CN101861185B - 放射线治疗计划装置以及放射线治疗计划方法 - Google Patents

Abstract

包括：三维数据收集单元，收集表示配置多个部位的多个位置的三维数据；标识位置测定单元，测定标识的移动；辐射剂量计算单元，基于该移动和三维数据来计算将基于被检体的运动而变化的治疗用放射线照射到该被检体时对多个部位的各个部位所照射的治疗用放射线的辐射剂量。这样的放射线治疗计划装置能够更加正确地计算出在放射线治疗中对该被检体的各部位照射的治疗用放射线的辐射剂量，在计算该被检体的多个部位的移动时能够减少对该被检体照射的放射线的辐射剂量。

Description

放射线治疗计划装置以及放射线治疗计划方法

技术领域

本发明涉及放射线治疗计划装置以及放射线治疗计划方法，特别涉及在制作通过对患部照射放射线而治疗患者的放射线治疗的治疗计划时使用的放射线治疗计划装置以及放射线治疗计划方法。

背景技术

已知通过对患部(肿瘤)照射治疗用放射线来治疗患者的放射线治疗。作为该治疗用放射线，例示有X线。作为该放射线治疗，已知考虑患部移动的移动量而照射比该患部更宽的范围的方法、呼吸同步照射(gatedirradiation)、运动体跟踪照射、IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy：强度调制放射线治疗)。该呼吸同步照射是基于所观测的患者的运送来照射治疗用放射线或停止照射的方法。这样的呼吸同步照射例如只有呼吸相位为某一状态时进行照射，因此存在治疗时间变长的缺点，对患者带来负担，在医疗的效率上也需要改善。该运动体跟踪照射是观测患者的位置并对该位置照射治疗用放射线的方法。IMRT是对多个束进行组合从而调节对患者的每个部位所照射的放射线的量的强弱，进行适合肿瘤的形状的放射线治疗的照射方法。该放射线治疗期望具有较高的治疗效果，期望被更加恰当地评价。

已知能够对呼吸的每个相位获得三维图像的4D-CT。利用这样的三维图像而进行对运动的目标的辐射剂量分布预测的四维放射线治疗计划装置正在被开发，并且已知X线照射方向能够实时变更且能够跟踪的放射线治疗系统。并且，已知不仅是X线摄像，还有对放射线治疗装置组合MRI装置，从而能够实时确认体内脏器的位置的技术。进而，已知根据这些脏器的移动或体轮廓的变更、每次的治疗实效而对治疗边修正边进行的ADAPTIVE治疗。

已知通过4D-CT利用以呼吸的多个相位为基准的断层图像而计划的四维治疗计划装置。该四维治疗计划装置，首先，利用4D-CT取得与呼吸的各个相位(例如8相位)对应的多个断层图像。接着，该四维治疗计划装置构筑随着呼吸而变形的脏器的形状和该呼吸相位的对应关系。该四维治疗计划装置在实施了所输入的治疗计划时，计算从各相位的断层图像提取的脏器被照射的辐射剂量。该四维治疗计划装置基于该对应关系来合计该各相位中的辐射剂量，从而计算该脏器上照射的辐射剂量。4D-CT通常对患者照射的X线的辐射剂量大，时间分辨率低。期望对患者照射的X线的辐射剂量小并且更加准确地计算出放射线治疗中对患者照射的辐射剂量。

在特开平08-089589号公报中公开了在如下的放射线治疗计划中使用的显示方法：关于放射线照射区域能够考虑有移动的被检体的多个状态而建立治疗计划。该放射线治疗计划中使用的显示方法的特征在于，读入在多个不同的状态中分别得到的一连串的CT图像从而设定放射线照射区域和放射线非照射区域以及放射线治疗参数，并且对放射线照射区域和放射线非照射区域，利用与放射线照射相同的几何学条件而在照射范围面上投影，从而生成多个不同的状态中的投影形状，并将多个不同的状态的每一个生成的有关放射线照射区域的投影形状按照各照射角度而叠加，通过按各照射角度而叠加的放射线照射区域和所设定的放射线治疗参数来生成各照射角度的每一个的照射范围形状，并将所叠加的放射线照射区域和生成的照射范围形状按照各照射角度的每一个而叠加显示。

在特开2001-327514号公报中公开了一种放射线治疗计划装置，其能够进行正确反映了根据被检体的呼吸、心率等变化的病变部分的位置/形状等的设定，并且能够实施更加致密且正确的放射线治疗。该放射线治疗计划装置的特征在于，在基于通过对被检体照射X线而取得的图像来制定放射线治疗的计划的放射线治疗计划装置中，包括：生成与有关所述被检体的相位数据的差异对应的多个图像的图像生成部件；对所述图像设定/输入对于在该图像上存在的目标部位的目标形状的输入部件；以及重叠显示与所述相位数据的差异对应的多个图像以及所述目标形状的图像显示部件。

在日本专利第3746767号公报(特开2004-097646号公报)中公开了在放射线的照射治疗中也能够实时监视治疗范围的状态的放射线治疗装置。该放射线治疗装置包括对被检体的治疗范围照射治疗用放射线的放射线照射头、对所述被检体的所述治疗范围照射诊断用X线的X线源、检测透过了所述被检体的所述诊断用X线的透过X线从而作为诊断图像数据来输出的传感器阵列，所述传感器阵列与所述放射线照射头的移动联动而移动。

在特开2006-021046号公报中公开了在放射线的照射治疗中也能够实时监视治疗范围的状态的放射线治疗装置。该放射线治疗装置包括：O型机架(gantry)；可移动地设置在所述O型机架上，对被检体的治疗范围照射治疗用放射线的放射线照射头；可移动地设置在所述O型机架上，对所述被检体的所述治疗范围照射诊断用X线的X线源；以及可移动地设置在所述O型机架上，检测透过了所述被检体的所述诊断用X线的透过X线从而作为诊断图像数据来输出的传感器阵列，所述传感器阵列夹着所述放射线照射头而设置在对象位置上，并且联动于所述放射线照射头的移动而在所述O型机架上移动，所述X线源与所述传感器阵列的移动联动而移动。

在特开2007-236760号公报中公开了对联动的被检体的一部分更加可靠地照射放射线的放射线治疗装置控制装置。该放射线治疗装置控制装置是控制放射线治疗装置的控制装置，该放射线治疗装置包括对被检体的一部分照射治疗用放射线的治疗用放射线照射装置、检测所述被检体的运动的运动检测装置、相对所述被检体移动所述治疗用放射线照射装置的驱动装置，该放射线治疗装置控制装置包括：将运动集合与位置集合相关联的患部位置数据库；从所述运动检测装置收集所述运动的运动收集单元；以及使用所述驱动装置移动所述治疗用放射线照射装置，以便所述治疗用放射线照射在所述位置集合中与所述运动对应的位置上的照射位置控制单元。

在特表2008-514352号公报中公开了动态跟踪运动中的目标的具有可靠性并且高效的方法。该方法是动态跟踪包含一个或者两个以上的基本构造的解剖学区域内的一个或者两个以上的目标，从而将治疗用放射线在所述解剖学区域的运动中、投入到所述目标的方法，该方法包括：实时查找所述目标对于所述运动中的解剖学区域内的所述基本构造的存在地点的步骤；以及生成用于开出应实时投入到所述运动中的解剖学区域内的所述目标的所述治疗用放射线的期望量的处方的放射辐射剂量分布的步骤，所述放射辐射剂量分布将所述运动中的所述解剖学区域的变形加入到计算中。

