放射線治療システム
【課題】治療回数を減らすことができるとともに治療の際の操作者の負担を減少させることができる放射線治療システムを提供する。
【解決手段】治療用放射線ビーム照射装置３は複数の照射源３ａを有している。各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２は一の焦点領域３ｂに集束するようになっている。人体内撮像装置２０によって撮像された人体７内の画像に基づいて、焦点領域３ｂに人体７内の治療対象部分９が常に含まれるように載置台１１を経時的に移動させるよう、制御装置１５は載置台駆動装置３０の制御を行うようになっている。
【解決手段】治療用放射線ビーム照射装置３は複数の照射源３ａを有している。各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２は一の焦点領域３ｂに集束するようになっている。人体内撮像装置２０によって撮像された人体７内の画像に基づいて、焦点領域３ｂに人体７内の治療対象部分９が常に含まれるように載置台１１を経時的に移動させるよう、制御装置１５は載置台駆動装置３０の制御を行うようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体内の治療対象部分に対して放射線ビームを照射することにより当該治療対象部分の治療を行う放射線治療システムに関し、とりわけ、治療回数を減らすことができるとともに治療の際の操作者の負担を減少させることができる放射線治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人体内の治療対象部分、具体的には例えば腫瘍に対して放射線ビームを照射することにより当該腫瘍の治療を行う放射線治療システムについて、様々な種類のものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
従来の放射線治療システムにおいては、人体を載置するための寝台と、この寝台の周りに設けられたいわゆるドーナツ型のガントリ機構とが配設されている。ここで、人体が寝台に載置されたときに、この人体は回転ガントリ機構の中心軸に沿って位置するようになっている。そして、回転ガントリ機構は、このような位置に配置された人体を中心として回転するようになっている。
【０００４】
回転ガントリ機構には、寝台に載置された人体に放射線ビーム（例えばガンマ線ビーム）を照射する放射線ビーム照射器が取り付けられている。そして、人体に対して治療を行う際に、回転ガントリ機構が常時人体の周りを回転することにより、当該回転ガントリ機構に取り付けられた放射線ビーム照射器から人体に対して様々な方向（３６０°の方向）から放射線ビームが照射されることとなる。このように様々な方向から放射線ビームを人体に照射することにより、人体の正常組織を保護することができるようになる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の放射線治療システムにおいては、回転ガントリ機構に放射線ビーム照射器が一つしか設けられていないため、１回の治療では十分な放射線ビームの吸収線量が得られないという問題があった。このため、従来の放射線治療システムでは例えば２０〜３０回の治療を行う必要があった。なお、１回の治療における放射線ビームの吸収線量を大きくするために放射線ビーム照射器から照射される放射線ビームの線量を大きくしたときには、人体そのものに対してダメージを与えるおそれがある。
【０００７】
また、回転ガントリ機構に放射線ビーム照射器が一つしか設けられていないような従来の放射線治療システムでは、放射線ビームを人体内の腫瘍等に的確に当てるために、医者等の操作者が放射線ビーム照射器からの放射線ビームの照射方向を的確に調整する必要がある。しかしながら、このような放射線ビームの照射方向の調整は手間のかかるものであり、操作者に対して大きな負担となっていた。
【０００８】
なお、人体の頭部にある腫瘍等を治療するために、多数の照射源を有するような頭部専用のヘッドギアが既に開発されている。このようなヘッドギアを人体の頭部に装着し、この頭部の周囲に位置された多数の照射源から頭部に向かって放射線ビームを様々な方向（３６０°の方向）から照射することにより、頭部にある腫瘍等の治療を行うことができるようになる。しかしながら、このような多数の照射源を有するような頭部専用のヘッドギアを全身用の放射線治療システムにそのまま適用することは困難である。なぜならば、人体の頭部にある腫瘍等はこの頭部自体に対してほとんど位置が変動しないのに対し、人体の肺腫瘍等は呼吸によってその位置が周期的に変動してしまい、人体の呼吸に伴う位置の変動幅が２〜３ｃｍを超える場合もある。このような全身用の放射線治療システムに、前述の多数の照射源を有するような頭部専用のヘッドギアの仕組みを適用しても、腫瘍等の周期的な位置変動に伴って各照射源からの放射線ビームの照射方向をそれぞれ照射源毎に常時調整しなければならず、実際にはこのような照射源毎の放射線ビームの照射方向の調整はほぼ不可能であった。
【０００９】
また、上述のような人体の呼吸に伴う肺腫瘍等の腫瘍の位置の周期的な変動に係る問題に対応するため、人体の呼吸を一時的に止めてその間に放射線ビームを腫瘍に照射したり、あるいは呼吸に伴う人体の皮膚表面の変動を検出してこの皮膚表面の変動に応じて放射線ビームの照射位置を変動させる呼吸同期照射法を行ったりすることが知られている。ここで、上述のような呼吸同期照射法に必要な呼吸位相検出手段として、従来は歪みゲージを人体の皮膚表面に貼着し、呼吸による人体の皮膚表面の変動を当該歪みゲージによって圧力変化として検出し、この圧力変化から呼吸位相を検出するものが採用されていた。
【００１０】
しかしながら、人体の呼吸を一時的に止めてその間に放射線ビームを腫瘍に照射する方法では、患者の個人差により腫瘍位置が安定的に静止しないおそれがある。また、呼吸同期照射法において歪みゲージを用いる場合には、人体の皮膚表面への歪みゲージの貼着状態によってこの皮膚表面の位置変動に対応する圧力の検出特性が変化するため、安定的な呼吸位相の検出が困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、複数の照射源を有する治療用放射線ビーム照射装置を用いて様々な方向から腫瘍等の治療対象部分に複数の治療用放射線ビームを照射することにより１回の治療における治療対象部分に対する治療用放射線ビームの吸収線量を大きくすることができ、このため治療回数を減らすことができ、しかも治療対象部分に対する各照射源からの治療用放射線ビームの照射方向を調整する必要がなく治療の際の操作者の負担を減少させることができる放射線治療システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、人体内の治療対象部分に対して放射線ビームを照射することにより当該治療対象部分の治療を行う放射線治療システムであって、人体を載置するための移動自在の載置台と、前記載置台に載置された人体に治療用放射線ビームを照射する治療用放射線ビーム照射装置であって、複数の照射源を有し、各照射源から照射される治療用放射線ビームが一の焦点領域に集束するようになっているような治療用放射線ビーム照射装置と、前記載置台に載置された人体に撮像用放射線ビームを照射することにより当該人体内における治療対象部分の位置を示すような人体内の画像を生成する人体内撮像装置と、前記載置台を移動させる載置台駆動装置と、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて、前記治療用放射線ビーム照射装置における治療用放射線ビームの焦点領域に人体内の治療対象部分が常に含まれるように前記載置台を経時的に移動させるよう前記載置台駆動装置の制御を行う制御装置と、を備えたことを特徴とする放射線治療システムである。
