放射線治療装置および放射線治療計画法
【課題】
本発明の目的は、動的追尾を行う放射線治療装置において、患部が認識できないために治療を続けられなくなった場合に、過去に照射した実績を考慮して、新規の治療計画への切り替えを実施することにより、患者に照射する放射線量を確実に把握し、過大な放射線の照射による副作用を防止する放射線治療装置を提供することである。
【解決手段】
本発明は、動的追尾照射および通常の照射に基づく２種類の治療計画をリンクさせて放射線を照射する放射線治療計画法に基づき、上記放射線治療計画による動的追尾照射および通常追尾照射のできる放射線治療装置により、治療に必要な線量を照射対象部分のみに確実に照射対象に照射する。
本発明の目的は、動的追尾を行う放射線治療装置において、患部が認識できないために治療を続けられなくなった場合に、過去に照射した実績を考慮して、新規の治療計画への切り替えを実施することにより、患者に照射する放射線量を確実に把握し、過大な放射線の照射による副作用を防止する放射線治療装置を提供することである。
【解決手段】
本発明は、動的追尾照射および通常の照射に基づく２種類の治療計画をリンクさせて放射線を照射する放射線治療計画法に基づき、上記放射線治療計画による動的追尾照射および通常追尾照射のできる放射線治療装置により、治療に必要な線量を照射対象部分のみに確実に照射対象に照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２種類の治療計画をリンクさせて放射線を照射する放射線治療装置および放射線治療計画法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療においては、患者の患部（癌病巣部）に照射する放射線の照射精度を上げ、また、患部以外の正常な細胞組織に放射線が照射されるのを防ぐため、患者の呼吸等によって移動する患部を動体追尾しながら、患部に放射線を照射することが行われてきた。これにより、１回の照射治療で患部に照射される放射線量を増やし、逆に周囲にある正常な細胞組織に照射される照射量を極力減らすことができる。そして、患部に対する照射治療の回数を減らすことができる。その結果、患者の身体的負担を軽減できるほか、正常な細胞組織に対する放射線照射の影響を最小限に抑えることができる。
【０００３】
従来の放射線治療装置の全体構成を図１に示す。従来の放射線治療装置１は、患者Ｐを寝かせる治療用寝台９と、治療用の放射線を放射する放射線発生装置２および患者Ｐの体内にある患部
の位置を確認するための透視画像を取得するための複数の放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４ａ、１４ｂ（イメージャ）とを備えている。
【０００４】
放射線治療装置１のシステム全体は、後に述べるアイソセンタ１０を原点として座標系が設定されている。そして、放射線発生装置２から放射される放射線の放射線軸Ａは、このアイソセンタ１０を原点とする座標系で位置制御される。
【０００５】
治療用の放射線を放射する放射線発生装置２と、患者Ｐの体内にある患部の位置を確認するための複数の放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４ａ、１４ｂ（イメージャ）は、ガイド３の円枠内に内接されて回動軸Ｇまわりに３６０度回動自在な回転部材１５に配設されている。ガイド３は、その両支持軸を支持部材４に嵌合されており、支持部材４に配設されている駆動モータ４ａの駆動により傾倒軸１１まわりに回動自在である。回動軸Ｇと傾倒軸１１とは直交関係にある。ガイド３の円筒面が垂直向きのときに、放射線発生装置２は図１に見られるように、ガイド３の円枠の中心を通る垂線上に可動部材５を介して配設される。また、複数の放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４ａ、１４ｂ（イメージャ）は、放射線発生装置２に対して対象となる回転部材１５上の位置に配設され、それぞれの放射線放射軸Ｅ，Ｆは、ガイド３の円枠の中心に向けられる。
【０００６】
放射線発生装置２は、既述したように可動部材５を介して回転部材１５に搭載されており、可動部材５は直交する回動軸ＣおよびＤの２軸方向に対して回動自在である。このため、放射線発生装置２の放射線放射軸ＡはＶおよびＵ方向に対して微動され、放射線の放射軸Ａの指向方向が調整される。また、放射線発生装置２の放射線放射軸ＡがＶおよびＵ方向に対して微動されることにより、放射線発生装置２から照射される放射線の照射対象である患者Ｐの患部に対する動体追尾がなされる。
【０００７】
イメージャの放射線源１３ａおよび１３ｂの放射線軸ＥおよびＦがアイソセンタ１０を通るように微調整される。また、イメージャの検出器１４ａおよび１４ｂは、回転部材１５に常に配設されている。これにより、放射線の照射対象である患者Ｐの患部は、イメージャによりリアルタイムでモニタされる。
【０００８】
以下に、患者Ｐの患部に放射線を動的追尾照射するため、患者Ｐの患部中心に放射線発生装置２の放射線軸Ａを追尾させる手順を説明する。
【０００９】
放射線治療前にＸ線ＣＴスキャナー（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）により患者の患部近傍のＣＴ断層像が撮影される。このＣＴ画像に基づき、患部に照射される放射線の方向、照射範囲および放射線量が決められて治療計画が作成される。治療計画が作成されると、コンピュータにより線量分布シミュレーションが実行され、患部と臓器部分における放射線吸収量が算出される。シミュレーションにより、患部における放射線量が十分かどうかの確認が行われ、問題が無ければ放射線治療の段階となる。また、放射線治療実施時の位置照合のために、上記ＣＴ画像に基づきＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ）画像が再構成される。
【００１０】
放射線治療においては、図１に示されているように患者Ｐが治療用寝台９上に寝かされて固定される。治療用寝台９が患者Ｐの患部中心をアイソセンタ１０に概略一致させるように移動調整される。患者Ｐの患部がおおよそアイソセンタ１０に設定されると、イメージャの放射線源１３ａ、１３ｂから透視画像取得のための放射線がそれぞれ放射線軸Ｅ，Ｆに沿って放射され、患者Ｐの患部領域の画像がリアルタイムでイメージャの検出器１４ａおよび１４ｂにより取得される。取得されたイメージャの画像は解析装置７に入力される。解析装置７には、既に治療計画時に作成されて患部の位置情報を備えたＤＲＲ画像が入力されている。ＤＲＲ画像における患部の位置と取得された現在のイメージャー画像との相対位置関係から、現在の患部がアイソセンタ１０に対してどの位ズレているのかが算出される。算出された患部とアイソセンタ１０とのズレ量のデータは解析装置７から制御装置８へ入力される。制御装置８は、入力されたズレ量のデータに基づいて、放射線発生装置２の放射線放射軸ＡをＶおよびＵ方向に微動することにより、放射線発生装置２から照射される放射線の患部に対する動体追尾がなされる。
【００１１】
実際の放射線治療時には、さらに患者Ｐの呼吸等に起因する患部の動きが加わる。患者Ｐの呼吸等による患部の動きは±２０ｍｍ程度あり、この動きを追尾するため、放射線発生装置２の放射線放射軸ＡがＶおよびＵ方向に対して微動され、上記患者Ｐの呼吸等に起因する患部の動きに対する動的追尾が行われている。
【００１２】
また、放射線治療では、放射線により体内の腫瘍細胞を死滅させることが目的ではあるが、照射対象である患部周辺の正常な組織も放射線の被曝の影響を受ける。そこで、正常細胞の回復効果により被爆による副作用を低減するために、腫瘍細胞を死滅させるに十分な線量を１度に照射するのではなく、数回〜数十回に分割して、毎日または数日おきに照射を行う手法が一般的に行われている。
【００１３】
