JP2005027743A - Radiotherapy positioning device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線を用いて腫瘍等の治療を行う放射線治療装置において、照射ビームが正しく患部を照射するための、照射ビーム或いは患者の位置決めの技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
今日、放射線治療においては、治療に先立ち、X線断層撮影装置(CT装置と言う)によって、患者の患部を含む部位のX線断層撮影が行われる。これにより、体内での腫瘍の位置や形状、大きさが分かる。
腫瘍の位置確認は次のようにして行われる。
患者をCT装置の移動台の上に寝せて、断層撮影画像(CT画像)を見ながら移動台を頭尾方向に移動させて行き、腫瘍像が現れたならば、その大きさの変化から中心と考えられる所で移動台を停止させ、CT装置に装備されている投光器から、患者の体表面の、左側面から上面を経て右側面に渡って体表面に当り、真上から見ると直線(A直線とする)になって見える光と、体表面の上面で頭尾方向に、A直線と直交する直線(B直線とする)に見える光と、体表面の両側面にそれぞれの面上で頭尾方向に、A直線と直交する直線(例えば左側面をC直線、右側面をD直線で高さは同じ)に見える光を投光する。
【0003】
これらの直線の関係は、A直線を通る垂直面と、B直線を通る垂直面と、C直線、D直線を通る水平面の交点が、X線ビームが回転する回転中心になっており、得られるCT画像の中心であり、A直線を含む垂直断面における2次元(垂直と水平)座標の原点ということになる。
【0004】
従って、CT画像上に腫瘍像が現れたときにそこで投光器から光を投光して体表面に生じたA直線は、A直線を含む垂直面が腫瘍にかかっていることを意味する。また、A直線とB直線の交点を通る垂直線と、A直線とC直線およびD直線の交点を通る水平線との交点が、垂直断面画像の原点であることを意味する。
【0005】
そして、腫瘍の位置はこの垂直断面上で原点から水平方向(X軸)にいくら、垂直方向(Y軸)にいくらの位置にあるというようにXY2次元座標で特定されることになる。
【0006】
このような腫瘍の位置情報を確保するために、CT画面上、腫瘍が現れたときに、移動台を停止して、投光器から患者の体表面にA,B,C,Dの各直線を投光し、筆記具でその直線をなぞって体表面に記録する。その結果、体表面の上面ではA直線とB直線が交差し、左側面ではA直線とC直線が交差し、右側面ではA直線とB直線とが交差することになる。この交差する線を十字線と呼んでいる。
【0007】
このように体表面に十字線を書き込まれた患者は、放射線治療室へ移され、治療台の上に寝せられる。
治療室には、横壁或いは天井に投光器が設けられており、これで患者に投光するとCT装置のときと同様に患者の体表面に、A,B,CおよびDの各直線に対応する光の線が映る。
【0008】
そこで、患者の体表面に書き込まれた十字直線が、この光の線に一致するように患者の位置を調整する。体表面に書き込まれた各線が光の各線に一致したとき患者の体内での原点が、放射線治療装置のアイソセンタと一致するようになっている。
【0009】
このようにアイソセンタと患者の体内原点を一致させておいて、CT装置で得られた腫瘍の2次元位置情報を放射線治療装置へ入力することにより、放射線ビームを腫瘍に正しく照射することができるということになる。
【0010】
以上の手法の他に、CT画像で位置を把握した腫瘍を放射線治療装置のビーム照射位置へ持って行く手法としては、CT撮影に先立ち予め患者に固定具を取り付け、その固定具を基準位置として患者位置合わせを行う方法がある。治療台での位置合わせにおいては、治療台側に予め固定具の受け具が用意してあり、この受け具に患者に取り付けた固定具を合わせることで治療ビームの照準位置に患者を位置させることができる。固定具としては金属環をボルトで患者に固定するものや、熱可塑性を持つ網状のものを患者にかぶせる型式のものなどが利用されている(以上の先行技術については出願人の見聞体験によるものであり、本件出願時に出願人が知っている先行技術文献はない)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の各技術には以下のような問題がある。
まず最初の、CT画像撮影時に患者の体表面に十字線を描くという手法では、高精度放射線治療として要求される照射位置誤差±1mm以内の位置決め精度を常に確保するということが困難であるという問題がある。
その理由は、そもそも、投光器からの光線自体が1ないし2mm程度の幅をもっており、患者体表面に描画する筆記具の線幅も2ないし3mm程度の幅がある。さらに、筆記具の代わりに綿棒などを用いることもあるが、その場合十字線の幅はさらに広くなってしまう。
