JP4643544B2 - Bed positioning system, radiation therapy system, and particle beam therapy system - Google Patents

Bed positioning system, radiation therapy system, and particle beam therapy system Download PDF

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本発明は、ベッド位置決めシステム、放射線治療システム及び粒子線治療システムに係り、特に、X線又は陽子線をはじめとする粒子線等の各種放射線を患部に照射して治療する放射線治療に用いるのに好適なベッド位置決めシステム、放射線治療システム及び粒子線治療システムに関する。 The present invention relates to a bed positioning system , a radiation therapy system, and a particle beam therapy system , and in particular, for use in radiation therapy in which various types of radiation such as X-rays or proton beams are irradiated to a diseased part to be treated. The present invention relates to a suitable bed positioning system , a radiation therapy system, and a particle beam therapy system .
がん細胞を各種放射線を照射することで壊死させることを目的とする放射線治療は、近年広く行われつつある。用いられる放射線としては最も広く利用されているX線だけでなく、陽子線を始めとする粒子線を使った治療も行われている。   In recent years, radiation therapy aiming at necrosis of cancer cells by irradiating various types of radiation has been widely performed. As the radiation used, not only the most widely used X-rays but also treatments using particle beams such as proton beams are performed.
放射線治療の重要なプロセスの一つにベッドの位置決めがある。ベッド位置決めのプロセスを以下に説明する(特許文献1参照)。まず、技師(または医師)が、一般に治療計画装置から出力されたディジタル再構成X線(Digital Reconstructed Radiograph;DRRという)画像情報と放射線照射前にX線撮像装置を用いて治療用ベッド(以下、ベッドと省略する)の上に患者を横たわらせた状態で撮影して得られたX線画像情報を比較する。この比較に基づいて、治療計画で決定した照射標的(がんの患部)の位置と現在のベッド上に横たわっている患者の照射標的の位置のずれ量を算出する。算出したずれ量を用いて二種類の画像が一致するようにベッドの移動量を求める。この移動量に基づいてベッドを移動させることにより、ベッドの位置決めが完了する。なお、DRR画像情報とX線画像情報のパターンマッチングにより、ベッドの移動量を求めることが特許文献2に記載されている。   One important process of radiation therapy is bed positioning. The bed positioning process will be described below (see Patent Document 1). First, an engineer (or doctor) generally uses a digitally reconstructed radiograph (DRR) image information output from a treatment planning apparatus and a treatment bed (hereinafter referred to as “Dragon”) using an X-ray imaging apparatus before irradiation. X-ray image information obtained by imaging the patient lying on the bed) is compared. Based on this comparison, a deviation amount between the position of the irradiation target (cancer affected part) determined in the treatment plan and the position of the irradiation target of the patient lying on the current bed is calculated. The amount of movement of the bed is obtained using the calculated shift amount so that the two types of images match. The bed positioning is completed by moving the bed based on the amount of movement. Patent Document 2 describes that the amount of bed movement is obtained by pattern matching between DRR image information and X-ray image information.
DRR画像情報は、X線画像情報を模擬した画像情報であり、治療計画時に撮影されたCT画像情報から生成される。なお、ベッド位置決めでは、参照画像情報としてDRR画像情報の代りにX線シミュレータ等を用いて撮影した画像情報を用いる場合もある。   The DRR image information is image information simulating X-ray image information, and is generated from CT image information taken at the time of treatment planning. Note that in bed positioning, image information captured using an X-ray simulator or the like may be used as reference image information instead of DRR image information.
ベッド位置決めにおいて上記の方法は広く普及しているが、X線画像情報には、主に骨等の明確な構造物が映るため、臓器等の軟組織にがん細胞が存在する場合、直接、がんの患部の位置を画像から観察するのが困難である場合がある。このため、X線画像情報を用いるベッド位置決めではがんの患部つまり軟組織と骨との位置関係が大きく変化しないと想定し位置決めを実施していた。しかし、実際には体内の臓器の位置はわずかながら毎日変化するため、必ずしも治療計画時のCT画像情報における臓器位置と治療時におけるベッド上の患者内の臓器位置が一致していない場合もある。   Although the above method is widely used in bed positioning, since X-ray image information mainly shows clear structures such as bones, when cancer cells are present in soft tissues such as organs, It may be difficult to observe the position of the affected area from the image. For this reason, in the bed positioning using the X-ray image information, the positioning is performed on the assumption that the positional relationship between the affected part of cancer, that is, the soft tissue and the bone does not change greatly. However, since the position of the organ in the body changes slightly every day, the organ position in the CT image information at the time of treatment planning may not always match the organ position in the patient on the bed at the time of treatment.
最近では、がんの患部の近傍にある周辺臓器への線量付与をなるべく避け、その患部にのみ放射線を集中させる3次元放射線治療が盛んに行われている。この治療の一例に、強度変調放射線治療(Intensity Modulated Radiation Therapy;IMRTという)及び粒子線を用いる放射線治療がある。これらの3次元放射線治療では、周辺臓器を含めた患部の位置を位置決め時に把握し、骨ではなく臓器に基づいて位置決めすることが、より高精度な照射のために求められ始めている。このような要求に答えるために、治療装置近く(治療室内)にCT装置を設置し、DRR画像情報の代りにCT画像情報を用いて位置決めを行うことが試みられている。また、このような試みの一環として、治療装置とX線CT装置のベッドを共用する工夫も行われている(非特許文献1)。   Recently, three-dimensional radiotherapy that actively avoids giving doses to surrounding organs in the vicinity of an affected area of cancer and concentrates radiation only on the affected area has been actively performed. Examples of such treatment include intensity modulated radiation therapy (IMRT) and radiation therapy using particle beams. In these three-dimensional radiotherapy, it is beginning to be required for more accurate irradiation to grasp the position of the affected part including surrounding organs at the time of positioning and to position based on the organ instead of the bone. In order to respond to such a demand, an attempt has been made to install a CT apparatus near the treatment apparatus (in the treatment room) and perform positioning using CT image information instead of DRR image information. In addition, as part of such an attempt, a device for sharing the bed of the treatment apparatus and the X-ray CT apparatus has also been made (Non-Patent Document 1).
ベッド位置決め用画像情報としてCT画像情報を用いることによって臓器の位置を確認しながらベッドの位置決めを行うことが可能になる。ベッドの位置決めは、本来なら照射装置と同じ位置で実施するのが望ましい。しかしながら、治療室内に治療装置とは別にX線CT装置を設置する場合には、X線CT装置から患者を治療装置へと移送させなければならない(またはベッドを移動させなければならない)ため、もう一度、治療装置のベッド上で患者の患部と治療装置との位置を確認する必要がある。   By using the CT image information as the bed positioning image information, the bed can be positioned while checking the position of the organ. It is desirable to position the bed at the same position as the irradiation device. However, when an X-ray CT apparatus is installed in the treatment room separately from the treatment apparatus, the patient must be transferred from the X-ray CT apparatus to the treatment apparatus (or the bed must be moved). It is necessary to confirm the position of the affected part of the patient and the treatment device on the bed of the treatment device.
一般に、放射線治療装置の放射線照射装置は、ベッドの長手方向に伸びる回転軸を中心に360度回転することができる回転ガントリーに取り付けられている。X線画像撮影用のX線管及びX線受像装置も回転ガントリーに取り付けられる。   Generally, the radiation irradiation apparatus of a radiotherapy apparatus is attached to a rotating gantry that can rotate 360 degrees around a rotation axis that extends in the longitudinal direction of the bed. An X-ray tube for X-ray imaging and an X-ray image receiving apparatus are also attached to the rotating gantry.
一方、CT画像情報を得る撮影形態の一つとしてコーンビーム方法がある。このコーンビーム方法は、基本的にはX線撮影をある軸周りに全周に渡って行い、複数の放射線検出器から出力されたX線検出信号を用いて再構成処理を施してCT画像情報を得る方法である。コーンビーム方法の名前は、X線管から照射されたX線がコーン(円錐)状のビームになることに由来する。放射線治療装置の回転ガントリーを回転させながら治療対象の全周にわたって行われるX線撮影は、コーンビーム方法による撮影と同じになる。得られた複数枚の透視画像情報を再構成することによりCT画像情報を得ることができる。回転ガントリーに取り付けられたX線画像装置を利用してコーンビーム方法の撮影を実施し、CT画像情報を取得してベッドの位置決めに用いるシステムが実用化されている(非特許文献2)。この本方法の利点は、位置決め用のCT画像情報の座標系と治療装置、特に照射位置の座標系が一致している点にある。この利点は、X線CT装置を治療装置とは別に設置する方法が持っている欠点をカバーする。   On the other hand, there is a cone beam method as one of imaging modes for obtaining CT image information. In this cone beam method, X-ray imaging is basically performed around an axis around the entire circumference, and reconstruction processing is performed using X-ray detection signals output from a plurality of radiation detectors to obtain CT image information. Is the way to get. The name of the cone beam method comes from the fact that the X-rays emitted from the X-ray tube become a cone (cone) beam. X-ray imaging performed over the entire circumference of the treatment target while rotating the rotating gantry of the radiotherapy apparatus is the same as imaging by the cone beam method. CT image information can be obtained by reconstructing a plurality of pieces of fluoroscopic image information obtained. A system in which cone beam imaging is performed using an X-ray imaging device attached to a rotating gantry, CT image information is acquired, and used for bed positioning has been put into practical use (Non-Patent Document 2). The advantage of this method is that the coordinate system of the CT image information for positioning coincides with the coordinate system of the treatment apparatus, particularly the irradiation position. This advantage covers the drawbacks of the method of installing the X-ray CT apparatus separately from the treatment apparatus.
また、コーンビーム方法を適用したベッド位置決め方法を、イオンビームを用いる粒子線治療装置で実施することが特許文献3に記載されている。   Further, Patent Document 3 describes that a bed positioning method to which a cone beam method is applied is performed by a particle beam therapy apparatus using an ion beam.
特表2000−510023号公報JP 2000-510023 JP 特開2004−267250号公報JP 2004-267250 A 特開2006−239403号公報JP 2006-239403 A
回転ガントリーに取り付けたX線画像装置を用いたコーンビーム方法による撮影によって得られたCT画像情報をベッドの位置決めに利用するベッド位置決めシステムは、臓器の位置を確認でき、さらに位置決め時の座標系と照射装置の座標系が一致するという利点を有する。このコーンビーム方法を用いる場合、X線画像情報からCT画像情報を再構成し、この再構成したCT画像情報と予め撮影した治療計画用のCT画像情報を比較することにより照射標的と照射位置のずれを求め、ベッドの位置決めを実施する。したがって、コーンビーム方法を適用したベッドの位置決め方法は、X線画像情報を使用する従来のベッドの位置決め方法に比べて、再構成処理によるCT画像情報の作成が必要になるため、ベッドの位置決め終了までに要する時間が長くなる。一方、患者の負担を減らすためにベッド位置決めから放射線照射終了までの治療時間を可能な限り短縮することが求められている。しかしながら、コーンビーム方法を適用したベッドの位置決め方法は、CT画像情報を作成する再構成処理に要する時間が治療時間短縮にとって障害となる。   A bed positioning system that uses CT image information obtained by imaging by a cone beam method using an X-ray imaging device attached to a rotating gantry for positioning a bed is capable of confirming the position of an organ, and a coordinate system for positioning. This has the advantage that the coordinate systems of the irradiating devices match. When this cone beam method is used, the CT image information is reconstructed from the X-ray image information, and the reconstructed CT image information is compared with the CT image information for the treatment plan that has been imaged in advance to determine the irradiation target and the irradiation position. Find the displacement and position the bed. Therefore, the bed positioning method to which the cone beam method is applied requires creation of CT image information by reconstruction processing, compared with the conventional bed positioning method using X-ray image information. It takes longer time to complete. On the other hand, in order to reduce the burden on the patient, it is required to shorten the treatment time from the bed positioning to the end of radiation irradiation as much as possible. However, in the bed positioning method to which the cone beam method is applied, the time required for reconstruction processing for creating CT image information is an obstacle to shortening the treatment time.
