WO2017188345A1 - Image processing device and image processing method - Google Patents

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imaging
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芳賀　昭弘
要武 名和
恵一 中川
チャタクリ リトゥ ブーサル
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国立大学法人東京大学
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

[Problem] To provide an image processing device and image processing method whereby the position of a tumor in a patient can be suitably specified. [Solution] The present invention is provided with a means for managing one or more reprojection images corresponding to emission of radiation for imaging from each angle, generated using CT imaging information obtained by computed tomography of a subject, an input means for receiving inputting of a projection image obtained by radiating imaging radiation to a subject subjected to rotatory irradiation with treatment radiation, a collating means for collating the projection image and the one or more reprojection images, and an output means for outputting a control signal for controlling irradiation with the treatment radiation in accordance with the results of collation.

Description

画像処理装置および画像処理方法Image processing apparatus and image processing method
　本発明に係るいくつかの態様は、例えば人体等の断層画像を処理する画像処理装置および画像処理方法に関する。 Some embodiments according to the present invention relate to an image processing apparatus and an image processing method for processing a tomographic image of a human body, for example.
　放射線を癌等の腫瘍に放射線を照射する放射線治療が近年発達している。一般に、放射線治療においては、腫瘍に照射する放射線量に対する応答関係が存在するため、治療の効果を得るためには、一定以上の放射線量を患部である腫瘍に照射する必要がある。 In recent years, radiation therapy for irradiating tumors such as cancer with radiation has been developed. In general, in radiation therapy, there is a response relationship to the dose of radiation applied to the tumor. Therefore, in order to obtain a therapeutic effect, it is necessary to irradiate the tumor that is the affected area with a dose greater than a certain amount.
　一方で、患部である腫瘍に隣接する健常組織に対しても放射線を照射してしまうと、この健常組織に対して照射される線量に応じて合併症を引き起こしやすくなるため、患部に対してピンポイントで放射線を照射することが重要である。そこで特許文献１には、放射線療法のための準備中及び放射線療法中に、体内のターゲットの位置を正確に位置確認するための方法が開示されている。特許文献１記載の手法では、マーカー信号を発する複数のマーカーが、ターゲットに対して或る位置に患者の体内に埋め込まれる。センサでこのマーカー信号を測定することにより、ターゲットの位置が決定される。 On the other hand, if radiation is applied to the healthy tissue adjacent to the tumor that is the affected area, complications are likely to occur depending on the dose irradiated to the healthy tissue. It is important to irradiate with radiation at the point. Therefore, Patent Document 1 discloses a method for accurately confirming the position of a target in the body during preparation for radiation therapy and during radiation therapy. In the method described in Patent Document 1, a plurality of markers that emit marker signals are embedded in a patient's body at a certain position with respect to a target. By measuring this marker signal with a sensor, the position of the target is determined.
米国特許出願公開第２０１１／００４６４８１号明細書US Patent Application Publication No. 2011/0046481
　しかしながら、特許文献１記載の手法では、患者の体内にマーカーを埋め込む必要があるため、患者への肉体的負担が大きい。 However, according to the method described in Patent Document 1, it is necessary to embed a marker in the patient's body, which places a heavy physical burden on the patient.
　本発明のいくつかの態様は前述の課題に鑑みてなされたものであり、好適に患者の腫瘍位置を特定することのできる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的の１つとする。 Some aspects of the present invention have been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of suitably specifying a patient's tumor position.
　本発明の１の態様に係る情報処理装置は、被写体のコンピュータ断層撮影により得られるＣＴ撮影情報を用いて生成される、各々の角度からの撮像用の放射線の照射に対応した１以上の再投影画像を管理する手段と、治療用の放射線が回転照射されている被写体に対して、撮像用の放射線を照射することにより得られる投影画像の入力を受ける入力手段と、前記投影画像と１以上の前記再投影画像とを照合する照合手段と、前記照合の結果に応じて、前記治療用の放射線の照射を制御するための制御信号を出力する出力手段とを備える。 The information processing apparatus according to one aspect of the present invention includes at least one reprojection corresponding to irradiation of radiation for imaging from each angle generated using CT imaging information obtained by computer tomography of a subject. Means for managing images, input means for receiving an input of a projection image obtained by irradiating imaging radiation to a subject on which therapeutic radiation is rotated, and the projection image and one or more projection images Collating means for collating the reprojected image, and output means for outputting a control signal for controlling the irradiation of the therapeutic radiation according to the collation result.
　本発明の１の態様に係る情報処理方法は、被写体のコンピュータ断層撮影により得られるＣＴ撮影情報を用いて生成される、各々の角度からの撮像用の放射線の照射に対応した１以上の再投影画像を管理するステップと、治療用の放射線が回転照射されている被写体に対して、撮像用の放射線を照射することにより得られる投影画像の入力を受けるステップと、前記投影画像と１以上の前記再投影画像とを照合するステップと、前記照合の結果に応じて、前記治療用の放射線の照射を制御するための制御信号を出力するステップとを画像処理装置が行う。 The information processing method according to one aspect of the present invention includes at least one reprojection corresponding to irradiation of radiation for imaging from each angle generated using CT imaging information obtained by computer tomography of a subject. A step of managing an image, a step of receiving an input of a projection image obtained by irradiating a subject irradiated with therapeutic radiation with imaging radiation, and the projection image and one or more of the projection image The image processing apparatus performs a step of collating the reprojection image and a step of outputting a control signal for controlling the irradiation of the therapeutic radiation in accordance with the collation result.
　なお、本発明において、「部」や「手段」、「装置」、「システム」とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その「部」や「手段」、「装置」、「システム」が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの「部」や「手段」、「装置」、「システム」が有する機能が２つ以上の物理的手段や装置により実現されても、２つ以上の「部」や「手段」、「装置」、「システム」の機能が１つの物理的手段や装置により実現されても良い。 In the present invention, “part”, “means”, “apparatus”, and “system” do not simply mean physical means, but “part”, “means”, “apparatus”, “system”. This includes the case where the functions possessed by "are realized by software. Further, even if the functions of one “unit”, “means”, “apparatus”, and “system” are realized by two or more physical means or devices, two or more “parts” or “means”, The functions of “device” and “system” may be realized by a single physical means or device.
実施形態に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the image processing apparatus which concerns on embodiment. 図１に示す画像処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a processing flow of the image processing apparatus illustrated in FIG. 1. 図１に示す画像処理装置を実装可能なハードウェア構成の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific example of the hardware constitutions which can mount the image processing apparatus shown in FIG.
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described below. That is, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. The drawings are schematic and do not necessarily match actual dimensions and ratios. In some cases, the dimensional relationships and ratios may be different between the drawings.
