JP4574965B2

JP4574965B2 - 放射線治療計画装置

Info

Publication number: JP4574965B2
Application number: JP2003279948A
Authority: JP
Inventors: 一成橘
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2023-07-25
Also published as: JP2005040494A

Description

この発明は、照射源による放射線照射に伴って放射線検出器から出力される放射線検出信号に基づき被検体の放射線透視画像を取得するとともに取得した放射線透視画像を、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標とともに画像表示モニタに表示しながら放射線治療計画の立案を行う放射線治療計画装置に係り、特に、放射線透視画像の中に一緒に表示される治療用放射線の照準画定用指標が放射線治療計画の立案の妨げとなることを回避するための技術に関する。

従来、この種の装置として、図１５に示すように、Ｘ線管５１による被検体ＭへのＸ線照射に伴って透過Ｘ線像検出用のＸ線検出器５２から出力されるＸ線検出信号に基づき被検体ＭのＸ線透視画像を取得するとともに、後段の画像表示モニタ５３の画面に取得したＸ線透視画像Ｐａを、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標と一緒に表示しながら放射線治療計画の立案を行う放射線治療計画装置があり、Ｘ線シミュレータとも別称される（例えば、特許文献１参照）。

従来装置の場合、Ｘ線透視画像Ｐａと一緒に表示される照準画定用指標は放射線の照射中心を画定する為の照射中心マークｍａと放射線の照射範囲を画定する為の照射範囲マークｍｂとからなる。照射中心マークｍａはＸ線管５１の前方に設置されているＸ線不透過性の十字線５４の映像であり、照射範囲マークｍｂはＸ線管５１と十字線５４の間に設置されているＸ線不透過性のシミュレート絞り５５の映像である。したがって、十字線５４もシミュレート絞り５５も照射Ｘ線も、被検体ＭのＸ線透視撮影により被検体ＭとともにＸ線透視画像Ｐａに写し込まれて一緒に表示される。

十字線５４は、タングステン線等の２本のＸ線不透過性ワイヤを十字に組み付けてあって、ワイヤの交差点（十字線５４の十字クロス点）がＸ線の照射中心（Ｘ線軸）に位置するように設置したものである。したがって、Ｘ線透視画像Ｐａにおける照射中心マークｍａの十字クロス点がＸ線の照射中心に常に一致している。放射線治療計画の立案の際は、天板５６を移動させて被検体Ｍの位置を変えて照射中心マークｍａの十字クロス点にＸ線透視画像Ｐａの上で治療用放射線の照射中心とする位置にもってくる。

シミュレート絞り５５は、タングステン線等の４本のＸ線不透過性ワイヤをイゲタ状に組み合わせてあって、４本の各Ｘ線不透過性ワイヤがそれぞれ個別に水平方向へ対面するワイヤに対して常に平行を保ちながらリモートコントロールで往復移動できるように配置したものであり、４本の各Ｘ線不透過性ワイヤの動きに応じてＸ線透視画像Ｐａにおける照射範囲マークｍｂの形や位置が変化する。放射線治療計画の立案の際は、Ｘ線不透過性ワイヤを移動させて照射範囲マークｍｂの形や位置をＸ線透視画像Ｐａの上で放射線の照射範囲とする区域の形と位置に合わせて変化させる。

より具体的には、被検体Ｍの治療用放射線部位では治療用放射線の照射中心とする位置や治療用放射線を当てる区域の境界とするところに目印となる金属小片（図示省略）が診察などの際に予め埋め込まれていて、これらの金属小片が被検体ＭのＸ線透視画像Ｐａの中にも映像として出現する。そして、放射線治療計画の立案の際、治療用放射線の照射中心とする処に埋め込まれた金属小片の映像がＸ線透視画像Ｐａの照射中心マークｍａの十字クロス点の位置にくるように天板５６を移動させて被検体Ｍの位置を変える。また、照射範囲マークｍｂの位置と形が治療用放射線を当てる区域の境界とする処に埋め込まれた金属小片の映像から想定されるエリアの位置と形に一致するように各Ｘ線不透過性ワイヤを移動させる。

このようにして、照射中心マークｍａの十字クロス点にＸ線透視画像の上で治療用放射線の照射中心とする位置を合わせるとともに、照射範囲マークｍｂの位置と形をＸ線透視画像Ｐａの上で放射線の照射範囲とする区域の位置と形に合わせた後、Ｘ線透視画像Ｐａを印刷してＸ線写真のかたちで出力したり、Ｘ線透視画像Ｐａをコンパクトディスク等に格納して映像信号のかたちで記録したりする。

そして、Ｘ線写真や映像信号の形で記録されたＸ線透視画像Ｐａは適時に放射線治療を実施する放射線治療部署へ持ち込まれ、放射線治療装置（例えばライナック）の治療用放射線の照準を画定する際に参照される。すなわち、放射線治療部署では、Ｘ線透視画像Ｐａの照射中心マークｍａの十字クロス点に放射線治療装置（図示省略）の治療用放射線の照射中心（放射線照射軸）を合わせるとともに、照射範囲マークｍｂが示す区域に治療用放射線がぴったり当たるように放射線治療装置の絞りがセットされる。
特開平１１−１５５８５１号公報（第３−６頁、図１、図６）

