CN113874071A - 医用图像处理装置、医用图像处理程序、医用装置及治疗系统 - Google Patents

医用图像处理装置、医用图像处理程序、医用装置及治疗系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113874071A
CN113874071A CN202080034833.3A CN202080034833A CN113874071A CN 113874071 A CN113874071 A CN 113874071A CN 202080034833 A CN202080034833 A CN 202080034833A CN 113874071 A CN113874071 A CN 113874071A
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
patient
calculation unit
processing apparatus
fluoroscopic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080034833.3A
Other languages
English (en)
Inventor
平井隆介
坂田幸辰
谷泽昭行
冈屋庆子
森慎一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Radiological Sciences
Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Toshiba System Technology Corp
Original Assignee
National Institute of Radiological Sciences
Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Radiological Sciences, Toshiba Energy Systems and Solutions Corp filed Critical National Institute of Radiological Sciences
Publication of CN113874071A publication Critical patent/CN113874071A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
    • A61B6/5235—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1065—Beam adjustment
    • A61N5/1067—Beam adjustment in real time, i.e. during treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1069—Target adjustment, e.g. moving the patient support
    • A61N5/107—Target adjustment, e.g. moving the patient support in real time, i.e. during treatment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/006—Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/008—Specific post-processing after tomographic reconstruction, e.g. voxelisation, metal artifact correction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • A61N2005/1062—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source using virtual X-ray images, e.g. digitally reconstructed radiographs [DRR]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
    • G06T2210/41—Medical

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

实施方式的医用图像处理装置具有第1图像取得部、第2图像取得部、生成部和计算部。第1图像取得部取得患者的第1透视图像。第2图像取得部从由检测器检测放射线并图像化的摄影装置取得在不同于第1透视图像的时刻向患者照射的放射线所对应的第2透视图像。生成部基于检测器的设置位置，根据虚拟地配置在三维空间中的第1透视图像，生成将第2透视图像再现的重构图像。计算部基于第2透视图像与重构图像的类似度，求出三维空间中的第1透视图像的合适位置。生成部以成为比与第2透视图像对应的范围大的范围的方式生成由计算部使用的重构图像。

Description

医用图像处理装置、医用图像处理程序、医用装置及治疗系统
技术领域
本发明的实施方式涉及医用图像处理装置、医用图像处理程序、医用装置及治疗系统。
本申请基于2019年05月14日提出的日本专利申请第2019－091410号主张优先权，这里引用其内容。
背景技术
放射线治疗是通过将放射线对处于患者的体内的病灶照射而将该病灶破坏的治疗方法。此时，需要将放射线正确地照射在病灶的位置上。这是因为，如果将放射线照射到患者的体内的正常的组织上，则有给该正常的组织也带来影响的情况。因此，在进行放射线治疗时，首先，在治疗计划的阶段，预先进行计算机断层摄影(Computed Tomography：CT)，三维地掌握处于患者的体内的病灶的位置。并且，基于所掌握的病灶的位置，对照射放射线的方向及照射的放射线的强度进行计划，以减少向正常的组织的照射。然后，在治疗的阶段，使患者的位置对位于治疗计划的阶段的患者的位置，按照在治疗计划的阶段所计划的照射方向及照射强度将放射线向病灶照射。
在治疗阶段中的患者的对位中，将三维的CT数据虚拟地配置到治疗室内，以使实际躺卧在治疗室内的移动式诊床上的患者的位置与该三维的CT数据的位置一致的方式，调整诊床的位置。更具体地讲，通过将在躺卧于诊床上的状态下摄影的患者的体内的X射线透视图像与根据在治疗计划时摄影的三维的CT图像而虚拟地将X射线透视图像重构的数字重构X射线照片(Digitally Reconstructed Radiograph：DRR)图像这两个图像对照，求出各个图像之间的患者的位置的偏移。此时，对于患者的X射线透视图像，为了求出三维空间中的患者的位置而至少从两个不同的方向摄影，通过进行各个X射线透视图像与DRR图像的对照，求出三维空间内的患者的位置的偏移。并且，最终基于通过图像对照求出的患者的位置的偏移，使诊床移动，将患者的体内的病灶或骨骼等的位置与治疗计划时对准。
顺便说一下，在放射线治疗中，将放射线对于患者的体内的病灶的照射分为多次进行。因此，每次将放射线向病灶照射，都需要进行患者的对位、即X射线透视图像与DRR图像的对照。这里，从三维的CT图像起的DRR图像的重构由于是对CT图像的数据应用射线跟踪法来进行，所以计算成本较高。即，需要用来制作DRR图像的较多的时间。此外，由于患者在每次将放射线向病灶照射时都被约束在诊床上以免位置偏移，所以放射线治疗时的患者的负担较大。因此，以往提出了通过用计算机自动计算X射线透视图像与DRR图像的图像对照来缩短放射线治疗中的患者的对位所需要的时间的方法。
在以往的患者的对位的方法中，当对从两方向摄影的X射线透视图像分别进行对位时，交替地进行沿着一个摄影方向将X射线透视图像与DRR图像对照的探索和沿着另一个摄影方向将X射线透视图像与DRR图像对照的探索。由此，在以往的患者的对位的方法中，由于沿着正在探索的摄影方向的DRR图像中的变化变少，所以不再需要与相同的摄影方向对应的DRR图像的再制作，能够实现各个摄影方向上的适当的位置的探索的高速化。
并且，在以往的患者的对位的方法中，通过将与X射线透视图像相同的摄影范围用DRR图像再现，降低了制作DRR图像时的计算成本。但是，近年来，因为X射线摄像装置的低成本化及设置场所的限制等的理由，有X射线透视图像的摄影范围变窄的情况。于是，在从CT图像重构的DRR图像中的患者的位置与躺卧在诊床上的状态的当前的患者的位置的差异较大的情况下，也可以想到会有拍摄在X射线透视图像中的患者的部位没有充分地包含在DRR图像中那样的情况。在此情况下，可以想到难以通过X射线透视图像与DRR图像的图像对照来求出患者的位置的偏移。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017－189285号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供能够以较高的精度进行患者的对位的医用图像处理装置、医用图像处理程序、医用装置及治疗系统。
用来解决技术问题的手段
本实施方式的一技术方案的医用图像处理装置具有第1图像取得部、第2图像取得部、生成部和计算部。第1图像取得部取得患者的第1透视图像。第2图像取得部从由检测器检测所照射的放射线并图像化的摄影装置，取得在与取得上述第1透视图像时不同的时刻向上述患者照射的上述放射线所对应的第2透视图像。生成部基于上述检测器的三维空间中的设置位置，根据虚拟地配置在上述三维空间中的上述第1透视图像，生成将上述第2透视图像再现的重构图像。计算部基于上述第2透视图像与上述重构图像的类似度，求出上述三维空间中的上述第1透视图像的合适位置。上述生成部以成为比与上述第2透视图像对应的范围大的范围的方式生成由上述计算部使用的重构图像。
发明效果
根据上述技术方案，能够提供能够以较高的精度进行患者的对位的医用图像处理装置、医用图像处理程序、医用装置及治疗系统。
附图说明
图1是表示具备包括第1实施方式的医用图像处理装置的医用装置的治疗系统的概略构成的框图。
图2是表示第1实施方式的医用图像处理装置的概略构成的框图。
图3是表示第1实施方式的治疗系统的动作的流程的流程图。
图4是用来说明第1实施方式的治疗系统的放射线的照射路径、与计算机断层摄影图像及医用图像处理装置生成的数字重构X射线照片图像的关系的图。
图5A是用来说明第1实施方式的治疗系统的X射线透视图像与医用图像处理装置生成的重构图像的关系的图。
图5B1是用来说明第1实施方式的治疗系统的X射线透视图像与医用图像处理装置生成的重构图像的关系的图。
图5B2是用来说明第1实施方式的治疗系统的X射线透视图像与医用图像处理装置生成的重构图像的关系的图。
图5B3是用来说明第1实施方式的治疗系统的X射线透视图像与医用图像处理装置生成的重构图像的关系的图。
