CN111729210B - 移动体追踪装置及方法、放射线治疗系统、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有助于缩短治疗时间的移动体追踪装置和具备该移动体追踪装置的放射线治疗系统、以及程序、以及移动体的追踪方法。本发明具备：从至少两个以上方向获取包含目标(2)的透视图像的透视装置；根据由透视装置获取的透视图像求出目标(2)的位置的移动体追踪控制装置(30A)，移动体追踪控制装置(30A)根据包含目标(2)的CT图像制作模拟透视图像，根据模拟透视图像制作包含目标(2)的二维区域作为样板，将至少两个以上的透视图像的每一个透视图像与样板进行匹配，根据多个匹配结果求出目标(2)的三维位置。

Description

移动体追踪装置及方法、放射线治疗系统、存储介质

技术领域

本发明涉及一种适用于识别目标的位置并控制照射的放射线治疗系统的移动体追踪装置、移动体追踪用程序以及移动体的追踪方法。

背景技术

在专利文献1中记载有针对因人体的呼吸而位置周期性变化的肿瘤等治疗对象部分高精度地照射治疗用放射线束的放射线治疗系统。在专利文献1中，具备人体内拍摄装置和治疗用放射线束照射装置，在对人体内的肿瘤等治疗对象部分进行治疗时，通过人体内拍摄装置经时性地生成人体的内部的透视图像，在该经时性生成的透视图像的图像信息与预先生成的确定的呼吸相位中的基准透视图像的图像信息大致一致时，通过治疗用放射线束照射装置对人体内的治疗对象部分照射治疗用放射线束。

专利文献1：日本特开2008－154861号公报

在对体内的目标照射治疗放射线的放射线治疗中，为了向目标精确地照射治疗放射线，需要应对因呼吸等产生的目标的移动。

作为应对移动的方法，已知一种实时拍摄X射线透视图像，根据拍摄到的图像求出目标的位置，根据求出的目标位置控制治疗放射线的方法，例如专利文献1中记载的方法。

在专利文献1中，在治疗前拍摄照射治疗放射线的状态的三维CT图像，根据CT图像制作投影图像，当在治疗中拍摄到的X射线透视图像与投影图像一致时，照射治疗放射线。由此，由于仅在目标处于应照射治疗放射线的位置时照射治疗放射线，因而能够精确对目标照射治疗放射线。

另外，在专利文献1的方法中，也能够适用于难以在X射线透视图像中视觉识别目标的情况。在专利文献1中，由于在治疗紧前拍摄三维CT图像，因而能够期待目标和周边构造之间的位置关系在CT图像拍摄时和治疗中一致。因此，即使在投影图像和X射线透视图像两者中难以视觉识别目标的状态下，也能够期待在周边构造一致时目标位置也一致。

在X射线装置图像中，由于难以视觉识别肿瘤，因而刺入标记等来进行可视化。对此，若使用上述方法，则能够以无标记的方式来决定肿瘤位置。

在此，在专利文献1记载的技术中，通过投影图像和X射线透视图像的一致度来判断目标是否处于应照射的位置。因此，在完全一致时能够判断为一致，但是存在不具有当目标移动而产生了偏差时知晓图像的一致度下降多少的手段的问题。

另外，相反地，由于不具有在图像的一致度降低时知晓目标偏差多少的手段，因而为了精确地向目标照射治疗放射线，需要将一致度的容许幅度设置的较窄，以使目标的偏差变得极小。然而，该情况下，在呼吸周期中能够照射治疗放射线的定时变得极小，需要在许多的呼吸周期进行照射。即，存在治疗时间变长的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有助于缩短治疗时间的移动体追踪装置和具备该移动体追踪装置的放射线治疗系统、以及移动体追踪用程序、移动体的追踪方法。

本发明含有多个解决上述课题的手段，举其中一例，移动体追踪装置求出目标的三维位置并追踪其运动，该移动体追踪装置具备：从至少两个以上方向获取包含所述目标的透视图像的透视装置；以及根据由所述透视装置获取的所述透视图像来求出所述目标的位置的移动体追踪控制装置，所述移动体追踪控制装置根据包含所述目标的CT图像来制作模拟透视图像，根据所述模拟透视图像来制作包含所述目标的二维区域作为样板，将至少两个以上的所述透视图像的每一个透视图像与所述样板进行匹配，并根据多个所述匹配的结果来求出所述目标的三维位置。

根据本发明，能够有助于缩短治疗时间。通过以下的实施方式的说明来明确上述以外的课题、结构以及效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的放射线治疗系统或移动体追踪装置的概略结构的图。

