JP2010057810A - Apparatus and method for positioning patient in radiation therapy - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、陽子や重イオン等の粒子線を含む放射線を患者の患部に照射して治療を行う放射線治療で患者の位置決めを行う、放射線治療における患者位置決め装置および患者位置決め方法に関するものである。 The present invention relates to a patient positioning apparatus and a patient positioning method in radiation therapy, in which a patient is positioned by radiation therapy in which radiation including a particle beam such as protons and heavy ions is irradiated to a patient's affected area.
近年、陽子や重イオン等の粒子線を用いる粒子線治療は、病巣に対して放射線を集中照射でき、正常組織の損傷を少なくできることから、患者の負担を軽減しつつ癌などの悪性腫瘍を効果的に治療できる治療方法として注目され、実用化が進んでいる。
このような粒子線治療の実用化により、放射線の影響を受けやすい器官の近くの腫瘍に対しても治療を行うことが可能となったが、正常組織を回避しながら病巣に対してピンポイントで粒子線を照射するためには、照射する粒子線に対して患者の位置姿勢を高精度で位置決めすることが要求される。
In recent years, particle beam therapy using particle beams such as protons and heavy ions can concentrate radiation on the lesion and reduce damage to normal tissues, thus reducing malignant tumors such as cancer while reducing the burden on patients. It has been attracting attention as a therapeutic method that can be treated steadily, and its practical application is progressing.
This practical use of particle beam therapy has made it possible to treat tumors close to organs that are susceptible to radiation, but pinpoint the lesion while avoiding normal tissue. In order to irradiate the particle beam, it is required to position the patient's position and orientation with high accuracy with respect to the particle beam to be irradiated.
一般に、粒子線治療システムは、患者情報の管理や入院患者の管理を行う病院管理システムと、Ｘ線画像やＣＴ画像の管理を行う放射線情報システムとを含む病院系と、患者のＣＴ画像に基づいて治療計画を立案する治療計画系と、治療計画系によって決定された治療計画に従って患者に対して粒子線の照射を実施する照射系と、照射系からの指令に基づいて粒子線を治療に必要なエネルギーを持つように加速・制御する加速器系とから構成される。
照射系は、患者が固定され、患者の位置姿勢を設定する治療台と、治療台に固定された患者のＸ線画像を撮像するＸ線撮像装置と、治療台を制御して照射ノズルに対する患者の位置姿勢を位置決めする位置決め計算機などから構成される患者位置決め装置を含み、患者位置決め装置によって治療に際しての患者の位置決めが行われる。
In general, the particle beam therapy system is based on a hospital system including a hospital management system that manages patient information and inpatients, a radiation information system that manages X-ray images and CT images, and a CT image of a patient. Necessary for treatment based on a treatment plan system for preparing a treatment plan, an irradiation system for irradiating a patient with a particle beam according to a treatment plan determined by the treatment plan system, and a command from the irradiation system It consists of an accelerator system that accelerates and controls so as to have a lot of energy.
The irradiation system includes a treatment table on which a patient is fixed and a position and orientation of the patient are set, an X-ray imaging apparatus that captures an X-ray image of the patient fixed on the treatment table, and a patient with respect to an irradiation nozzle by controlling the treatment table. A patient positioning device including a positioning computer for positioning the position and orientation of the patient is included, and the patient is positioned during treatment by the patient positioning device.
粒子線治療は、患者のＣＴ画像に基づいて、患部の位置や重要臓器等を特定し、使用する核種、エネルギー、照射野の形状、照射角、照射線量、照射回数等を決定する治療計画段階と、計画された治療計画に基づき、加速器系で生成される粒子線を患者に照射する治療段階とに分けられる。
治療計画段階では、まず初めに患者を治療台に固定するための固定具が作成され、作成された固定具により固定された患者の患部周辺の３次元ＣＴ画像が撮影される。次に、治療計画装置において撮影されたＣＴ画像により治療シミュレーションが行われ、治療計画が立案される。また、このとき、治療段階において患者の位置姿勢を治療計画段階と合せるための参照画像として、３次元ＣＴ画像を正側２方向に投影したＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌｌｙ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｓ）画像が生成される。
Particle beam therapy is a treatment planning stage in which the location of a diseased part, important organs, etc. are identified based on the CT image of a patient, and the nuclide, energy, irradiation field shape, irradiation angle, irradiation dose, number of irradiations, etc. are determined And a treatment stage of irradiating a patient with particle beams generated by an accelerator system based on the planned treatment plan.
In the treatment planning stage, first, a fixture for fixing the patient to the treatment table is created, and a three-dimensional CT image around the affected area of the patient fixed by the created fixture is taken. Next, a treatment simulation is performed using a CT image taken by the treatment planning apparatus, and a treatment plan is drawn up. Further, at this time, a DRR (Digitally Reconstructed Radiographs) image obtained by projecting a three-dimensional CT image in two directions on the positive side is generated as a reference image for matching the position and orientation of the patient with the treatment planning stage.
治療段階では、同じ固定具を用いて患者が治療台に固定され、粒子線照射に先立って、患者の位置姿勢を治療計画時の患者の位置姿勢に合せるための位置決めが行われる。
この位置決めは、治療台に固定された患者についてＸ線撮像装置により正側２方向（垂直と水平）の照合画像を撮像し、撮像された照合画像をそれぞれ対応する参照画像と照合し、両画像の位置ずれ量に基づいて患者の位置姿勢を補正するための治療台の各軸の移動量を演算し、演算された移動量に基づいて治療台を移動させる。
正側２方向のＸ線画像から、治療台の各軸の移動量を演算する方法としては、例えば、正側２方向の照合画像と参照画像について、それぞれ対応する部分をマーキングし、各マーキングについての２次元距離に基づいて治療台の各軸の移動量を演算するランドマーク法や、正側２方向の照合画像のそれぞれについて、画像を移動・回転させて対応する参照画像と最も一致する２次元移動距離および回転角度を求め、求められた正側２方向の移動距離と回転角度から治療台の各軸の移動量を演算する画像処理法が用いられる。
このような患者の位置決めは、照合画像と参照画像の位置ずれ量が許容範囲に入るまで繰り返し行われ、患者の位置姿勢が治療計画段階の患者の位置姿勢に対して許容される誤差の範囲に入ったら、治療計画段階で決定した条件に従って実際の照射が行われる。
In the treatment stage, the patient is fixed to the treatment table using the same fixture, and prior to the particle beam irradiation, positioning is performed for matching the patient's position and posture with the patient's position and posture at the time of treatment planning.
In this positioning, the patient fixed on the treatment table is imaged in the positive two directions (vertical and horizontal) by the X-ray imaging apparatus, the imaged comparison images are compared with the corresponding reference images, and both images The movement amount of each axis of the treatment table for correcting the position and orientation of the patient is calculated based on the amount of positional deviation, and the treatment table is moved based on the calculated movement amount.
As a method of calculating the movement amount of each axis of the treatment table from the X-ray image in the two directions on the positive side, for example, marking each corresponding part of the collation image and the reference image in the two directions on the positive side, Each of the landmark method for calculating the movement amount of each axis of the treatment table based on the two-dimensional distance and the matching image in the two directions on the positive side are most matched with the corresponding reference image by moving and rotating the image. An image processing method is used in which the dimension movement distance and the rotation angle are obtained, and the movement amount of each axis of the treatment table is calculated from the obtained movement distance and rotation angle in the two positive directions.
Such patient positioning is repeated until the amount of positional deviation between the verification image and the reference image falls within an allowable range, and the patient's position / posture falls within an allowable error range with respect to the patient's position / posture at the treatment planning stage. Once entered, actual irradiation is performed according to the conditions determined in the treatment planning stage.
以上のような、放射線治療における患者の位置決めを行う先行技術として、以下のような特許文献が開示されている。
特許文献１は、Ｘ線撮像装置を患者回りに回転させる手段を備え、ランドマーク法による位置決めにおいて、マーキングが重ならないようにＸ線撮像装置を回転させて照合画像を撮像することで、位置決め精度と作業効率を向上できるようにしている。
特許文献２は、画像処理法による位置決めとして、患者位置ずれ量の予想範囲内における全てのオプティカルフローを予め計算し、これと実際に計測したオプティカルフローを比較して患者の位置ずれ量を求めることで、位置決め精度を向上させている。
特許文献３は、ランドマーク法による位置決めとして、画像データに記録されているマーキングを自動認識させることで、オペレータの技量や経験に依存しない位置決めを可能としている。
特許文献４は、画像処理法による位置決めとして、照合画像と参照画像のパターンマッチングにより位置決めを行うことにより、操作者の技量に関係なく十分な位置決め精度を確保できるようにしている。
特許文献５は、位置姿勢パラメータを変化させながらＤＲＲ画像を生成し、所定領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）について照合画像との相関演算を行い、相関値が最大となる位置姿勢の変化量を対象部位の並進量と回転量として位置決めすることで、的確な位置決めを行うようにしている。
The following patent documents are disclosed as prior art for positioning a patient in radiation therapy as described above.
Patent Document 2 calculates, in advance, all the optical flows within the expected range of the patient position deviation amount as positioning by the image processing method, and compares this with the actually measured optical flow to obtain the patient position deviation amount. Therefore, the positioning accuracy is improved.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 allows positioning that does not depend on the skill or experience of the operator by automatically recognizing the marking recorded in the image data as positioning by the landmark method.
In
Patent Document 5 generates a DRR image while changing a position / orientation parameter, performs a correlation operation with a matching image on a predetermined region (ROI: Region of interest), and targets a change amount of the position / orientation that maximizes the correlation value. By positioning as a translation amount and a rotation amount of the part, accurate positioning is performed.
