JP6895757B2 - Radiation therapy system and patient positioning system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、放射線治療システム及び患者位置確認システム置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a radiotherapy system and a patient positioning system.
放射線治療の技術として、治療計画時において患者と装置、或いは装置同士(例えば、架台と寝台)が干渉しないかを確認している。このため、寝台上のどの位置に患者を配置するかが重要である。干渉の確認は、干渉シミュレータにより行われる。干渉シミュレータは、入力された装置や患者の位置に基づいて干渉の有無を判定している。装置の位置は、治療計画時の設定値から一意に決定できるが、患者の寝台上の位置は、医師や放射線技師等の医療従事者により、患者のアイソセンタ位置を基準に主に目視で決められている。放射線治療時に干渉シミュレータで入力した値の正確な位置に患者を配置できない場合、干渉シミュレータによる事前確認結果を再現できないので、患者と装置が干渉してしまう可能性がある。また、寝台に対する患者の基準位置が不明確なため患者の配置に多大な時間を要してしまう。 As a technique of radiotherapy, it is confirmed whether or not the patient and the device or the devices (for example, a pedestal and a sleeper) interfere with each other at the time of treatment planning. For this reason, it is important where the patient is placed on the bed. Confirmation of interference is performed by an interference simulator. The interference simulator determines the presence or absence of interference based on the input device and the position of the patient. The position of the device can be uniquely determined from the set value at the time of treatment planning, but the position on the bed of the patient is mainly visually determined by the medical staff such as a doctor or a radiologist based on the position of the patient's isocenter. ing. If the patient cannot be placed at the exact position of the value input by the interference simulator during radiotherapy, the pre-confirmation result by the interference simulator cannot be reproduced, and the patient and the device may interfere with each other. In addition, since the reference position of the patient with respect to the sleeper is unclear, it takes a lot of time to arrange the patient.
実施形態の目的は、放射線治療等において患者を寝台に正確な位置に配置することが可能な放射線治療システム及び患者位置確認システムを提供することにある。 An object of the embodiment is to provide a radiotherapy system and a patient position confirmation system capable of arranging a patient in an accurate position on a bed in radiotherapy or the like.
本実施形態に係る放射線治療システムは、放射線を照射する照射部と、患者が載置される寝台と、放射線治療時又は医用画像撮影時において前記寝台に載置された前記患者を光学的に撮影して第1光学画像を生成する光学撮影部と、前記第1光学画像に基づいて前記放射線治療時における前記寝台に対する前記患者の第1の相対的な位置を算出する第1位置算出部と、放射線治療計画時において前記寝台に載置された前記患者に関する第2光学画像に基づいて前記放射線治療計画時における前記寝台に対する前記患者の第2の相対的な位置を算出する第2位置算出部と、前記第1の相対的な位置と前記第2の相対的な位置との差分を算出する差分算出部と、前記放射線治療時において前記差分を表示する表示部と、を具備する。 The radiotherapy system according to the present embodiment optically photographs the irradiation unit for irradiating radiation, the bed on which the patient is placed, and the patient placed on the bed during radiotherapy or medical imaging. An optical imaging unit that generates a first optical image, and a first position calculation unit that calculates the first relative position of the patient with respect to the bed during the radiotherapy based on the first optical image. A second position calculation unit that calculates the second relative position of the patient with respect to the berth at the time of the radiotherapy planning based on the second optical image of the patient placed on the berth at the time of the radiotherapy planning. A difference calculation unit for calculating the difference between the first relative position and the second relative position, and a display unit for displaying the difference at the time of the radiotherapy.
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる放射線治療システム及び患者位置確認システムを説明する。 Hereinafter, the radiotherapy system and the patient position confirmation system according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る放射線治療システム100の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る放射線治療システム100は、患者位置確認システム1、治療計画装置3、放射線治療装置5、医用画像診断装置7及び干渉シミュレータ9を有する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
患者位置確認システム1は、放射線治療時又は画像撮影時において寝台に対する患者の位置を確認するためのシステムである。本実施形態に係る放射線治療時とは、患者の寝台への配置(セットアップ)から放射線治療装置5による放射線の照射の終了までの期間を指す。本実施形態に係る画像撮影時とは、患者の寝台への配置(セットアップ)から医用画像診断装置7による医用画像撮影の終了までの期間を指す。
The patient position confirmation system 1 is a system for confirming the position of the patient with respect to the bed during radiotherapy or image taking. The time of radiation therapy according to the present embodiment refers to a period from the arrangement (setup) of the patient on the bed to the end of irradiation of radiation by the
