JP3531963B2

JP3531963B2 - 放射線治療計画装置

Info

Publication number: JP3531963B2
Application number: JP05637494A
Authority: JP
Inventors: 昌快津雪; 久広篠原; 将央山鼻
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 2004-05-31
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JPH07255716A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は放射線治療計画装置に
係り、とくに、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置などから得ら
れる断層像を用いて放射線治療の計画を行う放射線治療
計画装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、癌などの病変部に放射線を照射す
る放射線治療が臨床の場で行われており、その有効性が
認められている。

【０００３】この放射線治療を行う放射線治療装置とし
ては一般に、リニアアクセラレータが使われている。こ
のリニアアクセラレータは、治療台に横たわった患者の
患部に、加速電子線をターゲットに当てることにより発
生する放射線（Ｘ線）を照射したり、加速電子線を直接
照射するものである。

【０００４】このような放射線治療装置を利用して治療
するには、事前の種々の準備作業が必要になる。その第
１段階は、例えばＸ線ＣＴスキャナにより疾患部の画像
を取得することである。そして、第２段階では、その画
像を用いて患部の位置、大きさ、形状、数などを正確に
把握し、どのようなアイソセンタの位置及び線量分布、
照射粒（視野、角度、門数など）を選択したら患部のみ
に的確に放射線を照射できるかを決める。さらに第３段
階では、Ｘ線シミュレータにより決定したアイソセン
タ，線量分布及び照射条件を使ってアイソセンタの設定
及び透視による患者位置決め、体表マーキング（アイソ
センタ、照射野）、及び決定した照射法によるシミュレ
ーションが行われる。

【０００５】このようにしてシミュレーションまでが完
了すると、その後、通常、適宜な期間を置いて、放射線
治療装置による治療に至る。この治療に先立ち、照合用
透視画像で照射野を照合するとともに、患者に付いてい
る体表マークの内、アイソセンタマークにより患者を位
置決めされ、照射野マークによりコリメータの照射範囲
が設定される。この後、実際の放射線治療が決められた
照射法に従って行われる。

【０００６】近年、癌治療に対する種々のアプローチが
なされている中で根治療法、姑息療法として、放射線治
療の意義が見直されてきており、より正確な患部の位置
決め、より綿密な治療計画及びより高精度な治療が要求
されつつある。

【０００７】かかる現状において、治療計画を立てる場
合、一般に、被検体のスキャノ像（Ｘ線画像又はＣＴ画
像から再構成された透過像）と再構成されたアキシャル
像（ＣＴ像）とを用いていた。つまり、スキャノ像又は
それと等価な像で病変部（ターゲット）に対する照射野
を決め、線錐をアキシャル像で確認するというものであ
った。このアキシャル像はまた、スライス面のエネルギ
分布表示にも使用されることもあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術は、より高精度な治療計画が求められる近
年にあって、下記の如く、その要請に応え難いという状
況にあった。

【０００９】例えば、アキシャル像を用いて線錐を表示
する場合、図３３に示すように、線源Ｓの真下では放射
線パスがアキシャル面（すなわちアキシャル像）を上側
から下側に通っているものの、アイソセンタＩ／Ｃから
離れた体軸方向の位置では放射線パスＴがアキシャル面
（アキシャル像）ＰＬAXを突き抜ける状態となることか
ら、アキシャル面の位置によっては、線錐（放射線パス
の外縁）が表示されなかったり、又は表示されても、そ
の線錐の表示軌跡を理解し難いことが多いという問題が
あった。

【００１０】さらに、従来の治療計画では、アキシャル
像面内の線錐を確認することはできても、照射野の形状
の修正は透過像（スキャノ像，Ｘ線像など）上で行うし
か手立が無いし、また縦軸と直交する面（アキシャル
面）以外では、線錐表示を行うことができないなど、そ
の都度画面を切換えて行わざるを得ず、不便であり、操
作能率を低下させていた。

【００１１】さらに、照射野の設定にはスキャノ像、Ｘ
線像などを用いているが、これでは画像データの収集方
向における照射野しか設定できない。また、照射方向の
設定にはアキシャル像を用いているが、照射したくない
臓器などが在る場合、アキシャル像１枚毎に照射範囲を
設定する必要があった。

【００１２】本発明は、上述した従来の種々の問題点に
鑑みてなされたもので、線錐の表示を見易くすることが
可能な画像を表示して、より高精度な治療計画を立てる
ことができるようにすることを、第１の目的とする。

【００１３】また、同一画面で能率良い画像観察がで
き、また照射野の形状を容易且つ簡単に修正できて、よ
り高精度な治療計画を迅速に立てられるようにすること
を、第２の目的とする。

【００１４】さらに、治療計画を立てるときに、表面表
示像上に任意の断面像を合成し表示する掘削（ドリリン
グ）処理を好適に実施でき、より高精度な治療計画を迅
速に立てられるようにすることを、その第３の目的とす
る。

【００１５】さらに、任意の方向で照射野を設定できる
とともに、照射方向の設定の容易化を図り、より高精度
かつ操作能率の良い治療計画を提供することを、第４の
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は次のように構成される。

