JP2019098057A - Radiation therapy equipment - Google Patents
Radiation therapy equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019098057A JP2019098057A JP2017235052A JP2017235052A JP2019098057A JP 2019098057 A JP2019098057 A JP 2019098057A JP 2017235052 A JP2017235052 A JP 2017235052A JP 2017235052 A JP2017235052 A JP 2017235052A JP 2019098057 A JP2019098057 A JP 2019098057A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- deformation
- unit
- treatment apparatus
- radiation treatment
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、荷電粒子やX線などの放射線を腫瘍等の患部に照射して治療する放射線治療装置に関する。 The present invention relates to a radiotherapy apparatus for treating a diseased part such as a tumor by irradiating radiation such as charged particles and X-rays.
特許文献1には、「画像処理部と、表示部とを備え、画像処理部は、治療計画装置で生成された、断層画像として予め撮像された治療計画画像と、標的及び/又は危険臓器を含む関心領域の情報とを入力し、断層撮像装置にて撮像された、放射線を照射するための位置決め用の位置決め画像を入力し、治療計画画像と位置決め画像との位置合せを行い、位置合わせされた治療計画画像と位置決め画像との間の全体画像の変形及び部分画像の変形をそれぞれ表す第1及び第2の変形パラメータを計算し、治療計画画像の関心領域と位置決め画像の関心領域との移動を表す移動量パラメータを計算し、第1及び第2変形パラメータおよび移動量パラメータに基づき、ベッドの位置移動量及び回転量を表す位置決めパラメータを算出し、第1の変形パラメータを表す画像、第2の変形パラメータを表す画像、移動量パラメータを表す画像、位置決めパラメータを表す画像のいずれかひとつ又は複数を表示部に表示し、ベッドを移動及び回転させるために位置決めパラメータを出力する」放射線治療装置が示されている。 In Patent Document 1, “an image processing unit and a display unit are provided, and the image processing unit generates a treatment plan image generated in advance as a tomographic image and a target and / or a dangerous organ generated by the treatment planning apparatus. The information of the region of interest including is input, the positioning image for positioning for irradiating radiation, which is imaged by the tomographic imaging device, is input, the treatment plan image and the positioning image are aligned, and aligned. The first and second deformation parameters representing the deformation of the whole image and the deformation of the partial image between the treatment plan image and the positioning image are calculated, and the movement of the region of interest in the treatment plan image and the region of interest in the positioning image Calculating a displacement parameter representing H. The position parameter representing displacement and rotation of the bed is calculated based on the first and second deformation parameters and the displacement parameter, and the first deformation is calculated. One or more of an image representing a parameter, an image representing a second deformation parameter, an image representing a movement amount parameter, and an image representing a positioning parameter are displayed on the display unit, and the positioning parameter is displayed to move and rotate the bed. An "output" radiation therapy device is shown.
放射線治療においては、治療時にベッド上の被検体をX線透視撮像し、撮像された画像と治療計画の基準画像との比較により、被検体位置が計画と一致するようベッドを位置決めしている。 In radiation therapy, X-ray fluoroscopic imaging of the subject on the bed at the time of treatment and comparison of the imaged image with the reference image of the treatment plan locates the bed so that the subject position matches the plan.
粒子線治療やX線IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)などでは、標的に集中した線量分布が実現可能であることから、位置決めにおいても標的位置を計画と高精度で一致させる必要がある。 In particle beam therapy, X-ray IMRT (Intensity Modulated Radiation Therapy), etc., it is necessary to make the target position coincide with the plan with high accuracy even in positioning because a dose distribution concentrated on the target can be realized.
このように標的位置を高精度に位置決めするためには、被検体の平行移動3自由度、回転3自由度の計6自由度について計画と治療時のずれを算出することが求められる。また、治療時間短縮のために、計算時間が短い算出方法が求められている。 As described above, in order to position the target position with high accuracy, it is required to calculate the deviation at the time of planning and treatment for a total of six degrees of freedom, ie, three degrees of parallel movement and three degrees of rotation of the object. Moreover, in order to shorten the treatment time, a calculation method with a short calculation time is required.
ここで、治療計画は治療前に予め撮像された3次元画像に対して行われる。この3次元画像には典型的には複数のスライスで構成されるX線CT画像が用いられており、治療計画では3次元画像に写った被検体と放射線照射装置に対する位置関係が計画される。 Here, a treatment plan is performed on a three-dimensional image captured in advance before treatment. Typically, an X-ray CT image composed of a plurality of slices is used for this three-dimensional image, and in the treatment plan, the positional relationship with respect to the subject and the radiation irradiation apparatus reflected in the three-dimensional image is planned.
治療時における被検体位置と放射線照射装置の位置関係は、放射線照射装置と位置関係が既知のX線撮像装置によって撮像した被検体のX線透視画像により確認されている。X線透視画像を用いるのは、被検体の内部構造を基準として位置決めするためである。X線透視画像は、直交する2方向から別々の撮像装置で撮像される。 The positional relationship between the subject position and the radiation irradiating apparatus at the time of treatment is confirmed by an X-ray fluoroscopic image of the subject imaged by the X-ray imaging apparatus whose positional relationship is known with the radiation irradiating apparatus. The fluoroscopic image is used for positioning based on the internal structure of the subject. The fluoroscopic images are captured by two different imaging devices from two orthogonal directions.
