JPWO2010073308A1 - 放射線断層撮影方法 - Google Patents

Abstract

本発明による放射線断層撮影方法は、第１線源から出射された放射線により撮影された透過画像と、第２線源から出射された放射線により撮影された透過画像とに基づいて変換関数を算出するステップと、ここで、その第２校正用放射線が出射されたときの第２線源の位置は、その第１校正用放射線が出射されたときの第１線源の位置に一致し、その第１線源とその第２線源は、一方が放射線を出射するときに、他方も放射線を出射し、その第１線源とその第２線源とからそれぞれ同時に出射された複数の第１再構成用放射線と第２再構成用放射線とをそれぞれ用いて複数の第１再構成用透過画像と複数の第２再構成用透過画像とを撮影するステップと、その変換関数に基づいて複数の第１再構成用透過画像と複数の第２再構成用透過画像とを複数の補正後透過画像にそれぞれ補正するステップと、その複数の補正後透過画像を３次元データに再構成するステップとを備えている。

Description

本発明は、放射線断層撮影方法に関し、特に、被写体の透過画像に基づいてその被写体の３次元データを再構成するときに利用される放射線断層撮影方法に関する。

撮影対象の回りを回転する線源からその撮影対象に照射される円錐状（コーン状）のＸ線を用いて撮影される複数の透過画像に基づいて、その撮影対象の三次元ＣＴデータを再構成するコーンビームＣＴ（ＣＢＣＴ：Ｃｏｎｅ Ｂｅａｍ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が知られている。このようなコーンビームＣＴは、その線源を複数回の回転させることなく、その三次元ＣＴデータを短時間に作成することができる。人体を撮影対象とする場合には、呼吸性移動に起因する被写体ぶれを除いた高精度な画像を取得するために、撮影中に撮影対象者の息止めが必要となる。患者の負担を軽減するために、その透過画像の撮影時間を短時間化することが望まれている。

その線源の回転速度を高速化することにより、コーンビームＣＴ撮影時間を短縮することができる。その線源を高速かつ安全に回転させるためには、大型の検出器等の回転部分を安全に収納する保護カバー等に機器を収める必要があり、その装置は、複雑で大型な機器となり高価なものになる。回転速度を上げることなく，高速なＣＢＣＴ撮影をすることが望まれている。

特許第３９４０７４７号公報には、回転角を１８０度より小さくすることのできるＸ線診断装置が開示されている。そのＸ線診断装置は、被検体の回りの異なる撮影角度から撮影した複数のＸ線投影画像から被検体の３次元データを再構成するＸ線診断装置において、β＞α（αはＸ線束の広がり角）とするとき、Ｘ線管とＸ線検出器とからなる少なくとも２組の撮影系が９０度で交差するように設けられ、一方の撮影系により０度から（９０＋β）度までの範囲内で撮影角度の異なる複数のＸ線投影画像を得、他の撮影系により９０度から（１８０＋β）度までの範囲内で撮影角度の異なる複数のＸ線投影画像を得、９０度から（９０＋β）度までの範囲で２組の撮影系で同じ撮影角度で造影剤注入前に撮影した２枚のＸ線投影画像から２組の撮影系間の感度差を求め、この感度差に基づいて造影剤注入後に２組の撮影系で撮影した複数のＸ線投影画像の感度補正をして、感度補正された複数のＸ線投影画像から被検体の３次元データを再構成することを特徴とする。

本発明の課題は、撮影対象の三次元データを再構成するための透過画像をより高速に撮影する放射線断層撮影方法を提供することにある。

本発明による放射線断層撮影方法は、移動可能なガントリに支持される第１線源から出射された第１校正用放射線を用いて第１校正用透過画像を撮影するステップと、そのガントリに支持される第２線源から出射された第２校正用放射線を用いて第２校正用透過画像を撮影するステップと、その第１校正用透過画像とその第２校正用透過画像とに基づいて変換関数を算出するステップと、互いに異なる複数の第１位置にその第１線源がそれぞれ配置されるときにその第１線源からそれぞれ出射された複数の第１再構成用放射線を用いて複数の第１再構成用透過画像をそれぞれ撮影するステップと、互いに異なる複数の第２位置にその第２線源がそれぞれ配置されるときにその第２線源からそれぞれ出射された複数の第２再構成用放射線を用いて複数の第２再構成用透過画像をそれぞれ撮影するステップと、その変換関数に基づいてその複数の第２再構成用透過画像を複数の補正後透過画像にそれぞれ補正するステップと、その複数の第１再構成用透過画像とその複数の補正後透過画像とを３次元データに再構成するステップとを備えている。その第２校正用放射線が出射されたときにその第２線源が配置される位置は、その第１校正用放射線が出射されたときにその第１線源が配置される位置に一致する。その第１線源は、その第２校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射する。その第２線源は、その第１校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射する。その複数の第１再構成用放射線がそれぞれ出射された複数の第１時刻は、その複数の第２再構成用放射線がそれぞれ出射された複数の第２時刻にそれぞれ一致する。

その複数の第１再構成用放射線は、その第１校正用放射線を含んでいることが好ましい。

その複数の第２再構成用透過画像は、輝度が変換されることにより、その複数の補正後透過画像に補正される。

その変換関数に基づいてその第２校正用透過画像から補正された透過画像の輝度の度数分布は、その第１校正用透過画像の輝度の度数分布に一致する。

本発明による放射線断層撮影方法は、その第１線源から出射された他の第１校正用放射線を用いて他の第１校正用透過画像を撮影するステップと、その第２線源から出射された他の第２校正用放射線を用いて他の第２校正用透過画像を撮影するステップとをさらに備えている。その他の第２校正用放射線が出射されたときにその第２線源が配置される位置は、その第１校正用放射線が出射されたときにその第１線源が配置される位置と異なり、その他の第１校正用放射線が出射されたときにその第１線源が配置される位置に一致する。その第１線源は、その他の第２校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射する。その第２線源は、その他の第１校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射する。その変換関数は、その他の第１校正用透過画像とその他の第２校正用透過画像とにさらに基づいて算出される。

その第１校正用透過画像は、その複数の第１再構成用透過画像と別途に撮影される。

その第１校正用透過画像は、その複数の第２位置にその第１線源がそれぞれ配置されるときにその第１線源からそれぞれ出射された複数の第１校正用放射線を用いて複数がそれぞれ撮影される。その第２校正用透過画像は、その複数の第２位置にその第２線源がそれぞれ配置されるときにその第２線源からそれぞれ出射された複数の第２校正用放射線を用いて複数がそれぞれ撮影される。その第１線源は、その複数の第２校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射する。その第２線源は、その複数の第１校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射する。その複数の第２再構成用透過画像のうちのその第２線源が所定位置に配置されたときに撮影された１つの透過画像は、その複数の第１校正用透過画像のうちのその第１線源がその所定位置に配置されたときに撮影された透過画像とその複数の第２校正用透過画像のうちのその第２線源がその所定位置に配置されたときに撮影された透過画像とに基づいて算出された変換関数に基づいて補正される。

本発明による放射線断層撮影方法は、そのガントリに支持された第３線源から出射された第３校正用放射線を用いて第３校正用透過画像を撮影するステップと、その第２線源から出射された第４校正用放射線を用いて第４校正用透過画像を撮影するステップと、その第３校正用透過画像とその第４校正用透過画像とに基づいて他の変換関数を算出するステップと、互いに異なる複数の第３位置にその第３線源がそれぞれ配置されるときにその第３線源から出射された複数の第３再構成用放射線を用いて複数の第３再構成用透過画像をそれぞれ撮影するステップと、その変換関数とその他の変換関数とに基づいてその複数の第３再構成用透過画像を他の複数の補正後透過画像にそれぞれ補正するステップとをさらに備えている。その第４校正用放射線が出射されるときにその第２線源が配置された位置は、その第３校正用放射線が出射されるときにその第３線源が配置された位置に一致する。その第１線源は、その第３校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射する。その第２線源は、その第３校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射する。その第３線源は、その第１校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、その第２校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射する。その複数の第３再構成用放射線がそれぞれ出射される複数の第３時刻は、その複数の第１時刻にそれぞれ一致しその３次元データは、その複数の第１再構成用透過画像とその複数の補正後透過画像とその他の複数の補正後透過画像とから再構成される。