图2是说明实施方式的移动体追踪装置进行的二维样板制作处理的流程的流程图。

图3是说明实施方式的移动体追踪装置的二维样板制作的概要的图。

图4是说明实施方式的移动体追踪装置的二维样板制作的概要的图。

图5是说明实施方式的移动体追踪装置进行的二维样板制作处理的另外一例的流程的流程图。

图6是实施方式的移动体追踪装置获取透视图像的概念图。

图7是实施方式的移动体追踪装置通过透视图像来计算目标的位置的概略图。

图8是表示包含实施方式的移动体的追踪方法的放射线治疗系统进行的放射线的处理顺序的流程图。

附图标记说：

1-被检测体；

2-目标；

3A、3D-周边构造；

3B、3C-周边构造(追踪周边构造)；

4-共通垂线；

10A、10B-X射线管(透视装置)；

11A、11B-检测器(透视装置)；

20-CT拍摄装置；

30-移动体追踪装置；

30A-移动体追踪控制装置；

31-X射线拍摄装置(透视装置)；

32-二维匹配装置；

33-三维位置检测装置；

34-样板制作装置；

40-照射控制装置；

50-治疗放射线照射装置(照射装置)；

60-床；

100-放射线治疗系统。

具体实施方式

使用图1至图8，说明本发明的移动体追踪装置和具备移动体追踪装置的放射线治疗系统、程序以及移动体的追踪方法的实施方式。

首先，使用图1说明放射线治疗系统100的整体结构。图1是表示本实施方式中的放射线治疗系统的概略结构的图。

在图1中，放射线治疗系统100是用于对患者(以下，记载为被检测体1)内的患部(以下，记载为目标2)照射治疗放射线的装置。在所使用的治疗放射线中例如具有由碳等重粒子或质子等构成的粒子束、治疗X射线、治疗γ射线、治疗电子束等。在以下的说明中，对使用粒子束作为治疗放射线的情况进行说明。

另外，在本发明中，在被检测体1内，并未对被检测体1事先埋入为了追踪目标2的追踪用的标记。

该放射线治疗系统100具备：能够进行被检测体1的定位的床60、CT拍摄装置20、移动体追踪装置30、产生粒子束并向被检测体1内的目标2进行照射的治疗放射线照射装置50、照射控制装置40等。

治疗放射线照射装置50包括：加速器、射束运输系统、照射装置(均省略图示)。治疗粒子束通过设置在与治疗室分开的室中所具备的加速器加速到所需的能量后，被射束输送装置导向被检测体1。加速器能够是同步型加速器或回旋型加速器、其他各种加速器。

治疗放射线照射装置50内的照射装置具备：两对扫描电磁铁、照射剂量监控器、位置监控器(均省略图示)。两对扫描电磁铁设置在相互正交的方向，能够使粒子束偏转，以使粒子束在目标的位置到达与射束轴垂直的面内的所希望的位置。照射剂量监控器对照射的粒子束的量进行测量。位置监控器能够检测粒子束穿过的位置。来自治疗放射线照射装置50的粒子束到达目标2。

粒子束的照射方法并未特别限定，除了将细粒子束所形成的照射剂量分布排列来形成与目标2的形状匹配的照射剂量分布的点扫描法之外，能够使用不停止粒子束而照射细粒子束的光栅扫描法或线扫描法。

另外，除了上述那样的扫描法之外，能够在摆动法或双散射法等将粒子束的分布扩展后，使用准直器或推注器形成与目标的形状匹配的照射剂量分布的照射方法中适用本发明。

并且，本申请还能够适用于配合目标2的运动来变更照射位置的跟踪照射。

另外，在使用X射线代替碳线或质子线等粒子束作为治疗放射线的情况下，设置产生治疗X射线的治疗X射线照射装置来代替加速器或射束输送装置。在使用γ射线的情况下，设置产生治疗γ射线的γ射线照射装置来代替加速器或射束输送装置。在使用电子束的情况下，设置产生治疗电子束的电子束照射装置来代替加速器或射束输送装置。

CT拍摄装置20为能够拍摄被检测体1躺在床60的状态下的三维CT图像的结构。优选设置在设有床60的治疗室内。通过该CT拍摄装置20在不同的时间相位拍摄CT从而获取四维CT图像。由于在放射线治疗系统100中具备CT拍摄装置20，因而能够进行治疗紧前的三维CT拍摄或四维CT拍摄。

移动体追踪装置30是求出目标2的三维位置并追踪其运动的装置，具备：从至少两个以上方向获取包含目标2的X射线透视图像的透视装置、根据由透视装置获取的X射线透视图像求出目标2的位置的移动体追踪控制装置30A。