しかしながら、固定具による患者の治療台への固定は必ずしも完全なものではなく、固定具には多少の遊びを含んでいるため、治療台を移動させて患者の姿勢を変化させると、治療台に対する患者の位置姿勢に変動が生ずる。また、仮に固定具により患者の体が完全に固定できたとしても、人間の体は剛体ではないため、患者の体表面と患部との位置関係は姿勢によって変化するという問題がある。
このため、治療段階の患者の位置決めにおいて、特許文献１〜５に開示されているランドマーク法や画像処理法を用いて、照合画像と参照画像を完全に一致させるための治療台の移動量が正確に計算されたとしても、治療台を移動させることによって患者の位置姿勢に変動が生じるため、一回の治療台の移動で治療計画時の位置姿勢を再現することは困難であり、治療台の位置決めを何度も繰り返して行う必要が生ずる。
一般に、治療のための粒子線の照射は、患者への負担を考慮して、多数回に分けて実施され（例えば、前立腺がんの治療では治療は３７回に分けて行われる）、治療の度に患者は固定具を装着し直して治療台に固定されるため、その都度患者の位置決めを行う必要が生ずる。
従って、治療の度に上述の治療台の位置決め動作を繰り返し行うことになると、全体として治療時間が長時間化し、Ｘ線撮影による患者の被爆量も多大なものとなるという問題があった。
However, the fixation of the patient to the treatment table by the fixing device is not necessarily complete, and the fixing device includes some play. Therefore, if the patient's posture is changed by moving the treatment table, Variations occur in the position and posture of the patient. Further, even if the patient's body can be completely fixed by the fixing tool, the human body is not a rigid body, so that the positional relationship between the patient's body surface and the affected part varies depending on the posture.
For this reason, in the positioning of the patient at the treatment stage, using the landmark method and the image processing method disclosed in
In general, irradiation with particle beams for treatment is performed in a number of times in consideration of the burden on the patient (for example, in the treatment of prostate cancer, the treatment is performed in 37 times). Each time the patient re-mounts the fixture and is fixed to the treatment table, the patient needs to be positioned each time.
Therefore, if the positioning operation of the treatment table described above is repeatedly performed for each treatment, there is a problem in that the treatment time becomes longer as a whole, and the patient's exposure dose by X-ray imaging becomes enormous.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、放射線治療における患者の位置決め繰り返し回数を低減し、治療時間の短縮化と患者の被爆量の低減化を図る放射線治療における患者位置決め装置および患者位置決め方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In the radiotherapy for reducing the number of repeated positioning of the patient in the radiotherapy, and reducing the treatment time and the exposure dose of the patient. An object is to obtain a patient positioning device and a patient positioning method.
この発明に係わる放射線治療における患者位置決め装置においては、放射線照射手段によって照射される放射線を患者の患部に照射して治療するに際し患者の位置決めを行う放射線治療における患者位置決め装置であって、
患者が固定され、放射線照射手段に対する患者の位置姿勢を設定する手段を有する治療台、
患者の過去に位置決めされた治療台位置決め位置のデータに基づいて治療台の粗位置決め位置を学習させる粗位置決め位置学習手段、
この粗位置決め位置学習手段により学習させた粗位置決め位置に治療台を初期移動させる治療台初期移動手段、
治療台に固定された患者に対し、少なくとも２方向から患者の体内画像を撮像する撮像手段、
この撮像手段により撮像された撮像画像を基準となる参照画像と照合し、両画像間に位置ずれがある場合に、この位置ずれに基づき、患者の位置姿勢を修正し、位置決めするための治療台の移動量を演算し、この演算された移動量にしたがって治療台を移動させて患者の位置決めを行う位置決め制御手段、
及びこの位置決め制御手段により位置決めされた患者の治療台位置決め位置のデータを記録する治療台位置決めデータ記録手段を備えたものである。
In the patient positioning apparatus in the radiation therapy according to the present invention, the patient positioning apparatus in the radiation therapy for positioning the patient when irradiating the patient with the radiation irradiated by the radiation irradiating means for treatment,
A treatment table on which the patient is fixed and having means for setting the position and orientation of the patient relative to the radiation irradiation means;
Coarse positioning position learning means for learning the rough positioning position of the treatment table based on the data of the treatment table positioning position positioned in the past of the patient;
Treatment table initial moving means for initially moving the treatment table to the coarse positioning position learned by the rough positioning position learning means,
An imaging means for capturing in-vivo images of the patient from at least two directions with respect to the patient fixed on the treatment table;
A treatment table for collating a captured image captured by the imaging unit with a reference image serving as a reference and correcting and positioning the position and orientation of the patient based on the positional shift when there is a positional shift between the images. Positioning control means for calculating the amount of movement of the patient and moving the treatment table according to the calculated amount of movement to position the patient,
And treatment table positioning data recording means for recording data on the treatment table positioning position of the patient positioned by the positioning control means.
この発明は、以上説明したように、放射線照射手段によって照射される放射線を患者の患部に照射して治療するに際し患者の位置決めを行う放射線治療における患者位置決め装置であって、
患者が固定され、放射線照射手段に対する患者の位置姿勢を設定する手段を有する治療台、
患者の過去に位置決めされた治療台位置決め位置のデータに基づいて治療台の粗位置決め位置を学習させる粗位置決め位置学習手段、
この粗位置決め位置学習手段により学習させた粗位置決め位置に治療台を初期移動させる治療台初期移動手段、
治療台に固定された患者に対し、少なくとも２方向から患者の体内画像を撮像する撮像手段、
この撮像手段により撮像された撮像画像を基準となる参照画像と照合し、両画像間に位置ずれがある場合に、この位置ずれに基づき、患者の位置姿勢を修正し、位置決めするための治療台の移動量を演算し、この演算された移動量にしたがって治療台を移動させて患者の位置決めを行う位置決め制御手段、
及びこの位置決め制御手段により位置決めされた患者の治療台位置決め位置のデータを記録する治療台位置決めデータ記録手段を備えたので、放射線治療における患者の位置決め繰り返し回数が低減され、治療時間の短縮化と患者の被爆量の低減化を図ることができる。
As described above, the present invention is a patient positioning apparatus in radiation therapy for positioning a patient when irradiating the patient with the radiation irradiated by the radiation irradiating means for treatment.
A treatment table on which the patient is fixed and having means for setting the position and orientation of the patient relative to the radiation irradiation means;
Coarse positioning position learning means for learning the rough positioning position of the treatment table based on the data of the treatment table positioning position positioned in the past of the patient;
Treatment table initial moving means for initially moving the treatment table to the coarse positioning position learned by the rough positioning position learning means,
An imaging means for capturing in-vivo images of the patient from at least two directions with respect to the patient fixed on the treatment table;
A treatment table for collating a captured image captured by the imaging unit with a reference image serving as a reference and correcting and positioning the position and orientation of the patient based on the positional shift when there is a positional shift between the images. Positioning control means for calculating the amount of movement of the patient and moving the treatment table according to the calculated amount of movement to position the patient,
And the treatment table positioning data recording means for recording the data of the treatment table positioning position of the patient positioned by the positioning control means, so that the number of repeated positioning of the patient in the radiotherapy is reduced, and the treatment time is shortened and the patient The amount of exposure can be reduced.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による放射線治療における患者位置決め装置を示す構成図である。
図１において、患者位置決め装置は、患者が固定される治療台１０と、治療台１０に固定された患者の正側２方向（垂直と水平）のＸ線透過画像を撮像するＸ線撮像装置２０と、Ｘ線撮像装置２０（撮像手段）で撮像された患者のＸ線画像に基づいて治療台１０を駆動して患者の位置姿勢を位置決めする位置決め計算機３０と、治療台１０やＸ線撮像装置２０を制御する機器制御計算機４０と、各患者の情報を管理する患者ファイルサーバ５０から構成される。
治療台１０は、患者に対して照射する粒子線の照射ノズル６０（放射線照射手段）のアイソセンターに対して患者の位置と姿勢を３次元的に位置設定するための駆動機構を有している。
ここでは、治療台１０は、前後移動軸１０ａ、左右移動軸１０ｂ、上下移動軸１０ｃ、アイソセンター回転軸１０ｄ、ローリング軸１０ｅ、ピッチング軸１０ｆの６自由度を有するベッド式治療台を例示しているが、これに限定されるものではない。
例えば、患者を座らせて固定する座位式の治療台を使用する場合もあり、その場合には、前後移動軸、左右移動軸、上下移動軸、アイソセンター回転軸、リクライニング軸の５自由度を有する駆動機構が用いられることが多い。
1 is a block diagram showing a patient positioning device in radiation therapy according to
In FIG. 1, a patient positioning device includes a treatment table 10 on which a patient is fixed, and an X-ray imaging device 20 that captures X-ray transmission images in two directions (vertical and horizontal) on the positive side of the patient fixed on the treatment table 10. A
The treatment table 10 has a drive mechanism for three-dimensionally setting the position and posture of the patient with respect to the isocenter of the particle beam irradiation nozzle 60 (radiation irradiation means) for irradiating the patient. .
Here, the treatment table 10 exemplifies a bed type treatment table having six degrees of freedom of a front /
For example, a sitting-type treatment table that seats and fixes a patient may be used. In that case, five degrees of freedom of a longitudinal movement axis, a lateral movement axis, a vertical movement axis, an isocenter rotation axis, and a reclining axis are provided. A drive mechanism is often used.
Ｘ線撮像装置２０は、患者の正面方向（垂直）のＸ線画像を撮像する正面Ｘ線撮像装置２０ａと患者の側面方向（水平）のＸ線画像を撮像する側面Ｘ線撮像装置２０ｂとから構成され、それぞれ、Ｘ線を発生させるＸ線発生装置２１ａ、２１ｂと、患者を透過したＸ線を撮像するためのＸ線カメラ２２ａ、２２ｂを備える。
Ｘ線撮像装置２０には、一般に呼吸同期装置が接続され（図示省略）、Ｘ線画像は治療計画時のＣＴ画像を撮影したときと同じ呼吸条件で撮像されるようにしている。
位置決め計算機３０（位置決め制御手段）は、Ｘ線撮像装置２０により撮像されたＸ線画像を取り込み、参照画像との画像照合を行い、位置ずれがある場合に、必要な治療台１０の移動量を演算し、機器制御計算機４０に対して治療台の移動指令を送信する後述の患者位置決め処理が実行されるコンピュータである。
また、機器制御計算機４０は、位置決め計算機３０からの指令を受けて、治療台１０やＸ線撮像装置２０を制御するコンピュータである。
なお、ここでは、位置決め計算機３０や機器制御計算機４０は、プログラマブルコントローラ（シーケンサ）等を用いて構成されているが、これに限定されるものでない。
The X-ray imaging apparatus 20 includes a front
A respiratory synchronization device is generally connected to the X-ray imaging apparatus 20 (not shown), and an X-ray image is captured under the same respiratory conditions as when a CT image at the time of treatment planning was captured.
