JP2021045459A

JP2021045459A - 放射線撮像装置および放射線治療装置

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Publication number: JP2021045459A
Application number: JP2019171361A
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Inventors: 馬場　理香; Rika Baba; 理香馬場
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Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-03-25
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Abstract

【課題】周期的に動く治療対象を含む被写体の断層画像のアーチファクトを低減する。【解決手段】放射線源と検出器との対を二セット搭載し、前記放射線源と前記検出器を被写体の周りで回転させるガントリと、前記検出器の出力から生成される複数の投影画像に基づいて前記被写体の断層画像を再構成する再構成部を備える放射線撮像装置であって、前記被写体の周期的な動きに基づいて動きの位相を算出する位相算出部と、第一のセットで取得される複数の投影画像である第一投影画像群と第二のセットで取得される複数の投影画像である第二投影画像群とをそれぞれ位相毎に分割する分割部と、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を補うように撮像条件を設定する条件設定部、をさらに備え、前記再構成部は同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とを用いて断層画像を再構成することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、被写体の中で周期的に動く治療対象を放射線治療装置によって治療するにあたり、被写体と治療対象の三次元画像を撮像する技術に係わり、特に三次元画像に含まれるアーチファクトを低減させる技術に関する。

悪性腫瘍などの治療対象に放射線を照射する放射線治療装置では、放射線を治療対象へ集中させ、正常組織への照射を抑制することが重要である。特に治療対象が呼吸等により周期的に動く場合には、治療対象の動きに応じて、放射線を照射するタイミングや位置を正確に制御する必要がある。

特許文献１には、被写体を取り囲む回転支持装置に、治療用放射線源とともに、Ｘ線源と検出器の対からなる二セットの撮像装置が搭載される放射線治療システムが開示されている。特許文献１では、二セットの撮像装置によって取得される二つの投影画像から治療対象の三次元位置を求め、治療対象が特定の領域に位置する投影画像のみを用いて断層画像が再構成されたり、全ての投影画像を用いて断層画像が再構成されたりする。

特許第６１８１４５９号公報

しかしながら特許文献１では、再構成された断層画像にアーチファクトが発生する場合がある。すなわち、治療対象が特定の領域に位置する投影画像のみが用いられた場合、投影画像が取得される投影角度の分布に偏りがあるとアーチファクトが発生し、全ての投影画像が用いられた場合、治療対象の動きによるアーチファクトが発生する。

そこで本発明は、周期的に動く治療対象を含む被写体の断層画像のアーチファクトを低減することが可能な放射線撮像装置および放射線治療装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、被写体に放射線を照射する放射線源と前記被写体を透過する放射線を検出する検出器との対を二セット搭載し、前記放射線源と前記検出器を前記被写体の周りで回転させるガントリと、前記検出器の出力から生成される複数の投影画像に基づいて前記被写体の断層画像を再構成する再構成部を備える放射線撮像装置であって、前記被写体の周期的な動きに基づいて動きの位相を算出する位相算出部と、第一のセットで取得される複数の投影画像である第一投影画像群と第二のセットで取得される複数の投影画像である第二投影画像群とをそれぞれ位相毎に分割する分割部と、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を補うように撮像条件を設定する条件設定部、をさらに備え、前記再構成部は同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とを用いて断層画像を再構成することを特徴とする。

また本発明は、治療対象に治療用放射線を照射する治療用放射線源を備える放射線治療装置であって、前記放射線撮像装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、周期的に動く治療対象を含む被写体の断層画像のアーチファクトを低減することが可能な放射線撮像装置および放射線治療装置を提供することができる。

放射線治療装置の全体構成図放射線撮像装置の全体構成図位相の算出について説明する図互いの投影角度の間を補う投影画像群について説明する図投影画像の間隔を説明する図実施例１の処理の流れの一例を示す図実施例１の処理の流れの他の例を示す図実施例２の重みの例について説明する図回転計測の投影角度の範囲の差異について説明する図

以下、添付図面に従って本発明に係る放射線撮像装置及び放射線治療装置の実施例について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

図１を用いて放射線治療装置の全体構成について説明する。放射線治療装置は、治療用放射線源１０１、寝台１０２、Ｘ線源１０３、検出器１０４、ガントリ１０５、制御部１０６を備える。

