CN104337536B - 放射线治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够获得在放射线治疗的患者定位中需要的可以掌握治疗放射线照射状态下的目标、放射线通过区域、以及危险脏器的位置关系的图像的放射线治疗系统。放射线治疗系统具备：一边旋转一边从多个方向向被检体照射X射线进行X射线摄影的X射线摄影装置(45)；根据由X射线摄影装置(45)获得的X射线图像识别被检体(1)内的目标(2)的三维位置的目标识别装置(9)；从由X射线摄影装置(45)获得的X射线图像中，选择由目标识别装置(9)识别的目标(2)的位置满足动体追踪治疗的治疗放射线照射条件的图像进行图像重构，生成锥形束CT图像的CT图像生成装置(10、11、12)。
Description
技术领域
本发明涉及具备用于识别并追踪目标位置的动体追踪装置的放射线治疗系统。
背景技术
在向体内的目标照射治疗用放射线的放射线治疗中，例如专利文献1记载了使用用于识别体内的目标位置的动体追踪装置，根据识别的目标位置照射治疗用放射线的放射线治疗装置。识别目标位置的目的是为了即使在因呼吸等引起目标移动的情况下，也按照治疗计划向目标照射放射线。
在使用了动体追踪装置的治疗用放射线的照射方法中，有仅在目标位置与计划一致的情况下进行照射的拦截照射(迎撃照射)、配合目标位置的移动来改变治疗用放射线的方向的追踪照射。专利文献1是追踪照射的例子。在任一情况下，为了使患者体内的线量分布正确重现，不仅是目标位置，而且也包括周边的脏器，需要对患者(被检体)正确地定位。这是因为当放射线的通过区域的物质发生变化时到达目标的线量就发生变化。此外，是因为避免不应该接触放射线的危险脏器进入放射线通过区域。
为了对患者正确地定位，需要掌握体内的目标、放射线通过区域、以及危险脏器等的位置关系，因此使用三维X射线CT图像(计算机断层图像)。专利文献1中记载了采用使用设置于放射线治疗装置的旋转支撑装置上的X射线摄影装置进行摄影的锥形束CT装置。
此外，在锥形束CT中，作为用于拍摄可精确地掌握呼吸移动的目标、放射线通过区域、以及危险脏器的位置关系的图像的技术，有专利文献2。在专利文献2中记载了“进行圆锥束CT扫描，获得患者的多个平面投射图像的手段，使用多个投射图像中的各投射图像内的特征确定投射图像的呼吸循环的手段，根据确定的呼吸循环将呼吸相关技术直接应用于投射图像的手段”
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利第3746747号公报
专利文献2日本专利第4499087号公报
发明内容
如专利文献1中记载的锥形束CT装置中的摄影是使用放射线治疗装置的旋转支撑装置一边旋转一边进行摄影，因此通常每1分钟旋转1次，与呼吸的周期大约3秒左右相比，花费的时间长。在比呼吸长的周期拍摄的透视图像中包含呼气、吸气的各种状态的图像，由这些透视图像进行三维重构的CT图像成为各种状态平均的图像。也就是说，在模糊状态下摄影。在该图像中，由于难于精密地掌握目标、放射线通过区域、以及危险脏器的位置关系，所以不适合作为定位用的图像。
当使用上述专利文献2的方法时，通过使用与呼吸相关的投影图像进行图像重构，能够获得某个呼吸相位范围内的CT图像。如果该相位范围足够小，就成为将目标、放射线通过区域、以及危险脏器的移动抑制到足够小的CT图像，成为可精密地掌握位置关系的图像。
但是，在专利文献2中，由于使用透视图像内的特征(例如横膈膜的位置)来确定透视图像的呼吸循环，所以被上述呼吸相位限定的状态并非一定与照射治疗放射线的状态(治疗状态)一致。例如在拦截照射中，虽然仅是在目标位于特定位置时照射治疗束，但是目标位于特定位置与位于特定的呼吸相位并非一致。
因此，在专利文献2的技术中，不能获得在放射线治疗的患者定位中需要的可以掌握在照射治疗放射线的状态下的目标、放射线通过区域、以及危险脏器的位置关系的图像，其结果存在不能按照治疗计划进行精密的患者定位的问题。
