JP2000197710A - Medical treatment planning system - Google Patents

Medical treatment planning system

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JP2000197710A
JP2000197710A JP10377212A JP37721298A JP2000197710A JP 2000197710 A JP2000197710 A JP 2000197710A JP 10377212 A JP10377212 A JP 10377212A JP 37721298 A JP37721298 A JP 37721298A JP 2000197710 A JP2000197710 A JP 2000197710A
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Japan
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image
value
organ
movement
subtraction
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JP10377212A
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Japanese (ja)
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Masaru Shinohara
大 篠原
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring

Landscapes

  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To extract the movement of an intercorporeal organ including a portion of a target lesion by providing a static image extracting means making a calculation value of an area of a portion showing the movement of organ almost zero (0), and a medical treatment planning means to determine a stationary period essential for respiratory gate intermission control and dosimetry distribution based on a static image. SOLUTION: An image-image computation is carried out at a time series image- image by an image-image computation means 16 and a subtraction image showing movement of intercoporeal organ including a portion of target lesion is outputted. Then, an area of the portion showing the movement in the subtraction image is computed by a static image extraction means 17, and a time variation in the organ is catched. when the area takes a value of almost zero (0), an original image used for forming the subtraction image is outputted as an image during the time when the movement of organ stops. By the use of the image obtained in this way, a medical treatment planning means 18 performs a medical treatment planning. In the planning, it is possible to perform extraction of target lesion during the stationary period essential for respiratory gate intermission control and dosimetry distribution and/or the like of lesion at the stationary position.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被治療体の病巣の
画像診断情報を基に放射線治療を行なう放射線治療シス
テムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiotherapy system for performing radiotherapy on the basis of image diagnostic information of a lesion of a subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】放射線治療においては、病巣部の周辺の
正常組識の被曝を抑えつつ、病巣にのみ電子ビーム、放
射線ビームを照射することが肝要である。特に被治療体
の呼吸運動により、その呼吸に伴って移動する病巣に対
して、病巣のみに正確に照射できることが肝要である。
その意味において、呼吸同期照射法を用いることは有意
義である。
2. Description of the Related Art In radiation therapy, it is important to irradiate only a lesion with an electron beam and a radiation beam while suppressing exposure of normal tissues around the lesion. In particular, it is important that the respiratory movement of the treatment target can accurately irradiate only the lesion that moves with the respiration.
In that sense, it is significant to use the respiratory-gated irradiation method.

【0003】ここで、呼吸同期照射法とは、呼吸運動に
よって移動する病巣の静止期間に同期させて、上記ビー
ムを病巣に照射する方法である。病巣が静止する期間に
ついては、「呼吸位相同調放射線照射法に関する研究」
(大原潔,他6名:日本医学放射線学会雑誌,第47
巻,第3号,P488〜496,1987年)で記載さ
れていて、呼吸の一周期約5秒の内約2秒の終末呼気時
(息を吐いた時)において病巣は一定位置に存在する。
[0003] Here, the respiratory-gated irradiation method is a method of irradiating a lesion with the above-mentioned beam in synchronization with the rest period of the lesion moving by respiratory movement. For the period during which the lesion is stationary, see "Study on respiratory phase-synchronized irradiation."
(Kiyoshi Ohara, 6 others: Journal of the Japan Society of Medical Radiology, 47th
Vol. 3, No. 3, pp. 488-496, 1987), and the lesion is located at a fixed position during end-expiration (when exhaling) of about 2 seconds out of about 5 seconds in one cycle of breathing. .

【0004】また、病巣の静止期間に同期させて照射す
るための同期(制御)信号の設定については「呼吸同期
照射法の開発とその臨床評価」(辻比呂志,他5名:映
像情報Medical:Vol.No.19:P1071〜107
7:1993年)に記載されており、X線透視装置によ
る照射野の照準・確認システムにより、同期(制御)信
号が実際の呼吸位相に正しく同調していることを確認し
ながら、その信号の設定を行った後照射を行う方法であ
る。
As for the setting of a synchronizing (control) signal for irradiating in synchronization with the rest period of a lesion, see "Development of respiratory-gated irradiation and its clinical evaluation" (Hiroshi Tsuji, et al .: Video Information Medical: Vol.No.19: P1071-107
7: 1993), and confirming that the synchronization (control) signal is correctly synchronized with the actual respiratory phase by using the aiming / confirmation system of the irradiation field by the X-ray fluoroscope, This is a method of performing irradiation after setting.

