JP2012254243A - 画像照合装置、患者位置決め装置及び画像照合方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3次元基準画像と3次元現在画像とを照合し、現在画像における患部の位置姿勢を基準画像における患部の位置姿勢に合うように体位補正量を計算する照合処理部22と、を備える。照合処理部22は、基準画像から現在画像に対して1次照合を行う1次照合部16と、基準画像又は現在画像の一方から1次照合の結果に基づいて生成された所定のテンプレート領域から、所定のテンプレート領域の生成元とは異なる基準画像又は現在画像の他方から1次照合の結果に基づいて生成された所定の検索対象領域に対して、2次照合を行う2次照合部17と、を有する。
【選択図】図1
Description
用いて3次元的に患部形状を特定することが行われる。近年、治療室にX線CT装置を備え、治療の際にX線CT装置により撮影したX線CT現在画像と、治療計画の際のX線CT画像とを用いて、位置決めを行いたいという要求がある。X線透視画像では軟部組織である患部は良く映らないため骨を使った位置合わせが基本となるが、X線CT画像を用いた位置決めは、X線CT画像に映った患部同士での位置合わせができるからである。
図1は本発明の実施の形態1による画像照合装置及び患者位置決め装置の構成を示す図であり、図2は本発明の画像照合装置及び患者位置決め装置に関する全体機器構成を示す図である。図2において、1は放射線治療に先立って行われる治療計画を行うためのCTシミュレータ室であり、ここにはCTガントリー2、CT画像撮影用ベッドの天板3があり、天板3の上に患者4を横たえて、患部5を含むように治療計画用のCT画像データが撮影される。一方、6は放射線治療を行うための治療室であり、ここにはCTガントリー7、回転治療台8と、回転治療台8の上部には天板9があり、天板9の上に患者10を横たえて、治療時の患部11を含むように位置決め用のCT画像データが撮影される。
と治療時の治療室で撮影したX線透視画像とを照合することで位置ずれ量を計算していた。X線透視画像では軟部組織である患部は良く映らないため骨を使った位置合わせが基本となる。本実施の形態で記述するCT画像データを用いた位置決めは、治療室6にCTガントリー7を設置し、治療直前のCT画像データと治療計画用CT画像データとで位置合わせをするため、患部を直接的に描出可能で、患部での位置合わせができるという特徴を有する。
スキャン経路39bに沿ってラスタースキャン状に動かされ、位置姿勢が変換された位置姿勢変換テンプレート領域40cはスライス画像37cの1次抽出領域43cをスキャン経路39cに沿ってラスタースキャン状に動かされる。スキャン経路39b、39cは図が複雑にならないように簡略化して示した。
ターンマッチングが実現できる。
実施の形態2の2段階パターンマッチングでは、3次元基準画像31から3次元現在画像36に1次パターンマッチングを行い、次に、1次パターンマッチングの結果に基づいて、3次元現在画像36から所定の2次パターンマッチング用のテンプレート領域である
現在画像テンプレート領域44を生成し、3次元基準画像31の位置姿勢を変換した姿勢変換基準画像領域47を検索対象として、現在画像テンプレート領域44から姿勢変換基準画像領域47に対して2次パターンマッチングを行う。2次パターンマッチングは、1次パターンマッチングとは逆方向のパターンマッチングである。
画像32a、32b、32c、32d、32eを前記姿勢変化量で姿勢を変化されたスライス画像である。
実施の形態3は、実施の形態1の1次パターンマッチング用の基準画像テンプレート領域33や、実施の形態2の位置姿勢変換テンプレート領域40の元となる基準画像テンプレート領域33を、人体データベース(アトラスモデル)を用いて生成する点で、実施の形態1及び2とは異なる。図14は、本発明の実施の形態3による画像照合装置及び患者位置決め装置の構成を示す図である。実施の形態3による画像照合装置29は、実施の形態1及び2による画像照合装置29とは、人体データベース入力部50と、平均テンプレート領域生成部51を有する点で異なる。実施の形態3による患者位置決め装置30は、画像照合装置29と治療台制御パラメータ算出部26を有する。
Claims (14)
- 放射線治療の治療計画の際に撮影された3次元基準画像と治療の際に撮影される3次元現在画像を各々読み込む3次元画像入力部と、
前記3次元基準画像と前記3次元現在画像とを照合し、前記3次元現在画像における患部の位置姿勢を前記3次元基準画像における患部の位置姿勢に合うように体位補正量を計算する照合処理部と、を備え、
前記照合処理部は、前記3次元基準画像から前記3次元現在画像に対して1次パターンマッチングを行う1次照合部と、
前記3次元基準画像又は前記3次元現在画像の一方から前記1次パターンマッチングの結果に基づいて生成された所定のテンプレート領域から、前記所定のテンプレート領域の生成元とは異なる前記3次元基準画像又は前記3次元現在画像の他方から前記1次パターンマッチングの結果に基づいて生成された所定の検索対象領域に対して、2次パターンマッチングを行う2次照合部と、を有することを特徴とする画像照合装置。 - 前記照合処理部は、前記3次元基準画像に準備された患部情報に基づいて、前記3次元基準画像から3次元領域の基準画像テンプレート領域を生成する基準テンプレート領域生成部を備えることを特徴とする請求項1記載の画像照合装置。