The positioning computer 30 (positioning control means) takes in the X-ray image captured by the X-ray imaging device 20, performs image collation with the reference image, and if there is a positional shift, the required amount of movement of the treatment table 10 is calculated. It is a computer on which a patient positioning process, which will be described later, is performed to calculate and transmit a treatment table movement command to the
The
Here, the positioning
患者ファイルサーバ５０（治療台位置決めデータ記録手段）は、治療を受ける患者の情報を管理するコンピュータであり、治療を受ける患者の患者情報データ、治療計画データ、参照画像データ、過去の治療台位置決めデータが記憶された患者データベース５２を備える。
患者ファイルサーバ５０は、ネットワークを介して病院系と接続されており、治療を受ける各患者の情報を取得し、患者データベース５２の患者情報データに記録する。
また、患者ファイルサーバ５０は、治療計画装置７０と接続され、治療計画装置７０はＣＴ撮像装置８０に接続されている。治療計画装置７０は、ＣＴ撮像装置８０によって撮影されたＣＴ画像を取得して各患者の治療計画を立案するとともに、当該ＣＴ画像から正側２方向のＤＲＲ画像を生成する。患者ファイルサーバ５０は、治療計画装置７０から立案された各患者の治療計画と、生成された各患者の正側２方向のＤＲＲ画像を取り込み、それぞれ患者データベース５２の治療計画データと参照画像データに記録する。
なお、参照画像データは、治療前に位置決めのリハーサルが行われた場合には、リハーサル時に取得された正側２方向のＸ線画像に置き換えてもよい。
The patient file server 50 (treatment table positioning data recording means) is a computer that manages information on patients who receive treatment, and includes patient information data, treatment plan data, reference image data, and past treatment table positioning data of patients who receive treatment. Is stored in the
The
The
Note that the reference image data may be replaced with an X-ray image in two positive directions acquired during rehearsal when positioning rehearsal is performed before treatment.
図２は、この発明の実施の形態１による放射線治療における患者位置決め装置の位置決め計算機で実行される患者位置決め処理を示すフロー図である。
図３は、この発明の実施の形態１による放射線治療における患者位置決め装置の患者位置決め処理における粗位置決め位置学習初期設定の処理手順を示すフロー図である。
図３において、ｉは患者の過去の位置決めデータをカウンタするカウンタ、ｊは学習した学習データをカウンタするカウンタ、ＬＤ（Ｉ）ｊは治療台の各軸のｊ番目の学習データ、ＲＰ（Ｉ）は治療台の各軸のリハーサル時の位置決めデータ、ＡＶ（Ｉ）は学習データＬＤ（Ｉ）の各軸の平均値、ＳＤ（Ｉ）は学習データＬＤ（Ｉ）の各軸の標準偏差である。
FIG. 2 is a flowchart showing a patient positioning process executed by the positioning computer of the patient positioning device in the radiation therapy according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of coarse positioning position learning initial setting in the patient positioning process of the patient positioning device in the radiation therapy according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 3, i is a counter for counting past positioning data of a patient, j is a counter for counting learned learning data, LD (I) j is j-th learning data for each axis of the treatment table, and RP (I) Is the positioning data during rehearsal of each axis of the treatment table, AV (I) is the average value of each axis of the learning data LD (I), and SD (I) is the standard deviation of each axis of the learning data LD (I) .
図４は、この発明の実施の形態１による放射線治療における患者位置決め装置の手動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理の処理手順を示すフロー図である。
図４において、ＰＤ（Ｉ）ｉは治療台の各軸のｉ番目の位置決めデータ、ＣＰ（Ｉ）は治療台の各軸の粗位置決め位置である。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the coarse positioning position learning process by the manual learning average calculation method of the patient positioning device in the radiation therapy according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 4, PD (I) i is the i-th positioning data of each axis of the treatment table, and CP (I) is a rough positioning position of each axis of the treatment table.
図５は、この発明の実施の形態１による放射線治療における患者位置決め装置の患者位置決め処理における手動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理の画面表示例を示す図である。
図５において、画面には、患者ＩＤ、患者名、治療計画の計画ＩＤ、照射ＩＤ、患部の部位等が表示され、患者のリハーサルデータと過去の位置決めデータが治療台の軸別に表示され、各位置決めデータには、学習データとして採用するか否かを入力するための学習採否ボタンが設けられている。
FIG. 5 is a diagram showing a screen display example of the coarse positioning position learning process by the manual learning average calculation method in the patient positioning process of the patient positioning apparatus in the radiation therapy according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the patient ID, patient name, treatment plan plan ID, irradiation ID, affected area, etc. are displayed on the screen, and patient rehearsal data and past positioning data are displayed for each axis of the treatment table. The positioning data is provided with a learning acceptance / rejection button for inputting whether or not to adopt the learning data.
次に、動作について説明する。
まず、位置決め計算機３０によって実行される患者位置決め処理の処理手順を、図２に基づいて説明する。
患者位置決め処理は、各患者の各治療時において、照射を行う前に患者の位置姿勢を治療計画段階の位置姿勢に合せるために実行されるものである。
患者位置決め処理（Ｓ１００）では、最初に、治療台の粗位置決め位置を学習により設定する粗位置決め位置学習処理（Ｓ１０２）（粗位置決め位置学習手段、第一の工程）と、粗位置決め位置学習処理により設定された粗位置決め位置を位置決め開始位置として治療台１０を移動させる治療台初期移動処理（Ｓ１０４）（治療台初期移動手段、第二の工程）とが実行される。
粗位置決め位置学習処理（Ｓ１０２）は、患者データベース５２に記録されている当該患者の過去の治療台位置決めデータを取得し、その患者の最終位置決め位置に近い治療台の粗位置決め位置を学習させる演算を行うものであり、詳細は後述する。
Next, the operation will be described.
First, the procedure of the patient positioning process executed by the positioning
The patient positioning process is executed in order to match the position / posture of the patient with the position / posture of the treatment planning stage before performing irradiation in each treatment of each patient.
In the patient positioning process (S100), first, a coarse positioning position learning process (S102) (coarse positioning position learning means, first step) for setting the rough positioning position of the treatment table by learning and a rough positioning position learning process. Treatment table initial movement processing (S104) (treatment table initial movement means, second step) of moving the treatment table 10 using the set rough positioning position as a positioning start position is executed.
The coarse positioning position learning process (S102) obtains the past treatment table positioning data of the patient recorded in the
Ｓ１０４の治療台の初期移動が完了したら、機器制御計算機４０に対してＸ線画像の撮像を指示し、Ｘ線撮像装置２０より正側２方向のＸ線画像を照合画像として取得する（Ｓ１０６、第三の工程）。
次に、患者データベース５２に記録されている当該患者の正側２方向の参照画像を取得し、正側２方向の照合画像を対応する参照画像と照合する（Ｓ１０８、第四の工程）。
この画像照合において、正側２方向の少なくともいずれかで許容範囲内を超える位置ずれ（移動および回転）がある場合には（Ｓ１１０）、正側２方向の位置ずれ量に基づいて治療台の各軸の移動量を演算し（Ｓ１１２）、演算された移動量に基づいて治療台１０を移動させて（Ｓ１１４）、Ｓ１０６に戻る。（Ｓ１１０とＳ１１２とＳ１１４が第五の工程）
なお、画像の照合を行って正側２方向の位置ずれを求め、これに基づいて治療台の各軸の移動量を演算する方法は、背景技術で述べた各種の方法を用いて行うことができるものであり、ここでは詳細説明を省略する。
When the initial movement of the treatment table in S104 is completed, the
Next, the reference images in the positive two directions of the patient recorded in the
In this image collation, when there is a positional deviation (movement and rotation) exceeding the allowable range in at least one of the two directions on the positive side (S110), each of the treatment tables is determined based on the amount of positional deviation in the two directions on the positive side. The movement amount of the shaft is calculated (S112), the treatment table 10 is moved based on the calculated movement amount (S114), and the process returns to S106. (S110, S112, and S114 are the fifth step)
In addition, the method of calculating the amount of movement of each axis of the treatment table based on the positional deviation in the two directions on the positive side by collating the images can be performed using various methods described in the background art. Detailed description is omitted here.
Ｓ１１０で、正側２方向のいずれも許容範囲内にある場合には、位置決めの完了確認を行い（Ｓ１１６）、現在の治療台の各軸の位置を当該患者の治療台位置決めデータとして患者データベース５２に記録し（Ｓ１１８、第六の工程）、患者の位置決め処理を終了する。
なお、Ｓ１１６で、位置決めの完了確認を行っているのは、異常動作により誤った照射が行われないようにするための安全確認であり、充分な信頼性が確保される場合には省略されてもよい。
また、上記説明では、画像照合によって検出された位置ずれ（移動および回転）が許容範囲内にある場合に位置決めが完了したと判断するようにしたが、画像照合により検出された位置ずれ量に基づいて治療台の各軸の移動量を演算し、演算された治療台の各軸の移動量が許容範囲内にある場合に位置決めが完了したと判断するようにしてもよい。
In S110, if both of the positive two directions are within the allowable range, the completion of positioning is confirmed (S116), and the current position of each axis of the treatment table is used as the treatment table positioning data of the patient in the
In S116, the confirmation of the completion of positioning is a safety check for preventing erroneous irradiation due to an abnormal operation, and is omitted when sufficient reliability is ensured. Also good.