【0005】また、病巣の静止期間を正確に求める方法
については、「放射線治療システム」(特願平9−15
4288号)に記載しており、病巣を含むどの臓器に対
しても、呼吸に伴って移動する病巣が一定期間静止する
期間を把握でき、その期間を基に照射できる期間を定量
的にかつ自動的に設定でき、その定量化した期間に同期
させて放射線治療を行う方法である。
[0005] Further, for a method of accurately determining the rest period of a lesion, see "Radiation Therapy System" (Japanese Patent Application No. 9-15 / 1997).
No. 4288), for any organ including the lesion, it is possible to grasp the period during which the lesion moving with respiration is stationary for a certain period, and to quantitatively and automatically determine the period during which irradiation can be performed based on that period. This is a method of performing radiation treatment in synchronization with the quantified period.

【0006】このような呼吸同期照射法によれば、病巣
の移動する範囲を全て含むように照射野を広く設定する
一般的な照射法に比べてより理想的な放射線治療を行い
得る。
According to such a respiratory-gated irradiation method, more ideal radiation treatment can be performed as compared with a general irradiation method in which an irradiation field is set to be wide so as to include the entire moving range of a lesion.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】病巣の静止期間を正確
に求めるためには、時系列に並んだ複数枚の画像データ
を基に、病巣を含む体内の臓器の運動を抽出することが
重要な課題である。
In order to accurately determine the quiescent period of a lesion, it is important to extract the motion of internal organs including the lesion based on a plurality of image data arranged in time series. It is an issue.

【0008】「放射線治療システム」(特願平9−15
4288号)では、時系列に並んだ画像間のサブトラク
ションを行い、この画像から病巣が移動している部分を
示す黒い部分と白い部分の面積を、予め指定した階調範
囲により計算し、この面積が略0値となる画像を含む時
系列の期間を静止期間として決定している。
"Radiation therapy system" (Japanese Patent Application No. 9-15)
No. 4288), the subtraction is performed between the images arranged in time series, and the area of the black part and the white part indicating the part where the lesion is moving is calculated from the image based on the gradation range specified in advance. Is determined as a still period, including a time-series period including an image having a substantially zero value.

【0009】しかしながらこの方法では、体表面など人
体と空間との境界付近の運動を特異的に捉える結果が得
られるため、軟部組識の運動が捉えにくいという問題が
ある。すなわち、後述(図4(c)(d)の説明)のよ
うに、体表面における人体の脂肪のCT値と空間のCT
値との差は900という大きな数値になり、一方、人体
の軟部組識間のCT値の差が80という小さな数値にな
り、画像には、CT値の差の大きな方が小さい方より強
調して表示される。従って、脂肪と空間の間の運動が画
像上に強調して表示され、軟部組識間の運動は画像上に
弱く表示されるので、注目すべき軟部組識間の運動が捉
えにくいという問題がある。
However, this method has a problem that it is difficult to capture the motion of the soft tissue because the result of specifically capturing the motion near the boundary between the human body and the space such as the body surface is obtained. That is, as described later (description of FIGS. 4C and 4D), the CT value of the fat of the human body on the body surface and the CT value of the space
The difference from the value is a large value of 900, while the difference of the CT value between the soft tissues of the human body is a small value of 80. In the image, the larger the difference between the CT values is emphasized than the smaller. Is displayed. Therefore, the movement between fat and space is emphasized and displayed on the image, and the movement between soft tissues is weakly displayed on the image. is there.