本発明の目的は、放射線治療に要する時間をより短縮できるベッド位置決めシステム、放射線治療システム及び粒子線治療システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bed positioning system , a radiotherapy system, and a particle beam therapy system that can further reduce the time required for radiotherapy .
上記した目的を達成する本発明の特徴は、X線を入射するX線入射装置から出力されたX線情報に基づいてX線画像情報を作成し、このX線画像情報の作成と並行して、X線情報に基づいて第1断層画像情報を作成し、X線画像情報と治療計画に用いる第2断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め、このベッド移動量に基づいて第1断層画像情報を修正し、ベッド移動量、修正された第1断層画像情報、及び第2断層画像情報を表示装置に出力し、ベッド移動量が適切であるとき、そのベッド移動量に基づいて照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御することにある。
A feature of the present invention that achieves the above-described object is that X-ray image information is created based on X-ray information output from an X-ray incidence apparatus that makes X-rays incident, and in parallel with the creation of the X-ray image information. The first tomographic image information is created based on the X-ray information, the bed movement amount is obtained based on the X-ray image information and the second tomographic image information used for the treatment plan, and the first tomographic image is obtained based on the bed movement amount. The information is corrected, the bed movement amount, the corrected first tomographic image information, and the second tomographic image information are output to the display device. When the bed movement amount is appropriate, the irradiation target is determined based on the bed movement amount. It is to control the driving device of the supporting bed .
X線画像情報の作成と第1X線CT画像情報の作成を並行して行うことができるので、X線画像情報を用いたベッド移動量の算出も第1X線CT画像情報の作成と並行して行うことができる。このため、ベッドの位置決めに要する時間を著しく短縮することができ、放射線治療に要する時間をより短縮することができる。   Since the creation of the X-ray image information and the creation of the first X-ray CT image information can be performed in parallel, the calculation of the bed movement amount using the X-ray image information is performed in parallel with the creation of the first X-ray CT image information. It can be carried out. For this reason, the time required for positioning the bed can be significantly shortened, and the time required for radiation therapy can be further shortened.
本発明によれば、放射線治療に要する時間をより短縮することができる。   According to the present invention, the time required for radiation therapy can be further shortened.
本発明の実施例を以下に説明する。   Examples of the present invention will be described below.
本発明の好適な一実施例である実施例1のベッド位置決めシステムを、図1〜図3を用いて説明する。まず、本実施例のベッド位置決めシステム2を説明する前に、ベッド位置決めシステム2が適用される、放射線治療システムであるX線治療システム1を、図1、図2及び図3を用いて説明する。X線治療システム1は、図3に示すように、ベッド位置決めシステム2及び治療装置31を備えている。ベッド位置決めシステム2はX線撮像システム3及び位置決め装置20を有する。治療装置31は、回転ガントリー32、支柱34、照射ヘッド(照射ノズル、照射装置)35、X線発生装置36、ベッド38、ガントリー制御装置44及びガントリー操作卓45を備えている。回転ガントリー32は、床面に据え付けられる支柱34に回転可能に取り付けられる。回転ガントリー32は、回転中心軸46の方向に延びるアーム部33を有し、支柱34に取り付けられた第1回転機構(図示せず)によって駆動されて回転中心軸46を中心に回転する。   A bed positioning system according to Embodiment 1 which is a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, before describing the bed positioning system 2 of the present embodiment, an X-ray treatment system 1 that is a radiation therapy system to which the bed positioning system 2 is applied will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. . As shown in FIG. 3, the X-ray treatment system 1 includes a bed positioning system 2 and a treatment apparatus 31. The bed positioning system 2 includes an X-ray imaging system 3 and a positioning device 20. The treatment device 31 includes a rotating gantry 32, a support 34, an irradiation head (irradiation nozzle, irradiation device) 35, an X-ray generation device 36, a bed 38, a gantry control device 44, and a gantry console 45. The rotating gantry 32 is rotatably attached to a column 34 installed on the floor surface. The rotating gantry 32 has an arm portion 33 extending in the direction of the rotation center shaft 46, and is driven by a first rotation mechanism (not shown) attached to the column 34 to rotate around the rotation center shaft 46.
ベッド38は、治療台40、及び治療台40の上端部に設置される天板39を有する。治療台40は、床面に据え付けられた、第2回転機構(図示せず)を有するターンテーブル(図示せず)上に設置されている。天板39は一方向に細長く伸びている。治療台40は、天板39を三つの方向に移動させる三つの駆動装置(図示せず)を備えている。天板39は、第1駆動装置によって、回転中心軸46に沿った水平方向(Y軸方向という)への移動41を行う。天板39は、第2駆動装置によって、回転中心軸46と直交する水平方向(X方向という)への移動42を行う。天板39は、第3駆動装置によって、高さ方向(鉛直方向)(Z方向という)への移動43を行う。天板39は、第2回転機構の駆動によって、ベッド回転軸47を中心に回転する。さらに、治療台40は、図示されていないが、天板39を回転中心軸46の周りに移動させる(ローリングさせる)第4駆動装置、及び天板39の先端部の上げ下げを行う(ピッチングさせる)第5駆動装置を備える。第4及び第5駆動装置は、ベッド38、すなわち天板39の位置決めの微調整に使用される。天板39の長手方向に伸びる軸が、回転中心軸46と、水平方向及び鉛直方向で共に平行になった状態(図1及び図2に示す天板39の状態)を、ベッド回転軸47回りにおけるベッド38の回転角度がゼロ度と定義する。   The bed 38 includes a treatment table 40 and a top plate 39 installed at the upper end of the treatment table 40. The treatment table 40 is installed on a turntable (not shown) having a second rotation mechanism (not shown) installed on the floor surface. The top plate 39 is elongated in one direction. The treatment table 40 includes three driving devices (not shown) that move the top board 39 in three directions. The top plate 39 moves 41 in the horizontal direction (referred to as the Y-axis direction) along the rotation center axis 46 by the first driving device. The top plate 39 is moved 42 in the horizontal direction (referred to as the X direction) orthogonal to the rotation center axis 46 by the second driving device. The top plate 39 moves 43 in the height direction (vertical direction) (referred to as the Z direction) by the third driving device. The top plate 39 rotates around the bed rotation shaft 47 by driving the second rotation mechanism. Further, although not shown, the treatment table 40 moves (rolls) the top plate 39 around the rotation center axis 46 and raises and lowers (pitches) the tip of the top plate 39. A fifth drive device is provided. The fourth and fifth driving devices are used for fine adjustment of the positioning of the bed 38, that is, the top plate 39. The state in which the axis extending in the longitudinal direction of the top plate 39 is parallel to the rotation center shaft 46 in the horizontal and vertical directions (the state of the top plate 39 shown in FIGS. 1 and 2) The rotation angle of the bed 38 is defined as zero degrees.
照射ヘッド35が、天板39と向き合うように、回転ガントリー32の水平方向に伸びた部分、すなわち、アーム部33の先端部に設置される。アーム部33は、回転ガントリー32の回転に伴って天板39の周囲を旋回する。X線発生装置36がアーム部33内に設置されている。照射ヘッド35はX線発生装置36から入射されたX線を照射標的(例えば、患者内に存在するがんの患部)に向かって照射する。回転ガントリー32の回転によって周方向における照射ヘッド35の向きが変えられるので、X線を、照射標的に対し、回転中心軸46の周囲で360度の範囲でどの方向からでも照射することができる。矢印50(図2参照)は回転ガントリー32の回転方向である。また、照射ヘッド35の軸心を通る、X線が照射される方向である照射中心線48と回転中心軸46の交点を、照射中心点(アイソセンター)49と呼ぶ。   The irradiation head 35 is installed at a portion extending in the horizontal direction of the rotating gantry 32, that is, at the tip of the arm portion 33 so as to face the top plate 39. The arm portion 33 turns around the top plate 39 as the rotating gantry 32 rotates. An X-ray generator 36 is installed in the arm portion 33. The irradiation head 35 irradiates X-rays incident from the X-ray generator 36 toward an irradiation target (for example, an affected part of cancer existing in a patient). Since the direction of the irradiation head 35 in the circumferential direction is changed by the rotation of the rotating gantry 32, X-rays can be irradiated from any direction within a range of 360 degrees around the rotation center axis 46 to the irradiation target. An arrow 50 (see FIG. 2) is the direction of rotation of the rotating gantry 32. The intersection of the irradiation center line 48 that passes through the axis of the irradiation head 35 and is the direction in which X-rays are irradiated and the rotation center axis 46 is referred to as an irradiation center point (isocenter) 49.
ガントリー操作卓45はガントリー制御装置44に接続される。ガントリー操作卓45は、X線発生装置36で生成するX線のエネルギー及び回転ガントリーの回転角度等の照射パラメータの設定、及びX線源発生装置36及び第1回転機構への各操作指令の出力を行う。ガントリー制御装置44は、各照射パラメータ及び各操作指令に基づいて、X線源発生装置36及び第1回転機構を駆動するそれぞれの制御指令を出力する。   The gantry console 45 is connected to the gantry control device 44. The gantry console 45 sets the irradiation parameters such as the energy of the X-ray generated by the X-ray generator 36 and the rotation angle of the rotating gantry, and outputs each operation command to the X-ray source generator 36 and the first rotating mechanism. I do. The gantry control device 44 outputs respective control commands for driving the X-ray source generator 36 and the first rotation mechanism based on each irradiation parameter and each operation command.
ベッド位置決めシステム1の構成について説明する。ベッド位置決めシステム1のX線撮像システム3は、X線源(X線源装置)4、X線受像器(X線入射器)5、撮像制御装置6、撮像操作卓7及び再構成処理装置(断層画像情報作成装置)15を有する。X線源4及びX線受像器5は、間に天板39を挟むようにして対向して(図2参照)、回転ガントリー32に取り付けられる。X線受像器5は放射線検出器である半導体放射線検出器(図示せず)(以下、半導体検出器という)を複数個有する。放射線検出器としてシンチレータを用いてもよい。本実施例で用いるX線受像器5は複数の半導体検出器を有するフラットパネルディテクタ(FPD)である。シンチレータ及び複数のフォトダイオードを有するFPD、イメージインテンシファイア及びCCDのいずれかをX線受像器5に用いることも可能である。X線源2及びX線受像器3は撮像制御装置6に接続される。   The configuration of the bed positioning system 1 will be described. The X-ray imaging system 3 of the bed positioning system 1 includes an X-ray source (X-ray source device) 4, an X-ray receiver (X-ray injector) 5, an imaging control device 6, an imaging console 7, and a reconstruction processing device ( A tomographic image information creation device) 15. The X-ray source 4 and the X-ray receiver 5 are attached to the rotating gantry 32 so as to face each other with the top plate 39 interposed therebetween (see FIG. 2). The X-ray receiver 5 has a plurality of semiconductor radiation detectors (not shown) (hereinafter referred to as semiconductor detectors) which are radiation detectors. A scintillator may be used as the radiation detector. The X-ray receiver 5 used in this embodiment is a flat panel detector (FPD) having a plurality of semiconductor detectors. Any of an FPD having a scintillator and a plurality of photodiodes, an image intensifier, and a CCD can be used for the X-ray receiver 5. The X-ray source 2 and the X-ray receiver 3 are connected to the imaging control device 6.