发明内容

本发明的课题在于提供一种更加恰当地评价放射线治疗的治疗计划的放射线治疗计划装置。

本发明的另一课题在于提供一种减少放射线治疗的治疗计划的制作负担的放射线治疗计划装置。

本发明的又一课题在于提供一种更加准确地计算对危险部位照射的放射线的辐射剂量的放射线治疗计划装置。

本发明的又一课题在于提供一种制作对危险部位照射的放射线的辐射剂量更小的治疗计划的放射线治疗计划装置。

本发明的又一课题在于提供一种对危险部位照射的放射线的辐射剂量更小的治疗计划方法。

本发明的又一课题在于提供一种对危险部位照射的放射线的辐射剂量更小的治疗装置控制装置以及放射线照射方法。

本发明的放射线治疗计划装置包括：三维数据收集单元，收集用于表示静止状态或者一时刻的状态中的配置了被检体的多个部位的多个位置的三维数据；标识位置测定单元，按照时间序列测定与所述被检体的周期性的运动联动变化的多个部位中的特定部位的特定位置；位置计算单元，基于由三维数据收集单元收集的三维数据和由标识位置测定单元测定的时间序列的特定位置，计算时间序列的多个部位的位置；以及辐射剂量计算单元，基于作为治疗用放射线的辐射方向的预定基准照射角度、每个预定基准照射角度所辐射的治疗用放射线的预定辐射剂量以及由位置计算单元计算的时间序列的多个部位的位置，计算多个部位的每个部位上所照射的放射线的辐射剂量。

本发明的放射线治疗计划装置能够用简单的装置来构成，并且能够更加准确且迅速地推算出在与被检体的周期性的运动联动而位置变化的多个部位上所照射的治疗用放射线的辐射剂量。本发明的放射线治疗计划装置相比于基于由4D-CT测定的信息来计算被检体的多个部位的运动的情况，在计算被检体的多个部位的运动时还能够减少照射到被检体上的放射线的辐射剂量。进而，通过利用该放射线的辐射剂量的信息来制作/修正放射线治疗计划，更加可靠地对患部照射放射线并且避开危险部位而辐射放射线是当然的，还能够有助于进行进一步减少对患部以外的部位照射的放射辐射剂量的精密的放射线治疗。

本发明的放射线治疗计划装置包括：照射方法输入装置，输入照射治疗用放射线的照射方法，该治疗用放射线被控制以便基于被检体的周期性的运动而变化；还包括：照射方法收集单元，收集输入到该照射方法输入装置的照射方法。这时，辐射剂量计算单元计算通过输入到该照射方法输入装置而由照射方法收集单元收集的照射方法控制时的治疗用放射线的辐射剂量。即，本发明的放射线治疗计划装置能够计算执行任意的照射方法时的多个部位的每一部位上照射的治疗用放射线的辐射剂量。

本发明的放射线治疗计划装置还包括：相位检测单元，检测与被检体的周期性的运动的多个相位对应的多个时刻。这时，由标识位置测定单元测定的特定部位的位置表示由相位检测单元检测出的多个时刻下的位置。

本发明的放射线治疗计划装置包括：选择部位输入装置，输入从多个部位中选择某一个的信息。这时，辐射剂量计算单元还计算在基于输入到该选择部位输入单元的信息而选择的多个部位中的选择部位上照射的放射线的辐射剂量。即，本发明的放射线治疗计划装置能够计算出由用户指定的任意部位上照射的治疗用放射线的辐射剂量。

三维数据表示与被检体中的预定照射放射线的患部部位、预定回避放射线照射的危险部位以及能够通过标识位置测定单元测定的部位有关的位置。由标识位置测定单元测定的特定部位是能够通过标识位置测定单元测定的、被检体自身的构成要素、设置在被检体的体表上的标识或者设置在被检体的体内的标识。

从处理量更小的观点来看，位置计算单元中的计算方法优选是基于线性放大缩小，该线性放大缩小是推测为随着从被检体上配置的固定部位到特定部位为止的距离放大缩小的变化，从该固定部位到多个部位为止的距离放大缩小。

从误差更小的观点来看，所述位置计算单元中的计算方法优选是基于仿真方法，该仿真方法是指应用预先设定了被检体上配置的固定部位和特定部位的位置的人体模型的仿真而推测多个部位的位置。

本发明的放射线治疗计划方法包括：收集用于表示静止状态或者一时刻的状态中的配置了被检体的多个部位的多个位置的三维数据的步骤；按照时间序列测定与该被检体的周期性的运动联动变化的该多个部位中的特定部位的特定位置的步骤；基于该三维数据和由该标识位置测定单元测定的时间序列的特定位置，计算时间序列的该多个部位的位置的步骤；以及基于作为治疗用放射线的辐射方向的预定基准照射角度、每个该预定基准照射角度所辐射的治疗用放射线的预定辐射剂量以及时间序列的多个部位的位置，计算该多个部位的每个部位上所照射的放射线的辐射剂量的步骤。

本发明的放射线治疗计划方法还包括：从照射方法输入装置收集照射治疗用放射线的照射方法的步骤，该治疗用放射线被控制以便基于该被检体的周期性的运动而变化；以及计算通过该照射方法控制时的治疗用放射线的辐射剂量的步骤。

本发明放射线治疗计划方法还包括：检测与被检体的周期性的运动的多个相位对应的多个时刻的步骤。该特定部位的位置表示该多个时刻下的位置。

本发明放射线治疗计划方法还包括：还计算基于输入到选择部位输入装置的信息而从该多个部位选择的选择部位上照射的放射线的辐射剂量的步骤。

该三维数据表示与该被检体中的预定照射放射线的患部部位、预定回避放射线照射的危险部位以及能够通过该标识位置测定单元测定的部位有关的位置。

该特定部位是该被检体自身的构成要素、设置在该被检体的体表上的标识或者设置在该被检体的体内的标识。

该多个部位的位置是通过线性放大缩小来计算，该线性放大缩小是推测为随着从被检体上配置的固定部位到该特定部位为止的距离放大缩小的变化，从该固定部位到多个部位为止的距离放大缩小。

该多个部位的位置是通过仿真方法来计算，该仿真方法是指应用预先设定了被检体上配置的固定部位和该特定部位的位置的人体模型的仿真而推测多个部位的位置。

本发明的放射线治疗装置控制装置包括：三维数据收集单元，收集表示配置了被检体的多个部位的多个位置的三维数据；标识位置测定单元，测定多个部位中的特定部位的特定位置；位置计算单元，基于该三维数据和特定位置而计算多个部位中的照射部位的照射位置；以及照射控制单元，使用驱动装置来移动治疗用放射线照射装置，使得治疗用放射线照射到该照射位置上。在治疗与被检体的运动联动变化的患部的放射线治疗中，需要按照时间序列来确定被检体的多个部位的位置，需要按照时间序列来确定该患部的位置。本发明的放射线治疗装置控制装置相比于基于由4D-CT测定的信息来计算被检体的多个部位的时间序列的位置的情况，在计算被检体的多个部位的时间序列的位置时能够减少照射到被检体上的放射线的辐射剂量。

从处理量更小的观点来看，位置计算单元优选通过线性方法缩小来计算照射位置，该线性放大缩小是推测为随着从多个部位中的实质上固定的固定部位到特定部位为止的距离放大缩小的变化，从固定部位到多个部位的每个部位为止的距离放大缩小。

本发明放射线治疗装置控制装置还包括：标识运动测定单元，测定特定部位的运动，从而生成表示运动的运动信息；以及患部位置表制作单元，基于该三维数据和运动信息，制作将特定位置运动集合对应至位置集合的患部位置表。这时，位置计算单元参照患部位置表，从位置集合中计算与特定位置对应的照射位置。

本发明的放射线治疗装置控制装置还包括：相位检测单元，检测与被检体的周期性的运动的多个相位对应的多个时刻。这时，优选患部位置表的位置集合表示该多个时刻下的特定部位的位置。