【0010】この内容について図2〜図5を用いて説明
する。先ずCT値について図2(a)を用いて説明す
る。CT画像のCT値は、水のCT値=0、空気のCT
値=−1000を基準として決められている。この基準
に対して人体のCT値は、骨のCT値=150〜100
0、軟部組識のCT値=0〜80、脂肪のCT値=−1
00というような値となる。このCT値の差を利用して
画像表示を行っている。この画像表示の方法について図
2〜図3を用いて説明する。図2(a)のCT画像のよ
うに、画像の横方向に中心をもつスキャンライン20を
取ると、CT値のプロファイルは図2(b)のようにな
る。縦軸はCT値である。30は脂肪であって上限を−
100としてそれ以下の値をもっていることを示してい
る。31は骨の部分であって、そのCT値が150〜1
000であるので、プロファイルには縦にのびた形で表
示される。32は軟部組識(内臓)の空気層であって、
そのCT値は−1000という大きな値をもつているの
で、骨31と同様に、縦に長くのびた形のプロファイル
になる。33はCT値80を上限としてそれ以下の値を
もつている軟部組識を示す。画像表示では通常、CT値
の全範囲である−1000〜1000の範囲を全て利用
して表示しているのではなく、図3(a)に示すように
表示したい範囲のCT値のレベルと幅を、例えばCT値
のレベル=0、CT値の幅=±150というように設定
し、この範囲のCT値の最小値と最大値の間を512分
割した階調40を当てはめることにより、図3(b)に
示すようなCT画像が得られる。図3において、図2と
同じ部分は同じ記号で示す。
This will be described with reference to FIGS. First, the CT value will be described with reference to FIG. The CT value of the CT image is such that the CT value of water = 0 and the CT value of air
The value is determined based on the value = -1000. For this criterion, the CT value of the human body is the CT value of the bone = 150-100.
0, CT value of soft tissue = 0-80, CT value of fat = -1
A value such as 00 is obtained. Image display is performed using the difference between the CT values. This image display method will be described with reference to FIGS. If a scan line 20 having a center in the horizontal direction of the image is taken like the CT image in FIG. 2A, the profile of the CT value is as shown in FIG. The vertical axis is the CT value. 30 is fat and the upper limit is-
100 indicates that it has a value less than that. 31 is a bone part whose CT value is 150-1.
Since it is 000, the profile is displayed in a vertically extended form. 32 is an air layer of soft tissue (internal organ),
Since the CT value has a large value of -1000, the profile has a vertically elongated shape like the bone 31. Reference numeral 33 denotes a soft tissue having a CT value of 80 as an upper limit and a value lower than the upper limit. In the image display, the CT value is not displayed using the entire range of -1000 to 1000, which is the entire range of the CT value, but the level and width of the CT value in the range to be displayed as shown in FIG. Is set such that, for example, the CT value level = 0 and the CT value width = ± 150, and the gradation 40 obtained by dividing the range between the minimum value and the maximum value of the CT value into 512 is applied to FIG. A CT image as shown in (b) is obtained. 3, the same parts as those in FIG. 2 are indicated by the same symbols.

【0011】次にCT画像のサブトラクションについて
図4〜図5を用いて説明する。図4(a)のCT画像A
とCT画像Bのサブトラクションについて図4(b)の
プロファイルを用いて説明する。図4(a)の各画像に
対してスキャンライン20を図のように取ると、CT値
の変化を示すプロファイルデータは、それぞれ図4
(b)のようになる。図4(a)のCT画像Aおよび図
4(b)のプロファイルAは、それぞれ、図2のCT画
像およびプロファイルと同じである。従って同じ部分は
同じ記号で示している。以下各図において同様に表記し
てある。図4(a)のCT画像Aに対し、CT画像Bは
患者の呼吸により、軟部組識60(内臓)が動き、画像
Aにおいてかくれていた軟部組識60の部分61が画像
Bでは部分61’のように現われる。また、呼吸による
腹部の動きにより、脂肪もふくらむ。その結果、図4
(b)のように、CT画像BのプロファイルBにおい
て、脂肪30の幅W’はプロファイルBの脂肪30の幅
Wより広くなり、また、軟部組識(内臓)61’のプロ
ファイル70はCT値=0〜80の範囲を示している。
Next, subtraction of a CT image will be described with reference to FIGS. CT image A of FIG.
And the subtraction of the CT image B will be described with reference to the profile of FIG. When the scan line 20 is taken for each image in FIG. 4A as shown in the figure, the profile data indicating the change in the CT value is shown in FIG.
(B). The CT image A in FIG. 4A and the profile A in FIG. 4B are the same as the CT image and profile in FIG. 2, respectively. Therefore, the same parts are indicated by the same symbols. Hereinafter, it is similarly described in each drawing. In contrast to the CT image A shown in FIG. 4A, the CT image B moves the soft tissue 60 (visceral organ) due to the breathing of the patient, and the portion 61 of the soft tissue 60 which is hidden in the image A becomes the portion 61 in the image B. Appears like '. In addition, fat also swells due to the movement of the abdomen due to breathing. As a result, FIG.
As shown in (b), in the profile B of the CT image B, the width W ′ of the fat 30 is wider than the width W of the fat 30 in the profile B, and the profile 70 of the soft tissue (visceral) 61 ′ has the CT value. = 0 to 80.

