JP5247565B2 - Multi-leaf collimator observation device and radiotherapy device - Google Patents
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本発明は、患部に向けてX線等の放射線や粒子線(以下、放射線と総称)を照射して、腫瘍等を治療する放射線治療において、放射線の照射野を規定するマルチリーフコリメータを観察するための観察装置、およびこれを用いた放射線治療装置に関する。 The present invention observes a multi-leaf collimator that defines a radiation irradiation field in radiation therapy for treating a tumor or the like by irradiating an affected area with radiation such as X-rays or particle beams (hereinafter, collectively referred to as radiation). The present invention relates to an observation device and a radiotherapy device using the same.
放射線治療装置、特に照射に粒子線を用いる放射線治療装置では、照射により患部周辺の正常部位へも与える影響が大きい。このため患部周辺の正常組織への照射量を最小に抑え、最適なエネルギー分布(照射野及び照射量)で放射線を照射する必要がある。 In a radiotherapy apparatus, particularly a radiotherapy apparatus using a particle beam for irradiation, the influence of irradiation on a normal site around an affected area is large. For this reason, it is necessary to minimize the irradiation amount to the normal tissue around the affected area, and to irradiate the radiation with the optimum energy distribution (irradiation field and irradiation amount).
放射線治療装置の照射ノズル内には、患部形状とほぼ一致するように照射野を絞るためのマルチリーフコリメータ(多葉コリメータとも称する)が設置される。このマルチリーフコリメータは、リーフと呼ばれる金属板を複数枚組み合わせて構成されおり、各リーフは、個別のモータによって独立して長手方向に沿った移動および位置決めが可能である。 A multi-leaf collimator (also referred to as a multi-leaf collimator) for narrowing the irradiation field so as to substantially match the shape of the affected part is installed in the irradiation nozzle of the radiotherapy apparatus. This multi-leaf collimator is configured by combining a plurality of metal plates called leaves, and each leaf can be moved and positioned in the longitudinal direction independently by an individual motor.
典型的なマルチリーフコリメータでは、1つのライン毎に左右一対の可動リーフが配置されており、左リーフ群と右リーフ群の間に位置するリーフ開口は所望の形状に変更できる。従って、各リーフのエッジ位置を正確に制御することにより、治療ビームの照射野を様々な患部形状に一致させることができる。 In a typical multi-leaf collimator, a pair of left and right movable leaves are arranged for each line, and a leaf opening located between the left leaf group and the right leaf group can be changed to a desired shape. Therefore, by accurately controlling the edge position of each leaf, the irradiation field of the treatment beam can be matched with various affected part shapes.
また、マルチリーフコリメータ全体は、治療ビームの照射軸を中心に回転可能に保持されており、これによりリーフ開口の回転角制御が可能になり、患部形状への適合性が高くなっている。 Further, the entire multi-leaf collimator is held so as to be rotatable about the irradiation axis of the treatment beam, thereby enabling the rotation angle of the leaf opening to be controlled, and the adaptability to the shape of the affected part is enhanced.
通常、リーフ開口形状は、患部の形状に対応するように治療計画時に計算され、設定されている。しかし、各リーフを駆動するモータや位置検知用のエンコーダに故障が発生した場合、治療計画通りの形状になっていない可能性が考えられる。そのため安全を期して、放射線を照射する際、このリーフ開口形状が治療計画どおりの形状に設定できたか否かを確認する必要がある。 Usually, the leaf opening shape is calculated and set at the time of treatment planning so as to correspond to the shape of the affected part. However, if a failure occurs in the motor that drives each leaf or the encoder for position detection, there is a possibility that the shape does not match the treatment plan. Therefore, for safety, it is necessary to confirm whether or not the leaf opening shape can be set to a shape as planned for treatment when irradiating with radiation.
このリーフ開口形状の事前確認方法としては、照射開始前にリーフ開口を照射ノズル内部から可視光で照射して患部付近の表面に投影し、この投影画像と治療計画形状をオペレータの目視で比較することが一般的に行われている。 As a method for confirming the shape of the leaf opening in advance, the leaf opening is irradiated with visible light from the inside of the irradiation nozzle and projected onto the surface in the vicinity of the affected area before the start of irradiation, and the projected image and the treatment plan shape are compared with the eyes of the operator It is generally done.
