JP2011072457A - Radiotherapy system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance positioning accuracy using soft tissue information such as organs in positioning a radiotherapy bed. <P>SOLUTION: The radiotherapy system is equipped with a bed for putting a subject on the same, a bed positioning unit for positioning the bed in radiotherapy, and an X-ray imaging unit having an X-ray generating unit for generating X-ray and an X-ray receiver receiving the X-ray from the X-ray generating unit. The bed positioning unit generates bed positioning data based on the first X-ray transparent image data imaged in the X-ray imaging unit and soft tissue transparent data generated from X-ray CT image data obtained when planning treatment, thereby the problem can be solved. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、X線又は粒子線(陽子線や重粒子線などの荷電粒子ビーム)等の各種放射線を患部に照射して治療する放射線治療システムであって、特に、放射線治療用のベッド位置決めシステムを備える放射線治療システムに関する。   The present invention is a radiotherapy system for treating an affected area by irradiation with various types of radiation such as X-rays or particle beams (charged particle beams such as proton beams and heavy particle beams), and in particular, a bed positioning system for radiotherapy. A radiation therapy system comprising:

腫瘍細胞を各種放射線を照射することで壊死させることを目的とする放射線治療は、近年広く行われつつある。用いられる放射線としては最も広く利用されているX線だけでなく、陽子線をはじめとする粒子線を使った治療も行われている。   In recent years, radiation therapy aiming at necrosis of tumor cells by irradiating various types of radiation has been widely performed. As the radiation used, treatment using not only the most widely used X-ray but also a particle beam such as a proton beam is performed.

放射線治療の重要なプロセスの一つにベッド位置決めがある。ベッド位置決めとは、一般に治療計画装置から出力されたDRR(Digital Reconstructed Radiograph)画像と放射線照射前にX線撮像装置を用いて治療用ベッド(以下、ベッドと省略する)の上に患者を寝かせた状態で撮影するX線画像(DR画像,Digital Radiograph画像)とを技師または医師が比較することにより、治療計画で決定した照射標的の位置と現在のベッド上の照射標的の位置とのズレを算出し、二種類の画像が一致するようにベッドの移動量を求め、ベッドを移動させるプロセスである。   One important process of radiation therapy is bed positioning. Bed positioning is generally a DRR (Digital Reconstructed Radiograph) image output from a treatment planning device and an X-ray imaging device before radiation irradiation, and the patient is laid on a treatment bed (hereinafter abbreviated as a bed). By comparing an X-ray image (DR image, Digital Radiograph image) taken in a state with an engineer or doctor, the difference between the position of the irradiation target determined in the treatment plan and the position of the irradiation target on the current bed is calculated. In this process, the amount of movement of the bed is determined so that the two types of images match, and the bed is moved.

DRR画像は、X線画像を模擬した2次元画像であり、治療計画時に撮影された3次元画像であるCT画像から生成される。なお、ベッド位置決めでは、参照画像として上記DRR画像の代わりにX線シミュレータ等を用いて撮影した画像を用いる場合もある。   The DRR image is a two-dimensional image that simulates an X-ray image, and is generated from a CT image that is a three-dimensional image taken during treatment planning. In the bed positioning, an image captured using an X-ray simulator or the like may be used as a reference image instead of the DRR image.

ベッド位置決めにおいて上記の方法は広く普及している。DR画像とDRR画像を用いたベッド位置決め(以下DR−DRRベッド位置決め)では、平行移動3自由度及び撮影方向を軸とする回転(平面内回転)2自由度を精度良く検出可能だが、X線の撮影方向に直行する軸周りの回転(平面外回転)を自動で検出することは困難であることが知られており(非特許文献1)、より高精度なベッド位置合せの実現は難しい。   The above method is widely used in bed positioning. In bed positioning using DR and DRR images (hereinafter referred to as DR-DRR bed positioning), it is possible to accurately detect 3 degrees of freedom of translation and 2 degrees of freedom of rotation (in-plane rotation) about the imaging direction. It is known that it is difficult to automatically detect rotation around the axis (rotation outside the plane) perpendicular to the imaging direction (Non-Patent Document 1), and it is difficult to realize more accurate bed alignment.

従来のDR−DRRベッド位置決めと同一の機器で、自動で6自由度を検出可能な位置決め方法としてベッド位置決めシステムにてCT画像とDR画像を用いる方法(以下、CT−DRベッド位置決め)が知られている(非特許文献2)。DR−DRRベッド位置決めでは、治療計画位置でのみ生成したDRR画像とDR画像との画素値を比較し移動量を算出するのに対し、CT−DRベッド位置決めでは治療計画CT画像から様々な角度でDRR画像を作成しDR画像と画素値を比較することで移動量を算出する。治療計画CT画像から全方位のDRR画像を作成可能なため、6自由度を検出可能である。   A method using CT images and DR images in a bed positioning system (hereinafter referred to as CT-DR bed positioning) is known as a positioning method capable of automatically detecting six degrees of freedom with the same equipment as conventional DR-DRR bed positioning. (Non-Patent Document 2). In DR-DRR bed positioning, the pixel values of the DRR image generated only at the treatment plan position and the DR image are compared to calculate the movement amount, whereas in CT-DR bed positioning, the treatment plan CT image is displayed at various angles. The movement amount is calculated by creating a DRR image and comparing the pixel value with the DR image. Since it is possible to create an omnidirectional DRR image from the treatment plan CT image, 6 degrees of freedom can be detected.

J. Hanley, et al.「The Effects Of Out-Of-Plane Rotations On Two On Two Dimensional Portal Image Registration In Conformal Radiotherapy Of Prostate」, Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 33(5), 1331-43, 1995.J. Hanley, et al. “The Effects Of Out-Of-Plane Rotations On Two On Two Dimensional Portal Image Registration In Conformal Radiotherapy Of Prostate”, Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 33 (5), 1331 -43, 1995. J. Kim et al.,「Effects of x-ray and CT image enhancements on the robustness and accuracy of a rigid 3D/2D image registration」, Med. Phys . 32(4), April, 2005.J. Kim et al., "Effects of x-ray and CT image enhancements on the robustness and accuracy of a rigid 3D / 2D image registration", Med. Phys. 32 (4), April, 2005. :村木 茂、他「3次元画像解析とグラフィックス技術の医学応用に関するサーベイ」電子情報通信学会論文誌 D-II Vol. J97-D-II No.10 pp.1887-1920 2004.: Shigeru Muraki et al. “Survey on Medical Application of 3D Image Analysis and Graphics Technology” IEICE Transactions D-II Vol. J97-D-II No.10 pp.1887-1920 2004. Jinkoo Kim, 他,「Effects of x-ray image enhancements on the robustness and accuracy of a rigid 3D/2D image registration」,Medical Physics, vol.32, No.4, 2005.Jinkoo Kim, et al., `` Effects of x-ray image enhancements on the robustness and accuracy of a rigid 3D / 2D image registration '', Medical Physics, vol.32, No.4, 2005. Frederik Maes, 他,「Multimodality image registration by maximization of mutual information」, IEEE Trans. Med. Image., Vol.16, No.2, 1997.Frederik Maes, et al., `` Multimodality image registration by maximization of mutual information '', IEEE Trans. Med. Image., Vol. 16, No. 2, 1997.

