ベッド位置決めシステム、放射線治療システム及びベッド位置決め方法
【課題】放射線治療において、単純Ｘ線画像情報を用いてベッドの位置決め精度を向上できるベッド位置決めシステムを提供する。
【解決手段】治療装置１０２は、回転可能な回転ガントリー１０３に照射ヘッド１０５及びＸ線発生装置１０６を備え、ベッド位置決めシステム３０１は天板を挟んで対向して回転ガントリーに設けられたＸ線源３０８及びＸ線受像器３０９を有し、Ｘ線源３０８及びＸ線受像器３０９により相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成する。撮像操作卓３０６の画像処理演算装置は、異なるエネルギー分布を持つＸ線に基づき作成された複数のＸ線画像間のサブトラクション処理により、位置決めに必要な骨組織を強調した画像を生成し、位置決め装置３０５はその画像情報を治療計画に用いる断層画像情報と合わせて用い、ベッド１０７の位置決めを行う。
【解決手段】治療装置１０２は、回転可能な回転ガントリー１０３に照射ヘッド１０５及びＸ線発生装置１０６を備え、ベッド位置決めシステム３０１は天板を挟んで対向して回転ガントリーに設けられたＸ線源３０８及びＸ線受像器３０９を有し、Ｘ線源３０８及びＸ線受像器３０９により相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成する。撮像操作卓３０６の画像処理演算装置は、異なるエネルギー分布を持つＸ線に基づき作成された複数のＸ線画像間のサブトラクション処理により、位置決めに必要な骨組織を強調した画像を生成し、位置決め装置３０５はその画像情報を治療計画に用いる断層画像情報と合わせて用い、ベッド１０７の位置決めを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッド位置決めシステム、放射線治療システム及びベッド位置決め方法に係り、特に、Ｘ線又は陽子線をはじめとする粒子線等の各種放射線を患者の患部に照射して治療する放射線治療に用いるのに好適なベッド位置決めシステム、放射線治療システム及びベッド位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
がん細胞を各種放射線を照射することで壊死させることを目的とする放射線治療は、近年広く行われつつある。用いられる放射線としては最も広く利用されているＸ線だけでなく、陽子線を始めとする粒子線を使った治療も行われている。
【０００３】
放射線治療の重要なプロセスの一つにベッドの位置決めがある。ベッド位置決めのプロセスを以下に説明する。まず、技師（または医師）が、一般に治療計画装置から出力されたディジタル再構成Ｘ線(Digital Reconstructed Radiograph；ＤＲＲという)画像情報と、放射線照射前にＸ線撮像装置を用いて治療用ベッド（以下、ベッドと省略する）の上に患者を横たわらせた状態で撮影して得られた単純Ｘ線画像情報を比較する。この比較に基づいて、治療計画で決定した照射標的（がんの患部）の位置と現在のベッド上に横たわっている患者の照射標的の位置のずれ量を算出する。算出したずれ量を用いて二種類の画像が一致するようにベッドの移動量を求める。この移動量に基づいてベッドを移動させることにより、ベッドの位置決めが完了する。このようなベッド位置決めのプロセスは例えば特許文献１に記載されている。また、ＤＲＲ画像情報と単純Ｘ線画像情報のパターンマッチングにより、ベッドの移動量を求めることが特許文献２に記載されている。
【０００４】
一方、単純Ｘ線画像情報から被写体の特定部分を抽出した画像を得る技術としてエネルギーサブトラクションと呼ばれる方法がある。この方法は、Ｘ線吸収率のエネルギーに依存する違いを利用するものであり、異なるエネルギーのＸ線により撮像された画像同士の差分をとることにより、被写体の特定部分を抽出することができる。この方法を開示する従来技術として非特許文献１及び特許文献３がある。非特許文献１には、エネルギーサブトラクション法により生成された胸部Ｘ線画像において、脊椎・肋骨等を差し引いた軟部組織画像を利用することが記載されている。また、特許文献３には、撮影時期の異なる単純Ｘ線画像情報に基づいてそれぞれエネルギーサブトラクション法により生成された２つの軟部組織画像を用いて被写体の経時変化部分を選択的に強調した画像を生成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０００−５１００２３号公報
【特許文献２】特許第３７４８４３３号公報
【特許文献３】特開平８-３３６５１７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】木口雅夫、他「フラットパネルディテクタを用いたデュアルエネルギーサブトラクション法におけるびまん性肺疾患の検出能の評価、日本放射線技術学会雑誌、第 63 巻、第 12 号 1362-1369頁、2007。
【０００７】
【非特許文献２】Frederik Maes, 他,「Multimodality image registration by maximization of mutual information」, IEEE Trans. Med. Image., Vol.16, No.2, 187頁〜197頁, 1997。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＤＲＲ画像情報は、単純Ｘ線画像を模擬した画像であり、治療計画時に撮影された治療計画用ＣＴ画像から生成される。ＤＲＲ画像の作成は、体内の３次元構造の情報を持つＣＴ画像から得られる体内のＣＴ値を基に、一般的に、レイトレーシング法を応用した方法を用いて行う。なお、ベッド位置決めでは、参照画像情報としてＤＲＲ画像情報の代りにＸ線シミュレータ等を用いて撮影した画像情報を用いる場合もある。
【０００９】
一方、放射線照射時に撮影される単純Ｘ線画像はＸ線による投影像であり、主に骨等の明確な構造物が映る。このため、特許文献１に記載のように単純Ｘ線画像情報を用いるベッド位置決めではがんの患部つまり軟部組織と骨との位置関係が大きく変化しないと想定し、骨格の構造をもって位置決めが実施されることが多い。ところが単純Ｘ線画像は射影、すなわち線減弱係数の積算値情報しか持たないため、例えば胸部など、骨、肺等の軟部組織、及び肺の中の空気部分といったＸ線の吸収率の大きく異なる部位が混在する場合に、骨によるコントラストがその他の物質によるコントラストに対し支配的ではなくなる。その結果、骨領域とその他の領域の境界をはっきりと認識するのが困難な場合もある。この場合、ベッドの位置決め時には操作者が骨格の構造を推定しながら位置を確定しなければならず、ベッドの位置決めの精度が悪くなる場合もあった。特許文献２に記載のパターンマッチングによりＤＲＲ画像情報と単純Ｘ線画像情報を直接比較してベッドの移動量を求める方法でも、パターンマッチングの精度を高め、ベッドの位置決め精度を高めるためには単純Ｘ線画像において骨の輪郭が明確であることが好ましい。
【００１０】
ＣＴ画像を用いれば、骨や臓器の３次元位置情報まで比較的容易に把握できる。そこで、位置決め精度を高めるために、放射線照射前に単純Ｘ線画像の代わりにＣＴ画像を撮影する場合もある。この画像を治療計画用ＣＴ画像と直接比較することで、体内の臓器の位置まで含めた位置決めが可能となる。しかし、この手法は撮影時間が延びる上に撮影のための煩雑さが増すという課題があった。
【００１１】
単純Ｘ線画像の画像情報量を飛躍的に増やす技術として、非特許文献１及び特許文献３に記載のようなエネルギーサブトラクション法がある。エネルギーサブトラクション法では、異なるエネルギーのＸ線により撮像された画像同士の差分をとることにより、骨組織と軟部組織の情報を分離でき、どちらかを強調することや目立たなくすることが可能となる。しかし、非特許文献１及び特許文献３では、エネルギーサブトラクション法により脊椎・肋骨等を差し引いた軟部組織画像を生成し、診断精度及び診断効率を向上することを目的としており、その技術を放射線治療におけるベッドの位置決めに用いることには言及していない。
【００１２】
以上のように従来のＤＲＲ画像と単純Ｘ線画像を用いた位置決めでは、単純Ｘ線画像において骨の輪郭が明確でない場合、位置決め時の比較が難しく、十分な精度が確保できない場合があった。
【００１３】
本発明の目的は、放射線治療において、単純Ｘ線画像情報を用いてベッドの位置決め精度を向上することができるベッド位置決めシステム、放射線治療システム及びベッド位置決め方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、Ｘ線源装置及びこのＸ線源装置から出射され照射対象を透過したＸ線を入射するＸ線検出装置を有し、Ｘ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成するＸ線撮像装置と、前記Ｘ線情報に基づき対応する複数の第１Ｘ線画像情報を作成する画像情報作成装置と、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成する画像処理装置と、前記第２Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる断層画像情報に基づいてベッド移動量を演算するベッド移動量算出装置と、前記ベッド移動量に基づいて前記照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御するベッド制御装置とを備えるものとする。
【００１５】
サブトラクション処理により作成した第２Ｘ線画像情報をベッド移動量の算出に用いることで、移動量算出のために参照する治療計画用の断層画像情報との比較が容易となり、ベッドの位置決め精度を向上することができる。
【００１６】
Ｘ線撮像装置における相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報は、Ｘ線のエネルギーを弁別する能力を有するＸ線検出装置を用いるか、複数の異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を出射可能なＸ線源装置を用いることによって生成可能である。
【００１７】
サブトラクション処理により作成する第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することが好ましく、これにより第２Ｘ線画像情報と断層画像情報における照射対象（患者）の照射標的（患部）の位置ずれ量を算出するための両画像の比較が容易となり、その位置ずれ量に基づいてベッド移動量を算出することで、ベッドの位置決め精度を一層向上することができる。
【００１８】
また、サブトラクション処理により作成する第２Ｘ線画像情報としては、骨組織を強調する画像情報を作成する場合は、前記ベッド移動量算出装置において、治療計画に用いる断層画像情報の側でも骨組織を強調する画像情報を作成することが好ましく、これにより断層画像情報に基づく断層画像における骨組織の輪郭が明確となり、両画像の比較が一層容易となり、ベッドの位置決め精度の更なる向上が可能となる。
【００１９】
画像処理装置がサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成するには、撮像部位の線減弱係数が必要となる。この線減弱係数は、代表的な値を予め用意しておき、それを用いてもよいが、望ましくは、線減弱係数を治療計画に用いる断層画像情報から算出し、その線減弱係数を用いる。これによりサブトラクション処理により得られる第２Ｘ線画像の画質が向上し、ベッドの位置決め精度の一層の向上が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、放射線治療において、操作者の技量に関係なく単純Ｘ線画像情報を用いてベッドの位置決め精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例（実施例１）であるベッド位置決めシステム及びこのベッド位置決めシステムを備えたＸ線治療システムの構成図である。
【図２】図１に示すＸ線治療システムにおける治療装置の正面図である。
【図３】図１に示すＸ線治療システムにおけるベッド位置決めシステム及びＸ線治療システムにに含まれるその他のサブシステム（治療計画装置及びデータサーバ）の構成を示す図である。
【図４】図３に示すベッド位置決めシステムにおけるＸ線撮像システムの詳細を示す構成図である。
【図５】図３及び図４に示すＸ線撮像システムにおけるＸ線受像器の詳細を示す構成図である。
【図６】図３に示すベッド位置決めシステムにおける位置決め装置の詳細を示す構成図である。
【図７】実施例１におけるベッド位置決めシステムで実行されるベッド位置決め方法の手順を示す流れ図である。
【図８】実施例１の一部を修正した変形例におけるベッド位置決めシステムで実行されるベッド位置決め方法の手順を示す流れ図である。
【図９】実施例１の一部を修正した他の変形例におけるベッド位置決めシステムで実行されるベッド位置決め方法の手順を示す流れ図である。
