JP2011234932A - Focal tissue real-time position identification device and x-ray treatment device using the same - Google Patents
Focal tissue real-time position identification device and x-ray treatment device using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011234932A JP2011234932A JP2010109491A JP2010109491A JP2011234932A JP 2011234932 A JP2011234932 A JP 2011234932A JP 2010109491 A JP2010109491 A JP 2010109491A JP 2010109491 A JP2010109491 A JP 2010109491A JP 2011234932 A JP2011234932 A JP 2011234932A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- lesion tissue
- ray source
- marker
- real
- 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.)
- Granted
Links
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims abstract description 111
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000003902 lesion Effects 0.000 claims description 197
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 55
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 54
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims description 50
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 29
- 230000036544 posture Effects 0.000 claims description 15
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 239000000439 tumor marker Substances 0.000 description 6
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 5
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 241000255925 Diptera Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013524 data verification Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011410 subtraction method Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
本発明は、X線治療において病巣組織または病巣組織の近傍に埋め込まれたマーカの位置を同定する位置同定装置とこれを用いたX線治療方法に関する。さらに詳しく言えば、病巣組織の位置同定または特殊なマーカを使用してマーカの位置同定をリアルタイムに行うことができる位置同定装置と、この位置同定装置の位置同定結果に基づいてX線治療を行うX線治療方法に関する。 The present invention relates to a position identification device that identifies the position of a marker tissue or a marker embedded in the vicinity of the lesion tissue in X-ray therapy, and an X-ray therapy method using the same. More specifically, a position identification apparatus capable of performing real-time position identification of a lesion tissue or using a special marker to perform marker position identification, and X-ray therapy is performed based on the position identification result of the position identification apparatus. The present invention relates to an X-ray therapy method.
X線治療において、治療用X線の照射が病巣組織に集中し、健全な組織に照射されることを避けるためには、治療対象の病巣組織またはその近傍に埋め込まれたマーカの位置を正確に同定する必要がある。しかし、治療対象の病巣組織は、患者の呼吸等により移動するため、その位置同定には動体追跡手段を必要とする。この動体追跡手段に関連して種々の提案が行われている。 In X-ray treatment, in order to avoid the irradiation of therapeutic X-rays to focus tissue and to irradiate healthy tissue, the position of the marker embedded in or near the lesion tissue to be treated is accurately determined. Need to be identified. However, since the lesion tissue to be treated moves due to the patient's breathing or the like, the moving body tracking means is required for the position identification. Various proposals have been made in relation to this moving body tracking means.
特許文献1記載の動体追跡照射装置は、腫瘍近傍に埋め込まれたAuなどの球形腫瘍マーカを第1の方向から撮像する第1のX線透視装置と、腫瘍マーカを第2の方向から第1のX線透視装置と同時に撮像する第2のX線透視装置を備え、これらのX線透視装置によって取得した画像データをコンピュータによって画像データ処理と演算処理を行い、腫瘍マーカの3次元座標データを作成する。この動体追跡照射装置において、X線透視装置のX線管は治療室床下に設置され、画像センサ部のイメージインテンシファイアは治療室の天井に設置される。得られた腫瘍マーカの3次元座標が予め与えられた範囲内にある時のみ治療用X線が照射される。特許文献1記載の発明によれば、同定された腫瘍マーカの3次元座標が許容範囲内にあるときのみ治療用X線を照射するので、総合的な治療時間の短縮には限界がある。さらに、装置が大形であり、多くの医療施設に普及させるためには障害となる。また、腫瘍マーカの径は、1mm乃至2mmあり、これを腫瘍近傍に埋め込むためには切開手術が必要であり、患者への負担が大きい。
The moving body pursuit irradiating device described in
特許文献2記載のX線CT装置は、ガントリーの回転機構を取り去り、被検体の周りに多数の小形X線管と、被検体を透過したX線を検出する多数のX線センサを備える。この発明によれば、被検体の周りの小形X線管とX線センサを同時的に動作させて、瞬時に画像データを獲得することができる。このため、臓器の動きよりも高速に撮像するため、心臓の動きなど臓器の連続撮影が可能である。特許文献2記載の発明によれば、多数のX線管による照射とそれに対応したX線センサによる検出を同時的に行うため、X線管に対応するX線センサを必要とし、さらに取得した画像データの量が多いため処理に時間を要する。したがって、臓器の画像の再構成のほか、その3次元位置を同定するまで時間がかかるので、X線治療装置の位置同定装置として使用しても、リアルタイムにX線治療を実施することは難しい。さらに、装置も大形となる。
The X-ray CT apparatus described in
図9に、従来のX線CT装置の構成図を示す。特許文献3記載の回転機構のない連続処理型X線CT装置は、図9に示すように、多数の高速スイッチング型微小X線源101と、半導体X線検出器アレイ104との組み合わせにより、回転機構をなくし、X線CT装置の小形化が可能となる。また、X線の発生順が任意に設定できるので、特定部位や特定角度において細かく撮像し、他の部位や角度においては粗くスキャンすることにより高速化を図ることもできる。特許文献3記載の発明によれば、複数のX線源は、選択的に順次照射するが、各々に対応したX線検出器アレイを必要とする。さらに、X線源とX線検出器アレイは、患者を囲むように環状に配置されるため、構造が大形になる。
FIG. 9 shows a configuration diagram of a conventional X-ray CT apparatus. As shown in FIG. 9, the continuous processing X-ray CT apparatus without a rotation mechanism described in
特許文献4記載の患者モニタは、立体視カメラでカウチに仰臥する患者を撮影し、そのビデオ画像をコンピュータで画像処理して、患者の動きと呼吸のモデルを生成する。その後、治療中の患者の動きおよび呼吸がモニタリングされ、先に生成されたモデルと比較され、異常な動きおよび呼吸を検出したら、治療装置に対して中断するなどの処置がされる。特許文献4記載の発明によれば、患者の動きや異常な呼吸の検出は、体表面上の観測データによって行われるが、実際の病巣組織の動きを表すものではない。
The patient monitor described in
正確なX線治療を実施するためには、事前に策定された治療計画データに沿って、治療用X線が病巣組織のみに照射されるように病巣組織の形状、位置を正確に把握する必要がある。しかし、病巣組織は、患者の呼吸などにより絶えず移動しているため、動体追跡を行い、適当なタイミングを狙ってX線を照射するか、または病巣組織の動きにリアルタイムに追従できるような高速の位置同定とX線照射を実施する必要がある。病巣組織の位置同定装置として、特許文献1乃至特許文献4に開示されている従来技術は、装置自体が大形であって、多くの医療施設に普及させるためには、装置の小形化と低コスト化が必要である。また、特許文献4に開示されている発明のように、患者の動きや呼吸動作を体表面についてモニタリングしても、実際に治療する病巣組織の動きとの間には誤差が発生する。そこで、病巣組織の近傍に埋め込まれたマーカや病巣組織の位置を直接、高速に同定する必要がある。さらに、マーカや病巣組織の正確な形状と位置の同定には、画像分解能を向上させる必要がある。さらにまた、特許文献1に開示されているように、従来のマーカは直径が1〜2mmの球形マーカであって、これを病巣組織近傍へ埋め込むためには、切開手術などの処置が必要で、患者への負担が大きい。マーカを埋め込む場合でも、患者に対して侵襲性の低い方法が望まれる。そこで、低侵襲性のマーカを使用するか、またはマーカを使用せずに病巣組織の位置を直接検出してその動きを追跡でき、しかも従来のCT装置のような大形装置を使用せずに、リアルタイムに病巣組織の位置同定ができる小形の装置が望まれる。
In order to carry out accurate X-ray treatment, it is necessary to accurately grasp the shape and position of the lesion tissue so that the treatment X-ray is irradiated only to the lesion tissue in accordance with the treatment plan data prepared in advance. There is. However, because the lesion tissue is constantly moving due to the patient's breathing, etc., the moving body is tracked and X-rays are irradiated at an appropriate timing, or the movement of the lesion tissue can be followed in real time. It is necessary to perform position identification and X-ray irradiation. The conventional techniques disclosed in
本発明の目的は、X線治療において、病巣組織の位置同定をリアルタイムにしかも高精度に行うことができる小形の病巣組織位置同定装置を提供することであり、他の目的は、前記位置同定に基づいて、高速で、正確なX線治療を行うX線治療方法を提供することである。さらに具体的な目的は、前記病巣組織位置同定装置において患者の負担を軽減することができる低侵襲性のマーカを提供することである。 An object of the present invention is to provide a small lesion tissue position identification apparatus capable of performing lesion tissue position identification in real time and with high accuracy in X-ray therapy. Another object of the present invention is to provide the position identification. Based on this, it is an object to provide an X-ray therapy method that performs high-speed and accurate X-ray therapy. A more specific object is to provide a minimally invasive marker capable of reducing the burden on the patient in the lesion tissue position identification device.