图6是用来说明使用第1实施方式的医用图像处理装置所生成的重构图像而求出合适位置的动作的图。
图7是表示第2实施方式的医用图像处理装置的概略构成的框图。
具体实施方式
以下，参照附图说明实施方式的医用图像处理装置、医用图像处理程序、医用装置及治疗系统。
(第1实施方式)
图1是表示具备包括第1实施方式的医用图像处理装置的医用装置的治疗系统的概略构成的框图。治疗系统1例如具备治疗台10、诊床控制部11、两个放射线源20(放射线源20－1及放射线源20－2)、两个放射线检测器30(放射线检测器30－1及放射线检测器30－2)、治疗束照射门40、治疗束照射控制部41、图像解析部50、显示控制部60、显示装置61、指示受理部80和医用图像处理装置100。
另外，图1中表示的接着各个标号而附带的“－”和接着它的数字，是用来识别对应关系的。更具体地讲，在放射线源20与放射线检测器30的对应关系中，放射线源20－1和放射线检测器30－1表示对应而成为1个组，放射线源20－2和放射线检测器30－2表示对应而成为另1个组。另外，在以下的说明中，在将有多个的相同的构成要素不区别而表示的情况下，不表示“－”和接着它的数字而进行表示。
治疗台10是对接受放射线的治疗的被检体(患者)P进行固定的诊床。诊床控制部11是为了改变对固定在治疗台10上的患者P照射治疗束的方向而对设在治疗台10上的平移机构及旋转机构进行控制的控制部。诊床控制部11例如将治疗台10的平移机构及旋转机构分别在3轴方向即6轴方向上控制。
放射线源20－1将用来透视患者P的体内的放射线r－1从预先设定的角度照射。放射线源20－2将用来透视患者P的体内的放射线r－2从与放射线源20－1不同的预先设定的角度照射。放射线r－1及放射线r－2例如是X射线。图1表示对固定在治疗台10上的患者P从两方向进行X射线摄影的情况。另外，在图1中，省略了对由放射线源20进行的放射线r的照射进行控制的控制部的图示。
放射线检测器30－1检测被从放射线源20－1照射并穿过患者P的体内而到达的放射线r－1，生成与检测到的放射线r－1的能量的大小对应的患者P的体内的X射线透视图像PI。放射线检测器30－2检测被从放射线源20－2照射并穿过患者P的体内而到达的放射线r－2，生成与检测到的放射线r－2的能量的大小对应的患者P的体内的X射线透视图像PI。放射线检测器30以二维的阵列状配置有X射线检测器，生成将到达各个X射线检测器的放射线r的能量的大小用数字值表示的数字图像，作为X射线透视图像PI。放射线检测器30例如是平板探测器(Flat Panel Detector：FPD)、图像增强器(Image intensifier)或彩色图像增强器。在以下的说明中，假设各个放射线检测器30是FPD。放射线检测器30(FPD)将所生成的各个X射线透视图像PI向医用图像处理装置100输出。另外，在图1中，省略了控制由放射线检测器30进行的X射线透视图像PI的生成的控制部的图示。
在治疗系统1中，放射线源20和放射线检测器30的组是权利要求书中的“摄影装置”的一例。在图1中，表示了从不同的两个方向对患者P的X射线透视图像PI进行摄影的摄影装置。将摄影装置和医用图像处理装置100组合而成者，是权利要求书中的“医用装置”的一例。
在治疗系统1中，由于放射线源20和放射线检测器30的位置被固定，所以由放射线源20和放射线检测器30的组构成的摄影装置摄影的方向(相对于治疗室的固定坐标系的相对方向)被固定。因此，在设置有治疗系统1的三维空间内定义了三维坐标的情况下，能够将放射线源20和放射线检测器30的位置用3轴的坐标值表示。在以下的说明中，将3轴的坐标值的信息称作由放射线源20和放射线检测器30的组构成的摄影装置的几何信息。如果使用几何信息，则能够根据从放射线源20照射的放射线穿过患者P的体内而到达放射线检测器30时的位置，求出位于规定的三维坐标内的任意的位置的患者P的位置。即，能够求出规定的三维坐标的患者P的位置，作为投影矩阵。
几何信息可以根据在设置治疗系统1时设计的放射线源20及放射线检测器30的设置位置得到。几何信息也可以根据由三维计测器等计测到的放射线源20及放射线检测器30的设置位置得到。通过根据几何信息预先求出投影矩阵，医用图像处理装置100能够计算处于三维空间内的患者P被摄影在摄影到的X射线透视图像PI的哪个位置。
此外，在将图1所示那样的患者P的X射线透视图像PI同时摄影两个的摄影装置中，按照各个放射线源20和放射线检测器30的组，预先求出投影矩阵。由此，能够根据在两个X射线透视图像PI中摄影的患者P的体内的病灶或骨骼、或者预先留置在患者P的体内的标记物的像的位置(二维坐标的位置)，与三角测量的原理同样地，计算对病灶或骨骼、或者标记物的位置进行表示的规定的三维坐标下的坐标值。
另外，在图1中，表示了具备两组放射线源20和放射线检测器30、即两个摄影装置的治疗系统1的构成。但是，治疗系统1具备的摄影装置的数量并不限定于两个。例如，治疗系统1也可以具备3个以上的摄影装置(3组以上的放射线源20和放射线检测器30的组)。此外，治疗系统1也可以仅具备1个摄影装置(1组放射线源20和放射线检测器30的组)。
治疗束照射门40是作为治疗束B而照射用来破坏患者P的体内的作为治疗对象的部位的病灶的放射线的照射部。治疗束B例如是X射线、γ射线、电子线、质子线、中子线、重粒子线等。治疗束B从治疗束照射门40直线地向患者P(更具体地讲，患者P的体内的病灶)照射。治疗束照射控制部41控制由治疗束照射门40进行的治疗束B的照射。治疗束照射控制部41根据指示由图像解析部50输出的治疗束B的照射定时的信号，使治疗束照射门40照射治疗束B。
在图1中，表示了具备固定的1个治疗束照射门40的治疗系统1的构成，但并不限定于此，治疗系统1也可以具备多个治疗束照射门。例如，治疗系统1也可以还具备从水平方向向患者P照射治疗束的治疗束照射门。此外，治疗系统1也可以是通过1个治疗束照射门在患者P的周边旋转而从各种各样的方向将治疗束向患者P照射的构成。更具体地讲，图1所示的治疗束照射门40也可以是能够相对于图1所示的水平方向Y的旋转轴旋转360度的构成。这样的构成的治疗系统1被称作旋转机架型治疗系统。另外，在旋转机架型治疗系统中，相对于与治疗束照射门40的旋转轴相同的轴，放射线源20及放射线检测器30也同时旋转360度。
图像解析部50跟踪肺、肝脏等通过患者P的呼吸、心搏的运动而移动的器官的位置，决定向患者P的病灶照射治疗束B的照射定时。即，图像解析部50通过呼吸同步照射方法决定用来进行放射线治疗的治疗束B的照射定时。图像解析部50通过跟踪由各个放射线检测器30实时地摄影的患者P的X射线透视图像PI中所拍摄到的患者P的体内的病灶或骨骼的像，自动地决定在放射线治疗中向病灶照射的治疗束B的照射定时。此时，图像解析部50判定正在跟踪的患者P的体内的病灶及骨骼的像的位置是否处于进行放射线治疗的规定的范围(区域)(以下，称作“闸窗(gate window)”)内，将患者P的体内的病灶或骨骼的像的位置处于闸窗内的定时，作为照射治疗束B的照射定时，向治疗束照射控制部41输出指示该照射定时的信号。由此，治疗束照射控制部41根据由图像解析部50输出的指示照射定时的信号，使治疗束照射门40照射治疗束B。即，治疗束照射控制部41仅在正在跟踪的患者P的体内的病灶或骨骼的像的位置处于闸窗内的情况下对治疗束照射门40进行控制以照射治疗束B，在患者P的体内的病灶或骨骼的像的位置不在闸窗内的情况下对治疗束照射门40进行控制以使治疗束B的照射停止。
另外，闸窗以在进行放射线治疗之前摄影的三维的计算机断层摄影(ComputedTomography：CT)图像CI中拍摄到的患者P的体内的病灶或骨骼的位置为中心，设定对该中心的位置附加了裕度的三维的区域。此外，闸窗也可以将对CT图像CI设定的范围(区域)设定为，根据CT图像CI虚拟地重构X射线透视图像PI而得到的数字重构X射线照片(DigitallyReconstructed Radiograph：DRR)图像DI或X射线透视图像PI中所摄影到的范围(区域)。此外，闸窗也可以附加裕度来设定，所述裕度是考虑即将开始放射线治疗前的患者P的状态而设定的。通过考虑上述那样的情况而设定闸窗，能够避免对于患者P进行不适当的治疗束B或不需要的放射线r的照射那样的状况、所谓的受辐射。
另外，图像解析部50也可以通过基于由各个放射线检测器30实时地摄影的X射线透视图像PI，跟踪在放射线治疗中进行治疗的患者P的体内预先留置的标记物的像，从而根据标记物与病灶的相对的位置的关系等，自动地决定在放射线治疗中向病灶照射的治疗束B的照射定时。在此情况下，图像解析部50将正在跟踪的标记物的像的位置处于闸窗内的定时作为照射治疗束B的照射定时而指示的信号，向治疗束照射控制部41输出。
医用图像处理装置100是进行用于定位的图像处理的处理部，所述定位是，将当前的患者P的位置对准于在治疗计划的阶段等进行放射线治疗之前的计划阶段中事前确定的位置。医用图像处理装置100将根据进行放射线治疗之前事前摄影的三维的CT图像CI等而虚拟地重构X射线透视图像PI的DRR图像DI、与由各个放射线检测器30输出的当前的X射线透视图像PI进行对照，从而自动地探索适合进行放射线治疗的患者P的位置。并且，医用图像处理装置100求出用来使固定在治疗台10上的患者P的当前的位置移动到为了进行放射线治疗而事前确定的合适的位置(以下称作“合适位置”)的治疗台10的移动量。关于与医用图像处理装置100的构成及处理有关的详细情况在后面叙述。
另外，也可以是医用图像处理装置100和放射线检测器30分别通过LAN(LocalArea Network)或WAN(Wide Area Network)连接的构成。
显示控制部60包括在医用图像处理装置100中探索合适位置的中途而使显示装置61显示CT图像CI、DRR图像DI、X射线透视图像PI还有当前的合适位置的信息。由此，例如在液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)等的显示装置61上显示CT图像CI、DRR图像DI、X射线透视图像PI、当前的合适位置的信息，利用治疗系统1的放射线治疗的实施者(医生等)能够通过目视来确认当前的定位的状况。
指示受理部80是用于由利用治疗系统1的放射线治疗的实施者(医生等)以手动调整在医用图像处理装置100中探索到的合适位置的用户接口。指示受理部80具备由放射线治疗的实施者(医生等)操作的操作部(未图示)。
另外，第1实施方式的医用图像处理装置也可以是包括医用图像处理装置100、显示控制部60和指示受理部80的构成。此外，第1实施方式的医用图像处理装置也可以是还包括图像解析部50的构成。此外，第1实施方式的医用图像处理装置还可以是与显示装置61为一体的构成。
接着，对构成治疗系统1的医用图像处理装置100的构成进行说明。图2是表示第1实施方式的医用图像处理装置100的概略构成的框图。图2所示的医用图像处理装置100具备第1图像取得部101、第2图像取得部102、生成部103和计算部104。此外，计算部104具备第1计算部1041和第2计算部1042。