図1に示すように、患者位置確認システム1は、光学撮影装置11、相対位置計算装置13及び相対位置表示装置15を含む。
As shown in FIG. 1, the patient position confirmation system 1 includes an
光学撮影装置11は、寝台に載置された患者を光学的に撮影して光学画像を生成する。生成された光学画像には、寝台に載置された患者が描出されている。光学画像は、例えば、2次元状に配列された複数の画素から構成され、各画素には当該画素に対応する被写体の色に応じたRGB値又はグレイ値が割り当てられている。光学撮影装置11は、治療計画時と放射線治療時又は画像撮影時との双方において、寝台に載置された患者を光学的に撮影し、光学画像を生成する。治療計画時に生成された光学画像を基準光学画像と呼び、放射線治療時又は画像撮影時に生成された光学画像を対象光学画像と呼ぶことにする。本実施形態に係る治療計画時とは、治療計画用の医用画像の画像撮影の前、途中又は後において行われる医用画像撮影時を指す。光学撮影装置11は、例えば、光学式のカメラが用いられる。光学撮影装置11は、例えば、放射線治療室に設置される。基準光学画像と対象光学画像とは、相対位置計算装置13に伝送される。
The
相対位置計算装置13は、例えば、汎用のコンピュータ又はワークステーションである。例えば、相対位置計算装置13は、治療室に隣接する管理室等に設置される。相対位置計算装置13は、汎用のコンピュータ又はワークステーションが備える入力機器、ディスプレイ、通信機器及び記憶装置を備える。なお、当該記憶装置は、光学撮影装置11から伝送された基準光学画像と対象光学画像とを記憶するHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、相対位置計算装置13は、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサとROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリとを有する。当該プロセッサは、当該メモリに記憶された位置確認プログラムを実行することにより、基準相対位置算出機能131、対象相対位置算出機能133、差分算出機能135及びガイド画像生成機能137を実現する。
The relative
基準相対位置算出機能131において相対位置計算装置13は、基準光学画像に基づいて、治療計画時における寝台に対する患者の相対的な位置を算出する。以下、寝台に対する患者の相対的な位置を相対位置と呼ぶこともある。特に、治療計画時における寝台に対する患者の相対的な位置を基準相対位置と呼ぶことにする。
In the reference relative
対象相対位置算出機能133において相対位置計算装置13は、対象光学画像に基づいて、放射線治療時又は画像撮影時における寝台に対する患者の相対的な位置を算出する。算出された相対的な位置を対象相対位置と呼ぶことにする。
In the target relative
差分算出機能135において相対位置計算装置13は、基準相対位置算出機能131において算出された基準相対位置と対象相対位置算出機能133において算出された対象相対位置との差分を算出する。
In the
ガイド画像生成機能137において相対位置計算装置13は、差分算出機能135において算出された差分を表現する画像を生成する。生成された画像は、寝台に対する患者の位置を確認するためのガイドに役割を果たすのでガイド画像と呼ぶことにする。ガイド画像は、相対位置表示装置15に伝送される。
In the guide
相対位置表示装置15は、差分算出機能135において算出された差分を表示する。具体的には、相対位置表示装置15は、放射線治療時又は画像撮影時において、ガイド画像生成機能137において生成されたガイド画像を表示する。相対位置表示装置15としては、ディスプレイや映写機(プロジェクタ)、空間結像表示装置等のガイド画像を表示可能な装置であれば如何なるものが用いられても良い。以下、本実施形態の説明を具体的に説明するため、相対位置表示装置15は映写機であるとする。相対位置表示装置15は、治療室に設置される。
The relative
治療計画装置3は、医用画像診断装置7により生成された医用画像と相対位置計算装置13により計算された基準相対位置とを利用して当該患者の治療計画を作成するコンピュータである。治療計画としては、具体的には、放射線の照射部位や線量分布、放射線照射方向等が挙げられる。治療計画に関する情報(以下、治療計画情報と呼ぶ)は、放射線治療装置5と干渉シミュレータ9とに伝送される。
The treatment planning device 3 is a computer that creates a treatment plan for the patient by using the medical image generated by the medical image diagnostic device 7 and the reference relative position calculated by the relative
治療計画装置3には放射線治療装置5と医用画像診断装置7が通信可能に接続されている。例えば、放射線治療装置5と医用画像診断装置7とは治療室に設置され、治療計画装置3は管理室に設置される。
The
図2は、治療室に設置された放射線治療装置5の外観を示す図である。放射線治療装置5は、放射線治療を目的とした装置であり、治療計画情報に従い患者に放射線を照射して患者を治療する。図2に示すように、放射線治療装置5は、架台51と寝台53とを有する。架台51は、回転軸Z回りに回転可能に照射器513を支持する基台511を有する。照射器513は、治療計画情報に従い放射線を照射する。具体的には、照射器513は、多分割絞り(マルチリーフコリメータ)により照射野を形成し、当該照射野により放射線の照射量を調整する。治療部位に放射線が照射されることにより当該治療部位が消滅又は縮小する。また、基台511にはディスプレイ515が設けられる。ディスプレイ515には治療計画情報等の種々の情報が表示される。また、ディスプレイ515にはガイド画像が表示されても良い。図2に示すように、寝台53は、基台531と天板533とを有する。基台531は、天板533を移動自在に支持する。天板533には患者が載置される。
FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the
医用画像診断装置7は、治療対象の患者に関する医用画像を撮影する装置である。例えば、治療計画時において医用画像診断装置7は、患者に医用撮影を施して当該患者に関する3次元の医用画像又は時系列の3次元の医用画像である4次元の医用画像を生成する。放射線治療時の放射線開始前において医用画像診断装置7は、寝台に対する患者の位置確認のため3次元又は4次元の医用画像を生成する。医用画像診断装置7としては、X線コンピュータ断層撮影装置やX線アンギオ装置、PET(positron emission tomography)装置、SPECT(single photon emission CT)装置、磁気共鳴イメージング装置等の如何なるモダリティでも良い。以下、説明を具体的に行うため、医用画像診断装置7はX線コンピュータ断層撮影装置であるとする。 The medical image diagnostic device 7 is a device that captures a medical image of a patient to be treated. For example, at the time of treatment planning, the medical image diagnostic apparatus 7 performs medical imaging on a patient to generate a three-dimensional medical image about the patient or a four-dimensional medical image which is a time-series three-dimensional medical image. Before the start of radiation during radiotherapy, the medical diagnostic imaging apparatus 7 generates a three-dimensional or four-dimensional medical image for confirming the position of the patient with respect to the bed. The medical image diagnostic apparatus 7 may be any modality such as an X-ray computed tomography apparatus, an X-ray angio apparatus, a PET (positron emission tomography) apparatus, a SPECT (single photon emission CT) apparatus, a magnetic resonance imaging apparatus, or the like. Hereinafter, for the sake of specific description, it is assumed that the medical image diagnostic apparatus 7 is an X-ray computed tomography apparatus.