本发明的目的是，提供能够获得在放射线治疗的患者定位中需要的可以掌握治疗放射线照射状态下的目标、放射线通过区域、以及危险脏器的位置关系的图像的放射线治疗系统。
本发明为了解决上述课题，例如采用专利权利要求书中记载的构成。
本发明包含多个解决上述课题的手段，如举出其中一例，则放射线治疗系统具备：支撑被检体的床；围绕床的旋转支撑装置；安装在旋转支撑装置上的治疗放射线照射装置；以及以在被检体内的目标的位置满足动体追踪治疗的治疗放射线照射条件时向被检体照射放射线的方式，控制治疗放射线照射装置的治疗放射线控制装置，该放射线治疗系统的特征在于，具备：安装在旋转支撑装置上，一边旋转一边从多个方向向被检体照射X射线进行X射线摄影的X射线摄影装置；根据由X射线摄影装置获得的X射线图像识别被检体内的目标的三维位置的目标识别装置；从由X射线摄影装置获得的X射线图像中，选择由目标识别装置所识别的目标的位置满足动体追踪治疗的治疗放射线照射条件的图像进行图像重构，生成第1锥形束CT图像的第1CT图像生成装置。
这样，通过从由X射线摄影装置获得的X射线图像中，选择由目标识别装置识别的目标位置满足动体追踪治疗的治疗放射线照射条件的图像，生成第1锥形束CT图像，能够将治疗放射线照射状态的被检体形成三维CT图像(可视化)，通过这样能够获得在放射线治疗的患者定位中需要的可以掌握治疗放射线照射状态下的目标、放射线通过区域、以及危险脏器的位置关系的图像。
此外，本发明的特征在于，对于多个位置设定上述治疗放射线照射条件，生成选择目标位置满足各条件的图像进行重构的多个第1锥形束CT图像。
通过这样，能够获得针对目标移动的多个状态下，可以掌握目标、放射线通过区域、以及危险脏器的位置关系的图像。
此外，本发明的特征在于，X射线摄影装置和目标识别装置兼作用于动体追踪治疗的X射线摄影装置和目标识别装置，治疗放射线控制装置根据由目标识别装置所识别的目标的位置，判定被检体内的目标的位置是否满足动体追踪治疗的治疗放射线照射条件。
通过这样，进行精密的患者定位后，在进行动体追踪治疗时，因为根据相同的治疗放射线照射条件进行动体追踪治疗，所以精度良好的动体追踪治疗成为可能。
此外，本发明的特征在于，还具备：根据由X射线摄影装置获得的X射线图像，不进行图像的选择，使用全部图像进行图像重构，生成第2锥形束CT图像的锥形束第2CT图像生成装置，比较第2锥形束CT图像和治疗计划时的图像，求出被检体的位置偏移量的第1被检体位置偏移量确定装置，以及根据由第1被检体位置偏移量确定装置求出的被检体的位置偏移量，对由目标识别装置所识别的目标的位置进行修正的第1目标位置修正装置，第1CT图像生成装置从由X射线摄影装置获得的X射线图像中，选择由第1目标位置修正装置修正后的目标的位置满足动体追踪治疗的治疗放射线照射条件的图像进行图像重构，生成第1锥形束CT图像。
通过这样，不仅治疗状态的被检体的锥形束CT摄影，而且锥形束CT摄影前的被检体的粗定位也可以在软件上(演算处理)进行，与使用被检体表面上的标志或用X射线摄影装置透视的标记的位置等进行的以往的锥形束CT摄影前的粗定位相比，高精度的定位成为可能。
发明的效果
根据本发明，能够将治疗放射线照射状态的被检体形成三维CT图像，因此能够获得可以掌握治疗放射线照射状态下的目标、放射线通过区域、以及危险脏器的位置关系的图像，按照治疗计划的精密的患者定位成为可能。
此外，根据本发明，在精密的患者定位后，在进行动体追踪治疗时，因为根据相同的治疗放射线照射条件进行动体追踪治疗，所以精度良好的动体追踪治疗成为可能。
此外，根据本发明，不仅是治疗状态的被检体的锥形束CT摄影，而且锥形束CT摄影前的被检体的粗定位也可以在软件上(演算处理)进行，与使用被检体表面上的标志或用X射线摄影装置透视的标记的位置等进行的以往的锥形束CT摄影前的粗定位相比，高精度的定位成为可能。