附图说明

图1是表示放射线治疗系统的实施方式的方框图。

图2是表示放射线治疗装置的立体图。

图3是表示本发明的放射线治疗计划装置的实施方式的方框图。

图4是表示患者的图。

图5是表示DVH(Dose Volume Histograms；剂量体积柱状图)的曲线。

图6是表示本发明的放射线治疗计划方法的实施方式的流程图。

图7是表示本发明的放射线治疗装置控制装置的实施方式的方框图。

图8是表示患部位置表的图。

图9是表示制作患部位置表的动作的流程图。

图10是表示进行放射线治疗的动作的流程图。

具体实施方式

参照附图记载本发明的放射线治疗系统的实施方式。如图1所示那样，该放射线治疗系统1包括放射线治疗计划装置2、放射线治疗装置3、肺活量计(spirometer)4、计算机断层摄影装置5和红外线照相机6。放射线治疗计划装置2是例示为个人计算机的计算机。放射线治疗计划装置2以能够双向地传输信息的方式连接到放射线治疗装置3，并且与肺活量计4、计算机断层摄影装置5和红外线照相机6连接。

肺活量计4测定患者呼吸时的换气量，并将该换气量输出到放射线治疗计划装置2。计算机断层摄影装置5使X线从各方向透过人体从而拍摄多个透射图像，由计算机对该多个透射图像进行图像处理而生成该人体的断面图像，并且由计算机对该多个透射图像进行处理而生成用于表示该人体的内部状态的三维数据。该三维数据表示形成该人体的多个部位吸收X线的程度。红外线照相机6利用照射到患者的红外线的反射光而拍摄患者的红外线图像，并将该红外线图像输出到放射线治疗计划装置2。

图2表示放射线治疗装置3。放射线治疗装置3包括回旋驱动装置11、O型环12、运行机架14、摇头机构15和治疗用放射线照射装置16。回旋驱动装置11以O型环12能够以旋转轴17为中心旋转的方式将O型环12支撑在基座上，该回旋驱动装置11通过未图示的放射线治疗装置控制装置而被控制，从而使O型环12以旋转轴17为中心旋转。旋转轴17与铅直方向平行。O型环12形成为以旋转轴18为中心的环状，并且以能够以旋转轴18为中心旋转的方式来支承运行机架14。旋转轴18与铅直方向垂直，并且通过旋转轴17所包含的等角点(isocenter)19。旋转轴18还相对于O型环12固定，即，与O型环12一起以旋转轴17为中心旋转。运行机架14形成为以旋转轴18为中心为环状，配置成与O型环12的环成为同心圆。放射线治疗装置3还包括未图示的运行驱动装置。该运行驱动装置通过未图示的放射线治疗装置控制装置而被控制，从而使运行机架14以旋转轴18为中心旋转。

摇头机构15被固定在运行机架14的环的内侧，并且将治疗用放射线照射装置16支承在运行机架14上，以使治疗用放射线照射装置16配置在运行机架14的内侧。摇头机构15具有平面(pan)轴21和倾斜(tilt)轴22。倾斜轴22相对运行机架14固定，与旋转轴18不交叉而与旋转轴18平行。平面轴21与倾斜轴22正交。摇头机构15通过放射线治疗装置控制装置而被控制，使治疗用放射线照射装置16以平面轴21为中心旋转，并且使治疗用放射线照射装置16以倾斜轴22为中心旋转。

治疗用放射线照射装置16通过放射线治疗装置控制装置而被控制，辐射治疗用放射线23。治疗用放射线23大体沿着通过平面轴21和倾斜轴22交叉的交点的直线而辐射。治疗用放射线23形成为具有相同强度分布。治疗用放射线照射装置16包括未图示的MLC(multi leaf collimator；多叶式瞄准仪)，治疗用放射线23还因该MLC而被遮挡一部分，从而治疗用放射线23对患者照射时的照射范围的形状由放射线治疗装置控制装置所控制。

通过治疗用放射线照射装置16这样支承在运行机架14上，从而即使通过摇头机构15暂时调整使得治疗用放射线照射装置16面向等角点19时，O型环12因旋转驱动装置11而旋转，或者运行机架14因该运行运动装置而旋转，治疗用放射线23也始终大致通过等角点19。即，通过运行/回旋，能够从任意方向对等角点19照射治疗用放射线23。

放射线治疗装置3还包括多个成像系统(imager system)。即，放射线治疗装置3包括诊断用X线源24、25和传感器阵列32、33。诊断用X线源24被支撑在运行机架14上。诊断用X线源24被配置在运行机架14的环的内侧，并且被配置在从等角点19连接诊断用X线源24的线段和从等角点19连接治疗用放射线照射装置16的线段所构成的角成为锐角的位置上。诊断用X线源24通过放射线治疗装置控制装置而被控制，从而面向等角点19辐射诊断用X线35。诊断用X线35从诊断用X线源24具有的一点起辐射，是以该一点为顶点的圆锥状的圆锥束。诊断用X线源25被支承在运行机架14上。诊断用X线源25被配置在运行机架14的环的内侧，并且被配置在从等角点19连接诊断用X线源25的线段和从等角点19连接治疗用放射线照射装置16的线段所构成的角成为锐角的位置上。诊断用X线源25通过放射线治疗装置控制装置而被控制，从而面向等角点19辐射诊断用X线36。诊断用X线36从诊断用X线源25具有的一点起辐射，是以该一点为顶点的圆锥状的圆锥束。

传感器阵列32被支承在运行机架14上。传感器阵列32接收由诊断用X线源24辐射而透过了等角点19的周边的被摄体的诊断用X线35，从而生成该被摄体的透射图像。传感器阵列33被支承在运行机架14上。传感器阵列33接收由诊断用X线源25辐射而透过了等角点19的周边的被摄体的诊断用X线36，从而生成该被摄体的透射图像。作为传感器阵列32、33，例示了FPD(Flat Panel Detector；平板探测器)、X线II(Image Intensifier；图像增强器)。

根据这样的成像系统，能够基于由传感器阵列32、33获得的图像信号，生成以等角点19为中心的透射图像。

放射线治疗装置3还包括传感器阵列31。传感器阵列31被配置成连接传感器阵列31和治疗用放射线照射装置16的线段通过等角点19，并且被固定在运行机架14的环的内侧。传感器阵列31接收由治疗用放射线照射装置16辐射而透过了等角点19的周边的被摄体的治疗用放射线23，从而生成该被摄体的透射图像。作为传感器阵列31，例示FPD、X线II。

放射线治疗装置3还包括卧榻(couch)41和卧榻驱动装置42。卧榻41用于由放射线治疗系统1所治疗的患者43横卧。卧榻41包括未图示的固定器具。该固定器具将该患者固定在卧榻41上，以不让该患者活动。卧榻驱动装置42将卧榻41支承在基座上，通过放射线治疗装置控制装置而被控制，从而移动卧榻41。

图3表示放射线治疗计划装置2。放射线治疗计划装置2是计算机，其包括未图示的CPU、存储装置、输入装置、输出装置和接口。该CPU执行放射线治疗计划装置2中安装的多个计算机程序，从而控制该存储装置、输入装置、输出装置和接口。该存储装置存储该计算机程序，并且记录用于该CPU的信息，记录由该CPU生成的信息。该输入装置将通过由用户操作而生成的信息输出到该CPU。该输出装置将由该CPU生成的信息以用户能够识别的方式输出。作为该输入装置，例示键盘、鼠标。作为该输出装置，例示用于显示由该CPU生成的画面的显示器。进而，作为该输入装置或者输出装置，例示可移动存储器驱动、通信装置。该可移动存储器驱动将可移动存储器中记录的信息输出到该CPU，并将由该CPU生成的信息记录到该可移动存储器。作为该可移动存储器，例示闪速存储器、磁盘(软盘、硬盘)、磁带(录像磁带)、光盘(CD、DVD)、光磁盘。该通信装置经由通信线路网将由该CPU生成的信息发送到其他计算机，并经由该通信线路网将从其他计算机输出的信息输出到该CPU。作为该通信线路网，例示LAN、互联网、专用线路。该接口将由连接到放射线治疗计划装置2的外部设备生成的信息输出到该CPU，并将由该CPU生成的信息输出到该外部设备。该外部设备包括放射线治疗装置3、肺活量计4和计算机断层摄影装置5。