　図１乃至図３は、実施形態を説明するための図である。以下、これらの図を参照しながら、以下の流れに沿って実施形態を説明する。まず「１」で実施形態に係る画像処理装置の概要を説明する。続いて「２」で当該画像処理装置の機能構成を説明し、「３」で当該画像処理装置の処理の流れを説明する。「４」では、画像処理装置を実現可能なハードウェア構成の具体例を説明する。最後に「５」以降で、実施形態に係る効果などを説明する。 1 to 3 are diagrams for explaining the embodiment. Hereinafter, embodiments will be described along the following flow with reference to these drawings. First, an outline of the image processing apparatus according to the embodiment will be described in “1”. Next, “2” describes the functional configuration of the image processing apparatus, and “3” describes the processing flow of the image processing apparatus. In “4”, a specific example of a hardware configuration capable of realizing the image processing apparatus will be described. Finally, after “5”, effects and the like according to the embodiment will be described.
（１．　概要）
　人体などの被写体（以下、患者ともいう。）の腫瘍に放射線を照射することにより治療を行う放射線治療が近年急速に進歩している。一般に、放射線治療においては、腫瘍に照射する放射線の総量に対する応答関係が存在するため、治療の効果を得るためには、一定以上の放射線量を患部である腫瘍に照射する必要がある。 (1. Overview)
In recent years, there has been rapid progress in radiation therapy in which treatment is performed by irradiating a tumor of a subject such as a human body (hereinafter also referred to as a patient) with radiation. In general, in radiotherapy, there is a response relationship with respect to the total amount of radiation applied to a tumor, and therefore, to obtain a therapeutic effect, it is necessary to irradiate a tumor that is an affected area with a certain dose or more.
　一方で、患部である腫瘍に隣接する健常組織に対しても放射線を照射してしまうと、この健常組織に対して照射される放射線量に応じて、患者は合併症を引き起こしやすくなる。よって、健常組織に対して照射される放射線量を減らしつつ、患部により多くの放射線を照射することが求められている。 On the other hand, if radiation is irradiated even to a healthy tissue adjacent to a tumor which is an affected part, the patient is likely to cause complications according to the radiation dose irradiated to the healthy tissue. Therefore, there is a demand for irradiating a diseased part with more radiation while reducing the amount of radiation applied to a healthy tissue.
　ここで、がん治療などのために放射線治療を行うことを考えると、まず、患者をＣＴ（Ｃｏｎｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ。コンピュータ断層撮像）装置のカウチ（ｃｏｕｃｈ）に固定した上で、医師はＣＴ装置により断層画像を撮影する。医師は当該断層画像を観察、診断することにより、腫瘍などの患部を特定すると共に、照射する放射線量等を含む治療計画を策定する。 Here, considering that radiotherapy is performed for cancer treatment or the like, first, a patient is fixed on a couch of a CT (Computed Tomography) apparatus, and then a doctor uses a CT apparatus to perform a tomography. Take a picture. A doctor identifies an affected part such as a tumor by observing and diagnosing the tomographic image, and formulates a treatment plan including a radiation dose to be irradiated.
　この時使用される一般のＣＴ装置では、リング状のガントリー（ｇａｎｔｒｙ）内を、リング中心方向に向けて放射線を放射する放射器、及び放射された放射線を検出する検出器が周状に走行できるようになっている。当該リングの中心付近を、被写体を載せたカウチが移動する。これにより、放射線が被写体に対して回転照射される。被写体を通過した放射線は、カウチを挟んで放射器と反対側にある検出器で検出され、ＣＴ撮影情報が生成される。当該ＣＴ撮影情報を元に、ＣＴ装置では被写体の断層画像が生成される。 In a general CT apparatus used at this time, a radiator that emits radiation toward the center of the ring and a detector that detects the emitted radiation can travel in a ring shape in a ring-like gantry. It is like that. A couch with a subject moves around the center of the ring. As a result, the radiation is rotated and applied to the subject. The radiation that has passed through the subject is detected by a detector on the opposite side of the radiator with the couch interposed therebetween, and CT imaging information is generated. Based on the CT imaging information, the CT apparatus generates a tomographic image of the subject.
　治療計画の策定後、実際に患者に対して放射線治療を行う際には、医師は患者を放射線治療装置のカウチに固定した上で、患者の患部（以下、ターゲットともいう。）に対して治療用の放射線を照射する。このとき治療に用いられる放射線は、診断用のＣＴ装置で用いられる放射線よりも一般に照射幅が狭く、また強度が強い。よって、放射線治療で照射する治療用の放射線を確実にターゲットに照射し、他方で患者の他の部位（健常組織）に当該治療用の放射線をなるべく当てないようにするため、治療用の放射線の照射前に、患者のカウチ上での位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）を好適に行うことが重要である。より具体的には、治療用の放射線が照射できる位置にターゲットが来るようにすると共に、患者の姿勢が診断用の断層画像の撮影時とほぼ同じになるように位置合わせをして患者をカウチに固定する必要がある。そのために、最新の放射線治療装置では、位置合わせ等に用いるための位置照合用のＸ線撮影装置を備えることが多い。 After the treatment plan is formulated, when actually performing radiation therapy on the patient, the doctor fixes the patient to the couch of the radiation therapy apparatus and treats the affected area (hereinafter also referred to as target) of the patient. Irradiation for the purpose. At this time, the radiation used for the treatment is generally narrower in irradiation width and stronger than the radiation used in the CT apparatus for diagnosis. Therefore, in order to reliably irradiate the target with the therapeutic radiation to be irradiated in the radiotherapy and to avoid applying the therapeutic radiation to other parts of the patient (healthy tissue) as much as possible, Prior to irradiation, it is important to suitably perform registration on the patient's couch. More specifically, the target is brought to a position where therapeutic radiation can be irradiated, and the patient is couched by positioning so that the posture of the patient is almost the same as when taking a tomographic image for diagnosis. It is necessary to fix to. For this reason, the latest radiotherapy apparatuses often include an X-ray imaging apparatus for position verification for use in alignment or the like.
　しかしながら、たとえ放射線治療の開始直前に綿密な位置合わせを行ったとしても、患者の呼吸等に応じてターゲットは患者の体内で、ある程度の範囲で移動してしまう。そこで、レーザや赤外線等を患者体表に照射し、その反射を計測することにより患者の呼吸状態等を検出した上で、当該呼吸状態に応じて、ターゲットへの治療用放射線の照射の有無を切り換えることも考えられている。しかし、特に呼吸性移動が問題となる肺がんや肝臓がんに対しては、体表運動と体内臓器との相互関係が呼吸状態の変化により崩れることが指摘されている。すなわち、体表から検出される呼吸状態と、ターゲットの位置とは必ずしも十分に相関するわけではないため、体表運動のみを観察し、その結果に基づいて治療用放射線の照射の有無を切り替えたとしても、健常組織への治療用放射線の照射を十分に抑制することはできない可能性がある。 However, even if precise alignment is performed immediately before the start of radiation therapy, the target moves within a certain range within the patient's body according to the patient's breathing and the like. Therefore, after irradiating the patient's body surface with laser, infrared rays, etc. and measuring the reflection, the patient's respiratory condition etc. is detected, and the presence or absence of irradiation of therapeutic radiation to the target according to the respiratory condition Switching is also considered. However, it has been pointed out that the interrelationship between body surface movement and internal organs is disrupted by changes in the respiratory state, particularly for lung cancer and liver cancer, where respiratory movement is a problem. In other words, since the respiratory state detected from the body surface and the target position do not necessarily correlate sufficiently, only the body surface movement was observed, and the presence or absence of therapeutic radiation was switched based on the result. Even so, there is a possibility that irradiation of therapeutic radiation to healthy tissue cannot be sufficiently suppressed.