治療用放射線源１０１は、寝台１０２に載置される被写体１００の中の治療対象に治療用放射線を照射する装置であり、電子線加速器等に接続される。治療対象が動く場合、治療対象が照射領域に入ったときに治療用放射線が照射されたり、治療対象を追尾するように治療用放射線の向きが変えられたりする。寝台１０２は、治療に適した位置に被写体１００を移動させる装置であり、上下左右前後に移動する。

Ｘ線源１０３は被写体１００にＸ線を照射する装置である。検出器１０４は被写体１００を透過するＸ線の二次元分布を検出する装置であり、Ｘ線源１０３に対向するとともに被写体１００を挟んで配置される。Ｘ線源１０３と検出器１０４との対によって被写体１００の投影画像が取得され、投影画像上の治療対象の二次元位置が抽出される。なお、本実施例ではＸ線源１０３ａと検出器１０４ａの対とＸ線源１０３ｂと検出器１０４ｂの対との二セットが備えられるので、各セットによって取得される各投影画像上の各二次元位置から治療対象の三次元位置が算出できる。

ガントリ１０５は、Ｘ線源１０３と検出器１０４との対を搭載し、Ｘ線源１０３と検出器１０４を被写体１００の周りで回転させる装置である。二セットの対はガントリ１０５によって共に同じ速度で回転させられる。Ｘ線源１０３と検出器１０４が回転しながらＸ線の照射と検出とを繰り返すことにより、多方向からの投影画像が取得される。なお投影画像が取得されるときにＸ線が照射される方向の角度を投影角度とし、所定の方向、例えば被写体１００の真上からＸ線が照射される方向を０度の投影角度とする。またガントリ１０５は、Ｘ線源１０３と検出器１０４との対を三セット以上搭載しても良いし、治療用放射線源１０１を搭載しても良い。

制御部１０６は放射線治療装置の各部を制御する装置であり、コンピュータ等により構成される。治療に係る条件はキーボードやマウス、タッチパネル等の入力装置を介して操作者によって設定される。

図２を用いて放射線撮像装置の全体構成について説明する。放射線撮像装置は、寝台１０２、Ｘ線源１０３、検出器１０４、ガントリ１０５、体動計測部２００、制御部１０６を備える。寝台１０２、Ｘ線源１０３、検出器１０４、ガントリ１０５は図1を用いて説明した通りである。なお、Ｘ線源１０３ａと検出器１０４ａの対とＸ線源１０３ｂと検出器１０４ｂの対がなす角度をΔθとする。Δθは一定の値、例えば９０度であっても良いし、０度及び１８０度以外の任意の値に変更されても良い。

体動計測部２００は被写体１００の動きを計測する装置であり、例えばレーザーや超音波、ミリ波、近赤外線等を被写体１００に照射し、被写体１００の外表面から反射するレーザー等の計測値に基づいて外表面の位置の変化を計測する。もしくは、Ｘ線や超音波、磁気等を被写体１００に照射し、被写体１００の内部の構造の位置の変化を計測する装置であっても良い。すなわち体動計測部２００は被写体１００の着目点と基準点との距離を経時的に計測することにより、被写体１００の周期的な動き、例えば呼吸による動きを計測する。

制御部１０６は放射線撮像装置の各部を制御するとともに、検出器１０４の出力に基づいて各種画像、例えば断層画像を生成する装置であり、コンピュータ等により構成され、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ等を有する。撮像に係る条件は、キーボードやマウス、タッチパネル等の入力装置を介して操作者が設定したり、図２を用いて後述される条件設定部２０３が設定したりした後、制御部１０６によって受信される。制御部１０６によって生成された各種画像は、液晶ディスプレイ等の表示装置に表示されたり、ＨＨＤ(Hard Disk Drive)やＳＳＤ(Solid state Drive)等の記憶装置に格納されたりする。

制御部１０６には、本実施例の要部である位相算出部２０１、分割部２０２、条件設定部２０３、回転制御部２０４、再構成部２０５が含まれる。なおこれらの要部は、制御部１０６で動作するソフトウェアで構成されても良いし、専用のハードウェアで構成されても良い。以降の説明では本実施例の要部がソフトウェアで構成された場合について説明する。

