JP6301793B2 - Ｄｒｒ画像作成方法およびｄｒｒ画像作成装置 - Google Patents

Description

この発明は、ＤＲＲ画像作成方法に関し、特に、被検者に対して治療ビームを照射して放射線治療を行うときに、被検者の位置決めを行うため、Ｘ線管とＸ線検出器を備えたＸ線撮影系により撮影したＸ線撮影画像との比較に使用されるＤＲＲ画像を作成するためのＤＲＲ画像作成方法およびＤＲＲ画像作成装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置により収集した３次元画像データを利用した仮想的透視投影であるＤＲＲ（Ｄｅｇｉｔａｌ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：デジタル再投影放射線）画像は、例えば、被検者である患者の位置決めに利用される。すなわち、患者に対して治療ビームを照射して放射線治療を行う治療装置においては、ＤＲＲ画像は、患者の位置決め時に、Ｘ線撮影画像の位置ずれを計算するのに使用される。また、患者の位置決め後には、ＤＲＲ画像とＸ線撮影画像との位置ずれが許容範囲内にあるかが、医師等による読影により確認される。

このＤＲＲ画像を作成するときには、コンピュータ上に仮想的に、ＣＴ画像を挟んでＸ線管とＸ線検出器の幾何学配置であるジオメトリを再現する。そして、仮想的なＸ線管から仮想的なＸ線検出器を結ぶ線分上にあるＣＴデータボクセルにおけるＣＴ値の線積分を求める。そして、ＣＴ値の線積分を線減弱係数の線積分に変換してＸ線の減弱を算出し、これに基づいて各画素に到達する相対Ｘ線量を計算する。そして、相対Ｘ線量に正規化を施すことにより、各画素の画素値を算出してＤＲＲ画像を得ている（特許文献1参照）。

特開２０１３−９９４３１号公報

ＤＲＲ画像は、ビームハードニング現象が発生しない単色のＸ線で、かつ、散乱線の映り込みのない理想的条件下で作成される。一方、実際にＸ線管とＸ線検出器を利用したＸ線撮影においては、ビームハードニング現象や散乱線が発生することから、ＤＲＲ画像とＸ線撮影画像とは、画質が異なるものとなる。このような画質の差は、ビームハードニング現象が顕著で、かつ、散乱線が多い脊椎等を撮影する場合等において特に顕著なものとなる。

ＤＲＲ画像とＸ線撮影画像とで画質が異なった場合には、ＤＲＲ画像とＸ線撮影画像とを比較して位置ずれを認識することが困難となる。また、医師等が読影によりＤＲＲ画像とＸ線撮影画像との位置ずれが許容範囲内にあるかを判断する場合においても、読影に長い時間を要することとなる。このような場合には、患者に苦痛を与えるだけではなく、高額な放射線治療装置を利用しての放射線治療のスループットが低下するという問題が生ずる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、Ｘ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成することが可能なＤＲＲ画像作成方法およびＤＲＲ画像作成装置を提供することを目的とする。

第１の発明では、放射線治療に用いられるＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成方法であって、コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置を再現し、予め収集されたＸ線ＣＴデータに仮想的に透視投影を行うとともに、前記透視投影に基づいて得られる画素値に対して、ビームハードニング効果に相当する成分を付加する。

第２の発明では、前記仮想的な透視投影は、前記コンピュータ上に再現したＸ線撮影系の幾何学的配置におけるＸ線管と前記Ｘ線ＣＴデータの各画素とを結ぶ光線を設定するとともに、この光線上に複数の計算点を設定し、前記計算点のＣＴ値を前記Ｘ線管から前記計算点までの累積ＣＴ値に基づいて補正し、補正後の各計算点のＣＴ値用いて前記光線上に位置する計算点のＣＴ値を累積し、累積されたＣＴ値に基づいてＤＲＲ画像を作成する。