附图说明
图1A为表示本发明的第1实施方式的放射线治疗系统的概略构成的图，表示选择锥形束CT摄影模式，放射线治疗系统作为患者定位系统运行时的状态。
图1B为表示本发明的第1实施方式的放射线治疗系统的概略构成的图，表示选择动体追踪治疗模式，放射线治疗系统作为动体追踪治疗系统运行时的状态。
图2为表示选择锥形束CT摄影模式，放射线治疗系统作为患者定位系统运行时的本发明的第1实施方式的放射线治疗系统的处理顺序的流程图。
图3A为表示本发明的第2实施方式的放射线治疗系统的概略构成的图，表示选择锥形束CT摄影模式，放射线治疗系统作为患者定位系统运行时的状态。
图3B为表示表示本发明的第2实施方式的放射线治疗系统的概略构成的图，表示选择动体追踪治疗模式，放射线治疗系统作为动体追踪治疗系统运行时的状态。
图4为表示选择锥形束CT摄影模式，放射线治疗系统作为患者定位系统运行时的本发明的第1实施方式的放射线治疗系统的处理顺序的流程图。
图5A为表示拦截照射的治疗放射线照射条件的图。
图5B为表示追踪照射的治疗放射线照射条件的图。
图中，1被检体、2目标、3床、4a,4bX射线管、5a,5bX射线检测器、6a,6bX射线、7旋转支撑装置、8治疗放射线照射装置、9目标识别装置(第1CT图像生成装置)、10治疗放射线照射判定装置(第1CT图像生成装置)、11投影图像选择装置(第1CT图像生成装置)、12图像重构装置、13旋转支撑装置控制装置、14X射线摄影控制装置、15治疗放射线控制装置、16全部图像重构装置(第2CT图像生成装置)、17被检体位置偏移判定装置(第1被检体位置偏移量确定装置)、18目标位置转换装置(第1目标位置修正装置)、20床驱动装置、21患者定位装置(被检体定位控制装置)、22床控制装置(被检体定位控制装置)、25模式切换装置。
具体实施方式
第1实施方式
使用图1A、图1B、图2、图5A及图5B说明本发明的第1实施方式。
图1A及图1B为表示本实施方式的放射线治疗系统的概略构成的图，图1A表示选择锥形束CT摄影模式，放射线治疗系统作为患者定位系统运行时的状态，图1B表示选择动体追踪治疗模式，放射线治疗系统作为动体追踪治疗系统运行时的状态。
本实施方式的放射线治疗系统，具备：支撑被检体(患者)1的床3；围绕床3的旋转支撑装置7；以与旋转支撑装置7一起旋转的方式安装在旋转支撑装置7上的X射线摄影装置45；以与旋转支撑装置7一起旋转的方式安装在旋转支撑装置7上的治疗放射线照射装置8；驱动床2的床驱动装置20。
此外，放射线治疗系统，作为上述各机器的控制手段，具备：目标识别装置9、治疗放射线照射判定装置10、摄影图像选择装置11、图像重构装置12、旋转支撑装置控制装置13、X射线摄影控制装置14、治疗放射线控制装置15、患者定位装置21(被检体定位装置)、床控制装置22、模式切换装置25。
X射线摄影装置45以与旋转支撑装置7一起旋转的方式安装在旋转支撑装置7上，具有从2个方向对床3上的被检体1内的目标2进行X射线摄影的2对X射线管4a、4b及X射线检测器5a、5b。X射线管4a、4b根据由X射线摄影控制装置14发送的摄影信号分别照射锥形束状的X射线6a、6b，该锥形束状的X射线6a、6b通过被检体1分别被X射线检测器5a、5b检测，X射线检测器5a、5b根据X射线的通过量生成X射线透视图像。生成的2张图像被发送至目标识别装置9。
X射线摄影装置45被用于治疗时的动体追踪，而且还被用于治疗开始时的患者定位用锥形束CT摄影。模式切换装置25设置为用于将X射线摄影装置45的控制转换为动体追踪治疗模式和锥形束CT摄影模式。当由模式切换装置25将模式切换后，模式信号被发送至目标识别装置9、治疗放射线照射判定装置10、旋转支撑控制装置13、X射线摄影控制装置14，控制被切换。