【図１０】本発明の第２実施例（実施例２）であるベッド位置決めシステムにおけるエネルギーサブトラクション画像を生成する処理手順を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の第１実施例（実施例１）であるベッド位置決めシステム及びこのベッド位置決めシステムを備えたＸ線治療システムを、図を用いて説明する。まず、ベッド位置決めシステムを説明する前に、ベッド位置決めシステムを備えた放射線治療システムの全体構成と治療装置を、図１〜図３を用いて説明する。本実施例は、放射線としてＸ線を用いるＸ線治療システムに本発明を適用した場合のものである。なお、本実施例ではＸ線治療システムへの適用について述べるが、本発明は陽子線や炭素線を用いた粒子線治療システムにおける位置決めシステムにも適用可能である。
＜Ｘ線治療システムの全体構成及び治療装置＞
図１〜図３に示すように、Ｘ線治療システム１０１は、治療装置１０２及びベッド位置決めシステム３０１を備えている。治療装置１０２は、回転ガントリー１０３、支柱１０４、照射ヘッド（照射ノズル又は照射装置ともいう）１０５、治療用のＸ線発生装置１０６、ベッド１０７を備えている。回転ガントリー１０３は、床面に据え付けられる支柱１０４に回転可能に取り付けられる。回転ガントリー１０３は、回転中心軸１２３の方向に延びるアーム部１１０を有し、支柱１０４に取り付けられた第１回転機構（図示せず）によって駆動されて回転中心軸１２３を中心に回転する。
【００２４】
ベッド１０７は、治療台１０９、及び治療台１０９の上端部に設置される天板１０８を有する。治療台１０９は、床面に据え付けられた、第２回転機構（図示せず）を有するターンテーブル（図示せず）上に設置されている。天板１０８は一方向に細長く伸びている。治療台１０９は、天板１０８を三つの方向に移動させる三つの駆動装置（図示せず）を備えている。天板１０８は、第１駆動装置によって、回転中心軸１２３に沿った水平方向（Ｙ軸方向という）への移動１２０を行う。天板１０８は、第２駆動装置によって、回転中心軸１２３と直交する水平方向（Ｘ方向という）への移動１２２を行う。天板１０８は、第３駆動装置によって、高さ方向（鉛直方向）（Ｚ方向という）への移動１２１を行う。天板１０８は、第２回転機構の駆動によって、ベッド回転軸１２５を中心に回転する。さらに、治療台１０９は、図示されていないが、天板１０８を回転中心軸１２３の周りに移動させる（ローリングさせる）第４駆動装置、及び天板１０８の先端部の上げ下げを行う（ピッチングさせる）第５駆動装置を備える。第４及び第５駆動装置は、ベッド１０７、すなわち天板１０８の位置決めの微調整に使用される。天板１０８の長手方向に伸びる軸が、回転中心軸１２３と、水平方向及び鉛直方向で共に平行になった状態（図１及び図２に示す天板１０８の状態）を、ベッド回転軸１２３回りにおけるベッド１０７の回転角度がゼロ度と定義する。
【００２５】
照射ヘッド１０５が、天板１０８と向き合うように、回転ガントリー１０３の水平方向に伸びた部分、すなわち、アーム部１１０の先端部に設置される。アーム部１１０は、回転ガントリー１０３の回転に伴って天板１０８の周囲を旋回する。Ｘ線発生装置１０６がアーム部１１０内に設置されている。照射ヘッド１０７はＸ線発生装置１０６から入射されたＸ線を照射標的（例えば、患者内に存在するがんの患部）に向かって照射する。回転ガントリー１０３の回転によって周方向における照射ヘッド１０５の向きが変えられるので、Ｘ線を、照射標的に対し、回転中心軸１２３の周囲で３６０度の範囲でどの方向からでも照射することができる。また、照射ヘッド１０５の軸心を通る、Ｘ線が照射される方向である照射中心線１２４と回転中心軸１２３の交点を、照射中心点（アイソセンター）１２６と呼ぶ。
＜ベッド位置決めシステム＞
本発明を実現するためのベッド位置決めシステム３０１の構成について更に図４〜図６を用いて説明する。ベッド位置決めシステム３０１はＸ線撮像システム３０４及び位置決め装置３０５を有し、これらは、図３に示すように、ネットワークを通して治療計画装置３０２及びデータサーバ３０３と接続されている。
【００２６】
ベッド位置決めシステム３０１において、Ｘ線撮像システム３０４は撮像操作卓３０６、撮像制御装置３０７、Ｘ線源（Ｘ線源装置）３０８及びＸ線受像器（Ｘ線入射器）３０９を有し、撮像制御装置３０７、Ｘ線源（Ｘ線源装置）３０８及びＸ線受像器（Ｘ線入射器）３０９はＸ線撮像装置３１５を構成している。Ｘ線源３０８及びＸ線受像器３０９は、間に天板１０８を挟むようにして対向して（図２参照）、回転ガントリー１０３に取り付けられる。
【００２７】
Ｘ線源３０８は単一の代表エネルギーを有するＸ線を出射するものであり、単一の代表エネルギーを有するＸ線は代表エネルギーをピークとする単一の連続的なエネルギー分布を有している。Ｘ線受像器３０９はエネルギー弁別する能力（機能）を有しており、これによりＸ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成する。
【００２８】
図５はＸ線受像器３０９の詳細を示す図である。図５において、基板６０２上には半導体放射線検出器６０１が多数配置されており、また半導体放射線検出器６０１の下部は格子状にピクセル化されている。例えば１つのピクセルはピクセル６０２で図示される領域である。半導体放射線検出器６０１が１個あたりＮ個のピクセルを有し、Ｘ線受像器３０９が半導体放射線検出器６０１をＭ個有する場合、総ピクセル数（＝総画素数）はＮ×Ｍ個となる。なお、図５は半導体放射線検出器６０１の１個を拡大した図である。半導体放射線検出器６０１の上部には一様にバイアス電圧が印加され（図示せず）、半導体放射線検出器６０１の内部には電界が生じている。この状態でＸ線６０８が入射し光電効果が生じるとキャリヤ（電子及びホール）が発生し、その位置に応じたピクセルでキャリヤが電流として検知される。なお、Ｘ線は電磁波の一種であるが、量子論的にはあるエネルギーを有するフォトンとみなすことができる。キャリヤ量はＸ線１フォトンが有するエネルギーに比例するため、キャリヤ量すなわち電荷量を測定することでＸ線のエネルギーを知ることができる。具体的には、各ピクセルからの電荷はチャージアンプ６０４により読み出され、波形整形アンプ６０５により電荷量に比例した波高のパルス列が生成される。パルス列は波高弁別回路６０６により２段階のレベルに応じて振り分けが行なわれる。これらのパルス信号はパルス処理回路６０７に入力され、Ｘ線の入射位置とＸ線のエネルギーとに応じたディジタル信号処理が実施される。すなわち高エネルギーＸ線の入射量と、低エネルギーＸ線の入射量とが独立して得られる。ピクセル６０２ごとに得られた入射量を画素情報に変換したものが単純Ｘ線画像情報であり、これによりエネルギーサブトラクションのためのデータを得ることができる。
【００２９】
また、エネルギー弁別のための方法としては、半導体放射線検出器を用いる方法とは別に、２枚のイメージングプレートの間に適切な厚さの銅板等を挿むことで、前後のプレートの感知するＸ線エネルギーに差をつけるという方法もある。
【００３０】
撮像操作卓３０６は、図４に示すように、画像処理演算装置４０１、通信装置４０２、メモリ４０３、記憶装置４０４を有している。画像処理演算装置４０１は、上述したＸ線受像器３０９が取得した高エネルギーＸ線の入射量と低エネルギーＸ線の入射量のＸ線情報に基づき対応する２つの単純Ｘ線画像情報（第１Ｘ線画像情報）を作成するとともに、その２つの単純Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により新たなＸ線画像情報（第２Ｘ線画像情報）を作成する（後述）。すなわち、画像処理演算装置４０１は２つの単純Ｘ線画像情報（第１Ｘ線画像情報）を作成する画像情報作成装置と、サブトラクション処理により新たなＸ線画像情報（第２Ｘ線画像情報）を作成する画像処理装置の機能を兼ねている。画像処理演算装置４０１は２つの単純Ｘ線画像情報（第１Ｘ線画像情報）を作成する画像情報作成装置の機能のみを有するものとし、サブトラクション処理により新たなＸ線画像情報（第２Ｘ線画像情報）を作成する画像処理装置の機能は他の演算装置に持たせてもよい。
【００３１】
ベッド位置決めシステム３０１の位置決め装置３０５は、ベッド制御装置３１０及び移動量算出装置３１１を有し、移動量算出装置３１１は、図６に示すように、移動量演算装置５０１、通信装置５０２、メモリ５０３、記憶装置５０４を有している。移動量算出装置３１１は、撮像操作卓３０６から入力した移動指令に基づいて目標とするベッド移動量（目標値）を演算し、ベッド制御装置３１０に出力する。また、移動量算出装置３１１は、撮像操作卓３０６からＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報（サブトラクション処理により生成した第２Ｘ線画像情報）を入力し、これら画像情報に基づいてベッド移動量を演算し、ベッド制御装置３１０に出力する。ベッド移動量の演算は、特許文献１、特許文献２等に記載の公知の技術を用いることができる。例えば、ＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報とを比較し、この比較に基づいて患者の照射標的の位置のずれ量を算出し、算出したずれ量を用いて二種類の画像が一致するようにベッドの移動量を求める。ベッド制御装置３１０は、移動量算出装置３１１から入力したベッド移動量に基づいた駆動制御指令を上述した治療装置１０２の駆動装置（第１、第２及び第３駆動装置及び第２回転機構）に出力し、駆動装置を制御する。
＜治療の流れ＞
次に、治療計画から放射線を照射するまでの治療の流れを図７、図８及び図９を用いて説明する。図７は、本実施例におけるＸ線撮像システム３０４、位置決め装置３０５及び治療計画装置３０２のぞれぞれで行われる処理内容を互いに関連づけて示した流れ図である。
＜治療計画の立案＞
まず、初めに治療を行うための治療計画が立案される。そのために、ＣＴ装置（図示せず）を用いて治療計画用ＣＴ画像を撮像する。その後、技師（または医師）が治療計画装置３０２を用いて、治療計画用ＣＴ画像に基づき患者の照射標的の位置及び大きさや照射方向等が設定される。治療計画の結果と治療用ＣＴ画像情報はネットワークを通じてデータサーバ３０３に保存される（ステップ７０１）。また、治療計画装置３０２は、位置決め用に治療計画用ＣＴ画像情報からＤＲＲ画像情報を生成し、そのＤＲＲ画像情報もネットワークを通じてデータサーバ３０３に保存される（ステップ７０２）。
＜ベッドの位置決め＞
治療計画に基づき照射標的へ治療放射線を照射する前に、天板１０８上に横たわっている患者内の照射標的と照射中心点１２６を一致させる必要がある。このため、ベッド１０７、すなわち、天板１０８の位置決めが実施される。ベッド位置決めシステム３０１を用いた、本実施例のベッド位置決め方法を以下に説明する。
＜ベッドの粗位置決め＞
まず、ベッドを移動する（ステップ７０３）。Ｘ線を照射する照射標的は、照射対象である患者内に存在するがんの患部（以下、患部という）である。患者が天板１０８上に横たわった後、患部が照射中心点１２６の近くに位置するように、天板１０８が移動される。この天板１０８の移動は、技師（または医師）が撮像操作卓３０６の入力装置から入力した移動指令を移動量算出装置３１１が入力して目標とするベッド移動量を演算し、この移動量をベッド制御装置３１０に出力することによって行われる。ベッド制御装置３１０は、その移動量に基づいて駆動制御指令を第１、第２及び第３駆動装置に出力し、これらの駆動装置を駆動させる。これによって、天板１０８に対する移動１２０，１２１，１２２が行われ、対象標的が照射中心点１２６の近くに達する。なお、ベッド制御装置３１０が移動指令に基づいて第２回転機構を駆動させると、天板１０８がベッド回転軸１２５を中心に所定角度だけ旋回する。天板１０８の、対象標的の照射中心点１２６近くへの移動は、レーザーマーカ等の光学的装置を目印にして行われる。天板１０８の移動は、光学的装置を用いずに患者の表面に貼られた（または描かれた）シール及び十字線等のマーカを目印に目測で行う場合もある。
＜Ｘ線撮像＞
次に、照射対象のＸ線撮影を実行する（ステップ７０４）。位置決め用のＸ線撮影は、通常、鉛直方向と水平方向の直交する二方向から行われる。例えば、一枚は図１の照射中心線１２４に平行な方向から照射し、もう一枚はガントリー１０３を９０度回転させた状態で、図１では回転中心軸１２３と照射中心線１２４に直交する方向（すなわち方向１２２）に沿って撮影する。それぞれの撮像角度に対応するように、ガントリー制御装置（図示せず）は、第１回転機構を駆動させる。撮像制御装置３０７は、回転ガントリー１０３の回転角度が予め設定された撮影角度に設定された後、技師（または医師）が撮像操作卓３０６から入力した撮像指令に基づいてＸ線源３０８からＸ線を出射し、照射対象に照射させる。患者の患部を透過したＸ線は、Ｘ線源３０８と対向しているＸ線受像器３０９の各半導体放射線検出器６０１（図５参照）によって検出される。一つの方向で撮影が終了すると、ガントリー制御装置は、次の撮像角度になるまで第１回転機構を駆動させた後、同様に撮影が行われる。