In the above description, it is determined that the positioning is completed when the positional deviation (movement and rotation) detected by the image verification is within the allowable range. However, based on the positional deviation amount detected by the image verification. Then, the movement amount of each axis of the treatment table may be calculated, and when the calculated movement amount of each axis of the treatment table is within the allowable range, it may be determined that the positioning is completed.
位置決め計算機３０による患者の位置決めが完了したら、機器制御計算機４０より加速系に対して照射準備指令が出され、患者データベース５２の治療計画データに基づいて治療台１０と加速器系が制御され、治療のための照射が行われる。
なお、照射ノズルは、例えば、回転ガントリーに取り付けられ、患部に対して任意の方向から照射するもの、水平方向に固定され、座位式治療台に固定された患者の患部に対して水平方向に照射するもの、水平方向と垂直方向に設けられ、水平方向と垂直方向の２方向を同時に照射するものなどが、治療目的や病状に応じて適宜使い分けられる。
When positioning of the patient by the positioning
The irradiation nozzle is attached to, for example, a rotating gantry and irradiates the affected area from an arbitrary direction. The irradiation nozzle is fixed in the horizontal direction and irradiated to the affected area of the patient fixed on the sitting type treatment table. Those that are provided in the horizontal direction and the vertical direction, and that simultaneously irradiate the two directions of the horizontal direction and the vertical direction are appropriately used depending on the purpose of treatment and the medical condition.
次に、患者位置決め処理（Ｓ１００）の粗位置決め位置学習処理（Ｓ１０２）について説明する。
なお、以下の処理においては、特に断らない限り、治療台のすべての軸Ｉについて実行されるものとする。
まず、粗位置決め位置学習処理（Ｓ１０２）のためのパラメータの初期化を行う粗位置決め位置学習初期設定の処理手順を図３に基づいて説明する。
粗位置決め位置学習初期設定（Ｓ２００）は、位置決めデータのカウンタｉと学習データのカウンタｊを初期値１にセットし（Ｓ２０２）、学習データＬＤ（Ｉ）ｊの初期値（ｊ＝１）をリハーサルデータＲＰ（Ｉ）に、各軸の平均値ＡＶ（Ｉ）をリハーサルデータＲＰ（Ｉ）に、各軸の標準偏差ＳＤ（Ｉ）の初期値を通常の位置決めにおいて生ずる各軸の誤差ＩＳＤ（Ｉ）に、それぞれ初期設定する（Ｓ２０４）。
なお、Ｓ２０４は、最初の治療時において粗位置決め位置学習処理（Ｓ１０２）により粗位置決め位置を学習できるように初期値を定めるものであり、粗位置決め位置学習処理（Ｓ１０２）で一定数の位置決めデータが蓄積されてから粗位置決め位置を学習させるようにするものであれば、このような初期設定を行う必要はない。
Next, the rough positioning position learning process (S102) of the patient positioning process (S100) will be described.
It should be noted that the following processing is executed for all axes I of the treatment table unless otherwise specified.
First, a rough positioning position learning initial setting process procedure for initializing parameters for the rough positioning position learning process (S102) will be described with reference to FIG.
In coarse positioning position learning initial setting (S200), positioning data counter i and learning data counter j are set to initial value 1 (S202), and initial value (j = 1) of learning data LD (I) j is rehearsed. In the data RP (I), the average value AV (I) of each axis is rehearsal data RP (I), and the initial value of the standard deviation SD (I) of each axis is the error ISD (I ) Are initially set (S204).
In S204, an initial value is determined so that the coarse positioning position can be learned by the coarse positioning position learning process (S102) at the time of the first treatment. In the coarse positioning position learning process (S102), a certain number of positioning data is obtained. Such initial setting is not necessary if the coarse positioning position is learned after being accumulated.
次に、実施の形態１による粗位置決め位置学習処理について説明する。
実施の形態１では、前回の治療台位置決めデータを学習させるか否かを手動選択させ、学習データの平均値を粗位置決め位置として学習させる手動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理を行う。
この手動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理について、図４に基づき説明する。
手動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理（Ｓ３００）は、最初に、前回の位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｉと、これまでの学習による平均値ＡＶ（Ｉ）と標準偏差ＳＤ（Ｉ）を画面表示し（Ｓ３０２）、オペレータに前回の位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｉが学習データとして適切であるかどうかを判断させて前回データの採否を入力させる。
前回データを採用すると入力された場合は（Ｓ３０４）、学習データのカウンタｊをインクリメントし（Ｓ３０６）、当該前回の位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｉを学習データＬＤ（Ｉ）ｊに登録し（Ｓ３０８）、ｊ個の学習データＬＤ（Ｉ）についての平均値を演算して平均値ＡＶ（Ｉ）を置換し、ｊ個の学習データＬＤ（Ｉ）についての標準偏差を演算して標準偏差ＳＤ（Ｉ）を置換し（Ｓ３１０）、平均値と標準偏差の画面表示を更新し（Ｓ３１２）、位置決めデータのカウンタｉをインクリメントする（Ｓ３１４）。
Next, the rough positioning position learning process according to the first embodiment will be described.
In the first embodiment, whether or not the previous treatment table positioning data is to be learned is manually selected, and a rough positioning position learning process is performed by a manual learning average calculation method in which an average value of learning data is learned as a rough positioning position.
The rough positioning position learning process by the manual learning average calculation method will be described with reference to FIG.
The coarse positioning position learning process (S300) based on the manual learning average calculation method first displays the previous positioning data PD (I) i , the average value AV (I) and the standard deviation SD (I) based on the learning so far. Display (S302), and let the operator determine whether or not the previous positioning data PD (I) i is appropriate as the learning data, and input the acceptance or rejection of the previous data.
When it is input that the previous data is adopted (S304), the learning data counter j is incremented (S306), and the previous positioning data PD (I) i is registered in the learning data LD (I) j (S308). , The average value for j learning data LD (I) is calculated to replace the average value AV (I), and the standard deviation for j learning data LD (I) is calculated to calculate the standard deviation SD (I ) Is replaced (S310), the screen display of the average value and the standard deviation is updated (S312), and the counter i of the positioning data is incremented (S314).
一方、Ｓ３０４において、前回データを採用しないと入力された場合は、学習データの登録を行わず、Ｓ３１４に進んで位置決めデータのカウンタｉをインクリメントする。
ここで、オペレータに、現在の平均値ＡＶ（Ｉ）が学習された粗位置決め位置として適切であるか否かを判断させ、学習データの採否を入力させる。
学習データとして採用すると入力された場合は（Ｓ３１６）、現在の平均値ＡＶ（Ｉ）を粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）に設定し（Ｓ３１８）、Ｓ３１６で、学習データとして採用しないと入力された場合であって、手動で位置決め位置が設定されている場合は（Ｓ３２０）、当該手動設定位置を粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）に設定し（Ｓ３２２）、Ｓ３２０において手動で位置決め位置が設定されていない場合は、リハーサル位置ＲＰ（Ｉ）を粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）に設定し（Ｓ３２４）、粗位置決め位置学習処理を終了する。
On the other hand, if it is input in S304 that the previous data is not adopted, the learning data is not registered, and the process proceeds to S314 to increment the positioning data counter i.
Here, the operator is made to determine whether or not the current average value AV (I) is appropriate as the learned coarse positioning position, and the acceptance or rejection of the learning data is input.
When it is input that it is adopted as learning data (S316), the current average value AV (I) is set to the rough positioning position CP (I) (S318), and it is inputted that it is not adopted as learning data in S316. If the positioning position is manually set (S320), the manual setting position is set to the coarse positioning position CP (I) (S322), and the positioning position is not manually set in S320. Sets the rehearsal position RP (I) to the rough positioning position CP (I) (S324), and ends the rough positioning position learning process.
図５に、この手動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理（Ｓ３００）により粗位置決め位置を手動で学習させるための画面表示の例を示している。
図５の画面には、患者ＩＤ、患者名、治療計画の計画ＩＤ、照射ＩＤ、患部の部位等が表示され、当該患者のリハーサルデータと過去の位置決めデータが治療台の軸別に表示される。
各位置決めデータには、Ｓ３０４において学習データとして採用するか否かを入力するための学習採否ボタンが設けられている。
また、画面の下部において、学習データとして採用された位置決めデータの平均値（ＡＶ）と標準偏差（ＳＤ）が軸別に表示され、平均値を粗位置決め位置として採用するか否かを入力するための学習データ採否ボタンが軸別に設けられている。
さらに、粗位置決め位置として平均値を採用しない軸について手動設定を入力する手動設定入力欄を備え、これらの情報に基づいて、最終的に決定された粗位置決め位置が軸別に表示される。
この例では、学習採否ボタンにより、第２回治療時の位置決めデータと第３回治療時の位置決めデータが学習データとして採用され、学習データ採否ボタンにより、上下軸、左右軸、回転軸、ピッチング軸については学習された平均値が、ピッチング軸については手動設定データが、前後軸についてはリハーサルデータが、それぞれ第４回治療時の粗位置決め位置として使用される。
FIG. 5 shows an example of a screen display for manually learning the coarse positioning position by the coarse positioning position learning process (S300) based on the manual learning average calculation method.
The screen of FIG. 5 displays a patient ID, a patient name, a treatment plan plan ID, an irradiation ID, a site of an affected area, and the like, and rehearsal data and past positioning data of the patient are displayed for each axis of the treatment table.
Each positioning data is provided with a learning acceptance / rejection button for inputting whether or not to adopt as the learning data in S304.
At the bottom of the screen, the average value (AV) and standard deviation (SD) of the positioning data adopted as learning data are displayed for each axis, and for inputting whether or not the average value is adopted as the coarse positioning position. A learning data acceptance / rejection button is provided for each axis.
Further, a manual setting input field for inputting manual setting for an axis that does not employ an average value as the coarse positioning position is provided, and the finally determined coarse positioning position is displayed for each axis based on these pieces of information.