X線画像(DR画像)やDRR画像には、主にX線吸収率の高い骨等の構造物が映るため、臓器等の軟組織に腫瘍領域が存在する場合、直接腫瘍位置を画像から観察するのが困難な場合があり、臓器自身の輪郭や領域も不鮮明になる。この理由は、X線画像(DR画像)が人体の3次元構造を2次元面に投影したデータであり、骨と比較し軟組織のX線吸収係数が低く、また臓器毎の係数値の差が小さいため、投影方向に関して複数の軟組織が重なっているとその境界判別が難しくなることが考えられる。このため、X線画像(DR画像)を用いるベッド位置決めでは、腫瘍領域つまり軟組織と骨との位置関係が大きく変化しないと想定し、ベッド位置決めを実施していた。しかし、実際には体内の臓器の位置はわずかながら毎日変化するため、必ずしも治療計画時のCT画像における臓器位置と治療時のベッド上での臓器位置は一致していない場合もある。   Since X-ray images (DR images) and DRR images mainly show structures such as bones with a high X-ray absorption rate, when a tumor region is present in a soft tissue such as an organ, the tumor position is directly observed from the image. In some cases, the contour and area of the organ itself become unclear. This is because the X-ray image (DR image) is data obtained by projecting the three-dimensional structure of the human body onto a two-dimensional surface, and the X-ray absorption coefficient of soft tissue is lower than that of bone, and there is a difference in coefficient values between organs. Since it is small, it may be difficult to distinguish the boundary when a plurality of soft tissues overlap in the projection direction. For this reason, in bed positioning using an X-ray image (DR image), it is assumed that the positional relationship between a tumor region, that is, a soft tissue and a bone, does not change significantly, and bed positioning is performed. However, in reality, the position of the organ in the body changes slightly every day, so the organ position in the CT image at the time of treatment planning may not always match the organ position on the bed at the time of treatment.

直交したX線装置により取得されるDR画像と、治療計画用CT画像から作成される任意方向のDRR画像とを用いたベッド位置決め装置では、平行移動および回転の6自由度を検出可能という利点を持つ。   The bed positioning device using a DR image acquired by an orthogonal X-ray device and a DRR image in an arbitrary direction created from a CT image for treatment planning has the advantage of being able to detect six degrees of freedom of translation and rotation. Have.

本方式を用いる場合、X線撮像装置から得られるDR画像および治療計画用CT画像から得られるDRR画像は共に吸収率の高い骨等の構造物が明瞭に映され、患部や臓器といった軟組織の境界は不明瞭である。そのため、DR画像とDRR画像の画素値を比較してベッド位置決め用の6自由度を検出できても、軟組織の形態情報は十分に利用できておらず、臓器といった軟組織の位置は治療計画時と変わらないと想定してベッド位置決めされている。   When this method is used, the DR image obtained from the X-ray imaging apparatus and the DRR image obtained from the CT image for treatment planning both clearly show structures such as bones with a high absorption rate, and borders of soft tissues such as affected areas and organs. Is unclear. Therefore, even if 6 degrees of freedom for bed positioning can be detected by comparing the pixel values of the DR image and the DRR image, the morphological information of the soft tissue is not sufficiently utilized, and the position of the soft tissue such as an organ is the same as that at the time of treatment planning The bed is positioned assuming that it will not change.

一方、最近では、腫瘍領域の近傍にある周辺臓器への線量付与をなるべく避け、腫瘍領域(患部)へ放射線を集中させる3次元放射線治療が盛んになっている。例えば、IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)や粒子線を用いる放射線治療である。これらの3次元治療では、周辺臓器を含めた患部の位置を位置決め時に把握し、骨ではなく臓器に基づいて位置決めすることが、より高精度な照射のために求められ始めている。このような高精度3次元放射線治療では、正常組織への線量投与をなるべく避ける必要がある。   On the other hand, recently, three-dimensional radiation therapy in which radiation is concentrated on a tumor region (affected site) while avoiding giving a dose to surrounding organs in the vicinity of the tumor region as much as possible has become popular. For example, IMRT (Intensity Modulated Radiation Therapy) or radiation therapy using particle beams. In these three-dimensional treatments, it is beginning to be required for more accurate irradiation to grasp the position of the affected part including surrounding organs at the time of positioning and to position based on the organ instead of the bone. In such high-accuracy three-dimensional radiotherapy, it is necessary to avoid dose administration to normal tissues as much as possible.

本発明が解決しようとする課題は、放射線治療装置に用いられるX線画像装置により取得されたDR画像と治療計画CT画像とを用いるベッド位置決めにおいて、従来の骨等の構造に加え、臓器といった軟組織の情報を用いて、ベッド位置決め精度の向上を図ることにある。   The problem to be solved by the present invention is that, in bed positioning using a DR image acquired by an X-ray imaging apparatus used in a radiotherapy apparatus and a treatment plan CT image, in addition to a conventional structure such as bone, soft tissue such as an organ This information is used to improve the bed positioning accuracy.

上記した課題を解決する本発明の特徴は、被検診者をのせるベッドと、放射線治療においてベッドを位置決めするベッド位置決め装置と、X線を発生するX線発生装置及びX線発生装置からのX線を受信するX線受像器を有するX線撮像装置とを備え、このベッド位置決め装置が、X線撮像装置で撮影した第1のX線透視画像データ、及び治療計画時に取得したX線CT画像データから生成された軟組織投影画像データに基づいて、ベッド位置決めデータを生成することにある。   The feature of the present invention that solves the above-described problems is that a bed on which a patient is placed, a bed positioning device that positions the bed in radiotherapy, an X-ray generator that generates X-rays, and an X-ray from the X-ray generator X-ray imaging apparatus having an X-ray receiver for receiving a line, and this bed positioning apparatus uses first X-ray fluoroscopic image data imaged by the X-ray imaging apparatus and an X-ray CT image acquired at the time of treatment planning The bed positioning data is generated based on the soft tissue projection image data generated from the data.

本発明によれば、骨や軟組織を用いたベッド位置決めが可能となるため、より高精度なベッド位置決めが可能となる。   According to the present invention, since bed positioning using bone or soft tissue is possible, bed positioning with higher accuracy is possible.

本発明を実施するための放射線治療システムの構成図(側面)である。It is a block diagram (side surface) of the radiotherapy system for implementing this invention. 本実施例の治療計画装置において、X線CT画像から軟組織を抽出するまでの流れを示すフローチャート図である。In the treatment plan apparatus of a present Example, it is a flowchart figure which shows the flow until it extracts a soft tissue from an X-ray CT image. 本実施例の放射線治療システムのベッド位置決めの流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of bed positioning of the radiotherapy system of a present Example. 軟組織特徴形状データ作成の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of soft tissue characteristic shape data preparation. ベッド位置決め用画像のモニタ上の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning on the monitor of the image for bed positioning. 軟組織特徴形状データを利用したベッド位置決めの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the bed positioning using soft tissue characteristic shape data. 実施例の放射線治療システムのX線画像撮像システム115の構成図である。It is a block diagram of the X-ray imaging system 115 of the radiotherapy system of an Example.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

本実施例の放射線治療システム1は、図1に示すように、治療計画装置101,画像データサーバ110,X線画像撮像システム115,ベッド位置決め装置116,放射線照射システム127を備える。   As shown in FIG. 1, the radiotherapy system 1 according to the present embodiment includes a treatment planning apparatus 101, an image data server 110, an X-ray imaging system 115, a bed positioning apparatus 116, and a radiation irradiation system 127.