上記の通り、放射線治療装置5、X線コンピュータ断層撮影装置7、光学撮影装置11及び相対位置表示装置15は、治療室に設置される。図3は、放射線治療装置5、X線コンピュータ断層撮影装置7、光学撮影装置11及び相対位置表示装置15の治療室への設置形態を示す図である。図3に示すように、放射線治療装置5とX線コンピュータ断層撮影装置7とは、放射線治療装置5の架台51と医用画像診断装置7の架台とがZ軸を共通の回転軸とするように設置される。また、放射線治療装置5とX線コンピュータ断層撮影装置7との間に寝台53が設置され、放射線治療装置5とX線コンピュータ断層撮影装置7とは寝台53を共有する。
As described above, the
図3に示すように、光学撮影装置11は、寝台53に載置された患者を撮影可能な位置に設置される。例えば、光学撮影装置11は、架台51等により撮影視野が遮られる虞のない治療室の天井の所定位置に吊される。相対位置表示装置15は、寝台53に載置された患者にガイド画像を投影可能な位置に設置される。例えば、相対位置表示装置15は、架台51等によりガイド映像が遮られる虞のない治療室の天井の所定位置に吊される。
As shown in FIG. 3, the
なお、放射線治療装置5、X線コンピュータ断層撮影装置7、光学撮影装置11及び相対位置表示装置15の治療室への設置形態は、図3に示す例のみに限定されない。例えば、X線コンピュータ断層撮影装置7が放射線治療装置5に組み込まれても良い。この場合、架台51には、照射器513に加え、回転軸Z軸を挟んでX線管と平面検出器とが取り付けられる。X線管と平面検出器とが回転軸Z軸を回りながらX線の照射と検出とを繰り返すことによりコーンビームCT撮影が行われる。また、光学撮影装置11及び相対位置表示装置15は、天井に吊されるとしたが、治療室の壁面に設けられても良いし、放射線治療装置5又はX線コンピュータ断層撮影装置7に取り付けられても良い。また、光学撮影装置11は、医療従事者等により携帯されても良い。
The form of installation of the
図1に示すように、干渉シミュレータ9は、放射線治療装置5、X線コンピュータ断層撮影装置7及び患者の干渉の有無を判定する。干渉シミュレータ9は、例えば、汎用のコンピュータ又はワークステーションである。例えば、干渉シミュレータ9は、治療室に隣接する管理室等に設置される。干渉シミュレータ9は、汎用のコンピュータ又はワークステーションが備える入力機器、ディスプレイ、通信機器及び記憶装置を備える。当該記憶装置は、HDDやSSD、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、干渉シミュレータ9は、CPU、GPU等のプロセッサとROMやRAM等のメモリとを有する。当該プロセッサは、当該メモリに記憶された干渉チェックプログラムを実行することにより、干渉判定機能91及び相対位置補正機能93を実現する。
As shown in FIG. 1, the
干渉判定機能91において干渉シミュレータ9は、基準相対位置と治療計画情報と放射線治療装置5又はX線コンピュータ断層撮影装置7の機構情報とに基づいて、基準相対位置に配置された患者が放射線治療装置5又はX線コンピュータ断層撮影装置7に干渉するか否かを判定する。具体的には、干渉シミュレータ9は、放射線治療装置5の架台51と寝台53との構造に関する情報及び当該構造の可動範囲に関する情報とを予め上記記憶装置等に記憶している。以下、構造に関する情報及び当該構造の可動範囲に関する情報を機構情報と呼ぶことにする。同様に、干渉シミュレータ9は、X線コンピュータ断層撮影装置7の機構情報を予め上記記憶装置等に記憶している。機構情報は、放射線治療装置5及びX線コンピュータ断層撮影装置7に関する機構設計データ(CAD:Computer-Aided Design)から取得可能である。なお、干渉シミュレータは、治療計画情報と放射線治療装置5又はX線コンピュータ断層撮影装置7の機構情報とに基づいて、放射線治療装置5が装備する機構同士又はX線コンピュータ断層撮影装置7が装備する機構同士が干渉するか否かを判定することも可能である。
In the
相対位置補正機能93において干渉シミュレータ9は、干渉判定機能91により患者が放射線治療装置5又はX線コンピュータ断層撮影装置7に干渉すると判定された場合、患者が干渉しない位置に基準相対位置を補正する。補正後の基準相対位置は相対位置計算装置13と治療計画装置3とに伝送され、基準相対位置として利用される。
In the relative
以下、本実施形態に係る放射線治療システム100の動作例について詳細に説明する。
Hereinafter, an operation example of the
図4は、本実施形態に係る放射線治療システム100の典型的な処理の流れを示す図である。図4に示すように、放射線治療システム100の処理の局面としては、治療計画局面と放射線治療局面とに分けられる。
FIG. 4 is a diagram showing a typical processing flow of the
治療計画局面においてX線コンピュータ断層撮影装置7は、まず、治療室において、寝台53に載置された患者をCTスキャンして当該患者に関するCT画像(治療計画画像)を生成する(ステップSA1)。治療計画画像は、治療計画装置3に伝送される。
In the treatment planning phase, the X-ray computed tomography apparatus 7 first CT scans the patient placed on the
ステップSA1が行われると光学撮影装置11は、治療室の寝台53に載置された患者を光学撮影して基準光学画像を生成する(ステップSA2)。
When step SA1 is performed, the
図5は、寝台53に載置された患者Pの平面図である。ステップSA2において患者Pは、放射線治療時に想定される寝台53の位置及び姿勢で寝台53に横たわる。放射線治療時において当該位置及び姿勢を再現するように患者Pは寝台53に配置されることとなる。光学撮影装置11は、医療従事者等による撮影指示に従い患者Pを光学撮影して基準光学画像を生成する。撮影指示は、例えば、光学撮影装置11に設けられたボタンを押下することにより実行されても良いし、相対位置計算装置13等に設けられた入力機器の操作により行われても良い。
FIG. 5 is a plan view of the patient P placed on the
ステップSA2が行われると相対位置計算装置13は、基準相対位置算出機能131を実行する(ステップSA3)。ステップSA3において相対位置計算装置13は、基準光学画像に基づいて基準相対位置を算出する。基準相対位置は、寝台53の基準点に対する患者の基準点の位置(以下、患者相対位置と呼ぶ)と寝台53の基準軸に対する患者の基準軸の回転角度(以下、患者相対角度と呼ぶ)との少なくとも一方により規定される。
When step SA2 is performed, the relative
図6は、寝台53の基準点に対する患者の基準点の位置(患者相対位置)の算出例を示す図である。図6に示すように、基準光学画像I1は、寝台に関する画像領域(以下、寝台領域と呼ぶ)R53と、患者Pに関する画像領域(以下、患者領域と呼ぶ)RPを有する。