【００３２】
撮像の結果、前述したＸ線受像器３０９の原理に従い、各方向においてエネルギーの異なるＸ線の入射量を検出器６０１のピクセルごとに得ることができる。Ｘ線受像器３０９で得られたこれらの情報は、通信装置４０２を介して撮像操作卓３０６のメモリ４０３上に展開され、画像処理演算装置４０１が画像データ化する。この画像データは単純Ｘ線画像情報（第１Ｘ線画像情報）として記憶装置４０４に保存される（ステップ７０５）。一つの撮像方向に対して、通常は二種類のエネルギー領域に対応した二枚の画像が得られる。さらに細かくエネルギー領域を分ければ三枚以上の画像を得ることも可能である。
＜エネルギーサブトラクション画像の生成＞
こうして得られた複数の画像から、撮像方向ごとにエネルギーサブトラクション画像をする。
【００３３】
ここでエネルギーサブトラクション画像を生成するための原理を述べる。
【００３４】
単純Ｘ線画像は、線源から検出器までに到達する間に通過したＸ線が体内で減衰した量を画像化したものである。Ｘ線の吸収率は、透過する物質とその長さだけでなく、エネルギーにも依存して変化する。一般的に、ＭｅＶ以下の領域ではエネルギーが高くなるにつれて吸収率が減少する。例えば、均質な物質を透過する場合、透過する物質の厚さをｚ、入射Ｘ線の強度をI0、透過Ｘ線の強度をIとすると、IとI0 との関係は（式１）で表される。
【００３５】
【数１】
【００３６】
このμを線減弱係数と呼ぶ。
【００３７】
軟部組織画像と骨組織画像に対する線減弱係数のエネルギー依存性との違いを利用することで、それぞれの対象を強調した画像を得ることができる。最も単純な例として、体内が骨組織と軟部組織の二種類のみで構成され、それぞれの組織である二つのエネルギーでの線減弱係数がすべて既知の場合を考える。エネルギー１、エネルギー２の二種類のエネルギーに対する線減弱係数を、骨組織に関してμb1、μb2、軟部組織に関してμs1 、μs2 とする。透過Ｘ線の強度は（式１）で表される。入射Ｘ線の強度をI0 、検出器に到達する透過Ｘ線の強度をエネルギー１、エネルギー２に対してI1、I2とすると、これらは（式２）及び（式３）で表される。
【００３８】
【数２】
【００３９】
【数３】
【００４０】
ここで、x、ｙはそれぞれ骨組織と軟部組織の透過長を表す。これら二つのエネルギーで撮影された画像を重み付きサブトラクション処理することで、新たな画像を得る。例えば（式２）から（式３）を (μs1 /μs2 )倍したものを減ずることで、骨の透過長 x の値を得ることができる。この処理を（式４）で表す。
【００４１】
【数４】
【００４２】
このようにサブトラクション処理により作成した画像を本明細書ではエネルギーサブトラクション画像或いは単にサブトラクション画像と呼んでいる。このエネルギーサブトラクション画像は、減算する際の係数により、得られる画質が変化する。望ましい画質の画像を得るためには、μb1、μb2、μs1 、μs2 が既知である必要がある。この値は予め典型的な値を用意しておけばよいが、実際には撮影する部位や患者によって最適な値は異なる。
【００４３】
画像処理演算装置４０１は、上記原理に基づいて、ある方向で撮像された二枚の画像からサブトラクション画像を生成し、記憶装置４０４に保存する（ステップ７０６）。まず、画像処理演算装置４０１は、記憶装置４０４に保存されている二枚の画像情報を読み出し、撮像操作卓３０６内でメモリ４０３に展開する。続いて画像処理演算装置４０１は、サブトラクションをするための重み付けの係数を決定する。この減算で使用する係数により、生成した画像の画質が決定される。骨組織画像を生成したい場合には、（式４）のような処理を行えばよい。（式４）から明らかなように、適切な係数を得るためには、高エネルギー領域、低エネルギー領域での骨組織、及びその他の組織の線減弱係数が必要となる。通常、骨組織の位置で位置決めを行うため骨組織を強調した画像が望ましく、それに適した値が撮像操作卓３０６の記憶装置４０４に予め保存されている。画像処理演算装置４０１はこの値を読み出すことでサブトラクション画像を生成する。画像処理演算装置４０１は二枚の画像から画素ごとにこの係数を用いた減算処理を行い、新たな画像を生成した上で記憶装置４０４に保存する。
＜線減弱係数の算出＞
以上の操作によりサブトラクション画像が生成できるが、サブトラクション画像の画質は二枚の画像を減算する際の係数に依存する。そもそもサブトラクション画像の生成とは、（式２）及び（式３）において、右辺の値がいずれも未知である中、線減弱係数のみを既知と仮定して、透過長を可視化する技術である。既知とした線減弱係数の値、すなわちサブトラクション画像を得るための係数値は、本来は患者または撮像部位ごとに異なる。これは患者ごとの骨組織や軟部組織の密度のばらつきなどによる。一般には代表的な値のみを予め用意しておけばよく、本実施例でもその値を記憶装置４０４に保存している。しかし、本発明の位置決め装置では、位置決め時に撮像するＸ線画像とは別に、治療計画用ＣＴ画像の情報を利用することができるため、ここからサブトラクション画像生成に必要な係数を算出することができる。この場合、係数は画像全体に渡って同一である必要はなく、サブトラクション画像を生成する際のピクセルごとに設定することも可能となる。以下にその方法を説明する。
【００４４】
治療計画用ＣＴ画像は、患者体内のＣＴ値を保持している。ＣＴ値はＸ線の線減弱係数を水の線減弱係数が０になるように規格化した値であり、装置ごとの校正によるずれはあるものの、ＣＴ撮像時のＸ線エネルギーでの線減弱係数に対応したものと考えてよい。一方、サブトラクション画像生成のために必要な値は(式４)のようにＸ線撮像システム３０９で撮像したＸ線画像（位置決め用Ｘ線画像と呼ぶ）の各ピクセルに対応したＸ線透過パス上での線減弱係数である。治療計画用ＣＴ画像から位置決め用Ｘ線画像に対応した線減弱係数を引き出すためには、治療計画用ＣＴ画像と位置決め用Ｘ線画像との正確な位置関係が既知であることが前提となる。実際は最終的な位置決め前の段階では両者の間に数ｍｍ程度のずれがあるが、本装置は治療計画用ＣＴ画像の患部中心位置が照射中心点１２６と一致していると仮定した上で、位置決め用Ｘ線画像の各ピクセルに対応した透過パスに沿って透過長で重み付け平均した線減弱係数を、骨組織と軟部組織に関して別々に求める。実際の位置と仮定した位置のずれがある場合は、真に線減弱係数を求めたい組織の近隣の組織の線減弱係数を求めていることになるが、位置の差が数ｍｍであれば線減弱係数の値の違いはほぼ無視できると考えられるため問題はない。一方で、(式２)及び(式３)のもう一つの未知数である透過長に関しては、数ｍｍの位置ずれがある場合には、治療計画用ＣＴ画像から正しく定めることができない。組織ごとの透過長は位置が少し変わるだけでも大きく変動する可能性があるからである。結果として、治療計画用ＣＴ画像から引き出した線減弱係数の情報を基に、サブトラクション処理により透過長を可視化した画像を得るという方法になる。
【００４５】
ただし、注意すべき点が二点ある。一つは、治療計画用ＣＴ画像を撮像するときのＸ線エネルギーと位置決め用Ｘ線画像を撮像するときのＸ線エネルギーが異なる点である。あるエネルギーでの線減弱係数から別のエネルギーでの線減弱係数を精度よく算出するためには、透過する物質の原子番号を仮定しなければならない。もう一つは、ＣＴを撮影するＸ線のスペクトルはブロードなものであるが、ある代表単色エネルギーでのＣＴ値として取り扱うことで生じる誤差である。これらの誤差を考慮した上で、治療計画用ＣＴ画像のＣＴ値と、Ｘ線源３０８が放射する代表Ｘ線エネルギーでの骨組織と軟部組織との線減弱係数とを対応させるテーブルを予め用意することになる。
【００４６】
以上のように、治療計画用ＣＴ画像のＣＴ値から位置決め用Ｘ線画像の各ピクセルに対応した線減弱係数が求まる。続いて、この情報からサブトラクションに必要なピクセルごとの係数を算出する。
【００４７】
図８は、そのような考えで第１実施例におけるベッド位置決め方法の一部を修正した変形例における処理の流れ図である。まず、画像処理演算装置４０１はネットワーク上につながったデータサーバ３０３から患者の治療計画、及び治療計画用ＣＴ画像を取得する(ステップ８０１)。続いて治療計画用ＣＴ画像のＣＴ値を、位置決め用Ｘ線画像を撮像するためのＸ線に対応した線減弱係数にテーブルを用いて変換する。次に位置決め用Ｘ線画像のピクセルごとに、ピクセル中心位置と線源とを結ぶライン上の骨組織と軟部組織に関して線減弱係数を透過長で重み付け平均する。この結果、各ピクセルに対応した線減弱係数が（式２）、及び（式３）のμb1 、μs1 、μb2 、μs2 として得られる（ステップ８０２）。なお、図８では線減弱係数の算出がＸ線画像撮像後となっているが、線減弱係数の算出はＸ線画像前でも行えるため、予め係数を算出しておくことも可能である。
＜ベッド移動量の算出ためのＤＲＲ画像情報及びＸ線画像情報の取得＞
最後に、ベッドの移動量を算出する。ベッド移動量を算出するにあたり、移動量算出装置３１１は、それぞれデータサーバ３０３及び撮像操作卓３０６内の記憶装置４０４からＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報を読み込み、記憶装置５０４に記憶する（ステップ７０７）。Ｘ線画像情報は、先に述べたとおり、画像処理演算装置４０１により生成された後撮像操作卓３０６内の記憶装置４０４に保存されており、ネットワークを通じてこれを取得する。ＤＲＲ画像情報は、治療計画装置３０２が治療計画用ＣＴ画像を基に生成し、データサーバ３０３に保存されている。Ｘ線画像情報、ＤＲＲ画像情報ともに、撮影方向に対応した二枚以上の画像情報が存在する。移動量算出装置３１１がこれらの画像情報のすべてを、通信装置を通じてネットワーク上から取得する。
＜新たなＤＲＲ画像の作成＞
以上のように治療計画装置の生成したＤＲＲ画像情報をそのまま利用することも可能であるが、必要に応じで移動量算出装置３１１がＤＲＲ画像を新たに作成することも可能である。前述したように、ＣＴ画像では骨組織や臓器の３次元位置情報まで比較的容易に把握できる。例えば、骨組織であれば他の組織と比べて高いＣＴ値を持つことで区別できる。この情報を使えば、例えば骨組織の位置を判別し強調した画像や、逆に骨を除去して体内の臓器を見やすくした画像を得ることができる。図９は、そのような考えで第１実施例におけるベッド位置決め方法の一部を修正した他の変形例における処理の流れ図である。本実施例では、Ｘ線画像をエネルギーごとの情報から骨組織画像を生成したために、それに合わせるように骨組織を強調したＤＲＲ画像を生成するように設定する。移動量算出装置３１１の移動量演算装置５０１は、治療計画用のＣＴ画像情報をデータサーバ３０３からネットワークを介して取得する（ステップ９０２）。次いで、移動量演算装置５０１は骨組織を強調したＤＲＲ画像情報を作成する（ステップ９０３）。ＤＲＲ画像を作成するために必要なＸ線源３０８、Ｘ線受像器３０９の位置の情報などは、データサーバ３０３に保持されているため、これらの情報も移動量算出装置３１１がネットワーク上から適宜取得する。
＜ベッド移動量の算出＞
続いて移動量算出装置３１１の移動量演算装置５０１は、Ｘ線画像情報、及び治療計画ＣＴ画像情報を基に作成されたＤＲＲ画像情報を用いて天板１０８の移動量、すなわちベッドの移動量（目標値）を算出する（ステップ７０８）。移動量演算装置５０１は、作成したＤＲＲ画像情報とＸ線画像とを比較して、両画像における照射対象（患者）の照射標的（患部）の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量に基づいてベッド移動量を算出する。複数の方向から撮影した画像が複数枚あるので、それぞれ対応したもの同士を比較する。ＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報の比較は、例えば特許文献１記載のように操作者が両者の画像内で特徴点を指定し、それらの点が一致するように行い、移動量（目標値）を求める。また、特許文献２に記載のようにパターンマッチングによって行い、移動量を算出してもよいし、非特許文献２に記載のように相互情報量最大化法を用いてもよい。相互情報量最大化法は二つの画像間の類似度を求める方法である。
＜ベッド移動＞
移動量算出装置３１１の移動量演算装置５０１は、上記のように算出したベッド移動量をベッド制御装置３１０に出力する。ベッド制御装置３１０は、そのベッド移動量に基づいて駆動制御指令を治療装置１０２の第１、第２及び第３駆動装置及び第２回転機構に出力し、これらを駆動する（ステップ７０９）。これにより天板１０８に対する移動１２０，１２１，１２２と軸１２５回りの回転が行われ、対象標的が照射中心点１２６に位置するよう天板１０８が位置決めされる（ステップ７１０）。
＜治療用Ｘ線の照射＞
ベッドの位置決めが終了した後、ガントリー制御装置は、ガントリー操作卓（図示せず）から入力されたＸ線発生装置１０６及び第１回転機構の各駆動指令に基づいて、Ｘ線発生装置１０６及び第１回転機構を駆動させる。第１回転機構の駆動によって回転ガントリー１０３が回転し、アーム部１１０が天板１０８に横たわっている患者の周囲を旋回する。Ｘ線発生装置１０６は、ガントリー制御装置からの制御指令に基づいて、設定された各回転角度になったとき所定のエネルギーのＸ線を患者の患部に向かって照射する。このようにして、がんの患部にＸ線が照射される。