【００１７】本発明の請求項１〜２によれば、放射線源
から被検体に照射させる放射線の照射野を示す情報を含
む放射線治療の計画を立てる放射線治療計画装置におい
て、前記被検体の画像のボリュームデータを取得するボ
リュームデータ取得手段と、前記放射線源の位置及び前
記照射野に基づいて断面変換法（ Multi-Planar Reconst
ruction ）を前記ボリュームデータに適用して前記放射
線のパスに沿った断面変換像の画像データを生成する画
像データ生成手段と、前記断面変換像の画像データを用
いて当該断面変換像に前記放射線のパスの線錐を重畳し
た画像を表示する画像表示手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１８】上述した構成において、例えば、前記画像
データ生成手段は、前記放射線源の位置と前記ボリュー
ムデータの座標系とを空間的に位置付け、前記放射線源
の位置と前記座標系の原点とを含む第１の面を決め、前
記放射線源の位置を含み且つ前記第１の面と直交する第
２の面を決め、この第２の面に沿った所望厚さを決め、
次いで、この所望厚さ内に存在する前記ボリュームデー
タを前記第２の平面に投影するように構成される。

【００１９】また、本発明の請求項３〜７によれば、前
記被検体の体軸方向に沿った透過像と当該被検体のアキ
シャル像を取得する被検体画像取得手段と、前記透過像
と前記アキシャル像とを同一画面に並べて表示する並置
表示手段とを更に備える。

【００２０】この場合、例えば、前記並置表示手段は、
前記アキシャル像に前記透過像をインセット表示するよ
うに構成されてもよい。

【００２１】また、前記透過像上で前記照射野の形状を
指定する照射野指定手段を備え、前記並置表示手段は、
前記放射線源からの放射線の線錐を重畳させた前記アキ
シャル像と前記照射野を重畳させた前記透過像とを並べ
て表示するように構成してもよい。このとき、一例とし
て、前記並置表示手段は、前記アキシャル像上の前記線
錐の位置を変更したことに伴なう前記照射野の形状の変
更データを演算する手段と、この変更データに基づいて
前記透過像上の照射野の形状を修正する手段とを有する
ことができる。

【００２２】例えば、前記透過像はスキャノ撮影法によ
り撮影されたスキャノ像であり、前記アキシャル像は前
記ボリュームデータから得られる画像である。

【００２３】さらに、本発明の請求項８によれば、例え
ば、前記透過像は断面変換法（Multi-PlanarReconstruc
tion）に基づいて前記ボリュームデータから得られる画
像であり、前記アキシャル像は前記ボリュームデータか
ら得られる画像である。

【００２４】さらに、本発明の請求項９によれば、前記
放射線治療を行う放射線治療装置に、前記放射線源から
前記被検体に向けて照射された放射線を絞るマルチリー
フ形コリメータを設けるとともに、前記放射線源から透
視するときの前記マルチリーフ形コリメータの開口形状
の変化に連動した関心領域（ＲＯＩ）を設定する関心領
域設定手段と、この関心領域設定手段により設定された
関心領域に対応した前記被検体のドリリング像を作成し
て表示するドリリング像表示手段とを備えていてもよ
い。

【００２５】

【００２６】

【作用】この発明によれば、放射線源の位置及び照射野
に基づく画像データがボリュームデータから生成して表
示される。このとき、断面変換法（Multi-Planar Recon
struction）を用いて放射線のパスに沿った断面変換像
の画像データがボリュームデータから作成され、表示さ
れる。また、放射線のパスの線錐がその断面変換像に重
畳して表示される。このようにすることで、線錐が画像
を突き抜けてしまうこともなく、その把握が容易にな
り、より高精度な治療計画を立てることができる。

【００２７】また、被検体の体軸と直交する面以外の面
の画像上でも線錐が表示されるなど、計画情報と画像情
報を同時に観察できるほか、その画面上で線錐の位置を
変更することで、これに対応して直ちに照射野の形状も
修正できることから、計画の操作性が向上し、より正確
な計画が可能になる。

【００２８】さらに、マルチリーフ形コリメータの開口
形状に連動してＲＯＩが設定され、この開口形状が放射
線源からの距離及び体表からの指定深さなどに応じて補
正される。この補正されたＲＯＩ形状に基づくドリリン
グ像が作成されて表示されるから、被検体内部の病変部
の可視化などに有効である。

【００２９】

【００３０】

【実施例】以下、本発明の第１実施例に係る放射線治療
計画装置を備えた放射線治療システムの全体を図１〜図
１２に基づいて説明する。

【００３１】この放射線治療システム、図１に示すよう
に、放射線治療に際し、画像取得から治療計画及び位置
合わせ（シミュレーション）までを一貫して行うための
放射線治療計画装置としての放射線治療計画用ＣＴシス
テム１と、この放射線治療計画用ＣＴシステム１で計画
及びシミュレートされた治療計画データに従って放射線
治療を行う放射線治療装置２とを備えるとともに、放射
線治療装置２に内蔵された、後述するコリメータを自動
制御するため、放射線治療計画用ＣＴシステム１と放射
線治療装置２との間を信号伝送線としての信号線３によ
り接続している。この信号線３の途中には、上記コリメ
ータの開度をオペレータが実際の放射線治療時に微調整
可能な照合記録装置４が介挿されている。さらに、放射
線治療計画用ＣＴシステム１には、放射線の線量分布計
算などの専門の演算処理を行う治療計画用専用処理装置
５及び計画データを出力するレーザプリンタ６が伝送ラ
イン７及び８を介して各々、接続されている。

【００３２】これらの各構成要素の内、最初に、放射線
治療計画用ＣＴシステム１（以下、単に「ＣＴシステ
ム」という）から説明する。

【００３３】このＣＴシステム１は、通常のＸ線ＣＴス
キャナを応用して構成したものであって、図１に示す如
く、ガントリ１１，寝台１２及び制御用のコンソール１
３を備え、例えばＲ−Ｒ方式で駆動する装置である。寝
台１２の上面には、その長手方向（Ｚ軸（体軸）方向）
にスライド可能に支持された状態で天板１２ａが配設さ
れており、その天板１２ａの上面に被検体Ｐが載せられ
る。天板１２ａは、電動モータ１３により代表されるス
ライド機構の駆動によって、ガントリ１１の診断用開口
部ＯＰに進退可能に挿入される。

