JP5714438B2 - 放射線治療システム及びその作動方法 - Google Patents

Description

本発明に係る実施形態は、放射線治療を実施可能な放射線治療システム及びその作動方法に関するものである。

放射線治療では、治療計画時の撮像によって画像データを生成し、その画像データを基に治療計画データが生成される。また、治療直前の撮像によって画像データを生成する。そして、治療直前の画像データと治療計画用の画像データとが位置合わせされて、治療直前の画像データの治療計画用の画像データからのずれが算出され、そのずれの分だけ治療直前の撮像の際の患者位置をずらして再ポジショニングを行なう。再ポジショニングを行なった上で患者の治療部位に対して放射線が照射され、放射線治療が実施される。

特開２０１０−６９０８６号公報

しかしながら、従来技術によると、治療に関係のない部位も含めた両画像データ全体の濃淡（ＣＴ値、画像濃度、又は輝度値等）を基に位置合わせされるので、両画像データ内の臓器の移動等は考慮されにくく、治療部位等の関心領域が精度良く位置あわせできない場合がある。特に、肺や肝臓他の胸部・腹部臓器への照射では、患部の呼吸性の動きがあるので、治療部位以外の正常部位に放射線照射を行なってしまう虞がある。

本実施形態の放射線治療システムは、上述した課題を解決するために、被検体を載置する載置手段と、前記被検体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって前記被検体を撮像して得られる第１画像データと、前記撮像前に前記被検体を撮像して得られる第２画像データとで対応する所要領域をそれぞれ設定する領域設定手段と、前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムとをそれぞれ生成するヒストグラム生成手段と、前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムとの差異を算出する差異演算手段と、前記差異が閾値より大きいと判断する場合、外部に報知する報知手段と、を有する。

本実施形態の放射線治療システムの作動方法は、上述した課題を解決するために、前記放射線治療システムが、被検体を撮像して得られる第１画像データと、前記撮像前に前記被検体を撮像して得られる第２画像データとで対応する所要領域をそれぞれ設定し、前記放射線治療システムが、前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムとをそれぞれ生成し、前記放射線治療システムが、前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムとの差異を算出し、前記放射線治療システムが、前記差異が閾値より大きいと判断する場合、外部に報知する。

本実施形態の放射線治療システムの一部を示す外観図。 本実施形態の放射線治療システムの全体を示す構成図。 本実施形態の放射線治療システムの機能を示すブロック図。 治療計画ボリュームデータに基づく表示画像の一例を模式的に示す図。 治療直前ボリュームデータに基づく表示画像の一例を模式的に示す図。 治療計画ボリュームデータに基づくＯＡＲの輪郭の表示画像の一例を模式的に示す図。 所要領域としてのＰＴＶの一般的なＤＶヒストグラムを示す図。 図６に示す所要領域としてのＯＡＲの輪郭のＤＶヒストグラムの一例を示す図。 治療直前ボリュームデータに基づくＯＡＲの輪郭の表示画像の一例を模式的に示す図。 図９に示す所要領域としてのＯＡＲの輪郭のＤＶヒストグラムの一例を示す図。 図８に示すＤＶヒストグラムと、図１０に示すＤＶヒストグラムと、容積毎の差異とを示す図。 所要領域としてのＰＴＶの一般的なＤＶヒストグラムを示す図。 本実施形態の放射線治療システムの第１の動作を示すフローチャート。 本実施形態の放射線治療システムの第１の動作を示すフローチャート。 本実施形態の放射線治療システムの第２の動作を示すフローチャート。 本実施形態の放射線治療システムの第２の動作を示すフローチャート。

本実施形態の放射線治療システム及びその作動方法について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の放射線治療システムの一部を示す外観図である。図２は、本実施形態の放射線治療システムの全体を示す構成図である。

図１及び図２は、本実施形態の放射線治療システム１を示す。放射線治療システム１は、コンソール１０、撮像装置２０、寝台装置３０、治療計画装置４０、及び放射線治療装置（ライナック：治療計画データに基づいて放射線を照射して治療を行なう放射線治療装置）５０によって構成される。

撮像装置２０、寝台装置３０、及び放射線治療装置５０は、図１に示すように通常は検査室に設置される。一方、コンソール１０は、通常は検査室に隣接する制御室に設置される。治療計画装置４０は、検査室及び制御室の外側に設置される。なお、治療計画装置４０は、制御室に設置されてもよいし、コンソール１０と一体の装置であってもよい。また、撮像装置２０の代表的な例としては、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）装置、Ｘ線装置等が挙げられる。以下、撮像装置２０として、Ｘ線ＣＴ装置２０ａを用いる場合について説明する。