治療計画装置101は、表示装置であるモニタ102,入力手段103,治療計画演算装置104を備える。治療計画演算装置104は、放射線照射による治療に先立って、治療計画を演算するための演算装置である。モニタ102は、治療計画演算処理装置107の演算結果を表示する。入力手段103は、治療計画演算装置107に対しモニタ102上に表示されたユーザーインターフェースを通して指示を与えるための入力手段であり、一般的にはキーボードやマウス等である。また、ユーザーインターフェースとしてはグラフィカルユーザーインタフェース(GUI)が良く用いられる。さらに、治療計画演算装置107は、ネットワーク126に接続し通信をするための通信装置105,演算結果やCT画像等のデータまた治療計画プログラムを保存するための記憶装置106,治療計画プログラムの演算処理及び治療計画装置101を制御するための治療計画演算処理装置107、そして治療計画演算処理装置107にて治療計画プログラムを演算する際に記憶装置106に保存してある治療計画プログラム及び処理に必要なデータを一時的に保管するための主記憶装置108を備える。   The treatment planning apparatus 101 includes a monitor 102 that is a display device, an input unit 103, and a treatment plan calculation device 104. The treatment plan calculation device 104 is a calculation device for calculating a treatment plan prior to treatment by radiation irradiation. The monitor 102 displays the calculation result of the treatment plan calculation processing device 107. The input unit 103 is an input unit for giving an instruction to the treatment plan calculation device 107 through a user interface displayed on the monitor 102, and is generally a keyboard or a mouse. As a user interface, a graphical user interface (GUI) is often used. Further, the treatment plan calculation device 107 is connected to the network 126 for communication, the communication device 105 for communication, the storage result 106 for storing data such as calculation results and CT images, and the treatment plan program, and the calculation processing of the treatment plan program. And a treatment plan calculation processing device 107 for controlling the treatment plan device 101, and a treatment plan program stored in the storage device 106 and necessary for the processing when the treatment plan calculation processing device 107 calculates the treatment plan program. A main storage device 108 is provided for temporarily storing data.

画像データサーバ110は、ネットワーク126に接続して他の装置とデータの交換をするための通信装置111,データを保存するための記憶装置112,画像データサーバの各内部装置を制御しデータに対し例えばデータ容量の圧縮等の演算を実施するデータ演算処理装置113、及びデータ演算処理装置113が使用する処理プログラムや処理対象データを一時的に格納するための主記憶装置114を備える。   The image data server 110 is connected to the network 126 and controls the communication device 111 for exchanging data with other devices, the storage device 112 for storing data, and the internal devices of the image data server to control the data. For example, a data arithmetic processing device 113 that performs arithmetic operations such as compression of data capacity, and a main storage device 114 that temporarily stores processing programs used by the data arithmetic processing device 113 and processing target data are provided.

また、治療計画演算装置104は、ネットワーク126を介して画像データサーバ110から治療計画用CT画像を取得し、記憶装置106に保存してある軟組織抽出プログラムと主記憶装置108を用いて治療計画用CTから軟組織を抽出するための軟組織抽出演算処理装置109を備える。   The treatment plan calculation device 104 acquires a treatment plan CT image from the image data server 110 via the network 126 and uses the soft tissue extraction program stored in the storage device 106 and the main storage device 108 for the treatment plan. A soft tissue extraction processing unit 109 for extracting soft tissue from CT is provided.

ベッド位置決め装置116は、表示装置であるモニタ117,入力手段118,ベッド位置決め演算装置119を備える。ベッド位置決め演算装置119は、放射線治療においてベッド128の位置決め演算を実施するための演算装置である。モニタ117は、ベッド位置決め演算装置119で演算した結果を表示する機能、及びユーザーインターフェースを表示する機能を有する。入力手段118は、モニタ117上に表示されるユーザーインターフェースを通じてベッド位置決め演算装置119及びベッド制御装置125への指示を入力するための入力手段である。入力手段118としては、キーボードやマウス等が用いられる。さらに、ベッド位置決め演算装置119は、入力データ及び演算結果を送信するための通信装置120,データ及びベッド位置決め演算プログラムを保存するための記憶装置121,ベッド位置決め演算を実行するためのベッド位置決め演算処理装置122及び、演算プログラムや入力データ等をベッド位置決め演算処理装置122にて使用するために一時的に格納するための主記憶装置123より構成される。また、ベッド位置決め演算装置119は、ネットワーク126を介して画像データサーバ110から軟組織抽出画像を取得し、軟組織特徴形状を算出するための軟組織特徴形状作成演算処理124を備える。軟組織特徴形状作成処理の詳細に関しては後述する。   The bed positioning device 116 includes a monitor 117 which is a display device, an input unit 118, and a bed positioning calculation device 119. The bed positioning calculation device 119 is a calculation device for performing positioning calculation of the bed 128 in radiotherapy. The monitor 117 has a function of displaying a result calculated by the bed positioning calculation device 119 and a function of displaying a user interface. The input unit 118 is an input unit for inputting an instruction to the bed positioning calculation device 119 and the bed control device 125 through a user interface displayed on the monitor 117. As the input means 118, a keyboard, a mouse, or the like is used. Furthermore, the bed positioning calculation device 119 includes a communication device 120 for transmitting input data and calculation results, a storage device 121 for storing data and a bed positioning calculation program, and a bed positioning calculation process for executing bed positioning calculation. The apparatus 122 includes a main storage device 123 for temporarily storing an arithmetic program, input data, and the like for use in the bed positioning arithmetic processing unit 122. The bed positioning calculation device 119 includes a soft tissue feature shape creation calculation process 124 for acquiring a soft tissue extracted image from the image data server 110 via the network 126 and calculating a soft tissue feature shape. Details of the soft tissue feature shape creation processing will be described later.

ベッド制御装置125は、簡略化して示しているが、放射線を照射する照射標的を載せるベッド128を制御するための制御装置である。ベッド制御装置125は、ベッド位置決め装置116が演算により算出したベッド128の移動量(ベッド位置決めデータ)を受信し、ベッド128に含まれる駆動機構に対し移動指令を送出する機能を持つ。ベッド128及びベッド制御装置125は本明細書では詳細には記述しないが、放射線照射システム127の一部を構成するものである。放射線照射システム127は、その他に放射線を出射する照射ヘッド(照射ノズル)129や照射ヘッドを備え保持するガントリ130,照射ヘッド129やガントリ130を制御するための治療装置制御部131,治療装置制御部131に指示を与えるための治療装置操作卓132を備える。ガントリ129は一般に回転機構を備え、この回転ガントリ129を回転駆動することによって、治療用の放射線の照射方向を任意に変更することができる。ここで、治療照射室には、治療用の放射線を出射する照射ヘッド129,患者をのせるベッド128,X線源134及びX線受像装置135で構成されるX線撮像装置が設置されている。   Although the bed control device 125 is shown in a simplified manner, the bed control device 125 is a control device for controlling the bed 128 on which an irradiation target for irradiating radiation is placed. The bed control device 125 has a function of receiving the movement amount (bed positioning data) of the bed 128 calculated by the bed positioning device 116 by calculation and sending a movement command to the drive mechanism included in the bed 128. Although the bed 128 and the bed control device 125 are not described in detail in this specification, they constitute part of the radiation irradiation system 127. The radiation irradiation system 127 includes an irradiation head (irradiation nozzle) 129 that emits radiation, a gantry 130 that includes and holds the irradiation head, a treatment device control unit 131 that controls the irradiation head 129 and the gantry 130, and a treatment device control unit. A treatment apparatus console 132 for giving an instruction to 131 is provided. The gantry 129 generally includes a rotation mechanism, and the rotation direction of the rotation gantry 129 can arbitrarily change the irradiation direction of the therapeutic radiation. Here, an X-ray imaging apparatus including an irradiation head 129 that emits therapeutic radiation, a bed 128 on which a patient is placed, an X-ray source 134, and an X-ray image receiving apparatus 135 is installed in the treatment irradiation room. .