請求項３の発明では、前記透視投影に基づいて得られた各画素値に基づいて、その画素値を補正する。

第４の発明では、前記補正は、予め求められたルックアップテーブルを利用して実行される。

第５の発明では、Ｘ線管から照射されるＸ線のスペクトルに基づいてルックアップテーブルが選択される。

第６の発明では、放射線治療に用いられるＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成装置であって、コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置を再現し、予め収集されたＸ線ＣＴデータに仮想的に透視投影を行うとともに、前記透視投影に基づいて得られる画素値に対して、ビームハードニング効果に相当する成分を付加する画像処理部を備える。

第７の発明では、放射線治療に用いられるＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成方法であって、コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置を再現し、予め収集されたＸ線ＣＴデータに仮想的に透視投影を行うとともに、前記透視投影に基づいて得られる画素値に対して、前記Ｘ線撮影系で発生する散乱線に相当する成分を付加する。

第８の発明では、前記透視投影に基づいて得られた各画素値からその画素周辺の散乱線分布を算出し、各画素値にその散乱線分布を加算する。

第９の発明では、前記散乱線分布の算出は、予め求められたルックアップテーブルを利用して実行される。

第１０の発明では、Ｘ線管から照射されるＸ線のスペクトルに基づいてルックアップテーブルが選択される。

第１１の発明では、放射線治療に用いられるＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成装置であって、コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置を再現し、予め収集されたＸ線ＣＴデータに仮想的に透視投影を行うとともに、前記透視投影に基づいて得られる画素値に対して、前記Ｘ線撮影系で発生する散乱線に相当する成分を付加する画像処理部を備えることを特徴とする。

第１および第６の発明によれば、透視投影に基づいて得られる画素値に対してビームハードニング効果に相当する成分を付加することから、Ｘ線撮影系により撮影したＸ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成することが可能となる。このため、ＤＲＲ画像とＸ線撮影画像との読影や位置決めを容易に実行することが可能となる。

第２の発明によれば、Ｘ線ＣＴデータに対してＸ線撮影時と同等の条件を適用することにより、Ｘ線撮影系により撮影したＸ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成することが可能となる。

第３の発明によれば、透視投影に基づいて得られた各画素値に基づいてその画素値自身を補正することにより、Ｘ線撮影系により撮影したＸ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成することが可能となる。

第４および第５の発明によれば、ルックアップテーブルを利用して適正かつ容易に、画素値を補正することが可能となる。

第７および第１１の発明によれば、透視投影に基づいて得られる画素値に対してＸ線撮影系で発生する散乱線に相当する成分を付加することから、Ｘ線撮影系により撮影したＸ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成することが可能となる。このため、ＤＲＲ画像とＸ線撮影画像との読影や位置決めを容易に実行することが可能となる。

第８の発明によれば、散乱線分布を利用することにより、Ｘ線撮影系により撮影したＸ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成することが可能となる。

第９および第１０の発明によれば、ルックアップテーブルを利用して適正かつ容易に、散乱線分布の算出を行うことが可能となる。

この発明に係るＤＲＲ画像の作成方法を適用するＸ線透視装置をＸ線治療装置とともに示す概要図である。 放射線治療装置におけるヘッド５５およびヘッド支持部５４の揺動動作を示す説明図である。 この発明の第１実施形態に係る画像処理部８０を含む制御系を示すブロック図である。 仮想的な透視撮影の様子を模式的に示す説明図である。 この発明の第２実施形態に係る画像処理部８０を含む制御系を示すブロック図である。 この発明の第３実施形態に係る画像処理部８０を含む制御系を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＤＲＲ画像の作成方法を適用するＸ線透視装置をＸ線治療装置とともに示す概要図である。また、図２は、放射線治療装置におけるヘッド５５およびヘッド支持部５４の揺動動作を示す説明図である。

放射線治療装置は、テーブル５６上で横たわった被検者５７の患部に対してＸ線や電子線等の放射線を照射して放射線治療を行うためのものであり、治療室の床面５１上に設置されたガントリー５３と、このガントリー５３に対して水平方向を向く軸を中心として揺動するヘッド支持部５４と、このヘッド支持部５４に支持され、被検者５７に向けて放射線を照射するためのヘッド５５とを備える。ヘッド支持部５４の揺動動作により、ヘッド５５は、被検者５７の患部に対して、様々な角度から放射線を照射することが可能となる。

