CN102470257B - 放射线治疗系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的放射线治疗系统具有：治疗图像数据生成部和轮廓设定部，它们利用通过摄像单元对患者进行摄像而得到的第一图像数据和在摄像前对患者进行摄像而得到的第二图像数据分别设定对应的所需区域的轮廓；DVH运算部，分别生成第一图像数据的OAR的DV直方图和第二图像数据的OAR的DV直方图；射线剂量差异运算部，算出第一图像数据的OAR的DV直方图和第二图像数据的OAR的DV直方图的差异；以及告知控制部，在判断为差异大于阈值的情况下，对外部进行告知。

Description

放射线治疗系统及其控制方法
技术领域
本发明的实施方式涉及能够实施放射线治疗的放射线治疗系统及其控制方法。
背景技术
在放射线治疗中，根据治疗计划时的摄像生成图像数据，基于该图像数据生成治疗计划数据。并且，根据治疗前的摄像生成图像数据。进而，将治疗前的图像数据和治疗计划用的图像数据进行位置对准，算出治疗前的图像数据相对于治疗计划用的图像数据的偏移，按照该偏移的量使治疗前摄像时的患者位置偏移而进行重新定位。在进行了重新定位之后，对患者的治疗部位照射放射线，实施放射线治疗。
作为与本实施方式相关的现有技术，可以列举日本特开2010-69086号公报。
然而，根据现有技术，以还包含与治疗无关的部位的两图像数据整体的浓淡(CT值、图像浓度或亮度值等)为基数进行位置对准，因此，难以考虑两图像数据内的脏器的移动等，有时无法高精度地对治疗部位等的关心区域进行位置对准。特别是在对肺和肝脏等其他的胸部、腹部脏器的照射中，存在患部的呼吸性的动作，因此，有可能对治疗部位以外的正常部位进行放射线照射。
附图说明
图1是示出第一实施方式的放射线治疗系统的一部分的外观图。
图2是示出第一实施方式的放射线治疗系统的整体的结构图。
图3是示出第一实施方式的放射线治疗系统的功能的框图。
图4是示意地示出基于治疗计划体数据的显示图像的一例的图。
图5是示意地示出基于治疗前体数据的显示图像的一例的图。
图6是示意地示出基于治疗计划体数据的OAR的轮廓的显示图像的一例的图。
图7是示出作为所需区域的PTV的一般的DV直方图的图。
图8是示出图6所示的作为所需区域的OAR的轮廓的DV直方图的一例的图。
图9是示意地示出基于治疗前体数据的OAR的轮廓的显示图像的一例的图。
图10是示出图9所示的作为所需区域的OAR的轮廓的DV直方图的一例的图。
图11是示出图8所示的DV直方图、图10所示的DV直方图以及每个容积的差异的图。
图12示出作为所需区域的PTV的一般的DV直方图的图。
图13是示出第一实施方式的放射线治疗系统的第一动作的流程图。
图14是示出第一实施方式的放射线治疗系统的第一动作的流程图。
图15是示出第一实施方式的放射线治疗系统的第二动作的流程图。
图16是示出第一实施方式的放射线治疗系统的第二动作的流程图。
图17是示出第二实施方式的放射线治疗系统的功能的框图。
图18是示意地示出基于治疗计划体数据的显示图像的一例的图。
图19是示意地示出基于治疗前体数据的显示图像的一例的图。
图20是示意地示出基于位置对准后的治疗前体数据的显示图像的一例的图。
图21是示意地示出比较点的偏移的显示的第一例的图。
图22是示意地示出比较点的偏移的显示的第二例的图。
图23是示出本实施方式的放射线治疗系统的动作的流程图。
图24是示出本实施方式的放射线治疗系统的动作的流程图。
具体实施方式
参照附图说明本实施方式的放射线治疗系统及其控制方法。
为了解决上述课题，第一实施方式的放射线治疗系统具有：承载被检体的承载单元；对上述被检体进行摄像的摄像单元；区域设定单元，其利用通过上述摄像单元对上述被检体进行摄像而得到的第一图像数据和在上述摄像前对上述被检体进行摄像而得到的第二图像数据分别设定对应的所需区域；直方图生成单元，该直方图生成单元分别生成上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图；差异运算单元，该差异运算单元算出上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图的差异；以及告知单元，在判断为上述差异大于阈值的情况下，该告知单元对外部进行告知。
为了解决上述课题，第一实施方式的放射线治疗系统的控制方法利用对被检体进行摄像而得到的第一图像数据和在上述摄像前对上述被检体进行摄像而得到的第二图像数据分别设定对应的所需区域，分别生成上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图，算出上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图的差异，在判断为上述差异大于阈值的情况下，对外部进行告知。
为了解决上述课题，第二实施方式的放射线治疗系统具有：承载被检体的承载单元；对上述被检体进行摄像的摄像单元；存储按照放射线治疗计划对上述被检体进行摄像而得到的第一图像数据的图像存储单元；区域存储单元，其存储上述第一图像数据中所包含的所需区域的位置信息；图像位置对准单元，其使用上述所需区域的位置信息，对上述第一图像数据与在放射线治疗前通过上述摄像单元对上述被检体进行摄像而得到的第二图像数据进行位置对准。
为了解决上述课题，第二实施方式的放射线治疗系统的控制方法设定按照放射线治疗计划对被检体进行摄像而得到的第一图像数据所包含的所需区域的位置信息，使用上述位置信息，对上述第一图像数据与在放射线治疗前通过摄像单元对上述被检体进行摄像而得到的第二图像数据进行位置对准。
(第一实施方式)
图1是示出第一实施方式的放射线治疗系统的一部分的外观图。图2是示出第一实施方式的放射线治疗系统的整体的结构图。