第1图像取得部101取得能够对治疗对象的患者P的体内进行透视的三维体数据像。第1图像取得部101将所取得的三维体数据向生成部103输出。三维体数据是通过由CT装置、锥形波束(Cone－Beam：CB)CT装置、磁共振图像(Magnetic Resonance Imaging：MRI)装置等的摄影装置将患者P摄影而取得的三维的数据。在以下的说明中，假设三维体数据是由CT装置对患者P进行摄影而取得的CT图像CI的数据(以下称作“CT数据”)。
第2图像取得部102取得在设置有治疗系统1的治疗室中被固定在治疗台10上的当前的患者P的体内的X射线透视图像PI。即，第2图像取得部102取得由各个放射线检测器30实时地摄影的患者P的体内的X射线透视图像PI。第2图像取得部102将所取得的X射线透视图像PI向计算部104输出。
生成部103基于由第1图像取得部101输出的CT数据，生成DRR图像DI。此时，生成部103生成沿着与在治疗系统1中构成摄影装置的两个放射线检测器30(FPD)各自检测放射线的面平行的二维的平面将FPD的大小即FPD的摄影范围虚拟地放大的DRR图像DI(以下称作“第1DRR图像DI1”)、以及与两个FPD的摄影范围相同的摄影范围的DRR图像DI(以下称作“第2DRR图像DI2”)。生成部103将所生成的第1DRR图像DI1和第2DRR图像DI2分别向计算部104输出。
计算部104基于生成部103生成的第1DRR图像DI1或第2DRR图像DI2、和第2图像取得部102取得的X射线透视图像PI，计算虚拟地配置在设置有治疗系统1的治疗室的三维空间内的CT数据的位置(以下称作“CT位置”)与被固定在治疗台10上的当前的患者P的位置之间的位置的偏移(以下称作“患者P的位置偏移量”)。并且，计算部104基于计算出的患者P的位置偏移量，探索患者P的位置偏移量最小的CT位置作为合适位置。计算部104基于探索到的合适位置的CT位置，计算用来使治疗台10进行以治疗室内的三维坐标为基准的旋转及平移的6个控制参数，将计算出的6个控制参数向诊床控制部11输出。这里，计算部104向诊床控制部11输出的6个控制参数是用来将设在治疗台10上的平移机构及旋转机构分别在3轴方向上进行控制的参数。
第1计算部1041基于第1DRR图像DI1和X射线透视图像PI，一边沿着与放射线检测器30(FPD)检测放射线的面平行的二维的平面使计算患者P的位置偏移量的CT位置移动，一边探索患者P的位置偏移量最小的CT位置。例如，第1计算部1041按照对以治疗室内的三维坐标为基准的平移量进行表示的1个参数使CT位置移动，探索第1DRR图像DI1与X射线透视图像PI之间的类似度最高的CT位置。并且，第1计算部1041进行CT位置的探索，直到患者P的位置偏移量成为规定的范围内。此时，第1计算部1041交替地进行基于与放射线检测器30－1或放射线检测器30－2的某一方对应的第1DRR图像DI1和X射线透视图像PI的CT位置的探索、以及基于与放射线检测器30－1或放射线检测器30－2的另一方对应的第1DRR图像DI1和X射线透视图像PI的CT位置的探索。因而，第1计算部1041中的CT位置的探索，既有仅以与某一方的放射线检测器30对应的CT位置的探索即1次就结束的情况，也有交替地反复进行多次与一方的放射线检测器30对应的CT位置的探索和与另一方的放射线检测器30对应的CT位置的探索后结束的情况。另外，第1计算部1041中的CT位置的探索，是直到患者P的位置偏移量成为规定的范围内、即直到能够将被固定在治疗台10上的患者P的位置以某种程度对准为止所进行的简单的CT位置的探索。在以下的说明中，将第1计算部1041中的CT位置的探索称作“疏探索”。
另外，在第1计算部1041中的CT位置的疏探索中，如上述那样，交替地进行基于与一方的放射线检测器30对应的第1DRR图像DI1和X射线透视图像PI的CT位置的探索、以及基于与另一方的放射线检测器30对应的第1DRR图像DI1和X射线透视图像PI的CT位置的探索。因此，第1计算部1041每当完成使用了当前的第1DRR图像DI1的CT位置的疏探索，就将疏探索到的患者P的位置偏移量最小的CT位置的信息向生成部103输出。由此，生成部103以由第1计算部1041输出的当前的第1DRR图像DI1中的CT位置为基准，生成与对应于当前的第1DRR图像DI1的放射线检测器30不同的放射线检测器30所对应的新的第1DRR图像DI1，将所生成的新的第1DRR图像DI1向第1计算部1041输出。这样，生成部103和第1计算部1041相互协同，进行第1DRR图像DI1的生成和CT位置的疏探索，直到患者P的位置偏移量成为规定的范围内。
第2计算部1042接着第1计算部1041，更详细地探索患者P的位置偏移量最小的CT位置。第2计算部1042基于以第1计算部1041探索到的患者P的位置偏移量最小的CT位置为基准的第2DRR图像DI2和X射线透视图像PI，一边使沿着以治疗室内的三维坐标为基准的旋转及平移方向计算患者P的位置偏移量的CT位置移动，一边探索患者P的位置偏移量最小的CT位置。换言之，第2计算部1042按照表示以治疗室内的三维坐标为基准的旋转量及平移量的6个参数，使CT位置移动，探索第2DRR图像DI2与X射线透视图像PI的类似度最高的CT位置，作为最终的合适位置。另外，第2计算部1042中的CT位置的探索是详细的CT位置的探索，用于基于第2DRR图像DI2和X射线透视图像PI而自动地决定最终的CT位置(合适位置)、即向被固定在治疗台10上的患者P照射治疗束B的方向。以下的说明中，将第2计算部1042中的CT位置的探索称作“密探索”。第2计算部1042基于探索到的最终的合适位置(CT位置)，计算用来使治疗台10以治疗室内的三维坐标为基准进行旋转及平移的6个控制参数，将计算出的6个控制参数向诊床控制部11输出。
由此，诊床控制部11按照由第2计算部1042输出的6个控制参数，对设在治疗台10上的平移机构及旋转机构进行控制，使被固定在治疗台10上的患者P的方向朝向适合于照射治疗束B而进行放射线治疗的方向。
通过这样的构成，医用图像处理装置100通过第1计算部1041中的疏探索和第2计算部1042中的密探索，计算用来使被固定在治疗台10上的患者P的方向朝向合适的方向的6个控制参数。由此，在具备医用图像处理装置100的治疗系统1中，按照医用图像处理装置100计算出的6个控制参数，能够使在放射线治疗中进行治疗的患者P的方向朝向适合于照射治疗束B的方向。并且，在具备医用图像处理装置100的治疗系统1中，能够在图像解析部50决定的适当的定时向患者P的体内的病灶照射治疗束B。
另外，上述的医用图像处理装置100中具备的构成要素的功能中的一部分或全部，例如也可以具备CPU(Central Processing Unit)等的硬件处理器和存储有程序(软件)的存储装置(具备非易失性的存储介质的存储装置)，通过处理器执行程序来实现各种功能。此外，上述的医用图像处理装置100中具备的构成要素的功能中的一部分或全部也可以由LSI(Large Scale Integration)或ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field－Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等的硬件(包括电路部；circuitry)等实现，也可以通过软件与硬件的协同来实现各种功能。此外，上述的医用图像处理装置100中具备的构成要素的功能中的一部分或全部也可以由专用的LSI实现各种功能。这里，程序(软件)既可以被预先保存在ROM(Read Only Memory)或RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、闪存存储器等的治疗系统1所具备的存储装置(具备非易失性的存储介质的存储装置)中，也可以被保存在DVD或CD－ROM等的可装卸的存储介质(非易失性的存储介质)中，也可以通过将存储介质装配到治疗系统1所具备的驱动器装置中而被安装到治疗系统1所具备的存储装置中。此外，程序(软件)也可以被从其他的计算机装置经由网络预先下载并安装到治疗系统1所具备的存储装置中。
接着，对治疗系统1的动作的概略进行说明。图3是表示第1实施方式的治疗系统1中的动作的流程的流程图。另外，在以下的说明中，假设事前由CT装置将患者P摄影，准备CT图像CI的CT数据(三维体数据)。此外，假设第1计算部1041及第2计算部1042基于DRR图像DI和X射线透视图像PI的类似度进行CT位置的探索。
如果治疗系统1开始动作而医用图像处理装置100起动，则第1图像取得部101取得CT数据(步骤S100)。并且，第1图像取得部101将所取得的CT数据向生成部103输出。
接着，第2图像取得部102取得由各个放射线检测器30输出的当前的患者P的体内的X射线透视图像PI(步骤S101)。并且，第2图像取得部102将所取得的X射线透视图像PI向计算部104输出。
接着，医用图像处理装置100开始CT位置的疏探索SS的处理。在CT位置的疏探索SS的处理中，生成部103基于由第1图像取得部101输出的CT数据，生成第1DRR图像DI1(步骤S102)。并且，生成部103将所生成的第1DRR图像DI1向计算部104输出。
接着，计算部104内的第1计算部1041基于由生成部103输出的第1DRR图像DI1和由第2图像取得部102输出的X射线透视图像PI，探索当前的第1DRR图像DI1与X射线透视图像PI的类似度最高的CT位置(步骤S103)。
接着，第1计算部1041判定探索到的CT位置处的患者P的位置偏移量是否是规定的范围内(步骤S104)。在步骤S104中，在探索到的CT位置处的患者P的位置偏移量不是规定的范围内的情况下，第1计算部1041将探索到的CT位置的信息向生成部103输出，将处理返回到步骤S102。由此，生成部103在步骤S102中基于由第1计算部1041输出的CT位置的信息生成新的第1DRR图像DI1，第1计算部1041在步骤S103中，基于生成部103生成的新的第1DRR图像DI1和由第2图像取得部102输出的X射线透视图像PI，探索新的第1DRR图像DI1与X射线透视图像PI的类似度最高的CT位置。这样，在医用图像处理装置100中，生成部103与第1计算部1041相互协同，反复进行CT位置的疏探索SS的处理，直到探索到的CT位置处的患者P的位置偏移量成为规定的范围内、即直到第1DRR图像DI1与X射线透视图像PI的类似度比规定的类似度的阈值高。
另一方面，在步骤S104中，在探索到的CT位置处的患者P的位置偏移量为规定的范围内的情况下、即探索到第1DRR图像DI1与X射线透视图像PI的类似度比规定的类似度的阈值高的CT位置的情况下，第1计算部1041将探索到的CT位置的信息向第2计算部1042输出，将处理前进到步骤S105。
由此，医用图像处理装置100开始CT位置的密探索SD的处理。在CT位置的密探索SD的处理中，生成部103基于由第1图像取得部101输出的CT数据，生成第2DRR图像DI2(步骤S105)。并且，生成部103将所生成的第2DRR图像DI2向计算部104输出。
