JP6937196B2 - 放射線治療装置及び患者位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、放射線治療装置及び患者位置決め装置に関する。

放射線治療において患者の位置決め（患者ポジショニング）が行われている。患者の位置決めの方法としては放射線治療装置用シンクロナイザを用いる方法がある。この方法は、治療直前期において放射線治療装置用シンクロナイザにより２方向から患者をＸ線撮影してＸ線画像を生成し、当該治療直前のＸ線画像を治療計画時の患者画像との間で骨ベースの位置合わせを行い位置ずれ量を算出し、位置ずれ量に従い患者を位置合わせする。しかし、放射線治療装置用シンクロナイザの撮影方向は狭い範囲に限られており、治療部位から大きく外れた正常部位もＸ線照射される虞がある。

特開２０１５−１８６５３７号公報 特開２００５−３０５０４８号公報

発明が解決しようとする課題は、放射線治療直前期における患者位置決めのためのＸ線撮影による被曝線量を低減することにある。

本実施形態に係る放射線治療装置は、放射線治療対象の被検体に治療用放射線を照射する照射部と、前記被検体が載置される天板を移動可能に支持する寝台と、前記天板に載置された前記被検体をＸ線撮影するための第１のＸ線管と第１のＸ線検出器とを有する第1のＸ線撮影系と、前記天板に載置された前記被検体をＸ線撮影するための第２のＸ線管と第２のＸ線検出器とを有する第２のＸ線撮影系と、前記被検体に関する３次元医用画像を記憶する記憶部と、前記第1のＸ線撮影系と前記第２のＸ線撮影系との各々について、前記３次元医用画像に基づいて前記被検体を透過するＸ線の線量が予め設定された基準を満たすような撮影方向と絞りの開口との少なくとも一方を決定する決定部と、を具備する。

図１は、第１実施形態に係る放射線治療装置の構成を示す図である。 図２は、図１のＸ線撮影系、ガントリ及び寝台の外観を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る放射線治療装置の処理の典型的な流れを示す図である。 図４は、図３のステップＳ２におけるＤＲＲ画像への撮影マージンの設定例を示す図である。 図５は、図３のステップＳ３におけるＤＲＲ画像への重要臓器領域の設定例を示す図である。 図６は、図３のステップＳ４におけるＸ線絞り器の開口値の算出例を示す図である。 図７は、図３のステップＳ４における撮影マージンに重要臓器領域が含まれる場合のＸ線絞り器の開口値の算出例を示す図である。 図８は、図３のステップＳ５における透過Ｘ線量の算出の詳細を示す図である。 図９は、図３のステップＳ７における患者位置決め撮影用の撮影方向の表示画面を示す図である。 図１０は、第２実施形態に係る患者位置決め装置の構成を示す図である。

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装置及び患者位置決め装置を説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る放射線治療装置１は、患者位置決め装置を搭載した放射線治療装置である。患者位置決め装置は、Ｘ線撮影系を利用した、治療直前期に行われる患者の位置決めのための装置である。患者位置決め装置は、放射線治療装置用シンクロナイザとも呼ばれる。

図１は、第１実施形態に係る放射線治療装置１の構成を示す図である。図１に示すように、放射線治療装置１は、Ｘ線撮影系１０、ガントリ３０、寝台５０及びコンソール７０を有する。

図２は、図１のＸ線撮影系１０、ガントリ３０及び寝台５０の外観を示す図である。図１及び図２に示すように、ガントリ３０は、固定部３１と回転部３２とを有している。固定部３１は、床面に設置され、回転部３２を回転軸回りに回転可能に支持している。回転部３２の一部には照射ヘッド３２１が設けられ、照射ヘッド３２１には照射器３３が内蔵されている。照射器３３は、例えば、加速管により輸送された電子が衝突する金属ターゲットを搭載する。金属ターゲットに電子が衝突することにより、放射線であるＸ線が発生する。照射ヘッド３２１にはマルチリーフ・コリメータ（ＭＬＣ：Multi Leaf Collimator）が設けられている。マルチリーフ・コリメータは、Ｘ線遮蔽物質により形成された複数のリーフを個別に移動可能に支持している。複数のリーフを移動させることにより任意の形状の照射野を形成することが可能である。照射器３３から照射される放射線の中心軸と回転部３２の回転軸とを結ぶ交点はアイソセンタＩＳと呼ばれる。

照射系制御回路３５は、コンソール７０の治療系制御回路７３による指令に従い照射器３３に照射信号を供給する。照射信号の供給を受けた照射器３３は、放射線を患者Ｐに照射する。また、照射系制御回路３５は、治療系制御回路７３による指令に従いマルチリーフ・コリメータに駆動信号を供給する。駆動信号の供給を受けたマルチリーフ・コリメータは、指定の放射線照射野を形成するために複数のリーフを移動する。