位相算出部２０１は、体動計測部２００の出力に基づいて、被写体１００の動きの位相を算出する。具体的には、動きの振幅が複数に分割され、分割された振幅の範囲毎に位相の番号が割り当てられる。図３を用いて位相の算出の一例について説明する。図３には動きの波形の一例が点線で示される。なお縦軸は任意の基準点に対する計測点の動きの振幅であり、横軸は時間である。図３において、位相算出部２０１は動きの振幅を五つの範囲に分割し、振幅の値が大きいほうから順に位相の番号を割り当て、最小の振幅の範囲を位相５としている。すなわち、動きの大きさに基づいて位相が算出される。また位相算出部２０１は、被写体１００の動きの周期を算出する。

分割部２０２は、Ｘ線源１０３ａと検出器１０４ａの対によって取得される投影画像群である第一投影画像群と、Ｘ線源１０３ｂと検出器１０４ｂの対によって取得される投影画像群である第二投影画像群とをそれぞれ位相毎に分割する。様々な投影角度において投影画像が取得される間、被写体１００は周期的に動いているので、各投影画像は取得されるタイミングに応じて被写体１００の動きの位相が対応付けられる。すなわち複数の投影画像は投影角度に応じて位相毎に分割される。

ガントリ１０５の回転速度よりも高速に被写体１００が動く場合であっても、複数の投影画像を位相毎に分割し、同じ位相の投影画像群を用いて断層画像を再構成することにより、被写体１００の動きによるアーチファクトを低減した画像を得ることができる。例えば、図３に示すように、位相５に対応する投影角度に分割される投影画像には重み１．０が、位相１〜４の投影画像には重み０．０が設定されることにより、位相１〜４の投影画像は断層画像の再構成に用いられず、位相５の投影画像群のみによって断層画像が再構成される。ただし、投影画像が取得される投影角度の分布に偏りがある場合もアーチファクトが発生する。そこで本実施例では、同じ位相に分割される投影画像群の投影角度が均一になるように、撮像条件が設定される。

条件設定部２０３は、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を補うように撮像条件を設定する。図４を用いて、互いの投影角度の間を補う第一投影画像群と第二投影画像群の例について説明する。図４にはある位相、例えば図３の位相５に基づいて、第一投影画像群に設定される重みが実線で、第二投影画像群に設定される重みが点線で示される。なお縦軸は投影画像群に対する重みであり、横軸は投影角度である。また検出器１０４ａの撮像範囲は第一開始角度θａｓから第一終了角度θａｅまで、検出器１０４ｂの撮像範囲は第二開始角度θｂｓから第二終了角度θｂｅまでであり、２つの撮像範囲はΔθずれる。図４において、条件設定部２０３は第一投影画像群と第二投影画像群との重みが互いの投影角度の間を補うように撮像条件を設定する。撮像条件がこのように設定されることにより、同じ位相に分割される投影画像群の投影角度が均一になるので、再構成される断層画像のアーチファクトを低減できる。

なお条件設定部２０３によって設定される撮像条件の一つであるガントリ１０５の回転速度ｐは例えば次式によって算出される。

ｐ＝２Δθ／（Ｔ・（２ｎ−１）） … （式１）
ここで、ΔθはＸ線源１０３ａと検出器１０４ａの対とＸ線源１０３ｂと検出器１０４ｂの対がなす角度、Ｔは被写体１００の動きの周期、ｎは自然数である。すなわち、ガントリ１０５の回転速度ｐは、Ｘ線源１０３と検出器１０４の二対のなす角度と、被写体１００の動きの周期に基づいて設定される。

また条件設定部２０３によって設定される撮像条件の一つであるＸ線源１０３からのＸ線の照射タイミングｔは例えば次式によって算出される。

ｔ＝２Ｔ／（２ｎ−１） … （式２）
すなわち、Ｘ線の照射タイミングｔは被写体１００の動きの周期に基づいて設定される。

また条件設定部２０３は、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが等間隔または互いの投影角度の間を満たすように、撮像条件を設定することが好ましい。図５を用いて、第一投影画像群と第二投影画像群との間隔について説明する。図５には、図４と同様に、第一投影画像群に設定される重みが実線で、第二投影画像群に設定される重みが点線で示される。なお間隔Ａは第一投影画像群の重み１．０の中心角度と第二投影画像群の重み１．０の中心角度の間隔であり、間隔Ｂは第二投影画像群の重み１．０の中心角度と次の第一投影画像群の重み１．０の中心角度の間隔である。間隔Ａと間隔Ｂとが同じ値に近いほど、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが等間隔に近づき、同じ位相に分割される投影画像群の投影角度が均一になる。