しかしながら、患部を放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４ａ、１４ｂ（イメージャ）による透視画像で判別し、照射対象である患部の移動を追尾しながら照射を行う動体追尾照射においては、分割した治療を行っていく過程において、治療により患部が縮小した場合に、透視画像で患部を判別できなくなるため、動的追尾照射が続行できなくなる。その場合には、一般に行われているように、呼吸等による患部の移動範囲全てを患部と考えて立案した治療計画に基づき照射を行う。この治療計画の立案は、患部周辺の被爆量を低減しながら、患部に必要な線量を集中させるために、複数照射方向最適化する作業であり、その立案には数日を要する。しかしながら、治療途中の患者に対して中断期間を置くと、放射線により縮小した腫瘍が回復するため、前述のような状況が発生した場合には、すぐに別の治療計画に切り替えられるように、あらかじめ代替となる治療計画を立案しておく必要がある。さらに、この２種類の治療計画は、同一の人体を対象としたものであるため、事前に動的追尾照射を行った分の影響を考慮して治療計画を切り替えなければ、正常細胞が許容できる放射線線量をオーバーして照射する可能性があり、放射線による副作用が発生する危険性がある。
【００１４】
このような技術に関連して、以下に示すような提案がなされている。
【００１５】
特開２００１−３２７５１４号公報に開示されている「放射線治療計画装置及び放射線治療計画法」では、被検体にＸ線を曝射することにより取得される画像に基づいて放射線治療の計画を策定する放射線治療計画装置において、被検体に関する位相データの相違に応じた複数の画像を生成する画像生成手段と、画像に対し、当該画像上に存在する目標部位に対するターゲット形状を設定・入力する手段と、位相データの相違に応じた複数の画像及びターゲット形状を重畳表示する画像表示手段とを有している放射線治療計画装置が提案されている。
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−３２７５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、動的追尾を行う放射線治療装置において、患部が認識できないために治療を続けられなくなった場合に、過去に照射した放射線量を考慮して、新規の治療計画への切り替えを実施することにより、患者に照射する放射線量を確実に把握し、過大な放射線の照射による副作用を防止する放射線治療装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用する番号・符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１９】
本発明の放射線治療装置（１０）は、放射軸（Ａ）に沿って放射線を出射する放射線発生装置（２０）と、アイソセンタ（１００）を通る放射軸（Ｅ，Ｆ）に沿って放射線を出射する複数の透視画像用放射線発生装置（１３０ａ、１３０ｂ）と、複数の透視画像用放射線発生装置（１３０ａ、１３０ｂ）のそれぞれに対応してアイソセンタ（１００）に対して対称となる位置に配置される複数の検出器（１４０ａ、１４０ｂ）と、治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持し、複数の検出器（１４０ａ、１４０ｂ）により検出された照射対象近傍の検出画像の画像情報と治療計画時画像における照射対象の位置情報とを照合することにより、検出画像における照射対象位置を判別する画像照合装置（２００）と、検出画像における照射対象位置に基づき、照射対象位置とアイソセンタ（１００）との相対位置を演算する解析装置（８０）と、照射対象位置とアイソセンタ（１００）との相対位置情報に基づき、照射対象の中心へ照射軸移動し、設定された治療計画に基づいて放射線を出射するように放射線発生装置（２０）を制御する制御装置（８０）とを備える。
【００２０】
また、本発明の放射線治療装置（１０）に係わる治療計画は、動的追尾治療計画、または非追尾治療計画である。
【００２１】
また、本発明における放射線治療装置（１０）は、さらに、複数の治療計画候補を保持し、治療計画候補のうちから治療計画を選択する治療計画選択装置（３００）を備える。
【００２２】
また、本発明の治療計画選択用プログラムは、放射線治療装置（１０）に備えられて制御装置（８０）に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御を行わせるための治療計画選択用プログラムであって、放射線治療装置（１０）に備えられている治療計画選択装置（３００）はバスライン（３００ｃ）に接続されたＣＰＵ（３００ａ）とＲＡＭ（３００ｂ）とを有し、ＲＡＭ（３００ｂ）には治療計画選択用プログラムが収納され、ＣＰＵ（３００ａ）によりバスライン（３００ｃ）を介して治療計画選択用プログラムが読み込まれ、読み込まれた治療計画選択用プログラムがＣＰＵ（３００ａ）により実行されて制御装置（８０）に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御をさせる。
【００２３】
また、本発明の放射線治療計画法は、予め、放射線発生装置（２０）と、複数の透視画像用放射線発生装置（１３０ａ、１３０ｂ）と、複数の透視画像用放射線発生装置（１３０ａ、１３０ｂ）のそれぞれに対応してアイソセンタ（１００）に対して対称となる位置に配置される複数の検出器（１４０ａ、１４０ｂ）と、治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持する画像照合装置（２００）と、解析装置（７０）と、制御装置（８０）と, 複数の治療計画候補を保持する治療計画選択装置（３００）とを備える放射線治療装置（１０）において、治療計画選択装置（３００）が治療計画候補のうちから治療計画を選択するステップと、複数の検出器（１４０ａ、１４０ｂ）で照射対象近傍の画像を検出するステップと、画像照合装置（２００）において検出画像の画像情報を治療計画時画像における照射対象の位置情報に照合して検出画像における照射対象の位置を測定するステップと、解析装置（７０）において検出画像における照射対象のアイソセンタ（１００）からの相対位置を算出するステップと、制御装置（８０）が、照射対象のアイソセンタ（１００）からの相対位置情報に基づき照射対象の中心へ放射線発生装置から照射される放射線の照射軸を移動するステップと、治療計画に基づいて制御装置（８０）が放射線発生装置を制御するステップとを備える。
【００２４】
また、本発明の放射線治療計画法に係わる複数の治療計画は、動的追尾治療計画画および非追尾治療計画である。
【００２５】
また、本発明の放射線治療計画法に係わる治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、検出画像は透視画像である。
【００２６】
また、本発明の放射線制御方法に係わる治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、検出画像はＣＴ画像である。
【００２７】
また、本発明の放射線制御方法に係わる治療計画時画像は３次元ＤＲＲ画像であり、検出画像はＤＲＲ画像である。
【００２８】
また、本発明に係わる放射線制御方法においては、検出画像の照射対象の状態に基づいて治療計画選択装置（３００）により選択される治療計画が決められる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、治療に必要な線量を確実に照射対象に照射することができる放射線照射装置および放射線治療計画法を提供することができる。
【００３０】
また、本発明により、照射対象の周辺臓器の吸収線量を把握することが出来、放射線による副作用の発生を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
添付図面を参照して、本発明による放射線治療装置および放射線治療計画法を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００３２】
本発明は、放射線発生装置からの放射線を照射対象に照射する際に、照射対象のサイズに基づいて動的追尾照射するか、あるいは非追尾照射するか判断し、この２種類の照射形態に基づく２種類の治療計画（照射計画）をリンクさせて放射線を照射する。これにより、必要な線量を確実に照射対象に照射することのできる放射線治療装置および放射線治療計画法（放射線照射計画法）に係わるものである。
【００３３】
（本発明の実施形態）
