JP6883800B2 - DRR image creation device - Google Patents
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Description
この発明は、DRR画像作成装置に関し、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画像作成装置に関する。 The present invention relates to a DRR image creating apparatus, and particularly includes an X-ray tube and an X-ray detector for positioning a subject when irradiating the subject with a treatment beam to perform radiotherapy. The present invention relates to a DRR image creating device for creating a DRR image used for comparison with an X-ray image taken by an X-ray imaging system.
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撮影)画像は、例えば、被検者の位置決めに利用される。すなわち、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治療装置においては、DRR画像は、被検者の位置決め時に、X線画像の位置ずれを計算するのに使用される。また、被検者の位置決め後には、DRR画像とX線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。 A DRR (Digital Reconstructed Radiography) image, which is a virtual perspective projection using three-dimensional image data collected by an X-ray CT apparatus, is used, for example, for positioning a subject. That is, in a treatment device that irradiates a subject with a treatment beam to perform radiotherapy, the DRR image is used to calculate the displacement of the X-ray image when the subject is positioned. Further, after positioning the subject, it is confirmed by interpretation by a doctor or the like whether the positional deviation between the DRR image and the X-ray image is within the permissible range.
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。しかる後、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)。 When creating this DRR image, the geometry, which is the geometric arrangement of the X-ray tube and the X-ray detector, is virtually reproduced on the computer with the CT image in between. Then, the line integral of the CT value in the CT data voxel on the line segment connecting the virtual X-ray detector from the virtual X-ray tube is obtained. After that, the line integral of the CT value is converted into the line integral of the line attenuation coefficient to calculate the X-ray attenuation, and based on this, the relative X-ray dose reaching each pixel is calculated. Then, by normalizing the relative X-ray dose, the pixel value of each pixel is calculated to obtain a DRR image (see Patent Document 1).
DRR画像を作成するときには、仮想的なX線管から仮想的なX線検出器の各画素を結ぶ線分上に複数の計算点を設定し、この計算点に相当するCTデータボクセルにおけるCT値の線積分を求めている。このとき、CTデータの解像度はX線画像と比較して劣っていることから、各計算点におけるCT値は、その計算点の周囲のCTデータボクセルにおけるCT値から補間演算を行うことにより計算している。 When creating a DRR image, multiple calculation points are set on the line segment connecting each pixel of the virtual X-ray detector from the virtual X-ray tube, and the CT value in the CT data voxel corresponding to this calculation point is set. We are looking for the line segment of. At this time, since the resolution of the CT data is inferior to that of the X-ray image, the CT value at each calculation point is calculated by performing an interpolation calculation from the CT value in the CT data voxels around the calculation point. ing.
この補間演算のために、DRR画像の輪郭がぼけるという問題が発生する。また、CTデータの輪郭自体もぼけているために、DRR画像の輪郭がぼけるという問題が発生する。このような問題点に対応するため、位置決めに重要となる骨部に対応するCT値に重みをつけ、骨部を強調することも考えられるが、このような方法では、DRR画像のコントラストを向上させることはできても、エッジ部分のボケを解消することは不可能である。 Due to this interpolation calculation, there arises a problem that the outline of the DRR image is blurred. Further, since the contour of the CT data itself is also blurred, there arises a problem that the contour of the DRR image is blurred. In order to deal with such a problem, it is conceivable to weight the CT value corresponding to the bone part, which is important for positioning, to emphasize the bone part, but such a method improves the contrast of the DRR image. Although it can be made, it is impossible to eliminate the blurring of the edge portion.
従って、DRR画像においては、例えば、骨部と軟部組織との輪郭を明確に認識することが困難となる。このため、DRR画像とX線画像とを比較して位置ずれを高精度で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、被検者の位置決め精度が低下するという問題が生ずる。また、被検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。 Therefore, in the DRR image, for example, it becomes difficult to clearly recognize the contours of the bone and soft tissues. Therefore, it becomes difficult to recognize the positional deviation with high accuracy by comparing the DRR image and the X-ray image. Further, even when a doctor or the like determines by interpretation whether the positional deviation between the DRR image and the X-ray image is within the permissible range, it takes a long time to interpret the image. In such a case, there arises a problem that the positioning accuracy of the subject is lowered. In addition to causing pain to the subject, there arises a problem that the throughput of radiotherapy using an expensive radiotherapy device is reduced.