图1和图2示出第一实施方式的放射线治疗系统1。放射线治疗系统1由控制台10、摄像装置20、卧台装置30、治疗计划装置40以及放射线治疗装置(线性加速器：根据治疗计划数据照射放射线来进行治疗的放射线治疗装置)50构成。
如图1所示，摄像装置20、卧台装置30以及放射线治疗装置50通常设于检查室。而控制台10通常设置于与检查室相邻的控制室。治疗计划装置40设置于检查室和控制室的外侧。另外，治疗计划装置40既可以设置于控制室，也可以是与控制台10一体的装置。并且，作为摄像装置20的代表例，可以列举X射线CT装置、MRI(magneticresonanceimaging：磁共振成像)装置、X射线装置等。以下，作为摄像装置20，对使用X射线CT装置20a的情况进行说明。
如图2所示，放射线治疗系统1的控制台10以计算机为基体而构成，能够与未图示的医院基干的LAN(localareanetwork：局域网)等网络相互通信。控制台10大体上由CPU(centralprocessingunit：中央处理器)11、主存储器12、图像存储器13、HDD(harddiscdrive：硬盘驱动器)14、输入装置15以及显示装置16等基本的硬件构成。CPU11经由作为共用信号传输路径的总线而与构成控制台10的各硬件构成要素相互连接。另外，控制台10也可以具备记录介质驱动器。
CPU11是具有如下结构的控制装置：由半导体构成的电子电路被封入到具有多个端子的封装中的集成电路(LSI)的结构。当医师等操作者对输入装置15进行操作等而输入指令时，CPU11执行在主存储器12中存储的程序。或者，CPU11将在HDD14中存储的程序、从网络转送而安装到HDD14中的程序、或从装配于记录介质驱动器(未图示)的记录介质读取而安装到HDD14中的程序加载到主存储器12中来执行。
主存储器12是具有如下结构的存储装置：兼具ROM(readonlymemory：只读存储器)和RAM(randomaccessmemory：随机存取存储器)等要素。主存储器12存储IPL(initialprogramloading：初始程序加载)、BIOS(basicinput/outputsystem：基本输入输出系统)以及数据，用于CPU11的工作存储器及数据的暂时存储。
图像存储器13是存储作为二维图像数据的切片数据、作为三维图像数据的治疗计划体数据及治疗前体数据等的存储装置。
HDD14是具有以不可装卸的方式内置有涂布或镀敷磁性体而得到的金属的盘的结构的存储装置。HDD14是存储安装到控制台10的程序(除应用程序外还包括OS(operatingsystem：操作系统)等)、数据等的存储装置。并且，对OS可以提供GUI(graphicaluserinterface：图形用户界面)，在该GUI中，对手术操作者等操作者的显示装置16的信息的显示多使用图形，能够利用输入装置15进行基础的操作。
输入装置15是操作者能够操作的指示设备，遵循操作的输入信号被输送至CPU11。
显示装置16包括未图示的图像合成电路、VRAM(videorandomaccessmemory：视频随机存取存储器)以及显示器等。图像合成电路生成将各种参数的文字数据等合成到图像数据上的合成数据。VRAM将合成数据作为显示于显示器的显示图像数据而展开。显示器由液晶显示器或CRT(cathoderaytube：阴极射线管)等构成，将显示图像数据作为显示图像依次显示。
控制台10控制X射线CT装置20a、卧台装置30以及放射线治疗装置50的动作。并且，控制台10对从X射线CT装置20a的DAS24输入的原始数据进行对数变换处理或灵敏度校正等校正处理(前处理)而生成投影数据，基于投影数据生成作为二维图像数据的切片数据或作为三维图像数据的体数据。
为了显示患者(被检体)O的包括癌、肿瘤等治疗部位的区域的图像数据，放射线治疗系统1的X射线CT装置20a对包括治疗部位的区域进行摄像。X射线CT装置20a中设有作为放射线源的X射线管21、光圈22、X射线检测器23、DAS(dataacquisitionsystem：数据采集系统)24、旋转部25、高电压供给装置26、光圈驱动装置27、旋转驱动装置28以及摄像控制器29
X射线管21根据从高电压供给装置26供给的管电压使电子射线与金属制的对阴极碰撞，由此产生制动X射线，使X射线朝向X射线检测器23照射。通过从X射线管21照射的X射线，形成扇形波束X射线或锥形波束X射线。
光圈22通过光圈驱动装置27调整从X射线管21照射的X射线的照射范围。即，通过利用光圈驱动装置27调整光圈22的开口，从而能够变更X射线照射范围。
X射线检测器23是矩阵状、即在通道方向具有多个通道、在切片方向具有多列X射线检测元件的二维阵列型的X射线检测器23(也称为多切片型检测器)。X射线检测器23的X射线检测元件对从X射线管21照射的X射线进行检测。
DAS24对X射线检测器23的各X射线检测元件检测到的透射数据的信号进行放大而将其转换为数字信号。DAS24的输出数据经由摄像控制器29供给至控制台10。
旋转部25将X射线管21、光圈22、X射线检测器23以及DAS24作为一体而保持。旋转部25能够在使X射线管21和X射线检测器23对置的状态下使X射线管21、光圈22、X射线检测器23以及DAS24作为一体地绕患者O旋转。另外，将与旋转部25的旋转中心轴线平行的方向定义为z轴方向，将与该z轴方向正交的平面定义为x轴方向、y轴方向。
高电压供给装置26通过摄像控制器29的控制，将X射线的照射所需的电力供给至X射线管21。
光圈驱动装置27具有通过摄像控制器29的控制来调整光圈22的X射线的切片方向的照射范围的机构。