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。

すなわち、従来の装置は、Ｘ線透視画像Ｐａの中に治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標として表示される照射中心マークｍａや照射範囲マークｍｂが時として放射線治療計画の立案の妨げとなるという問題がある。

Ｘ線透視画像Ｐａの中に治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標として表示される照射中心マークｍａや照射範囲マークｍｂが時として放射線治療計画の立案の妨げとなるという問題がある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線透視画像の中に表示される治療用放射線の照準画定用指標が放射線治療計画の立案の妨げとなることを回避することができる放射線治療計画装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち、請求項１に記載の発明に係る放射線治療計画装置は、被検体へ放射線を照射する照射源と被検体の透過放射線像を検出する放射線検出器とを備え、前記照射源による放射線照射に伴って前記放射線検出器から出力される放射線検出信号に基づき前記被検体の放射線透視画像を取得するとともに取得した前記放射線透視画像を、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標と一緒に画像表示モニタに表示しながら放射線治療計画の立案を行う放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標は、前記放射線の照射範囲を画定する為の照射範囲マークを有し、前記照準画定用指標を画像信号処理により前記被検体の放射線透視画像へ重ねて表示する照準画定用指標表示手段と、前記照準画定用指標表示手段による照準画定用指標の表示・非表示の切り換えを行う指標表示・非表示切換手段と、前記照射源と前記放射線検出器の放射線検出面の距離から前記照射源と前記被検体の距離を除算することで投影拡大率を算出する画像倍率導出部とを備え、前記照準画定用指標表示手段は、前記投影拡大率が変更されると、前記放射線透視画像とこれに重ねて表示された照射範囲マークとの対応関係が維持されるよう前記照射範囲マークの表示倍率を変化させることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明の装置を用いて放射線治療計画を立案する場合、照射源による被検体への放射線照射に伴って透過放射線像検出用の放射線検出器から出力される放射線検出信号に基づき取得された被検体の放射線透過画像に、照準画定用指標表示手段による画像信号処理によって治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標が重ねられ、照準画定用指標が放射線透過画像に重畳されたかたちで画像表示モニタの画面へ表示される。治療計画を立案する者は照準画定用指標に合わせて放射線透過画像の方を調整する操作を行ったり、あるいは放射線透過画像に合わせて重畳表示する照準画定用指標の方を調整する操作を行ったりして放射線治療計画を立案してゆく。そして、放射線透過画像に重畳表示されている照準画定用指標が放射線治療計画の立案の妨げになる場合は、その間、指標表示・非表示切換手段によって計画立案の妨げとなる照準画定用指標の表示を一時中断して非表示とする切り換えを行うことにより、放射線透視画像から計画立案の妨げとなる照準画定用指標を取り除く。照準画定用指標の非表示の必要がなくなれば、指標表示・非表示切換手段によって照準画定用指標の非表示を表示へ切り換えて、再び、照準画定用指標の重畳表示を再開する。

なお少し付言すれば、従来の放射線治療計画装置のように、照準画定用指標が被検体と同時に放射線撮影されることによって放射線透過画像の中に一緒に表示される場合は、照準画定用指標が放射線透過画像と完全に一体化されたかたちとなっているので、放射線透過画像から照準画定用指標だけを取り除くようなことは実際上できない。これに対して、請求項１に記載の発明の放射線治療計画装置のように、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標が照準画定用指標表示手段の画像信号処理によって放射線透過画像に放射線撮影後に重ねて放射線透過画像の中に一緒に表示される場合は、照準画定用指標の重畳表示を中断することで放射線透過画像から簡単に照準画定用指標が取り除けるので、放射線透過画像の中に一緒に表示される治療用放射線の照準画定用指標が放射線治療計画の立案の妨げになる時には、指標表示・非表示切換手段によって照準画定用指標の重畳表示を中断することにより放射線透過画像から計画立案の妨げとなる照準画定用指標だけを取り除くことができる。

