JP2017035314A - 放射線治療装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】病巣に対する治療ビームの照射精度を向上させる放射線治療技術を提供する。【解決手段】放射線照射治療装置は、ベッド３２上の較正体をＸ線撮影した第１投影像１１を取得する第１取得部と、Ｘ線撮影部４０の設計情報１３、較正体の位置情報１４及びこの較正体のボクセルデータ１５に基づき生成した較正体の理想投影像１８の保持部と、第１投影像１１を理想投影像１８に変換する変換パラメータ１９の演算部２２と、患者３１をＸ線撮影した第２投影像１２を取得する第２取得部と、変換パラメータ１９に基づいて第２投影像１２を変換した患者の変換画像２６を生成する変換画像生成部２３と、患者のボクセルデータ１７、患者３１の位置情報１６及び設計情報１３に基づき生成したボクセル投影像２０を生成するボクセル投影像生成部２４と、患者の変換画像２６及びボクセル投影像２０を照合する画像を生成する照合画像生成部２５と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、病巣にビームを照射して治療する放射線治療技術に関する。

放射線治療は、治療ビームを患者の病巣に照射して破壊する治療技術であるため、病巣の位置に治療ビームを正確に照射しないと、正常組織まで破壊してしまう虞がある。
そこで、治療ビームの照射に先立って、ＣＴ撮影を行い患者体内のボクセルデータを取得し、病巣位置を３次元的に把握することが行われている。
そして、この患者体内のボクセルデータに基づき、正常組織への照射が少なくなるよう、治療ビームの照射方向や照射強度を決定する治療計画が策定される。

そして治療ビームの照射段階において、治療ビームの照準が、治療計画で導いた患者の病巣位置に合うように、患者を仰臥させたベッドを移動・調整する。
そして治療ビームを照射する直前に、ベッドに仰臥している患者の実際の病巣位置と治療ビームの照準とが実際に一致しているか否かについて確認が行われる。

この病巣位置とビーム照準との一致確認は、ベッドに仰臥している患者を放射線治療装置に常設されたＸ線撮影部で実写したＸ線投影像と、治療計画で使用したボクセルデータを投影像に再構成したＤＲＲ（Digitally Reconstructed Radiograph）と、を照合し、それぞれの病巣位置が一致しているか否かに基づいて行われている。
この確認は、自動化の方法などが多数提案されているものの、最終的には人の目視により照合および確認がなされる。

放射線治療において、患者に対する治療ビームの照射は、ベッド上の姿勢を変えて、数回から数十回を複数の日にかけて実施する場合がある。このために、病巣位置とビーム照準との一致確認は、治療ビームを患者に照射する都度、日をまたいで実施する場合がある。

特開２０１４−１７１７６３号公報

ところで、放射線治療装置に常設されているＸ線撮影部は、設置位置及びその他の撮影条件が、経時的に変化するものである。このために、Ｘ線撮影部による患者のＸ線投影像と、ボクセルデータから再構成したボクセル投影像との整合が、毎回必ずとれている保障がない課題があった。

本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、Ｘ線撮影部による患者のＸ線投影像とボクセルデータから再構成したボクセル投影像との整合性を向上させて、病巣に対する治療ビームの照射精度を向上させる放射線治療技術を提供することを目的とする。

実施形態に係る放射線治療装置は、患者を治療する治療ビームの照射領域に移動したベッドに載置されている較正体をＸ線撮影した第１投影像を取得する第１取得部と、前記Ｘ線撮影を実行するＸ線撮影部の設計情報、前記照射領域における前記較正体の位置情報、及び前記較正体のボクセルデータ、に基づき生成した前記較正体の理想投影像を保持する保持部と、前記第１投影像を前記理想投影像に変換する変換パラメータを演算する演算部と、前記照射領域に移動した前記ベッドに載置されている前記患者を前記Ｘ線撮影した第２投影像を取得する第２取得部と、前記変換パラメータに基づいて前記第２投影像を変換した前記患者の変換画像を生成する変換画像生成部と、前記患者の体内を立体的に撮像したボクセルデータ、前記照射領域内における前記患者の位置情報及び前記設計情報に基づき生成したボクセル投影像を生成するボクセル投影像生成部と、前記患者の前記変換画像及び前記投影像を照合する画像を生成する照合画像生成部と、を備えている。