接着，第2计算部1042以第1计算部1041探索到的CT位置为基准，基于由生成部103输出的第2DRR图像DI2和由第2图像取得部102输出的X射线透视图像PI，探索最终的CT位置(步骤S106)。这样，在医用图像处理装置100中，由第2计算部1042仅进行1次CT位置的密探索SD的处理。
接着，显示控制部60使显示装置61显示由生成部103输出的第2DRR图像DI2和由第2图像取得部102输出的X射线透视图像PI。进而，显示控制部60使显示装置61显示第2计算部1042探索到的最终的CT位置。并且，指示受理部80受理由利用治疗系统1的放射线治疗的实施者(医生等)进行的最终的CT位置的调整，将受理到的最终的CT位置的调整信息向第2计算部1042输出(步骤S107)。
接着，第2计算部1042将由指示受理部80输出的最终的CT位置的调整信息反映于探索到的CT位置，成为最终的CT位置(合适位置)。并且，第2计算部1042计算用来使治疗台10以治疗室内的三维坐标为基准进行旋转及平移的6个控制参数(步骤S108)。第2计算部1042将计算出的6个控制参数向诊床控制部11输出。
接着，诊床控制部11按照由第2计算部1042输出的6个控制参数使治疗台10移动(步骤S109)。
接着，对构成治疗系统1的医用图像处理装置100的动作的详细情况进行说明。首先，对构成医用图像处理装置100的生成部103中的DRR图像DI的生成方法进行说明。DRR图像DI是为了虚拟地模拟X射线透视图像PI而生成的图像。因此，首先对X射线透视图像PI的摄影模型进行说明，接着对DRR图像DI的生成方法进行说明。
(X射线透视图像的摄影模型)
在X射线摄影中，通过将由作为X射线源的放射线源20照射的X射线穿过作为被摄体的患者P的体内并到达以二维的阵列状配置有X射线检测器的FPD即放射线检测器30时的能量的大小图像化，从而能够得到将患者P的体内透视的X射线透视图像PI。该X射线透视图像PI中的各个像素位置即X射线检测器的位置处的X射线的能量Pi能够由下式(1)表示。
[数式1]
Pi＝P0exp{-∮μ(l，P)dl}…(1)
在上式(1)中，P0是入射到被摄体(患者P)时的X射线的能量。此外，在上式(1)中，μ(l，P)是位置l处的物体的线衰减系数，是根据穿过该物质的X射线的能量P而变化的值。对处于从X射线源到达像素位置i的X射线的路径上的物质的线衰减系数线进行积分后的值，成为到达X射线检测器的X射线的能量。这里，X射线检测器的检测特性设计为，对于取X射线的能量Pi的对数的情况而言为线性，通过将X射线检测器输出的信号值线性地变换为像素值，能够得到图像。即，X射线透视图像PI的像素值Ti能够用下式(2)表示。
[数式2]
Ti(P0)＝log(Pi)＝log(P0)-∮μ(l，P)dl…(2)
在上式(2)中，log(P0)是常数。因此，通过X射线摄影得到的X射线透视图像PI中的各像素，根据从X射线源照射的X射线到达构成FPD的各个X射线检测器的路径上的物质(即患者P)的线衰减系数的积和(日语：積和)而被像素化。
(DRR图像的生成方法)
接着，对DRR图像DI的生成方法进行说明。DRR图像DI通过将虚拟地配置在三维空间内的CT图像CI从任意的方向透视投影而生成。这里，在图4中表示DRR图像DI的生成处理的一例。图4是用来说明第1实施方式的治疗系统1的放射线(X射线)的照射路径与计算机断层摄影图像(CT图像CI)及医用图像处理装置100生成的数字重构X射线照片图像(DRR图像DI)之间的关系的图。在图4中，将治疗系统1的摄影装置的坐标系上的像素位置设为(x，y，z)，将DRR图像DI的坐标系上的像素位置设为(u，v)。像素位置(u，v)处的DRR图像DI的亮度值I(u，v)通过由下式(3)表示的射线跟踪的式子来计算。
[数式3]
I(u，v)＝∮W(V)V(x，y，z)dl…(3)
在上式(3)中，V(x，y，z)是在治疗系统1中虚拟地配置的CT图像CI的像素位置(x，y，z)处的CT值。并且，在上式(3)中，DRR图像DI的亮度值I(u，v)表示通过从X射线源XS照射的X射线的照射路径l上的CT值的积分得到。这里，上式(3)中的W(V)是对CT值乘上的权重系数。通过控制该权重系数W(V)，能够生成将特定的CT值强调的DRR图像DI。这在将X射线透视图像PI与DRR图像DI对照时，对于将想要重视的患者P的病灶的组织强调、或将放射线治疗的实施者(医生等)想要关注的组织强调而提高视觉辨识性时等是有效的。
这里，DRR图像DI的亮度值I(u，v)中包含的CT值V(x，y，z)是基于处于像素位置(x，y，z)的物质的线衰减系数的值。因此，如果通过处于X射线的照射路径l的物质的线衰减系数的和而生成DRR图像DI，则X射线透视图像PI也如上式(3)中表示那样由X射线的照射路径l上的线衰减系数的和来决定像素值，DRR图像DI与X射线透视图像PI类似。另外，为了如DRR图像DI那样根据CT值重构X射线透视图像PI，需要确定X射线的照射路径l和CT值V(x，y，z)的位置。
接着，对构成医用图像处理装置100的计算部104即第1计算部1041及第2计算部1042中的CT位置(合适位置)的探索进行说明。首先，关于对第1计算部1041和第2计算部1042共通的CT位置(合适位置)的探索的考虑方式，假设计算部104进行CT位置(合适位置)的探索而进行说明。
计算部104定义用来对基于构成DRR图像DI和X射线透视图像PI各自的像素的值(像素值)的类似度进行计算的评价函数，通过求出摄影了评价值最好的(类似度最高的)图像的像素位置，探索CT位置(合适位置)。更具体地讲，一边在三维空间内使由确定CT数据的位置及姿势的6个参数所确定的CT位置移动，一边探索根据DRR图像DI和X射线透视图像PI各自的像素值求出的评价函数的输出(类似度)为最好的位置。此时，计算部104使用DRR图像DI和X射线透视图像PI这两个图像各自的像素值的标准化互相关，作为评价函数。另外，计算部104也可以使用DRR图像DI和X射线透视图像PI这两个图像各自的像素值的互信息量，作为评价函数。此外，计算部104也可以将DRR图像DI和X射线透视图像PI这两个图像暂时变换为实施了使用高斯滤波器、索贝尔(sobel)滤波器等的图像处理后的图像，并使用变换后的图像间的差分、标准化互相关、互信息量作为评价函数。此外，计算部104也可以变换为对构成DRR图像DI和X射线透视图像PI这两个图像的各像素的梯度方向进行了计算的图像，并将变换后的各像素的梯度方向的一致度作为评价函数。
基于这样的考虑方式，计算部104(第1计算部1041及第2计算部1042)使用DRR图像DI和X射线透视图像PI来探索CT位置(合适位置)。另外，在以往的一般的治疗系统中，在CT位置(合适位置)的探索中使用上述那样的用来计算类似度的评价函数的情况下，在两个图像的摄影范围内拍摄有患者P的体内的相同的部位为前提。但是，在计算部104中，通过由第1计算部1041进行的疏探索和由第2计算部1042进行的密探索、即两阶段的探索处理，探索CT位置(合适位置)。由此，计算部104在因构成治疗系统1的摄影装置的低成本化及设置场所的限制等的理由而放射线检测器30(FPD)的摄影范围变窄、拍摄在DRR图像DI中的患者P的体内的部位与拍摄在X射线透视图像PI中的患者P的体内的部位有较大的差异的情况下，也能够高精度地探索CT位置(合适位置)。即，计算部104能够以较高的精度进行患者P的定位的处理。
接着，对第1计算部1041中的CT位置(合适位置)的疏探索进行说明。第1计算部1041如上述那样，基于生成部103沿着与放射线检测器30(FPD)检测放射线的面平行的二维的平面将FPD的大小虚拟地放大后的第1DRR图像DI1和X射线透视图像PI，探索患者P的位置偏移量最小的CT位置。因此，首先对生成部103生成的第1DRR图像DI1的一例进行说明，接着对由第1计算部1041进行的CT位置(合适位置)的疏探索的方法进行说明。
(第1DRR图像)
图5A、图5B1、图5B2及图5B3是用来说明第1实施方式的治疗系统1的X射线透视图像PI与医用图像处理装置100所具备的生成部103生成的重构图像(第1DRR图像DI1)的关系的图。在图5A中，示出第2图像取得部102取得的由某一方的放射线检测器30输出的X射线透视图像PI的一例，在图5B1、图5B2及图5B3中，示出生成部103生成与图5A所示的X射线透视图像PI对应的第1DRR图像DI1时的处理的一例。在图5B1中表示生成部103生成的DRR图像DI的一例，在图5B2中示出用来说明生成部103在生成第1DRR图像DI1时进行的处理的一例的图，在图5B3中示出生成部103生成的第1DRR图像DI1的一例。在以下的说明中，假设图5A所示的X射线透视图像PI和图5B3所示的第1DRR图像DI1分别是与放射线检测器30－1对应的图像。
第2图像取得部102与以往的通常的治疗系统同样，取得放射线检测器30－1对在设置有治疗系统1的治疗室中被固定在治疗台10上的当前的患者P的体内进行摄影后得到的X射线透视图像PI。这里，假如生成部103与以往的通常的治疗系统同样，生成与放射线检测器30－1的摄影范围相同范围的DRR图像DI，则例如有生成图5B1所示那样的DRR图像DI的情况。在此情况下，将图5A与图5B1比较可知，也可以想到图5A所示的X射线透视图像PI中拍摄到的患者P的部位与图5B1所示的DRR图像DI中拍摄到的患者P的部位较大地偏移的情况。在图5B1所示的DRR图像DI中，相对于以照射治疗束B的对象的病灶的位置大致为中心的方式摄影的图5A所示的X射线透视图像PI而言，中心位置向左上方较大地偏移，没有拍摄到患者P的头部的上部。于是，图5A所示的X射线透视图像PI和图5B1所示的DRR图像DI的各自中共通地包含的患者P的部位的区域变少，患者P的位置偏移量的计算变得困难。即，不能计算由图5A所示的X射线透视图像PI和图5B1所示的DRR图像DI各自的像素值求出的基于评价函数的评价值(类似度)，最终在向诊床控制部11输出的6个控制参数中包含较多的误差。
因此，生成部103如图5B2所示，将DRR图像DI中拍摄的患者P的部位的范围虚拟地放大，即，将与DRR图像DI对应的放射线检测器30－1(FPD)的摄影范围虚拟地扩大，使得生成的第1DRR图像DI1包含患者P的部位。更具体地讲，生成部103当从放射线检测器30－1摄影X射线透视图像PI的方向(角度)观察时，将摄影范围扩大直到包含有第1图像取得部101取得并输出的患者P的全部CT数据(三维体数据)的范围为止，来生成第1DRR图像DI1，所述方向还是放射线检测器30－1检测从放射线源20－1照射并穿过患者P的体内而到达的放射线(X射线)的平面的方向。在图5B2中，示出将图5B1所示的DRR图像DI中的摄影范围向左侧及上侧扩展的状态。由此，生成部103如图5B3所示，图5B1所示的DRR图像DI中的摄影范围被向左侧及上侧扩展，生成拍摄有患者P的头部的整体的第1DRR图像DI1。由此，图5A所示的X射线透视图像PI中包含的患者P的部位的区域被包含在图5B3所示的第1DRR图像DI1中，根据图5A所示的X射线透视图像PI和图5B3所示的第1DRR图像DI1各自的像素值，能够以更高的精度计算基于评价函数的评价值(类似度)、即患者P的位置偏移量。
