能量分布的X射线的二层检测器方式;在台架中搭载二组管球和检测器，将各 管球的管电压设定为不同的值来进行拍摄的二管球方式；以单个光子为单位对X射线进行 测量来测量X射线的能量的光子计数方式;将能量敏感性不同的检测元件交替地配置在二 维阵列面上的方法等。
[0033] 在本实施方式中，能够采用上述方式中的任意一种方式，上述X射线管1以及X射线 检测器4具备与所采用的方式相应的构成。
[0034] 运算装置22所进行的图像处理运算除了包含使用了测量数据的图像重构运算以 外，还包含强度校正(参考校正）、检测元件的灵敏度校正(空气校正）、对数变换等各种校正 处理，进而，进行后述的特定基准物质的X射线透过距离即固有滤过的运算。在运算装置22 中，将进行该固有滤过的运算的部分设为固有滤过计算部223。运算装置22的运算中使用的 表等被保存在记录装置21或运算装置22所具备的存储部中。
[0035] 接下来根据上述X射线CT装置的构成，说明主要是在运算装置22的功能中具有特 征的各实施方式。
[0036] 〈第一实施方式〉
[0037]本实施方式的X射线CT装置的特征在于，使用由多能量摄像所获取到的测量数据， 来进行包含图像重构在内的各种运算的运算装置22计算固有滤过即按照每个检测元件而 求取的特定基准物质的透过距离，并将其用于被摄体图像的生成。
[0038] 即本实施方式的X射线CT装置具有:存储部(222)，其针对X射线的能量分布不同的 条件，将X射线检测器输出对于构成所述被摄体的规定物质的依赖性存储为变换表;和图像 生成部(221)，其针对X射线的能量分布不同的条件，使用在X射线源（1)与X射线检测器(4) 之间存在被摄体(3)时由X射线检测器检测出的测量值、根据构成被摄体的物质的透过距离 而计算出的理论值、和存储在所述存储部中的被检体透过距离变换表，来生成所述被摄体 的图像。被检体透过距离变换表被使用固有滤过计算部(223)所计算出的固有滤过进行了 校正。
[0039] 图2中示出运算装置22的功能框图。如图所示，运算装置22具备：图像生成部221， 其进行用于使用测量数据来生成被摄体的断层像等图像的运算;存储部222,其存储多能量 摄像中的图像生成所需要的变换表;固有滤过计算部223,其计算装置本身所引起的线质变 化作为特定基准物质的固有滤过值;基准物质设定部224,其设定由固有滤过计算部223使 用的特定基准物质；和校正部225,其使用由固有滤过计算部223计算出的基准物质的固有 滤过值，对测量数据进行空气校正、强度校正等校正。另外存储部222的功能也能够兼作记 录由摄像获取到的投影数据的记录装置21。
[0040] 以下，说明上述构成的本实施方式的X射线CT装置的动作。
[0041] 本实施方式的X射线CT装置进行使用不同的N种(N为2以上的整数)能量分布来进 行构成被摄体的物质的识别的多能量摄影，在以下说明中，以使用了低管电压(例如80kV) 和高管电压(例如HOkV)的2种管电压的双能量摄像为例进行说明。图3中示出本实施方式 所采用的双能量摄像的典型例即基准物质分解型的双能量摄影法的处理流程。该处理主要 由图像生成部221执灯。
[0042] 在图3所示的一般的双能量摄像中，首先用户根据摄像的目的，将想要提高对比度 的物质选择为构成被摄体的基准物质（SlOl)。例如在造影检查中，相对于软组织或者水 (H2O)而想要提高碘化造影剂（I)的对比度的情况下，选择水和碘化造影剂。另外在以N种能 量分布拍摄的情况下，能够选择N种基准物质。
[0043]接着，计算2种管电压(低管电压/高管电压）下的输出I的基准物质透过距离依赖 性，并将其作为变换表(被检体透过距离变换表)来进行保存(S102)。另外实际上，将后述的 对数变换后的输出J的基准物质透过距离依赖性作为变换表。
[0044] 输出I的基准物质透过距离(Si)依赖性能够如下进行计算。
[0045] -般各检测元件的输出I可以由式(1)表示。
[0048]在此，S表示X射线产生光谱，ε表示X射线能量，η表示检测效率，μ表示质量衰减系 数，Z表示原子序数，s表示X射线路径，ρ表示物质密度。质量衰减系数能够使用由处理SlOl 选择的构成被摄体的基准物质(例如水和碘化造影剂)加上空气(AIR)这3个基准物质，如式 (2)那样进行分解。若将其代入到式(1)中则可以得到式(3)。在此为了简单，检测效率Tl置为 1。式中，下标"AIR"、"H20"、T分别表示这是与作为基准物质的空气、水、碘相关的值。