しかし、目視による単純比較確認のため、微細な形状の違いについては、検出が困難である。また、連続的に異なるコリメータ形状で照射を行う積層原体照射や多門照射においては、このような方法で比較照合することが非常に困難となる。 However, for simple comparison and confirmation by visual inspection, it is difficult to detect a minute shape difference. In addition, it is very difficult to perform comparison and collation by using such a method in the case of layered body irradiation or multi-portion irradiation in which irradiation is continuously performed with different collimator shapes.
下記特許文献1では、リーフ移動用のモーターシャフトに磁気エンコーダを接続して、モータの回転量に応じて所定のレートおよび位相でパルス信号を出力し、このパルスをカウントすることにより、各リーフの位置を検出する方法が提案されている。
In
また下記特許文献2では、各リーフの先端に、照明手段からの照明光を強く反射する反射体を設け、この反射体の位置をカメラで撮像することによってリーフ開口形状を検出する方法が提案されている。 Patent Document 2 below proposes a method of detecting a leaf opening shape by providing a reflector that strongly reflects illumination light from the illumination means at the tip of each leaf and imaging the position of the reflector with a camera. ing.
リーフは、リーフ間の低摩擦化や放射線耐久性を考えて、通常、金属で製作される。照明光を用いてリーフ開口を撮像した場合、リーフ素材が金属であるため、照射角度によっては若干の鏡面反射が起こることがあり、鮮明な画像が得られない可能性がある。 The leaf is usually made of metal in consideration of low friction between the leaves and radiation durability. When the leaf opening is imaged using illumination light, since the leaf material is metal, some specular reflection may occur depending on the irradiation angle, and a clear image may not be obtained.
特許文献1で提案された方法では、リーフ移動用のモーターシャフトに磁気エンコーダを設置してリーフ位置を検出していることから、位置検出用の磁気エンコーダを新たに追加することになる。これは、マルチリーフコリメータの基本部分の変更となるため、新規開発の製品については適用可能であるが、既に稼動しているマルチリーフコリメータに適用するのは困難となる。さらに、目視による最終確認を想定していないため、治療計画図の取り違えなどの人為的ミスや、磁気エンコーダ等の機器の故障などを事前に回避することは困難である。
In the method proposed in
また特許文献2で提案された方法では、各リーフに反射体またはパターン画像を設けてリーフ位置を確認していることから、反射体を個別のリーフに取り付ける必要があり、その結果、設置の負担が高くなる。また、リーフ面の鏡面反射と同様に、リーフの角度による反射光強度の変動が大きいため、検出の不安定性が懸念される。 In addition, in the method proposed in Patent Document 2, each leaf is provided with a reflector or a pattern image to check the leaf position. Therefore, it is necessary to attach the reflector to each leaf, resulting in a burden of installation. Becomes higher. In addition, similarly to the specular reflection of the leaf surface, the fluctuation of the reflected light intensity due to the leaf angle is large, so there is a concern about instability of detection.
本発明の目的は、マルチリーフコリメータのリーフ開口形状を容易に精度良く確認できるマルチリーフコリメータ観察装置および放射線治療装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a multi-leaf collimator observation apparatus and a radiotherapy apparatus that can easily and accurately confirm the shape of a leaf opening of a multi-leaf collimator.