本発明の実施形態により、患者のＸ線投影像とボクセルデータから再構成したボクセル投影像との整合性を向上させて、病巣に対する治療ビームの照射精度を向上させる放射線治療技術を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る放射線治療装置の構成図。 変換パラメータを導出する原理の説明に用いる数式。 変換パラメータを導出する原理の説明図。 変換パラメータを導出する原理の説明図。 実施形態に係る放射線治療方法及び放射線治療プログラムのフローチャート。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように実施形態に係る放射線治療装置は、放射線照射部３０と、この放射線照射部３０を制御する制御コンピュータ１０とから構成されている。

放射線治療装置の制御コンピュータ１０は、患者３１を治療する治療ビーム３５の照射領域３４に移動したベッド３２に載置されている較正体をＸ線撮影した第１投影像１１を取得する第１取得部と、Ｘ線撮影を実行するＸ線撮影部４０の設計情報１３、照射領域３４における較正体の位置情報１４及びこの較正体のボクセルデータ１５に基づき生成した較正体の理想投影像１８を保持する保持部と、第１投影像１１を理想投影像１８に変換する変換パラメータ１９を演算する演算部２２と、照射領域３４に移動したベッド３２に載置されている患者３１をＸ線撮影した第２投影像１２を取得する第２取得部と、変換パラメータ１９に基づいてこの第２投影像１２を変換した患者の変換画像２６を生成する変換画像生成部２３と、患者の体内を立体的に撮像したボクセルデータ１７、照射領域３４内における患者３１の位置情報１６及び設計情報１３に基づき生成したボクセル投影像２０を生成するボクセル投影像生成部２４と、患者の変換画像２６及びボクセル投影像２０を照合する画像を生成する照合画像生成部２５と、を備えている。

放射線治療装置の放射線照射部３０は、治療ビーム３５を銃口３６から照射させるビーム照射部３７と、較正体位置情報１４及び患者位置情報１６に基づいてベッド３２を照射領域３４内で移動制御するベッド移動部３３と、Ｘ線発生部４１（４１ａ，４１ｂ）及びＸ線受像部４２（４２ａ，４２ｂ）を有するＸ線撮影部４０と、このＸ線撮影部４０を制御して撮影した較正体の第１投影像１１及び患者３１の第２投影像１２を出力するＸ線投影像生成部３８とから構成されている。

ここで、治療ビーム３５とは、ガン等の患部組織に照射して細胞を死滅させる放射線であり、そのような放射線として、Ｘ線、γ線、電子線、陽子線、中性子線、及び、重粒子線などが挙げられる。
治療ビームの銃口３６を患者３１の体軸周りに回転、または銃口３６を固定して患者３１の位置を変更させて、治療ビーム３５を患部組織に多方向から照射することにより、患部周辺の正常組織への線量を最小限に抑えることができる。

放射線照射部３０で治療を受ける前段階で患者３１は、治療計画を立てるため、治療ビーム３５の照射を受ける姿勢と同じ姿勢でＣＴ（Computed Tomography）撮影を予め行い、患部を含む体内の立体像を示すボクセルデータ１７が取得される。
治療計画では、ボクセルデータ１７に基づいて専門スタッフにより、患部に照射する放射線の、放射線量、照射角度、照射範囲、回数などが協議され、照射領域３４に配置される患者３１の位置情報１６が決定される。
なお、ベッド３２と患者３１とは固定具等により位置関係が固定されているため、この患者の位置情報１６に基づいて、ベッド移動部３３は、治療ビーム３５の照準が患者３１患部に合うように、ベッド３２を移動制御することができる。

Ｘ線撮影部４０の設計情報１３とは、Ｘ線発生部４１（４１ａ，４１ｂ）及びＸ線受像部４２（４２ａ，４２ｂ）の空間座標系における機械的な位置や角度等を示す設計情報である。
共通の空間座標系にデータ設定されたＸ線撮影部４０（Ｘ線発生部４１、Ｘ線受像部４２）及びボクセルデータ１７の配置は、実空間における配置に対し、一致していることが理想である。

このような理想状態にあれば、ボクセル投影像生成部２４が出力したボクセル投影像２０と、Ｘ線投影像生成部３８が出力した患者３１の投影像（第２投影像１２）とは、一致することになる。
しかし現実は、常設されているＸ線撮影部４０の既設条件は、経時的に変化するものであるため、Ｘ線撮影部４０による患者の投影像１２と、ボクセル投影像２０との整合性は保障されていない。

