CN104470583B - X射线定位装置、x射线定位方法及关注图像拍摄方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于获得一种X射线定位装置，在放射线治疗的患者定位时，能配合呼吸波形的状态高效地进行拍摄。根据本发明的X射线定位装置(20)，其特征在于，包括：X射线视频装置(3)，该X射线视频装置(3)生成第二X射线图像数据(data2)，该第二X射线图像数据(data2)将与患者(45)的呼吸信号(sig1)和第一X射线图像数据(data1)相关联；定位计算机(1)，该定位计算机(1)生成控制患者台(12)的患者台控制数据(cdata1)；以及拍摄触发生成装置(2)，该拍摄触发生成装置(2)向X射线管(6)输出拍摄触发信号(sig3)；拍摄触发生成装置(2)根据第一帧率(fr1)及比第一帧率(fr1)要高的第二帧率(fr2)来生成拍摄触发信号(sig3)；定位计算机(1)基于从以第二帧率(fr2)拍摄到的连续拍摄图像(29)中选出的一张X射线图像和基准图像，生成患者台控制数据(cdata1)。

Description

X射线定位装置、X射线定位方法及关注图像拍摄方法
技术领域
本发明涉及一种X射线定位装置，在采用X射线、γ射线、粒子射线等放射线对患者的患部进行照射来进行癌症治疗的放射线治疗装置中，使用X射线图像将患者定位在由治疗计划所计划的放射线的照射位置。
背景技术
近年来，以治疗癌症为目的的放射线治疗装置中，对采用质子或重离子等粒子射线的癌症治疗装置(特别是，被称为粒子射线治疗装置)进行了开发和建设。众所周知，与X射线、γ射线等以往的放射线治疗相比，采用粒子射线的粒子射线治疗能集中地照射癌症患部，即，能根据患部的形状精确照射粒子射线，能在不影响正常细胞的情况下进行治疗。
对肺、肝脏等伴随着呼吸性移动的患部进行照射的情况下，使用呼吸检测器的呼吸检测信号，与呼吸同步地照射带电粒子束，即进行呼吸同步照射。例如，专利文献1中公开了一种粒子射线照射装置，根据呼吸检测器检测出的体表位置生成许可辐射带电粒子束的呼吸门控信号，基于该呼吸门控信号，控制同步加速器或射束输送装置。另外，专利文献2公开了一种放射线治疗系统，包括两种观测装置，一种为外部观测装置(X射线透视装置)，该外部观测装置对身体的变形或呼吸量等能从体外测量到的呼吸信号进行观测，另一种为内部观测装置，该内部观测装置基于治疗对象、骨骼、横膈膜位置或埋入体内的标记等体内构造的位置信息来观测呼吸相位，该放射线治疗系统通过仅利用呼吸同步照射所需的呼吸相位来进行X射线透视图像的拍摄，从而以少量的X射线辐射量实现高精度的呼吸同步照射。
对粒子射线治疗而言重要的是将粒子射线高精度地照射至癌症等患部，而与呼吸同步照射是否实施无关。为此，在进行粒子射线治疗时用固定件等固定患者，使患者相对于治疗室(照射室)的治疗台(患者台)的位置不偏离。为了在放射线照射范围内对癌症等患部高精度地进行定位，而利用激光指示器等对患者进行初步定位等的设定，接着采用X射线图像等对患者的患部进行精密定位。
然后，为了对肺、肝脏等伴随着呼吸性移动的患部进行高精度的定位，需要基于X射线拍摄装置所输出的连续拍摄图像和呼吸检测装置所输出的呼吸波形，在呼吸性移动患部的位置比较安定的时刻，例如吐气的时刻获取X射线图像，用来对患者定位。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-63725号公报(第0067～0072段，图3)
专利文献2：日本专利特开2010-154874号公报(第0012～0015段，图1～图4)
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1的粒子射线照射装置中，虽然基于根据呼吸检测器所检测到的体表位置生成的呼吸门控信号，来控制同步加速器或射束输送装置，但将患者固定在治疗台上之后，若无法进行高精度的定位，则无法进行高精度的放射线治疗。另外，专利文献2的放射线治疗系统中，通过仅利用呼吸同步照射所需的呼吸相位来进行X射线透视图像的拍摄，从而以少量的X射线辐射量来实现高精度的呼吸同步照射，但如上所述，将患者固定在治疗台上之后，若无法进行高精度的定位，则无法进行高精度的放射线治疗。