放射線治療時においては、放射線を患部に正確に照射する必要がある。このため、患部付近には、マーカが設置される。そして、Ｘ線透視装置においては、第１Ｘ線透視機構と第２Ｘ線透視機構とを使用して体内に埋め込まれたマーカを連続的に透視して、第１Ｘ線透視機構と第２Ｘ線透視機構により得た二次元の透視画像からマーカの三次元の位置情報を演算することで、マーカを高精度で検出する構成となっている。

このような透視を実行するためのＸ線透視装置は、第１Ｘ線管１ａと第１Ｘ線検出器２ａとから成る第１Ｘ線透視機構と、第２Ｘ線管１ｂと第２Ｘ線検出器２ｂとから成る第２Ｘ線透視機構と、これらの第１Ｘ線管１ａと第１Ｘ線検出器２ａとを互いに対向配置される後述する第１透視位置および第２透視位置に移動させるとともに、第２Ｘ線管１ｂと第２Ｘ線検出器２ｂとを互いに対向配置される第１透視位置および第２透視位置に移動させる移動機構とを備える。なお、第１Ｘ線検出器２ａおよび第２Ｘ線検出器２ｂとしては、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）が使用される。

第１Ｘ線管１ａは、Ｘ線管用第１台座３ａに支持されている。また、第２Ｘ線管１ｂは、Ｘ線管用第２台座３ｂに支持されている。撮影室の床面５１に形成された凹部の底面５２には、二つの直線部を円弧部を含む連結部により接続した略Ｕ字状のＸ線管用の第１レール２１と、このＸ線管用の第１レール２１と同様二つの直線部を円弧部を含む連結部により接続した略Ｕ字状のＸ線管用の第２レール２２とが配設されている。これらのＸ線管用の第１レール２１およびＸ線管用の第２レール２２は、互いに平行に配置されている。そして、Ｘ線管用第１台座３ａおよびＸ線管用第２台座３ｂは、これらのＸ線管用の第１レール２１および第２レール２２により案内されて、複数の透視位置に移動する。

同様に、第１Ｘ線検出器２ａは、Ｘ線検出器用第１台座４ａに支持されている。また、第２Ｘ線検出器２ｂは、Ｘ線検出器用第２台座４ｂに支持されている。撮影室の天井からは、二つの直線部を円弧部を含む連結部により接続した略Ｕ字状のＸ線検出器用の第１レール１１と、このＸ線検出器用の第１レール１１と同様二つの直線部を円弧部を含む連結部により接続した略Ｕ字状のＸ線検出器用の第２レール１２とが吊下されている。これらのＸ線検出器用の第１レール１１およびＸ線検出器用の第２レール１２は、互いに平行に配置されている。そして、Ｘ線検出器用第１台座４ａおよびＸ線検出器用第２台座４ｂは、これらのＸ線検出器用の第１レール１１および第２レール１２により案内されて、複数の透視位置に移動する。

このような放射線治療装置およびＸ線透視装置においては、被検者５７を正しい位置に位置決めして放射線治療を実行するために、Ｘ線透視装置で実際に被検者５７を撮影したＸ線撮影画像と、治療計画時に被検者５７をＣＴ撮影したデータより得られたＤＲＲ画像とを比較する必要がある。このとき、実際にＸ線管とＸ線検出器を利用したＸ線撮影においては、ビームハードニング現象や散乱線が発生することから、ＤＲＲ画像とＸ線撮影画像とは、画質が異なるものとなる。このため、この発明においては、ビームハードニング効果や散乱線の影響を考慮して、Ｘ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成する画像処理部８０を採用している。

図３は、この発明の第１実施形態に係る画像処理部８０を含む制御系を示すブロック図である。

放射線治療装置は、上述したヘッド５５、ヘッド支持部５４およびガントリー５３等を制御する治療装置制御部９１を備える。また、Ｘ線透視装置は、上述した第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａおよび第２Ｘ線検出器２ｂや、これらの第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａおよび第２Ｘ線検出器２ｂを移動させるための移動機構を制御するＸ線透視装置制御部９２を備える。治療装置制御部９１とＸ線透視装置制御部９２とは、互いに接続されている。

