JP2006116230A - Radiation therapy apparatus and radiation therapy program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2種類の治療計画をリンクさせて放射線を照射する放射線治療装置および放射線治療計画法に関する。 The present invention relates to a radiation therapy apparatus and a radiation therapy planning method for irradiating radiation by linking two types of therapy plans.
放射線治療においては、患者の患部(癌病巣部)に照射する放射線の照射精度を上げ、また、患部以外の正常な細胞組織に放射線が照射されるのを防ぐため、患者の呼吸等によって移動する患部を動体追尾しながら、患部に放射線を照射することが行われてきた。これにより、1回の照射治療で患部に照射される放射線量を増やし、逆に周囲にある正常な細胞組織に照射される照射量を極力減らすことができる。そして、患部に対する照射治療の回数を減らすことができる。その結果、患者の身体的負担を軽減できるほか、正常な細胞組織に対する放射線照射の影響を最小限に抑えることができる。 In radiation therapy, the patient is moved by breathing in order to increase the irradiation accuracy of the patient's affected area (cancerous lesion) and to prevent irradiation of normal cellular tissue other than the affected area. It has been performed to irradiate the affected area with radiation while tracking the affected area. Thereby, the radiation dose irradiated to an affected part by one irradiation treatment can be increased, and conversely the radiation dose irradiated to the surrounding normal cell tissue can be reduced as much as possible. And the frequency | count of irradiation treatment with respect to an affected part can be reduced. As a result, the physical burden on the patient can be reduced and the influence of radiation irradiation on normal cellular tissue can be minimized.
従来の放射線治療装置の全体構成を図1に示す。従来の放射線治療装置1は、患者Pを寝かせる治療用寝台9と、治療用の放射線を放射する放射線発生装置2および患者Pの体内にある患部
の位置を確認するための透視画像を取得するための複数の放射線源13a、13bおよび検出器14a、14b(イメージャ)とを備えている。
The whole structure of the conventional radiotherapy apparatus is shown in FIG. The
放射線治療装置1のシステム全体は、後に述べるアイソセンタ10を原点として座標系が設定されている。そして、放射線発生装置2から放射される放射線の放射線軸Aは、このアイソセンタ10を原点とする座標系で位置制御される。
The entire system of the
治療用の放射線を放射する放射線発生装置2と、患者Pの体内にある患部の位置を確認するための複数の放射線源13a、13bおよび検出器14a、14b(イメージャ)は、ガイド3の円枠内に内接されて回動軸Gまわりに360度回動自在な回転部材15に配設されている。ガイド3は、その両支持軸を支持部材4に嵌合されており、支持部材4に配設されている駆動モータ4aの駆動により傾倒軸11まわりに回動自在である。回動軸Gと傾倒軸11とは直交関係にある。ガイド3の円筒面が垂直向きのときに、放射線発生装置2は図1に見られるように、ガイド3の円枠の中心を通る垂線上に可動部材5を介して配設される。また、複数の放射線源13a、13bおよび検出器14a、14b(イメージャ)は、放射線発生装置2に対して対象となる回転部材15上の位置に配設され、それぞれの放射線放射軸E,Fは、ガイド3の円枠の中心に向けられる。
The
放射線発生装置2は、既述したように可動部材5を介して回転部材15に搭載されており、可動部材5は直交する回動軸CおよびDの2軸方向に対して回動自在である。このため、放射線発生装置2の放射線放射軸AはVおよびU方向に対して微動され、放射線の放射軸Aの指向方向が調整される。また、放射線発生装置2の放射線放射軸AがVおよびU方向に対して微動されることにより、放射線発生装置2から照射される放射線の照射対象である患者Pの患部に対する動体追尾がなされる。
The
イメージャの放射線源13aおよび13bの放射線軸EおよびFがアイソセンタ10を通るように微調整される。また、イメージャの検出器14aおよび14bは、回転部材15に常に配設されている。これにより、放射線の照射対象である患者Pの患部は、イメージャによりリアルタイムでモニタされる。
Fine adjustments are made so that the radiation axes E and F of the
以下に、患者Pの患部に放射線を動的追尾照射するため、患者Pの患部中心に放射線発生装置2の放射線軸Aを追尾させる手順を説明する。
Hereinafter, a procedure for tracking the radiation axis A of the
放射線治療前にX線CTスキャナー(Computed Tomography Scanner)により患者の患部近傍のCT断層像が撮影される。このCT画像に基づき、患部に照射される放射線の方向、照射範囲および放射線量が決められて治療計画が作成される。治療計画が作成されると、コンピュータにより線量分布シミュレーションが実行され、患部と臓器部分における放射線吸収量が算出される。シミュレーションにより、患部における放射線量が十分かどうかの確認が行われ、問題が無ければ放射線治療の段階となる。また、放射線治療実施時の位置照合のために、上記CT画像に基づきDRR(Digital Reconstructed Radiograph)画像が再構成される。 Before the radiotherapy, a CT tomogram in the vicinity of the affected area of the patient is taken by an X-ray CT scanner (Computed Tomography Scanner). Based on this CT image, the direction of radiation irradiated to the affected area, the irradiation range, and the radiation dose are determined, and a treatment plan is created. When the treatment plan is created, a dose distribution simulation is executed by the computer, and the radiation absorption amount in the affected part and the organ part is calculated. The simulation confirms whether the radiation dose in the affected area is sufficient, and if there is no problem, the stage of radiation therapy is entered. In addition, a DRR (Digital Reconstructed Radiograph) image is reconstructed based on the CT image for position collation at the time of performing radiotherapy.