在由模式切换装置25选择锥形束CT摄影模式的情况下，由旋转支撑装置控制装置13向旋转支撑装置7发送旋转信号，使X射线摄影装置45(X射线管4a、4b及X射线检测器5a、5b)旋转。由于X射线摄影装置45是一边旋转一边间歇或连续地进行X射线摄影，所以获得来自被检体1的多个方向的(在旋转支撑装置7的多个角度位置)2个方向的X射线透视图像。此外，X射线摄影装置45记录每次图像摄影时的旋转支撑装置7的角度，可判别X射线透视是从哪个方向摄影的图像。
目标识别装置9根据由X射线摄影装置45发送的2张图像(2个方向图像)中识别目标投影位置，根据目标投影位置通过逆投影计算求出目标2的三维位置(三维坐标值)。目标2的识别中，使用将预先设定的目标2的X射线透视图像作为模板，从透视图像中搜索类似区域的模板匹配(图像识别处理)。目标识别装置9将求出的目标2的三维位置信息发送至治疗放射线照射判定装置10。此外，将完成识别的X射线透视图像发送至投影图像选择装置11。
治疗放射线照射判定装置10和投影图像选择装置11以及图像重构装置12，从由X射线摄影装置45获得的X射线图像中，选择由目标识别装置9识别的目标的位置满足动体追踪治疗的治疗放射照射条件的图像进行图像重构，作为生成第1锥形束CT图像的第1CT图像生成装置发挥功能。以下对其详细说明。
治疗放射线照射判定装置10，判定发送来的目标位置是否满足预先设定的治疗放射线照射条件。该治疗放射线照射条件，在动体追踪治疗模式的动体追踪治疗为拦截照射的情况下，为拦截照射的照射许可区域，在追踪照射的情况下为追踪照射的照射许可区域。在这些动体追踪治疗中，治疗放射线照射条件设定为例如为距离治疗计划时的目标位置±2mm的范围。此外，在锥形束CT摄影模式中，需要预先在治疗放射线照射状态下对被检体1进行粗定位。在该定位中，使用如公知的体表标志、用上述X射线摄影装置45透视的标记的位置等。治疗放射线照射判定装置10将判定结果发送至投影图像选择装置11。
投影图像选择装置11，选择由治疗放射线照射判定装置10判定为满足治疗放射线照射条件的图像，仅将选择的图像发送至图像重构装置12。图像重构装置12将发送来的图像进行重构，生成治疗放射线照射状态(以下称为适合治疗状态)的锥形束CT图像。治疗状态的锥形束CT图像被发送至患者定位装置21。
患者定位装置21和床控制装置22，是测量写入由上述第1CT图像生成装置(治疗放射线照射判定装置10和投影图像选择装置11以及图像重构装置12)生成的第1锥形束CT图像内的目标和写入治疗计划时的图像内的目标的位置偏移量，根据该位置偏移量移动床3进行被检体1的定位的被检体定位控制装置。
更加详细地说，患者定位装置21将治疗状态的锥形束CT图像和治疗计划时的CT图像在显示画面中显示。操作者(例如医师或诊疗放射线技师)对于写入各图像内的目标2的位置进行比较，确认目标2的位置是否一致。在目标2的位置一致的情况或位置偏移微小的情况下，转移至治疗照射。在目标2的位置不一致的情况下，测量两者的位置偏移量。操作者操作患者定位装置21，将测量的位置偏移量发送至床控制装置22。床控制装置22计算用于修正床驱动装置20的测量的位置偏移量的控制量，将该控制量输出至床驱动装置20。床驱动装置20根据其控制量使床移动，将目标2放置于计划的位置。此外，位置偏移量的测量也可通过患者定位装置21图案匹配等来进行。这种情况下，优选测量的位置偏移量自动发送至床控制装置22。
由模式切换装置25选择动体追踪治疗模式的情况下，通过在使旋转支撑装置7固定的状态下X射线摄影装置45从2个方向进行X射线摄影，获得被检体1的X射线透视图像，目标识别装置9从由X射线投影装置发送来的2张图像中识别目标投影位置。治疗放射线照射判定装置10判定发送来的目标位置是否满足预先设定的治疗放射线照射条件，将判定结果发送至治疗放射线控制装置15。治疗放射线控制装置15根据其判定结果控制治疗放射线照射装置，被控制的治疗放射线从治疗放射线照射装置8向被检体1照射。