請求項２に記載の発明に係る放射線治療計画装置は、被検体へ放射線を照射する照射源と被検体の透過放射線像を検出する放射線検出器とを備え、前記照射源による放射線照射に伴って前記放射線検出器から出力される放射線検出信号に基づき前記被検体の放射線透視画像を取得するとともに取得した前記放射線透視画像を、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標と一緒に画像表示モニタに表示しながら放射線治療計画の立案を行う放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標は、前記放射線の照射範囲を画定する為の照射範囲マークを有し、前記照準画定用指標を画像信号処理により前記被検体の放射線透視画像へ重ねて表示する照準画定用指標表示手段と、前記照準画定用指標表示手段による照準画定用指標の透過度を調整する指標透過度調整手段と、前記照射源と前記放射線検出器の放射線検出面の距離から前記照射源と前記被検体の距離を除算することで投影拡大率を算出する画像倍率導出部とを備え、前記照準画定用指標表示手段は、前記投影拡大率が変更されると、前記放射線透視画像とこれに重ねて表示された照射範囲マークとの対応関係が維持されるよう前記照射範囲マークの表示倍率を変化させることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２に記載の発明の装置を用いて放射線治療計画を立案する場合、請求項１に記載の発明と同様に、治療計画を立案する者は照準画定用指標に合わせて放射線透過画像の方を調整する操作を行ったり、あるいは放射線透過画像に合わせて重畳表示する照準画定用指標の方を調整する操作を行ったりして放射線治療計画を立案してゆく。そして、放射線透過画像に重畳表示されている照準画定用指標が放射線治療計画の立案の妨げになる場合は、その間、指標透過度調整手段によって計画立案の妨げとなる照準画定用指標の透過度（表示の濃さ）を調整する。計画立案の妨げとならない程度の透過度に照準画定用指標を調整すれば、指標透過度調整手段によって照準画定用指標の透過度をもとに戻して、再び、照準画定用指標の重畳表示を再開する。なお、計画立案の妨げとならない程度の透過度に照準画定用指標を調整した状態で照準画定用指標の重畳表示を行ってもよい。この場合には、調整後にもとに戻さずに照準画定用指標と放射線透過画像とを同時に重畳表示できるので、作業効率が向上する。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標が前記放射線の照射中心を画定する為の照射中心マークを更に備え、前記放射線治療計画の立案の際は、前記照射中心マークの位置に前記放射線透視画像の上で前記治療用放射線の照射中心とする位置が合わせられるとともに前記照射範囲マークの位置と形が前記放射線透視画像の上で前記放射線の照射範囲となる区域の位置と形に合わせられるものである。

［作用・効果］請求項３に記載の発明の放射線治療計画装置の場合、照準画定用指標としての照射中心マークの位置に放射線透過画像の上で治療用放射線の照射中心とする位置が合わせられるとともに照準画定用指標としての照射範囲マークの位置と形が放射線透視画像の上で放射線の照射範囲となる区域の位置と形に合わせられることによって、放射線治療計画が立案される。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標が、前記照射範囲の寸法を参照する為の照射範囲スケールからさらになり、前記放射線治療計画の立案の際は、前記照射中心マークおよび前記照射範囲マークに照射範囲スケールが重畳表示されるものである。

［作用・効果］請求項４に記載の発明の放射線治療計画装置の場合、照準画定用指標としての照射中心マークや照射範囲マークに、同じく照準画定用指標としての照射範囲スケールが重畳表示されることによって、放射線計画が立案される。

また、請求項５に記載の発明は請求項３に記載の放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標表示手段は投影拡大率に合わせて照射中心マークの表示倍率をも変化させるものである。

［作用・効果］請求項５に記載の発明の放射線治療計画装置の場合、放射線透過画像の表示倍率が変更されると照準画定用指標表示手段によって放射線透過画像の表示倍率に応じて照準画定用指標の表示倍率が自動的に変化するので、放射線透視画像の表示倍率が変更されても放射線透視画像と照準画定用指標との対応関係が変化せずに維持される結果、請求項５に記載の放射線治療計画装置によれば、放射線透視画像の表示倍率の変更によって放射線治療計画に狂いが生じる心配はない。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の放射線治療計画装置において、前記放射線検出器がフラットパネル型Ｘ線検出器であるものである。

［作用・効果］請求項６に記載の発明の放射線治療計画装置の場合、放射線検出器が画像歪みの少ないフラットパネル型Ｘ線検出器であるので、放射線透過画像と重畳表示される照準画定用指標との対応関係が実際の状況に良くマッチしたものとなるので、放射線治療計画を正確に立てることができる。

請求項１に記載の発明に係る放射線治療計画装置によれば、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標が照準画定用指標表示手段の画像信号処理によって放射線透視画像に放射線撮影の後で重ねられて放射線透過画像の中に一緒に表示されるとともに、指標表示・非表示切換手段によって照準画定用指標の表示を中断することで放射線透過画像から簡単に照準画定用指標が取り除ける構成を備えていて、放射線透過画像の中に表示される治療用放射線の照準画定用指標が放射線治療計画の立案の妨げになる時には、その間、照準画定用指標の表示を中断して非表示とすることにより放射線透過画像から計画立案の妨げになる照準画定用指標を速やかに取り除ける。

よって、請求項１に記載の発明に係る放射線治療計画装置によれば、放射線透過画像の中に表示される治療用放射線の照準画定用指標が放射線治療計画の立案の妨げとなることを回避することができる。

また、請求項２に記載の発明に係る放射線治療計画装置によれば、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標が照準画定用指標表示手段の画像信号処理によって放射線透視画像に放射線撮影の後で重ねられて放射線透過画像の中に一緒に表示されるとともに、指標透過度調整手段によって照準画定用指標の表示を中断することで放射線透過画像から簡単に照準画定用指標の透過度を調整する構成を備えていて、放射線透過画像の中に表示される治療用放射線の照準画定用指標が放射線治療計画の立案の妨げになる時には、その間、照準画定用指標の透過度を放射線治療計画の立案の妨げにならない程度に調整する。