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、DRR画像の骨部と軟部組織との間の領域を鮮鋭化することにより、DRR画像とX線画像との位置決めを高精度かつ容易に実行することが可能なDRR画像作成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and by sharpening the region between the bone and soft tissues of the DRR image, positioning of the DRR image and the X-ray image can be performed with high accuracy and ease. It is an object of the present invention to provide a DRR image creating apparatus capable of executing the above.
第1の発明は、コンピュータ上にX線撮影系の幾何学的配置を再現して予め収集されたCT画像データに対して仮想的に透視投影を行うことにより、被検者に対して放射線治療を行うときの被検者の位置決め時にX線画像との比較に使用されるDRR画像を作成するDRR画像作成装置であって、前記CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域に対して、そのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるよう変換処理を実行する画像処理部を備え、前記画像処理部は、前記CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域に対して、そのCT値が予め設定されたCT値以上の領域についてはそのCT値が骨部のCT値と近似するCT値となるよう変換処理を実行するとともに、そのCT値が予め設定されたCT値より小さい領域についてはそのCT値が軟部組織のCT値と近似するCT値となる変換処理を実行する。 The first invention is to perform radiotherapy for a subject by reproducing the geometrical arrangement of an X-ray imaging system on a computer and virtually performing fluoroscopic projection on CT image data collected in advance. It is a DRR image creation device that creates a DRR image used for comparison with an X-ray image when positioning a subject when performing the procedure, and corresponds to the CT value corresponding to the bone part and the soft tissue in the CT image data. An image processing unit is provided that performs conversion processing on a region having a CT value between the CT value and the CT value so that the CT value becomes a CT value close to the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue. The image processing unit has a CT value equal to or higher than a preset CT value for a region having a CT value between a CT value corresponding to a bone portion and a CT value corresponding to a soft tissue in the CT image data. The conversion process is performed so that the CT value of the region is close to the CT value of the bone, and the CT value of the region is smaller than the preset CT value of the soft tissue. A conversion process that obtains a CT value that is close to the CT value is executed.
第2の発明は、コンピュータ上にX線撮影系の幾何学的配置を再現して予め収集されたCT画像データに対して仮想的に透視投影を行うことにより、被検者に対して放射線治療を行うときの被検者の位置決め時にX線画像との比較に使用されるDRR画像を作成するDRR画像作成装置であって、前記CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域に対して、そのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるよう変換処理を実行する画像処理部を備え、前記画像処理部は、前記CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域に対して、そのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるような重みづけ係数を乗算する。 The second invention is to perform radiotherapy for a subject by reproducing the geometrical arrangement of an X-ray imaging system on a computer and virtually performing fluoroscopic projection on CT image data collected in advance. A DRR image creation device that creates a DRR image used for comparison with an X-ray image when positioning a subject when performing An image processing unit is provided that performs conversion processing on a region having a CT value between the CT value and the CT value so that the CT value becomes a CT value close to the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue. The image processing unit has a CT value between the CT value corresponding to the bone and the CT value corresponding to the soft tissue in the CT image data, and the CT value is the CT value of the bone or the soft tissue. Multiply by a weighting coefficient such that the CT value is close to the CT value of the tissue.