接着，使用图2对选择锥形束CT摄影模式的情况的本实施方式的处理顺序进行说明。图2为表示上述目标识别装置9、治疗放射线照射判定装置10、投影图像选择装置11、图像重构装置12、旋转支撑装置控制装置13、X射线摄影控制装置14、患者定位装置21、床控制装置22的处理内容的流程图。
在步骤90中，按照操作者的指示，由模式切换装置25选择锥形束CT摄影模式。
其后，进入步骤100，按照操作者的指示，使旋转支撑装置7开始旋转以及使X射线摄像装置开始2个方向的X射线摄影。
其后，进入步骤110，目标识别装置9从发送来的X射线透视图像中识别目标位置。识别是通过将预先设定的目标2的X射线透视图像作为模板的模板匹配进行搜索，因此自动进行。目标识别装置9，通过三维逆投影从各图像中识别的目标位置中算出目标2的三维位置，将该位置信息发送至治疗放射线照射判定装置10和投影图像选择装置11。在此，在模板匹配中的相似度比预先设定的阈值低的情况、或三维逆投影中的共同垂线长的长度比预先设定的阈值低的情况下，将识别视为失败，废弃拍摄的图像不进入以后的步骤，转移至对接下来拍摄的图像的处理。
其后，进入步骤120，治疗放射线照射判定装置10判定发送来的目标2的三维位置是否满足预先设定的治疗放射线照射条件，将判定结果发送至投影图像选择装置11。
其后，进入步骤130，投影图像选择装置11判定为满足治疗放射线照射条件的图像，发送至图像重构装置12。图像重构装置12将发送来的图像进行重构，生成锥形束CT图像。生成的锥形束CT图像被发送至患者定位装置21。
其后，进入步骤140，患者定位装置21将治疗状态的锥形束CT图像和治疗计划时的CT图像在显示画面中显示，在目标2的位置不一致的情况下，测量位置偏移量，发送至床控制装置22。床控制装置22控制床驱动装置20使床移动，将目标2放置于计划的位置。
使用图5A及图5B对于治疗放射线照射条件进行说明。图5A为表示拦截照射的治疗放射线照射条件的图，图5B为表示追踪照射的治疗放射线照射条件的图。
当患病部位等照射目标2因呼吸等发生移动时，难于形成预先计划的线量分布。在这种情况下，作为向目标2确切地照射放射线形成预先计划的线量分布的照射方法，有使用动体追踪装置的拦截照射和追踪照射。拦截照射是仅目标2位于预先确定的位置(射出许可区域)的情况下进行照射的方法，追踪照射是配合目标2的移动改变治疗用放射线的方向进行照射的方法。在追踪照射中，在目标2的照射方向前方有重要脏器、骨等的位置目标2发生移动的情况下，需要停止放射线的照射。
在图5A中，L是治疗计划时的目标2的轨迹，A是拦截照射的照射许可区域。照射许可区域A为治疗放射线照射条件，仅目标2位于照射许可区域A内时照射放射线。在本实施方式的锥形束CT的摄影中，使用其照射许可区域A，选择目标位置位于照射许可区域A(满足治疗放射线照射条件)的图像，仅使用该图像进行图像重构。通过这样，在照射许可区域A，可以将照射治疗束的状态(治疗放射线照射状态)下的患者形成三维CT图像(可视化)。在此，可以将照射许可区域分成多个区域设定，也可以对于各照射许可区域重构锥形束CT图像。
在追踪照射的情况下，在治疗计划中，从摄影开始时沿着在设定的时间间隔的目标2的轨迹L获得目标位置。图5B的黑圆点是获得的目标位置，黑圆点P1为治疗计划的摄影开始时的目标位置，P2～P6为沿着其后的轨迹L的目标位置。接着，在目标位置P1和目标位置P2之间，在目标2的轨迹L上设定具有预先设定的宽度(例如±2mm)的区域，将此作为照射许可区域A1。以下，同样设定照射许可区域A2～A6，持续至目标2返回至照射许可区域A1。
在追踪照射中，配合目标2的移动改变治疗用放射线的方向进行照射时，仅目标2位于照射许可区域A1～A6的情况进行照射放射线。照射许可区域A1～A6为治疗放射线照射条件，在本实施方式的锥形束CT的摄影中，使用该照射许可区域A1～A6，选择目标位置位于照射许可区域A1～A6的(满足治疗放射线照射条件)图像，仅使用该图像进行图像重构。通过这样，在照射许可区域A1～A6，可以使照射治疗束的状态(治疗放射线照射状态)下的患者可视化。在此，可以将目标位置分为P1～P6，也可以按照任意数量分割。此外，可以使照射许可区域A1～A6与目标位置的数量相同，也可以增减为任意数量。