また図５において、間隔Ｃは第一投影画像群の重み１．０の終了角度と第二投影画像群の重み１．０の開始角度の間隔であり、間隔Ｄは第二投影画像群の重み１．０の終了角度と次の第一投影画像群の重み１．０の開始角度の間隔である。間隔Ｃと間隔Ｄとが同じ値に近いほど、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが等間隔に近づき、同じ位相に分割される投影画像群の投影角度が均一になる。

また間隔Ｃと間隔Ｄとがより小さいほど、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群との投影角度の間が互いの投影画像によって満たされるので、投影画像の不足に起因するアーチファクトを低減できる。なお間隔Ｃと間隔Ｄとが負の値である場合、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群との互いの一部が重なるので、投影画像の不足に起因するアーチファクトをさらに低減できる。すなわち同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を満たすように、または互いの一部が重なるように、各投影画像の投影角度幅を設定することによりアーチファクトを低減できる。

回転制御部２０４は、条件設定部２０３によって設定される撮像条件の一つである回転速度に従ってガントリ１０５の回転を制御する。

再構成部２０５は、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とを用いて断層画像を再構成する。前述のように、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を補っているので、再構成部２０５が再構成する断層画像はアーチファクトが低減される。

図６を用いて、本実施例で実行される処理の流れの一例を説明する。

（Ｓ６０１）
体動計測部２００が、投影画像の取得に先立って、被写体１００の動きを計測する。体動計測部２００による計測値は位相算出部２０１へ送信される。

（Ｓ６０２）
位相算出部２０１は、体動計測部２００の計測値に基づいて、被写体１００の動きの位相を算出するとともに、動きの周期を算出する。例えば、図３の点線で示される動きの波形から極大値と極小値が抽出され、極大値の時刻と極小値の時刻との間隔が複数回算出され、それらの間隔の平均値に２を乗ずることによって、動きの周期が算出される。位相算出部２０１によって算出された動きの周期は条件設定部２０３へ送信される。

（Ｓ６０３）
条件設定部２０３は、位相算出部２０１によって算出された動きの周期に基づいて、撮像条件の一つである回転速度を算出する。ガントリ１０５の回転速度ｐの算出には、例えば（式１）が用いられる。算出された回転速度は、撮像条件として設定され、回転制御部２０４へ送信される。

（Ｓ６０４）
制御部１０６は、投影画像の回転計測を開始する。より具体的には、条件設定部２０３によって設定された回転速度に従って回転制御部２０４がガントリ１０５を回転させ、ガントリ１０５の回転にともなって、Ｘ線源１０３と検出器１０４の対によって投影画像群が取得される。なお各投影画像の取得にともなって、体動計測部２００が被写体１００の動きを計測する。また位相算出部２０１は、体動計測部２００の計測値に基づいて、被写体１００の動きの位相を算出する。算出された位相は各投影画像に対応付けられる。

（Ｓ６０５）
制御部１０６は、断層画像の再構成に必要な角度範囲の投影画像が取得されると、回転計測を終了する。すなわち、Ｘ線源１０３からのＸ線の照射と、ガントリ１０５の回転が停止させられる。

（Ｓ６０６）
分割部２０２は、位相算出部２０１によって算出された動きの位相に基づいて、投影画像群を位相毎に分割する。

（Ｓ６０７）
再構成部２０５は、断層画像を再構成する位相に基づいて、重みを設定する。なお断層画像を再構成する位相は、動きの振幅が最も小さい位相が選択されても良いし、入力装置を介して操作者によって予め設定されても良い。動きの振幅が最も小さい位相が選択される場合は、図３の実線のような重みが設定される。

（Ｓ６０８）
再構成部２０５は、Ｓ６０７で設定された重みが乗じられた投影画像群を用いて断層画像を再構成する。すなわち、図３の実線のような重みが用いられると、動きの振幅が最も小さい位相に対応する投影画像群のみが断層画像の再構成に用いられるので、動きによるアーチファクトが抑制される。

以上説明した処理の流れにより、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を補うように取得されるので、周期的に動く治療対象を含む被写体１００の断層画像のアーチファクトを低減することができる。

図７を用いて、本実施例で実行される処理の流れの他の例、すなわち回転計測中の被写体１００の動きの変化に応じて、ガントリ１０５の回転速度を変更することについて説明する。なお、Ｓ６０１からＳ６０８は図６と同じ処理であるので説明を省略する。