(CT位置的疏探索方法)
接着，对由第1计算部1041进行的CT位置(合适位置)的疏探索的方法进行说明。图6是用来说明使用第1实施方式的医用图像处理装置100所具备的生成部103生成的重构图像(第1DRR图像DI1)而求出合适位置(CT位置)的动作的图。在图6中，示出了从CT位置的初始位置起进行3次疏探索、直到患者P的位置偏移量即疏探索后的CT位置成为距结束位置为规定的范围内为止的状况的一例。
首先，在当前的位置是初始位置IP的情况下，生成部103生成与放射线检测器30－2对应的第1DRR图像DI1，向第1计算部1041输出。更具体地讲，生成部103生成第1DRR图像DI1(例如，图5B3所示的第1DRR图像DI1)，向第1计算部1041输出，所述第1DRR图像DI1包含有在设置有治疗系统1的治疗室的三维空间内被虚拟地配置在初始位置IP处的CT数据，并表示与放射线检测器30－2检测放射线(X射线)的面平行的二维的平面。
由此，第1计算部1041一边使由生成部103输出的第1DRR图像DI1中包含的CT位置沿着第1DRR图像DI1表示的二维的平面依次移动，一边探索当前的第1DRR图像DI1中的合适位置(CT位置)。更具体地讲，第1计算部1041一边使当前的第1DRR图像DI1中包含的CT位置一个像素一个像素地依次移动，一边探索根据当前的第1DRR图像DI1和与放射线检测器30－2对应的X射线透视图像PI的各自的像素值求出的评价函数的输出(类似度)为最好的CT位置。这里，第1DRR图像DI1中包含的各个像素的三维空间中的纵向及横向的长度，能够通过基于治疗系统1的摄影装置的几何信息的简单的几何计算来求出。因此，第1计算部1041将所求出的各个像素的三维空间的纵向及横向的长度变换为在第1DRR图像DI1中各个像素被配置到的二维的平面内的纵向及横向的长度。并且，第1计算部1041基于变换后的纵向及横向的长度，一边使CT位置一个像素一个像素地移动，一边探索评价函数的输出(类似度)为最好的CT位置。在图6中，示出了沿着与放射线检测器30－2对应的当前的第1DRR图像DI1的平面内的探索路径R1使CT位置移动、探索出当前时刻最好的CT位置作为中间位置MP－1的状况。另外，在图6中，将探索路径R1用1个直线表示，但如上述那样，第1计算部1041使CT位置沿着第1DRR图像DI1表示的二维的平面移动。因此，探索路径R1是在第1DRR图像DI1内的纵向及横向上使CT位置直线地移动的路径。第1计算部1041将表示探索到的中间位置MP－1的信息向生成部103输出。
接着，生成部103基于由第1计算部1041输出的表示中间位置MP－1的信息，生成与放射线检测器30－1对应的第1DRR图像DI1，向第1计算部1041输出。更具体地讲，生成部103与生成对应于放射线检测器30－2的第1DRR图像DI1时同样，生成第1DRR图像DI1，向第1计算部1041输出，所述第1DRR图像DI1包含有在设置有治疗系统1的治疗室的三维空间内被虚拟地配置在中间位置MP－1处的CT数据，并表示与放射线检测器30－1检测放射线(X射线)的面平行的二维的平面。
由此，第1计算部1041与探索中间位置MP－1时同样，一边使当前的第1DRR图像DI1中包含的CT位置一个像素一个像素地依次移动，一边探索当前的第1DRR图像DI1中的合适位置(CT位置)。但是，这里第1计算部1041探索根据当前的第1DRR图像DI1和与放射线检测器30－1对应的X射线透视图像PI的各自的像素值求出的评价函数的输出(类似度)为最好的CT位置。在图6中，示出了沿着与放射线检测器30－1对应的当前的第1DRR图像DI1的平面内的探索路径R2使CT位置移动、且探索出当前时刻最好的CT位置作为中间位置MP－2的状况。另外，在图6中用1条直线表示的探索路径R2也与探索路径R1同样，是使CT位置在当前的第1DRR图像DI1内的纵向及横向上直线地移动的路径。第1计算部1041将表示探索到的中间位置MP－2的信息向生成部103输出。
然后同样，生成部103基于由第1计算部1041输出的表示中间位置MP－2的信息，生成包含被虚拟地配置在中间位置MP－2处的CT数据在内的与放射线检测器30－2对应的第1DRR图像DI1，向第1计算部1041输出。并且，第1计算部1041也同样，探索根据当前的第1DRR图像DI1和与放射线检测器30－2对应的X射线透视图像PI的各自的像素值求出的评价函数的输出(类似度)为最好的CT位置。在图6中，表示了使CT位置沿着与放射线检测器30－2对应的当前的第1DRR图像DI1的平面内的探索路径R3移动、并探索出当前时刻最好的CT位置作为中间位置MP－3的状况。另外，图6所示的探索路径R3也与探索路径R1同样，是使CT位置在与放射线检测器30－2对应的当前的第1DRR图像DI1内的纵向及横向上直线地移动的路径。
以后同样，反复进行由生成部103进行的与某一方的放射线检测器30对应的第1DRR图像DI1的生成、以及由第1计算部1041进行的对当前时刻最好的CT位置的探索。由此，第1计算部1041疏探索到的CT位置接近于结束位置EP即最终的CT位置。
另外，第1计算部1041中的疏探索如上述那样，是到能够将被固定在治疗台10上的患者P的位置以某种程度对准为止进行的简单的CT位置的探索。因而，第1计算部1041如果疏探索到的CT位置距结束位置EP成为规定的范围内，即如果患者P的位置偏移量成为规定的范围内，则结束疏探索。在图6中，在第1计算部1041探索到中间位置MP－3的CT位置的时刻，结束疏探索。然后，计算部104中的患者P的位置偏移量的计算由第2计算部1042接着进行。在此情况下，第1计算部1041将表示探索到的中间位置MP－3的信息向第2计算部1042输出，结束疏探索。
这里，第1计算部1041反复进行疏探索的次数、即第1计算部1041判定为结束疏探索的患者P的位置偏移量的规定的范围，由对于根据第1DRR图像DI1和X射线透视图像PI的各自的像素值求出的评价函数的输出(类似度)而言预先确定的类似度的阈值决定。另外，第1计算部1041判定为患者P的位置偏移量成为规定的范围内的条件也可以是预先确定的其他条件。例如，第1计算部1041也可以在将疏探索进行了预先确定的次数时，判定为患者P的位置偏移量成为规定的范围内。此外，例如第1计算部1041也可以在第1DRR图像DI1和X射线透视图像PI的各自中拍摄到的患者P的体内的相同的病灶或骨骼或者标记物的像的距离成为能够由配置在放射线检测器30(FPD)中的各个X射线检测器在X射线透视图像PI中表示的实际的距离以下、所谓的构成X射线透视图像PI的各个像素的像素间距以下时，判定为患者P的位置偏移量成为规定的范围内。此外，例如第1计算部1041也可以在计算患者P的位置偏移量时的CT位置的移动量成为规定的移动量以下时、换言之在前次的疏探索中探索到的CT位置与在此次的疏探索中探索到的CT位置之间的距离为规定的距离以下时，判定为患者P的位置偏移量成为规定的范围内。此外，例如第1计算部1041也可以在第1DRR图像DI1和X射线透视图像PI各自中拍摄到的患者P的体内的相同的病灶或骨骼或者标记物的像的距离成为能够由第2计算部1042继续探索患者P的位置偏移量最少的CT位置的可探索范围内的距离(例如0.5[mm])以下时，换言之，在成为能够在第2计算部1042中继续患者P的位置偏移量的计算的状态时，判定为患者P的位置偏移量成为规定的范围内。
(CT位置的密探索方法)
接着，对第2计算部1042中的CT位置(合适位置)的密探索进行说明。第2计算部1042如上述那样，接着由第1计算部1041进行的疏探索，进行基于第2DRR图像DI2和X射线透视图像PI的密探索。另外，第2计算部1042中的密探索与以往的通常的治疗系统的CT位置的探索是同样的。即，在第2计算部1042中的密探索中，不像第1计算部1041中的疏探索那样将CT位置的移动限定于二维的平面内，而是探索最终的合适位置(CT位置)。更具体地讲，第2计算部1042一边按照表示以治疗室内的三维坐标为基准的旋转量及平移量的6个参数使CT位置随机地移动，一边在各个CT位置根据第2DRR图像DI2和与各个放射线检测器30对应的X射线透视图像PI各自的像素值求出评价函数的输出(类似度)，对评价函数的输出(类似度)为最好的CT位置进行密探索。另外，第2计算部1042也可以一边按照表示以治疗室内的三维坐标为基准的旋转量及平移量的6个参数使CT位置依次移动，一边对评价函数的输出(类似度)为最好的CT位置进行密探索。
但是，当第2计算部1042进行密探索时，通过第1计算部1041而患者P的位置偏移量成为规定的范围内。即，成为被固定在治疗台10上的患者P的位置以某种程度被对准的状态。因此，第2计算部1042能够以第1计算部1041结束了疏探索的CT位置为基准，在缩减了使第2DRR图像DI2中包含的CT位置移动的范围的状态下对最终的合适位置(CT位置)进行密探索。例如，第2计算部1042能够将使CT位置移动的范围作为以第1计算部1041疏探索到的CT位置为中心的规定的范围，对CT位置进行密探索。
并且，第2计算部1042基于通过密探索而探索到的最终的CT位置，计算用来使治疗台10移动的6个控制参数，将计算出的6个控制参数向诊床控制部11输出。由此，诊床控制部11按照由第2计算部1042输出的6个控制参数使治疗台10移动。
另外，第2计算部1042也可以在如上述那样基于探索到的最终的CT位置计算用来使治疗台10移动的6个控制参数之前，将最终的CT位置的信息向显示控制部60输出，以使利用治疗系统1的放射线治疗的实施者(医生等)进行确认。在此情况下，显示控制部60基于生成部103生成的第2DRR图像DI2，生成与各个放射线检测器30对应的显示用的DRR图像DI，使显示装置61显示将所生成的与各个放射线检测器30对应的显示用的DRR图像DI和第2图像取得部102所取得的对应的放射线检测器30的X射线透视图像PI重叠而成的确认用的显示图像。进而，显示控制部60在将显示用的DRR图像DI与对应的X射线透视图像PI重叠而成的确认用的显示图像上，重叠第2计算部1042探索到的最终的CT位置，使显示装置61显示。另外，显示用的DRR图像DI也可以不是显示控制部60生成的，而是生成部103基于第2计算部1042探索到的最终的CT位置而生成并向显示控制部60输出。在此情况下，显示控制部60为将生成部103所生成的显示用的DRR图像DI与对应的X射线透视图像PI重叠、并进一步重叠最终的CT位置、使显示装置61显示的构成。
此外，第2计算部1042也可以取得放射线治疗的实施者(医生等)基于由指示受理部80输出的显示在显示装置61上的显示用的DRR图像DI及X射线透视图像PI和最终的CT位置而进行了调整的、用于调整最终的CT位置的信息。在此情况下，第2计算部1042将由指示受理部80输出的对最终的CT位置进行调整的信息反映于探索到的CT位置，然后计算用来使治疗台10移动的6个控制参数，将计算出的6个控制参数向诊床控制部11输出。由此，诊床控制部11按照由第2计算部1042输出的、反映了放射线治疗的实施者(医生等)调整后的CT位置的6个控制参数，使治疗台10移动。