如上所述，根据本实施方式，通过从由X射线摄影装置45获得的X射线图像中选择由目标识别装置9识别的目标位置满足动体追踪治疗的治疗放射线照射条件的图像，生成锥形束CT图像(第1锥形束CT图像)，能够将治疗放射线照射状态的被检体1形成三维CT图像(可视化)，通过这样能够获得在放射线治疗的患者定位中需要的可以掌握治疗放射线照射状态下的目标、放射线通过区域、以及危险脏器的位置关系的图像。此外，其结果按照计划的精密的患者定位成为可能，精度良好的动体追踪治疗成为可能。
此外，在上述实施方式中，对于在目标识别装置识别目标2时，通过图像识别处理直接从图像中搜索目标2的例子进行了说明，但是也可以在目标2的附近刺入代替标记，使用该刺入的代替标记从代替标记的位置推定目标位置。作为代替标记使用金球标记。因为球形的情况下，在任意方向的投影像都是相同的，所以在上述模板匹配中，通过相同的模板可识别。此外，在本实施方式中使用了2对X射线摄影装置，但也可以使用1对X射线摄影装置。
第2实施方式
本发明的第2实施方式使用图3A、3B及图4进行说明。
图3A、3B为表示本发明的第2实施方式的放射线治疗系统的概略构成的图，图3A表示选择锥形束CT摄影模式，放射线治疗系统作为患者定位系统运行时的状态，图3B表示选择动体追踪治疗模式，放射线治疗系统作为动体追踪治疗系统运行时的状态。
本实施方式是，不仅治疗状态的被检体的锥形束CT摄影，而且锥形束CT摄影前的被检体的粗定位也可以通过软件上(演算处理)进行的放射线治疗系统的例子。
在图3A及图3B中，本实施方式的放射线治疗系统，在图1A及图1B所示的系统构成的基础上，还具备全部图像重构装置16(第2CT图像生成装置)、被检体位置偏移判定装置17(第1被检体位置偏移量确定装置)以及目标位置转换装置18(第1目标位置修正装置)。
由模式切换装置25选择锥形束CT摄影模式的情况下，与第1实施方式相同，一边使旋转支撑装置7旋转，一边通过2对X射线管4a、4b及X射线检测器5a、5b从2个方向对床3上的被检体1内的目标2进行摄影。拍摄的投影图像被发送至目标识别装置9，同时也被发送至全部图像重构装置16。
全部图像重构装置16使用发送来的全部图像进行图像重构。通过这样，可以得到加上全部的被检体1在摄影中的移动的全图像锥形束CT图像。全部图像锥形束CT图像被发送至被检体位置偏移判定装置17。
患者位置偏移判定装置17，参照预先记录的参照图像，求出被检体的位置偏移量。参照图像中使用治疗计划使用的CT图像等。在三维图像之间高精度地定位成为可能。但是，由于因呼吸等发生移动的脏器为模糊状态，所以参照移动少的脏器例如骨结构等。通过这样，能够求出被检体偏离治疗计划时的位置的偏移量。求出的偏移量被发送至目标转换装置18。
目标位置变化装置18，通过在由目标识别装置9得到的目标位置的坐标值上加上由患者位置偏移判定装置17得到的被检体的位置偏移量，将由目标识别装置9得到的目标位置的坐标值转换为被检体移动后的坐标值。通过这样，实际上并非使患者移动后再进行摄影，而是使用锥形束CT图像可以获得精密地定位后的被检体位置的目标位置。转换后的坐标值被发送至治疗放射线照射判定装置10。
治疗放射线照射判定装置10、投影图像选择装置11、图像重构装置12，与第1实施方式相同，以发送来的目标位置为基础挑选投影图像进行图像重构，生成锥形束CT图像。患者定位装置21及床控制装置22，根据生成的治疗状态的锥形束CT图像和治疗计划时的CT图像，控制床驱动装置20使床移动，将目标2放置于计划的位置。
根据上述系统，通过1次X射线透视摄影能够进行通常的使用锥形束CT的预先被检体的粗定位、用于精密的被检体定位的治疗状态的锥形束CT摄影这两项工作。