放射線治療システム１のコンソール１０は、図２に示すように、コンピュータをベースとして構成されており、図示しない病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークと相互通信可能である。コンソール１０は、大きくは、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）１１、メインメモリ１２、画像メモリ１３、ＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｃ ｄｒｉｖｅ）１４、入力装置１５、及び表示装置１６等の基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ１１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、コンソール１０を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、コンソール１０は、記録媒体ドライブを具備してもよい。

ＣＰＵ１１は、半導体で構成された電子回路が複数の端子を持つパッケージに封入されている集積回路（ＬＳＩ）の構成をもつ制御装置である。医師等の操作者によって入力装置１５が操作等されることにより指令が入力されると、ＣＰＵ１１は、メインメモリ１２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ１１は、ＨＤＤ１４に記憶しているプログラム、ネットワークから転送されてＨＤＤ１４にインストールされたプログラム、又は記録媒体ドライブ（図示しない）に装着された記録媒体から読み出されてＨＤＤ１４にインストールされたプログラムを、メインメモリ１２にロードして実行する。

メインメモリ１２は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等の要素を兼ね備える構成をもつ記憶装置である。メインメモリ１２は、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）及びデータを記憶したり、ＣＰＵ１１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いられたりする。

画像メモリ１３は、２次元画像データとしてのスライスデータや、３次元画像データとしての治療計画ボリュームデータ及び治療直前ボリュームデータを記憶する記憶装置である。

ＨＤＤ１４は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクが着脱不能で内蔵されている構成をもつ記憶装置である。ＨＤＤ１４は、コンソール１０にインストールされたプログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）や、データを記憶する記憶装置である。また、ＯＳに、術者等の操作者に対する表示装置１６への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置１５によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。

入力装置１５は、操作者によって操作が可能なポインティングデバイスであり、操作に従った入力信号がＣＰＵ１１に送られる。

表示装置１６は、図示しない画像合成回路、ＶＲＡＭ（ｖｉｄｅｏ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、及びディスプレイ等を含んでいる。画像合成回路は、画像データに種々のパラメータの文字データ等を合成した合成データを生成する。ＶＲＡＭは、合成データを、ディスプレイに表示する表示画像データとして展開する。ディスプレイは、液晶ディスプレイやＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）等によって構成され、表示画像データを表示画像として順次表示する。

コンソール１０は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａ、寝台装置３０、及び放射線治療装置５０の動作を制御する。また、コンソール１０は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａのＤＡＳ２４から入力された生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理（前処理）を行なって投影データを生成し、投影データを基に２次元画像データとしてのスライスデータや３次元画像データとしてのボリュームデータを生成する。

放射線治療システム１のＸ線ＣＴ装置２０ａは、患者（被検体）Ｏの癌・腫瘍等の治療部位を含む領域の画像データを表示するために、治療部位を含む領域を撮像する。Ｘ線ＣＴ装置２０ａは、放射線源としてのＸ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ（ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）２４、回転部２５、高電圧供給装置２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、及び撮像コントローラ２９を設ける。

Ｘ線管２１は、高電圧供給装置２６から供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることで制動Ｘ線を発生させ、Ｘ線をＸ線検出器２３に向かって照射する。Ｘ線管２１から照射されるＸ線によって、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線が形成される。

絞り２２は、絞り駆動装置２７によって、Ｘ線管２１から照射されるＸ線の照射範囲を調整する。すなわち、絞り駆動装置２７によって絞り２２の開口を調整することによって、Ｘ線照射範囲を変更できる。

Ｘ線検出器２３は、マトリクス状、すなわち、チャンネル方向に複数チャンネル、スライス方向に複数列のＸ線検出素子を有する２次元アレイ型のＸ線検出器２３（マルチスライス型検知器ともいう。）である。Ｘ線検出器２３のＸ線検出素子は、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を検出する。

ＤＡＳ２４は、Ｘ線検出器２３の各Ｘ線検出素子が検出する透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換する。ＤＡＳ２４の出力データは、撮像コントローラ２９を介してコンソール１０に供給される。

回転部２５は、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として保持する。回転部２５は、Ｘ線管２１とＸ線検出器２３とを対向させた状態で、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として患者Ｏの周りに回転できるように構成されている。なお、回転部２５の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向、そのｚ軸方向に直交する平面をｘ軸方向、ｙ軸方向で定義する。

高電圧供給装置２６は、撮像コントローラ２９による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。

絞り駆動装置２７は、撮像コントローラ２９による制御によって、絞り２２におけるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する機構を有する。