＜第１実施例の効果＞
以上のように構成した本実施例によれば、サブトラクション画像情報（第２Ｘ線画像情報）をベッド移動量の算出に用いることで、移動量算出のために参照するＤＲＲ画像情報（治療計画用の断層画像情報）との比較が容易となり、操作者の技量に関係なくベッドの位置決め精度を向上することができる。
【００４８】
また、本実施例によれば、サブトラクション画像情報（第２Ｘ線画像情報）として、骨組織を強調する画像情報を作成するので、これによりサブトラクション画像情報とＤＲＲ画像情報（断層画像情報）における照射対象（患者）の照射標的（患部）の位置ずれ量を算出するための両画像の比較が容易となり、その位置ずれ量に基づいてベッド移動量を算出することで、ベッドの位置決め精度を一層向上することができる。
【００４９】
また、サブトラクション画像情報として骨組織を強調する画像情報を作成する場合は、移動量算出装置３１１において、ＤＲＲ画像情報側でも骨組織を強調する画像情報を作成することが好ましく、これによりＤＲＲ画像における骨組織の輪郭が明確となり、両画像の比較が一層容易となり、ベッドの位置決め精度の更なる向上が可能となる。
【００５０】
更に、サブトラクション画像情報を作成するための線減弱係数を治療計画に用いる断層画像情報であるＣＴ画像情報（具体的にはそのＣＴ値）から算出し、その線減弱係数を用いてサブトラクション処理を行うことにより、サブトラクション画像の画質が向上し、ベッドの位置決め精度の一層の向上が可能となる。
【実施例２】
【００５１】
本発明の第２実施例（実施例２）であるベッド位置決めシステムを説明する。本実施例のベッド位置決めシステムのハード構成は、第１実施例のベッド位置決めシステムのハード構成と同じであるが、Ｘ線撮像システム３０４の装置性能が異なる。第１実施例のＸ線撮像システム３０４においては、Ｘ線撮像装置３１５は、単一の代表エネルギーを有する単一のエネルギー分布を持つＸ線を出射するＸ線源３０８と、エネルギー弁別する能力のあるＸ線受像器３０９を有する構成としたが、本実施例のＸ線撮像システム３０４においては、Ｘ線撮像装置３１５として、複数の異なる代表エネルギーをする複数の異なるエネルギー分布を持つ複数種類のＸ線を出射できるＸ線源３０８を設置した構成とし、その代わりにＸ線受像器３０９はエネルギー弁別を必要としない。
【００５２】
本実施例で用いるＸ線源３０８は、Ｘ線を発生させるための電子を加速するＸ線管電圧を変更することで、照射するＸ線の代表エネルギーを変更できる。Ｘ線管電圧の変更は、Ｘ線撮像装置３１５の撮像制御装置３０７による設定の変更によって行うことができる。
【００５３】
また、本実施例で用いるＸ線受像器３０９は複数の半導体検出器（図示せず）を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）である。検出器はＸ線の入射量のみを記録できればよい。シンチレータ及び複数のフォトダイオードを有するＦＰＤ、イメージインテンシファイア及びＣＣＤのいずれかをＸ線受像器５に用いることも可能である。
【００５４】
以上のようなＸ線源３０８とＸ線受像器３０９を用いることにより、第一の代表エネルギーを有するＸ線で単純Ｘ線画像を撮像した後、第二の代表エネルギーを有するＸ線を用いて新たに別の単純Ｘ線画像を撮像すれば、実施例１と同じく、エネルギーの異なるＸ線による二枚の単純Ｘ線画像を得ることができる。
【００５５】
図１０は、本実施例におけるサブトラクション画像情報の生成処理を示す流れ図である。
【００５６】
Ｘ線撮像装置３１５の撮像制御装置３０７にはサブトラクション画像情報の生成処理のプログラムが予め記憶されており、撮像制御装置３０７はそのプログラムに基づいて次のように動作する。まず、代表エネルギーが比較的低いＸ線エネルギーを生成するようＸ線源３０８のＸ線管電圧を設定し（ステップ４０１）、そのＸ線エネルギーによるＸ線画像を撮影する（ステップ４０２）。続けて、Ｘ線撮像装置３１５の撮像制御装置３０７は、同プログラムに基づいて、代表エネルギーが比較的高いＸ線エネルギーを生成するようＸ線源３０８のＸ線管電圧を設定し（ステップ４０３）、そのＸ線エネルギーによるＸ線画像を撮影する（ステップ４０４）。Ｘ線撮像システム３０４の画像処理演算装置４０１は、それらのＸ線情報を用いて低エネルギーと高エネルギーの２種類のＸ線画像情報を生成し（ステップ４０５，４０６）、この２種類のＸ線画像情報を用いてエネルギーサブトラクションの画像情報を生成する（ステップ４０７）。その後の処理は第１実施例と同様に行えばよい。
【００５７】
本実施例により得られる画像は第１実施例と同等であり、第１実施例と同じ効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０１…Ｘ線治療システム
１０２…治療装置
１０３…回転ガントリー
１０４…支柱
１０５…照射ヘッド
１０６…Ｘ線発生装置
１０７…ベッド
１０８…天板
１０９…治療台
１１０…アーム部
３０１…ベッド位置決めシステム
３０２…治療計画装置
３０３…データサーバ
３０４…Ｘ線撮像システム
３０５…位置決め装置
３０６…撮像操作卓
３０７…撮像制御装置
３０８…Ｘ線源
３０９…Ｘ線受像器
３１０…ベッド制御装置
３１１…移動量算出装置
３１５…Ｘ線撮像装置
４０１…画像処理演算装置
４０２、５０２…通信装置
４０３、５０３…メモリ
４０４、５０４…記憶装置
６０１…半導体放射線検出器
６０２…ピクセル
６０３…基板
６０４…チャージアンプ
６０５…波形整形アンプ
６０６…波高弁別回路
６０７…パルス処理回路
６０８…X線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッド位置決めシステム、放射線治療システム及びベッド位置決め方法に係り、特に、Ｘ線又は陽子線をはじめとする粒子線等の各種放射線を患者の患部に照射して治療する放射線治療に用いるのに好適なベッド位置決めシステム、放射線治療システム及びベッド位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
がん細胞を各種放射線を照射することで壊死させることを目的とする放射線治療は、近年広く行われつつある。用いられる放射線としては最も広く利用されているＸ線だけでなく、陽子線を始めとする粒子線を使った治療も行われている。
【０００３】
放射線治療の重要なプロセスの一つにベッドの位置決めがある。ベッド位置決めのプロセスを以下に説明する。まず、技師（または医師）が、一般に治療計画装置から出力されたディジタル再構成Ｘ線(Digital Reconstructed Radiograph；ＤＲＲという)画像情報と、放射線照射前にＸ線撮像装置を用いて治療用ベッド（以下、ベッドと省略する）の上に患者を横たわらせた状態で撮影して得られた単純Ｘ線画像情報を比較する。この比較に基づいて、治療計画で決定した照射標的（がんの患部）の位置と現在のベッド上に横たわっている患者の照射標的の位置のずれ量を算出する。算出したずれ量を用いて二種類の画像が一致するようにベッドの移動量を求める。この移動量に基づいてベッドを移動させることにより、ベッドの位置決めが完了する。このようなベッド位置決めのプロセスは例えば特許文献１に記載されている。また、ＤＲＲ画像情報と単純Ｘ線画像情報のパターンマッチングにより、ベッドの移動量を求めることが特許文献２に記載されている。
【０００４】
一方、単純Ｘ線画像情報から被写体の特定部分を抽出した画像を得る技術としてエネルギーサブトラクションと呼ばれる方法がある。この方法は、Ｘ線吸収率のエネルギーに依存する違いを利用するものであり、異なるエネルギーのＸ線により撮像された画像同士の差分をとることにより、被写体の特定部分を抽出することができる。この方法を開示する従来技術として非特許文献１及び特許文献３がある。非特許文献１には、エネルギーサブトラクション法により生成された胸部Ｘ線画像において、脊椎・肋骨等を差し引いた軟部組織画像を利用することが記載されている。また、特許文献３には、撮影時期の異なる単純Ｘ線画像情報に基づいてそれぞれエネルギーサブトラクション法により生成された２つの軟部組織画像を用いて被写体の経時変化部分を選択的に強調した画像を生成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０００−５１００２３号公報
【特許文献２】特許第３７４８４３３号公報
【特許文献３】特開平８-３３６５１７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】木口雅夫、他「フラットパネルディテクタを用いたデュアルエネルギーサブトラクション法におけるびまん性肺疾患の検出能の評価、日本放射線技術学会雑誌、第 63 巻、第 12 号 1362-1369頁、2007。
【０００７】
【非特許文献２】Frederik Maes, 他,「Multimodality image registration by maximization of mutual information」, IEEE Trans. Med. Image., Vol.16, No.2, 187頁〜197頁, 1997。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＤＲＲ画像情報は、単純Ｘ線画像を模擬した画像であり、治療計画時に撮影された治療計画用ＣＴ画像から生成される。ＤＲＲ画像の作成は、体内の３次元構造の情報を持つＣＴ画像から得られる体内のＣＴ値を基に、一般的に、レイトレーシング法を応用した方法を用いて行う。なお、ベッド位置決めでは、参照画像情報としてＤＲＲ画像情報の代りにＸ線シミュレータ等を用いて撮影した画像情報を用いる場合もある。
【０００９】
一方、放射線照射時に撮影される単純Ｘ線画像はＸ線による投影像であり、主に骨等の明確な構造物が映る。このため、特許文献１に記載のように単純Ｘ線画像情報を用いるベッド位置決めではがんの患部つまり軟部組織と骨との位置関係が大きく変化しないと想定し、骨格の構造をもって位置決めが実施されることが多い。ところが単純Ｘ線画像は射影、すなわち線減弱係数の積算値情報しか持たないため、例えば胸部など、骨、肺等の軟部組織、及び肺の中の空気部分といったＸ線の吸収率の大きく異なる部位が混在する場合に、骨によるコントラストがその他の物質によるコントラストに対し支配的ではなくなる。その結果、骨領域とその他の領域の境界をはっきりと認識するのが困難な場合もある。この場合、ベッドの位置決め時には操作者が骨格の構造を推定しながら位置を確定しなければならず、ベッドの位置決めの精度が悪くなる場合もあった。特許文献２に記載のパターンマッチングによりＤＲＲ画像情報と単純Ｘ線画像情報を直接比較してベッドの移動量を求める方法でも、パターンマッチングの精度を高め、ベッドの位置決め精度を高めるためには単純Ｘ線画像において骨の輪郭が明確であることが好ましい。
【００１０】
ＣＴ画像を用いれば、骨や臓器の３次元位置情報まで比較的容易に把握できる。そこで、位置決め精度を高めるために、放射線照射前に単純Ｘ線画像の代わりにＣＴ画像を撮影する場合もある。この画像を治療計画用ＣＴ画像と直接比較することで、体内の臓器の位置まで含めた位置決めが可能となる。しかし、この手法は撮影時間が延びる上に撮影のための煩雑さが増すという課題があった。
【００１１】
単純Ｘ線画像の画像情報量を飛躍的に増やす技術として、非特許文献１及び特許文献３に記載のようなエネルギーサブトラクション法がある。エネルギーサブトラクション法では、異なるエネルギーのＸ線により撮像された画像同士の差分をとることにより、骨組織と軟部組織の情報を分離でき、どちらかを強調することや目立たなくすることが可能となる。しかし、非特許文献１及び特許文献３では、エネルギーサブトラクション法により脊椎・肋骨等を差し引いた軟部組織画像を生成し、診断精度及び診断効率を向上することを目的としており、その技術を放射線治療におけるベッドの位置決めに用いることには言及していない。
【００１２】
以上のように従来のＤＲＲ画像と単純Ｘ線画像を用いた位置決めでは、単純Ｘ線画像において骨の輪郭が明確でない場合、位置決め時の比較が難しく、十分な精度が確保できない場合があった。
【００１３】
本発明の目的は、放射線治療において、単純Ｘ線画像情報を用いてベッドの位置決め精度を向上することができるベッド位置決めシステム、放射線治療システム及びベッド位置決め方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、Ｘ線源装置及びこのＸ線源装置から出射され照射対象を透過したＸ線を入射するＸ線検出装置を有し、Ｘ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成するＸ線撮像装置と、前記Ｘ線情報に基づき対応する複数の第１Ｘ線画像情報を作成する画像情報作成装置と、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成する画像処理装置と、前記第２Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる断層画像情報に基づいてベッド移動量を演算するベッド移動量算出装置と、前記ベッド移動量に基づいて前記照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御するベッド制御装置とを備えるものとする。