Ｘ線透視装置制御部９２は、画像処理部８０に接続され、この画像処理部８０を介して、液晶表示パネル等から構成される表示部９３にＸ線透視画像を表示する。この画像処理部８０は、治療計画時に被検者５７をＣＴ撮影して得られたＣＴデータをＣＴデータ記憶部９４から取得可能となっている。また、この画像処理部８０は、後述するＤＲＲ画像の作成時に使用されるルックアップテーブルのデータをルックアップテーブル記憶部９５から取得可能となっている。なお、このＸ線透視装置制御部９２と画像処理部８０とは、論理演算を実行するＣＰＵ、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等を備えたコンピュータから構成される。

この画像処理部８０は、機能的構成として、コンピュータ上に再現したＸ線撮影系の幾何学的配置におけるＸ線管とＸ線ＣＴデータの各画素とを結ぶ光線を設定するとともに、この光線上に複数の計算点を設定する計算点設定部８１と、計算点設定部８１で設定された各計算点のＣＴ値をＸ線管から計算点までの累積ＣＴ値に基づいて補正するＣＴ値補正部８２と、ＣＴ値補正部８２により補正後の各計算点のＣＴ値用いて光線上に位置する計算点のＣＴ値を累積するＣＴ値累積部８３と、ＣＴ値累積部８３により累積されたＣＴ値に基づいてＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成部８４と、を備える。

この画像処理部８０によりＤＲＲ画像を作成するときには、コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置であるジオメトリを再現し、予め収集されたＸ線ＣＴデータに仮想的に透視投影を行う。

図４は、仮想的な透視撮影の様子を模式的に示す説明図である。

ＤＲＲ画像作成時には、コンピュータ上に三次元のＸ線ＣＴデータ１００を配置する。そして、コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置であるジオメトリを再現する。この実施形態においては、Ｘ線ＣＴデータ１００を挟んで、両側に、図１に示す第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂを配置する。Ｘ線ＣＴデータ１００は、図３に示すＣＴデータ記憶部９４から取得される。これらのＸ線ＣＴデータ１００および第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂの配置は、図１に示すＸ線透視装置で透視を実行するときの被検者５７と第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂとの配置と同じジオメトリとなっている。ここで、ジオメトリとは、撮影対象とＸ線管およびＸ線検出器の幾何学的配置関係を意味する。

この状態で、画像処理部８０における計算点設定部８１により、第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと、Ｘ線ＣＴデータ１００の各画素を介して第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂとを結ぶ多数の光線Ｌを設定する。なお、図４においては、説明の便宜上、２本の光線Ｌ１、Ｌ２を図示している。そして、この光線Ｌ上に、各々、複数の計算点を設定する。この計算点は、計算点設定部８１により、例えば、光線Ｌ上に１ｍｍ毎に設定される。

次に、計算点設定部８１により設定された各計算点のＣＴ値を、線形補間等を行って算出する。そして、このＣＴ値を、ＣＴ値補正部８２により、各光線Ｌにおける第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂから各計算点までの累積ＣＴ値に基づいて補正する。この補正を実行するときには、図３に示すルックアップテーブル記憶部９５に記憶されたルックアップテーブルが利用される。このルックアップテーブルは、累積ＣＴ値をインデックスとして、ＣＴ値を補正する係数を記憶したものである。このルックアップテーブルにおいては、累積ＣＴ値が大きいほど、小さな係数となる。