在进行呼吸同步照射的情况下将患者固定在治疗台上对患者进行定位时，也能使用呼吸检测器。该情况下容易考虑采用对X射线图像追加记录呼吸信息的功能，但对X射线图像追加记录呼吸信息的功能对于寻找呼吸性移动患部位置比较安定的时刻而言不是必须的功能。因此，仅利用对X射线图像追加记录呼吸信息的功能无法根据呼吸波形的状态来高效地进行拍摄。
本发明的目的在于获得一种X射线定位装置，在对放射线治疗的患者进行定位时，能根据呼吸波形的状态来高效地进行拍摄。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的X射线决定装置，包括：X射线视频装置，该X射线视频装置获取对由X射线管辐射出的X射线进行检测的X射线检测器所输出的第一X射线图像数据，并生成第二X射线图像数据，该第二X射线图像数据将与患者的呼吸相关的呼吸信号和第一X射线图像数据相关联；定位计算机，该定位计算机对第二X射线图像数据中的患部和作为定位基准的基准图像中的患部进行核对，来计算体位修正量，以与治疗计划的姿势匹配，并生成控制患者台的患者台控制数据；以及拍摄触发生成装置，该拍摄触发生成装置基于第一X射线图像数据中的包含连续拍摄图像的拍摄条件在内的帧率控制信号及呼吸信号，向X射线管输出与多个帧率相对应地来辐射出X射线的拍摄触发信号。其特征在于，拍摄触发生成装置根据第一帧率及比第一帧率要高的第二帧率来生成拍摄触发信号，定位计算机基于从以第二X射线图像数据中的第二帧率拍摄到的连续拍摄图像中选出的一张X射线图像和基准图像，来生成患者台控制数据。
发明效果
本发明所涉及的X射线定位装置基于包含了连续拍摄图像的拍摄条件的帧率控制信号及呼吸信号，并生成与多个帧率相对应地辐射X射线的拍摄触发信号，因此在放射线治疗的患者定位时，能根据呼吸波形的状态来高效地进行拍摄。
附图说明
图1是示出了本发明的X射线定位装置的结构及呼吸同步照射系统的概要结构的图。
图2是适用本发明的粒子射线治疗装置的概要结构图。
图3是示出了图1及图2的粒子射线照射装置的结构的图。
图4是示出了图1的拍摄触发生成装置的结构的图。
图5是对本发明的实施方式1中帧率变更例进行说明的图。
图6是对本发明的实施方式2中帧率变更例进行说明的图。
图7是对本发明的实施方式3中帧率变更例进行说明的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是示出了本发明的X射线定位装置的结构及呼吸同步照射系统的概要结构的图。图2是适用本发明的粒子射线治疗装置的概要结构图，图3是示出了图1及图2的粒子射线照射装置的结构的图。图4是示出了本发明的拍摄触发生成装置的结构的图。呼吸同步照射系统包括X射线定位装置20、粒子射线照射装置58、搭载患者45的患者台12、呼吸传感器8、感应放大器9、X射线管6、X射线检测器7、呼吸同步信号生成器10、控制计算机14、IF(Interface：接口)单元11以及连接控制计算机14的监视器4b和输入器5b。X射线定位装置20包括定位计算机1、拍摄触发生成装置2、连接定位计算机1的监视器4a和输入器5a、以及X射线视频装置3。呼吸同步信号生成器10包括波形生成器15、IF转换器16以及开关13。拍摄触发生成装置2包括输入部21、波形判定部22、关注期间提取部23及拍摄触发生成部24。
进行放射线治疗时，用固定件等(未图示)固定患者45，使患者45相对于照射室19的患者台12的位置不偏离。为了在放射线照射范围内对癌症等患部48进行高精度的定位，利用激光笔等对患者进行初步定位。接着使用X射线定位装置20对患者45的患部48进行精密定位。
进行精密定位时，X射线定位装置20使呼吸传感器8所检测到的患者45的呼吸信息经由感应放大器9、呼吸同步信号生成器10及IF单元11，从而获取呼吸信号sig1。呼吸信号sig1是与患者45的呼吸相关的信号。感应放大器9对患者45的呼吸信息进行放大，呼吸同步信号生成器10将模拟信号的呼吸信息生成为数字信号的呼吸信号sig1。IF单元11向X射线定位装置20、下文所述的照射管理装置38等输出呼吸信号sig1、呼吸同步照射时的同步信号sig4及互锁信号sig5。