　そこで、呼吸性移動対策を伴う放射線に関するガイドラインでは、Ｘ線投影画像による確認を、放射線治療と平行して行うことが推奨されている。しかしながら、Ｘ線投影画像のみによるターゲット位置の同定は困難である。Ｘ線投影画像からターゲット位置を同定しやすくするために、金属などの基準マーカーを患者の体内に埋め込むことも考えられるが、基準マーカーの体内への埋め込みは手術を伴うため、患者への負担が非常に大きい。また、放射線治療は数ヶ月以上の長期間に渡って行われることも多いため、この過程で、ターゲットと基準マーカーとの相対的な位置も変化してしまう。つまり、基準マーカーを体内に埋め込んだとしても、十分な精度をもってターゲット位置を同定することは困難である。 Therefore, in the guidelines on radiation with measures for respiratory migration, it is recommended that confirmation by X-ray projection images be performed in parallel with radiation therapy. However, it is difficult to identify the target position only by the X-ray projection image. In order to make it easier to identify the target position from the X-ray projection image, it may be possible to embed a reference marker such as a metal in the patient's body. However, since the implantation of the reference marker in the body involves surgery, there is a burden on the patient. Very big. In addition, since radiation therapy is often performed over a long period of several months or more, the relative position between the target and the reference marker also changes during this process. That is, even if the reference marker is embedded in the body, it is difficult to identify the target position with sufficient accuracy.
　そこで本実施形態に係る画像処理装置では、例えば治療計画の策定や位置合わせのために事前に撮影したＣＴ撮影情報を事前情報として用い、この事前に撮影したＣＴ撮影情報と、放射線の治療中に撮影されるＸ線投影画像とを用いて、マーカーを利用することなくターゲット位置をリアルタイムに同定する。このリアルタイムに同定された結果に基づき、放射線照射を制御することで、ターゲット周囲の健常組織への放射線の照射を抑制することができる。 Therefore, in the image processing apparatus according to the present embodiment, for example, CT imaging information captured in advance for formulation and positioning of a treatment plan is used as prior information, and the CT imaging information captured in advance and radiation treatment are performed. A target position is identified in real time using a photographed X-ray projection image without using a marker. By controlling radiation irradiation based on the result identified in real time, radiation irradiation to healthy tissue around the target can be suppressed.
（２．　画像処理装置の機能構成）
　以下、図１を参照しながら、本実施形態に係る画像処理システム１の機能構成を説明する。図１は、画像処理システム１の機能構成の具体例を示す機能ブロック図である。画像処理システム１は、画像処理装置１００及び放射線治療装置２００を含む。 (2. Functional configuration of image processing apparatus)
Hereinafter, the functional configuration of the image processing system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a specific example of a functional configuration of the image processing system 1. The image processing system 1 includes an image processing apparatus 100 and a radiation therapy apparatus 200.
　なお、図１の例では、画像処理装置１００及び放射線治療装置２００を物理的に異なる装置として記載しているが、これに限られるものではなく、例えば画像処理装置１００の機能を含む放射線治療装置２００として実装することも考えられる。或いは、画像処理装置１００の機能を、複数台の情報処理装置に分けて実現することも考えられる。 In the example of FIG. 1, the image processing apparatus 100 and the radiotherapy apparatus 200 are described as physically different apparatuses. However, the present invention is not limited to this, and for example, a radiotherapy apparatus including the functions of the image processing apparatus 100 Implementation as 200 is also conceivable. Alternatively, the function of the image processing apparatus 100 may be realized by dividing it into a plurality of information processing apparatuses.
　放射線治療装置２００は、治療用の放射線を患者の腫瘍等に照射することにより、癌などを治療するための装置である。放射線治療装置２００は、放射線照射部２１０とＸ線撮像装置２２０とを含む。 The radiotherapy apparatus 200 is an apparatus for treating cancer or the like by irradiating a therapeutic radiation to a patient's tumor or the like. The radiation therapy apparatus 200 includes a radiation irradiation unit 210 and an X-ray imaging apparatus 220.
　放射線照射部２１０は、カウチに固定された患者の患部であるターゲットに対して、治療用の放射線を照射する。この際、放射線照射部２１０は、ターゲットを略中心とする周状に移動することにより、治療用の放射線をターゲットに対して回転照射することができる。放射線を回転照射することにより、腫瘍等のターゲットに対して様々な角度から放射線を照射できると共に、ターゲット周囲の健常組織に照射される放射線の量を低減可能である。 The radiation irradiation unit 210 irradiates therapeutic radiation to a target that is an affected part of a patient fixed to the couch. At this time, the radiation irradiating unit 210 can rotate and irradiate therapeutic radiation to the target by moving in a circumferential shape with the target as a substantially center. By rotating and irradiating radiation, it is possible to irradiate the target such as a tumor from various angles and reduce the amount of radiation irradiated to the healthy tissue around the target.
　ここで、本実施形態に係る放射線照射部２１０は、治療用放射線の照射を、画像処理装置１００から出力される制御信号に応じて制御することができる。より具体的には、例えば制御信号出力部１６０から照射をやめる（ＢＥＡＭ　ＯＦＦ）ための制御信号が出力されると、放射線照射部２１０は治療用放射線の照射を停止する。なお、制御信号による放射線照射部２１０の制御はこれに限られるものではなく、例えば照射の開始や、照射強度の制御も、画像処理装置１００からの制御信号に基づいて行えるようにしても良い。 Here, the radiation irradiation unit 210 according to the present embodiment can control the irradiation of therapeutic radiation according to a control signal output from the image processing apparatus 100. More specifically, for example, when a control signal for stopping irradiation (BEAM OFF) is output from the control signal output unit 160, the radiation irradiation unit 210 stops the irradiation of therapeutic radiation. The control of the radiation irradiation unit 210 by the control signal is not limited to this. For example, the start of irradiation and the control of the irradiation intensity may be performed based on the control signal from the image processing apparatus 100.