[0053]在式(3)中，若将构成被摄体的基准物质（以后用下标i表示）的质量衰减系数&和 密度P1以及入射光谱S作为已知而代入理论值，则检测元件输出I能够视为仅是透过距离81 的函数。由于从X射线焦点到各检测元件的距离在摄影中保持固定（2lSl = c〇nst.)，因此输 出I实质上成为二变量的函数。即，式(3)成为表示输出I的基准物质透过距离(S 1)依赖性的 公式。但是，这里密度使用代表值，密度的偏差暂且置换为距离的偏差来考虑。
[0054]通过式(3)而求取的输出I的基准物质透过距离(S1)依赖性在双能量摄像中，作为 向构成被摄体的基准物质的变换表(被检体透过距离变换表)而被使用，但在本实施方式 中，该变换表在后述的处理中会被置换为进行线质校正后的变换表。
[0055]接着，为了校正各检测元件的灵敏度偏差，以低管电压以及高管电压的双方的条 件来测量无被摄体的状态下的检测器输出（S103US1032)。将所得到的数据设为IQL、IQH(^ 些是一般被称为空气数据的数据。将空气数据保存在存储部222中。
[0056]接下来以低管电压以及高管电压的双方的条件来测量被摄体(S1041、S1042)。将 所得到的测量数据设为Il、Ih。
[0057]针对测量数据，使用式(4)以及(5)，来进行照射X射线的强度校正(参考校正）、检 测元件的灵敏度校正(空气校正）、以及对数变换(S1051、S1052)(校正部225)。将对数变换 后的输出值设为J。
[0062] 式中，Gain表示适当的常数，下标ref表示各测量数据的代表输出（参考数据）。代 表输出能够使用检测器4的端部元件(参考元件)的输出以使得不涉及被摄体的影、散射线。
[0063] 接着，使用式（6)，根据测量值输出来求取构成被摄体的基准物质的透过距离81 (S106)。式(6)是从变换表中找出测量值Jl、JH与通过计算求取到的理论值JLideal、JH ideal的 差的平方为最小的S1的组合的处理，以后，将该处理称作透过距离变换。
[0066]通过式(7)将由处理S106求取到的构成被摄体的基准物质透过距离Si变换为密度 X长度的维度，分别进行图像重构(S107)，由此能够得到基准物质等价图像(S108)。在上述 示例中，能够得到软组织以及造影剂等价图像或水等价图像以及造影剂等价图像。
[0069] 通过该方法，能够将清楚地分离基准物质作为图像，由于考虑能量来生成图像，也 能够去除线束硬化所引起的伪影。但是，在式(6)中使用的输出值的理论值J Lldea1、JHldeal中， 并未考虑每个装置不同的位于X射线焦点与检测元件之间的物质的微小的设计公差等的影 响，因而由于这些设计公差等所引起的X射线的线质变化，基准物质图像中的物质识别能力 有可能下降。在本实施方式中，为了防止基于线质变化的物质识别能力的下降，使用在无被 检体的状态下测量出的测量数据（空气数据），来估算装置的设计公差等所引起的线质变 化，并使用该结果来进行校正。
[0070] 以下，说明使用空气数据对每个检测元件的线质变化进行估算/校正的处理。图4 示出在图3的图像生成处理流程中追加该估算/校正处理之后的本实施方式的整个处理流 程。与图3相同的处理以相同符号来表示，省略说明。在该流程中，如图4所示，追加了处理 S201~S207。这些处理主要通过固有滤过计算部223来实现。
[0071] 在此，以使用以3种不同的能量分布测量出的空气数据的情况为例进行说明，但空 气数据能够使用以M种(M为2以上的整数)不同的能量分布测量出的数据，并不限定于M=3。
[0072] 首先，选择用于表现线质的变化作为固有滤过的基准物质(S201)。在此，为了与图 像生成处理的SlOl中所选择的基准物质进行区别，将基准物质称作特定基准物质。特定基 准物质是为了表现线质变化作为特定基准物质的固有滤过而设定的，能够选择任意的物 质。例如可以选择铝(A1)、铜(Cu)等被用作线质补偿滤波器的物质。此外，也可以是具有任 意的具有能量依赖性的质量衰减系数和任意的密度的虚拟物质。以下，设想将Al和Cu作为 特定基准物质的情况来进行说明。
[0073] 另外，在以M种(M为2以上的整数)能量分布拍摄的情况下，能够选择M- 1种特定基 准物质。也可以无需用户进行该选择处理而预先以默认的方式在基准物质设定部224进行 设定。也可以由用户经由输入装置24进行设定或者选择，在基准物质设定部224进行设定。 [0074]接着与图像生成中的处理S102同样地，生成并保存检测器输出J与表示固有滤过 的特定基准物质透过距离的变换表(S202)。为此，首先，如式(8)所示，使用由S201选择的表 现固有滤过的特定基准物质加上