撮像操作卓7は、図4に示すように、処理装置8、入力装置(キーボード及びマウス等)13及び表示装置14を有する。処理装置8は、通信装置9、撮像処理演算装置10、主記憶装置12及び記憶装置11を有する。撮像処理演算装置10が、通信装置9、主記憶装置12及び記憶装置11に接続される。入力装置13及び表示装置14は通信装置9に接続される。撮像処理演算装置10は、X線画像情報作成装置(第1画像情報作成装置)及び断層画像作成指令装置の2つの機能を有する。撮像処理演算装置10は、X線画像情報作成装置として、後述する図5に示すステップ64,65の処理を実行する。また、撮像処理演算装置10は、断層画像作成指令装置として、後述する図5に示すステップ67,68の処理を実行し、ステップ67での判定が「Yes」のときに再構成処理開始指令を再構成処理装置(第2画像情報作成装置)15に出力する。ハードディスク等の記憶装置11はデータ及びプログラムを保存する。主記憶装置12はプログラム及び演算処理中に使用するデータを一時的に格納する。再構成処理装置15は、図4に示すように、通信装置16、再構成演算装置17、主記憶装置19及び記憶装置18を有する。再構成演算装置17が、通信装置16、主記憶装置19及び記憶装置18に接続される。再構成演算装置17で使用される再構成演算処理プログラムが記憶装置18に記憶されている。主記憶装置19にはその再構成演算処理プログラムが一時的にロードされる。X線受像器5、撮像制御装置6及び再構成処理装置15が撮像操作卓7に接続される。具体的には、X線受像器5、撮像制御装置6及び通信装置16が通信装置9に接続される。   As shown in FIG. 4, the imaging console 7 includes a processing device 8, an input device (such as a keyboard and a mouse) 13, and a display device 14. The processing device 8 includes a communication device 9, an imaging processing arithmetic device 10, a main storage device 12, and a storage device 11. An imaging processing arithmetic device 10 is connected to the communication device 9, the main storage device 12, and the storage device 11. The input device 13 and the display device 14 are connected to the communication device 9. The imaging processing arithmetic device 10 has two functions of an X-ray image information creation device (first image information creation device) and a tomographic image creation command device. As the X-ray image information creation device, the imaging processing arithmetic device 10 executes processing of steps 64 and 65 shown in FIG. Further, as the tomographic image creation command device, the imaging processing calculation device 10 executes the processing of steps 67 and 68 shown in FIG. 5 described later, and issues a reconstruction processing start command when the determination in step 67 is “Yes”. The data is output to the reconstruction processing device (second image information creation device) 15. A storage device 11 such as a hard disk stores data and programs. The main storage device 12 temporarily stores programs and data used during arithmetic processing. As illustrated in FIG. 4, the reconstruction processing device 15 includes a communication device 16, a reconstruction calculation device 17, a main storage device 19, and a storage device 18. A reconstruction calculation device 17 is connected to the communication device 16, the main storage device 19, and the storage device 18. A reconstruction calculation processing program used by the reconstruction calculation device 17 is stored in the storage device 18. The main storage device 19 is temporarily loaded with the reconfiguration arithmetic processing program. The X-ray receiver 5, the imaging control device 6, and the reconstruction processing device 15 are connected to the imaging console 7. Specifically, the X-ray receiver 5, the imaging control device 6, and the communication device 16 are connected to the communication device 9.
ベッド位置決めシステム1の位置決め装置20は、移動量算出装置22及びベッド制御装置30を有する。移動量算出装置22は、図4に示すように、処理装置23、入力装置(キーボード及びマウス等)28及び表示装置29を有する。処理装置23は、通信装置24、移動量演算装置25、主記憶装置27及び記憶装置26を有する。移動量演算装置25が、通信装置24、主記憶装置27及び記憶装置26に接続される。入力装置28及び表示装置29は通信装置24に接続される。移動量演算装置25で用いられる移動量演算プログラムは、記憶装置26に記憶され、移動量演算装置25で用いられるとき記憶装置26から主記憶装置27にロードされる。移動量算出装置22は、撮像操作卓7及びベッド制御装置30に接続される。具体的には、通信装置24が通信装置9及びベッド制御装置30に接続される。   The positioning device 20 of the bed positioning system 1 includes a movement amount calculation device 22 and a bed control device 30. As illustrated in FIG. 4, the movement amount calculation device 22 includes a processing device 23, an input device (such as a keyboard and a mouse) 28, and a display device 29. The processing device 23 includes a communication device 24, a movement amount calculation device 25, a main storage device 27, and a storage device 26. A movement amount calculation device 25 is connected to the communication device 24, the main storage device 27, and the storage device 26. The input device 28 and the display device 29 are connected to the communication device 24. The movement amount calculation program used in the movement amount calculation device 25 is stored in the storage device 26 and loaded from the storage device 26 to the main storage device 27 when used in the movement amount calculation device 25. The movement amount calculation device 22 is connected to the imaging console 7 and the bed control device 30. Specifically, the communication device 24 is connected to the communication device 9 and the bed control device 30.
放射線治療では、照射標的への放射線照射前に、天板39上に横たわっている患者内の照射標的と照射中心点49を一致させる必要がある。このため、ベッド38、すなわち、天板39の位置決めが実施される。ベッド位置決めシステム1を用いた、本実施例のベッド位置決め方法を、図5を用いて以下に説明する。   In radiotherapy, it is necessary to match the irradiation center point 49 with the irradiation target in the patient lying on the top board 39 before the irradiation of the irradiation target. For this reason, positioning of the bed 38, that is, the top plate 39 is performed. The bed positioning method of the present embodiment using the bed positioning system 1 will be described below with reference to FIG.
まず、ベッドを移動する(ステップ61)。X線を照射する照射標的は、照射対象である患者内に存在するがんの患部(以下、患部という)である。患者が天板39上に横たわった後、患部が照射中心点49の近くに位置するように、天板39が移動される。この天板39の移動は、ベッド制御装置30が入力装置28から移動指令を入力することによって行われる。ベッド制御装置30は、撮像操作卓7から入力した移動指令に基づいた駆動制御指令を第1、第2及び第3駆動装置に出力し、これらの駆動装置を駆動させる。これによって、天板39に対する移動41,42,43が行われ、対象標的が照射中心点49の近くに達する。なお、ベッド制御装置30が移動指令に基づいて第2回転機構を駆動させると、天板39がベッド回転軸47を中心に所定角度だけ旋回する。天板39の、対象標的の照射中心点49近くへの移動は、レーザーマーカ等の光学的装置を目印にして行われる。天板39の移動は、光学的装置を用いずに患者の表面に貼られた(または描かれた)シール及び十字線等のマーカを目印に目測で行う場合もある。   First, the bed is moved (step 61). The irradiation target that irradiates X-rays is an affected area of cancer (hereinafter referred to as an affected area) present in a patient that is an irradiation target. After the patient lies on the top board 39, the top board 39 is moved so that the affected part is located near the irradiation center point 49. The movement of the top board 39 is performed when the bed control device 30 inputs a movement command from the input device 28. The bed control device 30 outputs a drive control command based on the movement command input from the imaging console 7 to the first, second, and third drive devices, and drives these drive devices. As a result, movements 41, 42, and 43 with respect to the top board 39 are performed, and the target target reaches near the irradiation center point 49. Note that when the bed control device 30 drives the second rotation mechanism based on the movement command, the top board 39 turns about the bed rotation shaft 47 by a predetermined angle. The top plate 39 is moved near the irradiation center point 49 of the target target using an optical device such as a laser marker as a mark. In some cases, the top plate 39 is moved by using a marker such as a sticker or a crosshair attached to (or drawn on) the surface of the patient without using an optical device.
照射対象のX線撮影を実行する(ステップ62)。ガントリー制御装置44は、ガントリー操作卓45から入力された回転指令に基づいて第1回転機構を駆動させる。回転ガントリー31は回転中心軸34を中心に回転する。撮像制御装置6は、回転ガントリー32が回転している状態で、回転ガントリー32の回転角度が予め設定された各撮影角度になったとき、X線源4からX線をパルス的に照射対象に照射させる。患者の患部を透過したX線は、X線源4と対向しているX線受像器5の各半導体検出器によって設定された撮影角度毎に検出される。複数の設定された撮影角度(または撮影間隔)は、撮像操作卓7の入力装置13からのオペレータの入力によって、主記憶装置12に予め記憶されている。撮像処理演算装置10は、それらの撮影角度の情報を、通信装置9を介して撮像制御装置6に伝える。撮像制御装置6は、各撮影角度(または撮影間隔)の情報を保持し、X線源4の動作及びX線源4のX線管電圧及び電流等の撮影条件を制御する。撮像制御装置6は撮像操作卓7と通信するための通信装置を備える。X線検出信号が撮像操作卓7に入力される(ステップ63)。X線受像器5の各半導体検出器から出力されたX線検出信号は、電圧信号であり、X線受像器5内でA/D変換されてディジタル信号(以下、X線データという)になる。X線データ(X線情報)は、撮像制御装置6を介して通信装置9に伝えられ、撮像処理演算装置10に入力される。撮像処理演算装置10は、主記憶装置12に予めロードされている通信プログラムを用いてX線データを記憶装置11に記憶させる。   X-ray imaging of the irradiation target is executed (step 62). The gantry control device 44 drives the first rotation mechanism based on the rotation command input from the gantry console 45. The rotating gantry 31 rotates around the rotation center axis 34. When the rotation gantry 32 is rotating and the rotation angle of the rotation gantry 32 reaches each preset imaging angle, the imaging control device 6 applies X-rays from the X-ray source 4 in a pulsed manner. Irradiate. X-rays transmitted through the affected area of the patient are detected for each imaging angle set by each semiconductor detector of the X-ray receiver 5 facing the X-ray source 4. A plurality of set shooting angles (or shooting intervals) are stored in advance in the main storage device 12 by an operator input from the input device 13 of the imaging console 7. The imaging processing arithmetic device 10 transmits information on those imaging angles to the imaging control device 6 via the communication device 9. The imaging control device 6 holds information of each imaging angle (or imaging interval) and controls the imaging conditions such as the operation of the X-ray source 4 and the X-ray tube voltage and current of the X-ray source 4. The imaging control device 6 includes a communication device for communicating with the imaging console 7. An X-ray detection signal is input to the imaging console 7 (step 63). The X-ray detection signal output from each semiconductor detector of the X-ray receiver 5 is a voltage signal and is A / D converted in the X-ray receiver 5 to become a digital signal (hereinafter referred to as X-ray data). . X-ray data (X-ray information) is transmitted to the communication device 9 via the imaging control device 6 and input to the imaging processing arithmetic device 10. The imaging processing arithmetic device 10 stores X-ray data in the storage device 11 using a communication program loaded in the main storage device 12 in advance.