该计算机程序包括三维数据收集单元51、相位检测单元52、标识位置测定单元53、位置计算单元54、照射方法收集单元55、辐射剂量计算单元56和治疗计划数据确定单元57。

三维数据收集单元51从计算机断层摄影装置5收集由计算机断层摄影装置5生成的患者43的三维数据，将三维数据与患者43的识别信息相对应而记录到存储装置。该三维数据表示患者43的多个部位的X线的透过量的程度。

相位检测单元52从肺活量计4收集患者43呼吸时的换气量。相位检测单元52基于由肺活量计4测定的换气量，将患者43的呼吸分割为多个阶段(呼吸相位)，并基于由肺活量计4测定的换气量，检测该呼吸成为各个阶段的多个时刻。

标识位置测定单元53使用放射线治疗装置3的成像系统，与拍摄时刻相对应地按照时间序列拍摄患者43的透射图像。标识位置测定单元53基于该透射图像和由相位检测单元52检测出的时刻，计算标识(细节在后面叙述)的移动(运动)。该标识的移动表示由相位检测单元52检测出的多个时刻的每个时刻中的标识的位置，表示每个呼吸相位中的标识的位置。标识位置测定单元53还可以附加使用红外线照相机6与拍摄时刻相对应地按照时间序列拍摄患者43的红外线图像，并且基于该红外线图像和由相位检测单元52检测出的时刻，计算标识的移动。

位置计算单元54基于由三维数据收集单元51收集的三维数据和由标识位置测定单元53计算出的标识的移动，计算患者43的多个部位的移动(运动)。该部位的移动表示每个呼吸相位中的标识的位置。作为这样的位置的计算方法，例示线性放大缩小、仿真。该线性放大缩小是将多个部位的全部位置推测为，随着从多个部位中实质上固定的固定部位(接触卧榻而固定的部位或者实质上被固定的部位)到标识为止的距离放大缩小的变化，从该固定部位到多个部位为止的距离线性地放大缩小的方法。作为该固定部位，例示骨盆、椎骨。该仿真是利用数学性的人体模型，基于多个部位中被固定的固定部位的位置和标识的位置来推测多个部位的全部位置的方法。

照射方法收集单元55在由用户对输入装置输入了照射方法时，从输入装置收集该照射方法。该照射方法表示基准照射角度和处方辐射剂量和照射手法。该基准照射角度表示对患者43的患部照射治疗用放射线23的方向，表示运行角和回旋角。该运行角表示通过运行驱动装置被旋转时的运行机架14的朝向。该回旋角表示通过回旋驱动装置11被旋转时的O型环12的朝向。该处方辐射剂量表示从该各基准照射角度对患部照射的治疗用放射线23的辐射剂量。

作为该照射手法，例示运动体跟踪照射和呼吸同步照射。该运动体跟踪照射例示位置校正跟踪照射、形状校正跟踪照射(MLC控制)、以及位置校正跟踪照射和形状校正跟踪照射的组合。该位置校正跟踪照射是基于使用肺活量计4(或者成像系统)测量的测定值而改变对于患者43的治疗用放射线23的相对位置的手法。该形状校正跟踪照射是基于使用肺活量计4(或者成像系统)计量的测定值来改变治疗用放射线23的照射范围的形状的手法。该呼吸同步照射是照射治疗用放射线23的手法，是基于使用肺活量计4计量的测定值来照射治疗用放射线23或停止照射的手法。

照射方法收集单元55还基于该输入的照射手法来计算详细的照射手法。例如，照射方法收集单元55在选择了位置校正跟踪照射作为照射手法时，计算对于患者43的治疗用放射线23的相对位置随着呼吸相位如何变化，即，计算使用摇头机构15以平面轴21以及倾斜轴22为中心如何旋转治疗用放射线照射装置16。照射方法收集单元55在选择了形状校正跟踪照射作为照射手法时，计算治疗用放射线23的照射范围随着呼吸相位如何变化，即计算如何控制治疗用放射线照射装置16的MLC。照射方法收集单元55在选择了呼吸同步照射作为照射手法时，计算在呼吸相位的哪个定时停止或者开始照射。

辐射剂量计算单元56基于由位置计算单元54计算的移动，计算通过由照射方法收集单元55收集的照射方法对患者43照射了治疗用放射线23时在多个部位的每个部位上所照射的治疗用放射线23的辐射剂量。该辐射剂量表示根据执行该照射方法的期间所分割的多个微小期间的每个期间所照射的放射线的辐射剂量合计的累积辐射剂量。

辐射剂量计算单元56还将该三维数据以用户能够识别的方式显示到显示器中，并计算该多个位置中与用户所输入的轮廓对应的部位的位置。辐射剂量计算单元56还计算通过由照射方法收集单元55收集的照射方法对患者43照射了治疗用放射线23时在该选择的部位上所照射的治疗用放射线23的累积辐射剂量，并计算与该选择的部位有关的DVH(Dose Volume Histograms；剂量体积柱状图)。作为该选择的部位，例示患者43的患部和危险脏器。

治疗计划数据确定单元57在由辐射剂量计算单元56计算出的辐射剂量适当时，制作并完成治疗计划。该治疗计划根据由照射方法收集单元55确定的照射方法和由照射方法收集单元55计算出的详细的照射手法的组合而形成。

图4表示由三维数据收集单元51所收集的三维数据。该三维数据以立体方式表示被摄体，多个VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)与多个透射率相对应。VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)分别与无缝隙地填充配置有被摄体(患者43)的空间的多个立方体对应。作为该立方体的一边的长度，例示1cm。与VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)的各个VOXEL71-(x，y，z)(x＝0，1，2，...，X、y＝0，1，2，...，Y、z＝0，1，2，...，Z)对应的透射率表示某一时刻(某一呼吸相位)在与其中一个VOXEL71-(x，y，z)对应的位置(x，y，z)上配置的立方体的X线的透射率。

该三维数据表示患者43。患者43具有患部61和危险脏器60。患部61表示患病的部位，表示应照射治疗用放射线23的部位。作为患部61，例示肺的一部分。危险脏器60表示与患部61不同的脏器，表示不应照射治疗用放射线23的部位。作为危险脏器60，例示骨髓。患者43还配置了体表标识62和金标识63。体表标识62会被照在由红外线照相机6拍摄的红外线图像上，粘贴于患者43的体表。金标识63是由金形成的球，其内嵌于患者43的体内以与患者43的呼吸联动而运动。

另外，金标识63也可以形成为与球不同的形状。作为其形状，例示线圈状。金标识63也可以由与金不同的材料形成。作为该材料，例示白金。金标识63也可以置换为与患者43的呼吸联动而运动的其他界标(land mark)。该界标由图像传感器检测，例示该患者的脏器。作为该脏器，例示骨(肋骨)、横膈膜、患部本身。金标识63也可以置换为由与成像系统不同的其他检测器检测出的其他标识。作为该标识，例示产生电磁波的容器(capsule)。

这时，标识位置测定单元35基于使用放射线治疗装置3的成像系统以时序列方式拍摄的患者43的透射图像和由相位检测单元52检测出的时刻，计算金标识63的移动。标识位置测定单元53基于使用红外线照相机6以时序列方式拍摄的患者43的红外线图像和由相位检测单元52检测出的时刻，计算体表标识62的移动。

位置计算单元54基于该三维数据和由标识位置测定单元53计算的体表标识62的移动以及金标识63的移动，计算与患者43的VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)对应的多个部位如何移动。即，位置计算单元54基于该三维数据和标识的移动，制作由相位检测单元52检测出的多个呼吸相位的每个相位的多个三维数据。该多个三维数据分别与由三位数据收集单元51收集的三维数据同样地，由多个VOXEL构成，并计算使得与不同的呼吸相位对应的三维数据的某个VOXEL71-(x，y，z)所对应的位置不同。另外，在计算该多个部位的移动中，不一定要基于体表标识62的移动和金标识63的移动的双方，位置计算单元54也可以基于体表标识62的移动和金标识63的移动的其中一个，计算该多个部位的移动。