回転駆動装置２８は、撮像コントローラ２９による制御によって、回転部２５がその位置関係を維持した状態で空洞部の周りを回転するように回転部２５を回転させる機構を有する。

撮像コントローラ２９は、ＣＰＵ及びメモリによって構成される。撮像コントローラ２９は、Ｘ線管２１、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ２４、高電圧供給装置２６、絞り駆動装置２７、及び回転駆動装置２８等の制御を行なうことで、寝台装置３０の動作を伴ってスキャンを実行させる。

放射線治療システム１の寝台装置３０は、天板３３、天板駆動装置３２、及び寝台コントローラ３９を備える。

天板３３は、患者Ｏを載置可能である。天板駆動装置３２は、寝台コントローラ３９による制御によって、天板３３をｙ軸方向に沿って昇降動させる機構と、天板３３をｚ軸方向に沿って進退動させる機構と、天板３３をｙ軸方向を軸として回転させる機構とを有する。

寝台コントローラ３９は、ＣＰＵ及びメモリによって構成される。寝台コントローラ３９は、天板駆動装置３２等の制御を行なうことで、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの動作を伴ってスキャンを実行させる。また、寝台コントローラ３９は、天板駆動装置３２等の制御を行なうことで、放射線治療装置５０の動作を伴って放射線治療を実行させる。

放射線治療システム１の治療計画装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａを用いて撮像されてコンソール１０によって生成されたスライスデータ及びボリュームデータを基に、放射線治療装置５０によって放射線治療を行なうための治療計画データを生成する。治療計画装置４０によって生成された治療計画データに基づくコンソール１０の制御の下、放射線治療装置５０によって患者Ｏの診療部位に放射線が照射される。治療計画装置４０は、コンピュータをベースとして構成されており、図示しない病院基幹のＬＡＮ等のネットワークと相互通信可能である。治療計画装置４０は、大きくは、ＣＰＵ４１、メインメモリ４２、治療計画メモリ４３、ＨＤＤ４４、入力装置４５、及び表示装置４６等の基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ４１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、治療計画装置４０を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、治療計画装置４０は、記録媒体ドライブを具備してもよい。

ＣＰＵ４１の構成は、コンソール１０のＣＰＵ１１の構成と同等である。操作者によって入力装置４５が操作等されることにより指令が入力されると、ＣＰＵ４１は、メインメモリ４２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ４１は、ＨＤＤ４４に記憶しているプログラム、ネットワークから転送されてＨＤＤ４４にインストールされたプログラム、又は記録媒体ドライブ（図示しない）に装着された記録媒体から読み出されてＨＤＤ４４にインストールされたプログラムを、メインメモリ４２にロードして実行する。

メインメモリ４２の構成は、コンソール１０のメインメモリ１２の構成と同等である。メインメモリ４２は、ＩＰＬ、ＢＩＯＳ及びデータを記憶したり、ＣＰＵ４１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いられたりする。

治療計画メモリ４３は、治療計画データを記憶する記憶装置である。
ＨＤＤ４４の構成は、コンソール１０のＨＤＤ１４の構成と同等である。
入力装置４５は、コンソール１０の入力装置１５の構成と同等である。
表示装置４６は、コンソール１０の表示装置１６の構成と同等である。

治療計画装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａによって生成された画像データを基に、患者Ｏの治療部位の位置及び治療部位の形状を求め、治療部位に照射すべき放射線（Ｘ線、電子線、中性子線、陽子線、又は重粒子線等）や、そのエネルギー、及び照射野を決定する。

放射線治療システム１の放射線治療装置５０は、一般的にＭＶ級の放射線を発生させることができる。放射線治療装置５０は、放射線の発生口部分に絞り（コリメータ）を設置し、絞りによって治療計画に基づく照射形状及び線量分布を実現する。近年は、絞りとして複数の可動リーフにより複雑な腫瘍の形状に対応した線量分布を形成することができるマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）が多く用いられる。放射線治療装置５０は、絞りによって形成される照射野により放射線の照射量を調整し、患者Ｏの治療部位を消滅又は縮小させる。なお、Ｘ線ＣＴ装置２０ａ、寝台装置３０、及び放射線治療装置５０の組み合わせは、「ライナック−ＣＴ」と呼ばれる。

放射線治療装置５０は、放射線源としての放射線源５１、絞り５２、アーム部５５、高電圧供給装置５６、絞り駆動装置５７、回転駆動装置５８、及び治療コントローラ５９を備える。