第3の発明は、コンピュータ上にX線撮影系の幾何学的配置を再現して予め収集されたCT画像データに対して仮想的に透視投影を行うことにより、被検者に対して放射線治療を行うときの被検者の位置決め時にX線画像との比較に使用されるDRR画像を作成するDRR画像作成装置であって、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対応した線分上に複数の計算点を設定し、前記計算点の周囲のCT値に基づいて補間を行うことにより前記計算点のCT値を演算するとともに、その演算値が前記CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する計算点に対してそのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるよう変換処理を実行し、変換後の各計算点のCT値を用いて前記線分上に位置する前記計算点のCT値を累積することによりDRR画像を作成する画像処理部を備えることを特徴とする。 The third invention is to perform radiotherapy for a subject by reproducing the geometrical arrangement of an X-ray imaging system on a computer and virtually performing fluoroscopic projection on CT image data collected in advance. It is a DRR image creation device that creates a DRR image used for comparison with an X-ray image when positioning a subject when performing the above, and corresponds to the geometrical arrangement of the X-ray imaging system reproduced on the computer. A plurality of calculation points are set on the line segment, and the CT value of the calculation point is calculated by performing interpolation based on the CT value around the calculation point, and the calculated value is the bone in the CT image data. So that the CT value is close to the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue for the calculation point having the CT value between the CT value corresponding to the part and the CT value corresponding to the soft tissue. It is characterized by including an image processing unit that executes conversion processing and creates a DRR image by accumulating the CT values of the calculation points located on the line segment using the CT values of each calculation point after conversion. To do.
第4の発明は、前記画像処理部は、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対応した線分上に複数の計算点を設定し、前記計算点の周囲のCT値に基づいて補間を行うことにより前記計算点のCT値を演算するとともに、その演算値が前記CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する計算点に対してそのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるような重みづけ係数を乗算し、重みづけ後の各計算点のCT値を用いて前記線分上に位置する前記計算点のCT値を累積することによりDRR画像を作成する。 In the fourth invention, the image processing unit sets a plurality of calculation points on a line segment corresponding to the geometric arrangement of the X-ray imaging system reproduced on the computer, and the CT value around the calculation points. The CT value of the calculation point is calculated by performing interpolation based on the above, and the calculated value is a CT value between the CT value corresponding to the bone part and the CT value corresponding to the soft tissue in the CT image data. Multiply the calculated points that have a weighting coefficient so that the CT value is a CT value that is close to the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue, and use the CT value of each calculated point after weighting. A DRR image is created by accumulating the CT values of the calculation points located on the line segment.
第1、第2の発明によれば、CT画像データに対して変換処理(例えば重みづけ処理)を実行することにより、DRR画像の骨部と軟部組織との間の領域を鮮鋭化することができ、DRR画像とX線画像との位置決めを高精度かつ容易に実行することが可能となる。このとき、CT画像データに対して予め変換処理(例えば重みづけ処理)を実行することから、DRR画像を迅速に作成することが可能となる。 According to the first and second inventions, it is possible to sharpen the region between the bone and soft tissues of the DRR image by performing a conversion process (for example, a weighting process) on the CT image data. Therefore, positioning of the DRR image and the X-ray image can be performed with high accuracy and easily. At this time, since the conversion process (for example, the weighting process) is executed in advance on the CT image data, the DRR image can be quickly created.
第3、第4の発明によれば、計算点のCT値の補間演算とともに変換処理(例えば重みづけ処理)を実行することにより、DRR画像の骨部と軟部組織との間の領域を鮮鋭化することができ、DRR画像とX線画像との位置決めを高精度かつ容易に実行することが可能となる。 According to the third and fourth inventions, the region between the bone and the soft tissue of the DRR image is sharpened by executing the conversion process (for example, the weighting process) together with the interpolation calculation of the CT value of the calculation point. This makes it possible to easily perform positioning of the DRR image and the X-ray image with high accuracy.
