JP7141875B2 - 放射線治療システム - Google Patents
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Description
図1に示す本実施形態に係る放射線治療システム10は、例えば、医療機関に設けられ、センサ12、呼吸同期装置14、放射線ビーム照射装置16、画像撮影装置18及び付帯装置20(以下、制御装置20ともいう。)を有する。
制御装置20は、呼吸同期装置14の付帯装置であって、呼吸同期装置14の外部に設けられるか、又は、呼吸同期装置14に内蔵されている。すなわち、呼吸同期装置14の外部に制御装置20が設けられる場合、制御装置20は、ノート型のパーソナルコンピュータ(PC)等の携帯型のコンピュータであって、所定のプログラム(アプリケーションソフトウェア)を起動することによって、該制御装置20の機能を実現する。一方、呼吸同期装置14に制御装置20が内蔵される場合、呼吸同期装置14として機能するコンピュータにおいて、所定のプログラム(アプリケーションソフトウェア)を起動することにより、該制御装置20の機能が実現される。なお、図1では、呼吸同期装置14の外部に制御装置20が設けられる場合と、呼吸同期装置14に制御装置20が内蔵される場合との両方を図示している。以下の説明では、呼吸同期装置14の外部に制御装置20を設ける場合について説明する。
以上のように構成される本実施形態に係る放射線治療システム10の動作について、図2~図22Bを参照しながら説明する。ここでは、図2~図7のフローチャートに沿って、制御装置20の処理動作について主に説明する。また、この動作説明では、必要に応じて、図1も参照しながら説明する。
次に、ステップS10の照射可否判定1について、図4、図18A及び図18Bを参照しながら説明する。
次に、ステップS11の照射可否判定2について、図5、図19A及び図19Bを参照しながら説明する。
次に、ステップS12の照射可否判定3のうち、論理積の判定処理、すなわち、腫瘍30又は関心領域34に対する判定処理と、呼吸波形に対する判定処理との両方が肯定的な判定結果となった場合に、放射線ビームの照射を許可する場合について、図6を参照しながら説明する。
次に、ステップS12の照射可否判定3のうち、論理和の判定処理、すなわち、腫瘍30又は関心領域34に対する判定処理と、呼吸波形に対する判定処理とのうち、いずれか一方が肯定的な判定結果となった場合に、放射線ビームの照射を許可する場合について、図7を参照しながら説明する。
本実施形態では、VMATの治療を行う際、被検体が息止めをしている状態において、画像撮影装置18は、所定時間間隔(例えば、約180ms間隔)で被検体の透視画像(人体内部画像、内部画像情報)を生成し、画像情報取得部20aは、生成された透視画像を順次取得する。そこで、所定時間間隔で得られる透視画像を用いて被検体の息止め状態を確認し、その確認結果を利用して放射線ビームの照射可否判定を行う手法について、図23~図27Bを参照しながら説明する。
以上説明したように、本実施形態に係る放射線治療システム10では、利用情報選択部20e及び照射可否判定部20f等を有する制御装置20を具備することにより、適切な利用情報を選択し、選択した利用情報を用いて放射線ビームの照射可否判定を行うことができる。すなわち、VMATのように、ガントリの角度によっては、人体内部画像中に腫瘍30が写りにくい場合には、呼吸波形を利用情報として選択すればよい。また、被検体の体表の変動を示す呼吸波形と、被検体内部の腫瘍30の変動との間で相関関係が成り立たない場合には、人体内部画像中の腫瘍30又は関心領域34を利用情報として選択すればよい。さらに、人体内部画像と呼吸波形とが取得される場合には、両方の情報を利用情報として選択することもできる。
16…放射線ビーム照射装置 18…画像撮影装置
20…制御装置 20a…画像情報取得部
20c…呼吸情報取得部 20e…利用情報選択部
20f…照射可否判定部 20g…制御信号生成部
20h…制御信号出力部
Claims (11)
- 被検体の呼吸動作に同期した照射タイミング信号を出力可能な呼吸同期装置と、前記照射タイミング信号の示すタイミングで前記被検体に放射線ビームを照射可能な放射線ビーム照射装置とを有する放射線治療システムにおいて、
前記被検体の内部を撮影した画像を内部画像情報として生成する画像撮影装置と、前記呼吸動作に応じた呼吸情報を生成する前記呼吸同期装置と、前記内部画像情報及び前記呼吸情報のうち、少なくとも1つの情報に基づいて、前記被検体に対する前記放射線ビームの照射を指示する制御信号を生成する制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記画像撮影装置から前記内部画像情報を取得する画像情報取得部と、
前記呼吸同期装置から前記呼吸情報を取得する呼吸情報取得部と、
取得した前記内部画像情報及び前記呼吸情報を表示する表示部と、
取得した前記内部画像情報及び前記呼吸情報のうち、少なくとも1つの情報を、前記放射線ビームを前記被検体に照射可能か否かを判定するための利用情報として選択する利用情報選択部と、
選択された前記利用情報に基づいて、前記被検体に対する前記放射線ビームの照射が可能か否かを判定する照射可否判定部と、
前記被検体に対する前記放射線ビームの照射が可能と前記照射可否判定部が判定した場合、前記制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号を前記放射線ビーム照射装置に出力する制御信号出力部と、
を有することを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項1記載の放射線治療システムにおいて、
前記呼吸情報は、前記被検体の体表の変動に応じた呼吸波形であり、
前記利用情報選択部が前記呼吸波形を前記利用情報として選択した場合、前記呼吸情報取得部は、前記呼吸同期装置から前記呼吸波形を新たに取得し、
前記照射可否判定部は、前記呼吸情報取得部が新たに取得した前記呼吸波形が、予め設定された閾値範囲内に収まっているか否かを判定し、
前記呼吸波形が前記閾値範囲内に収まっていると前記照射可否判定部が判定した場合、前記制御信号生成部は、前記制御信号を生成することを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項1記載の放射線治療システムにおいて、
前記制御装置は、前記画像情報取得部が取得した前記内部画像情報中の腫瘍又は関心領域を抽出情報として抽出する抽出情報生成部をさらに有し、
前記利用情報選択部が前記内部画像情報を前記利用情報として選択した場合、前記画像情報取得部は、前記画像撮影装置から前記内部画像情報を新たに取得し、
前記抽出情報生成部は、新たに取得された前記内部画像情報中の腫瘍又は関心領域を前記抽出情報として抽出し、
前記照射可否判定部は、前記抽出情報生成部が抽出した前記抽出情報の示す腫瘍又は関心領域が、予め設定された前記放射線ビームの照射範囲内に収まっているか否かを判定し、
前記腫瘍又は前記関心領域が前記照射範囲内に収まっていると前記照射可否判定部が判定した場合、前記制御信号生成部は、前記制御信号を生成することを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項1記載の放射線治療システムにおいて、
前記呼吸情報は、前記被検体の体表の変動に応じた呼吸波形であり、
前記制御装置は、前記画像情報取得部が取得した前記内部画像情報中の腫瘍又は関心領域を抽出情報として抽出する抽出情報生成部をさらに有し、
前記利用情報選択部が前記内部画像情報及び前記呼吸波形を前記利用情報として選択した場合、前記画像情報取得部は、前記画像撮影装置から前記内部画像情報を新たに取得し、前記抽出情報生成部は、新たに取得された前記内部画像情報中の腫瘍又は関心領域を前記抽出情報として抽出し、前記呼吸情報取得部は、前記呼吸同期装置から前記呼吸波形を新たに取得し、
前記照射可否判定部は、前記抽出情報生成部が抽出した前記抽出情報の示す腫瘍又は関心領域が、予め設定された前記放射線ビームの照射範囲内に収まっているか否かを判定すると共に、前記呼吸情報取得部が新たに取得した前記呼吸波形が、予め設定された閾値範囲内に収まっているか否かを判定し、
前記腫瘍又は前記関心領域が前記照射範囲内に収まり、且つ、前記呼吸波形が前記閾値範囲内に収まっていると前記照射可否判定部が判定した場合、前記制御信号生成部は、前記制御信号を生成することを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項1記載の放射線治療システムにおいて、
前記呼吸情報は、前記被検体の体表の変動に応じた呼吸波形であり、
前記制御装置は、前記画像情報取得部が取得した前記内部画像情報中の腫瘍又は関心領域を抽出情報として抽出する抽出情報生成部をさらに有し、
前記利用情報選択部が前記内部画像情報及び前記呼吸情報を前記利用情報として選択した場合、前記画像情報取得部は、前記画像撮影装置から前記内部画像情報を新たに取得し、前記抽出情報生成部は、新たに取得された前記内部画像情報中の腫瘍又は関心領域を前記抽出情報として抽出し、前記呼吸情報取得部は、前記呼吸同期装置から前記呼吸波形を新たに取得し、
前記照射可否判定部は、前記抽出情報生成部が抽出した前記抽出情報の示す腫瘍若しくは関心領域が、予め設定された前記放射線ビームの照射範囲内に収まっているか否かの判定処理と、前記呼吸情報取得部が新たに取得した前記呼吸波形が、予め設定された閾値範囲内に収まっているか否かの判定処理とのうち、少なくとも1つの判定処理を実行し、
前記腫瘍若しくは前記関心領域が前記照射範囲内に収まっているか、又は、前記呼吸波形が前記閾値範囲内に収まっていると前記照射可否判定部が判定した場合、前記制御信号生成部は、前記制御信号を生成することを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項4又は5記載の放射線治療システムにおいて、
前記制御装置は、前記内部画像情報中の前記腫瘍又は前記関心領域の移動量と、前記呼吸波形の変動量との相関を算出する解析部をさらに有することを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項3~6のいずれか1項に記載の放射線治療システムにおいて、
前記画像撮影装置は、前記内部画像情報を経時的に生成し、
前記画像情報取得部は、前記画像撮影装置から前記内部画像情報をリアルタイムで取得し、
前記抽出情報生成部は、リアルタイムで取得された前記内部画像情報中の腫瘍又は関心領域を前記抽出情報として抽出し、抽出した前記抽出情報を、前記腫瘍又は前記関心領域の時間変化を示す波形情報に変換することを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項3~7のいずれか1項に記載の放射線治療システムにおいて、
前記関心領域は、前記腫瘍、又は、該腫瘍の動きとの相関が高い前記被検体内の組織であることを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項3~8のいずれか1項に記載の放射線治療システムにおいて、
前記画像撮影装置は、前記内部画像情報を所定時間間隔で生成し、
前記画像情報取得部は、所定時間間隔で生成された前記内部画像情報を順次取得し、
前記抽出情報生成部は、順次取得された複数の前記内部画像情報のうち、少なくとも2つの前記内部画像情報中の関心領域を前記抽出情報として抽出し、
前記照射可否判定部は、2つの前記関心領域の画像の画像相関に基づき、前記腫瘍又は前記関心領域が前記照射範囲内に収まっているか否かを判定することを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項9記載の放射線治療システムにおいて、
2つの前記関心領域は、前記被検体の横隔膜を含み、
前記照射可否判定部は、一方の関心領域の画像を前記被検体の頭尾方向にずらした画像を新たに生成し、前記一方の関心領域の画像、及び、前記新たに生成した画像と、他方の関心領域の画像との画像相関を計算し、その計算結果を用いて前記関心領域の位置変動の有無を確認し、その確認結果に基づいて、前記腫瘍又は前記関心領域が前記照射範囲内に収まっているか否かを判定することを特徴とする放射線治療システム。 - 請求項1~10のいずれか1項に記載の放射線治療システムにおいて、
前記画像撮影装置は、
前記被検体に放射線を照射し、該被検体を透過した前記放射線に基づいて前記被検体内の放射線画像を生成する放射線撮像装置、
前記被検体に前記放射線ビームを照射し、該被検体を透過した前記放射線ビームに基づいて前記被検体内の放射線画像を生成する前記放射線ビーム照射装置、
又は、前記被検体に超音波を照射し、該被検体からの反射波に基づいて前記被検体内の超音波画像を生成する超音波撮像装置であることを特徴とする放射線治療システム。
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