前記目的を達成するために、本発明による請求項1記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、X線源と前記X線源に対向して配置されたX線センサを備え、カウチに仰臥する患者の病巣組織近傍に埋め込まれたマーカまたは病巣組織に向けて前記X線源よりX線を照射し、照射されたX線を前記X線センサによって検出してマーカまたは病巣組織の位置を同定する装置において、1または2以上のX線源が、平面または円弧状曲面に配置されたX線源群と、前記X線源群に対向して1または2以上で構成された平面または円弧状曲面形状のX線センサが配置され、患者の病巣組織近傍に埋め込まれるマーカと、前記X線源群の照射タイミングを制御するX線源制御装置と、前記X線センサの位置、角度等を制御するX線センサ制御装置と、前記X線センサの出力データを画像処理して再構成画像を作成する画像処理装置と、前記X線源制御装置、前記X線センサ制御装置および前記画像処理装置を制御する中央処理装置と、前記マーカまたは病巣組織の撮像画像を表示する画像表示装置とを備え、前記X線源群および前記X線センサは、前記カウチに取り付けられ、前記X線源制御装置および前記X線センサ制御装置からの信号によって、各々その位置および姿勢を制御することができ、前記X線源群のX線源は、前記X線源制御装置の信号に従って逐次1台ずつ照射し、前記X線センサおよび前記画像処理装置は、前記X線源より照射されたX線を逐次検出して、リアルタイムに前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
In order to achieve the object, a lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項2記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、請求項1に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置において、前記X線源群は、1または2以上の未封入のX線源が、平面または円弧状曲面に配置され、全ての前記X線源が1の真空容器内に封入されたことを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
The lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項3記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、請求項1に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置において、前記X線源は、X線ビームの焦点スポット径が100μm以下のマイクロフォーカスX線源であることを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
The lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項4記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、請求項1に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置において、前記X線センサおよび前記画像処理装置は、前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を5ms以下で同定することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
The lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項5記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、請求項1に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置において、前記X線源群および前記X線センサは、6軸または7軸ロボットアームに対向関係を維持して取り付けられ、前記X線源制御装置および前記X線センサ制御装置からの信号によって、各々その位置および姿勢を制御することができることを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
The lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項6記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、請求項1に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置において、前記マーカは、形状記憶合金製または超弾性合金製であって、前記病巣組織近傍に埋め込まれることによってコイル状または有刺形状に変形することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
The lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項7記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、請求項1に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置において、前記X線源は少なくとも2種類の出力エネルギーを選択的に切り替えて、交互に照射することができることを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
The lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項8記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置を用いたX線治療方法は、X線治療に先立って策定された治療計画に基づいて、治療用X線源で病巣組織に照射して行うX線治療において、1または2以上のX線源が、平面または円弧状曲面に配置された位置検出用X線源群と、前記位置検出用X線源群に対向して1または2以上で構成された平面または円弧状曲面形状の位置検出用X線センサが配置され、患者の病巣組織近傍に埋め込まれるマーカと、前記位置検出用X線源群の照射タイミングを制御するX線源制御装置と、前記位置検出用X線センサの位置、角度等を制御するX線センサ制御装置と、前記位置検出用X線センサの出力データを画像処理して再構成画像を作成する画像処理装置と、前記X線源制御装置、前記X線センサ制御装置および前記画像処理装置を制御する中央処理装置と、前記マーカまたは病巣組織の撮像画像を表示する画像表示装置とを備え、前記位置検出用X線源群のX線源は、前記X線源制御装置の信号に従って逐次1台ずつ照射し、前記位置検出用X線センサおよび前記画像処理装置は、前記位置検出用X線源群より照射されたX線を逐次検出して、リアルタイムに前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置の出力データと治療計画データとを逐次比較照合し、前記データ間に差異がある場合は、前記治療計画データに一致するように治療用X線源の照射条件を補正し、病巣組織に向けて照射し、照射された治療用X線源のX線を治療用X線検出センサによって検出し、検出されたデータと前記治療計画データ間に差異がある場合は、前記治療用X線源の照射条件を前記治療計画データに一致するように補正しながら前記治療用X線源を繰り返し照射することを特徴とするX線治療方法である。 An X-ray treatment method using the lesion tissue real-time position identification device according to claim 8 according to the present invention is based on a treatment plan formulated prior to X-ray treatment and irradiates the lesion tissue with a therapeutic X-ray source. In the X-ray therapy to be performed, one or two or more X-ray sources are arranged in a plane or an arcuate curved surface, and the position detection X-ray source group is opposed to the position detection X-ray source group. X-ray source control for controlling the irradiation timing of the position detection X-ray source group and a marker embedded in the vicinity of the patient's lesion tissue, in which a planar or arcuate curved surface position detection X-ray sensor composed of An apparatus, an X-ray sensor control device that controls the position, angle, and the like of the position detection X-ray sensor, and an image processing device that generates a reconstructed image by performing image processing on output data of the position detection X-ray sensor , X-ray source control device, front An X-ray sensor control device and a central processing unit that controls the image processing device; and an image display device that displays a captured image of the marker or lesion tissue, and the X-ray sources of the position detection X-ray source group include: The position detection X-ray sensor and the image processing apparatus sequentially detect the X-rays irradiated from the position detection X-ray source group in accordance with a signal from the X-ray source control device. The output data of the lesion tissue real-time position identification device characterized by identifying the marker or the three-dimensional position of the lesion tissue in real time and the treatment plan data are sequentially compared and collated. The irradiation condition of the therapeutic X-ray source is corrected so as to match the treatment plan data, irradiation is performed toward the lesion tissue, and the irradiated X-ray of the therapeutic X-ray source is detected by the therapeutic X-ray detection sensor. If there is a difference between the detected data and the treatment plan data, the treatment X-ray source is repeatedly irradiated while correcting the irradiation conditions of the treatment X-ray source so as to match the treatment plan data. This is an X-ray therapy method.