設定角度数のX線データが入力されたかを判定する(ステップ67)。撮像処理演算装置10は、設定角度数に対する各撮影角度のX線データを入力したかを判定する。X線データを再構成処理装置に出力する(ステップ68)。撮像処理演算装置10は、その判定が「Yes」になったとき、主記憶装置19にロードされているプログラムに基づいた処理により、設定角度数の各撮影角度に対する各X線データを再構成処理装置15に出力する。これらのX線データは、撮像処理演算装置10から通信装置9,16を介して再構成演算装置17に入力され、記憶装置18に記憶される。撮像処理演算装置10は、上記のプログラムに基づいて、設定角度数に対する各撮影角度のX線データを入力したとき、すなわち、X線撮影が終了したとき、再構成処理装置15に再構成処理開始指令を出力する。撮像処理演算装置10は、X線撮影の終了信号を移動量算出装置22にも出力する。   It is determined whether X-ray data of the set angle number has been input (step 67). The imaging processing arithmetic device 10 determines whether or not X-ray data for each imaging angle with respect to the set number of angles has been input. The X-ray data is output to the reconstruction processing device (step 68). When the determination is “Yes”, the imaging processing arithmetic device 10 reconstructs each X-ray data for each imaging angle of the set number of angles by processing based on a program loaded in the main storage device 19. Output to the device 15. These X-ray data are input from the imaging processing arithmetic device 10 to the reconstruction arithmetic device 17 via the communication devices 9 and 16 and stored in the storage device 18. When the X-ray data of each imaging angle with respect to the set number of angles is input based on the above program, that is, when the X-ray imaging is completed, the imaging processing arithmetic device 10 starts the reconstruction processing device 15. Outputs a command. The imaging processing arithmetic device 10 also outputs an X-ray imaging end signal to the movement amount calculation device 22.
次に、再構成処理によるCT画像情報の作成が行われる(ステップ69)。再構成演算装置17は、再構成処理開始指令を入力したとき、主記憶装置19に記憶している再構成処理プログラムを用いて、それらのX線データを使用してCT画像(以下、第1CT画像という)情報を再構成する。第1CT画像情報(第1断層画像情報)の再構成には、多数の撮影角度毎のX線データが必要である。一般的には、180度の範囲のX線データが約1度刻み毎に必要であると言われている。このため、前述のステップ67の判定が行われ、「Yes」のときに多数の撮影角度毎のX線データが再構成演算装置17に入力されるのである。再構成演算装置17は、再構成処理が終了したとき、撮像操作卓7に第1CT画像情報を出力する。   Next, CT image information is created by reconstruction processing (step 69). When a reconstruction processing start command is input, the reconstruction calculation device 17 uses the reconstruction processing program stored in the main storage device 19 and uses these X-ray data to obtain a CT image (hereinafter referred to as a first CT). Reconstruct information (called images). Reconstruction of the first CT image information (first tomographic image information) requires X-ray data for a number of imaging angles. In general, it is said that X-ray data in a range of 180 degrees is required for every 1 degree. For this reason, the determination in the above-described step 67 is performed, and when the result is “Yes”, X-ray data for a large number of imaging angles is input to the reconstruction calculation device 17. The reconstruction calculation device 17 outputs the first CT image information to the imaging console 7 when the reconstruction process is completed.
本実施例では、少なくともステップ69,70の処理と並行してステップ64〜66の処理が実行される。X線画像情報を作成する(ステップ64)。撮像処理演算装置10は、撮影角度毎のX線データが入力される度にこのX線データを用いてX線画像情報を作成する。すなわち、撮像処理演算装置10は、主記憶装置12に予めロードされている画像変換プログラムを用いて、ステップ67の判定処理を実行しているときに入力したX線データからX線画像情報を作成する。このX線画像情報は、放射線医療における標準データフォーマットであるダイコム(DICOM)フォーマットに準じて作成される。作成されたX線画像情報は記憶装置11に記憶される。X線画像情報を移動量算出装置に出力する(ステップ65)。一つの撮影角度に対するX線画像情報が作成される度に、撮像処理演算装置10は、記憶装置11から読み出したX線画像情報を通信装置9を経て移動量算出装置22に出力する。X線画像情報を、画像1枚毎に送信するか、まとめて送信するかの処理は、撮像処理演算装置10が入力装置13からのオペレータの入力情報に基づいて実行する。   In this embodiment, at least the processes of steps 64 to 66 are executed in parallel with the processes of steps 69 and 70. X-ray image information is created (step 64). The imaging processing arithmetic device 10 creates X-ray image information using the X-ray data every time X-ray data for each imaging angle is input. That is, the imaging processing arithmetic device 10 creates X-ray image information from the X-ray data input when the determination processing in step 67 is executed using an image conversion program loaded in advance in the main storage device 12. To do. This X-ray image information is created according to the DICOM format, which is a standard data format in radiology. The created X-ray image information is stored in the storage device 11. The X-ray image information is output to the movement amount calculation device (step 65). Each time X-ray image information for one imaging angle is created, the imaging processing calculation device 10 outputs the X-ray image information read from the storage device 11 to the movement amount calculation device 22 via the communication device 9. The process of whether the X-ray image information is transmitted for each image or collectively is executed by the imaging processing arithmetic device 10 based on operator input information from the input device 13.
ベッドの移動量を算出する(ステップ66)。移動量算出装置22は、ネットワークで接続されているデータサーバ(図示せず)に記憶されている、治療計画用CT画像(以下、第2CT画像という)の情報を基に治療計画装置(図示せず)で生成されたDRR画像(または第2CT画像)の情報を入力する。移動量算出装置22の移動量演算装置25は、ステップ65で入力した撮影角度毎のX線画像情報、及び第2CT画像情報(第2断層画像情報)を基に作成されたDRR画像情報(または第2CT画像情報)を用いて天板39の移動量、すなわちベッドの移動量を算出する。このベッド移動量の算出の詳細については後述する。ベッド移動量の算出にDRR画像情報及び第2CT画像情報のどちらを用いるかは、その算出開始前に、オペレータが入力装置28から指定できる。   The amount of bed movement is calculated (step 66). The movement amount calculation device 22 is a treatment planning device (not shown) based on information of a treatment planning CT image (hereinafter referred to as a second CT image) stored in a data server (not shown) connected via a network. The information of the DRR image (or the second CT image) generated in (1) is input. The movement amount calculation device 25 of the movement amount calculation device 22 has the DRR image information (or the second CT image information (second tomographic image information)) generated based on the X-ray image information and the second CT image information (second tomographic image information) input in step 65 (or The amount of movement of the top board 39, that is, the amount of movement of the bed is calculated using the second CT image information). Details of the calculation of the bed movement amount will be described later. The operator can specify which of the DRR image information and the second CT image information is used for calculating the bed movement amount from the input device 28 before starting the calculation.
移動量算出装置22で実行されるステップ66でのベッド移動量の具体的な算出方法を以下に説明する。移動量演算装置25は、第2CT画像情報、及び第2CT画像情報を基に生成した1枚以上のDRR画像情報を、データサーバから通信装置24を通して読み込み、主記憶装置27(または記憶装置26)に記憶する。移動量演算装置25は、撮像操作卓7から、X線画像情報の送信終了情報が撮像操作卓7から入力されない限りベッド移動量の算出を開始できない。   A specific method for calculating the bed movement amount in step 66 executed by the movement amount calculation device 22 will be described below. The movement amount calculation device 25 reads the second CT image information and one or more pieces of DRR image information generated based on the second CT image information from the data server through the communication device 24, and the main storage device 27 (or the storage device 26). To remember. The movement amount calculation device 25 cannot start calculating the bed movement amount unless the X-ray image information transmission end information is input from the imaging console 7 from the imaging console 7.
移動量算出装置22が移動量算出に使用する画像情報に関する初期設定値が第2CT画像情報の場合、またはオペレータが入力装置28から第2CT画像情報をベッド移動量の算出に使用すると選択した場合についてまず説明する。移動量算出装置22の移動量演算装置25は、主記憶装置27にロードされた第2CT画像情報及びDRR画像作成プログラムを用い、例えば非特許文献3に記載された高速なDRR画像の生成方法によりDRR画像情報を作成する。非特許文献3に記載されたその方法は、DRR画像情報をグラフィックスハードウェアのテクスチャマッピング機能を用いて作成するものである。この方法を用いることにより高速なDRR画像の作成が可能となる。   When the initial setting value regarding the image information used for the movement amount calculation by the movement amount calculation device 22 is the second CT image information, or when the operator selects to use the second CT image information for calculating the bed movement amount from the input device 28 First, I will explain. The movement amount calculation device 25 of the movement amount calculation device 22 uses the second CT image information and the DRR image creation program loaded in the main storage device 27 and uses, for example, a high-speed DRR image generation method described in Non-Patent Document 3. Create DRR image information. The method described in Non-Patent Document 3 creates DRR image information using a texture mapping function of graphics hardware. By using this method, a high-speed DRR image can be created.
例えば、ある角度にある回転ガントリー32の回転角度に対し数度(2〜3度)の範囲内で0.5度もしくは1度刻みで第2CT画像を座標変換する。数ミリメートル(2〜3ミリメートル)の範囲で第2CT画像を平行移動させる。回転角度とある回転角度に対して数度の範囲で変化させた角度と平行移動量の組合せを一つのパラメータ(変数の組)とする。回転ガントリー32の回転角度を1度刻みずつ増加させて、回転角度とある回転角度に対して数度の範囲で変化させた角度と平行移動量の組合せ(変化パラメータ)に対するDRR画像情報の組を生成する。このような処理により回転角度の角度が異なる状態での複数枚のDRR画像情報が生成される。これらのDRR画像情報は、回転ガントリー32を回転させながら撮影した結果得られる複数枚のX線画像情報に相当する。それらのDRR画像情報をDRR画像情報の組と呼ぶことにする。変化パラメータを変化させることによって、DRR画像情報の組が複数組作成される。これら複数のDRR画像情報の組の作成に使用したパラメータは既知であるので、各DRR画像情報(DRR画像情報の組とこの組内のDRR画像情報)、及びこれらを作成した際の各角度及び平行移動量に関する変化パラメータを関連付けることができる。これらの変化パラメータは、第2CT画像情報の移動量であるとともにベッドの移動量を表している。DRR画像情報から変化パラメータを迅速に探索するために、DRR画像情報及びこれを作成する際に使用した変化パラメータの情報が、移動量算出装置22の主記憶装置27(または記憶装置26)に互いに関連付けて記憶されている。ベッドの移動量の算出に用いるDRR画像情報の枚数(すなわち角度の刻み幅及び平行移動量の幅)は変更することが可能である。例えば、より多くのDRR画像情報を使用したり、比較するDRR画像情報を4枚のみと制限することもできる。1枚以上のDRR画像情報があればベッド移動量の算出は可能である。   For example, the second CT image is coordinate-converted in increments of 0.5 degrees or 1 degree within a range of several degrees (2 to 3 degrees) with respect to the rotation angle of the rotating gantry 32 at a certain angle. The second CT image is translated within a range of several millimeters (2 to 3 millimeters). A combination of a rotation angle and an angle changed in a range of several degrees with respect to a certain rotation angle and a parallel movement amount is set as one parameter (a set of variables). By increasing the rotation angle of the rotating gantry 32 in increments of 1 degree, a set of DRR image information for a combination (change parameter) of the rotation angle and the angle and parallel movement amount changed within a range of several degrees with respect to a certain rotation angle Generate. By such processing, a plurality of pieces of DRR image information with different rotation angles are generated. The DRR image information corresponds to a plurality of pieces of X-ray image information obtained as a result of imaging while rotating the rotating gantry 32. These DRR image information is called a set of DRR image information. By changing the change parameter, a plurality of sets of DRR image information are created. Since the parameters used to create the plurality of sets of DRR image information are known, each DRR image information (a set of DRR image information and DRR image information in the set), and each angle and A change parameter for the amount of translation can be associated. These change parameters represent the movement amount of the second CT image information and the movement amount of the bed. In order to quickly search for the change parameter from the DRR image information, the DRR image information and the information of the change parameter used when creating the same are stored in the main storage device 27 (or the storage device 26) of the movement amount calculation device 22. It is stored in association. The number of DRR image information used for calculating the movement amount of the bed (that is, the step width of the angle and the width of the parallel movement amount) can be changed. For example, more DRR image information can be used, or the number of DRR image information to be compared can be limited to only four. If there is one or more pieces of DRR image information, the amount of bed movement can be calculated.