【0012】
また、十字線を投光する装置は治療室側壁や天井に設置されるが、治療室内での患者の位置から壁面までは3m程度、天井までは1.5m程度離れている。即ち、投光器が患者から3mの距離にあることになり、ここから発せられる光線を患者体表面に対して直角に合わせるのは困難である。
従って、斜め照射になった場合には体表面での線幅が広くなってしまう。
【0013】
また、室内の温度や湿度によって壁面の取り付け位置は変化してしまうため、それらから投光される光が正しくアイソセンタと合致しているかどうかを常にチェックしなければならない。
更には、位置決めの手順が患者の左側面、上面、右側面の1面ずつしか行えない。即ち3つの次元を一度に合わせることができないため、手間もかかり、精度も不十分なものになることが少なくない。
【0014】
次に、CT撮影に先立ちあらかじめ患者に固定具を取り付けるという手法のうち、固定具として金属環をボルトで患者に固定する方法は、患者に大きな肉体的精神的苦痛を与えるという問題があり、また熱可塑性を持つ網状のものを患者にかぶせる手法では、患者をCT装置から放射線治療室の治療台に載せるまでの間に固定具に対する患者の位置ずれが生ずるのを完全には抑止できないという問題がある。
【0015】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、患者に肉体的精神的苦痛を与えることなく、従来より高精度で放射線治療台上の患者の位置決めが可能な射線治療位置決め装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための、本発明放射線治療位置決め装置の第1の構成は、下記の各技術手段からなる。
(イ) 患者のX線断層撮影像データから患部および体表面の立体像を3次元データで再構成する立体像再構成コンピュータ
(ロ) 放射線治療装置の治療台上の患者を撮影し、治療装置の特定箇所を基準位置とした患者の体表面の立体像3次元データを出力する非接触3次元ディジタイザ
(ハ) 放射線治療装置の基準位置を含むコンピュータ上の3次元座標において、前記(イ)で再構成された3次元データに基づいて、患者の立体像を、予め定められた位置および傾きの放射線ビームで丁度患部が照射される位置に、基準像として設定するとともに、前記非接触3次元ディジタイザからの3次元データに基づいて患者の実位置に相当する位置に患者の体表面立体像を設定し、この立体像を前記基準像と比較し、前記基準像からの位置および回転の変位量を3次元の各軸方向および各軸回りの回転の6つのパラメータについて算出出力する変位算出コンピュータ
【0017】
第2の構成は、前記第1の構成に加えて、変位算出コンピュータからの変位量データを受けて患者が載置されている治療台の位置および傾きを、前記算出される変位量がゼロに近付くように制御する治療台制御装置を具備するものである。
【0018】
第3の構成は、前記第1の構成に加えて、変位算出コンピュータからの変位量データを受けて、放射線ビームの位置および傾きを、前記予め定められた位置および傾きから変位量データ分だけ変位させるビーム照射器制御装置を具備するものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明は、患者をX線CT装置で撮影し、得られたCT画像からコンピュータにより、患部および体表面の立体像を3次元データで再構成し、この立体像を、放射線治療空間が設定されているコンピュータへ入力し、放射線ビームが丁度患部に照射される位置および傾きで放射線治療空間に設定する。これを基準像とする。
【0020】
一方、実際の患者を放射線治療台の上に載せ、治療台上の患者を撮影できる位置に設置された非接触3次元物体形状計測装置(非接触3次元ディジタイザ)で患者を撮影し、患者の体表面の立体像3次元データを得て、このデータを前記コンピュータへ入力し、コンピュータの放射線治療空間上で患者の実位置に相当する位置に設定する。
【0021】
この実位置に設定する仕方は、放射線治療装置に特定の基準点を設けておき、コンピュータの放射線治療空間にもこの位置データを設定しておき、一方、非接触3次元ディジタイザで患者を撮影するときにこの特定基準点も一緒に撮影し、その特定基準点のデータを、コンピュータの放射線治療空間中に予め設定されている特定基準点のデータと一致するように、非接触3次元ディジタイザからの3次元データを設定することによって可能であるし、或いは非接触3次元ディジタイザの設定位置を、その出力データが、コンピュータに入力された場合そのまま実位置に相当するデータになるよう較正しておく仕方でもよい。