旋转驱动装置28具有通过摄像控制器29的控制以使旋转部25在维持其位置关系的状态下绕空洞部旋转的方式使旋转部25旋转的机构。
摄像控制器29由CPU和存储器构成。摄像控制器29进行X射线管21、X射线检测器23、DAS24、高电压供给装置26、光圈驱动装置27以及旋转驱动装置28等的控制，由此伴随卧台装置30的动作执行扫描。
放射线治疗系统1的卧台装置30具备顶板31、顶板驱动装置32以及卧台控制器39。
顶板31能够承载患者O。顶板驱动装置32具有通过卧台控制器39的控制使顶板31沿y轴方向升降移动的机构、使顶板31沿z轴方向进退移动的机构、以及使顶板31以y轴方向为轴进行旋转的机构。
卧台控制器39由CPU和存储器构成。卧台控制器39通过进行顶板驱动装置32等的控制，从而伴随X射线CT装置20a的动作执行扫描。并且，卧台控制器39通过进行顶板驱动装置32等的控制，从而伴随放射线治疗装置50的动作执行放射线治疗。
放射线治疗系统1的治疗计划装置40根据使用X射线CT装置20a摄像而通过控制台10生成的切片数据和体数据，生成用于通过放射线治疗装置50进行放射线治疗的治疗计划数据。在基于由治疗计划装置40生成的治疗计划数据的控制台10的控制下，通过放射线治疗装置50对患者O的诊疗部位照射放射线。治疗计划装置40以计算机为基体构成，能够与未图示的医院基干的LAN等网络相互通信。治疗计划装置40大体上由CPU41、主存储器42、治疗计划存储器43、HDD44、输入装置45以及显示装置46等基本的硬件构成。CPU41经由作为共用信号传输路径的总线而与构成治疗计划装置40的各硬件构成要素相互连接。另外，治疗计划装置40也可以具备记录介质驱动器。
CPU41的结构与控制台10的CPU11的结构相同。当操作者对输入装置45进行操作等而输入指令时，CPU41执行在主存储器42中存储的程序。或者，CPU41将在HDD44中存储的程序、从网络转送而安装到HDD44中的程序、或从装配于记录介质驱动器(未图示)的记录介质读取而安装到HDD44中的程序加载到主存储器42中来执行。
主存储器42的结构与控制台10的主存储器12的结构相同。主存储器42存储IPL、BIOS以及数据，用于CPU41的工作存储器及数据的暂时存储。
治疗计划存储器43是存储治疗计划数据的存储装置。
HDD44的结构与控制台10的HDD14的结构相同。
输入装置45的结构与控制台10的输入装置15的结构相同。
显示装置46的结构与控制台10的显示装置16的结构相同。
治疗计划装置40根据由X射线CT装置20a生成的图像数据，求出患者O的治疗部位的位置及治疗部位的形状，确定应照射于治疗部位的放射线(X射线、电子射线、中子射线、质子射线或重粒子射线等)及其能量、射野。
放射线治疗系统1的放射线治疗装置50一般能够产生MV级的放射线。放射线治疗装置50在放射线的发生口部分设置光圈(准直器)，通过光圈实现基于治疗计划的照射形状和射线剂量分布。近年来，作为光圈大多使用能够通过多个可动叶片形成与复杂的肿瘤的形状对应的射线剂量分布的多叶准直器(MLC)。放射线治疗装置50通过由光圈形成的射野调整放射线的照射量，使患者O的治疗部位消失或缩小。另外，X射线CT装置20a、卧台装置30以及放射线治疗装置50的组合称为“线性加速器CT”
放射线治疗装置50具备作为放射线源的放射线源51、光圈52、臂部55、高电压供给装置56、光圈驱动装置57、旋转驱动装置58以及治疗控制器59。
放射线源51根据从高电压供给装置56供给的管电压产生放射线。
光圈52通过光圈驱动装置57调整从放射线源51照射的放射线的照射范围。即，通过光圈驱动装置57调整光圈52的开口，由此能够变更放射线的照射范围。
臂部55将放射线源51和光圈52作为一体保持。臂部55构成为能够使放射线源51和光圈52作为一体地绕患者O旋转。
高电压供给装置56通过治疗控制器59的控制，将放射线的照射所需的电力供给至放射线源51。
光圈驱动装置57具有通过治疗控制器59的控制调整光圈52的放射线的照射范围的机构。
旋转驱动装置58具有通过治疗控制器59的控制使臂部55以臂部55和支承部的连接部为中心旋转的机构。
治疗控制器59由CPU和存储器构成。治疗控制器59根据由治疗计划装置40生成的治疗计划数据进行放射线源51、高电压供给装置56以及光圈驱动装置57等的控制，由此伴随卧台装置30的动作执行用于治疗的放射线的照射。
图3是示出第一实施方式的放射线治疗系统1的功能的框图。
控制台10的CPU11和治疗计划装置40的CPU41执行程序，从而如图3所示，放射线治疗系统1作为摄像执行部61、图像数据生成部62、治疗计划数据生成部63、接口部64、轮廓设定部65、接口部66、DVH(dosevolumehistogram：射线剂量容积直方图)运算部67、射线剂量差异运算部68、阈值判断部69、告知控制部70以及治疗执行部71发挥功能。另外，放射线治疗系统1的构成要素61至71的全部或一部分可以作为硬件设于放射线治疗系统1中。
控制台10的摄像执行部61具有这样的功能：控制X射线CT装置20a的摄像控制器29和卧台装置30的卧台控制器39的动作，在用于治疗计划时执行包含患者O的治疗部位的区域的摄像。并且，摄像执行部61具有这样的功能：控制X射线CT装置20a的摄像控制器29和卧台装置30的卧台控制器39的动作，在治疗计划后、例如在治疗前，执行包含患者O的治疗部位的区域的摄像。
控制台10的图像数据生成部62具有这样的功能：通过摄像执行部61对X射线CT装置20a取得的透射数据实施图像重建处理等处理，生成作为二维图像数据的切片数据。并且，图像数据生成部62具有这样的功能：基于与多个切片相当的切片数据，生成作为三维图像数据的体数据。具体而言，图像数据生成部62通过治疗计划用的摄像生成切片数据，并生成治疗计划装置40作出的治疗计划用的体数据(治疗计划体数据)VP。另一方面，图像数据生成部62通过放射线治疗装置50的治疗前的摄像来生成切片数据，并生成治疗前的体数据(治疗前体数据)VQ。通过图像数据生成部62生成的体数据VP、VQ分别存储到图像存储器13等存储装置。