放射線源５１は、高電圧供給装置５６から供給された管電圧に応じて放射線を発生させる。

絞り５２は、絞り駆動装置５７によって、放射線源５１から照射される放射線の照射範囲を調整する。すなわち、絞り駆動装置５７によって絞り５２の開口を調整することによって、放射線の照射範囲を変更できる。

アーム部５５は、放射線源５１及び絞り５２を一体として保持する。アーム部５５は、放射線源５１及び絞り５２を一体として患者Ｏの周りに回転できるように構成されている。

高電圧供給装置５６は、治療コントローラ５９による制御によって、放射線の照射に必要な電力を放射線源５１に供給する。

絞り駆動装置５７は、治療コントローラ５９による制御によって、絞り５２における放射線の照射範囲を調整する機構を有する。

回転駆動装置５８は、治療コントローラ５９による制御によって、アーム部５５と支持部との接続部を中心として回転するようにアーム部５５を回転させる機構を有する。

治療コントローラ５９は、ＣＰＵ及びメモリによって構成される。治療コントローラ５９は、治療計画装置４０によって生成される治療計画データに従って放射線源５１、高電圧供給装置５６、及び絞り駆動装置５７等の制御を行なうことで、寝台装置３０の動作を伴って治療のための放射線の照射を実行させる。

図３は、本実施形態の放射線治療システム１の機能を示すブロック図である。

コンソール１０のＣＰＵ１１及び治療計画装置４０のＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって、放射線治療システム１は、図３に示すように、撮像実行部６１、画像データ生成部６２、治療計画データ生成部６３、インターフェース部６４、輪郭設定部６５、インターフェース部６６、ＤＶＨ（ｄｏｓｅ ｖｏｌｕｍｅ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ：線量容積ヒストグラム）演算部６７、線量差異演算部６８、閾値判断部６９、報知制御部７０、及び治療実行部７１として機能する。なお、放射線治療システム１の構成要素６１乃至７１の全部又は一部は、放射線治療システム１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。

コンソール１０の撮像実行部６１は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの撮像コントローラ２９と寝台装置３０の寝台コントローラ３９との動作を制御して、治療計画用に、患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像を実行させる機能を有する。また、撮像実行部６１は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの撮像コントローラ２９と寝台装置３０の寝台コントローラ３９との動作を制御して、治療計画後、例えば治療直前に、患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像を実行させる機能を有する。

コンソール１０の画像データ生成部６２は、撮像実行部６１によってＸ線ＣＴ装置２０ａが取得する透過データに画像再構成処理等の処理を施して２次元画像データとしてのスライスデータを生成する機能を有する。また、画像データ生成部６２は、複数スライスに相当するスライスデータを基に３次元画像データとしてのボリュームデータを生成する機能を有する。具体的には、画像データ生成部６２は、治療計画用の撮像によってスライスデータを生成し、治療計画装置４０による治療計画用のボリュームデータ（治療計画ボリュームデータ）ＶＰを生成する。一方、画像データ生成部６２は、放射線治療装置５０による治療直前の撮像によってスライスデータを生成し、治療直前のボリュームデータ（治療直前ボリュームデータ）ＶＱを生成する。画像データ生成部６２によって生成されたボリュームデータＶＰ，ＶＱは、画像メモリ１３等の記憶装置にそれぞれ記憶される。

図４は、治療計画ボリュームデータＶＰに基づく表示画像の一例を模式的に示す図である。図５は、治療直前ボリュームデータＶＱに基づく表示画像の一例を模式的に示す図である。

図４は、治療計画ボリュームデータＶＰに基づく表示画像を示している。図５は、治療直前ボリュームデータＶＱに基づく表示画像を示している。図４に示す表示画像と図５に示す表示画像とを比較すると、ボリュームデータＶＰ，ＶＱ間で患者Ｏ内の構造物に相当ずる構造物像にずれが生じていることが分かる。

図３に示す治療計画装置４０の治療計画データ生成部６３は、画像メモリ１３に記憶された治療計画ボリュームデータＶＰを基に患者Ｏの体輪郭及び患部領域等を考慮して、照射方向、門数、及び放射線強度等の照射条件を設定して治療計画を設定することで、治療計画データを生成する機能を有する。治療計画データ生成部６３は、治療計画データを生成する際、治療計画ボリュームデータＶＰを基に、所要領域、例えば放射線を当てたくないＯＡＲ（ｏｒｇａｎ ａｔ ｒｉｓｋ）の輪郭ＳＰを設定する。例えば、治療計画データ生成部６３は、インターフェース部６４を介してＯＡＲの輪郭ＳＰを設定する。治療計画データ生成部６３によって設定されるＯＡＲの輪郭ＳＰは３次元の位置情報である。治療計画データ生成部６３は、ＯＡＲの輪郭ＳＰを設定する場合、１つのＯＡＲの輪郭ＳＰ１のみを設定してもよいし、複数のＯＡＲの輪郭ＳＰ１，ＳＰ２，…を設定してもよい。また、治療計画データ生成部６３は、治療計画データを生成する際、比較点（アイソセンタ）を設定する場合もある。治療計画ボリュームデータＶＰに基づくＯＡＲの輪郭ＳＰの表示画像の一例を模式的に図６に示す。