放射線治療においては、図1に示されているように患者Pが治療用寝台9上に寝かされて固定される。治療用寝台9が患者Pの患部中心をアイソセンタ10に概略一致させるように移動調整される。患者Pの患部がおおよそアイソセンタ10に設定されると、イメージャの放射線源13a、13bから透視画像取得のための放射線がそれぞれ放射線軸E,Fに沿って放射され、患者Pの患部領域の画像がリアルタイムでイメージャの検出器14aおよび14bにより取得される。取得されたイメージャの画像は解析装置7に入力される。解析装置7には、既に治療計画時に作成されて患部の位置情報を備えたDRR画像が入力されている。DRR画像における患部の位置と取得された現在のイメージャー画像との相対位置関係から、現在の患部がアイソセンタ10に対してどの位ズレているのかが算出される。算出された患部とアイソセンタ10とのズレ量のデータは解析装置7から制御装置8へ入力される。制御装置8は、入力されたズレ量のデータに基づいて、放射線発生装置2の放射線放射軸AをVおよびU方向に微動することにより、放射線発生装置2から照射される放射線の患部に対する動体追尾がなされる。
In the radiotherapy, as shown in FIG. 1, the patient P is laid on the
実際の放射線治療時には、さらに患者Pの呼吸等に起因する患部の動きが加わる。患者Pの呼吸等による患部の動きは±20mm程度あり、この動きを追尾するため、放射線発生装置2の放射線放射軸AがVおよびU方向に対して微動され、上記患者Pの呼吸等に起因する患部の動きに対する動的追尾が行われている。
At the time of actual radiotherapy, the movement of the affected part due to the respiration of the patient P is further added. The movement of the affected part due to the breathing of the patient P is about ± 20 mm. In order to track this movement, the radiation axis A of the
また、放射線治療では、放射線により体内の腫瘍細胞を死滅させることが目的ではあるが、照射対象である患部周辺の正常な組織も放射線の被曝の影響を受ける。そこで、正常細胞の回復効果により被爆による副作用を低減するために、腫瘍細胞を死滅させるに十分な線量を1度に照射するのではなく、数回〜数十回に分割して、毎日または数日おきに照射を行う手法が一般的に行われている。 In addition, the purpose of radiation therapy is to kill tumor cells in the body by radiation, but normal tissues around the affected area, which is an irradiation target, are also affected by radiation exposure. Therefore, in order to reduce the side effects due to exposure by normal cell recovery effects, do not irradiate a dose enough to kill the tumor cells at a time, but divide it into several to several tens of times daily or several times. A method of performing irradiation every other day is generally performed.
しかしながら、患部を放射線源13a、13bおよび検出器14a、14b(イメージャ)による透視画像で判別し、照射対象である患部の移動を追尾しながら照射を行う動体追尾照射においては、分割した治療を行っていく過程において、治療により患部が縮小した場合に、透視画像で患部を判別できなくなるため、動的追尾照射が続行できなくなる。その場合には、一般に行われているように、呼吸等による患部の移動範囲全てを患部と考えて立案した治療計画に基づき照射を行う。この治療計画の立案は、患部周辺の被爆量を低減しながら、患部に必要な線量を集中させるために、複数照射方向最適化する作業であり、その立案には数日を要する。しかしながら、治療途中の患者に対して中断期間を置くと、放射線により縮小した腫瘍が回復するため、前述のような状況が発生した場合には、すぐに別の治療計画に切り替えられるように、あらかじめ代替となる治療計画を立案しておく必要がある。さらに、この2種類の治療計画は、同一の人体を対象としたものであるため、事前に動的追尾照射を行った分の影響を考慮して治療計画を切り替えなければ、正常細胞が許容できる放射線線量をオーバーして照射する可能性があり、放射線による副作用が発生する危険性がある。
However, in the moving body tracking irradiation in which the affected part is identified by the fluoroscopic images by the
このような技術に関連して、以下に示すような提案がなされている。 In relation to such technology, the following proposals have been made.
特開2001−327514号公報に開示されている「放射線治療計画装置及び放射線治療計画法」では、被検体にX線を曝射することにより取得される画像に基づいて放射線治療の計画を策定する放射線治療計画装置において、被検体に関する位相データの相違に応じた複数の画像を生成する画像生成手段と、画像に対し、当該画像上に存在する目標部位に対するターゲット形状を設定・入力する手段と、位相データの相違に応じた複数の画像及びターゲット形状を重畳表示する画像表示手段とを有している放射線治療計画装置が提案されている。 In “radiotherapy planning apparatus and radiotherapy planning method” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-327514, a radiotherapy plan is formulated based on an image acquired by exposing an X-ray to a subject. In the radiotherapy planning apparatus, an image generating means for generating a plurality of images according to the difference in phase data relating to the subject, a means for setting and inputting a target shape for a target site existing on the image for the image, There has been proposed a radiotherapy planning apparatus having a plurality of images corresponding to differences in phase data and image display means for displaying a target shape in a superimposed manner.