图4是示意性地示出基于治疗计划体数据VP的显示图像的一例的图。图5是示意性地示出基于治疗前体数据VQ的显示图像的一例的图。
图4示出基于治疗计划体数据VP的显示图像。图5示出基于治疗前体数据VQ的显示图像。比较图4所示的显示图像和图5所示的显示图像，可知在体数据VP、VQ之间相当于患者O内的构造物的构造物像产生有偏移。
图3所示的治疗计划装置40的治疗计划数据生成部63具有这样的功能：根据图像存储器13中存储的治疗计划体数据VP考虑患者O的身体轮廓和患部区域等，来设定照射方向、门数及放射线强度等照射条件以设定治疗计划，由此，生成治疗计划数据。治疗计划数据生成部63在生成治疗计划数据时，根据治疗计划体数据VP，设定所需区域、例如不照射放射线的OAR(organatrisk：危及器官)的轮廓SP。例如，治疗计划数据生成部63经由接口部64设定OAR的轮廓SP。由治疗计划数据生成部63设定的OAR的轮廓SP是三维的位置信息。治疗计划数据生成部63在设定OAR的轮廓SP的情况下，可以仅设定一个OAR的轮廓SP1，也可以设定多个OAR的轮廓SP1、SP2、...。并且，治疗计划数据生成部63在生成治疗计划数据时，有时也设定比较点(等中心(isocentre))。图6中示意地示出基于治疗计划体数据VP的OAR的轮廓SP的显示图像的一例。
并且，治疗计划数据生成部63在生成治疗计划数据时，根据设定的OAR的轮廓SP，算出OAR的DV直方图HP。由治疗计划数据生成部63算出的DV直方图是将所需区域的射线剂量与容积的关系图形化的图，用于多个治疗计划数据的比较评价等。图7示出作为所需区域的OAR(直肠和胆囊)的一般的DV直方图。并且，图8示出图6所示的作为所需区域的OAR的轮廓SP的DV直方图HP的一例。
另外，治疗计划数据生成部63作为基于由构成放射线治疗系统1的X射线CT装置20a生成的治疗计划体数据VP来生成治疗计划数据的部分而进行了说明，但不限于此情况。治疗计划数据生成部63有时也基于由放射线治疗系统1的外部的摄像装置生成的治疗计划体数据来生成治疗计划数据。由治疗计划数据生成部63生成的治疗计划数据存储到治疗计划存储器43等存储装置。
治疗计划装置40的接口部64是GUI等接口，能够将基于治疗计划体数据VP的显示图像显示于显示装置46，并经由操作者操作的输入装置45在显示图像上选择OAR的轮廓SP。
控制台10的轮廓设定部65具有这样的功能：基于存储在图像存储器13中的治疗前体数据VQ，设定与治疗计划存储器43中存储的OAR的轮廓SP对应的OAR的轮廓SQ。例如，轮廓设定部65经由接口部66设定OAR的轮廓SQ。或者，轮廓设定部65对体数据VP、VQ进行位置对准，来设定与治疗计划存储器43中存储的OAR的轮廓SP对应的OAR的轮廓SQ。位置对准方法可以是以体数据VP、VQ内的CT值(图像浓度或亮度值等)的差异变小的方式对体数据VP、VQ整体进行位置对准的方法，也可以是利用要与体数据VP、VQ的变形、移动对应的所谓“非刚体”对体数据VP、VQ整体进行位置对准的方法。
轮廓设定部65在设定OAR的轮廓SQ的情况下，在仅设定了一个OAR的轮廓SP(SP1)时，仅设定一个OAR的轮廓SQ(SQ1)，在设定了多个OAR的轮廓SP(SP1、SP2、...)时，设定多个OAR的轮廓SQ(SQ1、SQ2、...)。图9示意地示出基于治疗前体数据VQ的OAR的轮廓SQ的显示图像的一例。
控制台10的接口部66是GUI等接口，能够将基于图像存储器13中存储的治疗前体数据VQ的显示图像显示于显示装置16，并经由操作者操作的输入装置15在显示图像上选择轮廓SQ。
控制台10的DVH运算部67具有这样的功能：基于由轮廓设定部65设定的OAR的轮廓SQ算出OAR的DV直方图HQ。由DVH运算部67算出的OAR的DV直方图HQ经由接口部66显示于显示装置16。图10示出图9所示的OAR的轮廓SQ的DV直方图HQ的一例。
控制台10的射线剂量差异运算部68具有这样的功能：基于治疗计划存储器43中存储的DV直方图HP和由DVH运算部67算出的DV直方图HQ，算出同一容积下的射线剂量的差异D。即，射线剂量差异运算部68针对每个DV直方图HP、HQ的容积算出差异D。图11示出图8所示的DV直方图HP、图10所示的DV直方图HQ及每个容积的差异D。
控制台10的阈值判断部69具有这样的功能：判断由射线剂量差异运算部68算出的每个容积的差异D是否为阈值以下。例如，阈值判断部69判断每个容积的差异D中的最大差异Dmax(图11所示)是否为阈值以下。当最大差异Dmax大于阈值时，治疗计划体数据VP生成时(摄像时)的患者O的位置和治疗前体数据VQ生成时(摄像时)的患者O的位置存在大幅差异，因此，若继续利用放射线治疗装置50照射放射线，实际上是将放射线照射至与治疗计划不同的位置。
告知控制部70具有这样的功能：当由阈值判断部69判断为最大差异Dmax大于阈值时向操作者告知异常。例如，阈值判断部69经由显示装置16向操作者告知异常。
控制台10的治疗执行部71具有这样的功能：当由告知控制部70判断为差异D为阈值以下的情况下，控制放射线治疗装置50的治疗控制器59和卧台装置30的卧台控制器39的动作，执行患者O的治疗部位的治疗。
另外，由治疗计划数据生成部63和轮廓设定部65设定的所需区域的轮廓SP不限于OAR的轮廓SP的情况。由治疗计划数据生成部63和轮廓设定部65设定的所需区域的轮廓SP也可以是作为治疗部位的PTV(planningtargetvolume：计划靶体积)的轮廓SP。图12示出作为所需区域的PTV的一般的DV直方图。