【００３４】ガントリ１１は、図２に示すように、その
開口部ＯＰに挿入された被検体Ｐを挟んだ対向するＸ線
管２０及びＸ線検出器２１を内蔵している。Ｘ線検出器
２１で検出された透過Ｘ線に相当する微弱な電流信号
は、データ収集部２２にてデジタル量に変換され、コン
ソール１３に送られる。図２中、符号２３はガントリ１
１内のコリメータやフィルタを示し、符号２４はＸ線フ
ァンを示している。

【００３５】さらに、ガントリ１１の前面側、すなわち
寝台１２側に位置するフロントカバー１１ａの内側に、
アイソセンタをマーキングするときに作動させる３台の
位置決め用のレーザ投光器２７ａ，２７ｂ，２７ｃが配
設されている。

【００３６】コンソール１３は、このＣＴシステム全体
を統括する主制御部４０のほか、この主制御部４０から
指令を受けて作動する寝台制御部４１，架台制御部４２
を有し、内部バスを介して相互に接続されている。主制
御部４０はまた、コンソール外部のＸ線制御器４３に接
続され、Ｘ線制御器４３からの駆動信号に応じて作動す
る高電圧発生装置４４が備えられている。この高電圧発
生装置４４で生成した高電圧がＸ線管２０に供給され、
Ｘ線曝射が行われる。さらに、コンソール１３はデータ
収集部２２の収集信号を受けて画像データを再構成する
画像再構成部４５，画像データを記憶しておく画像メモ
リ４６，再構成画像を表示する表示器４７，及びオペレ
ータが主制御部４０に指令を与えるための入力器４８を
夫々備えている。各制御部及び制御器４０〜４３はコン
ピュータを搭載しており、予めそのメモリに格納された
プログラムに基づいて動作する。

【００３７】コンソール１３の内部バスは更に、信号線
の拡張ボード４８に接続され、この拡張ボード４８に前
記投光器２７ａ〜２７ｃのマーカ照射位置を制御する投
光器コントローラ４９が信号線５０を介して接続される
とともに、前記連続プリンタ６及び照合記録装置４が信
号線８，３を介して接続されている。投光器コントロー
ラ４９には、被検体のアイソセンタの位置データを、主
制御部４０から供給されるようになっており、このデー
タ供給に応答して、投光器コントローラ４９は３つの投
光器２７ａ〜２７ｃの照光部の位置を各々、自動制御す
る。

【００３８】続いて放射線治療装置２を説明する。

【００３９】放射線治療装置２（以下、単に「治療装
置」という）は、本実施例ではＸ線を使って治療するも
ので、図１に示す如く、被検体Ｐを載せる治療台５０
と、被検体Ｐの体軸（Ｚ）方向を回転軸として回転可能
な架台５１と、この架台５１を回転可能に支持する架台
支持体５２とを、コンソール（図示せず）を備えてい
る。

【００４０】治療台５０は、その上側に天板５０ａを備
えている。治療台５０は内部の駆動機構により高さ調節
可能であるから、これにより天板５０ａを上下動（Ｙ軸
方向）させることができる。また、治療台５０は内部の
別の駆動機構の駆動により、天板５０ａをその長手方向
（Ｚ方向）及び横方向（Ｘ方向）に所定範囲で各々移動
させることができるほか、更に別の駆動機構を作動させ
ることで、天板支柱回転及びアイソセンタを中心とした
回転が可能になっている。これらの治療台５０の動作
は、被検体Ｐの天板５０ａ上の位置決め及び放射線照射
のときに必要であり、コンソールからの制御信号により
制御される。

【００４１】一方、架台５１はクライストロンからの加
速電子を偏向してターゲットに当て、そこから発生する
Ｘ線ビームを被検体Ｐに照射する照射ヘッド５１ａを備
えている。この照射ヘッド５１ａには、ターゲット、す
なわち放射線源と照射口との間に、被検体Ｐの体表上の
照射野を決めるコリメータ５５が設置されている。この
コリメータ５５は、本実施例では、多分割原体絞りの構
造を有したマルチ・リーフ・コリメータ（Multi-Leaf C
ollimator）である。すなわち、図３に示すように、複
数枚の板状のタングステン製リーフ５６…５６から成る
２組のリーフ群５６Ａ，５６Ｂが放射線源ＳからのＸ線
パスを挟んで立設状態で対向配置され、リーフ５６…５
６の各々がリードスクリューを要部とする移動機構５７
…５７によって各リーフの長さ方向（Ｚ方向）に独立し
て駆動可能になっている。この移動機構５７…５７はコ
ンソールから供給される制御信号に応じて駆動し、２つ
のリーフ群５６Ａ，５６Ｂで形成される照射開口の大き
さ，形状（すなわち、体表上の照射野の大きさ，形状に
相当）をリアルタイムに変更できるようになっている。

【００４２】更に、架台支持体５２はその内蔵する駆動
機構によって、架台５１全体を時計回り、反時計回りの
何れにも回転可能になっている。この駆動機構の動作は
コンソールからの制御信号に基づいて行われる。

【００４３】治療装置２のコンソールは、治療装置２全
体を管理する主制御部、コリメータ制御部などを有す
る。

【００４４】次に、本第１実施例の動作を図４〜図１２
に基づいて説明する。

【００４５】ＣＴシステム１の主制御部４０は、その治
療計画に際し、図４に示す手順に従って処理を行う。す
なわち、最初にステップ７０では入力器４８から指令情
報に付勢されてスキャンが指令され、この結果、スキャ
ノ・トップ像（被検体の正面からの透過像）及びＸ線Ｃ
Ｔに拠る複数枚のアキシャル像が得られる。この複数枚
のアキシャル像は、３次元のボリューム・データを形成
するもので、例えばヘリカルスキャンが好適である。