ここで較正体とは、医療現場では一般にＱＡ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｓｓｕｒａｎｃｅ）ファントムと呼ばれるもので、装置較正用の被写体模型や、悪性腫瘍や体内部位等を模擬した各種テストオブジェクトが配置されたもので、線量、画質等といった装置コンディションを把握するのに用いるものである。
このように較正体は、人工的に作成されたものであるために、その内部構造を表わすボクセルデータ１５が予め作成されている。
放射線治療装置の日常点検として、この較正体を用いた、Ｘ線撮影部４０のキャリブレーションがおこなわれる。

較正体位置情報１４とは、このキャリブレーションを実施する際に、照射領域３４に配置される較正体の、予め設定されている空間座標情報である。この較正体をベッド３２の所定の位置に載置し、この較正体位置情報１４に基づきベッド移動部３３を動作させると、較正体が照射領域３４の設定位置に自動的に配置されることになる。
このように較正体を較正体位置情報１４に基づき照射領域３４に移動させた後、Ｘ線撮影部４０により較正体の第１投影像１１をＸ線撮影し、制御コンピュータ１０に取得させる。

理想透視像生成部２１は、Ｘ線撮影部の設計情報１３、較正体の位置情報１４及び較正体のボクセルデータ１５に基づき較正体の理想投影像１８を生成し、制御コンピュータ１０の保持部に保持させるものである。
ここで、上述したとおり、常設されているＸ線撮影部４０の既設条件は、経時的に変化するものであるため、実空間におけるＸ線撮影部４０の位置は、その設計情報１３と一致しない場合がある。このように、実空間におけるＸ線撮影部４０の既設条件が、設計情報１３に対しズレていることに依存して、較正体の第１投影像１１は、その理想投影像１８からズレている。

演算部２２は、較正体の第１投影像１１を理想投影像１８に変換する変換パラメータ１９を演算する。この変換パラメータ１９は、実空間におけるＸ線撮影部４０の既設条件が一定である限り不変であり、患者３１の第２投影像１２とボクセル投影像２０とのズレを解消する作用を有する。

変換画像生成部２３は、変換パラメータ１９に基づいてこの第２投影像１２を変換した患者の変換画像２６を生成する。
照合画像生成部２５は、患者の変換画像２６及びボクセル投影像２０を照合する画像を生成する。ここで、患者の変換画像２６及びボクセル投影像２０が不一致であれば、ベッド移動部３３に異常が生じたかもしくはベッド３２上の患者３１が所定位置から動いた等の理由により、治療ビーム３５の照準が患者３１の患部から外れていることが懸念される。

そのような場合は、ベッド移動部３３を再駆動して患者の変換画像２６及びボクセル投影像２０が一致するようにしてから、治療ビーム３５を銃口３６から照射する。
なお、患者の変換画像２６とボクセル投影像２０との一致／不一致の判断は、医療スタッフの目視による場合の他、プロセッサによる画像処理により自動的に行う場合もある。

以下、図２に基づいて、変換パラメータ１９を導出する原理について説明する（適宜、図１参照）。
放射線治療では、患者３１の３次元的な位置を合わせる必要がある。１枚の投影像から、患者体内の３次元位置を求めると不定性が残るため、二対のＸ線発生部４１ａ，４１ｂ及びＸ線受像部４２ａ，４２ｂからなるＸ線撮影部４０により２枚の投影像を撮影する。
このＸ線撮影部４０が設置されている３次元空間において、適当な点を原点としたＸＹＺ軸による座標系を設定する。この座標系を装置座標系と呼ぶことにする。

装置座標系において、それぞれのＸ線発生部４１ａ，４１ｂおよびＸ線受像部４２ａ，４２ｂの座標位置が判れば、図２の式（１）のような投影行列ｐを求めることができる。ここで、ｕ，ｖは、Ｘ線受像部４２を構成する複数の検出素子の位置（ｕ，ｖ）を表わす。また、Ｘ，Ｙ，Ｚは、装置座標系における座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を表わす。また、スカラー成分λは任意の実数であり、投影行列ｐは３×４の行列で表される。