移動量演算装置25は、作成したDRR画像情報と撮像操作卓7より入力したX線画像情報を比較することによってこのX線画像情報に最も一致するDRR画像情報を求める。移動量演算装置25は、最も一致するDRR画像情報に対する変化パラメータの情報を主記憶装置27から取得し、取得した変化パラメータに基づいて、照射標的の位置から照射中心点49がどれぐらい離れているかを求める。照射標的の位置と照射中心点49の距離の差を解消するために必要な、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向におけるベッド移動量を求めることができる。DRR画像情報とX線画像情報の比較は、広く知られている非特許文献4に記載のある相互情報量最大化法を用いて行う。相互情報量最大化法は二つの画像間の類似度を求める方法である。本実施例ではDRR画像情報とX線画像情報との類似度を計算し、類似度が最大のDRR画像情報を最も一致するDRR画像情報とする。   The movement amount calculation device 25 obtains the DRR image information that most closely matches the X-ray image information by comparing the created DRR image information with the X-ray image information input from the imaging console 7. The movement amount calculation device 25 acquires the change parameter information for the most consistent DRR image information from the main storage device 27, and how far the irradiation center point 49 is from the irradiation target position based on the acquired change parameter. Ask for. The amount of bed movement in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction necessary to eliminate the difference in the distance between the position of the irradiation target and the irradiation center point 49 can be obtained. The comparison between the DRR image information and the X-ray image information is performed using a mutual information maximization method described in the well-known Non-Patent Document 4. The mutual information maximization method is a method for obtaining the similarity between two images. In this embodiment, the degree of similarity between the DRR image information and the X-ray image information is calculated, and the DRR image information with the highest degree of similarity is set as the most consistent DRR image information.
移動量算出装置22においてDRR画像情報を作成してX線画像情報と比較する例を述べた。しかし、移動量算出装置22以外の装置で第2CT画像情報を用いて予め作成された、複数の角度及び複数の平行移動量に対する複数のDRR画像情報を、移動量算出装置22に取り込んで、ベッド移動量を算出することも可能である。これは、オペレータが入力装置28から移動量演算装置25に指令信号を入力し、移動量演算装置25がそれらのDRR画像情報、及び撮像処理演算装置10で作成されたX線画像情報を入力することによって可能になる。移動量算出装置22以外でのDRR画像情報の作成は、一般的に、非特許文献3に記述の方法及びレイトレーシング法を応用した方法を用いて行う。   An example has been described in which the movement amount calculation device 22 creates DRR image information and compares it with X-ray image information. However, a plurality of DRR image information for a plurality of angles and a plurality of parallel movement amounts created in advance using the second CT image information by an apparatus other than the movement amount calculation apparatus 22 is taken into the movement amount calculation apparatus 22 and It is also possible to calculate the movement amount. This is because the operator inputs a command signal from the input device 28 to the movement amount calculation device 25, and the movement amount calculation device 25 inputs the DRR image information and the X-ray image information created by the imaging processing calculation device 10. Made possible. Creation of DRR image information other than the movement amount calculation device 22 is generally performed using a method described in Non-Patent Document 3 and a method applying the ray tracing method.
第1CT画像の情報を移動量算出装置に出力する(ステップ71)。移動量算出装置22の移動量演算装置25は、再構成処理装置15からの第1CT画像情報を、撮像操作卓7を経由して、ステップ66におけるその移動量の算出後(またはその移動量の算出中)に入力し、主記憶装置27(または記憶装置26)に記憶させる。移動量演算装置25は、算出されたベッドの移動量を用いて第1CT画像情報の座標変換を実施する。この座標変換には、例えば平行移動と回転移動のみを考慮した剛体変換等が用いられる。   The information of the first CT image is output to the movement amount calculation device (step 71). The movement amount calculation device 25 of the movement amount calculation device 22 uses the first CT image information from the reconstruction processing device 15 via the imaging console 7 after the movement amount is calculated in step 66 (or the movement amount). During calculation) and stored in the main storage device 27 (or storage device 26). The movement amount calculation device 25 performs coordinate conversion of the first CT image information using the calculated movement amount of the bed. For this coordinate conversion, for example, rigid body conversion considering only parallel movement and rotational movement is used.
その後、ベッド移動量、座標変換が行われた第1CT画像情報(以下、修正CT画像情報という)及び第2CT画像情報を表示装置に出力する(ステップ72)。移動量演算装置25は、算出されたベッド移動量、修正CT画像情報及びデータサーバより入力して主記憶装置27に記憶している第2CT画像情報を表示装置29に表示させる。オペレータは、表示された二つの画像情報を見比べながら算出された移動量が適切であるかどうかを判断することができる。この際、従来のX線画像情報のでは判別が難しかった臓器位置も確認することができる。算出された移動量の判定情報を入力する(ステップ73)。オペレータは、表示された二つのCT画像を比較することで算出されたベッド移動量が適切であるかを判断する。移動量演算装置25は、オペレータ(医師または放射線技師)が入力装置28から入力した、ベッド移動量が適切である場合における「Yes」の判定情報、及びそれが不適切である場合における「No」の判定情報をそれぞれ入力する。移動量算出装置22の主記憶装置27(または記憶装置26)は、第1CT画像情報、X線画像情報及びDRR画像情報を記憶している。オペレータは、表示装置29に表示されたDRR画像情報、X線画像情報、第1CT画像情報及び第2CT画像情報を観察することにより、算出されたベッドの移動量が適切であるかを判定する。このため、移動量算出装置22はこれらの画像情報の表示を切り替える機能を有する。表示する画像情報の切り替えは、例えば入力装置28からの表示切り替え指令により実施される。画像情報の表示には、DRR画像情報及びX線画像情報を表示する場合、及び第1CT画像情報及び第2CT画像情報を表示する場合の二通りがある。CT画像情報は一般に多数枚の断層画像情報の組であるので、その1枚1枚(これをスライスと呼ぶ)を表示する場合、ボリュームレンダリングやサーフェースレンダリングの手法を用いて3次元画像情報として表示する場合がある。   Thereafter, the bed movement amount, the first CT image information (hereinafter referred to as corrected CT image information) on which the coordinate conversion has been performed, and the second CT image information are output to the display device (step 72). The movement amount calculation device 25 causes the display device 29 to display the calculated bed movement amount, the corrected CT image information, and the second CT image information input from the data server and stored in the main storage device 27. The operator can determine whether or not the calculated movement amount is appropriate while comparing the two displayed image information. At this time, it is possible to confirm an organ position that is difficult to discriminate with the conventional X-ray image information. Determination information for the calculated movement amount is input (step 73). The operator determines whether the calculated bed movement amount is appropriate by comparing the two displayed CT images. The movement amount calculation device 25 is input from the input device 28 by an operator (physician or radiographer), and “Yes” determination information when the bed movement amount is appropriate, and “No” when it is inappropriate. The determination information is input. The main storage device 27 (or storage device 26) of the movement amount calculation device 22 stores first CT image information, X-ray image information, and DRR image information. The operator determines whether the calculated movement amount of the bed is appropriate by observing the DRR image information, the X-ray image information, the first CT image information, and the second CT image information displayed on the display device 29. For this reason, the movement amount calculation device 22 has a function of switching display of these pieces of image information. Switching of image information to be displayed is performed by a display switching command from the input device 28, for example. There are two ways to display image information: when displaying DRR image information and X-ray image information, and when displaying first CT image information and second CT image information. Since CT image information is generally a set of a large number of pieces of tomographic image information, when displaying each one (called a slice), volume rendering or surface rendering is used as three-dimensional image information. May be displayed.
判定情報が「Yes」である場合には、ベッド移動量をベッド制御装置に出力する(ステップ75)。ベッド移動量は、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の各移動量を含んでいる。移動量算出装置22からベッド移動量を入力したベッド制御装置30は、そのベッド移動量に基づいて第1、第2および第3駆動装置を制御し、天板39を移動させる。この結果、照射標的が照射中心点49に精度良く位置される。判定情報が「No」である場合には、ベッド移動量の再計算を行う(ステップ74)。移動量演算装置25は、第1CT画像情報及び第2CT画像情報に基づいてベッド移動量を算出する。再計算は、先に説明した相互情報量最大化法をCT画像に対し適用し実施する。ステップ74の処理後、ステップ72では第1CT画像情報、第2CT画像情報及びステップ74で算出されたベッド移動量が表示装置29に出力される。ステップ73で「Yes」の判定情報が入力されたとき、ステップ75が実行される。以上の処理により、天板39、すなわちベッド38の位置決めが終了する。   If the determination information is “Yes”, the amount of bed movement is output to the bed controller (step 75). The bed movement amount includes movement amounts in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. The bed control device 30 that receives the bed movement amount from the movement amount calculation device 22 controls the first, second, and third drive devices based on the bed movement amount, and moves the top board 39. As a result, the irradiation target is accurately positioned at the irradiation center point 49. If the determination information is “No”, the amount of bed movement is recalculated (step 74). The movement amount calculation device 25 calculates the bed movement amount based on the first CT image information and the second CT image information. The recalculation is performed by applying the mutual information maximization method described above to the CT image. After the process of step 74, the first CT image information, the second CT image information, and the bed movement amount calculated in step 74 are output to the display device 29 in step 72. When the determination information “Yes” is input in step 73, step 75 is executed. With the above processing, positioning of the top board 39, that is, the bed 38 is completed.
ベッドの位置決めが終了した後、ガントリー制御装置44は、ガントリー操作卓45から入力されたX線源発生装置36及び第1回転機構の各駆動指令に基づいて、X線源発生装置36及び第1回転機構を駆動させる。第1回転機構の駆動によって回転ガントリー32が回転し、アーム部33が天板39に横たわっている患者の周囲を旋回する。X線源発生装置36は、ガントリー制御装置44からの制御指令に基づいて、設定された各回転角度になったとき所定のエネルギーのX線を患者の患部に向かって照射する。このようにして、がんの患部にX線が照射される。   After the positioning of the bed is completed, the gantry control device 44 performs the X-ray source generation device 36 and the first rotation based on the drive commands of the X-ray source generation device 36 and the first rotation mechanism input from the gantry console 45. The rotation mechanism is driven. The rotary gantry 32 is rotated by driving the first rotating mechanism, and the arm portion 33 is swung around the patient lying on the top board 39. Based on a control command from the gantry control device 44, the X-ray source generator 36 irradiates the patient's affected area with X-rays having a predetermined energy when the rotation angles are set. In this way, the affected area of cancer is irradiated with X-rays.
本実施例は、撮像操作卓7、すなわち、撮像処理演算装置10が、再構成演算装置17における第1CT画像情報の再構成処理と並行して、X線データを用いてX線画像情報を作成し、移動量算出装置22に送信することを特徴とする。移動量算出装置22に入力されるX線画像情報及び第1CT画像情報のフォーマット(データ形式)は、ダイコムフォーマットである。他のフォーマット、例えばJPEG画像及びビットマップ画像等のフォーマットを用いてもかまわない。   In this embodiment, the imaging console 7, that is, the imaging processing arithmetic device 10 creates X-ray image information using X-ray data in parallel with the reconstruction processing of the first CT image information in the reconstruction arithmetic device 17. And transmitted to the movement amount calculation device 22. The format (data format) of the X-ray image information and the first CT image information input to the movement amount calculation device 22 is a dicom format. Other formats such as JPEG images and bitmap images may be used.