【００４６】次いでステップ７１では、スキャノ・トッ
プ像が表示器４７上に表示され、この表示画像上で病変
部がＲＯＩなどにより特定されてターゲット形状が決め
られるとともに、このターゲット形状に対して照射野Ｒ
Ｆ及びアイソセンタＩ／Ｃが指定される（図５参照）。

【００４７】この後、ステップ７２に移行して、複数枚
のアキシャル像データ、即ち、ボリューム・データを用
いて被検体Ｐの透過サイド像（被検体の横からの透過
像）を再構成する。そして、ステップ７３で、この透過
サイド像が、スライス位置設定の目安となるラインＬＳ
1…ＬＳnを図６の如く重畳させて表示される。このスラ
イス位置設定用ラインＬＳ1…ＬＳnは、照射野ＲＦの大
きさ、線源の位置などのデータを基にして演算される、
例えば等間隔な体軸Ｚ方向の位置の各々と線源位置とを
結ぶ線として設定される。

【００４８】次いで、ステップ７４に移行し、入力器４
８のポインティングデバイス（マウス，トラックボー
ル，ライトペン，カーソルキーなど）から画面上のスラ
イス位置が指定されているか否か判断し、ＹＥＳ（スラ
イス位置指定）の場合、ステップ７５にて、指定された
位置に応じてＭＰＲ変換（Multi-Planar Reconstructio
n：断面変換）を行う。

【００４９】このＭＰＲ変換の様子を図７〜図１０に示
す。具体的にはまず、複数枚のアキシャル像によって与
えられている３次元のボリューム・データＤに対し、放
射線の線源ＳをＹ軸上に図７に如くに定める。次いで、
線源Ｓと座標系の原点とを含む面Ａを１つ決める。この
面Ａは観察したい方向に対応して任意に決めることがで
きるもので、例えば図８に示す如く、ＹＺ平面とする。
次いで、図９のように、線源Ｓを含み、平面Ａと直交す
る平面Ｂを設定する。なお、この平面Ｂの角度は、指定
スライス位置に応じてトラックボールなどで自由に移動
させることができるようにする。さらに、設定した平面
Ｂを中心にして所望の厚さＤＰを設定した後、この厚さ
ＤＰ内に在るボリューム・データを加算して平面Ｂに投
影する（図１０参照）。

【００５０】このようにしてＭＰＲ変換が終わると、ス
テップ７６に移行してＭＰＲ像及びこれに重畳した線錐
を表示する。すなわち、図１１に示すように、平面Ｂへ
の投影像に線錐ＬＮｃ，ＬＮｄが重なって表示され、こ
の表示像は線源Ｓと平面Ａの位置の拘束を受けつつ、指
定スライス位置に応じて変化可能である。そこで、ステ
ップ７７で処理を終了しない限り、新たな指定スライス
位置に応じたＭＰＲ像及び線錐が表示される。なお、平
面Ａ上に、平面Ｂとの交線を表示したものが図６に記載
したスキャノ・サイド像に対応する。

【００５１】したがって本実施例によれば、図１２に示
す如く、体軸Ｚ方向において線源Ｓからの放射線パスＴ
に沿った斜めの面のＭＰＲ像及びその面を上下方向に縦
断する線錐を表示することができるので、放射線パスを
容易に把握でき、より高精度で且つ迅速な治療計画を立
てられる。

【００５２】なお、本実施例では最初からスキャノ・サ
イド像を撮影し使用することとしてもよい。

【００５３】続いて、本第２実施例を説明する。この第
２実施例に係る放射線治療装置は、治療計画の表示と修
正に関するもので、ハードウェア構成は第１実施例で説
明した図１〜図３のものと同一である。

【００５４】この第２実施例におけるＣＴシステム１の
主制御部４０は、治療計画に際し、図１３に示す処理を
指令するようになっている。まず、最初に、同図ステッ
プ８０にて被検体Ｐの病変部を含む領域のスキャノ像
（サイド像及びトップ像）及び複数枚のＣＴ像（アキシ
ャル像）を撮影し、ステップ８１以降の具体的な治療計
画に入る。

【００５５】ステップ８１では、スキャノ・トップ像Ｉ
_TOP上でアイソセンタＩ／Ｃのｚ座標が指定され、また
ＣＴ像Ｉ_CT上でアイソセンタＩ／Ｃのｘ，ｙ座標が指定
される（図１４，１５参照）。ステップ８２ではスキャ
ノ・トップ像Ｉ_TOP上で照射野ＲＦの形状が指定され
る。このとき、本実施例ではマルチリーフ形のコリメー
タ５５を採用しているので、任意の形状が指定され、各
リーフ５６…５６による開口形状データに変換されると
ともに、コリメータ５５全体の回転方向ＤＭも演算され
る（図１６参照）。この回転方向は、コリメータ５５全
体ＸＺ面内でどの方向に回転させたとき、設定した照射
野ＲＦに対して最も誤差の少ない開口形状を各リーフ５
６が形成するかということを考慮して決められる。な
お、マルチリーフ形のコリメータを使用せず、鉛ブロッ
クを使用する場合は、通常、照射野形状に最も近似した
多角形の照射野形状が設定される。

【００５６】さらにステップ８３では、スキャノ・トッ
プ像Ｉ_TOP上でスライス位置Ｐ_SL（後述する図１９参
照）が指定され、対応するＣＴ像Ｉ_CTが選択される。