如上述那样，在第1实施方式的医用图像处理装置100中，通过用由第1计算部1041进行的疏探索和由第2计算部1042进行的密探索这两阶段的探索处理来探索最终的CT位置(合适位置)，从而进行用来使固定在治疗台10上的患者P移动到对于放射线治疗来说合适的位置的定位的处理。这里，由第1计算部1041进行的疏探索中使用的第1DRR图像DI1虽然以平面考虑的话比放射线检测器30(FPD)的摄影范围大，但使CT位置移动的范围是二维的平面的范围。此外，由第2计算部1042进行的密探索在缩减了在第2DRR图像DI2中使CT位置移动的范围的状态下仅进行1次。因此，在具备包括第1实施方式的医用图像处理装置100在内的医用装置的治疗系统1中，即使是DRR图像DI中拍摄到的患者P的体内的部位与摄影装置摄影的X射线透视图像PI中拍摄到的患者P的体内的部位有较大的差异的情况，也能够在抑制了为了探索CT位置而进行的计算的负荷即计算成本的状态下，高精度地进行患者P的定位的处理。
另外，如上述那样，假设在进行患者P的定位的处理时，在医用图像处理装置100中，通过计算部104所具备的第1计算部1041和第2计算部1042分别使DRR图像DI1中包含的CT位置移动，将CT位置对准于设置有由放射线源20和放射线检测器30的组构成的摄影装置的治疗室内的三维坐标，进行了说明。但是，在实际的放射线治疗中，从在治疗计划的阶段等中事前确定的方向对患者P照射治疗束B。因而，医用图像处理装置100向诊床控制部11输出的最终的6个控制参数，是为了使固定在治疗台10上的患者P朝向为了照射治疗束B进行放射线治疗而事前确定的合适的方向、并根据探索到的最终的CT位置进行逆运算而求出的控制参数。换言之，是用来改变固定在治疗台10上的患者P的方向、以使各个放射线检测器30能够摄影到与事前计划的DRR图像DI相同的X射线透视图像PI的控制参数。
因此，在治疗系统1中，也可以在由医用图像处理装置100进行的定位的处理结束而使治疗台10移动后，由摄影装置再次将X射线透视图像PI摄影，再确认患者P的朝向。在此情况下摄影的X射线透视图像PI，为从事前确定的合适的方向将患者P摄影的图像。并且，在治疗系统1中，也可以将显示用的DRR图像DI、再次摄影的X射线透视图像PI和最终的CT位置重叠而使显示装置61显示，在放射线治疗的实施者(医生等)最终做出确认(判断)后，将治疗束B向患者P的体内的病灶照射。
另外，这里在放射线治疗的实施者(医生等)最终确认(判断)的结果为不照射治疗束B的情况下，既可以医用图像处理装置100再次自动进行患者P的定位的处理，也可以放射线治疗的实施者(医生等)以手动调整患者P的位置。这里，在医用图像处理装置100再次自动进行患者P的定位的处理的情况下，也可以不进行由第1计算部1041进行的疏探索，而仅进行由第2计算部1042进行的密探索。此外，在放射线治疗的实施者(医生等)以手动调整患者P的位置的情况下，也可以为了在由第1计算部1041进行的疏探索中使CT位置移动而利用将三维空间中的纵向及横向的长度变换为二维的平面内的纵向及横向的长度时的信息，使患者P的位置在二维的平面内调整。
如上述说明那样，医用图像处理装置100具备：第1图像取得部101，取得患者P的三维体数据像(CT图像CI)；第2图像取得部102，从通过放射线检测器30检测所照射的放射线(X射线)并使所照射的放射线图像(X射线透视图像PI)化的摄影装置，取得在与CT图像CI的取得时不同的时刻照射在患者P上的放射线(X射线)所对应的X射线透视图像PI；生成部103，基于放射线检测器30的三维空间中的设置位置，根据虚拟地配置在三维空间中的CT图像CI，生成将X射线透视图像PI再现的重构图像(DRR图像DI)；以及计算部104，基于X射线透视图像PI和DRR图像DI的类似度(评价值)，求出三维空间中的CT图像CI的合适位置；生成部103以成为比与X射线透视图像PI对应的范围大的范围的方式，生成由计算部104使用的DRR图像DI。
此外，如上述说明那样，也可以是，在医用图像处理装置100中，以成为比DRR图像DI中的与X射线透视图像PI对应的范围大的范围的方式生成的DRR图像DI，被生成为包含患者P的对象部位。
此外，如上述说明那样，也可以是，生成部103生成DRR图像DI中的比与X射线透视图像PI对应的范围大的范围的第1重构图像(第1DRR图像DI1)和DRR图像DI中的第1DRR图像DI1以外的第2重构图像(第2DRR图像DI2)；计算部104包括：第1计算部1041，通过使第1DRR图像DI1相对于X射线透视图像PI虚拟地平行移动，求出该第1重构图像中包含的对象部位与第2透视图像中包含的对象部位的类似度较高的第1位置；以及第2计算部1042，以由第1计算部1041求出的第1位置为基准，通过使第2DRR图像DI2相对于X射线透视图像PI虚拟地平行及旋转移动，求出该第2DRR图像DI2中包含的对象部位与X射线透视图像PI中包含的对象部位的类似度较高的第2位置；将第2位置作为最终的合适位置输出。
此外，如上述说明那样，也可以是，生成部103生成检测至少从第1方向对患者照射的放射线的放射线检测器30所对应的第1DRR图像DI1、和检测从与第1方向不同的第2方向对患者照射的放射线的放射线检测器30所对应的第1DRR图像DI1，并生成包含各个放射线检测器30检测放射线的方向表示的信息在内的第2DRR图像DI2。
此外，如上述说明那样，也可以是，第1计算部1041至少使用检测从第1方向或第2方向的某一个方向照射的放射线的1个放射线检测器30所对应的第1DRR图像DI1，来求出第1位置。
此外，如上述说明那样，也可以是，第1计算部1041反复进行如下处理直到第1DRR图像DI1中包含的对象部位与X射线透视图像PI中包含的对象部位的类似度成为规定的范围内，上述处理为：使用与检测从第1方向或第2方向的某一方向照射的放射线的放射线检测器30对应的第1DRR图像DI1求出第1位置的处理；以该第1位置为基准，使用与检测从另一方向照射的放射线的放射线检测器30对应的第1DRR图像DI1，求出该第1DRR图像DI1中包含的对象部位与X射线透视图像PI中包含的对象部位的类似度更高的第1位置的处理。第2计算部1042以成为规定的范围内的第1位置为基准，求出第2位置。
此外，如上述说明那样，也可以是，生成部103在第1计算部1041求出某一方的放射线检测器30所对应的第1位置后，生成另一方的放射线检测器30所对应的第1重构图像。
此外，如上述说明那样，也可以是，医用图像处理装置100还具备：显示控制部60，使显示装置61显示CT图像CI及X射线透视图像PI，还使显示装置61显示合适位置的信息；以及指示受理部80，受理CT图像CI的三维空间内的合适位置的移动的指示。
此外，如上述说明那样，也可以是，医用装置具备：医用图像处理装置100；以及摄影装置，具备检测P从不同的方向对患者照射的放射线(X射线)的两个放射线检测器30。
此外，如上述说明那样，也可以是，治疗系统1具备：医用装置；治疗束照射门40，向患者P的治疗的对象的部位照射治疗束B；治疗束照射控制部41，对治疗束B的照射进行控制；以及诊床控制部11，使固定着患者P的治疗台10的位置移动，以使其对准于在医用装置中求出的合适位置。
此外，医用图像处理装置100也可以是具备CPU、GPU等的处理器、以及ROM、RAM、HDD、闪存等的存储装置，在存储装置中存储有用来使处理器如以下这样发挥功能的程序，即：具备：第1图像取得部101，取得患者P的三维体数据像(CT图像CI)；第2图像取得部102，从通过放射线检测器30检测所照射的放射线(X射线)并进行图像(X射线透视图像PI)化的摄影装置，取得在与CT图像CI的取得时不同的时刻照射在患者P上的放射线(X射线)所对应的X射线透视图像PI；生成部103，基于放射线检测器30的三维空间中的设置位置，根据虚拟地配置在三维空间中的CT图像CI，生成将X射线透视图像PI再现的重构图像(DRR图像DI)；以及计算部104，基于X射线透视图像PI和DRR图像DI的类似度(评价值)，求出三维空间中的CT图像CI的合适位置，其中，生成部103将被计算部104使用的DRR图像DI生成为比与X射线透视图像PI对应的范围大的范围。
(第2实施方式)
以下，对第2实施方式进行说明。另外，具备第2实施方式的医用图像处理装置的治疗系统的构成，是在具备图1所示的第1实施方式的医用图像处理装置100的治疗系统1的构成中，将医用图像处理装置100替代为第2实施方式的医用图像处理装置(以下称作“医用图像处理装置200”)的构成。在以下的说明中，将具备医用图像处理装置200的治疗系统称作“治疗系统2”。
另外，在以下的说明中，在具备医用图像处理装置200的治疗系统2的构成要素中，对于与具备第1实施方式的医用图像处理装置100的治疗系统1的构成要素同样的构成要素赋予相同的标号，省略关于各个构成要素的详细的说明。并且，在以下的说明中，仅对作为与第1实施方式的医用图像处理装置100不同的构成要素的医用图像处理装置200的构成、动作及处理进行说明。
医用图像处理装置200与第1实施方式的医用图像处理装置100同样，进行将当前的患者P的位置对准于事前设定的位置的定位的处理。即，医用图像处理装置200也与第1实施方式的医用图像处理装置100同样，通过疏探索和密探索这两阶段的探索处理，求出用来使固定在治疗台10上的患者P的当前的位置移动到事前确定的合适位置的治疗台10的移动量。
以下，对构成治疗系统2的医用图像处理装置200的构成进行说明。图7是表示第2实施方式的医用图像处理装置200的概略构成的框图。图7所示的医用图像处理装置200具备第1图像取得部101、第2图像取得部102、生成部103和计算部204。此外，计算部204具备第1计算部1041、第2计算部1042和图像范围决定部2043。
医用图像处理装置200是将构成第1实施方式的医用图像处理装置100的计算部104替代为计算部204的构成。计算部204是对构成第1实施方式的医用图像处理装置100的计算部104追加了图像范围决定部2043的构成。另外，医用图像处理装置200中具备的其他的构成要素是与第1实施方式的医用图像处理装置100中具备的构成要素相同的构成要素。因而，在以下的说明中，在医用图像处理装置200的构成要素中，对与第1实施方式的医用图像处理装置100中具备的构成要素同样的构成要素赋予相同的标号，省略关于各个构成要素的详细的说明。并且，在以下的说明中，仅对与第1实施方式的医用图像处理装置100不同的构成要素进行说明。
在医用图像处理装置200中，计算部204中具备的第1计算部1041将使用当前的第1DRR图像DI疏探索到的CT位置的信息向图像范围决定部2043输出，代替向生成部103输出。
图像范围决定部2043基于由第1计算部1041输出的CT位置的信息，决定第1计算部1041在下次疏探索中使用的第1DRR图像DI1的摄影范围。图像范围决定部2043将所决定的第1DRR图像DI1的摄影范围的信息和由第1计算部1041输出的CT位置的信息向生成部103输出。