その複数の第１再構成用放射線とその複数の第２再構成用放射線とが出射された期間は、その複数の第１再構成用透過画像とその複数の第１再構成用透過画像との被写体に治療用放射線が照射された時刻を含んでいる。

本発明による放射線治療装置制御装置は、移動可能な走行ガントリに支持された第１線源と、その走行ガントリに支持された第２線源とを備えている放射線治療装置を制御する。本発明による放射線治療装置制御装置は、その第１線源から出射された第１校正用放射線を用いて撮影された第１校正用透過画像と、その第２線源から出射された第２校正用放射線を用いて撮影された第２校正用透過画像とに基づいて変換関数を算出する校正部と、互いに異なる複数の第１位置にその第１線源がそれぞれ配置されるときにその第１線源からそれぞれ出射された複数の第１再構成用放射線を用いて複数の第１再構成用透過画像をそれぞれ撮影し、互いに異なる複数の第２位置にその第２線源がそれぞれ配置されるときにその第２線源からそれぞれ出射された複数の第２再構成用放射線を用いて複数の第２再構成用透過画像をそれぞれ撮影する撮影部と、その変換関数に基づいてその複数の第２再構成用透過画像を複数の補正後透過画像にそれぞれ補正する補正部と、その複数の第１再構成用透過画像とその複数の補正後透過画像とを３次元データに再構成する再構成部とを備えている。その第２校正用放射線が出射されたときにその第２線源が配置される位置は、その第１校正用放射線が出射されたときにその第１線源が配置される位置に一致する。その第１線源は、その第２校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射する。その第２線源は、その第１校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射する。その複数の第１再構成用放射線がそれぞれ出射された複数の第１時刻は、その複数の第２再構成用放射線がそれぞれ出射された複数の第２時刻にそれぞれ一致する。

その補正部は、その複数の第２再構成用透過画像の輝度を変換することにより、その複数の第２再構成用透過画像をその複数の補正後透過画像に補正することが好ましい。

その変換関数は、その変換関数に基づいてその第２校正用透過画像から補正された透過画像の輝度の度数分布が、その第１校正用透過画像の輝度の度数分布に一致するように、算出される。

その放射線治療装置は、そのガントリに支持された第３線源をさらに備えている。その校正部は、その第３線源から出射された第３校正用放射線を用いて撮影された第３校正用透過画像とその第２線源から出射された第４校正用放射線を用いて撮影された第４校正用透過画像とに基づいて他の変換関数を算出する。その第４校正用放射線が出射されるときにその第２線源が配置された位置は、その第３校正用放射線が出射されるときにその第３線源が配置された位置に一致する。その第１線源は、その第３校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射する。その第２線源は、その第３校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射する。その第３線源は、その第１校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、その第２校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射する。その撮影部は、互いに異なる複数の第３位置にその第３線源がそれぞれ配置されるときにその第３線源から出射された複数の第３再構成用放射線を用いて複数の第３再構成用透過画像をそれぞれ撮影する。その複数の第３再構成用放射線がそれぞれ出射される複数の第３時刻は、その複数の第１時刻にそれぞれ一致する。その補正部は、その変換関数とその他の変換関数とに基づいてその複数の第３再構成用透過画像を他の複数の補正後透過画像にそれぞれ補正する。その再構成部は、その複数の第１再構成用透過画像とその複数の補正後透過画像とその他の複数の補正後透過画像とからその３次元データを再構成する。

本発明による放射線治療システムは、本発明による放射線治療装置制御装置と、その放射線治療装置とを備えていることが好ましい。

その放射線治療装置は、その複数の第１再構成用透過画像とその複数の第１再構成用透過画像との被写体に治療用放射線を照射する治療用放射線照射装置をさらに備えていることが好ましい。その治療用放射線照射装置は、そのガントリに支持されることが好ましい。

図１は、本発明による放射線治療システムの実施の形態を示すブロック図である。 図２は、放射線治療装置を示す斜視図である。 図３は、放射線治療装置制御装置を示すブロック図である。 図４は、シフトずれ補正量を算出するときに利用される透過画像を示す図である。 図５は、回転ずれ補正量を算出するときに利用される透過画像を示す図である。 図６は、２つのイメージャシステムが透過画像を撮影するタイミングを示すグラフである。 図７は、２つのイメージャシステムの視野を示す図である。 図８は、輝度の累積度数を示すグラフである。 図９は、他の放射線治療装置を示す図である。

図面を参照して、本発明による放射線治療システムの実施の形態を記載する。その放射線治療システム１は、図１に示されているように、放射線治療装置制御装置２と放射線治療装置３とを備えている。放射線治療装置制御装置２は、パーソナルコンピュータに例示されるコンピュータである。放射線治療装置制御装置２と放射線治療装置３とは、双方向に情報を伝送することができるように、互いに接続されている。

図２は、放射線治療装置３を示している。放射線治療装置３は、旋回駆動装置１１とＯリング１２と走行ガントリ１４と首振り機構１５と治療用放射線照射装置１６とを備えている。旋回駆動装置１１は、回転軸１７を中心に回転可能にＯリング１２を土台に支持し、放射線治療装置制御装置２により制御されて回転軸１７を中心にＯリング１２を回転させる。回転軸１７は、鉛直方向に平行である。Ｏリング１２は、回転軸１８を中心とするリング状に形成され、回転軸１８を中心に回転可能に走行ガントリ１４を支持している。回転軸１８は、鉛直方向に垂直であり、回転軸１７に含まれるアイソセンタ１９を通る。回転軸１８は、さらに、Ｏリング１２に対して固定され、すなわち、Ｏリング１２とともに回転軸１７を中心に回転する。走行ガントリ１４は、回転軸１８を中心とするリング状に形成され、Ｏリング１２のリングと同心円になるように配置されている。放射線治療装置３は、さらに、図示されていない走行駆動装置を備えている。その走行駆動装置は、放射線治療装置制御装置２により制御されて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させる。

首振り機構１５は、走行ガントリ１４のリングの内側に固定され、治療用放射線照射装置１６が走行ガントリ１４の内側に配置されるように、治療用放射線照射装置１６を走行ガントリ１４に支持している。首振り機構１５は、チルト軸２１およびパン軸２２を有している。パン軸２２は、走行ガントリ１４に対して固定され、回転軸１８に交差しないで回転軸１８に平行である。チルト軸２１は、パン軸２２に直交している。首振り機構１５は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、パン軸２２を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させ、チルト軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させる。

治療用放射線照射装置１６は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、治療用放射線２３を出射する。治療用放射線２３は、パン軸２２とチルト軸２１とが交差する交点を通る直線に概ね沿って放射される。治療用放射線２３は、一様強度分布を持つように形成されている。治療用放射線照射装置１６は、ＭＬＣ（マルチリーフコリメータ）２０を備えている。そのＭＬＣ２０は、放射線治療装置制御装置２により制御され、治療用放射線２３の一部を遮蔽することにより、治療用放射線２３が患者に照射されるときの照射野の形状を変更する。

治療用放射線２３は、このように治療用放射線照射装置１６が走行ガントリ１４に支持されることにより、首振り機構１５で治療用放射線照射装置１６がアイソセンタ１９に向かうように一旦調整されると、旋回駆動装置１１によりＯリング１２が回転し、または、その走行駆動装置により走行ガントリ１４が回転しても、常に概ねアイソセンタ１９を通る。即ち、走行・旋回を行うことで任意方向からアイソセンタ１９に向けて治療用放射線２３の照射が可能になる。