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作成装置としてのDRR画像作成部を備えたX線透視装置を、放射線照射装置90とともに示す斜視図である。これらのX線透視装置と放射線照射装置90とにより、放射線治療装置が構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an X-ray fluoroscopic device including a DRR image creating unit as a DRR creating device according to the present invention together with a radiation irradiating
放射線照射装置90は、カウチとも呼称される検診台29上の被検者に対して放射線照射を行うものであり、治療室の床面に設置された基台91に対して揺動可能に設置されたガントリー92と、このガントリー92に配設された治療ビームを出射するヘッド93とを備える。この放射線照射装置90によれば、ガントリー92が基台91に対して揺動することにより、ヘッド93から照射される治療ビームの照射方向を変更することができる。このため、被検者における腫瘍等の患部に対して様々な方向から治療ビームを照射することが可能となる。
The
この放射線照射装置90とともに使用されるX線透視装置は、被検者の位置決めを行うためのX線透視を実行するものである。すなわち、X線透視装置によって得られたX線透視画像と、CT画像から作成されたDRR画像とを比較することによって、被検者の位置決め(被検者が載せられた検診台29を治療計画時と同じ適切な位置に移動すること)が実行される。
The X-ray fluoroscope used together with the
このX線透視装置は、第1X線管11a、第2X線管11b、第3X線管11c、第4X線管11d(これらを総称する場合には「X線管11」という)と、第1フラットパネルディテクタ21a、第2フラットパネルディテクタ21b、第3フラットパネルディテクタ21c、第4フラットパネルディテクタ21d(これらを総称する場合には「フラットパネルディテクタ21」という)とを備える。第1X線管11aから照射されたX線は、検診台29上の被検者を透過した後、第1フラットパネルディテクタ21aにより検出される。第1X線管11aと第1フラットパネルディテクタ21aとは、第1X線撮影系を構成する。第2X線管11bから照射されたX線は、検診台29上の被検者を透過した後、第2フラットパネルディテクタ21bにより検出される。第2X線管11bと第2フラットパネルディテクタ21bとは、第2X線撮影系を構成する。第3X線管11cから照射されたX線は、検診台29上の被検者を透過した後、第3フラットパネルディテクタ21cにより検出される。第3X線管11cと第3フラットパネルディテクタ21cとは、第3X線撮影系を構成する。第4X線管11dから照射されたX線は、検診台29上の被検者を透過した後、第4フラットパネルディテクタ21dにより検出される。第4X線管11dと第4フラットパネルディテクタ21dとは、第4X線撮影系を構成する。
This X-ray fluoroscope includes a
なお、被検者の位置決めのためのX線撮影を実行するときには、第1X線撮影系、第2X線撮影系、第3X線撮影系、第4X線撮影系のうちの2つのX線撮影系が選択されて使用される。 When performing X-ray imaging for positioning the subject, two X-ray imaging systems out of the first X-ray imaging system, the second X-ray imaging system, the third X-ray imaging system, and the fourth X-ray imaging system. Is selected and used.
図2は、X線透視装置の主要な制御系を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a main control system of the X-ray fluoroscope.
このX線透視装置は、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、装置全体を制御する制御部30を備える。この制御部30は、上述した第1X線管11a、第2X線管11b、第3X線管11cおよび第4X線管11dと、第1フラットパネルディテクタ21a、第2フラットパネルディテクタ21b、第3フラットパネルディテクタ21cおよび第4フラットパネルディテクタ21dとに接続されている。また、この制御部30は、検診台移動機構28と接続されている。そして、この制御部30は、この発明に係るDRR画像作成装置としてのDRR画像作成部31を備える。
This fluoroscopy device includes a CPU that executes logical operations, a ROM that stores operation programs necessary for controlling the device, a RAM that temporarily stores data and the like during control, and controls that control the entire device. A
また、この制御部30は、上述した放射線照射装置90と、治療計画装置99とに接続されている。なお、制御部30と治療計画装置99とは、病院内の被検者管理システムの院内通信である放射線科情報システム(RIS)を介して接続されてもよい。ここで、治療計画装置99は、放射線治療を行うに先だって、治療計画を作成するためのものである。この治療計画装置においては、CT撮影装置により撮影された被検者Mの3次元CT画像データを記憶している。そして、この3次元CT画像データと被検者Mのその他のデータとに基づいて、被検者Mの治療計画が作成される。
Further, the
制御部30におけるDRR画像作成部31は、この発明に係るDDR画像作成装置として機能するものであり、各種の画像処理を実行する画像処理部32を備える。この画像処理部32は、治療計画装置99から取得したCT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域に対して重みづけ処理を実行する重みづけ部33と、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対応した線分上に複数の計算点を設定し、この計算点の周囲のCT値に基づいて補間を行うことにより計算点のCT値を演算するCT値演算部34と、線分上に位置する計算点の演算後のCT値を累積することによりDRR画像を作成するCT値累積部35とを備える。
The DRR
次に、制御部30におけるDRR画像作成部31によりDRR画像を作成するDRR画像作成動作について説明する。図3は、DRR画像作成動作を示すフローチャートである。また、図4は、仮想的な透視撮影によりDRR画像を作成する状態を模式的に示す説明図である。
Next, a DRR image creation operation for creating a DRR image by the DRR
DRR画像を作成するときには、制御部30が治療計画装置99からCT画像データ100を取得する(ステップS11)。このCT画像データ100は、複数の2次元のCT画像データの集合である3次元のボクセルデータである。このCT画像データ100は、例えば、512×512ピクセルの2次元画像が被検者Mを横断する方向(図4に示す線分L1またはL2に沿った方向)に200枚程度積層された構造を有する。このCT画像データ100は、治療計画の作成時に、図示を省略したCT装置から得たデータに基づいて、治療計画装置99により作成される。
When creating the DRR image, the
次に、このCT画像データ100に対して、図2に示す重みづけ部33により、CT画像データ100における骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域に対して、重みづけ係数を乗算する重みづけ処理を実行する(ステップS12)。
Next, with respect to the
図5は、重みづけ処理を行う形態を模式的に示す説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing a mode in which the weighting process is performed.