本発明による請求項9記載のX線治療方法は、請求項8記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置を用いたX線治療方法において、治療計画策定後、X線治療のためカウチ上に仰臥した患者に対して、前記病巣組織リアルタイム位置同定装置を使って前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定し、前記病巣組織リアルタイム位置同定装置の出力データと前記治療計画データとを比較照合し、前記データ間に差異がある場合は、前記カウチの位置または姿勢を補正して、前記マーカまたは病巣組織の位置および姿勢を前記治療計画データに合致させた後、X線治療を実施することを特徴とするX線治療方法である。 The X-ray therapy method according to claim 9 of the present invention is the X-ray therapy method using the lesion tissue real-time position identification device according to claim 8, wherein the patient is supine on the couch for X-ray therapy after the treatment plan is formulated. In contrast, the three-dimensional position of the marker or lesion tissue is identified using the lesion tissue real-time position identification device, the output data of the lesion tissue real-time position identification device and the treatment plan data are compared and collated, If there is a difference between the data, the X-ray treatment is performed after correcting the position or posture of the couch and matching the position and posture of the marker or lesion tissue with the treatment plan data. X-ray therapy method.
以上の構成の本発明によれば、X線治療において、病巣組織の位置同定をリアルタイムにしかも高精度に行うことができる小形の病巣組織位置同定装置を提供することができる。本発明による病巣組織位置同定装置をX線治療装置に組み込むことによって、高速、高精度でしかも小形のX線治療装置を構成することができ、多くの医療機関への普及が期待される。さらに、本発明による位置同定装置で用いられ病巣組織近傍に埋め込まれるマーカは、埋め込むまでは直径10μm以下の線状なので、注射器のような注入器によって、患者に負担をかけることなく容易に埋め込むことができる。しかも、埋め込み後は、コイル状などの形状に変化するので組織内で移動しにくく、またX線撮像で明確に認識できる。さらに、本発明による病巣組織位置同定装置を使用するX線治療方法によれば、X線治療を開始する直前に、治療計画データの検証を行って、治療計画データ取得時からマーカや病巣組織の状態に変化がないか治療計画データの検証を行うことができるので、X線治療の精度が向上する。また、マーカや病巣組織の動きをリアルタイムに検出し、その位置を同定することができるので、X線照射のタイミングを選ぶことなく、高速にX線治療を行うことができる。 According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to provide a small lesion tissue position identification apparatus capable of performing lesion tissue position identification in real time and with high accuracy in X-ray therapy. By incorporating the lesion tissue position identification apparatus according to the present invention into an X-ray therapy apparatus, a high-speed, high-accuracy and small-sized X-ray therapy apparatus can be configured, and the spread to many medical institutions is expected. Furthermore, since the marker used in the position identification device according to the present invention and embedded in the vicinity of the lesion tissue is a linear shape having a diameter of 10 μm or less until it is embedded, it can be easily embedded without burdening the patient by an injector such as a syringe. Can do. Moreover, after the implantation, the shape changes to a coil shape or the like, so that it does not easily move in the tissue and can be clearly recognized by X-ray imaging. Furthermore, according to the X-ray treatment method using the lesion tissue position identification device according to the present invention, the treatment plan data is verified immediately before the start of the X-ray treatment, and the marker or lesion tissue is acquired from the acquisition of the treatment plan data. Since it is possible to verify the treatment plan data for a change in the state, the accuracy of the X-ray treatment is improved. In addition, since the movement of the marker or lesion tissue can be detected in real time and the position thereof can be identified, X-ray therapy can be performed at high speed without selecting the timing of X-ray irradiation.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、各図中において同等または相当の機能を示す部分については同じ符号を用いている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for portions showing equivalent or equivalent functions.
図1は、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置の実施形態を示す構成図である。図2は、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置のX線源群の実施例を示す構成図である。図3は、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置のX線源群の他の実施例を示す構成図である。X線源群1とX線センサ2は、対向関係を維持して、カウチ9に取り付けられ、それぞれX線源制御装置5とX線センサ制御装置6によって、位置や姿勢を自由に制御することができる。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a real-time position identification apparatus for lesion tissue according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the X-ray source group of the lesion tissue real-time position identification device according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the X-ray source group of the lesion tissue real-time position identification apparatus according to the present invention. The
〔位置同定用X線源〕X線源20は、電子源21、グリッド22、陽極23、電子レンズ25およびターゲット26で構成される。電子源21から放射された電子ビーム24は、グリッド22で中心軸に集束され、陽極23によって加速され、電子レンズ25によって、さらに集束されて、ターゲット26に直径100μm以下の微小焦点を結ぶ。ターゲット26に衝突した電子ビーム24によって、X線27が発生する。X線27は、コリメータ28によって照射野が絞られる。X線源20は、X線ビームの焦点スポット径が100μm以下のマイクロフォーカスX線源とする。マイクロフォーカスX線源を使用することによって、画像分解能が向上し、鮮明な透視画像を得ることができる。さらに、マイクロフォーカスX線源を使用することで、屈折コントラスト撮像法を適用できるので、一層鮮明な画像を得ることができる。また、X線源20の出力エネルギーを2種類に切り替えることによって、エネルギーサブトラクション法を適用することができる。これは、同一の被写体に対して2種類のエネルギー分布を有するX線を照射して2枚のX線画像を取得し、これら2枚のX線画像の各ピクセルを対応させて、それぞれの画像信号間で適当な重みづけ係数を乗算した後、減算を行って特定の物質の画像を表す差信号を生成する方法である。この方法を使用することによって、マーカや病巣組織を一層鮮明に画像化することができる。2種類のエネルギー分布をもったX線は、X線源の陰極−陽極間の電圧を制御して発生させる。以上説明したような撮像技術を使うことによって、病巣組織自体をX線撮像することができる。
[Position Identification X-ray Source] The
図2(a)は、スチール、セラミックまたはガラス製の真空容器29に封入されたX線源20を平面状に並べて配置した実施例であり、図2(b)は、真空容器29に封入されたX線源20を円弧状に並べて配置した実施例である。図2に示すX線源20は、単体で真空容器29に封入されている。
一方、図3(a)および(b)に示すX線源群1はひとつの真空容器29内に複数のX線源20を封入したものである。複数のX線源20は、スチール、セラミックまたはガラス製の真空容器29内に位置決め固定される。
図2に示すX線源群1は、X線源20が単体で真空容器に封入されているので、X線源20の台数の変更、取り換えなど取扱いが容易である。その反面、図3に示す実施例に比べて大形になり、しかも重量も重くなる。一方、図3に示すX線源群1は、図2に示すX線源群1に比べて、小形、軽量に構成することができる。その反面、X線源20の台数変更や取り換えは容易ではないので、用途に応じたX線源群1を準備する必要がある。
FIG. 2A shows an embodiment in which
On the other hand, the
The
〔位置同定用X線センサ〕図1において、X線センサ2は、フラットパネルセンサが好適に利用できる。フラットパネルセンサは、高速動作、高分解能な製品で市販され、普及している。また、フォトンセンサを使用すれば、さらに高速、高精度を実現することができる。本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置の目的は、病巣組織またはマーカの位置を同定することなので、フラットパネルセンサの全画素をスキャンする必要はなく、スキャン画素を間引くことによって、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置が必要とするフレームレートを確保することは可能である。X線センサ2は、単体でも2台以上配置してもよい。X線センサ2で検出されたマーカまたは病巣組織の2方向以上からの投影データは、画像処理装置7へ送出される。画像処理装置7は、DLT(Direct Linear Transformation)法などを用いて、マーカまたは病巣組織の2次元座標から3次元座標を求める。さらに、投影データを再構成して、3次元画像に変換する。施術者は、マーカまたは病巣組織の3次元画像を画像表示装置8によって確認しながらX線治療を行うことができる。
[X-ray sensor for position identification] In FIG. 1, a flat panel sensor can be suitably used as the
〔中央処理装置等〕中央処理装置4、X線源制御装置5、X線センサ制御装置6および画像処理装置7は、カウチ9を支える台座に収めることが好ましい。これによって、病巣組織リアルタイム位置同定装置を一層小形化することができる。
[Central processing unit and the like] The
図4は、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置と共に使用し、病巣組織近傍に埋め込むマーカの外形図である。病巣組織の近傍に埋めるマーカは、従来、人体に悪影響がなく、X線を良く吸収する重金属、例えばAuやPt製の直径1〜2mmの球形あるいは直径0.3mm以上のコイル形状であった。この種のマーカは、切開手術または専用ニードルを用いて、病巣組織の近傍に埋め込むため、患者への負担が大きかった。 FIG. 4 is an outline view of a marker that is used together with the lesion tissue real-time position identification device according to the present invention and is embedded in the vicinity of the lesion tissue. The marker buried in the vicinity of the lesion tissue has hitherto been a heavy metal that does not adversely affect the human body and absorbs X-rays well, for example, a sphere having a diameter of 1 to 2 mm or a coil having a diameter of 0.3 mm or more made of Au or Pt. Since this type of marker is embedded in the vicinity of the lesion tissue using an open operation or a dedicated needle, the burden on the patient is great.