治療計画3次元画像に写った被検体とX線透視画像に写った被検体との位置関係を画像から決定することで、治療時の放射線照射装置と被検体の位置関係の計画からのずれ量を検出することが可能となる。 By determining from the image the positional relationship between the subject in the treatment plan three-dimensional image and the subject in the X-ray fluoroscopic image, the amount of deviation from the plan of the position relationship between the radiation irradiation apparatus at the time of treatment and the subject It is possible to detect
治療計画3次元画像とX線透視画像との比較では、治療計画3次元画像から計画された放射線治療装置との位置関係を元にX線透視画像を数値的にシミュレーションによって生成するDRR(Digitally Reconstracted Radiograph)を生成し、治療時のX線透視画像とを比較している。 In comparison between a treatment plan three-dimensional image and a fluoroscopic image, DRR (Digitally Reconstracted) numerically generates an X-ray fluoroscopic image by simulation based on the positional relationship with the radiotherapy device planned from the treatment plan three-dimensional image Radiograph) is generated and compared with fluoroscopic images at the time of treatment.
比較の際に被検体が完全に治療計画時と同一の形状をしていれば、ベッドの位置を調整する事でDRRとX線透視画像とが完全に一致する状態が得られる。しかしながら、被検体は通常は変形し得るため、画像全体が一致する事はまれであり、非常に困難である。 If the subject completely has the same shape as the treatment plan at the time of comparison, by adjusting the position of the bed, a state in which the DRR and the fluoroscopic image completely coincide with each other can be obtained. However, since the subject can usually deform, it is rare for the entire image to match, which is very difficult.
ベッド位置決めにおいて、被検体の変形が有っても位置合わせ計算を可能とする方法として、上述した特許文献1に記載のような技術がある。この技術により、断層画像を用いた被検体の変形に対応したベッド位置決めが可能となる。 In bed positioning, there is a technique as described in the above-mentioned Patent Document 1 as a method which enables alignment calculation even if there is deformation of the subject. This technique makes it possible to position the bed corresponding to the deformation of the object using a tomographic image.
しかしながら、上述した特許文献1に記載の技術は断層撮像装置にて撮像された3次元画像と治療計画画像とを比較するものである。ここで、治療直前や放射線照射中(治療中)等の治療時に3次元画像を取得すると撮影に時間を要する事から、治療時間を短縮するために特許文献1に記載の技術の替わりに治療時の変形に対応する技術が求められる。 However, the technology described in Patent Document 1 described above is to compare a three-dimensional image captured by a tomographic imaging apparatus with a treatment plan image. Here, when a three-dimensional image is acquired at the time of treatment such as immediately before treatment or during radiation irradiation (during treatment), it takes time for imaging, so in order to shorten the treatment time, instead of the technology described in Patent Document 1, Technology is required to cope with the deformation of
本発明は、放射線治療における透視画像を用いたベッド位置決めにおいて、治療時における被検体の変形に対応することができる放射線治療装置を提供する。 The present invention provides a radiation treatment apparatus capable of coping with deformation of a subject at the time of treatment in bed positioning using a fluoroscopic image in radiation treatment.
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、標的領域に対して放射線を照射する放射線治療装置であって、前記標的領域を有する被検体の位置決め動作が可能な、前記被検体をのせるベッドと、前記被検体をX線により撮像して透視画像を生成する透視部と、治療計画の作成時に撮像した治療計画CT画像上に位置決め基準領域を設定し、前記治療計画CT画像の前記基準領域以外を変形させた変形画像を生成し、前記変形画像を前記透視部の体系を模擬して投影して投影画像を生成し、前記投影画像と前記透視部によって撮像したX線透視画像との一致度を評価する演算装置と、を備えることを特徴とする。 The present invention includes a plurality of means for solving the above problems, and an example thereof is a radiotherapy apparatus which irradiates radiation to a target area, and the positioning operation of an object having the target area The positioning reference area is set on the bed on which the subject can be placed, the fluoroscopic unit that images the subject with X-rays to generate a fluoroscopic image, and the treatment plan CT image captured at the time of creating the treatment plan And generate a deformed image by deforming other than the reference area of the treatment plan CT image, and projecting the deformed image to simulate the system of the see-through portion to generate a projected image, and the projected image and the see-through And an arithmetic unit for evaluating the degree of coincidence with the X-ray fluoroscopic image picked up by the unit.
本発明によれば、放射線治療における透視画像を用いたベッド位置決めにおいて、治療時における被検体の変形にも対応することができる。 According to the present invention, in bed positioning using a fluoroscopic image in radiation therapy, it is possible to cope with deformation of a subject at the time of treatment.
以下に本発明の放射線治療装置の実施例を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the radiation treatment apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
本発明の放射線治療装置の実施例1について図1乃至図4を用いて説明する。最初に、放射線治療装置の全体構成の概要について図1および図2を用いて説明する。図1は本実施例1の放射線治療装置のシステム概要を示す図である。図2は表示装置における表示画面の一例を示す図である。
Example 1
A first embodiment of a radiotherapy apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. First, an overview of the overall configuration of a radiation treatment apparatus will be described using FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a view showing a system outline of the radiation treatment apparatus of the first embodiment. FIG. 2 is a view showing an example of a display screen in the display device.