（Ｓ７１１）
体動計測部２００が回転計測中の被写体１００の動きを計測する。体動計測部２００による計測値は位相算出部２０１へ送信される。

（Ｓ７１２）
位相算出部２０１は、体動計測部２００の計測値に基づいて、被写体１００の動きの位相を算出するとともに、動きの周期を算出する。位相算出部２０１によって算出された動きの周期は条件設定部２０３へ送信される。

（Ｓ７１３）
条件設定部２０３は、位相算出部２０１によって算出された動きの周期に基づいて、ガントリ１０５の回転速度を例えば（式１）を用いて算出する。算出された回転速度は、撮像条件として設定され、回転制御部２０４へ送信される。

（Ｓ７１４）
回転制御部２０４は、被写体１００の動きに変化があれば、例えばＳ６０２とＳ７１２にて算出される動きの周期の差異が著しく大きければ、ガントリ１０５の回転速度を修正する。なお回転速度が加減速される間は、Ｘ線源１０３からのＸ線の照射が停止させられる。

（Ｓ７１５）
制御部１０６は、取得された投影画像の角度範囲に基づいて、ガントリ１０５の回転を終了させるか否かを判定する。断層画像の再構成に必要な角度範囲の投影画像が取得されていればＳ６０６へ処理が進み、そうでなければＳ７１１に処理が戻る。

以上説明した処理の流れにより、回転計測中に被写体１００の動きに変化が生じた場合であっても、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を補うように取得され、断層画像のアーチファクトを低減することができる。

実施例１では、断層画像の再構成に用いられる重みが矩形波形である場合について説明した。重みが矩形波形であると投影画像の不連続に起因するアーチファクトが発生する場合がある。本実施例では、重みが投影角度方向において連続する波形である場合について説明する。なお、実施例１と同じ機能を有する構成物については同じ符号を付与して説明を省略する。

図８を用いて、本実施例の重みの波形について説明する。なお図８（ａ）は被写体１００の動きの波形の振幅を反転させた波形に基づいて設定された重みの波形であり、図８（ｂ）は被写体１００の動きの反転波形を三角関数などで近似して設定された重みの波形である。

図８（ａ）に示される重みの波形は、動きの波形の反転波形を、最大値が１．０、最小値が０．０付近、すなわち動きの影響を低減できる範囲の値になるように規格化した波形である。比較のため、図８（ａ）には動きの波形を点線で、図３の重みを破線で示す。図８（ａ）のように、重みを投影角度方向において連続する波形とすることにより、投影画像の不連続に起因するアーチファクトを低減できる。また被写体１００の動きに連動する重みを用いることにより、動きに起因するアーチファクトを低減できる。

図８（ｂ）に示される重みの波形は、動きの波形の反転波形を三角関数で近似して設定された重みの波形である。比較のため、図８（ｂ）には動きの反転波形を点線で、図３の重みを破線で示す。図８（ｂ）のような近似波形を用いる場合、数式によって重みが設定されるので、被写体１００の急激な動きの変化があったとしてもその影響を抑制でき、重みが異常値を示すリスクを回避できる。また投影角度方向において連続する重みの波形であるので、投影画像の不連続に起因するアーチファクトを低減できる。なお近似に用いられる式は、三角関数に限られず、多項式であっても良い。

図９を用いて、回転計測の投影角度の範囲の差異について説明する。なお図９（ａ）は回転計測の投影角度の範囲が１１０度の場合、図９（ｂ）は１８０度の場合であり、検出器１０４ａの重みを実線、検出器１０４ｂの重みを点線で示す。なおΔθ＝９０度であり、投影角度１８０度以降の検出器１０４ｂの重みは、投影角度０度以降に相当する。

図９（ａ）では、投影角度０度と９０度付近において、検出器１０４ａの重みと検出器１０４ｂの重みとが互いの投影角度の間を補っており、投影画像の不足を補うことができる。さらに図９（ｂ）では、投影角度の全域において、検出器１０４ａの重みと検出器１０４ｂの重みとが互いの投影角度の間を補っており、投影画像の不足が補われる。すなわち、回転計測の投影角度の範囲を広げることにより、投影画像の不足に起因するアーチファクトを低減できる。