FIG. 6 is a diagram showing a calculation example of the position (patient relative position) of the patient's reference point with respect to the reference point of the
図6に示すように、患者相対位置として、例えば、寝台53の長軸方向に関する天板の縁から患者Pまでの距離が算出される。この場合、相対位置計算装置13は、長軸方向に関する患者領域RPの基準点P1と寝台領域R53の縁上の基準点P2とを特定する。基準点P1と基準点P2とは、外部から視認可能な部分に規定される。基準点P1は、例えば、患者領域RPの頭頂部に特定される。頭頂部等の基準点P1は、基準光学画像に画像処理を施すことにより特定されても良いし、入力機器を介してユーザにより指定されても良い。基準点P2は、基準点P1から最短距離にある寝台領域R53の縁部上の点に設定される。当該縁部等の基準点P2は、基準光学画像に画像処理を施すことにより特定されても良いし、入力機器を介してユーザにより指定されても良い。相対位置計算装置13は、基準点P1及びP2が特定されると、基準点P1と基準点P2との間の距離D1を計測する。距離D1は、例えば、基準光学画像における基準点P1と基準点P2との間の画素数に、1画素当たりの実空間での距離を乗じることにより算出される。計測された距離D1は、患者相対位置として利用される。
As shown in FIG. 6, as the patient relative position, for example, the distance from the edge of the top plate to the patient P with respect to the long axis direction of the
図6に示すように、患者相対位置として、寝台53の横軸方向に関する天板の縁から患者Pの最短距離が算出される。この場合、相対位置計算装置13は、横軸方向に関する患者領域RPの基準点P3と短軸方向に関する寝台領域R53の基準点P4とを特定する。基準点P3と基準点P4とは、外部から視認可能な部分に規定される。基準点P3は、例えば、患者領域RPの肩部に特定される。肩部等の基準点P3は、基準光学画像に画像処理を施すことにより特定されても良いし、入力機器を介してユーザにより指定されても良い。基準点P4は、例えば、基準点P3から最短距離にある寝台領域R53の縁上の点に設定される。当該縁等の基準点P4は、基準光学画像に画像処理を施すことにより特定されても良いし、入力機器を介してユーザにより指定されても良い。相対位置計算装置13は、基準点P3及びP4が特定されると、基準点P3と基準点P4との間の距離D2を計測する。計測された距離D2は、患者相対位置として利用される。
As shown in FIG. 6, as the relative position of the patient, the shortest distance of the patient P is calculated from the edge of the top plate in the horizontal axis direction of the
なお、患者相対位置を規定する基準点は、上記位置のみに限定されず、寝台53に対する患者の相対的位置を規定可能であれば、如何なる位置に設定されても良い。例えば、患者領域RPの基準点P1,P3としては、足部や肩部、アイソセンタ部等に設定されても良い。また、寝台領域R53の基準点P2,P4としては、寝台領域R53のうちの縁上の点以外に設定されても良いし、寝台53に取り付けられた外部機器の画像領域に設定されても良い。当該外部機器としては、患者Pの固定具等が挙げられる。
The reference point that defines the relative position of the patient is not limited to the above position, and may be set to any position as long as the relative position of the patient with respect to the
図7は、寝台53の基準軸に対する患者の基準軸の回転角度(患者相対角度)の算出例を示す図である。寝台53の基準軸RA1は、例えば、寝台53の長軸に設定され、患者Pの基準軸RA2は、例えば、患者Pの体軸に設定される。相対位置計算装置13は、寝台領域R53の基準軸RA1と患者領域RPの基準軸RA2とを画像処理により特定する。例えば、相対位置計算装置13は、患者領域RPを楕円近似し、当該楕円形状の長軸を基準軸RA2に設定する。なお、基準軸RA1と基準軸RA2とは、入力機器を介してユーザにより指定されても良い。基準軸RA1と基準軸RA2とが特定されると、相対位置計算装置13は、基準軸RA1に対する基準軸RA2の回転角度A1を算出する。回転角度A1は、例えば、基準軸RA1と基準軸RA2との交点を中心とした基準軸RA1と基準軸RA2との間の角度により算出される。計測された回転角度A1は、患者相対角度として利用される。
FIG. 7 is a diagram showing a calculation example of the rotation angle (patient relative angle) of the patient reference axis with respect to the reference axis of the
なお、患者相対角度を規定する基準軸は、上記軸のみに限定されず、寝台53に対する患者Pの相対的位置を規定可能であれば、如何なる軸に設定されても良い。例えば、患者の基準軸RA2は、脚部の長軸や腕部の長軸、胴部の長軸、頭部の長軸に設定されても良い。患者相対角度は、上記複数の基準軸のうちの一つに基づいて算出されるのみならず、複数の基準軸毎に算出されても良い。
The reference axis that defines the patient relative angle is not limited to the above axis, and may be set to any axis as long as the relative position of the patient P with respect to the
基準相対位置として上述の患者相対位置と患者相対角度とは、両方算出されても良いし、何れか一方のみが算出されても良い。算出対象の基準相対位置は、ユーザにより入力機器を介して任意に選択可能である。 As the reference relative position, both the above-mentioned patient relative position and the patient relative angle may be calculated, or only one of them may be calculated. The reference relative position of the calculation target can be arbitrarily selected by the user via the input device.