X線画像撮像システム115は、図7に示すように、X線画像撮影装置及びX線画像撮影装置制御操作卓133を備える。X線画像撮像装置は、X線発生装置(X線源)134及びX線源134に対向な位置に配置されたX線受像装置135から構成される。ベッド128は、X線源134とX線受像装置135の間に位置し、ベッド上に照射標的が存在する。X線画像撮像装置は、ベッド128上の照射標的を撮像するために使用する。また、X線受像装置135は、フラットパネルディテクタやイメージインテンシファイア等を使用する。X線画像撮影装置制御操作卓133は、X線画像撮影装置に対し、撮像のための例えばX線源134の電圧や撮影時間等の撮影に必要な撮影条件を設定する機能とそれらをX線撮影装置制御部136に送信する機能を持つ。X線撮像装置制御部136は、受信した操作卓からの指示をX線源134及び受像装置135に送信する。さらに、X線画像撮影装置にて撮影されたX線画像をX線画像撮影装置より受信し画像データサーバ110に送信する機能を持つ。   As shown in FIG. 7, the X-ray imaging system 115 includes an X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging apparatus control console 133. The X-ray imaging apparatus includes an X-ray generator (X-ray source) 134 and an X-ray image receiver 135 disposed at a position facing the X-ray source 134. The bed 128 is located between the X-ray source 134 and the X-ray image receiver 135, and the irradiation target exists on the bed. The X-ray imaging apparatus is used for imaging an irradiation target on the bed 128. Further, the X-ray image receiving apparatus 135 uses a flat panel detector, an image intensifier, or the like. The X-ray imaging apparatus control console 133 has a function for setting imaging conditions necessary for imaging, such as the voltage of the X-ray source 134 and imaging time, for the imaging, and the X-ray imaging apparatus. It has a function of transmitting to the photographing apparatus control unit 136. The X-ray imaging apparatus control unit 136 transmits the received instruction from the console to the X-ray source 134 and the image receiving apparatus 135. Further, it has a function of receiving an X-ray image captured by the X-ray image capturing apparatus from the X-ray image capturing apparatus and transmitting it to the image data server 110.

治療計画装置101,画像データサーバ110,ベッド位置決め装置116,X線画像撮像システム115及び、ベッド制御装置125はネットワーク126を介して接続されておりデータをネットワーク経由で送受信することが可能である。   The treatment planning apparatus 101, the image data server 110, the bed positioning apparatus 116, the X-ray imaging system 115, and the bed control apparatus 125 are connected via a network 126, and can transmit and receive data via the network.

図1に示すシステムにおけるベッド位置決め処理の流れについて図2,図3を用いて説明する。画像データは、治療計画装置101,X線画像撮像システム115にて生成され、それらが画像データサーバ110に蓄積され、ベッド位置決め装置116にて使用される。以下に、ベッド位置決め処理の流れについて詳細に説明する。   The flow of the bed positioning process in the system shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. The image data is generated by the treatment planning apparatus 101 and the X-ray imaging system 115, stored in the image data server 110, and used by the bed positioning apparatus 116. Below, the flow of a bed positioning process is demonstrated in detail.

まず、治療計画装置101では、治療計画立案のための治療に先立って取得されたX線CT画像データを画像データサーバ110からネットワーク125を介して読み込み(ステップ201)、X線CT画像を記憶装置106及び主記憶装置108に記憶させる(ステップ202)。治療計画装置101には、照射標的に対してどの領域を照射するのかを設定する機能があり、これを照射領域設定と呼び、設定された領域を照射領域と呼ぶ。また、治療計画装置101は、設定された照射領域に対して、どの方向からどのように放射線を照射するかを、操作者の指示に基づき計算する機能(照射計画機能)を有する。このように、治療計画装置101は治療計画を立案する(ステップ203)。ここまでが、一般的な治療計画手順である。   First, the treatment planning apparatus 101 reads X-ray CT image data acquired prior to treatment for treatment planning from the image data server 110 via the network 125 (step 201), and stores the X-ray CT image in a storage device. 106 and the main storage device 108 (step 202). The treatment planning apparatus 101 has a function of setting which region to irradiate the irradiation target. This is called irradiation region setting, and the set region is called an irradiation region. In addition, the treatment planning apparatus 101 has a function (irradiation planning function) for calculating from which direction and how to irradiate radiation to a set irradiation region based on an instruction from the operator. In this way, the treatment planning apparatus 101 makes a treatment plan (step 203). This is the general treatment planning procedure.

本実施例の治療計画装置10は、軟組織抽出演算処理装置109を備える。この軟組織抽出演算処理装置109は、主記憶装置108に記憶されたX線CT画像(治療計画CT画像)を読み込むと(受信すると)、この治療計画CT画像に基づいて、ベッド位置決めのターゲットとして用いる目的軟組織(臓器)を抽出する(ステップ204)。軟組織自動抽出法としては、非特許文献4に記載されたRegion Growing法,形状モデルを利用した手法などがある。軟組織抽出演算処理装置109は、モニタ117に抽出結果を出力する。モニタ117上には、目的軟組織の塗りつぶしやポリゴン形状で表示される。モニタ117に表示された目標軟組織の表示に基づいて、医療従事者(医師や診断放射線技師など)は、軟組織領域が正しいかどうかを判断する(ステップ205)。抽出精度が十分であると判断された場合、医療従事者は、入力手段118から抽出完了信号を入力する。抽出完了信号が入力されると、ベッド位置決め演算装置119は、この抽出軟組織画像を画像データサーバ110に送信する(ステップ206)。抽出精度が不十分であると判断すると、医療従事者は、入力手段118から抽出開始信号を入力する。この抽出開始信号を受信した軟組織抽出演算処理装置109が、再度、軟組織抽出処理を実行する。この抽出開始信号を入力する替わりに、医療従事者がユーザーインターフェースを介してマニュアルにて修正することも可能である。また、軟組織抽出演算処理装置109による再度の軟組織抽出処理の代わりに、一連の軟組織抽出処理を医療従事者が入力手段118にて行うこともできる。すべての臓器抽出処理を入力手段118を用いて目的軟組織の塗りつぶしやポリゴン形状を指定して領域を抽出するなどマニュアルで実行してもよい。画像データサーバ109では受信した抽出軟組織画像を記憶装置112に保存する(ステップ206)。   The treatment planning apparatus 10 of the present embodiment includes a soft tissue extraction calculation processing device 109. When this soft tissue extraction calculation processing device 109 reads (receives) an X-ray CT image (treatment plan CT image) stored in the main storage device 108, it is used as a bed positioning target based on this treatment plan CT image. A target soft tissue (organ) is extracted (step 204). Examples of the soft tissue automatic extraction method include the Region Growing method described in Non-Patent Document 4 and a method using a shape model. The soft tissue extraction calculation processing device 109 outputs the extraction result to the monitor 117. On the monitor 117, the target soft tissue is displayed as a fill or polygon. Based on the display of the target soft tissue displayed on the monitor 117, a medical worker (such as a doctor or a diagnostic radiographer) determines whether the soft tissue region is correct (step 205). When it is determined that the extraction accuracy is sufficient, the medical worker inputs an extraction completion signal from the input unit 118. When the extraction completion signal is input, the bed positioning calculation device 119 transmits this extracted soft tissue image to the image data server 110 (step 206). If it is determined that the extraction accuracy is insufficient, the medical staff inputs an extraction start signal from the input means 118. The soft tissue extraction calculation processing device 109 that has received this extraction start signal executes the soft tissue extraction process again. Instead of inputting this extraction start signal, the medical staff can also make corrections manually via the user interface. Further, instead of the soft tissue extraction process performed again by the soft tissue extraction calculation processing device 109, a medical worker can perform a series of soft tissue extraction processes using the input unit 118. All the organ extraction processes may be performed manually using the input means 118, such as filling the target soft tissue or specifying the polygon shape to extract the region. The image data server 109 stores the received extracted soft tissue image in the storage device 112 (step 206).