并且，VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)中与患部61对应的VOXEL的个数是多个。VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)中与危险脏器60对应的VOXEL的个数是多个。通过这样设计VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)的大小，位置计算单元54能够计算分割了患部61(或者危险脏器60)的多个部位的每个部位的移动，结果，能够计算出患部61(或者危险脏器60)的变形。通过这样设计VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)的大小，进一步，辐射剂量计算单元56能够计算对分割了患部61(或者危险脏器60)的多个部位的每个部位所照射的辐射剂量。

图5表示由辐射剂量计算单元56计算出的DVH。该DVH表示相对于通过用户的操作所选择的部位，照射了某一辐射剂量以上的部位的比例。作为该部位，例示心脏、肺、脊髓、PTV(计划目标体积；Planning Target Volume)。该PTV表示包含内在目标体积和设定误差(SM；Set-up Margin)的区域。该设定误差表示该内在目标体积的周边区域，表示每次的照射中的区域。该内在目标体积表示包含临床性目标体积和内部边界(IM；Internal Margin)的区域。该内部边界表示该临床性目标体积的周边区域，通过呼吸、咽下、心率、蠕动、膀胱的膨胀等体内脏器的移动，表示该临床性目标体积移动的区域。该临床性目标体积表示包含肉眼肿瘤体积和微小部分的区域。该微小部分表示该肉眼肿瘤体积的周边的显微镜形式的发展范围，或者表示包含肿瘤所属的淋巴结的区域。该肉眼肿瘤体积表示通过图像诊断、触诊、视诊而判断为存在肿瘤的区域。根据这样的DVH，用户尤其是医生能够更容易地判别是否被适当地照射了治疗用放射线23。

图6表示本发明的放射线治疗计划方法的实施方式。用户首先利用计算机断层摄影装置5来制作患者43的患部和该患部的周边部位的三维数据(步骤S1)。放射线治疗计划装置2基于由计算机断层摄影装置5生成的三维数据，生成用于表示患者43的患部和该患部的周边的脏器的图像，并将该图像显示到显示器。用户利用放射线治疗计划装置2来阅览该图像，并将该图像中表示照出患部61的区域的轮廓的信息输入到放射线治疗计划装置2，并将该图像中表示照出危险脏器60的区域的轮廓的信息输入到放射线治疗计划装置2。放射线治疗计划装置2基于该信息来计算患部61的位置和危险脏器60的位置。

用户进一步以与通过计算机断层摄影装置5提取三维数据时同样的姿势，将患者43固定在放射线治疗装置3的卧榻41上，并设置肺活量计4以便监视患者43的呼吸。放射线治疗计划装置2从肺活量计4收集换气量，并基于该换气量来检测该呼吸成为各个阶段的多个时刻(步骤S2)。放射线治疗计划装置2一边使用肺活量计4来检测呼吸相位，一边使用红外线照相机6来拍摄患者43的红线外图像。放射线治疗计划装置2一边使用肺活量计4来检测呼吸相位，一边使用诊断用X线源24将诊断用X线35照射到患者43，并使用传感器阵列32来拍摄患者43的患部的透射图像。放射线治疗计划装置2还一边使用肺活量计4来检测呼吸相位，一边使用诊断用X线源25来辐射诊断用X线36，并使用传感器阵列33来拍摄患者43的患部的透射图像。

放射线治疗计划装置2基于该红外线图像来计算体表标识62随着呼吸如何移动。即，放射线治疗计划装置2基于该红外线图像，计算呼吸成为各阶段的多个时刻下的体表标识62的位置。

放射线治疗计划装置2还基于该透射图像来计算金标识63随着呼吸如何移动。即，放射线治疗计划装置2基于该透射图像，计算呼吸成为各阶段的多个时刻下的金标识63的位置(步骤S3)。

放射线治疗计划装置2基于该体表标识62的移动和金标识63的移动，计算与VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)对应的患者43的多个部位的移动，并计算每个呼吸相位的患者43的多个部位的位置(步骤S4)。

用户接着将认为适合放射线治疗的照射方法输入到放射线治疗计划装置2(步骤S5)。该照射方法表示基准照射角度和处方辐射剂量以及照射手法。该基准照射角度表示对患者43的患部照射治疗用放射线23的方向。该处方辐射剂量表示从该各基准照射角度对患部照射的治疗用放射线23的辐射剂量。放射线治疗计划装置2在该照射手法表示位置校正跟踪照射时，计算对于患者43的治疗用放射线23的相对位置随着呼吸相位如何变化。放射线治疗计划装置2在该照射手法表示形状校正跟踪照射时，计算治疗用放射线23的照射范围随着呼吸相位如何变化，即，计算如何控制治疗用放射线照射装置16的MLC。放射线治疗计划装置2在该照射手法表示呼吸同步照射时，计算在呼吸相位的哪个定时停止或开始照射。

放射线治疗计划装置2基于该计算出的多个部位的移动，计算通过该照射方法对患者43照射了治疗用放射线23时多个部位上所照射的治疗用放射线23的辐射剂量。放射线治疗计划装置2进一步基于由用户输入的轮廓来确定患部61的位置，并计算患部61上所照射的治疗用放射线23的辐射剂量，并且计算患部61的DVH。放射线治疗计划装置2还基于由用户输入的轮廓来确定危险脏器60的位置，并计算危险脏器60上所照射的治疗用放射线23的辐射剂量，并且计算危险脏器60的DVH(步骤S6)。

用户基于患部61的DVH和危险脏器60的DVH来判别该照射方法是否合适(步骤S7)。用户在该照射方法不合适时(步骤S7：“否”)，重新将认为适合放射线治疗的照射方法输入到放射线治疗计划装置2(步骤S5)。用户在该照射方法合适时(步骤S7：“是”)，制作治疗计划以包含该照射方法，并确定治疗计划(步骤S8)。

基于这样制作的治疗计划的放射线治疗与公知的放射线治疗同样地，由放射线治疗装置3执行。即，放射线治疗装置3在由用户选择了位置校正跟踪照射时，基于从肺活量计4收集的量或者使用成像系统所计量的量来计算患部的位置，并使用摇头机构15来移动治疗用放射线照射装置16，使得治疗用放射线23透过该患部的位置。放射线治疗装置3在由用户选择了形状校正跟踪照射时，基于从肺活量计4收集的量或者使用成像系统所计量的量来改变治疗用放射线23的照射范围的形状。放射线治疗装置3在由用户选择了呼吸同步照射时，基于从肺活量计4收集的量或者使用成像系统所计量的量来照射/停止治疗用放射线23。

根据这样的放射线治疗计划方法，在制作治疗计划时，相比于不仅通过计算机断层摄影装置5来制作一个三维数据，还基于由4D-CT测定的信息来计算与患者43的多个VOXEL对应的多个部位的移动的情况，在计算与患者43的多个VOXEL对应的多个部位的移动时能够进一步减少对患者43照射的放射线的辐射剂量。根据这样的放射线治疗计划方法，进而，与利用由4D-CT计算出的多个部位的移动来计算辐射剂量时同样地，能够正确地计算出在放射线治疗中对患者43的各部位所照射的治疗用放射线23的辐射剂量。

通过4D-CT检测出的三维数据通常时间分辨率低，难以使该时间分辨率比使用肺活量计4所分割的呼吸相位高精度。根据这样的放射线治疗计划方法，进而，与4D-CT相比能够更加容易提高检测标识的移动的时间分辨率，这时，能够更加正确地计算出在放射线治疗中对患者43的各部位所照射的治疗用放射线23的辐射剂量。