接着，使用图13和图14所示的流程图说明第一实施方式的放射线治疗系统1的第一动作。
当患者O位于放射线治疗系统1的卧台装置30的顶板33上时，放射线治疗系统1控制卧台装置30的卧台控制器39的动作，而将顶板33插入X射线CT装置20a的开口部。接着，如图13所示，放射线治疗系统1控制X射线CT装置20a的摄像控制器29的动作，在治疗计划用时执行包含患者O的治疗部位的区域的摄像(步骤ST1)。接着，放射线治疗系统1对X射线CT装置20a在步骤ST1中取得的透射数据实施图像重建处理等处理，从而生成作为二维图像数据的切片数据，并基于与多个切片相当的切片数据生成作为三维图像数据的治疗计划体数据VP(步骤ST2)。在步骤ST2中生成的治疗计划体数据VP存储到图像存储器13等存储装置中(步骤ST3)。
放射线治疗系统1根据在步骤ST3中存储于图像存储器13的治疗计划体数据VP，考虑患者O的身体轮廓和患部区域等来设定照射方向、门数及放射线强度等照射条件而设定治疗计划，由此，生成治疗计划数据(步骤ST4)。放射线治疗系统1在步骤ST4中，根据治疗计划体数据VP，设定作为所需区域的OAR的轮廓SP(步骤ST4a)。并且，放射线治疗系统1在步骤ST4中算出由步骤ST4a设定的OAR的轮廓SP的DV直方图HP(步骤ST4b)。在步骤ST4中生成的治疗计划数据存储于治疗计划存储器43等存储装置(步骤ST5)。
当在步骤ST1中结束了患者O的包括治疗部位的区域的摄像时，放射线治疗系统1控制卧台装置30的卧台控制器39的动作，使顶板33从X射线CT装置20a的开口部退出。接着，患者O从放射线治疗系统1的卧台装置30的顶板33上下来。
在利用放射线治疗装置50实施治疗之前，患者O位于放射线治疗系统1的卧台装置30的顶板33上时，放射线治疗系统1控制卧台装置30的卧台控制器39的动作，从而将顶板33插入X射线CT装置20a的开口部。接着，如图14所示，放射线治疗系统1控制X射线CT装置20a的摄像控制器29的动作，在治疗前，执行患者O的包括治疗部位的区域的摄像(步骤ST11)。接着，放射线治疗系统1对X射线CT装置20a在步骤ST1中取得的透射数据实施图像重建处理等处理，从而生成作为二维图像数据的切片数据，并基于与多个切片相当的切片数据生成作为三维图像数据的治疗前体数据VQ(步骤ST12)。在步骤ST12中生成的治疗前体数据VQ存储到图像存储器13等存储装置中(步骤ST13)。
放射线治疗系统1根据在步骤ST13中存储于图像存储器13的治疗前体数据VQ，设定与治疗计划存储器43中存储的OAR的轮廓SP对应的OAR的轮廓SQ(步骤ST14)。并且，放射线治疗系统1根据在步骤ST4中设定的治疗计划和在步骤ST14中设定的OAR的轮廓SQ，算出OAR的轮廓SQ的DV直方图HQ(步骤ST15)。
接着，放射线治疗系统1根据在图13的步骤ST4b中设定的OAR的轮廓SP的DV直方图HP和在步骤ST15中设定的OAR的轮廓SQ的DV直方图HQ，算出同一容积下的射线剂量的差异D(步骤ST16)。
接着，放射线治疗系统1判断在步骤ST16中算出的每个容积的差异D中的最大差异Dmax是否为阈值以下(步骤ST17)。当在步骤ST17中判断为“是”、即每个容积的差异D中的最大差异Dmax为阈值以下时，放射线治疗系统1允许进行下一步骤ST19的处理(步骤ST18)。
接着，放射线治疗系统1控制放射线治疗装置50的治疗控制器59的动作，执行患者O的治疗部位的治疗(步骤ST19)。当在步骤ST19中结束了患者O的治疗部位的治疗时，放射线治疗系统1控制卧台装置30的卧台控制器39的动作，使顶板33从放射线治疗装置50退出。接着，患者O从放射线治疗系统1的卧台装置30的顶板33上下来。
另一方面，当在步骤ST17中判断为“否”、即每个容积的差异D中的最大差异Dmax大于阈值时，放射线治疗系统1向操作者告知异常(步骤ST20)。例如，在步骤ST20中，放射线治疗系统1经由显示装置16向操作者告知异常。接着，使顶板33上的患者O偏移而实施重新定位后(步骤ST21)，放射线治疗系统1执行治疗前的摄像(步骤ST11)。
接着，使用图15、图16的流程图说明第一实施方式的放射线治疗系统1的第二动作。在图15、图16所示的放射线治疗系统1的第二动作中，对与图13和图14所示的放射线治疗系统1的第一动作相同的步骤附以同一标号并省略说明。
对于放射线治疗系统1，当在步骤ST20中向操作者告知异常时，通过治疗计划装置40重新考虑在步骤ST4中设定的治疗计划并重新进行设定(步骤ST31)。例如在步骤ST31中，将在步骤ST4中设定的治疗计划作为初始设定，重新设定照射方向、门数及放射线强度等照射条件。接着，放射线治疗系统1根据在步骤ST31中重新设定的治疗计划和在步骤ST14中设定的OAR的轮廓SQ，算出OAR的轮廓SQ的DV直方图HQ(步骤ST15)，进入步骤ST16。
另外，放射线治疗系统1与步骤ST31中的照射条件的重新设定联动地算出与照射条件对应的OAR的轮廓SQ的DV直方图HQ，可以即时显示DV直方图HQ。在该情况下，优选与即时显示的DV直方图HQ一起显示在步骤ST4b中算出的DV直方图HQ。操作者一边比较即时显示的DV直方图HQ和DV直方图HQ一边判断适合性，由此，能够与步骤ST17无关，能够允许进行步骤ST19的处理。
根据第一实施方式的放射线治疗系统1及其控制方法，对治疗计划体数据VP中所包含的OAR等的轮廓SP的DV直方图HP和治疗前体数据VQ中所包含的OAR等的轮廓SQ的DV直方图HQ进行比较，在双方的差较大的情况下，能够告知为了以进行符合治疗计划的治疗而需要对患者P重新定位的情况。由此，根据放射线治疗系统1及其控制方法，能够支援符合治疗计划的适当的治疗。