即：通过全部图像重构装置16的全部图像重构，可以得到利用操作者的目视对被检体粗定位的状态下的三维CT图像。参照该三维CT图像，以脊背等不移动的部位作为基准，算出与治疗计划位置的偏移量，此将成为治疗状态的锥形束CT摄影用的粗定位数据。
在此，实际上如果使患者移动重新拍摄CT图像，由于此时目标2的轨迹与治疗计划时的一致，所以以照射许可区域为基础，选择与治疗时一致的图像可以进行图像重构(第1实施方式)。但是，因2次CT摄影的曝光量增加故不优选。因此，实际上并非使患者移动重新拍摄，而是求出以与治疗计划位置的偏移量使床移动后的目标位置，以移动后的目标位置判断是否进入照射许可区域。使用目标2进入照射许可区域的图像进行图像重构。最后，使用使用目标2进入照射许可区域的图像重构的治疗状态的锥形束CT图像，进行详细的患者定位。
这样根据本实施方式，不仅治疗状态的被检体1的锥形束CT摄影，而且锥形束CT摄影前的被检体2的粗定位也可以在软件上(演算处理)进行。与使用被检体表面上的标志或用X射线摄影装置透视的标记位置等进行的以往的锥形束CT摄影前的粗定位相比，高精度的定位成为可能。
此外，在上述顺序中，虽然使用全部图像锥形束CT图像判定被检体偏移量，但是也可使用通过上述顺序得到的治疗状态的锥形束CT图像，再次重新算出被检体偏移量，发送至目标位置转换装置9，再次重新重构治疗状态的锥形束CT图像。
该情况下，作为控制流程，追加图3A中用虚线表示的信号线27，被检体位置偏移判定装置17，构成将由第1CT图像生成装置(治疗放射线照射判定装置10和投影图像选择装置11和图像重构装置12)生成的第1锥形束CT图像和治疗计划时的图像进行比较，求出被检体1的位置偏移量的第2被检体位置偏移量确定装置，目标位置转换装置18，构成根据由第2被检体位置偏移量确定装置求出的被检体1的位置偏移量，对由目标识别装置9识别的目标的位置进行修正的第2目标位置修正装置，第1CT图像生成装置(治疗放射线照射判定装置10和投影图像选择装置11和图像构成装置12)，从由X射线摄影装置45获得的X射线图像中，选择由第2目标位置修正装置修正后的目标位置满足动体追踪治疗的治疗放射线照射条件的图像进行图像重构，生成新的锥形束CT图像。通过这样，被检体3整体更加接近治疗状态下的锥形束CT图像的制作成为可能。
由模式切换装置25选择动体追踪治疗模式时的运行，如图3B所示，与图1B所示的第1实施方式相同。
接着，使用图4对选择锥形束CT摄影模式时的本实施方式的处理顺序进行说明。图4为表示上述目标识别装置9、治疗放射线照射判定装置10、投影图像选择装置11、图像重构装置12、旋转支撑装置控制装置13、X射线摄影控制装置14、患者定位装置21、床控制装置22、全部图像重构装置16、被检体位置偏移判定装置17以及目标位置转换装置18的处理内容的流程图。
在表示实施方式的处理顺序的图2的流程图中，在步骤100之后，追加生成全部图像重构像的步骤105、使用全图像重构像算出被检体位置偏移量的步骤106。此外，追加以步骤106中算出的被检体的偏移量为基础，将步骤110中识别的目标位置转换为修正被检体偏移量后的坐标值的步骤115。以转换后的目标位置为基础，与第1实施方式相同，通过步骤120、130、140生成治疗状态的锥形束CT图像，进行精密的被检体定位。
如上所述，也可以将步骤130中生成的治疗状态的锥形束CT图像做为基础，从步骤106的被检体位置偏移量的计算上重新修改。这是用从步骤130返回至106的符号150表示的圆环。
在最初的被检体的位置偏移量的算出(粗定位)中，因为使用了经过三维重构的CT图像，所以呼吸移动的脏器模糊，以不移动的背骨等部位作为基准算出位置偏移量。但是，在步骤130中得到的治疗状态的锥形束CT图像在所有的脏器中没有模糊，能够更高精度地算出(粗定位)被检体的位置偏移量。如果粗定位位置与治疗计划更加一致，目标2是否进入照射许可区域的判断将更加正确。因此，能够得到更高精度的治疗状态的锥形束CT图像，使用该锥形束CT图像能够进行更加详细的患者定位。