本発明の目的は、動的追尾を行う放射線治療装置において、患部が認識できないために治療を続けられなくなった場合に、過去に照射した放射線量を考慮して、新規の治療計画への切り替えを実施することにより、患者に照射する放射線量を確実に把握し、過大な放射線の照射による副作用を防止する放射線治療装置を提供することである。 The object of the present invention is to switch to a new treatment plan in consideration of the radiation dose irradiated in the past when the treatment cannot be continued because the affected part cannot be recognized in the radiotherapy device that performs dynamic tracking. By implementing, it is providing the radiotherapy apparatus which grasps | ascertains the radiation dose irradiated to a patient reliably and prevents the side effect by irradiation of an excessive radiation.
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用する番号・符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 Hereinafter, means for solving the problems will be described using the numbers and symbols used in [Best Mode for Carrying Out the Invention] in parentheses. These numbers and symbols are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of [Best Mode for Carrying Out the Invention]. It should not be used to interpret the technical scope of the invention described in “
本発明の放射線治療装置(10)は、放射軸(A)に沿って放射線を出射する放射線発生装置(20)と、アイソセンタ(100)を通る放射軸(E,F)に沿って放射線を出射する複数の透視画像用放射線発生装置(130a、130b)と、複数の透視画像用放射線発生装置(130a、130b)のそれぞれに対応してアイソセンタ(100)に対して対称となる位置に配置される複数の検出器(140a、140b)と、治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持し、複数の検出器(140a、140b)により検出された照射対象近傍の検出画像の画像情報と治療計画時画像における照射対象の位置情報とを照合することにより、検出画像における照射対象位置を判別する画像照合装置(200)と、検出画像における照射対象位置に基づき、照射対象位置とアイソセンタ(100)との相対位置を演算する解析装置(80)と、照射対象位置とアイソセンタ(100)との相対位置情報に基づき、照射対象の中心へ照射軸移動し、設定された治療計画に基づいて放射線を出射するように放射線発生装置(20)を制御する制御装置(80)とを備える。 The radiation therapy apparatus (10) of the present invention emits radiation along radiation axes (E, F) passing through the isocenter (100) and a radiation generator (20) that emits radiation along the radiation axis (A). Corresponding to the plurality of fluoroscopic image radiation generating devices (130a, 130b) and the plurality of fluoroscopic image radiation generating devices (130a, 130b), respectively, are arranged at positions symmetrical with respect to the isocenter (100). A plurality of detectors (140a, 140b) and the position information of the irradiation target in the treatment plan image, and the image information and treatment plan of the detected image near the irradiation target detected by the plurality of detectors (140a, 140b) An image collation device (200) for determining the irradiation target position in the detected image by collating with the position information of the irradiation target in the time image; An analysis device (80) that calculates the relative position between the irradiation target position and the isocenter (100) based on the target position, and the irradiation axis to the center of the irradiation target based on the relative position information between the irradiation target position and the isocenter (100). A control device (80) that moves and controls the radiation generation device (20) to emit radiation based on the set treatment plan.
また、本発明の放射線治療装置(10)に係わる治療計画は、動的追尾治療計画、または非追尾治療計画である。 Moreover, the treatment plan concerning the radiotherapy apparatus (10) of this invention is a dynamic tracking treatment plan or a non-tracking treatment plan.
また、本発明における放射線治療装置(10)は、さらに、複数の治療計画候補を保持し、治療計画候補のうちから治療計画を選択する治療計画選択装置(300)を備える。 The radiotherapy apparatus (10) according to the present invention further includes a treatment plan selection apparatus (300) that holds a plurality of treatment plan candidates and selects a treatment plan from the treatment plan candidates.
また、本発明の治療計画選択用プログラムは、放射線治療装置(10)に備えられて制御装置(80)に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御を行わせるための治療計画選択用プログラムであって、放射線治療装置(10)に備えられている治療計画選択装置(300)はバスライン(300c)に接続されたCPU(300a)とRAM(300b)とを有し、RAM(300b)には治療計画選択用プログラムが収納され、CPU(300a)によりバスライン(300c)を介して治療計画選択用プログラムが読み込まれ、読み込まれた治療計画選択用プログラムがCPU(300a)により実行されて制御装置(80)に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御をさせる。 The treatment plan selection program of the present invention is provided in the radiation treatment apparatus (10) and causes the control apparatus (80) to perform radiation emission control based on the treatment plan to be selected. A treatment plan selection device (300) provided in the radiotherapy device (10), which is a selection program, includes a CPU (300a) and a RAM (300b) connected to the bus line (300c). (300b) stores a treatment plan selection program. The CPU (300a) reads the treatment plan selection program via the bus line (300c). The read treatment plan selection program is read by the CPU (300a). When executed, the control device (80) is made to perform radiation emission control based on the treatment plan to be selected.