放射線治療では、照射標的への放射線照射前に患者内の腫瘍に設定された照射標的と照射中心点とを一致させる必要があり、これらを一致させるためにベッド位置決めが実施される。本実施例が提供するベッド位置決め装置及び方法について説明する。   In the radiation therapy, it is necessary to match the irradiation target set to the tumor in the patient with the irradiation center point before the irradiation target is irradiated with the radiation, and the bed positioning is performed in order to match them. The bed positioning apparatus and method provided by this embodiment will be described.

本実施例が提供するベッド位置決めの流れを図3に示し、これに沿って説明する。ベッド127に照射対象が置かれたのちに、医療従事者が、まずレーザーマーカ等の光学的装置を用いて照射標的が照射中心点近くになるようにベッドを移動する(ステップ301)。ステップ301は、光学的装置を用いずに照射対象上に貼られたまたは描かれたシールや十字線等のマーカを目印に目測でベッドを移動させる場合もある。   The bed positioning flow provided by this embodiment is shown in FIG. 3 and will be described along this flow. After the irradiation target is placed on the bed 127, the medical staff first moves the bed using an optical device such as a laser marker so that the irradiation target is close to the irradiation center point (step 301). In step 301, the bed may be moved by eye measurement using a marker such as a sticker or a cross line attached or drawn on the irradiation target without using an optical device.

次に、X線画像撮像システム115では、放射線照射のためにベッド128に固定された患者のX線透視画像を撮影するために、X線源134からのX線の放射を開始する。治療室内に設置されたX線源134から放射されたX線は、患者を通過してX線受像装置135で受信される。X線受像装置135は、得られたX線データをX線画像撮影装置操作卓133に送信する(ステップ302)。   Next, in the X-ray imaging system 115, X-ray emission from the X-ray source 134 is started in order to take an X-ray fluoroscopic image of the patient fixed to the bed 128 for radiation irradiation. X-rays emitted from an X-ray source 134 installed in the treatment room pass through the patient and are received by the X-ray image receiving device 135. The X-ray image receiving apparatus 135 transmits the obtained X-ray data to the X-ray imaging apparatus console 133 (step 302).

X線画像撮影装置操作卓133にてX線データをDR画像データに変換し(ステップ303)、変換したDR画像データを画像データサーバ110に送信する。DR画像データをX線画像撮像システム115より受信した画像データサーバ110は、DR画像データを記憶装置112に保存する。ここで、DR画像データは、ベッド位置決め装置116の分野にて一般的に使用されているダイコム(DICOM)フォーマットであるとする。   X-ray data is converted into DR image data at the X-ray imaging apparatus console 133 (step 303), and the converted DR image data is transmitted to the image data server 110. The image data server 110 that has received the DR image data from the X-ray imaging system 115 stores the DR image data in the storage device 112. Here, it is assumed that the DR image data is in a DICOM format generally used in the field of the bed positioning device 116.

また、生成した画像データは、X線撮像装置操作卓133からネットワーク126を経由し、位置決め演算装置119の通信装置120に送信される(ステップ304)。位置決め演算装置119では、通信装置に画像データを受信する(ステップ305)と、主記憶装置108にロードされたデータの到着を常に監視しているプログラムが主記憶装置108に画像データを取り込む処理を実施し、さらに記憶装置106へと保存する。   Further, the generated image data is transmitted from the X-ray imaging apparatus console 133 via the network 126 to the communication device 120 of the positioning operation device 119 (step 304). In the positioning arithmetic unit 119, when the image data is received by the communication device (step 305), the program that constantly monitors the arrival of the data loaded in the main storage device 108 takes in the image data into the main storage device 108. It is executed and further stored in the storage device 106.

ベッド位置決め装置116にて実施する位置決め演算について説明する。ベッド位置決め装置116を操作する操作者(医療従事者)は予めデータサーバから治療計画に使用したCT画像データ及び治療計画に使用したCT画像データから生成した1枚以上のDRR画像を位置決め演算装置119の通信装置120を通じて読みこみ、主記憶装置123または記憶装置121に保存する(ステップ306)。また、X線撮像装置操作卓133から、DR画像の送信終了通知が位置決め装置116に通知されない限り位置決め演算は開始できない。   The positioning calculation performed by the bed positioning device 116 will be described. An operator (healthcare professional) who operates the bed positioning device 116 positions the CT image data used in the treatment plan from the data server and one or more DRR images generated from the CT image data used in the treatment plan in advance. Are stored in the main storage device 123 or the storage device 121 (step 306). Further, the positioning calculation cannot be started unless the DR image transmission end notification is notified from the X-ray imaging apparatus console 133 to the positioning apparatus 116.

ベッド位置決め装置116のベッド位置決め演算装置119は、主記憶装置128にロードされたCT画像データ及びプログラムを用い、例えば非特許文献4にあるような高速なDRR画像の生成手法を用いて位置決め演算処理装置122により演算を実施し全方向のDRR画像を生成する。非特許文献4の手法は、DRR画像をグラフィックスハードウェアのテクスチャマッピング機能を用いて生成するものである。この手法を用いることにより高速なDRR画像の生成が可能となる。   The bed positioning calculation device 119 of the bed positioning device 116 uses the CT image data and program loaded in the main storage device 128 and uses, for example, a high-speed DRR image generation method as described in Non-Patent Document 4 to perform positioning calculation processing. An operation is performed by the device 122 to generate an omnidirectional DRR image. The technique of Non-Patent Document 4 generates a DRR image by using a texture mapping function of graphics hardware. By using this method, a high-speed DRR image can be generated.

例えば治療計画CT画像において、全方向0.5度もしくは1度刻みでCT画像を回転させかつ、数ミリメートル(2〜3ミリメートル)の範囲でCT画像を平行移動させ、それらの組合せを一つのパラメータとする。ガントリ角度を1度刻みずつ増加させ同一パラメータに対するDRR画像の組を生成する(ステップ307)。同一パラメータにおいてガントリ角度が異なる複数枚のDRR画像が生成される。これら複数枚のDRR画像の生成に使用したパラメータは既知であるので、各DRR画像(DRR画像の組と組内のDRR画像)とそれを生成した際の各角度及び平行移動量に関するパラメータを関連付けることができる。これらのパラメータは、CT画像の移動量であるとともにベッドの移動量を表している。DRR画像からパラメータを迅速に探索するために、位置決め演算装置119の主記憶装置123または、記憶装置121にDRR画像とそれを生成するのに使用したパラメータを関連付けて保存する。   For example, in a treatment plan CT image, the CT image is rotated by 0.5 degrees or 1 degree in all directions, and the CT image is translated within a range of several millimeters (2 to 3 millimeters). And A set of DRR images corresponding to the same parameter is generated by increasing the gantry angle by 1 degree (step 307). A plurality of DRR images having different gantry angles with the same parameters are generated. Since the parameters used to generate the plurality of DRR images are known, each DRR image (a set of DRR images and a DRR image in the set) is associated with parameters related to each angle and parallel movement amount when the DRR images are generated. be able to. These parameters represent the moving amount of the CT image and the moving amount of the bed. In order to quickly search for a parameter from the DRR image, the DRR image and the parameter used to generate the DRR image are stored in association with each other in the main storage device 123 or the storage device 121 of the positioning calculation device 119.