呼吸传感器8考虑为如下内容。例如考虑有如下方式：由流量传感器检测呼气的流动，由热敏电阻或红外线摄像头采用图像处理测量吸气所伴随的鼻腔附近的温度变化，由位置传感器(position sensitive detector)检测安装在腹部的激光光源来检测患者45腹部的运动，通过激光位移计使患者45腹部的活动信号化。
X射线定位装置20参照由X射线检测器7对从X射线管6辐射的X射线进行检测并拍摄到的X射线图像中的患者45的患部48的位置、以及治疗计划用的CT图像等中的定位用基准图像中的患者45的患部48的位置，来计算体位修正量，以使得与治疗计划的姿势匹配，并对患者台12输出体位修正量即患者台控制数据cdata1。X射线定位装置20通过体位修正量即患者台控制数据cdata1控制患者台12，进行对准以使得治疗时的患部48到达放射线治疗的射束照射中心。利用呼吸信号sig1的定位方法在下文进行叙述。
图2是适用本发明的粒子射线治疗装置的概要结构图，图3是示出了图1及图2的粒子射线照射装置的结构的图。图2中，粒子射线治疗装置51包括：射束发生装置52、射束传输系统59、以及粒子射线照射装置58a、58b。射束发生装置52具有：离子源(未图示)、前级加速器53、以及带电粒子加速器54。粒子射线照射装置58b设置于旋转机架(未图示)上。粒子射线照射装置58a设置于不具有旋转机架的照射室内。射束传输系统59的作用是连接带电粒子加速器54和粒子射线照射装置58a、58b。射束传输系统59的一部分设置于旋转机架(未图示)上，并且在该部分上具有多个偏转电磁铁55a、55b、55c。
由离子源产生的质子射线等粒子射线即带电粒子束由前级加速器53进行加速，并从入射装置46入射到带电粒子加速器54中。带电粒子加速器54例如是同步加速器。带电粒子束被加速至规定能量为止。从带电粒子加速器54的射出装置47射出的带电粒子束经过射束传输系统59而输送给粒子射线照射装置58a、58b。粒子射线照射装置58a、58b将带电粒子束照射到患者45的患部48。粒子射线照射装置的标号统一使用58、在区别说明时使用58a、58b。
由射束发生装置52产生的、被加速至规定能量的带电粒子束31经过射束传输系统59，被引导至粒子射线照射装置58。图3中，粒子射线照射装置58包括：X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33，该X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33在与带电粒子束31垂直的方向即X方向及Y方向上对带电粒子束31进行扫描；位置监视器34；剂量监视器35；剂量数据转换器36；射束数据处理装置41；扫描电磁铁电源37；照射管理装置38，该照射管理装置38控制粒子射线照射装置58。照射管理装置38包括照射控制计算机39及照射控制装置40。剂量数据转换器36包括触发生成部42、点计数器43及点间计数器44。另外，带电粒子束31的前进方向为-Z方向。
X方向扫描电磁铁32是在X方向上对带电粒子束31进行扫描的扫描电磁铁；而Y方向扫描电磁铁33是在Y方向上对带电粒子束31进行扫描的扫描电磁铁。位置监视器34检测出射束信息，该射束信息用于计算由X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33扫描的带电粒子束31所通过的射束中的通过位置(重心位置)、尺寸。射束数据处理装置41基于由位置监视器34检测出的由多个模拟信号(射束信息)构成的射束信息来计算带电粒子束31的通过位置(重心位置)、尺寸。并且，射束数据处理装置41生成表示带电粒子束31的位置异常或尺寸异常的异常检测信号，并将该异常检测信号输出至照射管理装置38。
剂量监视器35检测带电粒子束31的剂量。照射管理装置38基于由未图示的治疗计划装置生成的治疗计划数据、来控制患者45的患部48上的带电粒子束31的照射位置，并且在由剂量监视器35所测定到的、被剂量数据转换器36转换成数字数据的剂量达到目标剂量的情况下，停止带电粒子束31。扫描电磁铁电源37基于从照射管理装置38输出的对X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33的控制输入(指令)，来改变X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33的设定电流。