【0012】図4(c)は、プロファイルAとBのサブ
トラクションの結果であって、CT値の差の絶対値を示
しており、これは運動による変化量を捉えやすくしたも
のである。80は左側の脂肪部分の絶対値の差、80’
は右側の脂肪部分の絶対値の差である。81は軟部組識
内のCT値の絶対値の差を示す。このプロファイルを見
ると、軟部組識間のCT値(0〜80)の差(80)に
比べて、脂肪(CT値=−900)が非常に大きいこと
がわかる。これは軟部組識や脂肪のCT値が±100前
後で変化しているのに対し、空気のCT値が−1000
という非常に絶対値が大きな値をとるためである。この
ようにサブトラクション画像では、人体の組識自体のC
T値に関係なく、空気等との境界におけるCT値の差が
大きな部分ほど強調されるという特徴がある。このサブ
トラクションの結果に対して、図4(c)に示すよう
に、通常のCT画像の表示と同様にCT値のレベルと幅
を任意に設定し、512に分割した階調に当てはめるこ
とにより、図4(d)に示すようなCT画像が得られ
る。この画像では脂肪と空間の間の運動部分90,9
0’が、軟部組識間の運動部分91に比べて強調されて
表示されることになる。
FIG. 4 (c) shows the result of the subtraction of profiles A and B, showing the absolute value of the difference between the CT values, which makes it easier to grasp the amount of change due to exercise. 80 is the difference between the absolute values of the fat on the left, 80 '
Is the absolute value difference of the fat part on the right. Numeral 81 indicates a difference between absolute values of CT values in the soft tissue. Looking at this profile, it can be seen that fat (CT value = −900) is much larger than the difference (80) in CT value (0 to 80) between soft tissues. This is because the CT value of soft tissue and fat changes around ± 100, while the CT value of air is -1000.
This is because the absolute value takes a very large value. Thus, in the subtraction image, the C of the body tissue itself is
Irrespective of the T value, there is a feature that the larger the difference between the CT values at the boundary with air or the like, the more the portion is enhanced. As shown in FIG. 4 (c), the level and width of the CT value are arbitrarily set to the result of the subtraction, as shown in FIG. A CT image as shown in FIG. 4D is obtained. In this image, the moving parts 90, 9 between fat and space
0 ′ will be displayed in an emphasized manner as compared with the moving part 91 between the soft tissues.

【0013】また、このサブトラクションにより得られ
たCT値の差は、もとの臓器が何であったかとは関係な
く決定されるため、CT値のレベルと幅の設定の基準が
明確でない。このため、図5(a)のようにCT値のレ
ベルと幅の設定した場合には、図5(b)に示すように
CT値の差が少ない軟部組識間の変化を捉えられない場
合も起こり得る。すなわち、図4(d)のように、軟部
組識が0〜512階調内にあれば、運動部分91のよう
に白く強調された画像になるが、図5(a)のように、
軟部組識のCT値の差81が0〜512階調外にある
と、白く写らなくなり、軟部組識の動きがわからなくな
る。
Further, since the difference between the CT values obtained by the subtraction is determined irrespective of the original organ, the standard for setting the level and width of the CT value is not clear. For this reason, when the level and the width of the CT value are set as shown in FIG. 5A, the change between the soft tissues with a small difference in the CT value cannot be captured as shown in FIG. 5B. Can also occur. That is, as shown in FIG. 4D, if the soft tissue is in the range of 0 to 512 gradations, the image becomes white emphasized like the moving part 91, but as shown in FIG.
If the difference 81 in the CT value of the soft tissue is outside the range of 0-512 gradations, the image will not be white and the movement of the soft tissue will not be recognized.

【0014】呼吸同期照射法の治療対象である病巣は、
体内の臓器である軟部組識に含まれるものであり、この
臓器の運動を抽出する必要がある。また、このサブトラ
クション画像から臓器の運動波形を抽出する場合には、
予めある階調範囲を指定する必要がある(特開平9−1
54288号)が、上記サブトラクション画像の表示の
場合と同様に階調範囲の設定によっては、CT値の差が
少ない軟部組識間の変化を捉えられない場合も起こり得
る。
Lesions to be treated by the respiratory-gated irradiation method include:
It is included in soft tissue, which is an organ in the body, and it is necessary to extract the motion of this organ. When extracting the motion waveform of the organ from the subtraction image,
It is necessary to specify a certain gradation range in advance (Japanese Patent Laid-Open No. 9-1
No. 54288), as in the case of the above-described subtraction image display, depending on the setting of the gradation range, there may be a case where it is not possible to capture a change between soft tissue tissues having a small difference in CT value.