放射線治療装置３は、さらに、複数のイメージャシステムを備えている。すなわち、放射線治療装置３は、診断用Ｘ線源２４、２５とセンサアレイ３２、３３とを備えている。診断用Ｘ線源２４は、走行ガントリ１４に支持されている。診断用Ｘ線源２４は、走行ガントリ１４のリングの内側に配置され、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２４を結ぶ線分とアイソセンタ１９から治療用放射線照射装置１６を結ぶ線分とのなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源２４は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて診断用Ｘ線３５を出射する。診断用Ｘ線３５は、診断用Ｘ線源２４が有する１点から放射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。診断用Ｘ線３５の広がり角は、１２度である。診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ１４に支持されている。診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ１４のリングの内側に配置され、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２５を結ぶ線分とアイソセンタ１９から治療用放射線照射装置１６を結ぶ線分とのなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源２５は、さらに、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２４を結ぶ線分とアイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２５を結ぶ線分とのなす角が直角（９０度）になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源２５は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて診断用Ｘ線３６を出射する。診断用Ｘ線３６は、診断用Ｘ線源２５が有する１点から放射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。診断用Ｘ線３６の広がり角は、１２度である。

センサアレイ３２は、走行ガントリ１４に支持されている。センサアレイ３２は、診断用Ｘ線源２４により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線３５を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３３は、走行ガントリ１４に支持されている。センサアレイ３３は、診断用Ｘ線源２５により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線３６を受光して、その被写体の透過画像を生成する。その透過画像は、複数のその透過画像は、マトリクス状に配置されている複数の画素から形成されている。その複数の画素は、その透過画像でマトリクス状に配置され、それぞれ輝度に対応付けられている。その透過画像は、複数の画素の各々に対応する輝度が複数の画素の各々に着色されることにより、被写体を映し出している。センサアレイ３２、３３としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。

このようなイメージャシステムによれば、センサアレイ３２、３３により得た画像信号に基づき、アイソセンタ１９を中心とする透過画像を生成することができる。

放射線治療装置３は、さらに、カウチ４１とカウチ駆動装置４２とを備えている。カウチ４１は、放射線治療システム１により治療される患者４３が横臥することに利用される。カウチ４１は、図示されていない固定具を備えている。その固定具は、その患者が動かないように、その患者をカウチ４１に固定する。カウチ駆動装置４２は、カウチ４１を土台に支持し、放射線治療装置制御装置２により制御されてカウチ４１を移動させる。

図３は、放射線治療装置制御装置２を示している。その放射線治療装置制御装置２は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、放射線治療装置制御装置２にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置と入力装置と出力装置とを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵに利用される情報を記録し、そのＣＰＵにより生成される情報を記録する。その入力装置は、ユーザに操作されることにより生成される情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、キーボード、マウスが例示される。その出力装置は、そのＣＰＵにより生成された情報をユーザに認識可能に出力する。その出力装置としては、ディスプレイが例示される。そのインターフェースは、放射線治療装置制御装置２に接続される外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、放射線治療装置３の旋回駆動装置１１と走行駆動装置と首振り機構１５と治療用放射線照射装置１６とＭＬＣ２０とイメージャシステム（診断用Ｘ線源２４、２５、センサアレイ３２、３３）とカウチ駆動装置４２とを含んでいる。

そのコンピュータプログラムは、撮影前校正部５１と撮影部５２と撮影中校正部５３と補正部５４と再構成部５５と治療計画部５６と照射部５７とを含んでいる。

撮影前校正部５１は、放射線治療装置３の走行駆動装置を用いて走行ガントリ１４を回転させながら、放射線治療装置３のイメージャシステムを用いて、アイソセンタ１９に配置された校正用被写体の透過画像を複数枚撮影する。撮影前校正部５１は、その複数の透過画像に基づいてシフトずれ補正量と回転ずれ補正量と３次元回転ずれ補正量とを算出する。

撮影部５２は、放射線治療装置３の走行駆動装置を用いて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を所定の角度から１０２．０度回転させる。撮影部５２は、さらに、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、放射線治療装置３のイメージャシステムを用いて患者４３の透過画像を複数枚撮影する。すなわち、撮影部５２は、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、診断用Ｘ線源２４を用いて診断用Ｘ線３５を出射し、診断用Ｘ線源２５を用いて診断用Ｘ線３６を出射する。このとき、その診断用Ｘ線３５と診断用Ｘ線３６とは、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、同時に出射される。撮影部５２は、さらに、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、センサアレイ３２を用いて患者４３の透過画像を撮影し、センサアレイ３３を用いて患者４３の透過画像を撮影する。すなわち、撮影部５２は、互いに異なる２０５の方向から患者４３に照射された診断用Ｘ線３５を用いて２０５枚の透過画像を撮影し、互いに異なる２０５の方向から患者４３に照射された診断用Ｘ線３６を用いて２０５枚の透過画像を撮影する。

撮影中校正部５３は、撮影部５２により診断用Ｘ線３５を用いて撮影された複数の透過画像のうちのいくつかと撮影部５２により診断用Ｘ線３６を用いて撮影された複数の透過画像のうちのいくつかとを用いて、輝度変換関数を算出する。

補正部５４は、撮影前校正部５１により算出されたシフトずれ補正量に基づいて、撮影部５２により撮影された複数の透過画像をシフトずれ補正後透過画像に補正する。補正部５４は、さらに、撮影前校正部５１により算出された回転ずれ補正量に基づいて、そのシフトずれ補正後透過画像を回転ずれ補正後透過画像に補正する。補正部５４は、さらに、撮影前校正部５１により算出された３次元回転ずれ補正量に基づいて、その回転ずれ補正後透過画像を３次元回転ずれ補正後透過画像に補正する。

補正部５４は、さらに、撮影中校正部５３により算出された輝度変換関数に基づいて、撮影部５２により診断用Ｘ線３６を用いて撮影された複数の透過画像から補正された３次元回転ずれ補正後透過画像を輝度補正後透過画像に補正する。

再構成部５５は、補正部５４により補正された複数の補正後画像を３次元データに再構成する。その３次元データは、患者４３の臓器の立体的な形状を示し、複数のボクセルに複数の透過率を対応付けている。その複数のボクセルは、それぞれ、患者４３が配置される空間を隙間なく充填する複数の直方体に対応している。その直方体としては、一辺の長さが０．４ｍｍである立方体が例示される。その各ボクセルに対応する透過率は、その各ボクセルに対応する位置の立方体のＸ線の透過率を示している。

治療計画部５６は、再構成部５５により再構成された患者４３の３次元データをユーザにより閲覧可能に出力装置に表示する。治療計画部５６は、さらに、入力装置を用いて入力される情報に基づいて治療計画を作成する。その治療計画は、患者４３の３次元データを示し、照射角度と線量との組み合わせを示している。その照射角度は、患者４３の患部に治療用放射線２３を照射する方向を示し、Ｏリング回転角とガントリ回転角とを示している。そのＯリング回転角は、土台に対するＯリング１２の位置を示している。そのガントリ回転角は、Ｏリング１２に対する走行ガントリ１４の位置を示している。その線量は、その各照射角度から患者４３に照射される治療用放射線２３の線量を示している。

照射部５７は、治療計画部５６により作成された治療計画に基づいて、放射線治療装置３を用いて、患者４３を動体追尾照射治療し、または、患者４３をＡｒｃ照射治療する。

照射部５７は、患者４３を動体追尾照射治療するときに、放射線治療装置３のイメージャシステムを用いて撮影された透過画像に基づいて、患者４３の患部の位置を算出する。照射部５７は、その算出された患部の位置を治療用放射線２３が透過するように、首振り機構１５を用いて治療用放射線照射装置１６を駆動し、ＭＬＣ２０を用いて治療用放射線２３の照射野の形状を制御する。照射部５７は、首振り機構１５とＭＬＣ２０とを駆動した後で、治療用放射線照射装置１６を用いて治療用放射線２３を出射する。照射部５７は、その透過画像の撮影から治療用放射線２３の出射までの動作を繰り返して実行する。

照射部５７は、患者４３をＡｒｃ照射治療するときに、撮影部５２により複数の透過画像が撮影されている最中に、すなわち、回転軸１８を中心に走行ガントリ１４が回転している最中に、その各照射角度から患者４３に所定の治療用放射線２３を照射する。