図1に示すように、放射線治療装置1は、ベッド120上の被検体130内の標的領域に対して治療放射線照射装置100から治療放射線を照射する装置である。
As shown in FIG. 1, the radiation treatment apparatus 1 is an apparatus for applying a treatment radiation from a treatment
治療放射線照射装置100は、例えば、陽子を標的領域に照射する陽子線照射装置であり、図1に示すように、陽子線発生装置101、陽子ビームを輸送するビーム輸送系102、照射ノズル103、等を備える。
The therapeutic
なお、治療放射線照射装置100が陽子線照射装置を例に説明したが、本発明の治療放射線照射装置100は、炭素線などの陽子線以外の粒子線、X線、電子線などを照射する照射装置とすることができる。例えば、X線を用いる場合、放射線照射装置はX線発生装置、ビーム輸送系、照射ノズルから構成される。
In addition, although the treatment
全体制御装置10は、治療放射線照射装置100、X線撮像装置、ベッド120、画像サーバ310、表示装置500等に接続されており、治療放射線照射装置100、X線撮像装置、ベッド120等の放射線治療装置1内の各機器の動作を制御する。全体制御装置10は、位置決め計算装置400、X線透視画像撮像制御装置240、治療制御装置900等を有している。
The
標的領域を有する被検体130を載せるベッド120は全体制御装置10内の治療制御装置900からの指示に基づき、直交する3軸の方向へ移動することができ、さらにそれぞれの軸を中心として回転することができる。これらの移動と回転により、被検体130の位置を所望の位置に移動することができる。
The
3次元画像撮像装置300は、治療計画時に被検体130のCT画像を撮像する。撮像された画像は画像サーバ310に保存される。
The three-
治療時における被検体130をX線により撮像して透視画像を生成するX線撮像装置は、被検体130を2方向から撮像するよう構成されている。
The X-ray imaging apparatus for imaging a
具体的には、X線撮像装置は、被検体130内の標的領域のX線透視画像を取得するX線管200と検出器210からなる第1撮像装置、第1撮像装置とは異なる方向から被検体130内の標的領域のX線透視画像を取得するX線管220と検出器230からなる第2撮像装置、およびこれら各装置の動作を制御するX線透視画像撮像制御装置240とを備えている。
Specifically, the X-ray imaging apparatus comprises an
第1撮像装置と第2撮像装置は、それぞれのX線の経路が交差するように設置されている。なお、第1撮像装置と第2撮像装置は、互いに直交する方向に設置されることが好ましいが、直交していなくてもよい。 The first imaging device and the second imaging device are installed such that the paths of the respective X-rays intersect. The first imaging device and the second imaging device are preferably installed in directions orthogonal to each other, but may not be orthogonal.
なお、X線撮像装置は、被検体130内の標的領域のX線透視画像を取得するX線管と検出器からなる撮像装置を回転させて逐次的にX線透視画像を撮像する装置とすることができる。更に、複数台、または複数方向からX線透視画像を取得する場合に限られず、1台の撮像装置によって1方向からの撮像とすることも可能である。
The X-ray imaging apparatus is an apparatus configured to sequentially capture an X-ray fluoroscopic image by rotating an imaging apparatus including an X-ray tube for acquiring an X-ray fluoroscopic image of a target region in the
位置決め計算装置400は、通信部410、演算器420、メモリ430を備えており、治療計画の作成時に撮像した3次元の治療計画CT画像と、治療時に撮像した2次元の透視画像との中に描出された標的領域の位置合せ演算処理を実行する装置である。
The
通信部410は、画像サーバ310やX線透視画像撮像制御装置240、治療制御装置900などとのデータの送受信を管理する。
The
メモリ430は、通信部410によって送受信されるデータを記憶する。例えば、治療計画CT画像や、被検体130の体内構造の配置を確認するために治療時に2方向のX線撮像装置で取得された透視画像、後述する演算器420で算出する各種画像などのデータを記憶する。
The
演算器420は、設定部421、変形部422、投影部423、評価部424、位置決め部425を有している。
The
設定部421は、治療計画の作成時に撮像した治療計画CT画像上に位置決め基準領域520を設定する。この位置決め基準領域520は、変形が通常生じない骨等の領域とすることが望ましい。
The
また、基準領域520の設定は後述するように入力装置600を用いて操作者が入力する場合に限られず、設定部421において治療計画CT画像を解析し、自動で設定することも可能である。
The setting of the
変形部422は、基準領域520が設定されると、指定された基準領域520を固定したまま、治療計画CT画像中の基準領域520以外の画像を変形させた変形CT画像を生成する。
When the
投影部423は、先に生成した変形CT画像に対して第1撮像装置の体系を模擬したX線撮像体系において取得されるX線透視画像を数値的にシミュレーションによって生成するDRR(以下、投影画像と記載)を生成する。また、先に生成した変形CT画像に対して第2撮像装置の体系を模擬したX線撮像体系において取得される投影画像を生成する。生成した投影画像はメモリ430に保存する。この際、変形CT画像を生成する際の変形量もメモリ430に保存することが望ましい。
The
評価部424は、メモリ430に保存された、複数の投影画像と、X線撮像装置によって取得したX線透視画像とを表示装置500の表示画面510に比較表示させる(図4等)。更に、これらの画像の一致度を比較するための指標として規格化相関係数等の画像類似度を演算し、表示させる。操作者は、この表示画面を参照することで複数の投影画像とX線透視画像との一致度を比較することが可能となる。
The
位置決め部425は、操作者によって適切な投影画像が選択された場合に、選択された適切な投影画像と透視画像との差分からベッド120の位置決め計算として、ベッド120の移動量を算出する。
The
表示装置500は、治療計画の作成時に撮像した治療計画CT画像や、変形CT画像、投影画像などの各種画像を図2に示すような表示画面510として表示する装置であり、例えは液晶ディスプレイ等から構成される。
The
操作者は、表示画面510に表示されたCT画像515に対し、入力装置600を用いて位置決めの基準となる基準領域520を指定すると、演算器420の設定部421は、CT画像515に基準領域520を設定する。
When the operator designates a
入力装置600は、位置決め計算装置400の設定部421において設定する位置決め基準領域520を指定する装置である。
The
以下、本実施例の放射線治療装置1におけるベッド120の位置決めの処理の流れについて図3および図4を用いて説明する。図3はベッド移動量の算出処理フローを示す図である。図4は画像変形の概要を説明する図である。
Hereinafter, the flow of processing of positioning of the
位置決め計算装置400は、操作者の指示により、予め3次元画像撮像装置300で撮像され画像サーバ310に保存された被検体130の治療計画CT画像のデータを、通信部410を通して取得し、メモリ430に保存する(ステップS100)。
The