这里，使粒子射线照射装置58的扫描照射方式为改变带电粒子束31的照射位置时不停止带电粒子束31的光栅扫描照射方式，即像点扫描照射方式那样，依次在点位置之间移动射束照射位置的方式。点计数器43是测量带电粒子束31的射束照射位置停留期间内的照射剂量的装置。点间计数器44是测量带电粒子束31的射束照射位置移动期间内的照射剂量的装置。触发生成部42是在射束照射位置上的带电粒子束31的剂量达到目标照射剂量时生成剂量已满信号的装置。
对利用呼吸信号sig1定位的方法进行说明。图5是对本发明的实施方式1中帧率变更例进行说明的图。图5中只记载了一个周期的呼吸信号sig1的呼吸波形26。横轴为时间，纵轴为振幅。呼吸波形26上的黑点是在一定的采样周期中检测到的收集数据27。呼吸波形26是对多个收集数据27补全后的曲线。另外，虽然实际的呼吸波形26与图5所示的正弦波不同，但以正弦波为例进行说明。呼吸波形26的一个周期的时间是从时刻t0到时刻t4为止的时间。呼吸波形26的振幅较高的部分表示患者45在吸气的状态，呼吸波形26的振幅较低的部分表示患者45在吐气的状态。
X射线定位装置20的X射线视频装置3在拍摄期间Tp中获取X射线图像数据data1。图5中，拍摄期间Tp是从时刻t1到时刻t3为止的期间。X射线图像数据data1包含以多个帧率拍摄到的连续拍摄图像。图5示出了在两个帧率之间变更的例子。X射线图像数据data1在时刻t1到时刻t2中由帧率fr1的连续拍摄图像28构成，在时刻t2到时刻t3中由比帧率fr1要高的帧率fr2的连续拍摄图像29构成。实施方式1是采用患者45在吐气的状态中呼吸波形26的平坦期间的X射线图像数据data1来进行定位的例子。从时刻t2到时刻t3的期间是变更帧率的关注期间Ts。
X射线定位装置20按照由键盘或鼠标等输入器5a指定的拍摄期间Tp、帧率fr1、fr2以及帧率变更时刻t2或关注期间Ts等摄影条件，开始进行对患部48的X射线图像拍摄。定位计算机1向拍摄触发生成装置2输出包含拍摄期间Tp、帧率fr1、fr2以及帧率变更时刻t2或关注期间Ts等拍摄条件在内的帧率控制信号sig2。拍摄触发生成装置2施行拍摄触发生成步骤。拍摄触发生成装置2基于从IF单元11输入的呼吸信号sig1和帧率控制信号sig2，向X射线管6输出拍摄触发信号sig3。拍摄开始时刻t1、帧率变更时刻t2以及拍摄结束时刻t3是以呼吸波形26的一个周期为基准的时刻。
每当拍摄触发生成装置2向X射线管6输入拍摄触发信号sig3时，X射线管6辐射X射线。X射线检测器7检测通过患者45的X射线，向X射线视频装置3输出X射线图像数据data1。X射线视频装置3施行定位图像数据生成步骤。X射线视频装置3获取来自X射线检测器7的X射线图像数据data1，基于从IF单元11输入的呼吸信号sig1和从拍摄触发生成装置2输入的拍摄触发信号sig3，将关联有呼吸波形26的时刻和X射线图像的拍摄时刻的X射线图像数据data2保存在内置的存储器等中。若拍摄期间Tp的X射线图像拍摄结束，则X射线视频装置3向定位计算机1输出X射线图像数据data2。
定位计算机1施行患者台控制数据生成步骤。定位计算机1获取X射线图像数据data2。定位计算机1从X射线图像数据data2中选择出与治疗计划用的CT图像数据等的定位用的基准图像的患者45的患部48的状态(位置，大小等)最接近的一张X射线图像。定位计算机1对选择出的X射线图像中的患者45的患部48的位置、以及基准图像的患者45的患部48进行核对，来计算体位修正量，以与治疗计划的姿势匹配，并向患者台12输出体位修正量即患者台控制数据cdata1。患者台控制数据cdata1例如是包含平移三轴[ΔX、ΔY、ΔZ]及旋转三轴[ΔA、ΔB、ΔC]的合计六个自由度的患者台控制数据。患者台12依据患者台控制数据cdata1，驱动平移三轴的电动机或旋转三轴的电动机。像这样，X射线定位装置20计算与治疗计划匹配的体位修正量，并进行对准以使得治疗时的患部48到达放射线治疗的光束照射中心(等中心)。