Ｘ線画像の撮影では、Ｘ線発生部４１ａ，４１ｂから出力され患者３１又は較正体を通過して減衰したＸ線を、２次元平面状に検出素子を配置させたＸ線受像部４２ａ，４２ｂ（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）に投影させる。
このＸ線受像部４２に平面状に配置された複数の検出素子が検出したＸ線のエネルギー強度を、ピクセル輝度を対応させて画像化することで、較正体又は患者３１の投影像１１，１２を得ることができる。

Ｘ線発生部４１から照射され、Ｘ線受像部４２の平面パネル上の検出素子の位置ｉ∈Ｒ²に到達するＸ線エネルギーＰ_iは、図２の（２）式で表すことができる。
この（２）式においてＰ₀は、Ｘ線発生部４１から照射された直後のＸ線のエネルギーＰ₀、μ（ｌ，Ｐ）は位置ｌにおける患者３１又は較正体の線源弱係数μである。なおこの線源弱係数μは、較正体又は患者３１を通過するＸ線エネルギーＰによって変化する値である。
この（２）式は、Ｘ線発生部４１からＸ線受像部４２の検出素子の位置ｉまでのＸ線の経路上にある物質の線源弱係数を線積分したものが、この検出素子の位置ｉで検出されるＸ線のエネルギーとなる。

Ｘ線撮影による投影像１１，１２の各画素は、Ｘ線発生部４１ａ，４１ｂから放出されるＸ線がＸ線受像部４２ａ，４２ｂの検出器に到達する経路上の物質（患者）の線減弱係数の積和に応じて画素化される。
Ｘ線撮影部４０で撮影された患者の投影像１２(Ｉ(ｕ，ｖ))は、変換パラメータ１９により、変換画像２６(Ｉ'(ｕ’，ｖ'))に幾何学的に変換される（図２の（３）式）。そして、図２の（４）式で表される写像f_x，f_yが求められ、投影行列ｐ，ｐ'から図２の（５）式の関係が得られる。
さらに、図２の（５）式連立方程式から図２の（６）式の関係が得られる。ここで、Ｈ(λ)は、スカラー成分λを含む３×３行列であり、変換パラメータ１９に該当する。

較正体を用いたキャリブレーションによって、既設条件の投影行列ｐを求める。式（１）において、３ｘ４投影行列ｐは定数倍λの不定性があるので、１１個の要素を定めることになる。式（１）において、（ｕ，ｖ）、（Ｘ，Ｙ、Ｚ）が既知であれば、求めたい１１個の要素に関する拘束式が２つ得られる。つまり、最低６個の（ｕ，ｖ）、（Ｘ，Ｙ、Ｚ）が既知となる被写体があれば、投影行列ｐを求めることが可能である。そこで、６個以上の３次元位置が既知の金属マーカー等の被写体が複数埋め込まれている較正体を撮影し、３次元位置（Ｘ，Ｙ、Ｚ）にある被写体の画像上での座標（ｕ，ｖ）を特定することで、投影行列ｐが求める。
また、ｐ'は、設計条件であり、予め得られているものである。

図３を用いて式（６）について説明する。
図３のＸ線発生部４１'およびＸ線受像部４２'は、Ｘ線撮影部の設計情報１３に基づいて装置座標系に設置されている状態を表し、Ｘ線発生部４１およびＸ線受像部４２は、実空間の既設条件に基づいて装置座標系に設置されている状態を表している。
Ｘ線受像部４２’上にある対象点５１と、Ｘ線発生部４１と対象点５１を結ぶ直線がＸ線受像部４２と交差する点を参照点５２と呼ぶことにする。図を簡略化するために、Ｘ線受像部４２の面を直線で表現し、奥行方向は省略している。

対象点５１は、Ｘ線受像部４２'によって撮像される投影像１２上の検出素子の位置（ｕ'_ｄ,ｖ'_ｄ）である。交点が、装置座標系の(Ｘ_d，Ｙ_d，Ｚ_d)座標に位置しているとする。ここでは、この交点と対象点５１とは、装置座標系では同一の点である。参照点５２のＸ線受像部４２によって撮像される投影像上の検出素子の位置(ｕ_d，ｖ_d)は、図２の式（５）の第１式の右辺の(Ｘ，Ｙ，Ｚ，1)^T＝(Ｘ_d，Ｙ_d，Ｚ_d，１)を代入することによって求めることができる。この時、λ_dも求めることができるので、式（６）におのおの代入すると、図２の式（７）より、対象点５１のＸ線受像部４２'で撮像される投影像上の検出素子の位置(ｕ'_d，ｖ'_d)が求まる。

