JP2013176459A - 放射線治療装置制御装置、放射線治療装置制御方法及び放射線治療装置のコンピュータに実行されるプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定部位の基準位置情報が示す位置の、代表点基準位置情報が示す位置を基点とした相対位置情報を生成する。そして、基準時刻とは異なる他の時刻における被検体内の複数のマーカの位置情報を取得する。また、該複数のマーカの位置情報から、該複数のマーカの前記他の時刻における前記被検体内の代表点位置情報を生成する。さらに、前記代表点位置情報と、前記相対位置情報から、前記他の時刻における前記特定部位の位置情報を生成する。この時、代表点基準位置情報や代表点位置情報を、重み係数により重み付けされた前記複数のマーカの基準位置情報や位置情報に基づいて生成する。
【選択図】図1
Description
本発明は、被検体内の特定部位近傍に位置する複数のマーカの位置から、前記特定部位の位置を特定することによって放射線治療装置を制御する放射線治療装置制御装置であって、前記特定部位及び前記複数のマーカそれぞれの基準時刻における前記被検体内の位置を示す基準位置情報を取得する基準位置情報取得部と、前記複数のマーカの基準位置情報から、複数のマーカの代表点の前記基準時刻における前記被検体内の位置を示す基準位置情報を生成する代表点基準位置情報演算部と、前記特定部位の基準位置情報が示す位置の、前記代表点の基準位置情報が示す位置を基点とした相対位置情報を生成する相対位置情報演算部と、前記基準時刻とは異なる他の時刻における前記被検体内の前記複数のマーカの位置情報を取得するマーカ位置情報取得部と、該複数のマーカの位置情報から、該複数のマーカの前記他の時刻における前記被検体内の代表点の位置情報を生成する代表点位置情報演算部と、前記代表点の位置情報と、前記相対位置情報から、前記他の時刻における前記特定部位の位置情報を生成する特定部位位置情報演算部とを備え、前記代表点基準位置情報演算部は、前記複数のマーカ毎に、重み係数を特定し、該重み係数により重み付けされた前記複数のマーカの位置情報に基づいて代表点の基準位置情報を生成し、前記代表点位置情報演算部は、前記重み係数により重み付けされた前記複数のマーカの位置情報に基づいて代表点の位置情報を生成することを特徴としている。
本実施形態の放射線治療装置制御装置2は、図1に示すように、放射線治療システム1に適用される。放射線治療システム1は、放射線治療装置3と、放射線治療装置制御装置2とからなる。放射線治療装置3と放射線治療装置制御装置2は、双方向に情報を伝送可能に接続されている。放射線治療装置制御装置2は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータである。放射線治療装置制御装置2は、制御部4と特定部位位置検出部5とからなる。特定部位位置検出部5において検出された特定部位61の位置情報に基き、制御部4は放射線治療装置3を制御する。
この図で示すように特定部位位置検出部5は、基準位置情報取得部51、代表点基準位置情報演算部52、相対位置情報演算部53、マーカ位置情報取得部54、代表点位置情報演算部55、特定部位位置情報演算部56、を備えている。
YGa=(Y1W1+Y2W2+Y3W3+・・・+YnWn)/N ・・・(1)
ZGa=(Z1W1+Z2W2+Z3W3+・・・+ZnWn)/N
次に、特定部位位置検出部5の処理フローについて順を追って説明する。
ユーザは、まず、放射線治療装置2のカウチ41に患者を固定する。その後、ある基準となる時刻において、放射線治療装置4のイメージャシステムを用いて患者43の特定部位61及び複数のマーカ62を撮像して透過画像を生成する。特定部位位置検出部5は、その透過画像から生成された3次元のCT画像に基づいて、特定部位61及び複数のマーカ62の基準位置情報として、3次元の座標を入力する(ステップS1)。ここで、複数のマーカ62の基準位置情報の3次元の座標は、画面に表示した3次元のCT画像からマウス等の入力手段を用いて医者が指定した座標に基づいて入力されても良い。また、CT画像における複数のマーカの輝度値から輝度を検出し、その輝度から自動的に座標を算出する処理部を備え、その処理部から入力されても良い。特定部位61の位置情報の3次元座標も同様に、画面に表示した3次元のCT画像からマウス等の入力手段を用いて医者が指定した座標に基づいて入力しても良い。または特定部位61の位置情報の3次元座標は、予め記憶する特定部位61の画像を用いてその画像に一致する3次元のCT画像内の特定部位の画像をパターンマッチング等の画像処理によって自動的に判定し、その特定部位の範囲の中心などである座標を特定部位61の位置情報として入力しても良い。