由此，生成部103以由图像范围决定部2043输出的当前的第1DRR图像DI1中的CT位置为基准，以与第1DRR图像DI1的摄影范围的信息对应的大小，生成第1计算部1041在下次的疏探索中使用的新的第1DRR图像DI1，将所生成的新的第1DRR图像DI1向第1计算部1041输出。
通过这样的构成，在医用图像处理装置200中，能够在将第1计算部1041在对CT位置进行疏探索时的计算成本比第1实施方式的医用图像处理装置100进一步抑制的状态下，高精度地进行患者P的定位的处理。
这里，对图像范围决定部2043中的第1DRR图像DI1的摄影范围的决定方法进行说明。另外，在以下的说明中，参照图6所示的使用第1DRR图像DI1求出CT位置的动作的一例，说明图像范围决定部2043中的第1DRR图像DI1的摄影范围的决定方法。
在由第1计算部1041进行的疏探索中使用的第1DRR图像DI1的摄影范围，如果以平面考虑，比放射线检测器30(FPD)的摄影范围大。但是，在第1计算部1041疏探索到的CT位置距结束位置即疏探索中的最终的CT位置较近的情况下，可以想到，即使第1计算部1041在疏探索中移动的CT位置的范围较小也没有问题。例如，在第1计算部1041中的疏探索来到末尾、疏探索到的CT位置与疏探索中的最终的CT位置的距离为放射线检测器30(FPD)的摄影范围以内的距离的情况下，第1DRR图像DI1的摄影范围可以设为放射线检测器30(FPD)的摄影范围或其以下的范围。因此，图像范围决定部2043基于由第1计算部1041输出的CT位置的信息，减小在下次的疏探索中第1计算部1041使用的第1DRR图像DI1的摄影范围。
更具体地讲，例如在图6所示的使用第1DRR图像DI1求出CT位置的动作的一例中，在第1次的疏探索中在第1DRR图像DI1的平面内使CT位置移动的范围，是沿着探索路径R1的、比放射线检测器30－2(FPD)的摄影范围大的范围。相对于此，例如在图6所示的动作的一例中，在第2次的疏探索中在第1DRR图像DI1的平面内使CT位置移动的范围，是沿着探索路径R2的范围，比放射线检测器30－1(FPD)的摄影范围小。进而，例如在图6所示的动作的一例中，在第3次的疏探索中在第1DRR图像DI1的平面内使CT位置移动的范围，是沿着探索路径R3的范围，比放射线检测器30－2(FPD)的摄影范围小。
所以，图像范围决定部2043基于第1计算部1041在当前的疏探索中使CT位置移动的距离，预测在下次的疏探索中使CT位置移动的距离，决定在下次的疏探索中第1计算部1041使用的第1DRR图像DI1的摄影范围。例如，在图6所示的动作的一例中，可以想到在第3次的疏探索中在第1DRR图像DI1的平面内使CT位置移动的范围，由于第1次及第2次的疏探索，因而以更高的概率比放射线检测器30－2(FPD)的摄影范围小。因此，图像范围决定部2043将在第3次的疏探索中使用的第1DRR图像DI1的摄影范围例如决定为与放射线检测器30－2(FPD)的摄影范围相同的范围。由此，在第3次的疏探索中第1计算部1041使CT位置移动的范围成为放射线检测器30－2(FPD)的摄影范围，能够避免生成第1DRR图像DI1时的生成部103中的计算成本或第1计算部1041中的疏探索的计算成本增加到所需以上。
另外，如上述那样，例如在图6所示的动作的一例中，在第2次的疏探索中在第1DRR图像DI1的平面内使CT位置移动的范围也可以想到比放射线检测器30－1(FPD)的摄影范围小。但是，在进行第2次的疏探索的阶段中，是仅第1次的疏探索结束的阶段，可以想到在第1DRR图像DI1的平面内使CT位置移动的范围被认为比放射线检测器30－1(FPD)的摄影范围小的概率比第3次的疏探索时低。假如在患者P的位置偏移量最小的CT位置处于超过了第1DRR图像DI1的摄影范围的CT位置的情况下，可以想到第2次的疏探索中的CT位置成为第1DRR图像DI1的端部的CT位置，之后第1计算部1041反复进行疏探索的次数会增加。因此，图像范围决定部2043在以更高的概率使CT位置移动的范围比放射线检测器30(FPD)的摄影范围小的情况下，在下次的疏探索中减小第1计算部1041使用的第1DRR图像DI1的摄影范围。
如上述那样，在第2实施方式的医用图像处理装置200中，也与第1实施方式的医用图像处理装置100同样，通过以由第1计算部1041进行的疏探索和由第2计算部1042进行的密探索这两阶段的探索处理来探索最终的CT位置(合适位置)，进行用来使固定在治疗台10上的患者P移动到对于放射线治疗合适的位置的定位的处理。进而，在第2实施方式的医用图像处理装置200中，图像范围决定部2043使在由第1计算部1041进行的疏探索中使用的第1DRR图像DI1的摄影范围成为较小的范围。由此，在第2实施方式的医用图像处理装置200中，能够在使由第1计算部1041进行疏探索时的计算成本相比第1实施方式的医用图像处理装置100进一步抑制的状态下，高精度地进行患者P的定位的处理。
如上述说明那样，在医用图像处理装置200中，也可以是，计算部204还具备图像范围决定部2043，所述图像范围决定部2043基于在求出第1位置时使第1重构图像(第1DRR图像DI1)相对于第2透视图像(X射线透视图像)虚拟地平行移动的移动量，决定下次生成的第1DRR图像DI1的范围。
如在上述中叙述那样，在各实施方式的医用图像处理装置中，通过以由第1计算部进行的疏探索和由第2计算部进行的密探索这两阶段的探索处理来探索合适位置，进行用来使固定在治疗台上的患者移动到在放射线治疗中为了使治疗束向病灶照射而事前设定的位置的定位的处理。由此，在具备包括各实施方式的医用图像处理装置在内的医用装置的治疗系统中，能够在抑制了探索合适位置的计算成本的状态下，高精度地进行患者的定位的处理。并且，在具备包括各实施方式的医用图像处理装置在内的医用装置的治疗系统中，能够在适当的定时安全地进行将治疗束向病灶照射的放射线治疗。
在上述实施方式中说明的医用图像处理装置中使用的医用图像处理程序，用来使计算机作为医用图像处理装置发挥功能，所述医用图像处理装置具备：第1图像取得部，取得患者的第1透视图像；第2图像取得部，从由检测器检测所照射的放射线并图像化的摄影装置，取得在与第1透视图像的取得时不同的时刻照射在患者上的放射线所对应的第2透视图像；生成部，基于检测器的三维空间中的设置位置，根据虚拟地配置在三维空间中的第1透视图像，生成将第2透视图像再现的重构图像；以及计算部，基于第2透视图像与重构图像的类似度，求出三维空间中的第1透视图像的合适位置；生成部生成由计算部使用的重构图像，以使其成为比与第2透视图像对应的范围大的范围。
根据以上说明的至少一个实施方式，通过具有：第1图像取得部(101)，取得患者P的三维体数据像(CT图像)；第2图像取得部(102)，从由放射线检测器(30)检测所照射的放射线(X射线)而图像(X射线透视图像)化的摄影装置，取得在不同于CT图像的取得时的时刻照射在患者P上的放射线(X射线)所对应的X射线透视图像；生成部(103)，基于放射线检测器(30)的三维空间中的设置位置，根据虚拟地配置在三维空间中的CT图像，生成将X射线透视图像再现的重构图像(DRR图像)；以及计算部(104)，基于X射线透视图像与DRR图像的类似度(评价值)，求出三维空间中的CT图像的合适位置；通过生成部(103)以成为比与X射线透视图像对应的范围大的范围的方式生成被计算部(104)使用的DRR图像中的至少一部分，能够以较高的精度进行患者的对位。
说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不是要限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。
标号说明
1、2 治疗系统
10 治疗台
11 诊床控制部
20、20－1、20－2 放射线源
30、30－1、30－2 放射线检测器
40 治疗束照射门
41 治疗束照射控制部
50 图像解析部
60 显示控制部
61 显示装置
80 指示受理部
100、200 医用图像处理装置
101 第1图像取得部
102 第2图像取得部
103 生成部
104、204 计算部
1041 第1计算部
1042 第2计算部
2043 图像范围决定部

Claims (12)

1.一种医用图像处理装置，其中，具备：
第1图像取得部，取得患者的第1透视图像；
第2图像取得部，从由检测器检测所照射的放射线并图像化的摄影装置，取得在与取得上述第1透视图像时不同的时刻向上述患者照射的上述放射线所对应的第2透视图像；
生成部，基于上述检测器的三维空间中的设置位置，根据虚拟地配置在上述三维空间中的上述第1透视图像，生成将上述第2透视图像再现的重构图像；以及
计算部，基于上述第2透视图像与上述重构图像的类似度，求出上述三维空间中的上述第1透视图像的合适位置，
上述生成部以成为比上述第2透视图像所对应的范围大的范围的方式生成由上述计算部使用的重构图像。
2.如权利要求1所述的医用图像处理装置，其中，
上述重构图像中的以成为比上述第2透视图像所对应的范围大的范围的方式生成的重构图像，被生成为包含上述患者的对象部位。
3.如权利要求2所述的医用图像处理装置，其中，
上述生成部生成上述重构图像中的比上述第2透视图像所对应的范围大的范围的第1重构图像、以及上述重构图像中的上述第1重构图像以外的第2重构图像；
上述计算部包括：
第1计算部，通过使上述第1重构图像相对于上述第2透视图像虚拟地平行移动，来求出上述第1重构图像中包含的上述对象部位与上述第2透视图像中包含的上述对象部位的类似度高的第1位置；以及
第2计算部，通过以由上述第1计算部求出的上述第1位置为基准而使上述第2重构图像相对于上述第2透视图像虚拟地平行及旋转移动，来求出上述第2重构图像中包含的上述对象部位与上述第2透视图像中包含的上述对象部位的类似度高的第2位置，
将上述第2位置作为最终的上述合适位置输出。
4.如权利要求3所述的医用图像处理装置，其中，
上述计算部还具备图像范围决定部，所述图像范围决定部基于在求出上述第1位置时使上述第1重构图像相对于上述第2透视图像虚拟地平行移动的移动量，决定接着生成的上述第1重构图像的范围。
5.如权利要求3或4所述的医用图像处理装置，其中，
上述生成部，针对上述患者，生成检测至少从第1方向照射的上述放射线的上述检测器所对应的上述第1重构图像、以及检测从与上述第1方向不同的第2方向照射的上述放射线的上述检测器所对应的上述第1重构图像，并生成包含各个上述检测器检测上述放射线的上述方向所表示的信息的上述第2重构图像。
6.如权利要求5所述的医用图像处理装置，其中，
上述第1计算部至少使用与1个上述检测器对应的上述第1重构图像，求出上述第1位置，该1个上述检测器检测从上述第1方向或上述第2方向中的某一方向照射的上述放射线。
7.如权利要求6所述的医用图像处理装置，其中，
上述第1计算部反复进行如下处理，直到上述第1重构图像中包含的上述对象部位与上述第2透视图像中包含的上述对象部位的类似度成为规定的范围内，上述处理为：