上記目的を達成するために、本発明は、複数の可動リーフを有し、放射線の照射軸周りに回転自在に保持され、線源からの放射線の照射野を規定するマルチリーフコリメータを観察するための観察装置であって、
マルチリーフコリメータの線源側に設けられ、マルチリーフコリメータのリーフ開口形状を撮像するための撮像部と、
マルチリーフコリメータの照射軸周りの回転角を検出するための回転角検出部と、
データの保存、演算および表示を行うためのデータ処理部とを備え、
該データ処理部は、回転角検出部で検出された回転角に基づいて、予め保存された治療計画データのリーフ開口形状を座標変換する座標変換手段と、
座標変換された参照リーフ開口形状および撮像部で撮像された実リーフ開口形状を、目視照合のために表示する目視照合手段と、
参照リーフ開口形状および実リーフ開口形状を画像処理により照合する画像処理照合手段とを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is to observe a multi-leaf collimator that has a plurality of movable leaves, is rotatably held around a radiation irradiation axis, and defines a radiation field of radiation from a radiation source. An observation device,
An imaging unit provided on the radiation source side of the multi-leaf collimator, for imaging the leaf opening shape of the multi-leaf collimator;
A rotation angle detector for detecting the rotation angle around the irradiation axis of the multi-leaf collimator;
A data processing unit for storing, calculating and displaying data,
The data processing unit, based on the rotation angle detected by the rotation angle detection unit, coordinate conversion means for converting the leaf opening shape of the treatment plan data stored in advance,
A visual collating means for displaying the reference leaf aperture shape subjected to coordinate conversion and the actual leaf aperture shape captured by the imaging unit for visual verification;
And image processing collating means for collating the reference leaf opening shape and the actual leaf opening shape by image processing.
本発明によれば、治療計画データから得られる参照リーフ開口形状および撮像によって得られる実リーフ開口形状を目視照合のために表示することによって、人為的ミスや機器の故障などに起因した誤照射を事前に防止することができる。
また、実リーフ開口形状および参照リーフ開口形状を画像処理により照合することによって、患部形状と照射野との同一性を容易かつ精度良く確認できる。
According to the present invention, the reference leaf opening shape obtained from the treatment plan data and the actual leaf opening shape obtained by imaging are displayed for visual verification, thereby preventing erroneous irradiation due to human error or equipment failure. It can be prevented in advance.
Further, by comparing the actual leaf opening shape and the reference leaf opening shape by image processing, the identity between the affected part shape and the irradiation field can be easily and accurately confirmed.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1を示す概略構成図である。放射線治療装置は、放射線を発生する線源を有する放射線照射装置1と、患者2を固定するための治療台TBなどで構成される。放射線照射装置1は、3次元位置決め機構(不図示)に搭載された照射ヘッドHDに固定され、所望の方向から患者2の患部に向けて治療ビームBMを照射できるように構成される。治療台TBについても別の3次元位置決め機構(不図示)に搭載され、患者2の位置および姿勢が調整できるように構成される。照射ヘッドHDのビーム出射側には、線源からの放射線の照射野を規定して、患部以外の部位への照射量を低減するためのマルチリーフコリメータ3が設置される。
FIG. 1 is a schematic configuration
図2は、マルチリーフコリメータ3の一例を示す斜視図である。マルチリーフコリメータ3は、金属板で形成された複数のリーフ31がY方向に積層されて構成される。各リーフ31は、個別のモータによって独立にX方向移動が可能であり、典型的には1つのXライン毎に左右一対のリーフ31が配置されている。左リーフ群と右リーフ群の間にはリーフ開口32が形成され、その形状は各リーフ31の内エッジで決定される。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the
こうしたマルチリーフコリメータ3は、図1の照射ヘッドHDに対して回転機構(不図示)を介して設置され、治療ビームBMの軸周りに回転自在に保持される。従って、リーフ開口32は、XY面に沿った2次元形状およびZ軸周りの回転角について任意に制御可能になり、これによりZ方向に沿って照射される治療ビームBMの照射野を様々な患部形状に一致させることができる。
Such a
放射線治療の前段階である治療計画では、X線CT(Computed Tomography)等の断層像撮影装置を用いて患者の病巣部を撮影し、得られた3次元CTデータの診断結果に基づいて、腫瘍患部の位置や形状を特定し、放射線を照射する領域、照射方向、照射線量など治療計画データを決定する。こうした治療計画データに基づいて、患者別にリーフ開口32の形状が設定される。