　Ｘ線撮像装置２２０は、患者の位置合わせや、治療中のターゲットの位置の特定のために、投影画像を撮像するための装置である。Ｘ線撮像装置２２０は、患者が固定されるカウチ方向に向けて撮像用の放射線（Ｘ線）を放射する放射器、及び放射された放射線を検出する検出器により構成される。放射器から放射され、被写体である患者を通過した放射線は検出器で検出され、当該検出された放射線強度に応じて、Ｘ線撮像装置２２０は投影画像を作成する。 The X-ray imaging apparatus 220 is an apparatus for capturing a projection image for patient alignment and target position identification during treatment. The X-ray imaging apparatus 220 includes a radiator that emits imaging radiation (X-rays) toward a couch direction where a patient is fixed, and a detector that detects the emitted radiation. The radiation emitted from the radiator and passed through the patient as the subject is detected by the detector, and the X-ray imaging apparatus 220 creates a projection image according to the detected radiation intensity.
　ここで、Ｘ線撮像装置２２０は、放射線照射部２１０の移動に合わせて移動する。より具体的には、放射線照射部２１０が、ターゲットを略中心とする円周上を移動するのであれば、当該円周上においてＸ線撮像装置２２０を構成する放射器及び検出器は、放射線照射部２１０の位置から約±９０度ずれた位置となるように移動する。これによりＸ線撮像装置２２０は、治療用放射線の照射方向に対して略水平にターゲットを撮像することが可能となる。 Here, the X-ray imaging apparatus 220 moves in accordance with the movement of the radiation irradiation unit 210. More specifically, if the radiation irradiation unit 210 moves on a circumference with the target as a substantially center, the radiator and the detector constituting the X-ray imaging device 220 on the circumference are irradiated with radiation. It moves so as to be at a position shifted by about ± 90 degrees from the position of the portion 210. As a result, the X-ray imaging apparatus 220 can image the target substantially horizontally with respect to the irradiation direction of the therapeutic radiation.
　放射線治療装置２００では、放射線照射部２１０が治療用の放射線を患者のターゲットに照射しながら、Ｘ線撮像装置２２０でターゲット周辺の投影画像を撮像することにより、治療中のターゲット周辺に係るリアルタイムの投影画像を出力することが可能である。当該リアルタイムのＸ線投影画像は、画像処理装置１００の入力部１４０に対して出力される。なお先述の通り、放射線照射部２１０の移動に合わせてＸ線撮像装置２２０が移動するため、Ｘ線投影画像として撮像されるターゲットの撮像角度は、撮影時刻に応じて変化する。 In the radiation therapy apparatus 200, the radiation irradiation unit 210 irradiates the patient's target with the therapeutic radiation, and the X-ray imaging apparatus 220 captures a projection image around the target, so that the real-time around the target being treated is obtained. It is possible to output a projection image. The real-time X-ray projection image is output to the input unit 140 of the image processing apparatus 100. As described above, since the X-ray imaging apparatus 220 moves in accordance with the movement of the radiation irradiation unit 210, the imaging angle of the target imaged as an X-ray projection image changes according to the imaging time.
　画像処理装置１００は、事前情報として事前に撮影された撮影情報と、放射線治療装置２００により放射線治療中に撮影されるリアルタイムの投影画像とに基づいて、ターゲットが正常な位置（治療用の放射線が照射される位置）にあるか否かを判別するための装置である。また画像処理装置１００は、その判別結果に応じて、放射線照射部２１０を制御するための制御信号を出力する。本実施形態に係る画像処理装置１００は、入力部１１０、再投影画像生成部１２０、データベース（ＤＢ）１３０、入力部１４０、照合部１５０、及び制御信号出力部１６０を含む。 The image processing apparatus 100 uses the imaging information captured in advance as the prior information and the real-time projection image captured during the radiotherapy by the radiotherapy apparatus 200 to determine whether the target is in a normal position (the therapeutic radiation is It is a device for determining whether or not it is at an irradiation position. Further, the image processing apparatus 100 outputs a control signal for controlling the radiation irradiation unit 210 according to the determination result. The image processing apparatus 100 according to the present embodiment includes an input unit 110, a reprojection image generation unit 120, a database (DB) 130, an input unit 140, a collation unit 150, and a control signal output unit 160.
　入力部１１０は、事前情報として、ＣＴ撮影情報の入力を受ける。このＣＴ撮影情報は、治療計画の策定のために事前に行われるＣＴ撮影により、及び／又は、位置照合のために放射線治療を開始する直前にＸ線撮像装置２２０によるＣＴ撮影により、得ることができる。ＣＴ撮影情報は、被写体に対して放射器を周状に移動させしながら放射線を回転照射することにより得られ、ボクセルデータを含む。 The input unit 110 receives CT imaging information as prior information. This CT imaging information can be obtained by CT imaging performed in advance for formulation of a treatment plan and / or by CT imaging by the X-ray imaging apparatus 220 immediately before starting radiotherapy for position verification. it can. CT imaging information is obtained by rotating and irradiating radiation while moving the radiator around the subject, and includes voxel data.
　再投影画像生成部１２０は、入力部１１０から、事前情報として入力されたＣＴ撮影情報から、１以上の再投影画像（Ｒｅ－ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｉｍａｇｅ）１３１（ＤＤＲ（Ｄｉｇｉｔａｌｌｙ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）画像ともいう。）を生成する。ここで、再投影画像生成部１２０により生成される１以上の再投影画像１３１は、被写体である患者に対して、撮像用の放射線を各々の角度から照射した結果得られる擬似的な投影画像に相当する。例えば、３０度の角度から撮像した場合の投影画像、４０度の角度から撮像した場合の投影画像・・・といった、複数の角度から撮像した投影画像に対応する再投影画像１３１が１回のＣＴ撮影情報から得られる。当該再投影画像１３１は、後述するように、リアルタイムのＸ線投影画像と照合される。先述の通り、Ｘ線投影画像の撮像角度は時刻に応じて変化するため、様々な撮像角度に対応した再投影画像１３１を用意しておくことで、任意の撮像角度のＸ線投影画像が入力されても、角度が近似する再投影画像１３１を用いて照合することが可能となる。再投影画像生成部１２０により生成された再投影画像１３１はＤＢ１３０に格納される。 The reprojection image generation unit 120 obtains one or more reprojection images (Re-projection image) 131 (also referred to as DDR (Digitally Reconstructed Radiography) images) from the CT imaging information input as prior information from the input unit 110. Generate. Here, the one or more reprojection images 131 generated by the reprojection image generation unit 120 are pseudo projection images obtained as a result of irradiating imaging radiation to the patient as the subject from each angle. Equivalent to. For example, a reprojected image 131 corresponding to a projected image captured from a plurality of angles, such as a projected image captured from an angle of 30 degrees, a projected image captured from an angle of 40 degrees, etc. Obtained from shooting information. The reprojection image 131 is collated with a real-time X-ray projection image as described later. As described above, since the imaging angle of the X-ray projection image changes according to the time, an X-ray projection image of an arbitrary imaging angle can be input by preparing a reprojection image 131 corresponding to various imaging angles. Even in this case, it is possible to collate using the reprojection image 131 having an approximate angle. The reprojection image 131 generated by the reprojection image generation unit 120 is stored in the DB 130.