- データベース装置から人体データベースを取得する人体データベース入力部と、
前記人体データベースにおける患者の患部に対応する臓器部分から平均テンプレート領域を生成する平均テンプレート領域生成部と、を備え、
前記照合処理部は、前記平均テンプレート領域から前記3次元基準画像に対してパターンマッチングを行い、前記パターンマッチングの結果に基づいて前記3次元基準画像から3次元領域の基準画像テンプレート領域を生成する基準テンプレート領域生成部を有することを特徴とする請求項1記載の画像照合装置。 - 前記1次照合部は、前記1次パターンマッチングの際に、前記基準画像テンプレート領域から前記3次元現在画像に対してパターンマッチングを行うことを特徴とする請求項2または3に記載の画像照合装置。
- 前記1次照合部は、前記3次元現在画像から前記基準画像テンプレート領域との相関値が最も高くなった領域を包含するように前記検索対象領域である1次抽出現在画像領域を生成することを特徴とする請求項4記載の画像照合装置。
- 前記照合処理部は、3次元画像の位置姿勢を変換する位置姿勢変換部を備え、
前記位置姿勢変換部は、前記基準画像テンプレート領域の位置姿勢を所定の位置姿勢に変換した位置姿勢変換テンプレート領域を生成し、
前記2次照合部は、前記2次パターンマッチングの際に、前記所定のテンプレート領域である前記位置姿勢変換テンプレート領域から前記1次抽出現在画像領域に対してパターンマッチングを行うことを特徴とする請求項5記載の画像照合装置。 - 前記2次照合部は、前記位置姿勢変換テンプレート領域の断面を生成し、前記1次抽出現在画像領域と、前記断面との間でパターンマッチングを行うことを特徴とする請求項6記載の画像照合装置。
- 前記照合処理部は、3次元画像の位置姿勢を変換する位置姿勢変換部を備え、
前記位置姿勢変換部は、前記基準画像テンプレート領域の位置姿勢を所定の位置姿勢に変換した位置姿勢変換テンプレート領域を生成し、
前記1次照合部は、前記1次パターンマッチングの際に、前記位置姿勢変換テンプレート
領域から前記3次元現在画像に対してパターンマッチングを行うことを特徴とする請求項2または3に記載の画像照合装置。 - 前記1次照合部は、前記位置姿勢変換テンプレート領域の断面を生成し、前記3次元現在画像と前記断面との間でパターンマッチングを行い、前記断面の複数のなかから最も相関値の高い断面である高相関断面の決定、前記位置姿勢変換テンプレート領域における姿勢変化量の演算、及び前記3次元現在画像における前記高相関断面に対応する抽出領域の抽出を実行することを特徴とする請求項8記載の画像照合装置。
- 前記1次照合部は、前記1次パターンマッチングの際に抽出された前記抽出領域を包含するように前記所定のテンプレート領域である現在画像テンプレート領域を生成し、
前記位置姿勢変換部は、前記3次元基準画像の位置姿勢を、前記現在画像テンプレート領域に対応する前記抽出領域の姿勢変化量だけ変換した3次元姿勢変換基準画像領域を生成し、
前記2次照合部は、前記2次パターンマッチングの際に、前記現在画像テンプレート領域から前記検索対象領域である前記3次元姿勢変換基準画像領域に対してパターンマッチングを行うことを特徴とする請求項9記載の画像照合装置。 - 前記2次照合部は、前記姿勢変換基準画像領域の断面である照合実行面を生成し、前記現在画像テンプレート領域と、前記照合実行面との間でパターンマッチングを行うことを特徴とする請求項10記載の画像照合装置。
- 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像照合装置と、
前記画像照合装置によって計算された体位補正量に基づいて、治療台の各軸を制御するパラメータを算出する治療台制御パラメータ算出部と、を備えたことを特徴とする患者位置決め装置。 - 放射線治療の治療計画の際に撮影された3次元基準画像と治療の際に撮影される3次元現在画像とを照合する画像照合方法であって、
前記3次元基準画像から前記3次元現在画像に対して1次パターンマッチングを実行する1次パターンマッチング手順と、
前記3次元基準画像又は前記3次元現在画像の一方から前記1次パターンマッチングの結果に基づいて生成された所定のテンプレート領域から、前記所定のテンプレート領域の生成元とは異なる前記3次元基準画像又は前記3次元現在画像の他方から前記1次パターンマッチングの結果に基づいて生成された所定の検索対象領域に対して、2次パターンマッチングを実行する2次パターンマッチング手順と、を含むことを特徴とする画像照合方法。 - 前記3次元基準画像から3次元領域の基準画像テンプレート領域を生成する基準画像テンプレート領域生成手順とを含み、
前記1次パターンマッチング手順は、前記基準画像テンプレート領域から前記3次元現在画像に対して1次パターンマッチングを実行することを特徴とする請求項13記載の画像照合方法。
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