本発明の実施形態に係わる放射線治療装置の全体構成を図２に示す。本実施の形態の放射線治療装置１０は、患者Ｐを寝かせる治療用寝台９０、治療用の放射線を放射する放射線発生装置２０、患者Ｐの体内にある患部の位置を確認するための透視画像取得用の複数の放射線源１３０ａ、１３０ｂおよび検出器１４０ａ、１４０ｂ（イメージャ）、イメージャにより取得された透視画像の患部位置座標を測定する画像照合装置２００、画像照合装置２００により測定された患部の現在位置とアイソセンタ１００との相対位置を演算する解析装置８０、解析装置８０により演算された患部の現在位置とアイソセンタ１００との相対位置に基づき患部および放射線発生装置２０の放射線軸Ａとの位置合わせをする制御装置８０、そしてイメージャにより取得される透視画像で判別される患部領域の大きさによって、治療計画を動的追尾計画と通常の非追尾計画との間で選択する治療計画選択装置３００を備えている。また、放射線発生装置２０には、動的追尾照射のできる駆動機構が備えられている。
【００３４】
放射線治療装置１０のシステム全体は、後に述べるアイソセンタ１００を原点として座標系が設定されている。そして、放射線発生装置２０から放射される放射線の放射線軸Ａは、このアイソセンタ１００を原点とする座標系で位置制御される。また、患者Ｐの患部も放射線照射時にアイソセンタ１００にその中心が来るように位置合わせが行われる。
【００３５】
治療用の放射線を放射する放射線発生装置２０と、患者Ｐの体内にある患部の位置を確認するための複数の放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４０ａ、１４０ｂ（イメージャ）とは、ガイド３０の円枠内に内接されて回動軸Ｇまわりに３６０度回動自在な回転部材１５０に配設されている。ガイド３０は、その両支持軸を支持部材４０に嵌合されており、支持部材４０に設置されている駆動モータ４０ａの駆動により傾倒軸１１０まわりに回動自在である。回動軸Ｇと傾倒軸１１０とは直交関係にある。ガイド３０の円筒面が垂直向きのときに、放射線発生装置２０は図２に見られるように、ガイド３０の円枠の中心を通る垂線上に可動部材５０を介して配設され、放射線発生装置２０の放射線放射軸Ａはガイド３０の円枠の中心に向けられる。また、複数の放射線源１３０ａ、１３０ｂおよび検出器１４０ａ、１４０ｂは、放射線発生装置２０に対して対象となる位置に配設され、それぞれの放射線放射軸Ｅ，Ｆは、放射線発生装置２０の放射線放射軸Ａと同様にガイド３０の円枠の中心に向けられる。
【００３６】
放射線発生装置２０は、既述したように可動部材５０を介して回転部材１５０に搭載されており、可動部材５０は直交する回動軸ＣおよびＤの２軸方向に対して回動自在である。このため、放射線発生装置２０の放射線放射軸ＡはＶおよびＵ方向に対して微動され、放射線の放射軸Ａの指向方向が可動である。
【００３７】
また、本実施の形態においては、回動軸ＣおよびＤのそれぞれに駆動部５０ａおよび５０ｂが設置されている。これにより、放射線発生装置２０から照射される放射線放射軸Ａは、照射対象である患部に対してＵ方向およびＶ方向に動的追尾が行われる。
【００３８】
上記したアイソセンタ１００は、ガイド３０の円枠の中心軸Ｇと傾倒軸１１０との交点に設定されており、放射線発生装置２０の放射線放射軸Ａ、イメージャーの放射線源１３０ａおよび１３０ｂからの放射線放射軸Ｅ，Ｆは全てこのアイソセンター１００において１点に交わる。
【００３９】
イメージャーの検出器１４０ａおよび１４０ｂについては、回転部材１５０に常に配設されているため、患者Ｐの患部はイメージャによりリアルタイムでモニタされる。また、回転部材１５０を回転軸Ｇまわりに回転させて複数の角度から透視画像が取得されることにより、患部のＣＴ画像を構成することができる。さらに、複数のＣＴ画像からＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ）画像が再構成される。
【００４０】
以下に、本実施の形態に係わる放射線治療計画法に基づき、放射線治療装置１０により患者Ｐの患部に放射線を照射する手順ついて説明する。
【００４１】
放射線治療前に、Ｘ線ＣＴスキャナー（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）により患者Ｐの患部近傍のＣＴ断層像が撮影される。このＣＴ画像により、患者Ｐの患部の位置や状況が診断され、患部に照射される放射線の方向、照射範囲および放射線量が決められて治療計画が作成される。また、撮影された複数のＣＴ画像を元に、指定された臓器および患部（癌病巣部）のＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ）画像が作成される。治療計画が作成されると、コンピュータにより線量分布シミュレーションが実行され、患部と臓器部分における放射線吸収量が算出される。シミュレーションにより、患部における放射線量が十分かどうかの確認が行われ、問題が無ければ放射線治療の段階となる。
【００４２】
放射線治療においては、図２に示されているように患者Ｐが治療用寝台９０上に寝かされて固定される。治療用寝台９０が患者Ｐの患部をアイソセンタ１００に位置させるように移動調整される。患者Ｐの患部がおおよそアイソセンタ１００に設定されると、イメージャの放射線源１３０ａ、１３０ｂから透視画像取得のための放射線がそれぞれ放射線軸Ｅ，Ｆに沿って放射され、患者Ｐの患部領域の画像がリアルタイムでイメージャの検出器１４０ａおよび１４０ｂにより取得される。取得されたイメージャの画像情報は、画像照合装置２００に入力される。画像照合装置２００には、既に治療計画時に作成されたＤＲＲの画像情報が入力されている。画像照合装置２００において、ＤＲＲ画像における患部の位置と、今回取得された透視画像における患部対応部位とが照合される。そして、今回取得された透視画像の患部位置が判別されて、患部の位置座標が測定される。
【００４３】
本実施の形態においては、放射線源１３０ａ、１３０ｂおよび検出器１４０ａ、１４０ｂ（イメージャ）を回転部材１５０により回動軸Ｇまわりに回転させながら患部領域の透視画像を撮影することにより、イメージャによる患部領域のＣＴ画像を構成することができる。さらに、複数のＣＴ画像により、ＤＲＲ画像を再構成することができる。イメージャによるＣＴ画像およびＤＲＲ画像を、患部位置の記録された治療計画時におけるＤＲＲ画像と照合することにより、現状における更に詳細な患部位置が判別される。
【００４４】
測定された患部の位置座標の座標データは、解析装置７０に入力される。解析装置７０において、現在の患部がアイソセンタ１００に対してどの位ズレているのかが算出される。算出された患部とアイソセンタ１００とのズレ量のデータは解析装置７０から制御装置８０へ入力される。制御装置８０は、入力されたズレ量のデータに基づいて、軸Ｕ、Ｖまわりに放射線放射軸Ａをリアルタイムで患部中心へ移動させる。
【００４５】
本実施の形態においては、さらに治療計画選択装置３００が備わっており、この治療計画選択装置３００から制御装置８０に対して動的追尾治療計画および通常の非追尾治療計画の２種類の治療計画のいづれか１つの治療計画に対応した選択信号が送信される。制御装置８０で通常の非追尾治療計画に対応した信号が受信されると、治療用寝台９０の位置、ガイド３０の傾倒軸１１０の角度および回転部材１５０のガイド３０に対する相対位置を適宜最適な組み合わせで移動調整することにより、リアルタイムで患部中心をアイソセンタ１００に移動させる制御が行われる。また、制御装置８０で動的追尾治療計画に対応した信号が受信されると、さらに、呼吸等に伴なう患部の動きとアイソセンタ１００の位置合わせをするために、放射線発生装置２０の放射線放射軸ＡはＶおよびＵ方向に対して駆動され、放射線の放射線放射軸Ａは動体患部に対して動的追尾される。図３（ａ）に、放射線治療における動的追尾照射の無い場合の患部に対する照射野の模式図を示す。また、図３（ｂ）に、動的追尾照射する場合の患部に対する照射野の模式図を示す。図３（ａ）および（ｂ）に示されているように、動的追尾照射する場合の患部に対する照射野の方が、動的追尾照射の無い場合の患部に対する照射野よりも、より患部のみに対して放射線を照射することが出来る。このため、動的追尾照射が可能である場合には、動的追尾照射による放射線治療の方が、患部のみに強めの放射線を照射して治療回数を減らせるほか、患部周縁部の正常な細胞組織に対する放射線による副作用を減らすことができる。
【００４６】