【００５７】次いでステップ８４では、選択したＣＴ画
像Ｉ_CT上に線錐が重畳表示される。具体的には図１７に
示す如く、照射野ＲＦ上のスライス位置（ｚ座標）上の
Ｘ方向の開度と、線源Ｓ及びアイソセンタＩ／Ｃ間の距
離ＳＡＤから、ＣＴ画像Ｉ_CT上で放射線の当たる範囲
（線錐ＬＮａ，ＬＮｂ）が求められて表示される。さら
にステップ８５では、同様の手法によって、図１８に示
す如く、スキャノ・サイド像Ｉ_SIDE上に線錐ＬＮｃ，Ｌ
Ｎｄが重畳表示される。

【００５８】このようにして本実施例で目的とする画像
が揃うと、ステップ８６にて、それまで向上に表示して
いた状態から、ＣＴ画像に対するスキャノ像（サイド像
及びトップ像）のインセット表示を行う。これにより例
えば、図１９に示す如く、指定スライス位置Ｐ_SLに対応
したＣＴ画像Ｉ_CTの左右下側に、各々、スキャノ・サイ
ド像Ｉ_SIDE及びスキャノ・トップ像Ｉ_TOPがインセット
表示される。従って、同一画面でプラン情報（アイソセ
ンタＩ／Ｃ，照射野ＲＦ，線錐ＬＮ，スライス位置な
ど）及び画像情報を同時に観察でき、従来のように画面
を切り換えなくても済み、操作性に優れ、また操作能率
も向上する。

【００５９】さらに図１３の処理では、インセット表示
状態のまま、ＣＴ画像Ｉ_CT上で線錐Ｌａ，ＬＮｂの位置
がポインティングデバイス（マウスなど）により変更さ
れるか否か判断される（ステップ８７）。例えば図２０
で線錐ＬＮａが仮想線ＬＮａ′の位置に移動させたとす
ると、この線錐位置変更に伴う照射野ＲＦの形状（図２
０の仮想線ＲＦ′参照）の変更データが演算される（ス
テップ８８）。そして、インセット表示のまま、スキャ
ノ・トップ像Ｉ_TOP上の照射野ＲＦの形状が変更される
（ステップ８９）。さらに、処理が終了するまで上述し
た線錐の位置変更に対処可能である（ステップ９０）。

【００６０】このように処理することで、プラン情報及
び画像情報を同一画像で観察した状態のまま、画面を切
り換えずとも、線錐を介して照射野を変更でき、より高
精度な治療計画を迅速に立てることができる。

【００６１】なお、本実施例におけるスキャノ・サイド
像に代えてＭＰＲの各種断面やＣＴ画像から再構成した
透過像でもよい。また、本実施例では被検体Ｐの上方か
らの照射であるから、トップ像上で照射野形状を計画
し、サイド像上で線錐を確認しているが、横方向からの
照射の場合、その反対の手順となる。さらに、スキャノ
像などの表示は、インセット表示の態様に限定されるも
のではなく、同一画面に表示されればよく、マルチウイ
ンド表示であってもよい。

【００６２】さらに、第３実施例を図２１〜図２３を参
照して説明する。

【００６３】この第３実施例は、３次元画像表示におけ
る掘削（ドリリング；以下、「ドリリング」という）処
理を放射線治療の治療計画に取り込んだものである。こ
のドリリング処理は３次元画像処理の一つで、図２１
（ａ）に示す如く、物体Ｂの表面表示像の上に任意形状
のＲＯＩと物体表面からの深さｈを指定し、そのＲＯＩ
形状に沿った断面像Ｉsecを表面表示像上に合成表示す
るものである（同図（ｂ）参照）。

【００６４】従来のドリリング処理はＸ線ＣＴ装置での
使用を想定してあり、平行な視線で指定深さ位置の内部
断面を形成するが、放射線治療装置の線源から見たビー
ムは一点から広がる円錐状であり、そのまま本発明のよ
うなＣＴシステムによる放射線治療装置に適当すること
はできなかった。

【００６５】そこで、本実施例に係るＣＴシステム１の
主制御部４０は図２２に示す処理を行う。なお、Ｘ線Ｃ
Ｔスキャンによって、連続したアキシャル像から３次元
のボクセルデータが予め準備されているものとする。

【００６６】まず、ステップ１００では、３次元ボクセ
ルデータから３次元表面表示像が作成され、表示され
る。次いでステップ１０１では、治療計画で設定された
マルチリーフ形コリメータ５５の開口形状をオリジナル
のＲＯＩ形状として指定する。次いでステップ１０２
で、体表面から見たい断面までの深さｈを指定する。こ
の指定は、入力器４８からの例えば数値入力で行う（観
測部位は既に決まっているとする）。この後、ステップ
１０３で、光学系の位置関係、すなわち放射線源から体
表までの距離及び指定深さｈに基づいて、深さｈの大小
に伴うＲＯＩ（コリメータ開口）の大きさを自動的に補
正（拡大、縮小）する（図２３のＲＯＩ´，ＲＯＩ”参
照）。そして、ステップ１０４に移行し、指定された内
部深さｈの位置におけるＲＯＩ”の面に対して、所定厚
さ分の画素値を指定面に投影することにより、内部ＲＯ
Ｉ”面のドリリング像を作成し、表面像に合成表示す
る。ステップ１０１〜１０４の処理は必要に応じて繰り
返される。

【００６７】なお、コリメータの開口形状で決まるＲＯ
Ｉに対し、アキシャル断面、コロナル断面、又はサジタ
ル断面を指定し、内部情報の切出し又は周辺部の輝度を
下げることにより、被検体内部のみのＭＰＲ処理を行う
ようにしてもよい。また、自動補正したＲＯＩ形状に対
して、放射線の線量分布を演算し、表示するようにして
もよい。