また、治療計画データ生成部６３は、治療計画データを生成する際、設定されたＯＡＲの輪郭ＳＰを基に、ＯＡＲのＤＶヒストグラムＨＰを算出する。治療計画データ生成部６３によって算出されるＤＶヒストグラムとは、所要領域の線量と容積との関係をグラフ化したもので、複数の治療計画データの比較評価等に用いられるものである。所要領域としてのＯＡＲ（直腸及び胆嚢）の一般的なＤＶヒストグラムを図７に示す。また、図６に示す所要領域としてのＯＡＲの輪郭ＳＰのＤＶヒストグラムＨＰの一例を図８に示す。

なお、治療計画データ生成部６３は、放射線治療システム１を構成するＸ線ＣＴ装置２０ａによって生成された治療計画ボリュームデータＶＰを基に治療計画データを生成するものとして説明するが、その場合に限定されるものではない。治療計画データ生成部６３は、放射線治療システム１の外部の撮像装置によって生成された治療計画ボリュームデータを基に治療計画データを生成する場合もある。治療計画データ生成部６３によって生成された治療計画データは、治療計画メモリ４３等の記憶装置に記憶される。

治療計画装置４０のインターフェース部６４は、治療計画ボリュームデータＶＰに基づく表示画像を表示装置４６に表示し、操作者が操作する入力装置４５を介して表示画像上でＯＡＲの輪郭ＳＰを選択することを可能とするＧＵＩ等のインターフェースである。

コンソール１０の輪郭設定部６５は、画像メモリ１３に記憶された治療直前ボリュームデータＶＱを基に、治療計画メモリ４３に記憶されたＯＡＲの輪郭ＳＰに対応するＯＡＲの輪郭ＳＱを設定する機能を有する。例えば、輪郭設定部６５は、インターフェース部６６を介してＯＡＲの輪郭ＳＱを設定する。又は、輪郭設定部６５は、ボリュームデータＶＰ，ＶＱを位置合わせして、治療計画メモリ４３に記憶されたＯＡＲの輪郭ＳＰに対応するＯＡＲの輪郭ＳＱを設定する。位置合わせ方法は、ボリュームデータＶＰ，ＶＱ内のＣＴ値（画像濃度や輝度値等）の差異が少なくなるようにボリュームデータＶＰ，ＶＱ全体を位置合わせする方法であってもよいし、ボリュームデータＶＰ，ＶＱの変形・移動に対応したいわゆる「非剛体」でボリュームデータＶＰ，ＶＱ全体を位置合わせする方法であってもよい。

輪郭設定部６５は、ＯＡＲの輪郭ＳＱを設定する場合、１つのＯＡＲの輪郭ＳＰ（ＳＰ１）のみが設定されたときには１つのＯＡＲの輪郭ＳＱ（ＳＱ１）のみを設定し、複数のＯＡＲの輪郭ＳＰ（ＳＰ１，ＳＰ２，…）が設定されたときには複数のＯＡＲの輪郭ＳＱ（ＳＱ１，ＳＱ２，…）を設定する。治療直前ボリュームデータＶＱに基づくＯＡＲの輪郭ＳＱの表示画像の一例を模式的に図９に示す。

コンソール１０のインターフェース部６６は、画像メモリ１３に記憶された治療直前ボリュームデータＶＱに基づく表示画像を表示装置１６に表示し、操作者が操作する入力装置１５を介して表示画像上で輪郭ＳＱを選択することを可能とするＧＵＩ等のインターフェースである。

コンソール１０のＤＶＨ演算部６７は、輪郭設定部６５によって設定されたＯＡＲの輪郭ＳＱを基にＯＡＲのＤＶヒストグラムＨＱを算出する機能を有する。ＤＶＨ演算部６７によって算出されたＯＡＲのＤＶヒストグラムＨＱは、インターフェース部６６を介して表示装置１６に表示される。図９に示すＯＡＲの輪郭ＳＱのＤＶヒストグラムＨＱの一例を図１０に示す。