この図において、骨部に相当するCT値を有する領域と、軟部組織に相当するCT値を有する領域との間に、ハッチングを付して示す中間のCT値を有する中間領域が存在する。CT画像においては、骨部に相当する領域のCT値は、例えば、1000〜1500HU(Hounsfield Unit)程度であり、軟部組織に相当する領域のCT値は、例えば、0〜200HU程度である。これに対して、図5においてハッチングを付して示す中間領域のCT値は、200〜1000HU程度となっている。 In this figure, there is an intermediate region having an intermediate CT value indicated by hatching between a region having a CT value corresponding to a bone portion and a region having a CT value corresponding to a soft tissue. In the CT image, the CT value of the region corresponding to the bone portion is, for example, about 1000 to 1500 HU (Hounsfield Unit), and the CT value of the region corresponding to the soft tissue is, for example, about 0 to 200 HU. On the other hand, the CT value of the intermediate region shown with hatching in FIG. 5 is about 200 to 1000 HU.
重みづけ処理の第1の形態としては、図5(a)に示すように、この図においてハッチングを付した中間領域のCT値に対して、そのCT値が骨部のCT値と近似するCT値となるような重みづけ係数を乗算する。より具体的には、重みづけ計数として、中間領域のCT値に対して、例えば、2.5〜5程度の係数を乗算する。これにより、図5においてハッチングを付した中間領域のCT値は、骨部のCT値と近似する値となる。これにより、DRR画像の骨部と軟部組織の間のエッジを鮮鋭化することが可能となる。 As a first form of the weighting process, as shown in FIG. 5A, the CT value of the hatched intermediate region in this figure is close to the CT value of the bone. Multiply the weighting factor so that it becomes a value. More specifically, as a weighted count, the CT value in the intermediate region is multiplied by a coefficient of, for example, about 2.5 to 5. As a result, the CT value of the hatched intermediate region in FIG. 5 becomes a value close to the CT value of the bone portion. This makes it possible to sharpen the edge between the bone and soft tissues of the DRR image.
また、重みづけ処理の第2の形態としては、図5(a)に示すように、この図においてハッチングを付した中間領域のCT値に対して、そのCT値が軟部組織のCT値と近似するCT値となるような重みづけ係数を乗算する。より具体的には、重みづけ計数として、中間領域のCT値に対して、例えば、0.2〜0.4程度の係数を乗算する。これにより、図5においてハッチングを付した中間領域のCT値は、軟部組織のCT値と近似する値となる。これにより、DRR画像の骨部と軟部組織の間のエッジを鮮鋭化することが可能となる。 Further, as a second form of the weighting process, as shown in FIG. 5A, the CT value of the hatched intermediate region in this figure is close to the CT value of the soft tissue. Multiply the weighting coefficient so that the CT value is obtained. More specifically, as a weighted count, the CT value in the intermediate region is multiplied by a coefficient of, for example, about 0.2 to 0.4. As a result, the CT value of the hatched intermediate region in FIG. 5 becomes a value close to the CT value of the soft tissue. This makes it possible to sharpen the edge between the bone and soft tissues of the DRR image.