なお、位置決め演算に使用するDRRの枚数(すなわち角度や移動量の刻み幅や数値範囲)は変更することが可能である。例えば、より多くのDRR画像を使用したり、比較するDRR画像を4枚のみと制限することもできる。1枚以上の画像があれば位置決め演算は可能である。   It should be noted that the number of DRRs used for the positioning calculation (that is, the step size and numerical range of the angle and movement amount) can be changed. For example, more DRR images can be used, or the number of DRR images to be compared can be limited to only four. If there is one or more images, positioning calculation is possible.

生成されたDRR画像とX線撮像装置操作卓111より送信されたDR画像データとを比較することで最も一致するDRR画像が求まる。DRR画像と画像生成に使用したパラメータは、関連付けられて保存されているので、DRR画像の生成に使用したパラメータを取得することができる。パラメータが取得できれば、照射標的位置が照射中心点とどれぐらい離れているかがわかり、それを解消するために必要なベッド移動量がわかる(ステップ309)。   The most consistent DRR image can be obtained by comparing the generated DRR image with the DR image data transmitted from the console 111 of the X-ray imaging apparatus. Since the DRR image and the parameter used for image generation are stored in association with each other, the parameter used for generating the DRR image can be acquired. If the parameter can be acquired, it is possible to know how far the irradiation target position is from the irradiation center point, and the bed movement amount necessary to eliminate it (step 309).

DRR画像データとX線画像データとの比較(ステップ308)には、広く知られている非特許文献5に記載のある相互情報量最大化法を使用する。相互情報量最大化法は、二つの画像間の類似度を求める方法であり、本発明ではDRR画像とDR画像との類似度を計算し、類似度が最大の画像をもっとも一致する画像とする。   For comparison between the DRR image data and the X-ray image data (step 308), a mutual information maximization method described in Non-Patent Document 5 which is widely known is used. The mutual information maximization method is a method for obtaining the similarity between two images. In the present invention, the similarity between the DRR image and the DR image is calculated, and the image with the maximum similarity is determined as the most consistent image. .

ベッド位置決め装置116において、ベッド位置決め装置116を操作する操作者は予めデータサーバから治療計画時に作成した軟組織抽出画像データを受信し(ステップ310)、ベッド位置決め演算装置119の記憶装置121および主記憶装置123に保存する。   In the bed positioning device 116, an operator who operates the bed positioning device 116 receives soft tissue extraction image data created in advance during treatment planning from the data server (step 310), and the storage device 121 and the main storage device of the bed positioning calculation device 119. 123.

ベッド位置決め演算装置119の軟組織特徴形状データ作成演算装置124が、軟組織抽出画像データから軟組織特徴形状データを作成する(ステップ312)。軟組織特徴形状データ作成演算装置124が軟組織特徴形状データを作成する手順について、図4を用いて説明する。DR画像データとDRR画像データの比較により求めた最適なパラメータと記憶装置121に保存された前記DRR作成プログラムを用いて軟組織抽出画像から軟組織投影画像を作成する。DRR画像と軟組織投影画像を用いて投影画像内で目的軟組織の特徴形状を表す点,線,領域などを持つ軟組織特徴形状データを作成する。例えば軟組織投影画像の境界線(エッジ)とDRR画像上に現れるエッジが両画像で確認できる部位を軟組織特徴形状データとすることができる。図4では説明を簡単にするために軟組織が矩形形状とした場合を示している。軟組織が実際の曲線,局面で構成されている場合にも処理の内容は全く変わらない。撮像対象が3つの矩形物が上下左右にわずかにずれた状態で並んでおり、目的軟組織が2つの別組織にはさまれているとする。この画像データを図4の矢印の方向から投影したDRR画像は長方形をずらして3つ重ねた形状となる。一方臓器抽出した画像を投影すると長方形形状となる。DRR画像と臓器抽出画像は完全に位置が合っているため、目的軟組織の投影形状がDRR画像上でどの位置かは認識可能である。DRR画像上では3つの長方形が重なっているため、目的軟組織の輪郭すべてを認識不可能であるが、軟組織抽出画像の投影像からは、すべての輪郭,領域が認識可能なため、DRR上で目的軟組織の特徴形状である点,線,領域である部分を識別し、軟組織特徴形状データとする。   The soft tissue feature shape data creation computation device 124 of the bed positioning computation device 119 creates soft tissue feature shape data from the soft tissue extracted image data (step 312). The procedure by which the soft tissue feature shape data creation calculation device 124 creates soft tissue feature shape data will be described with reference to FIG. A soft tissue projection image is created from the soft tissue extraction image using the optimum parameters obtained by comparing the DR image data and the DRR image data and the DRR creation program stored in the storage device 121. Using the DRR image and the soft tissue projection image, soft tissue feature shape data having points, lines, regions and the like representing the feature shape of the target soft tissue in the projection image is created. For example, a part where the boundary line (edge) of the soft tissue projection image and the edge appearing on the DRR image can be confirmed in both images can be used as soft tissue feature shape data. FIG. 4 shows a case where the soft tissue is rectangular in order to simplify the description. Even if the soft tissue is composed of actual curves and phases, the contents of the process are not changed at all. Assume that imaging objects are arranged in a state where three rectangular objects are slightly shifted vertically and horizontally, and the target soft tissue is sandwiched between two separate tissues. The DRR image obtained by projecting this image data from the direction of the arrow in FIG. 4 has a shape in which three rectangles are overlapped and shifted. On the other hand, when the image extracted from the organ is projected, it becomes a rectangular shape. Since the DRR image and the organ extraction image are perfectly aligned, it is possible to recognize the position of the projected shape of the target soft tissue on the DRR image. Since three rectangles overlap on the DRR image, it is impossible to recognize all the contours of the target soft tissue. However, since all the contours and regions can be recognized from the projected image of the soft tissue extraction image, the target on the DRR Portions that are points, lines, and regions that are characteristic shapes of soft tissue are identified and used as soft tissue characteristic shape data.

ベッド位置決め装置116のモニタ117にDR画像,DRR画像と軟組織特徴形状データを表示する(ステップ313)。モニタ117上の画像配置例を図5に示す。表示領域501,502,503にX線画像,DRR画像,軟組織特徴形状データを表示し、DR画像と軟組織特徴形状データをフュージョン表示する領域504にてベッド位置決め装置116の操作者は画像のずれ量を確認する。また操作パネル505にて操作者は画像の位置ずれを修正する。   The DR image, DRR image, and soft tissue feature shape data are displayed on the monitor 117 of the bed positioning device 116 (step 313). An example of the image arrangement on the monitor 117 is shown in FIG. An X-ray image, a DRR image, and soft tissue feature shape data are displayed in the display regions 501, 502, and 503, and the operator of the bed positioning device 116 moves the image in the region 504 where the DR image and soft tissue feature shape data are fusion-displayed. Confirm. Further, the operator corrects the image misalignment on the operation panel 505.