并且，根据第一实施方式的放射线治疗系统1及其控制方法，通过重新设定治疗计划，能够支援适当的治疗。
(第二实施方式)
第二实施方式的放射线治疗系统1A的外观与图1所示的第一实施方式的放射线治疗系统1的外观相同，第二实施方式的放射线治疗系统1A的整体结构与图2所示的第一实施方式的放射线治疗系统1的整体结构相同，因此省略说明。
图17是示出第二实施方式的放射线治疗系统1A的功能的框图。
控制台10的CPU11和治疗计划装置40的CPU41执行程序，从而如图17所示，放射线治疗系统1A作为摄像执行部61、图像数据生成部62、治疗计划数据生成部83、接口部84、轮廓设定部85、接口部86、比较点(参照点)设定部87、特定轮廓设定部88、位置对准部89、偏移运算部90以及治疗执行部91发挥功能。另外，放射线治疗系统1A的构成要素61、62、83至91的全部或一部分可以作为硬件具备于放射线治疗系统1A中。
另外，在图17所示的放射线治疗系统1A中，对与图3所示的放射线治疗系统1相同的功能标以相同的标号并省略说明。
治疗计划装置40的治疗计划数据生成部83具有这样的功能：根据图像存储器13中存储的治疗计划体数据VP生成治疗计划数据。治疗计划数据生成部83在生成治疗计划数据时，根据治疗计划体数据VP将与患者O内的构造物相当的构造物区域设定为轮廓SP，并且，设定比较点(等中心)RP。作为患者O内的构造物，包括作为治疗部位的PTV、不希望照射放射线的OAR及其他脏器、骨等。例如，治疗计划数据生成部83经由接口部84设定轮廓SP和比较点RP。通过治疗计划数据生成部83设定的轮廓SP和比较点RP是三维的位置信息。治疗计划数据生成部83在设定轮廓SP的情况下，既可以仅设定一个轮廓SP1，也可以设定多个轮廓SP1、SP2、...。
另外，治疗计划数据生成部83作为根据由构成放射线治疗系统1A的X射线CT装置20a生成的治疗计划体数据VP来生成治疗计划数据的部分进行说明，但不限于该情况。治疗计划数据生成部83有时也根据由放射线治疗系统1A的外部的摄像装置生成的治疗计划体数据来生成治疗计划数据。由治疗计划数据生成部83生成的治疗计划数据存储于治疗计划存储器43等存储装置中。
治疗计划装置40的接口部84是GUI等接口部，能够将基于治疗计划体数据VP的显示图像显示于显示装置46，并经由操作者操作的输入装置45在显示图像上选择轮廓SP和比较点RP。
控制台10的轮廓设定部85具有这样的功能：基于存储在图像存储器13中的治疗前体数据VQ，设定与治疗计划存储器43中存储的轮廓SP对应的轮廓SQ。例如，轮廓设定部85经由接口部86设定轮廓SQ。轮廓设定部85在设定轮廓SQ的情况下，在仅设定了一个轮廓SP(SP1)时，仅设定一个轮廓SQ(SQ1)，在设定了多个轮廓SP(SP1、SP2、...)时，设定多个轮廓SQ(SQ1、SQ2、...)。
控制台10的接口部86是GUI等接口，将基于图像存储器13中存储的治疗前体数据VQ的显示图像显示于显示装置16，并能够经由操作者操作的输入装置15在显示图像上选择轮廓SQ。
控制台10的比较点设定部87具有这样的功能：基于图像存储器13中存储的治疗前体数据VQ设定比较点RQ。例如，比较点设定部87经由接口部86设定比较点RQ。接口部86是GUI等接口，将基于图像存储器13中存储的治疗前体数据VQ的显示图像显示于显示装置16，并能够经由操作者操作的输入装置15在显示图像上选择比较点RQ。
控制台10的特定轮廓设定部88具有这样的功能：根据治疗计划存储器43中存储的轮廓SP(一个轮廓SP1或多个轮廓SP1、SP2、...)和由轮廓设定部85设定的轮廓SQ(一个轮廓SQ1或多个轮廓SQ1、SQ2、...)，设定成为位置对准的对象的特定轮廓s。作为特定轮廓s，能够列举出PTV或OAR的轮廓。特定轮廓设定部88在设定有多个轮廓SP和与它们对应的多个轮廓SQ的情况下，也能够从多个轮廓SP和多个轮廓SQ中设定对应的一个或多个特定轮廓s。
例如，特定轮廓设定部88经由接口部90设定特定轮廓s。接口部86是GUI等接口，将基于包含轮廓SP、SQ的体数据VP、VQ的显示图像分别显示于显示装置16，并能够经由操作者操作的输入装置15在显示图像上选择特定轮廓s。并且，例如控制台10事先登记PTV等标识符，由此，特定轮廓设定部88也能够设定与登记的标识符相当的特定轮廓s。
并且，特定轮廓设定部88在设定特定轮廓s的情况下，可以仅设定一个特定轮廓s(s1)，也可以设定多个特定轮廓sn(s1、s2、...)。特定轮廓设定部88在设定多个特定轮廓sn的情况下，优选对多个特定轮廓sn附上位置对准的优先级。
图18是示意地示出基于治疗计划体数据VP的显示图像的一例的图。图19是示意地示出基于治疗前体数据VQ的显示图像的一例的图。
图18示出基于治疗计划体数据VP的显示图像所包含的多个轮廓SP中的作为特定轮廓s1的PTV和作为特定轮廓s2的OAR。图19示出基于治疗前体数据VQ的显示图像所包含的多个轮廓SQ中的作为特定轮廓s1的PTV和作为特定轮廓s2的OAR。若比较图18所示的显示图像和图19所示的显示图像，可知在体数据VP、VQ之间会产生偏移。在图18和图19中，特定轮廓设定部88根据治疗计划体数据VP的轮廓SP和治疗前体数据VQ的轮廓SQ来设定两个特定轮廓c1、c2。
图17所示的控制台10的位置对准部89具有这样的功能：根据由特定轮廓设定部88设定的治疗计划体数据VP所包含的特定轮廓s和治疗前体数据VQ所包含的特定轮廓s，进行体数据VP、VQ整体的相对位置对准。位置对准部89的位置对准方法可以是以特定轮廓s内的CT值(图像浓度和亮度值等)的差异变小的方式对体数据VP、VQ整体进行位置对准的方法，也可以是利用要与特定轮廓s的变形、移动对应的所谓“非刚体”对体数据VP、VQ整体进行位置对准的方法。