In the treatment plan, which is the pre-stage of radiotherapy, a patient's lesion is imaged using a tomographic imaging device such as X-ray CT (Computed Tomography), and the tumor is determined based on the diagnosis result of the obtained 3D CT data. The position and shape of the affected area are specified, and treatment plan data such as a region to be irradiated with radiation, an irradiation direction, and an irradiation dose are determined. Based on such treatment plan data, the shape of the
図1を参照して、本実施形態に係るマルチリーフコリメータ観察装置は、撮像部4と、回転角検出部5と、データ処理部DPなどで構成される。
Referring to FIG. 1, the multi-leaf collimator observation device according to the present embodiment includes an imaging unit 4, a rotation
撮像部4は、例えば、2次元状に配列した複数の画素を有する固体撮像素子などを備え、マルチリーフコリメータ3の線源側であって、照射ヘッドHDの内部または外部に設けられ、リーフ開口32の形状を撮像する機能を有する。撮像部4は、ビームBMの軸に対して傾斜した方向に設置してもよく、その傾斜角度を考慮することにより、ビームBMの軸方向から撮像した画像に変換することが可能である。こうした得られたコリメータ画像41は、実リーフ開口形状を含むものであり、データ処理部DPに転送される。
The imaging unit 4 includes, for example, a solid-state imaging device having a plurality of pixels arranged two-dimensionally, and is provided on the radiation source side of the
撮像部4は、画像処理が容易なデジタル出力のカメラであってもよく、あるいはアナログ出力カメラをデジタルキャプチャ装置とともに使用する構成でもよい。また、図1では単一の撮像部4を設けた場合を例示しているが、複数の方向から撮像可能なように複数の撮像部4を設けてもよい。なお、撮像用の照明光をリーフ開口32に向けて照射するために、単一または複数の照明光源が設けられる。
The imaging unit 4 may be a digital output camera that allows easy image processing, or may be configured to use an analog output camera together with a digital capture device. Moreover, although the case where the single imaging part 4 was provided is illustrated in FIG. 1, you may provide several imaging part 4 so that it can image from several directions. In order to irradiate the illumination light for imaging toward the
放射線治療を実施した場合、撮像部4は、長期間強い放射線に曝されるため、撮像画素に故障が起こる可能性が高く、その結果、画質が極端に劣化してしまう。放射線被曝によった故障した画素は、一般に、画素値が常時飽和した状態になってしまう症状が多い。その対策として、故障画素の値と、故障画素に隣接する数画素(例えば、隣接8画素)の値との差分をとり、その差分が一定の閾値を超えた場合に、中間値または平均値により補間することによって、故障画素を補正することが好ましい。 When radiotherapy is performed, the imaging unit 4 is exposed to intense radiation for a long period of time, so that there is a high possibility that the imaging pixel will fail, and as a result, the image quality is extremely deteriorated. In general, a defective pixel due to radiation exposure often has a state in which a pixel value is always saturated. As a countermeasure, the difference between the value of the failed pixel and the value of several pixels adjacent to the failed pixel (for example, the adjacent 8 pixels) is taken, and when the difference exceeds a certain threshold, the intermediate value or the average value is used. It is preferable to correct the defective pixel by interpolation.
また、放射線被曝では孤立して画素が損傷することが多く、カラーカメラの場合、RGBの特定の色成分が突出する状態となる。このためカラーカメラの場合、突出している色成分のみを回りの画素の色相と同様になるように補正することで、自然な画像の復元が可能となる。 Also, radiation exposure often results in isolated and damaged pixels, and in the case of a color camera, a specific color component of RGB protrudes. Therefore, in the case of a color camera, it is possible to restore a natural image by correcting only the protruding color components so as to be the same as the hue of the surrounding pixels.
これにより画素故障がある程度生じても、目視する際の画像品質を良好に保ち、照合を容易にすることができる。こうした故障画素補正手段は、撮像部4の信号処理部に設けてもよく、あるいはデータ処理部DPに設けてもよい。 As a result, even if a pixel failure occurs to some extent, it is possible to maintain a good image quality at the time of visual observation and facilitate collation. Such a defective pixel correction unit may be provided in the signal processing unit of the imaging unit 4 or may be provided in the data processing unit DP.