　なお、本実施形態では、入力部１１０からＣＴ撮影情報の入力を受け、再投影画像生成部１２０にて再投影画像１３１を生成することとしているが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、ＣＴ撮影を行ったＣＴ装置や他の情報処理装置でＣＴ撮影情報から再投影画像１３１を生成し、入力部１１０で当該再投影画像１３１の入力を受けることも考えられる。 In this embodiment, the CT image information is input from the input unit 110 and the reprojection image generation unit 120 generates the reprojection image 131. However, the present invention is not limited to this. For example, it is conceivable that a reprojection image 131 is generated from CT imaging information by a CT apparatus or other information processing apparatus that has performed CT imaging, and the input unit 110 receives the reprojected image 131.
　入力部１４０は、放射線治療装置２００のＸ線撮像装置２２０により撮影された、放射線治療中のリアルタイムのＸ線投影画像の入力を随時受ける。
　照合部１５０は、入力部１４０から入力されたＸ線投影画像と、ＤＢ１３０に格納された１以上の再投影画像１３１とを照合する。照合部１５０は、相関算出部１５１と、照射角度特定部１５３と、位置異常検出部１５５とを含む。 The input unit 140 receives an input of a real-time X-ray projection image captured by the X-ray imaging apparatus 220 of the radiotherapy apparatus 200 as needed during radiotherapy.
The collation unit 150 collates the X-ray projection image input from the input unit 140 with one or more reprojection images 131 stored in the DB 130. The collation unit 150 includes a correlation calculation unit 151, an irradiation angle identification unit 153, and a position abnormality detection unit 155.
　相関算出部１５１は、入力部１４０から入力されたＸ線投影画像と、ＤＢ１３０に格納された１以上の再投影画像１３１との間で、各々、相関値を算出する。この際、相関値を算出する前に、既存の手法を用いて両画像間の位置合わせを行っても良い。もし相関値が高ければ、Ｘ線投影画像と再投影画像１３１との類似度が高いことがわかる。 The correlation calculation unit 151 calculates a correlation value between the X-ray projection image input from the input unit 140 and one or more reprojection images 131 stored in the DB 130. At this time, before calculating the correlation value, the registration between both images may be performed using an existing method. If the correlation value is high, it can be seen that the similarity between the X-ray projection image and the reprojection image 131 is high.
　なおここで、リアルタイムのＸ線投影画像との照合に用いる再投影画像１３１は、先述の通り治療計画策定のために撮影されたＣＴ撮影情報から作成されたものであっても、位置照合のために放射線治療を開始する直前に撮影されたものであっても良い。しかしながら、治療直前に位置照合用に撮影されたＣＴ撮影情報から生成された再投影画像１３１を用いた方が、リアルイムのＸ線投影画像における患者やターゲットの状態に近いと考えられる。特に、数ヶ月に及ぶ放射線治療を行う場合には、治療計画用のＣＴ撮影が行われたのが数カ月前ということもあり得る。このような場合には特に、位置照合用に撮影されたＣＴ撮影情報から生成された再投影画像１３１を用いた方が、より良い事前情報となりうると考えられる。 Here, even if the reprojection image 131 used for collation with the real-time X-ray projection image is created from CT imaging information photographed for the treatment plan formulation as described above, It may be taken immediately before starting radiotherapy. However, it is considered that using the reprojection image 131 generated from CT imaging information taken for position matching immediately before treatment is closer to the state of the patient or target in the real-time X-ray projection image. In particular, when performing radiation therapy for several months, it may be several months ago that CT imaging for treatment planning was performed. In such a case, in particular, it is considered that better prior information can be obtained by using the reprojection image 131 generated from the CT imaging information imaged for position verification.
　照射角度特定部１５３は、入力されたリアルタイムの投影画像の撮像角度に対応する再投影画像１３１を特定する。具体的には、例えば、相関算出部１５１により算出された各々の再投影画像１３１に対する相関値の中で、最も相関値の高いものを、Ｘ線投影画像の撮像角度に対応する再投影画像１３１であると特定することができる。なお、撮像角度の対応する再投影画像１３１の特定方法は、必ずしも相関値を用いる手法に限られるものではなく、例えば撮影角度情報を、放射線治療装置２００から直接取得することも考えられる。 The irradiation angle specifying unit 153 specifies the reprojection image 131 corresponding to the imaging angle of the input real-time projection image. Specifically, for example, among the correlation values for each reprojection image 131 calculated by the correlation calculation unit 151, the one having the highest correlation value is the reprojection image 131 corresponding to the imaging angle of the X-ray projection image. Can be specified. Note that the method of specifying the reprojection image 131 corresponding to the imaging angle is not necessarily limited to the method using the correlation value, and for example, it is conceivable that the imaging angle information is directly acquired from the radiation therapy apparatus 200.
　位置異常検出部１５５は、照射角度特定部１５３により特定された、撮像角度が対応するＸ線投影画像と、再投影画像１３１との間の相関が基準範囲内であるか否かを判別する。撮像角度が対応するＸ線投影画像と再投影画像１３１との間で、画像間の相関が基準範囲内、例えば、両者の間の相関値が閾値以上あれば、事前撮影されたターゲット位置と、現在のターゲット位置との位置ずれが許容範囲内であると考えることができる。これは即ち、放射線治療計画に基づくターゲット位置、すなわち当該治療計画に基づいて放射線を照射している位置から現在のターゲット位置までの距離が、許容範囲内にあることを意味する。もし両者の間の相関値が閾値未満であれば、現在のターゲット位置と、治療計画に基づいて放射線を照射している位置との間の距離が許容範囲を超えている、すなわち異常状態であると考えられる。 The position abnormality detection unit 155 determines whether or not the correlation between the X-ray projection image corresponding to the imaging angle identified by the irradiation angle identification unit 153 and the reprojection image 131 is within the reference range. Between the X-ray projection image corresponding to the imaging angle and the reprojection image 131, the correlation between the images is within a reference range, for example, if the correlation value between the two is equal to or greater than a threshold value, It can be considered that the positional deviation from the current target position is within an allowable range. This means that the target position based on the radiation treatment plan, that is, the distance from the position emitting radiation based on the treatment plan to the current target position is within an allowable range. If the correlation value between the two is less than the threshold value, the distance between the current target position and the position where radiation is applied based on the treatment plan is beyond an acceptable range, that is, an abnormal state. it is conceivable that.