よって、請求項２に記載の発明に係る放射線治療計画装置によれば、放射線透過画像の中に表示される治療用放射線の照準画定用指標が放射線治療計画の立案の妨げとなることを回避することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図１はこの発明の放射線治療計画装置の実施例に係るＸ線シミュレータの全体構成を示すブロック図、図２は実施例のＸ線シミュレータのガントリまわりの構成を示す正面図である。

図１のＸ線シミュレータは、放射線治療対象者である被検体ＭへＸ線を照射するＸ線管１（照射源）と、被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するＸ線検出器であるフラットパネル型Ｘ線センサ（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記）２と、被検体Ｍを載置する天板３とを、天板３の上の被検体Ｍを挟んでＸ線管１とＦＰＤ２とが対向配置となるかたちで備え、Ｘ線管１による天板３の上の被検体ＭへのＸ線照射に伴ってＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号に基づきＦＰＤ２の後段で被検体ＭのＸ線透視画像が取得される構成となっている。

Ｘ線管１およびＦＰＤ２は、図１に示すように、リング方式のガントリＧに立ち姿勢で配設された回転体４から水平方向へ突き出した支持アーム５ａ，５ｂにガイドアーム６ａ，６ｂを介してそれぞれ取り付けられている。ガントリＧに配設されている回転体４は水平軸Ｚを回転中心として全体が回転可能になっていて、図２に示すように、回転体４が矢印ＲＡで示す方向へ回転するのに伴って、Ｘ線管１およびＦＰＤ２が対向配置状態を維持したままで被検体Ｍのまわりを回転する。

また、Ｘ線管１およびＦＰＤ２は、それぞれ画像倍率調整などの為に、矢印ｒａ，ｒｂで示されるガイドアーム６ａ，６ｂの長手方向に往復移動可能となっている。すなわち、Ｘ線管駆動部１ＡによりＸ線管１が被検体Ｍに対して近づいたり離れたりできるとともに、ＦＰＤ駆動部２ＡによりＦＰＤ２が被検体Ｍに対して近づいたり離れたりできる構成となっている。

さらに、実施例のＸ線シミュレータは、ＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号を収集するデータ収集部７と、データ収集部７で収集されたＸ線検出信号を編集してＸ線透視画像を作成するＸ線透視画像作成部８を備えている。なお、Ｘ線検出信号はＦＰＤ２から出力された後、適当な段階でディジタル化されるので、Ｘ線透視画像作成部８が編集作成するＸ線透視画像もディジタル画像である。また、Ｘ線透視画像作成部８の後段には、Ｘ線透視画像を表示する画像表示モニタ９や、Ｘ線透視画像をシートに印刷してＸ線写真として出力する画像プリンタ１０、あるいは、Ｘ線透視画像を映像信号のかたちでコンパクトディスク等の画像メモリ媒体に記録する画像メモリ部１１が配備されている。

Ｘ線管１は高電圧発生器などを含む照射制御部１２のコントロールによりＸ線を被検体Ｍに照射する。照射制御部１２によるコントロールは、キーボード１４やマウス１５による入力操作により設定される照射条件に従って撮影制御部１３から送出される指令信号に従って行われる。

天板３は被検体Ｍを載せたままで天板駆動部１６のコントロールにより前後や上下に移動させられる。この天板駆動部１６によるコントロールも、キーボード１４やマウス１５による入力操作で設定される移動モードに応じて撮影制御部１３から送出される指令信号に従って行われる。

また、Ｘ線管１およびＦＰＤ２は、回転駆動部１７のコントロールにより行われる回転体４の回転に伴って対向配置状態を維持したまま連動して被検体Ｍの周方向に移動することで撮影方向が変えられる構成となっている。この回転駆動部１７によるコントロールも、キーボード１４やマウス１５による入力操作でセットされる撮影方向に応じて撮影制御部１３から送出される指令信号に従って行われる。

なお、Ｘ線管駆動部１ＡやＦＰＤ駆動部２Ａも、キーボード１４やマウス１５による入力操作で設定される撮影方向に応じて撮影制御部１３から送出される指令信号に従ってＸ線管１やＦＰＤ２を矢印矢印ｒａ，ｒｂの方向に移動させる。

透過Ｘ線像検出用のＦＰＤ２は、図３に示すように、Ｘ線検出面２Ａに多数のＸ線検出素子２ａが縦横に配列されているＸ線センサーであり、Ｘ線検出素子２ａの配列の具体例としては、例えば縦・横それぞれ１０２４個のマトリックス構成が挙げられる。また、ＦＰＤ２の平面寸法としては、例えば縦横約３０ｃｍ程度が挙げられる。このＦＰＤ２は、やはり透過Ｘ線像検出用のＸ線検出器であるイメージインテンシファイアに比べると、画像歪みが少ないのに加え、薄型・軽量という利点も持っている。