定位结束后，使带电粒子束31与患者的呼吸状态同步，来对患者45的患部48进行呼吸同步照射。呼吸同步照射时，X射线管6及X射线检测器7从拍摄位置移动以使得放射线照射不被影响。呼吸同步信号生成器10基于由呼吸传感器8检测到、且由感应放大器9放大后的患者45的呼吸信号、以及从定位计算机1获取的可视为对准结束后的患部48的状态的可照射期间信息sig6,来生成同步信号sig4。
互锁信号sig5是通过开关13的切换(开关)、由IF转换器16生成的。例如，开关13为接通状态时，则允许照射即互锁解除，开关13为截止状态时，则不可照射即变为互锁动作。呼吸同步照射时，向控制计算机14发送呼吸信号sig1，控制计算机14控制监视器4b显示呼吸波形26、同步信号sig4及互锁信号sig5的波形等。另外，与控制计算机14相连接的监视器4b和输入器5b以及开关13设置在管理区域外的照射控制室内。
实施方式1的X射线定位装置20在患者定位时，从呼吸波形26提取出所需的期间(拍摄期间Tp)，能得到X射线图像连续拍摄的帧率可变的连续拍摄图像(动画)。适合患者定位的期间是患者45的患部48呈静止状态或接近静止状态的几乎静止状态的几乎静止期间。该几乎静止期间是能进行呼吸同步照射的期间，针对该几乎静止期间中患者45的患部48的状态生成治疗计划。
拍摄触发生成装置2通过输入部21获取呼吸信号sig1和帧率控制信号sig2。拍摄触发生成装置2例如将形成呼吸波形26的收集数据27进行双线性变换，对呼吸信号sig1中的呼吸波形26是否为规定状态进行判定。具体而言，邻接数据间的振幅差在规定的小范围内的情况下，拍摄触发生成装置2判定呼吸波形26为平坦。该呼吸波形26中平坦期间的判定由波形判定部22进行。实施方式1中，由于提取出患者45吐气时的几乎静止期间，因此将在呼吸波形26的振幅接近下限值的期间，且判定为呼吸波形26平坦的期间提取出，以作为关注期间Ts。基于波形判定部22的判定结果和呼吸信号sig1及帧率控制信号sig2，由关注期间提取部23来提取出该关注期间Ts。
在呼吸信号sig1为拍摄期间Tp且关注期间Ts以外的波形信号的情况下，拍摄触发生成部24基于关注期间提取部23的提取结果，来输出与较低的帧率fr1相对应的拍摄触发信号sig3。另外，在呼吸信号sig1为拍摄期间Tp且为关注期间Ts的波形信号的情况下，拍摄触发生成部24输出与比帧率fr1要高的帧率fr2相对应的拍摄触发信号sig3。
如上所述，实施方式1的X射线定位装置20由于在患者定位时能得到X射线图像的连续拍摄的帧率可变的连续拍摄图像(动画)，因此通过在操作者特别想提取的关注期间Ts内进行细致地拍摄，而在拍摄期间Tp中的其它期间内以标准程度的帧率进行拍摄，从而与以往以一定帧率进行拍摄的方法相比，能减小X射线视频装置3或定位计算机1中的图像处理量、储存量。由此，与以往以一定帧率进行拍摄的方法相比，实施方式1的X射线定位装置20能高效率地拍摄X射线图像。
另外，实施方式1的X射线定位装置20在呼吸波形26为平坦的期间，即图5的关注期间Ts中通过提高帧率来细致地拍摄X射线图像，从而能对多个X射线图像详细地验证与对准用的基准图像相一致的一致点，因此提高了对准的精度。
实施方式1的X射线定位装置20在呼吸波形26所需的期间，例如比一个周期短的拍摄期间Tp中，通过高效地拍摄X射线图像，从而能抑制对患者45来说不必要的X射线辐射量。另外，由于实施方式1的X射线定位装置20与在呼吸波形26的振幅超过阈值时开始拍摄的现有方法不同，在关注期间Ts以外也以较低的帧率fr2可靠地拍摄X射线图像，因此不会引起以往的方法中可能产生的长时间未拍摄。进一步地，实施方式1的X射线定位装置20不再需要为消除产生长时间未拍摄而进行的呼吸传感器的位置调整或阈值调整等以往必须的工作，能缩短对准的工作时间，实现工作时间的效率化。
