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公開番号2025178831
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-09
出願番号2024085660
出願日2024-05-27
発明の名称画像構成システム及び画像構成方法
出願人株式会社日立ハイテク
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類A61B 6/03 20060101AFI20251202BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】高精度な断面画像を構成する汎用性の高いシステムを実現すること。
【解決手段】撮影対象の周囲を回転して前記撮影対象に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源と、前記撮影対象を透過した放射線の分布を検出像として検出する検出器と、前記検出像を用いて前記撮影対象の断面画像を再構成する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記放射線源を回転させつつ放射線強度を切り替えることで角度及び放射線強度の異なる複数の検出像を取得し、複数の検出像の各々について有効領域を抽出し、前記複数の検出像の各々について有効領域ではない領域を他の検出像の有効領域を用いて補完して補完検出像を生成し、複数の補完検出像から前記断面画像を再構成する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
撮影対象の周囲を回転して前記撮影対象に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源と、
前記撮影対象を透過した放射線の分布を検出像として検出する検出器と、
前記検出像を用いて前記撮影対象の断面画像を再構成する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記放射線源を回転させつつ放射線強度を切り替えることで角度及び放射線強度の異なる複数の検出像を取得し、
複数の検出像の各々について有効領域を抽出し、
前記複数の検出像の各々について有効領域ではない領域を他の検出像の有効領域を用いて補完して補完検出像を生成し、
複数の補完検出像から前記断面画像を再構成する
ことを特徴とする画像構成システム。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の画像構成システムであって、
前記制御装置は、第１の放射線強度と、前記第１の放射線強度よりも弱い第２の放射線強度との切り替えを繰り返すことを特徴とする画像構成システム。
【請求項３】
請求項２に記載の画像構成システムであって、
前記制御装置は、前記第１の放射線強度の放射線を照射して取得した第１の検出像については画素値の飽和した領域を前記有効領域から除外し、前記第２の放射線強度の放射線を照射して取得した第２の検出像については画素値が所定値未満の領域を前記有効領域から除外することを特徴とする画像構成システム。
【請求項４】
請求項１に記載の画像構成システムであって、
前記制御装置は、前記放射線を照射する時間を変更することで前記放射線強度を切り替えることを特徴とする画像構成システム。
【請求項５】
請求項１に記載の画像構成システムであって、
前記制御装置は、所定の角度範囲で取得した複数の検出像から１の補完検出像を生成することを特徴とする画像構成システム。
【請求項６】
請求項５に記載の画像構成システムであって、
前記制御装置は、
前記複数の検出像を前記放射線強度で正規化して前記１の補完検出像に投影し、
有効領域に存在する検出像の画素値を平均した値を、前記１の補完検出像における画素値とすることを特徴とする画像構成システム。
【請求項７】
請求項１に記載の画像構成システムであって、
前記撮影対象を内側に載置可能な環状のフレームと、
前記フレーム上に略直角の位置関係で配置され、各々が前記撮影対象に放射線を照射する２つの放射線源と、
前記２つの放射線源に対応する２つの検出器とを備え、
前記制御装置は、
前記２つの放射線源を同方向に回転させつつ前記２つの放射線源の放射線強度をそれぞれ切り替え、
前記２つの検出器からそれぞれ検出像を取得し、
前記２つの検出器のうち、第１の検出器から取得した検出像から第１の補完検出像を生成し、第２の検出器から取得した検出像から第２の補完検出像を生成し、
前記第１の補完検出像と前記第２の補完検出像とを用いて前記断面画像を再構成する
ことを特徴とする画像構成システム。
【請求項８】
請求項７に記載の画像構成システムであって、
前記制御装置は、
第１の放射線源からの照射を行う角度範囲と、第２の放射線源からの照射を行う角度範囲とが重複する場合に、
同一の角度から照射する際の前記第１の放射線源と前記第２の放射線源の放射線強度が異なるよう制御することを特徴とする画像構成システム。
【請求項９】
撮影対象の周囲を回転して前記撮影対象に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源と、前記撮影対象を透過した放射線の強度分布を検出像として検出する検出器と、前記検出像を用いて前記撮影対象の断面画像を再構成する制御装置とを備える画像構成システムによる画像構成方法であって、
前記制御装置が、
前記放射線源を回転させつつ放射線強度を切り替えることで角度及び放射線強度の異なる複数の検出像を取得するステップと、
複数の検出像の各々について有効領域を抽出するステップと、
前記複数の検出像の各々について有効領域ではない領域を他の検出像の有効領域を用いて補完して補完検出像を生成するステップと、
複数の補完検出像から前記断面画像を再構成するステップと
を含むことを特徴とする画像構成方法。
【請求項１０】
治療対象の周囲を回転して前記治療対象に対して異なる角度から治療用の放射線を照射する治療用放射線源と、
前記治療対象の周囲を回転して前記治療対象に対して異なる角度から撮影用の放射線を照射する撮影用放射線源と、
前記治療対象を透過した撮影用の放射線の分布を検出像として検出する検出器と、
前記検出像を用いて前記治療対象の断面画像を再構成し、再構成した断面画像に基づいて前記治療用放射線源を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記撮影用放射線源を回転させつつ放射線強度を切り替えることで角度及び放射線強度の異なる複数の検出像を取得し、