また、本発明の放射線治療計画法は、予め、放射線発生装置(20)と、複数の透視画像用放射線発生装置(130a、130b)と、複数の透視画像用放射線発生装置(130a、130b)のそれぞれに対応してアイソセンタ(100)に対して対称となる位置に配置される複数の検出器(140a、140b)と、治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持する画像照合装置(200)と、解析装置(70)と、制御装置(80)と, 複数の治療計画候補を保持する治療計画選択装置(300)とを備える放射線治療装置(10)において、治療計画選択装置(300)が治療計画候補のうちから治療計画を選択するステップと、複数の検出器(140a、140b)で照射対象近傍の画像を検出するステップと、画像照合装置(200)において検出画像の画像情報を治療計画時画像における照射対象の位置情報に照合して検出画像における照射対象の位置を測定するステップと、解析装置(70)において検出画像における照射対象のアイソセンタ(100)からの相対位置を算出するステップと、制御装置(80)が、照射対象のアイソセンタ(100)からの相対位置情報に基づき照射対象の中心へ放射線発生装置から照射される放射線の照射軸を移動するステップと、治療計画に基づいて制御装置(80)が放射線発生装置を制御するステップとを備える。 The radiotherapy planning method of the present invention includes a radiation generator (20), a plurality of fluoroscopic image radiation generators (130a, 130b), and a plurality of fluoroscopic image radiation generators (130a, 130b) in advance. A plurality of detectors (140a, 140b) arranged at positions symmetrical with respect to the isocenter (100) corresponding to each, and an image verification device (200) that holds position information of the irradiation target in the treatment planning image A radiotherapy apparatus (10) including an analysis apparatus (70), a control apparatus (80), and a treatment plan selection apparatus (300) that holds a plurality of treatment plan candidates. A step of selecting a treatment plan from treatment plan candidates, a step of detecting an image in the vicinity of an irradiation target with a plurality of detectors (140a, 140b), and an image verification device (200) collating the image information of the detected image with the position information of the irradiation target in the image at the time of treatment planning, and measuring the position of the irradiation target in the detection image; The step of calculating the relative position from (100), and the control unit (80), based on the relative position information from the isocenter (100) of the irradiation target, the irradiation axis of the radiation irradiated from the radiation generator to the center of the irradiation target And the control device (80) controls the radiation generating device based on the treatment plan.
また、本発明の放射線治療計画法に係わる複数の治療計画は、動的追尾治療計画画および非追尾治療計画である。 The plurality of treatment plans related to the radiation treatment planning method of the present invention are a dynamic tracking treatment plan image and a non-tracking treatment plan.
また、本発明の放射線治療計画法に係わる治療計画時画像はDRR画像であり、検出画像は透視画像である。 In addition, the treatment planning image related to the radiation treatment planning method of the present invention is a DRR image, and the detection image is a fluoroscopic image.
また、本発明の放射線制御方法に係わる治療計画時画像はDRR画像であり、検出画像はCT画像である。 In addition, the treatment planning image related to the radiation control method of the present invention is a DRR image, and the detected image is a CT image.
また、本発明の放射線制御方法に係わる治療計画時画像は3次元DRR画像であり、検出画像はDRR画像である。 Further, the treatment planning time image according to the radiation control method of the present invention is a three-dimensional DRR image, and the detected image is a DRR image.
また、本発明に係わる放射線制御方法においては、検出画像の照射対象の状態に基づいて治療計画選択装置(300)により選択される治療計画が決められる。 In the radiation control method according to the present invention, the treatment plan selected by the treatment plan selection device (300) is determined based on the state of the irradiation target of the detected image.
本発明により、治療に必要な線量を確実に照射対象に照射することができる放射線照射装置および放射線治療計画法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a radiation irradiation apparatus and a radiation treatment planning method capable of reliably irradiating an irradiation target with a dose necessary for treatment.
また、本発明により、照射対象の周辺臓器の吸収線量を把握することが出来、放射線による副作用の発生を低減することができる。 In addition, according to the present invention, the absorbed dose of the surrounding organ to be irradiated can be grasped, and the occurrence of side effects due to radiation can be reduced.
添付図面を参照して、本発明による放射線治療装置および放射線治療計画法を実施するための最良の形態を以下に説明する。 The best mode for carrying out a radiotherapy apparatus and radiotherapy planning method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明は、放射線発生装置からの放射線を照射対象に照射する際に、照射対象のサイズに基づいて動的追尾照射するか、あるいは非追尾照射するか判断し、この2種類の照射形態に基づく2種類の治療計画(照射計画)をリンクさせて放射線を照射する。これにより、必要な線量を確実に照射対象に照射することのできる放射線治療装置および放射線治療計画法(放射線照射計画法)に係わるものである。 The present invention determines whether to perform dynamic tracking irradiation or non-tracking irradiation based on the size of the irradiation target when irradiating the irradiation target with radiation from the radiation generation apparatus, and based on these two types of irradiation modes. Two types of treatment plans (irradiation plans) are linked to emit radiation. Thus, the present invention relates to a radiotherapy apparatus and a radiotherapy planning method (radiation irradiation planning method) that can reliably irradiate the irradiation target with a necessary dose.