【００６８】このように本実施例によれば、治療計画の
段階で、マルチリーフ形コリメータの開度に連動した形
状のＲＯＩを設定し、ドリリング処理を好適に実施でき
るので、ドリリング処理の深さを病変部までの距離に設
定することで、例えば病変部の可視化された情報を得る
とともに、病変部に対する放射線パスの適、不適を直観
的に認識できる。

【００６９】なお、この実施例で使用可能なコリメータ
はマルチリーフ形に限定されるものではなく、例えばモ
ノブロック形のコリメータであってもよい。

【００７０】さらに、第４実施例を図２４〜図３２を参
照して説明する。この実施例は最大値投影画像（ＭＩＰ
画像）の手法を放射線治療計画に導入したものである。

【００７１】最初に、図２４を用いて通常の最大値投影
画像の作成手順を説明し、その後で、図２５を用いて放
射線治療計画における最大値投影データの作成手順を説
明する。

【００７２】通常の最大値投影画像は以下のようにして
作成される。まず、ＣＴ断層像などの連続した複数枚の
スライス断層画像（２次元画像）に基づいて３次元ボク
セルデータ（スライス断層画像と同じピクセルの深さを
持つ）が作成され（図２４（ａ），（ｂ）参照）、この
３次元ボクセルデータが所望の一方向から平行透視され
る（同図（ｃ）参照）。そして、各透視線上の最大値が
面上に算出され（同図（ｄ）参照）、この面上の画像が
最大値投影画像となる。透視方向は任意に選択できる。
連続した複数枚のスライス断層画像は、ＣＴ断層画像の
ほか、必要に応じてＭＲ断層画像、核医学断層画像（い
ずれも、アキシャル、コロナル、サジタル、オブリーク
の画像）であってもよい。さらに、透視線の軌跡が断層
画像で得られる場合、上記の手順の内、３次元ボクセル
データの作成を行わなくてもよい。

【００７３】一方、放射線治療計画における最大値投影
データの作成は、上述した内の３次元ボクセルデータの
作成までは同一である。放射線治療計画の場合、３次元
ボクセルデータが準備されると、図２５に示すように放
射線源Ｓ（１点）から３次元ボクセルデータに向かって
角錐状（断面扇状）に広がる複数の透視線が設定され、
この透視線の各々における最大値が面Ｍ上に収集され、
２次元の最大値投影画像が得られる。この作成手順を、
放射線源Ｓ及びこの線源に対となる面Ｍの角度を図２６
に示す如く、種々変えることにより、あらゆる角度から
透視した最大値投影画像が得られる。

【００７４】放射線治療計画における最大値投影画像は
以上のようにして作成されるが、ここで、この最大値投
影画像を治療計画にて実際に使用するときの位置関係及
び最大値投影画像のピクセルサイズについて図２７によ
り説明する。同図において、点Ｓは放射線源の位置、点
Ａはアイソセンタ、距離Ｌ１は放射線源Ｓからアイソセ
ンタまでの距離である。点Ａ、Ｓ及び距離Ｌ１は放射線
装置により決まる固定値又は可変値である。また、Ｍ
１：シャドートレイの位置、Ｍ２：ボクセルデータ上部
の位置又は体表上の位置、Ｍ３：ボクセルデータ下部の
位置又は寝台上の位置、及びＭ４，Ｍ５：Ｘ線装置の撮
影フィルムの位置、である。さらに、点Ｓ（線源）から
放射される放射線の線錐の口角には、ボクセルデータ最
大に対応する口角θ２と、ボクセルデータ内を透過する
口角θ１が在り、θ１からθ２までの間で可変される。

【００７５】最大値投影画像を作成するとき、ボクセル
データ内にある点Ａ（アイソセンタ）を中心に、距離Ｌ
１離れた点Ｓ（線源）から透視した最大値投影画像が作
成される（位置Ｍ１〜Ｍ５での最大値投影画像が作成さ
れる）。

【００７６】最大値投影画像を作成及び表示するときの
ピクセルサイズ（最大値投影画像の点Ｓからの位置に依
存する）は、図２７内の位置Ｍ１〜Ｍ５の面に映し出さ
れる最大値投影画像で表示される。どの面に最大値投影
画像を表示するかについては、治療計画の方式により変
わる。

【００７７】図２８〜図３０に、この第４実施例に係る
最大値投影画像を作成する機構の第１〜第４の具体例を
示す。なお、これらの図における高速演算プロセッサは
前述した図３に示すコンソール構成に新たに付加される
ものであるが、入力部、画像表示部は夫々、入力器４
８、表示器４７により形成されるものである（説明の都
合上、別の参照符号を用いる）。

【００７８】図２８の第１の具体例に係る機構には、前
述した図２５による任意透視角度方向の最大値投影画像
を作成できる高速演算プロセッサ１２０が備えられ、デ
ファインデータＤＦ（図２７に示したＬ１，θ１又はθ
２、Ｍ１〜Ｍ５）とスライス画像群ＳＬが与えられる。
そこで、プロセッサ１２０は前述した図２５及び図２７
に係る処理を行い、最大値投影画像ＩＭを作成する。こ
の投影画像ＩＭは画像表示部１２０に送られ、表示され
る。さらに、入力部１２２（キーボ−ド、マウス、トラ
ックボールなど）から最大値投影画像の回転に必要なデ
ータが必要に応じてプロセッサ１２０に供給され、最大
値投影画像が作成し直される。また、表示した最大値投
影画像上に入力部１２２を介して照射野形状が上書きさ
れる。