実際の放射線治療時には、放射線治療の回数が増えていくに連れ、患部領域が小さくなり、ついにはイメージャによる透視画像での判別ができなくなる。判別できなくなった患部に対しては、動的追尾照射することができず、治療計画選択装置３００から制御装置８０に通常の非追尾治療計画に基づく照射を選択する信号が送信される。この際、治療計画選択装置３００はバスライン３００ｃに接続されたＣＰＵ３００ａとＲＡＭ３００ｂとを有し、ＲＡＭ３００ｂには動的追尾治療計画および通常治療計画の２種類の治療計画をリンクさせた放射線治療計画が収納されている。ＣＰＵ３００ａによりバスライン３００ｃを介して上記放射線治療計画が読み込まれる。ＣＰＵ２００ａは、そのときに設定されている治療計画の種類と今回の照射回数に基づき、制御装置８０に対して治療計画の種類と今回放射する放射線照射量とを指示するデータを送信する。
【００４７】
図４に、本実施の形態における動的追尾治療計画および通常治療計画（通常の非追尾治療計画）の２種類の治療計画をリンクさせた放射線治療計画が示されている。放射線治療計画には、照射回数と、それぞれの照射回数時における動的追尾治療計画および通常治療計画に基づく累積照射量が示されている。
【００４８】
放射線治療初期の、患部領域の大きい時期には動的追尾治療計画に則って照射が行われる。図４において、例えば６回目の照射線治療においてイメージャによる透視画像で患部領域の判別ができなくなったと仮定する。６回目の動的追尾治療計画に基づく照射線治療の次の照射線治療からは、治療計画選択装置３００から制御装置８０へ送信される選択信号により、通常治療計画に基づくものへと切り替えられる。６回目の照射線治療終了時において、動的追尾治療計画による患部に対する累積照射量は６００ｃＧｙであり、この累積照射線量に対応するのは通常治療計画における７回目（累積照射量５６０ｃＧｙ）、あるいは８回目（累積照射量６４０ｃＧｙ）である。この通常治療計画における７回目（累積照射量５６０ｃＧｙ）、あるいは８回目（累積照射量６４０ｃＧｙ）のどちらの照射回数に移行されるのかについては、患部の治癒状況に応じてその都度判断される。そして、通常治療計画に基づき、患部に対する累積照射量が治療計画時に規定された量に達すると、放射線治療は終了する。
【００４９】
本実施の形態により、治療に必要な線量を確実に患部領域のみに照射することができる。また、動的追尾治療計画および通常治療計画の２種類の治療計画をリンクさせた放射線治療計画に基づいて放射線治療を実施するため、患部および患部周辺臓器の吸収線量を正確に把握することが出来、放射線による副作用の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来の放射線治療装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる放射線治療装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる（ａ）動的追尾照射の無い場合の患部に対する照射野の模式図である。（ｂ）動的追尾照射する場合の患部に対する照射野の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる放射線治療計画法に基づく放射線治療計画（動的追尾治療計画および通常治療計画の２種類の治療計画をリンクさせたもの）を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１、１０…放射線治療装置
２、２０…放射線発生装置
３、３０…ガイド
４、４０…支持部材
４ａ、４０ａ…駆動用モータ
５、５０…可動部材
７、７０…解析装置
８、８０…制御装置
９、９０…治療用寝台
１０、１００…アイソセンタ
１１、１１０…傾倒軸
１３ａ、１３ｂ、１３０ａ、１３０ｂ…放射線源
１４ａ、１４ｂ、１４０ａ、１４０ｂ…検出器
１５、１５０…回転部材
５０ａ…Ｃ軸まわり駆動部
５０ｂ…Ｄ軸まわり駆動部
２００…画像照合装置
３００…治療計画選択装置
３００ａ…ＣＰＵ
３００ｂ…ＲＡＭ
３００ｃ…バスライン
Ａ、Ｅ，Ｆ…照射軸
Ｃ，Ｄ、Ｇ…回動軸
Ｕ，Ｖ…首振り方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２種類の治療計画をリンクさせて放射線を照射する放射線治療装置および放射線治療計画法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療においては、患者の患部（癌病巣部）に照射する放射線の照射精度を上げ、また、患部以外の正常な細胞組織に放射線が照射されるのを防ぐため、患者の呼吸等によって移動する患部を動体追尾しながら、患部に放射線を照射することが行われてきた。これにより、１回の照射治療で患部に照射される放射線量を増やし、逆に周囲にある正常な細胞組織に照射される照射量を極力減らすことができる。そして、患部に対する照射治療の回数を減らすことができる。その結果、患者の身体的負担を軽減できるほか、正常な細胞組織に対する放射線照射の影響を最小限に抑えることができる。
【０００３】
従来の放射線治療装置の全体構成を図１に示す。従来の放射線治療装置１は、患者Ｐを寝かせる治療用寝台９と、治療用の放射線を放射する放射線発生装置２および患者Ｐの体内にある患部
の位置を確認するための透視画像を取得するための複数の放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４ａ、１４ｂ（イメージャ）とを備えている。
【０００４】
放射線治療装置１のシステム全体は、後に述べるアイソセンタ１０を原点として座標系が設定されている。そして、放射線発生装置２から放射される放射線の放射線軸Ａは、このアイソセンタ１０を原点とする座標系で位置制御される。
【０００５】
治療用の放射線を放射する放射線発生装置２と、患者Ｐの体内にある患部の位置を確認するための複数の放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４ａ、１４ｂ（イメージャ）は、ガイド３の円枠内に内接されて回動軸Ｇまわりに３６０度回動自在な回転部材１５に配設されている。ガイド３は、その両支持軸を支持部材４に嵌合されており、支持部材４に配設されている駆動モータ４ａの駆動により傾倒軸１１まわりに回動自在である。回動軸Ｇと傾倒軸１１とは直交関係にある。ガイド３の円筒面が垂直向きのときに、放射線発生装置２は図１に見られるように、ガイド３の円枠の中心を通る垂線上に可動部材５を介して配設される。また、複数の放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４ａ、１４ｂ（イメージャ）は、放射線発生装置２に対して対象となる回転部材１５上の位置に配設され、それぞれの放射線放射軸Ｅ，Ｆは、ガイド３の円枠の中心に向けられる。
【０００６】
放射線発生装置２は、既述したように可動部材５を介して回転部材１５に搭載されており、可動部材５は直交する回動軸ＣおよびＤの２軸方向に対して回動自在である。このため、放射線発生装置２の放射線放射軸ＡはＶおよびＵ方向に対して微動され、放射線の放射軸Ａの指向方向が調整される。また、放射線発生装置２の放射線放射軸ＡがＶおよびＵ方向に対して微動されることにより、放射線発生装置２から照射される放射線の照射対象である患者Ｐの患部に対する動体追尾がなされる。
【０００７】
イメージャの放射線源１３ａおよび１３ｂの放射線軸ＥおよびＦがアイソセンタ１０を通るように微調整される。また、イメージャの検出器１４ａおよび１４ｂは、回転部材１５に常に配設されている。これにより、放射線の照射対象である患者Ｐの患部は、イメージャによりリアルタイムでモニタされる。
【０００８】
以下に、患者Ｐの患部に放射線を動的追尾照射するため、患者Ｐの患部中心に放射線発生装置２の放射線軸Ａを追尾させる手順を説明する。
【０００９】
放射線治療前にＸ線ＣＴスキャナー（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）により患者の患部近傍のＣＴ断層像が撮影される。このＣＴ画像に基づき、患部に照射される放射線の方向、照射範囲および放射線量が決められて治療計画が作成される。治療計画が作成されると、コンピュータにより線量分布シミュレーションが実行され、患部と臓器部分における放射線吸収量が算出される。シミュレーションにより、患部における放射線量が十分かどうかの確認が行われ、問題が無ければ放射線治療の段階となる。また、放射線治療実施時の位置照合のために、上記ＣＴ画像に基づきＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ）画像が再構成される。