并且，在图18和图19所示的情况下，作为特定轮廓s1的PTV与作为特定轮廓s的OAR相比优先级高的情况下，特定位置对准部89根据治疗计划体数据VP的PTV和治疗前体数据VQ的PTV，进行体数据VP、VQ整体的相对位置对准。另外，图20示意地示出基于位置对准后的治疗前体数据VQ的显示图像的一例。
控制台10的偏移运算部90具有这样的功能：算出由位置对准部89进行位置对准后的治疗前体数据VQ所包含的比较点RQ相对于位置对准后的治疗计划体数据VP所包含的比较点RP的偏移(三维坐标系的偏移量以及偏移方向中的至少一方)d。由偏移运算部90算出的偏移d经由接口部86利用显示装置16显示。
图21是示意地示出比较点RQ的偏移d的显示的第一例的图。图22是示意地示出比较点RQ的偏移d的显示的第二例的图。
图21示出利用三维坐标系表示作为比较点RQ的偏移d的偏移量及偏移方向双方的情况。图22示出利用二维坐标系表示作为比较点RQ的偏移d的偏移量及偏移方向双方的情况。如图21、图22所示，通过表示比较点RP、RQ，操作者能够目视确认比较点RQ的偏移d。
根据比较点RQ的偏移d的显示利用治疗计划装置40重新考虑了治疗计划后，或者使顶板31上的患者O移动了偏移d的量而实施了重新定位后，图17所示的控制台10的治疗执行部91具有这样的功能：控制放射线治疗装置50的治疗控制器59与卧台装置30的卧台控制器39的动作，来执行患者O的治疗部位的治疗。
接着，使用图23和图24的流程图说明本实施方式的放射线治疗系统1A的动作。在图23、图24所示的放射线治疗系统1A的动作中，对与图13和图14所示的放射线治疗系统1的动作相同的步骤标以同一标号并省略说明。
放射线治疗系统1A根据在步骤ST13中存储于图像存储器13的治疗前体数据VQ，设定与治疗计划存储器43中存储的轮廓SP对应的轮廓SQ(步骤ST14)。并且，放射线治疗系统1A根据在步骤ST13中存储于图像存储器13的治疗前体数据VQ设定比较点RQ(步骤ST35)。
接着，放射线治疗系统1A根据在图23的步骤ST4a中设定的轮廓SP和在步骤ST14中设定的轮廓SQ，设定成为位置对准对象的特定轮廓s(步骤ST36)。作为特定轮廓s，可以列举PTV或OAR轮廓。
接着，放射线治疗系统1A根据在步骤ST36中设定的治疗计划体数据VP所包含的特定轮廓s和治疗前体数据VQ所包含的特定轮廓s，进行体数据VP、VQ整体的相对位置对准(步骤ST37)。
接着，放射线治疗系统1A算出通过步骤ST37进行位置对准后的治疗前体数据VQ所包含的比较点RQ相对于治疗计划体数据VP所包含的比较点RP的偏移d(步骤ST38)。由步骤ST38算出的偏移d如图21和图22所示，经由显示装置16显示(步骤ST39)。
接着，根据通过步骤ST39显示的偏移d，利用治疗计划装置40重新考虑了治疗计划后，或者使顶板31上的患者O移动了偏移d的量而实施了重新定位后，放射线治疗系统1A控制放射线治疗装置50的治疗控制器59的动作，来执行患者O的治疗部位的治疗(步骤ST40)。
当在步骤ST40中结束了患者O的治疗部位的治疗时，放射线治疗系统1A控制卧台装置30的卧台控制器39的动作，使顶板31从放射线治疗装置50退出。接着，患者O从放射线治疗系统1A的卧台装置30的顶板31上下来。
根据第二实施方式的放射线治疗系统1A及其控制方法，根据体数据VP、VQ共同包含的特定轮廓c，使治疗计划体数据VP和治疗前体数据VQ整体的位置对准，因此，能够准确地对两体数据VP、VQ进行位置对准，能够支援符合治疗计划的恰当的治疗。
另外，本实施方式的放射线治疗系统1、1A是为了便于理解本发明而记载的，而不是为了限制本发明而记载的。因此，本实施方式的放射线治疗系统1、1A公开的各要素的主旨是也包括属于本发明的技术范围的所有设计变更和等同物。

Claims (21)

1.一种放射线治疗系统，其特征在于，具有：
承载被检体的承载单元；
对上述被检体进行摄像的摄像单元；
区域设定单元，在通过上述摄像单元对上述被检体进行摄像而得到的在制作了放射线治疗计划之后且执行所述放射线治疗计划之前的第一图像数据和在上述摄像前对上述被检体进行摄像而得到的在所述放射线治疗计划的制作中使用的第二图像数据中分别设定对应的所需区域；
直方图生成单元，分别生成上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图；
差异运算单元，算出上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图的差异；以及
告知单元，在判断为上述差异大于阈值的情况下，对外部进行告知。
2.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
在判断为每个容积的差异中的最大差异大于阈值的情况下，上述告知单元对外部进行告知。
3.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
该放射线治疗系统还具有：显示控制单元，将上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图显示于显示装置。
4.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
上述区域设定单元将上述所需区域作为治疗部位。
5.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