次いで、治療時に、ベッド120に乗せられた被検体130のX線透視画像を撮像する(ステップSS150)。X線透視画像は、第1撮像装置及び第2撮像装置の2つの装置によって撮像される。撮像された画像はX線画像撮像制御装置から位置決め計算装置400に送られ、位置決め計算装置400は通信部410で受信し、演算器420を介してメモリ430に保存する。
Next, during treatment, an X-ray fluoroscopic image of the subject 130 placed on the
次に操作者が表示装置500の表示画面510上に表示されたCT画像515に対して、入力装置600を操作して、基準領域520を設定する(ステップS200)。通常、CT画像の複数のスライス面上に2次元の領域を入力する事で、それらを連結した3次元領域を指定する。
Next, the operator operates the
次に、操作者が表示画面510上の計算開始ボタン530を押下する事で、位置決め計算装置400の演算器420は計算を開始する(ステップS300)。
Next, when the operator presses the
次に、位置決め計算装置400上のメモリ430に保存されている治療計画CT画像を演算器420によって変形させ、変形CT画像を生成する(ステップS400)。CT画像の変形では、基準領域520を固定し、その外側の領域を変形させる。
Next, the treatment plan CT image stored in the
本ステップS400における変形は、基本的には、図4に示すように、3次元的に制御点540を3次元格子状に設定し、その制御点540を元の位置から変移させる事で変形を制御する。制御点540の内部領域の各画素は周囲の制御点540の移動量を補間して求めた変移量に基づいて変移させる。制御点540の移動のパターンは予め定められた複数のパターンで変形させても良いし、操作者がパターンを選択しても良い。
Basically, as shown in FIG. 4, the deformation in step S400 sets the control points 540 three-dimensionally in a three-dimensional grid shape, and shifts the control points 540 from the original position. Control. Each pixel in the inner area of the
変移パターンは、ステップS200において設定された基準領域520を元に変化させる。まず、格子の頂点を構成する制御点540が基準領域520の内部に含まれる場合には、その格子状の制御点540は変移させない。これにより、基準領域520が変形せずに基の状態が保持される。
The transition pattern changes based on the
変移パターンのうち、回転やゆがみ等の変形については、回転中心やゆがみの原点を基準領域520に設定する事で、基準領域520周辺は回転・歪みが小さく、遠くになるにつれて回転ゆがみが大きくなるようにする。ここでは、変形の具体的処理を詳細に述べたが、これ以外の方法で画像を歪ませても良い。
Among deformation patterns, for deformation such as rotation and distortion, by setting the rotation center and the origin of distortion to the
次に、X線撮像装置を模擬した体系で、数値的に変形された変形CT画像を投影する(ステップS500)。撮像装置が複数有る場合には複数の向きで画像を投影する。または、X線撮像装置を回転させて複数回にわたり撮像する場合には、撮像予定角度毎に変形CT画像を投影する。投影画像は、被検体130内の臓器が重なった状態で投影されており、設定された変形パターンで各臓器が変移したものであるが、基準領域520内の構造は歪み無く投影される。
Next, a numerically deformed deformed CT image is projected in a system simulating the X-ray imaging apparatus (step S500). When there are a plurality of imaging devices, images are projected in a plurality of directions. Alternatively, when the X-ray imaging apparatus is rotated and imaging is performed a plurality of times, the deformed CT image is projected for each imaging planned angle. The projection image is projected in a state in which the organs in the
次に、ステップS500で生成された投影画像とX線透視画像とを位置合わせする(ステップS550)。画面上に重ねて表示された投影画像とX線透視画像とのうち片方を操作者が移動させ、目視により一致する場所を探索する。この際、評価部424で求めた各画像の一致度を併せて表示する。
Next, the projection image generated in step S500 and the X-ray fluoroscopic image are aligned (step S550). The operator moves one of the projection image and the X-ray fluoroscopic image displayed superimposed on the screen, and visually searches for a matching position. At this time, the matching degree of each image obtained by the evaluating
本ステップS550は、操作者の操作,選択による場合に限られず、評価部424において、アルゴリズムで自動的に位置合わせすることが可能である。このアルゴリズムの方法としては、最適化アルゴリズムにより画像を移動させ、規格化相関係数等の画像類似度を最大化する位置を探索する方法などが挙げられる。
The present step S550 is not limited to the case where it is performed by the operator's operation and selection, and the
位置決め計算装置400は、上記ステップS400からステップS550までを、定められた全パターンについて実行する(ステップS600)。
The
次に、計算された全パターンの中から、画像全体が最も一致するパターンを選択する(ステップS700)。これは操作者が表示仮面を参照して目視で選択しても良いし、ステップS550で計算された画像類似度が最大になるものを評価部424において自動で選んでも良い。
Next, among all the calculated patterns, a pattern that the entire image matches most is selected (step S700). This may be visually selected by the operator with reference to the display mask, or the
最後に、ステップS700で選ばれたパターンにおいて、ステップS550の画像位置合わせにおける移動量から、それを補正するベッド120の移動量を位置決め部425において算出し、表示画面に表示する(ステップS800)。
Finally, in the pattern selected in step S700, the moving amount of the
以上の操作フローによりベッド120の移動量が算出されることから、治療制御装置900はこの算出された移動量に基づいてベッド120を移動させ、その後放射線治療を実施する。
Since the movement amount of the
次に、本実施例の効果について説明する。 Next, the effects of this embodiment will be described.