図４は、撮影前校正部５１がシフトずれ量を算出するときに利用される透過画像を示している。透過画像６１には、基準点６２が設定されている。基準点６２としては、透過画像６１の中心が例示される。透過画像６１には、校正用被写体である球体を示す図形６３が映し出されている。その球体は、その球体の中心がアイソセンタ１９に重なるように配置されている。撮影前校正部５１は、透過画像６１のうちの図形６３が映し出されている位置と基準点６２とに基づいてシフトずれ補正量６４を算出する。シフトずれ補正量６４は、図形６３が映し出されている位置から基準点６２までの距離と図形６３が映し出されている位置に対する基準点６２の向きとを示している。

シフトずれ補正量６４は、走行ガントリ１４の回転角度ごとに、診断用Ｘ線源ごとに、複数が算出される。すなわち、その複数のシフトずれ補正量６４の各々は、走行ガントリ１４が向く角度と、診断用Ｘ線源２４、２５のうちの１つとの組み合わせに対応している。その角度は、走行ガントリ１４が所定の角度から０．５度ずつ回転したときに走行ガントリ１４が向き得る複数の角度のうちの１つを示している。その複数のシフトずれ補正量６４の各々は、走行ガントリ１４がその対応する角度を向いているときに、その対応する診断用Ｘ線源により出射された診断用Ｘ線を用いて撮影された透過画像に基づいて算出される。

このとき、補正部５４は、走行ガントリ１４がある角度を向いているときに、診断用Ｘ線源により出射された診断用Ｘ線を用いて撮影部５２により撮影された透過画像を、その角度とその診断用Ｘ線源に対応するシフトずれ補正量６４に基づいて、アイソセンタ１９に配置された被写体がシフトずれ補正後透過画像の基準点に映し出されるように、シフトずれ補正後透過画像に補正する。放射線治療装置３の構成部品は、走行ガントリ１４が回転することにより、たわむ。このため、アイソセンタ１９に配置された被写体は、走行ガントリ１４が回転するごとに、イメージャシステムにより撮影された透過画像のうちの互いに異なる位置に映し出される。このような補正によれば、そのシフトずれ補正後透過画像は、走行ガントリ１４が回転することにより、アイソセンタ１９に配置された被写体の図形が基準点に映し出される。

図５は、撮影前校正部５１により回転ずれ量が算出されるときに用いられる透過画像を示している。その透過画像６５には、校正用被写体を示す図形６６が映し出されている。その校正用被写体は、球体と異なる形状に形成され、アイソセンタ１９に重なるように配置されている。撮影前校正部５１は、透過画像６５に本来映し出されるはずである図形６７の向きと図形６６の向きとに基づいて回転ずれ補正量６８を算出する。回転ずれ補正量６８は、図形６６の向きが図形６７の向きに一致するように、図形６６を回転させる角度を示している。

回転ずれ補正量６８は、走行ガントリ１４の回転角度ごとに、診断用Ｘ線源ごとに、複数が算出される。すなわち、その複数の回転ずれ補正量６８の各々は、走行ガントリ１４が向く角度と、診断用Ｘ線源２４、２５のうちの１つとの組み合わせに対応している。その複数の回転ずれ補正量６８の各々は、走行ガントリ１４がその対応する角度を向いているときに、その対応する診断用Ｘ線源により出射された診断用Ｘ線を用いて撮影された透過画像に基づいて算出される。

このとき、補正部５４は、走行ガントリ１４がある角度を向いているときに、診断用Ｘ線源により出射された診断用Ｘ線を用いて撮影部５２により撮影された透過画像から補正されたシフトずれ補正後を、その角度とその診断用Ｘ線源に対応する回転ずれ補正量６８に基づいて、回転ずれ補正後透過画像に補正する。放射線治療装置３の構成部品は、走行ガントリ１４が回転することにより、たわむ。このため、アイソセンタ１９に配置された被写体は、走行ガントリ１４が回転するごとに、イメージャシステムにより撮影された透過画像に回転して映し出される可能性がある。このような補正によれば、その回転ずれ補正後透過画像は、走行ガントリ１４が回転することにより、アイソセンタ１９に配置された被写体の図形が正しい向きに映し出される。

図６は、撮影部５２により診断用Ｘ線３５を用いて透過画像を撮影する撮影動作を示している。その撮影動作８１は、走行ガントリ１４が０．０度から１０２．０度まで回転するときに実行され、複数の撮影動作８２−１〜８２−２０５から形成されることを示している。撮影動作８１は、さらに、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに複数の撮影動作８２−１〜８２−２０５の各撮影動作８２−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，２０５）が実行されることを示している。撮影動作８１は、さらに、走行ガントリ１４が０．０度から（ｉ×０．５−０．５）度回転したときに撮影動作８２−ｉが実行されることを示している。撮影動作８１は、さらに、診断用Ｘ線源２４が（ｉ×０．５−０．５）度に配置されるときに撮影動作８２−ｉが実行されることを示し、すなわち、撮影動作８２−ｉが（ｉ×０．５−０．５）度の撮影角度で実行されることを示している。その撮影角度は、診断用Ｘ線源２４が配置される位置のアイソセンタ１９に対する方向を示し、走行ガントリ１４の角度に１対１対応している。

図６は、さらに、撮影部５２により診断用Ｘ線３６を用いて透過画像を撮影する撮影動作を示している。その撮影動作８３は、走行ガントリ１４が０．０度から１０２．０度まで回転するときに実行され、撮影部５２が診断用Ｘ線３６を用いて複数の透過画像をそれぞれ撮影する複数の撮影動作８４−１〜８４−２０５から形成されることを示している。撮影動作８３は、さらに、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに複数の撮影動作８４−１〜８４−２０５の各撮影動作８４−ｉが実行されることを示している。撮影動作８３は、さらに、走行ガントリ１４が（ｉ×０．５−０．５）度回転したときに撮影動作８４−ｉが実行されることを示している。撮影動作８３は、さらに、診断用Ｘ線源２５が（ｉ×０．５＋８９．５）度に配置されるときに撮影動作８４−ｉが実行されることを示し、撮影動作８４−ｉが（ｉ×０．５＋８９．５）度の撮影角度で実行されることを示している。その撮影角度は、診断用Ｘ線源２５が配置される位置のアイソセンタ１９に対する方向を示し、走行ガントリ１４の角度に１対１対応している。

撮影動作８１と撮影動作８３とは、さらに、撮影角度が９０度から１０２．０度までの範囲で診断用Ｘ線３５と診断用Ｘ線３６との両方を用いて重複して撮影されることを示し、撮影動作８４−ｊ（ｊ＝１，２，３，…，２５）が実行されるときの撮影角度が撮影動作８２−（ｊ＋１８０）が実行されるときの撮影角度に一致していることを示している。撮影動作８１と撮影動作８３とは、さらに、撮影動作８４−ｉが実行されるタイミングが撮影動作８２−ｉが実行されるタイミングに一致していることを示している。

図７は、撮影中校正部５３により輝度変換関数が算出されるときに用いられる透過画像を示している。その透過画像７１は、９０度から１０２．０度までの範囲のうちのある撮影角度に診断用Ｘ線源２４が配置されたときに診断用Ｘ線３５を用いて撮影され、ある視野を映し出している。その透過画像７２は、透過画像７１の撮影角度に診断用Ｘ線源２５が配置されたときに診断用Ｘ線３６を用いて撮影され、ある視野を映し出している。走行ガントリ１４の回転による放射線治療装置３の構成部品のたわみにより、透過画像７１の視野は、透過画像７２の視野と異なり、透過画像７１の視野の一部は、透過画像７２の視野の一部と重なっている。透過画像７１は、その重なった視野を映し出す領域７３を有し、透過画像７２は、その重なった視野を映し出す領域７４を有している。

図８は、撮影中校正部５３により輝度変換関数が算出されるときに用いられる累積度数分布７５と累積度数分布７６とを示している。累積度数分布７５は、透過画像７１の領域７３に含まれる複数の画素の輝度の累積度数を示している。このとき、その累積度数は、その輝度に１対１に対応している。累積度数分布７６は、透過画像７２の領域７４に含まれる複数の画素の輝度の累積度数を示している。このとき、その累積度数は、その輝度に１対１に対応している。