根据实施方式1中的X射线定位装置20，其特征在于，包括：X射线视频装置3，该X射线视频装置3获取对由X射线管6辐射的X射线进行检测的X射线检测器7所输出的第一X射线图像数据data1，并生成第二X射线图像数据data2，该第二X射线图像数据data2将与患者45的呼吸相关的呼吸信号sig1和第一X射线图像数据data1进行关联；定位计算机1，该定位计算机1对第二X射线图像数据data2中的患部48和作为定位基准的基准图像中的患部48进行核对，来计算出与治疗计划的姿势相匹配的体位修正量，并生成控制患者台12的患者台控制数据cdata1；以及拍摄触发生成装置2，该拍摄触发生成装置2基于第一X射线图像数据data1中包含连续拍摄图像28、29的拍摄条件在内的帧率控制信号sig2及呼吸信号sig1，向X射线管6输出与多个帧率相对应地辐射出X射线的拍摄触发信号sig3，拍摄触发生成装置2根据第一帧率fr1及比第一帧率fr1要高的第二帧率fr2来生成拍摄触发信号sig3，定位计算机1基于从以第二X射线图像数据data2中的第二帧率fr2来拍摄到的连续拍摄图像29中选出的一张X射线图像和基准图像，生成患者台控制数据cdata1。实施方式1中的X射线定位装置20由于具有上述特征，因此能基于包含连续拍摄图像28、29的拍摄条件在内的帧率控制信号sig2以及呼吸信号sig1，生成与多个帧率fr1、fr2相对应地辐射出X射线的拍摄触发信号sig3，在放射线治疗的患者定位时，能根据呼吸波形26的状态高效地进行拍摄。
根据实施方式1中的X射线定位方法，其特征在于，包含：定位图像生成步骤，该定位图像生成步骤获取对由X射线管6辐射出的X射线进行检测的X射线检测器7所输出的第一X射线图像数据data1，并生成第二X射线图像数据data2，该第二X射线图像数据data2将与患者45的呼吸相关的呼吸信号sig1和第一X射线图像数据data1相关联；患者台控制数据生成步骤，该患者台控制数据生成步骤对第二X射线图像数据data2中的患部48和作为定位基准的基准图像中的患部48进行核对，来计算体位修正量，以与治疗计划的姿势匹配，并生成控制患者台12的患者台控制数据cdata1；拍摄触发生成步骤，该拍摄触发生成步骤基于第一X射线图像数据data1中的包含连续拍摄图像28、29的拍摄条件在内的帧率控制信号sig2、及呼吸信号sig1，向X射线管6输出与多个帧率fr1、fr2相对应地辐射出X射线的拍摄触发信号sig3，拍摄触发生成步骤中，根据第一帧率fr1及比第一帧率fr1要高的第二帧率fr2来生成拍摄触发信号sig3，患者台控制数据生成步骤中，基于从以第二X射线图像数据data2中的第二帧率fr2拍摄到的连续拍摄图像29中选出的一张X射线图像和基准图像，来生成患者台控制数据cdata1。实施方式1中的X射线定位方法由于具有上述特征，因此能基于包含连续拍摄图像28、29的拍摄条件在内的帧率控制信号sig2以及呼吸信号sig1，生成与多个帧率fr1、fr2相对应地辐射出X射线的拍摄触发信号sig3，在放射线治疗的患者定位时，能根据呼吸波形26的状态高效地进行拍摄。
实施方式2
图6是对本发明的实施方式2中帧率变更例进行说明的图。实施方式2是采用患者45在吸气的状态中呼吸波形26平坦的期间的X射线图像数据data1来进行定位的例子。即，实施方式2的X射线定位装置20将患者45吸气的状态下的呼吸波形26的平坦期间作为关注期间Ts。图6中只记载了一个周期(时刻t0到时刻t4)的呼吸信号sig1的呼吸波形26。图6示出了在两个帧率之间进行变更的例子。图6中，拍摄期间Tp是从时刻t0到时刻t3为止的期间。X射线图像数据data1在时刻t0到时刻t1以及时刻t2到时刻t3中，由帧率fr1的连续拍摄图像28构成，在时刻t1到时刻t2中，由比帧率fr1要高的帧率fr2的连续拍摄图像29构成。关注期间Ts为时刻t1到时刻t2为止的期间。实施方式2中定位用的基准图像是患者45在吸气状态中的图像。
实施方式2的X射线定位装置20能得到与实施方式1同样的效果，在放射线治疗的患者定位时，能根据呼吸波形26的状态来高效地进行拍摄。依据患者45的患部48的不同，患者45吸气的状态可能比患者45吐气的状态下几乎静止状态的时间更长。患者45吸气的状态下几乎静止状态较长的情况下，实施方式2的X射线定位装置20比实施方式1的在患者45吐气的状态下设定关注期间Ts，能更加提高对准精度。另外，由于几乎静止状态较长，因此能缩短进行呼吸同步治疗的治疗时间。
实施方式3.