上述した本発明の実施例1の標的領域に対して放射線を照射する放射線治療装置1は、標的領域を有する被検体130の位置決め動作が可能な、被検体130をのせるベッド120と、被検体130をX線により撮像して透視画像を生成するX線撮像装置と、治療計画の作成時に撮像した治療計画CT画像上に位置決め基準領域520を設定する設定部421と、治療計画CT画像の基準領域520以外を変形させた変形画像を生成する変形部422と、変形画像をX線撮像装置の体系を模擬して投影して投影画像を生成する投影部423と、投影画像とX線撮像装置によって撮像したX線透視画像との一致度を求める評価部424と、を備える。
The radiation treatment apparatus 1 for irradiating radiation to the target area according to the first embodiment of the present invention described above comprises a
これによって、治療時における被検体130の変形に対応したテンプレート画像を作成することができるようになり、位置決めの基準となる領域の画像が一致する確率や、一致度を従来に比べて大きく向上させることができる。従って、周辺の体内構造が治療計画時から変形した状態であっても、計画時の位置と一致する患者位置決め計算が可能となる。 This makes it possible to create a template image corresponding to the deformation of the subject 130 at the time of treatment, and greatly improves the probability that the images of the region serving as the reference for positioning coincide, and the degree of coincidence compared to the prior art. be able to. Therefore, even if the surrounding internal structure is deformed from the time of treatment planning, it is possible to calculate the patient positioning that matches the position at the time of planning.
また、選択された適切な投影画像と透視画像とを基にベッド120の位置決め計算を行う位置決め部425を更に備えるため、透視画像を用いたベッド位置決めで患者変形がある場合でも、変形を考慮した上で被検体130内の基準領域を計画通りの位置に配置する事ができ、従来に比べて短時間でベッドの位置決めが可能となり、治療時間を短縮することができる。
In addition, since the
更に、X線撮像装置は、被検体130を少なくとも2方向以上から撮像し、投影部423は、X線撮像装置の体系を模擬して少なくとも2方向以上から投影することで、位置決め精度をより向上させることができる。
Furthermore, the X-ray imaging apparatus images the
また、基準領域520を指定する入力装置600を更に備えることにより、変形のさせ方の基準となる基準領域520を操作者が高精度に指定することができ、テンプレート画像となる変形画像をより高い精度で生成することができる。
Further, by further providing the
なお、ステップS400における変形では、計算された変移量を画面に表示する事が可能である。これにより、被検体130の変形を定量的に把握する事が可能になり、治療の続行・中断の判断がより容易になり、被検体130の状態を修正する場合の修正の仕方がより明確になる。 In the modification at step S400, it is possible to display the calculated displacement amount on the screen. This makes it possible to quantitatively grasp the deformation of the subject 130, which makes it easier to determine whether the treatment should be continued or interrupted, and the method of correction when correcting the state of the subject 130 is clearer. Become.
<実施例2>
本発明の実施例2の放射線治療装置について図5を用いて説明する。図5は本実施例の放射線治療装置における画像変形のパターンの一例を説明する図である。
Example 2
A radiotherapy apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a view for explaining an example of a pattern of image deformation in the radiation treatment apparatus of the present embodiment.
本実施例では実施例1と同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。以下の実施例においても同様とする。 In the present embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The same applies to the following embodiments.
本実施例の放射線治療装置は、実施例1の放射線治療装置1の表示装置500が、投影画像とその投影画像の変形度合いを表示するものである。
In the radiotherapy apparatus of this embodiment, the
本実施例の放射線治療装置では、図3に示すステップS700において、選ばれた変形パターンを表示装置500の表示画面510に表示する事で被検体130の変形を定量的に把握することができるようにしている。
In the radiotherapy apparatus of the present embodiment, the deformation of the
変形パターンの表示画面510は、基本的には図5に示す様に、3次元CT画像上に変形格子550として表示する。この格子の求め方について以下解説する。
The deformation
変形は、3次元CT画像上に3次元的に配置された制御点540の位置で表現される。
The deformation is represented by the positions of
変形の無い場合には制御点540は正方格子に並んでおり、制御点540を頂点とする立方体が並んでいる状態となる。ここで、3次元CT画像を表示する場合には、3次元のある断面、例えば体を輪切りにする断面を選んで表示し、表示する断面を移動させて3次元の形状を把握する。この表示断面では、上記の立方体群は正方形の格子として表示される。これが変形の無いときの変形格子550の求め方である。
When there is no deformation, the control points 540 are arranged in a square lattice, and cubes having the control points 540 as vertices are arranged. Here, in the case of displaying a three-dimensional CT image, a three-dimensional cross section, for example, a cross section in which a body is cut into slices is selected and displayed, and a cross section to be displayed is moved to grasp a three-dimensional shape. In this display section, the above-mentioned cube group is displayed as a square grid. This is how to obtain the
これに対し、変形が有る場合には、制御点540が正方格子から変移するため、上記立方体は6面体の集合になる。これを表示断面で切ると、正方形から変形した変形格子となる。これが図5に示すような変形格子550である。
On the other hand, when there is a deformation, the
その他の構成・動作は前述した実施例1の放射線治療装置と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。 The other configurations and operations are substantially the same as the configurations and operations of the radiotherapy apparatus of the first embodiment described above, and the details will be omitted.
本発明の実施例2の放射線治療装置においても、前述した実施例1の放射線治療装置とほぼ同様な効果が得られる。 Also in the radiotherapy apparatus of the second embodiment of the present invention, substantially the same effect as that of the radiotherapy apparatus of the first embodiment described above can be obtained.