本実施例は、撮像処理演算装置(X線画像情報作成装置)10によるX線画像情報の作成が、再構成処理装置15による第1CT画像情報の作成と並行して行われ、X線画像情報の作成が第1CT画像情報のそれよりも前に完了する。これにより、本実施例は、図6(A)に示すように、再構成演算装置17における再構成処理による第1CT画像情報の作成と並行して、移動量算出装置22でX線画像情報を用いたベッドの移動量の算出を行うことができる。したがって、本実施例は、患者が天板39上に横たわってからベッド38の位置決め終了までに要する時間を、著しく短縮することができる。本実施例で得られるこの効果は、図6(B)に示す従来のベッド位置決め方法と比較すれば、より明らかである。従来は、図6(B)に示すように、第1CT画像情報を得る再構成処理が終了した後、移動量算出装置が、第1CT画像情報を入力し、この第1CT画像情報を基にベッドの移動量を算出していた。本実施例では、移動量算出装置22におけるX線画像情報の入力及びベッドの移動量算出が再構成処理による第1CT画像情報の作成と並行して行われるので、ベッド38の位置決めまでに要する時間が短縮されるのである。具体的には、本実施例は、放射線検出器からのX線検出信号に基づいたX線画像情報の作成が、第1CT画像の再構成処理と並行して行われることによって、ベッドの移動量算出をその再構成処理と並行に実施することが可能になったのである。その位置決めに要する時間の著しい短縮は、患者の治療に要する時間の著しい短縮につながり、本実施例によれば、1年間にX線治療システム一台当りで治療できる患者数を著しく増大させることができる。   In this embodiment, the creation of X-ray image information by the imaging processing arithmetic device (X-ray image information creation device) 10 is performed in parallel with the creation of the first CT image information by the reconstruction processing device 15. Is completed before that of the first CT image information. As a result, in this embodiment, as shown in FIG. 6A, in parallel with the creation of the first CT image information by the reconstruction processing in the reconstruction calculation device 17, the movement amount calculation device 22 converts the X-ray image information. The amount of movement of the bed used can be calculated. Therefore, this embodiment can significantly reduce the time required for the positioning of the bed 38 after the patient lies on the top board 39. This effect obtained in the present embodiment is more apparent when compared with the conventional bed positioning method shown in FIG. Conventionally, as shown in FIG. 6B, after the reconstruction process for obtaining the first CT image information is completed, the movement amount calculation apparatus inputs the first CT image information, and the bed is based on the first CT image information. The amount of movement was calculated. In this embodiment, since the input of the X-ray image information and the calculation of the movement amount of the bed in the movement amount calculation device 22 are performed in parallel with the creation of the first CT image information by the reconstruction process, the time required until the bed 38 is positioned. Is shortened. Specifically, in this embodiment, the creation of X-ray image information based on the X-ray detection signal from the radiation detector is performed in parallel with the reconstruction process of the first CT image, so that the amount of movement of the bed The calculation can be performed in parallel with the reconstruction process. The significant reduction in the time required for positioning leads to a significant reduction in the time required for patient treatment. According to this embodiment, the number of patients that can be treated per X-ray treatment system per year can be significantly increased. it can.
本実施例は、算出したベッドの移動量を用いて第1CT画像情報を修正しているので、具体的には、その移動量に基づいて第1CT画像情報の座標変換を行っているので、その移動量に基づいてベッド(具体的には、天板39)を移動した後の状態での第1CT画像情報を前もって得ることができる。したがって、医師または放射線技師は、修正された第1CT画像情報を見ることによってベッド移動後における患部の位置を事前により正確に確認することができる。   In the present embodiment, since the first CT image information is corrected using the calculated amount of movement of the bed, specifically, the coordinate conversion of the first CT image information is performed based on the amount of movement. The first CT image information in a state after moving the bed (specifically, the top board 39) based on the moving amount can be obtained in advance. Therefore, the doctor or the radiologist can accurately and accurately confirm the position of the affected area after moving the bed by viewing the corrected first CT image information.
本実施例は、修正された第1CT画像情報及び第2CT画像情報を表示装置29に表示するので、医師または放射線技師は、ベッド移動後の患部の位置を治療計画に用いた第2CT画像情報における患部の位置と容易に比較することができる。このため、算出されたベッド移動量が適切であるかの判定を適切に行うことができ、より精度の良いベッドの位置決めを行うことができる。   In the present embodiment, the corrected first CT image information and the second CT image information are displayed on the display device 29. Therefore, the doctor or the radiographer uses the position of the affected part after the bed movement in the second CT image information used for the treatment plan. It can be easily compared with the position of the affected area. For this reason, it is possible to appropriately determine whether the calculated bed movement amount is appropriate, and it is possible to perform positioning of the bed with higher accuracy.
算出されたベッド移動量に対する医師または放射線技師の判定が「否」であった場合には、第1CT画像情報及び第2CT画像情報を用いて、ベッド移動量の算出が可能であるため、より精度の良いベッドの位置決めを行うことができる。   If the doctor or radiologist determines “No” for the calculated bed movement amount, the bed movement amount can be calculated using the first CT image information and the second CT image information. A good bed positioning can be performed.
本実施例における撮像操作卓7、再構成処理装置15及び移動量算出装置22を一台のコンピュータで構成してもよい。X線源4及びX線受像器5は、回転ガントリー32に設置せず、回転ガントリー32から分離された状態で独立に設置することも可能である。   The imaging console 7, the reconstruction processing device 15, and the movement amount calculation device 22 in this embodiment may be configured with a single computer. The X-ray source 4 and the X-ray receiver 5 are not installed on the rotating gantry 32 but can be installed independently while being separated from the rotating gantry 32.
本発明の他の実施例である実施例2のベッド位置決めシステムを、図7を用いて説明する。本実施例のベッド位置決めシステムのハード構成は、実施例1のベッド位置決めシステのハード構成と同じである。本実施例のベッド位置決めシステムは、図7に示す処理手順を実行する。この処理手順は、実施例1のベッド位置決めシステム2が実行する図5に示す処理手順のうちステップ72の処理を除き、ステップ72の処理をステップ72Aの処理に変更したものである。本実施例のベッド位置決めシステムが適用されるX線治療システムは、実施例1のX線治療システム1においてステップ72の処理を実施しなく、ステップ72の処理の替りにステップ72Aの処理を実施する点で異なっているだけである。   A bed positioning system according to embodiment 2, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. The hardware configuration of the bed positioning system of the present embodiment is the same as the hardware configuration of the bed positioning system of the first embodiment. The bed positioning system of the present embodiment executes the processing procedure shown in FIG. This processing procedure is obtained by changing the processing of step 72 to the processing of step 72A except the processing of step 72 in the processing procedure shown in FIG. 5 executed by the bed positioning system 2 of the first embodiment. The X-ray therapy system to which the bed positioning system of the present embodiment is applied does not perform the process of step 72 in the X-ray therapy system 1 of the first embodiment, but performs the process of step 72A instead of the process of step 72. It is only different in point.
ステップ72Aでは、ステップ66で算出されたベッド移動量、及びステップ69の再構成処理で作成された第1CT画像情報、及び第2CT画像情報が表示装置29に表示される。ステップ73では、この表示情報を見た医師または放射線技師の判定情報が入力される。図7に示す残りのステップでの処理は実施例1と同じである。本実施例は、設定角度数が少なく、撮影角度毎に取得するX線データ数が少ない場合、例えば10度刻み及び角度の範囲を30度等に制限した場合に適する。このようなX線の撮影方法は、デジタルトモシンセシスとして知られている(非特許文献5参照)。   In step 72A, the bed movement amount calculated in step 66 and the first CT image information and the second CT image information created in the reconstruction process in step 69 are displayed on the display device 29. In step 73, determination information of the doctor or radiologist who has seen this display information is input. The remaining steps shown in FIG. 7 are the same as those in the first embodiment. The present embodiment is suitable when the number of set angles is small and the number of X-ray data acquired for each imaging angle is small, for example, when the range of angle and angle range is limited to 30 degrees or the like. Such an X-ray imaging method is known as digital tomosynthesis (see Non-Patent Document 5).
本実施例は、算出したベッドの移動量を用いて第1CT画像情報を修正することによって得られる効果を除き、実施例1で生じる他の効果を得ることができる。   The present embodiment can obtain the other effects produced in the first embodiment, except for the effects obtained by correcting the first CT image information using the calculated bed movement amount.
放射線治療システムである陽子線治療システム(粒子線治療システム)に適用したベッド位置決めシステムを説明する。まず、陽子線治療システムの概略構成を、図8及び図9を用いて説明する。   A bed positioning system applied to a proton beam therapy system (particle beam therapy system) which is a radiation therapy system will be described. First, a schematic configuration of the proton beam treatment system will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
陽子線治療システム80は、ビーム発生装置82、回転ガントリー95(図9参照)、ビーム照射装置(照射装置)87、ベッド88及びベッド位置決めシステム2を備える。陽子線治療システム80は、がん治療装置である。ビーム発生装置82は、イオン源(図示せず)、前段加速器81及びシンクロトロン83を有する。イオン源で発生したイオン(例えば、陽イオンまたは炭素イオン)は前段加速器81で加速される。このイオンビーム(例えば陽子ビーム)は前段加速器81からシンクロトロン83に入射される。イオンビームはシンクロトロン83で加速され、設定エネルギーまでに高められた後、出射用デフレクタ84から出射される。   The proton beam treatment system 80 includes a beam generator 82, a rotating gantry 95 (see FIG. 9), a beam irradiation device (irradiation device) 87, a bed 88, and the bed positioning system 2. The proton beam treatment system 80 is a cancer treatment device. The beam generator 82 includes an ion source (not shown), a pre-accelerator 81, and a synchrotron 83. Ions (for example, positive ions or carbon ions) generated in the ion source are accelerated by the pre-accelerator 81. This ion beam (for example, proton beam) is incident on the synchrotron 83 from the front stage accelerator 81. The ion beam is accelerated by the synchrotron 83, raised to the set energy, and then emitted from the extraction deflector 84.
シンクロトロン83から出射されたイオンビームは、ビーム輸送系85を経て、イオンビームを患者に照射する装置であるビーム照射装置87に達する。ビーム照射装置87、及びビーム輸送系85の一部である逆U字状のビーム輸送装置86は回転ガントリー95に設置され、回転ガントリー95と共に回転する。イオンビームはビーム輸送装置86を通ってビーム照射装置87からベッド88の天板89に横たわっている患者101の患部に照射される。   The ion beam emitted from the synchrotron 83 reaches the beam irradiation device 87 which is a device for irradiating the patient with the ion beam through the beam transport system 85. The beam irradiation device 87 and the inverted U-shaped beam transport device 86 which is a part of the beam transport system 85 are installed in the rotating gantry 95 and rotate together with the rotating gantry 95. The ion beam is applied to the affected area of the patient 101 lying on the top plate 89 of the bed 88 from the beam irradiation device 87 through the beam transport device 86.