　なお、位置異常検出部１５５がターゲット位置の異常として検出する基準範囲（例えば、基準範囲を定める閾値）は、例えば統計的に算出することができる。例えば、過去に放射線治療中に患者を撮影した膨大な撮像画像と、それらの患者の治療後の回復状態や合併症の有無の情報等とを統計的に処理することで、ターゲット位置の異常を検出するための基準範囲を定めることが可能である。この統計処理には、例えば既存の様々な機械学習手法等を適用することが可能である。 Note that the reference range (for example, a threshold value that defines the reference range) detected by the position abnormality detection unit 155 as an abnormality in the target position can be statistically calculated, for example. For example, statistical processing of a huge number of captured images taken in the past during radiation therapy and the recovery status of those patients after treatment and the presence or absence of complications can be used to detect abnormalities in the target position. It is possible to define a reference range for detection. For example, various existing machine learning methods can be applied to the statistical processing.
　制御信号出力部１６０は、照合部１５０による照合結果に応じて制御信号を放射線治療装置２００に対して出力する。より具体的には、例えば、現在のターゲット位置に対する異常が位置異常検出部１５５により検出されれば、制御信号出力部１６０は、放射線の照射を停止するための制御信号を出力する。この後、例えば、再度ターゲット位置に関する異常が検出されなくなれば、制御信号出力部１６０は照射を再開するための制御信号を出力すれば良い。或いは、医師は必要に応じて、患者の位置合わせ（再セットアップ）等を行った上で、放射線治療を再開するようにしても良い。 The control signal output unit 160 outputs a control signal to the radiation therapy apparatus 200 according to the collation result by the collation unit 150. More specifically, for example, if an abnormality with respect to the current target position is detected by the position abnormality detection unit 155, the control signal output unit 160 outputs a control signal for stopping radiation irradiation. Thereafter, for example, if an abnormality relating to the target position is not detected again, the control signal output unit 160 may output a control signal for resuming irradiation. Alternatively, the doctor may restart the radiotherapy after aligning the patient (re-setup) or the like as necessary.
（３．　処理の流れ）
　以下、図２を参照しながら、画像処理装置１００の処理の流れを説明する。図２は、本実施形態に係る画像処理装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。 (3. Process flow)
Hereinafter, the flow of processing of the image processing apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing flow of the image processing apparatus 100 according to the present embodiment.
　なお、後述の各処理ステップは、処理内容に矛盾を生じない範囲で、任意に順番を変更して若しくは並列に実行することができ、また、各処理ステップ間に他のステップを追加しても良い。更に、便宜上１つのステップとして記載されているステップは複数のステップに分けて実行することもでき、便宜上複数に分けて記載されているステップを１ステップとして実行することもできる。 Each processing step to be described later can be executed in any order or in parallel as long as there is no contradiction in processing contents, and other steps can be added between the processing steps. good. Further, a step described as a single step for convenience can be executed by being divided into a plurality of steps, and a step described as being divided into a plurality of steps for convenience can be executed as one step.
　まず入力部１１０は、ＣＴ装置や放射線治療装置２００から、治療計画の策定のために撮影されたＣＴ撮影情報、及び／又は位置照合のために放射線治療の開始直前に撮影されたＣＴ撮影情報の入力を受ける（Ｓ２０１）。再投影画像生成部１２０は、入力されたＣＴ撮影情報から、各々の角度から患者を撮像した場合に得られる擬似的な投影画像である１以上の再投影画像１３１を生成する（Ｓ２０３）。生成された１以上の再投影画像１３１は、ＤＢ１３０に格納される。 First, the input unit 110 receives CT imaging information taken for the formulation of a treatment plan and / or CT imaging information taken immediately before the start of radiation treatment for position verification from the CT apparatus or the radiotherapy apparatus 200. An input is received (S201). The reprojection image generation unit 120 generates one or more reprojection images 131 that are pseudo projection images obtained when the patient is imaged from each angle from the input CT imaging information (S203). The generated one or more reprojection images 131 are stored in the DB 130.
　患者の位置合わせが完了し、放射線治療装置２００による放射線治療が開始すると、入力部１４０は、Ｘ線撮像装置２２０によりリアルタイムに撮像された投影画像の入力を受ける（Ｓ２０５）。先述の通り、リアルタイムに撮像される投影画像の撮像角度は、随時変化する。 When the patient positioning is completed and radiation therapy by the radiation therapy apparatus 200 is started, the input unit 140 receives an input of a projection image captured in real time by the X-ray imaging apparatus 220 (S205). As described above, the imaging angle of the projected image captured in real time changes from time to time.
　照合部１５０は、入力部１４０から入力された投影画像と、ＤＢ１３０に格納された１以上の再投影画像１３１との間で照合を行う（Ｓ２０７）。この際、例えば相関算出部１５１は、リアルタイムの投影画像と、１以上の再投影画像１３１との間でそれぞれ相関値を算出することができる。照射角度特定部１５３は、リアルタイムの投影画像と、撮像角度が対応する再投影画像１３１を特定する（Ｓ２０９）。この手法としては例えば、１以上の再投影画像１３１の内、リアルタイムの投影画像との相関が最も高いものを、照射角度特定部１５３は、撮像角度が対応する再投影画像１３１として特定することが可能である。 The collation unit 150 performs collation between the projection image input from the input unit 140 and one or more reprojection images 131 stored in the DB 130 (S207). At this time, for example, the correlation calculation unit 151 can calculate correlation values between the real-time projection image and one or more reprojection images 131, respectively. The irradiation angle identification unit 153 identifies the real-time projection image and the reprojection image 131 corresponding to the imaging angle (S209). As this technique, for example, among the one or more reprojected images 131, the irradiation angle specifying unit 153 can specify the image having the highest correlation with the real-time projected image as the reprojected image 131 corresponding to the imaging angle. Is possible.
　位置異常検出部１５５は、撮像角度が対応する再投影画像１３１と、リアルタイム投影画像との間で、ターゲット位置のずれが許容範囲内に収まっているか否かを判別する（Ｓ２１１）。これは例えば、相関算出部１５１で算出した画像の相関値が、予め定めた基準範囲内に収まっているか否かで判断することができる。基準範囲を超えている、即ちターゲット位置の異常が検出された場合には（Ｓ２１１のＹＥＳ）、制御信号出力部１６０は、放射線治療装置２００に対して、放射線出力を停止するための制御信号を出力する（Ｓ２１３）。一方、ターゲット位置の異常が検出されない場合には（Ｓ２１１のＮＯ）、制御信号出力部１６０は、放射線出力を継続するための制御信号を放射線治療装置２００に対して出力し続ける（Ｓ２１５）。
　放射線治療をまだ継続する場合には（Ｓ２１７のＮＯ）、Ｓ２０５に戻り、新たに入力されたリアルタイム投影画像に対して、同様の処理を行う。 The position abnormality detection unit 155 determines whether or not the deviation of the target position is within the allowable range between the reprojection image 131 corresponding to the imaging angle and the real time projection image (S211). This can be determined, for example, based on whether or not the correlation value of the image calculated by the correlation calculation unit 151 is within a predetermined reference range. When the reference range is exceeded, that is, when an abnormality of the target position is detected (YES in S211), the control signal output unit 160 sends a control signal for stopping the radiation output to the radiation therapy apparatus 200. Output (S213). On the other hand, when the abnormality of the target position is not detected (NO in S211), the control signal output unit 160 continues to output a control signal for continuing the radiation output to the radiation therapy apparatus 200 (S215).
