができる。

例えば、予め第１領域ｓｆ１及び第２領域ｓｆ２の位置が決定している場合には、対象となる領域についてのみ、ステップＳＴ１０～ＳＴ３０を実行すればよいので、ステップＳＴ１０～ＳＴ３０の実行時間を短縮できる。

予め第１領域ｓｆ１及び第２領域ｓｆ２の位置が決まっていない場合には、表面全体についてステップＳＴ１０～ＳＴ２１を実行し、ステップＳＴ２１の結果から、感度ばらつきが大きい領域を含むように第１領域ｓｆ１又は第２領域ｓｆ２の位置を決定する。しかる後、対象となる第１領域ｓｆ１又は第２領域ｓｆ２についてのみ、ステップＳＴ２２～ＳＴ３０を実行すればよいので、ステップＳＴ２２～ＳＴ３０の実行時間を短縮できる。

なお、このように、入射線量調整材１２１を設ける領域を予め決めていない場合には、必ずしも第１領域ｓｆ１及び第２領域ｓｆ２を用いなくてもよい。例えば、ステップＳＴ２１の結果から、感度ばらつきが大きい領域の位置を決定し、当該決定した領域についてのみ、ステップＳＴ２２～ＳＴ３０を実行し、ステップＳＴ２２～ＳＴ３０の実行時間を短縮してもよい。この場合、感度ばらつきが大きい領域に応じた外形をもつ入射線量調整材１２１が、当該感度ばらつきが大きい領域を覆うように設けられる。このように、不定形の部分領域に設けられる入射線量調整材１２１は、タイル材又はパッチ材と呼んでもよい。

また、第２変形例によれば、表面の第１領域ｓｆ１に入射線量調整材１２１を設けた場合には、アーチファクトを生じ易い中央領域の画素毎の感度ばらつきを補正できるので、再構成画像のアーチファクトの発生を抑制することができる。

一方、表面の第２領域ｓｆ２に入射線量調整材１２１を設けた場合には、端部領域の画素毎の感度ばらつきを補正できるので、端部領域の画素毎の感度ばらつきが大きい場合に、再構成画像のアーチファクトの発生を抑制することができる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、光子計数型検出器における画素毎の感度ばらつきを補正することができる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
１１ Ｘ線管
１２ 光子計数型検出器
１２１ 入射線量調整材
１２１ｗ 開口窓
１２２ コリメータ
１２３ シンチレータアレイ
１２４ 光センサアレイ
１２５ 半導体素子
１２６ 電極
１３ 回転フレーム
１４ Ｘ線高電圧装置
１５ 制御装置
１６ ウェッジ
１７ Ｘ線絞り
１８ ＤＡＳ
３０ 寝台装置
３１ 基台
３２ 寝台駆動装置
３３ 天板
３４ 支持フレーム
４０ コンソール装置
４１ メモリ
４１ａ テーブル
４２ ディスプレイ
４３ 入力インターフェース
４４ 処理回路
４４１ システム制御機能
４４２ 画像生成機能
４４３ カウントレート取得機能
４４４ 調整量取得機能
４４５ スキャン制御機能
４４６ 表示制御機能
５０ ３Ｄ造形装置
Ｐ 被検体
ｓｆ１ 第１領域
ｓｆ２ 第２領域

Claims (16)

1. 光子計数型検出器の画素毎のカウントレートを取得するステップと、
   前記画素毎のカウントレートに基づいて、当該画素毎の感度を所定の低感度に一致させるように、前記画素毎に設けられる入射線量調整材を調整するステップと、
   前記調整された前記入射線量調整材を前記光子計数型検出器の表面に設けるステップと
   を備えた感度補正方法。
2. 前記調整するステップは、
   前記画素毎のカウントレートに基づいて、当該画素毎の感度を均一に調整するための当該画素毎の調整量を取得するステップと、
   前記画素毎の調整量をもつ入射線量調整材を作成するステップと
   を含んでいる請求項１に記載の感度補正方法。
3. 前記カウントレートを取得するステップは、
   前記光子計数型検出器に入射する放射線の入射カウントレート毎に、前記画素毎のカウントレートを取得するステップであり、
   前記調整量を取得するステップは、
   前記入射カウントレートと、前記取得した画素毎のカウントレートとの関係に基づいて、前記画素毎の感度を取得するステップと、
   前記感度と前記調整量とを対応付けたテーブルを、前記取得した感度に基づいて検索することにより、前記調整量を決定するステップと
   を含んでいる請求項２に記載の感度補正方法。
4. 前記調整量は厚さである請求項２又は３に記載の感度補正方法。
5. 前記調整量は開口窓の面積である請求項２又は３に記載の感度補正方法。
6. 前記作成するステップは、前記調整量に応じた前記入射線量調整材を３Ｄ造形装置により形成するステップを含む請求項２乃至５のいずれか一項に記載の感度補正方法。
7. 画素毎のカウントレートに基づく感度であって当該画素毎の前記感度を所定の低感度に一致させる入射線量調整材を表面に有する光子計数型検出器。
8. 前記入射線量調整材は、前記画素毎のカウントレートに基づく感度を均一に調整するための当該画素毎の調整量を有する請求項７に記載の光子計数型検出器。
9. 前記調整量は厚さである請求項８に記載の光子計数型検出器。
10. 前記調整量は開口窓の面積である請求項８に記載の光子計数型検出器。
11. 前記入射線量調整材は、前記光子計数型検出器の表面のコリメータ上に設けられている請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の光子計数型検出器。
12. 前記入射線量調整材は、前記光子計数型検出器の表面の画素とコリメータとの間に設けられている請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の光子計数型検出器。
13. 前記所定の低感度は、全ての画素の感度のうち、最も低い感度である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の感度補正方法。
14. 前記所定の低感度は、全ての画素の感度のうち、下から数％以内の複数の感度から選択された感度である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の感度補正方法。
15. 前記所定の低感度は、全ての画素の感度のうち、最も低い感度である、請求項７乃至１２のいずれか一項に記載の光子計数型検出器。
16. 前記所定の低感度は、全ての画素の感度のうち、下から数％以内の複数の感度から選択された感度である、請求項７乃至１２のいずれか一項に記載の光子計数型検出器。

Images