用户在基于由4D-CT测定的信息来计算对患部61或者危险部位60所照射的放射线的辐射剂量时，关于在多个时刻的每个时刻检测出的多个三维数据的每一个，需要将患部61或者危险脏器60的轮廓输入到放射线治疗计划装置。根据本发明的放射线治疗计划方法，用户在计算对患部61或者危险部位60所照射的累积辐射剂量时，相比于不仅关于与一个呼吸相位对应的三维数据将患部61或者危险脏器60的轮廓输入到放射线治疗计划装置，还基于由4D-CT测定的信息来计算该累积的辐射剂量的情况，能够减少用户的时间，能够更加迅速地制作治疗计划。

另外，肺活量计4可以被置换为测定与换气量不同的其他物理量的其他呼吸计。作为该呼吸计，例示照相机。该照相机拍摄患者的胸的表面，并测定该表面的位置。肺活量计4还能够被置换为监视与人体的呼吸不同的其他运动的运动检测装置。作为该运动，例示周期性的运动和非周期性的运动。作为该周期性的运动，例示心率。作为检测该心率的运动检测装置，例示心电图计和脉搏计和血压计。该心电图计是制作患者的心电图的装置，测定患者的心脏的活动量。该脉搏计测定患者的脉搏。作为该非周期性的运动，例示咽下、膀胱的膨胀。

另外，放射线治疗装置3的成像系统可以置换为测定金标识63(或者与呼吸联动运动的界标)的位置的其他装置。作为该装置，例示MRI装置、PET(Positron Emission Tomography；阳电子发射X线断层摄影术)检查装置、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography；单光子发射计算X线断层摄影术)、超声波检查装置。该MRI装置利用核磁共振来检测人体的细胞具有的磁性，并通过计算机将该磁性图像化，生成表示该人体的内部状态的三维数据。该PET检查装置是使用由阳电子衰变的原子核素所标记的化合物作为放射性激光，生成表示该人体的内部状态的三维数据。该SPECT检测从投入到体内的放射性同位素放出的γ线的分布，并基于该分布来生成表示人体的内部状态的三维数据。该超声波检查装置向人体发出超声波，并基于反射的超声波(回声)来生成表示该人体的内部状态的三维数据。

另外，红外线照相机6可以置换为用于测定体表标识62的位置的其他装置。作为该装置，例示CCD照相机、激光计测器。该CCD照相机利用对患者照射的可见光的反射光来拍摄患者的图像，并将该图像输入到放射线治疗计划装置2。该激光计测器对配置了体表标识62的区域扫描红外线激光，并基于该红外线激光在体表标识62和传感器之间往复的时间和发射了该红外线激光的方向来测定体表标识62的位置。

另外，相位检测单元52还能够基于由红外线照相机6拍摄的红外线图像来计算体表标识62的位置，并且基于该位置来检测患者43的呼吸成为各阶段的时刻。并且，相位检测单元52还能够基于由放射线治疗装置3的成像系统拍摄的透射图像来计算金标识63的标识，并基于该位置来检测患者43的呼吸成为各阶段的时刻。这时，放射线治疗系统1不需要具备肺活量计4，比较理想。

另外，本发明的放射线治疗计划方法也能够应用到与放射线治疗装置3不同的其他放射线治疗装置。这样的放射线治疗装置包括能够执行运动体跟踪照射或者呼吸同步照射的公知的放射线治疗装置。作为该公知的放射线治疗装置，例示以机器人臂支承治疗用放射线照射装置16的装置、支承治疗用放射线照射装置16的构件形成为与O型环形状不同的形状的放射线治疗装置。作为该形状，例示C型、Ω型、L型。

图7表示本发明的放射线治疗装置控制装置的实施方式。该放射线治疗装置控制装置80是计算机，包括未图示的CPU、存储装置、输入装置、输出装置以及接口。该CPU执行在放射线治疗装置控制装置80中所安装的计算机程序，从而控制该存储装置和输入装置以及输出装置。该存储装置存储该计算机程序，并且记录用于该CPU的信息，记录由该CPU生成的信息。该输入装置将通过由用户操作而生成的信息输出到该CPU。作为该输入装置，例示键盘、鼠标。该输出装置将由该CPU生成的信息以用户能够识别的方式输出。作为该输出装置，例示显示器。该接口将由连接到放射线治疗装置控制装置80的外部设备生成的信息输出到该CPU，并将由该CPU生成的信息输出到该外部设备。该外部设备包括肺活量计4、计算机断层摄影装置5、红外线照相机6、放射线治疗装置3的回旋驱动装置11、运行驱动装置、摇头机构15、治疗用放射线照射装置16、MLC、成像系统(诊断用X线源24、25、传感器阵列31、32、33)和卧榻驱动装置42。

该计算机程序包括患部位置数据库81、三维数据收集单元82、相位检测单元83、标识运动测定单元84、患部位置表制作单元85、标识位置测定单元86、位置计算单元87和照射控制单元88。

患部位置数据库81将表示标识的位置和患部的位置之间的关系的患部位置表以其他计算机能够检索并且变更的方式存储到存储装置。

三维数据收集单元82与三维数据收集单元51同样地，从计算机断层摄影装置5收集由计算机断层摄影装置5生成的患者43的三维数据，从而将该三维数据记录到记录装置。该三维数据表示患者43的多个部位的X线的透射量的程度。

相位检测单元83与相位检测单元52同样地，从肺活量计4收集患者43呼吸时的换气量。相位检测单元83基于由肺活量计4测定的换气量将患者43的呼吸分割为多个阶段(呼吸相位)，并基于由肺活量计4测定的换气量来检测该呼吸成为各阶段的多个时刻。

标识运动测定单元84与标识位置测定单元53同样地，使用放射线治疗装置3的成像系统将患者的透射图像与拍摄时刻相对应地以时序列方式进行拍摄。标识运动测定单元84基于该透射图像和由相位检测单元83检测出的时刻来计算金标识的移动(运动)。标识运动测定单元84还使用红外线照相机6将患者的红外线图像与拍摄时刻相对应地以时序列方式进行拍摄，并且基于该红外线图像和由相位检测单元52检测出的时刻来计算体表标识的移动。这样的标识的移动表示由相位检测单元83检测出的多个时刻的每个时刻的标识的位置，表示每个呼吸相位的标识的位置。

患部位置表制作单元85基于由标识运动测定单元84计算出的每个呼吸相位的标识的位置和由三维数据收集单元82收集的三维数据，计算患者43的多个部位的移动(运动)。该部位的移动表示每个呼吸相位的该部位的位置。患部位置表制作单元85基于该多个部位的移动和由标识运动测定单元84计算的每个呼吸相位的标识的位置，计算患部的移动，并生成由患部位置数据库81所记录的患部位置表。

标识位置测定单元86使用放射线治疗装置3的成像系统来拍摄患者43的透射图像。标识位置测定单元86基于该透射图像来计算金标识63的位置。标识位置测定单元86还使用红外线照相机6将患者43的红外线图像与拍摄时刻相对应地以时序列方式进行拍摄，并且基于该红外线图像来计算体表标识62的位置。

位置计算单元87参照由患部位置数据库81记录的患部位置表，计算与由标识位置测定单元86所收集的标识的位置对应的患部位置。

照射控制单元88使用摇头机构15来驱动治疗用放射线照射装置16，以使治疗用放射线23透过由位置计算单元87计算出的患部位置，并使用MLC来控制治疗用放射线23的照射范围的形状。照射控制单元88还在驱动治疗用放射线照射装置16之后，使用治疗用放射线照射装置16将治疗用放射线23照射到该患部位置。另外，照射控制单元88也可以进一步使用回旋驱动装置11或者运行驱动装置或者卧榻驱动装置42来变更患者43和治疗用放射线照射装置16之间的位置关系，以使治疗用放射线23透过该患部位置。

图8表示通过患部位置数据库81存储到存储装置中的患部位置表。该患部位置表91将体表标识位置集合92和金标识位置集合93与患部位置集合94相对应。即，体表标识位置集合92中的任一个要素和金标识位置集合93中的任一个要素的组合与患部位置集合94中的一个要素相对应。体表标识位置集合92的要素表示由标识运动测定单元84计算出的每个呼吸相位的体表标识62的位置。金标识位置集合93的要素表示由标识运动测定单元84计算出的每个呼吸相位的金标识63的位置。患部位置集合94的要素表示患部61的位置，表示在体表标识位置集合92的要素所表示的位置上配置体表标识62，并且在金标识位置集合93的要素所表示的位置上配置金标识63时患部61所配置的位置。