そして、実施例のＸ線シミュレータは、図１に示すように、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標を画像信号処理によって被検体のＸ線透視画像へ重ねて一緒に表示する照準画定用指標表示部１８を備えている。すなわち、図４に示すように、照準画定用指標表示部１８による画像信号処理により、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標として、治療用放射線の照射中心を画定する為の照射中心マークＭａと放射線の照射範囲を画定する為の照射範囲マークＭｂとがＸ線透視画像ＰＡに重畳表示される構成となっている。

また、実施例のＸ線シミュレータは、照準画定用指標表示部１８による照準画定用指標の表示・非表示の切り換えを行う指標表示・非表示切換部１９を備えていて、指標表示・非表示切換部１９がキーボード１４やマウス１５による入力操作により、図４に示すように、Ｘ線透視画像ＰＡに照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂが重畳表示される表示形態と、図５に示すように、Ｘ線透視画像ＰＡに重畳表示されている照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂをＸ線透視画像ＰＡから取り除いた表示形態とが選択できる構成となっている。この実施例の場合、Ｘ線透視画像ＰＡから照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂを取り除く表示形態として、照射中心マークＭａと照射範囲マークＭｂの両方を取り除く形態の他に、照射範囲マークＭｂは表示したままの照射中心マークＭａだけを取り除く形態も、照射中心マークＭａは表示したまま照射範囲マークＭｂだけを取り除く形態も選択できる構成となっている。しかし、照射中心マークＭａと照射範囲マークＭｂの両方を取り除く表示形態だけが可能な構成であってもよい。

照射中心マークＭａは、小十字形を呈する映像であり、照射中心マークＭａの十字クロス点が常にＸ線透視画像ＰＡにおけるＸ線の照射中心（Ｘ線軸ＸＡ）に当たる位置に出現する。照射範囲マークＭｂは、４本の直線ラインＭｂ１〜Ｍｂ４がイゲタ状に組み合わされた形を呈する映像であり、キーボード１４やマウス１５による入力操作により、４本の各直線ラインＭｂ１〜Ｍｂ４の出現する位置が個別に、直線ラインＭｂ１，Ｍｂ２の場合は左右に移動して、直線ラインＭｂ３，Ｍｂ４の場合は上下に移動し、照射範囲マークＭｂの形や位置が変化する。

さらに、実施例のＸ線シミュレータの場合、照準画定用指標表示部１８はＸ線透視画像の表示倍率に合わせて照準画定用指標である照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂの表示倍率を変化させる。

ＦＰＤ２のＸ線検出面における被検体Ｍの透過Ｘ線像の投影拡大率は（Ｘ線管１の焦点とＦＰＤ２のＸ線検出面の距離）÷（Ｘ線管１の焦点と被検体Ｍの距離）の式で表され、透過Ｘ線像の投影拡大率が変ればＸ線透視画像の表示倍率が透過Ｘ線像の投影拡大率に応じて変化する。逆に言えば、Ｘ線管１の焦点とＦＰＤ２のＸ線検出面との距離を変えることにより、Ｘ線透視画像の表示倍率を調整することができる。そこで、実施例のＸ線シミュレータの場合、Ｘ線透視画像の表示倍率を求める画像倍率導出部２０を備えていて、Ｘ線管１の位置およびＦＰＤ２の位置あるいは被検体Ｍの位置を示す天板３の高さが、Ｘ線管駆動部１ＡおよびＦＰＤ駆動部２Ａや天板駆動部１６から撮影制御部１３経由で画像倍率導出部２０に送られ、透過Ｘ線像の投影拡大率〔すなわち（Ｘ線管１の焦点とＦＰＤ２のＸ線検出面の距離）÷（Ｘ線管１の焦点と被検体Ｍの距離）〕が算出されるとともに、さらに算出結果にしたがってＸ線透視画像の表示倍率が求められて照準画定用指標表示部１８へ送出される。

通常、Ｘ線管１の焦点から回転体４の中心軸までの距離は、対応する放射線治療装置のＸ線源から回転体４の中心軸までの距離に一致させる。また、被検体Ｍは回転体４の回転中心軸上に位置決めされる。従って、実際にはＸ線管１や天板３の位置を変えて倍率を調整することは一般には行われない。倍率調整はＦＰＤ２の位置調整のみによって行うことが一般的である。もちろん、Ｘ線管１や天板３の位置を変えて倍率を調整してもよく、Ｘ線管１の焦点と被検体Ｍとの距離を変えることにより、Ｘ線透視画像の表示倍率を調整してもよい。