なお実施例１では、全ての投影角度においてＸ線を照射して投影画像を取得し、取得された投影画像群の中からある位相に対応する投影画像群のみを用いて断層画像を再構成することについて説明した。断層画像の再構成に用いられない投影画像は、記憶装置の容量を圧迫するとともに、被写体１００の無効被ばくを増加させる要因となるので、投影画像が取得される投影角度の範囲は制限されることが好ましい。そこで、図３や図８に示される重みに基づいてＸ線を照射して、投影画像を取得する投影角度の範囲を制限しても良い。

また条件設定部２０３によって設定される撮像条件は、（式１）によって算出される回転速度や（式２）によって算出されるＸ線の照射タイミングに限定されない。例えば被写体１００の動きの周期Ｔとガントリ１０５の回転速度ｐに基づいて、Ｘ線源１０３ａと検出器１０４ａの対とＸ線源１０３ｂと検出器１０４ｂの対とのなす角度Δθが撮像条件として設定されても良い。なす角度Δθの算出には（式１）から導かれる次式が用いられる。

Δθ＝Ｔ・ｐ・（２ｎ−１）／２ … （式３）
ここでｎは自然数である。（式３）によって算出される値になす角度Δθを設定することにより、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を補うように取得され、断層画像のアーチファクトを低減することができる。

さらにＸ線源１０３ａと検出器１０４ａの対とＸ線源１０３ｂと検出器１０４ｂの対とのなす角度Δθとガントリ１０５の回転速度ｐから算出される周期Ｔに基づいて、被写体１００に呼吸を促すタイミングを表示するようにしても良い。なお周期Ｔの算出には（式１）から導かれる次式が用いられる。

Ｔ＝２Δθ／（ｐ・（２ｎ−１）） … （式４）
（式４）によって算出される周期Ｔに基づいて、被写体１００に呼吸を促すことにより、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を補うように取得され、断層画像のアーチファクトを低減することができる。

なお、本発明の放射線撮像装置及び放射線治療装置は上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。

１００：被写体、１０１：治療用放射線源、１０２：寝台、１０３：Ｘ線源、１０４：検出器、１０５：ガントリ、１０６：制御部、２００：体動計測部、２０１：位相算出部、２０２：分割部、２０３：条件設定部、２０４：回転制御部、２０５：再構成部

Claims

被写体に放射線を照射する放射線源と前記被写体を透過する放射線を検出する検出器との対を二セット搭載し、前記放射線源と前記検出器を前記被写体の周りで回転させるガントリと、
前記検出器の出力から生成される複数の投影画像に基づいて前記被写体の断層画像を再構成する再構成部を備える放射線撮像装置であって、
前記被写体の周期的な動きに基づいて動きの位相を算出する位相算出部と、
第一のセットで取得される複数の投影画像である第一投影画像群と第二のセットで取得される複数の投影画像である第二投影画像群とをそれぞれ位相毎に分割する分割部と、
同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を補うように撮像条件を設定する条件設定部、をさらに備え、
前記再構成部は同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とを用いて断層画像を再構成することを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記条件設定部が設定する撮像条件は前記ガントリの回転速度を含み、
前記回転速度は、第一のセットと第二のセットとがなす角度と前記動きの周期とに基づいて設定されることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項２に記載の放射線撮像装置であって、
前記なす角度がΔθ、前記周期がＴ、自然数がｎであるとき、
前記回転速度ｐは、ｐ＝２Δθ／（Ｔ・（２ｎ−１））であることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記条件設定部が設定する撮像条件は、放射線の照射タイミングを含み、
前記照射タイミングは、前記動きの周期に基づいて設定されることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項４に記載の放射線撮像装置であって、
前記動きの周期がＴであるとき、前記放射線の照射タイミングｔはｔ＝２Ｔ／（２ｎ−１）であることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記条件設定部は、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群とが互いの投影角度の間を満たすように、各投影画像の投影角度幅を設定することを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記条件設定部は、同じ位相に分割される第一投影画像群と第二投影画像群との互いの一部が重なるように、各投影画像の投影角度幅を設定することを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記条件設定部が設定する撮像条件は、第一のセットと第二のセットとがなす角度を含み、
前記なす角度は、前記動きの周期と前記ガントリの回転速度とに基づいて設定されることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記被写体に呼吸を促すタイミングを表示する表示部をさらに備え、
前記タイミングは、第一のセットと第二のセットとがなす角度と前記ガントリの回転速度に基づいて設定されることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置と、
前記被写体に含まれる治療対象に治療用放射線を照射する治療用放射線源と、を備えることを特徴とする放射線治療装置。