さらに、重みづけ処理の第3の形態としては、図5(b)に示すように、この図においてハッチングを付した中間領域について、そのCT値が予め設定されたCT値以上の領域についてはそのCT値が骨部のCT値と近似するCT値となるような重みづけ係数を乗算するとともに、そのCT値が予め設定されたCT値より小さい領域についてはそのCT値が軟部組織のCT値と近似するCT値となるような重みづけ係数を乗算する。より具体的には、中間領域のうちCT値が500HU以上の領域に対しては、例えば、2.5〜5程度の係数を乗算し、中間領域のうちCT値が500HUより小さい領域に対しては、例えば、0.2〜0.4程度の係数を乗算する。これにより、図5(b)においてハッチングを付した中間領域のうち、骨部側の中間領域のCT値は骨部のCT値と近似する値となり、軟部組織側の中間領域のCT値は軟部組織のCT値と近似する値となる。これにより、DRR画像の骨部と軟部組織の間のエッジを鮮鋭化することが可能となる。 Further, as a third form of the weighting process, as shown in FIG. 5 (b), with respect to the hatched intermediate region in this figure, the region whose CT value is equal to or higher than the preset CT value is the region. Multiply by a weighting coefficient so that the CT value is a CT value that is close to the CT value of the bone, and for a region where the CT value is smaller than the preset CT value, the CT value is the CT value of the soft tissue. Multiply by a weighting coefficient that gives an approximate CT value. More specifically, for an intermediate region having a CT value of 500 HU or more, for example, a coefficient of about 2.5 to 5 is multiplied, and for an intermediate region having a CT value smaller than 500 HU, for example. Is, for example, multiplied by a coefficient of about 0.2 to 0.4. As a result, among the hatched intermediate regions in FIG. 5B, the CT value of the intermediate region on the bone side is close to the CT value of the bone, and the CT value of the intermediate region on the soft tissue side is the soft tissue. The value is close to the CT value of the tissue. This makes it possible to sharpen the edge between the bone and soft tissues of the DRR image.
以上の重みづけ処理が完了すれば、CT画像データ100に対して仮想的に透視投影を行うことによりDRR画像を作成する。このときには、コンピュータ上に三次元のCT画像データ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、CT画像データ100を挟んで、両側に、図1に示すX線管11とフラットパネルディテクタ21を配置する。これらのCT画像データ100およびX線管11またはフラットパネルディテクタ21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MとX線管11とフラットパネルディテクタ21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線管およびフラットパネルディテクタの幾何学的配置関係を意味する。
When the above weighting process is completed, a DRR image is created by virtually performing a perspective projection on the
この状態で、図2に示すCT値演算部34により、X線管11と、CT画像データ100の各画素を介してフラットパネルディテクタ21の各画素とを結ぶ多数の線分Lを設定する。なお、図4においては、説明の便宜上、2本の線分L1、L2を図示している。そして、この線分L上に、各々、複数の計算点を設定する(ステップS13)。この計算点は、例えば、線分L上に1mm毎に設定される。そして、図2に示すCT値演算部34により、各計算点のCT値を演算する(ステップS14)。このCT値の演算時には、計算点の周囲のCTデータボクセルにおけるCT値を利用した補間が実行される。
In this state, the CT
次に、図2に示すCT値累積部35により、線分L上の各計算点のCT値を累積する(ステップS15)。この累積値が、線減弱係数の線積分に変換されて、X線の減弱を算出することにより、DRR画像が作成される。
Next, the CT
作成されたDRR画像は、被検者Mの位置決め時に、X線画像の位置ずれを計算するのに使用される。この位置ずれ量に基づいて、図2に示す検診台移動機構28により、検診台29が移動され、被検者Mの位置決めが実行される。また、被検者Mの位置決め後には、DRR画像とX線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。このときには、DRR画像として、骨部と軟部組織との間の領域が鮮鋭化されたものが作成されていることから、DRR画像とX線画像との位置決めを高精度に実行することが可能となり、また、医師等による読影も容易なものとなる。 The created DRR image is used to calculate the misalignment of the X-ray image when positioning the subject M. Based on this amount of misalignment, the examination table 29 is moved by the examination table moving mechanism 28 shown in FIG. 2, and the subject M is positioned. Further, after positioning the subject M, it is confirmed by interpretation by a doctor or the like whether the positional deviation between the DRR image and the X-ray image is within the permissible range. At this time, since the DRR image is created in which the region between the bone and the soft tissue is sharpened, it is possible to accurately position the DRR image and the X-ray image. In addition, the interpretation by a doctor or the like becomes easy.