本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置に使用するマーカは、Pd、Au、PtおよびTiなど人体に無害な金属によって組成される形状記憶合金製または超弾性合金製であって、体内に埋め込む前は、図4(a)に示すように直径数μmの線材31である。これは、コイル状形状に記憶処理されたマーカをマルテンサイト変態温度以下で引き伸ばし線状化したものである。この線状化したマーカが体内に埋め込まれると、体温によってマルテンサイト変態温度以上に上昇し、コイル状形状に逆変態し、図4(b)に示すように、直径10μm〜100μm、長さ0.1mm〜1mmのコイル状に変化する。本発明による装置で使用するマーカは、図4(a)に示すような注入器32によって病巣組織近傍に埋め込まれる。注入器32の先端部は、細い注射針と同様なので、患者への負担を大幅に軽減することができる。また、マーカを超弾性合金によって製造することで、体内に埋め込まれた後は、図4(c)に示すように、有刺形状34に広がり、病巣組織近傍に確実に留置される。
The marker used in the lesion tissue real-time position identification device according to the present invention is made of a shape memory alloy or a superelastic alloy composed of a metal harmless to the human body such as Pd, Au, Pt, and Ti. FIG. 4A shows a
図5は、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置を6軸または7軸ロボットに搭載した他の実施形態を示す構成図である。病巣組織リアルタイム位置同定装置を6軸または7軸ロボット30に搭載することによって、同装置をカウチに取り付けた場合に比べて、多様な照射姿勢をとることができるので、マーカまたは病巣組織のより正確な位置情報および再構成画像を取得することができる。さらに、治療用X線源を搭載したロボットと一体化することで、X線治療装置を一層小形化することができる。 FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment in which a lesion tissue real-time position identification device according to the present invention is mounted on a 6-axis or 7-axis robot. By mounting the lesion tissue real-time position identification device on the 6-axis or 7-axis robot 30, it is possible to take various irradiation postures compared to the case where the device is attached to the couch, so that the marker or lesion tissue can be more accurately detected. Position information and reconstructed images can be acquired. Further, by integrating with a robot equipped with a therapeutic X-ray source, the X-ray therapy apparatus can be further miniaturized.
〔X線治療方法〕図6は、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置を使ったX線治療方法を説明するためのX線治療装置の実施例の構成図を示す。図1の本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置の実施形態を示す構成図に、治療用X線源10および治療用X線検出センサ11が付加されている。図7は、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置を使ったX線治療方法の工程を示すフローチャートである。図8は、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置を含むX線治療装置における位置検出用X線源と治療用X線源の照射タイミングを示すタイミング図である。図6乃至図8を使って、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置を使用するX線治療方法について説明する。
[X-ray Treatment Method] FIG. 6 shows a block diagram of an embodiment of an X-ray treatment apparatus for explaining an X-ray treatment method using a lesion tissue real-time position identification apparatus according to the present invention. The
X線治療に先立って、CT、MRIなどの装置を使って、治療対象部位すなわち標的体積の決定を行い、X線治療のための照射方法、照射野、X線ビームの線質、線量分割法などを含めた適切な治療計画が策定される(ステップ40)。一般的なX線治療の手順では、治療計画策定後、具体的なX線治療のステップへ移るが、本発明によるX線治療方法においては、大きく3つのステップに分かれる。図7において、第1のステップは、X線治療の直前に、本発明による病巣組織リアルタイム位置同定装置を使って、治療計画データの検証を行うステップである(ステップ50)。この検証は、治療対象病巣組織(以下、治療対象ターゲットという)またはその近傍に埋め込まれたマーカ3の状態が治療計画策定後変化していないか確認することを目的とする。位置検出用X線源から低エネルギーのX線を治療対象ターゲット又はマーカに照射して(ステップ51)、X線治療開始直前の治療対象ターゲット又はマーカの位置情報や形状情報を取得し、治療計画データと比較照合する(ステップ52)。この検証の結果、治療計画データとX線治療開始直前のデータ間に差異がある場合は、治療計画データに合致するように、カウチ9の位置や姿勢を補正し、必要に応じて、治療用X線源10の設定条件の補正を行う(ステップ54)。
Prior to the X-ray treatment, the treatment site, that is, the target volume, is determined by using an apparatus such as CT or MRI, and an irradiation method, an irradiation field, an X-ray beam quality, and a dose division method for the X-ray treatment. An appropriate treatment plan including the above is formulated (step 40). In a general X-ray treatment procedure, after a treatment plan is established, the process proceeds to a specific X-ray treatment step. However, the X-ray treatment method according to the present invention is roughly divided into three steps. In FIG. 7, the first step is a step of verifying treatment plan data using the lesion tissue real-time position identification device according to the present invention immediately before the X-ray treatment (step 50). The purpose of this verification is to confirm whether the condition of the target lesion tissue (hereinafter referred to as the treatment target) or the
治療計画データの検証が完了した後、第2のステップ(ステップ60)および第3のステップ(ステップ70)から構成される具体的なX線治療のステップに移る。ステップ62からステップ76までの一連のステップは、病巣組織の治療に必要な線量を確保するため、200pps以上(5ms以下)の繰返し周期で実行される。これは、治療用X線源10の照射時間が、X線源を構成するマイクロ波源の制約から約4μsに制限を受けるためである。治療計画装置を構成する各機器は、まず最初に初期値に設定される(ステップ61)。この時、前記治療計画データの検証結果は初期値に反映されている。ステップ60は、X線治療中移動する治療対象ターゲット又はマーカの動きをリアルタイムに追跡し、その位置を同定するステップである。まず、位置検出用X線源群1が治療対象ターゲット又はマーカに向けてX線を照射する(ステップ62)。位置検出用X線は、低エネルギーのため、位置検出用X線センサ2が十分に認識するまで時間を要し、例えば、3ms必要となる。位置検出用X線の照射が終了した後、図8に示す治療対象ターゲット又はマーカの位置同定時間(TSHX )内に治療対象ターゲット又はマーカの位置を検出し(ステップ63)、そのデータと治療計画データの位置情報および画像データが比較照合されて、治療対象ターゲット又はマーカが同定される(ステップ64)。この位置同定時間(TSHX )は、2ms以下に設定される。このように、治療対象ターゲット又はマーカの位置同定を5ms以下で実行することができる。
もし、治療計画データと位置検出用X線源によって検出されたデータ間に差異がある場合は、治療用X線源10の照射条件を補正する(ステップ66)。
After the verification of the treatment plan data is completed, the procedure proceeds to a specific X-ray treatment step composed of the second step (step 60) and the third step (step 70). A series of steps from step 62 to step 76 is executed at a repetition period of 200 pps or more (5 ms or less) in order to secure a dose necessary for treatment of the lesion tissue. This is because the irradiation time of the
If there is a difference between the treatment plan data and the data detected by the position detection X-ray source, the irradiation condition of the
次に、ステップ70の具体的なX線治療ステップに移る。治療用X線源10から高エネルギーの治療用X線が治療対象ターゲットに向けて照射される(ステップ71)。この照射のタイミングは、図8に示すように、治療対象ターゲット又はマーカの位置同定時間(TSHX )後に照射される。治療用X線の照射時間(TWHX )は、位置検出用X線源の照射時間(TWLX )に比べると十分に短く設定され、4μs程度である。照射された治療用X線は、治療対象ターゲットを透過して治療用X線検出センサ11で検出される(ステップ72)。この検出されたデータは、治療計画データと比較照合されて、治療計画データ通りに照射が行われたか検証される(ステップ73)。検証の結果、差異がある場合は、治療用X線源の照射条件が補正されて(ステップ75)、次の照射に反映される。以上説明したステップ62からステップ76までの一連のX線治療ステップは、治療計画データに基づいてX線治療終了まで繰り返し実行される。
Next, the process proceeds to a specific X-ray treatment step of
以上、詳しく説明した実施例について、本発明の範囲内で種々の変形を施すことができる。位置検出用X線源20の任意の配置や個数の組み合わせにより、多種な患部に適した多様な位置同定用X線源の準備が可能である。 As described above, various modifications can be made to the embodiment described in detail within the scope of the present invention. A variety of position identification X-ray sources suitable for various affected areas can be prepared by combining any arrangement and number of the position detection X-ray sources 20.