(本発明の実施形態)
本発明の実施形態に係わる放射線治療装置の全体構成を図2に示す。本実施の形態の放射線治療装置10は、患者Pを寝かせる治療用寝台90、治療用の放射線を放射する放射線発生装置20、患者Pの体内にある患部の位置を確認するための透視画像取得用の複数の放射線源130a、130bおよび検出器140a、140b(イメージャ)、イメージャにより取得された透視画像の患部位置座標を測定する画像照合装置200、画像照合装置200により測定された患部の現在位置とアイソセンタ100との相対位置を演算する解析装置80、解析装置80により演算された患部の現在位置とアイソセンタ100との相対位置に基づき患部および放射線発生装置20の放射線軸Aとの位置合わせをする制御装置80、そしてイメージャにより取得される透視画像で判別される患部領域の大きさによって、治療計画を動的追尾計画と通常の非追尾計画との間で選択する治療計画選択装置300を備えている。また、放射線発生装置20には、動的追尾照射のできる駆動機構が備えられている。
(Embodiment of the present invention)
FIG. 2 shows the overall configuration of the radiotherapy apparatus according to the embodiment of the present invention. The
放射線治療装置10のシステム全体は、後に述べるアイソセンタ100を原点として座標系が設定されている。そして、放射線発生装置20から放射される放射線の放射線軸Aは、このアイソセンタ100を原点とする座標系で位置制御される。また、患者Pの患部も放射線照射時にアイソセンタ100にその中心が来るように位置合わせが行われる。
The entire system of the
治療用の放射線を放射する放射線発生装置20と、患者Pの体内にある患部の位置を確認するための複数の放射線源13a、13bおよび検出器140a、140b(イメージャ)とは、ガイド30の円枠内に内接されて回動軸Gまわりに360度回動自在な回転部材150に配設されている。ガイド30は、その両支持軸を支持部材40に嵌合されており、支持部材40に設置されている駆動モータ40aの駆動により傾倒軸110まわりに回動自在である。回動軸Gと傾倒軸110とは直交関係にある。ガイド30の円筒面が垂直向きのときに、放射線発生装置20は図2に見られるように、ガイド30の円枠の中心を通る垂線上に可動部材50を介して配設され、放射線発生装置20の放射線放射軸Aはガイド30の円枠の中心に向けられる。また、複数の放射線源130a、130bおよび検出器140a、140bは、放射線発生装置20に対して対象となる位置に配設され、それぞれの放射線放射軸E,Fは、放射線発生装置20の放射線放射軸Aと同様にガイド30の円枠の中心に向けられる。
The
放射線発生装置20は、既述したように可動部材50を介して回転部材150に搭載されており、可動部材50は直交する回動軸CおよびDの2軸方向に対して回動自在である。このため、放射線発生装置20の放射線放射軸AはVおよびU方向に対して微動され、放射線の放射軸Aの指向方向が可動である。
The
また、本実施の形態においては、回動軸CおよびDのそれぞれに駆動部50aおよび50bが設置されている。これにより、放射線発生装置20から照射される放射線放射軸Aは、照射対象である患部に対してU方向およびV方向に動的追尾が行われる。
In the present embodiment,
上記したアイソセンタ100は、ガイド30の円枠の中心軸Gと傾倒軸110との交点に設定されており、放射線発生装置20の放射線放射軸A、イメージャーの放射線源130aおよび130bからの放射線放射軸E,Fは全てこのアイソセンター100において1点に交わる。
The
イメージャーの検出器140aおよび140bについては、回転部材150に常に配設されているため、患者Pの患部はイメージャによりリアルタイムでモニタされる。また、回転部材150を回転軸Gまわりに回転させて複数の角度から透視画像が取得されることにより、患部のCT画像を構成することができる。さらに、複数のCT画像からDRR(Digital Reconstructed Radiograph)画像が再構成される。
Since the
以下に、本実施の形態に係わる放射線治療計画法に基づき、放射線治療装置10により患者Pの患部に放射線を照射する手順ついて説明する。
Below, based on the radiotherapy planning method concerning this Embodiment, the procedure which irradiates the radiation to the affected part of the patient P with the
放射線治療前に、X線CTスキャナー(Computed Tomography Scanner)により患者Pの患部近傍のCT断層像が撮影される。このCT画像により、患者Pの患部の位置や状況が診断され、患部に照射される放射線の方向、照射範囲および放射線量が決められて治療計画が作成される。また、撮影された複数のCT画像を元に、指定された臓器および患部(癌病巣部)のDRR(Digital Reconstructed Radiograph)画像が作成される。治療計画が作成されると、コンピュータにより線量分布シミュレーションが実行され、患部と臓器部分における放射線吸収量が算出される。シミュレーションにより、患部における放射線量が十分かどうかの確認が行われ、問題が無ければ放射線治療の段階となる。 Prior to radiotherapy, a CT tomogram in the vicinity of the affected area of the patient P is taken by an X-ray CT scanner (Computed Tomography Scanner). From this CT image, the position and situation of the affected area of the patient P are diagnosed, the direction of the radiation irradiated to the affected area, the irradiation range, and the radiation dose are determined, and a treatment plan is created. In addition, based on a plurality of photographed CT images, a DRR (Digital Reconstructed Radiograph) image of a specified organ and an affected part (cancer lesion) is created. When the treatment plan is created, a dose distribution simulation is executed by the computer, and the radiation absorption amount in the affected part and the organ part is calculated. The simulation confirms whether the radiation dose in the affected area is sufficient, and if there is no problem, the stage of radiation therapy is entered.