【0015】本発明の目的は、注目する病巣を含む体内
の臓器の運動を抽出することができる治療計画システム
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a treatment planning system capable of extracting the motion of an organ in a body including a focus of interest.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的は、呼吸に伴っ
て移動する臓器の運動の時間変化を捉える画像を得るた
めのX線CT装置と、撮影した画像から注目する病巣を
含む体内の臓器を捉えるようにCT値のレベルと幅を調
整する調整手段と、この調整結果に基づきCT値で記述
した画像情報を階調で記述した画像情報に変換する変換
手段と、この変換した画像を記録する記録手段と、この
記録した画像から臓器の運動を抽出するために時間連続
的な画像間で演算する画像間演算手段と、この演算結果
から臓器の運動を表す部分の面積を計算しこの値が略0
値となる元画像を抽出する静止画像抽出手段と、この静
止画像を基に呼吸同期間欠照射に必須な静止期間の決定
や線量分布計算等を行う治療計画手段とよりなる治療計
画システムにより達成できる。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus for obtaining an image which captures a time change of the movement of an organ moving with respiration, and an organ in the body including a focus of interest from a captured image. Adjusting means for adjusting the level and width of the CT value so as to capture the image, converting means for converting image information described by the CT value into image information described by gradation based on the adjustment result, and recording the converted image. Recording means for calculating the movement of the organ from the recorded image, and means for calculating between the images which are continuous in time to extract the movement of the organ, and calculating the area of the portion representing the movement of the organ from this calculation result, Is almost 0
This can be achieved by a treatment planning system including a still image extraction unit that extracts an original image serving as a value, and a treatment planning unit that determines a stationary period necessary for respiratory-gated intermittent irradiation and calculates a dose distribution based on the still image. .

【0017】前記変換手段は、画像情報を2階調から多
階調まで、任意の幅の階調で記述した画像情報に変換す
ることのできる階調変更手段よりなり、さらに前記画像
間演算手段は、前記2階調の画像情報に対しては画像間
の階調の排他的論理和を計算する手段より成ることを特
徴としている。
The converting means comprises a tone changing means for converting the image information into image information described in an arbitrary width from two to multiple tones, and further comprises the inter-image calculating means. Is characterized by comprising means for calculating the exclusive OR of the gradation between the images for the two-gradation image information.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。治療計画システムのシステム構成は、病巣の位置を
把握するために画像診断を行なうX線CT装置と、画像
診断により得られた画像情報の情報を基にどのようにし
て照射して治療を行うかを計画する治療計画装置とから
なる。
Embodiments of the present invention will be described below. The system configuration of the treatment planning system consists of an X-ray CT apparatus that performs image diagnosis to grasp the position of the lesion, and how to perform treatment by irradiating based on information of image information obtained by the image diagnosis. And a treatment planning device for planning.

【0019】X線CT装置は、ダイナミックスキャンや
螺旋スキャンなどを用いて病巣部の画像データを取る機
能等を有する。治療計画装置は、画像の階調調整機能、
サブトラクションなどの画像間演算機能、面積計算機
能、病巣の静止範囲抽出機能等を有する。
The X-ray CT apparatus has a function of obtaining image data of a lesion by using a dynamic scan or a spiral scan. The treatment planning device has an image gradation adjustment function,
It has an image calculation function such as subtraction, an area calculation function, and a still area extraction function of a lesion.

【0020】次に、動作について図1,図6〜図8を用
いて説明する。病巣の情報を得るために、X線CT装置
10を用いる。X線CT装置10による画像情報収集
(ステップ1)を開始する。この画像情報収集では、臓
器の運動の時間変化を示す時間連続的な複数の画像を収
集する。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. The X-ray CT apparatus 10 is used to obtain information on lesions. Image information collection (step 1) by the X-ray CT apparatus 10 is started. In this image information collection, a plurality of time-continuous images indicating a time change of the movement of the organ are collected.