コンソール１０の線量差異演算部６８は、治療計画メモリ４３に記憶されたＤＶヒストグラムＨＰと、ＤＶＨ演算部６７によって算出されたＤＶヒストグラムＨＱとを基に、同一容積における線量の差異Ｄを算出する機能を有する。すなわち、線量差異演算部６８は、ＤＶヒストグラムＨＰ，ＨＱの容積毎に差異Ｄを算出する。図８に示すＤＶヒストグラムＨＰと、図１０に示すＤＶヒストグラムＨＱと、容積毎の差異Ｄとを図１１に示す。

コンソール１０の閾値判断部６９は、線量差異演算部６８によって算出された容積毎の差異Ｄが閾値以下であるか否かを判断する機能を有する。例えば、閾値判断部６９は、容積毎の差異Ｄのうち最大差異Ｄｍａｘ（図１１に図示）が閾値以下であるか否かを判断する。最大差異Ｄｍａｘが閾値より大きい場合、治療計画ボリュームデータＶＰの生成時（撮像時）の患者Ｏのポジションと、治療直前ボリュームデータＶＱの生成時（撮像時）の患者Ｏのポジションとが大きく異なるので、継続して放射線治療装置５０による放射線の照射を行なうと、治療計画とは異なる位置に実際に放射線を照射してしまう。

報知制御部７０は、閾値判断部６９によって最大差異Ｄｍａｘが閾値より大きいと判断された場合、操作者に異常を報知する機能を有する。例えば、閾値判断部６９は、表示装置１６を介して操作者に異常を報知する。

コンソール１０の治療実行部７１は、報知制御部７０によって差異Ｄが閾値以下であると判断された場合、放射線治療装置５０の治療コントローラ５９と寝台装置３０の寝台コントローラ３９との動作を制御して、患者Ｏの治療部位の治療を実行させる機能を有する。

なお、治療計画データ生成部６３及び輪郭設定部６５によって設定される所要領域の輪郭ＳＰは、ＯＡＲの輪郭ＳＰの場合に限定されるものではない。治療計画データ生成部６３及び輪郭設定部６５によって設定される所要領域の輪郭ＳＰは、治療部位としてのＰＴＶ（ｐｌａｎｎｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｖｏｌｕｍｅ）の輪郭ＳＰであってもよい。所要領域としてのＰＴＶの一般的なＤＶヒストグラムを図１２に示す。

続いて、本実施形態の放射線治療システム１の第１の動作について、図１３及び図１４に示すフローチャートを用いて説明する。

放射線治療システム１の寝台装置３０の天板３３上に患者Ｏが載せられると、放射線治療システム１は、寝台装置３０の寝台コントローラ３９の動作を制御して、天板３３をＸ線ＣＴ装置２０ａの開口部に挿入する。次いで、放射線治療システム１は、図１３に示すように、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの撮像コントローラ２９の動作を制御して、治療計画用に、患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像を実行する（ステップＳＴ１）。次いで、放射線治療システム１は、ステップＳＴ１によってＸ線ＣＴ装置２０ａが取得する透過データに画像再構成処理等の処理を施して２次元画像データとしてのスライスデータを生成し、複数スライスに相当するスライスデータを基に３次元画像データとしての治療計画ボリュームデータＶＰを生成する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２によって生成された治療計画ボリュームデータＶＰは、画像メモリ１３等の記憶装置に記憶される（ステップＳＴ３）。

放射線治療システム１は、ステップＳＴ３によって画像メモリ１３に記憶された治療計画ボリュームデータＶＰを基に患者Ｏの体輪郭及び患部領域等を考慮して、照射方向、門数、及び放射線強度等の照射条件を設定して治療計画を設定することで、治療計画データを生成する（ステップＳＴ４）。放射線治療システム１は、ステップＳＴ４において、治療計画ボリュームデータＶＰを基に、所要領域としてのＯＡＲの輪郭ＳＰを設定する（ステップＳＴ４ａ）。また、放射線治療システム１は、ステップＳＴ４において、ステップＳＴ４ａによって設定されたＯＡＲの輪郭ＳＰのＤＶヒストグラムＨＰを算出する（ステップＳＴ４ｂ）。ステップＳＴ４によって生成された治療計画データは、治療計画メモリ４３等の記憶装置に記憶される（ステップＳＴ５）。

ステップＳＴ１によって患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像が終了すると、放射線治療システム１は、寝台装置３０の寝台コントローラ３９の動作を制御して、天板３３をＸ線ＣＴ装置２０ａの開口部から退避させる。次いで、放射線治療システム１の寝台装置３０の天板３３から患者Ｏが降ろされる。