放射線治療においては、図2に示されているように患者Pが治療用寝台90上に寝かされて固定される。治療用寝台90が患者Pの患部をアイソセンタ100に位置させるように移動調整される。患者Pの患部がおおよそアイソセンタ100に設定されると、イメージャの放射線源130a、130bから透視画像取得のための放射線がそれぞれ放射線軸E,Fに沿って放射され、患者Pの患部領域の画像がリアルタイムでイメージャの検出器140aおよび140bにより取得される。取得されたイメージャの画像情報は、画像照合装置200に入力される。画像照合装置200には、既に治療計画時に作成されたDRRの画像情報が入力されている。画像照合装置200において、DRR画像における患部の位置と、今回取得された透視画像における患部対応部位とが照合される。そして、今回取得された透視画像の患部位置が判別されて、患部の位置座標が測定される。
In the radiation therapy, as shown in FIG. 2, the patient P is laid on the
本実施の形態においては、放射線源130a、130bおよび検出器140a、140b(イメージャ)を回転部材150により回動軸Gまわりに回転させながら患部領域の透視画像を撮影することにより、イメージャによる患部領域のCT画像を構成することができる。さらに、複数のCT画像により、DRR画像を再構成することができる。イメージャによるCT画像およびDRR画像を、患部位置の記録された治療計画時におけるDRR画像と照合することにより、現状における更に詳細な患部位置が判別される。
In the present embodiment, the affected area by the imager is obtained by taking a fluoroscopic image of the affected area while rotating the
測定された患部の位置座標の座標データは、解析装置70に入力される。解析装置70において、現在の患部がアイソセンタ100に対してどの位ズレているのかが算出される。算出された患部とアイソセンタ100とのズレ量のデータは解析装置70から制御装置80へ入力される。制御装置80は、入力されたズレ量のデータに基づいて、軸U、Vまわりに放射線放射軸Aをリアルタイムで患部中心へ移動させる。
The coordinate data of the measured position coordinates of the affected part is input to the
本実施の形態においては、さらに治療計画選択装置300が備わっており、この治療計画選択装置300から制御装置80に対して動的追尾治療計画および通常の非追尾治療計画の2種類の治療計画のいづれか1つの治療計画に対応した選択信号が送信される。制御装置80で通常の非追尾治療計画に対応した信号が受信されると、治療用寝台90の位置、ガイド30の傾倒軸110の角度および回転部材150のガイド30に対する相対位置を適宜最適な組み合わせで移動調整することにより、リアルタイムで患部中心をアイソセンタ100に移動させる制御が行われる。また、制御装置80で動的追尾治療計画に対応した信号が受信されると、さらに、呼吸等に伴なう患部の動きとアイソセンタ100の位置合わせをするために、放射線発生装置20の放射線放射軸AはVおよびU方向に対して駆動され、放射線の放射線放射軸Aは動体患部に対して動的追尾される。図3(a)に、放射線治療における動的追尾照射の無い場合の患部に対する照射野の模式図を示す。また、図3(b)に、動的追尾照射する場合の患部に対する照射野の模式図を示す。図3(a)および(b)に示されているように、動的追尾照射する場合の患部に対する照射野の方が、動的追尾照射の無い場合の患部に対する照射野よりも、より患部のみに対して放射線を照射することが出来る。このため、動的追尾照射が可能である場合には、動的追尾照射による放射線治療の方が、患部のみに強めの放射線を照射して治療回数を減らせるほか、患部周縁部の正常な細胞組織に対する放射線による副作用を減らすことができる。
In the present embodiment, a treatment
実際の放射線治療時には、放射線治療の回数が増えていくに連れ、患部領域が小さくなり、ついにはイメージャによる透視画像での判別ができなくなる。判別できなくなった患部に対しては、動的追尾照射することができず、治療計画選択装置300から制御装置80に通常の非追尾治療計画に基づく照射を選択する信号が送信される。この際、治療計画選択装置300はバスライン300cに接続されたCPU300aとRAM300bとを有し、RAM300bには動的追尾治療計画および通常治療計画の2種類の治療計画をリンクさせた放射線治療計画が収納されている。CPU300aによりバスライン300cを介して上記放射線治療計画が読み込まれる。CPU200aは、そのときに設定されている治療計画の種類と今回の照射回数に基づき、制御装置80に対して治療計画の種類と今回放射する放射線照射量とを指示するデータを送信する。
During actual radiotherapy, as the number of times of radiotherapy increases, the affected area becomes smaller, and finally it becomes impossible to discriminate on a fluoroscopic image by an imager. For the affected part that cannot be identified, dynamic tracking irradiation cannot be performed, and a signal for selecting irradiation based on a normal non-tracking treatment plan is transmitted from the treatment
図4に、本実施の形態における動的追尾治療計画および通常治療計画(通常の非追尾治療計画)の2種類の治療計画をリンクさせた放射線治療計画が示されている。放射線治療計画には、照射回数と、それぞれの照射回数時における動的追尾治療計画および通常治療計画に基づく累積照射量が示されている。 FIG. 4 shows a radiation treatment plan in which two types of treatment plans, a dynamic tracking treatment plan and a normal treatment plan (normal non-tracking treatment plan) in the present embodiment are linked. The radiation treatment plan shows the number of irradiations and the cumulative irradiation dose based on the dynamic tracking treatment plan and the normal treatment plan at each number of irradiations.