また投影画像と、その投影画像の変形度合いを表示する表示装置500を更に備えることにより、被検体130中の場所ごとの変形量を定量的に把握する事が可能となる。このため、治療の続行・中断の判断をより容易に行うことができるようになるとともに、被検体130の状態を修正する場合には修正の仕方がより明確になり、より短時間で治療を終了させることができる。
Further, by further providing the projection image and the
<実施例3>
本発明の実施例3の放射線治療装置について図6を用いて説明する。図6は本実施例の放射線治療装置における画像変形を指定する画面の一例を示す図である。
Example 3
A radiation treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a view showing an example of a screen for designating image deformation in the radiation treatment apparatus of the present embodiment.
本実施例の放射線治療装置は、実施例1の放射線治療装置1に加えて、変形部による治療計画CT画像の変形のさせ方を指定する変形指定領域560を更に備え、変形を操作者が設定することができるようにした装置である。
The radiation treatment apparatus according to the present embodiment further includes a
本実施例の放射線治療装置では、図6に示すような変形指定領域560を備えた表示画面から変形を指定する。
In the radiotherapy apparatus of the present embodiment, the deformation is designated from the display screen provided with the
変形指定領域560では、3次元CT画像上に上記実施例1,2で示したような変形量が表示されている。変形量は、入力装置600を操作することで画面上に表示された制御点540を移動させることで直接変形させる。または、変形指定領域560において、数値で指定することができる。
In the
変形指定領域560では、変形パターンが予め複数用意されており、それらに対して変形量が指定されることで、画像を変形させることができる。変形パターンは例えば関数で指定される。
In the
変形量が指定されると、変形部422は、基準領域520、または画像の中心を基準として制御点540を関数に従って移動させる。ただし、基準領域520を囲む制御点540は移動させず、基準領域520は変形させないことは実施例1と同じである。これらにより3次元的に自由に画像を変形させる事ができる。
When a deformation amount is specified, the
または、別の画像、例えば過去の治療日の画像に対して適用した変形パターンを選択することができる。 Alternatively, it is possible to select a deformation pattern applied to another image, for example an image of a past treatment day.
その他の構成・動作は前述した実施例1の放射線治療装置と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。 The other configurations and operations are substantially the same as the configurations and operations of the radiotherapy apparatus of the first embodiment described above, and the details will be omitted.
本発明の実施例3の放射線治療装置においても、前述した実施例1の放射線治療装置とほぼ同様な効果が得られる。 Also in the radiotherapy apparatus of the third embodiment of the present invention, substantially the same effect as the radiotherapy apparatus of the first embodiment described above can be obtained.
また、変形部による治療計画CT画像の変形のさせ方を指定する変形指定領域560を更に備えることにより、変形パターンを操作者が指定することができるため、より実際の変形に近い変形パターンのみ探索する事ができ、計算量が軽減されることから、より短時間での治療が可能となる。
In addition, since the operator can specify a deformation pattern by further including a
<実施例4>
本発明の実施例4の放射線治療装置について図7Aおよび図7Bを用いて説明する。図7Aは本実施例の放射線治療装置における変形パターンの機械学習の様子を示す図、図7Bは学習結果を利用した変形パターンの選択の様子を示す図である。
Example 4
A radiotherapy apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. FIG. 7A is a view showing machine learning of a deformation pattern in the radiotherapy apparatus of the present embodiment, and FIG. 7B is a view showing a selection of a deformation pattern using a learning result.
図7Aに示すように、本実施例の放射線治療装置は、実施例1の放射線治療装置1が、複数の治療計画CT画像と投影画像との組を読み込んで、変形のパターンを学習データとして機械学習する機械学習装置700を更に備えている。また位置決め計算装置400の変形部は、機械学習装置700によって学習した変形のパターンに基づいて治療計画CT画像の基準領域520以外を変形させて変形画像を生成する。
As shown in FIG. 7A, in the radiotherapy apparatus of this example, the radiotherapy apparatus 1 of Example 1 reads sets of a plurality of treatment plan CT images and projection images, and uses the pattern of deformation as learning data. It further comprises a
本実施例の放射線治療装置では、位置決め時以外の任意のタイミングにおいて、機械学習装置700は、治療計画CT画像と投影画像とを読み込む。機械学習装置700では深層学習等のアルゴリズムを用いてCT画像と変形パターンの相関を学習する。この学習は治療部位毎に分けて実施することが可能である。
In the radiotherapy apparatus of this embodiment, the
その上で、治療時には、図7Bに示すように、治療対象のCT画像を機械学習装置700に入力し、変形パターン候補を推定する。ここで、相関の高い変形パターンを複数推定し、位置決め計算装置400で位置決め計算で評価する。
Then, at the time of treatment, as shown in FIG. 7B, a CT image of the treatment target is input to the
また、推定された変形パターンを基準として、それを変形させたパターンを探索することができる。 Also, it is possible to search for a pattern obtained by deforming the estimated deformation pattern as a reference.
ここで、変形パターンを実施例3で指定した関数で示している場合、変形量を増減させたパターンが容易に作成でき、計算量が軽減される。 Here, when the deformation pattern is indicated by the function specified in the third embodiment, a pattern in which the deformation amount is increased or decreased can be easily created, and the amount of calculation can be reduced.
その他の構成・動作は前述した実施例1の放射線治療装置と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。 The other configurations and operations are substantially the same as the configurations and operations of the radiotherapy apparatus of the first embodiment described above, and the details will be omitted.
本発明の実施例4の放射線治療装置においても、前述した実施例1の放射線治療装置とほぼ同様な効果が得られる。 Also in the radiotherapy apparatus of the fourth embodiment of the present invention, substantially the same effect as that of the radiotherapy apparatus of the first embodiment described above can be obtained.
