CT再構成法、画像処理
この製品は、放射線治療装置や粒子線治療装置において、コーンビームCTの画像再構成と画像処理技術を提供するために、診断機器メーカーや粒子線治療機器メーカーとの共同開発の経験を十分に活かして製品開発を行っています。
高速なCT画像再構成
CT画像再構成は、計算コストが大きいため、計算時間が掛かることが課題でした。以前は複数のFPGAを用いることで超高速化を実現していましたが、開発コストが大きいことから、最近ではGPUを利用したアクセラレーションによって対応することが一般的です。
画像処理
CT画像に対しては、画像処理が必要ですが、高品質な画像を得るためには、再構成前のデータ処理と画像再構成の両方が必要です。当社は、再構成前のデータ処理を得意としており、様々な画質向上技術やアーチファクト処理を実現しています。
面白いことを実現
弊社は、治療機器メーカーとの共同開発や顧客の要望に応じたカスタマイズにも柔軟に対応しています。また、CBCTを搭載しない治療機器でも、IGRT機器の導入により高精度な治療が可能になります。お気軽にご相談ください。
空間解像度の改善
最近では、放射線治療装置の回転ガントリ部分にX線装置を設置し、CT画像(コーンビームCT: CBCT)を取得することが行われています。診断用CT画像と比べると画質は劣るものの、治療位置/状態の3次元画像が取得できることが大きな利点です。ただし、診断用CT装置に比べてリニアックや粒子線回転ガントリ装置は大きいため、回転中にX線管や検出器の位置が変化することや、検出器の感度が低いことが課題となっています。
粒子線ガントリ装置で取得したCBCT画像。(左)画像処理前。構造が多少ぼけていることがわかります。これは、ガントリを回転させるときにX線管と検出器の位置がずれる補正を行っていないことが大きな原因です。(右)画像処理後。細かい構造が鮮明に見えることがわかります。
リングアーチファクト補正
検出器の感度補正が上手くいかない場合、CT画像にリング上のアーチファクト(黄色矢印)が発生します。また、CBCTの場合、ガントリ角度毎にX線撮影装置の位置にずれが生じるため、完全な同心円のリングアーチファクトではないため、補正は簡単にはできません。
再構成前の画像を処理することで、より高精度にアーチファクト補正が可能となります。
粒子線ガントリ装置で取得したCBCT画像。(左)画像処理前。リングアーリファクト(黄色矢印)が発生しています。(右)画像処理後。リングアーチファクトが軽減していることがわかります
CBCTアーチファクト
CBCTには、体軸方向の端に近づくほど正しい画像再構成が困難という課題があります。これは、X線がコーン状に照射されるため、検出器側では前面領域にX線が照射されますが、X線管側に近づくほど照射領域が狭くなるためです(欠損領域)。これに対し、いくつかの文献では欠損領域を補正する方法が提案されています。本製品では、欠損領域に残っているデータを有効利用することでアーチファクト補正を行います。
欠損領域があるCT断層画像です。(左)画像処理前のもので、格子状のファントム形状が正しく表示されていません。(右)画像処理後のもので、格子状のファントム形状が正しく表示されていることがわかります。
(左)画像処理前のものです。画像の上下端に欠損領域があり、正しく画像再構成されていません。(右)画像処理後のものです。欠損領域のデータを有効に使用することで、CBCTアーチファクトが軽減されたCT画像再構成が可能になりました。