1 X線源群
2 X線センサ
3 マーカ又は病巣組織
4 中央処理装置
5 X線源制御装置
6 X線センサ制御装置
7 画像処理装置
8 画像表示装置
9 カウチ
10 治療用X線源
11 治療用X線検出センサ
20 X線源
21 電子源
22 グリッド
23 陽極
24 電子ビーム
25 電子レンズ
26 ターゲット
27 X線
28 コリメータ
29 真空容器
30 6軸又は7軸ロボット
31 マルテンサイト変態状態の形状記憶合金製マーカ
32 マーカ注入器
33 逆変態状態の形状記憶合金製マーカ
34 除荷状態の超弾性合金製マーカ
40 治療計画策定ステップ
50 治療計画データ検証ステップ
60 マーカ又は病巣組織位置同定ステップ
70 X線治療ステップ
100 撮像リング
101 X線源
102 X線
103 被写体
104 X線検出器アレイ
105 制御回路
106 信号処理回路
DESCRIPTION OF
本発明は、X線治療において病巣組織または病巣組織の近傍に埋め込まれたマーカの位置を同定する位置同定装置とこれを用いたX線治療装置に関する。さらに詳しく言えば、病巣組織の位置同定または特殊なマーカを使用してマーカの位置同定をリアルタイムに行うことができる位置同定装置と、この位置同定装置の位置同定結果に基づいてX線治療を行うX線治療装置に関する。 The present invention relates to a position identification device for identifying a position of a marker tissue or a marker embedded in the vicinity of the lesion tissue in X-ray therapy, and an X-ray therapy device using the position identification device. More specifically, a position identification apparatus capable of performing real-time position identification of a lesion tissue or using a special marker to perform marker position identification, and X-ray therapy is performed based on the position identification result of the position identification apparatus. The present invention relates to an X-ray therapy apparatus .
本発明の目的は、X線治療において、病巣組織の位置同定をリアルタイムにしかも高精度に行うことができる小形の病巣組織位置同定装置を提供することであり、他の目的は、前記位置同定に基づいて、高速で、正確なX線治療を行うX線治療装置を提供することである。さらに具体的な目的は、前記病巣組織位置同定装置において患者の負担を軽減することができる低侵襲性のマーカを提供することである。 An object of the present invention is to provide a small lesion tissue position identification apparatus capable of performing lesion tissue position identification in real time and with high accuracy in X-ray therapy. Another object of the present invention is to provide the position identification. Based on this, an X-ray therapy apparatus that performs high-speed and accurate X-ray therapy is provided. A more specific object is to provide a minimally invasive marker capable of reducing the burden on the patient in the lesion tissue position identification device.
前記目的を達成するために、本発明による請求項1記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、X線源と前記X線源に対向して配置されたX線センサを備え、カウチに仰臥する患者の病巣組織近傍に埋め込まれたマーカまたは病巣組織に向けて前記X線源よりX線を照射し、照射されたX線を前記X線センサによって検出してマーカまたは病巣組織の位置を同定する装置において、1または2以上のX線源が、平面または円弧状曲面に配置されたX線源群と、前記X線源群に対向して1または2以上で構成された平面または円弧状曲面形状のX線センサが配置され、患者の病巣組織近傍に埋め込まれるマーカと、前記X線源群の照射タイミングを制御するX線源制御装置と、前記X線センサの位置、角度等を制御するX線センサ制御装置と、前記X線センサの出力データを画像処理して再構成画像を作成する画像処理装置と、前記X線源制御装置、前記X線センサ制御装置および前記画像処理装置を制御する中央処理装置と、前記マーカまたは病巣組織の撮像画像を表示する画像表示装置とを備え、前記X線源群および前記X線センサは、前記カウチに取り付けられ、前記X線源制御装置および前記X線センサ制御装置からの信号によって、各々その位置および姿勢を制御することができ、前記マーカは、形状記憶合金製または超弾性合金製であって、前記病巣組織近傍に埋め込まれることによってコイル状または有刺形状に変形することができ、前記X線源群のX線源は、前記X線源制御装置の信号に従って逐次1台ずつ照射し、前記X線センサおよび前記画像処理装置は、患部の輪郭,形状が治療計画データと比較照合してその整合性を判定する上で支障のないレベルまで分解能を下げるため、スキャン画素を間引くことが可能で、前記X線源より照射されたX線を逐次検出して、リアルタイムに前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
In order to achieve the object, a lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項6記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、請求項1に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置において、前記X線源は少なくとも2種類の出力エネルギーを選択的に切り替えて、交互に照射することができることを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
The lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項7記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置を用いたX線治療装置は、X線治療に先立って設定された治療計画に基づいて、治療用X線源で病巣組織に照射して行うX線治療において、1または2以上のX線源が平面または円弧状曲面に配置された位置検出用X線源群と、前記位置検出用X線源群に対向して1または2以上で構成された平面または円弧状曲面形状の位置検出用X線センサが配置され、患者の病巣組織近傍に埋め込まれるマーカと、前記位置検出用X線源群の照射タイミングを制御するX線源制御装置と、前記位置検出用X線センサの位置、角度等を制御するX線センサ制御装置と、前記位置検出用X線センサの出力データを画像処理して再構成画像を作成する画像処理装置と、前記X線源制御装置、前記X線センサ制御装置および前記画像処理装置を制御する中央処理装置と、前記マーカまたは病巣組織の撮像画像を表示する画像表示装置とを備え、前記マーカは、形状記憶合金製または超弾性合金製であって、前記病巣組織近傍に埋め込まれることによってコイル状または有刺形状に変形することができ、前記位置検出用X線源群のX線源は、前記X線源制御装置の信号に従って逐次1台ずつ照射し、前記位置検出用X線センサおよび前記画像処理装置は、前記位置検出用X線源群より照射されたX線を逐次検出して、リアルタイムに前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置の出力データと治療計画データとを逐次比較照合し、前記データ間に差異がある場合は、前記治療計画データに一致するように治療用X線源の照射条件を補正し、病巣組織に向けて照射し、照射された治療用X線源のX線を治療用X線検出センサによって検出し、検出されたデータと前記治療計画データ間に差異がある場合は、前記治療用X線源の照射条件を前記治療計画データに一致するように補正しながら前記治療用X線源を繰り返し照射することを特徴とするX線治療装置である。
An X-ray treatment apparatus using the lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項8記載のX線治療装置は、請求項7に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置を用いたX線治療装置において、治療計画策定後、X線治療のためカウチ上に仰臥した患者に対して、前記病巣組織リアルタイム位置同定装置を使って前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定し、前記病巣組織リアルタイム位置同定装置の出力データと前記治療計画データとを比較照合し、前記データ間に差異がある場合は、前記カウチの位置または姿勢を補正して、前記マーカまたは病巣組織の位置および姿勢を前記治療計画データに合致させた後、X線治療を実施することを特徴とするX線治療装置である。
X-ray therapy device of claim 8, according to the present invention provides an X-ray treatment apparatus using a lesion tissue real-time location identification apparatus according to
以上の構成の本発明によれば、X線治療において、病巣組織の位置同定をリアルタイムにしかも高精度に行うことができる小形の病巣組織位置同定装置を提供することができる。本発明による病巣組織位置同定装置をX線治療装置に組み込むことによって、高速、高精度でしかも小形のX線治療装置を構成することができ、多くの医療機関への普及が期待される。さらに、本発明による位置同定装置で用いられ病巣組織近傍に埋め込まれるマーカは、埋め込むまでは直径10μm以下の線状なので、注射器のような注入器によって、患者に負担をかけることなく容易に埋め込むことができる。しかも、埋め込み後は、コイル状などの形状に変化するので組織内で移動しにくく、またX線撮像で明確に認識できる。さらに、本発明による病巣組織位置同定装置を使用するX線治療装置によれば、X線治療を開始する直前に、治療計画データの検証を行って、治療計画データ取得時からマーカや病巣組織の状態に変化がないか治療計画データの検証を行うことができるので、X線治療の精度が向上する。また、マーカや病巣組織の動きをリアルタイムに検出し、その位置を同定することができるので、X線照射のタイミングを選ぶことなく、高速にX線治療を行うことができる。 According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to provide a small lesion tissue position identification apparatus capable of performing lesion tissue position identification in real time and with high accuracy in X-ray therapy. By incorporating the lesion tissue position identification apparatus according to the present invention into an X-ray therapy apparatus, a high-speed, high-accuracy and small-sized X-ray therapy apparatus can be configured, and the spread to many medical institutions is expected. Furthermore, since the marker used in the position identification device according to the present invention and embedded in the vicinity of the lesion tissue is a linear shape having a diameter of 10 μm or less until it is embedded, it can be easily embedded without burdening the patient by an injector such as a syringe. Can do. Moreover, after the implantation, the shape changes to a coil shape or the like, so that it does not easily move in the tissue and can be clearly recognized by X-ray imaging. Furthermore, according to the X-ray treatment apparatus using the lesion tissue position identification device according to the present invention, the treatment plan data is verified immediately before starting the X-ray treatment, and the marker and the lesion tissue are acquired from the time when the treatment plan data is acquired. Since it is possible to verify the treatment plan data for a change in the state, the accuracy of the X-ray treatment is improved. In addition, since the movement of the marker or lesion tissue can be detected in real time and the position thereof can be identified, X-ray therapy can be performed at high speed without selecting the timing of X-ray irradiation.