【００１０】
放射線治療においては、図１に示されているように患者Ｐが治療用寝台９上に寝かされて固定される。治療用寝台９が患者Ｐの患部中心をアイソセンタ１０に概略一致させるように移動調整される。患者Ｐの患部がおおよそアイソセンタ１０に設定されると、イメージャの放射線源１３ａ、１３ｂから透視画像取得のための放射線がそれぞれ放射線軸Ｅ，Ｆに沿って放射され、患者Ｐの患部領域の画像がリアルタイムでイメージャの検出器１４ａおよび１４ｂにより取得される。取得されたイメージャの画像は解析装置７に入力される。解析装置７には、既に治療計画時に作成されて患部の位置情報を備えたＤＲＲ画像が入力されている。ＤＲＲ画像における患部の位置と取得された現在のイメージャー画像との相対位置関係から、現在の患部がアイソセンタ１０に対してどの位ズレているのかが算出される。算出された患部とアイソセンタ１０とのズレ量のデータは解析装置７から制御装置８へ入力される。制御装置８は、入力されたズレ量のデータに基づいて、放射線発生装置２の放射線放射軸ＡをＶおよびＵ方向に微動することにより、放射線発生装置２から照射される放射線の患部に対する動体追尾がなされる。
【００１１】
実際の放射線治療時には、さらに患者Ｐの呼吸等に起因する患部の動きが加わる。患者Ｐの呼吸等による患部の動きは±２０ｍｍ程度あり、この動きを追尾するため、放射線発生装置２の放射線放射軸ＡがＶおよびＵ方向に対して微動され、上記患者Ｐの呼吸等に起因する患部の動きに対する動的追尾が行われている。
【００１２】
また、放射線治療では、放射線により体内の腫瘍細胞を死滅させることが目的ではあるが、照射対象である患部周辺の正常な組織も放射線の被曝の影響を受ける。そこで、正常細胞の回復効果により被爆による副作用を低減するために、腫瘍細胞を死滅させるに十分な線量を１度に照射するのではなく、数回〜数十回に分割して、毎日または数日おきに照射を行う手法が一般的に行われている。
【００１３】
しかしながら、患部を放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４ａ、１４ｂ（イメージャ）による透視画像で判別し、照射対象である患部の移動を追尾しながら照射を行う動体追尾照射においては、分割した治療を行っていく過程において、治療により患部が縮小した場合に、透視画像で患部を判別できなくなるため、動的追尾照射が続行できなくなる。その場合には、一般に行われているように、呼吸等による患部の移動範囲全てを患部と考えて立案した治療計画に基づき照射を行う。この治療計画の立案は、患部周辺の被爆量を低減しながら、患部に必要な線量を集中させるために、複数照射方向最適化する作業であり、その立案には数日を要する。しかしながら、治療途中の患者に対して中断期間を置くと、放射線により縮小した腫瘍が回復するため、前述のような状況が発生した場合には、すぐに別の治療計画に切り替えられるように、あらかじめ代替となる治療計画を立案しておく必要がある。さらに、この２種類の治療計画は、同一の人体を対象としたものであるため、事前に動的追尾照射を行った分の影響を考慮して治療計画を切り替えなければ、正常細胞が許容できる放射線線量をオーバーして照射する可能性があり、放射線による副作用が発生する危険性がある。
【００１４】
このような技術に関連して、以下に示すような提案がなされている。
【００１５】
特開２００１−３２７５１４号公報に開示されている「放射線治療計画装置及び放射線治療計画法」では、被検体にＸ線を曝射することにより取得される画像に基づいて放射線治療の計画を策定する放射線治療計画装置において、被検体に関する位相データの相違に応じた複数の画像を生成する画像生成手段と、画像に対し、当該画像上に存在する目標部位に対するターゲット形状を設定・入力する手段と、位相データの相違に応じた複数の画像及びターゲット形状を重畳表示する画像表示手段とを有している放射線治療計画装置が提案されている。
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−３２７５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、動的追尾を行う放射線治療装置において、患部が認識できないために治療を続けられなくなった場合に、過去に照射した放射線量を考慮して、新規の治療計画への切り替えを実施することにより、患者に照射する放射線量を確実に把握し、過大な放射線の照射による副作用を防止する放射線治療装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用する番号・符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１９】
本発明の放射線治療装置（１０）は、放射軸（Ａ）に沿って放射線を出射する放射線発生装置（２０）と、アイソセンタ（１００）を通る放射軸（Ｅ，Ｆ）に沿って放射線を出射する複数の透視画像用放射線発生装置（１３０ａ、１３０ｂ）と、複数の透視画像用放射線発生装置（１３０ａ、１３０ｂ）のそれぞれに対応してアイソセンタ（１００）に対して対称となる位置に配置される複数の検出器（１４０ａ、１４０ｂ）と、治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持し、複数の検出器（１４０ａ、１４０ｂ）により検出された照射対象近傍の検出画像の画像情報と治療計画時画像における照射対象の位置情報とを照合することにより、検出画像における照射対象位置を判別する画像照合装置（２００）と、検出画像における照射対象位置に基づき、照射対象位置とアイソセンタ（１００）との相対位置を演算する解析装置（８０）と、照射対象位置とアイソセンタ（１００）との相対位置情報に基づき、照射対象の中心へ照射軸移動し、設定された治療計画に基づいて放射線を出射するように放射線発生装置（２０）を制御する制御装置（８０）とを備える。
【００２０】
また、本発明の放射線治療装置（１０）に係わる治療計画は、動的追尾治療計画、または非追尾治療計画である。
【００２１】
また、本発明における放射線治療装置（１０）は、さらに、複数の治療計画候補を保持し、治療計画候補のうちから治療計画を選択する治療計画選択装置（３００）を備える。
【００２２】
また、本発明の治療計画選択用プログラムは、放射線治療装置（１０）に備えられて制御装置（８０）に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御を行わせるための治療計画選択用プログラムであって、放射線治療装置（１０）に備えられている治療計画選択装置（３００）はバスライン（３００ｃ）に接続されたＣＰＵ（３００ａ）とＲＡＭ（３００ｂ）とを有し、ＲＡＭ（３００ｂ）には治療計画選択用プログラムが収納され、ＣＰＵ（３００ａ）によりバスライン（３００ｃ）を介して治療計画選択用プログラムが読み込まれ、読み込まれた治療計画選択用プログラムがＣＰＵ（３００ａ）により実行されて制御装置（８０）に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御をさせる。
【００２３】
また、本発明の放射線治療計画法は、予め、放射線発生装置（２０）と、複数の透視画像用放射線発生装置（１３０ａ、１３０ｂ）と、複数の透視画像用放射線発生装置（１３０ａ、１３０ｂ）のそれぞれに対応してアイソセンタ（１００）に対して対称となる位置に配置される複数の検出器（１４０ａ、１４０ｂ）と、治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持する画像照合装置（２００）と、解析装置（７０）と、制御装置（８０）と, 複数の治療計画候補を保持する治療計画選択装置（３００）とを備える放射線治療装置（１０）において、治療計画選択装置（３００）が治療計画候補のうちから治療計画を選択するステップと、複数の検出器（１４０ａ、１４０ｂ）で照射対象近傍の画像を検出するステップと、画像照合装置（２００）において検出画像の画像情報を治療計画時画像における照射対象の位置情報に照合して検出画像における照射対象の位置を測定するステップと、解析装置（７０）において検出画像における照射対象のアイソセンタ（１００）からの相対位置を算出するステップと、制御装置（８０）が、照射対象のアイソセンタ（１００）からの相対位置情報に基づき照射対象の中心へ放射線発生装置から照射される放射線の照射軸を移動するステップと、治療計画に基づいて制御装置（８０）が放射線発生装置を制御するステップとを備える。