【0022】
とにかくこうして、コンピュータの放射線治療空間上には、基準像と治療台上の患者の体表面立体像(これを実際像と呼ぶことにする)とが存在することになる。
【0023】
もし、実際像が基準像の体表面像に一致していれば、放射線治療ビームは丁度患部を照射することになる。
これに対して実際像が基準像からずれている場合には、放射線治療ビームは患部から外れることになるから、患者或いは放射線治療ビームの位置や傾きを、実際像が基準像に一致するように動かす必要がある。
【0024】
そこで、コンピュータは、基準像と実際像の3次元データから、実際像が基準像からどれだけずれているかのずれデータを、3次元の各軸上でのずれおよび各軸回りにおける傾き(回転)として算出して出力する。
【0025】
操作者は、この算出値に基づいて、その値がゼロに近付くように治療台の位置や傾きを修正するか、逆に放射線治療ビームの位置や傾きを算出値分だけ変えて、患部に正確に放射線治療ビームか照射されるようにする。
【0026】
このうち、治療台の位置を変える場合には、コンピュータのディスプレイ上で基準像と実際像を表示させ、実際像が基準像に重なるように治療台の位置を操作するようにしてもよい。
【0027】
以上は、治療台或いは放射線治療ビームの位置および傾きを人の手によって操作する場合であるが、これを自動的に行うこともできる。
治療台を動かして実際像を基準像に一致させようとする場合には、ずれデータを入力として、治療台をずれデータが零に近付くように駆動制御する負帰還自動制御によって治療台の位置を制御すればよい。
【0028】
放射線治療ビームを動かす場合には、ずれデータに対応する量だけ移動および傾かせる駆動制御を行うことになる。
【0029】
【実施例】
以下、本発明の放射線治療位置決め装置の実施例を図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図である。立体像再構成コンピュータ1はX線CT装置からX線CT画像データを受けて、これに基づき、患者の腫瘍等の患部と体表面の立体像を3次元データで再構成する。1断面のCT画像は体中にCT装置の原点を置いた左右方向(X軸)および上下方向(Y軸)の2次元の画像であり、患部や体表面の位置は2次元座標で表される。このような画像を頭尾方向(Z軸)に患者の位置を移動させながら撮影を繰り返しZ軸方向の位置も記録されるので、こうして得られた3次元データに基づいて患部および体表面の立体像を再構成できることになる。
【0030】
こうして得られた再構成立体像3次元データは、変位算出コンピュータ2へ送られる。送る方法はコンピュータ間を接続してもよいし、媒体に記録し、その媒体を変位算出コンピュータ2へ装着する方法であってもよい。
【0031】
変位算出コンピュータ2には、3次元座標で放射線治療空間が設定されており、再構成立体像を入力するときには、患者の患部が丁度放射線ビームで照射される位置になるように入力する。そしてこの像を基準像とする。
【0032】
CT撮影を終えた患者は、通常は別室にある放射線治療装置の治療台8の上に、CT装置の撮影移動台上に横になったときと同じように横になる。治療台8の近傍には、治療台8上の患者13の体表面を撮影して体表面の3次元データを得るための非接触3次元物体形状計測装置(非接触3次元ディジタイザと呼ぶ)3が設けられている。
【0033】
この非接触3次元ディジタイザ3は、レーザ光或いは白色光を光源とする光切断法によって、対象物体の表面立体形状を3次元データで計測する装置であり、±0.01mm以下という高精度、±0.25mm以下という高確度のものが光学機器メーカ等により既に市販されている。
【0034】
この非接触3次元ディジタイザ3によって治療台8上の患者13の体表面を撮影し、得られた体表面3次元データを変位算出コンピュータ2へ送り、コンピュータ内の放射線治療空間上で患者の実位置に相当する位置に設定する。これを実際像と呼ぶことにする。
【0035】
結局、変位算出コンピュータ2の放射線治療空間には、基準像と実際像が存在することになる。
患者13の体表面形状は同じ姿勢をしている同一人である以上、同一であるから基準像も実際像もその立体像の形状は同じであり、重ね合わせれば一致する筈のものである。
【0036】
今もし、コンピュータ上で実際像が基準像に重なっているとすれば、治療台8上のそのままの位置、傾きで放射線ビームが患部に当たることになる。
これは実際像が基準像と重なっていれば、患部も基準像と同じ位置にあるという前提に立っている。
【0037】
これに対して、実際像が基準像と重なっていない場合には、患部は放射線ビームから外れていることになるから、治療台上の患者はそのままの位置では治療を受けられない。