透视装置具备：从第一方向朝向被检测体1内的目标2产生透视用X射线的X射线管10A；检测从X射线管10A产生并透过被检测体1的透视用X射线的二维照射剂量分布的检测器11A；从与第一方向不同的第两个方向朝向被检测体1产生透视用X射线的X射线管10B；检测从X射线管10B产生并透过被检测体1的透视用X射线的二维照射剂量分布的检测器11B；包括信号处理电路的X射线拍摄装置31。

检测器11A、11B从二维配置的检测元件输出模拟信号。

X射线拍摄装置31指示X射线管10A、10B照射透过用X射线，并且通过检测器11A、11B处理模拟信号生成X射线透视图像的数据，向移动体追踪控制装置30A的二维匹配装置32发送。

另外，在本实施方式中，将透视装置的X射线的拍摄方向设为两个方向，但并不限定于此，若是两个方向以上则可以是任何方向，能够适当追加设置X射线管和检测器。

移动体追踪控制装置30A是基于从透视装置输入的X射线透视图像的信号来运算目标2的位置，对照射控制装置40输出运算出的目标2的位置的装置。

如图1所示，移动体追踪控制装置30A包括：样板制作装置34、二维匹配装置32、三维位置检测装置33。

样板制作装置34执行根据包含目标2的CT图像制作模拟X射线透视图像，并根据模拟X射线透视图像将包含目标2的二维区域的图像设为样板图像的处理。

更具体而言，样板制作装置34接受由CT拍摄装置20拍摄到的两个以上的三维CT图像(四维CT图像)的输入，按照被X射线拍摄装置31控制动作的X射线管10A、10B以及检测器11A、11B的配置，根据两个以上的三维CT图像的每一个三维CT图像通过计算来求出对由这些装置拍摄的X射线透视图像进行模拟的投影图像。

此时，对应多个X射线管10A、10B以及检测器11A、11B，制作多个投影图像。在得到的投影图像中，对处于被检测体1的体内的应治疗的目标2所映出的部位进行确定，提取其周边部作为匹配时的成为目标2的参考图像的样板图像。

以下，使用图2至图5说明样板制作装置34进行的样板制作的流程。图2是说明二维样板制作的处理的流程的流程图。图3以及图4是说明二维样板制作处理的概要的图。图5是说明二维样板制作的处理的流程的另外一例的流程图。

如图2所示，首先，样板制作装置34接受在两个不同的呼吸相位获取的三维CT图像(四维CT图像)的输入(步骤S200)。

之后，样板制作装置34进行将两个三维CT图像的基准位置对应起来插补两个呼吸相位间的三维CT图像的变形定位(步骤S210)。插补方法并未特别限定，能够使用公知的各种方法。

接着，样板制作装置34基于基准图像提取目标2或周边构造，求出目标2以及周边构造的移动量(步骤S220)。

由于通过之前的步骤S220知晓目标2以及周边构造的移动量，因而样板制作装置34将周边构造中的与目标2同程度运动的周边构造、例如求出的目标2的移动量和周边构造的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造提取为追踪周边构造(步骤S230)。提取的周边构造优选尽可能存在于目标2的周边的构造。

更具体而言，根据某呼吸相位的三维CT图像制作图3所示的模拟X射线透视图像13A。从该模拟X射线透视图像13A提取目标2、周边构造3A、3B、3C、3D。

另外，根据呼吸相位与制作模拟X射线透视图像13的三维CT图像的不同的三维CT图像，制作如图4所示的模拟X射线透视图像13B。通过该模拟X射线透视图像13B同样地提取目标2、周边构造3A、3B、3C、3D。

将这两个模拟X射线透视图像13A、13B进行比较，求出目标2的移动量以及周边构造3A、3B、3C、3D的每一个的移动量。

另外，在本发明中，在由模拟X射线透视图像13A、13B提取的周边构造3A、3B、3C、3D中不含有为了追踪目标2而在具有目标2的被检测体1中事前埋入的追踪用的标记。

假设被检测体1内的骨头等为周边构造3A、3B、3C、3D的一例，但是可以是拍摄三维CT图像或者制作模拟透视X射线图像预先初决定构造，并未限定于骨头等。

另外，对于两个模拟X射线透视图像中的未通过其中一方提取出的周边构造，优选不求出移动量而处理为不存在。

如图4所示，相对于目标2的移动量，周边构造3A、3D其移动量较大。与此相对，周边构造3B、3C的移动量是与目标2的移动量相同的程度，差量较小。提取此种周边构造3B、3C作为追踪周边构造，将投影有包含这些追踪周边构造的二维区域的图像作为样板图像。

样板图像通过两个以上的三维CT图像或由插补制作出的三维CT图像分别制作。

另外，可以根据治疗计划CT图像和在治疗紧前获取的模拟X射线透视图像提取用的三维CT图像的匹配的结果，将目标2的位置与治疗计划CT图像上设定的目标2的位置对应起来进行决定，也可以从三维CT图像中通过手动进行设定。