In this example, the positioning data at the second treatment and the positioning data at the third treatment are adopted as learning data by the learning acceptance / rejection button, and the vertical axis, left / right axis, rotation axis, pitching axis are adopted by the learning data acceptance / rejection button. The learned average value is used as the coarse positioning position for the fourth treatment, and the manually set data is used for the pitching axis and the rehearsal data is used for the front and rear axes.
実施の形態１によれば、各患者の各治療時の位置決めに際して、当該患者の過去の治療台位置決めデータに基づいて治療台の粗位置決め位置を学習させ、学習させた粗位置決め位置に基づいて治療台の位置決め開始位置を最終位置決め位置に近い位置に初期設定させるようにしたので、位置決め繰り返し回数が低減され、治療時間の短縮化と患者の被爆の低減化を図ることができる。
また、各患者の各治療時の位置決めに際して、当該患者の過去の治療台位置決めデータの各軸毎の平均値を粗位置決め位置として治療台の位置決め開始位置を初期設定するようにしたので、治療台を移動させたときに生ずる患者の位置姿勢の変動による誤差が平均化され、位置決め繰り返し回数を効果的に低減させることができる。
According to the first embodiment, when positioning each patient during each treatment, the rough positioning position of the treatment table is learned based on the past treatment table positioning data of the patient, and the treatment is performed based on the learned rough positioning position. Since the positioning start position of the table is initially set to a position close to the final positioning position, the number of positioning repetitions can be reduced, so that the treatment time can be shortened and the patient's exposure can be reduced.
Also, when positioning each patient during each treatment, the positioning start position of the treatment table is initially set with the average value for each axis of the past treatment table positioning data of the patient as a rough positioning position. Errors due to variations in the position and posture of the patient that occur when the position is moved are averaged, and the number of positioning repetitions can be effectively reduced.
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による放射線治療における患者位置決め装置の患者位置決め処理における自動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理の処理手順を示すフロー図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the coarse positioning position learning process by the automatic learning average calculation method in the patient positioning process of the patient positioning device in the radiation therapy according to the second embodiment of the present invention.
実施の形態２は、前回の治療台位置決めデータを学習させるか否かを自動で判定させ、学習データの平均値を粗位置決め位置として学習させる自動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理を行うようにした。
次に、自動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理について、図６に基づき説明する。
この場合の自動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理では、前回の位置決めデータを学習させるか否かを、前回の位置決めデータの偏差値Ｚ（Ｉ）が所定範囲内にあるか否かと、前回の位置決めデータの位置決め誤差ＥＰｉが所定範囲内にあるか否かと、前回の位置決めデータの位置決め繰り返し回数ＮＰｉが所定回数内にあるか否かによって判定する。
このため、患者位置決め処理（Ｓ１００）の位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｉの記録（Ｓ１１８）において、当該治療時の最終位置決め誤差ＥＰｉ（最後の画像照合における正側２方向の位置ずれ量）と、位置決め完了までに要した位置決め繰り返し回数ＮＰｉを同時に記録しておく。
In the second embodiment, whether or not the previous treatment table positioning data is to be learned is automatically determined, and the coarse positioning position learning process is performed by the automatic learning average calculation method in which the average value of the learning data is learned as the coarse positioning position. I made it.
Next, the rough positioning position learning process by the automatic learning average calculation method will be described with reference to FIG.
In the coarse positioning position learning process by the automatic learning average calculation method in this case, whether or not the previous positioning data is learned, whether or not the previous positioning data deviation value Z (I) is within a predetermined range, The positioning error EP i of the positioning data is within a predetermined range, and whether or not the previous positioning data positioning repetition number NP i is within the predetermined number.
For this reason, in the recording (S118) of the positioning data PD (I) i of the patient positioning process (S100), the final positioning error EP i at the time of the treatment (the amount of positional deviation in the positive two directions in the final image matching), The number of positioning repetitions NP i required until the positioning is completed is recorded simultaneously.
自動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理（Ｓ４００）は、最初に、学習データの平均値ＡＶ（Ｉ）と標準偏差ＳＤ（Ｉ）とを用いて、前回の位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｉの偏差値Ｚ（Ｉ）を求める（Ｓ４０２）。
当該患者の前回の位置決めデータの偏差値Ｚ（Ｉ）が所定の範囲内にあり（Ｓ４０４）、前回の位置決めデータの最終位置決め誤差ＥＰｉが所定範囲内にあり（Ｓ４０６）、前回の位置決めデータの位置決め繰り返し回数ＮＰｉが所定回数内にある場合に（Ｓ４０８）、学習データのカウンタｊをインクリメントし（Ｓ４１０）、前回の位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｉを学習データＬＤ（Ｉ）ｊに登録し（Ｓ４１２）、ｊ個の学習データＬＤ（Ｉ）についての平均値を演算して平均値ＡＶ（Ｉ）を置換し、ｊ個の学習データＬＤ（Ｉ）についての標準偏差を演算して標準偏差ＳＤ（Ｉ）を置換し、平均値と標準偏差の画面表示を更新し（Ｓ４１４）、位置決めデータのカウンタｉをインクリメントする（Ｓ４１６）。
In the rough positioning position learning process (S400) by the automatic learning average calculation method, first, the average value AV (I) of the learning data and the standard deviation SD (I) are used to calculate the previous positioning data PD (I) i . Deviation value Z (I) is obtained (S402).
Deviation value Z of the previous positioning data of the patient (I) is within a predetermined range (S404), the final positioning error EP i of the previous positioning data is within a predetermined range (S406), the previous positioning data When the positioning repetition number NP i is within the predetermined number (S408), the learning data counter j is incremented (S410), and the previous positioning data PD (I) i is registered in the learning data LD (I) j ( S412), calculating an average value for j learning data LD (I) to replace the average value AV (I), calculating a standard deviation for j learning data LD (I), and calculating a standard deviation SD (I) is replaced, the screen display of the average value and standard deviation is updated (S414), and the positioning data counter i is incremented (S416).
一方、Ｓ４０４において、前回の位置決めデータの偏差値Ｚ（Ｉ）が所定の範囲内にない場合、Ｓ４０６において前回の位置決めデータの最終位置決め誤差ＥＰｉが所定範囲内にない場合、Ｓ４０８において前回の位置決めデータの位置決め繰り返し回数ＮＰｉが所定回数内にない場合は、いずれも学習データの登録を行わず、Ｓ４１６に進んで位置決めデータのカウンタｉをインクリメントする。
そして、現在の平均値ＡＶ（Ｉ）を粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）に設定して（Ｓ４１８）、自動学習判定式の粗位置決め位置学習処理を終了する。
On the other hand, in S404, when the deviation value Z of the previous positioning data (I) is not within the predetermined range, if the final positioning error EP i of the previous positioning data is not within the predetermined range in S406, the positioning of the previous step S408 If the data positioning repetition number NP i is not within the predetermined number, none of the learning data is registered, and the process proceeds to S416 to increment the positioning data counter i.
Then, the current average value AV (I) is set to the rough positioning position CP (I) (S418), and the rough positioning position learning process of the automatic learning determination formula ends.
なお、上記の説明では、最終位置決め誤差ＥＰｉは、最後の画像照合における正側２方向の位置ずれ量を用いるものとして説明したが、前述のように、最後の画像照合における位置ずれ量から演算される治療台の各軸の移動量を用いるようにしてもよい。
また、上記の説明では、前回の位置決めデータの偏差値が所定範囲内にあり、前回の位置決めデータの位置ずれ量が所定範囲内にあり、前回の位置決め繰り返し回数が所定回数内にある場合に、前回の位置決めデータを学習させるものとして説明したが、これらのパラメータのうちの一部を用いて前回の位置決めデータを学習させるか否かを判定させるようにしてもよい。
In the above description, the final positioning error EP i has been described as using the amount of positional deviation in the positive two directions in the last image matching. However, as described above, the final positioning error EP i is calculated from the amount of positional deviation in the last image matching. The amount of movement of each axis of the treatment table to be used may be used.
Further, in the above description, when the deviation value of the previous positioning data is within the predetermined range, the positional deviation amount of the previous positioning data is within the predetermined range, and the previous positioning repetition number is within the predetermined number of times, Although it has been described that the previous positioning data is learned, a part of these parameters may be used to determine whether or not the previous positioning data is learned.
実施の形態２によれば、各患者の各治療時の位置決めに際して、所定範囲を超える偏差値を有するデータを除外して学習させた粗位置決め位置に治療台の位置決め開始位置が初期設定されるので、突発的に発生した患者の位置姿勢の大きな変動による不適切な学習が排除され、位置決め繰り返し回数をより効果的に低減させることができる。
また、各患者の各治療時の位置決めに際して、当該患者の過去の治療台位置決めデータのうち患者の位置決め誤差が所定範囲を超えるデータを除外して学習させた粗位置決め位置に治療台の位置決め開始位置が初期設定されるので、位置決め精度が悪かったという不安定な位置決めが行われた可能性のあるデータによる不適切な学習が排除され、位置決め繰り返し回数をより効果的に低減させることができる。
また、各患者の各治療時の位置決めに際して、当該患者の過去の治療台位置決めデータのうち位置決め繰り返し回数が所定回数を超えるデータを除外して学習させた粗位置決め位置に治療台の位置決め開始位置が初期設定されるので、位置決めの収束性が悪かったという不安定な位置決めが行われた可能性のあるデータによる不適切な学習が排除され、位置決め繰り返し回数をより効果的に低減させることができる。
According to the second embodiment, the positioning start position of the treatment table is initially set to the coarse positioning position learned by excluding data having deviation values exceeding a predetermined range when positioning each patient during each treatment. Inappropriate learning due to a large change in the position and posture of the patient that occurs suddenly is eliminated, and the number of positioning repetitions can be more effectively reduced.
In addition, when positioning each patient during each treatment, the positioning start position of the treatment table at the coarse positioning position learned by excluding data in which the patient positioning error exceeds a predetermined range from the past treatment table positioning data of the patient. Therefore, inappropriate learning based on data that may have been subjected to unstable positioning, such as poor positioning accuracy, is eliminated, and the number of positioning repetitions can be more effectively reduced.