撮影中校正部５３は、累積度数分布７５と累積度数分布７６とに基づいて輝度関数を算出する。その輝度関数は、累積度数分布７６で累積度数Ｉに対応する輝度ｘを、累積度数分布７５で累積度数Ｉに対応する輝度ｆ（ｘ）に対応付けている。すなわち、輝度関数は、その輝度関数により領域７４から変換された画像の輝度の度数分布が、領域７３の輝度の度数分布に一致するように、算出される。

撮影中校正部５３は、撮影部５２により診断用Ｘ線３５と診断用Ｘ線３６とを用いて撮影角度が重複して撮影された２５対の透過画像ごとに、このような輝度関数を算出する。撮影中校正部５３は、さらに、その算出された２５の輝度関数を平均することにより、輝度変換関数を算出する。

本発明による放射線断層撮影方法の実施の形態は、放射線治療システム１を用いて実行され、撮影前校正の動作と、患者の３次元データを作成する動作と、治療計画を作成する動作と、放射線治療する動作とを備えている。

その撮影前校正の動作では、まず、ユーザは、中心がアイソセンタ１９に重なるように、校正用被写体である球体を配置する。ユーザは、放射線治療装置制御装置２を操作して、回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させ、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、診断用Ｘ線源２４から出射した診断用Ｘ線３５を用いてその球体の透過画像を撮影し、診断用Ｘ線源２５から出射した診断用Ｘ線３６を用いてその球体の透過画像を撮影する。

放射線治療装置制御装置２は、その撮像された複数の透過画像に基づいてシフトずれ補正量を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その算出されたシフトずれ補正量を走行ガントリ１４の回転角度と診断用Ｘ線源とに対応付けて記録装置に記録する。

ユーザは、球以外の形状に形成された校正用被写体をアイソセンタ１９に重なるように配置する。ユーザは、放射線治療装置制御装置２を操作して、回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させ、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、診断用Ｘ線源２４から出射した診断用Ｘ線３５を用いてその校正用被写体の透過画像を撮影し、診断用Ｘ線源２５から出射した診断用Ｘ線３６を用いてその校正用被写体の透過画像を撮影する。

放射線治療装置制御装置２は、その撮像された複数の透過画像に基づいて回転ずれ補正量を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その算出された回転ずれ補正量を走行ガントリ１４の回転角度と診断用Ｘ線源とに対応付けて記録装置に記録する。

ユーザは、同一平面上にない少なくとも４個の物体を備える校正用被写体をアイソセンタ１９に重なるように配置する。ユーザは、放射線治療装置制御装置２を操作して、診断用Ｘ線源２４から出射した診断用Ｘ線３５を用いてその校正用被写体の透過画像を撮影し、診断用Ｘ線源２５から出射した診断用Ｘ線３６を用いてその校正用被写体の透過画像を撮影する。

放射線治療装置制御装置２は、その撮像された透過画像に基づいて３次元回転ずれ補正量を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その算出された３次元回転ずれ補正量を診断用Ｘ線源に対応付けて記録装置に記録する。

その患者の３次元データを作成する動作では、ユーザは、まず、放射線治療装置３のカウチ４１に患者４３を固定する。ユーザは、放射線治療装置制御装置２を操作して、旋回駆動装置１１を用いて回転軸１７を中心にＯリング１２を回転させてＯリング１２を所望の位置に配置し、走行駆動装置を用いて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させて、走行ガントリ１４を初期角度（たとえば、０．０度）に配置する。

放射線治療装置制御装置２は、放射線治療装置３の走行駆動装置を用いて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４をその初期角度から１０２．０度回転させる。放射線治療装置制御装置２は、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、診断用Ｘ線源２４を用いて診断用Ｘ線３５を出射し、診断用Ｘ線源２５を用いて診断用Ｘ線３６を出射する。このとき、その診断用Ｘ線３５と診断用Ｘ線３６とは、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、同時に出射される。放射線治療装置制御装置２は、さらに、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、センサアレイ３２を用いて患者４３の透過画像を撮影し、センサアレイ３３を用いて患者４３の透過画像を撮影する。

放射線治療装置制御装置２は、このような動作により、０．０度から１９２．０度までの範囲で０．５度ごとに異なる３８５の撮影角度から患者の透過画像を撮影する。このような動作によれば、放射線治療装置制御装置２は、１つのイメージャシステムを用いてその複数の透過画像を撮影することに比較して、その複数の透過画像をより短時間に撮影することができる。

放射線治療装置制御装置２は、このような動作により、撮影角度が９０度から１０２．０度までの範囲で診断用Ｘ線３５と診断用Ｘ線３６との両方を用いて重複して撮影する。

放射線治療装置制御装置２は、診断用Ｘ線３５と診断用Ｘ線３６とを用いて撮影角度が重複して撮影された２５対の透過画像ごとに、累積度数分布７５と累積度数分布７６とを算出する。放射線治療装置制御装置２は、撮影角度が重複して撮影された２５対の透過画像ごとに、累積度数分布７５と累積度数分布７６とに基づいて輝度関数を算出する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その算出された２５の輝度関数を平均することにより、輝度変換関数を算出する。

放射線治療装置制御装置２は、撮影前校正の動作により算出されたシフトずれ補正量に基づいて、その撮影された複数の透過画像をシフトずれ補正後透過画像に補正する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、撮影前校正の動作により算出された回転ずれ補正量に基づいて、そのシフトずれ補正後透過画像を回転ずれ補正後透過画像に補正する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、撮影前校正の動作により算出された３次元回転ずれ補正量に基づいて、その回転ずれ補正後透過画像を３次元回転ずれ補正後透過画像に補正する。

放射線治療装置制御装置２は、さらに、その算出された輝度変換関数に基づいて、診断用Ｘ線３６を用いて撮影された複数の透過画像から補正された３次元回転ずれ補正後透過画像を輝度補正後透過画像に補正する。診断用Ｘ線３５を用いて撮影された透過画像は、その診断用Ｘ線３５と同時に出射された診断用Ｘ線３６が患者４３により散乱した散乱線に影響されている。診断用Ｘ線３６を用いて撮影された透過画像は、同様にして、その診断用Ｘ線３６と同時に出射された診断用Ｘ線３５が患者４３により散乱した散乱線に影響されている。このため、診断用Ｘ線３５を用いて撮影された透過画像と診断用Ｘ線３６を用いて撮影された透過画像とは、撮影角度が一致していても、被写体の映り方が異なる。このような輝度補正後透過画像は、同時に出射された診断用Ｘ線３５と診断用Ｘ線３６とを用いてそれぞれ撮影された透過画像の対に基づいて輝度が補正されているために、診断用Ｘ線３５を用いて撮影された複数の透過画像から補正された３次元回転ずれ補正後透過画像の被写体の映り方が概ね一致する。

放射線治療装置制御装置２は、さらに、診断用Ｘ線３５を用いて撮影された複数の透過画像から補正された３次元回転ずれ補正後透過画像と診断用Ｘ線３６を用いて撮影された複数の透過画像から補正された輝度補正後透過画像とを患者４３の３次元データに再構成する。

このような３次元データを作成する動作によれば、複数のイメージャシステムごとの感度差に起因する画質劣化を極小にしつつ、走行ガントリ１４の回転速度を上げないで、３次元データの再構成に必要な複数の透過画像の撮影時間を短縮することができる。たとえば、その必要な複数の透過画像は、走行ガントリ１４を７度／秒で回転させた場合で、１つのイメージャシステムで撮影されるときに約２８秒必要であり、本動作によるときに約１５秒で撮影することができる。すなわち、このような３次元データを作成する動作は、患者の息止めの時間を低減することができ、その必要な複数の透過画像を撮影するときの患者負担を軽減することができ、適用可能な患者を増加させることができる。