图7是对本发明的实施方式3中帧率变更例进行说明的图。实施方式3中是将关注期间Ts设定在呼吸波形26的变化剧烈处的例子。实施方式3中，对患者45的患部48制作治疗计划时，拍摄出患部48的连续拍摄图像以作为关注图像。图7中只记载了一个周期(时刻t0到时刻t5)的呼吸信号sig1的呼吸波形26。图7示出了在两个帧率之间变更的例子。图7中，拍摄期间Tp是从时刻t1到时刻t4为止的期间。X射线图像数据data1在时刻t1到时刻t2以及时刻t3到时刻t4中，由帧率fr1的连续拍摄图像28构成，在时刻t2到时刻t3中由比帧率fr1要高的帧率fr2的连续拍摄图像29构成。关注期间Ts为时刻t2到时刻t3为止的期间。
一般，肺、肝脏等伴随呼吸性移动的患部48在呼吸波形26的变化剧烈处移动速度变快。若将关注期间Ts设定在呼吸波形26的变化剧烈处，则能得到相对于活动模糊较小的图像，能详细地掌握脏器的活动。能以比固定帧率进行拍摄的情况要少的X射线辐射量详细地掌握脏器的活动。通过详细掌握脏器的活动，从而在制作治疗计划的基础上，能避开健康的脏器，适当设定照射患部48的方向或进行呼吸同步照射的照射期间。另外，在对患者45的患部48制作治疗计划以外的时期，也可拍摄患部48的连续拍摄图像以作为关注图像。
根据实施方式3中的关注图像拍摄方法，其特征在于，包含：拍摄触发信号生成步骤，该拍摄触发信号生成步骤判定呼吸信号sig1中波形剧烈变化的剧烈期间，根据比第一帧率fr1要高的第三帧率(帧率fr2)来生成拍摄触发信号sig3；关注期间提取步骤，该关注期间提取步骤判定呼吸信号sig1中是否是波形剧烈变化的剧烈期间，提取剧烈期间以作为关注期间Ts；关注图像数据生成步骤，该关注图像数据生成步骤通过X射线视频装置3获取第一X射线图像数据data1，生成第二X射线图像数据data2，该第二X射线图像数据data2将呼吸信号sig1和第一X射线图像数据data1相关联。实施方式3中的关注图像拍摄方法由于具有上述特征，因此在制作治疗计划的情况中，能避开健康的脏器，适当设定对患部48进行照射的方向、进行呼吸同步照射的照射期间。
另外，本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。
标号说明
1 定位计算机
2 拍摄触发生成装置
3 X射线视频装置
6 X射线管
7 X射线检测器
12 患者台
20 X射线定位装置
22 波形判定部
23 关注期间提取部
24 拍摄触发生成部
28、29 连续拍摄图像
45 患者
48 患部
sig1 呼吸信号
sig2 帧率控制信号
sig3 拍摄触发信号
fr1、fr2 帧率
data1、data2 X射线图像数据
cdata1 患者台控制数据
Tp 拍摄期间
Ts 关注期间

Claims (6)

1.一种X射线定位装置，采用X射线图像来控制患者台，将患者的患部定位在治疗计划所计划的放射线的照射位置，其特征在于，包括：
X射线视频装置，该X射线视频装置获取对由X射线管辐射出的X射线进行检测的X射线检测器所输出的第一X射线图像数据，生成第二X射线图像数据，该第二X射线图像数据将与所述患者的呼吸相关的呼吸信号和所述第一X射线图像数据相关联；
定位计算机，该定位计算机对所述第二X射线图像数据中的患部和作为定位基准的基准图像中的患部进行核对，来计算体位修正量，以与所述治疗计划的姿势匹配，并生成控制所述患者台的患者台控制数据；以及
拍摄触发生成装置，该拍摄触发生成装置基于所述第一X射线图像数据中的包含连续拍摄图像的拍摄条件在内的帧率控制信号、及所述呼吸信号，向所述X射线管输出与多个帧率相对应地辐射出X射线的拍摄触发信号；
所述拍摄触发生成装置根据第一帧率及比所述第一帧率要高的第二帧率生成所述拍摄触发信号，
所述定位计算机基于从以第二X射线图像数据中的所述第二帧率拍摄到的所述连续拍摄图像中选出的一张所述X射线图像和所述基准图像，生成所述患者台控制数据。
2.如权利要求1所述的X射线定位装置，其特征在于，
所述拍摄触发生成装置，包括：
波形判定部，该波形判定部判定所述呼吸信号中波形是否为规定的状态；
关注期间提取部，该关注期间提取部基于所述波形判定部所判定的判定结果，提取出以所述第二帧率拍摄出所述连续拍摄图像的期间即关注期间；以及
拍摄触发生成部，该拍摄触发生成部基于所述帧率控制信号中的拍摄期间和所述关注期间，输出所述拍摄触发信号。
3.如权利要求2所述的X射线定位装置，其特征在于，
所述波形判定部判断是否是所述呼吸信号中波形收敛在规定的小范围内的期间即平坦期间，
所述关注期间提取部提取出所述波形判定部所判定的所述平坦期间内、且所述呼吸信号的振幅接近下限值的期间，以作为所述关注期间。
4.如权利要求2所述的X射线定位装置，其特征在于，
所述波形判定部判定是否是所述呼吸信号中波形收敛在规定的小范围内的期间即平坦期间，
所述关注期间提取部提取出所述波形判定部所判定的所述平坦期间内、且所述呼吸信号的振幅接近上限值的期间，以作为所述关注期间。
5.一种X射线定位方法，采用X射线图像控制患者台，将患者的患部定位在治疗计划所计划的放射线的照射位置，其特征在于，包括：
定位图像数据生成步骤，该定位图像数据生成步骤获取对由X射线管辐射出的X射线进行检测的X射线检测器所输出的第一X射线图像数据，生成第二X射线图像数据，该第二X射线图像数据将与所述患者的呼吸相关的呼吸信号和所述第一X射线图像数据相关联；
患者台控制数据生成步骤，该患者台控制数据生成步骤对所述第二X射线图像数据中的患部和定位基准即基准图像中的患部进行核对，计算体位修正量，以与所述治疗计划的姿势匹配，并生成控制所述患者台的患者台控制数据；以及
拍摄触发生成步骤，该拍摄触发生成步骤基于所述第一X射线图像数据中的包含连续拍摄图像的拍摄条件在内的帧率控制信号、及所述呼吸信号，向所述X射线管输出与多个帧率相对应地辐射出X射线的拍摄触发信号，
所述拍摄触发生成步骤中根据第一帧率及比所述第一帧率要高的第二帧率生成所述拍摄触发信号，
所述患者台控制数据生成步骤中，基于从以所述第二X射线图像数据中的所述第二帧率拍摄到的所述连续拍摄图像中选出的一张所述X射线图像和所述基准图像，生成所述患者台控制数据。
6.一种关注图像拍摄方法，采用如权利要求1至4中任一项所述的X射线定位装置，拍摄所述患部的所述连续拍摄图像，其特征在于，包含：
拍摄触发信号生成步骤，该拍摄触发信号生成步骤判定所述呼吸信号中波形剧烈变化的剧烈期间，根据比所述第一帧率要高的第二帧率生成所述拍摄触发信号；
关注期间提取步骤，该关注期间提取步骤判定是否为所述呼吸信号中波形剧烈变化的剧烈期间，提取所述剧烈期间以作为以所述第二帧率拍摄所述连续拍摄图像的期间即所述关注期间；以及
关注图像数据生成步骤，该关注图像数据生成步骤通过所述X射线视频装置获取第一X射线图像数据，生成第二X射线图像数据，该第二X射线图像数据将所述呼吸信号和所述第一X射线图像数据相关联。
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