【００１３】
このような放射線治療システムによれば、治療用放射線ビーム照射装置が複数の照射源を有し、各照射源から照射される治療用放射線ビームが一の焦点領域に集束するようになっており、さらに当該焦点領域に人体内の腫瘍等の治療対象部分が常に含まれるように載置台を経時的に移動させるよう載置台駆動装置の制御を行うようになっている。このため、様々な方向から腫瘍等の治療対象部分に複数の治療用放射線ビームを照射することにより１回の治療における治療対象部分に対する治療用放射線ビームの吸収線量を大きくすることができる。また、治療用放射線ビーム照射装置の各照射源から照射される治療用放射線ビームの照射方向は予め固定されており、この治療用放射線ビームの焦点領域は位置固定されたものとなり、この位置固定された焦点領域に人体内の治療対象部分が常に含まれるよう載置台を経時的に移動させているので、操作者は治療対象部分に対する各照射源からの治療用放射線ビームの照射方向を調整する必要がなく、治療の際の操作者の負担を減少させることができる。
【００１４】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記人体内撮像装置は、前記載置台に載置された人体を挟むよう配設されたＸ線管およびＸ線検出器を有し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器は前記人体の周りで一体的に回転するようになっており、前記Ｘ線管から前記人体に向けて常時照射されたＸ線ビームが前記Ｘ線検出器で検出されることによって人体内の画像を経時的に生成するようになっていることが好ましい。この場合には、Ｘ線管およびＸ線検出器からなる組合せ体を人体の周りで回転させることにより、様々な方向からの人体内の画像を得ることができるようになり、治療対象部分を含む人体内の３次元画像の形成が可能となる。
【００１５】
ここで、前記Ｘ線管は、前記人体における治療対象部分を含むような制限された領域にのみＸ線ビームを照射するようになっていることが特に好ましい。このことにより、制御装置において画像の処理を行う際にＸ線ビームによる人体の正常組織への放射線被曝を抑制することができる。
【００１６】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記治療用放射線ビーム照射装置の各照射源は、前記人体の周りにある横長の楕円形の軌跡に沿って一体的に回転するようになっていることが好ましい。ここで、載置台に載置される人体は概ね仰向け状態となりこの人体の断面は横長の楕円形となるので、各照射源が人体の周りにある横長の楕円形の軌跡に沿って回転するようにしたときには、人体の真上にある照射源と人体との間の距離を小さくすることができ、各照射源からの治療用放射線ビームの線量を比較的少なくした場合であっても治療対象部分において十分な治療用放射線ビームの吸収線量を得ることができる。
【００１７】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記載置台駆動装置の制御を行う際に、前記画像に対して当該画像のうち治療対象部分を含まない領域を除外するようなマスク処理を行い、このマスク処理が行われた画像を用いて前記載置台駆動装置の制御を行うようになっていることが好ましい。このことにより、制御装置において画像の処理を行う際に当該画像における画素数を大幅に低減させることができ、制御装置において高速処理を行うことができるようになる。
【００１８】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記載置台駆動装置の制御を行う際に、前記画像に対して２値化処理を行い、この２値化処理が行われた画像を用いて前記載置台駆動装置の制御を行うようになっていることが好ましい。このことにより、制御装置において画像の処理を行う際において処理の対象となるデータ量を低減させることができ、制御装置において高速処理を行うことができるようになる。
【００１９】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記治療対象部分を含む３次元画像を形成し、前記３次元画像に対して当該３次元画像のうち前記治療対象部分を含まない領域を除外するようなマスク処理を行い、このマスク処理が行われた３次元画像に対して２値化処理を行い、この２値化処理された３次元画像により前記治療対象部分の重心の３次元位置を算出し、前記治療対象部分の重心が前記治療用放射線ビーム照射装置における治療用放射線ビームの焦点領域に常に含まれるように前記載置台を経時的に移動させるよう前記載置台駆動装置の制御を行うことが好ましい。この場合には、治療対象部分を含む３次元画像を用いることにより当該治療対象部分の位置をより的確に検出することができるようになり、この際にマスク処理を行うことにより制御装置において画像の処理を行う際に当該画像における画素数を大幅に低減させることができ、さらに２値化処理を行うことにより制御装置において画像の処理を行う際において処理の対象となるデータ量を低減させることができ、その結果、制御装置において高速処理を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の放射線治療システムによれば、治療回数を減らすことができるとともに治療の際の操作者の負担を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の一の実施の形態について説明する。図１乃至図３は、本発明による放射線治療システムの一の実施の形態を示す図である。
このうち、図１は、本発明の一の実施の形態における放射線治療システムの構成を示す概略斜視図であり、図２は、図１に示す放射線治療システムの概略側面図であり、図３は、図１、図２に示す放射線治療システムの制御装置における制御内容を示すフローチャートである。
【００２２】
本実施の形態による放射線治療システムは、人体７の内部の治療対象部分、具体的には例えば肺腫瘍や肝腫瘍等の腫瘍９に対して放射線ビームを照射することにより、この腫瘍９の治療を行うものである。ここで、肺腫瘍や肝腫瘍等は人体７の呼吸によりその位置が周期的に変動するものであるが、本実施の形態による放射線治療システムにおいては、呼吸による周期的な移動を伴わないような腫瘍を治療対象部分とすることもできる。
【００２３】
図１および図２、とりわけ図２に示すように、放射線治療システムは、人体７を載置するための移動自在の寝台１１と、寝台１１に載置された人体７に対して治療用放射線ビーム２を照射する照射源（コバルト線源）３ａを複数有するような治療用放射線ビーム照射装置３と、人体７にＸ線ビーム（撮像用放射線ビーム）４を照射するＸ線管５と、Ｘ線管５から照射され人体を透過したＸ線ビーム４を受容し、この受容したＸ線ビーム４から人体７内の透視画像を生成するようなＸ線検出器６と、寝台１１を移動させる寝台駆動装置３０と、を備えている。ここで、Ｘ線管５およびＸ線検出器６により、人体７内の撮像を行うためのＸ線ＣＴ装置（人体内撮像装置）２０が構成されている。また、寝台駆動装置３０の制御を行うための制御装置１５が放射線治療システムに設置されている。
【００２４】
このような放射線治療システムの各構成要素について、図１および図２を用いて以下に詳述する。
【００２５】
図１および図２に示すように、治療用放射線ビーム照射装置３は、回転ガントリ機構１およびこの回転ガントリ機構１に取り付けられた複数（例えば約２００個）の照射源（コバルト線源）３ａを有しており、各照射源３ａからそれぞれ治療用放射線ビーム２が照射されるようになっている。回転ガントリ機構１は、略球形の中空構造体からなり、治療を行う際に人体７は回転ガントリ機構１の中心軸に沿って寝台１１上に載置されるようになっており、回転ガントリ機構１は、このような位置に配置された人体７を中心として図１および図２の矢印方向に回転するようになっている。
【００２６】
より具体的に説明すると、照射源３ａは回転ガントリ機構１の内面壁において複数設けられており、これらの照射源３ａは例えば図１および図２の例によれば各々が鉛直面に沿った６つのリング形状に配置されている。ここで、各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２が略球形状の焦点領域３ｂに集束するよう、回転ガントリ機構１に対する各照射源３ａの取り付け位置が設定されているとともに各照射源３ａからの治療用放射線ビーム２の照射方向が固定されている。また、各照射源３ａにはそれぞれ治療用放射線ビーム２の発散角を絞るためのコリメータが取り付けられており、このコリメータが治療用放射線ビーム２の発散角を絞ることにより人体７内の特定部位に高い線量を集めることができるようになる。また、各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２が集束する焦点領域３ｂは、回転ガントリ機構１が回転した場合であってもその３次元位置（空間座標）は常に略同一となっている。
【００２７】
治療用放射線ビーム２としては、例えばエネルギーが約１ＭｅＶ（百万ボルト）であるガンマ線（放射線同位元素であるコバルト６０など）ビームが使用される。
【００２８】
Ｘ線ＣＴ装置２０のＸ線管５は、人体７に対して撮像用放射線ビームであるＸ線ビーム４を照射するものである。具体的には、Ｘ線管５は、照射範囲に人体７内の腫瘍９を含むようＸ線ビーム４の照射を行う。ここで、Ｘ線管５は、内部に設けられた電子加速部により１００ｋＶ程度の電圧で電子を加速し、この加速された電子を金属ターゲットに衝突させることによりＸ線ビーム４を発生させ、このＸ線ビーム４を人体７に照射することが好ましい。
【００２９】
Ｘ線ＣＴ装置２０のＸ線検出器６は、Ｘ線管５から照射され人体７を透過したＸ線ビーム４を受容するものであり、例えばアモルファスシリコンを有するフラットパネル型の半導体２次元アレイ検出器からなる。また、Ｘ線検出器６は、受容したＸ線ビーム４から人体７内の透視画像を生成するようになっている。
【００３０】
また、図１および図２に示すように、寝台１１には当該寝台１１を移動させるための寝台駆動装置３０が取り付けられており、この寝台駆動装置３０によって寝台１１がＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に自在に移動するようになっている。
【００３１】
さらに、前述のように、放射線治療システムには寝台駆動装置３０を制御するための制御装置１５が設けられている。この制御装置１５は、ケーブルを介してＸ線ＣＴ装置２０のＸ線検出器６および寝台駆動装置３０にそれぞれ通信接続されている。図３に、制御装置１５による制御内容がフローチャートで示されている。制御装置１５の制御内容について大まかに説明すると、当該制御装置１５は、Ｘ線ＣＴ装置２０によって撮像された人体７内の透視画像に基づいて、治療用放射線ビーム照射装置３における治療用放射線ビーム２の焦点領域３ｂに人体７内の腫瘍９が常に含まれるように、寝台１１を経時的に往復移動させるよう寝台駆動装置３０の制御を行うようになっている。
【００３２】
次に、このような構成からなる放射線治療システムの動作について以下に説明する。あわせて、制御装置１５による寝台駆動装置３０の制御内容についても説明する。
【００３３】
まず、人体７を寝台１１上に載置し、この寝台１１を寝台駆動装置３０によって移動させることにより人体７を回転ガントリ機構１の中心軸に位置させる。そして、回転ガントリ機構１を図１および図２の矢印方向に回転させながら、治療用放射線ビーム照射装置３の各照射源３ａから人体７に向かって複数の治療用放射線ビーム２を様々な方向（３６０°の方向）から同時に照射する。同時に、Ｘ線管５およびＸ線検出器６からなる組合せ体を人体７の周りで一体的に回転させ、Ｘ線管５から人体７に向けて常時照射されるＸ線ビーム４がＸ線検出器６で検出されることによって人体７内の画像を経時的に生成する。この際に、Ｘ線管５およびＸ線検出器６からなる組合せ体を人体７の周りで回転させているので、様々な方向からの人体７内の画像を得ることができるようになり、腫瘍９を含む人体７内の３次元画像の形成が可能となる。
【００３４】
そして、制御装置１５が図３に示すような方法に従って寝台駆動装置３０を常時制御することにより、人体７の呼吸によって腫瘍９が周期的に移動する場合であってもこの腫瘍９の３次元位置を常にほぼ一定にし、しかもこの腫瘍９が常に治療用放射線ビーム２の焦点範囲３ｂ内に位置するようにするように、寝台駆動装置３０が寝台１１を往復移動させている（図２における点線部分の寝台１１参照）。
【００３５】
まず、図３のＳｔｅｐ１に示すように、制御装置１５において、Ｘ線ＣＴ装置２０により経時的に得られた、人体７に対する様々な角度からの透視画像に基づいて人体７内の３次元画像の形成を行う。この際に、３次元画像に腫瘍９が含まれるようにする。次に、図３のＳｔｅｐ２に示すように、得られた３次元画像に対して当該３次元画像のうち腫瘍９を含まない領域を除外するようなマスク処理を行う。このように、マスク処理によって３次元画像のうち関心がない領域を画像処理対象から除外することにより、制御装置１５において３次元画像の処理（後述）を行う際に当該３次元画像における画素数を大幅に低減させることができ、制御装置１５において高速処理を行うことができるようになる。
【００３６】
そして、図３のＳｔｅｐ３に示すように、マスク処理が行われた３次元画像に対して２値化処理を行う。ここで、２値化処理とは、３次元画像の全画素に対して、予め設定された閾値に基づいて０または１のデータのみを含むように加工することである。このことにより、制御装置１５において３次元画像の処理（後述）を行う際において処理の対象となるデータ量を低減させることができ、制御装置１５において更に高速処理を行うことができるようになる。
【００３７】
その後、図３のＳｔｅｐ４に示すように、２値化処理された３次元画像により腫瘍９の重心の３次元位置（空間座標）を算出する。具体的には、３次元画像における０または１からなる各画素について処理を行うことで、腫瘍９の重心の３次元位置を算出する。そして、図３のＳｔｅｐ５に示すように、腫瘍９の重心が治療用放射線ビーム照射装置３における治療用放射線ビーム２の焦点領域３ｂに常に含まれるように寝台１１を経時的に移動させるよう、寝台駆動装置３０の制御が行われる。具体的には、腫瘍９の重心の３次元位置が常に略同一になるように、寝台駆動装置３０によって寝台１１を経時的に移動させるようにする。さらに詳細に説明すると、略球形の焦点領域３ｂの中心を座標の原点（０，０，０）とし、上記算出により得られる腫瘍９の重心の３次元位置が常に焦点領域３ｂの中心の座標（０，０，０）に復帰するように寝台１１を移動させる。
【００３８】
そして、図３のＳｔｅｐ６に示すように、放射線治療システムによる放射線治療が終了するまで、寝台駆動装置３０によって寝台１１を経時的に移動させる。
【００３９】
以上のように図１乃至図３に示すような本実施の形態の放射線治療システムによれば、治療用放射線ビーム照射装置３が複数の照射源３ａを有し、各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２が一の焦点領域３ｂに集束するようになっている。さらに当該焦点領域３ｂに人体７内の腫瘍９が常に含まれるように寝台１１を経時的に移動させるよう寝台駆動装置３０の制御を行うようになっている。このため、様々な方向から腫瘍９に複数の治療用放射線ビーム２を照射することにより１回の治療における腫瘍９に対する治療用放射線ビーム２の吸収線量を大きくすることができる。また、治療用放射線ビーム照射装置３の各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２の照射方向は予め固定されており、この治療用放射線ビーム２の焦点領域３ｂはほぼ位置固定されたものとなり、このほぼ位置固定された焦点領域３ｂに人体７内の腫瘍９が常に含まれるよう寝台１１を経時的に移動させているので、操作者は腫瘍９に対する各照射源３ａからの治療用放射線ビーム２の照射方向を調整する必要がなく、治療の際の操作者の負担を減少させることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態による放射線治療システムは、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。図４は、本発明における放射線治療システムの他の構成を示す概略縦断面図である。
【００４１】
図４に示すような放射線治療システムにおいては、回転ガントリ機構１は略球形の中空構造体ではなくその断面が横長の楕円形となっているような中空構造体となっており、その内面壁において複数の照射源３ａが設けられている。このため、人体７を取り囲むような横長の楕円形の軌跡に沿って各照射源３ａが一体的に回転するようになっている。
【００４２】
ここで、寝台に載置される人体７は概ね仰向け状態となるのでこの人体７の断面は横長の楕円形となる。このため、各照射源３ａが人体７の周りにある横長の楕円形の軌跡に沿って回転するようにしたときには、人体７の真上にある照射源３ａと人体７との間の距離を小さくすることができ、各照射源３ａからの治療用放射線ビーム２の線量を比較的少なくした場合であっても腫瘍９において十分な治療用放射線ビーム２の吸収線量を得ることができる。
【００４３】
なお、図４では複数の照射源３ａの組合せ体について１つのリングのみを示したが、回転ガントリ機構１としてその断面が横長の楕円形となっているような中空構造体からなるものを用いた場合には、図１および図２に示すような全てのリング配置が横長の楕円形となる。
【００４４】
本実施の形態の放射線治療システムの更に他の構成について、図５を用いて説明する。図５は、本発明における放射線治療システムの更に他の構成を示す概略縦断面図である。
【００４５】
図５に示すように、Ｘ線管５およびＸ線検出器６からなる組合せ体は人体７の周りで一体的に回転するようになっており、Ｘ線管５から人体７に向けて常時照射されるＸ線ビーム４がＸ線検出器６で検出されることによって人体７内の画像を経時的に生成する。ここで、Ｘ線管５は、人体７における腫瘍９を含むような制限された領域にのみＸ線ビーム４を照射するようになっている。そして、Ｘ線検出器６は、腫瘍９を含むような制限された領域にのみ照射されたＸ線ビーム４を受容するよう、その一部分６ＡのみでＸ線ビーム４の検出を行うようになっている。
【００４６】
図５に示すようなＸ線ＣＴ装置２０によれば、制御装置１５において画像の処理を行う際に、Ｘ線ビーム４による人体の正常組織への放射線被曝を抑制することができる。
【００４７】
また、更に他の放射線治療システムにおいては、治療用放射線ビーム照射装置の各照射源から照射される治療用放射線ビームの焦点領域の空間座標は位置固定されておらず経時的に変動するようになっており、寝台駆動装置は、人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて、人体内の腫瘍がこの経時的に変動する焦点領域に常に含まれるように寝台を経時的に移動させるようになっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一の実施の形態における放射線治療システムの構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す放射線治療システムの概略側面図である。
【図３】図１、図２に示す放射線治療システムの制御装置における制御内容を示すフローチャートである。
【図４】本発明における放射線治療システムの他の構成を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明における放射線治療システムの更に他の構成を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 回転ガントリ機構
２ 治療用放射線ビーム（ガンマ線ビーム）
３ 治療用放射線ビーム照射装置
３ａ 照射源（コバルト線源）
３ｂ 焦点領域
４ Ｘ線ビーム
５ Ｘ線管
６ Ｘ線検出器
７ 人体
９ 腫瘍
１１ 寝台
１５ 制御装置
２０ Ｘ線ＣＴ装置
３０ 寝台駆動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体内の治療対象部分に対して放射線ビームを照射することにより当該治療対象部分の治療を行う放射線治療システムに関し、とりわけ、治療回数を減らすことができるとともに治療の際の操作者の負担を減少させることができる放射線治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人体内の治療対象部分、具体的には例えば腫瘍に対して放射線ビームを照射することにより当該腫瘍の治療を行う放射線治療システムについて、様々な種類のものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
従来の放射線治療システムにおいては、人体を載置するための寝台と、この寝台の周りに設けられたいわゆるドーナツ型のガントリ機構とが配設されている。ここで、人体が寝台に載置されたときに、この人体は回転ガントリ機構の中心軸に沿って位置するようになっている。そして、回転ガントリ機構は、このような位置に配置された人体を中心として回転するようになっている。
【０００４】
回転ガントリ機構には、寝台に載置された人体に放射線ビーム（例えばガンマ線ビーム）を照射する放射線ビーム照射器が取り付けられている。そして、人体に対して治療を行う際に、回転ガントリ機構が常時人体の周りを回転することにより、当該回転ガントリ機構に取り付けられた放射線ビーム照射器から人体に対して様々な方向（３６０°の方向）から放射線ビームが照射されることとなる。このように様々な方向から放射線ビームを人体に照射することにより、人体の正常組織を保護することができるようになる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の放射線治療システムにおいては、回転ガントリ機構に放射線ビーム照射器が一つしか設けられていないため、１回の治療では十分な放射線ビームの吸収線量が得られないという問題があった。このため、従来の放射線治療システムでは例えば２０〜３０回の治療を行う必要があった。なお、１回の治療における放射線ビームの吸収線量を大きくするために放射線ビーム照射器から照射される放射線ビームの線量を大きくしたときには、人体そのものに対してダメージを与えるおそれがある。
【０００７】
また、回転ガントリ機構に放射線ビーム照射器が一つしか設けられていないような従来の放射線治療システムでは、放射線ビームを人体内の腫瘍等に的確に当てるために、医者等の操作者が放射線ビーム照射器からの放射線ビームの照射方向を的確に調整する必要がある。しかしながら、このような放射線ビームの照射方向の調整は手間のかかるものであり、操作者に対して大きな負担となっていた。
【０００８】
なお、人体の頭部にある腫瘍等を治療するために、多数の照射源を有するような頭部専用のヘッドギアが既に開発されている。このようなヘッドギアを人体の頭部に装着し、この頭部の周囲に位置された多数の照射源から頭部に向かって放射線ビームを様々な方向（３６０°の方向）から照射することにより、頭部にある腫瘍等の治療を行うことができるようになる。しかしながら、このような多数の照射源を有するような頭部専用のヘッドギアを全身用の放射線治療システムにそのまま適用することは困難である。なぜならば、人体の頭部にある腫瘍等はこの頭部自体に対してほとんど位置が変動しないのに対し、人体の肺腫瘍等は呼吸によってその位置が周期的に変動してしまい、人体の呼吸に伴う位置の変動幅が２〜３ｃｍを超える場合もある。このような全身用の放射線治療システムに、前述の多数の照射源を有するような頭部専用のヘッドギアの仕組みを適用しても、腫瘍等の周期的な位置変動に伴って各照射源からの放射線ビームの照射方向をそれぞれ照射源毎に常時調整しなければならず、実際にはこのような照射源毎の放射線ビームの照射方向の調整はほぼ不可能であった。
【０００９】
また、上述のような人体の呼吸に伴う肺腫瘍等の腫瘍の位置の周期的な変動に係る問題に対応するため、人体の呼吸を一時的に止めてその間に放射線ビームを腫瘍に照射したり、あるいは呼吸に伴う人体の皮膚表面の変動を検出してこの皮膚表面の変動に応じて放射線ビームの照射位置を変動させる呼吸同期照射法を行ったりすることが知られている。ここで、上述のような呼吸同期照射法に必要な呼吸位相検出手段として、従来は歪みゲージを人体の皮膚表面に貼着し、呼吸による人体の皮膚表面の変動を当該歪みゲージによって圧力変化として検出し、この圧力変化から呼吸位相を検出するものが採用されていた。
【００１０】
しかしながら、人体の呼吸を一時的に止めてその間に放射線ビームを腫瘍に照射する方法では、患者の個人差により腫瘍位置が安定的に静止しないおそれがある。また、呼吸同期照射法において歪みゲージを用いる場合には、人体の皮膚表面への歪みゲージの貼着状態によってこの皮膚表面の位置変動に対応する圧力の検出特性が変化するため、安定的な呼吸位相の検出が困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、複数の照射源を有する治療用放射線ビーム照射装置を用いて様々な方向から腫瘍等の治療対象部分に複数の治療用放射線ビームを照射することにより１回の治療における治療対象部分に対する治療用放射線ビームの吸収線量を大きくすることができ、このため治療回数を減らすことができ、しかも治療対象部分に対する各照射源からの治療用放射線ビームの照射方向を調整する必要がなく治療の際の操作者の負担を減少させることができる放射線治療システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、人体内の治療対象部分に対して放射線ビームを照射することにより当該治療対象部分の治療を行う放射線治療システムであって、人体を載置するための移動自在の載置台と、前記載置台に載置された人体に治療用放射線ビームを照射する治療用放射線ビーム照射装置であって、複数の照射源を有し、各照射源から照射される治療用放射線ビームが一の焦点領域に集束するようになっているような治療用放射線ビーム照射装置と、前記載置台に載置された人体に撮像用放射線ビームを照射することにより当該人体内における治療対象部分の位置を示すような人体内の画像を生成する人体内撮像装置と、前記載置台を移動させる載置台駆動装置と、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて、前記治療用放射線ビーム照射装置における治療用放射線ビームの焦点領域に人体内の治療対象部分が常に含まれるように前記載置台を経時的に移動させるよう前記載置台駆動装置の制御を行う制御装置と、を備えたことを特徴とする放射線治療システムである。
【００１３】
このような放射線治療システムによれば、治療用放射線ビーム照射装置が複数の照射源を有し、各照射源から照射される治療用放射線ビームが一の焦点領域に集束するようになっており、さらに当該焦点領域に人体内の腫瘍等の治療対象部分が常に含まれるように載置台を経時的に移動させるよう載置台駆動装置の制御を行うようになっている。このため、様々な方向から腫瘍等の治療対象部分に複数の治療用放射線ビームを照射することにより１回の治療における治療対象部分に対する治療用放射線ビームの吸収線量を大きくすることができる。また、治療用放射線ビーム照射装置の各照射源から照射される治療用放射線ビームの照射方向は予め固定されており、この治療用放射線ビームの焦点領域は位置固定されたものとなり、この位置固定された焦点領域に人体内の治療対象部分が常に含まれるよう載置台を経時的に移動させているので、操作者は治療対象部分に対する各照射源からの治療用放射線ビームの照射方向を調整する必要がなく、治療の際の操作者の負担を減少させることができる。
【００１４】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記人体内撮像装置は、前記載置台に載置された人体を挟むよう配設されたＸ線管およびＸ線検出器を有し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器は前記人体の周りで一体的に回転するようになっており、前記Ｘ線管から前記人体に向けて常時照射されたＸ線ビームが前記Ｘ線検出器で検出されることによって人体内の画像を経時的に生成するようになっていることが好ましい。この場合には、Ｘ線管およびＸ線検出器からなる組合せ体を人体の周りで回転させることにより、様々な方向からの人体内の画像を得ることができるようになり、治療対象部分を含む人体内の３次元画像の形成が可能となる。
【００１５】
ここで、前記Ｘ線管は、前記人体における治療対象部分を含むような制限された領域にのみＸ線ビームを照射するようになっていることが特に好ましい。このことにより、制御装置において画像の処理を行う際にＸ線ビームによる人体の正常組織への放射線被曝を抑制することができる。
【００１６】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記治療用放射線ビーム照射装置の各照射源は、前記人体の周りにある横長の楕円形の軌跡に沿って一体的に回転するようになっていることが好ましい。ここで、載置台に載置される人体は概ね仰向け状態となりこの人体の断面は横長の楕円形となるので、各照射源が人体の周りにある横長の楕円形の軌跡に沿って回転するようにしたときには、人体の真上にある照射源と人体との間の距離を小さくすることができ、各照射源からの治療用放射線ビームの線量を比較的少なくした場合であっても治療対象部分において十分な治療用放射線ビームの吸収線量を得ることができる。
【００１７】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記載置台駆動装置の制御を行う際に、前記画像に対して当該画像のうち治療対象部分を含まない領域を除外するようなマスク処理を行い、このマスク処理が行われた画像を用いて前記載置台駆動装置の制御を行うようになっていることが好ましい。このことにより、制御装置において画像の処理を行う際に当該画像における画素数を大幅に低減させることができ、制御装置において高速処理を行うことができるようになる。
【００１８】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記載置台駆動装置の制御を行う際に、前記画像に対して２値化処理を行い、この２値化処理が行われた画像を用いて前記載置台駆動装置の制御を行うようになっていることが好ましい。このことにより、制御装置において画像の処理を行う際において処理の対象となるデータ量を低減させることができ、制御装置において高速処理を行うことができるようになる。
【００１９】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記治療対象部分を含む３次元画像を形成し、前記３次元画像に対して当該３次元画像のうち前記治療対象部分を含まない領域を除外するようなマスク処理を行い、このマスク処理が行われた３次元画像に対して２値化処理を行い、この２値化処理された３次元画像により前記治療対象部分の重心の３次元位置を算出し、前記治療対象部分の重心が前記治療用放射線ビーム照射装置における治療用放射線ビームの焦点領域に常に含まれるように前記載置台を経時的に移動させるよう前記載置台駆動装置の制御を行うことが好ましい。この場合には、治療対象部分を含む３次元画像を用いることにより当該治療対象部分の位置をより的確に検出することができるようになり、この際にマスク処理を行うことにより制御装置において画像の処理を行う際に当該画像における画素数を大幅に低減させることができ、さらに２値化処理を行うことにより制御装置において画像の処理を行う際において処理の対象となるデータ量を低減させることができ、その結果、制御装置において高速処理を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の放射線治療システムによれば、治療回数を減らすことができるとともに治療の際の操作者の負担を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の一の実施の形態について説明する。図１乃至図３は、本発明による放射線治療システムの一の実施の形態を示す図である。
このうち、図１は、本発明の一の実施の形態における放射線治療システムの構成を示す概略斜視図であり、図２は、図１に示す放射線治療システムの概略側面図であり、図３は、図１、図２に示す放射線治療システムの制御装置における制御内容を示すフローチャートである。
【００２２】
本実施の形態による放射線治療システムは、人体７の内部の治療対象部分、具体的には例えば肺腫瘍や肝腫瘍等の腫瘍９に対して放射線ビームを照射することにより、この腫瘍９の治療を行うものである。ここで、肺腫瘍や肝腫瘍等は人体７の呼吸によりその位置が周期的に変動するものであるが、本実施の形態による放射線治療システムにおいては、呼吸による周期的な移動を伴わないような腫瘍を治療対象部分とすることもできる。
【００２３】
図１および図２、とりわけ図２に示すように、放射線治療システムは、人体７を載置するための移動自在の寝台１１と、寝台１１に載置された人体７に対して治療用放射線ビーム２を照射する照射源（コバルト線源）３ａを複数有するような治療用放射線ビーム照射装置３と、人体７にＸ線ビーム（撮像用放射線ビーム）４を照射するＸ線管５と、Ｘ線管５から照射され人体を透過したＸ線ビーム４を受容し、この受容したＸ線ビーム４から人体７内の透視画像を生成するようなＸ線検出器６と、寝台１１を移動させる寝台駆動装置３０と、を備えている。ここで、Ｘ線管５およびＸ線検出器６により、人体７内の撮像を行うためのＸ線ＣＴ装置（人体内撮像装置）２０が構成されている。また、寝台駆動装置３０の制御を行うための制御装置１５が放射線治療システムに設置されている。
【００２４】
このような放射線治療システムの各構成要素について、図１および図２を用いて以下に詳述する。
【００２５】
図１および図２に示すように、治療用放射線ビーム照射装置３は、回転ガントリ機構１およびこの回転ガントリ機構１に取り付けられた複数（例えば約２００個）の照射源（コバルト線源）３ａを有しており、各照射源３ａからそれぞれ治療用放射線ビーム２が照射されるようになっている。回転ガントリ機構１は、略球形の中空構造体からなり、治療を行う際に人体７は回転ガントリ機構１の中心軸に沿って寝台１１上に載置されるようになっており、回転ガントリ機構１は、このような位置に配置された人体７を中心として図１および図２の矢印方向に回転するようになっている。
【００２６】
より具体的に説明すると、照射源３ａは回転ガントリ機構１の内面壁において複数設けられており、これらの照射源３ａは例えば図１および図２の例によれば各々が鉛直面に沿った６つのリング形状に配置されている。ここで、各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２が略球形状の焦点領域３ｂに集束するよう、回転ガントリ機構１に対する各照射源３ａの取り付け位置が設定されているとともに各照射源３ａからの治療用放射線ビーム２の照射方向が固定されている。また、各照射源３ａにはそれぞれ治療用放射線ビーム２の発散角を絞るためのコリメータが取り付けられており、このコリメータが治療用放射線ビーム２の発散角を絞ることにより人体７内の特定部位に高い線量を集めることができるようになる。また、各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２が集束する焦点領域３ｂは、回転ガントリ機構１が回転した場合であってもその３次元位置（空間座標）は常に略同一となっている。
【００２７】
治療用放射線ビーム２としては、例えばエネルギーが約１ＭｅＶ（百万ボルト）であるガンマ線（放射線同位元素であるコバルト６０など）ビームが使用される。
【００２８】
Ｘ線ＣＴ装置２０のＸ線管５は、人体７に対して撮像用放射線ビームであるＸ線ビーム４を照射するものである。具体的には、Ｘ線管５は、照射範囲に人体７内の腫瘍９を含むようＸ線ビーム４の照射を行う。ここで、Ｘ線管５は、内部に設けられた電子加速部により１００ｋＶ程度の電圧で電子を加速し、この加速された電子を金属ターゲットに衝突させることによりＸ線ビーム４を発生させ、このＸ線ビーム４を人体７に照射することが好ましい。
【００２９】
Ｘ線ＣＴ装置２０のＸ線検出器６は、Ｘ線管５から照射され人体７を透過したＸ線ビーム４を受容するものであり、例えばアモルファスシリコンを有するフラットパネル型の半導体２次元アレイ検出器からなる。また、Ｘ線検出器６は、受容したＸ線ビーム４から人体７内の透視画像を生成するようになっている。
【００３０】
また、図１および図２に示すように、寝台１１には当該寝台１１を移動させるための寝台駆動装置３０が取り付けられており、この寝台駆動装置３０によって寝台１１がＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に自在に移動するようになっている。
【００３１】
さらに、前述のように、放射線治療システムには寝台駆動装置３０を制御するための制御装置１５が設けられている。この制御装置１５は、ケーブルを介してＸ線ＣＴ装置２０のＸ線検出器６および寝台駆動装置３０にそれぞれ通信接続されている。図３に、制御装置１５による制御内容がフローチャートで示されている。制御装置１５の制御内容について大まかに説明すると、当該制御装置１５は、Ｘ線ＣＴ装置２０によって撮像された人体７内の透視画像に基づいて、治療用放射線ビーム照射装置３における治療用放射線ビーム２の焦点領域３ｂに人体７内の腫瘍９が常に含まれるように、寝台１１を経時的に往復移動させるよう寝台駆動装置３０の制御を行うようになっている。
【００３２】
次に、このような構成からなる放射線治療システムの動作について以下に説明する。あわせて、制御装置１５による寝台駆動装置３０の制御内容についても説明する。
【００３３】
まず、人体７を寝台１１上に載置し、この寝台１１を寝台駆動装置３０によって移動させることにより人体７を回転ガントリ機構１の中心軸に位置させる。そして、回転ガントリ機構１を図１および図２の矢印方向に回転させながら、治療用放射線ビーム照射装置３の各照射源３ａから人体７に向かって複数の治療用放射線ビーム２を様々な方向（３６０°の方向）から同時に照射する。同時に、Ｘ線管５およびＸ線検出器６からなる組合せ体を人体７の周りで一体的に回転させ、Ｘ線管５から人体７に向けて常時照射されるＸ線ビーム４がＸ線検出器６で検出されることによって人体７内の画像を経時的に生成する。この際に、Ｘ線管５およびＸ線検出器６からなる組合せ体を人体７の周りで回転させているので、様々な方向からの人体７内の画像を得ることができるようになり、腫瘍９を含む人体７内の３次元画像の形成が可能となる。
【００３４】