另外，提取为样板的范围可以通过手动进行设定，也可以通过预先设定的大小来自动决定。

制作的样板图像被发送到二维匹配装置32，并在此进行保持。

样板制作装置34进行的样板图像的制作处理方法并未限定于上述那样的流程。以下，使用图5说明另外一例。

如图5所示，首先，样板制作装置34接受在两个不同的呼吸相位获取的三维CT图像(四维CT图像)的输入(步骤S300)。

之后，样板制作装置34从两个以上不同的三维CT图像提取目标2以及周边构造3A、3B、3C、3D(步骤S310)。

之后，样板制作装置34进行将两个三维CT图像的基准位置对应起来插补两个呼吸相位间的三维CT图像的变形定位(步骤S320)。插补方法并未特别限定，能够使用公知的各种方法。

接着，样板制作装置34基于被插补的三维CT图像求出目标2以及周边构造3A、3B、3C、3D的移动量(步骤S330)。

之后，样板制作装置34将周边构造3A、3B、3C、3D中的进行与目标2同程度的运动的周边构造3B、3C提取为追踪周边构造(步骤S340)。提取的基准优选与在图3中说明的步骤S230相同。

另外，虽然说明了追踪周边构造为周边构造3B、3C两个的情况，但是追踪周边构造为至少1个以上即可，其数量并未特别限制。

另外，虽然说明了将与提取出的目标2的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造3B、3C视为追踪周边构造的情况，但是也可以将提取出目标2的移动量与周边构造的移动量之差为最小周边构造、或从小的开始任意数量的周边构造视为追踪周边构造。

另外，当不存在提取出的目标2的移动量与周边构造的移动量之差为预先指定的值以下的追踪周边构造时，能够将差最小的作为追踪周边构造。由此，能够避免未提取到追踪周边构造的情况。

并且，当不存在提取出的目标2的移动量与周边构造的移动量之差为预先指定的值以下的追踪周边构造时，可以从不同的呼吸相位的三维CT图像再次提取目标2的移动量和周边构造的移动量进行修正。由此，能够避免未提取到追踪周边构造的情况。

另外，在治疗粒子束的照射阶段中，如图6所示，通过X射线拍摄装置31将从X射线管10A产生的透视用X射线朝向目标2进行照射，通过检测器11A测定穿过目标2的透视用X射线的二维照射剂量分布，由此拍摄目标2。同时，将从X射线管10B产生的透视用X射线朝向目标2进行照射，通过检测器11B测定穿过目标2的透视用X射线的二维照射剂量分布，由此拍摄目标2。另外，图6是获取X射线透视图像的概念图。

例如以30Hz恒定间隔间歇地实施获取该透视用X射线的X射线透视图像。

移动体追踪控制装置30A的二维匹配装置32以及三维位置检测装置33根据经由X射线拍摄装置31获取的两个X射线透视图像来运算目标2的三维位置，基于其结果判定是否允许射出治疗粒子束。

具体而言，二维匹配装置32确定经由X射线拍摄装置31获取的两个X射线透视图像中的周边构造3B、3C与由样板制作装置34制作的样板最一致的定时，并且确定目标2在检测器11A、11B上的投影位置。

作为评价的方法，使用标准化相关系数等的图像相似度。搜索使用全画面搜索或仅搜索设定的搜索区域内的方法。

通过匹配得到的各X射线透视图像中的目标2的投影位置被发送到三维位置检测装置33。

三维位置检测装置33根据由二维匹配装置32进行的匹配得到的各X射线透视图像中的目标2的投影位置，求出目标2的三维位置。得到的三维位置被发送到照射控制装置40。

图7中示出连结检测出的目标2的检测器11A上的位置和X射线管10A的线12A、以及连结目标2的检测器11B上的位置和X射线管10B的线12B。理想上，由三维位置检测装置33进行的处理得到的该两根线在1点上相交，其交点是目标2存在的位置。

但是，实际上，因检测的误差或透视用X射线检测器的设置误差等的影响，两根线通常不相交，存在歪斜的关系。存在该歪斜的关系的两根的线能够在最接近的位置上引出共通的垂线。将该共通的垂线称为共通垂线4。并且，通常，三维位置检测装置33求出该共通垂线4的中点作为目标2的三维位置。

返回图1，照射控制装置40与治疗放射线照射装置50以及移动体追踪装置30连接，控制构成治疗放射线照射装置50的各设备的动作。本实施例的照射控制装置40基于来自移动体追踪装置30的信号控制向目标2照射治疗放射线。