複数の検出像の各々について有効領域を抽出し、
前記複数の検出像の各々について有効領域ではない領域を他の検出像の有効領域を用いて補完して補完検出像を生成し、
複数の補完検出像から前記断面画像を再構成する
ことを特徴とする放射線治療システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像構成システム及び画像構成方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、治療対象者の体内状況を測定するため、特開２０１６－０００１１８号公報（特許文献１）に記載の技術がある。この公報には、「ビーム照射対象確認装置１は、エネルギー切替部１１によって少なくとも２種類のＸ線を垂直Ｘ線照射部１３により照射するＸ線切替照射処理部６ａと、前記垂直Ｘ線照射部１３から照射されたＸ線を検出する垂直Ｘ線検出部１４と、前記垂直Ｘ線検出部１４により取得した少なくとも２種類のＸ線の検出情報に基づいて治療前確認画像２０Ｂ，２０Ｃを作成する治療前確認画像作成処理部７と、治療計画段階で得られた基準画像２０Ａを取得する基準画像取得部３と、前記治療前確認画像２０Ｂ，２０Ｃと前記基準画像２０Ａとを比較する比較処理部８ａと、前記比較処理部８ａにより得られた比較結果を出力する結果出力部４とを有する。」という記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－０００１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、２つのＸ線エネルギーによるＸ線画像から阻止能比の２次元画像を演算する点を開示している。
ＣＢＣＴ（ＣｏｎｅＢｅａｍＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）では、被写体の中心部の分厚い領域を良好な信号雑音比（ＳＮ：ｓｉｇｎａｌ―ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ）で撮影するには、照射Ｘ線量を上げる必要がある。一方で、照射Ｘ線量が高いと被写体の周辺部の被写体が薄い領域を透過するＸ線量が高くなり、検出器の画素が飽和して正しい計測値が得られない。このため、中央部の周辺部の双方を良好に撮影することが困難であり、再構成した断面画像に誤差が生ずる原因となる。
ＣＢＣＴにおいて、中心部と周辺部を良好に撮影する従来技術として、Ｘ線源と被写体の間に、Ｂｏｗｔｉｅフィルタと呼ばれる金属体を配置する手法がある。Ｂｏｗｔｉｅフィルタは中心領域で薄く、周辺に行くほど分厚くなる構造をしている。このため、Ｘ線源から発生した照射Ｘ線は、フィルタ中心領域では透過量が多くなり、被写体の中心部に対して強くなる。一方、フィルタ周辺領域では透過量が少なくなり、被写体の周辺部に対して弱くなる。これにより、被写体中心部におけるＳＮ向上と、周辺部における飽和抑制を両立することができる。しかし、Ｂｏｗｔｉｅフィルタの特性は形状により決定されるため、柔軟に特性を変化させることはできず、用途が限定される。
そこで、本発明では、高精度な断面画像を構成する汎用性の高いシステムの実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、代表的な本発明の画像構成システムの一つは、撮影対象の周囲を回転して前記撮影対象に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源と、前記撮影対象を透過した放射線の分布を検出像として検出する検出器と、前記検出像を用いて前記撮影対象の断面画像を再構成する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記放射線源を回転させつつ放射線強度を切り替えることで角度及び放射線強度の異なる複数の検出像を取得し、複数の検出像の各々について有効領域を抽出し、前記複数の検出像の各々について有効領域ではない領域を他の検出像の有効領域を用いて補完して補完検出像を生成し、複数の補完検出像から前記断面画像を再構成することを特徴とする。
また、代表的な本発明の画像構成方法の一つは、撮影対象の周囲を回転して前記撮影対象に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源と、前記撮影対象を透過した放射線の強度分布を検出像として検出する検出器と、前記検出像を用いて前記撮影対象の断面画像を再構成する制御装置とを備える画像構成システムによる画像構成方法であって、前記制御装置が、前記放射線源を回転させつつ放射線強度を切り替えることで角度及び放射線強度の異なる複数の検出像を取得するステップと、複数の検出像の各々について有効領域を抽出するステップと、前記複数の検出像の各々について有効領域ではない領域を他の検出像の有効領域を用いて補完して補完検出像を生成するステップと、複数の補完検出像から前記断面画像を再構成するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高精度な断面画像を構成する汎用性の高いシステムを実現できる。上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施例１の画像構成システムの動作の説明図。
画像構成システムの構成図。
Ｘ線強度の切替についての説明図。
画像構成システムの処理手順を示すフローチャート。
補完処理の詳細を示すフローチャート。
強弱の切替の変形例。
４つの強度の切替の変形例。
放射線治療システムのブロック図。
放射線治療装置の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例】
【０００９】
図１は、実施例１の画像構成システムの動作の説明図である。
実施例１の画像構成システムは、環状のフレームであるガントリ１１に、放射線源Ｒ１及び検出器Ｄ１が設けられている。撮影対象の人物は、寝台に横たわった状態で、ガントリ１１の内側に載置される。
【００１０】
放射線源Ｒ１は、撮影対象に向けてＸ線のコーンビームを放射する。検出器Ｄ１は、撮影対象を挟んで放射線源Ｒ１と対向し、撮影対象を透過した放射線の分布を検出像として検出する。
放射線源Ｒ１と検出器Ｄ１とは、ガントリ１１の駆動により、同一方向に同時に回転する。このため、撮影対象に対して異なる角度から放射線を照射し、その角度の検出像を取得できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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