【００２４】
また、本発明の放射線治療計画法に係わる複数の治療計画は、動的追尾治療計画画および非追尾治療計画である。
【００２５】
また、本発明の放射線治療計画法に係わる治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、検出画像は透視画像である。
【００２６】
また、本発明の放射線制御方法に係わる治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、検出画像はＣＴ画像である。
【００２７】
また、本発明の放射線制御方法に係わる治療計画時画像は３次元ＤＲＲ画像であり、検出画像はＤＲＲ画像である。
【００２８】
また、本発明に係わる放射線制御方法においては、検出画像の照射対象の状態に基づいて治療計画選択装置（３００）により選択される治療計画が決められる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、治療に必要な線量を確実に照射対象に照射することができる放射線照射装置および放射線治療計画法を提供することができる。
【００３０】
また、本発明により、照射対象の周辺臓器の吸収線量を把握することが出来、放射線による副作用の発生を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
添付図面を参照して、本発明による放射線治療装置および放射線治療計画法を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００３２】
本発明は、放射線発生装置からの放射線を照射対象に照射する際に、照射対象のサイズに基づいて動的追尾照射するか、あるいは非追尾照射するか判断し、この２種類の照射形態に基づく２種類の治療計画（照射計画）をリンクさせて放射線を照射する。これにより、必要な線量を確実に照射対象に照射することのできる放射線治療装置および放射線治療計画法（放射線照射計画法）に係わるものである。
【００３３】
（本発明の実施形態）
本発明の実施形態に係わる放射線治療装置の全体構成を図２に示す。本実施の形態の放射線治療装置１０は、患者Ｐを寝かせる治療用寝台９０、治療用の放射線を放射する放射線発生装置２０、患者Ｐの体内にある患部の位置を確認するための透視画像取得用の複数の放射線源１３０ａ、１３０ｂおよび検出器１４０ａ、１４０ｂ（イメージャ）、イメージャにより取得された透視画像の患部位置座標を測定する画像照合装置２００、画像照合装置２００により測定された患部の現在位置とアイソセンタ１００との相対位置を演算する解析装置８０、解析装置８０により演算された患部の現在位置とアイソセンタ１００との相対位置に基づき患部および放射線発生装置２０の放射線軸Ａとの位置合わせをする制御装置８０、そしてイメージャにより取得される透視画像で判別される患部領域の大きさによって、治療計画を動的追尾計画と通常の非追尾計画との間で選択する治療計画選択装置３００を備えている。また、放射線発生装置２０には、動的追尾照射のできる駆動機構が備えられている。
【００３４】
放射線治療装置１０のシステム全体は、後に述べるアイソセンタ１００を原点として座標系が設定されている。そして、放射線発生装置２０から放射される放射線の放射線軸Ａは、このアイソセンタ１００を原点とする座標系で位置制御される。また、患者Ｐの患部も放射線照射時にアイソセンタ１００にその中心が来るように位置合わせが行われる。
【００３５】
治療用の放射線を放射する放射線発生装置２０と、患者Ｐの体内にある患部の位置を確認するための複数の放射線源１３ａ、１３ｂおよび検出器１４０ａ、１４０ｂ（イメージャ）とは、ガイド３０の円枠内に内接されて回動軸Ｇまわりに３６０度回動自在な回転部材１５０に配設されている。ガイド３０は、その両支持軸を支持部材４０に嵌合されており、支持部材４０に設置されている駆動モータ４０ａの駆動により傾倒軸１１０まわりに回動自在である。回動軸Ｇと傾倒軸１１０とは直交関係にある。ガイド３０の円筒面が垂直向きのときに、放射線発生装置２０は図２に見られるように、ガイド３０の円枠の中心を通る垂線上に可動部材５０を介して配設され、放射線発生装置２０の放射線放射軸Ａはガイド３０の円枠の中心に向けられる。また、複数の放射線源１３０ａ、１３０ｂおよび検出器１４０ａ、１４０ｂは、放射線発生装置２０に対して対象となる位置に配設され、それぞれの放射線放射軸Ｅ，Ｆは、放射線発生装置２０の放射線放射軸Ａと同様にガイド３０の円枠の中心に向けられる。
【００３６】
放射線発生装置２０は、既述したように可動部材５０を介して回転部材１５０に搭載されており、可動部材５０は直交する回動軸ＣおよびＤの２軸方向に対して回動自在である。このため、放射線発生装置２０の放射線放射軸ＡはＶおよびＵ方向に対して微動され、放射線の放射軸Ａの指向方向が可動である。
【００３７】
また、本実施の形態においては、回動軸ＣおよびＤのそれぞれに駆動部５０ａおよび５０ｂが設置されている。これにより、放射線発生装置２０から照射される放射線放射軸Ａは、照射対象である患部に対してＵ方向およびＶ方向に動的追尾が行われる。
【００３８】
上記したアイソセンタ１００は、ガイド３０の円枠の中心軸Ｇと傾倒軸１１０との交点に設定されており、放射線発生装置２０の放射線放射軸Ａ、イメージャーの放射線源１３０ａおよび１３０ｂからの放射線放射軸Ｅ，Ｆは全てこのアイソセンター１００において１点に交わる。
【００３９】
イメージャーの検出器１４０ａおよび１４０ｂについては、回転部材１５０に常に配設されているため、患者Ｐの患部はイメージャによりリアルタイムでモニタされる。また、回転部材１５０を回転軸Ｇまわりに回転させて複数の角度から透視画像が取得されることにより、患部のＣＴ画像を構成することができる。さらに、複数のＣＴ画像からＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ）画像が再構成される。
【００４０】
以下に、本実施の形態に係わる放射線治療計画法に基づき、放射線治療装置１０により患者Ｐの患部に放射線を照射する手順ついて説明する。
【００４１】
放射線治療前に、Ｘ線ＣＴスキャナー（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）により患者Ｐの患部近傍のＣＴ断層像が撮影される。このＣＴ画像により、患者Ｐの患部の位置や状況が診断され、患部に照射される放射線の方向、照射範囲および放射線量が決められて治療計画が作成される。また、撮影された複数のＣＴ画像を元に、指定された臓器および患部（癌病巣部）のＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ）画像が作成される。治療計画が作成されると、コンピュータにより線量分布シミュレーションが実行され、患部と臓器部分における放射線吸収量が算出される。シミュレーションにより、患部における放射線量が十分かどうかの確認が行われ、問題が無ければ放射線治療の段階となる。
【００４２】
放射線治療においては、図２に示されているように患者Ｐが治療用寝台９０上に寝かされて固定される。治療用寝台９０が患者Ｐの患部をアイソセンタ１００に位置させるように移動調整される。患者Ｐの患部がおおよそアイソセンタ１００に設定されると、イメージャの放射線源１３０ａ、１３０ｂから透視画像取得のための放射線がそれぞれ放射線軸Ｅ，Ｆに沿って放射され、患者Ｐの患部領域の画像がリアルタイムでイメージャの検出器１４０ａおよび１４０ｂにより取得される。取得されたイメージャの画像情報は、画像照合装置２００に入力される。画像照合装置２００には、既に治療計画時に作成されたＤＲＲの画像情報が入力されている。画像照合装置２００において、ＤＲＲ画像における患部の位置と、今回取得された透視画像における患部対応部位とが照合される。そして、今回取得された透視画像の患部位置が判別されて、患部の位置座標が測定される。
【００４３】
本実施の形態においては、放射線源１３０ａ、１３０ｂおよび検出器１４０ａ、１４０ｂ（イメージャ）を回転部材１５０により回動軸Ｇまわりに回転させながら患部領域の透視画像を撮影することにより、イメージャによる患部領域のＣＴ画像を構成することができる。さらに、複数のＣＴ画像により、ＤＲＲ画像を再構成することができる。イメージャによるＣＴ画像およびＤＲＲ画像を、患部位置の記録された治療計画時におけるＤＲＲ画像と照合することにより、現状における更に詳細な患部位置が判別される。