【0038】
そこで変位算出コンピュータ2は、実際像が基準像からどれだけずれているかを、それらの3次元データに基づいて、X,Y,Zの各軸方向における位置ずれおよび、各軸回りの回転ずれの計6個のずれデータを算出して出力する。
【0039】
このデータに基づいて、そのずれ分を補正するように治療台8の位置や傾き或いは放射線ビーム照射器7の放射線ビーム12の位置や傾きを調整したうえで治療を開始することになる。
【0040】
この調整は、手動で行うこともできるし、自動的に行うこともできる。
治療台8の手動調整は、治療台制御装置4を用いずに、最初の位置ずれデータおよび回転ずれデータに基づいて調整していくと、ずれの値は漸次小さくなって行き、ゼロになったときが実際像が基準像に重なったときということになる。
【0041】
このようにずれデータを見ながら調整することもできるし、変位算出コンピュータ2のディスプレイ6上に基準像9と実際像10を映し出しておき、これを見ながら実際像10が基準像9に重なるように調整して行くこともできる。しかし、最終的にはずれデータの数値がゼロ或いは許容範囲内に入ることを確認することにより、正確な位置決めができる。
【0042】
以上は、治療台を手動操作で調整する場合であるが、治療台制御装置4により自動的に調整することもできる。
治療台制御装置4は、変位算出コンピュータ2からのずれデータが入力されると、このデータに基づいて、ずれデータがゼロに近付く方向に治療台8の位置や傾きを制御する負帰還自動制御回路を構成している。このような回路を構成することにより、実際像が基準像に重なるように治療台の位置、傾きを自動的に制御できることになる。
【0043】
なお、立体像再構成コンピュータ1および変位算出コンピュータ2は、別々のコンピュータであってもよいし、1台のコンピュータを時系列的に用いてもよいし、また1部共用であってもよい。
【0044】
図2は、図1の場合と異なり、治療台を動かすのではなく、放射線ビーム照射器7からの放射線ビーム12の位置や傾きを動かす第2の実施例の構成を示すブロック図である。
変位算出コンピュータ2からのずれデータは、ビーム照射器制御装置5へ入力される。ビーム照射器制御装置5は、入力されたずれデータの数値に応じた分だけ放射線ビーム12の位置や傾きを変える。この場合には帰還回路は形成されていない。
【0045】
また、ビーム照射器制御装置5を用いないで、ずれデータの数値に応じた分だけ手動で放射線ビーム12の位置や傾きを変えることもできる。
いずれにしても、ずれデータの数値分だけ放射線ビーム12をずらすのであるから、放射線ビームは患部を照射することになる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の放射線治療位置決め装置は、X線CT画像からコンピュータによって患者の患部および体表面の立体像を3次元データで再構成し、この立体像を放射線治療の3次元空間が設定されているコンピュータ(変位算出コンピュータ)へ入力し、放射線ビームが立体像中の患部を丁度照射する位置および傾きで放射線治療空間に設定し、これを基準像とし、他方、実際に治療台上に横たわっている患者を高精度・高確度の非接触3次元ディジタイザで撮影し、体表面の立体像3次元データを得、このデータを変位算出コンピュータの放射線治療空間で患者の実位置に相当する位置に実際像として設定し、この実際像が基準像からどれだけずれているかを3次元の各軸上でのずれおよび各軸回りでの傾きとして算出出力するので、精確なずれデータが得られ、この精確なずれデータに基づいて、手動操作或いは自動制御により、治療台或いは放射線ビームの位置や傾きを調整しているので、放射線ビームが患部を照射するための高精度、高確度の位置決めが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 立体像再構成コンピュータ
2 変位算出コンピュータ
3 非接触3次元ディジタイザ
4 治療台制御装置
5 ビーム照射器制御装置
6 ディスプレイ
7 放射線ビーム照射器
8 治療台
9 基準像
10 実際像
11 腫瘍像
12 放射線ビーム
13 患者[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to a technical field of positioning an irradiation beam or a patient so that the irradiation beam correctly irradiates an affected part in a radiotherapy apparatus that treats a tumor or the like using radiation.