回転ガントリー95は、図9に示すように、フロントリング97及びリアリング100を有する円筒状の回転胴(回転体)96を備える。回転胴96の一端部に設けられたフロントリング97は、回転可能な複数のサポートローラ98Aによって支持される。サポートローラ98Aは、建屋基礎に設置された支持装置99Aに取り付けられる。回転胴96の他端部に設けられたリアリング100も、支持装置99Bに取り付けられた複数のサポートローラ98Bによって支持される。これら複数のサポートローラ18Bのうちの1つの回転軸にはモータ108が連結されている。また、回転ガントリー95の回転角は、複数のサポートローラ98Aのうちの1つの回転軸に連結された角度検出計109によって測定される。回転胴96内には粒子線治療用照射室106が設けられる。   As shown in FIG. 9, the rotating gantry 95 includes a cylindrical rotating drum (rotating body) 96 having a front ring 97 and a rear ring 100. A front ring 97 provided at one end of the rotating drum 96 is supported by a plurality of rotatable support rollers 98A. The support roller 98A is attached to a support device 99A installed on the building foundation. The rear ring 100 provided at the other end of the rotary drum 96 is also supported by a plurality of support rollers 98B attached to the support device 99B. A motor 108 is coupled to one of the plurality of support rollers 18B. The rotation angle of the rotating gantry 95 is measured by an angle detector 109 connected to one rotating shaft of the plurality of support rollers 98A. An irradiation chamber 106 for particle beam therapy is provided in the rotary drum 96.
ベッド88は、治療台90及び天板89を有する。さらに、ベッド88は、X軸方向駆動機構91、Y軸方向駆動機構93、Z軸方向駆動機構92及び回転駆動機構94を有する。X軸方向駆動機構91は建屋基礎に設置される。Z軸方向駆動機構92はX軸方向駆動機構91の上に、Y軸方向駆動機構93はZ軸方向駆動機構92の上に、それぞれ設置される。天板89は、Y軸方向駆動機構93に設置される回転駆動機構94の上に設置される。Y軸方向は回転ガントリー95の回転軸が伸びる方向と一致する。X軸方向は、水平方向でY軸方向と直交する方向である。Z軸方向は鉛直方向である。天板89は回転胴96内の粒子線治療用照射室106内に挿入される。   The bed 88 includes a treatment table 90 and a top plate 89. Further, the bed 88 includes an X-axis direction drive mechanism 91, a Y-axis direction drive mechanism 93, a Z-axis direction drive mechanism 92, and a rotation drive mechanism 94. The X-axis direction drive mechanism 91 is installed on the building foundation. The Z-axis direction drive mechanism 92 is installed on the X-axis direction drive mechanism 91, and the Y-axis direction drive mechanism 93 is installed on the Z-axis direction drive mechanism 92. The top plate 89 is installed on a rotation drive mechanism 94 installed on the Y-axis direction drive mechanism 93. The Y-axis direction coincides with the direction in which the rotation axis of the rotating gantry 95 extends. The X-axis direction is a direction perpendicular to the Y-axis direction in the horizontal direction. The Z-axis direction is the vertical direction. The top plate 89 is inserted into the irradiation chamber 106 for particle beam therapy in the rotary drum 96.
ベッド位置決めシステム2のX線源(X線源装置)4は、ビーム照射装置87内に設置されており、ビーム照射装置87内のビーム経路と直交する方向に移動可能になっている。すなわち、X線源4は、ビーム経路の中心軸上の第1位置とビーム経路から離れた第2位置との間を移動する。ベッド位置決めシステム2のX線受像器5は、照射室106内に配置され、受像器移動装置104に取り付けられる。受像器移動装置104は、照射室106の隔壁107を貫通しており、一端が支持部材110に取り付けられるガイド部材105の一面に設置される。X線受像器5は、ビーム経路の延長線上に位置するとき、回転胴12の回転軸を挟んでX線源4と対向するように配置される。X線源4はビーム照射装置87の外面に設置することも可能である。X線源4は、照射装置106内に配置されるのであれば、ビーム照射装置87ではなく、回転胴96に設置してもよい。   The X-ray source (X-ray source device) 4 of the bed positioning system 2 is installed in the beam irradiation device 87 and is movable in a direction orthogonal to the beam path in the beam irradiation device 87. That is, the X-ray source 4 moves between a first position on the central axis of the beam path and a second position away from the beam path. The X-ray receiver 5 of the bed positioning system 2 is disposed in the irradiation chamber 106 and attached to the receiver moving device 104. The receiver moving device 104 passes through the partition wall 107 of the irradiation chamber 106, and one end thereof is installed on one surface of the guide member 105 attached to the support member 110. The X-ray receiver 5 is disposed so as to face the X-ray source 4 with the rotation axis of the rotary cylinder 12 interposed therebetween when positioned on the extension line of the beam path. The X-ray source 4 can also be installed on the outer surface of the beam irradiation device 87. As long as the X-ray source 4 is arranged in the irradiation device 106, it may be installed not in the beam irradiation device 87 but in the rotating drum 96.
陽子線治療システム80におけるベッドの位置決め方法を、以下に説明する。本方法も、実施例1で行われる図5に示す処理手順が実行される。特に、実施例1と異なるステップ61,62について、説明する。ステップ61では、X軸方向駆動機構91、Y軸方向駆動機構93、Z軸方向駆動機構92及び回転駆動機構94を駆動することによって、天板89を治療室106内で所定位置まで移動させる。この移動は、照射室106内にいるオペレータ(例えば放射線技師)が、患者14のおおよその治療対象位置(イオンビームを照射する患部の位置)をペンダント(図示せず)の表示装置(図示せず)に表示された治療計画情報に基づいて知ることができる。オペレータは、その治療計画情報を基に、手に持っているペンダントの入力装置を用いてベッド制御装置30にベッド移動指令を入力する。ベッド制御装置62は、その移動指令に基づいて、上記の各駆動機構を制御する。これらの駆動により、患者101の患部がビーム照射装置87内のビーム経路の延長線上付近で回転ガントリー95の回転軸上の照射中心点49付近に位置される。なお、上記ペンダントは受像器移動装置104及びX線源4にも接続されている。   A bed positioning method in the proton beam therapy system 80 will be described below. Also in this method, the processing procedure shown in FIG. 5 performed in the first embodiment is executed. In particular, steps 61 and 62 different from the first embodiment will be described. In step 61, the top plate 89 is moved to a predetermined position in the treatment room 106 by driving the X-axis direction drive mechanism 91, the Y-axis direction drive mechanism 93, the Z-axis direction drive mechanism 92, and the rotation drive mechanism 94. In this movement, an operator (for example, a radiographer) in the irradiation chamber 106 displays an approximate treatment target position of the patient 14 (a position of an affected part to which an ion beam is irradiated) on a pendant (not shown) display device (not shown). ) Based on the treatment plan information displayed in (). Based on the treatment plan information, the operator inputs a bed movement command to the bed control device 30 using a pendant input device held in the hand. The bed control device 62 controls each of the drive mechanisms described above based on the movement command. By these driving operations, the affected part of the patient 101 is positioned in the vicinity of the irradiation center point 49 on the rotation axis of the rotating gantry 95 in the vicinity of the extension of the beam path in the beam irradiation device 87. The pendant is also connected to the receiver moving device 104 and the X-ray source 4.
ステップ61では、さらに、受像器5の移動も行われる。ペンダントからの制御指令に基づいて受像器移動装置104が駆動し、X線受像器5がビーム経路の延長線上に位置される。ペンダントからの制御指令はX線源4にも入力される。X線源4は第2位置から第1位置まで移動される。   In step 61, the receiver 5 is also moved. Based on the control command from the pendant, the receiver moving device 104 is driven, and the X-ray receiver 5 is positioned on the extension line of the beam path. A control command from the pendant is also input to the X-ray source 4. The X-ray source 4 is moved from the second position to the first position.
ステップ62では、ガントリー制御装置44は、ガントリー操作卓45から入力された回転指令に基づいてモータ108を駆動させる。回転ガントリー95は回転軸を中心に回転する。撮像制御装置6は、回転ガントリー95の回転状態で、回転ガントリー95の回転角度が予め設定された各撮影角度になったとき、X線源4からX線をパルス的に照射対象に照射させる。このX線は、患者101を透過し、X線受像器5で検出される。   In step 62, the gantry control device 44 drives the motor 108 based on the rotation command input from the gantry console 45. The rotating gantry 95 rotates around the rotation axis. The imaging control device 6 causes the X-ray source 4 to irradiate the irradiation target in a pulsed manner from the X-ray source 4 when the rotation angle of the rotation gantry 95 reaches the respective imaging angles set in advance. This X-ray passes through the patient 101 and is detected by the X-ray receiver 5.
その後、ステップ63〜75の処理が順次行われる。ベッド制御装置30は、ステップ73で入力された判定情報が「Yes」であるときのベッド移動量に基づいて、上記の各移動機構を制御し、ベッド88の位置決めを行う。   Thereafter, the processes of steps 63 to 75 are sequentially performed. The bed control device 30 controls the above moving mechanisms and positions the bed 88 based on the amount of bed movement when the determination information input in step 73 is “Yes”.
ベッド88の位置決めが終了した後、シンクロトロン83から出射されたイオンビームがビーム輸送系85を通ってビーム照射装置87に達する。ビーム照射装置87のビーム経路は、回転ガントリー95の回転によって患者101の患部に対して予め所定の角度を向くように設定されている。イオンビームは、ビーム照射装置87内のビーム経路を通って、天板89上の患者101の患部に照射される。   After the positioning of the bed 88 is completed, the ion beam emitted from the synchrotron 83 reaches the beam irradiation device 87 through the beam transport system 85. The beam path of the beam irradiation device 87 is set in advance so as to face a predetermined angle with respect to the affected part of the patient 101 by the rotation of the rotating gantry 95. The ion beam is irradiated to the affected part of the patient 101 on the top plate 89 through the beam path in the beam irradiation apparatus 87.
本実施例は、実施例1で生じる効果を得ることができる。   In the present embodiment, the effects produced in the first embodiment can be obtained.
陽子線治療システム80のベッド位置決めシステム2において、図5に示す処理手順の替りに図7に示す処理手順を用いることが可能である。ただし、ステップ61,62の処理は、実施例3におけるそれらのステップと同じ処理内容とする。   In the bed positioning system 2 of the proton beam treatment system 80, the processing procedure shown in FIG. 7 can be used instead of the processing procedure shown in FIG. However, the processing of steps 61 and 62 is the same as the processing contents of those steps in the third embodiment.
本発明の好適な一実施例である実施例1のベッド位置決めシステムが適用されるX線治療システムの構成図である。1 is a configuration diagram of an X-ray treatment system to which a bed positioning system according to a first embodiment which is a preferred embodiment of the present invention is applied. FIG. 図1に示す治療装置の正面図である。It is a front view of the treatment apparatus shown in FIG. 図1に示すX線治療システムに含まれる各サブシステムの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of each subsystem contained in the X-ray therapy system shown in FIG. 図1に示す撮像操作卓、再構成処理装置及び移動量算出装置のそれぞれの詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of each of an imaging console, a reconstruction processing device, and a movement amount calculation device illustrated in FIG. 1. 実施例1におけるベッド位置決めシステムで実行されるベッド位置決め方法の手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the procedure of the bed positioning method performed with the bed positioning system in Example 1. FIG. 実施例1における効果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect in Example 1. FIG. 本発明の他の実施例である実施例2のベッド位置決めシステムで実行されるベッド位置決め方法の手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the procedure of the bed positioning method performed with the bed positioning system of Example 2 which is another Example of this invention. 本発明の好適な一実施例である実施例1のベッド位置決めシステムが適用される陽子線治療システムの構成図である。It is a block diagram of the proton beam treatment system to which the bed positioning system of Example 1 which is one preferred embodiment of the present invention is applied. 図8に示す陽子線治療システムの回転ガントリー内の詳細構成図である。It is a detailed block diagram in the rotation gantry of the proton beam therapy system shown in FIG.