【００１５】
サブトラクション処理により作成した第２Ｘ線画像情報をベッド移動量の算出に用いることで、移動量算出のために参照する治療計画用の断層画像情報との比較が容易となり、ベッドの位置決め精度を向上することができる。
【００１６】
Ｘ線撮像装置における相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報は、Ｘ線のエネルギーを弁別する能力を有するＸ線検出装置を用いるか、複数の異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を出射可能なＸ線源装置を用いることによって生成可能である。
【００１７】
サブトラクション処理により作成する第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することが好ましく、これにより第２Ｘ線画像情報と断層画像情報における照射対象（患者）の照射標的（患部）の位置ずれ量を算出するための両画像の比較が容易となり、その位置ずれ量に基づいてベッド移動量を算出することで、ベッドの位置決め精度を一層向上することができる。
【００１８】
また、サブトラクション処理により作成する第２Ｘ線画像情報としては、骨組織を強調する画像情報を作成する場合は、前記ベッド移動量算出装置において、治療計画に用いる断層画像情報の側でも骨組織を強調する画像情報を作成することが好ましく、これにより断層画像情報に基づく断層画像における骨組織の輪郭が明確となり、両画像の比較が一層容易となり、ベッドの位置決め精度の更なる向上が可能となる。
【００１９】
画像処理装置がサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成するには、撮像部位の線減弱係数が必要となる。この線減弱係数は、代表的な値を予め用意しておき、それを用いてもよいが、望ましくは、線減弱係数を治療計画に用いる断層画像情報から算出し、その線減弱係数を用いる。これによりサブトラクション処理により得られる第２Ｘ線画像の画質が向上し、ベッドの位置決め精度の一層の向上が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、放射線治療において、操作者の技量に関係なく単純Ｘ線画像情報を用いてベッドの位置決め精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例（実施例１）であるベッド位置決めシステム及びこのベッド位置決めシステムを備えたＸ線治療システムの構成図である。
【図２】図１に示すＸ線治療システムにおける治療装置の正面図である。
【図３】図１に示すＸ線治療システムにおけるベッド位置決めシステム及びＸ線治療システムにに含まれるその他のサブシステム（治療計画装置及びデータサーバ）の構成を示す図である。
【図４】図３に示すベッド位置決めシステムにおけるＸ線撮像システムの詳細を示す構成図である。
【図５】図３及び図４に示すＸ線撮像システムにおけるＸ線受像器の詳細を示す構成図である。
【図６】図３に示すベッド位置決めシステムにおける位置決め装置の詳細を示す構成図である。
【図７】実施例１におけるベッド位置決めシステムで実行されるベッド位置決め方法の手順を示す流れ図である。
【図８】実施例１の一部を修正した変形例におけるベッド位置決めシステムで実行されるベッド位置決め方法の手順を示す流れ図である。
【図９】実施例１の一部を修正した他の変形例におけるベッド位置決めシステムで実行されるベッド位置決め方法の手順を示す流れ図である。
【図１０】本発明の第２実施例（実施例２）であるベッド位置決めシステムにおけるエネルギーサブトラクション画像を生成する処理手順を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の第１実施例（実施例１）であるベッド位置決めシステム及びこのベッド位置決めシステムを備えたＸ線治療システムを、図を用いて説明する。まず、ベッド位置決めシステムを説明する前に、ベッド位置決めシステムを備えた放射線治療システムの全体構成と治療装置を、図１〜図３を用いて説明する。本実施例は、放射線としてＸ線を用いるＸ線治療システムに本発明を適用した場合のものである。なお、本実施例ではＸ線治療システムへの適用について述べるが、本発明は陽子線や炭素線を用いた粒子線治療システムにおける位置決めシステムにも適用可能である。
＜Ｘ線治療システムの全体構成及び治療装置＞
図１〜図３に示すように、Ｘ線治療システム１０１は、治療装置１０２及びベッド位置決めシステム３０１を備えている。治療装置１０２は、回転ガントリー１０３、支柱１０４、照射ヘッド（照射ノズル又は照射装置ともいう）１０５、治療用のＸ線発生装置１０６、ベッド１０７を備えている。回転ガントリー１０３は、床面に据え付けられる支柱１０４に回転可能に取り付けられる。回転ガントリー１０３は、回転中心軸１２３の方向に延びるアーム部１１０を有し、支柱１０４に取り付けられた第１回転機構（図示せず）によって駆動されて回転中心軸１２３を中心に回転する。
【００２４】
ベッド１０７は、治療台１０９、及び治療台１０９の上端部に設置される天板１０８を有する。治療台１０９は、床面に据え付けられた、第２回転機構（図示せず）を有するターンテーブル（図示せず）上に設置されている。天板１０８は一方向に細長く伸びている。治療台１０９は、天板１０８を三つの方向に移動させる三つの駆動装置（図示せず）を備えている。天板１０８は、第１駆動装置によって、回転中心軸１２３に沿った水平方向（Ｙ軸方向という）への移動１２０を行う。天板１０８は、第２駆動装置によって、回転中心軸１２３と直交する水平方向（Ｘ方向という）への移動１２２を行う。天板１０８は、第３駆動装置によって、高さ方向（鉛直方向）（Ｚ方向という）への移動１２１を行う。天板１０８は、第２回転機構の駆動によって、ベッド回転軸１２５を中心に回転する。さらに、治療台１０９は、図示されていないが、天板１０８を回転中心軸１２３の周りに移動させる（ローリングさせる）第４駆動装置、及び天板１０８の先端部の上げ下げを行う（ピッチングさせる）第５駆動装置を備える。第４及び第５駆動装置は、ベッド１０７、すなわち天板１０８の位置決めの微調整に使用される。天板１０８の長手方向に伸びる軸が、回転中心軸１２３と、水平方向及び鉛直方向で共に平行になった状態（図１及び図２に示す天板１０８の状態）を、ベッド回転軸１２３回りにおけるベッド１０７の回転角度がゼロ度と定義する。
【００２５】
照射ヘッド１０５が、天板１０８と向き合うように、回転ガントリー１０３の水平方向に伸びた部分、すなわち、アーム部１１０の先端部に設置される。アーム部１１０は、回転ガントリー１０３の回転に伴って天板１０８の周囲を旋回する。Ｘ線発生装置１０６がアーム部１１０内に設置されている。照射ヘッド１０７はＸ線発生装置１０６から入射されたＸ線を照射標的（例えば、患者内に存在するがんの患部）に向かって照射する。回転ガントリー１０３の回転によって周方向における照射ヘッド１０５の向きが変えられるので、Ｘ線を、照射標的に対し、回転中心軸１２３の周囲で３６０度の範囲でどの方向からでも照射することができる。また、照射ヘッド１０５の軸心を通る、Ｘ線が照射される方向である照射中心線１２４と回転中心軸１２３の交点を、照射中心点（アイソセンター）１２６と呼ぶ。
＜ベッド位置決めシステム＞
本発明を実現するためのベッド位置決めシステム３０１の構成について更に図４〜図６を用いて説明する。ベッド位置決めシステム３０１はＸ線撮像システム３０４及び位置決め装置３０５を有し、これらは、図３に示すように、ネットワークを通して治療計画装置３０２及びデータサーバ３０３と接続されている。
【００２６】
ベッド位置決めシステム３０１において、Ｘ線撮像システム３０４は撮像操作卓３０６、撮像制御装置３０７、Ｘ線源（Ｘ線源装置）３０８及びＸ線受像器（Ｘ線入射器）３０９を有し、撮像制御装置３０７、Ｘ線源（Ｘ線源装置）３０８及びＸ線受像器（Ｘ線入射器）３０９はＸ線撮像装置３１５を構成している。Ｘ線源３０８及びＸ線受像器３０９は、間に天板１０８を挟むようにして対向して（図２参照）、回転ガントリー１０３に取り付けられる。
【００２７】
Ｘ線源３０８は単一の代表エネルギーを有するＸ線を出射するものであり、単一の代表エネルギーを有するＸ線は代表エネルギーをピークとする単一の連続的なエネルギー分布を有している。Ｘ線受像器３０９はエネルギー弁別する能力（機能）を有しており、これによりＸ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成する。
【００２８】
図５はＸ線受像器３０９の詳細を示す図である。図５において、基板６０２上には半導体放射線検出器６０１が多数配置されており、また半導体放射線検出器６０１の下部は格子状にピクセル化されている。例えば１つのピクセルはピクセル６０２で図示される領域である。半導体放射線検出器６０１が１個あたりＮ個のピクセルを有し、Ｘ線受像器３０９が半導体放射線検出器６０１をＭ個有する場合、総ピクセル数（＝総画素数）はＮ×Ｍ個となる。なお、図５は半導体放射線検出器６０１の１個を拡大した図である。半導体放射線検出器６０１の上部には一様にバイアス電圧が印加され（図示せず）、半導体放射線検出器６０１の内部には電界が生じている。この状態でＸ線６０８が入射し光電効果が生じるとキャリヤ（電子及びホール）が発生し、その位置に応じたピクセルでキャリヤが電流として検知される。なお、Ｘ線は電磁波の一種であるが、量子論的にはあるエネルギーを有するフォトンとみなすことができる。キャリヤ量はＸ線１フォトンが有するエネルギーに比例するため、キャリヤ量すなわち電荷量を測定することでＸ線のエネルギーを知ることができる。具体的には、各ピクセルからの電荷はチャージアンプ６０４により読み出され、波形整形アンプ６０５により電荷量に比例した波高のパルス列が生成される。パルス列は波高弁別回路６０６により２段階のレベルに応じて振り分けが行なわれる。これらのパルス信号はパルス処理回路６０７に入力され、Ｘ線の入射位置とＸ線のエネルギーとに応じたディジタル信号処理が実施される。すなわち高エネルギーＸ線の入射量と、低エネルギーＸ線の入射量とが独立して得られる。ピクセル６０２ごとに得られた入射量を画素情報に変換したものが単純Ｘ線画像情報であり、これによりエネルギーサブトラクションのためのデータを得ることができる。
【００２９】
また、エネルギー弁別のための方法としては、半導体放射線検出器を用いる方法とは別に、２枚のイメージングプレートの間に適切な厚さの銅板等を挿むことで、前後のプレートの感知するＸ線エネルギーに差をつけるという方法もある。
【００３０】
撮像操作卓３０６は、図４に示すように、画像処理演算装置４０１、通信装置４０２、メモリ４０３、記憶装置４０４を有している。画像処理演算装置４０１は、上述したＸ線受像器３０９が取得した高エネルギーＸ線の入射量と低エネルギーＸ線の入射量のＸ線情報に基づき対応する２つの単純Ｘ線画像情報（第１Ｘ線画像情報）を作成するとともに、その２つの単純Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により新たなＸ線画像情報（第２Ｘ線画像情報）を作成する（後述）。すなわち、画像処理演算装置４０１は２つの単純Ｘ線画像情報（第１Ｘ線画像情報）を作成する画像情報作成装置と、サブトラクション処理により新たなＸ線画像情報（第２Ｘ線画像情報）を作成する画像処理装置の機能を兼ねている。画像処理演算装置４０１は２つの単純Ｘ線画像情報（第１Ｘ線画像情報）を作成する画像情報作成装置の機能のみを有するものとし、サブトラクション処理により新たなＸ線画像情報（第２Ｘ線画像情報）を作成する画像処理装置の機能は他の演算装置に持たせてもよい。
【００３１】
ベッド位置決めシステム３０１の位置決め装置３０５は、ベッド制御装置３１０及び移動量算出装置３１１を有し、移動量算出装置３１１は、図６に示すように、移動量演算装置５０１、通信装置５０２、メモリ５０３、記憶装置５０４を有している。移動量算出装置３１１は、撮像操作卓３０６から入力した移動指令に基づいて目標とするベッド移動量（目標値）を演算し、ベッド制御装置３１０に出力する。また、移動量算出装置３１１は、撮像操作卓３０６からＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報（サブトラクション処理により生成した第２Ｘ線画像情報）を入力し、これら画像情報に基づいてベッド移動量を演算し、ベッド制御装置３１０に出力する。ベッド移動量の演算は、特許文献１、特許文献２等に記載の公知の技術を用いることができる。例えば、ＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報とを比較し、この比較に基づいて患者の照射標的の位置のずれ量を算出し、算出したずれ量を用いて二種類の画像が一致するようにベッドの移動量を求める。ベッド制御装置３１０は、移動量算出装置３１１から入力したベッド移動量に基づいた駆動制御指令を上述した治療装置１０２の駆動装置（第１、第２及び第３駆動装置及び第２回転機構）に出力し、駆動装置を制御する。