その治療計画を作成する動作では、まず、ユーザは、３次元データを作成する動作により生成された患者４３の３次元データを放射線治療装置制御装置２に入力する。放射線治療装置制御装置２は、その３次元データに基づいて、その患者の患部とその患部の周辺の臓器とを示す画像を生成する。ユーザは、放射線治療装置制御装置２を用いてその画像を閲覧し、その患部の位置を特定する。ユーザは、さらに、その画像に基づいて治療計画を作成し、その治療計画を放射線治療装置制御装置２に入力する。その治療計画は、その患者の患部に治療用放射線を照射する照射角度と、その各照射角度から照射する治療用放射線の線量および性状とを示している。

放射線治療する動作では、放射線治療装置制御装置２は、その治療計画を作成する動作により作成された治療計画が示す照射角度から治療用放射線２３が照射されるように治療用放射線照射装置１６を駆動する。すなわち、放射線治療装置制御装置２は、旋回駆動装置１１を用いて回転軸１７を中心にＯリング１２を回転させて、Ｏリング１２を治療計画が示すＯリング回転角に配置し、放射線治療装置３の走行駆動装置を用いて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させて、走行ガントリ１４を治療計画が示すガントリ回転角に配置する。

放射線治療装置制御装置２は、治療用放射線照射装置１６が駆動された後に、放射線治療装置３のイメージャシステムを用いて患者４３の透過画像を撮影する。放射線治療装置制御装置２は、その透過画像に基づいて患者４３の患部の位置を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その算出された位置を治療用放射線２３が透過するように、首振り機構１５を用いて治療用放射線照射装置１６を駆動し、ＭＬＣ２０を用いて治療用放射線２３の照射野の形状を制御する。放射線治療装置制御装置２は、首振り機構１５とＭＬＣ２０とを駆動した後で、治療用放射線照射装置１６を用いて治療用放射線２３を出射する。放射線治療装置制御装置２は、治療計画に示される線量の治療用放射線２３が患者４３の患部に照射されるまで、このような動作を周期的に繰り返して実行する。その周期としては、０．２秒が例示される。

なお、放射線治療する動作は、走行ガントリ１４が回転しながら治療用放射線２３を患者４３に照射する、いわゆるＡｒｃ照射治療が適用されることができる。このとき、放射線治療する動作は、さらに、その３次元データを作成する動作と並行して実行されることもできる。

このようなＡｒｃ照射治療と３次元データを作成する動作と並行して実行することによれば、Ａｒｃ照射治療後に、その３次元データを作成する動作により作成された３次元データを用いて治療計画時の患部位置との比較を行い、Ａｒｃ照射治療が適正におこなわれたかどうかを確認することができる。

すなわち、ユーザは、Ａｒｃ照射治療で走行ガントリ１４が回転する角度範囲が３次元データ再構成で走行ガントリ１４が回転する角度範囲と同一である場合で、患部が適正な位置に配置されていることを鮮明にその３次元データが示しているときに、治療中に患部が適正な位置に滞留していたと判断することができる。ユーザは、その場合で、その３次元データが患部の位置を不鮮明に示しているときに、治療中に患部が適正な位置から移動したと判断することができる。ユーザは、その場合で、患部が不適正な位置に配置されていることを鮮明にその３次元データが示しているときに、治療中に患部が不適正な位置に滞留していたと判断することができる。

ユーザは、Ａｒｃ照射治療で走行ガントリ１４が回転する角度範囲が３次元データ再構成で走行ガントリ１４が回転する角度範囲より狭い場合で、患部が適正な位置に配置されていることを鮮明にその３次元データが示しているときに、治療中に患部が適正な位置に滞留していたと判断することができる。ユーザは、その場合で、その３次元データが患部の位置を不鮮明に示しているときに、治療中に患部が適正な位置から移動した可能性があると判断することができる。ユーザは、その場合で、患部が不適正な位置に配置されていることを鮮明にその３次元データが示しているときに、治療中に患部が不適正な位置に滞留していたと判断することができる。

ユーザは、Ａｒｃ照射治療で走行ガントリ１４が回転する角度範囲が３次元データ再構成で走行ガントリ１４が回転するＣＢＣＴ撮影角度範囲より広い場合で、患部が適正な位置に配置されていることを鮮明にその３次元データが示しているときに、治療中のＣＢＣＴ撮影角度範囲においてのみ患部が適正な位置に滞留していたと判断することができる。ユーザは、その場合で、その３次元データが患部の位置を不鮮明に示しているときに、治療中のＣＢＣＴ撮影角度範囲において患部が適正な位置から移動したと判断することができる。ユーザは、その場合で、患部が不適正な位置に配置されていることを鮮明にその３次元データが示しているときに、少なくともＣＢＣＴ撮影角度範囲において患部が不適正な位置に滞留していたと判断することができる。

なお、撮影角度の範囲は、診断用Ｘ線３５、３６の広がり角がα度であるときに、１９２．０度から（１８０＋α）度に置換される。このとき、再構成に必要な透過画像を撮影するときに必要な走行ガントリ１４の回転角度範囲は、（９０＋α）度に置換される。このときも既述の実施の形態と同様にして、複数のイメージャシステムごとの感度差に起因する画質劣化を極小にしつつ、走行ガントリ１４の回転速度を上げないで、３次元データの再構成に必要な複数の透過画像の撮影時間を短縮することができる。

さらに、輝度変換関数は、その２５対の透過画像の全部に基づいて算出される必要がなく、たとえば、その２５対の透過画像のうちの１対の透過画像に基づいて算出される輝度関数が適用されることもできる。このとき、診断用Ｘ線源２４と診断用Ｘ線源２５とは、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２４を結ぶ線分とアイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２５を結ぶ線分とのなす角が（９０＋α／２）度になるような位置に、配置されることができる。この結果、走行ガントリ１４の回転角度範囲は、（９０＋α）度から（９０＋α／２）度に短縮することができ、３次元データに必要な複数の透過画像は、より短時間に撮影されることができる。

本発明による放射線断層撮影方法は、既述の実施の形態における放射線治療装置３と異なる他の放射線治療装置に適用することもできる。図９は、その放射線治療装置を示している。その放射線治療装置は、既述の実施の形態における放射線治療装置３のイメージャシステムが他のイメージャシステムに置換されている。すなわち、その放射線治療装置は、診断用Ｘ線源９１−１〜９１−３とセンサアレイ９２−１〜９２−３とを備えている。診断用Ｘ線源９１−１〜９１−３は、それぞれ、走行ガントリ１４に支持され、走行ガントリ１４のリングの内側に配置されている。診断用Ｘ線源９１−２は、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源９１−１を結ぶ線分とアイソセンタ１９から診断用Ｘ線源９１−２を結ぶ線分とのなす角が（１８０＋α）／３度になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源９１−３は、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源９１−２を結ぶ線分とアイソセンタ１９から診断用Ｘ線源９１−３を結ぶ線分とのなす角が（１８０＋α）／３度になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源９１−１は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて広がり角がα度のコーンビームである診断用Ｘ線９３−１を出射する。診断用Ｘ線源９１−２は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて広がり角がα度のコーンビームである診断用Ｘ線９３−２を出射する。診断用Ｘ線源９１−３は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて広がり角がα度のコーンビームである診断用Ｘ線９３−３を出射する。

センサアレイ９２−１〜９２−３は、それぞれ、走行ガントリ１４に支持され、走行ガントリ１４のリングの内側に配置されている。センサアレイ９２−１は、診断用Ｘ線源９１−１により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線９３−１を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ９２−２は、診断用Ｘ線源９１−２により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線９３−２を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ９２−３は、診断用Ｘ線源９１−３により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線９３−３を受光して、その被写体の透過画像を生成する。

本発明による放射線断層撮影方法は、このような放射線治療装置に適用されるときに、患者の３次元データを作成する動作が他の動作に置換されている。

その動作では、ユーザは、まず、その放射線治療装置のカウチ４１に患者４３を固定する。ユーザは、放射線治療装置制御装置２を操作して、旋回駆動装置１１を用いて回転軸１７を中心にＯリング１２を回転させてＯリング１２を所望の位置に配置し、走行駆動装置を用いて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させて、走行ガントリ１４を初期角度（たとえば、０．０度）に配置する。