次に、回転角検出部5は、照射ヘッドHDに設けられ、マルチリーフコリメータ3のZ軸周りの回転角を検出する機能を有する。回転角検出部5は、照射ヘッドHDに対するマルチリーフコリメータ3の回転角を実際に測定する機器、例えば、ロータリエンコーダなどで構成してもよく、あるいは、マルチリーフコリメータ3を回転駆動するモータの制御装置への回転角設定値を取得する構成でも構わない。
Next, the rotation
データ処理部DPは、コンピュータ、ディスプレイ、マスストレージ等を備え、所定のソフトウエアに従って各種データの保存、演算および表示を行う機能を有する。データ処理部DPには、治療計画で使用した3次元CTデータ、その診断結果に伴う腫瘍患部の位置や形状、放射線の照射領域、照射方向、照射線量、リーフ開口32の形状などの治療計画データが予め保存されている。
The data processing unit DP includes a computer, a display, a mass storage, and the like, and has a function of storing, calculating, and displaying various data according to predetermined software. The data processing unit DP includes three-dimensional CT data used in the treatment plan, the treatment plan data such as the position and shape of the tumor affected part, the irradiation region, the irradiation direction, the irradiation dose, and the shape of the
回転角検出部5で検出された回転角は、座標変換手段6に送られる。座標変換手段6は、ソフトウエア等で構成され、回転角検出部5で検出された回転角に基づいて、予め保存された治療計画データのリーフ開口形状を座標変換し、撮像部4で撮像された実際のリーフ開口形状の座標系と一致させる。こうして得られたリーフ開口形状は、照合用の参照リーフ開口形状として用いられる。
The rotation angle detected by the
撮像部4からのコリメータ画像41および座標変換手段6で座標変換された参照リーフ開口形状は、目視照合手段7に送られる。目視照合手段7は、ソフトウエア等で構成され、参照リーフ開口形状およびコリメータ画像41に含まれる実リーフ開口形状をディスプレイ上で表示して、オペレータの目視照合に使用される。
The
目視照合手段7は、参照リーフ開口形状および実リーフ開口形状を重ね合わせて表示する画像オーバーラップ手段を含むことが好ましく、これによりオペレータの目視照合作業を支援できる。画像オーバーラップ手段は、ソフトウエア等で構成され、参照リーフ開口形状の輪郭線を単純に重ね合わせるだけでなく、目視照合が容易になるように、オペレータの操作により自由に明滅または、一定間隔で明滅させてもよい。また、輪郭部分だけでなく、リーフ開口形状内部を塗りつぶした状態で重ね合わせ表示してもよい。
The
撮像部4からのコリメータ画像41および座標変換手段6で座標変換された参照リーフ開口形状は、画像処理照合手段8にも送られる。画像処理照合手段8は、ソフトウエア等で構成され、参照リーフ開口形状および実リーフ開口形状を画像処理により照合する。画像処理による照合は、コリメータ画像41における各リーフ端部の位置を画像処理によって抽出して照合を行う方法や、治療計画時に算出された各リーフの位置を所定の変換によりコリメータ画像41に重ねて表示し照合を行う方法等があり、既存の画像処理ソフトウエアを使用することも可能である。
The
画像処理照合手段8は、例えば、実リーフ開口形状のエッジ部分を検出して輪郭線を抽出し、得られた輪郭線および参照リーフ開口形状を画像処理により照合してもよい。こうした輪郭線抽出により、画像処理照合に必要な演算量を削減でき、処理速度の向上が図られる。 For example, the image processing collating unit 8 may detect an edge portion of the actual leaf opening shape, extract a contour line, and collate the obtained contour line and the reference leaf opening shape by image processing. Such contour extraction can reduce the amount of calculation required for image processing collation and improve processing speed.