また、上記の例においては光学画像に患者Pの全体が描出されることを前提としたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、上記基準点が撮影視野に含まれるのであれば、患者Pの一部のみが光学画像に描出されていても良い。 Further, in the above example, it is assumed that the entire patient P is visualized on the optical image, but the present embodiment is not limited to this. For example, if the reference point is included in the imaging field of view, only a part of the patient P may be visualized in the optical image.
ステップSA3が行われると治療計画装置3は、治療計画を作成する(ステップSA4)。具体的には、治療計画装置3は、ステップSA3において算出された基準相対位置と治療計画画像とを利用して、線量分布や治療部位、放射線照射方向等の治療計画情報を生成する。 When step SA3 is performed, the treatment planning device 3 creates a treatment plan (step SA4). Specifically, the treatment planning device 3 uses the reference relative position calculated in step SA3 and the treatment planning image to generate treatment planning information such as dose distribution, treatment site, and irradiation direction.
ステップSA4が行われると干渉シミュレータ9は、干渉判定機能91を実行する(ステップSA5)。ステップSA5において干渉シミュレータ9は、放射線治療装置5と患者との干渉の有無を判定する。具体的には、干渉シミュレータ9は、基準相対位置と機構情報とに基づいて、ステップSA3において算出された基準相対位置に患者Pが載置され、放射線照射方向に対応する照射角度に放射線治療装置5の架台51が配置された場合において、患者Pが架台51に干渉するか否かを判定する。干渉の有無の判定は、例えば、干渉シミュレータ9に実装されたCADを利用して行われる。干渉の有無の判定をより高精度に行うため、患者Pの基準相対位置に加え、患者Pの体格情報が利用されても良い。体格情報としては、患者Pの身長や胸囲、腹囲、体重等の身体測定値が利用される。また、体格情報として、患者Pの3次元的なモデルが利用されても良い。体格情報は、予め干渉シミュレータ9に登録されている。
When step SA4 is performed, the
ステップSA5において干渉が有ると判定された場合(ステップSA5:有)、干渉シミュレータ9は、相対位置補正機能93を実行する(ステップSA6)。ステップSA6において干渉シミュレータ9は、基準相対位置を補正する。具体的には、干渉シミュレータ9は、架台51の照射角度及び寝台53の絶対位置固定の下、干渉を回避可能な患者Pの基準相対位置を再度算出する。再算出後の基準相対位置と再算出前の基準相対位置とが所定の微少量である場合、干渉シミュレータ9は、再算出後の基準相対位置で基準相対位置を更新する。再算出後の基準相対位置と補正前の基準相対位置とが所定の微少量でない場合、再度治療計画が行われる。
When it is determined in step SA5 that there is interference (step SA5: yes), the
ステップSA4において干渉が無いと判定された場合(ステップSA5:無)又はステップSA6が行われた場合、治療計画局面が終了する。 If it is determined in step SA4 that there is no interference (step SA5: none) or step SA6 is performed, the treatment planning phase ends.