In addition, when positioning each patient during each treatment, the positioning start position of the treatment table is located at the coarse positioning position learned by excluding data in which the number of positioning repetitions exceeds a predetermined number from the past treatment table positioning data of the patient. Since the initial setting is performed, inappropriate learning based on data that may have been subjected to unstable positioning, such as poor positioning convergence, is eliminated, and the number of positioning repetitions can be more effectively reduced.
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による放射線治療における患者位置決め装置の患者位置決め処理における自動学習予測演算法による粗位置決め位置学習処理の処理手順を示すフロー図である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the coarse positioning position learning process by the automatic learning prediction calculation method in the patient positioning process of the patient positioning device in the radiation therapy according to the third embodiment of the present invention.
実施の形態３は、前回の治療台位置決めデータを学習させるか否かを自動判定させ、学習データに対して予測演算により粗位置決め位置を学習させる自動学習予測演算法による粗位置決め位置学習処理についてのものである。
次に、自動学習予測演算法による粗位置決め位置学習処理の処理手順について、図７に基づき説明する。
自動学習予測演算法による粗位置決め位置学習処理（Ｓ５００）は、最初に前回の位置決めデータの偏差値Ｚ（Ｉ）を求め（Ｓ５０２）、偏差値Ｚ（Ｉ）が所定範囲内にあり（Ｓ５０４）、前回の位置決めデータの最終位置決め誤差ＥＰｉが所定範囲内にあり（Ｓ５０６）、前回の位置決めデータの位置決め繰り返し回数ＮＰｉが所定回数内にある場合に（Ｓ５０８）、学習データのカウンタｊをインクリメントし（Ｓ５１０）、前回の位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｉを学習データＬＤ（Ｉ）ｊとして登録し（Ｓ５１２）、学習データの平均値ＡＶ（Ｉ）と標準偏差ＳＤ（Ｉ）を求め（Ｓ５１４）、位置決めデータのカウンタｉをインクリメントする（Ｓ５１６）。この一連の処理は自動学習平均演算法による粗位置決め位置学習処理（Ｓ４００）と同様である。
自動学習予測演算法による粗位置決め位置学習処理（Ｓ５００）では、学習データＬＤ（Ｉ）に対して、最小二乗法を用いて次の位置決め予測位置ＦＰ（Ｉ）を求め（Ｓ５１８）、求められた位置決め予測位置ＦＰ（Ｉ）を粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）として用いる（Ｓ５２０）。
In Embodiment 3, whether or not the previous treatment table positioning data is to be learned is automatically determined, and the coarse positioning position learning process by the automatic learning prediction calculation method for learning the rough positioning position by the prediction calculation with respect to the learning data is described. Is.
Next, the processing procedure of the rough positioning position learning process by the automatic learning prediction calculation method will be described based on FIG.
In the coarse positioning position learning process (S500) by the automatic learning prediction calculation method, first, a deviation value Z (I) of the previous positioning data is obtained (S502), and the deviation value Z (I) is within a predetermined range (S504). When the final positioning error EP i of the previous positioning data is within the predetermined range (S506) and the positioning repetition number NP i of the previous positioning data is within the predetermined number (S508), the learning data counter j is incremented. (S510), the previous positioning data PD (I) i is registered as learning data LD (I) j (S512), and the average value AV (I) and standard deviation SD (I) of the learning data are obtained (S514). Then, the positioning data counter i is incremented (S516). This series of processing is the same as the coarse positioning position learning processing (S400) by the automatic learning average calculation method.
In the coarse positioning position learning process (S500) based on the automatic learning prediction calculation method, the next positioning predicted position FP (I) is obtained from the learning data LD (I) using the least square method (S518). The predicted positioning position FP (I) is used as the rough positioning position CP (I) (S520).
なお、上記の説明では、過去の位置決めデータから次の位置決め位置を予測する予測演算として最小二乗法を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、カーブフィッティング、各種トレンド解析手法に基づく予測、ファジー推論等、過去の位置決めデータの変化傾向から次の位置決め位置を予測するあらゆる予測演算手法を用いることができる。
また、予測演算は、各軸毎に独立に次の位置決め位置を予測するようにしてもよく、多次元空間上の位置変化に基づいて次の位置決め位置を予測するようにしてもよい。
また、上記説明では、過去の位置決めデータから、偏差値が所定範囲内にないもの、位置決め誤差ＥＰｉが所定範囲内にないもの、位置決め繰り返し回数が所定回数内にないものを除外して学習させた学習データについて予測演算を行うようにしたが、過去のすべての位置決めデータを用いて次の位置決め位置を予測させるようにしてもよく、これらのパラメータの一部を用いて学習させたデータを用いて予測演算を行わせるようにしてもよく、手動で選択させたデータを用いて学習させたデータを用いて予測演算を行わせるようにしてもよい。
In the above description, the least square method is used as a prediction calculation for predicting the next positioning position from past positioning data. However, the present invention is not limited to this, and is based on, for example, curve fitting or various trend analysis methods. Any prediction calculation method for predicting the next positioning position from the change tendency of the past positioning data, such as prediction and fuzzy inference, can be used.
In the prediction calculation, the next positioning position may be predicted independently for each axis, or the next positioning position may be predicted based on the position change in the multidimensional space.
In the above description, learning is performed by excluding those whose deviation value is not within the predetermined range, those whose positioning error EP i is not within the predetermined range, and those whose positioning repetition number is not within the predetermined number from the past positioning data. Although the prediction calculation is performed on the learned data, the next positioning position may be predicted using all past positioning data, and the data learned using some of these parameters is used. The prediction calculation may be performed, or the prediction calculation may be performed using data learned using manually selected data.
実施の形態３によれば、各患者の各治療時の位置決めに際して、当該患者の過去の治療台位置決めデータの変化傾向に基づいて次の治療台位置決め位置を予測し、予測された位置決め位置を粗位置決め位置として治療台の位置決め開始位置を初期設定するようにしたので、上述のように治療台に対する患者の位置姿勢に傾向性がある場合においても、位置決め繰り返し回数を効果的に低減させることができる。 According to the third embodiment, when positioning each patient during each treatment, the next treatment table positioning position is predicted based on the change tendency of the past treatment table positioning data of the patient, and the predicted positioning position is roughly determined. Since the positioning start position of the treatment table is initially set as the positioning position, even when there is a tendency in the position and orientation of the patient with respect to the treatment table as described above, the number of repeated positioning can be effectively reduced. .
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４による放射線治療における患者位置決め装置の患者位置決め処理における移動履歴再現移動機能を有する治療台初期移動処理の処理手順を示すフロー図である。
FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the treatment table initial movement process having the movement history reproduction movement function in the patient positioning process of the patient positioning device in the radiation therapy according to the fourth embodiment of the present invention.
実施の形態４は、患者位置決め処理における移動履歴再現移動機能を有する治療台初期移動処理についてのものである。
図２の患者位置決め処理（Ｓ１００）の治療台初期移動処理（Ｓ１０４）において、過去の位置決めにおける治療台の移動履歴を再現移動させることで、位置決め繰り返し回数を効果的に低減させる方法について説明する。
この場合においては、患者位置決め処理（Ｓ１００）の位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｉの記録（Ｓ１１８）時に、最終位置決めが完了するまでの位置決め繰り返し回数ＮＰｉと、治療台の移動履歴データＰＨ（Ｉ）ｉ，ｋ（ｋ＝１〜ＮＤ）を同時に記録しておく。
The fourth embodiment relates to a treatment table initial movement process having a movement history reproduction movement function in the patient positioning process.
A method of effectively reducing the number of positioning repetitions by reproducing and moving the movement history of the treatment table in the past positioning in the treatment table initial movement process (S104) of the patient positioning process (S100) in FIG. 2 will be described.
In this case, when recording the positioning data PD (I) i in the patient positioning process (S100) (S118), the number of repetitions of positioning NP i until the final positioning is completed and the movement history data PH (I) of the treatment table i and k (k = 1 to ND) are recorded simultaneously.
次に、過去の位置決めにおける治療台の移動履歴を再現移動させる移動履歴再現移動機能を有する治療台初期移動処理の例について図８に基づき説明する。
移動履歴再現移動機能を有する治療台初期移動処理（Ｓ６００）は、最初に、位置決め開始位置として指定された粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）に対して当該患者の過去の位置決めデータから最も近い位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｍを抽出する（Ｓ６０２）。
ここで、当該抽出された最も近い位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｍが指定された粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）に対して所定範囲内にある場合に（Ｓ６０４）、当該位置決め時の治療台移動履歴データＰＨ（Ｉ）ｍ，ｋ（ｋ＝１〜ＮＤ）のローリング軸とピッチング軸についての治療台の移動履歴を再現移動させる（Ｓ６０６）。
そして、最後に、治療台を指定された粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）に移動させ（Ｓ６０８）、治療台初期移動処理を終了する。
Ｓ６０４において、当該抽出された最も近い位置決めデータＰＤ（Ｉ）ｍが指定された粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）に対して所定範囲内にない場合は、治療台の移動履歴の再現移動は行わず、治療台を指定された粗位置決め位置ＣＰ（Ｉ）に移動させて、治療台初期移動処理を終了する。
このように、過去の位置決めデータのなかに粗位置決め位置に近いデータが存在する場合に、当該位置決め時の治療台のローリング軸とピッチング軸の移動履歴を再現させることで、固定具内での患者の位置姿勢が当該位置決め時と同じ状態となり、患者の位置決め繰り返し回数を効果的に低減することができる。
Next, an example of the treatment table initial movement process having a movement history reproduction movement function for reproducing and moving the movement history of the treatment table in the past positioning will be described with reference to FIG.
In the treatment table initial movement process (S600) having the movement history reproduction movement function, first, the positioning data PD closest to the past positioning data of the patient with respect to the rough positioning position CP (I) designated as the positioning start position. (I) m is extracted (S602).
Here, when the extracted nearest positioning data PD (I) m is within a predetermined range with respect to the designated coarse positioning position CP (I) (S604), the treatment table movement history data at the time of the positioning The movement history of the treatment table about the rolling axis and the pitching axis of PH (I) m, k (k = 1 to ND) is reproduced (S606).
Finally, the treatment table is moved to the designated rough positioning position CP (I) (S608), and the treatment table initial movement process is terminated.
In S604, if the extracted nearest positioning data PD (I) m is not within the predetermined range with respect to the designated coarse positioning position CP (I), the movement history of the treatment table is not reproduced and moved. The treatment table is moved to the designated rough positioning position CP (I), and the treatment table initial movement process is terminated.
In this way, when there is data close to the coarse positioning position in the past positioning data, the movement history of the rolling axis and the pitching axis of the treatment table at the time of positioning is reproduced, so that the patient within the fixture Thus, the position and orientation of the patient are in the same state as in the positioning, and the number of repeated positioning of the patient can be effectively reduced.
なお、上記の説明では、患者に対して治療台の横方向及び縦方向に傾斜を与えるローリング軸とピッチング軸についてのみ治療台の移動履歴を再現移動させるものとして説明したが、すべての軸について治療台の移動履歴を再現移動させるようにしてもよいことは言うまでもない。
また、上記説明では、記録されている移動履歴の最初から最後までの全部を再現移動させるものとして説明したが、例えばローリング軸またはピッチング軸について大きな移動があった移動履歴のみを再現移動させたり、ローリング軸とピッチング軸についての最後の大きな移動についてのみを再現移動させるなど、一部の移動履歴のみを再現移動させるようにしてもよい。
In the above description, the movement history of the treatment table is reproduced and moved only for the rolling axis and the pitching axis that incline the patient in the horizontal and vertical directions of the treatment table. Needless to say, the movement history of the table may be reproduced and moved.
Further, in the above description, it has been described that the entire recorded movement history from the beginning to the end is reproduced and moved, for example, only the movement history that has moved greatly with respect to the rolling axis or the pitching axis is reproduced and moved, Only part of the movement history may be reproduced and moved, for example, only the last large movement about the rolling axis and the pitching axis is reproduced.
実施の形態４によれば、過去の治療台位置決めデータのなかに、設定された粗位置決め位置に近いデータがある場合に、治療台の初期移動において、当該治療台位置決めデータの治療台移動履歴に基づいて治療台を再現移動させるようにしたので、固定具に遊びがあって治療台を移動させたときの移動履歴によって患者の位置姿勢に変動が生ずる場合であっても、その影響を小さくすることができる。
とくに、治療台のローリング軸とピッチング軸は、患者に対して傾斜を与えるものであり、傾斜によって固定具に対する患者の負荷条件が大きく変わるため、移動履歴によって患者の位置姿勢が変動する大きな要因となる。従って、治療台の初期移動において、ローリング軸とピッチング軸について移動履歴を再現移動させることで、位置決め繰り返し回数を効果的に低減させることができる。
According to the fourth embodiment, when there is data close to the set coarse positioning position in the past treatment table positioning data, the treatment table movement history of the treatment table positioning data is included in the initial movement of the treatment table. Since the treatment table is moved based on reproduction, even if there is a play in the fixture and the movement history when the treatment table is moved, the influence of the patient's position and posture is reduced. be able to.
In particular, the rolling axis and the pitching axis of the treatment table give tilt to the patient, and the load condition of the patient with respect to the fixture greatly changes depending on the tilt. Become. Therefore, in the initial movement of the treatment table, the number of repeated positioning can be effectively reduced by reproducing and moving the movement history about the rolling axis and the pitching axis.
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５による放射線治療における患者位置決め装置の治療台のローリング軸とピッチング軸についてオフセット移動機能を有する治療台移動制御処理の処理手順を示すフロー図である。
図９において、ＤＰ（Ｉ）は各軸の移動先、ＰＰ（Ｉ）は各軸の移動元（現在位置）、ＯＳ（Ｉ）はオフセット移動量である。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of a treatment table movement control process having an offset movement function with respect to the rolling axis and the pitching axis of the treatment table of the patient positioning device in the radiation therapy according to the fifth embodiment of the present invention.
In FIG. 9, DP (I) is the movement destination of each axis, PP (I) is the movement source (current position) of each axis, and OS (I) is the offset movement amount.
実施の形態５は、治療台のローリング軸とピッチング軸についてオフセット移動機能を有する治療台移動制御処理についてのものである。
上述した固定具の遊び等により治療台のローリング軸とピッチング軸を移動させたときに生ずる患者の位置姿勢の変動による位置決め誤差を抑制するために、治療台のローリング軸とピッチング軸について、不安定状態へ移動する際にオフセット移動を行うようにした。このオフセット移動機能を有する患者位置決め装置における治療台移動制御処理について、図９に基づき説明する。
図９のＤＰ（Ｉ）は各軸の移動先、ＰＰ（Ｉ）は各軸の移動元（現在位置）、ＯＳ（Ｉ）はオフセット移動量である。
オフセット移動機能を有する治療台移動制御処理（Ｓ７００）は、上下軸、前後軸、左右軸、回転軸については移動による患者の位置姿勢の変動は無視できるので、オフセット移動は行わず、これらの軸の移動先ＤＰ（ｖｅｒ，ｌｏｎｇ，ｌａｔ，ｒｏｔ）に直接移動させる（Ｓ７０２）。
The fifth embodiment relates to a treatment table movement control process having an offset movement function for the rolling axis and the pitching axis of the treatment table.
In order to suppress positioning errors due to patient position / posture fluctuations that occur when the rolling and pitching axes of the treatment table are moved due to the play of the fixture described above, the rolling and pitching axes of the treatment table are unstable. Added offset movement when moving to the state. The treatment table movement control process in the patient positioning apparatus having the offset movement function will be described with reference to FIG.
In FIG. 9, DP (I) is the movement destination of each axis, PP (I) is the movement source (current position) of each axis, and OS (I) is the offset movement amount.
In the treatment table movement control process (S700) having the offset movement function, the fluctuation of the patient's position and posture due to the movement can be ignored for the vertical axis, the front and rear axis, the left and right axis, and the rotation axis. Are directly moved to the destination DP (ver, long, lat, rot) (S702).
ローリング軸の移動先ＤＰ（ｒｏｌ）≧０のとき、すなわち移動先（第二のポジション）が水平または水平に対して一方向（第二の方向）に傾斜しているときは（Ｓ７０４）、ＤＰ（ｒｏｌ）＜ＯＳ（ｒｏｌ）かつＰＰ（ｒｏｌ）≦０の場合、すなわち、移動先がオフセット角度（所定角度）より小さい傾斜で、かつ移動元（第一のポジション）が水平または水平に対して逆方向（第一の方向）の傾斜である場合に（Ｓ７０６）、ローリング軸を移動先と同一方向（第二の方向）の所定角度のＯＳ（ｒｏｌ）にオフセット移動させる（Ｓ７０８）。
Ｓ７０４において、ＤＰ（ｒｏｌ）＜０のとき、すなわち移動先が水平に対して逆方向に傾斜しているときは、ＤＰ（ｒｏｌ）＞−ＯＳ（ｒｏｌ）かつＰＰ（ｒｏｌ）≧０の場合に、すなわち、移動先がオフセット角度より小さい傾斜で、かつ移動元が水平または水平に対して一方向の傾斜である場合に（Ｓ７１０）、ローリング軸を移動先と同一方向の所定角度の−ＯＳ（ｒｏｌ）にオフセット移動させる（Ｓ７１２）。
そして、ローリング軸を移動先ＤＰ（ｒｏｌ）に移動させる（Ｓ７１４）。
When the movement destination DP (rol) of the rolling shaft is equal to or greater than 0, that is, when the movement destination (second position) is inclined in one direction (second direction) with respect to the horizontal or horizontal (S704), DP When (rol) <OS (rol) and PP (rol) ≦ 0, that is, the movement destination is inclined smaller than the offset angle (predetermined angle) and the movement source (first position) is horizontal or horizontal. If the inclination is in the reverse direction (first direction) (S706), the rolling axis is offset and moved to an OS (roll) of a predetermined angle in the same direction (second direction) as the destination (S708).
In S704, when DP (rol) <0, that is, when the movement destination is inclined in the opposite direction with respect to the horizontal, when DP (rol)> − OS (rol) and PP (rol) ≧ 0. That is, when the movement destination is an inclination smaller than the offset angle and the movement source is horizontal or inclined in one direction with respect to the horizontal (S710), the rolling axis is set to -OS (with a predetermined angle in the same direction as the movement destination). rol) (S712).
Then, the rolling shaft is moved to the movement destination DP (rol) (S714).
同様に、ピッチング軸の移動先ＤＰ（ｐｉｔ）≧０のときは（Ｓ７２０）、ＤＰ（ｐｉｔ）＜ＯＳ（ｐｉｔ）かつＰＰ（ｐｉｔ）≦０の場合に（Ｓ７２２）、ピッチング軸をＯＳ（ｐｉｔ）にオフセット移動させる（Ｓ７２４）。
Ｓ７２０において、ＤＰ（ｐｉｔ）＜０のときは、ＤＰ（ｐｉｔ）＞−ＯＳ（ｐｉｔ）かつＰＰ（ｐｉｔ）≧０の場合に（Ｓ７２６）、ピッチング軸を−ＯＳ（ｐｉｔ）にオフセット移動させる（Ｓ７２８）。
そして、ピッチング軸を移動先ＤＰ（ｐｉｔ）に移動させ（Ｓ７３０）、治療台移動制御処理を終了する。
Similarly, when the movement destination DP (pit) of the pitching axis is 0 (S720), when DP (pit) <OS (pit) and PP (pit) ≦ 0 (S722), the pitching axis is set to OS (pit). ) Is offset (S724).
