JP6249972B2 - 粒子線治療システム - Google Patents
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いった患者の患部情報を収集する。その後、実際に照射を実施するとどのような線量分布となるかを予めシミュレーションする。治療計画通りに粒子線照射を行うには、患部の照射中心(アイソセンタ)を適切な部位に位置決めすることが重要となる。
画像と治療計画DRR画像を生成し、X線撮像装置から取得したX線画像と生成した4D補間画像を比較して、このX線画像に最も類似性の高い4D補間画像を選択し、最も類似性の高い4D補間画像を選択すると、この最も類似性の高い4D補間画像と治療計画DRR画像との位置ずれ量を求め、この求められた位置ずれ量から治療台移動量を算出することを特徴とする。
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。図1において、粒子線治療システム100は、位置決めシステム50、治療計画システム60および治療台制御装置M01などから構成されている。まず治療計画システム60の構成について説明する。4D-CT画像生成部T02は呼吸同期装置T03(第1の呼吸同期装置)と接続しており、4D-CT画像の撮像時に、患者の撮像時における呼吸同期情報を収集する。患者の呼吸同期情報には、呼吸信号、呼吸同期信号、呼吸波形信号(呼吸波形情報)などが含まれている。CT撮像方法の一つである4D(Dimensions)-CTは、3D-CTに時間軸を加えた撮影法である。治療計画装置T01は4D-CT画像生成部T02と接続しており、4D-CT画像と呼吸同期情報を収集する。治療計画装置T01は、収集情報をもとに、照射時の機器設定や照射計画といった治療計画を策定する。治療計画装置T01は位置決めシステム50のサーバP01と接続しており、治療計画に関係する情報(治療計画情報)をサーバP01に送信する。治療台制御装置M01は複数の制御軸を有する治療台M02を制御する。
実施の形態1では、複数の4D-CT画像(4D補間画像)と選択した1枚のX線画像とを比較して、位置ずれ量を算出していた。図3に示す実施の形態2では呼吸同期装置P05(第2の呼吸同期装置)をX線撮像装置P03と患者に接続し、撮像したX線画像の付随情報に患者の呼吸同期情報(呼吸信号および呼吸同期信号)を紐付けておく。さらにX線撮像装置P03に治療計画情報記憶部2から治療計画時に取得した呼吸波形情報を与えることによりさらに高精度な位置決めを可能にする。呼吸同期装置P05は、治療台M02に乗っている患者の呼吸信号と、呼吸がある閾値以下になったところでON信号を出力する呼吸同期信号を取得し、X線撮像装置P03に送信する。X線撮像装置P03は、呼吸同期装置P05から呼吸信号と呼吸同期信号を収集し、X線画像情報にこの信号情報(呼吸同期情報)を付加する。
実施の形態1、2では、4D-CT画像とX線画像の比較処理を実施し、位置ずれ量を自動算出して位置決めを行う方法について述べた。図4に示す実施の形態3では、治療計画情報取得部1は、治療計画装置T01から治療計画に付随する情報として患者の患部、重要臓器などの3Dの輪郭情報も受信する。4D-CT画像から治療計画DRR画像や4D補間画像を生成する際には、重要臓器などの画像断面に合わせた2Dの患者体表面や重要臓器の輪郭情報を生成する。この輪郭情報を表示制御部8に渡すことで、治療計画DRR画像、あるいは撮像画像(4D補間画像)に輪郭線を重ね合わせて表示部P04での表示を可能にする。
図5に示す実施の形態4では、4D補間画像生成部4にて設定するパラメータ(補間情報)と、4D-CT画像とX線画像の比較を実施した画像領域(空間座標、縦横サイズ)を、患者と照射体位毎に補間パラメータ情報記憶部12に記憶する。位置決め計算機P02は位置決めを繰り返すごとに学習していき、デフォルト値を決定し自動で設定する。具体的には照射体位が同じ場合、4D-CT画像の再構築時のスライス間隔を、前回の画像比較時に使用した画像領域のみ前回と同様のスライス間隔で補間し、領域外は粗い間隔スライス間隔となるように設定する。どれだけ粗くするかは、ユーザが定義ファイルなどで指定可能とする。このようにパラメータを設定することで、4D補間画像の生成時間を短縮することが可能である。
実施の形態5を図6に基づいて説明する。実施の形態4では、患者および照射体位毎に4D補間画像生成時のパラメータを保存、学習し、次回の位置決め時にパラメータを自動で設定可能にするという機能について述べた。本実施の形態では、患者に関係なく部位毎にパラメータを補間パラメータ情報記憶部12に保存し、学習することにより、これまで一度も位置決めしていない患者の位置決め時間の短縮を可能にする。
Claims (5)
- 患者の4D-CT画像を撮像する4D-CT画像生成部と、
前記4D-CT画像の撮像時に患者の呼吸同期情報を収集する第1の呼吸同期装置と、
前記4D-CT画像と前記呼吸同期情報をもとにして患者の治療計画を策定する治療計画装置と、
前記4D-CT画像生成部で撮像された4D-CT画像、前記治療計画装置で策定された治療計画および前記第1の呼吸同期装置で収集された呼吸同期情報を保存するサーバと、
患者のX線画像を撮像するX線撮像装置と、
前記4D-CT画像生成部で撮像された4D-CT画像および前記X線撮像装置で撮像されたX線画像を表示する表示部と、
前記X線撮像装置からX線画像を、前記サーバからは4D-CT画像、治療計画、呼吸同期情報を取得する位置決め計算機と、
前記位置決め計算機で算出される治療台移動量に従って治療台の位置を制御する治療台制御装置と、を備え、
前記位置決め計算機は、
前記サーバから取得した4D-CT画像を対象にして4D補間画像と治療計画DRR画像を生成し、
前記X線撮像装置から取得したX線画像と生成した4D補間画像を比較して、このX線画像に最も類似性の高い4D補間画像を選択し、
最も類似性の高い4D補間画像を選択すると、この最も類似性の高い4D補間画像と前記治療計画DRR画像との位置ずれ量を求め、
この求められた位置ずれ量から前記治療台移動量を算出することを特徴とする粒子線治療システム。 - X線画像の撮像時に患者の呼吸同期情報を収集する第2の呼吸同期装置を備え、
前記X線撮像装置は、前記位置決め計算機に保存されている呼吸同期情報と、前記第2の呼吸同期装置から取得した呼吸同期情報がマッチングするタイミングで、X線画像を撮像することを特徴とする請求項1に記載の粒子線治療システム。 - 前記位置決め計算機は、取得した4D-CT画像の画像断面に合わせた2Dの輪郭情報を生成し、
前記表示部は、この2Dの輪郭情報をもとにして、前記4D-CT画像に2Dの輪郭線を重ね合わせて表示することを特徴とする請求項1または2に記載の粒子線治療システム。 - 前記位置決め計算機は、4D補間画像の生成時に使用した補間情報を、患者別にまたは照射体位別に分類して保存することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の粒子線治療システム。
- 前記位置決め計算機は、4D補間画像の生成時に使用した補間情報を、部位別に分類して保存することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の粒子線治療システム。
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