ビームハードニング現象は、Ｘ線透視に使用されるＸ線が連続Ｘ線であることから、Ｘ線が被検者５７を通過して減衰するに伴って、Ｘ線のスペクトルの高いエネルギー部分が相対的に多くなって、減衰しにくくなる現象である。このため、累積ＣＴ値が大きいほど、ＣＴ値を補正する係数を小さなものとすると、ビームハードニング効果と同等の補正を行うことが可能となる。このルックアップテーブルは、予め、実測により、あるいは、シミュレーションにより求められる。このルックアップテーブルは、管電圧が異なる場合など、第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂから照射されるＸ線のスペクトルが変化する場合に対応して、ルックアップテーブル記憶部９５に複数個が記憶されている。そして、実際に撮影に使用されるＸ線のスペクトルに基づいて最も適切なルックアップテーブルが選択される。

次に、ＣＴ値累積部８３により、ＣＴ値補正部８２により補正された後の光線Ｌ上の各計算点のＣＴ値を累積する線積分を実行する。そして、ＤＲＲ画像作成部８４により、累積されたＣＴ値を線減弱係数の線積分に変換してＸ線の減弱を算出することにより、ＤＲＲ画像を作成する。

この実施形態に係る画像処理装置によれば、各光線上に設定した複数の計算点のＣＴ値を第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂから各計算点までの累積ＣＴ値に基づいて補正し、補正後の各計算点のＣＴ値を用いて各光線上に位置する計算点のＣＴ値を累積することにより、透視投影に基づいて得られる画素値に対して、ビームハードニング効果に相当する成分を付加することができ、Ｘ線撮影系により撮影したＸ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成することが可能となる。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図５は、この発明の第２実施形態に係る画像処理部８０を含む制御系を示すブロック図である。なお、上述した第１実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この画像処理部８０は、機能的構成として、コンピュータ上に再現したＸ線撮影系の幾何学的配置において上述した光線Ｌを設定し、ＣＴ値を累積するＣＴ値累積部８３と、ＣＴ値累積部８３により累積されたＣＴ値に基づいてＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成部８４と、このＤＲＲ画像の各画素値に対して、ビームハードニング効果に相当する成分を付加するＤＲＲ画像補正部８５とを備える。

この実施形態においても、図４に示すように、ＤＲＲ画像作成時には、コンピュータ上に三次元のＸ線ＣＴデータ１００を配置する。そして、コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置であるジオメトリを再現する。この実施形態においても、Ｘ線ＣＴデータ１００を挟んで、両側に、図１に示す第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂを配置する。Ｘ線ＣＴデータ１００は、図３に示すＣＴデータ記憶部９４から取得される。これらのＸ線ＣＴデータ１００および第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂの配置は、図１に示すＸ線透視装置で透視を実行するときの被検者５７と第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂとの配置と同じジオメトリとなっている。

この状態で、第１実施形態の場合と同様に、第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと、Ｘ線ＣＴデータ１００の各画素を介して第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂとを結ぶ多数の光線Ｌを設定する。そして、ＣＴ値累積部８３により、この光線Ｌ上のＣＴ値を累積することにより線積分する。しかる後、ＤＲＲ画像作成部８４により、累積されたＣＴ値を線減弱係数の線積分に変換してＸ線の減弱を算出することにより。ＤＲＲ画像を作成する。そして、作成されたＤＲＲ画像の各画素値に対して、ＤＲＲ画像補正部８５により、ビームハードニング効果に相当する成分を付加する補正を実行する。

より具体的には、ＤＲＲ画像作成部８４により作成されたＤＲＲ画像の画素値に対して、これをビームハードニング効果に相当する成分を付加したより大きな画素値に変換する補正を行う。この補正を実行するときには、図５に示すルックアップテーブル記憶部９５に記憶されたルックアップテーブルが利用される。このルックアップテーブルは、実測またはシミュレーションにより求められた、ＤＲＲ画像の画素値とそのときのビームハードニング効果に相当する画素値との関係を記憶したものである。なお、このルックアップテーブルは、管電圧が異なる場合など、第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂから照射されるＸ線のスペクトルが変化する場合に対応して、ルックアップテーブル記憶部９５に複数個が記憶されている。そして、実際に撮影に使用されるＸ線のスペクトルに基づいて最も適切なルックアップテーブルが選択される。