放射線治療装置制御装置２は、その放射線治療装置の走行駆動装置を用いて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４をその初期角度から（１８０＋α）／３度回転させる。放射線治療装置制御装置２は、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、診断用Ｘ線源９１−１を用いて診断用Ｘ線９３−１を出射し、診断用Ｘ線源９１−２を用いて診断用Ｘ線９３−２を出射し、診断用Ｘ線源９１−３を用いて診断用Ｘ線９３−３を出射する。このとき、その診断用Ｘ線９３−１〜９３−３は、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、同時に出射される。放射線治療装置制御装置２は、さらに、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、センサアレイ９２−１〜９２−３を用いて患者４３の透過画像を撮影する。

放射線治療装置制御装置２は、このような動作により、０．０度から（１８０＋α）度までの範囲で０．５度ごとに異なる複数の撮影角度から患者の透過画像を撮影する。このような動作によれば、放射線治療装置制御装置２は、２つのイメージャシステムを用いてその複数の透過画像を撮影することに比較して、その複数の透過画像をより短時間に撮影することができる。

放射線治療装置制御装置２は、既述の実施の形態と同様にして、診断用Ｘ線９３−１と診断用Ｘ線９３−２とを用いて撮影角度が重複して撮影された１対の透過画像に基づいて第１の輝度変換関数を算出する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、既述の実施の形態と同様にして、診断用Ｘ線９３−２と診断用Ｘ線９３−３とを用いて撮影角度が重複して撮影された１対の透過画像に基づいて第２の輝度変換関数を算出する。

放射線治療装置制御装置２は、撮影前校正の動作により算出されたシフトずれ補正量と回転ずれ補正量と３次元回転ずれ補正量とに基づいて、その撮影された複数の透過画像を３次元回転ずれ補正後透過画像に補正する。

放射線治療装置制御装置２は、さらに、その算出された第１の輝度変換関数に基づいて、診断用Ｘ線９３−２を用いて撮影された複数の透過画像から補正された３次元回転ずれ補正後透過画像を第１の輝度補正後透過画像に補正する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その算出された第２の輝度変換関数に基づいて、診断用Ｘ線９３−３を用いて撮影された複数の透過画像から補正された３次元回転ずれ補正後透過画像を第２の輝度補正後透過画像に補正する。

放射線治療装置制御装置２は、さらに、診断用Ｘ線９３−１を用いて撮影された複数の透過画像から補正された３次元回転ずれ補正後透過画像とその第１の輝度補正後透過画像と第２の輝度補正後透過画像とを患者４３の３次元データに再構成する。

このような３次元データを作成する動作によれば、既述の実施の形態における放射線断層撮影方法と同様にして、複数のイメージャシステムごとの感度差に起因する画質劣化を極小にしつつ、走行ガントリ１４の回転速度を上げないで、２つのイメージャシステムを用いるときと比較して、３次元データの再構成に必要な複数の透過画像の撮影時間をより短縮することができる。この結果、このような３次元データを作成する動作によれば、患者の息止めの時間をより低減することができ、その必要な複数の透過画像を撮影するときの患者負担をより軽減することができ、適用可能な患者をより増加させることができる。

さらに、本発明による放射線断層撮影方法は、ｎ個のイメージャシステムを備える放射線治療装置に適用することもできる。このとき、ｎ個の診断用Ｘ線源は、ｎ個の診断用Ｘ線源のうちの隣接する２つとアイソセンタ１９とそれぞれ結ぶ２つの線分のなす角が（１８０＋α）／ｎ度になるような位置に配置されている。

本発明による放射線断層撮影方法は、このような放射線治療装置に適用されるときに、患者の３次元データを作成する動作が他の動作に置換されている。放射線治療装置制御装置２は、その放射線治療装置の走行駆動装置を用いて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４をその初期角度から（１８０＋α）／ｎ度回転させる。放射線治療装置制御装置２は、走行ガントリ１４が０．５度回転するごとに、ｎ個の診断用Ｘ線源からそれぞれ診断用Ｘ線を同時に出射して、患者４３の透過画像を撮影する。

放射線治療装置制御装置２は、既述の実施の形態と同様にして、隣接する２つの診断用Ｘ線源から出射された２つの診断用Ｘ線を用いて同一の撮影角度で撮影された１対の透過画像に基づいて輝度変換関数を複数算出する。

放射線治療装置制御装置２は、撮影前校正の動作により算出されたシフトずれ補正量と回転ずれ補正量と３次元回転ずれ補正量とに基づいて、その撮影された複数の透過画像を３次元回転ずれ補正後透過画像に補正する。

放射線治療装置制御装置２は、さらに、その算出された複数の輝度変換関数に基づいて、ｎ個の診断用Ｘ線源のうちの１つを用いて撮影された透過画像に輝度の度数分布が合うように、ｎ個の診断用Ｘ線源のうちのその１つを除く診断用Ｘ線源を用いて撮影された透過画像を補正する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その１つの診断用Ｘ線源を用いて撮影された複数の透過画像から補正された３次元回転ずれ補正後透過画像とその１つを除く診断用Ｘ線源を用いて撮影された透過画像から輝度変換関数を用いて補正された輝度補正後透過画像とを患者４３の３次元データに再構成する。

このような３次元データを作成する動作によれば、既述の実施の形態における放射線断層撮影方法と同様にして、複数のイメージャシステムごとの感度差に起因する画質劣化を極小にしつつ、走行ガントリ１４の回転速度を上げないで、３次元データの再構成に必要な複数の透過画像の撮影時間をより短縮することができる。この結果、このような３次元データを作成する動作によれば、患者の息止めの時間をより低減することができ、その必要な複数の透過画像を撮影するときの患者負担をより軽減することができ、適用可能な患者をより増加させることができる。

その複数の第１再構成用放射線とその複数の第２再構成用放射線とが出射された期間は、その複数の第１再構成用透過画像とその複数の第２再構成用透過画像との被写体に治療用放射線が照射された時刻を含んでいる。

その放射線治療装置は、その複数の第１再構成用透過画像とその複数の第２再構成用透過画像との被写体に治療用放射線を照射する治療用放射線照射装置をさらに備えていることが好ましい。その治療用放射線照射装置は、そのガントリに支持されることが好ましい。

Claims (15)