上述区域设定单元将上述所需区域作为不照射放射线的部位。
6.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
上述区域设定单元进行上述第一图像数据与上述第二图像数据的位置对准，由此，在上述第一图像数据和上述第二图像数据中设定对应的所需区域。
7.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
在上述摄像装置为X射线CT装置的情况下，
上述区域设定单元对上述第一图像数据和上述第二图像数据整体进行位置对准，以使得上述第一图像数据和上述第二图像数据的CT值的差异变小。
8.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
上述图像数据为三维图像数据。
9.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
当判断为上述差异大于阈值的情况下，
上述直方图生成单元根据重新设定的照射条件，重新生成上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图，
算出上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图与上述重新生成的射线剂量容积直方图的差异。
10.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
当判断为上述差异大于阈值的情况下，
上述直方图生成单元根据重新设定的照射条件，重新生成上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图，
该放射线治疗系统还具有：显示控制单元，显示上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图，并与上述重新生成联动地即时显示上述重新生成的射线剂量容积直方图。
11.一种放射线治疗系统，其特征在于，具有：
承载被检体的承载单元；
对上述被检体进行摄像的摄像单元；
图像存储单元，存储在放射线治疗计划的制作中对上述被检体进行摄像而得到的第一图像数据；
区域存储单元，存储上述第一图像数据所包含的所需区域的位置信息；以及
图像位置对准单元，使用上述所需区域的位置信息，对上述第一图像数据、与在制作了放射线治疗计划之后且执行所述放射线治疗计划之前通过上述摄像单元对上述被检体进行摄像而得到的第二图像数据进行位置对准。
12.根据权利要求11所述的放射线治疗系统，其特征在于，
上述所需区域构成为，包括应照射放射线的治疗区域(PTV)和应避开上述放射线的照射的区域(OAR)中的至少一方。
13.根据权利要求11所述的放射线治疗系统，其特征在于，
上述区域存储单元存储上述第一图像数据和上述第二图像数据中分别包含的上述所需区域的位置信息，
上述图像位置对准单元使用上述第一图像数据的所需区域的位置信息和上述第二图像数据的所需区域的位置信息，进行上述第一图像数据与上述第二图像数据的位置对准。
14.根据权利要求11所述的放射线治疗系统，其特征在于，
该放射线治疗系统还具有：偏移运算单元，算出上述位置对准后的第二图像数据相对于上述位置对准后的第一图像数据的偏移量及偏移方向中的至少一方。
15.根据权利要求14所述的放射线治疗系统，其特征在于，
该放射线治疗系统还具有：比较点设定单元，对上述第一图像数据和上述第二图像数据分别设定比较点，
上述偏移运算单元算出设定于上述位置对准后的第二图像数据的比较点相对于设定于上述位置对准后的第一图像数据的比较点的上述偏移量及上述偏移方向中的至少一方。
16.根据权利要求11所述的放射线治疗系统，其特征在于，
在上述摄像装置为X射线CT装置的情况下，
上述图像位置对准单元对上述第一图像数据和上述第二图像数据整体进行位置对准，以使上述所需区域内的CT值的差异变小。
17.根据权利要求11所述的放射线治疗系统，其特征在于，
上述图像数据为三维图像数据。
18.根据权利要求11所述的放射线治疗系统，其特征在于，
在上述所需区域设定为多个的情况下，上述区域存储单元存储用于进行位置对准的优先顺序，
上述图像位置对准单元按照上述优先顺序，执行上述第一图像数据和上述第二图像数据的位置对准。
19.一种放射线治疗系统的控制方法，其特征在于，
在对被检体进行摄像而得到的在制作了放射线治疗计划之后且执行所述放射线治疗计划之前的第一图像数据和在上述摄像前对上述被检体进行摄像而得到的在所述放射线治疗计划的制作中使用的第二图像数据中分别设定对应的所需区域，
分别生成上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图，
算出上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图的差异，
在判断为上述差异大于阈值的情况下，对外部进行告知。
20.一种放射线治疗系统的控制方法，其特征在于，
设定在放射线治疗计划的制作中对被检体进行摄像而得到的第一图像数据所包含的所需区域的位置信息，
使用上述位置信息，对上述第一图像数据、与在制作了放射线治疗计划之后且执行所述放射线治疗计划之前通过摄像单元对上述被检体进行摄像而得到的第二图像数据进行位置对准。
21.根据权利要求20所述的放射线治疗系统的控制方法，其特征在于，
对上述第一图像数据和上述第二图像数据分别设定比较点，算出设定于上述位置对准后的第二图像数据的比较点相对于设定于上述位置对准后的第一图像数据的比较点的偏移量及偏移方向中的至少一方。
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