前記目的を達成するために、本発明による請求項1記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、X線源と前記X線源に対向して配置されたX線センサを備え、カウチに仰臥する患者の病巣組織近傍に埋め込まれたマーカまたは病巣組織に向けて前記X線源よりX線を照射し、照射されたX線を前記X線センサによって検出してマーカまたは病巣組織の位置を同定する装置において、2以上のX線源が円弧状曲面に配置されたX線源群と、前記X線源群を支持して患部に向けるロボットアームと、前記X線源群に対向して1または2以上で構成された平面または円弧状曲面形状のX線センサが配置され、患者の病巣組織近傍に埋め込まれるマーカと、前記X線源群の照射タイミングを制御するX線源制御装置と、前記X線センサの位置、角度等を制御するX線センサ制御装置と、前記X線センサの出力データを画像処理して再構成画像を作成する画像処理装置と、前記X線源制御装置、前記X線センサ制御装置および前記画像処理装置を制御する中央処理装置と、前記マーカまたは病巣組織の撮像画像を表示する画像表示装置とを備え、前記X線源群および前記X線センサは、前記カウチに取り付けられ、前記X線源制御装置および前記X線センサ制御装置からの信号によって、各々その位置および姿勢を制御することができ、前記マーカは、形状記憶合金製または超弾性合金製であって、前記病巣組織近傍に埋め込まれることによってコイル状または有刺形状に変形することができ、前記X線源群のX線源は、前記X線源制御装置の信号に従って逐次1台ずつ照射し、前記X線センサおよび前記画像処理装置は、患部の輪郭,形状が治療計画データと比較照合してその整合性を判定する上で支障のないレベルまで分解能を下げるため、スキャン画素を間引くことが可能で、前記X線源より照射されたX線を逐次検出して、リアルタイムに前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
In order to achieve the object, a lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項2記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、請求項1に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置において、前記X線源群は、2以上の未封入のX線源が円弧状曲面に配置され、全ての前記X線源が1の真空容器内に封入されたことを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
The lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項5記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置は、請求項1に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置において、前記X線源は少なくとも2種類の出力エネルギーを選択的に切り替えて、交互に照射することができることを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置である。
The lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項6記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置を用いたX線治療装置は、X線治療に先立って設定された治療計画に基づいて、治療用X線源で病巣組織に照射して行うX線治療において、2以上のX線源が円弧状曲面に配置された位置検出用X線源群と、前記位置検出用X線源群を支持して患部に向けるロボットアームと、前記位置検出用X線源群に対向して1または2以上で構成された平面または円弧状曲面形状の位置検出用X線センサが配置され、患者の病巣組織近傍に埋め込まれるマーカと、前記位置検出用X線源群の照射タイミングを制御するX線源制御装置と、前記位置検出用X線センサの位置、角度等を制御するX線センサ制御装置と、前記位置検出用X線センサの出力データを画像処理して再構成画像を作成する画像処理装置と、前記X線源制御装置、前記X線センサ制御装置および前記画像処理装置を制御する中央処理装置と、前記マーカまたは病巣組織の撮像画像を表示する画像表示装置とを備え、前記マーカは、形状記憶合金製または超弾性合金製であって、前記病巣組織近傍に埋め込まれることによってコイル状または有刺形状に変形することができ、前記位置検出用X線源群のX線源は、前記X線源制御装置の信号に従って逐次1台ずつ照射し、前記位置検出用X線センサおよび前記画像処理装置は、前記位置検出用X線源群より照射されたX線を逐次検出して、リアルタイムに前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置の位置検出用X線源で治療対象ターゲットまたはマーカに向けてX線を照射し、該X線の照射が終了した後、治療対象ターゲットまたはマーカの位置を検出し、このデータと治療計画データの位置情報および画像データを比較照合して治療対象ターゲットまたはマーカを同定し、前記位置検出用X線源によって検出されたデータと前記治療計画データ間に差異がある場合は、前記治療計画データに一致するように治療用X線源の照射条件を補正し、病巣組織に向けて治療用X線源のX線を照射し、照射された治療用X線源のX線を治療用X線検出センサによって検出し、検出されたデータと前記治療計画データ間に差異がある場合は、前記治療用X線源の照射条件を前記治療計画データに一致するように補正しながら前記治療用X線源で繰り返し照射することを特徴とするX線治療装置である。
An X-ray treatment apparatus using the lesion tissue real-time position identification device according to
本発明による請求項7記載のX線治療装置は、請求項6に記載の病巣組織リアルタイム位置同定装置を用いたX線治療装置において、治療計画策定後、X線治療のためカウチ上に仰臥した患者に対して、前記病巣組織リアルタイム位置同定装置を使って前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定し、前記病巣組織リアルタイム位置同定装置の出力データと前記治療計画データとを比較照合し、前記データ間に差異がある場合は、前記カウチの位置または姿勢を補正して、前記マーカまたは病巣組織の位置および姿勢を前記治療計画データに合致させた後、X線治療を実施することを特徴とするX線治療装置である。
The X-ray therapy apparatus according to
Claims (9)
1または2以上のX線源が、平面または円弧状曲面に配置されたX線源群と、
前記X線源群に対向して1または2以上で構成された平面または円弧状曲面形状のX線センサが配置され、
患者の病巣組織近傍に埋め込まれるマーカと、
前記X線源群の照射タイミングを制御するX線源制御装置と、
前記X線センサの位置、角度等を制御するX線センサ制御装置と、
前記X線センサの出力データを画像処理して再構成画像を作成する画像処理装置と、
前記X線源制御装置、前記X線センサ制御装置および前記画像処理装置を制御する中央処理装置と、
前記マーカまたは病巣組織の撮像画像を表示する画像表示装置と、
を備え、
前記X線源群および前記X線センサは、前記カウチに取り付けられ、前記X線源制御装置および前記X線センサ制御装置からの信号によって、各々その位置および姿勢を制御することができ、
前記X線源群のX線源は、前記X線源制御装置の信号に従って逐次1台ずつ照射し、前記X線センサおよび前記画像処理装置は、前記X線源より照射されたX線を逐次検出して、リアルタイムに前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置。 An X-ray source and an X-ray sensor arranged opposite to the X-ray source are provided, and X-rays are emitted from the X-ray source toward a marker or lesion tissue embedded in the vicinity of the lesion tissue of a patient lying on the couch In the apparatus for detecting the irradiated X-ray by the X-ray sensor and identifying the position of the marker or the lesion tissue,
An X-ray source group in which one or more X-ray sources are arranged on a plane or an arcuate curved surface;
A flat or arcuate curved X-ray sensor composed of 1 or 2 or more is arranged facing the X-ray source group,
A marker embedded in the vicinity of the patient's focal tissue;
An X-ray source control device for controlling the irradiation timing of the X-ray source group;
An X-ray sensor control device for controlling the position, angle, etc. of the X-ray sensor;
An image processing apparatus for processing the output data of the X-ray sensor to create a reconstructed image;
A central processing unit for controlling the X-ray source control device, the X-ray sensor control device and the image processing device;
An image display device for displaying a captured image of the marker or lesion tissue;
With
The X-ray source group and the X-ray sensor are attached to the couch, and their positions and postures can be controlled by signals from the X-ray source control device and the X-ray sensor control device,
The X-ray sources of the X-ray source group sequentially irradiate one by one according to the signal of the X-ray source control device, and the X-ray sensor and the image processing device sequentially apply the X-rays irradiated from the X-ray source. A lesion tissue real-time position identification device that detects and identifies a three-dimensional position of the marker or lesion tissue in real time.