放射線治療初期の、患部領域の大きい時期には動的追尾治療計画に則って照射が行われる。図4において、例えば6回目の照射線治療においてイメージャによる透視画像で患部領域の判別ができなくなったと仮定する。6回目の動的追尾治療計画に基づく照射線治療の次の照射線治療からは、治療計画選択装置300から制御装置80へ送信される選択信号により、通常治療計画に基づくものへと切り替えられる。6回目の照射線治療終了時において、動的追尾治療計画による患部に対する累積照射量は600cGyであり、この累積照射線量に対応するのは通常治療計画における7回目(累積照射量560cGy)、あるいは8回目(累積照射量640cGy)である。この通常治療計画における7回目(累積照射量560cGy)、あるいは8回目(累積照射量640cGy)のどちらの照射回数に移行されるのかについては、患部の治癒状況に応じてその都度判断される。そして、通常治療計画に基づき、患部に対する累積照射量が治療計画時に規定された量に達すると、放射線治療は終了する。
Irradiation is performed in accordance with a dynamic tracking treatment plan at the initial stage of radiation therapy and at a large time in the affected area. In FIG. 4, for example, it is assumed that the affected area cannot be discriminated from the fluoroscopic image obtained by the imager in the sixth irradiation therapy. The irradiation treatment following the irradiation treatment based on the sixth dynamic tracking treatment plan is switched to the one based on the normal treatment plan by the selection signal transmitted from the treatment
本実施の形態により、治療に必要な線量を確実に患部領域のみに照射することができる。また、動的追尾治療計画および通常治療計画の2種類の治療計画をリンクさせた放射線治療計画に基づいて放射線治療を実施するため、患部および患部周辺臓器の吸収線量を正確に把握することが出来、放射線による副作用の発生を低減することができる。 According to the present embodiment, it is possible to reliably irradiate only the affected area with a dose necessary for treatment. In addition, radiation treatment is performed based on a radiation treatment plan that links two types of treatment plans, a dynamic tracking treatment plan and a normal treatment plan, so that the absorbed dose in the affected area and surrounding organs can be accurately grasped. The occurrence of side effects due to radiation can be reduced.
1、10…放射線治療装置
2、20…放射線発生装置
3、30…ガイド
4、40…支持部材
4a、40a…駆動用モータ
5、50…可動部材
7、70…解析装置
8、80…制御装置
9、90…治療用寝台
10、100…アイソセンタ
11、110…傾倒軸
13a、13b、130a、130b…放射線源
14a、14b、140a、140b…検出器
15、150…回転部材
50a…C軸まわり駆動部
50b…D軸まわり駆動部
200…画像照合装置
300…治療計画選択装置
300a…CPU
300b…RAM
300c…バスライン
A、E,F…照射軸
C,D、G…回動軸
U,V…首振り方向
DESCRIPTION OF
300b ... RAM
300c: Bus lines A, E, F ... Irradiation axes C, D, G ... Turning axes U, V ... Swing direction
Claims (10)
前記アイソセンタを通る放射軸に沿って放射線を出射する複数の透視画像用放射線発生装置と、
前記複数の透視画像用放射線発生装置のそれぞれに対応して前記アイソセンタに対して対称となる位置に配置される複数の検出器と、
治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持し、前記複数の検出器により検出された前記照射対象近傍の検出画像の画像情報と前記治療計画時画像における前記照射対象の位置情報とを照合することにより、前記検出画像における前記照射対象位置を判別する画像照合装置と、
前記検出画像における前記照射対象位置に基づき、前記照射対象位置と前記アイソセンタとの相対位置を演算する解析装置と、
前記照射対象位置と前記アイソセンタとの相対位置情報に基づき、前記照射対象の中心を前記アイソセンタに移動し、設定された治療計画に基づいて放射線を出射するように前記放射線発生装置を制御する制御装置と
を具備する放射線治療装置。 A radiation generator for emitting radiation along a radiation axis passing through the isocenter;
A plurality of fluoroscopic radiation generators for emitting radiation along a radiation axis passing through the isocenter;
A plurality of detectors arranged at positions symmetrical to the isocenter corresponding to each of the plurality of fluoroscopic image radiation generating devices;
The position information of the irradiation target in the image at the time of treatment planning is held, and the image information of the detection image near the irradiation target detected by the plurality of detectors is collated with the position information of the irradiation target in the image at the time of treatment planning. An image collating device for determining the irradiation target position in the detection image;
Based on the irradiation target position in the detection image, an analysis device that calculates a relative position between the irradiation target position and the isocenter;
A control device for controlling the radiation generating apparatus to move the center of the irradiation target to the isocenter based on relative position information between the irradiation target position and the isocenter and to emit radiation based on a set treatment plan A radiotherapy apparatus comprising:
前記治療計画は、動的追尾治療計画、または非追尾治療計画である放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 1, wherein
The radiotherapy apparatus, wherein the treatment plan is a dynamic tracking treatment plan or a non-tracking treatment plan.