ガントリ駆動装置３４は、例えば、固定部３１に内蔵されている。ガントリ駆動装置３４は、ガントリ制御回路３６からの駆動信号の供給を受けて回転部３２を回転する。ガントリ制御回路３６は、コンソール７０の治療系制御回路７３による指令に従いガントリ駆動装置３４に駆動信号を供給する。

Ｘ線撮影系１０は、放射線治療対象の患者ＰをＸ線撮影するためのＸ線撮影機構を装備する。本実施形態に係るＸ線撮影系１０は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２とからなる２系統のＸ線撮影系を装備する。Ｘ線撮影系１０は、寝台５０の天板５２に載置された患者Ｐを、第１のＸ線撮影系１１により第１の撮影方向でＸ線撮影し、第２のＸ線撮影系１２により第２の撮影方向でＸ線撮影する。より詳細には、Ｘ線撮影系１０は、第１のＸ線撮影系１１、第１移動機構１３、第１移動駆動装置１５、第２のＸ線撮影系１２、第２移動機構１４及び第２移動駆動装置１６を有する。

第１のＸ線撮影系１１は、第１Ｘ線管１１１、第１Ｘ線絞り器１１２及び第１Ｘ線検出器１１３を有する。第１Ｘ線管１１１は、Ｘ線を発生する。第１Ｘ線絞り器１１２は、第１Ｘ線管１１１に取り付けられる開口可変のＸ線絞りである。第１Ｘ線検出器１１３は、第１Ｘ線管１１１から発生され患者Ｐを透過したＸ線を検出し、Ｘ線画像データを生成する。

第１移動機構１３は、第１Ｘ線管１１１と第１Ｘ線検出器１１３とを対として、第１Ｘ線管１１１と第１Ｘ線検出器１１３との各々を所定の円弧上を移動可能に支持する。具体的には、第１移動機構１３は、第１Ｘ線管１１１のための移動機構１３１と第１Ｘ線検出器１１３のための移動機構１３２とを有する。移動機構１３１は、例えば、治療室の床面１００に埋設され、第１Ｘ線管１１１を所定の円弧上を移動可能に支持する直動ガイドやボールねじ等を有する。移動機構１３２は、例えば、治療室の天井２００に取り付けられ、第１Ｘ線検出器１１３を所定の円弧上を移動可能に支持する直動ガイドやボールねじ等を有する。例えば、第１Ｘ線管１１１の焦点と第１Ｘ線検出器１１３の検出面中心とを結ぶ撮影軸Ａ１が、アイソセンタＩＳに交差するように、第１Ｘ線管１１１は移動機構１３１に、第１Ｘ線検出器１１３は移動機構１３２に支持される。

第１移動駆動装置１５は、コンソール７０のＸ線撮影系制御回路７２による指令に従い両移動機構１３１，１３２を同期的に駆動して第１Ｘ線管１１１と第１Ｘ線検出器１１３とが常に正対するように移動する。なお、第1のＸ線撮影系１１の撮影方向は、アイソセンタＩＳ回りの撮影軸Ａ１の角度に規定される。

第２のＸ線撮影系１２は、第２Ｘ線管１２１、第２Ｘ線絞り器１２２及び第２Ｘ線検出器１２３を有する。第２Ｘ線管１２１は、Ｘ線を発生する。第２Ｘ線絞り器１２２は、第２Ｘ線管１２１に取り付けられる開口可変のＸ線絞りである。第２Ｘ線検出器１２３は、第２Ｘ線管１２１から発生され患者Ｐを透過したＸ線を検出し、Ｘ線画像データを生成する。

第２移動機構１４は、第２Ｘ線管１２１と第２Ｘ線検出器１２３とを対として、所定の円弧上を移動可能に支持する。具体的には、第２移動機構１４は、第２Ｘ線管１２１のための移動機構１４１と第２Ｘ線検出器１２３のための移動機構１４２とを有する。移動機構１４１は、例えば、治療室の床面１００に埋設され、第２Ｘ線管１２１を所定の円弧上を移動可能に支持する直動ガイドやボールねじ等を有する。移動機構１４２は、例えば、治療室の天井２００に取り付けられ、第２Ｘ線検出器１２３を所定の円弧上を移動可能に支持する直動ガイドやボールねじ等を有する。例えば、第２Ｘ線管１２１の焦点と第２Ｘ線検出器１２３の検出面中心とを結ぶ撮影軸Ａ２が、アイソセンタＩＳに交差するように、第２Ｘ線管１２１は移動機構１４１に、第２Ｘ線検出器１２３は移動機構１４２に支持される。

第２移動駆動装置１６は、コンソール７０のＸ線撮影系制御回路７２による指令に従い両移動機構１４１，１４２を同期的に駆動して第２Ｘ線管１２１と第２Ｘ線検出器１２３とが常に正対するように移動する。なお、第２のＸ線撮影系１２の撮影方向は、アイソセンタＩＳ回りの撮影軸Ａ２の角度に規定される。