符号の説明Explanation of symbols
1…X線治療システム、2…ベッド位置決めシステム、3…X線撮像システム、4…X線源、5…X線受像器、6…撮像制御装置、7…撮像操作卓、10…撮像処理演算装置、14,29…表示装置、15…再構成処理装置、17…再構成演算装置、20…位置決め装置、22…移動量算出装置、25…移動量演算装置、30…ベッド制御装置、31…治療装置、32,95…回転ガントリー、35…照射ヘッド、36…X線発生装置、38,88…ベッド、39,89…天板、40,90…治療台、80…陽子線治療システム、82…ビーム発生装置、83…シンクロトロン、85…ビーム輸送系、87…ビーム照射装置、96…回転胴、97…フロントリング、100…リアリング、106…照射室。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray therapy system, 2 ... Bed positioning system, 3 ... X-ray imaging system, 4 ... X-ray source, 5 ... X-ray receiver, 6 ... Imaging control apparatus, 7 ... Imaging console, 10 ... Imaging process calculation Device ... 14, 29 ... Display device, 15 ... Reconstruction processing device, 17 ... Reconfiguration arithmetic device, 20 ... Positioning device, 22 ... Movement amount calculation device, 25 ... Movement amount arithmetic device, 30 ... Bed control device, 31 ... Treatment device, 32, 95 ... Rotating gantry, 35 ... Irradiation head, 36 ... X-ray generator, 38, 88 ... Bed, 39, 89 ... Top plate, 40, 90 ... Treatment table, 80 ... Proton treatment system, 82 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Beam generator, 83 ... Synchrotron, 85 ... Beam transport system, 87 ... Beam irradiation apparatus, 96 ... Rotary drum, 97 ... Front ring, 100 ... Rear ring, 106 ... Irradiation chamber.

Claims (10)

  1. X線を放出するX線源装置と、前記X線を入射し、このX線に対応するX線情報を出力するX線入射装置と、入力した前記X線情報に基づいてX線画像情報を作成する第1画像情報作成装置と、前記第1画像情報作成装置での前記X線画像情報の作成と並行して前記X線情報を用いて第1断層画像情報を作成する第2画像情報作成装置と、表示装置と、前記X線画像情報と治療計画に用いる第2断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め、このベッド移動量に基づいて前記第1断層画像情報を修正し、前記ベッド移動量、前記修正された第1断層画像情報、及び前記第2断層画像情報を前記表示装置に出力するベッド移動量算出装置と、前記ベッド移動量が適切であるとき、前記ベッド移動量に基づいて照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御するベッド制御装置とを備えたことを特徴とするベッド位置決めシステム。 An X-ray source device that emits X-rays, an X-ray incident device that emits X-rays and outputs X-ray information corresponding to the X-rays, and X-ray image information based on the input X-ray information. A first image information creation device to create, and a second image information creation to create first tomographic image information using the X-ray information in parallel with the creation of the X-ray image information in the first image information creation device a device, a display device, obtains a bed movement amount based on the second tomographic image information used in the treatment planning and the X-ray image information, and correct the first tomographic image information on the basis of the bed moving amount, the bed Based on the bed movement amount when the bed movement amount is appropriate, and a bed movement amount calculation device that outputs the corrected first tomographic image information and the second tomographic image information to the display device. The bed drive that supports the irradiation target Couch positioning system characterized by comprising a couch controller for controlling.
  2. 前記X線情報を入力し、前記第2画像情報作成装置に前記第1断層画像情報の作成開始指令を出力する断層画像作成指令装置を備え、
    前記第2画像情報作成装置は、前記作成開始指令を入力した後、前記第1画像情報作成装置での前記X線画像情報の作成と並行して前記第1断層画像情報の作成を行う請求項1に記載のベッド位置決めシステム。
    A tomographic image creation command device that inputs the X-ray information and outputs a creation start command of the first tomographic image information to the second image information creation device;
    The second image information creation device, after inputting the creation start command , creates the first tomographic image information in parallel with the creation of the X-ray image information in the first image information creation device. The bed positioning system according to 1.
  3. ベッド移動量算出装置は、前記ベッド移動量が不適切であることを示す情報を入力したとき、前記第1断層画像情報及び前記第2断層画像情報に基づいてベッド移動量を再度求め、
    前記ベッド制御装置は、この再度求められた前記ベッド移動量に基づいて前記駆動装置を制御する請求項1または請求項2に記載のベッド位置決めシステム。
    The bed movement amount calculation device obtains the bed movement amount again based on the first tomographic image information and the second tomographic image information when the information indicating that the bed movement amount is inappropriate is input,
    The bed positioning system according to claim 1 or 2, wherein the bed control device controls the driving device based on the bed movement amount obtained again .
  4. 照射対象を支持するベッドと、回転ガントリーと、前記回転ガントリーに設置されて放射線を放出する放射線発生装置と、前記回転ガントリーに設けられて前記放射線を前記照射対象に照射する照射装置と、X線を放出するX線源装置と、前記X線を入射し、このX線に対応するX線情報を出力するX線入射装置と、入力した前記X線情報に基づいてX線画像情報を作成する第1画像情報作成装置と、前記第1画像情報作成装置での前記X線画像情報の作成と並行して前記X線情報を用いて第1断層画像情報を作成する第2画像情報作成装置と、表示装置と、前記X線画像情報と治療計画に用いる第2断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め、このベッド移動量に基づいて前記第1断層画像情報を修正し、前記ベッド移動量、前記修正された第1断層画像情報、及び前記第2断層画像情報を前記表示装置に出力するベッド移動量算出装置と、前記ベッド移動量が適切であるとき、前記ベッド移動量に基づいて照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御するベッド制御装置とを備えたことを特徴とする放射線治療システム A bed for supporting an irradiation target; a rotating gantry; a radiation generator installed in the rotating gantry for emitting radiation; an irradiation device provided in the rotating gantry for irradiating the irradiation target; and X-rays X-ray source device that emits X-rays, an X-ray incidence device that inputs X-rays and outputs X-ray information corresponding to the X-rays, and generates X-ray image information based on the input X-ray information A first image information creation device; and a second image information creation device that creates first tomographic image information using the X-ray information in parallel with the creation of the X-ray image information in the first image information creation device; The bed movement amount is obtained based on the display device, the X-ray image information and the second tomographic image information used for the treatment plan, the first tomographic image information is corrected based on the bed movement amount, and the bed movement amount. The modified A bed movement amount calculation device that outputs the first tomographic image information and the second tomographic image information to the display device, and supports an irradiation target based on the bed movement amount when the bed movement amount is appropriate. A radiation therapy system comprising a bed control device for controlling a bed driving device .
  5. 前記X線源装置及び前記X線入射装置が、互いに対向して前記回転ガントリーに設けられている請求項4に記載の放射線治療システム The radiotherapy system according to claim 4, wherein the X-ray source device and the X-ray incidence device are provided on the rotating gantry so as to face each other .
  6. 前記X線情報を入力し、前記第2画像情報作成装置に前記第1断層画像情報の作成開始指令を出力する断層画像作成指令装置を備え、
    前記第2画像情報作成装置は、前記作成開始指令を入力した後、前記第1画像情報作成装置での前記X線画像情報の作成と並行して前記第1断層画像情報の作成を行う請求項6または請求項7に記載の放射線治療システム。
    A tomographic image creation command device that inputs the X-ray information and outputs a creation start command of the first tomographic image information to the second image information creation device;
    The second image information creation device, after inputting the creation start command, creates the first tomographic image information in parallel with the creation of the X-ray image information in the first image information creation device. The radiation therapy system of Claim 6 or Claim 7 .
  7. ベッド移動量算出装置は、前記ベッド移動量が不適切であることを示す情報を入力したとき、前記第1断層画像情報及び前記第2断層画像情報に基づいてベッド移動量を再度求め、
    前記ベッド制御装置は、この再度求められた前記ベッド移動量に基づいて前記駆動装置を制御する請求項4ないし請求項6のいずれか1項に記載の放射線治療システム。
    The bed movement amount calculation device obtains the bed movement amount again based on the first tomographic image information and the second tomographic image information when the information indicating that the bed movement amount is inappropriate is input,
    The radiotherapy system according to any one of claims 4 to 6 , wherein the bed control device controls the driving device based on the bed movement amount obtained again .
  8. イオンビームを発生するイオンビーム発生装置と、回転ガントリーと、前記回転ガントリーに設置されて前記イオンビームを照射対象に照射する照射装置と、前記照射対象を支持するベッドと、前記回転ガントリーに設けられ、X線を放出するX線源装置と、前記回転ガントリーに設けられ、前記X線を入射し、このX線に対応するX線情報を出力するX線入射装置と、入力した前記X線情報に基づいてX線画像情報を作成する第1画像情報作成装置と、前記第1画像情報作成装置での前記X線画像情報の作成と並行して前記X線情報を用いて第1断層画像情報を作成する第2画像情報作成装置と、表示装置と、前記X線画像情報と治療計画に用いる第2断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め、このベッド移動量に基づいて前記第1断層画像情報を修正し、前記ベッド移動量、前記修正された第1断層画像情報、及び前記第2断層画像情報を前記表示装置に出力するベッド移動量算出装置と、前記ベッド移動量が適切であるとき、前記ベッド移動量に基づいて照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御するベッド制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線治療システム。 An ion beam generating device that generates an ion beam, a rotating gantry, an irradiation device that is installed in the rotating gantry and irradiates the irradiation target with the ion beam, a bed that supports the irradiation target, and a rotating gantry An X-ray source device that emits X-rays, an X-ray incidence device that is provided in the rotating gantry and that receives the X-rays and outputs X-ray information corresponding to the X-rays, and the input X-ray information A first image information creating apparatus for creating X-ray image information based on the first tomographic image information using the X-ray information in parallel with the creation of the X-ray image information in the first image information creating apparatus A second image information creation device for creating the image, a display device, a bed movement amount based on the X-ray image information and the second tomographic image information used for the treatment plan, and the first disconnection based on the bed movement amount. A bed movement amount calculation device that corrects image information and outputs the bed movement amount, the corrected first tomographic image information, and the second tomographic image information to the display device, and the bed movement amount are appropriate. A particle beam therapy system comprising: a bed control device that controls a bed drive device that supports an irradiation object based on the bed movement amount .
  9. 前記X線情報を入力し、前記第2画像情報作成装置に前記第1断層画像情報の作成開始指令を出力する断層画像作成指令装置を備え、
    前記第2画像情報作成装置は、前記作成開始指令を入力した後、前記第1画像情報作成装置での前記X線画像情報の作成と並行して前記第1断層画像情報の作成を行う請求項8に記載の粒子線治療システム。
    A tomographic image creation command device that inputs the X-ray information and outputs a creation start command of the first tomographic image information to the second image information creation device;
    The second image information creation device, after inputting the creation start command, creates the first tomographic image information in parallel with the creation of the X-ray image information in the first image information creation device. 8. The particle beam therapy system according to 8 .
  10. ベッド移動量算出装置は、前記ベッド移動量が不適切であることを示す情報を入力したとき、前記第1断層画像情報及び前記第2断層画像情報に基づいてベッド移動量を再度求め、
    前記ベッド制御装置は、この再度求められた前記ベッド移動量に基づいて前記駆動装置を制御する請求項または請求項に記載の粒子線治療システム。
    The bed movement amount calculation device obtains the bed movement amount again based on the first tomographic image information and the second tomographic image information when the information indicating that the bed movement amount is inappropriate is input,
    The particle beam therapy system according to claim 8 or 9 , wherein the bed control device controls the driving device based on the bed movement amount obtained again .
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