照射控制装置40基于得到的目标2的三维位置，控制治疗放射线照射装置50进行的治疗放射线的照射动作。

例如，照射控制装置40判定目标2的位置时候进入预先指定的栅(gate)范围，在判定为目标的位置进入栅范围的情况下，向照射控制装置40发送栅开启信号，允许向目标2射出粒子束。与此相对，在判定为目标2的位置未进入栅范围的情况下，发送栅关闭信号，不允许射出。

另外，若如上述专利文献1所示，控制作仅在治疗计划时的目标2的位置与应该照射治疗放射线的位置完全一致的状态时照射治疗放射线，则治疗时间大幅增大。

本发明中，由于能够定量地掌握目标2的空间的位置偏差量，因而照射控制装置40设定距离治疗计划位置±2mm左右的区域，仅在处于该区域内时进行照射治疗放射线的栅照射。虽然目标位置可能与计划偏差了上述区域的量，但是由于能够评价以及控制该偏差量，因而能够扩展治疗放射线照射范围来补偿该区域量，从而确保照射精度。

如上述，通过实时获取目标2的三维位置进行三维栅照射，能够兼顾对目标的高的照射精度和短的照射时间。

该照射控制装置40或上述的移动体追踪控制装置30A内的各装置、X射线拍摄装置31能够通过将程序读入具备有CPU或存储器、接口等的计算机或FPGA(Field-ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)执行计算来实现。这些程序被存储于各构成内的内部记录介质或外部记录介质(省略图示)，能够通过CPU读出、执行。

另外，照射控制装置40或移动体追踪控制装置30A内的各装置、X射线拍摄装置31的动作的控制处理可以集合在1个程序中，也可以分别分为多个程序，也可以是它们的组合。另外，程序的一部份或全部可以通过专用硬件实现，也可以进行模块化。并且，各种程序可以通过程序分发服务器、内部存储介质、外部记录介质安装于各装置。

另外，照射控制装置40或移动体追踪控制装置30A的各装置、X射线拍摄装置31无需独立，可以将两个以上一体化、通用化，仅分担处理。另外，能够设为至少一部分的构成经由有线或者无线的网络连接。

例如，说明了在照射控制装置40侧判定能否进行治疗放射线的照射的情况，但是还可以在移动体追踪控制装置30A侧判定能否进行治疗放射线的照射，并将照射允许信号、不允许信号输出到照射控制装置40，在照射控制装置40中进行照射控制。

接着，使用图8说明本实施方式所涉及的包含移动体的追踪方法的放射线治疗系统进行的放射线的照射处理的顺序。图8是表示放射线治疗系统的处理顺序的流程图。

首先，为了进行治疗放射线照射，基于操作员的指示，通过CT拍摄装置20拍摄躺在床60上的被检测体1的三维CT图像(步骤S90)。此时，优选在两个以上的不同的定时拍摄不同的呼吸相位的三维CT图像。拍摄到的三维CT图像被发送到样板制作装置34。

之后，样板制作装置34通过在步骤S90拍摄到的两个以上的三维CT图像，计算如模拟各X射线拍摄装置31的拍摄那样的模拟投影图像。另外，样板制作装置34在模拟投影图像上计算目标2的投影位置，并且提取其周边作为样板(步骤S100)。

另外，在此，模拟投影图像通过两个以上的不同的三维CT图像的呼吸相位间的插值图像制作，由此能够以更微小的相位数制作。在此，插值图像是指使用包含两个以上不同的三维CT图像的呼吸相位间的目标2以及周边构造3A、3B、3C、3D等的变形量的变形信息，将拍摄到的呼吸相位和另一个呼吸相位之间的呼吸相位的CT图像再现的三维图像。另外，根据以该微小的相位数制作模拟投影图像能够将优选的使用于样板制作中。

提取出样板被发送到二维匹配装置32。

本步骤S100中的样板制作方法优选基于上述的图2或图5那样的流程进行。该步骤S100相当于根据包含目标2的CT图像制作模拟X射线透视图像的流程、以及根据模拟X射线透视图像制作包含目标2的二维区域作为样板的流程。

之后，若操作员指示开始透视X射线拍摄，则移动体追踪装置30的X射线拍摄装置31间歇地开始X射线的拍摄(步骤S110)。X射线拍摄继续，直到治疗结束或操作员进行停止操作。

之后，拍摄X射线图像，将获取的X射线透视图像发送到二维匹配装置32(步骤S120)。

这些步骤S110以及步骤S120相当于从至少两个以上方向获取包含目标2的X射线透视图像的流程。

之后，根据二维匹配装置32，通过在步骤S110、S120拍摄到的X射线透视图像和在步骤S100制作的样板图像进行二维匹配，确定X射线透视图像中的目标2的位置(步骤S130)。确定出的目标2的位置被发送到三维位置检测装置33。