また、複数の治療計画CT画像と投影画像との組を読み込み、変形のパターンを学習データとして機械学習する機械学習装置700を更に備え、変形部は、機械学習装置700によって学習した変形のパターンに基づいて治療計画CT画像の基準領域520以外を変形させて変形画像を生成する。この場合、機械学習装置700によって、別のデータから有り得る変形のパターンを学習できるため、治療時に推定される変形パターンも、実際の被検体130の変形に近いものが出力されるため、位置決め計算装置400での評価の計算が軽減される。すなわち、治療計画時のCT画像から有り得る変形パターンのみを探索する事ができ、より少ない計算量で変形パターンを決定する事ができ、更に短時間での位置決めが可能となる。
The apparatus further includes a
<実施例5>
本発明の実施例5の放射線治療装置について図8を用いて説明する。図8は本実施例の放射線治療装置における警告画面の一例を示した図である。
Example 5
A radiation treatment apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a view showing an example of a warning screen in the radiation treatment apparatus of this embodiment.
本実施例の放射線治療装置は、実施例1の放射線治療装置1の表示装置500において、変形度合いが予め指定された閾値よりも大きい場合に警告を表示するものである。
The radiotherapy apparatus of this embodiment displays a warning in the
本実施例の放射線治療装置では、予め、図8に示すような、警告移動量設定画面の警告移動量設定領域800に警告を出すべき移動量を設定する。
In the radiotherapy apparatus of the present embodiment, the movement amount to which a warning should be issued is set in advance in the warning movement
そのうえで、位置決め計算装置400では、評価部424において、計算で求められた変形パターンの各制御点540に対し、元の正方格子の位置からの移動量を計算する。そして、その移動量が警告移動量設定領域800で指定された値よりも大きいと判断される場合は、警告表示制御点810として表示画面510上に表示される。
Then, in the
その他の構成・動作は前述した実施例1の放射線治療装置と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。 The other configurations and operations are substantially the same as the configurations and operations of the radiotherapy apparatus of the first embodiment described above, and the details will be omitted.
本発明の実施例5の放射線治療装置においても、前述した実施例1の放射線治療装置とほぼ同様な効果が得られる。 Also in the radiotherapy apparatus of the fifth embodiment of the present invention, substantially the same effect as that of the radiotherapy apparatus of the first embodiment described above can be obtained.
また、表示装置500は、変形度合いが予め指定された閾値よりも大きい場合は、警告を表示することにより、操作者は被検体130のどの領域が大きく変形しているかを容易に把握することができ、変形が治療に与える影響を素早く判断する事が出来る。このため、適切な変形をより速やかに選択することができ、より短時間での治療が可能となる。
In addition, when the degree of deformation is larger than a predetermined threshold value, the
<その他>
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
<Others>
The present invention is not limited to the above embodiments, and includes various modifications. The above embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。 In addition, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for part of the configuration of each embodiment.
例えば、標的領域を直接検出する場合について説明したが、検出対象は標的領域に限られず、標的領域の周囲に1つ以上埋め込まれたマーカーや被検体130内の高密度領域、例えば基準となりうる肋骨等の骨などを検出対象とすることができる。
For example, although the case of directly detecting the target area has been described, the detection target is not limited to the target area, and one or more markers embedded in the periphery of the target area or high density areas in the
100…治療放射線照射装置
120…ベッド
130…被検体
200…X線管(透視部)
210…検出器(透視部)
220…X線管(透視部)
230…検出器(透視部)
240…X線透視画像撮像制御装置(透視部)
300…3次元画像撮像装置
310…画像サーバ
400…位置決め計算装置(演算装置)
410…通信部
420…演算器
421…設定部
422…変形部
423…投影部
424…評価部
425…位置決め部
430…メモリ
510…表示画面(表示部)
515…CT画像
520…基準領域
530…計算開始ボタン
540…制御点
550…変形格子
560…変形指定領域(指定部)
600…入力装置(入力部)
700…機械学習装置(機械学習部)
800…警告移動量設定領域
810…警告表示制御点
900…治療制御装置
100 ... therapeutic
210: Detector (fluorescent part)
220 ... X-ray tube (fluorescent part)
230: Detector (fluorescent part)
240 ... X-ray fluoroscopic imaging control unit (perspective unit)
300 ... 3D
410
515 ...
600 ... input device (input unit)
700 ... machine learning device (machine learning unit)
800 ... Warning movement
Claims (9)
前記標的領域を有する被検体の位置決め動作が可能な、前記被検体をのせるベッドと、
前記被検体をX線により撮像して透視画像を生成する透視部と、
治療計画の作成時に撮像した治療計画CT画像上に位置決め基準領域を設定し、前記治療計画CT画像の前記基準領域以外を変形させた変形画像を生成し、前記変形画像を前記透視部の体系を模擬して投影して投影画像を生成し、前記投影画像と前記透視部によって撮像したX線透視画像との一致度を評価する演算装置と、を備える
ことを特徴とする放射線治療装置。 A radiation treatment apparatus for irradiating a target area with radiation, comprising:
A bed on which the subject is placed, which is capable of positioning the subject having the target area;
A fluoroscopic unit configured to image the subject with X-rays to generate a fluoroscopic image;
A positioning reference area is set on a treatment plan CT image captured at the time of preparation of a treatment plan, a deformed image obtained by deforming other than the reference area of the treatment plan CT image is generated, and the deformation image is A radiotherapy apparatus comprising: an arithmetic unit for simulating and projecting to generate a projection image; and evaluating a degree of coincidence between the projection image and an X-ray fluoroscopic image captured by the fluoroscopic unit.