[0002]
[Prior art]
Today, in radiation therapy, X-ray tomography of a site including an affected area of a patient is performed by an X-ray tomography apparatus (referred to as a CT apparatus) prior to treatment. Thereby, the position, shape and size of the tumor in the body can be known.
Tumor location is confirmed as follows.
When the patient is laid on the moving table of the CT apparatus, the moving table is moved in the head-to-tail direction while viewing the tomographic image (CT image), and if a tumor image appears, the size changes. Stop the moving base at the place considered to be the center, hit the body surface of the patient's body surface from the left side surface through the top surface to the right side surface from the projector equipped on the CT device, and see straight from the top Light that appears to be (A straight line), head-to-tail direction on the upper surface of the body surface, light that appears to be a straight line (referred to as B line) perpendicular to the A line, and on both sides of the body surface In the head-to-tail direction, light that appears to be a straight line orthogonal to the A line (for example, the left side is a C line and the right side is a D line and the height is the same) is projected.
[0003]
The relationship between these straight lines is obtained by the intersection of the vertical plane passing through the A straight line, the vertical plane passing through the B straight line, and the horizontal plane passing through the C straight line and the D straight line being the center of rotation around which the X-ray beam rotates. This is the center of the CT image and the origin of the two-dimensional (vertical and horizontal) coordinates in the vertical cross section including the A line.
[0004]
Therefore, when a tumor image appears on the CT image, a straight line A generated on the body surface by projecting light from the projector means that a vertical plane including the straight line A is on the tumor. Further, it means that the intersection of the vertical line passing through the intersection of the A straight line and the B straight line and the horizontal line passing through the intersection of the A straight line, the C straight line and the D straight line is the origin of the vertical sectional image.
[0005]
The position of the tumor is specified by XY two-dimensional coordinates so that the position of the tumor on the vertical section is in the horizontal direction (X axis) from the origin and the position in the vertical direction (Y axis).
[0006]
In order to secure such tumor position information, when the tumor appears on the CT screen, the moving table is stopped, and each straight line of A, B, C, D is projected from the projector onto the patient's body surface. Light up and trace the line with a writing instrument and record it on the body surface. As a result, the A and B straight lines intersect on the upper surface of the body surface, the A and C straight lines intersect on the left side, and the A and B straight lines intersect on the right side. This intersecting line is called a crosshair.
[0007]
Thus, the patient whose crosshairs are written on the body surface is moved to the radiation treatment room and laid down on the treatment table.
In the treatment room, a projector is provided on the side wall or ceiling, and when light is projected onto the patient, the light corresponding to each of the straight lines A, B, C, and D is applied to the patient's body surface as in the case of the CT apparatus. The line is reflected.
[0008]
Therefore, the position of the patient is adjusted so that the cruciform line written on the surface of the patient coincides with the line of light. When each line written on the body surface matches each line of light, the origin in the patient's body matches the isocenter of the radiation therapy apparatus.
[0009]
In this way, the isocenter and the patient's body origin coincide with each other, and the two-dimensional position information of the tumor obtained by the CT apparatus is input to the radiation treatment apparatus, so that the radiation beam can be correctly irradiated to the tumor. It will be.