そして、照準画定用指標表示部１８が、画像倍率導出部２０から送られてくるＸ線透視画像の表示倍率に合わせて照準画定用指標である照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂの表示倍率を変化させるので、Ｘ線透視画像の表示倍率が変更されてもＸ線透視画像と照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂとの対応関係は変ることなく維持される。具体的に言えば、図６に示すように、Ｘ線透視画像ＰＢの表示倍率があがった場合は画像倍率があがった割合で照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂも大きくなり、図７に示すように、Ｘ線透視画像ＰＣの表示倍率がさがった場合は画像倍率がさがった割合で照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂも小さくなる。なお、照射中心マークＭａの方は事実上ポイント表示であるので、照射中心マークＭａの表示倍率の方は、Ｘ線透視画像の表示倍率と関係なく常に一定である構成であってもよい。

続いて、以上に説明した構成を有する実施例のＸ線シミュレータを用いて具体的に放射線治療計画を立案する場合に即して、図面を参照しながら説明する。図８は実施例のＸ線シミュレータによる放射線治療計画の立案プロセスを示すフローチャートである。以下では、放射線治療計画の対象である被検体Ｍを天板３の上に載せてガントリＧまで移動させた段階から説明する。

〔ステップＳ１〕Ｘ線管１から被検体ＭへＸ線を照射するとともにＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号に基づきＸ線透視画像を取得する。そして、図９（ａ）に示すように、Ｘ線透視画像ＰＤに照準画定用指標表示部１８による画像信号処理で照射中心マークＭａおよび照射範囲マークＭｂを重ねて画像表示モニタ９の画面に表示する。

なお、被検体Ｍの治療用放射線部位では、診察などの際に予め医師等によって、治療用放射線の照射中心とする位置に目印となる金属小片（金属マーカ）ＫＡが埋め込まれているのに加え、治療用放射線を当てる区域の境界とするところにも目印となる金属小片（金属マーカ）ＫＢ１〜ＫＢ４が埋め込まれており、これらの各金属小片ＫＡ，ＫＢ１〜ＫＢ４がＸ線撮影で写し込まれて被検体ＭのＸ線透視画像ＰＤの中に映像として出現している。なお、金属小片を用いずＸ線透過画像ＰＤそのものを目印としてもよい。

また、Ｘ線透視画像ＰＤの表示倍率が適当でなければＸ線管１やＦＰＤ２を矢印ｒａ，ｒｂの向きに移動させる等してＸ線透視画像ＰＤの表示倍率を調整する。Ｘ線透視画像ＰＤの表示倍率の調整がなされた場合、照準画定用指標表示部１８により照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂの表示倍率も自動的に調整される。

〔ステップＳ２〕図９（ｂ）に示すように、Ｘ線透視画像ＰＤの中の治療用放射線の照射中心とする金属小片ＫＡの映像がＸ線透視画像ＰＤの照射中心マークＭａの十字クロス点の位置にくるように天板３を移動させて被検体Ｍの位置を変える。

〔ステップＳ３〕金属小片ＫＡが照射中心マークＭａの影に隠れるなどして照射中心マークＭａが計画立案の妨げになる場合、図９（ｃ）に示すように、指標表示・非表示切換部１９によりＸ線透視画像ＰＤの中の照射中心マークＭａを、随時、必要期間だけ一時的に取り除く。

〔ステップＳ４〕図１０（ａ）に示すように、Ｘ線透視画像ＰＤの中の治療用放射線を当てる区域の境界とするところに埋め込まれた金属小片ＫＢ１〜ＫＢ４を目印として想定されるエリアの位置と形に合わせて各直線ラインＭｂ１〜Ｍｂ４を移動させることで照射範囲マークＭｂの形や位置を適当なものにする。

〔ステップＳ５〕金属小片ＫＢ１〜ＫＢ４が照射範囲マークＭｂの影に隠れるなどして照射範囲マークＭｂが計画立案の妨げになる場合、図１０（ｂ）に示すように、指標表示・非表示切換部１９によりＸ線透視画像ＰＤの中の照射範囲マークＭｂを、随時、必要期間だけ一時的に取り除く。

〔ステップＳ６〕照射中心マークＭａの十字クロス点に金属小片ＫＡの映像が一致しているとともに、照射範囲マークＭｂの位置と形が金属小片ＫＢ１〜ＫＢ４を目印として想定されるエリアの位置と形に一致しているＸ線透視画像ＰＤを、放射線治療計画の立案結果として、画像プリンタ１０によりシートに印刷してＸ線写真として出力したり、あるいは、画像メモリ部１１により映像信号のかたちでコンパクトディスク等の画像メモリ媒体に記録したりすると、放射線治療計画が立てられたことになる。

そして、Ｘ線写真や映像信号の形で記録されたＸ線透視画像ＰＤは適時に放射線治療を実施する放射線治療部署へ持ち込まれ、放射線治療装置（例えばライナック）の治療用放射線の照準を画定するのに用いられる。すなわち、放射線治療部署では、Ｘ線透視画像ＰＤの中の照射中心マークＭａの十字クロス点に放射線治療装置（図示省略）の治療用放射線の照射中心（放射線照射軸）がくるように被検体がセットされるとともに、照射範囲マークＭｂが示す区域に治療用放射線がぴったり当たるように放射線治療装置の絞りがセットされる。