放射線治療装置５０による治療が実施される直前に、放射線治療システム１の寝台装置３０の天板３３上に患者Ｏが載せられると、放射線治療システム１は、寝台装置３０の寝台コントローラ３９の動作を制御して、天板３３をＸ線ＣＴ装置２０ａの開口部に挿入する。次いで、放射線治療システム１は、図１４に示すように、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの撮像コントローラ２９の動作を制御して、治療直前に、患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像を実行する（ステップＳＴ１１）。次いで、放射線治療システム１は、ステップＳＴ１１によってＸ線ＣＴ装置２０ａが取得する透過データに画像再構成処理等の処理を施して２次元画像データとしてのスライスデータを生成し、複数スライスに相当するスライスデータを基に３次元画像データとしての治療直前ボリュームデータＶＱを生成する（ステップＳＴ１２）。ステップＳＴ１２によって生成された治療直前ボリュームデータＶＱは、画像メモリ１３等の記憶装置に記憶される（ステップＳＴ１３）。

放射線治療システム１は、ステップＳＴ１３によって画像メモリ１３に記憶された治療直前ボリュームデータＶＱを基に、治療計画メモリ４３に記憶されたＯＡＲの輪郭ＳＰに対応するＯＡＲの輪郭ＳＱを設定する（ステップＳＴ１４）。また、放射線治療システム１は、ステップＳＴ４によって設定された治療計画と、ステップＳＴ１４によって設定されたＯＡＲの輪郭ＳＱとに基づいて、ＯＡＲの輪郭ＳＱのＤＶヒストグラムＨＱを算出する（ステップＳＴ１５）。

次いで、放射線治療システム１は、図１３のステップＳＴ４ｂによって設定されたＯＡＲの輪郭ＳＰのＤＶヒストグラムＨＰと、ステップＳＴ１５によって設定されたＯＡＲの輪郭ＳＱのＤＶヒストグラムＨＱとを基に、同一容積における線量の差異Ｄを算出する（ステップＳＴ１６）。

次いで、放射線治療システム１は、ステップＳＴ１６によって算出された容積毎の差異Ｄのうち最大差異Ｄｍａｘが閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ１７）。ステップＳＴ１７の判断にてＹＥＳ、すなわち、容積毎の差異Ｄのうち最大差異Ｄｍａｘが閾値以下であると判断する場合、放射線治療システム１は、次のステップＳＴ１９による処理を許容する（ステップＳＴ１８）。

次いで、放射線治療システム１は、放射線治療装置５０の治療コントローラ５９の動作を制御して、患者Ｏの治療部位の治療を実行する（ステップＳＴ１９）。ステップＳＴ１９によって患者Ｏの治療部位の治療が終了すると、放射線治療システム１は、寝台装置３０の寝台コントローラ３９の動作を制御して、天板３３を放射線治療装置５０から退避させる。次いで、放射線治療システム１の寝台装置３０の天板３３から患者Ｏが降ろされる。

一方、ステップＳＴ１７の判断にてＮＯ、すなわち、容積毎の差異Ｄのうち最大差異Ｄｍａｘが閾値より大きいと判断する場合、放射線治療システム１は、操作者に異常を報知する（ステップＳＴ２０）。例えば、ステップＳＴ２０において、放射線治療システム１は、表示装置１６を介して操作者に異常を報知する。次いで、天板３３上の患者Ｏをずらして再セッティングが実施された後（ステップＳＴ２１）、放射線治療システム１は、治療直前の撮像を実行する（ステップＳＴ１１）。

続いて、本実施形態の放射線治療システム１の第２の動作について、図１５，図１６に示すフローチャートを用いて説明する。図１５，図１６に示す放射線治療システム１の第２の動作において、図１３及び図１４に示す放射線治療システム１の第１の動作と同一ステップには同一符号を付して説明を省略する。

放射線治療システム１は、ステップＳＴ２０によって操作者に異常が報知されると、治療計画装置４０によってステップＳＴ４で設定された治療計画が再考され、再設定される（ステップＳＴ３１）。例えば、ステップＳＴ３１では、ステップＳＴ４で設定された治療計画を初期設定として、照射方向、門数、及び放射線強度等の照射条件が再設定される。次いで、放射線治療システム１は、ステップＳＴ３１によって再設定された治療計画と、ステップＳＴ１４によって設定されたＯＡＲの輪郭ＳＱとに基づいて、ＯＡＲの輪郭ＳＱのＤＶヒストグラムＨＱを算出し（ステップＳＴ１５）、ステップＳＴ１６に進む。