[0010]
In addition to the above methods, as a method of bringing the tumor whose position is grasped by the CT image to the beam irradiation position of the radiotherapy apparatus, a fixture is attached to the patient in advance prior to CT imaging, and the fixture is used as a reference position. There are methods for patient alignment. In positioning on the treatment table, a fixture holder is prepared in advance on the treatment table side, and the patient is positioned at the aiming position of the treatment beam by aligning the fixture attached to the patient with this fixture. Can do. Fixing tools such as those that fix the metal ring to the patient with bolts, or models that put a thermoplastic mesh on the patient are used (the above prior art is based on the applicant's experience) And there is no prior art document known to the applicant at the time of filing this application).
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above conventional techniques have the following problems.
First, with the technique of drawing a crosshair on the patient's body surface at the time of CT image capture, it is difficult to always ensure positioning accuracy within an irradiation position error of ± 1 mm required for high-precision radiotherapy. There is.
The reason is that the light beam from the projector itself has a width of about 1 to 2 mm, and the line width of the writing tool to be drawn on the surface of the patient has a width of about 2 to 3 mm. In addition, a cotton swab or the like may be used in place of the writing instrument, but in that case, the width of the crosshair is further increased.
[0012]
The device for projecting the crosshairs is installed on the side wall or ceiling of the treatment room, but is about 3 m from the patient's position to the wall in the treatment room and about 1.5 m to the ceiling. That is, the projector is at a distance of 3 m from the patient, and it is difficult to align the light beam emitted from the projector at a right angle to the patient body surface.
Accordingly, when oblique irradiation is performed, the line width on the body surface becomes wide.
[0013]
Moreover, since the mounting position of the wall surface changes depending on the room temperature and humidity, it is necessary to always check whether or not the light emitted from the wall matches the isocenter correctly.
Furthermore, the positioning procedure can be performed only on the left side, top side, and right side of the patient. That is, since the three dimensions cannot be matched at once, it is often time consuming and the accuracy is insufficient.
[0014]
Next, among the methods of attaching a fixture to the patient prior to CT imaging, the method of fixing the metal ring to the patient with a bolt as a fixture has the problem of causing great physical and mental pain to the patient, In the method of covering the patient with a thermoplastic mesh, there is a problem that it is not possible to completely prevent the patient from being displaced with respect to the fixture while the patient is placed on the treatment table in the radiation treatment room from the CT apparatus. is there.
[0015]
An object of the present invention is to provide a radiation treatment positioning apparatus capable of positioning a patient on a radiation treatment table with higher accuracy than before without giving physical or mental pain to the patient in view of the above-mentioned problems of the prior art. There is to do.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first configuration of the radiotherapy positioning apparatus of the present invention comprises the following technical means.
(B) A three-dimensional image reconstruction computer that reconstructs a three-dimensional image of a diseased part and a body surface from X-ray tomographic image data of a patient with a three-dimensional data. Non-contact three-dimensional digitizer that outputs three-dimensional data of a three-dimensional image of a patient's body surface with a specific position as a reference position (C) In the three-dimensional coordinates on the computer including the reference position of the radiotherapy apparatus, Based on the reconstructed three-dimensional data, a stereoscopic image of the patient is set as a reference image at a position where the affected area is just irradiated with a radiation beam having a predetermined position and inclination, and the non-contact three-dimensional digitizer A stereoscopic image of the patient's body surface is set at a position corresponding to the actual position of the patient based on the three-dimensional data from the image, and the stereoscopic image is compared with the reference image. Displacement calculating computer calculates outputs the amount of displacement of the rolling for the six parameters of the three-dimensional rotation in each axis direction and the axis [0017]
In the second configuration, in addition to the first configuration, the displacement amount data from the displacement calculation computer is received, and the position and inclination of the treatment table on which the patient is placed are set to zero. It is provided with a treatment table control device that controls to approach.
[0018]
In the third configuration, in addition to the first configuration, the displacement amount data from the displacement calculation computer is received, and the position and inclination of the radiation beam are displaced by the displacement amount data from the predetermined position and inclination. A beam irradiator control device.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, a patient is imaged with an X-ray CT apparatus, and a stereoscopic image of an affected part and a body surface is reconstructed from three-dimensional data from the obtained CT image by a computer, and a radiotherapy space is set for this stereoscopic image. The radiation treatment space is set according to the position and inclination at which the radiation beam is irradiated onto the affected area. This is a reference image.