この第２実施形態に係る画像処理装置によれば、透視投影に基づいて得られた各画素値に基づいてその画素値を補正することにより、透視投影に基づいて得られる画素値に対して、ビームハードニング効果に相当する成分を付加することができる。このときの補正の精度は、第１実施形態と比較していくらか低いものとはなるが、複雑な計算を実行することなく、高速に、Ｘ線撮影系により撮影したＸ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成することが可能となる。

次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図６は、この発明の第３実施形態に係る画像処理部８０を含む制御系を示すブロック図である。なお、上述した第１、第２実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この画像処理部８０は、機能的構成として、コンピュータ上に再現したＸ線撮影系の幾何学的配置において上述した光線Ｌを設定し、ＣＴ値を累積するＣＴ値累積部８３と、ＣＴ値累積部８３により累積されたＣＴ値に基づいてＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成部８４と、ＤＲＲ画像作成部８４により作成されたＤＲＲ画像の各画素値からその画素値周辺の散乱線分布を算出する散乱線分布算出部８６と、ＤＲＲ画像作成部８４により作成されたＤＲＲ画像の各画素値に散乱線分布算出部８６により算出された散乱分布を加算する散乱分布加算部８７とを備える。

この実施形態においても、図４に示すように、ＤＲＲ画像作成時には、コンピュータ上に三次元のＸ線ＣＴデータ１００を配置する。そして、コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置であるジオメトリを再現する。この実施形態においても、Ｘ線ＣＴデータ１００を挟んで、両側に、図１に示す第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂを配置する。Ｘ線ＣＴデータ１００は、図３に示すＣＴデータ記憶部９４から取得される。これらのＸ線ＣＴデータ１００および第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂの配置は、図１に示すＸ線透視装置で透視を実行するときの被検者５７と第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂとの配置と同じジオメトリとなっている。

この状態で、第１、第２実施形態の場合と同様に、第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂと、Ｘ線ＣＴデータ１００の各画素を介して第１Ｘ線検出器２ａまたは第２Ｘ線検出器２ｂとを結ぶ多数の光線Ｌを設定する。そして、ＣＴ値累積部８３により、この光線Ｌ上のＣＴ値を累積することにより線積分する。しかる後、ＤＲＲ画像作成部８４により、累積されたＣＴ値を線減弱係数の線積分に変換してＸ線の減弱を算出することにより。ＤＲＲ画像を作成する。そして、作成されたＤＲＲ画像の各画素値に対して、Ｘ線撮影系で発生する散乱線に相当する成分を付加する。

より具体的には、ＤＲＲ画像作成部８４により作成されたＤＲＲ画像の各画素に対して、散乱線分布算出部８６により、その画素周辺の散乱線分布を求める。この散乱線分布の算出には、図６に示すルックアップテーブル記憶部９５に記憶されたルックアップテーブルが利用される。このルックアップテーブルは、実測またはシミュレーションにより求められた、ＤＲＲ画像の画素値とそのときのその画素周辺の散乱線分布との関係を記憶したものである。この散乱線分布は、点広がり関数として記憶される。そして、この点広がり関数の形状は、上述したように、実測またはシミュレーションにより求められている。なお、このルックアップテーブルは、管電圧が異なる場合など、第１Ｘ線管１ａまたは第２Ｘ線管１ｂから照射されるＸ線のスペクトルが変化する場合に対応して、ルックアップテーブル記憶部９５に複数個が記憶されている。そして、実際に撮影に使用されるＸ線のスペクトルに基づいて最も適切なルックアップテーブルが選択される。

この第３実施形態に係る画像処理装置によれば、透視投影に基づいて得られた各画素値に基づいてその画素値を補正することにより、透視投影に基づいて得られる画素値に対して、散乱線に相当する成分を付加することができる。このため、Ｘ線撮影系により撮影したＸ線撮影画像と同等の画質を有するＤＲＲ画像を作成することが可能となる。