さらに、複数の治療計画候補を保持し、前記治療計画候補のうちから前記治療計画を選択する治療計画選択装置を具備する放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 1 or 2,
Furthermore, a radiotherapy apparatus comprising a treatment plan selection apparatus that holds a plurality of treatment plan candidates and selects the treatment plan from among the treatment plan candidates.
前記放射線治療装置に備えられている前記治療計画選択装置はバスラインに接続されたCPUとRAMとを有し、
前記RAMには前記治療計画選択用プログラムが収納され、外部から前記治療計画選択装置に選択指示が入力されると、前記CPUにより前記バスラインを介して前記治療計画選択用プログラムが読み込まれ、読み込まれた前記治療計画選択用プログラムが前記CPUにより実行されて前記制御装置に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御をさせる治療計画選択用プログラム。 A treatment plan selection program provided in the radiotherapy device according to any one of claims 1 to 3 for causing the control device to perform radiation emission control based on a treatment plan to be selected. There,
The treatment plan selection device provided in the radiotherapy device has a CPU and a RAM connected to a bus line,
The RAM stores the treatment plan selection program. When a selection instruction is input from the outside to the treatment plan selection device, the CPU reads and reads the treatment plan selection program via the bus line. The treatment plan selection program that causes the CPU to execute the treatment plan selection program and to cause the control device to perform radiation emission control based on a treatment plan to be selected.
前記治療計画選択装置が、前記治療計画候補のうちから治療計画を選択するステップと、
前記複数の検出器で前記照射対象近傍の画像を検出するステップと、
前記画像照合装置において前記検出画像の画像情報を前記治療計画時画像における照射対象の位置情報に照合して前記検出画像における前記照射対象の位置を測定するステップと、
前記解析装置において前記検出画像における前記照射対象の前記アイソセンタからの相対位置を算出するステップと、
前記制御装置が、前記照射対象の前記アイソセンタからの前記相対位置情報に基づき前記照射対象の中心へ前記放射線発生装置から照射される放射線の照射軸を移動するステップと、
前記治療計画に基づいて前記制御装置が前記放射線発生装置を制御するステップと
を具備する放射線治療計画法。 In advance, a radiation generator, a plurality of fluoroscopic image radiation generators, and a plurality of detectors arranged at positions symmetric with respect to the isocenter corresponding to each of the plurality of fluoroscopic image radiation generators, In a radiotherapy apparatus comprising an image collation device that holds position information of an irradiation target in an image at the time of treatment planning, an analysis device, a control device, and a treatment plan selection device that holds a plurality of treatment plan candidates,
The treatment plan selection device selecting a treatment plan from the treatment plan candidates;
Detecting an image in the vicinity of the irradiation target with the plurality of detectors;
Collating the image information of the detected image with the position information of the irradiation target in the treatment planning image in the image verification device and measuring the position of the irradiation target in the detection image;
Calculating a relative position from the isocenter of the irradiation target in the detection image in the analysis device;
The control device moving an irradiation axis of radiation irradiated from the radiation generating device to the center of the irradiation target based on the relative position information from the isocenter of the irradiation target;
A radiation treatment planning method, comprising: the control device controlling the radiation generating device based on the treatment plan.
前記複数の治療計画候補は、動的追尾治療計画および非追尾治療計画である放射線治療計画法。 The radiation therapy planning method according to claim 5,
The radiation treatment planning method, wherein the plurality of treatment plan candidates are a dynamic tracking treatment plan and a non-tracking treatment plan.
前記治療計画時画像はDRR画像であり、前記検出画像は透視画像である放射線治療計画法。 The radiation therapy planning method according to claim 5 or 6,
The radiotherapy planning method, wherein the treatment planning image is a DRR image, and the detection image is a fluoroscopic image.
前記治療計画時画像はDRR画像であり、前記検出画像はCT画像である放射線治療計画法。 The radiation therapy planning method according to claim 5 or 6,
The radiotherapy planning method, wherein the treatment planning image is a DRR image, and the detection image is a CT image.
前記治療計画時画像はDRR画像であり、前記検出画像はDRR画像である放射線治療計画法。 The radiation therapy planning method according to claim 5 or 6,
The radiotherapy planning method, wherein the treatment planning image is a DRR image and the detected image is a DRR image.
前記検出画像の前記照射対象の状態に基づいて前記治療計画選択装置により選択される前記治療計画が決められる放射線治療計画法。 In the radiation treatment planning method according to any one of claims 5 to 9,
A radiotherapy planning method in which the treatment plan selected by the treatment plan selection device is determined based on the state of the irradiation target of the detected image.
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