輪郭線抽出の手法として、リーフ開口32の内部と外部の階調差を利用して階調を2値化することにより、開口部内部領域を検出した後、境界線として輪郭部分を検出してもよい。また、2つの撮像部4の視差を利用してステレオ撮像を行い、各リーフ31の上部平面に対応する画像のみを抽出することによって、リーフ開口32を除いたリーフ部分が検出でき、これによって輪郭を抽出してもよい。
As a method for extracting the contour line, the gradation is binarized using the gradation difference between the inside and the outside of the
このように目視照合手段7を用いて、参照リーフ開口形状および実リーフ開口形状を目視照合のために表示することによって、人為的ミスや機器の故障などに起因した誤照射を事前に防止することができる。 In this way, by using the visual verification means 7 to display the reference leaf opening shape and the actual leaf opening shape for visual verification, erroneous irradiation due to human error or equipment failure can be prevented in advance. Can do.
また、画像処理照合手段8を用いて、実リーフ開口形状および参照リーフ開口形状を画像処理により照合することによって、患部形状と照射野との同一性を容易かつ精度良く確認できる。 In addition, by using the image processing collation unit 8 to collate the actual leaf opening shape and the reference leaf opening shape by image processing, the identity of the affected part shape and the irradiation field can be easily and accurately confirmed.
次に、本実施形態に係る放射線治療装置を用いた放射線照射の手順について説明する。患者に対して放射線の照射を行う際には、事前に、医師により患部領域(腫瘍)への照射野が決定される。決定された照射野は、治療計画データとして、照射制御装置(不図示)およびデータ処理部DPに格納される。照射制御装置は、放射線照射装置1、マルチリーフコリメータ3、照射ヘッドHDの3次元位置決め機構、治療台TBの3次元位置決め機構等を制御するためのものである。
Next, the procedure of radiation irradiation using the radiotherapy apparatus according to the present embodiment will be described. When the patient is irradiated with radiation, the irradiation field to the affected area (tumor) is determined in advance by a doctor. The determined irradiation field is stored as treatment plan data in an irradiation control device (not shown) and the data processing unit DP. The irradiation control device is for controlling the
照射制御装置に格納された治療計画データに基づいて、マルチリーフコリメータ3のリーフ開口形状およびマルチリーフコリメータ回転角が、治療計画時に算出された値に設定される。
Based on the treatment plan data stored in the irradiation control device, the leaf opening shape and the multi-leaf collimator rotation angle of the
次に、撮像部4によって得られたコリメータ画像41は、目視照合手段8により目視照合され、実リーフ開口形状が、座標変換された治療計画形状である参照リーフ開口形状と異なっていないかチェックされる。両者が一致していると判断された場合、データ処理部DPは照射許可信号を照射制御装置に出力し、一方、両者が異なると判断された場合には照射停止信号を出力する。
Next, the
この目視照合と独立して、画像処理照合手段8は、参照リーフ開口形状(あるいはその輪郭線)および実リーフ開口形状を画像処理により照合する。両者が予め設定された誤差範囲以内で一致した場合、データ処理部DPは照射許可信号を照射制御装置に出力し、一方、一致しない場合には照射停止信号を出力する。 Independent of this visual collation, the image processing collation means 8 collates the reference leaf opening shape (or its outline) and the actual leaf opening shape by image processing. If the two coincide with each other within a preset error range, the data processing unit DP outputs an irradiation permission signal to the irradiation control device. On the other hand, if they do not match, the data processing unit DP outputs an irradiation stop signal.
従って、目視照合および画像処理照合の両方が正常である場合のみ、マルチリーフコリメータ3の設定が問題なしと判断され、治療ビームBMの照射が可能になる。これにより人為的ミスや機器の故障などに起因した誤照射を確実に防止できる。
Therefore, only when both the visual verification and the image processing verification are normal, it is determined that the setting of the
以上のように本実施形態では、目視による照合と画像処理による自動照合の双方を用いている。従来のように目視で高精度のチェックを行う場合、オペレータに高い負荷がかかり、かなりの照合時間が要するが、本実施形態では、高精度の照合については画像処理照合が担当するため、オペレータはパターン全体の相違に注力でき、効率的な放射線治療操作が可能である。 As described above, in the present embodiment, both visual verification and automatic verification by image processing are used. When performing a high-accuracy check visually as in the past, the operator is subjected to a heavy load and requires a considerable amount of collation time.In this embodiment, since the image processing collation is in charge of high-precision collation, the operator It is possible to focus on the difference in the entire pattern, and an efficient radiotherapy operation is possible.