＜治療の流れ＞
次に、治療計画から放射線を照射するまでの治療の流れを図７、図８及び図９を用いて説明する。図７は、本実施例におけるＸ線撮像システム３０４、位置決め装置３０５及び治療計画装置３０２のぞれぞれで行われる処理内容を互いに関連づけて示した流れ図である。
＜治療計画の立案＞
まず、初めに治療を行うための治療計画が立案される。そのために、ＣＴ装置（図示せず）を用いて治療計画用ＣＴ画像を撮像する。その後、技師（または医師）が治療計画装置３０２を用いて、治療計画用ＣＴ画像に基づき患者の照射標的の位置及び大きさや照射方向等が設定される。治療計画の結果と治療用ＣＴ画像情報はネットワークを通じてデータサーバ３０３に保存される（ステップ７０１）。また、治療計画装置３０２は、位置決め用に治療計画用ＣＴ画像情報からＤＲＲ画像情報を生成し、そのＤＲＲ画像情報もネットワークを通じてデータサーバ３０３に保存される（ステップ７０２）。
＜ベッドの位置決め＞
治療計画に基づき照射標的へ治療放射線を照射する前に、天板１０８上に横たわっている患者内の照射標的と照射中心点１２６を一致させる必要がある。このため、ベッド１０７、すなわち、天板１０８の位置決めが実施される。ベッド位置決めシステム３０１を用いた、本実施例のベッド位置決め方法を以下に説明する。
＜ベッドの粗位置決め＞
まず、ベッドを移動する（ステップ７０３）。Ｘ線を照射する照射標的は、照射対象である患者内に存在するがんの患部（以下、患部という）である。患者が天板１０８上に横たわった後、患部が照射中心点１２６の近くに位置するように、天板１０８が移動される。この天板１０８の移動は、技師（または医師）が撮像操作卓３０６の入力装置から入力した移動指令を移動量算出装置３１１が入力して目標とするベッド移動量を演算し、この移動量をベッド制御装置３１０に出力することによって行われる。ベッド制御装置３１０は、その移動量に基づいて駆動制御指令を第１、第２及び第３駆動装置に出力し、これらの駆動装置を駆動させる。これによって、天板１０８に対する移動１２０，１２１，１２２が行われ、対象標的が照射中心点１２６の近くに達する。なお、ベッド制御装置３１０が移動指令に基づいて第２回転機構を駆動させると、天板１０８がベッド回転軸１２５を中心に所定角度だけ旋回する。天板１０８の、対象標的の照射中心点１２６近くへの移動は、レーザーマーカ等の光学的装置を目印にして行われる。天板１０８の移動は、光学的装置を用いずに患者の表面に貼られた（または描かれた）シール及び十字線等のマーカを目印に目測で行う場合もある。
＜Ｘ線撮像＞
次に、照射対象のＸ線撮影を実行する（ステップ７０４）。位置決め用のＸ線撮影は、通常、鉛直方向と水平方向の直交する二方向から行われる。例えば、一枚は図１の照射中心線１２４に平行な方向から照射し、もう一枚はガントリー１０３を９０度回転させた状態で、図１では回転中心軸１２３と照射中心線１２４に直交する方向（すなわち方向１２２）に沿って撮影する。それぞれの撮像角度に対応するように、ガントリー制御装置（図示せず）は、第１回転機構を駆動させる。撮像制御装置３０７は、回転ガントリー１０３の回転角度が予め設定された撮影角度に設定された後、技師（または医師）が撮像操作卓３０６から入力した撮像指令に基づいてＸ線源３０８からＸ線を出射し、照射対象に照射させる。患者の患部を透過したＸ線は、Ｘ線源３０８と対向しているＸ線受像器３０９の各半導体放射線検出器６０１（図５参照）によって検出される。一つの方向で撮影が終了すると、ガントリー制御装置は、次の撮像角度になるまで第１回転機構を駆動させた後、同様に撮影が行われる。
【００３２】
撮像の結果、前述したＸ線受像器３０９の原理に従い、各方向においてエネルギーの異なるＸ線の入射量を検出器６０１のピクセルごとに得ることができる。Ｘ線受像器３０９で得られたこれらの情報は、通信装置４０２を介して撮像操作卓３０６のメモリ４０３上に展開され、画像処理演算装置４０１が画像データ化する。この画像データは単純Ｘ線画像情報（第１Ｘ線画像情報）として記憶装置４０４に保存される（ステップ７０５）。一つの撮像方向に対して、通常は二種類のエネルギー領域に対応した二枚の画像が得られる。さらに細かくエネルギー領域を分ければ三枚以上の画像を得ることも可能である。
＜エネルギーサブトラクション画像の生成＞
こうして得られた複数の画像から、撮像方向ごとにエネルギーサブトラクション画像をする。
【００３３】
ここでエネルギーサブトラクション画像を生成するための原理を述べる。
【００３４】
単純Ｘ線画像は、線源から検出器までに到達する間に通過したＸ線が体内で減衰した量を画像化したものである。Ｘ線の吸収率は、透過する物質とその長さだけでなく、エネルギーにも依存して変化する。一般的に、ＭｅＶ以下の領域ではエネルギーが高くなるにつれて吸収率が減少する。例えば、均質な物質を透過する場合、透過する物質の厚さをｚ、入射Ｘ線の強度をI0、透過Ｘ線の強度をIとすると、IとI0 との関係は（式１）で表される。
【００３５】
【数１】
【００３６】
このμを線減弱係数と呼ぶ。
【００３７】
軟部組織画像と骨組織画像に対する線減弱係数のエネルギー依存性との違いを利用することで、それぞれの対象を強調した画像を得ることができる。最も単純な例として、体内が骨組織と軟部組織の二種類のみで構成され、それぞれの組織である二つのエネルギーでの線減弱係数がすべて既知の場合を考える。エネルギー１、エネルギー２の二種類のエネルギーに対する線減弱係数を、骨組織に関してμb1、μb2、軟部組織に関してμs1 、μs2 とする。透過Ｘ線の強度は（式１）で表される。入射Ｘ線の強度をI0 、検出器に到達する透過Ｘ線の強度をエネルギー１、エネルギー２に対してI1、I2とすると、これらは（式２）及び（式３）で表される。
【００３８】
【数２】
【００３９】
【数３】
【００４０】
ここで、x、ｙはそれぞれ骨組織と軟部組織の透過長を表す。これら二つのエネルギーで撮影された画像を重み付きサブトラクション処理することで、新たな画像を得る。例えば（式２）から（式３）を (μs1 /μs2 )倍したものを減ずることで、骨の透過長 x の値を得ることができる。この処理を（式４）で表す。
【００４１】
【数４】
【００４２】
このようにサブトラクション処理により作成した画像を本明細書ではエネルギーサブトラクション画像或いは単にサブトラクション画像と呼んでいる。このエネルギーサブトラクション画像は、減算する際の係数により、得られる画質が変化する。望ましい画質の画像を得るためには、μb1、μb2、μs1 、μs2 が既知である必要がある。この値は予め典型的な値を用意しておけばよいが、実際には撮影する部位や患者によって最適な値は異なる。
【００４３】
画像処理演算装置４０１は、上記原理に基づいて、ある方向で撮像された二枚の画像からサブトラクション画像を生成し、記憶装置４０４に保存する（ステップ７０６）。まず、画像処理演算装置４０１は、記憶装置４０４に保存されている二枚の画像情報を読み出し、撮像操作卓３０６内でメモリ４０３に展開する。続いて画像処理演算装置４０１は、サブトラクションをするための重み付けの係数を決定する。この減算で使用する係数により、生成した画像の画質が決定される。骨組織画像を生成したい場合には、（式４）のような処理を行えばよい。（式４）から明らかなように、適切な係数を得るためには、高エネルギー領域、低エネルギー領域での骨組織、及びその他の組織の線減弱係数が必要となる。通常、骨組織の位置で位置決めを行うため骨組織を強調した画像が望ましく、それに適した値が撮像操作卓３０６の記憶装置４０４に予め保存されている。画像処理演算装置４０１はこの値を読み出すことでサブトラクション画像を生成する。画像処理演算装置４０１は二枚の画像から画素ごとにこの係数を用いた減算処理を行い、新たな画像を生成した上で記憶装置４０４に保存する。
＜線減弱係数の算出＞
以上の操作によりサブトラクション画像が生成できるが、サブトラクション画像の画質は二枚の画像を減算する際の係数に依存する。そもそもサブトラクション画像の生成とは、（式２）及び（式３）において、右辺の値がいずれも未知である中、線減弱係数のみを既知と仮定して、透過長を可視化する技術である。既知とした線減弱係数の値、すなわちサブトラクション画像を得るための係数値は、本来は患者または撮像部位ごとに異なる。これは患者ごとの骨組織や軟部組織の密度のばらつきなどによる。一般には代表的な値のみを予め用意しておけばよく、本実施例でもその値を記憶装置４０４に保存している。しかし、本発明の位置決め装置では、位置決め時に撮像するＸ線画像とは別に、治療計画用ＣＴ画像の情報を利用することができるため、ここからサブトラクション画像生成に必要な係数を算出することができる。この場合、係数は画像全体に渡って同一である必要はなく、サブトラクション画像を生成する際のピクセルごとに設定することも可能となる。以下にその方法を説明する。
【００４４】
治療計画用ＣＴ画像は、患者体内のＣＴ値を保持している。ＣＴ値はＸ線の線減弱係数を水の線減弱係数が０になるように規格化した値であり、装置ごとの校正によるずれはあるものの、ＣＴ撮像時のＸ線エネルギーでの線減弱係数に対応したものと考えてよい。一方、サブトラクション画像生成のために必要な値は(式４)のようにＸ線撮像システム３０９で撮像したＸ線画像（位置決め用Ｘ線画像と呼ぶ）の各ピクセルに対応したＸ線透過パス上での線減弱係数である。治療計画用ＣＴ画像から位置決め用Ｘ線画像に対応した線減弱係数を引き出すためには、治療計画用ＣＴ画像と位置決め用Ｘ線画像との正確な位置関係が既知であることが前提となる。実際は最終的な位置決め前の段階では両者の間に数ｍｍ程度のずれがあるが、本装置は治療計画用ＣＴ画像の患部中心位置が照射中心点１２６と一致していると仮定した上で、位置決め用Ｘ線画像の各ピクセルに対応した透過パスに沿って透過長で重み付け平均した線減弱係数を、骨組織と軟部組織に関して別々に求める。実際の位置と仮定した位置のずれがある場合は、真に線減弱係数を求めたい組織の近隣の組織の線減弱係数を求めていることになるが、位置の差が数ｍｍであれば線減弱係数の値の違いはほぼ無視できると考えられるため問題はない。一方で、(式２)及び(式３)のもう一つの未知数である透過長に関しては、数ｍｍの位置ずれがある場合には、治療計画用ＣＴ画像から正しく定めることができない。組織ごとの透過長は位置が少し変わるだけでも大きく変動する可能性があるからである。結果として、治療計画用ＣＴ画像から引き出した線減弱係数の情報を基に、サブトラクション処理により透過長を可視化した画像を得るという方法になる。
【００４５】
ただし、注意すべき点が二点ある。一つは、治療計画用ＣＴ画像を撮像するときのＸ線エネルギーと位置決め用Ｘ線画像を撮像するときのＸ線エネルギーが異なる点である。あるエネルギーでの線減弱係数から別のエネルギーでの線減弱係数を精度よく算出するためには、透過する物質の原子番号を仮定しなければならない。もう一つは、ＣＴを撮影するＸ線のスペクトルはブロードなものであるが、ある代表単色エネルギーでのＣＴ値として取り扱うことで生じる誤差である。これらの誤差を考慮した上で、治療計画用ＣＴ画像のＣＴ値と、Ｘ線源３０８が放射する代表Ｘ線エネルギーでの骨組織と軟部組織との線減弱係数とを対応させるテーブルを予め用意することになる。
【００４６】
以上のように、治療計画用ＣＴ画像のＣＴ値から位置決め用Ｘ線画像の各ピクセルに対応した線減弱係数が求まる。続いて、この情報からサブトラクションに必要なピクセルごとの係数を算出する。
【００４７】
図８は、そのような考えで第１実施例におけるベッド位置決め方法の一部を修正した変形例における処理の流れ図である。まず、画像処理演算装置４０１はネットワーク上につながったデータサーバ３０３から患者の治療計画、及び治療計画用ＣＴ画像を取得する(ステップ８０１)。続いて治療計画用ＣＴ画像のＣＴ値を、位置決め用Ｘ線画像を撮像するためのＸ線に対応した線減弱係数にテーブルを用いて変換する。次に位置決め用Ｘ線画像のピクセルごとに、ピクセル中心位置と線源とを結ぶライン上の骨組織と軟部組織に関して線減弱係数を透過長で重み付け平均する。この結果、各ピクセルに対応した線減弱係数が（式２）、及び（式３）のμb1 、μs1 、μb2 、μs2 として得られる（ステップ８０２）。なお、図８では線減弱係数の算出がＸ線画像撮像後となっているが、線減弱係数の算出はＸ線画像前でも行えるため、予め係数を算出しておくことも可能である。
＜ベッド移動量の算出ためのＤＲＲ画像情報及びＸ線画像情報の取得＞