前記演算装置は、前記位置決め基準領域を設定する設定部、前記変形画像を生成する変形部、前記投影画像を生成する投影部、前記投影画像と前記X線透視画像との一致度を評価する評価部、を有する
ことを特徴とする放射線治療装置。 In the radiation treatment apparatus according to claim 1,
The arithmetic device includes a setting unit that sets the positioning reference area, a deformation unit that generates the deformation image, a projection unit that generates the projection image, and an evaluation that evaluates the degree of coincidence between the projection image and the X-ray fluoroscopic image A radiation treatment apparatus comprising:
前記演算装置は、適切な投影画像と前記透視画像とを基に前記ベッドの位置決め計算を行う位置決め部を更に有する
ことを特徴とする放射線治療装置。 In the radiation treatment apparatus according to claim 2,
The radiotherapy apparatus, wherein the arithmetic unit further includes a positioning unit that performs positioning calculation of the bed based on an appropriate projection image and the fluoroscopic image.
前記投影画像と、その投影画像の変形度合いを表示する表示部を更に備える
ことを特徴とする放射線治療装置。 In the radiation treatment apparatus according to claim 2,
A radiation treatment apparatus, further comprising a display unit that displays the projection image and a degree of deformation of the projection image.
前記演算装置は、複数の前記治療計画CT画像と前記投影画像との組を読み込み、変形のパターンを学習データとして機械学習する機械学習部を更に有し、
前記変形部は、前記機械学習部によって学習した変形のパターンに基づいて前記治療計画CT画像の前記基準領域以外を変形させて変形画像を生成する
ことを特徴とする放射線治療装置。 In the radiation treatment apparatus according to claim 2,
The arithmetic device further includes a machine learning unit reading a set of a plurality of the treatment plan CT images and the projection image and performing machine learning as a pattern of deformation as learning data.
The radiation treatment apparatus, wherein the deformation unit is configured to deform a region other than the reference area of the treatment plan CT image based on a pattern of deformation learned by the machine learning unit to generate a deformation image.
前記変形部による前記治療計画CT画像の変形のさせ方を指定する指定部を更に備える
ことを特徴とする放射線治療装置。 In the radiation treatment apparatus according to claim 2,
A radiation treatment apparatus, further comprising a designation unit that designates how to deform the treatment plan CT image by the deformation unit.
前記表示部は、前記変形度合いが予め指定された閾値よりも大きい場合は、警告を表示する
ことを特徴とする放射線治療装置。 In the radiation treatment apparatus according to claim 4,
The radiotherapy apparatus, wherein the display unit displays a warning when the degree of deformation is larger than a predetermined threshold.
前記位置決め基準領域を指定する入力部を更に備える
ことを特徴とする放射線治療装置。 In the radiation treatment apparatus according to claim 2,
The radiotherapy apparatus further comprising an input unit for specifying the positioning reference area.
前記透視部は、前記被検体を少なくとも2方向以上から撮像し、
前記投影部は、前記透視部の体系を模擬して少なくとも2方向以上から投影する
ことを特徴とする放射線治療装置。 In the radiation treatment apparatus according to claim 2,
The fluoroscopic unit images the subject in at least two directions;
The radiation treatment apparatus, wherein the projection unit simulates the system of the fluoroscopic unit and projects from at least two directions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017235052A JP2019098057A (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Radiation therapy equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017235052A JP2019098057A (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Radiation therapy equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019098057A true JP2019098057A (en) | 2019-06-24 |
Family
ID=66974990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017235052A Pending JP2019098057A (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Radiation therapy equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019098057A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023223614A1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-11-23 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | Medical image processing device, treatment system, medical image processing method, program, and storage medium |
-
2017
- 2017-12-07 JP JP2017235052A patent/JP2019098057A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023223614A1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-11-23 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | Medical image processing device, treatment system, medical image processing method, program, and storage medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9795806B2 (en) | Particle beam therapy system, and method for operating particle beam therapy system | |
EP1640922B1 (en) | Method of calculating the intersection of a radiation beam with a model surface | |
CN107281652B (en) | Positioning device | |
JP6281849B2 (en) | Patient automatic positioning apparatus and method in radiation therapy, and patient automatic positioning program | |
CN106659448A (en) | Method and system for configuring an x-ray imaging system | |
JP5693388B2 (en) | Image collation device, patient positioning device, and image collation method | |
JP6964309B2 (en) | Radiation therapy tracking device | |
JP5276575B2 (en) | Radiotherapy interference check device and radiotherapy interference check method | |
JP2008043567A (en) | Positioning system | |
JP2013099431A (en) | Automatic positioning device and method for patient in radiotherapy, and program for automatic positioning for patient | |
JP2018089065A (en) | Fluoroscopic apparatus | |
JP2008022896A (en) | Positioning system | |
JPWO2011061827A1 (en) | Radiotherapy apparatus control method and radiotherapy apparatus control apparatus | |
JP2007282877A (en) | Positioning device and method of irradiation object part | |
JP6095112B2 (en) | Radiation therapy system | |
JP4159227B2 (en) | Patient position deviation measuring device, patient positioning device using the same, and radiotherapy device | |
JP2019098057A (en) | Radiation therapy equipment | |
JP5401240B2 (en) | Radiation therapy system | |
JP2018153277A (en) | Fluoroscopic apparatus | |
JP7093075B2 (en) | Medical image processing equipment, medical image processing methods, and programs | |
JP2017225487A (en) | Radiotherapy support system, image generation method, and image generation program | |
KR20210016433A (en) | Alignment system for liver surgery | |
JP7172850B2 (en) | positioning device | |
US20230149741A1 (en) | Medical image processing device, treatment system, medical image processing method, and storage medium |