When radiation therapy is still continued (NO in S217), the process returns to S205, and the same processing is performed on the newly input real-time projection image.
（４．　ハードウェア構成の具体例）
　以下、図３を参照しながら、画像処理装置１００のハードウェア構成の具体例を説明する。図３に示すように、画像処理装置１００は、制御部３０１と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部３０５と、記憶部３０７と、表示部３１１と、入力部３１３とを含み、各部はバスライン３１５を介して接続される。 (4. Specific example of hardware configuration)
Hereinafter, a specific example of the hardware configuration of the image processing apparatus 100 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the image processing apparatus 100 includes a control unit 301, a communication interface (I / F) unit 305, a storage unit 307, a display unit 311 and an input unit 313, each of which is a bus line. 315 is connected.
　制御部３０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ。図示せず）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ。図示せず）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）３０３等を含む。制御部３０１は、記憶部３０７に記憶される制御プログラム３０９を実行することにより、一般的なコンピュータに加え、上述した画像処理を実行可能に構成される。例えば、図１を参照しながら説明した入力部１１０、再投影画像生成部１２０、入力部１４０、照合部１５０、及び制御信号出力部１６０は、ＲＡＭ３０３に一時記憶された上で、ＣＰＵ上で動作する制御プログラム３０９として実現可能である。 The control unit 301 includes a CPU (Central Processing Unit, not shown), a ROM (Read Only Memory, not shown), a RAM (Random Access Memory) 303, and the like. The control unit 301 is configured to execute the above-described image processing in addition to a general computer by executing a control program 309 stored in the storage unit 307. For example, the input unit 110, the reprojection image generation unit 120, the input unit 140, the collation unit 150, and the control signal output unit 160 described with reference to FIG. 1 operate on the CPU after being temporarily stored in the RAM 303. The control program 309 can be realized.
　また、ＲＡＭ３０３は、制御プログラム３０９に含まれるコードの他、入力されたＣＴ差杖情報やリアルタイムの投影画像、ＤＢ１３０に格納される再投影画像１３１等の一部又は全部を一時的に保持する。更にＲＡＭ３０３は、ＣＰＵが各種処理を実行する際のワークエリアとしても使用される。 Further, the RAM 303 temporarily holds part or all of the input CT difference information, the real-time projection image, the reprojection image 131 stored in the DB 130, and the like, in addition to the code included in the control program 309. The RAM 303 is also used as a work area when the CPU executes various processes.
　通信Ｉ／Ｆ部３０５は、例えば放射線治療装置２００や、事前撮影されたＣＴ撮影情報を記憶する記憶装置や他の情報処理装置との間で、有線又は無線によりデータ通信を行うためのデバイスである。入力部１１０及び１４０が、投影画像やＣＴ撮影情報の入力を受ける際には、例えば通信Ｉ／Ｆ部３０５を使用することができる。 The communication I / F unit 305 is a device for performing data communication by wire or wireless with, for example, the radiation therapy apparatus 200, a storage apparatus that stores CT image information that has been imaged in advance, or another information processing apparatus. is there. When the input units 110 and 140 receive input of projection images and CT imaging information, for example, the communication I / F unit 305 can be used.
　記憶部３０７は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体である。記憶部３０７は、一般的なコンピュータとしての機能を実現するためのオペレーティングシステム（ＯＳ）やアプリケーション、及びデータ（図示せず）を記憶する。また記憶部３０７は、制御プログラム３０９を記憶する。前述のとおり、図１に示した入力部１１０、再投影画像生成部１２０、入力部１４０、照合部１５０、及び制御信号出力部１６０は、制御プログラム３０９により実現することができる。 The storage unit 307 is a non-volatile storage medium such as an HDD (Hard Disk Drive) or a flash memory. The storage unit 307 stores an operating system (OS), applications, and data (not shown) for realizing functions as a general computer. The storage unit 307 stores a control program 309. As described above, the input unit 110, the reprojection image generation unit 120, the input unit 140, the collation unit 150, and the control signal output unit 160 illustrated in FIG. 1 can be realized by the control program 309.
　表示部３１１は、様々な情報、例えば照合部１５０による照合結果等を提示するためのディスプレイ装置である。表示部３１１の具体例としては、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等が挙げられる。入力部３１３は、操作入力を受け付けるためのデバイスである。入力部３１３の具体例としては、キーボードやマウス、タッチパネル等を挙げることができる。 The display unit 311 is a display device for presenting various information, for example, the result of collation by the collation unit 150. Specific examples of the display unit 311 include a liquid crystal display and an organic EL (Electro-Luminescence) display. The input unit 313 is a device for receiving an operation input. Specific examples of the input unit 313 include a keyboard, a mouse, and a touch panel.
　なお、画像処理装置１００は、表示部３１１及び入力部３１３を必ずしも備える必要はない。また表示部３１１及び入力部３１３は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）やディスプレイポート等の各種インタフェースを介して外部から画像処理装置１００へ接続されても良い。 Note that the image processing apparatus 100 does not necessarily include the display unit 311 and the input unit 313. The display unit 311 and the input unit 313 may be connected to the image processing apparatus 100 from the outside via various interfaces such as a USB (Universal Serial Bus) and a display port.
（５．　本実施形態に係る効果）
　以上説明したように、本実施形態に係る画像処理装置１００では、事前にＣＴ撮影されたＣＴ撮影情報から生成された再投影画像１３１を事前情報として用い、この再投影画像１３１と、放射線治療中に撮影されるリアルタイムの投影画像との照合を行う。その結果に応じて、放射線治療装置２００による放射線の照射を制御するための制御信号を、画像処理装置１００は出力する。これにより、画像の照合のみで自動的に治療領域の異常をリアルタイムに検知することができる。 (5. Effects according to the present embodiment)
As described above, in the image processing apparatus 100 according to the present embodiment, the reprojection image 131 generated from the CT imaging information obtained in advance by CT imaging is used as the prior information. The image is collated with a real-time projection image that is captured. In accordance with the result, the image processing apparatus 100 outputs a control signal for controlling radiation irradiation by the radiation therapy apparatus 200. As a result, it is possible to automatically detect an abnormality in the treatment area in real time only by collating the images.