装置座標系の１点を定めると、Ｘ線発生部４１から放出されるＸ線が、定めた１点を通過してＸ線受像部４２，４２’上の画像座標を定める。これら二つの画像座標が定まれば、式（３）に基づいて変換画像２６の画素Ｉ’（ｕ’，ｖ’）を求めることができる。
よって、Ｘ線受像部４２’上の各検出素子の位置に交点を設定すれば、変換画像２６の画素Ｉ’（ｕ’，ｖ’）を生成することができる。なお交点の設定は、Ｘ線受像部４２，４２'上とは限らない。

交点の設定方法の望ましい例を図４に基づいて説明する。
図４のＸ線発生部４１'は、Ｘ線撮影部の設計情報１３に基づいて装置座標系に設置されている状態を表し、Ｘ線発生部４１は、実空間への既設条件に基づいて装置座標系に設置されている状態を表している。図の簡略化のために、Ｘ線受像部４２,４２'の位置は、実空間への既設条件及びＸ線撮影部の設計情報１３ともに一致している場合を示しているが、ずれが生じている場合でも同様の議論ができる。

対象点５１の検出素子の位置の変換画像２６の画素Ｉ’（ｕ’，ｖ’）を求める。
先の議論と同様に装置座標系の１点である交点を対象点５１と同位置に設定した場合には、Ｘ線発生部４１と交点５１とを結ぶ経路６１を通過したＸ線のエネルギーが画像化される。この場合、参照点は、対象点５１と同位置になる。ただし、経路６１は患者３１を通過していない。

一方、Ｘ線発生部４１’と交点５１とを結ぶ経路６１’は、患者３１を通過したＸ線のエネルギーが画像化されるため、対象点５１の検出素子の位置における画素値は、大きく異なる。
次に、交点５１を交点５２に変更した場合を考える。このとき、対象点５１の検出素子の位置の画素値は、Ｘ線受像部４２の参照点５３の検出素子の位置の画素値になる。
参照点５３の画素値は、Ｘ線発生部４１と交点５２とを結ぶ経路６２を通過したＸ線のエネルギーが画像化されている。経路６２は、患者３１を経路６１’と同様に通過しているため、参照点５３の画素値の方が参照点５１の画素値よりも、対象点５１の検出素子の位置の画素値に近づく。

このように、患者３１を通過する経路が、設計情報１３に基づく経路に近いことが画像化の際に望ましいため、交点を患者３１の存在する位置に設定する。治療対象の位置を重要視する場合は、治療ビームが通過する直線を含む平面内に交点を複数設定する。または、ＣＴ撮影により取得した患者体内のボクセルデータ１７に基づいて交点を設定してもよい。

ボクセルデータ１７を構成するボクセル値から、その位置にある組織を弁別することができるため、位置決め結果の確認には、骨組織など投影像上でコントラストが高く撮影される部位が一致しているかが重要視されることも多い。そのため、骨と弁別されるボクセル値を持つ３次元位置に交点を設定する。
交点の設定次第では、変換画像Ｉ'のすべての検出素子の位置を網羅することができず、変換画像の一部の画素が作成されないこともある。その場合は、一般的な画素補完の方法であるニアレストネイバー法、バイリニア法、バイキュービック法などを用いる。

なお変換画像生成部２３は、スカラー成分λの値が異なる複数の変換パラメータ１９である行列Ｈ（λ）を用いて変換画像２６を複数生成することができる。そして、そのうちボクセル投影像２０との整合性が最も高い照合画像に基づいて、治療ビーム３５の照準が患者３１の病巣位置に一致しているか否かの判断を行う。
なお、生成した患者の変換画像２６とボクセル投影像２０との照合画像は、両者を並べて表示したり、それぞれの画像の差分画像を表示したりしてもよい。また、複数の変換画像２６を表示してそれらの中から選択してボクセル投影像２０に照合するようにしてもよい。

図５のフローチャートに基づいて実施形態に係る放射線治療方法及び放射線治療プログラムについて説明する（適宜、図１参照）。
まず、（Ｓ１１）から（Ｓ１５）までのルーチンは、放射線治療装置の日常点検として行われる、較正体を用いたＸ線撮影部４０のキャリブレーションである。
較正体をベッド３２の所定の位置に載置し（Ｓ１１）、較正体位置情報１４に基づきベッド移動部３３を動作させると、較正体が照射領域３４の予め定められた設定位置に自動的に移動する（Ｓ１２）。

続いて、Ｘ線撮影部４０により較正体の第１投影像１１をＸ線撮影し（Ｓ１３）、制御コンピュータ１０に取得させる（Ｓ１４）。なお、Ｘ線撮影部の設計情報１３、較正体の位置情報１４及びこの較正体のボクセルデータ１５に基づき予め生成して保持しておいた較正体の理想投影像１８も取得する（Ｓ１４）。そして、取得した第１投影像１１及び理想投影像１８に基づいて第１投影像１１を理想投影像１８に変換する変換パラメータ１９を演算し保存しておく（Ｓ１５）。

次に、（Ｓ２１）から（Ｓ３１）までのルーチンは、患者３１に対する放射線治療に関する処理である。
まず、病巣に治療ビームが正確に照射するために、患者３１をベッド３２に固定する固定具の制作が行われる（Ｓ２１）。そして、治療ビームの照射に先立って、固定具を装着して治療ビームを照射するときと同じ姿勢で、患者３１のＣＴ撮影を行いボクセルデータ１７を取得する（Ｓ２２）。

次に医療スタッフによる治療計画の策定に入る。取得した患者体内のボクセルデータ１７に基づき、病巣位置を３次元的に把握するとともに、正常組織への照射が少なくなるよう治療ビームの照射方向や照射強度といった照射方針を決定する（Ｓ２３）。さらに照射領域３４内における患者の位置情報１６も決定される（Ｓ２４）。これにより、患者３１はベッド３２に固定されているため、患者の位置情報１６に基づき、ベッド移動部３３の制御条件も一意に定まる。
ここで、照射領域３４における患者の位置情報１６及びＸ線撮影部の設計情報１３に基づき、三次元情報であるボクセルデータ１７から、二次元情報のボクセル投影像２０を生成することができる（Ｓ１６）。

次に放射線治療装置による患者の治療の段階に入る。
患者３１を固定具とともにベッド３２に固定し（Ｓ２５）、患者の位置情報１６に基づきベッド３２を照射領域３４の所定位置に移動させる（Ｓ２６）。そして、Ｘ線撮影部４０により患者３１の第２投影像１２をＸ線撮影する（Ｓ２７）。
次にこの第２投影像１２と変換パラメータ１９とを取得して（Ｓ２８）、この第２投影像１２を変換した患者の変換画像２６を生成する（Ｓ２９）。

患者の変換画像２６及びボクセル投影像２０の照合画像を生成し、医療スタッフによる目視判断又は画像の自動解析により二つの像が一致しているか否かについて判断される（Ｓ３０）。そして、照合結果が一致していれば（Ｓ３０ Ｙｅｓ）、銃口３６から治療ビーム３５が照射され（Ｓ３１）、不一致であれば（Ｓ３０ Ｎｏ）、ベッド移動部３３を再駆動し、（Ｓ２６）から（Ｓ３０）までのフローを再実行する（ＥＮＤ）。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の放射線治療装置によれば、較正体をＸ線撮影して作成した投影像の変換パラメータを用いることにより、Ｘ線撮影部による患者のＸ線投影像とボクセルデータから再構成したボクセル投影像との整合性を向上させて、病巣に対する治療ビームの照射精度を向上させることが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

以上説明した放射線治療装置の制御コンピュータは、専用のチップ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスやキーボードなどの入力装置と、通信Ｉ／Ｆとを、備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。

また放射線治療装置の制御コンピュータで実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供するようにしてもよい。

また、本実施形態に係る放射線治療装置の制御コンピュータで実行されるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしてもよい。
また、装置１０は、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワーク又は専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。

１０…制御コンピュータ、１１…第１投影像、１２…第２投影像、１３…Ｘ線撮影部の設計情報、１４…較正体の位置情報、１５…較正体のボクセルデータ、１６…患者の位置情報、１７…患者のボクセルデータ、１８…較正体の理想投影像、１９…変換パラメータ、２０…患者のボクセル投影像、２１…理想透視像生成部、２２…変換パラメータの演算部、２３…変換画像生成部、２４…ボクセル投影像生成部、２５…照合画像生成部、２６…患者の変換画像、３０…放射線照射部、３１…患者、３２…ベッド、３３…ベッド移動部、３４…照射領域、３５…治療ビーム、３６…銃口、３７…ビーム照射部、３８…Ｘ線投影像生成部、４０…Ｘ線撮影部、４１（４１ａ，４１ｂ）…Ｘ線発生部、４２（４２ａ，４２ｂ）…Ｘ線受像部。

Claims (5)

1. 患者を治療する治療ビームの照射領域に移動したベッドに載置されている較正体をＸ線撮影した第１投影像を取得する第１取得部と、
   前記Ｘ線撮影を実行するＸ線撮影部の設計情報、前記照射領域における前記較正体の位置情報、及び前記較正体のボクセルデータ、に基づき生成した前記較正体の理想投影像を保持する保持部と、
   前記第１投影像を前記理想投影像に変換する変換パラメータを演算する演算部と、
   前記照射領域に移動した前記ベッドに載置されている前記患者を前記Ｘ線撮影した第２投影像を取得する第２取得部と、
   前記変換パラメータに基づいて前記第２投影像を変換した前記患者の変換画像を生成する変換画像生成部と、
   前記患者の体内を立体的に撮像したボクセルデータ、前記照射領域内における前記患者の位置情報及び前記設計情報に基づき生成したボクセル投影像を生成するボクセル投影像生成部と、
   前記患者の前記変換画像及び前記ボクセル投影像を照合する画像を生成する照合画像生成部と、を備えることを特徴とする放射線治療装置。
2. 請求項１に記載の放射線治療装置において、
   前記変換パラメータは、スカラー成分を含む行列式で表され、
   変換画像生成部は、前記スカラー成分の値が異なる複数の前記変換パラメータを用いて前記変換画像を複数生成することを特徴とする放射線治療装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の放射線治療装置において、
   前記照合した画像において前記変換画像及び前記ボクセル投影像が一致している場合、前記照射ビームを照射するビーム照射部をさらに備えることを特徴とする放射線治療装置。
4. 患者を治療する治療ビームの照射領域に移動したベッドに載置されている較正体をＸ線撮影した第１投影像を取得するステップと、
   前記Ｘ線撮影を実行するＸ線撮影部の設計情報、前記照射領域における前記較正体の位置情報、及び前記較正体のボクセルデータ、に基づき生成した前記較正体の理想投影像を保持するステップと、
   前記第１投影像を前記理想投影像に変換する変換パラメータを演算するステップと、
   前記照射領域に移動した前記ベッドに載置されている前記患者を前記Ｘ線撮影した第２投影像を取得するステップと、
   前記変換パラメータに基づいて前記第２投影像を変換した前記患者の変換画像を生成するステップと、
   前記患者の体内を立体的に撮像したボクセルデータ、前記照射領域内における前記患者の位置情報及び前記設計情報に基づき生成したボクセル投影像を生成するステップと、
   前記患者の前記変換画像及び前記ボクセル投影像を照合する画像を生成するステップと、を含むことを特徴とする放射線治療方法。
5. コンピュータに、
   患者を治療する治療ビームの照射領域に移動したベッドに載置されている較正体をＸ線撮影した第１投影像を取得するステップ、
   前記Ｘ線撮影を実行するＸ線撮影部の設計情報、前記照射領域における前記較正体の位置情報、及び前記較正体のボクセルデータ、に基づき生成した前記較正体の理想投影像を保持するステップ、
   前記第１投影像を前記理想投影像に変換する変換パラメータを演算するステップ、
   前記照射領域に移動した前記ベッドに載置されている前記患者を前記Ｘ線撮影した第２投影像を取得するステップ、
   前記変換パラメータに基づいて前記第２投影像を変換した前記患者の変換画像を生成するステップ、
   前記患者の体内を立体的に撮像したボクセルデータ、前記照射領域内における前記患者の位置情報及び前記設計情報に基づき生成したボクセル投影像を生成するステップ、
   前記患者の前記変換画像及び前記ボクセル投影像を照合する画像を生成するステップ、を実行させることを特徴とする放射線治療プログラム。

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