In S720, when DP (pit) <0, when DP (pit)> − OS (pit) and PP (pit) ≧ 0 (S726), the pitching axis is offset to −OS (pit) (S726). S728).
Then, the pitching axis is moved to the movement destination DP (pit) (S730), and the treatment table movement control process is terminated.
以上のように、治療台のローリング軸とピッチング軸については、固定具への負荷状態が一定しない不安定状態への移動に際して、所定のオフセット移動を行うことで固定具への負荷状態が常に一定条件となり、患者の位置姿勢の再現精度が向上し、患者の位置決め繰り返し回数を低減させることができる。
なお、このように患者の位置姿勢の再現精度が向上することは、照射前に行われる患者の位置決めだけではなく、照射時の患者の位置決めにおいても有効に作用するものであり、病巣に対してより精度よく粒子線照射を行うことが可能となるという効果を奏する。
As described above, with regard to the rolling axis and the pitching axis of the treatment table, the load state on the fixture is always constant by performing a predetermined offset movement when moving to an unstable state where the load state on the fixture is not constant. It becomes a condition, and the reproduction accuracy of the patient's position and orientation is improved, and the number of repeated positioning of the patient can be reduced.
In addition, the improvement in the reproduction accuracy of the patient's position and orientation in this way is effective not only in the patient positioning performed before the irradiation but also in the patient positioning at the time of irradiation. There is an effect that the particle beam irradiation can be performed with higher accuracy.
実施の形態５によれば、治療台の不安定状態への移動に対して、移動先と同一方向の所定角度にオフセット移動させた後に指定された移動先に移動させるようにしたので、固定具に対する患者の負荷条件が常に一定となり、患者の位置決め精度が向上し、位置決め繰り返し回数をより効果的に低減できる。 According to the fifth embodiment, with respect to the movement of the treatment table to the unstable state, it is moved to the designated destination after being offset to a predetermined angle in the same direction as the destination. The patient's load condition with respect to is always constant, the patient's positioning accuracy is improved, and the number of positioning repetitions can be more effectively reduced.
なお、この発明は上述した実施の形態１〜実施の形態５に限定されるものではなく、この発明の効果を奏する限り、実施の形態１〜実施の形態５で述べた構成要素を適宜入れ替えたり、新たな構成要素を追加したり、一部の構成要素を削除したりしてもよいことはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above-described first to fifth embodiments, and the constituent elements described in the first to fifth embodiments may be appropriately replaced as long as the effects of the present invention are achieved. Needless to say, new components may be added or some components may be deleted.
１０ 治療台
２０ Ｘ線撮像装置
３０ 位置決め計算機
４０ 機器制御計算機
５０ 患者ファイルサーバ
５２ 患者データベース
６０ 照射ノズル
７０ 治療計画装置
８０ ＣＴ撮像装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記患者が固定され、上記放射線照射手段に対する患者の位置姿勢を設定する手段を有する治療台、
上記患者の過去に位置決めされた治療台位置決め位置のデータに基づいて上記治療台の粗位置決め位置を学習させる粗位置決め位置学習手段、
この粗位置決め位置学習手段により学習させた粗位置決め位置に上記治療台を初期移動させる治療台初期移動手段、
上記治療台に固定された患者に対し、少なくとも２方向から上記患者の体内画像を撮像する撮像手段、
この撮像手段により撮像された撮像画像を基準となる参照画像と照合し、両画像間に位置ずれがある場合に、この位置ずれに基づき、上記患者の位置姿勢を修正し、位置決めするための治療台の移動量を演算し、この演算された移動量にしたがって上記治療台を移動させて上記患者の位置決めを行う位置決め制御手段、
及びこの位置決め制御手段により位置決めされた上記患者の上記治療台位置決め位置のデータを記録する治療台位置決めデータ記録手段を備えたことを特徴とする放射線治療における患者位置決め装置。 A patient positioning device in radiation therapy for positioning a patient when irradiating the patient with radiation irradiated by radiation irradiating means for treatment,
A treatment table on which the patient is fixed and having means for setting the position and orientation of the patient with respect to the radiation irradiation means;
Coarse positioning position learning means for learning the rough positioning position of the treatment table based on the data of the treatment table positioning position positioned in the past of the patient;
Treatment table initial movement means for initially moving the treatment table to the rough positioning position learned by the rough positioning position learning means,
An imaging means for capturing an in-vivo image of the patient from at least two directions with respect to the patient fixed on the treatment table;
A treatment for collating the captured image captured by the imaging unit with a reference image serving as a reference and correcting and positioning the position and orientation of the patient based on the positional shift when there is a positional shift between the images. Positioning control means for calculating the amount of movement of the table, and for positioning the patient by moving the treatment table according to the calculated amount of movement;
And a patient positioning apparatus for radiation therapy, comprising treatment table positioning data recording means for recording data of the treatment table positioning position of the patient positioned by the positioning control means.
上記粗位置決め位置学習手段は、上記治療台位置決めデータ記録手段により記録された上記位置決め誤差が所定範囲を超えるデータを除外して上記粗位置決め位置を学習させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の放射線治療における患者位置決め装置。 The treatment table positioning data recording means records the positioning error of the patient that has been positioned by the positioning control means,
The coarse positioning position learning means is configured to learn the rough positioning position by excluding data in which the positioning error recorded by the treatment table positioning data recording means exceeds a predetermined range. The patient positioning apparatus in the radiation therapy in any one of 4.
上記粗位置決め位置学習手段は、上記治療台位置決めデータ記録手段により記録された上記位置決め繰り返し回数が所定回数を超えるデータを除外して上記粗位置決め位置を学習させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の放射線治療における患者位置決め装置。 The treatment table positioning data recording means records the number of positioning repetitions until the positioning of the patient is completed by the positioning control means,
The coarse positioning position learning means is configured to learn the rough positioning position by excluding data in which the number of positioning repetitions recorded by the treatment table positioning data recording means exceeds a predetermined number of times. Item 5. A patient positioning apparatus in radiation therapy according to any one of Items 4 to 7.
上記治療台位置決めデータ記録手段は、上記位置決め制御手段により患者の位置決めが完了するまでに治療台が移動した治療台移動履歴を記録するとともに、
上記治療台初期移動手段は、上記患者の過去の治療台位置決め位置のデータのうちに、上記決定された粗位置決め位置に対して所定範囲内にある治療台位置決め位置のデータが存在する場合に、上記治療台位置決め位置のデータに対応する治療台移動履歴に基づいて、少なくとも上記ローリング軸及びピッチング軸について、再現移動させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の放射線治療における患者位置決め装置。 The plurality of drive shafts include a rolling shaft for tilting the treatment table in the lateral direction and a pitching shaft for tilting in the vertical direction,
The treatment table positioning data recording means records the treatment table movement history that the treatment table has moved until the positioning of the patient is completed by the positioning control means, and
The treatment table initial movement means, when there is data of a treatment table positioning position within a predetermined range with respect to the determined rough positioning position among the past treatment table positioning position data of the patient, 4. The patient positioning apparatus in radiotherapy according to claim 2, wherein at least the rolling axis and the pitching axis are reproduced and moved based on a treatment table movement history corresponding to the treatment table positioning position data. .
上記位置決め制御手段は、上記ローリング軸またはピッチング軸について、第一のポジションから第二のポジションに移動するとき、上記第一のポジションが水平または水平に対して第一の方向に傾斜されている場合で、かつ上記第二のポジションが上記第一の方向とは逆の第二の方向に水平に対して傾斜されている場合に、上記治療台を上記第二の方向の上記第二のポジションより大きい所定角度にオフセット移動させた後に、上記第二のポジションに移動させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の放射線治療における患者位置決め装置。 The plurality of drive shafts include a rolling shaft for tilting the treatment table in the lateral direction and a pitching shaft for tilting in the vertical direction,
When the positioning control means moves from the first position to the second position with respect to the rolling axis or the pitching axis, the first position is inclined in the first direction with respect to the horizontal or horizontal. And when the second position is inclined with respect to the horizontal in a second direction opposite to the first direction, the treatment table is moved from the second position in the second direction. 4. The patient positioning apparatus in radiation therapy according to claim 2, wherein the patient is moved to the second position after being offset to a large predetermined angle.
上記患者の過去に位置決めされた治療台位置決め位置のデータに基づいて、上記患者が固定された治療台の粗位置決め位置を粗位置決め位置学習処理によって学習させる第一の工程、
この第一の工程により学習させた上記粗位置決め位置に上記治療台を初期移動させる第二の工程、
上記治療台に固定された患者に対し、少なくとも２方向から撮像手段により上記患者の体内画像を撮像する第三の工程、
上記撮像手段により撮像された撮像画像を基準となる参照画像と照合する第四の工程、
この第四の工程の上記照合により、両画像間に位置ずれがある場合に、この位置ずれに基づき、上記患者の位置姿勢を修正し、位置決めするための治療台の移動量を演算し、この演算された移動量にしたがって上記治療台を移動させて上記患者の位置決めを行う第五の工程、
及び上記位置決めされた上記患者の上記治療台位置決め位置のデータを記録する第六の工程を含むことを特徴とする放射線治療における患者位置決め方法。 A patient positioning method in radiation therapy for positioning a patient when irradiating the affected area of the patient with treatment,
A first step of learning a rough positioning position of a treatment table to which the patient is fixed based on data on a treatment table positioning position of the patient in the past by a rough positioning position learning process;
A second step of initially moving the treatment table to the rough positioning position learned by the first step;
A third step of capturing an in-vivo image of the patient by imaging means from at least two directions for the patient fixed on the treatment table;
A fourth step of collating a captured image captured by the imaging unit with a reference image serving as a reference;
If there is a positional deviation between the two images by the collation in the fourth step, the position and orientation of the patient is corrected based on the positional deviation, and the amount of movement of the treatment table for positioning is calculated. A fifth step of positioning the patient by moving the treatment table according to the calculated movement amount;
And a patient positioning method in radiation therapy, comprising a sixth step of recording data of the positioning position of the treatment table of the positioned patient.
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