1または2以上のX線源が平面または円弧状曲面に配置された位置検出用X線源群と、
前記位置検出用X線源群に対向して1または2以上で構成された平面または円弧状曲面形状の位置検出用X線センサが配置され、
患者の病巣組織近傍に埋め込まれるマーカと、
前記位置検出用X線源群の照射タイミングを制御するX線源制御装置と、
前記位置検出用X線センサの位置、角度等を制御するX線センサ制御装置と、
前記位置検出用X線センサの出力データを画像処理して再構成画像を作成する画像処理装置と、
前記X線源制御装置、前記X線センサ制御装置および前記画像処理装置を制御する中央処理装置と、
前記マーカまたは病巣組織の撮像画像を表示する画像表示装置と、
を備え、前記位置検出用X線源群のX線源は、前記X線源制御装置の信号に従って逐次1台ずつ照射し、前記位置検出用X線センサおよび前記画像処理装置は、前記位置検出用X線源群より照射されたX線を逐次検出して、リアルタイムに前記マーカまたは病巣組織の3次元の位置を同定することを特徴とする病巣組織リアルタイム位置同定装置の出力データと治療計画データとを逐次比較照合し、前記データ間に差異がある場合は、前記治療計画データに一致するように治療用X線源の照射条件を補正し、病巣組織に向けて照射し、照射された治療用X線源のX線を治療用X線検出センサによって検出し、検出されたデータと前記治療計画データ間に差異がある場合は、前記治療用X線源の照射条件を前記治療計画データに一致するように補正しながら前記治療用X線源を繰り返し照射することを特徴とするX線治療方法。 In the X-ray treatment performed by irradiating the lesion tissue with a therapeutic X-ray source based on the treatment plan established prior to the X-ray treatment,
A position detection X-ray source group in which one or more X-ray sources are arranged on a flat surface or an arcuate curved surface;
A position detection X-ray sensor having a flat or arcuate curved surface shape constituted by one or two or more is arranged opposite to the position detection X-ray source group,
A marker embedded in the vicinity of the patient's focal tissue;
An X-ray source control device for controlling the irradiation timing of the position detection X-ray source group;
An X-ray sensor control device for controlling the position, angle, etc. of the position detection X-ray sensor;
An image processing device for processing the output data of the position detection X-ray sensor to create a reconstructed image;
A central processing unit for controlling the X-ray source control device, the X-ray sensor control device and the image processing device;
An image display device for displaying a captured image of the marker or lesion tissue;
X-ray sources of the position detection X-ray source group sequentially radiate one by one according to the signal of the X-ray source control device, and the position detection X-ray sensor and the image processing device Output data and treatment plan data of a lesion tissue real-time position identification apparatus characterized by sequentially detecting X-rays irradiated from a group of X-ray sources and identifying a three-dimensional position of the marker or lesion tissue in real time If there is a difference between the data, the irradiation condition of the therapeutic X-ray source is corrected so as to match the treatment plan data, and irradiation is performed toward the lesion tissue. When the X-ray of the medical X-ray source is detected by a therapeutic X-ray detection sensor and there is a difference between the detected data and the treatment plan data, the irradiation condition of the treatment X-ray source is set as the treatment plan data. To match X-ray therapy method characterized by repeatedly irradiating the treatment X-ray source with correct.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010109491A JP5099461B2 (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Focal tissue real-time position identification apparatus and X-ray therapy apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010109491A JP5099461B2 (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Focal tissue real-time position identification apparatus and X-ray therapy apparatus using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011234932A true JP2011234932A (en) | 2011-11-24 |
JP5099461B2 JP5099461B2 (en) | 2012-12-19 |
Family
ID=45323576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010109491A Expired - Fee Related JP5099461B2 (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Focal tissue real-time position identification apparatus and X-ray therapy apparatus using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5099461B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014226174A (en) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | 義久 石黒 | X-ray navigation apparatus |
WO2015190102A1 (en) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | 国立研究開発法人放射線医学総合研究所 | Beam irradiation target confirmation device |
JP2016214709A (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | 株式会社島津製作所 | Radioscopy apparatus |
WO2017029690A1 (en) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 川崎重工業株式会社 | X-ray filming system |
US20170259085A1 (en) * | 2010-04-16 | 2017-09-14 | James P. Bennett | Integrated imaging-cancer treatment apparatus and method of use thereof |
WO2017188079A1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 株式会社日立製作所 | Tracking object recognition simulator or marker recognition simulator, moving body tracking device, and irradiation system |
US10117630B2 (en) | 2013-07-25 | 2018-11-06 | Shimadzu Corporation | Fluoroscopy apparatus and fluoroscopy method |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109107056B (en) * | 2018-09-20 | 2020-10-23 | 南京至泰生物医药科技有限公司 | Device for real-time tracking tumor position in radiotherapy |
WO2022211550A1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | 주식회사 뷰웍스 | Particle beam emission device and method |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000166906A (en) * | 1998-11-30 | 2000-06-20 | Siemens Ag | Radiograph |
JP2005261838A (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Toshiba Corp | X-ray tomography apparatus |
JP2005296647A (en) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | General Electric Co <Ge> | Stationary tomographic mammography system |
JP2006500115A (en) * | 2000-11-16 | 2006-01-05 | マイクロスフエリツクス・エル・エル・シー | Flexible and / or elastic seeds or strands for brachytherapy |
JP2006501904A (en) * | 2002-10-11 | 2006-01-19 | イヨン ベアム アプリカスィヨン エッス.アー. | An elongated marker for identifying soft tissue volumes |
JP2008055158A (en) * | 2006-08-28 | 2008-03-13 | General Electric Co <Ge> | Analytical reconstruction method for multi-radiation source inverse-geometry type computed tomography |
JP2008514325A (en) * | 2004-09-30 | 2008-05-08 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Medical radiotherapy equipment |
JP2009500089A (en) * | 2005-07-08 | 2009-01-08 | ピーエヌエヌ メディカル エイ/エス | Irradiation device control method |