该步骤S130相当于将至少两个以上的X射线透视图像的每一个X射线透视图像与样板匹配的流程。

之后，三维位置检测装置33基于在步骤S130中确定出的多个二维匹配位置，算出目标2的三维位置(步骤S140)。得到的三维位置被发送到照射控制装置40。

该步骤S140相当于通过多个匹配结果求出目标2的三维位置的流程。

之后，照射控制装置40判定操作员是否进行了开始治疗照射的操作(步骤S145)。在判定为未进行开始操作的情况下什么都不进行，将处理返回到X射线拍摄步骤的步骤S120。与此相对，在判定为进行治疗照射开始操作的情况下，使处理进入步骤S150。

之后，照射控制装置40基于在步骤S140中得到的目标2的三维位置，仅在进入栅区域的情况下照射治疗放射线(步骤S150)。

之后，照射控制装置40判定预先设定的治疗射束的照射是否结束(步骤S160)。在判定为预先设定的治疗射束的照射未结束的情况下，将处理返回步骤S120。与此相对，在判定为治疗射束的照射结束的情况下，结束透视X射线拍摄，结束流程。

接着，说明本实施方式的效果。

上述的本实施方式的放射线治疗系统100具备：产生放射线进行照射的治疗放射线照射装置50；求出目标2的三维位置并追踪其运动的移动体追踪装置30；基于来自移动体追踪装置30的信号控制治疗放射线照射装置50，由此控制向目标照射治疗放射线的照射控制装置40。

其中，移动体追踪装置30具备：从至少两个以上方向获取包含目标2的X射线透视图像的透视装置；根据由透视装置获取的X射线透视图像求出目标2的位置的移动体追踪控制装置30A，移动体追踪控制装置30A根据包含目标2的CT图像制作模拟X射线透视图像，根据模拟X射线透视图像制作包含目标2的二维区域作为样板，将至少两个以上的X射线透视图像的每一个X射线透视图像与样板进行匹配，根据多个匹配结果求出目标2的三维位置。

一般，放射线治疗中的目标在X射线透视图像上并未附加对比率，难以直接进行视觉识别。其结果是，若仅将目标2的图像用作样板图像，则难以通过匹配来精度良好地进行位置检测。

与此相对，如本发明所示，通过将目标2的周边的二维区域用作样板，能够基于对比率比目标2高的周边构造3A、3B、3C、3D进行匹配。若周边构造3A、3B、3C、3D和目标2的位置关系维持，则周边构造3A、3B、3C、3D匹配的状态是目标2也匹配的状态。如此设置，能够根据X射线透视图像，基于周边构造3A、3B、3C、3D实时检测难以视觉识别的目标2的三维位置。

由于得到此种效果，因而尤其适用于增加可照射的时间的方法的、相对于目标2的位置设置照射容许范围，在进入照射容许范围时进行照射治疗放射线的栅照射的放射线治疗系统，由此能够精确照射目标2，并且在短时间内结束治疗。

另外，移动体追踪控制装置30A根据两个以上的三维CT图像制作四维CT图像，通过四维CT图像求出目标2的移动量以及周边构造3A、3B、3C、3D的移动量，将求出的目标2的移动量和周边构造3A、3B、3C、3D的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造3A、3B、3C、3D提取为追踪周边构造，将包含追踪周边构造的二维区域作为样板。由此，由于在样板上仅存在与目标2位置关系小的周边构造3B、3C，因此更高精度地求出通过这些周边构造3B、3C决定的目标2的三维位置。由此，能够更精确地照射目标2，并且在短时间内结束治疗。

并且，移动体追踪控制装置30A从两个以上的三维CT图像的每一个三维CT图像提取目标2以及周边构造3A、3B、3C、3D，根据两个以上的三维CT图像求出被提取的目标2以及周边构造3A、3B、3C、3D的移动量，将与目标2的移动量的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造3A、3B、3C、3D提取为追踪周边构造，并且通过将包含追踪周边构造的二维区域设为样板，能够更精确地照射目标2，并且在短时间内结束治疗。

另外，在周边构造3A、3B、3C、3D中并不含有为了追踪目标2而事先在具有目标2的被检测体1埋入的追踪用标记，因而能够削减埋入标记时间减小负担，能够更进一步实现治疗时间的缩短。

并且，移动体追踪控制装置30A通过两个以上不同的相位的三维CT图像算出变形量，制作多个三维CT图像间的插值图像，基于插值图像制作模拟透视图像，由此能够根据以微小的相位数制作的模拟投影图像将优选的用于样板制作，由此能够事先匹配的精度的进一步的提高。

另外，还具备：载置具有目标2的被检测体1的床60；设置在容纳有床60的治疗室，拍摄成为制作模拟透视图像的基础的CT图像的CT拍摄装置20，移动体追踪装置30根据在治疗放射线的照射紧前由CT拍摄装置20拍摄的三维CT图像，制作模拟透视图像。