以上に述べたように、実施例のＸ線シミュレータによれば、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標である照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂが照準画定用指標表示部１８の画像信号処理（つまりソフトウエア）によりＸ線撮影後に重ねてＸ線透視画像の中に一緒に表示されるとともに、指標表示・非表示切換部１９によって照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂの表示を中断することで非表示にしてＸ線透視画像から照準画定用指標が簡単に取り除ける構成を備えているので、Ｘ線透視画像の中に重畳表示される照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂが放射線治療計画の立案の妨げになる時は、その間、計画立案の妨げになる照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂの重畳表示を中断することによりＸ線透視画像から計画立案の妨げとなる照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂを速やかに取り除くことができる。よって、実施例のＸ線シミュレータによれば、Ｘ線透視画像の中に一緒に表示される治療用放射線の照準画定用指標である照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂが放射線治療計画の立案の妨げとなることを回避することができる。

また、実施例の場合、Ｘ線透視画像の表示倍率が変更されると照準画定用指標表示部１８がＸ線透視画像の表示倍率に合わせて照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂの表示倍率を自動的に変化させるので、Ｘ線透視画像の表示倍率が変更されてもＸ線透視画像と照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂとの対応関係は変化せずに維持される結果、Ｘ線透視画像の表示倍率の変更によって放射線治療計画に狂いが生じる心配がない。また実施例では、被検体Ｍの透過Ｘ線像検出用のＸ線検出器が画像歪みの少ないフラットパネル型Ｘ線検出器であるので、Ｘ線透視画像と重畳表示される照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂとの対応関係が実際の状況に良くマッチしたものとなるので、放射線治療計画を正確に立てることができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）実施例のＸ線シミュレータは、リング方式のガントリＧであったが、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ガントリ全体の形状が縦長の直方体状となっており、Ｘ線管１とＦＰＤ２が中央の回転軸４０に回転可能に軸支される短冊状の回転体４１に取り付けられて回転する構成となっているカラム方式のガントリｇを備えたＸ線シミュレータが、変形例として挙げられる。カラム方式のガントリｇの方が、リング方式のガントリＧより撮像系支持用の構造体が歪み易いので、薄型・軽量のＦＰＤ２を用いる効果は顕著である。

（２）実施例のＸ線シミュレータの場合、照射範囲マークＭｂはほぼ四角形の形であったが、照射範囲マークＭｂは特定の形に限られず、放射線治療装置の絞りでセットされる形に合わせればよい。例えば、図１２に示すように、周方向に沿って凸凹のある照射範囲マークＭｃであってもよい。

（３）照射範囲マークＭｂや照射中心マークＭｃ以外にも、図１３に示すように照射範囲の寸法を参照する為の照射範囲スケールＳを重畳表示してもよい。治療計画を立案する者は、照射範囲マークＭｂと重なった目盛位置を画像表示モニタ９の画面から読むことで、照射範囲マークＭｂの囲む範囲の寸法を把握することができる。

（４）実施例のＸ線シミュレータの場合、照準画定用指標の表示・非表示の切り換えを行う指標表示・非表示切換部１９を備えることで、Ｘ線透視画像から計画立案の妨げになる照準画定用指標（照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂなど）を取り除く構成となっていたが、図１４に示すように指標表示・非表示切換部１９を指標透過度調整部２１に替えてもよい。指標透過度調整部２１は、照準画定用指標の透過度（表示の濃さ）を調整するものである。なお、その他の構成は実施例と同じである。計画立案の妨げとならない程度の透過度に照準画定用指標を調整すれば、指標透過度調整部２１によって照準画定用指標（照射中心マークＭａや照射範囲マークＭｂなど）の透過度をもとに戻して、再び、照準画定用指標の重畳表示を再開する。なお、計画立案の妨げとならない程度の透過度に照準画定用指標を調整した状態で照準画定用指標の重畳表示を行ってもよい。この場合には、調整後にもとに戻さずに照準画定用指標と放射線透過画像とを同時に重畳表示できるので、作業効率が向上する。

（５）実施例のＸ線シミュレータの場合、はＸ線透視画像を静止画で記録する構成であったが、Ｘ線透視画像を動画で記録する構成であってもよい。

（６）この発明の装置で用いるＦＰＤは完全なフラットパネル型のものに限られるものではなく、若干湾曲のあるセミフラットパネル型のものであってもよいし、ＦＰＤ以外のＸ線検出器が用いられてもよい。