Claims (6)
1.一种放射线治疗系统，具备：
支撑被检体的床；
围绕所述床的旋转支撑装置；
安装在所述旋转支撑装置上的治疗放射线照射装置；以及
以在所述被检体内的目标的位置满足动体追踪治疗的治疗放射线照射条件时向所述被检体照射放射线的方式，控制所述治疗放射线照射装置的治疗放射线控制装置，
该放射线治疗系统的特征在于，具备：
安装在所述旋转支撑装置上，一边旋转一边从多个方向向所述被检体照射X射线进行X射线摄影的X射线摄影装置；
根据由所述X射线摄影装置获得的X射线图像识别所述被检体内的目标的三维位置的目标识别装置；
从由所述X射线摄影装置获得的X射线图像中，选择由所述目标识别装置所识别的目标的位置满足所述动体追踪治疗的治疗放射线照射条件的图像进行图像重构，生成第1锥形束CT图像的第1CT图像生成装置；
根据由所述X射线摄影装置获得的X射线图像，不进行图像的选择，使用全部图像进行图像重构，生成第2锥形束CT图像的锥形束第2CT图像生成装置；
比较所述第2锥形束CT图像和治疗计划时的图像，求出所述被检体的位置偏移量的第1被检体位置偏移量确定装置；以及
根据由所述第1被检体位置偏移量确定装置求出的被检体的位置偏移量，对由所述目标识别装置所识别的目标的位置进行修正的第1目标位置修正装置，
所述第1CT图像生成装置，从由所述X射线摄影装置获得的X射线图像中，选择由所述第1目标位置修正装置修正后的目标的位置满足所述动体追踪治疗的治疗放射线照射条件的图像进行图像重构，生成所述第1锥形束CT图像。
2.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
针对多个位置设定所述治疗放射线照射条件，生成多个锥形束CT图像，所述锥形束CT图像通过选择目标位置满足各个条件的图像重构而成。
3.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
还具备被检体定位控制装置，该被检体定位控制装置测量写入了由所述第1CT图像生成装置所生成的所述第1锥形束CT图像内的目标与写入了治疗计划时的图像内的目标的位置偏移量，根据该位置偏移量移动所述床进行被检体的定位。
4.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
所述X射线摄影装置和所述目标识别装置，兼作用于所述动体追踪治疗的X射线摄影装置和目标识别装置，
所述治疗放射线控制装置根据由所述目标识别装置所识别的目标的位置照射动体追踪治疗的放射线。
5.根据权利要求1或4所述的放射线治疗系统，其特征在于，
所述目标识别装置，根据由所述X射线摄影装置获得的X射线图像通过图像识别处理，搜索所述目标或在所述目标附近所设置的代替标记，求出所述目标的三维坐标。
6.根据权利要求1所述的放射线治疗系统，其特征在于，
使用被检体表面上的标志或用所述X射线摄影装置透视的标记的位置，所述被检体在所述床上被预先粗定位，
所述X射线摄影装置获得被粗定位了的所述被检体的X射线图像。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160620 Address after: Tokyo, Japan, Japan Applicant after: Hitachi Ltd. Address before: Tokyo, Japan, Japan Applicant before: Hitachi Ltd. Applicant before: National University Corporation Hokkaido University |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |