ベッド位置決めシステム及びベッド位置決め方法
【課題】放射線治療に要する時間をより短縮できるベッド位置決めシステムを提供する。
【解決手段】Ｘ線治療システムは、患者が乗る移動可能な天板を有するベッド、ベッド位置決めシステム及び治療装置を備える。治療装置は、回転可能な回転ガントリーに照射ヘッド及びＸ線発生装置を設ける。Ｘ線源及びＸ線受像器は天板を間に挟み対向して回転ガントリーに設けられる。Ｘ線源からＸ線を放出してＸ線撮影を行う。この撮影によってＸ線受像器で得られたＸ線データを用い、Ｘ線画像情報及び再構成によるＣＴ画像情報の作成を並行して実施する。Ｘ線画像情報に基づいたベッド移動量の算出も、ＣＴ画像情報の作成と並行して行われる。算出されたベッド移動量が適正であると判定されたとき、そのベッド移動量に基づいたベッド制御装置によるベッド（天板）の位置決めが行われる。
【解決手段】Ｘ線治療システムは、患者が乗る移動可能な天板を有するベッド、ベッド位置決めシステム及び治療装置を備える。治療装置は、回転可能な回転ガントリーに照射ヘッド及びＸ線発生装置を設ける。Ｘ線源及びＸ線受像器は天板を間に挟み対向して回転ガントリーに設けられる。Ｘ線源からＸ線を放出してＸ線撮影を行う。この撮影によってＸ線受像器で得られたＸ線データを用い、Ｘ線画像情報及び再構成によるＣＴ画像情報の作成を並行して実施する。Ｘ線画像情報に基づいたベッド移動量の算出も、ＣＴ画像情報の作成と並行して行われる。算出されたベッド移動量が適正であると判定されたとき、そのベッド移動量に基づいたベッド制御装置によるベッド（天板）の位置決めが行われる。
【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（特許文献１参照）。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。なお、ＤＲＲ画像情報と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】
ＤＲＲ画像情報は、Ｘ線画像情報を模擬した画像情報であり、治療計画時に撮影されたＣＴ画像情報から生成される。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。
【０００５】
ベッド位置決めにおいて上記の方法は広く普及しているが、Ｘ線画像情報には、主に骨等の明確な構造物が映るため、臓器等の軟組織にがん細胞が存在する場合、直接、がんの患部の位置を画像から観察するのが困難である場合がある。このため、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組織と骨との位置関係が大きく変化しないと想定し位置決めを実施していた。しかし、実際には体内の臓器の位置はわずかながら毎日変化するため、必ずしも治療計画時のＣＴ画像情報における臓器位置と治療時におけるベッド上の患者内の臓器位置が一致していない場合もある。
【０００６】
最近では、がんの患部の近傍にある周辺臓器への線量付与をなるべく避け、その患部にのみ放射線を集中させる３次元放射線治療が盛んに行われている。この治療の一例に、強度変調放射線治療（Intensity Modulated Radiation Therapy；ＩＭＲＴという）及び粒子線を用いる放射線治療がある。これらの３次元放射線治療では、周辺臓器を含めた患部の位置を位置決め時に把握し、骨ではなく臓器に基づいて位置決めすることが、より高精度な照射のために求められ始めている。このような要求に答えるために、治療装置近く（治療室内）にＣＴ装置を設置し、ＤＲＲ画像情報の代りにＣＴ画像情報を用いて位置決めを行うことが試みられている。また、このような試みの一環として、治療装置とＸ線ＣＴ装置のベッドを共用する工夫も行われている（非特許文献１）。
【０００７】
ベッド位置決め用画像情報としてＣＴ画像情報を用いることによって臓器の位置を確認しながらベッドの位置決めを行うことが可能になる。ベッドの位置決めは、本来なら照射装置と同じ位置で実施するのが望ましい。しかしながら、治療室内に治療装置とは別にＸ線ＣＴ装置を設置する場合には、Ｘ線ＣＴ装置から患者を治療装置へと移送させなければならない（またはベッドを移動させなければならない）ため、もう一度、治療装置のベッド上で患者の患部と治療装置との位置を確認する必要がある。
【０００８】
一般に、放射線治療装置の放射線照射装置は、ベッドの長手方向に伸びる回転軸を中心に３６０度回転することができる回転ガントリーに取り付けられている。Ｘ線画像撮影用のＸ線管及びＸ線受像装置も回転ガントリーに取り付けられる。
【０００９】
一方、ＣＴ画像情報を得る撮影形態の一つとしてコーンビーム方法がある。このコーンビーム方法は、基本的にはＸ線撮影をある軸周りに全周に渡って行い、複数の放射線検出器から出力されたＸ線検出信号を用いて再構成処理を施してＣＴ画像情報を得る方法である。コーンビーム方法の名前は、Ｘ線管から照射されたＸ線がコーン（円錐）状のビームになることに由来する。放射線治療装置の回転ガントリーを回転させながら治療対象の全周にわたって行われるＸ線撮影は、コーンビーム方法による撮影と同じになる。得られた複数枚の透視画像情報を再構成することによりＣＴ画像情報を得ることができる。回転ガントリーに取り付けられたＸ線画像装置を利用してコーンビーム方法の撮影を実施し、ＣＴ画像情報を取得してベッドの位置決めに用いるシステムが実用化されている（非特許文献２）。この本方法の利点は、位置決め用のＣＴ画像情報の座標系と治療装置、特に照射位置の座標系が一致している点にある。この利点は、Ｘ線ＣＴ装置を治療装置とは別に設置する方法が持っている欠点をカバーする。
【００１０】
また、コーンビーム方法を適用したベッド位置決め方法を、イオンビームを用いる粒子線治療装置で実施することが特許文献３に記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特表２０００−５１００２３号公報
【特許文献２】特開２００４−２６７２５０号公報
【特許文献３】特開２００６−２３９４０３号公報
【非特許文献１】横濱則也 他、「陽子線治療におけるＣＴ-治療共通ベッドを使用した患者位置決めシステムの概要と検討」、日本放射線技術学会誌、第59巻、11号、1432頁〜1436頁、2003年。
【００１２】
【非特許文献２】David A. Jaffray, 他,「A Radiographic and tomographic imaging system integrated into a medical linear accelerator for localization of bone and soft-tissue targets」, Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., vol.45, No.3, 773頁〜789頁, 1999。
【００１３】
【非特許文献３】Jinkoo Kim, 他、「Effects of Ｘ-ray image enhancements on the robustness and accuracy of a rigid 3D/2D image registration」, Medical Physics, vol.32, No.4, 866頁〜873頁, 2005。
【００１４】
【非特許文献４】Frederik Maes, 他,「Multimodality image registration by maＸimization of mutual information」, IEEE Trans. Med. Image., Vol.16, No.2, 187頁〜197頁, 1997。
【００１５】
【非特許文献５】Godfrey DJ, 他,「Digital tomosynthesis with an on-board kilovoltage imaging device」, Int J Radiat Oncol Biol Phys. Vol. 65, No. 1, 8頁〜15頁, 2006。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
回転ガントリーに取り付けたＸ線画像装置を用いたコーンビーム方法による撮影によって得られたＣＴ画像情報をベッドの位置決めに利用するベッド位置決めシステムは、臓器の位置を確認でき、さらに位置決め時の座標系と照射装置の座標系が一致するという利点を有する。このコーンビーム方法を用いる場合、Ｘ線画像情報からＣＴ画像情報を再構成し、この再構成したＣＴ画像情報と予め撮影した治療計画用のＣＴ画像情報を比較することにより照射標的と照射位置のずれを求め、ベッドの位置決めを実施する。したがって、コーンビーム方法を適用したベッドの位置決め方法は、Ｘ線画像情報を使用する従来のベッドの位置決め方法に比べて、再構成処理によるＣＴ画像情報の作成が必要になるため、ベッドの位置決め終了までに要する時間が長くなる。一方、患者の負担を減らすためにベッド位置決めから放射線照射終了までの治療時間を可能な限り短縮することが求められている。しかしながら、コーンビーム方法を適用したベッドの位置決め方法は、ＣＴ画像情報を作成する再構成処理に要する時間が治療時間短縮にとって障害となる。
【００１７】
本発明の目的は、放射線治療に要する時間をより短縮できるベッド位置決めシステム及びベッド位置決め方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、Ｘ線を入射するＸ線入射装置から出力されたＸ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成し、このＸ線画像情報の作成と並行して、Ｘ線情報に基づいて第１断層画像情報を作成し、Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求めることにある。
【００１９】
Ｘ線画像情報の作成と第１Ｘ線ＣＴ画像情報の作成を並行して行うことができるので、Ｘ線画像情報を用いたベッド移動量の算出も第１Ｘ線ＣＴ画像情報の作成と並行して行うことができる。このため、ベッドの位置決めに要する時間を著しく短縮することができ、放射線治療に要する時間をより短縮することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、放射線治療に要する時間をより短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明の好適な一実施例である実施例１のベッド位置決めシステムを、図１〜図３を用いて説明する。まず、本実施例のベッド位置決めシステム２を説明する前に、ベッド位置決めシステム２が適用される、放射線治療システムであるＸ線治療システム１を、図１、図２及び図３を用いて説明する。Ｘ線治療システム１は、図３に示すように、ベッド位置決めシステム２及び治療装置３１を備えている。ベッド位置決めシステム２はＸ線撮像システム３及び位置決め装置２０を有する。治療装置３１は、回転ガントリー３２、支柱３４、照射ヘッド（照射ノズル、照射装置）３５、Ｘ線発生装置３６、ベッド３８、ガントリー制御装置４４及びガントリー操作卓４５を備えている。回転ガントリー３２は、床面に据え付けられる支柱３４に回転可能に取り付けられる。回転ガントリー３２は、回転中心軸４６の方向に延びるアーム部３３を有し、支柱３４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４６を中心に回転する。
【００２３】
ベッド３８は、治療台４０、及び治療台４０の上端部に設置される天板３９を有する。治療台４０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３９は一方向に細長く伸びている。治療台４０は、天板３９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３９は、第１駆動装置によって、回転中心軸４６に沿った水平方向（Ｙ軸方向という）への移動４１を行う。天板３９は、第２駆動装置によって、回転中心軸４６と直交する水平方向（Ｘ方向という）への移動４２を行う。天板３９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４３を行う。天板３９は、第２回転機構の駆動によって、ベッド回転軸４７を中心に回転する。さらに、治療台４０は、図示されていないが、天板３９を回転中心軸４６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３９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３８、すなわち天板３９の位置決めの微調整に使用される。天板３９の長手方向に伸びる軸が、回転中心軸４６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３９の状態）を、ベッド回転軸４７回りにおけるベッド３８の回転角度がゼロ度と定義する。
【００２４】
照射ヘッド３５が、天板３９と向き合うように、回転ガントリー３２の水平方向に伸びた部分、すなわち、アーム部３３の先端部に設置される。アーム部３３は、回転ガントリー３２の回転に伴って天板３９の周囲を旋回する。Ｘ線発生装置３６がアーム部３３内に設置されている。照射ヘッド３５はＸ線発生装置３６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３２の回転によって周方向における照射ヘッド３５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４６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。矢印５０（図２参照）は回転ガントリー３２の回転方向である。また、照射ヘッド３５の軸心を通る、Ｘ線が照射される方向である照射中心線４８と回転中心軸４６の交点を、照射中心点（アイソセンター）４９と呼ぶ。
【００２５】
ガントリー操作卓４５はガントリー制御装置４４に接続される。ガントリー操作卓４５は、Ｘ線発生装置３６で生成するＸ線のエネルギー及び回転ガントリーの回転角度等の照射パラメータの設定、及びＸ線源発生装置３６及び第１回転機構への各操作指令の出力を行う。ガントリー制御装置４４は、各照射パラメータ及び各操作指令に基づいて、Ｘ線源発生装置３６及び第１回転機構を駆動するそれぞれの制御指令を出力する。
【００２６】
ベッド位置決めシステム１の構成について説明する。ベッド位置決めシステム１のＸ線撮像システム３は、Ｘ線源（Ｘ線源装置）４、Ｘ線受像器（Ｘ線入射器）５、撮像制御装置６、撮像操作卓７及び再構成処理装置（断層画像情報作成装置）１５を有する。Ｘ線源４及びＸ線受像器５は、間に天板３９を挟むようにして対向して（図２参照）、回転ガントリー３２に取り付けられる。Ｘ線受像器５は放射線検出器である半導体放射線検出器（図示せず）（以下、半導体検出器という）を複数個有する。放射線検出器としてシンチレータを用いてもよい。本実施例で用いるＸ線受像器５は複数の半導体検出器を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）である。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。Ｘ線源２及びＸ線受像器３は撮像制御装置６に接続される。
【００２７】
撮像操作卓７は、図４に示すように、処理装置８、入力装置（キーボード及びマウス等）１３及び表示装置１４を有する。処理装置８は、通信装置９、撮像処理演算装置１０、主記憶装置１２及び記憶装置１１を有する。撮像処理演算装置１０が、通信装置９、主記憶装置１２及び記憶装置１１に接続される。入力装置１３及び表示装置１４は通信装置９に接続される。撮像処理演算装置１０は、Ｘ線画像情報作成装置（第１画像情報作成装置）及び断層画像作成指令装置の２つの機能を有する。撮像処理演算装置１０は、Ｘ線画像情報作成装置として、後述する図５に示すステップ６４，６５の処理を実行する。また、撮像処理演算装置１０は、断層画像作成指令装置として、後述する図５に示すステップ６７，６８の処理を実行し、ステップ６７での判定が「Ｙｅｓ」のときに再構成処理開始指令を再構成処理装置（第２画像情報作成装置）１５に出力する。ハードディスク等の記憶装置１１はデータ及びプログラムを保存する。主記憶装置１２はプログラム及び演算処理中に使用するデータを一時的に格納する。再構成処理装置１５は、図４に示すように、通信装置１６、再構成演算装置１７、主記憶装置１９及び記憶装置１８を有する。再構成演算装置１７が、通信装置１６、主記憶装置１９及び記憶装置１８に接続される。再構成演算装置１７で使用される再構成演算処理プログラムが記憶装置１８に記憶されている。主記憶装置１９にはその再構成演算処理プログラムが一時的にロードされる。Ｘ線受像器５、撮像制御装置６及び再構成処理装置１５が撮像操作卓７に接続される。具体的には、Ｘ線受像器５、撮像制御装置６及び通信装置１６が通信装置９に接続される。
【００２８】
ベッド位置決めシステム１の位置決め装置２０は、移動量算出装置２２及びベッド制御装置３０を有する。移動量算出装置２２は、図４に示すように、処理装置２３、入力装置（キーボード及びマウス等）２８及び表示装置２９を有する。処理装置２３は、通信装置２４、移動量演算装置２５、主記憶装置２７及び記憶装置２６を有する。移動量演算装置２５が、通信装置２４、主記憶装置２７及び記憶装置２６に接続される。入力装置２８及び表示装置２９は通信装置２４に接続される。移動量演算装置２５で用いられる移動量演算プログラムは、記憶装置２６に記憶され、移動量演算装置２５で用いられるとき記憶装置２６から主記憶装置２７にロードされる。移動量算出装置２２は、撮像操作卓７及びベッド制御装置３０に接続される。具体的には、通信装置２４が通信装置９及びベッド制御装置３０に接続される。
【００２９】
放射線治療では、照射標的への放射線照射前に、天板３９上に横たわっている患者内の照射標的と照射中心点４９を一致させる必要がある。このため、ベッド３８、すなわち、天板３９の位置決めが実施される。ベッド位置決めシステム１を用いた、本実施例のベッド位置決め方法を、図５を用いて以下に説明する。
【００３０】
まず、ベッドを移動する（ステップ６１）。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３９上に横たわった後、患部が照射中心点４９の近くに位置するように、天板３９が移動される。この天板３９の移動は、ベッド制御装置３０が入力装置２８から移動指令を入力することによって行われる。ベッド制御装置３０は、撮像操作卓７から入力した移動指令に基づいた駆動制御指令を第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３９に対する移動４１，４２，４３が行われ、対象標的が照射中心点４９の近くに達する。なお、ベッド制御装置３０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３９がベッド回転軸４７を中心に所定角度だけ旋回する。天板３９の、対象標的の照射中心点４９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３９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。
【００３１】
照射対象のＸ線撮影を実行する（ステップ６２）。ガントリー制御装置４４は、ガントリー操作卓４５から入力された回転指令に基づいて第１回転機構を駆動させる。回転ガントリー３１は回転中心軸３４を中心に回転する。撮像制御装置６は、回転ガントリー３２が回転している状態で、回転ガントリー３２の回転角度が予め設定された各撮影角度になったとき、Ｘ線源４からＸ線をパルス的に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４と対向しているＸ線受像器５の各半導体検出器によって設定された撮影角度毎に検出される。複数の設定された撮影角度（または撮影間隔）は、撮像操作卓７の入力装置１３からのオペレータの入力によって、主記憶装置１２に予め記憶されている。撮像処理演算装置１０は、それらの撮影角度の情報を、通信装置９を介して撮像制御装置６に伝える。撮像制御装置６は、各撮影角度（または撮影間隔）の情報を保持し、Ｘ線源４の動作及びＸ線源４のＸ線管電圧及び電流等の撮影条件を制御する。撮像制御装置６は撮像操作卓７と通信するための通信装置を備える。Ｘ線検出信号が撮像操作卓７に入力される（ステップ６３）。Ｘ線受像器５の各半導体検出器から出力されたＸ線検出信号は、電圧信号であり、Ｘ線受像器５内でＡ／Ｄ変換されてディジタル信号（以下、Ｘ線データという）になる。Ｘ線データ（Ｘ線情報）は、撮像制御装置６を介して通信装置９に伝えられ、撮像処理演算装置１０に入力される。撮像処理演算装置１０は、主記憶装置１２に予めロードされている通信プログラムを用いてＸ線データを記憶装置１１に記憶させる。
【００３２】
設定角度数のＸ線データが入力されたかを判定する（ステップ６７）。撮像処理演算装置１０は、設定角度数に対する各撮影角度のＸ線データを入力したかを判定する。Ｘ線データを再構成処理装置に出力する（ステップ６８）。撮像処理演算装置１０は、その判定が「Ｙｅｓ」になったとき、主記憶装置１９にロードされているプログラムに基づいた処理により、設定角度数の各撮影角度に対する各Ｘ線データを再構成処理装置１５に出力する。これらのＸ線データは、撮像処理演算装置１０から通信装置９，１６を介して再構成演算装置１７に入力され、記憶装置１８に記憶される。撮像処理演算装置１０は、上記のプログラムに基づいて、設定角度数に対する各撮影角度のＸ線データを入力したとき、すなわち、Ｘ線撮影が終了したとき、再構成処理装置１５に再構成処理開始指令を出力する。撮像処理演算装置１０は、Ｘ線撮影の終了信号を移動量算出装置２２にも出力する。
【００３３】
次に、再構成処理によるＣＴ画像情報の作成が行われる（ステップ６９）。再構成演算装置１７は、再構成処理開始指令を入力したとき、主記憶装置１９に記憶している再構成処理プログラムを用いて、それらのＸ線データを使用してＣＴ画像（以下、第１ＣＴ画像という）情報を再構成する。第１ＣＴ画像情報（第１断層画像情報）の再構成には、多数の撮影角度毎のＸ線データが必要である。一般的には、１８０度の範囲のＸ線データが約１度刻み毎に必要であると言われている。このため、前述のステップ６７の判定が行われ、「Ｙｅｓ」のときに多数の撮影角度毎のＸ線データが再構成演算装置１７に入力されるのである。再構成演算装置１７は、再構成処理が終了したとき、撮像操作卓７に第１ＣＴ画像情報を出力する。
【００３４】
本実施例では、少なくともステップ６９，７０の処理と並行してステップ６４〜６６の処理が実行される。Ｘ線画像情報を作成する（ステップ６４）。撮像処理演算装置１０は、撮影角度毎のＸ線データが入力される度にこのＸ線データを用いてＸ線画像情報を作成する。すなわち、撮像処理演算装置１０は、主記憶装置１２に予めロードされている画像変換プログラムを用いて、ステップ６７の判定処理を実行しているときに入力したＸ線データからＸ線画像情報を作成する。このＸ線画像情報は、放射線医療における標準データフォーマットであるダイコム(ＤＩＣＯＭ)フォーマットに準じて作成される。作成されたＸ線画像情報は記憶装置１１に記憶される。Ｘ線画像情報を移動量算出装置に出力する（ステップ６５）。一つの撮影角度に対するＸ線画像情報が作成される度に、撮像処理演算装置１０は、記憶装置１１から読み出したＸ線画像情報を通信装置９を経て移動量算出装置２２に出力する。Ｘ線画像情報を、画像１枚毎に送信するか、まとめて送信するかの処理は、撮像処理演算装置１０が入力装置１３からのオペレータの入力情報に基づいて実行する。
【００３５】
ベッドの移動量を算出する（ステップ６６）。移動量算出装置２２は、ネットワークで接続されているデータサーバ（図示せず）に記憶されている、治療計画用ＣＴ画像（以下、第２ＣＴ画像という）の情報を基に治療計画装置（図示せず）で生成されたＤＲＲ画像（または第２ＣＴ画像）の情報を入力する。移動量算出装置２２の移動量演算装置２５は、ステップ６５で入力した撮影角度毎のＸ線画像情報、及び第２ＣＴ画像情報（第２断層画像情報）を基に作成されたＤＲＲ画像情報（または第２ＣＴ画像情報）を用いて天板３９の移動量、すなわちベッドの移動量を算出する。このベッド移動量の算出の詳細については後述する。ベッド移動量の算出にＤＲＲ画像情報及び第２ＣＴ画像情報のどちらを用いるかは、その算出開始前に、オペレータが入力装置２８から指定できる。
【００３６】
移動量算出装置２２で実行されるステップ６６でのベッド移動量の具体的な算出方法を以下に説明する。移動量演算装置２５は、第２ＣＴ画像情報、及び第２ＣＴ画像情報を基に生成した１枚以上のＤＲＲ画像情報を、データサーバから通信装置２４を通して読み込み、主記憶装置２７（または記憶装置２６）に記憶する。移動量演算装置２５は、撮像操作卓７から、Ｘ線画像情報の送信終了情報が撮像操作卓７から入力されない限りベッド移動量の算出を開始できない。
【００３７】
移動量算出装置２２が移動量算出に使用する画像情報に関する初期設定値が第２ＣＴ画像情報の場合、またはオペレータが入力装置２８から第２ＣＴ画像情報をベッド移動量の算出に使用すると選択した場合についてまず説明する。移動量算出装置２２の移動量演算装置２５は、主記憶装置２７にロードされた第２ＣＴ画像情報及びＤＲＲ画像作成プログラムを用い、例えば非特許文献３に記載された高速なＤＲＲ画像の生成方法によりＤＲＲ画像情報を作成する。非特許文献３に記載されたその方法は、ＤＲＲ画像情報をグラフィックスハードウェアのテクスチャマッピング機能を用いて作成するものである。この方法を用いることにより高速なＤＲＲ画像の作成が可能となる。
【００３８】
例えば、ある角度にある回転ガントリー３２の回転角度に対し数度（２〜３度）の範囲内で０．５度もしくは1度刻みで第２ＣＴ画像を座標変換する。数ミリメートル（２〜３ミリメートル）の範囲で第２ＣＴ画像を平行移動させる。回転角度とある回転角度に対して数度の範囲で変化させた角度と平行移動量の組合せを一つのパラメータ（変数の組）とする。回転ガントリー３２の回転角度を1度刻みずつ増加させて、回転角度とある回転角度に対して数度の範囲で変化させた角度と平行移動量の組合せ（変化パラメータ）に対するＤＲＲ画像情報の組を生成する。このような処理により回転角度の角度が異なる状態での複数枚のＤＲＲ画像情報が生成される。これらのＤＲＲ画像情報は、回転ガントリー３２を回転させながら撮影した結果得られる複数枚のＸ線画像情報に相当する。それらのＤＲＲ画像情報をＤＲＲ画像情報の組と呼ぶことにする。変化パラメータを変化させることによって、ＤＲＲ画像情報の組が複数組作成される。これら複数のＤＲＲ画像情報の組の作成に使用したパラメータは既知であるので、各ＤＲＲ画像情報（ＤＲＲ画像情報の組とこの組内のＤＲＲ画像情報）、及びこれらを作成した際の各角度及び平行移動量に関する変化パラメータを関連付けることができる。これらの変化パラメータは、第２ＣＴ画像情報の移動量であるとともにベッドの移動量を表している。ＤＲＲ画像情報から変化パラメータを迅速に探索するために、ＤＲＲ画像情報及びこれを作成する際に使用した変化パラメータの情報が、移動量算出装置２２の主記憶装置２７（または記憶装置２６）に互いに関連付けて記憶されている。ベッドの移動量の算出に用いるＤＲＲ画像情報の枚数（すなわち角度の刻み幅及び平行移動量の幅）は変更することが可能である。例えば、より多くのＤＲＲ画像情報を使用したり、比較するＤＲＲ画像情報を４枚のみと制限することもできる。１枚以上のＤＲＲ画像情報があればベッド移動量の算出は可能である。
【００３９】
移動量演算装置２５は、作成したＤＲＲ画像情報と撮像操作卓７より入力したＸ線画像情報を比較することによってこのＸ線画像情報に最も一致するＤＲＲ画像情報を求める。移動量演算装置２５は、最も一致するＤＲＲ画像情報に対する変化パラメータの情報を主記憶装置２７から取得し、取得した変化パラメータに基づいて、照射標的の位置から照射中心点４９がどれぐらい離れているかを求める。照射標的の位置と照射中心点４９の距離の差を解消するために必要な、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向におけるベッド移動量を求めることができる。ＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報の比較は、広く知られている非特許文献４に記載のある相互情報量最大化法を用いて行う。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。本実施例ではＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報との類似度を計算し、類似度が最大のＤＲＲ画像情報を最も一致するＤＲＲ画像情報とする。
【００４０】
移動量算出装置２２においてＤＲＲ画像情報を作成してＸ線画像情報と比較する例を述べた。しかし、移動量算出装置２２以外の装置で第２ＣＴ画像情報を用いて予め作成された、複数の角度及び複数の平行移動量に対する複数のＤＲＲ画像情報を、移動量算出装置２２に取り込んで、ベッド移動量を算出することも可能である。これは、オペレータが入力装置２８から移動量演算装置２５に指令信号を入力し、移動量演算装置２５がそれらのＤＲＲ画像情報、及び撮像処理演算装置１０で作成されたＸ線画像情報を入力することによって可能になる。移動量算出装置２２以外でのＤＲＲ画像情報の作成は、一般的に、非特許文献３に記述の方法及びレイトレーシング法を応用した方法を用いて行う。
【００４１】
第１ＣＴ画像の情報を移動量算出装置に出力する（ステップ７１）。移動量算出装置２２の移動量演算装置２５は、再構成処理装置１５からの第１ＣＴ画像情報を、撮像操作卓７を経由して、ステップ６６におけるその移動量の算出後（またはその移動量の算出中）に入力し、主記憶装置２７（または記憶装置２６）に記憶させる。移動量演算装置２５は、算出されたベッドの移動量を用いて第１ＣＴ画像情報の座標変換を実施する。この座標変換には、例えば平行移動と回転移動のみを考慮した剛体変換等が用いられる。
【００４２】
その後、ベッド移動量、座標変換が行われた第１ＣＴ画像情報（以下、修正ＣＴ画像情報という）及び第２ＣＴ画像情報を表示装置に出力する（ステップ７２）。移動量演算装置２５は、算出されたベッド移動量、修正ＣＴ画像情報及びデータサーバより入力して主記憶装置２７に記憶している第２ＣＴ画像情報を表示装置２９に表示させる。オペレータは、表示された二つの画像情報を見比べながら算出された移動量が適切であるかどうかを判断することができる。この際、従来のＸ線画像情報のでは判別が難しかった臓器位置も確認することができる。算出された移動量の判定情報を入力する（ステップ７３）。オペレータは、表示された二つのＣＴ画像を比較することで算出されたベッド移動量が適切であるかを判断する。移動量演算装置２５は、オペレータ（医師または放射線技師）が入力装置２８から入力した、ベッド移動量が適切である場合における「Ｙｅｓ」の判定情報、及びそれが不適切である場合における「Ｎｏ」の判定情報をそれぞれ入力する。移動量算出装置２２の主記憶装置２７（または記憶装置２６）は、第１ＣＴ画像情報、Ｘ線画像情報及びＤＲＲ画像情報を記憶している。オペレータは、表示装置２９に表示されたＤＲＲ画像情報、Ｘ線画像情報、第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報を観察することにより、算出されたベッドの移動量が適切であるかを判定する。このため、移動量算出装置２２はこれらの画像情報の表示を切り替える機能を有する。表示する画像情報の切り替えは、例えば入力装置２８からの表示切り替え指令により実施される。画像情報の表示には、ＤＲＲ画像情報及びＸ線画像情報を表示する場合、及び第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報を表示する場合の二通りがある。ＣＴ画像情報は一般に多数枚の断層画像情報の組であるので、その1枚1枚（これをスライスと呼ぶ）を表示する場合、ボリュームレンダリングやサーフェースレンダリングの手法を用いて３次元画像情報として表示する場合がある。
【００４３】
判定情報が「Ｙｅｓ」である場合には、ベッド移動量をベッド制御装置に出力する（ステップ７５）。ベッド移動量は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の各移動量を含んでいる。移動量算出装置２２からベッド移動量を入力したベッド制御装置３０は、そのベッド移動量に基づいて第１、第２および第３駆動装置を制御し、天板３９を移動させる。この結果、照射標的が照射中心点４９に精度良く位置される。判定情報が「Ｎｏ」である場合には、ベッド移動量の再計算を行う（ステップ７４）。移動量演算装置２５は、第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報に基づいてベッド移動量を算出する。再計算は、先に説明した相互情報量最大化法をＣＴ画像に対し適用し実施する。ステップ７４の処理後、ステップ７２では第１ＣＴ画像情報、第２ＣＴ画像情報及びステップ７４で算出されたベッド移動量が表示装置２９に出力される。ステップ７３で「Ｙｅｓ」の判定情報が入力されたとき、ステップ７５が実行される。以上の処理により、天板３９、すなわちベッド３８の位置決めが終了する。
【００４４】
ベッドの位置決めが終了した後、ガントリー制御装置４４は、ガントリー操作卓４５から入力されたＸ線源発生装置３６及び第１回転機構の各駆動指令に基づいて、Ｘ線源発生装置３６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３２が回転し、アーム部３３が天板３９に横たわっている患者の周囲を旋回する。Ｘ線源発生装置３６は、ガントリー制御装置４４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。
【００４５】
本実施例は、撮像操作卓７、すなわち、撮像処理演算装置１０が、再構成演算装置１７における第１ＣＴ画像情報の再構成処理と並行して、Ｘ線データを用いてＸ線画像情報を作成し、移動量算出装置２２に送信することを特徴とする。移動量算出装置２２に入力されるＸ線画像情報及び第１ＣＴ画像情報のフォーマット（データ形式）は、ダイコムフォーマットである。他のフォーマット、例えばＪＰＥＧ画像及びビットマップ画像等のフォーマットを用いてもかまわない。
【００４６】
本実施例は、撮像処理演算装置（Ｘ線画像情報作成装置）１０によるＸ線画像情報の作成が、再構成処理装置１５による第１ＣＴ画像情報の作成と並行して行われ、Ｘ線画像情報の作成が第１ＣＴ画像情報のそれよりも前に完了する。これにより、本実施例は、図６（Ａ）に示すように、再構成演算装置１７における再構成処理による第１ＣＴ画像情報の作成と並行して、移動量算出装置２２でＸ線画像情報を用いたベッドの移動量の算出を行うことができる。したがって、本実施例は、患者が天板３９上に横たわってからベッド３８の位置決め終了までに要する時間を、著しく短縮することができる。本実施例で得られるこの効果は、図６(Ｂ)に示す従来のベッド位置決め方法と比較すれば、より明らかである。従来は、図６(Ｂ)に示すように、第１ＣＴ画像情報を得る再構成処理が終了した後、移動量算出装置が、第１ＣＴ画像情報を入力し、この第１ＣＴ画像情報を基にベッドの移動量を算出していた。本実施例では、移動量算出装置２２におけるＸ線画像情報の入力及びベッドの移動量算出が再構成処理による第１ＣＴ画像情報の作成と並行して行われるので、ベッド３８の位置決めまでに要する時間が短縮されるのである。具体的には、本実施例は、放射線検出器からのＸ線検出信号に基づいたＸ線画像情報の作成が、第１ＣＴ画像の再構成処理と並行して行われることによって、ベッドの移動量算出をその再構成処理と並行に実施することが可能になったのである。その位置決めに要する時間の著しい短縮は、患者の治療に要する時間の著しい短縮につながり、本実施例によれば、１年間にＸ線治療システム一台当りで治療できる患者数を著しく増大させることができる。
【００４７】
本実施例は、算出したベッドの移動量を用いて第１ＣＴ画像情報を修正しているので、具体的には、その移動量に基づいて第１ＣＴ画像情報の座標変換を行っているので、その移動量に基づいてベッド（具体的には、天板３９）を移動した後の状態での第１ＣＴ画像情報を前もって得ることができる。したがって、医師または放射線技師は、修正された第１ＣＴ画像情報を見ることによってベッド移動後における患部の位置を事前により正確に確認することができる。
【００４８】
本実施例は、修正された第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報を表示装置２９に表示するので、医師または放射線技師は、ベッド移動後の患部の位置を治療計画に用いた第２ＣＴ画像情報における患部の位置と容易に比較することができる。このため、算出されたベッド移動量が適切であるかの判定を適切に行うことができ、より精度の良いベッドの位置決めを行うことができる。
【００４９】
算出されたベッド移動量に対する医師または放射線技師の判定が「否」であった場合には、第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報を用いて、ベッド移動量の算出が可能であるため、より精度の良いベッドの位置決めを行うことができる。
【００５０】
本実施例における撮像操作卓７、再構成処理装置１５及び移動量算出装置２２を一台のコンピュータで構成してもよい。Ｘ線源４及びＸ線受像器５は、回転ガントリー３２に設置せず、回転ガントリー３２から分離された状態で独立に設置することも可能である。
【実施例２】
【００５１】
本発明の他の実施例である実施例２のベッド位置決めシステムを、図７を用いて説明する。本実施例のベッド位置決めシステムのハード構成は、実施例１のベッド位置決めシステのハード構成と同じである。本実施例のベッド位置決めシステムは、図７に示す処理手順を実行する。この処理手順は、実施例１のベッド位置決めシステム２が実行する図５に示す処理手順のうちステップ７２の処理を除き、ステップ７２の処理をステップ７２Ａの処理に変更したものである。本実施例のベッド位置決めシステムが適用されるＸ線治療システムは、実施例１のＸ線治療システム１においてステップ７２の処理を実施しなく、ステップ７２の処理の替りにステップ７２Ａの処理を実施する点で異なっているだけである。
【００５２】
ステップ７２Ａでは、ステップ６６で算出されたベッド移動量、及びステップ６９の再構成処理で作成された第１ＣＴ画像情報、及び第２ＣＴ画像情報が表示装置２９に表示される。ステップ７３では、この表示情報を見た医師または放射線技師の判定情報が入力される。図７に示す残りのステップでの処理は実施例１と同じである。本実施例は、設定角度数が少なく、撮影角度毎に取得するＸ線データ数が少ない場合、例えば１０度刻み及び角度の範囲を３０度等に制限した場合に適する。このようなＸ線の撮影方法は、デジタルトモシンセシスとして知られている（非特許文献５参照）。
【００５３】
本実施例は、算出したベッドの移動量を用いて第１ＣＴ画像情報を修正することによって得られる効果を除き、実施例１で生じる他の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００５４】
放射線治療システムである陽子線治療システム（粒子線治療システム）に適用したベッド位置決めシステムを説明する。まず、陽子線治療システムの概略構成を、図８及び図９を用いて説明する。
【００５５】
陽子線治療システム８０は、ビーム発生装置８２、回転ガントリー９５（図９参照）、ビーム照射装置（照射装置）８７、ベッド８８及びベッド位置決めシステム２を備える。陽子線治療システム８０は、がん治療装置である。ビーム発生装置８２は、イオン源（図示せず）、前段加速器８１及びシンクロトロン８３を有する。イオン源で発生したイオン（例えば、陽イオンまたは炭素イオン）は前段加速器８１で加速される。このイオンビーム（例えば陽子ビーム）は前段加速器８１からシンクロトロン８３に入射される。イオンビームはシンクロトロン８３で加速され、設定エネルギーまでに高められた後、出射用デフレクタ８４から出射される。
【００５６】
シンクロトロン８３から出射されたイオンビームは、ビーム輸送系８５を経て、イオンビームを患者に照射する装置であるビーム照射装置８７に達する。ビーム照射装置８７、及びビーム輸送系８５の一部である逆Ｕ字状のビーム輸送装置８６は回転ガントリー９５に設置され、回転ガントリー９５と共に回転する。イオンビームはビーム輸送装置８６を通ってビーム照射装置８７からベッド８８の天板８９に横たわっている患者１０１の患部に照射される。
【００５７】
回転ガントリー９５は、図９に示すように、フロントリング９７及びリアリング１００を有する円筒状の回転胴（回転体）９６を備える。回転胴９６の一端部に設けられたフロントリング９７は、回転可能な複数のサポートローラ９８Ａによって支持される。サポートローラ９８Ａは、建屋基礎に設置された支持装置９９Ａに取り付けられる。回転胴９６の他端部に設けられたリアリング１００も、支持装置９９Ｂに取り付けられた複数のサポートローラ９８Ｂによって支持される。これら複数のサポートローラ１８Ｂのうちの１つの回転軸にはモータ１０８が連結されている。また、回転ガントリー９５の回転角は、複数のサポートローラ９８Ａのうちの１つの回転軸に連結された角度検出計１０９によって測定される。回転胴９６内には粒子線治療用照射室１０６が設けられる。
【００５８】
ベッド８８は、治療台９０及び天板８９を有する。さらに、ベッド８８は、Ｘ軸方向駆動機構９１、Ｙ軸方向駆動機構９３、Ｚ軸方向駆動機構９２及び回転駆動機構９４を有する。Ｘ軸方向駆動機構９１は建屋基礎に設置される。Ｚ軸方向駆動機構９２はＸ軸方向駆動機構９１の上に、Ｙ軸方向駆動機構９３はＺ軸方向駆動機構９２の上に、それぞれ設置される。天板８９は、Ｙ軸方向駆動機構９３に設置される回転駆動機構９４の上に設置される。Ｙ軸方向は回転ガントリー９５の回転軸が伸びる方向と一致する。Ｘ軸方向は、水平方向でＹ軸方向と直交する方向である。Ｚ軸方向は鉛直方向である。天板８９は回転胴９６内の粒子線治療用照射室１０６内に挿入される。
【００５９】
ベッド位置決めシステム２のＸ線源（Ｘ線源装置）４は、ビーム照射装置８７内に設置されており、ビーム照射装置８７内のビーム経路と直交する方向に移動可能になっている。すなわち、Ｘ線源４は、ビーム経路の中心軸上の第１位置とビーム経路から離れた第２位置との間を移動する。ベッド位置決めシステム２のＸ線受像器５は、照射室１０６内に配置され、受像器移動装置１０４に取り付けられる。受像器移動装置１０４は、照射室１０６の隔壁１０７を貫通しており、一端が支持部材１１０に取り付けられるガイド部材１０５の一面に設置される。Ｘ線受像器５は、ビーム経路の延長線上に位置するとき、回転胴１２の回転軸を挟んでＸ線源４と対向するように配置される。Ｘ線源４はビーム照射装置８７の外面に設置することも可能である。Ｘ線源４は、照射装置１０６内に配置されるのであれば、ビーム照射装置８７ではなく、回転胴９６に設置してもよい。
【００６０】
陽子線治療システム８０におけるベッドの位置決め方法を、以下に説明する。本方法も、実施例１で行われる図５に示す処理手順が実行される。特に、実施例１と異なるステップ６１，６２について、説明する。ステップ６１では、Ｘ軸方向駆動機構９１、Ｙ軸方向駆動機構９３、Ｚ軸方向駆動機構９２及び回転駆動機構９４を駆動することによって、天板８９を治療室１０６内で所定位置まで移動させる。この移動は、照射室１０６内にいるオペレータ（例えば放射線技師）が、患者１４のおおよその治療対象位置（イオンビームを照射する患部の位置）をペンダント（図示せず）の表示装置（図示せず）に表示された治療計画情報に基づいて知ることができる。オペレータは、その治療計画情報を基に、手に持っているペンダントの入力装置を用いてベッド制御装置３０にベッド移動指令を入力する。ベッド制御装置６２は、その移動指令に基づいて、上記の各駆動機構を制御する。これらの駆動により、患者１０１の患部がビーム照射装置８７内のビーム経路の延長線上付近で回転ガントリー９５の回転軸上の照射中心点４９付近に位置される。なお、上記ペンダントは受像器移動装置１０４及びＸ線源４にも接続されている。
【００６１】
ステップ６１では、さらに、受像器５の移動も行われる。ペンダントからの制御指令に基づいて受像器移動装置１０４が駆動し、Ｘ線受像器５がビーム経路の延長線上に位置される。ペンダントからの制御指令はＸ線源４にも入力される。Ｘ線源４は第２位置から第１位置まで移動される。
【００６２】
ステップ６２では、ガントリー制御装置４４は、ガントリー操作卓４５から入力された回転指令に基づいてモータ１０８を駆動させる。回転ガントリー９５は回転軸を中心に回転する。撮像制御装置６は、回転ガントリー９５の回転状態で、回転ガントリー９５の回転角度が予め設定された各撮影角度になったとき、Ｘ線源４からＸ線をパルス的に照射対象に照射させる。このＸ線は、患者１０１を透過し、Ｘ線受像器５で検出される。
【００６３】
その後、ステップ６３〜７５の処理が順次行われる。ベッド制御装置３０は、ステップ７３で入力された判定情報が「Ｙｅｓ」であるときのベッド移動量に基づいて、上記の各移動機構を制御し、ベッド８８の位置決めを行う。
【００６４】
ベッド８８の位置決めが終了した後、シンクロトロン８３から出射されたイオンビームがビーム輸送系８５を通ってビーム照射装置８７に達する。ビーム照射装置８７のビーム経路は、回転ガントリー９５の回転によって患者１０１の患部に対して予め所定の角度を向くように設定されている。イオンビームは、ビーム照射装置８７内のビーム経路を通って、天板８９上の患者１０１の患部に照射される。
【００６５】
本実施例は、実施例１で生じる効果を得ることができる。
【００６６】
陽子線治療システム８０のベッド位置決めシステム２において、図５に示す処理手順の替りに図７に示す処理手順を用いることが可能である。ただし、ステップ６１，６２の処理は、実施例３におけるそれらのステップと同じ処理内容とする。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１のベッド位置決めシステムが適用されるＸ線治療システムの構成図である。
【図２】図１に示す治療装置の正面図である。
【図３】図１に示すＸ線治療システムに含まれる各サブシステムの構成を示す説明図である。
【図４】図１に示す撮像操作卓、再構成処理装置及び移動量算出装置のそれぞれの詳細構成図である。
【図５】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説明図である。
【図６】実施例１における効果を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施例である実施例２の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説明図である。
【図８】本発明の好適な一実施例である実施例１のベッド位置決めシステムが適用される陽子線治療システムの構成図である。
【図９】図８に示す陽子線治療システムの回転ガントリー内の詳細構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…Ｘ線治療システム、２…ベッド位置決めシステム、３…Ｘ線撮像システム、４…Ｘ線源、５…Ｘ線受像器、６…撮像制御装置、７…撮像操作卓、１０…撮像処理演算装置、１４，２９…表示装置、１５…再構成処理装置、１７…再構成演算装置、２０…位置決め装置、２２…移動量算出装置、２５…移動量演算装置、３０…ベッド制御装置、３１…治療装置、３２，９５…回転ガントリー、３５…照射ヘッド、３６…Ｘ線発生装置、３８，８８…ベッド、３９，８９…天板、４０，９０…治療台、８０…陽子線治療システム、８２…ビーム発生装置、８３…シンクロトロン、８５…ビーム輸送系、８７…ビーム照射装置、９６…回転胴、９７…フロントリング、１００…リアリング、１０６…照射室。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッド位置決め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（特許文献１参照）。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。なお、ＤＲＲ画像情報と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】
ＤＲＲ画像情報は、Ｘ線画像情報を模擬した画像情報であり、治療計画時に撮影されたＣＴ画像情報から生成される。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。
【０００５】
ベッド位置決めにおいて上記の方法は広く普及しているが、Ｘ線画像情報には、主に骨等の明確な構造物が映るため、臓器等の軟組織にがん細胞が存在する場合、直接、がんの患部の位置を画像から観察するのが困難である場合がある。このため、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組織と骨との位置関係が大きく変化しないと想定し位置決めを実施していた。しかし、実際には体内の臓器の位置はわずかながら毎日変化するため、必ずしも治療計画時のＣＴ画像情報における臓器位置と治療時におけるベッド上の患者内の臓器位置が一致していない場合もある。
【０００６】
最近では、がんの患部の近傍にある周辺臓器への線量付与をなるべく避け、その患部にのみ放射線を集中させる３次元放射線治療が盛んに行われている。この治療の一例に、強度変調放射線治療（Intensity Modulated Radiation Therapy；ＩＭＲＴという）及び粒子線を用いる放射線治療がある。これらの３次元放射線治療では、周辺臓器を含めた患部の位置を位置決め時に把握し、骨ではなく臓器に基づいて位置決めすることが、より高精度な照射のために求められ始めている。このような要求に答えるために、治療装置近く（治療室内）にＣＴ装置を設置し、ＤＲＲ画像情報の代りにＣＴ画像情報を用いて位置決めを行うことが試みられている。また、このような試みの一環として、治療装置とＸ線ＣＴ装置のベッドを共用する工夫も行われている（非特許文献１）。
【０００７】
ベッド位置決め用画像情報としてＣＴ画像情報を用いることによって臓器の位置を確認しながらベッドの位置決めを行うことが可能になる。ベッドの位置決めは、本来なら照射装置と同じ位置で実施するのが望ましい。しかしながら、治療室内に治療装置とは別にＸ線ＣＴ装置を設置する場合には、Ｘ線ＣＴ装置から患者を治療装置へと移送させなければならない（またはベッドを移動させなければならない）ため、もう一度、治療装置のベッド上で患者の患部と治療装置との位置を確認する必要がある。
【０００８】
一般に、放射線治療装置の放射線照射装置は、ベッドの長手方向に伸びる回転軸を中心に３６０度回転することができる回転ガントリーに取り付けられている。Ｘ線画像撮影用のＸ線管及びＸ線受像装置も回転ガントリーに取り付けられる。
【０００９】
一方、ＣＴ画像情報を得る撮影形態の一つとしてコーンビーム方法がある。このコーンビーム方法は、基本的にはＸ線撮影をある軸周りに全周に渡って行い、複数の放射線検出器から出力されたＸ線検出信号を用いて再構成処理を施してＣＴ画像情報を得る方法である。コーンビーム方法の名前は、Ｘ線管から照射されたＸ線がコーン（円錐）状のビームになることに由来する。放射線治療装置の回転ガントリーを回転させながら治療対象の全周にわたって行われるＸ線撮影は、コーンビーム方法による撮影と同じになる。得られた複数枚の透視画像情報を再構成することによりＣＴ画像情報を得ることができる。回転ガントリーに取り付けられたＸ線画像装置を利用してコーンビーム方法の撮影を実施し、ＣＴ画像情報を取得してベッドの位置決めに用いるシステムが実用化されている（非特許文献２）。この本方法の利点は、位置決め用のＣＴ画像情報の座標系と治療装置、特に照射位置の座標系が一致している点にある。この利点は、Ｘ線ＣＴ装置を治療装置とは別に設置する方法が持っている欠点をカバーする。
【００１０】
また、コーンビーム方法を適用したベッド位置決め方法を、イオンビームを用いる粒子線治療装置で実施することが特許文献３に記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特表２０００−５１００２３号公報
【特許文献２】特開２００４−２６７２５０号公報
【特許文献３】特開２００６−２３９４０３号公報
【非特許文献１】横濱則也 他、「陽子線治療におけるＣＴ-治療共通ベッドを使用した患者位置決めシステムの概要と検討」、日本放射線技術学会誌、第59巻、11号、1432頁〜1436頁、2003年。
【００１２】
【非特許文献２】David A. Jaffray, 他,「A Radiographic and tomographic imaging system integrated into a medical linear accelerator for localization of bone and soft-tissue targets」, Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., vol.45, No.3, 773頁〜789頁, 1999。
【００１３】
【非特許文献３】Jinkoo Kim, 他、「Effects of Ｘ-ray image enhancements on the robustness and accuracy of a rigid 3D/2D image registration」, Medical Physics, vol.32, No.4, 866頁〜873頁, 2005。
【００１４】
【非特許文献４】Frederik Maes, 他,「Multimodality image registration by maＸimization of mutual information」, IEEE Trans. Med. Image., Vol.16, No.2, 187頁〜197頁, 1997。
【００１５】
【非特許文献５】Godfrey DJ, 他,「Digital tomosynthesis with an on-board kilovoltage imaging device」, Int J Radiat Oncol Biol Phys. Vol. 65, No. 1, 8頁〜15頁, 2006。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
回転ガントリーに取り付けたＸ線画像装置を用いたコーンビーム方法による撮影によって得られたＣＴ画像情報をベッドの位置決めに利用するベッド位置決めシステムは、臓器の位置を確認でき、さらに位置決め時の座標系と照射装置の座標系が一致するという利点を有する。このコーンビーム方法を用いる場合、Ｘ線画像情報からＣＴ画像情報を再構成し、この再構成したＣＴ画像情報と予め撮影した治療計画用のＣＴ画像情報を比較することにより照射標的と照射位置のずれを求め、ベッドの位置決めを実施する。したがって、コーンビーム方法を適用したベッドの位置決め方法は、Ｘ線画像情報を使用する従来のベッドの位置決め方法に比べて、再構成処理によるＣＴ画像情報の作成が必要になるため、ベッドの位置決め終了までに要する時間が長くなる。一方、患者の負担を減らすためにベッド位置決めから放射線照射終了までの治療時間を可能な限り短縮することが求められている。しかしながら、コーンビーム方法を適用したベッドの位置決め方法は、ＣＴ画像情報を作成する再構成処理に要する時間が治療時間短縮にとって障害となる。
【００１７】
本発明の目的は、放射線治療に要する時間をより短縮できるベッド位置決めシステム及びベッド位置決め方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、Ｘ線を入射するＸ線入射装置から出力されたＸ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成し、このＸ線画像情報の作成と並行して、Ｘ線情報に基づいて第１断層画像情報を作成し、Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求めることにある。
【００１９】
Ｘ線画像情報の作成と第１Ｘ線ＣＴ画像情報の作成を並行して行うことができるので、Ｘ線画像情報を用いたベッド移動量の算出も第１Ｘ線ＣＴ画像情報の作成と並行して行うことができる。このため、ベッドの位置決めに要する時間を著しく短縮することができ、放射線治療に要する時間をより短縮することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、放射線治療に要する時間をより短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明の好適な一実施例である実施例１のベッド位置決めシステムを、図１〜図３を用いて説明する。まず、本実施例のベッド位置決めシステム２を説明する前に、ベッド位置決めシステム２が適用される、放射線治療システムであるＸ線治療システム１を、図１、図２及び図３を用いて説明する。Ｘ線治療システム１は、図３に示すように、ベッド位置決めシステム２及び治療装置３１を備えている。ベッド位置決めシステム２はＸ線撮像システム３及び位置決め装置２０を有する。治療装置３１は、回転ガントリー３２、支柱３４、照射ヘッド（照射ノズル、照射装置）３５、Ｘ線発生装置３６、ベッド３８、ガントリー制御装置４４及びガントリー操作卓４５を備えている。回転ガントリー３２は、床面に据え付けられる支柱３４に回転可能に取り付けられる。回転ガントリー３２は、回転中心軸４６の方向に延びるアーム部３３を有し、支柱３４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４６を中心に回転する。
【００２３】
ベッド３８は、治療台４０、及び治療台４０の上端部に設置される天板３９を有する。治療台４０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３９は一方向に細長く伸びている。治療台４０は、天板３９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３９は、第１駆動装置によって、回転中心軸４６に沿った水平方向（Ｙ軸方向という）への移動４１を行う。天板３９は、第２駆動装置によって、回転中心軸４６と直交する水平方向（Ｘ方向という）への移動４２を行う。天板３９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４３を行う。天板３９は、第２回転機構の駆動によって、ベッド回転軸４７を中心に回転する。さらに、治療台４０は、図示されていないが、天板３９を回転中心軸４６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３９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３８、すなわち天板３９の位置決めの微調整に使用される。天板３９の長手方向に伸びる軸が、回転中心軸４６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３９の状態）を、ベッド回転軸４７回りにおけるベッド３８の回転角度がゼロ度と定義する。
【００２４】
照射ヘッド３５が、天板３９と向き合うように、回転ガントリー３２の水平方向に伸びた部分、すなわち、アーム部３３の先端部に設置される。アーム部３３は、回転ガントリー３２の回転に伴って天板３９の周囲を旋回する。Ｘ線発生装置３６がアーム部３３内に設置されている。照射ヘッド３５はＸ線発生装置３６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３２の回転によって周方向における照射ヘッド３５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４６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。矢印５０（図２参照）は回転ガントリー３２の回転方向である。また、照射ヘッド３５の軸心を通る、Ｘ線が照射される方向である照射中心線４８と回転中心軸４６の交点を、照射中心点（アイソセンター）４９と呼ぶ。
【００２５】
ガントリー操作卓４５はガントリー制御装置４４に接続される。ガントリー操作卓４５は、Ｘ線発生装置３６で生成するＸ線のエネルギー及び回転ガントリーの回転角度等の照射パラメータの設定、及びＸ線源発生装置３６及び第１回転機構への各操作指令の出力を行う。ガントリー制御装置４４は、各照射パラメータ及び各操作指令に基づいて、Ｘ線源発生装置３６及び第１回転機構を駆動するそれぞれの制御指令を出力する。
【００２６】
ベッド位置決めシステム１の構成について説明する。ベッド位置決めシステム１のＸ線撮像システム３は、Ｘ線源（Ｘ線源装置）４、Ｘ線受像器（Ｘ線入射器）５、撮像制御装置６、撮像操作卓７及び再構成処理装置（断層画像情報作成装置）１５を有する。Ｘ線源４及びＸ線受像器５は、間に天板３９を挟むようにして対向して（図２参照）、回転ガントリー３２に取り付けられる。Ｘ線受像器５は放射線検出器である半導体放射線検出器（図示せず）（以下、半導体検出器という）を複数個有する。放射線検出器としてシンチレータを用いてもよい。本実施例で用いるＸ線受像器５は複数の半導体検出器を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）である。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。Ｘ線源２及びＸ線受像器３は撮像制御装置６に接続される。
【００２７】
撮像操作卓７は、図４に示すように、処理装置８、入力装置（キーボード及びマウス等）１３及び表示装置１４を有する。処理装置８は、通信装置９、撮像処理演算装置１０、主記憶装置１２及び記憶装置１１を有する。撮像処理演算装置１０が、通信装置９、主記憶装置１２及び記憶装置１１に接続される。入力装置１３及び表示装置１４は通信装置９に接続される。撮像処理演算装置１０は、Ｘ線画像情報作成装置（第１画像情報作成装置）及び断層画像作成指令装置の２つの機能を有する。撮像処理演算装置１０は、Ｘ線画像情報作成装置として、後述する図５に示すステップ６４，６５の処理を実行する。また、撮像処理演算装置１０は、断層画像作成指令装置として、後述する図５に示すステップ６７，６８の処理を実行し、ステップ６７での判定が「Ｙｅｓ」のときに再構成処理開始指令を再構成処理装置（第２画像情報作成装置）１５に出力する。ハードディスク等の記憶装置１１はデータ及びプログラムを保存する。主記憶装置１２はプログラム及び演算処理中に使用するデータを一時的に格納する。再構成処理装置１５は、図４に示すように、通信装置１６、再構成演算装置１７、主記憶装置１９及び記憶装置１８を有する。再構成演算装置１７が、通信装置１６、主記憶装置１９及び記憶装置１８に接続される。再構成演算装置１７で使用される再構成演算処理プログラムが記憶装置１８に記憶されている。主記憶装置１９にはその再構成演算処理プログラムが一時的にロードされる。Ｘ線受像器５、撮像制御装置６及び再構成処理装置１５が撮像操作卓７に接続される。具体的には、Ｘ線受像器５、撮像制御装置６及び通信装置１６が通信装置９に接続される。
【００２８】
ベッド位置決めシステム１の位置決め装置２０は、移動量算出装置２２及びベッド制御装置３０を有する。移動量算出装置２２は、図４に示すように、処理装置２３、入力装置（キーボード及びマウス等）２８及び表示装置２９を有する。処理装置２３は、通信装置２４、移動量演算装置２５、主記憶装置２７及び記憶装置２６を有する。移動量演算装置２５が、通信装置２４、主記憶装置２７及び記憶装置２６に接続される。入力装置２８及び表示装置２９は通信装置２４に接続される。移動量演算装置２５で用いられる移動量演算プログラムは、記憶装置２６に記憶され、移動量演算装置２５で用いられるとき記憶装置２６から主記憶装置２７にロードされる。移動量算出装置２２は、撮像操作卓７及びベッド制御装置３０に接続される。具体的には、通信装置２４が通信装置９及びベッド制御装置３０に接続される。
【００２９】
放射線治療では、照射標的への放射線照射前に、天板３９上に横たわっている患者内の照射標的と照射中心点４９を一致させる必要がある。このため、ベッド３８、すなわち、天板３９の位置決めが実施される。ベッド位置決めシステム１を用いた、本実施例のベッド位置決め方法を、図５を用いて以下に説明する。
【００３０】
まず、ベッドを移動する（ステップ６１）。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３９上に横たわった後、患部が照射中心点４９の近くに位置するように、天板３９が移動される。この天板３９の移動は、ベッド制御装置３０が入力装置２８から移動指令を入力することによって行われる。ベッド制御装置３０は、撮像操作卓７から入力した移動指令に基づいた駆動制御指令を第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３９に対する移動４１，４２，４３が行われ、対象標的が照射中心点４９の近くに達する。なお、ベッド制御装置３０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３９がベッド回転軸４７を中心に所定角度だけ旋回する。天板３９の、対象標的の照射中心点４９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３９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。
【００３１】
照射対象のＸ線撮影を実行する（ステップ６２）。ガントリー制御装置４４は、ガントリー操作卓４５から入力された回転指令に基づいて第１回転機構を駆動させる。回転ガントリー３１は回転中心軸３４を中心に回転する。撮像制御装置６は、回転ガントリー３２が回転している状態で、回転ガントリー３２の回転角度が予め設定された各撮影角度になったとき、Ｘ線源４からＸ線をパルス的に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４と対向しているＸ線受像器５の各半導体検出器によって設定された撮影角度毎に検出される。複数の設定された撮影角度（または撮影間隔）は、撮像操作卓７の入力装置１３からのオペレータの入力によって、主記憶装置１２に予め記憶されている。撮像処理演算装置１０は、それらの撮影角度の情報を、通信装置９を介して撮像制御装置６に伝える。撮像制御装置６は、各撮影角度（または撮影間隔）の情報を保持し、Ｘ線源４の動作及びＸ線源４のＸ線管電圧及び電流等の撮影条件を制御する。撮像制御装置６は撮像操作卓７と通信するための通信装置を備える。Ｘ線検出信号が撮像操作卓７に入力される（ステップ６３）。Ｘ線受像器５の各半導体検出器から出力されたＸ線検出信号は、電圧信号であり、Ｘ線受像器５内でＡ／Ｄ変換されてディジタル信号（以下、Ｘ線データという）になる。Ｘ線データ（Ｘ線情報）は、撮像制御装置６を介して通信装置９に伝えられ、撮像処理演算装置１０に入力される。撮像処理演算装置１０は、主記憶装置１２に予めロードされている通信プログラムを用いてＸ線データを記憶装置１１に記憶させる。
【００３２】
設定角度数のＸ線データが入力されたかを判定する（ステップ６７）。撮像処理演算装置１０は、設定角度数に対する各撮影角度のＸ線データを入力したかを判定する。Ｘ線データを再構成処理装置に出力する（ステップ６８）。撮像処理演算装置１０は、その判定が「Ｙｅｓ」になったとき、主記憶装置１９にロードされているプログラムに基づいた処理により、設定角度数の各撮影角度に対する各Ｘ線データを再構成処理装置１５に出力する。これらのＸ線データは、撮像処理演算装置１０から通信装置９，１６を介して再構成演算装置１７に入力され、記憶装置１８に記憶される。撮像処理演算装置１０は、上記のプログラムに基づいて、設定角度数に対する各撮影角度のＸ線データを入力したとき、すなわち、Ｘ線撮影が終了したとき、再構成処理装置１５に再構成処理開始指令を出力する。撮像処理演算装置１０は、Ｘ線撮影の終了信号を移動量算出装置２２にも出力する。
【００３３】
次に、再構成処理によるＣＴ画像情報の作成が行われる（ステップ６９）。再構成演算装置１７は、再構成処理開始指令を入力したとき、主記憶装置１９に記憶している再構成処理プログラムを用いて、それらのＸ線データを使用してＣＴ画像（以下、第１ＣＴ画像という）情報を再構成する。第１ＣＴ画像情報（第１断層画像情報）の再構成には、多数の撮影角度毎のＸ線データが必要である。一般的には、１８０度の範囲のＸ線データが約１度刻み毎に必要であると言われている。このため、前述のステップ６７の判定が行われ、「Ｙｅｓ」のときに多数の撮影角度毎のＸ線データが再構成演算装置１７に入力されるのである。再構成演算装置１７は、再構成処理が終了したとき、撮像操作卓７に第１ＣＴ画像情報を出力する。
【００３４】
本実施例では、少なくともステップ６９，７０の処理と並行してステップ６４〜６６の処理が実行される。Ｘ線画像情報を作成する（ステップ６４）。撮像処理演算装置１０は、撮影角度毎のＸ線データが入力される度にこのＸ線データを用いてＸ線画像情報を作成する。すなわち、撮像処理演算装置１０は、主記憶装置１２に予めロードされている画像変換プログラムを用いて、ステップ６７の判定処理を実行しているときに入力したＸ線データからＸ線画像情報を作成する。このＸ線画像情報は、放射線医療における標準データフォーマットであるダイコム(ＤＩＣＯＭ)フォーマットに準じて作成される。作成されたＸ線画像情報は記憶装置１１に記憶される。Ｘ線画像情報を移動量算出装置に出力する（ステップ６５）。一つの撮影角度に対するＸ線画像情報が作成される度に、撮像処理演算装置１０は、記憶装置１１から読み出したＸ線画像情報を通信装置９を経て移動量算出装置２２に出力する。Ｘ線画像情報を、画像１枚毎に送信するか、まとめて送信するかの処理は、撮像処理演算装置１０が入力装置１３からのオペレータの入力情報に基づいて実行する。
【００３５】
ベッドの移動量を算出する（ステップ６６）。移動量算出装置２２は、ネットワークで接続されているデータサーバ（図示せず）に記憶されている、治療計画用ＣＴ画像（以下、第２ＣＴ画像という）の情報を基に治療計画装置（図示せず）で生成されたＤＲＲ画像（または第２ＣＴ画像）の情報を入力する。移動量算出装置２２の移動量演算装置２５は、ステップ６５で入力した撮影角度毎のＸ線画像情報、及び第２ＣＴ画像情報（第２断層画像情報）を基に作成されたＤＲＲ画像情報（または第２ＣＴ画像情報）を用いて天板３９の移動量、すなわちベッドの移動量を算出する。このベッド移動量の算出の詳細については後述する。ベッド移動量の算出にＤＲＲ画像情報及び第２ＣＴ画像情報のどちらを用いるかは、その算出開始前に、オペレータが入力装置２８から指定できる。
【００３６】
移動量算出装置２２で実行されるステップ６６でのベッド移動量の具体的な算出方法を以下に説明する。移動量演算装置２５は、第２ＣＴ画像情報、及び第２ＣＴ画像情報を基に生成した１枚以上のＤＲＲ画像情報を、データサーバから通信装置２４を通して読み込み、主記憶装置２７（または記憶装置２６）に記憶する。移動量演算装置２５は、撮像操作卓７から、Ｘ線画像情報の送信終了情報が撮像操作卓７から入力されない限りベッド移動量の算出を開始できない。
【００３７】
移動量算出装置２２が移動量算出に使用する画像情報に関する初期設定値が第２ＣＴ画像情報の場合、またはオペレータが入力装置２８から第２ＣＴ画像情報をベッド移動量の算出に使用すると選択した場合についてまず説明する。移動量算出装置２２の移動量演算装置２５は、主記憶装置２７にロードされた第２ＣＴ画像情報及びＤＲＲ画像作成プログラムを用い、例えば非特許文献３に記載された高速なＤＲＲ画像の生成方法によりＤＲＲ画像情報を作成する。非特許文献３に記載されたその方法は、ＤＲＲ画像情報をグラフィックスハードウェアのテクスチャマッピング機能を用いて作成するものである。この方法を用いることにより高速なＤＲＲ画像の作成が可能となる。
【００３８】
例えば、ある角度にある回転ガントリー３２の回転角度に対し数度（２〜３度）の範囲内で０．５度もしくは1度刻みで第２ＣＴ画像を座標変換する。数ミリメートル（２〜３ミリメートル）の範囲で第２ＣＴ画像を平行移動させる。回転角度とある回転角度に対して数度の範囲で変化させた角度と平行移動量の組合せを一つのパラメータ（変数の組）とする。回転ガントリー３２の回転角度を1度刻みずつ増加させて、回転角度とある回転角度に対して数度の範囲で変化させた角度と平行移動量の組合せ（変化パラメータ）に対するＤＲＲ画像情報の組を生成する。このような処理により回転角度の角度が異なる状態での複数枚のＤＲＲ画像情報が生成される。これらのＤＲＲ画像情報は、回転ガントリー３２を回転させながら撮影した結果得られる複数枚のＸ線画像情報に相当する。それらのＤＲＲ画像情報をＤＲＲ画像情報の組と呼ぶことにする。変化パラメータを変化させることによって、ＤＲＲ画像情報の組が複数組作成される。これら複数のＤＲＲ画像情報の組の作成に使用したパラメータは既知であるので、各ＤＲＲ画像情報（ＤＲＲ画像情報の組とこの組内のＤＲＲ画像情報）、及びこれらを作成した際の各角度及び平行移動量に関する変化パラメータを関連付けることができる。これらの変化パラメータは、第２ＣＴ画像情報の移動量であるとともにベッドの移動量を表している。ＤＲＲ画像情報から変化パラメータを迅速に探索するために、ＤＲＲ画像情報及びこれを作成する際に使用した変化パラメータの情報が、移動量算出装置２２の主記憶装置２７（または記憶装置２６）に互いに関連付けて記憶されている。ベッドの移動量の算出に用いるＤＲＲ画像情報の枚数（すなわち角度の刻み幅及び平行移動量の幅）は変更することが可能である。例えば、より多くのＤＲＲ画像情報を使用したり、比較するＤＲＲ画像情報を４枚のみと制限することもできる。１枚以上のＤＲＲ画像情報があればベッド移動量の算出は可能である。
【００３９】
移動量演算装置２５は、作成したＤＲＲ画像情報と撮像操作卓７より入力したＸ線画像情報を比較することによってこのＸ線画像情報に最も一致するＤＲＲ画像情報を求める。移動量演算装置２５は、最も一致するＤＲＲ画像情報に対する変化パラメータの情報を主記憶装置２７から取得し、取得した変化パラメータに基づいて、照射標的の位置から照射中心点４９がどれぐらい離れているかを求める。照射標的の位置と照射中心点４９の距離の差を解消するために必要な、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向におけるベッド移動量を求めることができる。ＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報の比較は、広く知られている非特許文献４に記載のある相互情報量最大化法を用いて行う。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。本実施例ではＤＲＲ画像情報とＸ線画像情報との類似度を計算し、類似度が最大のＤＲＲ画像情報を最も一致するＤＲＲ画像情報とする。
【００４０】
移動量算出装置２２においてＤＲＲ画像情報を作成してＸ線画像情報と比較する例を述べた。しかし、移動量算出装置２２以外の装置で第２ＣＴ画像情報を用いて予め作成された、複数の角度及び複数の平行移動量に対する複数のＤＲＲ画像情報を、移動量算出装置２２に取り込んで、ベッド移動量を算出することも可能である。これは、オペレータが入力装置２８から移動量演算装置２５に指令信号を入力し、移動量演算装置２５がそれらのＤＲＲ画像情報、及び撮像処理演算装置１０で作成されたＸ線画像情報を入力することによって可能になる。移動量算出装置２２以外でのＤＲＲ画像情報の作成は、一般的に、非特許文献３に記述の方法及びレイトレーシング法を応用した方法を用いて行う。
【００４１】
第１ＣＴ画像の情報を移動量算出装置に出力する（ステップ７１）。移動量算出装置２２の移動量演算装置２５は、再構成処理装置１５からの第１ＣＴ画像情報を、撮像操作卓７を経由して、ステップ６６におけるその移動量の算出後（またはその移動量の算出中）に入力し、主記憶装置２７（または記憶装置２６）に記憶させる。移動量演算装置２５は、算出されたベッドの移動量を用いて第１ＣＴ画像情報の座標変換を実施する。この座標変換には、例えば平行移動と回転移動のみを考慮した剛体変換等が用いられる。
【００４２】
その後、ベッド移動量、座標変換が行われた第１ＣＴ画像情報（以下、修正ＣＴ画像情報という）及び第２ＣＴ画像情報を表示装置に出力する（ステップ７２）。移動量演算装置２５は、算出されたベッド移動量、修正ＣＴ画像情報及びデータサーバより入力して主記憶装置２７に記憶している第２ＣＴ画像情報を表示装置２９に表示させる。オペレータは、表示された二つの画像情報を見比べながら算出された移動量が適切であるかどうかを判断することができる。この際、従来のＸ線画像情報のでは判別が難しかった臓器位置も確認することができる。算出された移動量の判定情報を入力する（ステップ７３）。オペレータは、表示された二つのＣＴ画像を比較することで算出されたベッド移動量が適切であるかを判断する。移動量演算装置２５は、オペレータ（医師または放射線技師）が入力装置２８から入力した、ベッド移動量が適切である場合における「Ｙｅｓ」の判定情報、及びそれが不適切である場合における「Ｎｏ」の判定情報をそれぞれ入力する。移動量算出装置２２の主記憶装置２７（または記憶装置２６）は、第１ＣＴ画像情報、Ｘ線画像情報及びＤＲＲ画像情報を記憶している。オペレータは、表示装置２９に表示されたＤＲＲ画像情報、Ｘ線画像情報、第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報を観察することにより、算出されたベッドの移動量が適切であるかを判定する。このため、移動量算出装置２２はこれらの画像情報の表示を切り替える機能を有する。表示する画像情報の切り替えは、例えば入力装置２８からの表示切り替え指令により実施される。画像情報の表示には、ＤＲＲ画像情報及びＸ線画像情報を表示する場合、及び第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報を表示する場合の二通りがある。ＣＴ画像情報は一般に多数枚の断層画像情報の組であるので、その1枚1枚（これをスライスと呼ぶ）を表示する場合、ボリュームレンダリングやサーフェースレンダリングの手法を用いて３次元画像情報として表示する場合がある。
【００４３】
判定情報が「Ｙｅｓ」である場合には、ベッド移動量をベッド制御装置に出力する（ステップ７５）。ベッド移動量は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の各移動量を含んでいる。移動量算出装置２２からベッド移動量を入力したベッド制御装置３０は、そのベッド移動量に基づいて第１、第２および第３駆動装置を制御し、天板３９を移動させる。この結果、照射標的が照射中心点４９に精度良く位置される。判定情報が「Ｎｏ」である場合には、ベッド移動量の再計算を行う（ステップ７４）。移動量演算装置２５は、第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報に基づいてベッド移動量を算出する。再計算は、先に説明した相互情報量最大化法をＣＴ画像に対し適用し実施する。ステップ７４の処理後、ステップ７２では第１ＣＴ画像情報、第２ＣＴ画像情報及びステップ７４で算出されたベッド移動量が表示装置２９に出力される。ステップ７３で「Ｙｅｓ」の判定情報が入力されたとき、ステップ７５が実行される。以上の処理により、天板３９、すなわちベッド３８の位置決めが終了する。
【００４４】
ベッドの位置決めが終了した後、ガントリー制御装置４４は、ガントリー操作卓４５から入力されたＸ線源発生装置３６及び第１回転機構の各駆動指令に基づいて、Ｘ線源発生装置３６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３２が回転し、アーム部３３が天板３９に横たわっている患者の周囲を旋回する。Ｘ線源発生装置３６は、ガントリー制御装置４４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。
【００４５】
本実施例は、撮像操作卓７、すなわち、撮像処理演算装置１０が、再構成演算装置１７における第１ＣＴ画像情報の再構成処理と並行して、Ｘ線データを用いてＸ線画像情報を作成し、移動量算出装置２２に送信することを特徴とする。移動量算出装置２２に入力されるＸ線画像情報及び第１ＣＴ画像情報のフォーマット（データ形式）は、ダイコムフォーマットである。他のフォーマット、例えばＪＰＥＧ画像及びビットマップ画像等のフォーマットを用いてもかまわない。
【００４６】
本実施例は、撮像処理演算装置（Ｘ線画像情報作成装置）１０によるＸ線画像情報の作成が、再構成処理装置１５による第１ＣＴ画像情報の作成と並行して行われ、Ｘ線画像情報の作成が第１ＣＴ画像情報のそれよりも前に完了する。これにより、本実施例は、図６（Ａ）に示すように、再構成演算装置１７における再構成処理による第１ＣＴ画像情報の作成と並行して、移動量算出装置２２でＸ線画像情報を用いたベッドの移動量の算出を行うことができる。したがって、本実施例は、患者が天板３９上に横たわってからベッド３８の位置決め終了までに要する時間を、著しく短縮することができる。本実施例で得られるこの効果は、図６(Ｂ)に示す従来のベッド位置決め方法と比較すれば、より明らかである。従来は、図６(Ｂ)に示すように、第１ＣＴ画像情報を得る再構成処理が終了した後、移動量算出装置が、第１ＣＴ画像情報を入力し、この第１ＣＴ画像情報を基にベッドの移動量を算出していた。本実施例では、移動量算出装置２２におけるＸ線画像情報の入力及びベッドの移動量算出が再構成処理による第１ＣＴ画像情報の作成と並行して行われるので、ベッド３８の位置決めまでに要する時間が短縮されるのである。具体的には、本実施例は、放射線検出器からのＸ線検出信号に基づいたＸ線画像情報の作成が、第１ＣＴ画像の再構成処理と並行して行われることによって、ベッドの移動量算出をその再構成処理と並行に実施することが可能になったのである。その位置決めに要する時間の著しい短縮は、患者の治療に要する時間の著しい短縮につながり、本実施例によれば、１年間にＸ線治療システム一台当りで治療できる患者数を著しく増大させることができる。
【００４７】
本実施例は、算出したベッドの移動量を用いて第１ＣＴ画像情報を修正しているので、具体的には、その移動量に基づいて第１ＣＴ画像情報の座標変換を行っているので、その移動量に基づいてベッド（具体的には、天板３９）を移動した後の状態での第１ＣＴ画像情報を前もって得ることができる。したがって、医師または放射線技師は、修正された第１ＣＴ画像情報を見ることによってベッド移動後における患部の位置を事前により正確に確認することができる。
【００４８】
本実施例は、修正された第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報を表示装置２９に表示するので、医師または放射線技師は、ベッド移動後の患部の位置を治療計画に用いた第２ＣＴ画像情報における患部の位置と容易に比較することができる。このため、算出されたベッド移動量が適切であるかの判定を適切に行うことができ、より精度の良いベッドの位置決めを行うことができる。
【００４９】
算出されたベッド移動量に対する医師または放射線技師の判定が「否」であった場合には、第１ＣＴ画像情報及び第２ＣＴ画像情報を用いて、ベッド移動量の算出が可能であるため、より精度の良いベッドの位置決めを行うことができる。
【００５０】
本実施例における撮像操作卓７、再構成処理装置１５及び移動量算出装置２２を一台のコンピュータで構成してもよい。Ｘ線源４及びＸ線受像器５は、回転ガントリー３２に設置せず、回転ガントリー３２から分離された状態で独立に設置することも可能である。
【実施例２】
【００５１】
本発明の他の実施例である実施例２のベッド位置決めシステムを、図７を用いて説明する。本実施例のベッド位置決めシステムのハード構成は、実施例１のベッド位置決めシステのハード構成と同じである。本実施例のベッド位置決めシステムは、図７に示す処理手順を実行する。この処理手順は、実施例１のベッド位置決めシステム２が実行する図５に示す処理手順のうちステップ７２の処理を除き、ステップ７２の処理をステップ７２Ａの処理に変更したものである。本実施例のベッド位置決めシステムが適用されるＸ線治療システムは、実施例１のＸ線治療システム１においてステップ７２の処理を実施しなく、ステップ７２の処理の替りにステップ７２Ａの処理を実施する点で異なっているだけである。
【００５２】
ステップ７２Ａでは、ステップ６６で算出されたベッド移動量、及びステップ６９の再構成処理で作成された第１ＣＴ画像情報、及び第２ＣＴ画像情報が表示装置２９に表示される。ステップ７３では、この表示情報を見た医師または放射線技師の判定情報が入力される。図７に示す残りのステップでの処理は実施例１と同じである。本実施例は、設定角度数が少なく、撮影角度毎に取得するＸ線データ数が少ない場合、例えば１０度刻み及び角度の範囲を３０度等に制限した場合に適する。このようなＸ線の撮影方法は、デジタルトモシンセシスとして知られている（非特許文献５参照）。
【００５３】
本実施例は、算出したベッドの移動量を用いて第１ＣＴ画像情報を修正することによって得られる効果を除き、実施例１で生じる他の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００５４】
放射線治療システムである陽子線治療システム（粒子線治療システム）に適用したベッド位置決めシステムを説明する。まず、陽子線治療システムの概略構成を、図８及び図９を用いて説明する。
【００５５】
陽子線治療システム８０は、ビーム発生装置８２、回転ガントリー９５（図９参照）、ビーム照射装置（照射装置）８７、ベッド８８及びベッド位置決めシステム２を備える。陽子線治療システム８０は、がん治療装置である。ビーム発生装置８２は、イオン源（図示せず）、前段加速器８１及びシンクロトロン８３を有する。イオン源で発生したイオン（例えば、陽イオンまたは炭素イオン）は前段加速器８１で加速される。このイオンビーム（例えば陽子ビーム）は前段加速器８１からシンクロトロン８３に入射される。イオンビームはシンクロトロン８３で加速され、設定エネルギーまでに高められた後、出射用デフレクタ８４から出射される。
【００５６】
シンクロトロン８３から出射されたイオンビームは、ビーム輸送系８５を経て、イオンビームを患者に照射する装置であるビーム照射装置８７に達する。ビーム照射装置８７、及びビーム輸送系８５の一部である逆Ｕ字状のビーム輸送装置８６は回転ガントリー９５に設置され、回転ガントリー９５と共に回転する。イオンビームはビーム輸送装置８６を通ってビーム照射装置８７からベッド８８の天板８９に横たわっている患者１０１の患部に照射される。
【００５７】
回転ガントリー９５は、図９に示すように、フロントリング９７及びリアリング１００を有する円筒状の回転胴（回転体）９６を備える。回転胴９６の一端部に設けられたフロントリング９７は、回転可能な複数のサポートローラ９８Ａによって支持される。サポートローラ９８Ａは、建屋基礎に設置された支持装置９９Ａに取り付けられる。回転胴９６の他端部に設けられたリアリング１００も、支持装置９９Ｂに取り付けられた複数のサポートローラ９８Ｂによって支持される。これら複数のサポートローラ１８Ｂのうちの１つの回転軸にはモータ１０８が連結されている。また、回転ガントリー９５の回転角は、複数のサポートローラ９８Ａのうちの１つの回転軸に連結された角度検出計１０９によって測定される。回転胴９６内には粒子線治療用照射室１０６が設けられる。
【００５８】
ベッド８８は、治療台９０及び天板８９を有する。さらに、ベッド８８は、Ｘ軸方向駆動機構９１、Ｙ軸方向駆動機構９３、Ｚ軸方向駆動機構９２及び回転駆動機構９４を有する。Ｘ軸方向駆動機構９１は建屋基礎に設置される。Ｚ軸方向駆動機構９２はＸ軸方向駆動機構９１の上に、Ｙ軸方向駆動機構９３はＺ軸方向駆動機構９２の上に、それぞれ設置される。天板８９は、Ｙ軸方向駆動機構９３に設置される回転駆動機構９４の上に設置される。Ｙ軸方向は回転ガントリー９５の回転軸が伸びる方向と一致する。Ｘ軸方向は、水平方向でＹ軸方向と直交する方向である。Ｚ軸方向は鉛直方向である。天板８９は回転胴９６内の粒子線治療用照射室１０６内に挿入される。
【００５９】
ベッド位置決めシステム２のＸ線源（Ｘ線源装置）４は、ビーム照射装置８７内に設置されており、ビーム照射装置８７内のビーム経路と直交する方向に移動可能になっている。すなわち、Ｘ線源４は、ビーム経路の中心軸上の第１位置とビーム経路から離れた第２位置との間を移動する。ベッド位置決めシステム２のＸ線受像器５は、照射室１０６内に配置され、受像器移動装置１０４に取り付けられる。受像器移動装置１０４は、照射室１０６の隔壁１０７を貫通しており、一端が支持部材１１０に取り付けられるガイド部材１０５の一面に設置される。Ｘ線受像器５は、ビーム経路の延長線上に位置するとき、回転胴１２の回転軸を挟んでＸ線源４と対向するように配置される。Ｘ線源４はビーム照射装置８７の外面に設置することも可能である。Ｘ線源４は、照射装置１０６内に配置されるのであれば、ビーム照射装置８７ではなく、回転胴９６に設置してもよい。
【００６０】
陽子線治療システム８０におけるベッドの位置決め方法を、以下に説明する。本方法も、実施例１で行われる図５に示す処理手順が実行される。特に、実施例１と異なるステップ６１，６２について、説明する。ステップ６１では、Ｘ軸方向駆動機構９１、Ｙ軸方向駆動機構９３、Ｚ軸方向駆動機構９２及び回転駆動機構９４を駆動することによって、天板８９を治療室１０６内で所定位置まで移動させる。この移動は、照射室１０６内にいるオペレータ（例えば放射線技師）が、患者１４のおおよその治療対象位置（イオンビームを照射する患部の位置）をペンダント（図示せず）の表示装置（図示せず）に表示された治療計画情報に基づいて知ることができる。オペレータは、その治療計画情報を基に、手に持っているペンダントの入力装置を用いてベッド制御装置３０にベッド移動指令を入力する。ベッド制御装置６２は、その移動指令に基づいて、上記の各駆動機構を制御する。これらの駆動により、患者１０１の患部がビーム照射装置８７内のビーム経路の延長線上付近で回転ガントリー９５の回転軸上の照射中心点４９付近に位置される。なお、上記ペンダントは受像器移動装置１０４及びＸ線源４にも接続されている。
【００６１】
ステップ６１では、さらに、受像器５の移動も行われる。ペンダントからの制御指令に基づいて受像器移動装置１０４が駆動し、Ｘ線受像器５がビーム経路の延長線上に位置される。ペンダントからの制御指令はＸ線源４にも入力される。Ｘ線源４は第２位置から第１位置まで移動される。
【００６２】
ステップ６２では、ガントリー制御装置４４は、ガントリー操作卓４５から入力された回転指令に基づいてモータ１０８を駆動させる。回転ガントリー９５は回転軸を中心に回転する。撮像制御装置６は、回転ガントリー９５の回転状態で、回転ガントリー９５の回転角度が予め設定された各撮影角度になったとき、Ｘ線源４からＸ線をパルス的に照射対象に照射させる。このＸ線は、患者１０１を透過し、Ｘ線受像器５で検出される。
【００６３】
その後、ステップ６３〜７５の処理が順次行われる。ベッド制御装置３０は、ステップ７３で入力された判定情報が「Ｙｅｓ」であるときのベッド移動量に基づいて、上記の各移動機構を制御し、ベッド８８の位置決めを行う。
【００６４】
ベッド８８の位置決めが終了した後、シンクロトロン８３から出射されたイオンビームがビーム輸送系８５を通ってビーム照射装置８７に達する。ビーム照射装置８７のビーム経路は、回転ガントリー９５の回転によって患者１０１の患部に対して予め所定の角度を向くように設定されている。イオンビームは、ビーム照射装置８７内のビーム経路を通って、天板８９上の患者１０１の患部に照射される。
【００６５】
本実施例は、実施例１で生じる効果を得ることができる。
【００６６】
陽子線治療システム８０のベッド位置決めシステム２において、図５に示す処理手順の替りに図７に示す処理手順を用いることが可能である。ただし、ステップ６１，６２の処理は、実施例３におけるそれらのステップと同じ処理内容とする。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１のベッド位置決めシステムが適用されるＸ線治療システムの構成図である。
【図２】図１に示す治療装置の正面図である。
【図３】図１に示すＸ線治療システムに含まれる各サブシステムの構成を示す説明図である。
【図４】図１に示す撮像操作卓、再構成処理装置及び移動量算出装置のそれぞれの詳細構成図である。
【図５】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説明図である。
【図６】実施例１における効果を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施例である実施例２の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説明図である。
【図８】本発明の好適な一実施例である実施例１のベッド位置決めシステムが適用される陽子線治療システムの構成図である。
【図９】図８に示す陽子線治療システムの回転ガントリー内の詳細構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…Ｘ線治療システム、２…ベッド位置決めシステム、３…Ｘ線撮像システム、４…Ｘ線源、５…Ｘ線受像器、６…撮像制御装置、７…撮像操作卓、１０…撮像処理演算装置、１４，２９…表示装置、１５…再構成処理装置、１７…再構成演算装置、２０…位置決め装置、２２…移動量算出装置、２５…移動量演算装置、３０…ベッド制御装置、３１…治療装置、３２，９５…回転ガントリー、３５…照射ヘッド、３６…Ｘ線発生装置、３８，８８…ベッド、３９，８９…天板、４０，９０…治療台、８０…陽子線治療システム、８２…ビーム発生装置、８３…シンクロトロン、８５…ビーム輸送系、８７…ビーム照射装置、９６…回転胴、９７…フロントリング、１００…リアリング、１０６…照射室。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を放出するＸ線源装置と、前記Ｘ線を入射し、このＸ線に対応するＸ線情報を出力するＸ線入射装置と、入力した前記Ｘ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成する第１画像情報作成装置と、前記第１画像情報作成装置での前記Ｘ線画像情報の作成と並行して前記Ｘ線情報を用いて第１断層画像情報を作成する第２画像情報作成装置と、前記Ｘ線画像情報及び前記第１断層画像情報が入力され、前記Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め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線情報を入力し、前記第２画像情報作成装置に前記第１断層画像情報の作成開始指令を出力する断層画像作成指令装置を備え、
前記第２画像情報作成装置は、前記作成開始指令を入力した後、前記第１断層画像情報の作成を行う請求項１に記載のベッド位置決めシステム。
【請求項３】
前記第１断層画像情報、前記第２断層画像情報及び前記ベッド移動量を表示する表示装置を備えた請求項１または請求項２に記載のベッド位置決めシステム。
【請求項４】
前記ベッド移動量算出装置が前記第１断層画像情報を前記ベッド移動量に基づいて修正する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のベッド位置決めシステム。
【請求項５】
ベッド移動量算出装置は、前記ベッド移動量が不適切であることを示す情報を入力したとき、前記第１断層画像情報及び前記第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を再度求め、
前記ベッド制御装置は、この再度求められた前記ベッド移動量に基づいて前記駆動装置を制御する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のベッド位置決めシステム。
【請求項６】
照射対象を支持するベッドと、回転ガントリーと、前記回転ガントリーに設置されて放射線を放出する放射線発生装置と、前記回転ガントリーに設けられて前記放射線を前記照射対象に照射する照射装置と、Ｘ線を放出するＸ線源装置と、前記Ｘ線を入射し、このＸ線に対応するＸ線情報を出力するＸ線入射装置と、入力した前記Ｘ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成する第１画像情報作成装置と、前記第１画像情報作成装置での前記Ｘ線画像情報の作成と並行して前記Ｘ線情報を用いて第１断層画像情報を作成する第２画像情報作成装置と、前記Ｘ線画像情報及び前記第１断層画像情報が入力され、前記Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め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７】
前記Ｘ線源装置及び前記Ｘ線入射装置が、互いに対向して前記回転ガントリーに設けられている請求項６に記載の放射線治療システム。
【請求項８】
前記Ｘ線情報を入力し、前記第２画像情報作成装置に前記第１断層画像情報の作成開始指令を出力する断層画像作成指令装置を備え、
前記第２画像情報作成装置は、前記作成開始指令を入力した後、前記第１断層画像情報の作成を行う請求項６または請求項７に記載の放射線治療システム。
【請求項９】
前記第１断層画像情報、前記第２断層画像情報及び前記ベッド移動量を表示する表示装置を備えた請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の放射線治療システム。
【請求項１０】
前記ベッド移動量算出装置が前記第１断層画像情報を前記ベッド移動量に基づいて修正する請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の放射線治療システム。
【請求項１１】
ベッド移動量算出装置は、前記ベッド移動量が不適切であることを示す情報を入力したとき、前記第１断層画像情報及び前記第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を再度求め、
前記ベッド制御装置は、この再度求められた前記ベッド移動量に基づいて前記駆動装置を制御する請求項６ないし請求項１０のいずれか１項に記載の放射線治療システム。
【請求項１２】
イオンビームを発生するイオンビーム発生装置と、回転ガントリーと、前記回転ガントリーに設置されて前記イオンビームを照射対象に照射する照射装置と、前記照射対象を支持するベッドと、前記回転ガントリーに設けられ、Ｘ線を放出するＸ線源装置と、前記回転ガントリーに設けられ、前記Ｘ線を入射し、このＸ線に対応するＸ線情報を出力するＸ線入射装置と、入力した前記Ｘ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成する第１画像情報作成装置と、前記第１画像情報作成装置での前記Ｘ線画像情報の作成と並行して前記Ｘ線情報を用いて第１断層画像情報を作成する第２画像情報作成装置と、前記Ｘ線画像情報及び前記第１断層画像情報が入力され、前記Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め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粒子線治療システム。
【請求項１３】
前記Ｘ線情報を入力し、前記第２画像情報作成装置に前記第１断層画像情報の作成開始指令を出力する断層画像作成指令装置を備え、
前記第２画像情報作成装置は、前記作成開始指令を入力した後、前記第１断層画像情報の作成を行う請求項１２に記載の粒子線治療システム。
【請求項１４】
前記第１断層画像情報、前記第２断層画像情報及び前記ベッド移動量を表示する表示装置を備えた請求項１２または請求項１３に記載の粒子治療システム。
【請求項１５】
前記ベッド移動量算出装置が前記第１断層画像情報を前記ベッド移動量に基づいて修正する請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
【請求項１６】
ベッド移動量算出装置は、前記ベッド移動量が不適切であることを示す情報を入力したとき、前記第１断層画像情報及び前記第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を再度求め、
前記ベッド制御装置は、この再度求められた前記ベッド移動量に基づいて前記駆動装置を制御する請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
【請求項１７】
Ｘ線を入射するＸ線入射装置から出力されたＸ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成し、このＸ線画像情報の作成と並行して、前記Ｘ線情報に基づいて第１断層画像情報を作成し、前記Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求めることを特徴とするベッド位置決め方法。
【請求項１８】
前記第１断層画像情報、前記第２断層画像情報及び前記ベッド移動量を表示装置に表示する請求項１７に記載のベッド位置決め方法。
【請求項１９】
前記第１断層画像情報を前記ベッド移動量に基づいて修正する請求項１７または請求項１８に記載のベッド位置決め方法。
【請求項２０】
前記ベッド移動量が不適切であるとき、前記第１断層画像情報及び前記第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求める請求項１７ないし請求項１９のいずれか１項に記載のベッド位置決め方法。
【請求項１】
Ｘ線を放出するＸ線源装置と、前記Ｘ線を入射し、このＸ線に対応するＸ線情報を出力するＸ線入射装置と、入力した前記Ｘ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成する第１画像情報作成装置と、前記第１画像情報作成装置での前記Ｘ線画像情報の作成と並行して前記Ｘ線情報を用いて第１断層画像情報を作成する第２画像情報作成装置と、前記Ｘ線画像情報及び前記第１断層画像情報が入力され、前記Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め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線情報を入力し、前記第２画像情報作成装置に前記第１断層画像情報の作成開始指令を出力する断層画像作成指令装置を備え、
前記第２画像情報作成装置は、前記作成開始指令を入力した後、前記第１断層画像情報の作成を行う請求項１に記載のベッド位置決めシステム。
【請求項３】
前記第１断層画像情報、前記第２断層画像情報及び前記ベッド移動量を表示する表示装置を備えた請求項１または請求項２に記載のベッド位置決めシステム。
【請求項４】
前記ベッド移動量算出装置が前記第１断層画像情報を前記ベッド移動量に基づいて修正する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のベッド位置決めシステム。
【請求項５】
ベッド移動量算出装置は、前記ベッド移動量が不適切であることを示す情報を入力したとき、前記第１断層画像情報及び前記第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を再度求め、
前記ベッド制御装置は、この再度求められた前記ベッド移動量に基づいて前記駆動装置を制御する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のベッド位置決めシステム。
【請求項６】
照射対象を支持するベッドと、回転ガントリーと、前記回転ガントリーに設置されて放射線を放出する放射線発生装置と、前記回転ガントリーに設けられて前記放射線を前記照射対象に照射する照射装置と、Ｘ線を放出するＸ線源装置と、前記Ｘ線を入射し、このＸ線に対応するＸ線情報を出力するＸ線入射装置と、入力した前記Ｘ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成する第１画像情報作成装置と、前記第１画像情報作成装置での前記Ｘ線画像情報の作成と並行して前記Ｘ線情報を用いて第１断層画像情報を作成する第２画像情報作成装置と、前記Ｘ線画像情報及び前記第１断層画像情報が入力され、前記Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め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７】
前記Ｘ線源装置及び前記Ｘ線入射装置が、互いに対向して前記回転ガントリーに設けられている請求項６に記載の放射線治療システム。
【請求項８】
前記Ｘ線情報を入力し、前記第２画像情報作成装置に前記第１断層画像情報の作成開始指令を出力する断層画像作成指令装置を備え、
前記第２画像情報作成装置は、前記作成開始指令を入力した後、前記第１断層画像情報の作成を行う請求項６または請求項７に記載の放射線治療システム。
【請求項９】
前記第１断層画像情報、前記第２断層画像情報及び前記ベッド移動量を表示する表示装置を備えた請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の放射線治療システム。
【請求項１０】
前記ベッド移動量算出装置が前記第１断層画像情報を前記ベッド移動量に基づいて修正する請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の放射線治療システム。
【請求項１１】
ベッド移動量算出装置は、前記ベッド移動量が不適切であることを示す情報を入力したとき、前記第１断層画像情報及び前記第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を再度求め、
前記ベッド制御装置は、この再度求められた前記ベッド移動量に基づいて前記駆動装置を制御する請求項６ないし請求項１０のいずれか１項に記載の放射線治療システム。
【請求項１２】
イオンビームを発生するイオンビーム発生装置と、回転ガントリーと、前記回転ガントリーに設置されて前記イオンビームを照射対象に照射する照射装置と、前記照射対象を支持するベッドと、前記回転ガントリーに設けられ、Ｘ線を放出するＸ線源装置と、前記回転ガントリーに設けられ、前記Ｘ線を入射し、このＸ線に対応するＸ線情報を出力するＸ線入射装置と、入力した前記Ｘ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成する第１画像情報作成装置と、前記第１画像情報作成装置での前記Ｘ線画像情報の作成と並行して前記Ｘ線情報を用いて第１断層画像情報を作成する第２画像情報作成装置と、前記Ｘ線画像情報及び前記第１断層画像情報が入力され、前記Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求め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粒子線治療システム。
【請求項１３】
前記Ｘ線情報を入力し、前記第２画像情報作成装置に前記第１断層画像情報の作成開始指令を出力する断層画像作成指令装置を備え、
前記第２画像情報作成装置は、前記作成開始指令を入力した後、前記第１断層画像情報の作成を行う請求項１２に記載の粒子線治療システム。
【請求項１４】
前記第１断層画像情報、前記第２断層画像情報及び前記ベッド移動量を表示する表示装置を備えた請求項１２または請求項１３に記載の粒子治療システム。
【請求項１５】
前記ベッド移動量算出装置が前記第１断層画像情報を前記ベッド移動量に基づいて修正する請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
【請求項１６】
ベッド移動量算出装置は、前記ベッド移動量が不適切であることを示す情報を入力したとき、前記第１断層画像情報及び前記第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を再度求め、
前記ベッド制御装置は、この再度求められた前記ベッド移動量に基づいて前記駆動装置を制御する請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
【請求項１７】
Ｘ線を入射するＸ線入射装置から出力されたＸ線情報に基づいてＸ線画像情報を作成し、このＸ線画像情報の作成と並行して、前記Ｘ線情報に基づいて第１断層画像情報を作成し、前記Ｘ線画像情報及び治療計画に用いる第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求めることを特徴とするベッド位置決め方法。
【請求項１８】
前記第１断層画像情報、前記第２断層画像情報及び前記ベッド移動量を表示装置に表示する請求項１７に記載のベッド位置決め方法。
【請求項１９】
前記第１断層画像情報を前記ベッド移動量に基づいて修正する請求項１７または請求項１８に記載のベッド位置決め方法。
【請求項２０】
前記ベッド移動量が不適切であるとき、前記第１断層画像情報及び前記第２断層画像情報に基づいてベッド移動量を求める請求項１７ないし請求項１９のいずれか１項に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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１１９３８０（Ｐ２００８−１１９３８０Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０９２３６（Ｐ２００６−３０９２３６）
【出願日】平成１８年１１月１５日（２００６．１１．１５）
【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２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１５日（２００６．１１．１５）
【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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