ここで、ステップS2における複数のマーカ62の基準位置情報の算出処理について説明する。特定部位位置検出部5の代表点基準位置情報演算部52は、図6に示すように、基準時刻における代表点の基準位置情報を算出する。まず、代表点基準位置情報演算部52は、複数のマーカ62毎に重み係数を特定する(ステップS201)。この重み係数は、マーカ62の位置情報と同様に、3次元で特定される。つまり、重み係数Wは、(Wx、Wy、Wz)の形で表される。次に、代表点基準位置情報演算部52は、特定した重み係数を、対応するマーカ62の位置情報が示す位置の3次元座標に乗じる(ステップS202)。代表点基準位置情報演算部52は、こうして算出された重み係数が乗じられた複数のマーカ62毎の位置情報が示す位置の3次元座標に基づいて、代表点の位置情報を生成する(ステップS203)。算出式は上記式(1)と同様である。代表点基準位置情報演算部52は、このようにして求めた複数のマーカ62の代表点の基準時刻における位置情報を、複数のマーカ62についての代表点基準位置情報として相対位置情報演算部53へ出力する。
次にステップS5における複数のマーカ62の位置情報の算出処理について説明する。特定部位位置検出部5の代表点位置情報演算部55は、図7に示すように、時刻tにおける代表点の位置情報を生成する。まず、代表点位置情報演算部55は、複数のマーカ62毎に重み係数を特定する(ステップS501)。この重み係数は、マーカ62の位置情報と同様に、3次元で特定される。つまり、重み係数Wは、(Wx、Wy、Wz)の形で表される。次に、代表点位置情報演算部55は、特定した重み係数を、対応するマーカ62の位置情報が示す位置の3次元座標に乗じる(ステップS502)。代表点位置情報演算部55は、こうして算出した重み係数を乗じた複数のマーカ62毎の位置情報が示す位置の3次元座標に基づいて、代表点の位置情報を生成する(ステップS503)。算出式は上記式(1)と同様である。
図9で示すように、特定部位61の基準位置からの変位量と、ある1つのマーカ62aの基準位置からの変位量は、各時刻tn(n=1,2,・・・,n)において図のようなプロットAtn(n=1,2,・・・,n)で表すことができる。代表点基準位置情報演算部52や代表点位置情報演算部55は、特定部位61の基準位置からの変位量と、マーカ62の基準位置からの変位量が等しいプロットの集合からなる45°の傾きを有する直線Cと、プロットAt1の距離を算出し、同様に、直線CからプロットAtn(n=1,2,・・・,n)の距離を算出して、さらにその総和値を算出する。距離の総和値が大きいほど、そのマーカ62aの変位量は、特定部位61の変位量とは異なることを表す。反対に、距離の総和値が小さいほど、そのマーカ62aの変位量は、特定部位61の変位量と類似していることを表す。代表点基準位置情報演算部52や代表点位置情報演算部55は、その総和値の逆数をマーカ62aに対して適用する重み係数と特定する。また同様に代表点基準位置情報演算部52や代表点位置情報演算部55は、他のマーカについての重み係数を特定する。
51 基準位置情報取得部
52 代表点基準位置情報演算部
53 相対位置情報演算部
54 マーカ位置情報取得部
55 代表点位置情報演算部
56 特定部位位置情報演算部
61 特定部位(患部)
62 マーカ
Claims (7)
- 被検体内の特定部位近傍に位置する複数のマーカの位置から、前記特定部位の位置を特定し、放射線治療装置を制御する放射線治療装置制御装置であって、
前記特定部位及び前記複数のマーカそれぞれの基準時刻における前記被検体内の位置を示す基準位置情報を取得する基準位置情報取得部と、
前記複数のマーカの基準位置情報から、複数のマーカの代表点の前記基準時刻における前記被検体内の位置を示す基準位置情報を生成する代表点基準位置情報演算部と、
前記特定部位の基準位置情報が示す位置の、前記代表点の基準位置情報が示す位置を基点とした相対位置情報を生成する相対位置情報演算部と、
前記基準時刻とは異なる他の時刻における前記被検体内の前記複数のマーカの位置情報を取得するマーカ位置情報取得部と、
該複数のマーカの位置情報から、該複数のマーカの前記他の時刻における前記被検体内の代表点の位置情報を生成する代表点位置情報演算部と、