　一般に、Ｘ先頭映画像のみで腫瘍を同定することは孤立性の肺がんにおいてでさえ極めて困難であるが、本画像処理装置１００の手法のように事前に撮影された画像を用いることにより、十分な精度で腫瘍位置を同定することができる。また、治療計画用に撮影されたＣＴ情報のみならず、治療直前に撮影されたＣＴ情報を事前情報に用いることで、長期間に渡る患者の体系や臓器位置の変化にも対応することが可能である。更に、治療中に取得するＸ線投影画像と同じ撮影系（たとえば撮像角度）で事前情報を用意することで、異常検知の精度を上げることも可能である。 In general, it is extremely difficult to identify a tumor only with an X head projection image, even in isolated lung cancer, but it is sufficient to use an image captured in advance like the method of the image processing apparatus 100. Tumor location can be identified with accuracy. In addition to CT information taken for treatment planning, CT information taken immediately before treatment can be used as advance information, so it is possible to cope with changes in patient system and organ position over a long period of time. It is. Furthermore, it is possible to improve the accuracy of abnormality detection by preparing prior information in the same imaging system (for example, imaging angle) as the X-ray projection image acquired during treatment.
（６．　付記）
　なお、上述の実施形態の構成は、組み合わせたり或いは一部の構成部分を入れ替えたりしてもよい。また、本発明の構成は上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。 (6. Appendix)
Note that the configurations of the above-described embodiments may be combined or some components may be replaced. The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
１　　　：画像処理システム
１００　：画像処理装置
１１０　：入力部
１２０　：再投影画像生成部
１３１　：再投影画像
１４０　：入力部
１５０　：照合部
１５１　：相関算出部
１５３　：照射角度特定部
１５５　：位置異常検出部
１６０　：制御信号出力部
２００　：放射線治療装置
２１０　：放射線照射部
２２０　：Ｘ線撮像装置
３０１　：制御部
３０３　：ＲＡＭ
３０５　：通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部
３０７　：記憶部
３０９　：制御プログラム
３１１　：表示部
３１３　：入力部
３１５　：バスライン 1: Image processing system 100: Image processing device 110: Input unit 120: Reprojection image generation unit 131: Reprojection image 140: Input unit 150: Verification unit 151: Correlation calculation unit 153: Irradiation angle specification unit 155: Position abnormality detection Unit 160: Control signal output unit 200: Radiotherapy device 210: Radiation irradiation unit 220: X-ray imaging device 301: Control unit 303: RAM
305: Communication interface (I / F) unit 307: Storage unit 309: Control program 311: Display unit 313: Input unit 315: Bus line

Claims (9)

  1. 　被写体のコンピュータ断層撮影により得られるＣＴ撮影情報を用いて生成される、各々の角度からの撮像用の放射線の照射に対応した１以上の再投影画像を管理する手段と、
    　治療用の放射線が回転照射されている被写体に対して、撮像用の放射線を照射することにより得られる投影画像の入力を受ける入力手段と、
    　前記投影画像と１以上の前記再投影画像とを照合する照合手段と、
    　前記照合の結果に応じて、前記治療用の放射線の照射を制御するための制御信号を出力する出力手段と
    を備える画像処理装置。     Means for managing one or more reprojection images corresponding to the radiation of imaging radiation from each angle generated using CT imaging information obtained by computer tomography of the subject;
    An input means for receiving an input of a projection image obtained by irradiating an imaging radiation to a subject on which therapeutic radiation is rotated;
    Collating means for collating the projected image with one or more reprojected images;
    An image processing apparatus comprising: an output unit that outputs a control signal for controlling irradiation of the therapeutic radiation according to a result of the collation.
  2. 　前記ＣＴ撮影情報を用いて、複数の撮像角度に対応する複数の前記再投影画像を生成する手段
    を更に備える請求項１記載の画像処理装置。     The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: means for generating a plurality of the reprojection images corresponding to a plurality of imaging angles using the CT imaging information.
  3. 　前記照合手段は、各々の角度からの撮像用の放射線の照射に対応した複数の前記再投影画像の中から、前記投影画像における撮像用の放射線の照射角度に対応した前記再投影画像を特定し、
    　前記出力手段は、放射線の照射角度が対応する前記再投影画像及び前記投影画像の照合結果に応じて、前記制御信号を出力する、
    請求項２記載の画像処理装置。     The collating unit specifies the reprojection image corresponding to the irradiation angle of the imaging radiation in the projection image from the plurality of reprojection images corresponding to the irradiation of the imaging radiation from each angle. ,
    The output means outputs the control signal according to the reprojection image corresponding to the irradiation angle of radiation and the collation result of the projection image,
    The image processing apparatus according to claim 2.
  4. 　前記照合手段は、前記投影画像と前記再投影画像との前記照合の結果が、統計的に定められる基準範囲内であるか否かを判別する、
    請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の画像処理装置。     The collation means determines whether or not a result of the collation between the projection image and the reprojection image is within a statistically determined reference range;
    The image processing apparatus according to claim 1.
  5. 　前記照合手段は、前記再投影画像の各々に対して、前記投影画像との相関値を算出する、
    請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の画像処理装置。     The collation means calculates a correlation value with the projection image for each of the reprojection images;
    The image processing apparatus according to claim 1.
  6. 　前記再投影画像は、治療用の放射線の回転照射前に、前記被写体の位置合わせ用に撮影された前記ＣＴ撮影情報を用いて生成される、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の画像処理装置。     The reprojection image is generated using the CT imaging information that is imaged for alignment of the subject before the rotational irradiation of therapeutic radiation.
    The image processing apparatus according to claim 1.
  7. 　前記制御信号は、治療用の放射線のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのものである、
    請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の画像処理装置。     The control signal is for switching ON / OFF of therapeutic radiation.
    The image processing apparatus according to claim 1.
  8. 　前記入力手段は、放射線治療装置から前記投影画像の入力を受け、
    　前記出力手段は、前記放射線治療装置に対して制御信号を出力する、
    請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の画像処理装置。     The input means receives the projection image input from a radiotherapy device,
    The output means outputs a control signal to the radiotherapy apparatus;
    The image processing apparatus according to claim 1.
  9. 　被写体のコンピュータ断層撮影により得られるＣＴ撮影情報を用いて生成される、各々の角度からの撮像用の放射線の照射に対応した１以上の再投影画像を管理するステップと、
    　治療用の放射線が回転照射されている被写体に対して、撮像用の放射線を照射することにより得られる投影画像の入力を受けるステップと、
    　前記投影画像と１以上の前記再投影画像とを照合するステップと、
    　前記照合の結果に応じて、前記治療用の放射線の照射を制御するための制御信号を出力するステップと
    を画像処理装置が行う画像処理方法。     Managing one or more reprojection images corresponding to the radiation of imaging radiation from each angle generated using CT imaging information obtained by computer tomography of the subject;
    Receiving an input of a projection image obtained by irradiating imaging radiation to a subject on which therapeutic radiation is rotated; and
    Collating the projected image with one or more reprojected images;
    An image processing method in which an image processing apparatus performs a step of outputting a control signal for controlling the irradiation of the therapeutic radiation according to the result of the collation.
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