次に、放射線治療局面に移る。放射線治療局面においては、まず、患者Pが寝台53に載置される。この際、ステップSA2における基準相対位置に一致するように患者Pが寝台53に対して位置決めされる。患者Pの位置決めにおいて患者位置確認システム1による患者位置確認処理が行われる。
Next, we move on to the radiation therapy phase. In the radiotherapy phase, patient P is first placed on the
図8は、図4のステップSA7において患者位置確認システム1により行われる患者位置確認処理の典型的な流れを示す図である。図8に示すように、まず、光学撮影装置11は、寝台53に載置された患者を光学撮影して対象光学画像を生成する(ステップSB1)。例えば、光学撮影装置11は、医療従事者等の撮影指示を契機として光学撮影を行う。撮影指示は、例えば、光学撮影装置11に設けられたボタンを押下することによりなされても良いし、相対位置計算装置13に設けられた入力機器の操作により行われても良い。
FIG. 8 is a diagram showing a typical flow of the patient position confirmation process performed by the patient position confirmation system 1 in step SA7 of FIG. As shown in FIG. 8, first, the
ステップSB1が行われると相対位置計算装置13は、対象相対位置算出機能133を実行する(ステップSB2)。ステップSB2において相対位置計算装置13は、対象光学画像に基づいて、寝台53に対する患者の対象相対位置を算出する。対象相対位置の算出方法は、ステップSA3の基準相対位置の算出方法と同様である。
When step SB1 is performed, the relative
ステップSB2が行われると相対位置計算装置13は、差分算出機能135を実行する(ステップSB3)。ステップSB3において相対位置計算装置13は、ステップSA3において算出された基準相対位置とステップSB2において算出された対象相対位置との差分を算出する。差分は、対象相対位置から基準相対位置への距離と方向とを含む。例えば、基準相対位置及び対象相対位置として、寝台53の長軸方向に関する患者相対位置が計算された場合、基準相対位置が5cmで対象相対位置が7cmのとき、距離は2cmであり、方向は対象相対位置から基準相対位置へ向かう方向すなわち寝台53の患者頭部側の先端部に向かう方向である。基準相対位置及び対象相対位置として寝台53の横軸方向に関する患者相対位置が計算された場合、基準相対位置が1cmで対象相対位置が2cmのとき、距離は1cmであり、方向は対象相対位置から基準相対位置へ向かう方向すなわち寝台53の左手側縁部に向かう方向である。基準相対位置及び対象相対位置として患者相対角度が計算された場合、基準相対角度が+5°で対象相対角度が+3°のとき、回転角度は2°であり、回転方向は対象相対角度から基準相対角度へ向かう方向すなわち寝台53の短軸に向かう方向である。
When step SB2 is performed, the relative
ステップSB3において相対位置計算装置13は、ガイド画像生成機能137を実行する(ステップSB4)。ステップSB4において相対位置計算装置13は、ステップSB3において算出された差分に基づいてガイド画像を生成する。例えば、ガイド画像は、相対位置の種類毎に生成される。
In step SB3, the relative
図9は、長軸方向に関する差分のガイド画像IP1を示す図であり、図10は、短軸方向に関する差分のガイド画像IP2を示す図であり、図11は、回転方向に関する差分のガイド画像IP3を示す図である。図9に示すように、ガイド画像IP1は、長軸方向に関する距離の差分値を示す数値と、対象相対位置から基準相対位置への方向を示すマークとを含む。例えば、図9の場合、差分値(距離)は2cmであり、方向は寝台53の患者頭部側の先端部に向かう方向である。図10に示すように、ガイド画像IP2は、短軸方向に関する距離の差分値を示す数値と、対象相対位置から基準相対位置への方向を示すマークとを含む。図10の場合、差分値(距離)は1cmであり、方向は寝台53の患者左手側の縁部に向かう方向である。図11に示すように、ガイド画像IP3は、対象相対角度と基準相対角度との差分値を示す数値と、対象相対角度から基準相対角度への方向を示すマークとを含む。図11の場合、差分値(回転角度)は2°であり、回転方向は寝台53の短軸に向かう方向である。
FIG. 9 is a diagram showing a difference guide image IP1 in the major axis direction, FIG. 10 is a diagram showing a difference guide image IP2 in the minor axis direction, and FIG. 11 is a diagram showing a difference guide image IP3 in the rotation direction. It is a figure which shows. As shown in FIG. 9, the guide image IP1 includes a numerical value indicating the difference value of the distance in the major axis direction and a mark indicating the direction from the target relative position to the reference relative position. For example, in the case of FIG. 9, the difference value (distance) is 2 cm, and the direction is toward the tip of the
ステップSB4が行われると相対位置表示装置15は、ステップSB4において生成されたガイド画像を表示する(ステップSB5)。例えば、相対位置表示装置15は、医療従事者等の投影指示を契機としてガイド画像の投影を行う。投影指示は、例えば、相対位置表示装置15に設けられたボタンを押下することによりなされても良いし、相対位置計算装置13に設けられた入力機器の操作により行われても良い。
When step SB4 is performed, the relative
図12は、相対位置表示装置15によるガイド画像の投影例を示す図である。図12に示すように、相対位置表示装置15は、ステップSB4において生成されたガイド画像IP1、ガイド画像IP2及びガイド画像IP3を、寝台53に横たわる患者Pに投影する。この際、相対位置表示装置15は、各ガイド画像IP1、IP2及びIP3に含まれる方向を示すマークを実空間の方向に一致させてガイド画像IP1、IP2及びIP3を投影する。患者Pにガイド画像IP1、IP2及びIP3を投影することにより、医療従事者は、視線を患者Pから逸らすこと無く、ガイド画像IP1、IP2及びIP3を視認することができる。医療従事者は、ガイド画像IP1、IP2及びIP3を見ることにより、患者Pを動かすべき方向と動かすべき距離とを認識することができる。これにより簡便且つ確実に患者Pを基準相対位置に配置することが可能になる。例えば、図12の場合、患者Pを患者頭部側に2cm、患者左手側に1cm、寝台53の短軸に向けて2°だけ移動される。これにより、放射線治療時の相対位置を、治療計画時の相対位置に一致させることができる。
FIG. 12 is a diagram showing an example of projection of a guide image by the relative
以上により、図4のステップSA7において患者位置確認システム1により行われる患者位置確認処理(ステップSA7)が終了する。 As a result, the patient position confirmation process (step SA7) performed by the patient position confirmation system 1 in step SA7 of FIG. 4 is completed.