この発明は、例えば、放射線治療等の分野において、ＤＤＲ画像を作成するときに利用される。

１ａ 第１Ｘ線管
１ｂ 第２Ｘ線管
２ａ 第１Ｘ線検出器
２ｂ 第２Ｘ線検出器
５３ ガントリー
５４ ヘッド支持部
５５ ヘッド
５６ テーブル
５７ 被検者
８０ 画像処理部
８１ 計算点設定部
８２ ＣＴ値補正部
８３ ＣＴ値累積部
８４ ＤＲＲ画像作成部
８５ ＤＲＲ画像補正部
８６ 散乱線分布算出部
８７ 散乱線分布加算部
９１ 治療装置制御部
９２ Ｘ線透視装置制御部
９３ 表示部
９４ ＣＴデータ記憶部
９５ ルックアップテーブル記憶部
１００ Ｘ線ＣＴデータ

Claims (11)

1. 放射線治療に用いられるＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成方法であって、
   コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置を再現し、予め収集されたＸ線ＣＴデータに仮想的に透視投影を行うとともに、前記透視投影に基づいて得られる画素値に対して、ビームハードニング効果に相当する成分を付加することを特徴とするＤＲＲ画像作成方法。
2. 請求項１に記載のＤＲＲ画像作成方法において、
   前記仮想的な透視投影は、前記コンピュータ上に再現したＸ線撮影系の幾何学的配置におけるＸ線管と前記Ｘ線ＣＴデータの各画素とを結ぶ光線を設定するとともに、この光線上に複数の計算点を設定し、
   前記計算点のＣＴ値を前記Ｘ線管から前記計算点までの累積ＣＴ値に基づいて補正し、
   補正後の各計算点のＣＴ値を用いて前記光線上に位置する計算点のＣＴ値を累積し、
   累積されたＣＴ値に基づいてＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成方法。
3. 請求項１に記載のＤＲＲ画像作成方法において、
   前記透視投影に基づいて得られた各画素値に基づいて、その画素値を補正するＤＲＲ画像作成方法。
4. 請求項２または請求項３に記載のＤＲＲ画像作成方法において、
   前記補正は、予め求められたルックアップテーブルを利用して実行されるＤＲＲ画像作成方法。
5. 請求項４に記載のＤＲＲ画像作成方法において、
   Ｘ線管から照射されるＸ線のスペクトルに基づいてルックアップテーブルが選択されるＤＲＲ画像作成方法。
6. 放射線治療に用いられるＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成装置であって、
   コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置を再現し、予め収集されたＸ線ＣＴデータに仮想的に透視投影を行うとともに、前記透視投影に基づいて得られる画素値に対して、ビームハードニング効果に相当する成分を付加する画像処理部を備えることを特徴とするＤＲＲ画像作成装置。
7. 放射線治療に用いられるＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成方法であって、
   コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置を再現し、予め収集されたＸ線ＣＴデータに仮想的に透視投影を行うとともに、前記透視投影に基づいて得られる画素値に対して、前記Ｘ線撮影系で発生する散乱線に相当する成分を付加することを特徴とするＤＲＲ画像作成方法。
8. 請求項７に記載のＤＲＲ画像作成方法において、
   前記透視投影に基づいて得られた各画素値からその画素周辺の散乱線分布を算出し、各画素値にその散乱線分布を加算するＤＲＲ画像作成方法。
9. 請求項８に記載のＤＲＲ画像作成方法において、
   前記散乱線分布の算出は、予め求められたルックアップテーブルを利用して実行されるＤＲＲ画像作成方法。
10. 請求項９に記載のＤＲＲ画像作成方法において、
    Ｘ線管から照射されるＸ線のスペクトルに基づいてルックアップテーブルが選択されるＤＲＲ画像作成方法。
11. 放射線治療に用いられるＤＲＲ画像を作成するＤＲＲ画像作成装置であって、
    コンピュータ上にＸ線撮影系の幾何学的配置を再現し、予め収集されたＸ線ＣＴデータに仮想的に透視投影を行うとともに、前記透視投影に基づいて得られる画素値に対して、前記Ｘ線撮影系で発生する散乱線に相当する成分を付加する画像処理部を備えることを特徴とするＤＲＲ画像作成装置。

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