操作者が軟組織特徴形状データとX線画像を用いて位置合せする方法について図6を用いて説明する。図6に治療時の撮像対象の状態を示す。図4と同様の撮像対象であるが、目的軟組織の位置が治療計画時と図示したよう点線部分からずれているとする。X線画像上で軟組織の例えば輪郭をすべて認識することはできないが、その一部の点,線,領域といった特徴形状があれば、その特徴形状を軟組織特徴形状データと比較し操作者によって位置合せすることができる。また軟組織特徴形状データにおいて形状を表す画素値分布とX線画像の画素値分布を比較することにより自動で位置合せする(ステップ316)ことも可能である。   A method in which the operator performs alignment using soft tissue feature shape data and an X-ray image will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the state of the imaging target during treatment. Although the imaging target is the same as that in FIG. 4, it is assumed that the position of the target soft tissue is shifted from the dotted line portion as illustrated in FIG. For example, it is not possible to recognize all contours of soft tissue on an X-ray image, but if there are some feature shapes such as points, lines, and regions, the feature shapes are compared with soft tissue feature shape data and aligned by the operator. can do. It is also possible to perform automatic alignment by comparing the pixel value distribution representing the shape in the soft tissue feature shape data with the pixel value distribution of the X-ray image (step 316).

ベッド位置決め装置の操作者が移動量の確認を入力手段から入力され(ステップ315)、DR画像とDRR線画像の画像位置合せ移動量をベッドの移動量に変換し、ベッド制御装置124に送信する(ステップ317)ことで、ベッド位置決めを終了する。   The operator of the bed positioning device inputs the confirmation of the movement amount from the input means (step 315), converts the image alignment movement amount of the DR image and the DRR line image into the movement amount of the bed, and transmits it to the bed control device 124. (Step 317) Thus, the bed positioning is completed.

以上により、本実施例が提供するベッド位置決めシステムと方法により、臓器といった軟組織の情報を用いて、ベッド位置決めの精度向上が実現する。   As described above, with the bed positioning system and method provided by this embodiment, the accuracy of bed positioning can be improved using information on soft tissues such as organs.

直交X線装置により取得されるDR画像と、治療計画CT画像を用いる従来のベッド位置決めにおいて、患部や臓器といった軟組織の位置情報を用いた位置決めを妨げる主要因は、DR画像およびDRR画像上で軟組織の領域や輪郭の判別が困難であることが考えられる。これは各画像が2次元投影画像であって、その投影方向によっては画像上の軟組織の領域や輪郭情報が曖昧もしくは消失しているためである。そのため、本実施例では、DR画像とDRR画像に主に描画されている骨組織を用いてベッド位置決めを行うだけでなく、治療計画CT画像にて目的領域・臓器を抽出し、その輪郭や領域情報を用いてDR画像とDRR画像上における対応する輪郭,領域を特定し、その情報を利用してベッド位置決めすることとした。具体的には、治療計画CT画像に基づいて目的領域・臓器(軟組織)を抽出する。また、治療計画CT画像からDRR画像を作成する。抽出した軟組織の領域,輪郭を投影した画像を作成し、これらを元に投影画像上で軟組織の形状となり得る特徴点,輪郭線,領域を表すデータを得る。実際のベッド位置決め時にDR画像,DRR画像、および軟組織の投影した形状特徴データを用いて、DR画像とDRR画像を位置合せする。これにより、軟組織の形状を用いたベッド位置決めが可能となり、ベッド位置決めの精度が向上する。   In the conventional bed positioning using the DR image acquired by the orthogonal X-ray apparatus and the treatment plan CT image, the main factor that hinders the positioning using the position information of the soft tissue such as the affected part or the organ is the soft tissue on the DR image and the DRR image. It is conceivable that it is difficult to discriminate the region and contour. This is because each image is a two-dimensional projection image, and depending on the projection direction, the soft tissue region and the contour information on the image are ambiguous or lost. Therefore, in this embodiment, not only the bed positioning is performed using the bone tissue mainly drawn in the DR image and the DRR image, but also the target region / organ is extracted from the treatment plan CT image, and its contour and region are extracted. The corresponding contours and regions on the DR image and the DRR image are specified using the information, and the bed is positioned using the information. Specifically, a target region / organ (soft tissue) is extracted based on the treatment plan CT image. Also, a DRR image is created from the treatment plan CT image. An image in which the extracted soft tissue region and outline are projected is created, and data representing feature points, contour lines, and regions that can be the shape of the soft tissue on the projection image is obtained based on these images. The DR image and the DRR image are aligned using the DR image, the DRR image, and the shape feature data projected from the soft tissue at the time of actual bed positioning. As a result, bed positioning using a soft tissue shape is possible, and the accuracy of bed positioning is improved.

本実施例によれば、治療計画CT画像においてベッド位置決めパラメータ算出するために基準となる軟組織(臓器)を抽出し、目的軟組織抽出画像を作成する。治療計画CT画像から作成されるDRR画像と前記目的軟組織抽出画像をDRR画像と同方向に投影した軟組織投影画像を用いて投影画像上での目的臓器の特徴形状を有する軟組織特徴形状データを作成する。治療時に撮像するX線画像,DRR画像、および軟組織特徴形状データを比較することで軟組織情報を用いたベッド位置決めを行う。このように、本実施例によれば、放射線治療のベッド位置決め、特に高精度3次元放射線治療において、従来の主に骨の構造を用いた位置合せに加え、軟組織の構造を用いたベッド位置決めにより、従来よりも更に高精度なベッド位置決めが可能となる。その結果、治療用の放射線照射線量を患部に集中でき、高精度な放射線治療が可能となる。   According to the present embodiment, a soft tissue (organ) serving as a reference for calculating a bed positioning parameter in a treatment plan CT image is extracted, and a target soft tissue extraction image is created. Using the DRR image created from the treatment plan CT image and the soft tissue projection image obtained by projecting the target soft tissue extracted image in the same direction as the DRR image, soft tissue feature shape data having the target organ feature shape on the projection image is created. . Bed positioning using soft tissue information is performed by comparing X-ray images, DRR images, and soft tissue feature shape data captured during treatment. As described above, according to the present embodiment, in bed positioning for radiotherapy, particularly in high-accuracy three-dimensional radiotherapy, in addition to conventional alignment using mainly a bone structure, bed positioning using a soft tissue structure is used. Therefore, it is possible to position the bed with higher accuracy than before. As a result, the radiation dose for treatment can be concentrated on the affected area, and high-accuracy radiotherapy can be performed.

本実施例は、その機能を損なうことなく本実施例に述べた構成以外にも適用が可能である。まず、本実施例では治療計画装置101,ベッド位置決め装置116,X線撮像装置操作卓133,治療装置操作卓132を独立した装置として記述したが、これらは全てがひとつの装置であってもかまわないし、これらのうちいくつかが一つの装置となっていてもかまわない。   The present embodiment can be applied to configurations other than those described in the present embodiment without impairing the function. First, in the present embodiment, the treatment planning device 101, the bed positioning device 116, the X-ray imaging device console 133, and the treatment device console 132 are described as independent devices, but all of them may be a single device. Or some of these may be a single device.

本実施例では、X線画像撮像装置操作卓133から位置決め装置116へと送信するDR画像データ及び画像データサーバ110からCT画像データ,臓器抽出画像のフォーマット(データ形式)にダイコムフォーマットを使用しているが、もちろん他のフォーマット、例えばJPEG画像やビットマップ画像等のフォーマットを用いてもかまわない。   In the present embodiment, the Dicom format is used for the DR image data transmitted from the console 133 to the positioning device 116 and the CT image data from the image data server 110 and the format (data format) of the organ extraction image. Of course, other formats such as JPEG images and bitmap images may be used.