また、画像処理照合を用いた場合、患部形状と照射野との同一性を容易かつ精度良く確認できる。そのため、患部以外の正常組織に照射される不要線量、治療に必要な照射回数、照射門ごとに必要な患者コンペンセータの数などを低減できる。 In addition, when image processing collation is used, it is possible to easily and accurately confirm the identity between the affected part shape and the irradiation field. Therefore, the unnecessary dose irradiated to normal tissues other than the affected part, the number of irradiations necessary for treatment, the number of patient compensators necessary for each irradiation gate, and the like can be reduced.
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2を示す概略構成図である。本実施形態では、図1に示す照射ヘッドHDの内部または外部に、パターン投影部9を設置している。パターン投影部9は、ディスプレイスクリーンおよび投影ズーム光学系などを備え、データ処理部DPから伝送されたパターン画像をディスプレイスクリーン上に表示し、この光学パターンをマルチリーフコリメータ3上に投影する機能を有する。投影位置、投影方向および投影倍率が調整可能なように、パターン投影部9は3次元位置決め機構(不図示)に搭載することが好ましい。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, the
パターン投影部9は、図3に示すように、治療計画データのリーフ開口形状を座標変換した参照リーフ開口形状に対応した光学パターン91を投影することが好ましい。このとき投影位置、投影方向および投影倍率は、光学パターン91とマルチリーフコリメータ3のリーフ開口32の形状とがほぼ一致するように調整される。実際のリーフ開口32の形状が光学パターン91と異なる場合、光学パターン91の部分的な欠落や膨張が生ずる。これにより実際のリーフ開口32の形状と参照リーフ開口形状との同一性がオペレータの目視によって容易に確認できる。
As shown in FIG. 3, the
投影した光学パターン91とリーフ開口32のエッジとの照合が見やすいように、光学パターン91を上下左右に任意に移動もしくは周期的に移動する構成にしてもよい。また、投影する光学パターン91の輪郭をリーフ開口32より僅かに大きめに設定することが好ましく、これによりエッジ付近での照合が容易になる。。
The
また、撮像部4がリーフ開口32に投影した光学パターン91を撮像してデータ処理部DPへ伝送するとともに、画像処理照合手段8は、撮像された光学パターンおよび参照リーフ開口形状を画像処理により照合することも可能である。このとき光学パターン91がリーフ開口32の内側だけに投影された場合、その投影部分は見えないので、光学パターン91を正規の投影位置からずらしながら撮像することにより、実際のリーフ位置がどれくらいずれているかの情報を得ることができる。
Further, the image pickup unit 4 picks up the
さらに、迅速な観測を行うために、参照リーフ開口形状を僅かに縮小した光学パターン91、および僅かに拡大した光学パターン91の2種類の投影パターンを使用することが好ましい。このときリーフ位置が正常であれば、拡大パターンを投影した場合、輪郭線の全体が観察でき、一方、縮小パターンを投影して場合、輪郭線の全てが見えなくなるため、パターン照合が短時間で完了する。
Furthermore, in order to perform quick observation, it is preferable to use two types of projection patterns, that is, an
実施の形態3.