最後に、ベッドの移動量を算出する。ベッド移動量を算出するにあたり、移動量算出装置３１１は、それぞれデータサーバ３０３及び撮像操作卓３０６内の記憶装置４０４からＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報を読み込み、記憶装置５０４に記憶する（ステップ７０７）。Ｘ線画像情報は、先に述べたとおり、画像処理演算装置４０１により生成された後撮像操作卓３０６内の記憶装置４０４に保存されており、ネットワークを通じてこれを取得する。ＤＲＲ画像情報は、治療計画装置３０２が治療計画用ＣＴ画像を基に生成し、データサーバ３０３に保存されている。Ｘ線画像情報、ＤＲＲ画像情報ともに、撮影方向に対応した二枚以上の画像情報が存在する。移動量算出装置３１１がこれらの画像情報のすべてを、通信装置を通じてネットワーク上から取得する。
＜新たなＤＲＲ画像の作成＞
以上のように治療計画装置の生成したＤＲＲ画像情報をそのまま利用することも可能であるが、必要に応じで移動量算出装置３１１がＤＲＲ画像を新たに作成することも可能である。前述したように、ＣＴ画像では骨組織や臓器の３次元位置情報まで比較的容易に把握できる。例えば、骨組織であれば他の組織と比べて高いＣＴ値を持つことで区別できる。この情報を使えば、例えば骨組織の位置を判別し強調した画像や、逆に骨を除去して体内の臓器を見やすくした画像を得ることができる。図９は、そのような考えで第１実施例におけるベッド位置決め方法の一部を修正した他の変形例における処理の流れ図である。本実施例では、Ｘ線画像をエネルギーごとの情報から骨組織画像を生成したために、それに合わせるように骨組織を強調したＤＲＲ画像を生成するように設定する。移動量算出装置３１１の移動量演算装置５０１は、治療計画用のＣＴ画像情報をデータサーバ３０３からネットワークを介して取得する（ステップ９０２）。次いで、移動量演算装置５０１は骨組織を強調したＤＲＲ画像情報を作成する（ステップ９０３）。ＤＲＲ画像を作成するために必要なＸ線源３０８、Ｘ線受像器３０９の位置の情報などは、データサーバ３０３に保持されているため、これらの情報も移動量算出装置３１１がネットワーク上から適宜取得する。
＜ベッド移動量の算出＞
続いて移動量算出装置３１１の移動量演算装置５０１は、Ｘ線画像情報、及び治療計画ＣＴ画像情報を基に作成されたＤＲＲ画像情報を用いて天板１０８の移動量、すなわちベッドの移動量（目標値）を算出する（ステップ７０８）。移動量演算装置５０１は、作成したＤＲＲ画像情報とＸ線画像とを比較して、両画像における照射対象（患者）の照射標的（患部）の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量に基づいてベッド移動量を算出する。複数の方向から撮影した画像が複数枚あるので、それぞれ対応したもの同士を比較する。ＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報の比較は、例えば特許文献１記載のように操作者が両者の画像内で特徴点を指定し、それらの点が一致するように行い、移動量（目標値）を求める。また、特許文献２に記載のようにパターンマッチングによって行い、移動量を算出してもよいし、非特許文献２に記載のように相互情報量最大化法を用いてもよい。相互情報量最大化法は二つの画像間の類似度を求める方法である。
＜ベッド移動＞
移動量算出装置３１１の移動量演算装置５０１は、上記のように算出したベッド移動量をベッド制御装置３１０に出力する。ベッド制御装置３１０は、そのベッド移動量に基づいて駆動制御指令を治療装置１０２の第１、第２及び第３駆動装置及び第２回転機構に出力し、これらを駆動する（ステップ７０９）。これにより天板１０８に対する移動１２０，１２１，１２２と軸１２５回りの回転が行われ、対象標的が照射中心点１２６に位置するよう天板１０８が位置決めされる（ステップ７１０）。
＜治療用Ｘ線の照射＞
ベッドの位置決めが終了した後、ガントリー制御装置は、ガントリー操作卓（図示せず）から入力されたＸ線発生装置１０６及び第１回転機構の各駆動指令に基づいて、Ｘ線発生装置１０６及び第１回転機構を駆動させる。第１回転機構の駆動によって回転ガントリー１０３が回転し、アーム部１１０が天板１０８に横たわっている患者の周囲を旋回する。Ｘ線発生装置１０６は、ガントリー制御装置からの制御指令に基づいて、設定された各回転角度になったとき所定のエネルギーのＸ線を患者の患部に向かって照射する。このようにして、がんの患部にＸ線が照射される。
＜第１実施例の効果＞
以上のように構成した本実施例によれば、サブトラクション画像情報（第２Ｘ線画像情報）をベッド移動量の算出に用いることで、移動量算出のために参照するＤＲＲ画像情報（治療計画用の断層画像情報）との比較が容易となり、操作者の技量に関係なくベッドの位置決め精度を向上することができる。
【００４８】
また、本実施例によれば、サブトラクション画像情報（第２Ｘ線画像情報）として、骨組織を強調する画像情報を作成するので、これによりサブトラクション画像情報とＤＲＲ画像情報（断層画像情報）における照射対象（患者）の照射標的（患部）の位置ずれ量を算出するための両画像の比較が容易となり、その位置ずれ量に基づいてベッド移動量を算出することで、ベッドの位置決め精度を一層向上することができる。
【００４９】
また、サブトラクション画像情報として骨組織を強調する画像情報を作成する場合は、移動量算出装置３１１において、ＤＲＲ画像情報側でも骨組織を強調する画像情報を作成することが好ましく、これによりＤＲＲ画像における骨組織の輪郭が明確となり、両画像の比較が一層容易となり、ベッドの位置決め精度の更なる向上が可能となる。
【００５０】
更に、サブトラクション画像情報を作成するための線減弱係数を治療計画に用いる断層画像情報であるＣＴ画像情報（具体的にはそのＣＴ値）から算出し、その線減弱係数を用いてサブトラクション処理を行うことにより、サブトラクション画像の画質が向上し、ベッドの位置決め精度の一層の向上が可能となる。
【実施例２】
【００５１】
本発明の第２実施例（実施例２）であるベッド位置決めシステムを説明する。本実施例のベッド位置決めシステムのハード構成は、第１実施例のベッド位置決めシステムのハード構成と同じであるが、Ｘ線撮像システム３０４の装置性能が異なる。第１実施例のＸ線撮像システム３０４においては、Ｘ線撮像装置３１５は、単一の代表エネルギーを有する単一のエネルギー分布を持つＸ線を出射するＸ線源３０８と、エネルギー弁別する能力のあるＸ線受像器３０９を有する構成としたが、本実施例のＸ線撮像システム３０４においては、Ｘ線撮像装置３１５として、複数の異なる代表エネルギーをする複数の異なるエネルギー分布を持つ複数種類のＸ線を出射できるＸ線源３０８を設置した構成とし、その代わりにＸ線受像器３０９はエネルギー弁別を必要としない。
【００５２】
本実施例で用いるＸ線源３０８は、Ｘ線を発生させるための電子を加速するＸ線管電圧を変更することで、照射するＸ線の代表エネルギーを変更できる。Ｘ線管電圧の変更は、Ｘ線撮像装置３１５の撮像制御装置３０７による設定の変更によって行うことができる。
【００５３】
また、本実施例で用いるＸ線受像器３０９は複数の半導体検出器（図示せず）を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）である。検出器はＸ線の入射量のみを記録できればよい。シンチレータ及び複数のフォトダイオードを有するＦＰＤ、イメージインテンシファイア及びＣＣＤのいずれかをＸ線受像器５に用いることも可能である。
【００５４】
以上のようなＸ線源３０８とＸ線受像器３０９を用いることにより、第一の代表エネルギーを有するＸ線で単純Ｘ線画像を撮像した後、第二の代表エネルギーを有するＸ線を用いて新たに別の単純Ｘ線画像を撮像すれば、実施例１と同じく、エネルギーの異なるＸ線による二枚の単純Ｘ線画像を得ることができる。
【００５５】
図１０は、本実施例におけるサブトラクション画像情報の生成処理を示す流れ図である。
【００５６】
Ｘ線撮像装置３１５の撮像制御装置３０７にはサブトラクション画像情報の生成処理のプログラムが予め記憶されており、撮像制御装置３０７はそのプログラムに基づいて次のように動作する。まず、代表エネルギーが比較的低いＸ線エネルギーを生成するようＸ線源３０８のＸ線管電圧を設定し（ステップ４０１）、そのＸ線エネルギーによるＸ線画像を撮影する（ステップ４０２）。続けて、Ｘ線撮像装置３１５の撮像制御装置３０７は、同プログラムに基づいて、代表エネルギーが比較的高いＸ線エネルギーを生成するようＸ線源３０８のＸ線管電圧を設定し（ステップ４０３）、そのＸ線エネルギーによるＸ線画像を撮影する（ステップ４０４）。Ｘ線撮像システム３０４の画像処理演算装置４０１は、それらのＸ線情報を用いて低エネルギーと高エネルギーの２種類のＸ線画像情報を生成し（ステップ４０５，４０６）、この２種類のＸ線画像情報を用いてエネルギーサブトラクションの画像情報を生成する（ステップ４０７）。その後の処理は第１実施例と同様に行えばよい。
【００５７】
本実施例により得られる画像は第１実施例と同等であり、第１実施例と同じ効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０１…Ｘ線治療システム
１０２…治療装置
１０３…回転ガントリー
１０４…支柱
１０５…照射ヘッド
１０６…Ｘ線発生装置
１０７…ベッド
１０８…天板
１０９…治療台
１１０…アーム部
３０１…ベッド位置決めシステム
３０２…治療計画装置
３０３…データサーバ
３０４…Ｘ線撮像システム
３０５…位置決め装置
３０６…撮像操作卓
３０７…撮像制御装置
３０８…Ｘ線源
３０９…Ｘ線受像器
３１０…ベッド制御装置
３１１…移動量算出装置
３１５…Ｘ線撮像装置
４０１…画像処理演算装置
４０２、５０２…通信装置
４０３、５０３…メモリ
４０４、５０４…記憶装置
６０１…半導体放射線検出器
６０２…ピクセル
６０３…基板
６０４…チャージアンプ
６０５…波形整形アンプ
６０６…波高弁別回路
６０７…パルス処理回路
６０８…X線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源装置及びこのＸ線源装置から出射され照射対象を透過したＸ線を入射するＸ線検出装置を有し、Ｘ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成するＸ線撮像装置と、
前記Ｘ線情報に基づき対応する複数の第１Ｘ線画像情報を作成する画像情報作成装置と、
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成する画像処理装置と、
前記第２Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる断層画像情報に基づいてベッド移動量を演算するベッド移動量算出装置と、
前記ベッド移動量に基づいて前記照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御するベッド制御装置とを備えたことを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項２】
前記Ｘ線検出装置はＸ線のエネルギーを弁別する能力を有し、その弁別能力に基づいて前記照射対象を透過したＸ線を弁別し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項３】
前記Ｘ線源装置は、複数の異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を出射可能であり、前記Ｘ線検出装置は、前記Ｘ線源装置から出射された少なくとも２つの異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を入射し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項４】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項５】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成し、かつ前記ベッド移動量算出装置も、前記治療計画に用いる断層画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項６】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理で使用する線減弱係数を、前記治療計画に用いる断層画像情報から算出することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項７】
治療用の放射線を照射対象に照射する照射装置及び照射対象を支持するベッドの駆動装置を有する治療装置と、
前記照射装置から出射される治療用の放射線の照射位置に前記照射対象を位置させるよう前記ベッドを移動させるベッド位置決めシステムとを備え、
前記ベッド位置決めシステムは、
Ｘ線源装置及びこのＸ線源装置から出射され照射対象を透過したＸ線を入射するＸ線検出装置を有し、Ｘ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成するＸ線撮像装置と、