次に、制御部30におけるDRR画像作成部31によりDRR画像を作成するDRR画像作成動作の他の実施形態について説明する。図6は、第2実施形態に係るDRR画像作成動作を示すフローチャートである。
Next, another embodiment of the DRR image creation operation for creating a DRR image by the DRR
上述した第1実施形態においては、CT画像データ100に対して重みづけ処理を実行した後に、重みづけ後のCT画像データに対して仮想的に透視投影を行うことによりDRR画像を作成している。これに対して、この第2実施形態においては、補間を利用したCT値の演算時に、図2に示す重みづけ部33により、重みづけ処理を実行する構成を採用している。
In the first embodiment described above, a DRR image is created by performing a weighting process on the
この第2実施形態においては、第1実施形態と同様、最初に、制御部30が治療計画装置99からCT画像データ100を取得する(ステップS21)。そして、図4に示すように、CT画像データ100に対して仮想的に透視投影を行う。すなわち、図2に示すCT値演算部34により、X線管11と、CT画像データ100の各画素を介してフラットパネルディテクタ21とを結ぶ多数の線分Lを設定する。そして、この線分L上に、各々、複数の計算点を設定する(ステップS22)。この計算点は、例えば、第1実施形態同様、線分L上に1mm毎に設定される。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the
そして、図2に示すCT値演算部34により、各計算点のCT値を演算する(ステップS23)。このCT値の演算時には、計算点の周囲のCTデータボクセルにおけるCT値を利用した補間が実行される。このCT値の演算時に、図2に示す重みづけ部33により、重みづけ処理を実行する(ステップS24)。この重みづけ処理は、第1実施形態同様、CT画像データ100における骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域に対して重みづけ係数を乗算する工程であり、上述した3つの形態のいずれかにより実行される。
Then, the CT
そして、次に、図2に示すCT値累積部35により、線分L上の各計算点のCT値を累積する(ステップS25)。この累積値が、線減弱係数の線積分に変換されて、X線の減弱を算出することにより、DRR画像が作成される。
Then, the CT
この第2実施形態においても、DRR画像として、骨部と軟部組織との間の領域が鮮鋭化されたものが作成されていることから、DRR画像とX線画像との位置決めを高精度に実行することが可能となり、また、医師等による読影も容易なものとなる。 Also in this second embodiment, since the DRR image is created in which the region between the bone and the soft tissue is sharpened, the DRR image and the X-ray image can be positioned with high accuracy. In addition, it becomes easy for a doctor or the like to interpret the image.
なお、上述した各実施形態においては重みづけ係数を乗算する処理を行っているが、これに代えて所定の関数やLUT(Look Up Table)を使用して、CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域に対して、そのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるように処理することもできる。これらを総称して、そのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるよう変換する処理と定義する。この発明に係るDRR画像作成装置としてのDRR画像作成部31を、X線透視装置の制御部に配設しているが、DRR画像作成装置をX線透視装置から分離した単独の装置として構成してもよい。
In each of the above-described embodiments, the process of multiplying the weighting coefficient is performed, but instead of this, a predetermined function or LUT (Look Up Table) is used to correspond to the bone portion in the CT image data. For a region having a CT value between the CT value and the CT value corresponding to the soft tissue, the CT value is processed so that the CT value is close to the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue. You can also. These are collectively defined as a process of converting the CT value into a CT value that is close to the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue. The DRR
11a 第1X線管
11b 第2X線管
11c 第3X線管
11d 第4X線管
21a 第1フラットパネルディテクタ
21b 第2フラットパネルディテクタ
21c 第3フラットパネルディテクタ
21d 第4フラットパネルディテクタ
30 制御部
31 DRR画像作成部
32 画像処理部
33 重みづけ部
34 CT値演算部
35 CT値累積部
90 放射線照射装置
99 治療計画装置
100 CT画像データ
11a
Claims (5)
前記CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域である中間領域に対して、そのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるよう変換処理を実行する画像処理部を備え、
前記画像処理部は、前記中間領域のうち、そのCT値が予め設定されたCT値以上の領域についてはそのCT値が骨部のCT値と近似するCT値となるよう変換処理を実行するとともに、そのCT値が予め設定されたCT値より小さい領域についてはそのCT値が軟部組織のCT値と近似するCT値となる変換処理を実行するDRR画像作成装置。 By performing virtually perspective projection with respect to the CT image data previously collected by reproducing the geometry of the X-ray imaging system on the computer, a DRR image creation device for creating D RR image,
The CT value is the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue with respect to the intermediate region which is the region having the CT value between the CT value corresponding to the bone and the CT value corresponding to the soft tissue in the CT image data. It is equipped with an image processing unit that executes conversion processing so that the CT value is close to the CT value.