（７）この発明の対象となる治療用放射線も、高エネルギーＸ線やγ線に限らず、中性子線など他の様々な放射線が対象となる。

実施例に係るＸ線シミュレータの全体構成を示すブロック図である。実施例のＸ線シミュレータのガントリまわりの構成を示す正面図である。ＦＰＤにおけるＸ線検出素子の配列状況を示す平面図である。照射中心マークと照射範囲マークを重畳表示されている時のＸ線透視画像を示す模式図である。照射中心マークと照射範囲マークが取り除かれている時のＸ線透視画像を示す模式図である。照射中心マークと照射範囲マークを重畳表示中に画像倍率があがった時のＸ線透視画像を示す模式図である。照射中心マークと照射範囲マークを重畳表示中に画像倍率がさがった時のＸ線透視画像を示す模式図である。実施例のＸ線シミュレータによる放射線治療計画の立案プロセスを示すフローチャートである。（ａ）〜（ｃ）は、実施例のＸ線シミュレータにおいて照射中心マークを利用して放射線治療計画を立てる時のＸ線透視画像を示す模式図である。（ａ），（ｂ）は、実施例のＸ線シミュレータにおいて照射範囲マークを利用して放射線治療計画を立てる時のＸ線透視画像を示す模式図である。変形例のＸ線シミュレータのガントリまわりの構成を示す説明図である。変形例における照準画定用指標表としての照射範囲マークを示す模式図である。変形例における照準画定用指標表としての照射範囲スケールを示す模式図である。変形例におけるＸ線シミュレータの全体構成を示すブロック図である。従来装置による放射線治療計画の立案状況を示す模式図である。

符号の説明

１ … Ｘ線管（照射源）
２ … ＦＰＤ（フラットパネル型Ｘ線検出器）
９ … 画像表示モニタ
１８ … 照準画定用指標表示部（照準画定用指標表示手段）
１９ … 指標表示・非表示切換部（指標表示・非表示切換手段）
Ｍ … 被検体
Ｍａ … 照射中心マーク（照準画定用指標）
Ｍｂ，Ｍｃ … 照射範囲マーク（照準画定用指標）
ＰＡ〜ＰＤ … Ｘ線透視画像

Claims

被検体へ放射線を照射する照射源と被検体の透過放射線像を検出する放射線検出器とを備え、前記照射源による放射線照射に伴って前記放射線検出器から出力される放射線検出信号に基づき前記被検体の放射線透視画像を取得するとともに取得した前記放射線透視画像を、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標と一緒に画像表示モニタに表示しながら放射線治療計画の立案を行う放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標は、前記放射線の照射範囲を画定する為の照射範囲マークを有し、前記照準画定用指標を画像信号処理により前記被検体の放射線透視画像へ重ねて表示する照準画定用指標表示手段と、前記照準画定用指標表示手段による照準画定用指標の表示・非表示の切り換えを行う指標表示・非表示切換手段と、前記照射源と前記放射線検出器の放射線検出面の距離から前記照射源と前記被検体の距離を除算することで投影拡大率を算出する画像倍率導出部とを備え、前記照準画定用指標表示手段は、前記投影拡大率が変更されると、前記放射線透視画像とこれに重ねて表示された照射範囲マークとの対応関係が維持されるよう前記照射範囲マークの表示倍率を変化させることを特徴とする放射線治療計画装置。
被検体へ放射線を照射する照射源と被検体の透過放射線像を検出する放射線検出器とを備え、前記照射源による放射線照射に伴って前記放射線検出器から出力される放射線検出信号に基づき前記被検体の放射線透視画像を取得するとともに取得した前記放射線透視画像を、治療用放射線を照射する際の照準を画定する為の照準画定用指標と一緒に画像表示モニタに表示しながら放射線治療計画の立案を行う放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標は、前記放射線の照射範囲を画定する為の照射範囲マークを有し、前記照準画定用指標を画像信号処理により前記被検体の放射線透視画像へ重ねて表示する照準画定用指標表示手段と、前記照準画定用指標表示手段による照準画定用指標の透過度を調整する指標透過度調整手段と、前記照射源と前記放射線検出器の放射線検出面の距離から前記照射源と前記被検体の距離を除算することで投影拡大率を算出する画像倍率導出部とを備え、前記照準画定用指標表示手段は、前記投影拡大率が変更されると、前記放射線透視画像とこれに重ねて表示された照射範囲マークとの対応関係が維持されるよう前記照射範囲マークの表示倍率を変化させることを特徴とする放射線治療計画装置。
請求項１または２に記載の放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標が前記放射線の照射中心を画定する為の照射中心マークを更に備え、前記放射線治療計画の立案の際は、前記照射中心マークの位置に前記放射線透視画像の上で前記治療用放射線の照射中心とする位置が合わせられるとともに前記照射範囲マークの位置と形が前記放射線透視画像の上で前記放射線の照射範囲となる区域の位置と形に合わせられる放射線治療計画装置。
請求項３に記載の放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標が、前記照射範囲の寸法を参照する為の照射範囲スケールからさらになり、前記放射線治療計画の立案の際は、前記照射中心マークおよび前記照射範囲マークに照射範囲スケールが重畳表示される放射線治療計画装置。
請求項３に記載の放射線治療計画装置において、前記照準画定用指標表示手段は投影拡大率に合わせて照射中心マークの表示倍率をも変化させる放射線治療計画装置。
請求項１から５のいずれかに記載の放射線治療計画装置において、前記放射線検出器がフラットパネル型Ｘ線検出器である放射線治療計画装置。