そして、制御装置１５が図３に示すような方法に従って寝台駆動装置３０を常時制御することにより、人体７の呼吸によって腫瘍９が周期的に移動する場合であってもこの腫瘍９の３次元位置を常にほぼ一定にし、しかもこの腫瘍９が常に治療用放射線ビーム２の焦点範囲３ｂ内に位置するようにするように、寝台駆動装置３０が寝台１１を往復移動させている（図２における点線部分の寝台１１参照）。
【００３５】
まず、図３のＳｔｅｐ１に示すように、制御装置１５において、Ｘ線ＣＴ装置２０により経時的に得られた、人体７に対する様々な角度からの透視画像に基づいて人体７内の３次元画像の形成を行う。この際に、３次元画像に腫瘍９が含まれるようにする。次に、図３のＳｔｅｐ２に示すように、得られた３次元画像に対して当該３次元画像のうち腫瘍９を含まない領域を除外するようなマスク処理を行う。このように、マスク処理によって３次元画像のうち関心がない領域を画像処理対象から除外することにより、制御装置１５において３次元画像の処理（後述）を行う際に当該３次元画像における画素数を大幅に低減させることができ、制御装置１５において高速処理を行うことができるようになる。
【００３６】
そして、図３のＳｔｅｐ３に示すように、マスク処理が行われた３次元画像に対して２値化処理を行う。ここで、２値化処理とは、３次元画像の全画素に対して、予め設定された閾値に基づいて０または１のデータのみを含むように加工することである。このことにより、制御装置１５において３次元画像の処理（後述）を行う際において処理の対象となるデータ量を低減させることができ、制御装置１５において更に高速処理を行うことができるようになる。
【００３７】
その後、図３のＳｔｅｐ４に示すように、２値化処理された３次元画像により腫瘍９の重心の３次元位置（空間座標）を算出する。具体的には、３次元画像における０または１からなる各画素について処理を行うことで、腫瘍９の重心の３次元位置を算出する。そして、図３のＳｔｅｐ５に示すように、腫瘍９の重心が治療用放射線ビーム照射装置３における治療用放射線ビーム２の焦点領域３ｂに常に含まれるように寝台１１を経時的に移動させるよう、寝台駆動装置３０の制御が行われる。具体的には、腫瘍９の重心の３次元位置が常に略同一になるように、寝台駆動装置３０によって寝台１１を経時的に移動させるようにする。さらに詳細に説明すると、略球形の焦点領域３ｂの中心を座標の原点（０，０，０）とし、上記算出により得られる腫瘍９の重心の３次元位置が常に焦点領域３ｂの中心の座標（０，０，０）に復帰するように寝台１１を移動させる。
【００３８】
そして、図３のＳｔｅｐ６に示すように、放射線治療システムによる放射線治療が終了するまで、寝台駆動装置３０によって寝台１１を経時的に移動させる。
【００３９】
以上のように図１乃至図３に示すような本実施の形態の放射線治療システムによれば、治療用放射線ビーム照射装置３が複数の照射源３ａを有し、各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２が一の焦点領域３ｂに集束するようになっている。さらに当該焦点領域３ｂに人体７内の腫瘍９が常に含まれるように寝台１１を経時的に移動させるよう寝台駆動装置３０の制御を行うようになっている。このため、様々な方向から腫瘍９に複数の治療用放射線ビーム２を照射することにより１回の治療における腫瘍９に対する治療用放射線ビーム２の吸収線量を大きくすることができる。また、治療用放射線ビーム照射装置３の各照射源３ａから照射される治療用放射線ビーム２の照射方向は予め固定されており、この治療用放射線ビーム２の焦点領域３ｂはほぼ位置固定されたものとなり、このほぼ位置固定された焦点領域３ｂに人体７内の腫瘍９が常に含まれるよう寝台１１を経時的に移動させているので、操作者は腫瘍９に対する各照射源３ａからの治療用放射線ビーム２の照射方向を調整する必要がなく、治療の際の操作者の負担を減少させることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態による放射線治療システムは、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。図４は、本発明における放射線治療システムの他の構成を示す概略縦断面図である。
【００４１】
図４に示すような放射線治療システムにおいては、回転ガントリ機構１は略球形の中空構造体ではなくその断面が横長の楕円形となっているような中空構造体となっており、その内面壁において複数の照射源３ａが設けられている。このため、人体７を取り囲むような横長の楕円形の軌跡に沿って各照射源３ａが一体的に回転するようになっている。
【００４２】
ここで、寝台に載置される人体７は概ね仰向け状態となるのでこの人体７の断面は横長の楕円形となる。このため、各照射源３ａが人体７の周りにある横長の楕円形の軌跡に沿って回転するようにしたときには、人体７の真上にある照射源３ａと人体７との間の距離を小さくすることができ、各照射源３ａからの治療用放射線ビーム２の線量を比較的少なくした場合であっても腫瘍９において十分な治療用放射線ビーム２の吸収線量を得ることができる。
【００４３】
なお、図４では複数の照射源３ａの組合せ体について１つのリングのみを示したが、回転ガントリ機構１としてその断面が横長の楕円形となっているような中空構造体からなるものを用いた場合には、図１および図２に示すような全てのリング配置が横長の楕円形となる。
【００４４】
本実施の形態の放射線治療システムの更に他の構成について、図５を用いて説明する。図５は、本発明における放射線治療システムの更に他の構成を示す概略縦断面図である。
【００４５】
図５に示すように、Ｘ線管５およびＸ線検出器６からなる組合せ体は人体７の周りで一体的に回転するようになっており、Ｘ線管５から人体７に向けて常時照射されるＸ線ビーム４がＸ線検出器６で検出されることによって人体７内の画像を経時的に生成する。ここで、Ｘ線管５は、人体７における腫瘍９を含むような制限された領域にのみＸ線ビーム４を照射するようになっている。そして、Ｘ線検出器６は、腫瘍９を含むような制限された領域にのみ照射されたＸ線ビーム４を受容するよう、その一部分６ＡのみでＸ線ビーム４の検出を行うようになっている。
【００４６】
図５に示すようなＸ線ＣＴ装置２０によれば、制御装置１５において画像の処理を行う際に、Ｘ線ビーム４による人体の正常組織への放射線被曝を抑制することができる。
【００４７】
また、更に他の放射線治療システムにおいては、治療用放射線ビーム照射装置の各照射源から照射される治療用放射線ビームの焦点領域の空間座標は位置固定されておらず経時的に変動するようになっており、寝台駆動装置は、人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて、人体内の腫瘍がこの経時的に変動する焦点領域に常に含まれるように寝台を経時的に移動させるようになっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一の実施の形態における放射線治療システムの構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す放射線治療システムの概略側面図である。
【図３】図１、図２に示す放射線治療システムの制御装置における制御内容を示すフローチャートである。
【図４】本発明における放射線治療システムの他の構成を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明における放射線治療システムの更に他の構成を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 回転ガントリ機構
２ 治療用放射線ビーム（ガンマ線ビーム）
３ 治療用放射線ビーム照射装置
３ａ 照射源（コバルト線源）
３ｂ 焦点領域
４ Ｘ線ビーム
５ Ｘ線管
６ Ｘ線検出器
７ 人体
９ 腫瘍
１１ 寝台
１５ 制御装置
２０ Ｘ線ＣＴ装置
３０ 寝台駆動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体内の治療対象部分に対して放射線ビームを照射することにより当該治療対象部分の治療を行う放射線治療システムであって、
人体を載置するための移動自在の載置台と、
前記載置台に載置された人体に治療用放射線ビームを照射する治療用放射線ビーム照射装置であって、複数の照射源を有し、各照射源から照射される治療用放射線ビームが一の焦点領域に集束するようになっているような治療用放射線ビーム照射装置と、
前記載置台に載置された人体に撮像用放射線ビームを照射することにより当該人体内における治療対象部分の位置を示すような人体内の画像を生成する人体内撮像装置と、
前記載置台を移動させる載置台駆動装置と、
前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて、前記治療用放射線ビーム照射装置における治療用放射線ビームの焦点領域に人体内の治療対象部分が常に含まれるように前記載置台を経時的に移動させるよう前記載置台駆動装置の制御を行う制御装置と、
を備えたことを特徴とする放射線治療システム。
【請求項２】
前記人体内撮像装置は、前記載置台に載置された人体を挟むよう配設されたＸ線管およびＸ線検出器を有し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器は前記人体の周りで一体的に回転するようになっており、前記Ｘ線管から前記人体に向けて常時照射されたＸ線ビームが前記Ｘ線検出器で検出されることによって人体内の画像を経時的に生成するようになっていることを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項３】
前記Ｘ線管は、前記人体における治療対象部分を含むような制限された領域にのみＸ線ビームを照射するようになっていることを特徴とする請求項２記載の放射線治療システム。
【請求項４】
前記治療用放射線ビーム照射装置の各照射源は、前記人体の周りにある横長の楕円形の軌跡に沿って一体的に回転するようになっていることを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記載置台駆動装置の制御を行う際に、前記画像に対して当該画像のうち治療対象部分を含まない領域を除外するようなマスク処理を行い、このマスク処理が行われた画像を用いて前記載置台駆動装置の制御を行うようになっていることを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記載置台駆動装置の制御を行う際に、前記画像に対して２値化処理を行い、この２値化処理が行われた画像を用いて前記載置台駆動装置の制御を行うようになっていることを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記治療対象部分を含む３次元画像を形成し、前記３次元画像に対して当該３次元画像のうち前記治療対象部分を含まない領域を除外するようなマスク処理を行い、このマスク処理が行われた３次元画像に対して２値化処理を行い、この２値化処理された３次元画像により前記治療対象部分の重心の３次元位置を算出し、前記治療対象部分の重心が前記治療用放射線ビーム照射装置における治療用放射線ビームの焦点領域に常に含まれるように前記載置台を経時的に移動させるよう前記載置台駆動装置の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項１】
人体内の治療対象部分に対して放射線ビームを照射することにより当該治療対象部分の治療を行う放射線治療システムであって、
人体を載置するための移動自在の載置台と、
前記載置台に載置された人体に治療用放射線ビームを照射する治療用放射線ビーム照射装置であって、複数の照射源を有し、各照射源から照射される治療用放射線ビームが一の焦点領域に集束するようになっているような治療用放射線ビーム照射装置と、
前記載置台に載置された人体に撮像用放射線ビームを照射することにより当該人体内における治療対象部分の位置を示すような人体内の画像を生成する人体内撮像装置と、
前記載置台を移動させる載置台駆動装置と、
前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて、前記治療用放射線ビーム照射装置における治療用放射線ビームの焦点領域に人体内の治療対象部分が常に含まれるように前記載置台を経時的に移動させるよう前記載置台駆動装置の制御を行う制御装置と、
を備えたことを特徴とする放射線治療システム。
【請求項２】
前記人体内撮像装置は、前記載置台に載置された人体を挟むよう配設されたＸ線管およびＸ線検出器を有し、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器は前記人体の周りで一体的に回転するようになっており、前記Ｘ線管から前記人体に向けて常時照射されたＸ線ビームが前記Ｘ線検出器で検出されることによって人体内の画像を経時的に生成するようになっていることを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項３】
前記Ｘ線管は、前記人体における治療対象部分を含むような制限された領域にのみＸ線ビームを照射するようになっていることを特徴とする請求項２記載の放射線治療システム。
【請求項４】
前記治療用放射線ビーム照射装置の各照射源は、前記人体の周りにある横長の楕円形の軌跡に沿って一体的に回転するようになっていることを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記載置台駆動装置の制御を行う際に、前記画像に対して当該画像のうち治療対象部分を含まない領域を除外するようなマスク処理を行い、このマスク処理が行われた画像を用いて前記載置台駆動装置の制御を行うようになっていることを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記載置台駆動装置の制御を行う際に、前記画像に対して２値化処理を行い、この２値化処理が行われた画像を用いて前記載置台駆動装置の制御を行うようになっていることを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記人体内撮像装置によって撮像された人体内の画像に基づいて前記治療対象部分を含む３次元画像を形成し、前記３次元画像に対して当該３次元画像のうち前記治療対象部分を含まない領域を除外するようなマスク処理を行い、このマスク処理が行われた３次元画像に対して２値化処理を行い、この２値化処理された３次元画像により前記治療対象部分の重心の３次元位置を算出し、前記治療対象部分の重心が前記治療用放射線ビーム照射装置における治療用放射線ビームの焦点領域に常に含まれるように前記載置台を経時的に移動させるよう前記載置台駆動装置の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２３７７１４（Ｐ２００８−２３７７１４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８５０３６（Ｐ２００７−８５０３６）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【出願人】（５００３２１７０４）エレクタ、アクチボラグ (18)
【氏名又は名称原語表記】ＥＬＥＫＴＡ ＡＢ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【出願人】（５００３２１７０４）エレクタ、アクチボラグ (18)
【氏名又は名称原語表記】ＥＬＥＫＴＡ ＡＢ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]