【００４４】
測定された患部の位置座標の座標データは、解析装置７０に入力される。解析装置７０において、現在の患部がアイソセンタ１００に対してどの位ズレているのかが算出される。算出された患部とアイソセンタ１００とのズレ量のデータは解析装置７０から制御装置８０へ入力される。制御装置８０は、入力されたズレ量のデータに基づいて、軸Ｕ、Ｖまわりに放射線放射軸Ａをリアルタイムで患部中心へ移動させる。
【００４５】
本実施の形態においては、さらに治療計画選択装置３００が備わっており、この治療計画選択装置３００から制御装置８０に対して動的追尾治療計画および通常の非追尾治療計画の２種類の治療計画のいづれか１つの治療計画に対応した選択信号が送信される。制御装置８０で通常の非追尾治療計画に対応した信号が受信されると、治療用寝台９０の位置、ガイド３０の傾倒軸１１０の角度および回転部材１５０のガイド３０に対する相対位置を適宜最適な組み合わせで移動調整することにより、リアルタイムで患部中心をアイソセンタ１００に移動させる制御が行われる。また、制御装置８０で動的追尾治療計画に対応した信号が受信されると、さらに、呼吸等に伴なう患部の動きとアイソセンタ１００の位置合わせをするために、放射線発生装置２０の放射線放射軸ＡはＶおよびＵ方向に対して駆動され、放射線の放射線放射軸Ａは動体患部に対して動的追尾される。図３（ａ）に、放射線治療における動的追尾照射の無い場合の患部に対する照射野の模式図を示す。また、図３（ｂ）に、動的追尾照射する場合の患部に対する照射野の模式図を示す。図３（ａ）および（ｂ）に示されているように、動的追尾照射する場合の患部に対する照射野の方が、動的追尾照射の無い場合の患部に対する照射野よりも、より患部のみに対して放射線を照射することが出来る。このため、動的追尾照射が可能である場合には、動的追尾照射による放射線治療の方が、患部のみに強めの放射線を照射して治療回数を減らせるほか、患部周縁部の正常な細胞組織に対する放射線による副作用を減らすことができる。
【００４６】
実際の放射線治療時には、放射線治療の回数が増えていくに連れ、患部領域が小さくなり、ついにはイメージャによる透視画像での判別ができなくなる。判別できなくなった患部に対しては、動的追尾照射することができず、治療計画選択装置３００から制御装置８０に通常の非追尾治療計画に基づく照射を選択する信号が送信される。この際、治療計画選択装置３００はバスライン３００ｃに接続されたＣＰＵ３００ａとＲＡＭ３００ｂとを有し、ＲＡＭ３００ｂには動的追尾治療計画および通常治療計画の２種類の治療計画をリンクさせた放射線治療計画が収納されている。ＣＰＵ３００ａによりバスライン３００ｃを介して上記放射線治療計画が読み込まれる。ＣＰＵ２００ａは、そのときに設定されている治療計画の種類と今回の照射回数に基づき、制御装置８０に対して治療計画の種類と今回放射する放射線照射量とを指示するデータを送信する。
【００４７】
図４に、本実施の形態における動的追尾治療計画および通常治療計画（通常の非追尾治療計画）の２種類の治療計画をリンクさせた放射線治療計画が示されている。放射線治療計画には、照射回数と、それぞれの照射回数時における動的追尾治療計画および通常治療計画に基づく累積照射量が示されている。
【００４８】
放射線治療初期の、患部領域の大きい時期には動的追尾治療計画に則って照射が行われる。図４において、例えば６回目の照射線治療においてイメージャによる透視画像で患部領域の判別ができなくなったと仮定する。６回目の動的追尾治療計画に基づく照射線治療の次の照射線治療からは、治療計画選択装置３００から制御装置８０へ送信される選択信号により、通常治療計画に基づくものへと切り替えられる。６回目の照射線治療終了時において、動的追尾治療計画による患部に対する累積照射量は６００ｃＧｙであり、この累積照射線量に対応するのは通常治療計画における７回目（累積照射量５６０ｃＧｙ）、あるいは８回目（累積照射量６４０ｃＧｙ）である。この通常治療計画における７回目（累積照射量５６０ｃＧｙ）、あるいは８回目（累積照射量６４０ｃＧｙ）のどちらの照射回数に移行されるのかについては、患部の治癒状況に応じてその都度判断される。そして、通常治療計画に基づき、患部に対する累積照射量が治療計画時に規定された量に達すると、放射線治療は終了する。
【００４９】
本実施の形態により、治療に必要な線量を確実に患部領域のみに照射することができる。また、動的追尾治療計画および通常治療計画の２種類の治療計画をリンクさせた放射線治療計画に基づいて放射線治療を実施するため、患部および患部周辺臓器の吸収線量を正確に把握することが出来、放射線による副作用の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来の放射線治療装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる放射線治療装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる（ａ）動的追尾照射の無い場合の患部に対する照射野の模式図である。（ｂ）動的追尾照射する場合の患部に対する照射野の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる放射線治療計画法に基づく放射線治療計画（動的追尾治療計画および通常治療計画の２種類の治療計画をリンクさせたもの）を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１、１０…放射線治療装置
２、２０…放射線発生装置
３、３０…ガイド
４、４０…支持部材
４ａ、４０ａ…駆動用モータ
５、５０…可動部材
７、７０…解析装置
８、８０…制御装置
９、９０…治療用寝台
１０、１００…アイソセンタ
１１、１１０…傾倒軸
１３ａ、１３ｂ、１３０ａ、１３０ｂ…放射線源
１４ａ、１４ｂ、１４０ａ、１４０ｂ…検出器
１５、１５０…回転部材
５０ａ…Ｃ軸まわり駆動部
５０ｂ…Ｄ軸まわり駆動部
２００…画像照合装置
３００…治療計画選択装置
３００ａ…ＣＰＵ
３００ｂ…ＲＡＭ
３００ｃ…バスライン
Ａ、Ｅ，Ｆ…照射軸
Ｃ，Ｄ、Ｇ…回動軸
Ｕ，Ｖ…首振り方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイソセンタを通る放射軸に沿って放射線を出射する放射線発生装置と、
前記アイソセンタを通る放射軸に沿って放射線を出射する複数の透視画像用放射線発生装置と、
前記複数の透視画像用放射線発生装置のそれぞれに対応して前記アイソセンタに対して対称となる位置に配置される複数の検出器と、
治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持し、前記複数の検出器により検出された前記照射対象近傍の検出画像の画像情報と前記治療計画時画像における前記照射対象の位置情報とを照合することにより、前記検出画像における前記照射対象位置を判別する画像照合装置と、
前記検出画像における前記照射対象位置に基づき、前記照射対象位置と前記アイソセンタとの相対位置を演算する解析装置と、
前記照射対象位置と前記アイソセンタとの相対位置情報に基づき、前記照射対象の中心を前記アイソセンタに移動し、設定された治療計画に基づいて放射線を出射するように前記放射線発生装置を制御する制御装置と
を具備する放射線治療装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線治療装置において、
前記治療計画は、動的追尾治療計画、または非追尾治療計画である放射線治療装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放射線治療装置において、
さらに、複数の治療計画候補を保持し、前記治療計画候補のうちから前記治療計画を選択する治療計画選択装置を具備する放射線治療装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいづれか一項に記載の放射線治療装置に備えられて前記制御装置に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御を行わせるための治療計画選択用プログラムであって、
前記放射線治療装置に備えられている前記治療計画選択装置はバスラインに接続されたＣＰＵとＲＡＭとを有し、
前記ＲＡＭには前記治療計画選択用プログラムが収納され、外部から前記治療計画選択装置に選択指示が入力されると、前記ＣＰＵにより前記バスラインを介して前記治療計画選択用プログラムが読み込まれ、読み込まれた前記治療計画選択用プログラムが前記ＣＰＵにより実行されて前記制御装置に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御をさせる治療計画選択用プログラム。
【請求項５】
予め、放射線発生装置と、複数の透視画像用放射線発生装置と、前記複数の透視画像用放射線発生装置のそれぞれに対応してアイソセンタに対して対称となる位置に配置される複数の検出器と、治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持する画像照合装置と、解析装置と、制御装置と, 複数の治療計画候補を保持する治療計画選択装置とを備える放射線治療装置において、
前記治療計画選択装置が、前記治療計画候補のうちから治療計画を選択するステップと、
前記複数の検出器で前記照射対象近傍の画像を検出するステップと、
前記画像照合装置において前記検出画像の画像情報を前記治療計画時画像における照射対象の位置情報に照合して前記検出画像における前記照射対象の位置を測定するステップと、
前記解析装置において前記検出画像における前記照射対象の前記アイソセンタからの相対位置を算出するステップと、
前記制御装置が、前記照射対象の前記アイソセンタからの前記相対位置情報に基づき前記照射対象の中心へ前記放射線発生装置から照射される放射線の照射軸を移動するステップと、
前記治療計画に基づいて前記制御装置が前記放射線発生装置を制御するステップと
を具備する放射線治療計画法。
【請求項６】
請求項５に記載の放射線治療計画法において、
前記複数の治療計画候補は、動的追尾治療計画および非追尾治療計画である放射線治療計画法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の放射線治療計画法において、
前記治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、前記検出画像は透視画像である放射線治療計画法。
【請求項８】
請求項５または６に記載の放射線治療計画法において、
前記治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、前記検出画像はＣＴ画像である放射線治療計画法。
【請求項９】
請求項５または６に記載の放射線治療計画法において、
前記治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、前記検出画像はＤＲＲ画像である放射線治療計画法。
【請求項１０】
請求項５から９までのいづれか一項に記載の放射線治療計画法において、
前記検出画像の前記照射対象の状態に基づいて前記治療計画選択装置により選択される前記治療計画が決められる放射線治療計画法。
【請求項１】
アイソセンタを通る放射軸に沿って放射線を出射する放射線発生装置と、
前記アイソセンタを通る放射軸に沿って放射線を出射する複数の透視画像用放射線発生装置と、
前記複数の透視画像用放射線発生装置のそれぞれに対応して前記アイソセンタに対して対称となる位置に配置される複数の検出器と、
治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持し、前記複数の検出器により検出された前記照射対象近傍の検出画像の画像情報と前記治療計画時画像における前記照射対象の位置情報とを照合することにより、前記検出画像における前記照射対象位置を判別する画像照合装置と、
前記検出画像における前記照射対象位置に基づき、前記照射対象位置と前記アイソセンタとの相対位置を演算する解析装置と、
前記照射対象位置と前記アイソセンタとの相対位置情報に基づき、前記照射対象の中心を前記アイソセンタに移動し、設定された治療計画に基づいて放射線を出射するように前記放射線発生装置を制御する制御装置と
を具備する放射線治療装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線治療装置において、
前記治療計画は、動的追尾治療計画、または非追尾治療計画である放射線治療装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放射線治療装置において、
さらに、複数の治療計画候補を保持し、前記治療計画候補のうちから前記治療計画を選択する治療計画選択装置を具備する放射線治療装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいづれか一項に記載の放射線治療装置に備えられて前記制御装置に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御を行わせるための治療計画選択用プログラムであって、
前記放射線治療装置に備えられている前記治療計画選択装置はバスラインに接続されたＣＰＵとＲＡＭとを有し、
前記ＲＡＭには前記治療計画選択用プログラムが収納され、外部から前記治療計画選択装置に選択指示が入力されると、前記ＣＰＵにより前記バスラインを介して前記治療計画選択用プログラムが読み込まれ、読み込まれた前記治療計画選択用プログラムが前記ＣＰＵにより実行されて前記制御装置に対して選択対象となる治療計画に基づいた放射線の出射制御をさせる治療計画選択用プログラム。
【請求項５】
予め、放射線発生装置と、複数の透視画像用放射線発生装置と、前記複数の透視画像用放射線発生装置のそれぞれに対応してアイソセンタに対して対称となる位置に配置される複数の検出器と、治療計画時画像における照射対象の位置情報を保持する画像照合装置と、解析装置と、制御装置と, 複数の治療計画候補を保持する治療計画選択装置とを備える放射線治療装置において、
前記治療計画選択装置が、前記治療計画候補のうちから治療計画を選択するステップと、
前記複数の検出器で前記照射対象近傍の画像を検出するステップと、
前記画像照合装置において前記検出画像の画像情報を前記治療計画時画像における照射対象の位置情報に照合して前記検出画像における前記照射対象の位置を測定するステップと、
前記解析装置において前記検出画像における前記照射対象の前記アイソセンタからの相対位置を算出するステップと、
前記制御装置が、前記照射対象の前記アイソセンタからの前記相対位置情報に基づき前記照射対象の中心へ前記放射線発生装置から照射される放射線の照射軸を移動するステップと、
前記治療計画に基づいて前記制御装置が前記放射線発生装置を制御するステップと
を具備する放射線治療計画法。
【請求項６】
請求項５に記載の放射線治療計画法において、
前記複数の治療計画候補は、動的追尾治療計画および非追尾治療計画である放射線治療計画法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の放射線治療計画法において、
前記治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、前記検出画像は透視画像である放射線治療計画法。
【請求項８】
請求項５または６に記載の放射線治療計画法において、
前記治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、前記検出画像はＣＴ画像である放射線治療計画法。
【請求項９】
請求項５または６に記載の放射線治療計画法において、
前記治療計画時画像はＤＲＲ画像であり、前記検出画像はＤＲＲ画像である放射線治療計画法。
【請求項１０】
請求項５から９までのいづれか一項に記載の放射線治療計画法において、
前記検出画像の前記照射対象の状態に基づいて前記治療計画選択装置により選択される前記治療計画が決められる放射線治療計画法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１１６２３０（Ｐ２００６−１１６２３０Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１００９７（Ｐ２００４−３１００９７）
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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