1. 移動可能なガントリに支持される第１線源から出射された第１校正用放射線を用いて第１校正用透過画像を撮影するステップと、
   前記ガントリに支持される第２線源から出射された第２校正用放射線を用いて第２校正用透過画像を撮影するステップと、
   前記第１校正用透過画像と前記第２校正用透過画像とに基づいて変換関数を算出するステップと、
   互いに異なる複数の第１位置に前記第１線源がそれぞれ配置されるときに前記第１線源からそれぞれ出射された複数の第１再構成用放射線を用いて複数の第１再構成用透過画像をそれぞれ撮影するステップと、
   互いに異なる複数の第２位置に前記第２線源がそれぞれ配置されるときに前記第２線源からそれぞれ出射された複数の第２再構成用放射線を用いて複数の第２再構成用透過画像をそれぞれ撮影するステップと、
   前記変換関数に基づいて前記複数の第２再構成用透過画像を複数の補正後透過画像にそれぞれ補正するステップと、
   前記複数の第１再構成用透過画像と前記複数の補正後透過画像とを３次元データに再構成するステップとを具備し、
   前記第２校正用放射線が出射されたときに前記第２線源が配置される位置は、前記第１校正用放射線が出射されたときに前記第１線源が配置される位置に一致し、
   前記第１線源は、前記第２校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射し、
   前記第２線源は、前記第１校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射し、
   前記複数の第１再構成用放射線がそれぞれ出射された複数の第１時刻は、前記複数の第２再構成用放射線がそれぞれ出射された複数の第２時刻にそれぞれ一致する
   放射線断層撮影方法。
2. 請求の範囲１において、
   前記複数の第１再構成用放射線は、前記第１校正用放射線を含む
   放射線断層撮影方法。
3. 請求の範囲２において、
   前記複数の第２再構成用透過画像は、輝度が変換されることにより、前記複数の補正後透過画像に補正される
   放射線断層撮影方法。
4. 請求の範囲３において、
   前記変換関数に基づいて前記第２校正用透過画像から補正された透過画像の輝度の度数分布は、前記第１校正用透過画像の輝度の度数分布に一致する
   放射線断層撮影方法。
5. 請求の範囲２において、
   前記第１線源から出射された他の第１校正用放射線を用いて他の第１校正用透過画像を撮影するステップと、
   前記第２線源から出射された他の第２校正用放射線を用いて他の第２校正用透過画像を撮影するステップとをさらに具備し、
   前記他の第２校正用放射線が出射されたときに前記第２線源が配置される位置は、前記第１校正用放射線が出射されたときに前記第１線源が配置される位置と異なり、前記他の第１校正用放射線が出射されたときに前記第１線源が配置される位置に一致し、
   前記第１線源は、前記他の第２校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射し、
   前記第２線源は、前記他の第１校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射し、
   前記変換関数は、前記他の第１校正用透過画像と前記他の第２校正用透過画像とにさらに基づいて算出される
   放射線断層撮影方法。
6. 請求の範囲１において、
   前記第１校正用透過画像は、前記複数の第１再構成用透過画像と別途に撮影される
   放射線断層撮影方法。
7. 請求の範囲６において、
   前記第１校正用透過画像は、前記複数の第２位置に前記第１線源がそれぞれ配置されるときに前記第１線源からそれぞれ出射された複数の第１校正用放射線を用いて複数がそれぞれ撮影され、
   前記第２校正用透過画像は、前記複数の第２位置に前記第２線源がそれぞれ配置されるときに前記第２線源からそれぞれ出射された複数の第２校正用放射線を用いて複数がそれぞれ撮影され、
   前記第１線源は、前記複数の第２校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射し、
   前記第２線源は、前記複数の第１校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射し、
   前記複数の第２再構成用透過画像のうちの前記第２線源が所定位置に配置されたときに撮影された１つの透過画像は、前記複数の第１校正用透過画像のうちの前記第１線源が前記所定位置に配置されたときに撮影された透過画像と前記複数の第２校正用透過画像のうちの前記第２線源が前記所定位置に配置されたときに撮影された透過画像とに基づいて算出された変換関数に基づいて補正される
   放射線断層撮影方法。
8. 請求の範囲１において、
   前記ガントリに支持された第３線源から出射された第３校正用放射線を用いて第３校正用透過画像を撮影するステップと、
   前記第２線源から出射された第４校正用放射線を用いて第４校正用透過画像を撮影するステップと、
   前記第３校正用透過画像と前記第４校正用透過画像とに基づいて他の変換関数を算出するステップと、
   互いに異なる複数の第３位置に前記第３線源がそれぞれ配置されるときに前記第３線源から出射された複数の第３再構成用放射線を用いて複数の第３再構成用透過画像をそれぞれ撮影するステップと、
   前記変換関数と前記他の変換関数とに基づいて前記複数の第３再構成用透過画像を他の複数の補正後透過画像にそれぞれ補正するステップとをさらに具備し、
   前記第４校正用放射線が出射されるときに前記第２線源が配置された位置は、前記第３校正用放射線が出射されるときに前記第３線源が配置された位置に一致し、
   前記第１線源は、前記第３校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、
   前記第２線源は、前記第３校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、
   前記第３線源は、前記第１校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、前記第２校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、
   前記複数の第３再構成用放射線がそれぞれ出射される複数の第３時刻は、前記複数の第１時刻にそれぞれ一致し
   前記３次元データは、前記複数の第１再構成用透過画像と前記複数の補正後透過画像と前記他の複数の補正後透過画像とから再構成される
   放射線断層撮影方法。
9. 請求の範囲１〜請求の範囲８のいずれかにおいて、
   前記複数の第１再構成用放射線と前記複数の第２再構成用放射線とが出射された期間は、前記複数の第１再構成用透過画像と前記複数の第１再構成用透過画像との被写体に治療用放射線が照射された時刻を含む
   放射線断層撮影方法。
10. 移動可能な走行ガントリに支持された第１線源と、
    前記走行ガントリに支持された第２線源
    とを備える放射線治療装置
    を制御する放射線治療装置制御装置であり、
    前記第１線源から出射された第１校正用放射線を用いて撮影された第１校正用透過画像と、前記第２線源から出射された第２校正用放射線を用いて撮影された第２校正用透過画像とに基づいて変換関数を算出する校正部と、
    互いに異なる複数の第１位置に前記第１線源がそれぞれ配置されるときに前記第１線源からそれぞれ出射された複数の第１再構成用放射線を用いて複数の第１再構成用透過画像をそれぞれ撮影し、互いに異なる複数の第２位置に前記第２線源がそれぞれ配置されるときに前記第２線源からそれぞれ出射された複数の第２再構成用放射線を用いて複数の第２再構成用透過画像をそれぞれ撮影する撮影部と、
    前記変換関数に基づいて前記複数の第２再構成用透過画像を複数の補正後透過画像にそれぞれ補正する補正部と、
    前記複数の第１再構成用透過画像と前記複数の補正後透過画像とを３次元データに再構成する再構成部とを具備し、
    前記第２校正用放射線が出射されたときに前記第２線源が配置される位置は、前記第１校正用放射線が出射されたときに前記第１線源が配置される位置に一致し、
    前記第１線源は、前記第２校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射し、
    前記第２線源は、前記第１校正用放射線が出射されたときに、放射線を出射し、
    前記複数の第１再構成用放射線がそれぞれ出射された複数の第１時刻は、前記複数の第２再構成用放射線がそれぞれ出射された複数の第２時刻にそれぞれ一致する
    放射線治療装置制御装置。
11. 請求の範囲１０において、
    前記補正部は、前記複数の第２再構成用透過画像の輝度を変換することにより、前記複数の第２再構成用透過画像を前記複数の補正後透過画像に補正する
    放射線治療装置制御装置。
12. 請求の範囲１１において、
    前記変換関数に基づいて前記第２校正用透過画像から補正された透過画像の輝度の度数分布は、前記第１校正用透過画像の輝度の度数分布に一致する
    放射線治療装置制御装置。
13. 請求の範囲１２において、
    前記放射線治療装置は、前記ガントリに支持された第３線源をさらに備え、
    前記校正部は、前記第３線源から出射された第３校正用放射線を用いて撮影された第３校正用透過画像と前記第２線源から出射された第４校正用放射線を用いて撮影された第４校正用透過画像とに基づいて他の変換関数を算出し、
    前記第４校正用放射線が出射されるときに前記第２線源が配置された位置は、前記第３校正用放射線が出射されるときに前記第３線源が配置された位置に一致し、
    前記第１線源は、前記第３校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、
    前記第２線源は、前記第３校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、
    前記第３線源は、前記第１校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、前記第２校正用放射線が出射されるときに、放射線を出射し、
    前記撮影部は、互いに異なる複数の第３位置に前記第３線源がそれぞれ配置されるときに前記第３線源から出射された複数の第３再構成用放射線を用いて複数の第３再構成用透過画像をそれぞれ撮影し、
    前記複数の第３再構成用放射線がそれぞれ出射される複数の第３時刻は、前記複数の第１時刻にそれぞれ一致し、
    前記補正部は、前記変換関数と前記他の変換関数とに基づいて前記複数の第３再構成用透過画像を他の複数の補正後透過画像にそれぞれ補正し、
    前記再構成部は、前記複数の第１再構成用透過画像と前記複数の補正後透過画像と前記他の複数の補正後透過画像とから前記３次元データを再構成する
    放射線治療装置制御装置。
14. 請求の範囲１０〜請求の範囲１３のいずれかに記載される放射線治療装置制御装置と、
    前記放射線治療装置
    とを具備する放射線治療システム。
15. 請求の範囲１４において、
    前記放射線治療装置は、前記複数の第１再構成用透過画像と前記複数の第１再構成用透過画像との被写体に治療用放射線を照射する治療用放射線照射装置をさらに備える
    放射線治療システム。

Images