使用检测从上述第1方向或上述第2方向中的某一方向照射的上述放射线的上述检测器所对应的上述第1重构图像，求出上述第1位置的处理；以及
以上述第1位置为基准，使用检测从另一方向照射的上述放射线的上述检测器所对应的上述第1重构图像，求出上述第1重构图像中包含的上述对象部位与上述第2透视图像中包含的上述对象部位的类似度更高的上述第1位置的处理，
上述第2计算部以成为上述规定的范围内的上述第1位置为基准，求出上述第2位置。
8.如权利要求7所述的医用图像处理装置，其中，
上述生成部在上述第1计算部求出与某一个上述检测器对应的上述第1位置后，生成与另一个上述检测器对应的上述第1重构图像。
9.如权利要求1～8中任一项所述的医用图像处理装置，其中，
还具备：
显示控制部，使显示装置显示上述第1透视图像及上述第2透视图像，还使上述显示装置显示上述合适位置的信息；以及
受理部，受理上述第1透视图像的上述三维空间内的上述合适位置的移动的指示。
10.一种医用图像处理程序，用来使计算机作为医用图像处理装置发挥功能，所述医用图像处理装置具备：
第1图像取得部，取得患者的第1透视图像；
第2图像取得部，从由检测器检测所照射的放射线并图像化的摄影装置，取得在与取得上述第1透视图像时不同的时刻向上述患者照射的上述放射线所对应的第2透视图像；
生成部，基于上述检测器的三维空间中的设置位置，根据虚拟地配置在上述三维空间中的上述第1透视图像，生成将上述第2透视图像再现的重构图像；以及
计算部，基于上述第2透视图像与上述重构图像的类似度，求出上述三维空间中的上述第1透视图像的合适位置，
上述生成部以成为比上述第2透视图像所对应的范围大的范围的方式生成由上述计算部使用的重构图像。
11.一种医用装置，其中，具备：
权利要求1～9中任一项所述的医用图像处理装置；以及
摄影装置，具备检测从不同的方向对上述患者照射的上述放射线的两个检测器。
12.一种治疗系统，其中，具备：
权利要求11所述的医用装置；
照射部，向上述患者的治疗的对象的部位照射治疗束；
照射控制部，控制上述治疗束的照射；以及
诊床控制部，使固定着上述患者的诊床的位置移动，以使其对准于在上述医用装置中求出的上述合适位置。
CN202080034833.3A 2019-05-14 2020-04-30 医用图像处理装置、医用图像处理程序、医用装置及治疗系统 Pending CN113874071A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019091410A JP7311109B2 (ja) 2019-05-14 2019-05-14 医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、医用装置、および治療システム
JP2019-091410 2019-05-14
PCT/JP2020/018234 WO2020230642A1 (ja) 2019-05-14 2020-04-30 医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、医用装置、および治療システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113874071A true CN113874071A (zh) 2021-12-31

Family

ID=73220634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080034833.3A Pending CN113874071A (zh) 2019-05-14 2020-04-30 医用图像处理装置、医用图像处理程序、医用装置及治疗系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220054862A1 (zh)
JP (1) JP7311109B2 (zh)
KR (1) KR102619994B1 (zh)
CN (1) CN113874071A (zh)
DE (1) DE112020002362T5 (zh)
WO (1) WO2020230642A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7093075B2 (ja) * 2018-04-09 2022-06-29 東芝エネルギーシステムズ株式会社 医用画像処理装置、医用画像処理方法、およびプログラム
JP7172850B2 (ja) * 2019-05-17 2022-11-16 株式会社島津製作所 位置決め装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007530122A (ja) 2004-03-23 2007-11-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Ｘ線検査装置及び方法
US20080037843A1 (en) 2006-08-11 2008-02-14 Accuray Incorporated Image segmentation for DRR generation and image registration
JP5405010B2 (ja) 2007-09-28 2014-02-05 株式会社東芝 画像表示装置及び画像表示方法
JP2010246883A (ja) 2009-03-27 2010-11-04 Mitsubishi Electric Corp 患者位置決めシステム
JP6305250B2 (ja) 2014-04-04 2018-04-04 株式会社東芝 画像処理装置、治療システム及び画像処理方法
JP6668902B2 (ja) 2016-04-12 2020-03-18 株式会社島津製作所 位置決め装置および位置決め装置の作動方法
JP7018604B2 (ja) * 2017-03-16 2022-02-14 東芝エネルギーシステムズ株式会社 被検体の位置決め装置、被検体の位置決め方法、被検体の位置決めプログラムおよび放射線治療システム
EP3451095B1 (en) 2017-08-31 2023-11-15 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Configuration element for graphic elements

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020185144A (ja) 2020-11-19
JP7311109B2 (ja) 2023-07-19
WO2020230642A1 (ja) 2020-11-19
KR20210146384A (ko) 2021-12-03
KR102619994B1 (ko) 2024-01-03
US20220054862A1 (en) 2022-02-24
DE112020002362T5 (de) 2022-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6181459B2 (ja) 放射線治療システム
JP5606065B2 (ja) 画像誘導放射線手術における平行立体視ジオメトリ
JP5717788B2 (ja) オンラインコーンビームコンピュータ断層撮像ガイダンスシステム
US8045677B2 (en) Shifting an object for complete trajectories in rotational X-ray imaging
US7415095B2 (en) System and method utilizing adaptive radiation therapy framework
EP2223720A1 (en) Radiation therapy planning device and radiation therapy planning method
CN105536153B (zh) 放射治疗装置
US20150342555A1 (en) Radiation imaging apparatus and control method thereof
WO2012042969A1 (ja) 放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法
JP6565080B2 (ja) 放射線治療装置、その作動方法及びプログラム
JP2010183976A (ja) 放射線治療装置制御装置および放射線照射方法
JP2012020009A (ja) 放射線治療装置制御方法および放射線治療装置制御装置
US20220054862A1 (en) Medical image processing device, storage medium, medical device, and treatment system
JP5575557B2 (ja) 干渉判定装置
JP6971537B2 (ja) 治療計画装置及び治療計画方法
US20050084147A1 (en) Method and apparatus for image reconstruction with projection images acquired in a non-circular arc
JP2021142146A (ja) 医用画像処理装置、医用装置、治療システム、医用画像処理方法、およびプログラム
US20220218298A1 (en) Method for image guidance, medical device and computer-readable storage medium
JP7444387B2 (ja) 医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、医用装置、および治療システム
JP2008119380A (ja) ベッド位置決めシステム及びベッド位置決め方法
WO2023176264A1 (ja) 医用画像処理装置、治療システム、医用画像処理方法、およびプログラム
WO2023223614A1 (ja) 医用画像処理装置、治療システム、医用画像処理方法、プログラム、および記憶媒体
WO2024117129A1 (ja) 医用画像処理装置、治療システム、医用画像処理方法、およびプログラム
US20230368421A1 (en) Radiation therapy device, medical image processing device, radiation therapy method, and storage medium
WO2023176257A1 (ja) 医用画像処理装置、治療システム、医用画像処理方法、およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination