JP2017169627A - X-ray imaging apparatus alignment adjustment support device, method, and program - Google Patents

X-ray imaging apparatus alignment adjustment support device, method, and program Download PDF

Info

Publication number
JP2017169627A
JP2017169627A JP2016056081A JP2016056081A JP2017169627A JP 2017169627 A JP2017169627 A JP 2017169627A JP 2016056081 A JP2016056081 A JP 2016056081A JP 2016056081 A JP2016056081 A JP 2016056081A JP 2017169627 A JP2017169627 A JP 2017169627A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
coordinate system
ray detector
ray source
reference points
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
Application number
JP2016056081A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6732489B2 (en
Inventor
慶子 岡屋
Keiko Okaya
慶子 岡屋
幸辰 坂田
Koshin Sakata
幸辰 坂田
三浦 幸雄
Yukio Miura
幸雄 三浦
富美 丸山
Fumi Maruyama
富美 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2016056081A priority Critical patent/JP6732489B2/en
Publication of JP2017169627A publication Critical patent/JP2017169627A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6732489B2 publication Critical patent/JP6732489B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology to support X-ray imaging apparatus alignment adjustment capable of reducing a degree of dependence on a skill of an operator.SOLUTION: An alignment adjustment support device 30 includes a transparent image input part 31 for radiating an X-ray output from an X-ray source 11 to six reference points 20 positioned in the coordinate system (X, Y, Z) in a treatment space, and inputting a transparent image 13 projected on an X-ray detector 12, a determination part 32 for determining projective coordinates (u,v) of the six reference points recognized in the coordinate system (u,v) of the transparent image, a derivation part 33 for deriving a projection matrix P for converting spatial coordinates (X,Y,Z) of the six reference points in a spatial coordinate system (X,Y,Z) to corresponding six projective coordinates (u,v), and a calculation part 41 for calculating positional information, etc. on the X-ray source 11 and the X-ray detector 12 in the spatial coordinate system (X,Y,Z) based on the projection matrix P.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、X線撮影機器を構成するX線源及びX線検出器のアライメント調整支援技術に関する。   Embodiments described herein relate generally to an alignment adjustment support technology for an X-ray source and an X-ray detector constituting an X-ray imaging apparatus.

放射線治療を実施する場合、治療空間のアイソセンタと患部とが一致するように患者が位置決めされる必要がある。この患者の位置決め精度の妥当性は、治療計画時にX線CT等で撮影した立体像から再構成した画像(DRR: Digitally Reconstructed Radiograph)と治療ビームの照射直前にX線撮影機器で撮影したX線透視画像とを照合することにより評価される。
この位置決め精度の妥当性評価は、X線撮影機器を構成するX線源とX線検出器とが、治療空間に設計通りに設置されていることが前提となる。
このため、現実の設置位置が設計位置からずれている場合は、このずれを解消するために、X線源及びX線検出器の設置位置を調整するアライメント調整が行われる。
When performing radiotherapy, it is necessary to position the patient so that the isocenter of the treatment space coincides with the affected part. The validity of this patient's positioning accuracy is based on an image reconstructed from a three-dimensional image (DRR: Digitally Reconstructed Radiograph) taken with X-ray CT at the time of treatment planning and an X-ray taken with an X-ray machine immediately before treatment beam irradiation. Evaluation is performed by collating with a fluoroscopic image.
The validity evaluation of this positioning accuracy is based on the premise that the X-ray source and the X-ray detector constituting the X-ray imaging apparatus are installed in the treatment space as designed.
For this reason, when the actual installation position deviates from the design position, alignment adjustment for adjusting the installation positions of the X-ray source and the X-ray detector is performed in order to eliminate this deviation.

このようなアライメント調整を実施する公知技術として、回転機構(Cアーム)を有するX線撮影機器にあっては、回転位置を変化させて撮影した複数のX線透視画像から、X線源やX線検出器の設置位置を算出する方法がある。
また、そのような回転機構をもたないX線撮影機器にあっては、X線源とX線検出器を結ぶX線の照射軸上に、レーザーマーカーと鏡を設置し、反射光を確認しながらアライメント調整を行う方法がある。
As a known technique for performing such alignment adjustment, in an X-ray imaging apparatus having a rotation mechanism (C arm), an X-ray source or X-ray is obtained from a plurality of X-ray fluoroscopic images acquired by changing the rotation position. There is a method for calculating the installation position of the line detector.
For X-ray equipment that does not have such a rotation mechanism, a laser marker and mirror are installed on the X-ray irradiation axis connecting the X-ray source and the X-ray detector, and the reflected light is confirmed. There is a method of adjusting the alignment while doing so.

特開2009−106644号公報JP 2009-106644 A 国際公開番号WO2013/061609International Publication Number WO2013 / 061609

上述した公知のアライメント調整技術では、X線源及びX線検出器の回転機構が必須の構成要素になったり調整の成果が作業者の技能に大きく依存したりする課題があった。   In the known alignment adjustment technique described above, there are problems that the rotation mechanism of the X-ray source and the X-ray detector becomes an essential component, and the result of the adjustment greatly depends on the skill of the operator.

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、作業者の技能への依存度を低減することができる、X線撮影機器のアライメント調整支援技術を提供することを目的とする。   Embodiments of the present invention have been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an alignment adjustment support technology for an X-ray imaging apparatus that can reduce the dependence on the skill of an operator. To do.

実施形態に係るX線撮影機器のアライメント調整支援装置において、X線源及びX線検出器が設置された空間の座標系に位置決めされた少なくとも6個の基準点に、前記X線源から出力したX線を放射させ、前記X線検出器上に射影させた透視画像を入力する透視画像入力部と、前記透視画像の座標系において、認識された前記6個の基準点の領域から、各々の領域を代表する6つの射影座標を決定する決定部と、前記空間の座標系における前記6個の基準点の空間座標を、対応する前記6つの射影座標に、座標変換する射影行列を導出する導出部と、前記射影行列に基づき、前記空間の座標系における前記X線源の位置情報、並びに前記X線検出器の位置情報及び姿勢情報を演算する第1演算部と、を備えることを特徴とする。   In the alignment support device for an X-ray imaging apparatus according to the embodiment, the X-ray source and the X-ray detector output from the X-ray source to at least six reference points positioned in the coordinate system of the space where the X-ray source and the X-ray detector are installed. A fluoroscopic image input unit that inputs X-rays and projects a fluoroscopic image projected on the X-ray detector; and in the coordinate system of the fluoroscopic image, each region of the six reference points that is recognized A determination unit for determining six projective coordinates representing a region, and a derivation for deriving a projection matrix for coordinate transformation of the spatial coordinates of the six reference points in the spatial coordinate system into the corresponding six projected coordinates And a first calculation unit that calculates position information of the X-ray source in the coordinate system of the space and position information and posture information of the X-ray detector based on the projection matrix. To do.

本発明の実施形態により、作業者の技能への依存度を低減することができる、X線撮影機器のアライメント調整支援技術が提供される。   The embodiment of the present invention provides an alignment adjustment support technique for an X-ray imaging apparatus that can reduce the dependence on the skill of an operator.

本発明の実施形態に適用されるX線撮影機器のアライメント調整の説明図。Explanatory drawing of alignment adjustment of the X-ray imaging apparatus applied to embodiment of this invention. 治療空間にセットさせた患者及びX線撮影機器を示す外観図。The external view which shows the patient and X-ray imaging apparatus which were set to the treatment space. 本発明の実施形態に係るX線撮影機器のアライメント調整支援装置を示すブロック図。The block diagram which shows the alignment adjustment assistance apparatus of the X-ray imaging apparatus which concerns on embodiment of this invention. 実施形態で実行される演算式の説明図。Explanatory drawing of the arithmetic expression performed in embodiment. リファレンス体のX線透視画像、及び射影座標の修正を反映させる演算式の説明図。Explanatory drawing of the arithmetic expression which reflects the correction | amendment of the X-ray fluoroscopic image of a reference body, and projection coordinates. X線透視画像に射影された基準点の領域を手動設定する説明図。Explanatory drawing which sets manually the area | region of the reference point projected on the fluoroscopic image. 本発明の実施形態に係るX線撮影機器のアライメント調整支援方法の手順、及びアライメント調整支援プログラムのアルゴリズムを説明するフローチャート。The flowchart explaining the procedure of the alignment adjustment assistance method of the X-ray imaging apparatus which concerns on embodiment of this invention, and the algorithm of an alignment adjustment assistance program.

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及び図3に示すように、X線撮影機器10のアライメント調整支援装置30は、X線源11及びX線検出器12が設置された空間の座標系(X,Y,Z)に位置決めされた少なくとも6個の基準点20(201〜206)にX線源11から出力したX線を放射させX線検出器12上に射影させた透視画像13aを入力する透視画像入力部31と、この透視画像の座標系(u,v)において認識された6個の基準点の領域23(231〜236)から各々の領域を代表する6つの射影座標(un,vn);n=1〜6を決定する決定部32と、空間の座標系(X,Y,Z)における6個の基準点20(201〜206)の空間座標(Xn,Yn,Zn);n=1〜6を対応する6つの射影座標(un,vn);n=1〜6に座標変換する射影行列Pを導出する導出部33と、この射影行列Pに基づき空間の座標系(X,Y,Z)におけるX線源11の位置情報(l,l,l)並びにX線検出器12の位置情報(c,c,c)及び姿勢情報(u, u,u)(v,v,v)(w,w,w)を演算する第1演算部41と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 and 3, the alignment adjustment support device 30 of the X-ray imaging apparatus 10 is positioned in the coordinate system (X, Y, Z) of the space where the X-ray source 11 and the X-ray detector 12 are installed. A fluoroscopic image input unit 31 that inputs X-rays output from the X-ray source 11 to the at least six reference points 20 (20 1 to 20 6 ) that have been projected and projected onto the X-ray detector 12. And six projected coordinates (u n , v n ) representing each area from the six reference point areas 23 (23 1 to 23 6 ) recognized in the coordinate system (u, v) of the perspective image. The determination unit 32 for determining n = 1 to 6 and the spatial coordinates (X n , Y n , Z) of the six reference points 20 (20 1 to 20 6 ) in the spatial coordinate system (X, Y, Z); n); n = 1~6 corresponding six projective coordinates (u n, v n); n = 1~6 coordinate transformation to projection matrix P A deriving unit 33 for deriving the position of the projection matrix coordinate system of space based on P (X, Y, Z) position information of the X-ray source 11 at (l x, l y, l z) as well as X-ray detector 12 information (c x, c y, c z) and orientation information (u x, u y, u z) (v x, v y, v z) (w x, w y, w z) first operation for computing a Part 41.

さらにアライメント調整支援装置30は、空間の座標系(X,Y,Z)におけるX線源11の設計情報45とその位置情報(l,l,l)とに基づいて、X線源11の調整量を演算する第2演算部42と、空間の座標系(X,Y,Z)におけるX線検出器12の設計情報45とその位置情報(c,c,c)及び姿勢情報(u,u,u)(v,v,v)(w,w,w)とに基づいてX線検出器12の調整量を演算する第3演算部43と、を備えている。 Furthermore, the alignment adjustment support device 30 is based on the design information 45 of the X-ray source 11 in the spatial coordinate system (X, Y, Z) and its position information (l x , l y , l z ). 11, the second calculation unit 42 that calculates the adjustment amount of 11, the design information 45 of the X-ray detector 12 in the spatial coordinate system (X, Y, Z), its position information (c x , c y , c z ), and orientation information (u x, u y, u z) (v x, v y, v z) (w x, w y, w z) third arithmetic for calculating the adjustment amount of the X-ray detector 12 based on the Part 43.

さらにアライメント調整支援装置30は、透視画像13を表示するとともに認識された基準点の領域23(231〜236)を透視画像13に重ね書き表示させる表示部34を備えている。
さらにアライメント調整支援装置30は、基準点の領域23(231〜236)の認識を手動設定により行う手動設定部35を備えている。
The alignment adjustment support device 30 further includes a display unit 34 that displays the fluoroscopic image 13 and displays the recognized reference point region 23 (23 1 to 23 6 ) on the fluoroscopic image 13 in an overlaid manner.
Further, the alignment adjustment support device 30 includes a manual setting unit 35 that performs recognition of the reference point region 23 (23 1 to 23 6 ) by manual setting.

図2に示すように放射線治療は、ベッド16に固定した患者15に対し、照射ポート(図示略)から治療ビーム(図示略)を照射することにより実行される。
ここで、治療ビームとは、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。
As shown in FIG. 2, radiation therapy is performed by irradiating a patient 15 fixed to the bed 16 with a treatment beam (not shown) from an irradiation port (not shown).
Here, the treatment beam is radiation that irradiates a diseased tissue such as cancer and kills cells. Examples of such radiation include X-rays, γ-rays, electron beams, proton beams, neutron beams, and heavy particles. Examples include lines.

そして、この治療ビームの照射に先立って、この治療空間(X,Y,Z座標系)とは別の場所で治療計画が実施される。
この治療計画で患者は、治療空間でベッド16に固定され治療ビームの照射を受ける姿勢と同じ姿勢をとり、X線CT(Computed Tomography)等により、患部を含む体内の立体像(ボクセルデータ)を撮像する。
そして、このボクセルデータで特定した患部の領域に基づいて、治療ビームの照射位置、照射角度、照射範囲、放射線量、回数などの条件が決定される。
Prior to the irradiation of the treatment beam, a treatment plan is executed in a place different from the treatment space (X, Y, Z coordinate system).
In this treatment plan, the patient takes the same posture as the posture fixed to the bed 16 and receiving the treatment beam in the treatment space, and uses the X-ray CT (Computed Tomography) or the like to obtain a three-dimensional image (voxel data) inside the body including the affected part. Take an image.
Based on the region of the affected area specified by the voxel data, conditions such as the treatment beam irradiation position, irradiation angle, irradiation range, radiation dose, and number of times are determined.

さらに、X線源11の位置に対応する仮想視点から、X線検出器12の位置及び姿勢に対応する仮想平面上に、このボクセルデータを射影した再構成画像(DRR:Digitally Reconstructed Radiograph)を生成する。
なおこの再構成画像(DRR)を生成するのに必要な仮想視点の位置と仮想平面の位置及び姿勢は、それぞれX線源11及びX線検出器12の設計情報45に基づいている。
ここで設計情報45とは、X線撮影機器10を構成するX線源11及びX線検出器12の治療空間(X,Y,Z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。
Further, from a virtual viewpoint corresponding to the position of the X-ray source 11, a reconstructed image (DRR: Digitally Reconstructed Radiograph) is generated by projecting this voxel data on a virtual plane corresponding to the position and orientation of the X-ray detector 12. To do.
Note that the position of the virtual viewpoint and the position and orientation of the virtual plane necessary to generate the reconstructed image (DRR) are based on the design information 45 of the X-ray source 11 and the X-ray detector 12, respectively.
Here, the design information 45 is design information indicating mechanical positions, angles, and the like in the treatment space (X, Y, Z coordinate system) of the X-ray source 11 and the X-ray detector 12 constituting the X-ray imaging apparatus 10. It is.

そして、ボクセルデータ上に設定された患部の位置が、治療空間(X,Y,Z座標系)に設定されたアイソセンタに一致するように、患者15を固定するベッド16の治療空間(X,Y,Z座標系)における位置情報が決定される。
ここでアイソセンタとは、治療ビームの照射中心が位置するように設定された、治療空間(X,Y,Z座標系)における基準位置である。
Then, the treatment space (X, Y) of the bed 16 that fixes the patient 15 so that the position of the affected part set on the voxel data coincides with the isocenter set in the treatment space (X, Y, Z coordinate system). , Position information in the Z coordinate system) is determined.
Here, the isocenter is a reference position in the treatment space (X, Y, Z coordinate system) set so that the irradiation center of the treatment beam is located.

そして、患者15を固定したベッド16を、治療空間(X,Y,Z座標系)の決定位置に移動させ、X線撮影機器10で撮影しX線透視画像13bを得る。
この治療空間(X,Y,Z座標系)で患者15を撮影しu,v座標系に射影したX線透視画像13bと治療計画の段階でボクセルデータから仮想的にu,v座標系に再構成したDRR画像との一致がとれれば、患者15の患部の位置が、アイソセンタに一致していることの確認がとれたことになる。
しかし、この確認の妥当性は、治療空間(X,Y,Z座標系)において、X線源11及びX線検出器12が、設計情報45のとおりに設置されていることを前提にしている。
Then, the bed 16 to which the patient 15 is fixed is moved to a determined position in the treatment space (X, Y, Z coordinate system), and is imaged by the X-ray imaging apparatus 10 to obtain an X-ray fluoroscopic image 13b.
The patient 15 is imaged in this treatment space (X, Y, Z coordinate system), and the X-ray fluoroscopic image 13b projected onto the u, v coordinate system and the voxel data are virtually re-entered into the u, v coordinate system at the stage of treatment planning. If it matches with the constructed DRR image, it is confirmed that the position of the affected part of the patient 15 matches the isocenter.
However, the validity of this confirmation is based on the premise that the X-ray source 11 and the X-ray detector 12 are installed according to the design information 45 in the treatment space (X, Y, Z coordinate system). .

図3に示すアライメント調整支援装置30は、X線撮影機器10を構成するX線源11及びX線検出器12の、治療空間(X,Y,Z座標系)における現実の取り付け位置及び姿勢を認識するものである。そして、この現実の取り付け位置及び姿勢と設計情報とのずれ量を求め、このずれ量を解消するX線源11及びX線検出器12のアライメント調整を支援するものである。   The alignment adjustment support apparatus 30 shown in FIG. 3 shows the actual mounting position and posture of the X-ray source 11 and the X-ray detector 12 constituting the X-ray imaging apparatus 10 in the treatment space (X, Y, Z coordinate system). Recognize. Then, a deviation amount between the actual mounting position and orientation and the design information is obtained, and alignment adjustment of the X-ray source 11 and the X-ray detector 12 for eliminating the deviation amount is supported.

図1に示すように、アライメント調整は、少なくとも6個の基準点20(201〜206)を埋め込んだリファレンス体21を、治療空間(X,Y,Z座標系)の所定位置に配置することにより、定期的に実施される。
リファレンス体21の配置は、例えば、治療空間を取り囲む床面の基準ポイントに、着脱自在に設置した治具等を介して行われる。
このように、リファレンス体21が配置されることで、6個の基準点20(201〜206)のそれぞれは、空間の座標系(X,Y,Z)の所望した位置に、正確に位置決めされることになる。
As shown in FIG. 1, in the alignment adjustment, a reference body 21 in which at least six reference points 20 (20 1 to 20 6 ) are embedded is arranged at a predetermined position in a treatment space (X, Y, Z coordinate system). It is carried out regularly.
The reference body 21 is disposed, for example, via a jig or the like that is detachably installed at a reference point on the floor surface surrounding the treatment space.
Thus, by arranging the reference body 21, each of the six reference points 20 (20 1 to 20 6 ) is accurately located at a desired position in the coordinate system (X, Y, Z) of the space. Will be positioned.

この座標系(X,Y,Z)における6個の基準点の空間座標(Xn,Yn,Zn);n=1〜6は、アライメント調整支援装置30の記憶部37a(図3)に保存されている。
X線撮影機器10は、このように配置されたリファレンス体21に対し、X線源11から出力したX線を放射させ、X線検出器12上に射影させた透視画像13aを撮像する。
ここでX線検出器12は、X線の検出素子が2次元アレイ状に配置され、X線源11から放出され患者15又はリファレンス体21を透過してそれぞれの検出素子に到達したX線のエネルギーの減衰量に応じ、X線透視画像13a,13bを形成する。
X線源11は、電子を高速で金属ターゲットに衝突させてX線を発生させるX線管が採用されるが、人体組織を減衰しながら通過することができるX線電磁波を出力するものであれば適宜採用される。
Spatial coordinates (X n , Y n , Z n ) of six reference points in this coordinate system (X, Y, Z); n = 1 to 6 are storage units 37a (FIG. 3) of the alignment adjustment support device 30 Is saved.
The X-ray imaging apparatus 10 radiates the X-ray output from the X-ray source 11 to the reference body 21 arranged in this way, and captures a fluoroscopic image 13 a projected onto the X-ray detector 12.
Here, in the X-ray detector 12, X-ray detection elements are arranged in a two-dimensional array, and the X-rays emitted from the X-ray source 11 are transmitted through the patient 15 or the reference body 21 and reach the respective detection elements. X-ray fluoroscopic images 13a and 13b are formed according to the amount of energy attenuation.
The X-ray source 11 employs an X-ray tube that generates X-rays by colliding electrons with a metal target at a high speed. However, the X-ray source 11 outputs X-ray electromagnetic waves that can pass through while attenuating human tissue. If appropriate.

図3に示すアライメント調整支援装置30において、透視画像入力部31は、X線撮影装置、画像サーバ、メディア、ネットワークストレージ等に一時保存されている透視画像13を入力し、表示部34に表示させる。
そして決定部32は、この透視画像13を入力し、図1に示す透視画像の座標系(u,v)において6個の基準点の領域23(231〜236)を認識する。さらに決定部32は、認識された各々の領域23(231〜236)の各々から、代表する6つの射影座標(un,vn);n=1〜6を決定し記憶部37aに保存する。
なおこの射影座標(un,vn)は、それぞれの領域23の重心位置を代表として決定することが考えられるが、代表位置の決定方法について特に限定されない。
In the alignment adjustment support apparatus 30 shown in FIG. 3, the fluoroscopic image input unit 31 inputs the fluoroscopic image 13 temporarily stored in an X-ray imaging apparatus, an image server, a medium, a network storage, or the like, and displays the fluoroscopic image 13 on the display unit 34. .
Then, the determination unit 32 inputs the fluoroscopic image 13 and recognizes six reference point regions 23 (23 1 to 23 6 ) in the coordinate system (u, v) of the fluoroscopic image shown in FIG. Furthermore, the determination unit 32 determines six representative projection coordinates (u n , v n ); n = 1 to 6 from each of the recognized regions 23 (23 1 to 23 6 ), and stores them in the storage unit 37a. save.
The projected coordinates (u n , v n ) can be determined with the center of gravity of each region 23 as a representative, but the method for determining the representative position is not particularly limited.

これら認識された基準点の領域23(231〜236)及び決定された射影座標(un,vn);n=1〜6は、表示部34において、透視画像13に重ね書き表示することができる。このように表示部34に重ね書き表示することにより、決定部32により決定された射影座標(un,vn);n=1〜6の妥当性を、ユーザが目視により評価することができる。また表示部34に表示される情報として、決定位置と射影位置の基準点の輪郭、重心や射影位置の画像を作成して画像と差分表示した画像等が挙げられる。
なお、表示部34は必須の構成要件ではなく、ユーザによる目視評価が不要であれば、省略することもできる。
These recognized reference point regions 23 (23 1 to 23 6 ) and the determined projection coordinates (u n , v n ); n = 1 to 6 are overwritten and displayed on the fluoroscopic image 13 on the display unit 34. be able to. Thus, by overwriting and displaying on the display unit 34, the user can visually evaluate the validity of the projection coordinates (u n , v n ); n = 1 to 6 determined by the determination unit 32. . Examples of information displayed on the display unit 34 include an outline of a reference point for a determined position and a projected position, an image obtained by creating an image of the center of gravity and a projected position, and displaying the difference from the image.
Note that the display unit 34 is not an indispensable component, and can be omitted if visual evaluation by the user is unnecessary.

導出部33は、空間の座標系(X,Y,Z)における6個の基準点の空間座標(Xn,Yn,Zn);n=1〜6を、対応する6つの射影座標(un,vn);n=1〜6に座標変換する射影行列Pを導出する。 The deriving unit 33 converts the spatial coordinates (X n , Y n , Z n ) of six reference points in the spatial coordinate system (X, Y, Z); n = 1 to 6 into the corresponding six projected coordinates ( u n , v n ); A projection matrix P for coordinate transformation to n = 1 to 6 is derived.

図4に基づいて、射影行列Pについて説明する。
治療空間の座標系(X,Y,Z)と、透視画像(X線検出器12)の座標系(u,v)との関係は、式(1)で表すことができる。ここで、λは任意の実数で、Pは3×4の射影行列である。
この射影行列Pを求めることができれば、座標系(X,Y,Z)におけるX線源11の並進方向の位置と、X線検出器12の並進方向の位置及び回転方向の姿勢とを算出することができる。
The projection matrix P will be described with reference to FIG.
The relationship between the coordinate system (X, Y, Z) of the treatment space and the coordinate system (u, v) of the fluoroscopic image (X-ray detector 12) can be expressed by Expression (1). Here, λ is an arbitrary real number, and P is a 3 × 4 projection matrix.
If this projection matrix P can be obtained, the translational position of the X-ray source 11 in the coordinate system (X, Y, Z) and the translational position and rotational orientation of the X-ray detector 12 are calculated. be able to.

ここで、X線源11の位置を原点として、X線検出器12のu軸及びv軸のそれぞれに向きを合わせたx軸及びy軸と、このx×yの外積の向きに合わせたz軸とから規定される、カメラ座標系(x,y,z)を設定する。
ここでカメラ座標系(x,y,z)と、透視画像(X線検出器12)の座標系(u,v)との関係は、式(2)で表すことができる。ここで、λは任意の実数で、su,svはそれぞれX線検出器12のu軸及びv軸方向の画素ピッチ、fはX線源11からX線検出器12までの距離を表す。
Here, with the position of the X-ray source 11 as the origin, the x-axis and y-axis that are aligned with the u-axis and the v-axis of the X-ray detector 12, and z that is aligned with the direction of the outer product of this x × y A camera coordinate system (x, y, z) defined from the axis is set.
Here, the relationship between the camera coordinate system (x, y, z) and the coordinate system (u, v) of the fluoroscopic image (X-ray detector 12) can be expressed by equation (2). Here, λ is an arbitrary real number, s u and s v are pixel pitches in the u-axis and v-axis directions of the X-ray detector 12, and f is a distance from the X-ray source 11 to the X-ray detector 12, respectively. .

さらに、カメラ座標系(x,y,z)と、治療空間の座標系(X,Y,Z)との関係は、式(3)で表すことができる。ここで、(ux,uy,uz)はカメラ座標系のx軸の基底ベクトルを表し、(vx,vy,vz)はカメラ座標系のy軸の基底ベクトルを表し、(wx,wy,wz)はカメラ座標系のz軸の基底ベクトルを表し、(lx,ly,lz)は治療空間の座標系(X,Y,Z)におけるX線源11の位置を表している。
式(2)と式(3)との関係から、治療空間の座標系(X,Y,Z)とX線検出器の座標系(u,v)との関係は式(4)で表される。
Furthermore, the relationship between the camera coordinate system (x, y, z) and the coordinate system (X, Y, Z) of the treatment space can be expressed by equation (3). Here, (u x , u y , u z ) represents the x-axis basis vector of the camera coordinate system, (v x , v y , v z ) represents the y-axis basis vector of the camera coordinate system, ( w x , w y , w z ) represents the basis vector of the z axis of the camera coordinate system, and (l x , l y , l z ) represents the X-ray source 11 in the treatment space coordinate system (X, Y, Z). Represents the position.
From the relationship between Equation (2) and Equation (3), the relationship between the coordinate system (X, Y, Z) of the treatment space and the coordinate system (u, v) of the X-ray detector is expressed by Equation (4). The

この式(4)のうち式(1)の射影行列Pに対応する部分を計算すると、カメラ座標系のx軸,y軸(X線検出器のu軸,v軸)の基底ベクトル(ux,uy,uz)(vx,vy,vz)及びz軸の基底ベクトル(wx,wy,wz)とX線源の位置(lx,ly,lz)が算出される。
さらに、X線検出器の位置(cx,cy,cz)を式(5)から算出することができる。ここで、wは、X線検出器のu軸の画素数を表し、hはv軸の画素数を表している。
このように、射影行列Pを求めれば、座標系(X,Y,Z)におけるX線源11の並進方向の位置と、X線検出器12の並進方向の位置及び回転方向の姿勢とを算出することができる。
Calculating the portion corresponding to the projection matrix P of among Formula (1) in the equation (4), basis vectors in the x-axis of the camera coordinate system, y-axis (u-axis of the X-ray detector, v-axis) (u x , u y , u z ) (v x , v y , v z ) and the z-axis basis vector (w x , w y , w z ) and the position of the X-ray source (l x , l y , l z ) Calculated.
Furthermore, the position (c x , c y , c z ) of the X-ray detector can be calculated from the equation (5). Here, w represents the number of pixels on the u-axis of the X-ray detector, and h represents the number of pixels on the v-axis.
Thus, if the projection matrix P is obtained, the translational position of the X-ray source 11 in the coordinate system (X, Y, Z), the translational position of the X-ray detector 12 and the orientation in the rotational direction are calculated. can do.

ここで、射影行列Pの未知数は、治療空間の座標系(X,Y,Z)において既知である6個の基準点の空間座標(Xn,Yn,Zn);n=1〜6と、それらが射影されたX線検出器12上の6つの射影座標(un,vn);n=1〜6と、から求めることができる。
式(1)により定義された射影行列Pは、さらに式(6)のように定義することができ、さらに式(7)の関係が成立する。この式(7)から射影行列Pが求められる。
なお、上述において治療空間等の座標系を直交座標系として説明するが、これら座標系は直交座標系に限定されるものではない。
Here, the unknowns of the projection matrix P are six reference point spatial coordinates (X n , Y n , Z n ) known in the treatment space coordinate system (X, Y, Z); n = 1-6 And the six projected coordinates (u n , v n ) on the X-ray detector 12 on which they are projected; n = 1 to 6.
The projection matrix P defined by equation (1) can be further defined as in equation (6), and further the relationship of equation (7) is established. A projection matrix P is obtained from this equation (7).
In the above description, the coordinate system such as the treatment space is described as an orthogonal coordinate system, but these coordinate systems are not limited to the orthogonal coordinate system.

第1演算部41は、X線源位置演算部41aと、X線検出器位置演算部41bと、X線検出器姿勢演算部41cとから構成されている。
X線源位置演算部41aは、この射影行列Pに基づき空間の座標系(X,Y,Z)におけるX線源11の位置情報(l,l,l)を演算し記憶部37bに保存する。
X線検出器位置演算部41bは、射影行列Pに基づき空間の座標系(X,Y,Z)におけるX線検出器12の位置情報(c,c,c)を演算し記憶部37bに保存する。
X線検出器姿勢演算部41cは、姿勢情報(u, u,u)(v,v,v)(w,w,w)を演算し記憶部37bに保存する。
The first calculation unit 41 includes an X-ray source position calculation unit 41a, an X-ray detector position calculation unit 41b, and an X-ray detector attitude calculation unit 41c.
The X-ray source position calculation unit 41a calculates position information (l x , l y , l z ) of the X-ray source 11 in the spatial coordinate system (X, Y, Z) based on the projection matrix P, and stores the storage unit 37b. Save to.
The X-ray detector position calculation unit 41b calculates the position information (c x , c y , c z ) of the X-ray detector 12 in the spatial coordinate system (X, Y, Z) based on the projection matrix P and stores it therein. Save to 37b.
X-ray detector position calculating unit 41c store, posture information (u x, u y, u z) (v x, v y, v z) (w x, w y, w z) of the calculated storage unit 37b the To do.

第2演算部42は、空間の座標系(X,Y,Z)におけるX線源11の設計情報45とその位置情報(l,l,l)とに基づいて、X線源11の調整量(ずれ量)を演算する。
そして第2演算部42で演算された調整量に基づいてX線源11のアライメント調整が行われる。
第3演算部43は、空間の座標系(X,Y,Z)におけるX線検出器12の設計情報45とその位置情報(c,c,c)及び姿勢情報(u,u,u)(v,v,v)(w,w,w)とに基づいてX線検出器12の調整量(ずれ量)を演算する。
そして第3演算部43で演算された調整量に基づいてX線検出器12のアライメント調整が行われる。
The second calculation unit 42 is based on the design information 45 of the X-ray source 11 and its position information (l x , l y , l z ) in the spatial coordinate system (X, Y, Z). The adjustment amount (deviation amount) is calculated.
Then, the alignment adjustment of the X-ray source 11 is performed based on the adjustment amount calculated by the second calculation unit 42.
The third calculation unit 43 includes design information 45 of the X-ray detector 12 in the spatial coordinate system (X, Y, Z), position information (c x , c y , c z ), and posture information (u x , u). The adjustment amount (deviation amount) of the X-ray detector 12 is calculated based on y , u z ) (v x , v y , v z ) (w x , w y , w z ).
Then, the alignment adjustment of the X-ray detector 12 is performed based on the adjustment amount calculated by the third calculation unit 43.

図6は、表示部34に重ね書き表示される、X線透視画像13aと、決定部32において自動的に認識された6個の基準点の領域23(231〜236)と、を示している。
このように、自動機能では、基準点の領域23(231〜236)の認識範囲の修正が必要となる場合がある。
手動設定部35は、基準点の領域23(231〜236)の認識を、入力手段36を介して手動により設定するものである。そして手動設定した領域23(231〜236)から、6つの射影座標(un,vn);n=1〜6が算出される。
FIG. 6 shows an X-ray fluoroscopic image 13 a displayed overlaid on the display unit 34, and six reference point regions 23 (23 1 to 23 6 ) automatically recognized by the determination unit 32. ing.
Thus, in the automatic function, it may be necessary to correct the recognition range of the reference point region 23 (23 1 to 23 6 ).
The manual setting unit 35 manually sets the recognition of the reference point region 23 (23 1 to 23 6 ) via the input unit 36. Then, from the manually set region 23 (23 1 to 23 6 ), six projection coordinates (u n , v n ); n = 1 to 6 are calculated.

手動で修正した基準点の射影座標(un,vn)を使用して、式(7)から射影行列Pを求めることも可能だが、修正した基準点の座標と射影行列から算出される射影座標がずれてしまう可能性がある。
例えば修正した基準点の射影座標(u1,v1)の位置を正とした場合、式(8)が成立する。さらに式(7)のp14、p24以外の射影行列のパラメータpを式(9)で求める。この式(9)で求めたパラメータpを使用し、式(8)からp14、p24を算出する。
これにより、基準点の射影座標を修正して、正確なX線源11の位置情報(l,l,l)及びX線検出器12の位置情報(c,c,c)及び姿勢情報(u,u,u)(v,v,v)(w,w,w)を求めることができる。
上記は修正した1つの基準点を正とした場合であるが、複数の基準点でも可能である。
Although it is possible to obtain the projection matrix P from Equation (7) using the manually corrected projection coordinates (u n , v n ) of the reference point, the projection calculated from the corrected reference point coordinates and the projection matrix Coordinates may be shifted.
For example, when the position of the projected coordinates (u 1 , v 1 ) of the corrected reference point is positive, Equation (8) is established. Further, parameters p of the projection matrix other than p 14 and p 24 in Expression (7) are obtained by Expression (9). Using the parameter p obtained by the equation (9), p 14 and p 24 are calculated from the equation (8).
As a result, the projection coordinates of the reference point are corrected, and the accurate position information (l x , l y , l z ) of the X-ray source 11 and position information (c x , c y , c z ) of the X-ray detector 12 are corrected. ) And posture information (u x , u y , u z ) (v x , v y , v z ) (w x , w y , w z ).
The above is a case where one corrected reference point is positive, but a plurality of reference points are also possible.

なお、アライメント調整支援装置30において表示部34及び手動設定部35は、必須の構成要素ではなく、基準点の射影座標(u1,v1)の決定精度が十分に保証されるものであれば、省略することができる。
また、本実施形態は、一対のX線撮影機器10が、空間の座標系(X,Y,Z)に固定されたものを例示しているが、複数対のX線撮影機器10が設置される場合であったり、アイソセンタが中心となるように回転したりする場合も適用することができる。
Note that the display unit 34 and the manual setting unit 35 in the alignment adjustment support device 30 are not indispensable constituent elements, as long as the accuracy of determining the projection coordinates (u 1 , v 1 ) of the reference point is sufficiently guaranteed. Can be omitted.
In the present embodiment, a pair of X-ray imaging devices 10 is illustrated as being fixed to a spatial coordinate system (X, Y, Z), but a plurality of pairs of X-ray imaging devices 10 are installed. The present invention can also be applied to a case where the center is rotated or the isocenter is centered.

次に図7のフローチャートに基づいて、放射線治療の一連のプロセス並びに、このプロセスに含まれるアライメント調整支援方法の手順及びアライメント調整支援プログラムのアルゴリズムについて説明する。
なお、このフローチャートにおいて、説明の便宜上、治療計画の段階(S11〜S13)、アライメント調整の段階(S14〜S20)及びビーム照射治療の段階(S22〜S26)を連続的に示しているが、それぞれの段階は独立した作業工程である。
アライメント調整の作業が定期的に行われる場合、患者治療の一連の工程において、アライメント調整の段階は、治療計画の段階に先立って実施される場合や、省略される場合もありうる。
Next, based on the flowchart of FIG. 7, a series of processes of radiation therapy, a procedure of an alignment adjustment support method included in this process, and an algorithm of an alignment adjustment support program will be described.
In this flowchart, for convenience of explanation, the treatment planning stage (S11 to S13), the alignment adjustment stage (S14 to S20), and the beam irradiation treatment stage (S22 to S26) are shown continuously. This stage is an independent work process.
When the alignment adjustment operation is performed periodically, the alignment adjustment step may be performed prior to the treatment planning step or may be omitted in a series of patient treatment steps.

まず、治療計画の段階において、ベッド16に固定した患者15を、X線CT装置等にかけて、患部が包含された体内の立体像(ボクセルデータ)を撮像する(S11)。
そして、このボクセルデータから特定した患部の領域に基づいて、治療ビームの照射位置、照射角度、照射範囲、放射線量、回数などの条件を決定する(S12)。
First, at the stage of the treatment plan, the patient 15 fixed to the bed 16 is subjected to an X-ray CT apparatus or the like to take a three-dimensional image (voxel data) inside the body including the affected part (S11).
Based on the region of the affected area identified from the voxel data, conditions such as the treatment beam irradiation position, irradiation angle, irradiation range, radiation dose, and number of times are determined (S12).

そして、X線源11及びX線検出器12の設計情報45から設定された仮想視点及び仮想平面に基づき、患者15の立体像(ボクセルデータ)を、平面上に再構成したDRR画像を生成する(S13)。   Then, based on the virtual viewpoint and virtual plane set from the design information 45 of the X-ray source 11 and the X-ray detector 12, a DRR image is generated by reconstructing a stereoscopic image (voxel data) of the patient 15 on the plane. (S13).

次に、X線源11及びX線検出器12のアライメント調整の段階において、リファレンス体21を、治療空間(X,Y,Z座標系)の所定位置に配置して、基準点20(201〜206)の位置決めを行う(S14)。
X線源11から出力したX線を、基準点20(201〜206)に放射し、X線検出器12上に射影し、リファレンス体21のX線透視画像13aを撮影する(S15)。
そして、この透視画像13aから認識された基準点の領域23(231〜236)の各々から、射影座標(un,vn);n=1〜6を決定する(S16)。
Then, at the stage of alignment of the X-ray source 11 and the X-ray detector 12, the reference member 21, the treatment space (X, Y, Z coordinate system) is disposed at a predetermined position of the reference point 20 (20 1 ˜20 6 ) is positioned (S14).
The X-ray output from the X-ray source 11 is emitted to the reference point 20 (20 1 to 20 6 ), projected onto the X-ray detector 12, and an X-ray fluoroscopic image 13a of the reference body 21 is captured (S15). .
Then, from each of the regions 23 of the recognized reference points from the fluoroscopic image 13a (23 1 ~23 6), the projective coordinates (u n, v n); n = determining 1 to 6 (S16).

さらに空間の座標系における基準点の空間座標(Xn,Yn,Zn);n=1〜6を、対応する射影座標(un,vn);n=1〜6に、座標変換する射影行列Pを導出する(S17)。
そして、この射影行列Pに基づき、空間の座標系におけるX線源11の位置情報(l,l,l)、X線検出器12の位置情報(c,c,c)及び姿勢情報(u, u,u)(v,v,v)(w,w,w)を演算する(S18)。
Further, the space coordinates (X n , Y n , Z n ) of the reference point in the space coordinate system; n = 1 to 6 are converted into corresponding projective coordinates (u n , v n ); n = 1 to 6 A projection matrix P to be derived is derived (S17).
Based on the projection matrix P, the position information (l x , l y , l z ) of the X-ray source 11 in the spatial coordinate system and the position information (c x , c y , c z ) of the X-ray detector 12 are obtained. and orientation information (u x, u y, u z) (v x, v y, v z) (w x, w y, w z) calculates the (S18).

X線源11及びX線検出器12の位置情報等を、設計情報45と対比して、それぞれの差分を計算する(S19)。そして、この差分が許容範囲を外れていれば(S20 No)、X線源11及びX線検出器12のアライメント調整を行い(S21)、その後に再度、リファレンス体21の透視画像13を撮影する(S15〜S19)。   The positional information and the like of the X-ray source 11 and the X-ray detector 12 are compared with the design information 45, and the respective differences are calculated (S19). If this difference is outside the allowable range (No in S20), alignment adjustment of the X-ray source 11 and the X-ray detector 12 is performed (S21), and then the fluoroscopic image 13 of the reference body 21 is captured again. (S15-S19).

そして、差分が許容範囲内であれば(S20Yes)、ビーム照射治療の段階に移る。
患者15を固定したベッド16を治療空間の座標系(X,Y,Z)の決定位置に移動し、患者15の患部の位置をアイソセンタに合わせる(S22)。
If the difference is within the allowable range (S20 Yes), the process proceeds to the beam irradiation treatment stage.
The bed 16 to which the patient 15 is fixed is moved to the determined position in the coordinate system (X, Y, Z) of the treatment space, and the position of the affected part of the patient 15 is adjusted to the isocenter (S22).

X線撮影機器10で患者15のX線透視画像13bを1枚撮影し(S23)、このX線透視画像13bとDRR画像とを対比する(S24)。
そして、両者が許容範囲内で一致していなければ(S25 No)、ベッド16の移動を再調整する(S21〜S22)。
そして、両者が許容範囲内で一致していれば(S25 Yes)、治療ビームを患部に照射する(S26 END)。
One X-ray fluoroscopic image 13b of the patient 15 is taken with the X-ray imaging apparatus 10 (S23), and this X-ray fluoroscopic image 13b is compared with the DRR image (S24).
And if both do not correspond within an allowable range (S25 No), the movement of the bed 16 is readjusted (S21-S22).
And if both correspond in the tolerance | permissible_range (S25 Yes), a treatment beam is irradiated to an affected part (S26 END).

以上述べた少なくともひとつの実施形態のX線撮影機器のアライメント調整支援装置によれば、6つの基準点を含むリファレンス体のX線透視画像を1枚撮影するだけで、X線源の位置、X線検出器の位置及び姿勢に関する情報を演算することができる。これにより、機械的な機構を特別に設ける必要が無く、また作用者が特殊な技能を習得する必要もなく、X線撮影機器を構成するX線源及びX線検出器のアライメント調整をすることができる。   According to the alignment adjustment support device for an X-ray imaging apparatus of at least one embodiment described above, the position of the X-ray source, X Information about the position and orientation of the line detector can be calculated. As a result, it is not necessary to provide a special mechanical mechanism, and the operator does not need to acquire special skills, and the alignment adjustment of the X-ray source and X-ray detector constituting the X-ray imaging apparatus is performed. Can do.

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。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

以上説明したアライメント調整支援装置は、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。   The alignment adjustment support apparatus described above includes a control device in which a processor such as a dedicated chip, FPGA (Field Programmable Gate Array), GPU (Graphics Processing Unit), or CPU (Central Processing Unit) is highly integrated, and ROM ( Storage devices such as Read Only Memory (RAM) and Random Access Memory (RAM), external storage devices such as HDD (Hard Disk Drive) and SSD (Solid State Drive), display devices such as a display, and inputs such as a mouse and a keyboard The apparatus and the communication I / F are provided, and can be realized by a hardware configuration using a normal computer.

またアライメント調整支援装置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。   A program executed by the alignment adjustment support apparatus is provided by being incorporated in advance in a ROM or the like. Alternatively, this program is stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, CD-R, memory card, DVD, or flexible disk (FD) as an installable or executable file. You may make it do.

また、本実施形態に係るX線撮影機器のアライメント調整支援装置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、このアライメント調整支援装置は、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。
Further, the program executed by the alignment adjustment support apparatus of the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. .
In addition, this alignment adjustment support device can be configured by combining separate modules that perform each function of the components independently by a network or a dedicated line.

10…X線撮影機器、11…X線源、12…X線検出器、13a,13b…X線透視画像、15…患者、16…ベッド、20(201〜206)…基準点、21…リファレンス体、23(231〜236)…基準点の領域、30…アライメント調整支援装置、31…透視画像入力部、32…基準点射影座標決定部、33…射影行列導出部、34…表示部、35…手動設定部、36…入力手段、37a,37b…記憶部、41…第1演算部、41a…X線源位置演算部、41b…X線検出器位置演算部、41c…X線検出器姿勢演算部、42…第2演算部、43…第3演算部、45…設計情報、P…射影行列。 10 ... X-ray imaging device, 11 ... X-ray source, 12 ... X-ray detector, 13a, 13b ... X-ray fluoroscopic image, 15 ... patient, 16 ... bed, 20 (20 1 to 20 6) ... reference point, 21 Reference body, 23 (23 1 to 23 6 ) ... reference point region, 30 ... alignment adjustment support device, 31 ... perspective image input unit, 32 ... reference point projection coordinate determination unit, 33 ... projection matrix derivation unit, 34 ... Display unit 35 ... Manual setting unit 36 ... Input means 37a, 37b ... Storage unit 41 ... First calculation unit 41a ... X-ray source position calculation unit 41b ... X-ray detector position calculation unit 41c ... X Line detector attitude calculation unit, 42 ... second calculation unit, 43 ... third calculation unit, 45 ... design information, P ... projection matrix.

Claims (6)

X線源及びX線検出器が設置された空間の座標系に位置決めされた少なくとも6個の基準点に、前記X線源から出力したX線を放射させ、前記X線検出器上に射影させた透視画像を入力する透視画像入力部と、
前記透視画像の座標系において、認識された前記6個の基準点の領域から、各々の領域を代表する6つの射影座標を決定する決定部と、
前記空間の座標系における前記6個の基準点の空間座標を、対応する前記6つの射影座標に、座標変換する射影行列を導出する導出部と、
前記射影行列に基づき、前記空間の座標系における前記X線源の位置情報、並びに前記X線検出器の位置情報及び姿勢情報を演算する第1演算部と、を備えることを特徴とするX線撮影機器のアライメント調整支援装置。
X-rays output from the X-ray source are emitted to at least six reference points positioned in the coordinate system of the space where the X-ray source and the X-ray detector are installed, and projected onto the X-ray detector. A fluoroscopic image input unit for inputting the fluoroscopic image;
In the coordinate system of the perspective image, a determination unit that determines six projective coordinates representing each region from the recognized regions of the six reference points;
A derivation unit for deriving a projection matrix for coordinate conversion of the spatial coordinates of the six reference points in the coordinate system of the space into the corresponding six projection coordinates;
An X-ray comprising: a first calculation unit that calculates position information of the X-ray source in the coordinate system of the space and position information and posture information of the X-ray detector based on the projection matrix. Alignment support device for photographic equipment.
請求項1に記載のX線撮影機器のアライメント調整支援装置において、
前記空間の座標系における前記X線源の設計情報とその前記位置情報とに基づいて、前記X線源の調整量を演算する第2演算部と、
前記空間の座標系における前記X線検出器の設計情報とその前記位置情報及び前記姿勢情報とに基づいて、前記X線検出器の調整量を演算する第3演算部と、を備えることを特徴とするX線撮影機器のアライメント調整支援装置。
In the alignment adjustment assistance apparatus of the X-ray imaging apparatus of Claim 1,
A second calculator that calculates an adjustment amount of the X-ray source based on design information of the X-ray source in the coordinate system of the space and the position information;
A third operation unit that calculates an adjustment amount of the X-ray detector based on design information of the X-ray detector in the coordinate system of the space, the position information, and the posture information. An alignment adjustment support apparatus for X-ray imaging equipment.
請求項1又は請求項2に記載のX線撮影機器のアライメント調整支援装置において、
前記透視画像を表示するとともに認識された前記基準点の領域を前記透視画像に重ね書き表示させる表示部を備えることを特徴とするX線撮影機器のアライメント調整支援装置。
In the alignment adjustment assistance apparatus of the X-ray imaging apparatus of Claim 1 or Claim 2,
An alignment adjustment support apparatus for an X-ray imaging apparatus, comprising: a display unit that displays the fluoroscopic image and displays the recognized reference point region overlaid on the fluoroscopic image.
請求項3に記載のX線撮影機器のアライメント調整支援装置において、
前記基準点の領域の認識を手動設定により行う手動設定部を備えることを特徴とするX線撮影機器のアライメント調整支援装置。
In the alignment adjustment assistance apparatus of the X-ray imaging apparatus of Claim 3,
An alignment adjustment support apparatus for an X-ray imaging apparatus, comprising: a manual setting unit that performs manual setting for recognizing the reference point region.
X線源及びX線検出器が設置された空間の座標系に少なくとも6個の基準点を位置決めするステップと、
前記X線源から出力したX線を、6個の基準点に放射するステップと、
前記X線検出器上に射影させた透視画像を入力するステップと、
前記透視画像の座標系において、認識された前記6個の基準点の領域から、各々の領域を代表する6つの射影座標を決定するステップと、
前記空間の座標系における前記6個の基準点の空間座標を、対応する前記6つの射影座標に、座標変換する射影行列を導出するステップと、
前記射影行列に基づき、前記空間の座標系における前記X線源の位置情報、並びに前記X線検出器の位置情報及び姿勢情報を演算するステップと、を含むことを特徴とするX線撮影機器のアライメント調整支援方法。
Positioning at least six reference points in a coordinate system of a space in which the X-ray source and the X-ray detector are installed;
Emitting X-rays output from the X-ray source to six reference points;
Inputting a fluoroscopic image projected on the X-ray detector;
Determining, in the coordinate system of the perspective image, six projected coordinates representing each region from the recognized regions of the six reference points;
Deriving a projection matrix for coordinate transformation of the spatial coordinates of the six reference points in the spatial coordinate system into the corresponding six projected coordinates;
Calculating the position information of the X-ray source in the coordinate system of the space and the position information and posture information of the X-ray detector based on the projection matrix. Alignment support method.
コンピュータに、
X線源及びX線検出器が設置された空間の座標系に位置決めされた少なくとも6個の基準点に、前記X線源から出力したX線を放射させ、前記X線検出器上に射影させた透視画像を入力するステップ、
前記透視画像の座標系において、認識された前記6個の基準点の領域から、各々の領域を代表する6つの射影座標を決定するステップ、
前記空間の座標系における前記6個の基準点の空間座標を、対応する前記6つの射影座標に、座標変換する射影行列を導出するステップ、
前記射影行列に基づき、前記空間の座標系における前記X線源の位置情報、並びに前記X線検出器の位置情報及び姿勢情報を演算するステップ、を実行させることを特徴とするX線撮影機器のアライメント調整支援プログラム。
On the computer,
X-rays output from the X-ray source are emitted to at least six reference points positioned in the coordinate system of the space where the X-ray source and the X-ray detector are installed, and projected onto the X-ray detector. Inputting a transparent image,
Determining, in the coordinate system of the perspective image, six projective coordinates representing each area from the recognized areas of the six reference points;
Deriving a projection matrix for coordinate conversion of the spatial coordinates of the six reference points in the spatial coordinate system into the corresponding six projected coordinates;
An X-ray imaging apparatus, comprising: executing position information of the X-ray source in the coordinate system of the space, and position information and posture information of the X-ray detector based on the projection matrix. Alignment support program.
JP2016056081A 2016-03-18 2016-03-18 Alignment adjustment support device, method and program for X-ray imaging equipment Active JP6732489B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016056081A JP6732489B2 (en) 2016-03-18 2016-03-18 Alignment adjustment support device, method and program for X-ray imaging equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016056081A JP6732489B2 (en) 2016-03-18 2016-03-18 Alignment adjustment support device, method and program for X-ray imaging equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017169627A true JP2017169627A (en) 2017-09-28
JP6732489B2 JP6732489B2 (en) 2020-07-29

Family

ID=59969674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016056081A Active JP6732489B2 (en) 2016-03-18 2016-03-18 Alignment adjustment support device, method and program for X-ray imaging equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6732489B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020018692A (en) * 2018-08-02 2020-02-06 株式会社島津製作所 Radiation picture processing apparatus and radiation picture processing method
JP2021006243A (en) * 2019-06-27 2021-01-21 株式会社リコー Radiation source position estimation system, calibration system, and biomagnetism measurement system
WO2022181663A1 (en) * 2021-02-26 2022-09-01 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Radiation therapy device, medical image processing device, radiation therapy method, and program
CN117582243A (en) * 2024-01-19 2024-02-23 苏州铸正机器人有限公司 Calibration system and space positioning method of C-arm X-ray machine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05164517A (en) * 1991-12-18 1993-06-29 Ono Sokki Co Ltd Measuring method for three-dimensional coordinates
US20060002519A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-05 East Carolina University Radiation isocenter measurement devices and methods and 3-D radiation isocenter visualization systems and related methods
JP2006051216A (en) * 2004-08-12 2006-02-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Radiation therapy apparatus, treatment table for radiation therapy apparatus, method for correcting coordinates for radiation therapy apparatus
JP2006167455A (en) * 2004-12-17 2006-06-29 General Electric Co <Ge> Method and device for geometric configuration at time of acquisition of imaging system
WO2007102509A1 (en) * 2006-03-09 2007-09-13 Imagnosis Inc. Medical image processing method
JP2009106644A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Toshiba Corp X-ray imaging apparatus and method for supporting alignment adjustment
WO2013061609A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 国立大学法人北海道大学 Position-adjustment method, fluoroscopy device, and moving-body tracking device provided therewith for use in radiation therapy

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05164517A (en) * 1991-12-18 1993-06-29 Ono Sokki Co Ltd Measuring method for three-dimensional coordinates
US20060002519A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-05 East Carolina University Radiation isocenter measurement devices and methods and 3-D radiation isocenter visualization systems and related methods
WO2006007584A2 (en) * 2004-07-01 2006-01-19 East Carolina University Radiation isocenter measurement devices and methods and 3-d radiation isocenter visualization systems and related methods
JP2006051216A (en) * 2004-08-12 2006-02-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Radiation therapy apparatus, treatment table for radiation therapy apparatus, method for correcting coordinates for radiation therapy apparatus
JP2006167455A (en) * 2004-12-17 2006-06-29 General Electric Co <Ge> Method and device for geometric configuration at time of acquisition of imaging system
US20070172033A1 (en) * 2004-12-17 2007-07-26 Sebastien Gorges Method and apparatus for acquisition geometry of an imaging system
WO2007102509A1 (en) * 2006-03-09 2007-09-13 Imagnosis Inc. Medical image processing method
JP2009106644A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Toshiba Corp X-ray imaging apparatus and method for supporting alignment adjustment
WO2013061609A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 国立大学法人北海道大学 Position-adjustment method, fluoroscopy device, and moving-body tracking device provided therewith for use in radiation therapy

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020018692A (en) * 2018-08-02 2020-02-06 株式会社島津製作所 Radiation picture processing apparatus and radiation picture processing method
JP2021006243A (en) * 2019-06-27 2021-01-21 株式会社リコー Radiation source position estimation system, calibration system, and biomagnetism measurement system
JP7358866B2 (en) 2019-06-27 2023-10-11 株式会社リコー Radiation source position estimation system, calibration system, and biomagnetic measurement system
WO2022181663A1 (en) * 2021-02-26 2022-09-01 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Radiation therapy device, medical image processing device, radiation therapy method, and program
CN117582243A (en) * 2024-01-19 2024-02-23 苏州铸正机器人有限公司 Calibration system and space positioning method of C-arm X-ray machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP6732489B2 (en) 2020-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9830718B2 (en) Image processor, image processing method, and treatment system
EP3565473B1 (en) Using a rotating 2d x-ray imager as an imaging device to perform target tracking during radiation treatment delivery
US10272265B2 (en) Collision avoidance for radiation therapy
US20190001155A1 (en) Radiotherapy system and treatment support apparatus
CN107281652B (en) Positioning device
EP2193479B1 (en) Radiation systems and methods using deformable image registration
US9566039B2 (en) Bed positioning system for radiation therapy
JP6565080B2 (en) Radiotherapy apparatus, operating method thereof, and program
US9314219B2 (en) Method to estimate real-time rotation and translation of a target with a single x-ray imager
JP2015029793A (en) Radiotherapy system
CN111432878B (en) Method for isocentric EPID-based verification, correction and minimization of radiotherapy devices
EP3479355B1 (en) Surface-guided x-ray registration
JP6732489B2 (en) Alignment adjustment support device, method and program for X-ray imaging equipment
US10742956B2 (en) System and method for determining position and orientation of depth cameras
CN111615365A (en) Positioning method and device and radiotherapy system
JP5298265B2 (en) Patient positioning device
US20220054862A1 (en) Medical image processing device, storage medium, medical device, and treatment system
JP2017189526A (en) Information processing device and radiotherapy system
US20240054646A1 (en) Methods, systems and computer readable mediums for light field verification on a patient surface
JP7341667B2 (en) Medical image processing equipment, X-ray diagnostic equipment, and medical information processing systems
WO2023157616A1 (en) Positioning device, radiation therapy device, and positioning method
CN111615413B (en) Positioning method and device and radiotherapy system
WO2023079811A1 (en) Positioning device, radiation therapy device, and positioning method
JP2022009468A (en) Positioning device and positioning method
JP6999895B2 (en) Radiation imaging device and radiological image detection method

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20171127

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20171128

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180806

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190611

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200609

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200708

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6732489

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150