即，照射控制单元88参照患部位置表91，从患部位置集合94中计算与由标识位置测定单元86收集的体表标识62的位置和金标识63的位置对应的患部位置，并使用摇头机构15来驱动治疗用放射线照射装置16，以使治疗用放射线23透过该患部位置，并且使用MLC来控制治疗用放射线23的照射范围的形状。

本发明的放射线照射方法的实施方式由放射线治疗装置控制装置80执行，包括制作患部位置表91的动作和放射线治疗的动作。

图9表示制作患部位置表91的动作。用户首先使用计算机断层摄影装置5来生成患部43的患部和该患部的周边部位的三维数据(步骤S11)。放射线治疗装置控制装置80基于由计算机断层摄影装置5生成的三维数据，生成表示患者43的患部和该患部的周边脏器的图像，并将该图像显示到显示器。用户使用放射线治疗装置控制装置80来阅览该图像，并该图像中表示照出患部61的区域的轮廓的信息输入到放射线治疗装置控制装置80。放射线治疗装置控制装置80基于该信息来计算患部61的位置。

用户进一步以与通过计算机断层摄影装置5提取三维数据时同样的姿势，将患者43固定在放射线治疗装置3的卧榻41上，并设置肺活量计4以便监视患者43的呼吸。放射线治疗装置控制装置80从肺活量计4收集换气量，并基于该换气量来检测该呼吸成为各个阶段的多个时刻(步骤S12)。放射线治疗装置控制装置80一边使用肺活量计4来检测呼吸相位，一边使用红外线照相机6来拍摄患者43的红线外图像。放射线治疗装置控制装置80还一边使用肺活量计4来检测呼吸相位，一边使用诊断用X线源24将诊断用X线35照射到患者43，并使用传感器阵列32来拍摄患者43的患部的透射图像。放射线治疗装置控制装置80还一边使用肺活量计4来检测呼吸相位，一边使用诊断用X线源25来辐射诊断用X线36，并使用传感器阵列33来拍摄患者43的患部的透射图像。

放射线治疗装置控制装置80基于该红外线图像来计算体表标识62随着呼吸如何移动。即，放射线治疗装置控制装置80基于该红外线图像，计算呼吸成为各阶段的多个时刻下的体表标识62的位置。

放射线治疗装置控制装置80还基于该透射图像来计算金标识63随着呼吸如何移动。即，放射线治疗装置控制装置80基于该透射图像，计算呼吸成为各阶段的多个时刻下的金标识63的位置(步骤S13)。

放射线治疗装置控制装置80基于该体表标识62的移动和金标识63的移动，计算与VOXEL71-(0，0，0)～71-(X，Y，Z)对应的患者43的多个部位的移动，并计算每个呼吸相位的患者43的多个部位的位置，计算每个呼吸相位的患部61的位置(步骤S14)。

放射线治疗装置控制装置80制作患部位置表91并记录到存储装置，使得在步骤S13中计算出的每个呼吸相位的体表标识62的位置和每个呼吸相位的金标识63的位置与在步骤S14中计算出的每个呼吸相位的患部61的位置相对应(步骤S15)。

图10表示进行放射线治疗的动作。用户首先以与通过计算机断层摄影装置5或者放射线治疗装置3的成像系统提取三维数据时同样的姿势，将患者43固定在放射线治疗装置3的卧榻41上。放射线治疗装置控制装置80使用诊断用X线源24来辐射诊断用X线35，并使用传感器阵列32来拍摄基于诊断用X线35生成的患者43的透射图像。放射线治疗装置控制装置80还使用诊断用X线源25来辐射诊断用X线36，并使用传感器阵列33来拍摄基于诊断用X线36生成的患者43的透射图像。放射线治疗装置控制装置80基于该透射图像来计算金标识63的位置。放射线治疗装置控制装置80还使用红外线照相机6将患者43的红外线图像与拍摄时刻相对应地以时序列方式进行拍摄，并且基于该红外线图像来计算体表标识62的位置(步骤S21)。

放射线治疗装置控制装置80参照患部位置表91，从患部位置集合94中计算与在步骤S21中计算出的体表标识62的位置和金标识63的位置对应的患部位置(步骤S22)。放射线治疗装置控制装置80使用摇头机构15来驱动治疗用放射线照射装置16，以使治疗用放射线23透过该患部位置，并且使用MLC来控制治疗用放射线23的照射范围的形状(步骤S23)。放射线治疗装置控制装置80在治疗用放射线照射装置16根据该跟踪动作而移动之后马上使用治疗用放射线照射装置16将治疗用放射线23照射到该患部(步骤S24)。放射线治疗装置控制装置80通过周期性地重复执行步骤S21～步骤S24的动作，对患者43进行放射线治疗。

根据这样的放射线照射方法，在应用位置校正跟踪照射或者形状校正跟踪照射时，相比于不仅通过计算机断层摄影装置5来制作一个时刻的三维数据，还基于由4D-CT测定的信息来计算患者43的多个部位的移动的情况，在计算患者43的患部61的移动时能够进一步减少对患者43照射的放射线的辐射剂量。

通过4D-CT检测出的三维数据通常时间分辨率低，难以使该时间分辨率比使用肺活量计4所分割的呼吸相位高精度。根据这样的放射线照射方法，进而，与4D-CT相比能够更加容易提高检测标识的移动的时间分辨率，这时，能够更加高精度地对患者43的患部61照射治疗用放射线23。

本发明的放射线照射方法的其他实施方式中，前述的实施方式中的步骤S22的动作被置换为其他动作。在该动作中，每当在步骤S21中计算出体表标识62的位置和金标识63的位置时，基于该体表标识62的位置和金标识63的位置以及放射线治疗装置控制装置80通过计算机断层摄影装置5生成的三维数据，计算患者43的多个部位的位置，并且计算患部61的患部位置。

这样的放射线照射方法能够应用于放射线治疗装置控制装置80的CPU的处理速度足够快到在从输入患者43的透射图像和红外线图像起规定的时间内能够计算出患部61的患部位置的程度的情况。根据这样的放射线照射方法，与前述的实施方式中的放射线照射方法同样的，在计算患者43的患部61的位置时能够进一步减少对患者43照射的放射线的辐射剂量，并且能够对患者43的患部61更加高精度地照射治疗用放射线23。这样的放射线照射方法还不需要制作患部位置表91，比较理想。

本发明的放射线治疗计划装置以及放射线治疗计划方法能够更加正确地计算出在放射线治疗中对被检体的各部位所照射的治疗用放射线的辐射剂量。本发明的放射线治疗计划装置以及放射线治疗计划方法在更加正确地计算出在放射线治疗中对被检体的各部位所照射的治疗用放射线的辐射剂量时，即，在计算照射治疗用放射线时的被检体的移动时，还能够减少对该被检体照射的放射线的辐射剂量。

Claims (16)

1.一种放射线治疗计划装置，其包括：

三维数据收集单元，收集用于表示静止状态或者一时刻的状态中的配置了被检体的多个部位的多个位置的三维数据；

标识位置测定单元，按照时间序列测定与所述被检体的周期性的运动联动变化的所述多个部位中的特定部位的特定位置；

位置计算单元，基于由所述三维数据收集单元收集的所述三维数据和由所述标识位置测定单元测定的时间序列的特定位置，计算所述时间序列的所述多个部位的位置；以及

辐射剂量计算单元，基于作为治疗用放射线的辐射方向的预定基准照射角度、每个所述预定基准照射角度所辐射的治疗用放射线的预定辐射剂量以及由所述位置计算单元计算的时间序列的多个部位的位置，计算所述多个部位的每个部位上所照射的放射线的辐射剂量。

2.如权利要求1所述的放射线治疗计划装置，包括：

照射方法输入装置，输入照射治疗用放射线的照射方法，该治疗用放射线被控制以便基于所述被检体的周期性的运动而变化；

还包括：

照射方法收集单元，收集输入到所述照射方法输入装置的照射方法，

所述辐射剂量计算单元计算通过输入到所述照射方法输入装置而由所述照射方法收集单元收集的所述照射方法控制时的治疗用放射线的辐射剂量。

3.如权利要求1或2的任一项所述的放射线治疗计划装置，还包括：

相位检测单元，检测与被检体的周期性的运动的多个相位对应的多个时刻，

由所述标识位置测定单元测定的所述特定部位的位置，表示由所述相位检测单元检测出的多个时刻下的位置。

4.如权利要求1或2的任一项所述的放射线治疗计划装置，包括：

选择部位输入装置，输入从所述多个部位中选择某一个的信息，

所述辐射剂量计算单元还计算在基于输入到所述选择部位输入单元的信息而选择的所述多个部位中的选择部位上照射的放射线的辐射剂量。

5.如权利要求1或2的任一项所述的放射线治疗计划装置，

所述三维数据表示与所述被检体中的预定照射放射线的患部部位、预定回避放射线照射的危险部位以及能够通过所述标识位置测定单元测定的部位有关的位置。

6.如权利要求1或2的任一项所述的放射线治疗计划装置，

由所述标识位置测定单元测定的所述特定部位是能够通过所述标识位置测定单元测定的、所述被检体自身的构成要素、设置在所述被检体的体表上的标识或者设置在所述被检体的体内的标识。

7.如权利要求1或2的任一项所述的放射线治疗计划装置，

所述位置计算单元中的计算方法基于线性放大缩小，该线性放大缩小是推测为随着从被检体上配置的固定部位到所述特定部位为止的距离放大缩小的变化，从所述固定部位到多个部位为止的距离放大缩小。

8.如权利要求1或2的任一项所述的放射线治疗计划装置，

所述位置计算单元中的计算方法基于仿真方法，该仿真方法是指应用预先设定了被检体上配置的固定部位和所述特定部位的位置的人体模型的仿真而推测多个部位的位置。

9.一种放射线治疗装置控制装置，其包括：

三维数据收集单元，收集表示配置了被检体的多个部位的多个位置的三维数据；

标识位置测定单元，测定所述多个部位中的特定部位的特定位置；

位置计算单元，基于所述三维数据和所述特定位置而计算所述多个部位中的照射部位的照射位置；以及

照射控制单元，使用驱动装置来移动治疗用放射线照射装置，使得治疗用放射线照射到所述照射位置，

所述位置计算单元通过所述线性方法放大缩小来计算所述照射位置，该线性放大缩小是推测为随着从所述多个部位中的实质上固定的固定部位到所述特定部位为止的距离放大缩小的变化，从所述固定部位到所述多个部位的每个部位为止的距离放大缩小。

10.如权利要求9所述的放射线治疗装置控制装置，还包括：

标识运动测定单元，测定所述特定部位的运动，从而生成表示所述运动的运动信息；以及

患部位置表制作单元，基于所述三维数据和所述运动信息，制作将特定位置运动集合对应至位置集合的患部位置表，

所述位置计算单元参照所述患部位置表，从所述位置集合中计算与所述特定位置对应的所述照射位置。

11.如权利要求9或10的任一项所述的放射线治疗装置控制装置，还包括：

相位检测单元，检测与所述被检体的周期性的运动的多个相位对应的多个时刻，

所述位置集合表示所述多个时刻下的所述特定部位的位置。

12.一种放射线治疗计划装置，其包括：

三维数据收集单元，收集用于表示静止状态或者一时刻的状态中的配置了被检体的多个部位的多个位置的三维数据；

标识位置测定单元，按照时间序列测定与所述被检体的周期性的运动联动变化的所述多个部位中的特定部位的特定位置；

位置计算单元，基于由所述三维数据收集单元收集的所述静止状态或者一时刻的状态中的三维数据内的多个部位的位置、和由所述标识位置测定单元测定的时间序列的特定位置，按照时间序列展开所述三维数据内的多个部位的位置，从而计算所述多个部位的移动；以及

辐射剂量计算单元，基于作为治疗用放射线的辐射方向的预定基准照射角度、每个所述预定基准照射角度所辐射的治疗用放射线的预定辐射剂量以及由所述位置计算单元计算的所述多个部位的移动，计算所述多个部位的每个部位上所照射的放射线的辐射剂量。

13.如权利要求12所述的放射线治疗计划装置，

所述多个部位的移动，表示每个呼吸相位的所述多个部位的位置。

14.一种放射线治疗计划装置，其包括：

三维数据收集单元，收集用于表示静止状态或者一时刻的状态中的配置了被检体的多个部位的多个位置的三维数据；

标识位置测定单元，测定在与所述被检体的周期性的运动联动变化的所述多个部位中的所述被检体的体表上所设置的第1标识的移动、和在所述多个部位中的所述被检体的体内所设置的第2标识的移动；

位置计算单元，基于由所述三维数据收集单元收集的所述静止状态或者一时刻的状态中的三维数据内的多个部位的位置、和由所述标识位置测定单元测定的所述第1标识的移动和所述第2标识的移动和时间序列的特定位置，按照时间序列展开所述三维数据内的多个部位的位置，从而计算所述多个部位的移动；以及

辐射剂量计算单元，基于作为治疗用放射线的辐射方向的预定基准照射角度、每个所述预定基准照射角度所辐射的治疗用放射线的预定辐射剂量以及由所述位置计算单元计算的所述多个部位的移动，计算所述多个部位的每个部位上所照射的放射线的辐射剂量。

15.一种放射线治疗计划装置，其包括：

三维数据收集单元，收集用于表示静止状态或者一时刻的状态中的配置了被检体的多个部位的多个位置的三维数据；

标识位置测定单元，按照时间序列测定与所述被检体的周期性的运动联动变化的所述多个部位中的特定部位的特定位置；

位置计算单元，基于由所述三维数据收集单元收集的所述三维数据和由所述标识位置测定单元测定的时间序列的特定位置，计算所述时间序列的所述多个部位的位置；以及

辐射剂量计算单元，基于作为治疗用放射线的辐射方向的预定基准照射角度、每个所述预定基准照射角度所辐射的治疗用放射线的预定辐射剂量以及由所述位置计算单元计算的时间序列的多个部位的位置，计算所述多个部位的每个部位上所照射的放射线的辐射剂量，

所述位置计算单元中的计算方法基于线性放大缩小，该线性放大缩小是推测为随着从所述被检体中与卧榻相接触的固定部位到所述特定部位为止的距离放大缩小的变化，从所述固定部位到多个部位为止的距离放大缩小。

16.一种放射线治疗计划装置，其包括：

三维数据收集单元，收集用于表示静止状态或者一时刻的状态中的配置了被检体的多个部位的多个位置的三维数据；

标识位置测定单元，按照时间序列测定与所述被检体的周期性的运动联动变化的所述多个部位中的特定部位的特定位置；

位置计算单元，基于由所述三维数据收集单元收集的所述三维数据和由所述标识位置测定单元测定的时间序列的特定位置，计算所述时间序列的所述多个部位的位置；以及

辐射剂量计算单元，基于作为治疗用放射线的辐射方向的预定基准照射角度、每个所述预定基准照射角度所辐射的治疗用放射线的预定辐射剂量以及由所述位置计算单元计算的时间序列的多个部位的位置，计算所述多个部位的每个部位上所照射的放射线的辐射剂量，

所述位置计算单元中的计算方法基于线性放大缩小，该线性放大缩小是推测为随着从所述被检体的骨盆或者背骨到所述特定部位为止的距离放大缩小的变化，从所述骨盆或者背骨到多个部位为止的距离放大缩小。

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