第１Ｘ線管１１１及び第１Ｘ線検出器１１３の移動範囲と第２Ｘ線管１２１及び第２Ｘ線検出器１２３の移動範囲とは、通常、アイソセンタＩＳ回りの全方位よりも狭い。従って、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との撮影方向に関する自由度は比較的制限されている。

寝台５０は、基台５１と天板５２とを有する。基台５１は、治療室の床面に設置され、天板５２を移動自在に支持する。天板５２は、略平面形状を有し、患者が載置される。

図１に示すように、コンソール７０は、処理回路７１、Ｘ線撮影系制御回路７２、治療系制御回路７３、記憶回路７４、表示回路７５、入力回路７６及び通信回路７７を有する。処理回路７１、Ｘ線撮影系制御回路７２、治療系制御回路７３、記憶回路７４、表示回路７５、入力回路７６及び通信回路７７は、互いにバスを介して通信可能に接続されている。

処理回路７１は、ハードウェア資源として、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。具体的には、処理回路７１は、ＤＲＲ画像生成機能７１１、撮影マージン設定機能７１２、重要臓器設定機能７１３、絞り開口決定機能７１４、撮影方向決定機能７１５、表示制御機能７１６及び同期信号生成機能７１７を有する。なお、処理回路７１は、上記機能を実現可能なＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、ＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Device）により実現されても良い。

ＤＲＲ画像生成機能７１１において処理回路７１は、３次元医用画像に基づいて複数の視線方向に関する複数のＤＲＲ画像を生成する。３次元医用画像は、被検体の３次元的な形態情報を表現する画像であり、例えば、治療計画のためにＸ線コンピュータ断層撮影装置により生成される。以下、３次元医用画像は、治療計画用３次元ＣＴ画像であるとする。ＤＲＲ画像は、Ｘ線診断装置により撮影されるＸ線画像を模擬した２次元画像である。処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１により撮影可能な複数の撮影方向に関する複数のＤＲＲ画像と、第２のＸ線撮影系１２により撮影可能な複数の撮影方向に関する複数のＤＲＲ画像とを生成する。

撮影マージン設定機能７１２において処理回路７１は、ＤＲＲ画像生成機能７１１により生成された各ＤＲＲ画像について撮影マージンを設定する。撮影マージンは、治療部位を包含する放射線照射領域である。

重要臓器設定機能７１３において処理回路７１は、ＤＲＲ画像生成機能７１１により生成された各ＤＲＲ画像について重要臓器領域を設定する。重要臓器領域は、放射線に対する感度が比較的高く、放射線照射を避けるべき臓器に対応する画像領域である。

絞り開口決定機能７１４において処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、３次元医用画像に基づいて患者Ｐを透過するＸ線の線量が予め設定された基準を満たすような絞りの開口を決定する。

撮影方向決定機能７１５において処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、患者Ｐを透過するＸ線の線量が予め設定された基準を満たすような撮影方向を３次元医用画像に基づいて決定する。決定された撮影方向は、患者位置決め用の撮影方向に設定される。具体的には、処理回路７１は、Ｘ線撮影系１１，１２各々が配置可能な複数の撮影方向に関して複数の透過Ｘ線量を算出する。これら複数の透過Ｘ線量のうちの、予め設定された基準を満たす透過Ｘ線量に対応する撮影方向が患者位置決め用の撮影方向に決定される。予め設定された基準を満たす透過Ｘ線量は、例えば、複数の透過Ｘ線量のうちの最小の透過Ｘ線量である。なお、本実施形態に係る予め設定された基準を満たす透過Ｘ線量は、最小の透過Ｘ線量に限定されず、２番目に小さい透過Ｘ線量でも良いし、如何なる順位の透過Ｘ線量でも良い。また、本実施形態に係る予め設定された基準を満たす透過Ｘ線量は、順位のみに限定されず、撮影方向等が考慮されても良い。

表示制御機能７１６において処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、撮影方向決定機能７１５により決定された撮影方向を所定のレイアウトで表示する。

同期信号生成機能７１７において処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々により収集されたＸ線画像に基づいて、照射器３３により放射線を照射するためのＯＮ信号と放射線の照射を停止するためのＯＦＦ信号を生成する。

Ｘ線撮影系制御回路７２は、放射線治療直前期の患者位置決めのためにＸ線撮影系１０を制御する。具体的には、Ｘ線撮影系制御回路７２は、第１のＸ線撮影系１１を所定の撮影方向に配置するために第１移動駆動装置１５を制御する。Ｘ線撮影系制御回路７２は、第１のＸ線撮影系１１でＸ線撮影を行うために第１Ｘ線管１１１を制御する。Ｘ線撮影系制御回路７２は、第１Ｘ線管１１１から照射されるＸ線の照射野を限定するために第１Ｘ線絞り器１１２を制御する。同様に、Ｘ線撮影系制御回路７２は、第２のＸ線撮影系１２を所定の撮影方向に配置するために第２移動駆動装置１６を制御し、第２のＸ線撮影系１２でＸ線撮影を行うために第２Ｘ線管１２１を制御し、第２Ｘ線管１２１から照射されるＸ線の照射野を限定するために第２Ｘ線絞り器１２２を制御する。