画像データサーバ110にデータファイルを保存するような構成を取っているが、直接治療計画装置101とベッド位置決め装置116とが通信し、データファイルを交換しても良い。また、DR画像ファイルは、画像データサーバ110に保管せずにベッド位置決め演算処理装置119の記憶装置121に補完しても良い。さらに、治療計画装置101及びベッド位置決め演算装置119は1台の装置であってもかまわない。また、ネットワーク126によるデータファイル等の通信を用いる形態を説明したが、データファイルの交換手段として他の記憶媒体たとえばフロッピー(登録商標)ディスクやCD−R等の大容量記憶媒体を用いても良い。   Although the configuration is such that the data file is stored in the image data server 110, the treatment planning apparatus 101 and the bed positioning apparatus 116 may directly communicate to exchange data files. Further, the DR image file may be supplemented to the storage device 121 of the bed positioning calculation processing device 119 without being stored in the image data server 110. Furthermore, the treatment planning device 101 and the bed positioning calculation device 119 may be a single device. Further, although a mode using communication of a data file or the like via the network 126 has been described, other storage media such as a floppy (registered trademark) disk or a CD-R may be used as a data file exchange means. .

本実施例では、照射対象が放射線治療システムのベッドに置かれた場合について述べたが、放射線治療システムと同様のベッドとX線撮像システムを持つ部屋でベッド位置決めが行われた場合にもそのまま適用できる。   In the present embodiment, the case where the irradiation target is placed on the bed of the radiotherapy system has been described. However, the present invention is also applied to the case where the bed positioning is performed in a room having the same bed and the X-ray imaging system as the radiotherapy system. it can.

また、本実施例ではX線治療装置について説明したが、X線以外の粒子線を用いる粒子線治療装置も照射ヘッドを備えた回転するガントリを備えており本発明はそのまま適用できる。   In the present embodiment, the X-ray therapy apparatus is described. However, the particle beam therapy apparatus using a particle beam other than X-rays also includes a rotating gantry including an irradiation head, and the present invention can be applied as it is.

1 放射線治療システム
101 治療計画装置
102,117 モニタ
103,118 入力手段
104 治療計画演算装置
105,111,120 通信装置
106,112,121 記憶装置
107 治療計画演算処理装置
108,114,123 主記憶装置
109 軟組織抽出演算処理装置
110 画像データサーバ
113 データ演算処理装置
115 X線画像撮像システム
116 ベッド位置決め装置
119 ベッド位置決め演算装置
122 ベッド位置決め演算処理装置
124 軟組織特徴形状データ作成演算装置
125 ベッド制御装置
126 ネットワーク
127 放射線治療システム126
128 ベッド
129 照射ヘッド
130 ガントリ
131 治療装置制御部
132 治療装置操作卓
133 X線画像撮像装置操作卓
134 X線源
135 受像装置
136 X線撮像装置制御部
501 DR画像表示領域
502 DRR線画像表示領域
503 軟組織特徴形状データ表示領域
504 フュージョン画像表示領域
505 操作パネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation treatment system 101 Treatment plan apparatus 102,117 Monitor 103,118 Input means 104 Treatment plan calculation apparatus 105,111,120 Communication apparatus 106,112,121 Storage apparatus 107 Treatment plan calculation processing apparatus 108,114,123 Main storage apparatus 109 Soft tissue extraction arithmetic processing unit 110 Image data server 113 Data arithmetic processing unit 115 X-ray imaging system 116 Bed positioning unit 119 Bed positioning arithmetic unit 122 Bed positioning arithmetic processing unit 124 Soft tissue feature shape data creation arithmetic unit 125 Bed control unit 126 Network 127 Radiation therapy system 126
128 Bed 129 Irradiation head 130 Gantry 131 Treatment device controller 132 Treatment device console 133 X-ray imaging device console 134 X-ray source 135 Image receiving device 136 X-ray imaging device controller 501 DR image display area 502 DRR line image display area 503 Soft tissue feature shape data display area 504 Fusion image display area 505 Operation panel

Claims (6)

被検診者をのせるベッドと、
放射線治療において前記ベッドを位置決めするベッド位置決め装置と、
X線を発生するX線発生装置及び前記X線発生装置からの前記X線を受信するX線受像器を有するX線撮像装置とを備え、
前記ベッド位置決め装置は、
前記X線撮像装置で撮影した第1のX線透視画像データ、及び治療計画時に取得したX線CT画像データから生成された軟組織投影画像データに基づいて、ベッド位置決めデータを生成することを特徴とする放射線治療システム。
A bed on which the patient is placed;
A bed positioning device for positioning the bed in radiation therapy;
An X-ray imaging apparatus having an X-ray generator for generating X-rays and an X-ray receiver for receiving the X-rays from the X-ray generator;
The bed positioning device includes:
Bed positioning data is generated based on first X-ray fluoroscopic image data imaged by the X-ray imaging apparatus and soft tissue projection image data generated from X-ray CT image data acquired at the time of treatment planning. Radiotherapy system.
前記ベッド位置決め装置は、
治療計画装置から受け取った前記軟組織投影画像データに基づいて、前記軟組織特徴形状を抽出した軟組織特徴形状データを生成し、生成した前記軟組織特徴形状データと前記第1のX線透視画像データを比較して前記ベッド位置決めデータを生成することを特徴とする請求項1に記載の放射線治療システム。
The bed positioning device includes:
Based on the soft tissue projection image data received from the treatment planning apparatus, soft tissue feature shape data is generated by extracting the soft tissue feature shape, and the generated soft tissue feature shape data is compared with the first X-ray fluoroscopic image data. The radiotherapy system according to claim 1, wherein the bed positioning data is generated.
前記ベッド位置決め装置は、
治療計画装置から受け取った前記軟組織画像データに基づいて、前記軟組織特徴形状を抽出した軟組織特徴形状データを生成し、
前記第1のX線透視画像データに含まれる軟組織画像の特徴形状データと前記軟組織特徴形状データとを比較して前記ベッド位置決めデータを生成することを特徴とする請求項1に記載の放射線治療システム。
The bed positioning device includes:
Based on the soft tissue image data received from the treatment planning device, generate soft tissue feature shape data obtained by extracting the soft tissue feature shape,
The radiotherapy system according to claim 1, wherein the bed positioning data is generated by comparing feature shape data of a soft tissue image included in the first X-ray fluoroscopic image data and the soft tissue feature shape data. .
前記軟組織特徴形状の画像と前記第1のX線透視画像の合成画像を表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の放射線治療システム。   The radiotherapy system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a display device that displays a composite image of the soft tissue characteristic shape image and the first X-ray fluoroscopic image. 前記ベッド位置決めデータに基づいて、前記ベッドを移動して位置決め制御するベッド制御装置を備えることを特徴とする放射線治療システム。   A radiotherapy system comprising a bed control device that moves and controls positioning of the bed based on the bed positioning data. X線CT画像データに含まれる軟組織を抽出し、X線による撮像を模擬して作成された前記軟組織投影画像データを作成する治療計画装置を備える請求項1乃至5のいずれか1項に記載の放射線治療システム。   6. The treatment planning apparatus according to claim 1, further comprising a treatment planning apparatus that extracts soft tissue included in the X-ray CT image data and creates the soft tissue projection image data created by simulating imaging by X-rays. 7. Radiation therapy system.
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