前記代表点の位置情報と、前記相対位置情報から、前記他の時刻における前記特定部位の位置情報を生成する特定部位位置情報演算部とを備え、
前記代表点基準位置情報演算部は、前記複数のマーカ毎に、重み係数を特定し、該重み係数により重み付けされた前記複数のマーカの位置情報に基づいて代表点の基準位置情報を生成し、
前記代表点位置情報演算部は、前記重み係数により重み付けされた前記複数のマーカの位置情報に基づいて代表点の位置情報を生成する
ことを特徴とする放射線治療装置制御装置。 - 前記代表点基準位置情報演算部及び前記代表点位置情報演算部は、前記特定部位と前記マーカとの距離の逆数を前記複数のマーカそれぞれについて算出し、複数のマーカそれぞれについての前記重み係数と特定することを特徴とする請求項1に記載の放射線治療装置制御装置。
- 前記代表点基準位置情報演算部及び上記代表点位置情報演算部は、上記重み係数を、複数の異なる時刻における前記特定部位の、基準位置からの変位量と、前記マーカの、基準位置からの変位量の相関係数として算出することで特定することを特徴とする請求項1に記載の放射線治療装置制御装置。
- 前記代表点基準位置情報演算部及び上記代表点位置情報演算部は、前記重み係数を、上記特定部位と上記マーカの変位の相関、又は特定部位とマーカとの距離に基づいて、入力手段によって任意に入力されることで特定することを特徴とする請求項1に記載の放射線治療装置制御装置。
- 前記代表点基準位置情報演算部及び前記代表点位置情報演算部は、複数のマーカのうち、少なくとも1つのマーカの重み係数を0と特定することを特徴とする請求項1から4のいずれか一に記載の放射線治療装置制御装置。
- 被検体の特定部位近傍に位置する複数のマーカの位置から、前記特定部位の位置を特定することで放射線治療装置を制御する放射線治療装置制御方法であって、
前記特定部位及び前記複数のマーカそれぞれの基準時刻における被検体内の位置を示す基準位置情報を取得し、
前記複数のマーカの基準位置情報から、複数のマーカの代表点の前記基準時刻における前記被検体内の位置を示す基準位置情報を生成し、
前記特定部位の基準位置情報が示す位置の、前記代表点の基準位置情報が示す位置を基点とした相対位置情報を生成し、
前記基準時刻とは異なる他の時刻における前記被検体内の前記複数のマーカの位置情報を取得し、
該複数のマーカの位置情報から、該複数のマーカの前記他の時刻における前記被検体内の代表点の位置情報を生成し、
前記代表点の位置情報と、前記相対位置情報から、前記他の時刻における前記特定部位の位置を生成し、
前記代表点の基準位置情報は、前記複数のマーカ毎に、重み係数を特定し、該重み係数により重み付けされた前記複数のマーカの位置情報に基づいて生成し、
前記代表点の位置情報は、前記重み係数により重み付けされた前記複数のマーカの位置情報に基づいて生成する
ことを特徴とする放射線治療装置制御方法。 - 被検体内の特定部位近傍に位置する複数のマーカの位置から、前記特定部位の位置を特定することで放射線治療装置を制御する放射線治療装置制御装置のコンピュータに実行されるプログラムであって、
前記特定部位及び前記複数のマーカそれぞれの基準時刻における前記被検体内の位置を示す基準位置情報を取得する基準位置情報取得手段と、
前記複数のマーカの基準位置情報から、複数のマーカの代表点の前記基準時刻における前記被検体内の位置を示す基準位置情報を生成する代表点基準位置情報演算手段と、
前記特定部位の基準位置情報が示す位置の、前記代表点の基準位置情報が示す位置を基点とした相対位置情報を生成する相対位置情報演算手段と、
前記基準時刻とは異なる他の時刻における前記被検体内の前記複数のマーカの位置情報を取得するマーカ位置情報取得手段と、
該複数のマーカの位置情報から、該複数のマーカの前記他の時刻における前記被検体内の代表点の位置情報を生成する代表点位置情報演算手段と、
前記代表点の位置情報と、前記相対位置情報から、前記他の時刻における前記特定部位の位置情報を生成する特定部位位置情報演算手段とを備え、
前記代表点基準位置情報演算手段は、前記複数のマーカ毎に、重み係数を特定し、該重み係数により重み付けされた前記複数のマーカの位置情報に基づいて代表点の基準位置情報を求め、
前記代表点位置情報演算手段は、前記重み係数により重み付けされた前記複数のマーカの位置情報に基づいて代表点の位置情報を生成する
ことを特徴とする放射線治療装置制御装置のコンピュータに実行されるプログラム。
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