治療系制御回路７３は、放射線治療時において患者Ｐに放射線を照射するために照射系制御回路３５とガントリ制御回路３６とを制御する。治療系制御回路７３は、同期信号生成機能７１７によりＯＮ信号が生成された事を契機として放射線を照射するように照射系制御回路３５を制御する。治療系制御回路７３は、同期信号生成機能７１７によりＯＦＦ信号が生成された事を契機として放射線を停止するように照射系制御回路３５を制御する。治療系制御回路７３は、治療計画に従う照射方向に照射ヘッド３２１を配置するためにガントリ制御回路３６を制御する。

記憶回路７４は、種々の情報を記憶する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。例えば、記憶回路７４は、治療計画装置等から供給された治療計画や治療計画用３次元ＣＴ画像を記憶する。ハードウェアとして記憶回路７４は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。

表示回路７５は、種々の情報を表示する。具体的には、表示回路７５は、表示インタフェースと表示機器とを有する。表示インタフェースは、表示対象を表すデータを映像信号に変換する。映像信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表す映像信号を表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。

入力回路７６は、具体的には、入力機器と入力インタフェースとを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェースは、入力機器からの出力信号をバスを介して処理回路７１に供給する。

通信回路７７は、有線又は無線を介して図示しない治療計画装置や放射線治療情報システム（ＯＩＳ：Oncology Information System）等の他装置との間でデータ通信を行う。

以下、第１実施形態に放射線治療装置１の動作例について説明する。

図３は、第１実施形態に係る放射線治療装置１の処理の典型的な流れを示す図である。図３に示すように、処理回路７１は、まず、ＤＲＲ画像生成機能７１１を実行する（ステップＳ１）。ステップＳ１において処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、治療計画用３次元ＣＴ画像に基づいて複数の撮影方向に関する複数のＤＲＲ画像を生成する。例えば、Ｘ線管１１１，１２１及びＸ線検出器１１３，１２３の移動範囲に亘り１°毎にＤＲＲ画像が生成される。

ステップＳ１が行われると処理回路７１は、撮影マージン設定機能７１２を実行する（ステップＳ２）。ステップＳ２において処理回路７１は、ステップＳ１において生成された各ＤＲＲ画像に撮影マージンを設定する。

図４は、ＤＲＲ画像Ｉ１への撮影マージンＲＭの設定例を示す図である、図４に示すように、ＤＲＲ画像Ｉ１には治療部位ＲＴが含まれる。ユーザは、治療部位ＲＴを含むように入力回路７６を介して撮影マージンＲＭの画像領域を指定する。処理回路７１は、入力回路７６を介してユーザにより指定された画像領域を撮影マージンＲＭに設定する。なお、処理回路７１は、ＤＲＲ画像Ｉ１に画像処理をして治療部位ＲＴを認識し、当該治療部位ＲＴを含むように自動的に撮影マージンＲＭを設定しても良い。

ステップＳ２が行われると処理回路７１は、重要臓器設定機能７１３を実行する（ステップＳ３）。ステップＳ３において処理回路７１は、ステップＳ１において生成された各ＤＲＲ画像に重要臓器領域を設定する。

図５は、ＤＲＲ画像Ｉ２への重要臓器領域ＲＲの設定例を示す図である。図５に示すように、ユーザは、入力回路７６を介して重要臓器ＲＲの画像領域を指定する。処理回路７１は、入力回路７６を介してユーザにより指定された画像領域を重要臓器領域ＲＲに設定する。なお、処理回路７１は、ＤＲＲ画像Ｉ２に画像処理をして重要臓器ＲＲを認識し、当該重要臓器に対応する画像領域を自動的に重要臓器領域ＲＲに設定しても良い。

ステップＳ３が行われると処理回路７１は、絞り開口決定機能７１４を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ４において処理回路７１は、複数のＤＲＲ画像に対応する複数の撮影方向各々について第１Ｘ線絞り器１１３又は第２Ｘ線絞り器１２３の開口値を算出する。開口値は、Ｘ線絞り器１１３，１２３の開口を規定する各Ｘ線遮蔽板の位置により構成される。

図６は、Ｘ線絞り器１１３，１２３の開口値の算出例を示す図である。図６の上段に示すように、各ＤＲＲ画像Ｉ３には撮影マージンＲＭ３が設定されている。図６の下段に示すように、処理回路７１は、Ｘ線絞り器１１３，１２３を構成する複数のＸ線遮蔽板８１，８３により規定されるＸ線照射範囲が撮影マージンＲＭ３に限局するような開口値を算出する。なお、Ｘ線絞り器１１３，１２３は、例えば、互いに交差する２対のＸ線遮蔽板８１，８３を搭載する。１対のＸ線遮蔽板８１は、撮影軸に直交する平面内の縦軸に沿ってスライド可能に設けられ、残りの１対のＸ線遮蔽板８３は、当該平面内の横軸に沿ってスライド可能に設けられる。例えば、処理回路７１は、複数のＸ線遮蔽板８１，８３により規定されるＸ線照射範囲に撮影マージンＲＭが内接するような各Ｘ線遮蔽板８１，８３の位置を算出する。算出された各Ｘ線遮蔽板８１，８３の位置の組合せが開口値に設定される。

図７は、撮影マージンＲＭに重要臓器領域ＲＲが含まれる場合のＸ線絞り器１１２，１２２の開口値の算出例を示す図である。図７の上段に示すように、ＤＲＲ画像Ｉ４において撮影マージンＲＭ４にオーバラップするように重要臓器領域ＲＲ４が設定された場合、処理回路７１は、重要臓器領域ＲＲ４を含まないＸ線照射範囲を実現する開口値を算出する。

具体的には、まず処理回路７１は、ＤＲＲ画像Ｉ４において重要臓器領域ＲＲ４が撮影マージンＲＭ４にオーバラップしているか否かを画像処理により判定する。図６に示すように、重要臓器領域ＲＲ４が撮影マージンＲＭ４にオーバラップしていない場合、処理回路７１は、撮影マージンＲＭ４に限局してＸ線を照射するようなＸ線絞り器１１３，１２３の開口値を算出する。図７の下段に示すように、重要臓器領域ＲＲ４が撮影マージンＲＭ４にオーバラップしている場合、処理回路７１は、当該重要臓器領域ＲＲ４にＸ線が照射されず且つ撮影マージンＲＭ４にＸ線が照射されるような各Ｘ線遮蔽板８１，８３の位置を算出する。算出された各Ｘ線遮蔽板８１，８３の位置の組合せがＸ線絞り器１１３，１２３の開口値に設定される。

なお、Ｘ線絞り器１１３，１２３としてマルチリーフ・コリメータが使用されても良い。この場合、Ｘ線照射範囲の形状をより撮影マージンＲＭの形状に合致させることができる。開口値の算出方法は、通常のＸ線絞り器１１３，１２３を使用した上記方法と同様である。すなわち、処理回路７１は、マルチリーフ・コリメータを構成する複数のリーフにより規定されるＸ線照射範囲が撮影マージンＲＭに内接するような各リーフの位置を算出する。算出された各リーフの位置の組合せが開口値に設定される。

ステップＳ４が行われると処理回路７１は、撮影方向決定機能を実行する（ステップＳ５）。ステップＳ５において処理回路７１は、複数のＤＲＲ画像に対応する複数の撮影方向各々について患者の透過Ｘ線量を算出する。

図８は、透過Ｘ線量の算出の詳細を示す図である。図８に示すように、処理回路７１は、撮影マージンＲＭと患者体輪郭ＲＰとに基づいて透過Ｘ線量を算出する。具体的には、処理回路７１は、各撮影方向について、撮影マージンＲＭに限定して照射されるＸ線の外輪郭ＲＸと患者体輪郭ＲＰとを治療計画用３次元ＣＴ画像Ｉ５に設定する。なお、図８において治療計画用３次元ＣＴ画像Ｉ５は、２次元的に示しているが、実際には３次元である。

Ｘ線外輪郭ＲＸと患者体輪郭ＲＰとが設定されると処理回路７１は、治療計画用３次元ＣＴ画像Ｉ５を構成する画素のうちの、Ｘ線外輪郭ＲＸと患者体輪郭ＲＰとに囲まれる画像領域ＲＶを構成する画素の画素数（ボクセル数）を透過Ｘ線量と見做して計数する。なお、撮影マージンＲＭに重要臓器領域ＲＲが含まれる場合、Ｘ線外輪郭ＲＸと患者体輪郭ＲＰとに囲まれる画像領域ＲＶから重要臓器領域ＲＲを除いた画像領域を構成する画素の画素数を透過Ｘ線量と見做して計数しても良い。

ステップＳ５が行われると処理回路７１は、引き続き撮影方向決定機能７１５を実行する（ステップＳ６）。ステップＳ６において処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、ステップＳ５において算出された複数の撮影方向に関する複数の透過Ｘ線量の中から最小の透過Ｘ線量を特定し、最小の透過Ｘ線量に対応する撮影方向を、患者位置決め撮影用の撮影方向に決定する。また、絞り開口決定機能７１４により、ステップＳ４において算出された複数の撮影方向に関する複数の開口値のうちの、患者位置決め撮影用の撮影方向に関する開口値が患者位置決め撮影用の開口値に決定される。

ステップＳ６が行われると処理回路７１は、表示制御機能７１６を実行する（ステップＳ７）。ステップＳ７において処理回路７１は、ステップＳ６において決定された患者位置決め撮影用の撮影方向を表示回路７５に表示する。

図９は、患者位置決め撮影用の撮影方向の表示画面Ｉ６を示す図である。図９に示すように、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について患者位置決め撮影用の撮影方向が表示される。具体的には、表示画面Ｉ６は、第１のＸ線撮影系１１に関する患者位置決め撮影用の撮影方向の表示欄Ｒ１と第２のＸ線撮影系１２に関する患者位置決め撮影用の撮影方向の表示欄Ｒ２とを有する。例えば、表示欄Ｒ１には、第１のＸ線撮影系１１に関する患者位置決め撮影用の撮影方向として「１１５°」。表示欄Ｒ２には、第２のＸ線撮影系１２に関する患者位置決め撮影用の撮影方向として「２３６°」が表示される。患者位置決め撮影用の撮影方向は数字で表現されることに限定されず、当該患者位置決め撮影用の撮影方向における第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２と患者との位置関係が図式的に表示されても良い。また、処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、絞り開口決定機能７１４により決定された、患者位置決め撮影用の開口値を表示しても良い。

ステップＳ７が行われるとＸ線撮影系制御回路７２は、患者位置決め用のＸ線撮影を行う（ステップＳ８）。ステップＳ８においてＸ線撮影系制御回路７２は、第１移動駆動装置１５と第２移動駆動装置１６とを制御し、ステップＳ６において決定された患者位置決め撮影用の撮影方向に第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々を配置する。また、Ｘ線撮影系制御回路７２は、第１Ｘ線絞り器１１２と第２Ｘ線絞り器１２２とを制御し、第１Ｘ線絞り器１１２の開口値を、ステップＳ６において決定された患者位置決め撮影用の開口値に設定し、第２Ｘ線絞り器１２２の開口値を、ステップＳ６において決定された患者位置決め撮影用の開口値に設定する。そしてＸ線撮影系制御回路７２は、第１Ｘ線管１１１と第２Ｘ線管１１２とを制御し、２方向からのＸ線撮影を行う。これにより、少ないＸ線被曝量で患者位置決め撮影を実行することができる。

ステップＳ８が行われると患者位置決めが行われる（ステップＳ９）。例えば、治療計画３次元ＣＴ画像との間で位置ずれ量が算出され、当該位置ずれ量が略ゼロになるように天板５２上の患者Ｐを移動したり、天板５２を移動したりする。

ステップＳ９が行われると治療系制御回路７３は、放射線治療を行う（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において治療系制御回路７３は、治療計画に従い放射線治療を行うように照射系制御回路３５とガントリ制御回路３６とを同期的に制御する。これにより、正確な位置決めのもと患者Ｐに放射線照射を行うことができる。

以上により、第１実施形態に係る放射線治療装置１の処理の説明を終了する。

なお、上記の放射線治療装置１の処理の流れは一例であり、本実施形態はこれに限定されない。例えば、上記の処理の流れにおいては、患者位置決め撮影用の撮影方向及びＸ線絞りの開口値の両方が決定されるとしたが、Ｘ線撮影系１０の移動自由度に応じて撮影方向及びＸ線絞りの開口値の何れか一方が決定されなくても良い。例えば、第１のＸ線撮影系１１の第１Ｘ線管１１１及び第１Ｘ線検出器１１３と第２のＸ線撮影系１２の第２Ｘ線管１２１及び第２Ｘ線検出器１２３との撮影方向が固定されている場合、患者位置決め撮影用の撮影方向は決定されなくても良い。この場合、固定された撮影方向におけるＸ線絞り器１１２，１２２の開口値のみが絞り開口決定機能７１４により決定される。なお、第１のＸ線撮影系１１の第１Ｘ線管１１１及び第１Ｘ線検出器１１３と第２のＸ線撮影系１２の第２Ｘ線管１２１及び第２Ｘ線検出器１２３との撮影方向が上記実施形態のように移動可能である場合、患者位置決め撮影用の撮影方向と開口値との両方が決定される。

また、上記の説明においては、ステップＳ４において各撮影方向について開口値を算出し終えた後、ステップＳ５において各撮影方向について透過Ｘ線量を算出するとした。しかしながら、各撮影方向について開口値と透過Ｘ線量とを並行して算出しても良い。

上記の通り、第１Ｘ線管１１１及び第１Ｘ線検出器１１３の移動範囲と第２Ｘ線管１２１及び第２Ｘ線検出器１２３の移動範囲とは、通常、アイソセンタＩＳ回りの全方位よりも狭く、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との撮影方向に関しての自由度は比較的制限されている。従って従来装置においては、放射線治療直前期の位置決めのためのＸ線撮影を治療部位に限局して行うことは患者位置や治療部位位置によっては困難であった。このような場合、治療部位と共に正常部位もＸ線撮影することとなるが、正常部位への被曝は低減されるべきである。

上記の通り、第１実施形態に係る放射線治療装置１は、照射器３３、寝台５０、第１のＸ線撮影系１１、第２のＸ線撮影系１２、記憶回路７４及び処理回路７１を有する。照射器３３は、放射線治療対象の患者Ｐに治療用放射線を照射する。寝台５０は、患者Ｐが載置される天板を移動可能に支持する。第１のＸ線撮影系１１は、天板５２に載置された患者ＰをＸ線撮影するための第１Ｘ線管１１１と第１Ｘ線検出器１１３とを有する。第２のＸ線撮影系１２は、天板５２に載置された患者ＰをＸ線撮影するための第２Ｘ線管１２１と第２Ｘ線検出器１２３とを有する。記憶回路７４は、患者Ｐに関する治療計画用３次元医用画像を記憶する。処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、治療計画用３次元医用画像に基づいて患者Ｐを透過するＸ線の線量が予め設定された基準を満たすような撮影方向と絞りの開口との少なくとも一方を決定する。

上記構成により、処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、透過Ｘ線量が少ない撮影方向と絞りの開口との少なくとも一方をシミュレーションにより決定することができる。よって、２方向からのＸ線撮影系による放射線治療直前期の患者位置決めにおいて患者Ｐの被曝線量を低減することができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態においては患者位置決め装置は、放射線治療装置１に組み込まれているとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。第２実施形態に係る患者位置決め装置は、放射線治療装置とは別体である。以下、第２実施形態に係る患者位置決め装置を説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

図１０は、第２実施形態に係る患者位置決め装置１’の構成を示す図である。図１０に示すように、患者位置決め装置１’は、Ｘ線撮影系１０及びコンソール７０を有する。患者位置決め装置１’は、図示しない放射線治療装置とは通信可能に接続されている。なお、Ｘ線撮影系１０と寝台５０とは、放射線治療装置と同様、治療室に設置される。

上記の通り、第２実施形態に係る患者位置決め装置１’は、第１のＸ線撮影系１１、第２のＸ線撮影系１２、記憶回路７４及び処理回路７１を有する。第１のＸ線撮影系１１は、天板に載置された患者ＰをＸ線撮影するための第１Ｘ線管１１１と第１Ｘ線検出器１１３とを有する。第２のＸ線撮影系１２は、天板５２に載置された患者ＰをＸ線撮影するための第２Ｘ線管１２１と第２Ｘ線検出器１２３とを有する。記憶回路７４は、患者Ｐに関する治療計画用３次元医用画像を記憶する。処理回路７１は、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、治療計画用３次元医用画像に基づいて患者Ｐを透過するＸ線の線量が予め設定された基準を満たすような撮影方向と絞りの開口との少なくとも一方を決定する。

よって、第２実施形態に係る患者位置決め装置１’は、第１実施形態に係る放射線治療装置１と同様、第１のＸ線撮影系１１と第２のＸ線撮影系１２との各々について、透過Ｘ線量が少ない撮影方向と絞りの開口との少なくとも一方をシミュレーションにより決定することができる。よって、２方向からのＸ線撮影系による放射線治療直前期の患者位置決めにおいて患者Ｐの被曝線量を低減することができる。

以上、上記述べた少なくとも１つの実施形態によれば、放射線治療直前期における患者位置決めのためのＸ線撮影による被曝線量を低減することが可能になる。

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。

１…放射線治療装置、１０…Ｘ線撮影系、１１…第１のＸ線撮影系、１２…第２のＸ線撮影系、１３…第１移動機構、１４…第２移動機構、１５…第１移動駆動装置、１６…第２移動駆動装置、３０…ガントリ、３１…固定部、３２…回転部、３３…照射器、３４…ガントリ駆動装置、３５…照射系制御回路、３６…ガントリ制御回路、５０…寝台、５１…基台、５２…天板、７０…コンソール、７１…処理回路、７２…Ｘ線撮影系制御回路、７３…治療系制御回路、７４…記憶回路、７５…表示回路、７６…入力回路、７７…通信回路、１００…床面、１１１…第１Ｘ線管、１１２…第１Ｘ線絞り器、１１３…第１Ｘ線検出器、１２１…第２Ｘ線管、１２２…第２Ｘ線絞り器、１２３…第２Ｘ線検出器、２００…天井、３２１…照射ヘッド、７１１…画像生成機能、７１２…撮影マージン設定機能、７１３…重要臓器設定機能、７１４…絞り開口決定機能、７１５…撮影方向決定機能、７１６…表示制御機能、７１７…同期信号生成機能。

Claims (11)

1. 放射線治療対象の被検体に治療用放射線を照射する照射部と、
   前記被検体が載置される天板を移動可能に支持する寝台と、
   前記天板に載置された前記被検体をＸ線撮影するための第１のＸ線管と第１のＸ線検出器とを有する第１のＸ線撮影系と、
   前記天板に載置された前記被検体をＸ線撮影するための第２のＸ線管と第２のＸ線検出器とを有する第２のＸ線撮影系と、
   前記被検体に関する３次元医用画像を記憶する記憶部と、
   前記第１のＸ線撮影系と前記第２のＸ線撮影系との各々について、前記３次元医用画像に基づいて前記被検体を透過するＸ線の線量が予め設定された基準を満たすような撮影方向と絞りの開口との少なくとも一方を決定する決定部と、
   を具備する放射線治療装置。
2. 前記基準は、前記被検体を透過するＸ線の線量が最小となることである、請求項１記載の放射線治療装置。
3. 前記第1のＸ線撮影系と前記第２のＸ線撮影系との各々について、前記３次元医用画像に基づいて複数の撮影方向に関する複数のＤＲＲ画像を生成する生成部と、
   前記複数のＤＲＲ画像の各々についてＸ線照射範囲を設定する設定部と、を更に備え、
   前記決定部は、前記複数の撮影方向の各々について前記第1のＸ線撮影系又は前記第２のＸ線撮影系から照射されるＸ線の線量を前記３次元医用画像と前記Ｘ線照射範囲とに基づいて計算し、前記複数の撮影方向のうちの最小の線量に対応する撮影方向を決定する、
   請求項２記載の放射線治療装置。
4. 前記決定部は、前記複数の撮影方向の各々について、前記第１のＸ線管又は前記第２のＸ線管から前記Ｘ線照射範囲までのＸ線透過経路に存在する前記３次元医用画像の被検体領域内の画素数を線量として計算する、
   請求項３記載の放射線治療装置。
5. 前記決定部は、前記Ｘ線透過経路の外縁と前記被検体領域の体輪郭とに含まれる前記３次元医用画像の画素数を前記被検体領域内の画素数として計算する、請求項４記載の放射線治療装置。
6. 前記設定部は、前記複数のＤＲＲ画像の各々について重要臓器以外の画像領域に前記Ｘ線照射範囲を設定する、請求項３記載の放射線治療装置。
7. 前記第1のＸ線撮影系と前記第２のＸ線撮影系との各々について、前記３次元医用画像に基づいて複数の撮影方向に関する複数のＤＲＲ画像を生成する生成部と、
   前記複数のＤＲＲ画像の各々についてＸ線照射範囲を設定する設定部と、を更に備え、
   前記決定部は、前記複数の撮影方向の各々について前記Ｘ線照射範囲に基づいて前記開口を決定する、
   請求項１記載の放射線治療装置。
8. 前記第１のＸ線撮影系は、前記第１のＸ線管と前記第１のＸ線検出器とを移動可能に支持し且つ前記第１のＸ線管の照射野を限定する第１のＸ線絞り器を更に有し、
   前記第２のＸ線撮影系は、前記第２のＸ線管と前記第２のＸ線検出器とを移動可能に支持し且つ前記第２のＸ線管の照射野を限定する第２のＸ線絞り器を更に有し、
   前記決定部は、前記撮影方向と前記開口との両方を決定する、
   請求項１記載の放射線治療装置。
9. 前記第１のＸ線撮影系は、前記第１のＸ線管と前記第１のＸ線検出器とを支持し且つ前記第１のＸ線管の照射野を限定する第１のＸ線絞り器を有し、
   前記第２のＸ線撮影系は、前記第２のＸ線管と前記第２のＸ線検出器とを支持し且つ前記第２のＸ線管の照射野を限定する第２のＸ線絞り器を有し、
   前記決定部は、前記開口を決定する、
   請求項１記載の放射線治療装置。
10. 前記第１のＸ線絞り器と前記第２のＸ線絞り器とは、個別に移動可能な複数のリーフを有するマルチリーフ・コリメータである、請求項８又は９記載の放射線治療装置。
11. 放射線治療対象の被検体をＸ線撮影するための第１のＸ線管と第１のＸ線検出器とを支持する第1のＸ線撮影系と、
    前記被検体をＸ線撮影するための第２のＸ線管と第２のＸ線検出器とを支持する第２のＸ線撮影系と、
    前記被検体に関する３次元医用画像を記憶する記憶部と、
    前記第1のＸ線撮影系と前記第２のＸ線撮影系との各々について、前記３次元医用画像に基づいて前記被検体を透過するＸ線の線量が予め設定された基準を満たすような撮影方向と絞りの開口との少なくとも一方を決定する決定部と、
    を具備する患者位置決め装置。

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