【００７９】また、図２９に係る具体例に係る機構は、
上記高速演算プロセッサ１２０のほかに、もう一つの高
速演算プロセッサ１２３を備えている。

【００８０】この高速演算プロセッサ１２３は、３次元
ボクセルデータ作成時のもとになる複数の連続したスラ
イス画像に、前もって各種の画像処理を施すことができ
るようにしたものである。この画像処理としては例え
ば、（１）；造影したスライス画像群と造影していない
スライス画像群とで差分画像群を作成し、この差分画像
群から最大値投影画像を作成する処理である。これによ
り、造影した部位のみが強調表示される。また、
（２）；（１）の処理により作成した画像群をネガティ
ブ反転させた画像群を作成し、この画像群から最大値投
影画像を作成する。これにより、造影させない部位を強
調表示できる。さらに、（３）；ハンドディスプレイの
ように特定範囲の画素値を高輝度値にしたスライス画像
を作成し、最大値投影画像を作成する。これにより、特
定範囲の画素値の部位が強調表示される。さらに、
（４）；スライス画像群の特定エリアを抽出した画像群
を作成し、この画像群を使って最大値投影画像を作成す
る。これにより、抽出した特定エリアのみの画像が得ら
れる。これにより、Ｘ線画像では得られない視認性の良
い画像が得られる。

【００８１】これを実行するため、入力部１２２から例
えば上記（１）〜（４）の内の所望の画像処理（事前に
行う処理）の選択指令及びその処理方向などのデータを
高速演算プロセッサ１２３に送る。これにより、この演
算プロセッサ１２３はオリジナルのスライス画像群ＳＬ
に、指令された画像処理（すなわち、差分画像、反転画
像、高輝度画像、抽出画像の作成処理の内のいずれか）
を施し、この結果得られた新たなスライス画像群ＳＬ′
を高速演算プロセッサ１２０に送る。このプロセッサ１
２０は前述と同様に図２５及び図２７に係る最大値投影
画像ＩＭを作成し、画像表示部１２１に表示させる。さ
らに、入力部１２２を介して、最大値投影画像ＩＭ上に
照射野の設定を行うとともに、放射線治療の放射方式
（回転照射、原体照射）の照射方向に応じて最大値投影
画像を回転させ、それらの各方向における照射野の設定
を行う。

【００８２】なお、前段、後段の高速演算プロセッサ１
２３及び１２０は同一プロセッサで形成してもよい。

【００８３】さらに、図３０に示す機構では、高速演算
プロセッサ１２０に、上記図２８又は図２９で示したプ
ロセスで作成された治療計画データＤＴとスライス画像
群ＳＬ又はＳＬ′とが供給されている。高速演算プロセ
ッサ１２０はスライス画像群ＳＬ又はＳＬ′に基づいて
作成された最大値投影画像ＩＭ′を作成し、治療計画デ
ータとその最大値投影画像ＩＭ′を用いて照射野を横か
ら透視した像を画像表示部１２１に表示させる。ここで
の「横」は、図２８及び図２９にて設定した方向を
「縦」とした場合である。最大値投影画像ＩＭ′上に
は、照射野を通過した治療放射線の軌跡ｋが表示されて
いる。そこで、軌跡線ｋを確認し、必要に応じて、正常
組織の照射を、最大値投影画像ＩＭを用いて修正する。
このように確認と設定（修正）を同時に実行できる画像
表示部１２１の画像例を図３１及び図３２に示す。これ
らの図において、ＤＴの欄には治療計画データ（例えば
何番目の照射野か、各画像のピクセルサイズ、各画像の
表示の座標及び角度など）が表示される。また、参照符
号ＲＦは照射野である。

【００８４】このように第４実施例では、最大値投影像
は回転させることができるため、見たい方向の像を作成
できるから、最大値投影像を用いて回転照射、原体照射
の照射野の設定、確認を行うことができる。このため、
放射線を照射したくない臓器があるときでも、アキシャ
ル像１枚毎に照射方向を設定しなくても済み、最大値投
影像でスキャノ像（Ｘ線像）と同じ操作で設定できる。
これにより、病変領域のＣＴスキャンが１回で済むか
ら、Ｘ線曝射量が減るし、アキシャル像１枚毎の設定が
不要になるから、オペレータの負担も減る。そのほか、
計画状態の３次元的確認が容易である、照射（回転照
射、原体照射）計画が簡素化する、スキャノ像やＸ線像
では得られない画像が得られるなどの利点がある。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
線錐が画像を突き抜けてしまうこともなく、その把握が
容易になり、より高精度な治療計画を立てることができ
る。

【００８６】また、被検体の体軸と直交する面以外の面
の画像上でも線錐が表示されるなど、計画情報と画像情
報を同時に観察できるほか、その画面上で線錐の位置を
変更することで、これに対応して直ちに照射野の形状も
修正できることから、計画の操作性が向上し、また、よ
り正確な計画が可能になる。

【００８７】さらに、放射線治療計画においてドリリン
グ処理を好適に行うことができ、その計画に有効であ
る。

【００８８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放射線治療計画装置を適用した放射線
治療システムの一例を示す全体構成図。

【図２】放射線治療計画装置としてのＣＴシステムのブ
ロック図。

【図３】放射線治療装置に搭載されているマルチリーフ
形コリメータの概略斜視図。

【図４】第１実施例における主制御部による治療計画の
フローチャート。

【図５】スキャノ・トップ像とアイソセンタ，照射野の
関係を例示する図。

【図６】スキャノ・サイド像とスライス位置の関係を例
示する図。

【図７】ＭＰＲ像の作成過程を説明する図。

【図８】ＭＰＲ像の作成過程を説明する図。

【図９】ＭＰＲ像の作成過程を説明する図。

【図１０】ＭＰＲ像の作成過程を説明する図。

【図１１】第１実施例におけるＭＰＲ像及び線錐を示す
図。

【図１２】第１実施例における放射線パスに沿った断面
を説明する図。

【図１３】第２実施例に係る治療計画のフローチャー
ト。

【図１４】アイソセンタの指定を説明する図。

【図１５】アイソセンタの指定を説明する図。

【図１６】照射野形状の指定を説明する図。

【図１７】ＣＴ像への線錐の指定を説明する図。

【図１８】スキャノ・サイド像への線錐の指定を説明す
る図。

【図１９】インセット表示に係る画像図。

【図２０】照射野形状の修正を説明する図。

【図２１】（ａ），（ｂ）はドリリング処理を説明する
図。

【図２２】第３実施例における放射線治療計画に適用し
たドリリング処理の流れを示すフローチャート。

【図２３】ドリリング処理におけるＲＯＩ形状の深さ方
向の変化を説明する図。

【図２４】（ａ）〜（ｄ）は通常の最大値投影像の作成
手順を説明する図。

【図２５】放射線治療計画における最大値投影像の作成
を説明する図。

【図２６】最大値投影像の透視方向の変更を示す図。

【図２７】最大値投影像の位置関係及びピクセルサイズ
の説明に供する模式図。

【図２８】第４実施例に係る第１の具体例を示す最大値
投影像の作成機構の構成図。

【図２９】第４実施例に係る第２の具体例を示す最大値
投影像の作成機構の構成図。

【図３０】第４実施例に係る第３の具体例を示す最大値
投影像の作成機構の構成図。

【図３１】第３の具体例に係る画像例を示す図。

【図３２】第３の具体例に係る別の画像例を示す図。

【図３３】従来の問題の一例を説明するための図。

【符号の説明】

１ＣＴシステム（放射線治療計画装置）２放射線装置４０主制御部４１寝台制御部４２架台制御部４５画像再構成部４６画像メモリ４７表示器４８入力器５５コリメータ５６リーフ１２０、１２３高速演算プロセッサ１２１画像表示部１２２入力部Ｐ被検体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−15526（ＪＰ，Ａ) 特開平１−214343（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 6/03 A61N 5/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線源から被検体に照射させる放射線
の照射野を示す情報を含む放射線治療の計画を立てる放
射線治療計画装置において、前記被検体の画像のボリュームデータを取得するボリュ
ームデータ取得手段と、前記放射線源の位置及び前記照射野に基づいて断面変換
法（Multi-Planar Reconstruction）を前記ボリューム
データに適用して前記放射線のパスに沿った断面変換像
の画像データを生成する画像データ生成手段と、前記断面変換像の画像データを用いて当該断面変換像に
前記放射線のパスの線錐を重畳した画像を表示する画像
表示手段を備えたことを特徴とする放射線治療計画装
置。
【請求項２】前記画像データ生成手段は、前記放射線
源の位置と前記ボリュームデータの座標系とを空間的に
位置付け、前記放射線源の位置と前記座標系の原点とを
含む第１の面を決め、前記放射線源の位置を含み且つ前
記第１の面と直交する第２の面を決め、この第２の面に
沿った所望厚さを決め、次いで、この所望厚さ内に存在
する前記ボリュームデータを前記第２の平面に投影する
ように構成したことを特徴とする請求項１に記載の放射
線治療計画装置。
【請求項３】前記被検体の体軸方向に沿った透過像と
当該被検体のアキシャル像を取得する被検体画像取得手
段と、前記透過像と前記アキシャル像とを同一画面に並べて表
示する並置表示手段とを備えたことを特徴とする請求項
１に記載の放射線治療計画装置。
【請求項４】前記並置表示手段は、前記アキシャル像
に前記透過像をインセット表示するように構成したこと
を特徴とする請求項３に記載の放射線治療計画装置。
【請求項５】前記透過像上で前記照射野の形状を指定
する照射野指定手段を備え、前記並置表示手段は、前記放射線源からの放射線の線錐
を重畳させた前記アキシャル像と前記照射野を重畳させ
た前記透過像とを並べて表示するように構成したことを
特徴とする請求項４に記載の放射線治療計画装置。
【請求項６】前記並置表示手段は、前記アキシャル像
上の前記線錐の位置を変更したことに伴なう前記照射野
の形状の変更データを演算する手段と、この変更データ
に基づいて前記透過像上の照射野の形状を修正する手段
とを有することを特徴とする請求項５に記載の放射線治
療計画装置。
【請求項７】前記透過像はスキャノ撮影法により撮影
されたスキャノ像であり、前記アキシャル像は前記ボリ
ュームデータから得られる画像であることを特徴とする
請求項３〜６の何れか一項に記載の放射線治療計画装
置。
【請求項８】前記透過像は断面変換法（Multi-Planar
Reconstruction）に基づいて前記ボリュームデータか
ら得られる画像であり、前記アキシャル像は前記ボリュ
ームデータから得られる画像であることを特徴とする請
求項４に記載の放射線治療計画装置。
【請求項９】前記放射線治療を行う放射線治療装置
に、前記放射線源から前記被検体に向けて照射された放
射線を絞るマルチリーフ形コリメータを設けるととも
に、前記放射線源から透視するときの前記マルチリーフ形コ
リメータの開口形状の変化に連動した関心領域（ＲＯ
Ｉ）を設定する関心領域設定手段と、この関心領域設定
手段により設定された関心領域に対応した前記被検体の
ドリリング像を作成して表示するドリリング像表示手段
とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射線治
療計画装置。