The image processing unit executes conversion processing so that the CT value of the intermediate region is equal to or higher than the preset CT value and the CT value is close to the CT value of the bone. A DRR image creation device that executes a conversion process in which the CT value is a CT value that is close to the CT value of the soft tissue in a region where the CT value is smaller than the preset CT value.
前記CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する領域である中間領域に対して、そのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるよう変換処理を実行する画像処理部を備え、
前記画像処理部は、前記中間領域に対して、そのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるような重みづけ係数を乗算するDRR画像作成装置。 By performing virtually perspective projection with respect to the CT image data previously collected by reproducing the geometry of the X-ray imaging system on the computer, a DRR image creation device for creating D RR image,
The CT value is the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue with respect to the intermediate region which is the region having the CT value between the CT value corresponding to the bone and the CT value corresponding to the soft tissue in the CT image data. It is equipped with an image processing unit that executes conversion processing so that the CT value is close to the CT value.
The image processing unit is a DRR image creating device that multiplies the intermediate region by a weighting coefficient such that the CT value is a CT value that is close to the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue.
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対応した線分上に複数の計算点を設定し、前記計算点の周囲のCT値に基づいて補間を行うことにより前記計算点のCT値を演算するとともに、その演算値が前記CT画像データにおける骨部に対応するCT値と軟部組織に対応するCT値との間のCT値を有する計算点である中間計算点に対してそのCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるよう変換処理を実行し、変換後の各計算点のCT値を用いて前記線分上に位置する前記計算点のCT値を累積することによりDRR画像を作成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。 By performing virtually perspective projection with respect to the CT image data previously collected by reproducing the geometry of the X-ray imaging system on the computer, a DRR image creation device for creating D RR image,
A plurality of calculation points are set on the line segment corresponding to the geometrical arrangement of the X-ray imaging system reproduced on the computer, and the calculation points are interpolated based on the CT values around the calculation points. The CT value is calculated, and the calculated value is the intermediate calculation point which is a calculation point having a CT value between the CT value corresponding to the bone part and the CT value corresponding to the soft tissue in the CT image data. The conversion process is executed so that the CT value becomes a CT value close to the CT value of the bone or the CT value of the soft tissue, and the calculation point located on the line segment is used using the CT value of each calculation point after conversion. A DRR image creating apparatus including an image processing unit that creates a DRR image by accumulating CT values of.
前記画像処理部は、前記中間計算点に対して重みづけ係数を乗算することにより、該中間計算点のCT値が骨部のCT値または軟部組織のCT値と近似するCT値となるよう変換処理を実行する、DRR画像作成装置。 In the DRR image creating apparatus according to claim 3,
Wherein the image processing section, by multiplying the weighting pickled coefficient over the previous SL intermediate calculation point, the CT value CT value of the intermediate calculation point is approximate to the CT value of CT values or soft tissue of the bone portion A DRR image creation device that performs conversion processing.
前記軟部組織のCT値と近似するCT値が、ゼロよりも大きい値である、DRR画像作成装置。 A DRR image creating apparatus in which a CT value close to the CT value of the soft tissue is a value larger than zero.
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