如图8的步骤100所示，若在治疗紧前进行CT图像的拍摄和样板的制作，则认为该样板中的目标2的位置和周边构造3B、3C的位置关系难以改变，能够在治疗中维持。

因此，基于根据治疗紧前的CT制作的投影图像而制作的样板来判定目标2的位置，由此即使当目标2难以在X射线透视图像上视觉识别时，能够基于周边构造以更高的精度决定目标的三维位置。尤其是根据该三维位置进行栅照射，由此能够向目标2进行高精度的治疗放射线照射，并且能够实现短时间的治疗。

＜其他＞

另外，本发明并不限于上述的实施方式，能够进行各种的变形、应用。上述的实施方式是为了易于理解本发明而详细说明的，并未限定于必须具备说明的全部的结构。

Claims (11)

1.一种移动体追踪装置，该移动体追踪装置求出目标的三维位置并追踪目标的运动，

其特征在于，

所述移动体追踪装置具备：

透视装置，其从至少两个以上方向获取包含所述目标的透视图像；以及

移动体追踪控制装置，其根据由所述透视装置获取的所述透视图像求出所述目标的位置，

所述移动体追踪控制装置根据包含所述目标的CT图像来制作模拟透视图像，

所述移动体追踪控制装置具备：

根据所述模拟透视图像来制作包含所述目标的二维区域作为样板的样板制作装置；

将从不同的方向得到的至少两个以上的所述透视图像的每一个透视图像与所述样板进行匹配的二维匹配装置；以及

根据多个所述匹配的结果来求出所述目标的三维位置的三维位置检测装置，

所述移动体追踪控制装置根据两个以上的三维CT图像来制作四维CT图像，根据所述四维CT图像来求出所述目标的移动量以及周边构造的移动量，将求出的所述目标的移动量和所述周边构造的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造提取为追踪周边构造，并将包含所述追踪周边构造的所述二维区域设为所述样板，

所述二维匹配装置确定所述追踪周边构造与由所述样板制作装置制作的样板最一致的定时，并且确定所述目标在所述透视图像上的投影位置，所述三维位置检测装置根据所述投影位置，求出所述目标的三维位置。

2.一种移动体追踪装置，该移动体追踪装置求出目标的三维位置并追踪目标的运动，

其特征在于，

所述移动体追踪装置具备：

透视装置，其从至少两个以上方向获取包含所述目标的透视图像；以及

移动体追踪控制装置，其根据由所述透视装置获取的所述透视图像求出所述目标的位置，

所述移动体追踪控制装置根据包含所述目标的CT图像来制作模拟透视图像，

所述移动体追踪控制装置具备：

根据所述模拟透视图像来制作包含所述目标的二维区域作为样板的样板制作装置；

将从不同的方向得到的至少两个以上的所述透视图像的每一个透视图像与所述样板进行匹配的二维匹配装置；以及

根据多个所述匹配的结果来求出所述目标的三维位置的三维位置检测装置，

所述移动体追踪控制装置从两个以上的三维CT图像的每一个三维CT图像提取所述目标以及周边构造，根据两个以上的三维CT图像来求出所提取的所述目标以及所述周边构造的移动量，将与所述目标的移动量的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造提取为追踪周边构造，并将包含所述追踪周边构造的所述二维区域设为所述样板，

所述二维匹配装置确定所述追踪周边构造与由所述样板制作装置制作的样板最一致的定时，并且确定所述目标在所述透视图像上的投影位置，所述三维位置检测装置根据所述投影位置，求出所述目标的三维位置。

3.根据权利要求1或2所述的移动体追踪装置，其特征在于，

所述周边构造不含有为了追踪所述目标而在具有所述目标的被检测体中事前埋入的追踪用标记。

4.根据权利要求1或2所述的移动体追踪装置，其特征在于，

所述移动体追踪控制装置根据两个以上不同的相位的所述三维CT图像来计算变形量，制作多个所述三维CT图像间的插值图像，并基于所述插值图像来制作所述模拟透视图。

5.一种放射线治疗系统，其特征在于，

所述放射线治疗系统具备：

照射装置，其产生并照射放射线；

权利要求1或2所述的移动体追踪装置；以及

照射控制装置，其基于来自所述移动体追踪装置的信号来控制所述照射装置，由此控制治疗放射线向所述目标的照射，在求出的所述目标的三维位置进入预先指定的栅范围的情况下，允许向所述目标照射放射线。

6.根据权利要求5所述的放射线治疗系统，其特征在于，

所述放射线治疗系统还具备：

床，其载置具有所述目标的被检测体；以及

CT拍摄装置，其设置在容纳所述床的治疗室，并对成为制作所述模拟透视图像的基础的CT图像进行拍摄，

所述移动体追踪装置在所述治疗放射线照射紧前，根据由所述CT拍摄装置拍摄到的三维CT图像来制作所述模拟透视图像。

7.一种存储介质，其存储有程序，其特征在于，

所述程序使计算机执行如下步骤：

从至少两个以上方向获取包含目标的透视图像的步骤；

根据包含所述目标的CT图像来制作模拟透视图像的步骤；

根据所述模拟透视图像来制作包含所述目标的二维区域作为样板的步骤；

将从不同的方向得到的至少两个以上的所述透视图像的每一个透视图像与所述样板进行匹配的步骤；以及

根据多个所述匹配的结果来求出所述目标的三维位置的步骤，

根据两个以上的三维CT图像来制作四维CT图像，根据所述四维CT图像来求出所述目标的移动量以及周边构造的移动量，将求出的所述目标的移动量和所述周边构造的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造提取为追踪周边构造，并将包含所述追踪周边构造的所述二维区域设为所述样板，

在求出所述目标的三维位置的步骤中，确定所述追踪周边构造与制作的样板最一致的定时，并且确定所述目标在所述透视图像上的投影位置，根据所述投影位置，求出所述目标的三维位置。

8.一种存储介质，其存储有程序，其特征在于，

所述程序使计算机执行如下步骤：

从至少两个以上方向获取包含目标的透视图像的步骤；

根据包含所述目标的CT图像来制作模拟透视图像的步骤；

根据所述模拟透视图像来制作包含所述目标的二维区域作为样板的步骤；

将从不同的方向得到的至少两个以上的所述透视图像的每一个透视图像与所述样板进行匹配的步骤；以及

根据多个所述匹配的结果来求出所述目标的三维位置的步骤，

从两个以上的三维CT图像的每一个三维CT图像提取所述目标以及周边构造，根据两个以上的三维CT图像来求出所提取的所述目标以及所述周边构造的移动量，将与所述目标的移动量的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造提取为追踪周边构造，并将包含所述追踪周边构造的所述二维区域设为所述样板，

在求出所述目标的三维位置的步骤中，确定所述追踪周边构造与制作的样板最一致的定时，并且确定所述目标在所述透视图像上的投影位置，根据所述投影位置，求出所述目标的三维位置。

9.一种移动体的追踪方法，该移动体的追踪方法追踪目标的运动，

其特征在于，

所述移动体的追踪方法包括如下工序：

从至少两个以上方向获取包含所述目标的透视图像的工序；

根据包含所述目标的CT图像来制作模拟透视图像的工序；

根据所述模拟透视图像来制作包含所述目标的二维区域作为样板的工序；

将从不同的方向得到的至少两个以上的所述透视图像的每一个透视图像与所述样板进行匹配的工序；以及

根据多个所述匹配的结果来求出所述目标的三维位置的工序，

根据两个以上的三维CT图像来制作四维CT图像，根据所述四维CT图像来求出所述目标的移动量以及周边构造的移动量，将求出的所述目标的移动量和所述周边构造的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造提取为追踪周边构造，并将包含所述追踪周边构造的所述二维区域设为所述样板，

在求出所述目标的三维位置的工序中，确定所述追踪周边构造与制作的样板最一致的定时，并且确定所述目标在所述透视图像上的投影位置，根据所述投影位置，求出所述目标的三维位置。

10.一种移动体的追踪方法，该移动体的追踪方法追踪目标的运动，

其特征在于，

所述移动体的追踪方法包括如下工序：

从至少两个以上方向获取包含所述目标的透视图像的工序；

根据包含所述目标的CT图像来制作模拟透视图像的工序；

根据所述模拟透视图像来制作包含所述目标的二维区域作为样板的工序；

将从不同的方向得到的至少两个以上的所述透视图像的每一个透视图像与所述样板进行匹配的工序；以及

根据多个所述匹配的结果来求出所述目标的三维位置的工序，

从两个以上的三维CT图像的每一个三维CT图像提取所述目标以及周边构造，根据两个以上的三维CT图像来求出所提取的所述目标以及所述周边构造的移动量，将与所述目标的移动量的移动量之差为预先指定的值以下的周边构造提取为追踪周边构造，并将包含所述追踪周边构造的所述二维区域设为所述样板，

在求出所述目标的三维位置的工序中，确定所述追踪周边构造与制作的样板最一致的定时，并且确定所述目标在所述透视图像上的投影位置，根据所述投影位置，求出所述目标的三维位置。

11.根据权利要求9或10所述的移动体的追踪方法，其特征在于，

在求出所述目标的三维位置的工序紧前，进行获取包含所述目标的CT图像的工序。