なお、上記の例において、ガイド画像は寝台53に対する患者の相対位置の種類毎に生成されるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、算出された全種類の相対位置を1フレームで示すガイド画像が生成されても良い。
In the above example, the guide image is assumed to be generated for each type of the patient's relative position with respect to the
図4に示すように、患者位置確認処理(ステップSA7)が行われると実機による干渉チェックが行われる(ステップSA8)。実機による干渉チェックは、実際に架台51及び寝台53を放射線照射時と同様に移動させることにより、干渉の有無を確認する方法である。
As shown in FIG. 4, when the patient position confirmation process (step SA7) is performed, the interference check by the actual machine is performed (step SA8). The interference check by the actual machine is a method of confirming the presence or absence of interference by actually moving the
ステップSA8において干渉が無い事が確認されると放射線治療装置5は、放射線の照射を開始する(ステップS8)。例えば、ステップSA8において干渉が無い事が確認されると医療従事者等は、入力機器を介して照射開始指示を入力する。照射開始指示が入力された事を契機として放射線治療装置5は、放射線の照射を開始する。患者Pの相対位置が治療計画時の相対位置に一致しているので、放射線を治療計画通りの解剖学的部位に照射することが可能となる。
When it is confirmed in step SA8 that there is no interference, the
以上により、図4の本実施形態に係る放射線治療システム100の処理が終了する。
As a result, the processing of the
なお、上記の実施例においては、ステップSB1において光学撮影装置11は単発的に光学撮影を行うものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、光学撮影装置11は、一定時間毎又は連続的に光学撮影を行い対象光学画像を生成しても良い。この場合、対象光学画像が生成される毎にステップSB2からSB5までに処理が即時的に繰り返される。現在の患者Pの位置を反映したガイド画像が即時的に投影されるので、より簡便且つ厳密に患者Pの寝台53に対する相対位置を治療計画時の患者Pの寝台53に対する相対位置に一致させることができる。
In the above embodiment, the
また、上記の実施例において、光学撮影装置11は一台であるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、光学撮影装置11は複数台設けられても良い。例えば、異なる複数の撮影角度の光学画像を生成するため、複数の撮影角度に対応する複数の位置各々に光学撮影装置11が設けられると良い。これにより、患者Pが放射線治療装置5等により遮られることなく確実に光学撮影することが可能になる。この場合、相対位置計算装置13は、複数の撮影角度の光学画像のうち、放射線治療装置5に遮られることなく患者Pが描出されている光学画像に基づいて相対位置を算出することが可能になる。
Further, in the above embodiment, it is assumed that the number of optical photographing
また、上記実施形態は、放射線治療時における患者Pの寝台53への配置を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、本実施形態は、放射線照射開始前又は照射終了後において医用画像診断装置7により行われる医用撮影時においても適用可能である。以下、この実施例について説明する。放射線照射開始前又は照射終了後において、医用画像診断装置7により患者Pの医用撮影が行われる場合がある。この際においても患者Pは、治療計画時と同じ寝台53に対する位置に配置される必要がある。本実施形態に係る患者位置確認システム1は、放射線照射開始前又は照射終了後において医用画像診断装置7により行われる医用撮影時において、図8に示す処理等を行う事が可能である。これにより、当該医用撮影時における寝台53に対する患者Pの位置を、治療計画時における寝台53に対する患者Pの位置に簡便且つ確実に配置することができる。
Further, the above embodiment has been described by exemplifying the arrangement of the patient P on the
上記の説明の通り、本実施形態に係る患者位置確認システム1及び放射線治療システム100は、光学撮影装置11、相対位置計算装置13及び相対位置表示装置15を有する。光学撮影装置11は、放射線治療時又は医用画像撮影時において、寝台53に載置された患者Pを光学的に撮影して対象光学画像を生成する。相対位置計算装置13は、対象光学画像に基づいて放射線治療時又は画像撮影時における寝台53に対する患者Pの対象相対位置を算出する。相対位置計算装置13は、放射線治療計画時において寝台53に載置された患者Pに関する基準光学画像に基づいて、放射線治療計画時における寝台53に対する患者Pの基準相対位置を算出する。相対位置計算装置13は、対象相対位置と基準相対位置との差分を算出する。相対位置表示装置15は、放射線治療時又は医用画像撮影時において差分を表示する。
As described above, the patient position confirmation system 1 and the
上記の構成により、本実施形態に係る患者位置確認システム1及び放射線治療システム100は、寝台53に対する患者Pの相対位置に基づいて、患者Pの寝台53への配置を支援する。具体的には、患者位置確認システム1及び放射線治療システム100は、放射線治療時又は医用画像撮影時の対象相対位置と治療計画時の基準相対位置との差分を算出して表示する。医療従事者等のユーザは、表示された差分に従い患者Pを、治療計画時の位置に配置する。本実施形態においては、寝台53に対する患者Pの相対位置を利用して患者Pの配置を行うので、絶対値を利用して患者Pの配置を行う場合等に比して、配置の基準が明確であるので容易且つ短時間に患者Pを目的位置に配置することができる。
With the above configuration, the patient position confirmation system 1 and the
また、本実施形態に係る放射線治療システム100は、相対位置計算装置13により算出された基準相対位置に基づいて治療計画を行う。従って、放射線治療システム100は、寝台53に対する患者Pの位置を目視で定めていた従来に比して、信頼性の高い治療計画を作成することができる。また、干渉シミュレータ9による干渉の有無の確認の精度も向上する。
Further, the
かくして、本実施形態によれば、放射線治療等において患者を寝台53の正確な位置に配置することが可能になる。
Thus, according to the present embodiment, the patient can be placed at an accurate position on the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1…患者位置確認システム、3…治療計画装置、5…放射線治療装置、7…医用画像診断装置(X線コンピュータ断層撮影装置)、9…干渉シミュレータ、11…光学撮影装置、13…相対位置計算装置、15…相対位置表示装置、51…架台、53…寝台、91…干渉判定機能、93…相対位置補正機能、100…放射線治療システム、131…基準相対位置算出機能、133…対象相対位置算出機能、135…差分算出機能、137…ガイド画像生成機能、511…基台、513…照射器、515…ディスプレイ、531…基台、533…天板。 1 ... Patient position confirmation system, 3 ... Treatment planning device, 5 ... Radiation therapy device, 7 ... Medical imaging device (X-ray computed tomography device), 9 ... Interference simulator, 11 ... Optical imaging device, 13 ... Relative position calculation Device, 15 ... Relative position display device, 51 ... Stand, 53 ... Sleeper, 91 ... Interference determination function, 93 ... Relative position correction function, 100 ... Radiation therapy system, 131 ... Reference relative position calculation function, 133 ... Target relative position calculation Function, 135 ... Difference calculation function, 137 ... Guide image generation function, 511 ... Base, 513 ... Irradiator, 515 ... Display, 513 ... Base, 533 ... Top plate.
Claims (6)
患者が載置される寝台と、
放射線治療時において前記寝台に載置された前記患者を光学的に撮影して第1光学画像を生成する光学撮影部と、
前記第1光学画像に基づいて前記放射線治療時における前記寝台に対する前記患者の第1の相対的な位置を算出する第1位置算出部と、
放射線治療計画時において前記寝台に載置された前記患者に関する第2光学画像に基づいて前記放射線治療計画時における前記寝台に対する前記患者の第2の相対的な位置を算出する第2位置算出部と、
前記第2の相対的な位置に配置された前記患者が放射線治療装置に干渉するか否かを判定する判定部と、
前記患者が前記放射線治療装置に干渉すると判定された場合、前記患者が干渉しない位置に前記第2の相対的な位置を補正する補正部と、
前記第1の相対的な位置と前記補正後の第2の相対的な位置との差分を算出する差分算出部と、
前記放射線治療時において前記差分を表示する表示部と、
を具備する放射線治療システム。 Irradiation part that irradiates radiation and
The bed on which the patient is placed and
An optical imaging unit for generating a first optical image of the patient is placed in the radiotherapy at Oite the bed in optical imaging,
A first position calculation unit that calculates the first relative position of the patient with respect to the bed during the radiotherapy based on the first optical image.
A second position calculation unit that calculates the second relative position of the patient with respect to the bed at the time of the radiation therapy planning based on the second optical image of the patient placed on the bed at the time of the radiation therapy planning. ,
A determination unit for determining whether or not the patient placed at the second relative position interferes with the radiotherapy device, and a determination unit.
When it is determined that the patient interferes with the radiotherapy device, a correction unit that corrects the second relative position to a position where the patient does not interfere, and a correction unit.
A difference calculation unit that calculates the difference between the first relative position and the corrected second relative position,
A display unit that displays the difference during the radiotherapy, and a display unit that displays the difference.
Radiation therapy system equipped with.
前記第2位置算出部は、前記第2光学画像に描出される前記寝台の基準位置と前記患者の基準位置との間の距離を、前記第2の相対的な位置として算出する、
請求項1記載の放射線治療システム。 The first position calculation unit calculates the distance between the reference position of the bed and the reference position of the patient depicted in the first optical image as the first relative position.
The second position calculation unit calculates the distance between the reference position of the bed and the reference position of the patient depicted in the second optical image as the second relative position.
The radiation therapy system according to claim 1.
前記第2位置算出部は、前記第2光学画像に描出される前記寝台の基準軸に対する前記患者の基準軸の回転角度及び回転方向を、前記第2の相対的な位置として算出する、
請求項1記載の放射線治療システム。 The first position calculation unit calculates the rotation angle and rotation direction of the reference axis of the patient with respect to the reference axis of the bed depicted in the first optical image as the first relative position.
The second position calculation unit calculates the rotation angle and rotation direction of the patient's reference axis with respect to the reference axis of the bed depicted in the second optical image as the second relative position.
The radiation therapy system according to claim 1.
前記第1光学画像に基づいて前記放射線治療時における前記寝台に対する前記患者の第1の相対的な位置を算出する第1位置算出部と、
放射線治療計画時において前記寝台に載置された前記患者に関する第2光学画像に基づいて前記放射線治療計画時における前記寝台に対する前記患者の第2の相対的な位置を算出する第2位置算出部と、
前記第2の相対的な位置に配置された前記患者が放射線治療装置に干渉するか否かを判定する判定部と、
前記患者が前記放射線治療装置に干渉すると判定された場合、前記患者が干渉しない位置に前記第2の相対的な位置を補正する補正部と、
前記第1の相対的な位置と前記補正後の第2の相対的な位置との差分を算出する差分算出部と、
前記放射線治療時において前記差分を表示する表示部と、
を具備する患者位置確認システム。 Radiation therapy sometimes Oite, an optical imaging unit for generating a first optical image of a patient placed on the bed in optical imaging,
A first position calculator for calculating a first relative position of the patient to the couch definitive during the radiation therapy based on the first optical image,
A second position calculation unit that calculates the second relative position of the patient with respect to the bed at the time of the radiation therapy planning based on the second optical image of the patient placed on the bed at the time of the radiation therapy planning. ,
A determination unit for determining whether or not the patient placed at the second relative position interferes with the radiotherapy device, and a determination unit.
When it is determined that the patient interferes with the radiotherapy device, a correction unit that corrects the second relative position to a position where the patient does not interfere, and a correction unit.
A difference calculation unit that calculates the difference between the first relative position and the corrected second relative position,
A display unit that displays the Oite the difference at the time of the radiation therapy,
A patient positioning system equipped with.
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