JP7184139B2 - 位置決め装置および位置決め方法 - Google Patents
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Description
10 X線管制御部
11 X線管
15 表示部
16 入力部
17 ネットワーク
21 フラットパネルディテクタ
30 治療台
31 天板
32 天板移動機構
40 制御部
41 画像取得部
42 DRR画像作成部
43 位置合わせ部
44 移動量算出部
45 3軸最適化部
46 6軸最適化部
47 1次元最適化部
Claims (12)
- 治療台上の被検体の患部に向けて治療ビームを照射する放射線治療を行うときに、前記被検体の位置決めを行う位置決め装置であって、
放射線照射部と放射線検出器を有する撮像系から前記被検体の異なる2方向の2次元放射線画像を取得する画像取得部と、
空間に前記撮像系の幾何学的配置を再現し、予めコンピュータ断層撮影により収集されたCTデータに仮想的に透視投影を行うことにより、前記被検体の異なる2方向のDRR画像を作成するDRR画像作成部と、
前記放射線画像と前記DRR画像の位置合わせを実行する位置合わせ部と、
前記位置合わせ部により算出された前記放射線画像と前記DRR画像のずれ量から前記治療台の移動量を出力する移動量算出部と、
を備え、
前記位置合わせ部は、
空間座標系における平行移動および回転の6自由度のパラメータのうち、平行移動の3自由度のパラメータを独立変数とする3次元関数を用いて該3自由度のパラメータの最適化演算を実行することにより、前記放射線画像と前記DRR画像の3軸の平行方向のずれ量を求める3軸最適化部と
前記3軸最適化部における最適化演算の結果を反映した後に、6自由度のパラメータ、または、前記治療台の移動軸に対応する4自由度または5自由度のパラメータを独立変数とする6次元関数、4次元関数、又は5次元関数を用いて該6自由度、4自由度、又は5自由度のパラメータの最適化演算を実行することにより、前記放射線画像と前記DRR画像の3軸の平行方向および該3軸の回転方向のずれ量を求める多軸最適化部と、
を備えること、を特徴とする位置決め装置。 - 請求項1に記載の位置決め装置において、
前記3軸最適化部における最適化演算は、粗位置決めである初期セットアップのあとに実行される、位置決め装置。 - 請求項1に記載の位置決め装置において、
前記3軸最適化部は、前記3次元関数として、前記放射線画像と前記DRR画像との一致度を評価する3次元の評価関数を用い、前記3軸の平行方向のずれ量が目標とする値に収束するまで反復計算を実行する、位置決め装置。 - 請求項1に記載の位置決め装置において、
前記位置合わせ部は、前記放射線画像と前記DRR画像の解像度を低解像度から高解像度に段階的に変えながら、位置合わせを実行し、
前記3軸最適化部は、最も低い解像度で前記平行移動の3自由度のパラメータの最適化演算を実行する位置決め装置。 - 請求項1に記載の位置決め装置において、
前記移動量算出部は、前記多軸最適化部において6自由度のパラメータの最適化演算を実行したときには、前記放射線画像と前記DRR画像との間の平行方向および回転方向のずれ量から6方向の移動量を算出し、前記6方向の移動量のうち、前記治療台の移動軸に対応する移動量を出力する位置決め装置。 - 治療台上の被検体の患部に向けて治療ビームを照射する放射線治療を行うときに、前記被検体の位置決めを行う位置決め装置であって、
放射線照射部と放射線検出器を有する撮像系から前記被検体の異なる2方向の2次元放射線画像を取得する画像取得部と、
空間に前記撮像系の幾何学的配置を再現し、予めコンピュータ断層撮影により収集されたCTデータに仮想的に透視投影を行うことにより、前記被検体の異なる2方向のDRR画像を作成するDRR画像作成部と、
前記放射線画像と前記DRR画像の位置合わせを実行する位置合わせ部と、
前記位置合わせ部により算出された前記放射線画像と前記DRR画像のずれ量から前記治療台の移動量を出力する移動量算出部と、
を備え、
前記位置合わせ部は、
空間座標系における平行移動および回転の6自由度のパラメータのうち、平行移動の3自由度のパラメータの最適化演算を同時に実行することにより、前記放射線画像と前記DRR画像の平行方向のずれ量を求める3軸最適化部と、
前記3軸最適化部における最適化演算の結果を反映した後に、6自由度のパラメータ、または、前記治療台の移動軸に対応する4自由度または5自由度のパラメータの最適化演算を同時に実行することにより、前記放射線画像と前記DRR画像の平行方向および回転方向のずれ量を求める多軸最適化部と、
前記多軸最適化部による最適化演算の結果、ずれ量が目標とする値に収束したか否かを判定し、収束しなかったと判断した場合に、前記撮像系の撮影方向に沿った1次元平行移動に関するパラメータの最適化演算を実行する1次元最適化部と、
を備えること、を特徴とする位置決め装置。 - 請求項7に記載の位置決め装置において、
前記多軸最適化部による最適化演算の結果、ずれ量が目標とする値に収束したか否かの判定は、前記異なる2方向の評価関数の和と収束判定値との対比により行われる、位置決め装置。 - 請求項7に記載の位置決め装置において、
前記一次元最適化部による最適化演算の結果、ずれ量が目標とする値に収束したか否かの判定は、前記異なる2方向の評価関数のうち値が大きい方と収束判定値との対比により行われる、位置決め装置。 - 請求項7に記載の位置決め装置において、
前記3軸最適化部、前記多軸最適化部、および、前記1次元最適化部による各評価関数はそれぞれ異なる評価関数が用いられている、位置決め装置。 - 請求項7に記載の位置決め装置において、
前記位置合わせ部は、前記1次元最適化部による演算が所定時間または所定回数に達しても収束判定値に到達しない場合に、最適化演算を打ち切る、位置決め装置。 - 治療台上の被検体の患部に向けて治療ビームを照射する放射線治療を行うときに、前記被検体の位置決めを行う請求項1~11のいずれかに記載の位置決め装置の作動方法であって、
画像取得部が、放射線照射部と放射線検出器を有する撮像系から前記被検体の異なる2方向の2次元放射線画像を取得する画像取得工程と、
DRR画像作成部が、空間に前記撮像系の幾何学的配置を再現し、予めコンピュータ断層撮影により収集されたCTデータに仮想的に透視投影を行うことにより、前記被検体の異なる2方向のDRR画像を作成するDRR画像作成工程と、
位置合わせ部が、前記放射線画像と前記DRR画像の位置合わせを実行する位置合わせ工程と、
移動量算出部が、前記位置合わせ工程により算出された前記放射線画像と前記DRR画像のずれ量から前記治療台の移動量を出力する移動量算出工程と、
を備え、
前記位置合わせ工程は、
3軸最適化部が、空間座標系における平行移動および回転の6自由度のパラメータのうち、平行移動の3自由度のパラメータを独立変数とする3次元関数を用いて該3自由度のパラメータの最適化演算を実行する3軸最適化工程と、
多軸最適化部が、前記3軸最適化工程における最適化演算の結果を反映した後に、6自由度のパラメータまたは、前記治療台の移動軸に対応する4自由度または5自由度のパラメータを独立変数とする6次元関数、4次元関数、又は5次元関数を用いて該6自由度、4自由度、又は5自由度のパラメータの最適化演算を実行する多軸最適化工程と、
を備えること、を特徴とする位置決め装置の作動方法。
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