前記Ｘ線情報に基づき対応する複数の第１Ｘ線画像情報を作成する画像情報作成装置と、
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成する画像処理装置と、
前記第２Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる断層画像情報に基づいてベッド移動量を演算するベッド移動量算出装置と、
前記ベッド移動量に基づいて前記照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御するベッド制御装置とを備えたことを特徴とする放射線治療システム。
【請求項８】
前記Ｘ線検出装置はＸ線のエネルギーを弁別する能力を有し、その弁別能力に基づいて前記照射対象を透過したＸ線を弁別し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項９】
前記Ｘ線源装置は、複数の異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を出射可能であり、前記Ｘ線検出装置は、前記Ｘ線源装置から出射された少なくとも２つの異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を入射し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項１０】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項１１】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成し、かつ前記ベッド移動量算出装置も、前記治療計画に用いる断層画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項１２】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理で使用する線減弱係数を、前記治療計画に用いる断層画像情報から算出することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項１３】
Ｘ線源装置から出射され照射対象を透過したＸ線をＸ線検出装置に入射し、Ｘ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成し、
前記Ｘ線情報に基づき対応する複数の第１Ｘ線画像情報を作成し、
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成し、
前記第２Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる断層画像情報に基づいてベッド移動量を演算し、
前記ベッド移動量に基づいて前記照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御することを特徴とするベッド位置決め方法。
【請求項１４】
前記Ｘ線検出装置として、Ｘ線のエネルギーを弁別する能力を有するＸ線検出装置を用い、このＸ線検出装置の弁別能力に基づいて前記照射対象を透過したＸ線を弁別し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【請求項１５】
前記Ｘ線源装置として、複数の異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を出射可能なＸ線源装置を用い、前記Ｘ線検出装置は、前記Ｘ線源装置から出射された少なくとも２つの異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を入射し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【請求項１６】
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【請求項１７】
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成し、かつ前記治療計画に用いる断層画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【請求項１８】
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理で使用する線減弱係数を、前記治療計画に用いる断層画像情報から算出することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【請求項１】
Ｘ線源装置及びこのＸ線源装置から出射され照射対象を透過したＸ線を入射するＸ線検出装置を有し、Ｘ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成するＸ線撮像装置と、
前記Ｘ線情報に基づき対応する複数の第１Ｘ線画像情報を作成する画像情報作成装置と、
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成する画像処理装置と、
前記第２Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる断層画像情報に基づいてベッド移動量を演算するベッド移動量算出装置と、
前記ベッド移動量に基づいて前記照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御するベッド制御装置とを備えたことを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項２】
前記Ｘ線検出装置はＸ線のエネルギーを弁別する能力を有し、その弁別能力に基づいて前記照射対象を透過したＸ線を弁別し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項３】
前記Ｘ線源装置は、複数の異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を出射可能であり、前記Ｘ線検出装置は、前記Ｘ線源装置から出射された少なくとも２つの異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を入射し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項４】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項５】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成し、かつ前記ベッド移動量算出装置も、前記治療計画に用いる断層画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項６】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理で使用する線減弱係数を、前記治療計画に用いる断層画像情報から算出することを特徴とする請求項１記載のベッド位置決めシステム。
【請求項７】
治療用の放射線を照射対象に照射する照射装置及び照射対象を支持するベッドの駆動装置を有する治療装置と、
前記照射装置から出射される治療用の放射線の照射位置に前記照射対象を位置させるよう前記ベッドを移動させるベッド位置決めシステムとを備え、
前記ベッド位置決めシステムは、
Ｘ線源装置及びこのＸ線源装置から出射され照射対象を透過したＸ線を入射するＸ線検出装置を有し、Ｘ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成するＸ線撮像装置と、
前記Ｘ線情報に基づき対応する複数の第１Ｘ線画像情報を作成する画像情報作成装置と、
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成する画像処理装置と、
前記第２Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる断層画像情報に基づいてベッド移動量を演算するベッド移動量算出装置と、
前記ベッド移動量に基づいて前記照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御するベッド制御装置とを備えたことを特徴とする放射線治療システム。
【請求項８】
前記Ｘ線検出装置はＸ線のエネルギーを弁別する能力を有し、その弁別能力に基づいて前記照射対象を透過したＸ線を弁別し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項９】
前記Ｘ線源装置は、複数の異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を出射可能であり、前記Ｘ線検出装置は、前記Ｘ線源装置から出射された少なくとも２つの異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を入射し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項１０】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項１１】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成し、かつ前記ベッド移動量算出装置も、前記治療計画に用いる断層画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項１２】
前記画像処理装置は、前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理で使用する線減弱係数を、前記治療計画に用いる断層画像情報から算出することを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項１３】
Ｘ線源装置から出射され照射対象を透過したＸ線をＸ線検出装置に入射し、Ｘ線情報として、相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成し、
前記Ｘ線情報に基づき対応する複数の第１Ｘ線画像情報を作成し、
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により第２Ｘ線画像情報を作成し、
前記第２Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる断層画像情報に基づいてベッド移動量を演算し、
前記ベッド移動量に基づいて前記照射対象を支持するベッドの駆動装置を制御することを特徴とするベッド位置決め方法。
【請求項１４】
前記Ｘ線検出装置として、Ｘ線のエネルギーを弁別する能力を有するＸ線検出装置を用い、このＸ線検出装置の弁別能力に基づいて前記照射対象を透過したＸ線を弁別し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【請求項１５】
前記Ｘ線源装置として、複数の異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を出射可能なＸ線源装置を用い、前記Ｘ線検出装置は、前記Ｘ線源装置から出射された少なくとも２つの異なる代表エネルギーを有する複数種類のＸ線を入射し、前記相互に異なる少なくとも２種類のエネルギー分布を持つＸ線の情報を生成することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【請求項１６】
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【請求項１７】
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理により作成する前記第２Ｘ線画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成し、かつ前記治療計画に用いる断層画像情報として、骨組織を強調する画像情報を作成することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【請求項１８】
前記複数の第１Ｘ線画像情報間のサブトラクション処理で使用する線減弱係数を、前記治療計画に用いる断層画像情報から算出することを特徴とする請求項１３記載のベッド位置決め方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１８７９９１（Ｐ２０１０−１８７９９１Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３６７５７（Ｐ２００９−３６７５７）
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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