JP4418888B1 (en) * | 2009-03-25 | 2010-02-24 | 株式会社アキュセラ | X-ray therapy device |
JP4418889B1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-02-24 | 株式会社アキュセラ | Treatment table for X-ray therapy equipment |
JP2010069012A (en) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Canon Inc | Multi-x-ray radiographic apparatus and method for controlling the same |
-
2010
- 2010-05-11 JP JP2010109491A patent/JP5099461B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000166906A (en) * | 1998-11-30 | 2000-06-20 | Siemens Ag | Radiograph |
JP2006500115A (en) * | 2000-11-16 | 2006-01-05 | マイクロスフエリツクス・エル・エル・シー | Flexible and / or elastic seeds or strands for brachytherapy |
JP2006501904A (en) * | 2002-10-11 | 2006-01-19 | イヨン ベアム アプリカスィヨン エッス.アー. | An elongated marker for identifying soft tissue volumes |
JP2005261838A (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Toshiba Corp | X-ray tomography apparatus |
JP2005296647A (en) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | General Electric Co <Ge> | Stationary tomographic mammography system |
JP2008514325A (en) * | 2004-09-30 | 2008-05-08 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Medical radiotherapy equipment |
JP2009500089A (en) * | 2005-07-08 | 2009-01-08 | ピーエヌエヌ メディカル エイ/エス | Irradiation device control method |
JP2008055158A (en) * | 2006-08-28 | 2008-03-13 | General Electric Co <Ge> | Analytical reconstruction method for multi-radiation source inverse-geometry type computed tomography |
JP2010069012A (en) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Canon Inc | Multi-x-ray radiographic apparatus and method for controlling the same |
JP4418888B1 (en) * | 2009-03-25 | 2010-02-24 | 株式会社アキュセラ | X-ray therapy device |
JP4418889B1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-02-24 | 株式会社アキュセラ | Treatment table for X-ray therapy equipment |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170259085A1 (en) * | 2010-04-16 | 2017-09-14 | James P. Bennett | Integrated imaging-cancer treatment apparatus and method of use thereof |
JP2014226174A (en) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | 義久 石黒 | X-ray navigation apparatus |
US10117630B2 (en) | 2013-07-25 | 2018-11-06 | Shimadzu Corporation | Fluoroscopy apparatus and fluoroscopy method |
WO2015190102A1 (en) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | 国立研究開発法人放射線医学総合研究所 | Beam irradiation target confirmation device |
US10792516B2 (en) | 2014-06-12 | 2020-10-06 | National Institutes For Quantum And Radiological Science And Technology | Beam irradiation target confirmation device |
JP2016214709A (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | 株式会社島津製作所 | Radioscopy apparatus |
WO2017029690A1 (en) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 川崎重工業株式会社 | X-ray filming system |
JPWO2017029690A1 (en) * | 2015-08-17 | 2018-05-31 | 川崎重工業株式会社 | X-ray imaging system |
US20180242938A1 (en) * | 2015-08-17 | 2018-08-30 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | X-ray imaging system |
KR20180038534A (en) * | 2015-08-17 | 2018-04-16 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | X-ray system |
KR102023676B1 (en) * | 2015-08-17 | 2019-09-23 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | X-ray imaging system |
US10561384B2 (en) | 2015-08-17 | 2020-02-18 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | X-ray imaging system |
WO2017188079A1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 株式会社日立製作所 | Tracking object recognition simulator or marker recognition simulator, moving body tracking device, and irradiation system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5099461B2 (en) | 2012-12-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5099461B2 (en) | Focal tissue real-time position identification apparatus and X-ray therapy apparatus using the same | |
EP1531728B1 (en) | Patient representation in medical machines | |
US9149656B2 (en) | Real-time three-dimensional radiation therapy apparatus and method | |
US8358737B2 (en) | Apparatus and method for X-ray treatment | |
JP6181459B2 (en) | Radiation therapy system | |
US8045677B2 (en) | Shifting an object for complete trajectories in rotational X-ray imaging | |
JP4444338B2 (en) | Radiotherapy apparatus control apparatus and radiation irradiation method | |
US20070211857A1 (en) | Radiotherapy device control apparatus and radiation irradiation method | |
JP4981966B2 (en) | Radiotherapy apparatus control method and radiotherapy apparatus control apparatus | |
JP2008178686A (en) | System and method for superimposing representation of tip of catheter on image acquired by moving imager | |
JP2007507275A (en) | Target tracking method and apparatus for radiation therapy planning and implementation | |
JP6656841B2 (en) | Radiation therapy system | |
CN114159160A (en) | Operation navigation method, device, electronic equipment and storage medium | |
JP6971537B2 (en) | Treatment planning device and treatment planning method | |
CN113874071A (en) | Medical image processing device, medical image processing program, medical device, and treatment system | |
JP5279637B2 (en) | Bed positioning system and bed positioning method | |
CN112955213A (en) | Particle beam therapy system, dose distribution evaluation system, and method for operating particle beam therapy system | |
JP4326567B2 (en) | Radiotherapy apparatus control apparatus and radiation irradiation method | |
JP7451285B2 (en) | radiation therapy equipment | |
WO2023176264A1 (en) | Medical image processing device, treatment system, medical image processing method, and program | |
JP7311859B2 (en) | Moving body tracking device, radiotherapy system, program, and moving body tracking method | |
JP2022069797A (en) | Radiation therapy equipment and radiation therapy method | |
CN116407780A (en) | Target area position monitoring method, system and storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110812 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20110822 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20111014 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120912 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151005 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |