KR102187003B1 - 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템 - Google Patents

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유스께 후지이
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기꾸오 우메가끼
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

동체 추적 제어 장치(41)는 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)에 대하여 계조 처리를 실시하고, 이 계조 처리 실시 후의 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)를 사용하여 마커(29)의 위치를 계측하고, 이 마커(29)의 위치에 기초하여 방사선의 조사를 제어하는 신호를 생성한다. 이에 의해, 동체 추적에 있어서, 추적 대상과 유사한 구조가 추적 대상의 근방에 있는 경우에 있어서도, 오검출하지 않고 추적 대상을 추적할 수 있는 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템을 제공할 수 있다.

Description

동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템
본 발명은 하전 입자나 X선 등의 방사선을 종양 등의 환부에 조사하여 치료하는 방사선 조사 시스템 및 이와 같은 방사선 조사 시스템에 적합한 동체 추적 장치에 관한 것이다.
체간부 내에서 여기저기 움직이는 종양의 위치를 실시간으로, 또한 자동으로 산출하고, 기구계의 절대 정밀도에 의존하지 않고 실질 필요한 정밀도를 확보할 수 있는 동체 추적 조사 장치의 일례로서, 특허문헌 1에는, 종양 근방에 매립된 종양 마커를 제1 및 제2 방향으로부터 동시에 촬상하여 제1 및 제2 촬상 영상을 얻는 촬상 장치와, 디지타이즈된 제1 및 제2 촬상 영상에 미리 등록된 종양 마커의 템플릿 화상을 작용시킨 농담 정규화 상호 상관법에 의한 템플릿 매칭을 소정 프레임 레이트의 실시간 레벨로 실행하고, 제1 및 제2 촬상 변환 행렬에 기초하여 상기 종양 마커의 제1 및 제2 2차원 좌표를 산출하는 화상 입력 인식 처리부와, 상기 산출된 제1 및 제2 2차원 좌표에 기초하여 상기 종양 마커의 3차원 좌표를 계산하는 중앙 연산 처리부와, 상기 계산된 종양 마커의 3차원 좌표에 기초하여 라이낙크의 치료 빔 조사를 제어하는 조사 제어부를 구비한 동체 추적 조사 장치가 기재되어 있다.
일본 특허 제3053389호
암 등의 환자에게 하전 입자나 X선 등의 방사선을 조사하는 방법이 알려져 있다. 하전 입자에는 양자선이나 탄소선 등이 있다. 이 조사에 사용하는 방사선 조사 시스템은, 카우치라 불리는 환자용 베드 위에 고정된 환자의 체내에서 종양 등의 표적의 형상에 적합한 선량 분포를 형성한다.
그런데, 종양 등의 표적이 호흡 등에 의해 이동하면, 정확한 조사가 어려워진다. 따라서, 표적이 미리 결정된 범위(게이트 범위)에 있는 경우만 조사하는 게이트 조사를 실시하는 것이 근년 실현되고 있다.
상술한 특허문헌 1에는, 환부 부근에 매립된 마커의 위치에 기초하여 게이트 조사를 실시하는 동체 추적 조사라 불리는 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 바와 같은 게이트 조사에서 사용되는 마커는, 예를 들어 직경 2㎜ 정도의 금속제의 구체 등이다.
동체 추적 조사에서는, 환부 부근에 매립된 마커나 표적 그 자체 등의 추적 대상의 위치에 기초하여 게이트 조사를 실시한다. 마커 등의 추적 대상의 위치는, 교차하는 2방향의 X선에 의한 촬상 화상을 사용하여 계측된다. 촬상 화상에 찍히는 추적 대상의 위치는, 템플릿 매칭이라 불리는 방법에 의해 검출된다.
이 템플릿 매칭이란, 템플릿 화상이라 불리는 미리 준비한 추적 대상의 화상과 촬상 화상을 비교하고, 촬상 화상 중에서 템플릿 화상에 가장 가까운 패턴을 검출하는 방법이다. 추적 대상이 찍힌 X선 측정기 상의 위치와 촬상용 X선 발생 장치를 연결하는 2개의 선이 가장 접근하는 위치를 추적 대상이 존재하는 위치로 간주하고 있다. 이 템플릿 매칭 시에는, 촬상 화상과 템플릿 화상을 비교하여, 규격화 상호 상관 등의 유사도를 매칭 스코어로서 평가한다.
여기서, 상술한 특허문헌 1에 기재된 기술에서 사용되고 있는 템플릿 매칭에서는, 추적 대상과 유사한 구조(비추적 대상)가 추적 대상의 근방에 나타나면, 그 비추적 대상의 화소값의 범위가 진짜 추적 대상의 화소값의 범위와는 상이한 경우에도, 그 비추적 대상의 장소도 매칭 스코어가 높아져, 추적 대상이 아닌 것을 추적 대상으로 오검출하는 경우가 있다는 문제가 있는 것이 본 발명자들의 검토에 의해 밝혀졌다.
본 발명은, 동체 추적에 있어서, 추적 대상과 유사한 구조가 추적 대상의 근방에 있는 경우에 있어서도, 오검출하지 않고 추적 대상을 추적할 수 있는 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템을 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 추적 대상의 촬상 화상을 촬상하는 X선 촬상 장치와, 상기 X선 촬상 장치에 의해 촬상된 촬상 화상으로부터, 상기 추적 대상의 위치를 구하는 동체 추적 제어 장치를 구비한 동체 추적 장치로서, 상기 동체 추적 제어 장치는, 상기 촬상 화상에 대하여 계조 처리하고, 상기 계조 처리 후의 촬상 화상을 사용하여 상기 추적 대상의 위치를 구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 추적 대상의 오검출의 빈도를 저감할 수 있다.
도 1은 방사선 조사 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 동체 추적 장치가 촬상 화상을 취득하는 개념도이다.
도 3은 동체 추적 장치가 촬상 화상으로부터 마커의 위치를 계산하는 개념도이다.
도 4a는 비교를 위한 일반적인 방법에 있어서의 마커 위치 판정 방법을 도시하는 개념도이다.
도 4b는 비교를 위한 일반적인 방법에 있어서의 도 4a의 점선 상의 화소값의 분포를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 계조 처리의 윈도우를 설정하는 방법을 도시하는 개념도이다.
도 6a는 제1 실시예에 있어서의 마커 위치 판정 방법을 도시하는 개념도이다.
도 6b는 제1 실시예에 있어서의 도 6a의 점선 상의 화소값의 분포를 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 실시예에 있어서의 콘솔의 화면을 도시하는 개념도이다.
도 8a는 제3 실시예에 있어서의 계조 처리의 윈도우를 보정하는 방법을 도시하는 개념도이다.
도 8b는 제3 실시예에 있어서의 계조 처리의 윈도우를 보정하는 방법을 도시하는 개념도이다.
도 8c는 제3 실시예에 있어서의 계조 처리의 윈도우를 보정하는 방법을 도시하는 개념도이다.
이하에 본 발명의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템의 실시예를, 도면을 사용하여 설명한다.
<실시예 1>
본 발명의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템의 실시예 1을 도 1 내지 도 7을 사용하여 설명한다.
본 발명의 동체 추적 장치는, X선 조사 시스템이나 양자선 조사 시스템, 예를 들어 탄소 등의 중입자를 표적에 조사하는 중입자선 조사 시스템 등의 방사선 조사 시스템에 적용할 수 있다. 본 실시예에서는, 도 1에 도시한 바와 같은 조사하는 방사선으로서 양자를 사용하는 양자선 조사 시스템을 예로 들어 설명한다.
도 1에 있어서, 본 발명의 실시예의 하나인 양자선 조사 시스템은, 양자선 발생 장치(10), 빔 수송계(20), 조사 노즐(22), 동체 추적 장치(38), 카우치(27), 제어 장치(40) 등을 구비하고 있다. 이 중, 양자선 발생 장치(10), 빔 수송계(20), 조사 노즐(22)에 의해 방사선 조사 장치가 구성된다.
양자선 발생 장치(10)는 이온원(12), 라이낙크(13), 싱크로트론(11)을 구비한다. 싱크로트론(11)은 편향 전자석(14), 4극 전자석(도시 생략), 고주파 가속 장치(18), 고주파 출사 장치(19), 출사용 디플렉터(17) 등을 구비한다. 이온원(12)은 라이낙크(13)에 접속되어 있고, 라이낙크(13)는 싱크로트론(11)에 접속되어 있다. 양자선 발생 장치(10)에서는, 이온원(12)으로부터 발생된 양자선은 라이낙크(13)에 의해 전단 가속되어, 싱크로트론(11)에 입사한다. 싱크로트론(11)에서 더 가속된 양자선은 빔 수송계(20)에 출사된다.
빔 수송계(20)는 복수의 편향 전자석(21)과 4극 전자석(도시 생략)을 구비하고 있고, 싱크로트론(11)과 조사 노즐(22)에 접속되어 있다. 또한, 빔 수송계(20)의 일부와 조사 노즐(22)은 통 형상의 갠트리(25)에 설치되어 있어, 갠트리(25)와 함께 회전할 수 있다. 싱크로트론(11)으로부터 출사된 양자선은, 빔 수송계(20) 내를 통과하면서 4극 전자석에 의해 수속되고, 편향 전자석(21)에 의해 방향을 바꾸어 조사 노즐(22)에 입사한다.
조사 노즐(22)은 2쌍의 주사 전자석과, 선량 모니터와, 위치 모니터(모두 도시 생략)를 구비하고 있다. 2쌍의 주사 전자석은, 서로 직교하는 방향으로 설치되어 있고, 표적의 위치에 있어서 빔축에 수직인 면내의 원하는 위치에 양자선이 도달하도록 양자선을 편향할 수 있다. 선량 모니터는 조사된 양자선의 양을 계측한다. 위치 모니터는 양자선이 통과한 위치를 검출할 수 있다. 조사 노즐(22)을 통과한 양자선은 조사 대상(26) 내의 표적에 도달한다. 또한, 암 등의 환자를 치료하는 경우, 조사 대상(26)은 환자를 나타내고, 표적은 종양 등을 나타낸다.
조사 대상(26)을 올려놓는 베드를 카우치(27)라 칭한다. 카우치(27)는 제어 장치(40)로부터의 지시에 기초하여, 직교하는 3축의 방향으로 이동할 수 있고, 또한 각각의 축을 중심으로 하여 회전할 수 있다. 이들의 이동과 회전에 의해, 조사 대상(26)의 위치를 원하는 위치로 이동할 수 있다.
제어 장치(40)는 양자선 발생 장치(10), 빔 수송계(20), 조사 노즐(22), 동체 추적 제어 장치(41), 카우치(27), 기억 장치(42), 콘솔(43) 등과 접속되어 있고, 이들 기기를 제어한다.
동체 추적 장치(38)는 마커(29)의 촬상 화상 A(61)를 촬상하는 촬상용 X선 발생 장치(23A)와 X선 측정기(24A) 및 마커(29)의 촬상 화상 B(62)를 촬상하는 촬상용 X선 발생 장치(23B)와 X선 측정기(24B)를 포함하는 2쌍의 X선 촬상 장치와, 동체 추적 제어 장치(41)를 구비한다.
촬상용 X선 발생 장치(23A) 및 X선 측정기(24A)와 촬상용 X선 발생 장치(23B) 및 X선 측정기(24B)의 2조는, 각각의 X선의 경로가 교차하도록 설치되어 있다. 또한, 2쌍의 촬상용 X선 발생 장치(23A, 23B)와 X선 측정기(24A, 24B)는, 서로 직교하는 방향으로 설치되는 것이 바람직하지만, 직교하고 있지 않아도 된다. 또한, 촬상용 X선 발생 장치(23A, 23B) 및 X선 측정기(24A, 24B)는, 반드시 갠트리(25)의 내부에 배치되어 있을 필요는 없고, 천장이나 바닥 등의 고정된 장소에 배치되어 있어도 된다.
동체 추적 제어 장치(41)는 X선 촬상 장치로부터 입력되는 신호에 기초하여, 마커(29)의 위치를 연산하고, 그리고 나서, 마커(29)의 위치에 기초하여 양자선의 출사를 허가할지 여부를 판정하고, 양자선의 조사의 가부의 신호를 제어 장치(40)에 대하여 송신한다.
보다 구체적으로는, 동체 추적 제어 장치(41)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 촬상용 X선 발생 장치(23A)로부터 발생시킨 X선을 마커(29)에 조사하고, 마커(29)를 통과한 X선의 2차원 선량 분포를 X선 측정기(24A)에 의해 측정함으로써 마커(29)를 촬상함과 함께, 촬상용 X선 발생 장치(23B)로부터 발생시킨 X선을 마커(29)에 조사하고, 마커(29)를 통과한 X선의 2차원 선량 분포를 X선 측정기(24B)에 의해 측정함으로써 마커(29)를 촬상한다. 동체 추적 제어 장치(41)는, 취득한 2개의 촬상 화상으로부터 조사 대상(26) 내에 매립된 마커(29)의 3차원 위치를 연산하고, 그 결과에 기초하여 마커(29)의 위치에 기초하여 양자선의 출사를 허가할 지 여부를 판정한다. 예를 들어, 동체 추적 제어 장치(41)는 마커(29)의 위치로부터 구한 표적의 위치가 미리 지정한 게이트 범위(조사 허가 범위)에 들어 있는지 여부를 판정하고, 표적의 위치가 게이트 범위에 들어 있다고 판정된 경우에는 게이트 온 신호를 제어 장치(40)에 대하여 송신하여 출사를 허가한다. 이에 반해 표적의 위치가 게이트 범위에 들어 있지 않다고 판정된 경우에는, 게이트 오프 신호를 송신하여 출사를 허가하지 않는다.
X선 촬상 장치에 의한 촬상 화상의 취득은, 예를 들어 30Hz의 일정 간격으로 실시된다. 취득한 촬상 화상에는 체내에 매립된 마커(29)가 찍혀 있고, 미리 준비한 마커(29)의 템플릿 화상과의 템플릿 매칭에 의해 마커(29)의 조사 대상(26) 내에 있어서의 위치를 특정한다. 촬상 화상의 전체 범위를 탐색하면 탐색에 시간을 요하기 때문에, 하나 전의 촬상 화상에 있어서의 마커(29)의 위치를 중심으로 하여 미리 정해진 크기의 범위 내에서만 마커(29)의 위치를 탐색한다.
도 3에 템플릿 매칭에 의해 검출한 마커(29)의 X선 측정기(24A) 상에 있어서의 위치와 촬상용 X선 발생 장치(23A)를 연결하는 선(28A) 및 마커(29)의 X선 측정기(24B) 상에 있어서의 위치와 촬상용 X선 발생 장치(23B)를 연결하는 선(28B)을 도시한다. 이 2개의 선은, 이상적으로는 1점에서 교차하고, 그 교점이 마커(29)가 존재하는 위치이다.
그러나, 실제로는, 템플릿 매칭의 정밀도나 X선 촬상 장치의 설치 오차 등의 영향으로부터, 통상 2개의 선은 교차하지 않고 비틀림의 관계에 있다. 이 비틀림의 관계에 있는 2개의 선이 가장 접근하는 위치에는 공통의 수직선을 그을 수 있다. 이 공통의 수직선을 공통 수직선(30)이라 칭한다. 템플릿 매칭에서는, 이 공통 수직선(30)의 중점을 마커(29)의 위치로 하고 있다.
여기서, 적어도 한쪽의 촬상 화상 상에서 마커(29)를 정확하게 검출하지 않은 경우, 공통 수직선은 길어진다. 이것을 이용하여, 공통 수직선(30)의 길이가 미리 설정한 역치를 초과한 경우, 마커(29)를 정확하게 검출할 수 없을 가능성이 높다고 하여, 동체 추적 제어 장치(41)는 마커(29)의 위치가 게이트 범위 내에 있는 경우에도 게이트 오프 신호를 제어 장치(40)에 송신하여 양자선의 조사를 정지시키고 있다.
본 실시예의 동체 추적 제어 장치(41)의 특징은, 이 마커(29)를 검출하는 방법에 있다. 템플릿 매칭에서는, 미리 준비한 마커(29)의 템플릿 화상과 촬상 화상을 비교하여 매칭 스코어라 불리는 템플릿 화상과의 유사도를 계산한다. 매칭 스코어에는 규격화 상호 상관 등의 유사도가 사용된다. 이 매칭 스코어가 높을수록 탐색 중인 촬상 화상과 템플릿 화상이 일치하고 있는 것을 나타낸다.
일반적인 방법에서는, 촬상 화상의 탐색 범위 내로부터 매칭 스코어가 가장 높은 위치를 마커(29)의 위치로서 검출하였다.
여기서, 규격화 상호 상관 등의 매칭 스코어는, 화소값의 상대 분포 형상이 템플릿 화상과 유사하면, 화소값의 절댓값이 상이해도 유사도가 높아진다. 그 때문에, 탐색 영역 내에 마커(29)와 유사한 구조(39)의 부분이 있으면, 그 위치의 매칭 스코어가 높아지기 때문에, 그 장소를 마커(29)로 오인할 우려가 있는 것이 밝혀졌다.
도 4a 및 도 4b를 사용하여 일반적인 방법을 구체적으로 설명한다. 도 4a는 마커(29)의 부근에 마커(29)와 유사한 구조(39)가 있는 경우의 촬상 화상을 도시하고, 도 4a에 도시한 촬상 화상의 점선 상의 화소값의 분포를 도 4b에 도시한다. 실제의 템플릿 화상은 이차원의 화상이지만, 도 4a에서는 간이적으로 1차원의 화소값 분포의 템플릿 화상을 도시하였다.
도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 템플릿 매칭에서는, 촬상 화상의 화소값의 분포와 템플릿 화상의 유사도를 평가하고 있다. 그러나, 규격화 상호 상관과 같은 화소값의 절댓값에 결과가 영향을 받지 않는 매칭 스코어를 사용하는 경우, 도 4a에 도시한 바와 같은 마커(29)와 유사한 구조(39)의 부분도, 도 4b에 도시한 바와 같이, 화소값의 변화가 템플릿과 유사하다. 이 때문에, 매칭 스코어가 높아진다. 이와 같은 경우, 마커(29)와 유사한 구조(39)의 부분을 마커(29)로 오검출해 버릴 우려가 있다.
따라서, 본 실시예의 동체 추적 제어 장치(41)에서는, 화소값의 절댓값이 상이한 마커(29)와 유사한 구조(39)에의 오검출을 방지하기 위해, 촬상 화상에 계조 처리를 실시하고 나서 마커(29)의 위치를 판정한다. 이 본 실시예에 있어서의 계조 처리란, 특정한 화소값의 범위(윈도우)를 설정하고, 윈도우 상한의 화소값보다 큰 화소는 상한의 화소값으로 변환하고, 윈도우 하한의 화소값보다 작은 화소는 하한의 화소값으로 변환하는 화상 처리를 말한다.
오퍼레이터는, 도 5에 도시한 바와 같은 계조 처리의 윈도우를 설정한다. 윈도우의 설정은, 오퍼레이터가 콘솔(43)을 조작하여 실시해도 되고, 미리 양자선을 조사하는 조사 대상(26)의 조사야마다 설정값을 기억 장치(42)에 기억해 두고, 기억된 설정값을 적용해도 된다. 본 실시예에서는 오퍼레이터가 콘솔(43)의 조작에 의해 윈도우를 설정하는 방법을 설명한다. 그 상세는 후술한다.
도 4a에 도시한 촬상 화상에 대하여 계조 처리를 행한 후의 촬상 화상을 도 6a에, 도 6a에 도시한 계조 처리 후의 촬상 화상의 점선 상의 화소값의 분포를 도 6b에 도시한다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 마커(29)와 유사한 구조(39)의 화소값은 계조 처리의 윈도우의 외측에 있기 때문에, 계조 처리 후의 촬상 화상에는 마커(29)와 유사한 구조(39)는 보이지 않는다. 그 때문에, 도 6b에 도시한 바와 같이, 계조 처리의 윈도우의 외측의 영역은 균일한 화소값으로 되고, 패턴 매칭에 의한 매칭 스코어는 작아진다. 그 때문에, 마커(29)와 유사한 구조(39)를 마커(29)로 오검출해 버릴 가능성을 저감할 수 있다.
상술한 본 실시예의 양자선 조사 시스템은, 스폿 스캐닝법이라 불리는 조사 방법을 채용한 것이다. 스폿 스캐닝법은, 가는 양자선이 형성하는 선량 분포를 배열하여 표적의 형상에 맞춘 선량 분포를 형성하는 방법이다. 양자선은, 체내에서 에너지를 손실하면서 진행되고, 정지 직전에 에너지 손실이 최대로 되는 특징이 있다. 이 에너지 손실에 의한 선량 분포의 형상은 브래그 커브라 불리고, 비정 종단부에 피크를 갖는다. 양자선이 피크를 형성하는 깊이는, 양자선의 에너지를 변경함으로써 조정할 수 있다. 또한, 양자선이 형성하는 빔축에 수직인 방향의 선량 분포 형상은, 대략 정규 분포이다. 빔축에 수직인 방향의 선량 분포를 형성하는 위치는, 주사 전자석에 의해 양자선을 주사함으로써 조정할 수 있다. 에너지의 변경과 주사 전자석에 의한 주사를 조합함으로써 표적 전체에 균일한 선량 분포를 형성할 수 있다.
도 1로 되돌아가서, 기억 장치(42)에는 치료 계획 장치 등에 의해 작성된 조사를 위한 파라미터가 보존되어 있고, 제어 장치(40)는 조사 전에 기억 장치(42)로부터 필요한 정보를 수신한다.
콘솔(43)은 제어 장치(40)나 동체 추적 제어 장치(41)와 접속되어 있고, 제어 장치(40)와 동체 추적 제어 장치(41)로부터 취득한 신호에 기초하여 화면 상에 정보를 표시한다. 또한, 콘솔(43)은 양자선 조사 시스템을 조작하는 오퍼레이터로부터의 입력을 수취하고, 제어 장치(40)와 동체 추적 제어 장치(41)에 다양한 제어 신호를 송신한다. 예를 들어, 콘솔(43)은 X선 촬상 장치에 의해 얻어진 촬상 화상이나 마커(29)의 추적 상황을 표시한다. 또한, 콘솔(43)로부터, 마커(29)의 추적에 필요한 파라미터를 설정할 수 있다.
도 7에, 콘솔(43)에 표시되는 동체 추적 제어 장치(41)에 관계되는 동체 추적용의 화면을 도시한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 콘솔(43)에 표시되는 화면 상에는, X선 측정기(24A)로부터 얻어진 촬상 화상 A(61) 및 X선 측정기(24B)로부터 얻어진 촬상 화상 B(62)가 표시된다. 또한, 화면 상에는 촬상 화상 A(61)에 대한 계조 처리를 실시하는 화소값 범위를 입력하기 위한 윈도우 설정부(63) 및 촬상 화상 B(62)에 대한 계조 처리를 실시하는 화소값 범위를 입력하기 위한 윈도우 설정부(64)가 표시된다. 동체 추적 제어 장치(41)는 콘솔(43)에 표시된 윈도우 설정부(63, 64)에서 입력된 화소값 범위에 기초하여 계조 처리를 실시한다.
또한, 도 7에는 계조 처리를 실시하는 화소값 범위를 지정하는 윈도우 설정 방법으로서, 윈도우 레벨 및 윈도우 폭을 설정하는 슬라이드 바를 나타냈지만, 다른 설정 수단을 취하는 것도 가능하다. 다른 설정 수단으로서는, 예를 들어 윈도우의 최대 화소값 및 최소 화소값을 설정하는 슬라이드 바나, 그것들을 수치로 하여 직접 입력하는 기능이 생각된다. 오퍼레이터의 윈도우 설정의 변경에 따라서 촬상 화상 A(61)나 촬상 화상 B(62)의 표시는 변경된다. 오퍼레이터는 화면 상의 촬상 화상 A(61) 및 촬상 화상 B(62)를 보면서, 마커(29)가 보이기 쉬워지도록 계조 처리의 윈도우를 조정한다.
다음에, 양자선을 조사하는 경우의 수순에 대하여 설명한다.
처음에, 카우치(27) 위에 조사 대상(26)을 고정한다. 그 후, 카우치(27)를 움직이게 하여 조사 대상(26)을 미리 계획한 위치로 이동한다. 이때, X선 촬상 장치를 사용하여 촬상 화상을 촬상함으로써, 조사 대상(26)이 미리 계획한 위치로 이동한 것을 확인한다.
오퍼레이터에 의해 콘솔(43) 상의 조사 준비 버튼이 압하되면, 제어 장치(40)는 기억 장치(42)로부터 갠트리 각도와 에너지와 스폿의 정보를 읽어들인다. 읽어들인 갠트리 각도에 맞추어, 오퍼레이터는, 콘솔(43)로부터 갠트리 회전 버튼을 압하하여 갠트리(25)를 회전시킨다.
갠트리(25)의 회전 후, 오퍼레이터는 콘솔(43)로부터 촬상 개시 버튼(50)을 압하하여 동체 추적 제어 장치(41)에 X선 촬상을 개시시킨다. 오퍼레이터는 2개의 X선 촬상 장치에 대응하는 2개의 촬상 화상을 보고, 마커(29)가 보이기 쉬워지도록 계조 처리의 윈도우를 조정한다. 윈도우의 설정은 오퍼레이터가 콘솔(43)에 표시되는 윈도우 설정부(63, 64)를 조작함으로써 실시한다.
계조 처리 완료 후, 오퍼레이터는 추적하고 싶은 마커(29)를 화면 상에서 선택함으로써, 각각의 촬상 화상 상에서 마커(29)의 추적을 개시한다. 마커(29)의 추적에는 템플릿 매칭을 사용한다. 템플릿 매칭에서는, 미리 템플릿 화상으로서 등록된 마커(29) 화상의 패턴에 가장 일치하는 위치를 촬상 화상 상에서 탐색한다. 각각의 촬상 화상 상에서 매칭 스코어가 최대인 위치를 마커(29)로서 검출하고 추적한다.
2개의 X선 촬상 장치에 대응하는 2개의 촬상 화상 상에서 추적의 개시를 확인한 후, 게이트 범위를 설정하고, 게이트 스타트 버튼(51)을 압하한다. 게이트 스타트 버튼(51)의 압하에 의해, 마커(29)의 위치가 게이트 범위 내에 있으면 동체 추적 제어 장치(41)로부터 제어 장치(40)를 향하여 게이트 온 신호가 송신된다. 또한, 오퍼레이터가 콘솔(43)의 화면 상을 확인하여, 의도한 마커(29)를 추적하고 있지 않다고 판단한 경우에는, 오퍼레이터가 수정할 수도 있다.
오퍼레이터가 콘솔(43) 상의 조사 개시 버튼을 압하하면, 제어 장치(40)는 기억 장치(42)로부터 읽어들인 에너지와 스폿의 정보에 기초하여, 최초로 조사하는 에너지까지 양자선을 가속한다.
구체적으로는, 제어 장치(40)는 이온원(12)과 라이낙크(13)를 제어하여, 이온원(12)에서 발생시킨 양자선을 라이낙크(13)에 의해 전단 가속하고, 싱크로트론(11)에 입사시킨다.
다음에, 제어 장치(40)는 싱크로트론(11)을 제어하여, 입사한 양자선을 최초로 조사하는 에너지까지 가속한다. 싱크로트론(11)을 주회하는 양자선은, 고주파 가속 장치(18)로부터의 고주파에 의해 가속된다. 제어 장치(40)는 최초로 조사하는 에너지의 양자선이 싱크로트론(11)으로부터 조사 노즐(22)에 도달할 수 있도록 빔 수송계(20)의 편향 전자석(21)과 4극 전자석의 여자량을 제어한다. 또한, 기억 장치(42)로부터의 스폿 정보에 있는 최초로 조사하는 스폿 위치에 양자선이 도달하도록 조사 노즐(22) 내의 2대의 주사 전자석의 여자량을 설정한다.
이들 설정이 완료된 후, 동체 추적 제어 장치(41)로부터 제어 장치(40)가 게이트 온 신호를 수신하고 있으면 양자선의 조사를 개시한다. 또한, 게이트 오프 신호를 수신하고 있으면, 게이트 온 신호를 수신할 때까지 대기한다.
게이트 온 신호를 수신한 후, 제어 장치(40)는 고주파 출사 장치(19)에 고주파를 인가하여 양자선의 출사를 개시한다. 고주파 출사 장치(19)에 고주파가 인가되면 싱크로트론(11) 내를 주회하는 양자선의 일부가 출사용 디플렉터(17)를 통과하고 빔 수송계(20)를 통과하여 조사 노즐(22)에 도달한다. 조사 노즐(22)에 도달한 양자선은 2대의 주사 전자석에 의해 주사되고, 선량 모니터와 위치 모니터를 통과하여 조사 대상(26)의 표적에 도달하여 선량 분포를 형성한다. 스폿마다의 조사량은 기억 장치(42)로부터의 스폿 정보에 등록되어 있고, 선량 모니터가 측정한 조사량이 스폿 정보에 등록된 값에 도달하면 제어 장치(40)는 출사용 고주파를 제어하여 양자선의 출사를 정지한다. 양자선의 출사 후, 제어 장치(40)는 위치 모니터가 측정한 양자선의 위치 정보로부터 표적 위치에서의 양자선의 도달 위치를 계산하고, 스폿 정보에 등록된 위치와 일치하는 것을 확인한다.
제어 장치(40)는 다음 스폿을 조사하기 위해, 스폿 정보에 등록되어 있는 위치에 양자선이 도달하도록 주사 전자석의 여자량을 설정한다. 설정 완료 후, 게이트 온 신호를 계속해서 수신하고 있으면 제어 장치(40)는 출사용 고주파를 제어하여 양자선의 출사를 개시한다. 게이트 오프 신호를 수신하고 있으면, 게이트 온 신호를 수신할 때까지 대기한다. 어떤 스폿의 조사 도중에 게이트 오프 신호를 수신한 경우에는, 조사 중인 스폿의 조사가 완료될 때까지는 양자선의 출사를 계속한다.
스폿의 조사를 반복하여, 최초의 에너지로 조사하는 스폿의 조사를 모두 완료하면, 제어 장치(40)는 싱크로트론(11)을 제어하여 양자선을 감속시키고, 다음 에너지의 양자선의 조사 준비를 개시한다. 제어 장치(40)는 최초의 에너지의 경우와 마찬가지로, 이온원(12)과 라이낙크(13)를 제어하여 양자선을 싱크로트론(11)에 입사시키고, 싱크로트론(11)을 제어하여 2번째의 에너지까지 양자선을 가속한다. 제어 장치(40)는 빔 수송계(20)와 주사 전자석을 제어하여 스폿의 조사를 계속한다.
이상의 동작을 반복하여, 기억 장치(42)로부터 읽어들인 모든 스폿을 조사한다. 조사가 완료되면, 제어 장치(40)로부터 동체 추적 제어 장치(41)에 조사 완료 신호가 송신된다. 조사 완료 신호를 수신한 동체 추적 제어 장치(41)는 촬상용 X선 발생 장치(23A, 23B)를 제어하여 X선의 촬상을 정지한다.
표적을 복수의 방향으로부터 조사하는 경우, 갠트리(25)의 각도와 카우치(27)의 위치를 변경한 후, 오퍼레이터가 조사 준비 버튼을 압하하여 양자선의 조사를 마찬가지로 반복한다.
다음에, 본 실시예의 효과에 대하여 설명한다.
상술한 본 발명의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템의 실시예 1에서는, 동체 추적 제어 장치(41)는 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)에 대하여 계조 처리를 실시하고, 이 계조 처리 실시 후의 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)를 사용하여 마커(29)의 위치를 계측하고, 이 마커(29)의 위치에 기초하여 방사선의 조사를 제어하는 신호를 생성한다.
이상과 같은 구성에 의해, 마커(29)의 근방에 마커(29)와 유사한 구조(39)가 존재하는 경우에도, 동체 추적 장치(38)는 마커(29)를 놓치지 않고 계속해서 추적할 수 있다. 이와 같이 마커(29)를 놓치는 빈도가 저감됨으로써, 마커(29)를 놓친 경우에 오퍼레이터가 동체 추적 장치(38)에 마커(29)를 재검출시키기 위한 수고를 생략할 수 있고, 따라서 조사 시간을 단축하는 것이 가능하다. 또한, 조사 시간이 짧아짐으로써, X선의 촬상 횟수를 삭감할 수 있고, 조사 대상(26)의 피폭 선량의 저감도 도모할 수 있다. 또한, 촬상 화상의 질이 저하된 경우에도 마커(29)를 추적할 수 있기 때문에, X선 촬상 장치에 있어서의 X선의 강도를 저하시켜도 마커(29)의 추적을 행할 수 있고, 마찬가지로 조사 대상(26)의 피폭 선량의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 계조 처리를 실시하는 화소값 범위를 입력하기 위한 윈도우 설정부(63, 64)를 더 구비하고, 동체 추적 제어 장치(41)는 윈도우 설정부(63, 64)에서 입력된 화소값 범위에 기초하여 계조 처리를 실시하기 때문에, 오퍼레이터가 콘솔(43)에 표시된 촬상 화상을 확인하면서 계조 처리를 실시하는 화소값 범위를 결정할 수 있어, 높은 정밀도로의 계조 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 마커(29)를 놓치는 빈도를 보다 저감할 수 있다.
또한, 2개의 촬상용 X선 발생 장치(23A, 23B)와 2개의 X선 측정기(24A, 24B)를 포함하는 X선 촬상 장치는, 마커(29)의 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)를 상이한 2방향으로부터 촬상함으로써, 조사 대상(26) 내의 마커(29)의 3차원 위치를 높은 정밀도로 구할 수 있다.
또한, 계조 처리로서, 특정한 화소값의 범위를 설정하고, 화소값의 범위보다 큰 화소를 범위의 상한의 화소값으로 변환하고, 화소값의 범위보다 작은 화소를 범위의 하한의 화소값으로 변환함으로써, 마커(29)와 유사한 구조(39)를 마커(29)로 오검출해 버릴 가능성을 보다 저감할 수 있다.
또한, 동체 추적 장치(38)는 마커(29)의 위치가 미리 지정한 범위 내에 있을 때에 제어 장치(40)에 대하여 방사선의 출사를 허가하는 신호를 출력함으로써, 조사 대상(26) 내의 표적에 대한 방사선의 조사 정밀도를 높일 수 있다.
<실시예 2>
본 발명의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템의 실시예 2를 설명한다. 도 1 내지 도 7과 동일한 구성에는 동일한 부호를 나타내고, 설명은 생략한다. 이하의 실시예에 있어서도 마찬가지로 한다.
본 발명의 제2 실시예의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템과 제1 실시예의 차이는, 촬상 화상에 실시하는 계조 처리의 윈도우의 설정 방법에 있다.
통상, 방사선 치료에서는, 한 사람의 환자를 치료하기 위해, 복수일에 걸쳐 동일한 조사를 반복한다. 여기서, 환자의 체형은 치료일의 수일 동안에 크게 변화되는 경우는 적다. 이 때문에, 치료일이 상이해도, 동일한 조사 각도이면, 마커(29)를 추적하기 위해 취득하는 촬상 화상의 화소값은 크게 변화되지 않는다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 동체 추적 제어 장치(41)는 계조 처리에 있어서의 화소값 범위를 전날까지의 치료 시에 설정한 계조 처리의 윈도우를 사용하여 설정하고, 이 설정을 사용하여 조사하는 당일의 계조 처리를 실시한다. 이하에 구체적으로 설명한다.
먼저, 첫날의 치료 시에는 제1 실시예와 마찬가지의 방법 등에 의해 오퍼레이터가 계조 처리의 윈도우를 설정한다. 그때, 조사야마다 설정한 윈도우의 정보는 기억 장치(42)에 기억된다.
2일째의 치료에서는, 오퍼레이터가 콘솔(43)로부터 촬상 개시 버튼(50)을 압하하여 동체 추적 제어 장치(41)에 X선 촬상을 개시시킨 시점에서, 기억 장치(42)에 기억된 정보에 기초하여 전날의 계조 처리의 윈도우를 설정한 촬상 화상을 화면 상에 표시한다. 그때, 오퍼레이터는 촬상 화상을 확인하고, 필요에 따라서 윈도우를 조정한다. 2일째의 윈도우의 정보도 기억 장치(42)에 기억된다. 계조 처리 완료 후의 치료는 제1 실시예와 마찬가지로 실시된다.
3일째 이후도 마찬가지로, 기억 장치(42)에 기억된 정보에 기초하여 전날의 윈도우를 설정하여 촬상 화상에 계조 처리를 실시한다.
또한, 상술한 것 이외의 구성은 실시예 1의 동체 추적 장치나 방사선 조사 시스템과 대략 동일한 구성이며, 또한, 마커(29)의 위치에 기초하여 게이트 신호를 생성하고, 분포 형성용 방사선의 조사ㆍ정지를 제어하는 방법은 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 상세는 생략한다.
본 실시예의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템에 있어서도, 전술한 실시예 1의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 동체 추적 제어 장치(41)는, 계조 처리에 있어서의 화소값 범위를, 마커(29)를 촬상한 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)에 대하여 이전에 행한 계조 처리의 파라미터를 기억 장치(42)에 기억하고, 기억 장치(42)의 정보에 기초하여 결정함으로써, 조사 조건이 거의 변화되지 않는 2일째 이후의 조사를 빠르게 개시할 수 있어, 조사 시간의 한층 더한 단축화를 도모할 수 있다.
또한, 상기의 설명에서는, 2일째 이후의 계조 처리 시에, 전날의 윈도우 설정을 그대로 이어받는 경우에 대하여 설명하였지만, 예를 들어 첫날부터 전날까지의 평균값을 설정해도 되고, 직전의 수일간의 이동 평균을 설정해도 된다.
<실시예 3>
본 발명의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템의 실시예 3을 도 8a 내지 도 8c를 사용하여 설명한다.
본 발명의 제3 실시예의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템과 제1 실시예나 제2 실시예의 차이는, 촬상 화상에 실시하는 계조 처리의 윈도우의 설정 방법에 있다.
상술한 바와 같이, 동체 추적에 사용하는 마커(29)도, 표적과 마찬가지로 환자의 호흡이나 박동 등의 영향에 의해 체내를 이동한다. 이와 같은 이동 동안에, 마커(29)가 촬상용 X선의 조사 방향으로부터 보아 뼈 등의 수등가 두께가 큰 부분의 이측으로 이동한 경우, 촬상 X선의 투과량이 감소되는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 마커(29)의 화소값은 저하된다. 반대로, 수등가 두께가 작은 부분으로 이동한 경우에는, 촬상 X선의 투과량이 증가함으로써, 마커(29)의 화소값은 증대된다.
이와 같이, 마커(29)의 화소값은 마커(29)의 이동에 의해 변화된다. 그러나, 계조 처리의 윈도우가 고정된 경우, 마커(29)의 이동에 의해, 마커(29)의 화소값이 계조 처리의 윈도우의 범위 외로 나와 버릴 가능성이 있다. 마커(29)의 화소값이 계조 처리의 윈도우 외로 나온 경우, 매칭 스코어가 저하되기 때문에 마커(29)의 3차원 위치의 오검출이 일어날 우려가 있다.
따라서, 본 실시예에서는, 평가하는 대상의 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)보다 전에 마커(29)가 촬상된 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)에 기초하여 계조 처리의 윈도우를 조정한다. 도 8a 내지 도 8c를 사용하여 구체적으로 설명한다. 도 8a는 마커(29) 추적 개시 시의 화상을 도시하는 도면이며, 도 8b는 마커(29) 추적 개시로부터 2프레임째의 화상을 도시하는 도면, 도 8c는 마커(29) 추적 개시로부터 3프레임째의 화상을 도시하는 도면이다.
먼저, 마커(29)의 추적을 시작하기 위해, 오퍼레이터는 콘솔(43)로부터 촬상 개시 버튼(50)을 압하하여 동체 추적 제어 장치(41)에 X선 촬상을 개시시킨다. 오퍼레이터는 2개의 X선 촬상 장치에 대응하는 2개의 촬상 화상을 보고, 마커(29)가 보이기 쉬워지도록 콘솔(43)에 표시되는 윈도우 설정부(63, 64)를 조작하여 계조 처리의 윈도우를 조정한다.
계조 처리 완료 후, 오퍼레이터가 추적하고 싶은 마커(29)를 화면 상에서 선택함으로써, 각각의 계조 처리된 촬상 화상 상에서 마커(29)의 추적을 개시한다. 오퍼레이터가 마커(29)를 선택한 시점에서, 동체 추적 제어 장치(41)는, 도 8a에 도시한 바와 같은 계조 처리의 윈도우 상한의 화소값 Wt1, 윈도우 하한의 화소값 Wb1, 마커(29)의 피크 위치의 화소값 M1을 기억한다. 이후에서는, 마커(29) 추적 개시로부터 n프레임째의 촬상 화상에 있어서, 계조 처리의 윈도우의 상한과 하한을 각각 Wtn, Wbn, 마커(29)의 피크 위치의 화소값을 Mn이라 한다.
예를 들어, 도 8b에 도시한 바와 같은 마커(29)의 추적 개시로부터 2프레임째의 촬상 화상에 대해서는, 계조 처리의 윈도우는 1프레임째의 촬상 화상과 동등하게 한다. 즉, Wt2=Wt1, Wb2=Wb1이다.
도 8c에 도시한 바와 같이, 마커(29)의 추적 개시로부터 3프레임째 이후의 촬상 화상에 대해서는, 피크와 윈도우의 화소값 간격을 1프레임째의 상태를 유지하도록 윈도우의 상하한의 화소값을 보정한다. 즉, 3프레임째의 촬상 화상에 대해서는, Wt3=M2+(Wt1-M1), Wb3=M2-(M1-Wb1)로 한다. 즉, n프레임째의 촬상 화상에 대해서는, Wtn=Mn-1+(Wt1-M1), Wbn=Mn-1-(M1-Wb1)로 설정한 상태에서 계조 처리를 실시한다.
또한, 본 실시예에서도, 상술한 것 이외의 구성은 실시예 1의 동체 추적 장치나 방사선 조사 시스템과 대략 동일한 구성이며, 또한, 마커(29)의 위치에 기초하여 게이트 신호를 생성하고, 분포 형성용 방사선의 조사ㆍ정지를 제어하는 방법은 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 상세는 생략한다.
본 실시예의 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템에 있어서도, 전술한 동체 추적 장치 및 방사선 조사 시스템의 제1 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 동체 추적 제어 장치(41)는 계조 처리에 있어서의 화소값 범위를, 계조 처리를 행하는 대상의 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)보다 전에 마커(29)를 촬상한 촬상 화상 A(61), 촬상 화상 B(62)의 정보에 기초하여 결정함으로써, 마커(29)의 이동에 의한 마커(29) 부분의 화소값의 변동이 일어나는 경우에도, 계조 처리의 윈도우가 그것에 추종하여 보정되기 때문에, 마커(29)의 화소값이 계조 처리의 윈도우 범위 외로 나와 버릴 가능성, 즉 마커(29)를 놓칠 가능성을 보다 저감할 수 있다.
또한, 상기의 설명에서는, 1프레임째의 계조 처리의 윈도우 설정은 오퍼레이터가 실시하는 경우에 대하여 설명하였지만, 제2 실시예와 같이 전날까지의 치료 시의 정보에 기초하여 자동으로 설정해도, 본 실시예에 나타낸 윈도우의 보정은 효과가 있다.
또한, 상기의 설명에서는, 피크와 윈도우의 화소값 간격을 일정하게 하도록 윈도우의 상하한을 보정하는 경우에 대하여 설명하였지만, 반드시 피크와 윈도우의 상하한을 일정하게 유지할 필요는 없다. 예를 들어, 윈도우의 하한은 고정하고, 윈도우의 상한과 피크의 화소값 범위를 일정하게 유지하도록 해도 된다. 또한, 윈도우의 상한은 고정하고, 윈도우의 하한과 피크의 화소값 범위를 일정하게 유지하도록 해도 된다.
또한, 상기의 설명에서는, 피크의 상한과 하한의 화소값 간격 Wtn-Wbn을 일정하게 하도록 윈도우의 상하한을 보정하는 경우에 대하여 설명하였지만, 반드시 Wtn-Wbn을 일정하게 할 필요는 없고, 마커(29)의 이동에 맞추어 보정해도 된다.
<기타>
또한, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 상기의 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것도 가능하고, 또한, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가ㆍ삭제ㆍ치환을 하는 것도 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시예에서는 2대의 X선 촬상 장치를 사용하여 표적을 촬상하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, X선 촬상 장치는 반드시 2대일 필요는 없다. 예를 들어, 1대의 X선 촬상 장치를 이동시킴으로써, 추적 대상의 촬상 화상을 상이한 2방향으로부터 촬상해도 된다.
상술한 실시예에서는 구형의 마커(29)의 위치에 기초하여 게이트 조사를 실시하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 마커(29)의 형상은 코일 형상이어도 된다. 또한, 추적 대상을 마커(29)로 한 경우에 대하여 설명하였지만, 추적 대상은 마커(29)에 한정되지 않고, 마커(29)를 사용하지 않고 표적을 직접 검출해도 된다. 또는, 추적 대상은 조사 대상(26) 내의 고밀도 영역, 예를 들어 늑골 등의 뼈 등으로 할 수 있다.
또한, 조사 방법은, 게이트 조사 대신에 마커(29) 등의 위치에 기초하여 조사 위치를 추미하는 추미 조사여도 된다. 예를 들어 X선의 추미 조사에서는, 표적의 움직임에 맞추어 분포 형성용 X선 발생 장치의 방향을 변경하고, 표적의 움직임에 맞추어 X선의 조사 위치를 변경한다. 입자선의 경우에도 주사 전자석의 여자량을 표적의 위치에 맞추어 조정함으로써 추미 조사를 할 수 있다.
촬상용 X선도 방사선의 1종이지만, 선량 분포를 형성할 목적으로의 사용은 하지 않기 때문에, 본 명세서에서는, 촬상용 X선 이외의 방사선의 총칭으로서 분포 형성용 방사선을 사용하고 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 양자선 조사 시스템을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 방사선 조사 시스템은, 탄소선 등의 양자선 이외의 입자선, X선, 전자선 등을 조사하는 시스템에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다. 예를 들어, X선을 사용한 경우, 방사선 조사 장치는 X선 발생 장치, 빔 수송계, 조사 노즐을 포함한다.
또한, 입자선 조사 장치의 경우, 상술한 실시예에서 설명한 스폿 스캐닝법 외에, 입자선을 정지하지 않고 가는 입자선을 조사하는 래스터 스캐닝법이나 라인 스캐닝법에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 스캐닝법 외에, 와블러법이나 이중 산란체법 등 입자선의 분포를 확대한 후, 콜리메이터나 볼러스를 사용하여 표적의 형상에 맞춘 선량 분포를 형성하는 조사 방법에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 입자선 조사 시스템의 경우, 입자선 발생 장치에는 상술한 실시예에서 설명한 싱크로트론(11) 외에 사이클로트론이어도 된다.
10 : 양자선 발생 장치
11 : 싱크로트론
12 : 이온원
13 : 라이낙크
14 : 편향 전자석
17 : 출사용 디플렉터
18 : 고주파 가속 장치
19 : 고주파 출사 장치
20 : 빔 수송계
21 : 편향 전자석
22 : 조사 노즐
23A, 23B : 촬상용 X선 발생 장치
24A, 24B : X선 측정기
25 : 갠트리
26 : 조사 대상
27 : 카우치
29 : 마커
30 : 공통 수직선
38 : 동체 추적 장치
39 : 마커와 유사한 구조
40 : 제어 장치
41 : 동체 추적 제어 장치
42 : 기억 장치
43 : 콘솔
50 : 촬상 개시 버튼
51 : 게이트 스타트 버튼
61 : 촬상 화상 A
62 : 촬상 화상 B
63 : 윈도우 설정부
64 : 윈도우 설정부

Claims (11)

  1. 추적 대상의 촬상 화상을 촬상하는 X선 촬상 장치와,
    상기 X선 촬상 장치에 의해 촬상된 촬상 화상으로부터, 상기 추적 대상의 위치를 구하는 동체 추적 제어 장치를 구비한 동체 추적 장치로서,
    상기 동체 추적 제어 장치는, 상기 촬상 화상에 대하여 계조 처리하고, 상기 계조 처리 후의 촬상 화상을 사용하여 상기 추적 대상의 위치를 구하고,
    상기 동체 추적 제어 장치는, 추적 대상의 이동에 따라서, 계조 처리의 화소값 범위를 변화시키고,
    상기 화소값 범위는, 상기 계조 처리를 행하는 대상의 촬상 화상보다 전에 상기 추적 대상을 촬상한 촬상 화상의 상기 화소값 범위의 상한 화소값과, 상기 화소값 범위의 하한 화소값과, 추적 대상의 피크 위치의 화소값으로부터 결정하는 것을 특징으로 하는 동체 추적 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계조 처리하는 화소값 범위를 입력하기 위한 윈도우 설정부를 구비하고,
    상기 동체 추적 제어 장치는, 상기 윈도우 설정부에서 입력된 화소값 범위에 기초하여 상기 계조 처리하는 것을 특징으로 하는 동체 추적 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동체 추적 제어 장치는, 상기 계조 처리에 있어서의 화소값 범위를, 기억 장치에 기억된 상기 추적 대상의 계조 처리의 파라미터를 사용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 동체 추적 장치.
  5. 삭제
  6. 추적 대상의 촬상 화상을 촬상하는 X선 촬상 장치와,
    상기 X선 촬상 장치에 의해 촬상된 촬상 화상으로부터, 상기 추적 대상의 위치를 구하는 동체 추적 제어 장치를 구비한 동체 추적 장치로서,
    상기 동체 추적 제어 장치는, 상기 촬상 화상에 대하여 계조 처리하고, 상기 계조 처리 후의 촬상 화상을 사용하여 상기 추적 대상의 위치를 구하고,
    상기 동체 추적 제어 장치는, 추적 대상의 이동에 따라서, 계조 처리의 화소값 범위를 변화시키고,
    상기 동체 추적 제어 장치는, 상기 화소값 범위가 설정되면, 상기 화소값 범위의 상한보다 큰 화소를 상기 화소값 범위의 상한의 화소값으로 변환하고, 상기 화소값 범위의 하한보다 작은 화소를 상기 화소값 범위의 하한의 화소값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 동체 추적 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동체 추적 제어 장치는, 구한 상기 추적 대상의 위치에 기초하여 방사선의 조사를 제어하는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 동체 추적 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 X선 촬상 장치는, 상기 추적 대상의 촬상 화상을 상이한 2방향으로부터 촬상하는 것을 특징으로 하는 동체 추적 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 추적 대상은, 표적을 식별하기 위한 마커, 상기 표적, 고밀도 영역 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 동체 추적 장치.
  10. 표적에 대하여 방사선을 조사하기 위한 방사선 조사 장치와,
    이 방사선 조사 장치를 제어하는 조사 제어 장치와,
    제1항 또는 제6항에 기재된 동체 추적 장치를 구비하고,
    상기 조사 제어 장치는, 상기 동체 추적 장치가 생성하는 신호에 기초하여, 치료용 방사선을 제어하는 것을 특징으로 하는 방사선 조사 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 동체 추적 장치는, 상기 추적 대상의 위치가 미리 지정한 범위 내에 있을 때에 상기 조사 제어 장치에 대하여 방사선의 출사를 허가하는 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 방사선 조사 시스템.
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