なお、放射線治療システム１は、ステップＳＴ３１による照射条件の再設定に連動して照射条件に対応するＯＡＲの輪郭ＳＱのＤＶヒストグラムＨＱを算出し、ＤＶヒストグラムＨＱを即時表示することも可能である。その場合、即時表示されるＤＶヒストグラムＨＱと共に、ステップＳＴ４ｂによって算出されたＤＶヒストグラムＨＱを表示することが好適である。操作者は、即時表示されたＤＶヒストグラムＨＱをＤＶヒストグラムＨＱと比較しながら適性を判断することで、ステップＳＴ１７によらずにステップＳＴ１９による処理を許容することが可能である。

本実施形態の放射線治療システム１及びその作動方法によれば、治療計画ボリュームデータＶＰに含まれるＯＡＲ等の輪郭ＳＰのＤＶヒストグラムＨＰと、治療直前ボリュームデータＶＱに含まれるＯＡＲ等の輪郭ＳＱのＤＶヒストグラムＨＱとを比較して、双方の差が大きい場合に、治療計画に即した治療を行なうために患者Ｐの再セッティングが必要であることを報知できる。よって、放射線治療システム１及びその作動方法によれば、治療計画に即した適切な治療を支援することができる。

また、本実施形態の放射線治療システム１及びその作動方法によれば、治療計画を再設定することで、適切な治療を支援することができる。

なお、本実施形態の放射線治療システム１は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、本実施形態の放射線治療システム１に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１ 放射線治療システム
１０ コンソール
２０ 撮像装置
２０ａ Ｘ線ＣＴ装置
２９ 撮像コントローラ
３０ 寝台装置
３３ 天板
３９ 寝台コントローラ
４０ 治療計画装置
５０ 放射線治療装置
５９ 治療コントローラ
６１ 撮像実行部
６２ 画像データ生成部
６３ 治療計画データ生成部
６４ インターフェース部
６５ 輪郭設定部
６６ インターフェース部
６７ ＤＶＨ演算部
６８ 線量差異演算部
６９ 閾値判断部
７０ 報知制御部
７１ 治療実行部

Claims (12)

1. 被検体を載置する載置手段と、
   前記被検体を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって前記被検体を撮像して得られる第１画像データと、前記撮像前に前記被検体を撮像して得られる第２画像データとで対応する所要領域をそれぞれ設定する領域設定手段と、
   前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムとをそれぞれ生成するヒストグラム生成手段と、
   前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムとの差異を算出する差異演算手段と、
   前記差異が閾値より大きいと判断する場合、外部に報知する報知手段と、
   を有することを特徴とする放射線治療システム。
2. 前記報知手段は、容積毎の差異のうち最大差異が閾値より大きいと判断する場合、外部に報知することを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
3. 前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムとを表示装置に表示させる表示制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
4. 前記領域設定手段は、前記所要領域を、治療部位とすることを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
5. 前記領域設定手段は、前記所要領域を、放射線を当てない部位とすることを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
6. 前記領域設定手段は、前記第１画像データと前記第２画像データとの位置合わせを行なうことで、前記第１画像データと前記第２画像データとで対応する所要領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
7. 前記撮像手段がＸ線ＣＴ装置である場合、
   前記領域設定手段は、前記第１画像データと前記第２画像データとのＣＴ値の差異が少なくなるように前記第１画像データ及び前記第２画像データ全体を位置合わせすることを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
8. 前記画像データを、３次元画像データとすることを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
9. 前記第２画像データは、放射線治療計画で用いたデータであり、前記第１画像データは、前記放射線治療計画の後に取得されたデータであることを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
10. 前記差異が閾値より大きいと判断する場合、
    前記ヒストグラム生成手段は、再設定された照射条件に基づいて、前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムを再生成し、
    前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記再生成された線量容積ヒストグラムとの差異を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
11. 前記差異が閾値より大きいと判断する場合、
    前記ヒストグラム生成手段は、再設定された照射条件に基づいて、前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムを再生成し、
    前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムを表示させると共に、前記再生成された線量容積ヒストグラムを、前記再生成に連動させて即時表示させる表示制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
12. 放射線治療システムの作動方法であって、
    前記放射線治療システムが、被検体を撮像して得られる第１画像データと、前記撮像前に前記被検体を撮像して得られる第２画像データとで対応する所要領域をそれぞれ設定し、
    前記放射線治療システムが、前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムとをそれぞれ生成し、
    前記放射線治療システムが、前記第１画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムと、前記第２画像データの所要領域の線量容積ヒストグラムとの差異を算出し、
    前記放射線治療システムが、前記差異が閾値より大きいと判断する場合、外部に報知する、
    ことを特徴とする方法。