[0020]
On the other hand, an actual patient is placed on the radiation treatment table, and the patient is photographed with a non-contact three-dimensional object shape measuring device (non-contact three-dimensional digitizer) installed at a position where the patient on the treatment table can be photographed. A three-dimensional three-dimensional image of the body surface is obtained, and this data is input to the computer and set at a position corresponding to the actual position of the patient in the radiation treatment space of the computer.
[0021]
The actual position is set by setting a specific reference point in the radiotherapy apparatus, setting the position data in the radiotherapy space of the computer, and photographing the patient with a non-contact three-dimensional digitizer. Sometimes this specific reference point is photographed together, and the data of the specific reference point is obtained from the non-contact 3D digitizer so as to match the data of the specific reference point preset in the radiotherapy space of the computer. This is possible by setting three-dimensional data, or a method of calibrating the setting position of the non-contact three-dimensional digitizer so that the output data becomes data corresponding to the actual position as it is when input to the computer. But you can.
[0022]
Anyway, in this way, a reference image and a three-dimensional body surface image of the patient on the treatment table (hereinafter referred to as an actual image) exist on the radiation treatment space of the computer.
[0023]
If the actual image matches the body surface image of the reference image, the radiation therapy beam will just irradiate the affected area.
On the other hand, if the actual image deviates from the reference image, the radiation therapy beam will be removed from the affected area, so that the position or inclination of the patient or the radiation therapy beam is adjusted so that the actual image matches the reference image. I need to move it.
[0024]
Therefore, the computer calculates, based on the three-dimensional data of the reference image and the actual image, the deviation data indicating how much the actual image is deviated from the reference image, the deviation on each three-dimensional axis, and the inclination (rotation) around each axis. Is calculated and output.
[0025]
Based on this calculated value, the operator corrects the position and tilt of the treatment table so that the value approaches zero, or conversely changes the position and tilt of the radiotherapy beam by the calculated value to accurately adjust the affected area. Be irradiated with a radiotherapy beam.
[0026]
Among these, when changing the position of the treatment table, the reference image and the actual image may be displayed on the display of the computer, and the position of the treatment table may be operated so that the actual image overlaps the reference image.
[0027]
The above is a case where the position and inclination of the treatment table or the radiation treatment beam are operated by a human hand, but this can also be performed automatically.
When trying to move the treatment table to match the actual image with the reference image, the position of the treatment table is controlled by negative feedback automatic control that controls the displacement of the treatment table so that the deviation data is close to zero. Control is sufficient.
[0028]
When moving the radiation therapy beam, drive control is performed to move and tilt the radiation treatment beam by an amount corresponding to the deviation data.
[0029]
【Example】
Embodiments of the radiation therapy positioning apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. The stereoscopic
[0030]
The reconstructed stereoscopic image three-dimensional data obtained in this way is sent to the
[0031]
A radiation treatment space is set in the
[0032]
A patient who has finished CT imaging lies on the treatment table 8 of the radiotherapy apparatus, usually in a separate room, in the same manner as when lying on the imaging table of the CT apparatus. In the vicinity of the treatment table 8, a non-contact three-dimensional object shape measuring device (referred to as a non-contact three-dimensional digitizer) 3 for photographing the body surface of the patient 13 on the treatment table 8 and obtaining three-dimensional data of the body surface. Is provided.
[0033]
This non-contact three-
[0034]
The non-contact three-
[0035]
Eventually, the reference image and the actual image exist in the radiation treatment space of the
Since the body surface shape of the patient 13 is the same as long as they are the same person in the same posture, the shape of the three-dimensional image is the same for both the reference image and the actual image.
[0036]
Even now, if the actual image is superimposed on the reference image on the computer, the radiation beam hits the affected area at the same position and inclination on the treatment table 8.
This is based on the assumption that if the actual image overlaps the reference image, the affected area is also at the same position as the reference image.
[0037]
On the other hand, when the actual image does not overlap with the reference image, the affected part is out of the radiation beam, so that the patient on the treatment table cannot receive treatment at the same position.
[0038]
Therefore, the
[0039]
Based on this data, the treatment is started after adjusting the position and inclination of the treatment table 8 or the position and inclination of the radiation beam 12 of the
[0040]
This adjustment can be performed manually or automatically.
When manual adjustment of the treatment table 8 is performed based on the first positional deviation data and rotation deviation data without using the treatment table control device 4, the deviation value gradually decreases and becomes zero. The time is when the actual image overlaps the reference image.
[0041]
In this way, adjustment can be performed while viewing the deviation data, or the reference image 9 and the actual image 10 are projected on the
[0042]
The above is a case where the treatment table is adjusted manually, but the treatment table can be automatically adjusted by the treatment table control device 4.
When the deviation data from the
[0043]
Note that the stereoscopic
[0044]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment in which the position and inclination of the radiation beam 12 from the
Deviation data from the
[0045]
Further, the position and inclination of the radiation beam 12 can be manually changed by an amount corresponding to the numerical value of the deviation data without using the beam irradiator control device 5.
In any case, since the radiation beam 12 is shifted by the numerical value of the shift data, the radiation beam irradiates the affected area.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the radiotherapy positioning apparatus of the present invention reconstructs a three-dimensional image of a patient's affected area and body surface from a X-ray CT image using a computer, and converts the three-dimensional image into a three-dimensional space for radiotherapy. Is set in the radiation treatment space at the position and inclination where the radiation beam just irradiates the affected part in the stereoscopic image, and this is used as the reference image, while the treatment table is actually used. The patient lying on top is photographed with a high-precision, high-accuracy non-contact 3D digitizer to obtain 3D data of the body surface, and this data corresponds to the patient's actual position in the radiation treatment space of the displacement calculation computer. The actual image is set at the position to be calculated, and how much the actual image deviates from the reference image is calculated and output as the deviation on each three-dimensional axis and the inclination around each axis. Therefore, accurate deviation data is obtained, and the position and inclination of the treatment table or the radiation beam are adjusted by manual operation or automatic control based on this accurate deviation data, so that the radiation beam irradiates the affected area. Therefore, there is an advantage that positioning with high accuracy and high accuracy becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
(イ) 患者のX線断層撮影像データから患部および体表面の立体像を3次元データで再構成する立体像再構成コンピュータ
(ロ) 放射線治療装置の治療台上の患者を撮影し、治療装置の特定箇所を基準位置とした患者の体表面の立体像3次元データを出力する非接触3次元ディジタイザ
(ハ) 放射線治療装置の基準位置を含むコンピュータ上の3次元座標において、前記(イ)で再構成された3次元データに基づいて、患者の立体像を、予め定められた位置および傾きの放射線ビームで丁度患部が照射される位置に、基準像として設定するとともに、前記非接触3次元ディジタイザからの3次元データに基づいて患者の実位置に相当する位置に患者の体表面立体像を設定し、この立体像を前記基準像と比較し、前記基準像からの位置および回転の変位量を3次元の各軸方向および各軸回りの回転の6つのパラメータについて算出出力する変位算出コンピュータA radiotherapy positioning apparatus comprising the following technical means.
(B) A three-dimensional image reconstruction computer that reconstructs a three-dimensional image of a diseased part and a body surface from X-ray tomographic image data of a patient with a three-dimensional data. Non-contact three-dimensional digitizer that outputs three-dimensional data of a three-dimensional image of a patient's body surface with a specific position as a reference position (C) In the three-dimensional coordinates on the computer including the reference position of the radiotherapy apparatus, Based on the reconstructed three-dimensional data, a stereoscopic image of the patient is set as a reference image at a position where the affected area is just irradiated with a radiation beam having a predetermined position and inclination, and the non-contact three-dimensional digitizer A stereoscopic image of the patient's body surface is set at a position corresponding to the actual position of the patient based on the three-dimensional data from the image, and the stereoscopic image is compared with the reference image. Displacement calculating computer calculates outputs the amount of displacement of the rolling for the six parameters of the three-dimensional rotation in each axis direction and the axis
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