【0021】X線CT装置10により得られた複数の画
像の内、任意の1枚の画像を表示手段11により表示装
置に表示する(ステップ2)。次に調整手段11により
この画像のCT値のレベルと幅の調整を行い(ステップ
3)、注目している部位を明確に表示装置に表示する。
この操作は表示装置の画像を見ながら行うことができ、
CT値の調整結果を確認できる。図6(a)は、表示装
置に別々の時点において表示された画像のプロファイル
CおよびDを示し、脂肪30から軟部組識33の範囲に
注目して、表示範囲がCT値で−120〜100の範囲
となるように調整手段12によりCT値を調整する。具
体的には、プロファイルCおよびDにおいて、CT値=
0の基準線に対して下側が−120、上側が100にな
るようにCT値を指示し、そのCT値の範囲が−120
〜100となるように調整する。この場合、CT値のレ
ベル=−10、その幅=±110となり、特にプロファ
イルDの軟部組識の部分70がこの範囲に入るように調
整する。このようにして時間連続的な複数の画像全てに
対してCT値のレベルと幅の調整を行い、その調整結果
がOK(ステップ4)であるならば、この時のCT値の
レベルと幅を第1の記録手段13により記録装置に記録
する(ステップ5)。前記の例では記録装置には、プロ
ファイルCおよびDの画像のCT値のレベル−10とそ
の幅±110が記録される。次に記録装置から読出され
たすべての画像のCT値のレベルと幅を基に、CT値で
記述された画像情報を、変換手段14により512分割
した階調で記述した画像情報に変換する(ステップ
6)。図6(b)は図6(a)で指定したCT値のレベ
ル−10、幅±110の範囲−120〜100を、51
2分割した階調40で記述した画像情報に変換したもの
を示している。そのプロファイルC’およびD’は、特
にCT値の範囲−120〜100において脂肪30と軟
部組識33とを511階調40で表示したものになる。
なお、図6(a)の0〜511階調を示す枠は、プロフ
ァイルCおよびDをそれぞれ図6(b)のプロファイル
C’およびD’のように変換するための説明用のもので
あって、図6(a)の段階で511階調に変換するので
なく、図6(b)では図6(a)の枠で示した範囲にプ
ロファイルCおよびDが変換されることを示している。
An arbitrary one of a plurality of images obtained by the X-ray CT apparatus 10 is displayed on the display device by the display means 11 (step 2). Next, the level and width of the CT value of this image are adjusted by the adjusting means 11 (step 3), and the region of interest is clearly displayed on the display device.
This operation can be performed while viewing the image on the display device,
The result of adjusting the CT value can be confirmed. FIG. 6A shows profiles C and D of images displayed on the display device at different time points, and focusing on the range from fat 30 to soft tissue 33, the display range is -120 to 100 in CT value. The CT value is adjusted by the adjusting means 12 so as to fall within the range of. Specifically, in profiles C and D, CT value =
The CT value is instructed such that the lower side is -120 and the upper side is -120 with respect to the reference line of 0, and the range of the CT value is -120.
Adjust so as to be ~ 100. In this case, the level of the CT value = −10 and the width = ± 110, and particularly the adjustment is made so that the soft tissue portion 70 of the profile D falls within this range. In this way, the level and width of the CT value are adjusted for all of the plurality of images that are continuous in time, and if the adjustment result is OK (step 4), the level and width of the CT value at this time are changed. The data is recorded on the recording device by the first recording means 13 (step 5). In the above-described example, the level -10 and the width ± 110 of the CT value of the images of the profiles C and D are recorded in the recording device. Next, based on the levels and widths of the CT values of all the images read from the recording apparatus, the image information described by the CT values is converted by the conversion means 14 into image information described by 512 divided gradations ( Step 6). FIG. 6B shows a range of −10 to 100 of the CT value level −10 and width ± 110 specified in FIG.
This figure shows a result of conversion into image information described by the gradation 40 divided into two. The profiles C ′ and D ′ are obtained by displaying the fat 30 and the soft tissue 33 in 511 gradations 40 particularly in the CT value range of −120 to 100.
The frames indicating gradations 0 to 511 in FIG. 6A are for explanation for converting the profiles C and D into the profiles C ′ and D ′ in FIG. 6B, respectively. FIG. 6B shows that the profiles C and D are converted into the range indicated by the frame of FIG. 6A, instead of being converted into 511 gradations at the stage of FIG.

【0022】上記のように変換された変換画像を、CT
値で記述された元画像とは別に、階調で記述した画像と
して、第2の記録手段15により第2の記録装置に保存
する(ステップ7)。
The converted image converted as described above is converted to a CT image.
Separately from the original image described by the value, the image is stored in the second recording device by the second recording means 15 as an image described by the gradation (step 7).