マルチリーフコリメータ3を長期間使用すると、各リーフ31の原点位置が微妙にずれてくる場合がある。その対策として、本実施形態では、図1に示すデータ処理部DPは、各リーフ31の原点位置を補正するリーフ原点位置補正手段を含む。原点位置補正手段は、ソフトウエア等で構成され、画像処理照合手段8による照合が正常でない場合、実リーフ開口形状と参照リーフ開口形状とのずれ量を算出し、ずれ量を解消するための原点補正データを照射制御装置に伝送する。照射制御装置は、この原点補正データに基づいて、各リーフ位置を制御するモータ制御回路の原点位置を更新し、その結果、実リーフ開口形状と参照リーフ開口形状が一致するようになる。こうした原点位置補正により、常に精度の高い照合が可能となる。
When the
1 放射線照射装置、 2 患者、 3 マルチリーフコリメータ、 31 リーフ、
32 リーフ開口、 4 撮像部、 41 コリメータ画像、
5 回転角検出部、 6 座標変換手段、 7 目視照合手段、
8 画像処理照合手段、 9 パターン投影部、 91 光学パターン、
BM 治療ビーム、 DP データ処理部、 HD 照射ヘッド、 TB 治療台。
1 radiation irradiation device, 2 patient, 3 multi-leaf collimator, 31 leaf,
32 leaf opening, 4 imaging unit, 41 collimator image,
5 rotation angle detector, 6 coordinate conversion means, 7 visual verification means,
8 image processing collation means, 9 pattern projection unit, 91 optical pattern,
BM treatment beam, DP data processing unit, HD irradiation head, TB treatment table.
Claims (9)
マルチリーフコリメータの線源側に設けられ、マルチリーフコリメータのリーフ開口形状を撮像するための撮像部と、
マルチリーフコリメータの照射軸周りの回転角を検出するための回転角検出部と、
データの保存、演算および表示を行うためのデータ処理部とを備え、
該データ処理部は、回転角検出部で検出された回転角に基づいて、予め保存された治療計画データのリーフ開口形状を座標変換する座標変換手段と、
座標変換された参照リーフ開口形状および撮像部で撮像された実リーフ開口形状を、目視照合のために表示する目視照合手段と、
参照リーフ開口形状および実リーフ開口形状を画像処理により照合する画像処理照合手段とを含むことを特徴とするマルチリーフコリメータ観察装置。 An observation device for observing a multi-leaf collimator having a plurality of movable leaves, rotatably held around a radiation irradiation axis, and defining a radiation field of radiation from a radiation source,
An imaging unit provided on the radiation source side of the multi-leaf collimator, for imaging the leaf opening shape of the multi-leaf collimator;
A rotation angle detector for detecting the rotation angle around the irradiation axis of the multi-leaf collimator;
A data processing unit for storing, calculating and displaying data,
The data processing unit, based on the rotation angle detected by the rotation angle detection unit, coordinate conversion means for converting the leaf opening shape of the treatment plan data stored in advance,
A visual collating means for displaying the reference leaf aperture shape subjected to coordinate conversion and the actual leaf aperture shape captured by the imaging unit for visual verification;
An image processing collating means for collating the reference leaf opening shape and the actual leaf opening shape by image processing.
画像処理照合手段は、抽出された実リーフ開口形状の輪郭および参照リーフ開口形状を、画像処理により照合することを特徴とする請求項1記載のマルチリーフコリメータ観察装置。 The image processing collating unit further includes a contour extracting unit that extracts a contour of the actual leaf opening shape,
The multi-leaf collimator observation apparatus according to claim 1, wherein the image processing collating unit collates the extracted contour of the actual leaf opening shape and the reference leaf opening shape by image processing.
撮像部またはデータ処理部は、故障画素を補正するための故障画素補正手段を含むことを特徴とする請求項1記載のマルチリーフコリメータ観察装置。 The imaging unit has a plurality of pixels arranged two-dimensionally,
The multi-leaf collimator observation apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit or the data processing unit includes a defective pixel correcting unit for correcting the defective pixel.
画像処理照合手段は、撮像された光学パターンおよび参照リーフ開口形状を画像処理により照合することを特徴とする請求項6記載のマルチリーフコリメータ観察装置。 The imaging unit images the optical pattern projected by the pattern projection unit,
The multi-leaf collimator observation apparatus according to claim 6, wherein the image processing collating unit collates the captured optical pattern and the reference leaf opening shape by image processing.
患部に向けて放射線を発生する線源とを備えることを特徴とする放射線治療装置。 The multi-leaf collimator observation device according to any one of claims 1 to 8,
A radiation therapy apparatus comprising: a radiation source that generates radiation toward an affected area.
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