【0023】この階調で記述した変換画像に対して、画
像間演算手段16により、時間連続的な2枚の画像間で
サブトラクション等の画像間演算(ステップ8)を行
う。図6(c)では図6(b)のプロファイルC’とプ
ロファイルD’のサブトラクションの絶対値を示してい
る。ここで、サブトラクションに対して絶対値をとるの
は、運動による変化量を捉えるためである。このように
階調で記述した画像情報に対してサブトラクションを行
うことにより、図4(c)に示すCT値間でサブトラク
ションを行った場合の脂肪の運動が強調された結果とは
異なり、図6(c)では脂肪及び軟部組識の運動をほぼ
同じレベルで抽出する。これにより注目部位の運動を抽
出できる。すなわち、サブトラクションの結果、0〜5
11階調の差の絶対値として、注目部位の脂肪と空気の
間の階調の差140と同じく注目部位の軟部組識間の階
調の差141とになる。
On the converted image described in this gradation, the inter-image operation means 16 performs an inter-image operation such as subtraction between two images which are continuous in time (step 8). FIG. 6C shows the absolute value of the subtraction of the profile C ′ and the profile D ′ in FIG. 6B. Here, the reason for taking the absolute value for the subtraction is to capture the amount of change due to exercise. By performing the subtraction on the image information described in the gradation as described above, unlike the result in which the fat movement is enhanced when the subtraction is performed between the CT values illustrated in FIG. In (c), the movements of fat and soft tissue are extracted at almost the same level. As a result, the motion of the attention site can be extracted. That is, as a result of subtraction, 0-5
The absolute value of the 11-tone difference is a tone difference 140 between the fat and air at the target site and a tone difference 141 between the soft tissue at the target site, as in the case of the target site.

【0024】また、画像のCT値のレベルと幅の調整時
(ステップ3)に、図7(a)に示すプロファイルEお
よびFのように、脂肪部分を除外して主として軟部組識
33の範囲のみに注目して、表示範囲がCT値で−90
〜100の範囲となるようにCT値のレベル=5、幅=
±95の調整をしておけば、図7(b)に示すサブトラ
クション結果のように軟部組識の運動のみを軟部組識間
の階調の差160として抽出できる。
When the level and width of the CT value of the image are adjusted (step 3), as shown in profiles E and F shown in FIG. Paying attention to only the display range, the CT value is -90.
CT value level = 5, width =
With the adjustment of ± 95, only the movement of the soft tissue can be extracted as the gradation difference 160 between the soft tissues as in the subtraction result shown in FIG. 7B.

【0025】さらに、画像のCT値のレベルと幅の調整
時(ステップ3)に、図8(a)に示すように軟部組識
の運動による部分70の変化に注目して、表示範囲がC
T値で40となるようにCT値のレベル=40と幅=±
0に調整することにより、図8(b)に示すような2値
化したプロファイルGとプロファイルHが得られる。こ
れらのプロファイル間でサブトラクションの絶対値を取
ることにより、図8(c)に示すように軟部組識の運動
による変化のみを軟部組識の階調の差190として抽出
できる。またこのように2値化した画像間の演算では、
サブトラクションの絶対値を取ることは、排他的論理和
を実行することと同じである。
Further, when adjusting the level and width of the CT value of the image (step 3), as shown in FIG.
CT value level = 40 and width = ± so that T value is 40
By adjusting the value to 0, a binarized profile G and profile H as shown in FIG. 8B are obtained. By taking the absolute value of the subtraction between these profiles, only the change due to the movement of the soft tissue can be extracted as the difference 190 of the gradation of the soft tissue as shown in FIG. In the operation between the binarized images,
Taking the absolute value of the subtraction is the same as performing an exclusive OR.

【0026】以上のようにして時間連続的な画像間で画
像間演算手段16により画像間演算(ステップ8)を行
うことにより、注目している病巣を含む体内の臓器の運
動を示すサブトラクション画像を出力する(ステップ
9)。
By performing the inter-image calculation (step 8) by the inter-image calculation means 16 between the time-continuous images as described above, a subtraction image showing the motion of the organ in the body including the focus of interest is obtained. Output (step 9).

【0027】次に、静止画像抽出手段17により、この
サブトラクション画像において運動を示す部分の面積を
計算(ステップ10)し、臓器の運動の時間変動を捉え
る。つまり面積が広い場合には臓器の運動の変化が大き
く、面積が狭い場合には臓器の運動の変化が小さいこと
を示している。そして、この面積が略0値を取るとき
(ステップ11)、このサブトラクション画像を作成し
た元画像を、臓器の運動が静止する期間の画像として出
力する(ステップ12)。この画像はCT値で記述され
た元画像である。
Next, the still image extracting means 17 calculates the area of the portion showing the motion in the subtraction image (step 10), and captures the time variation of the motion of the organ. That is, when the area is large, the change in organ motion is large, and when the area is small, the change in organ motion is small. Then, when the area takes a substantially zero value (step 11), the original image for which the subtraction image is created is output as an image during a period in which the motion of the organ is stationary (step 12). This image is an original image described by CT values.

【0028】以上によって得られた元画像を用いて、治
療計画手段18により治療計画を行う(ステップ1
3)。治療計画では呼吸同期間欠照射に必須な病巣の静
止期間の抽出や、病巣の静止位置における線量分布計算
などを行うことができる。
Using the original image obtained as described above, a treatment plan is made by the treatment planning means 18 (step 1).
3). In the treatment plan, it is possible to extract a rest period of a lesion, which is essential for intermittent respiratory irradiation, and calculate a dose distribution at a rest position of the lesion.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、病巣を含むどの臓器に
対しても、呼吸に伴って移動する病巣が一定期間静止す
る範囲を把握でき、その範囲を基に照射できる範囲を定
量的にかつ自動的に設定できるため、操作性の良い放射
線治療が可能となり、かつ射照範囲が正確であるため、
病巣部周辺の正常組識への被爆を最低限に抑制できる安
全な治療が可能となる。
According to the present invention, for any organ including a lesion, the range in which the lesion moving with respiration stops for a certain period can be grasped, and the range that can be irradiated is quantitatively determined based on the range. And because it can be set automatically, radiotherapy with good operability is possible, and because the irradiation range is accurate,
A safe treatment that minimizes exposure to normal tissues around the lesion can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示す治療計画システムのフロ
ー図である。
FIG. 1 is a flowchart of a treatment planning system according to an embodiment of the present invention.

【図2】人体のCT値及びプロファイルを示す説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a CT value and a profile of a human body.

【図3】表示するCT値のレベルと幅及びCT値のレベ
ルと幅の指定により得られるCT画像を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a CT image obtained by designating the level and width of a CT value to be displayed and the level and width of a CT value;

【図4】サブトラクションを行う2枚の画像を示すCT
画像、プロファイル及びサブトラクションにより得られ
たプロファイル、サブトラクション画像を示す説明図で
ある。
FIG. 4 is a CT showing two images to be subtracted.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an image, a profile, and a subtraction image obtained by the subtraction.

【図5】サブトラクションにより得られたプロファイル
及びサブトラクション画像を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a profile and a subtraction image obtained by the subtraction.

【図6】本発明による画像情報をCT値から階調に変換
するCT値のレベルと幅、プロファイル及びサブトラク
ション結果を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a level and a width of a CT value for converting image information from a CT value to a gradation, a profile, and a subtraction result according to the present invention.

【図7】本発明による画像情報を階調に変換したプロフ
ァイル及びサブトラクション結果を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a profile obtained by converting image information into gradation and a subtraction result according to the present invention.

【図8】本発明による画像情報をCT値から2階調に変
換するCT値のレベルと幅、プロファイル及びサブトラ
クション結果を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a level and width of a CT value for converting image information from a CT value to two gradations, a profile, and a subtraction result according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 脂肪 31 骨 32 空気層 33,60 軟部組識 61,61’ 軟部組識の部分 70 61’のプロファイル 90,90’,91 運動部分 Reference Signs List 30 fat 31 bone 32 air layer 33,60 soft tissue 61,61 'soft tissue part 70 61' profile 90,90 ', 91 moving part

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 呼吸に伴って移動する臓器の運動の時間
変化を捉える画像を得るためのX線CT装置と、撮影し
た画像から注目する病巣を含む体内の臓器を捉えるよう
にCT値のレベルと幅を調整する調整手段と、この調整
結果に基づきCT値で記述した画像情報を階調で記述し
た画像情報に変換する変換手段と、この変換した画像を
記録する記録手段と、この記録した画像から臓器の運動
を抽出するために時間連続的な画像間で演算する画像間
演算手段と、この演算結果から臓器の運動を表す部分の
面積を計算しこの値が略0値となる元画像を抽出する静
止画像抽出手段と、この静止画像を基に呼吸同期間欠照
射に必須な静止期間の決定や線量分布計算等を行う治療
計画手段とより成る治療計画システム。
1. An X-ray CT apparatus for obtaining an image capturing a temporal change of the movement of an organ moving with breathing, and a CT value level for capturing an internal organ including a focus of interest from a captured image. Adjusting means for adjusting the width and width of the image, converting means for converting the image information described by the CT value into image information described by the gradation based on the adjustment result, recording means for recording the converted image, and recording means for recording the converted image. An inter-image calculation means for calculating between time-continuous images in order to extract the motion of the organ from the image, and calculating the area of a portion representing the motion of the organ from the calculation result and obtaining an original image having a value substantially equal to 0 A treatment planning system comprising: a still image extracting unit for extracting a still image; and a treatment planning unit for determining a stationary period necessary for respiratory-gated intermittent irradiation and calculating a dose distribution based on the still image.
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