JP2018000865A - Radiation therapy apparatus and operation method therefor - Google Patents
Radiation therapy apparatus and operation method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018000865A JP2018000865A JP2016136185A JP2016136185A JP2018000865A JP 2018000865 A JP2018000865 A JP 2018000865A JP 2016136185 A JP2016136185 A JP 2016136185A JP 2016136185 A JP2016136185 A JP 2016136185A JP 2018000865 A JP2018000865 A JP 2018000865A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- patient
- radiation
- obj
- radiation irradiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 105
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 21
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 3
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、放射線治療装置及びその作動方法に関する。 The present invention relates to a radiation therapy apparatus and an operating method thereof.
現在行われている放射線治療は、一般に、放射線の照射ごとにセットアップを行う必要がある。「セットアップ」とは、外部照射(外から放射線を当てる方法)において患者が寝る体勢を毎回の照射時に一致させる作業である。
この技術分野に関連し、特許文献1には、コンピュータ化された(空間的および時間的)多次元の画像解析を、人体部位の連続した画像による3次元スキャン(CTスキャナ等)における変化(構造的または機能的)の自動数量化、異物位置検出、一貫した診断の提供などに適用する概念が記載されている。
Currently, radiotherapy is generally required to be set up for each irradiation of radiation. The “setup” is an operation for matching the posture of the patient to sleep during external irradiation (a method of applying radiation from the outside) at the time of each irradiation.
In relation to this technical field, Patent Document 1 discloses a computerized (spatial and temporal) multidimensional image analysis, a change (structure) in a three-dimensional scan (such as a CT scanner) using a continuous image of a human body part. Concepts that apply to automatic quantification (automatic or functional), foreign object location detection, providing consistent diagnosis, etc.
上述のセットアップ作業に間違いがあると、意図する場所とは異なる部位に放射線が照射されることになる。しかし、放射線治療は多い場合で30−40回に分けて照射するが、個々の患者に合わせたセットアップを毎回行う必要がある。
従来は、CTスキャナの3次元データ同士の比較、もしくは、X線画像(2次元画像)同士の対比に基づいて、位置ずれの有無を判定していた。しかしながら、CTスキャナによる3次元データを比較する場合、X線による被曝の問題が生じる。また、X線画像(2次元画像)同士を対比する場合もX線による被曝の問題が生じると共に、(3次元情報に比べ情報量が少ないため)対比精度の問題が生じる。
If there is an error in the above-described setup operation, radiation is irradiated to a site different from the intended location. However, in many cases, radiation treatment is performed in 30-40 times, but it is necessary to perform setup for each patient every time.
Conventionally, the presence / absence of misalignment has been determined based on comparison between three-dimensional data of a CT scanner or comparison between X-ray images (two-dimensional images). However, when comparing three-dimensional data by a CT scanner, there is a problem of exposure by X-rays. Further, when X-ray images (two-dimensional images) are compared with each other, there is a problem of exposure by X-rays and a problem of comparison accuracy (because the amount of information is smaller than that of three-dimensional information).
本発明の目的は、上記課題に鑑みて、患者を被曝させず、かつ、3次元情報を通じて精度の高いセットアップを行うことができる放射線治療装置及びその作動方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a radiotherapy apparatus capable of performing a highly accurate setup through three-dimensional information without exposing a patient, and an operating method thereof.
第1の態様の放射線治療装置は、患者に放射線を照射する放射線照射部と、前記放射線照射部を支持し、前記放射線照射部を前記患者の回りに回転させる回転支持部と、前記放射線照射部又は前記回転支持部に取り付けられ、前記患者の回りに回転され、前記患者に向かってセンサ光を照射する3Dスキャナ部と、を備える。 A radiation therapy apparatus according to a first aspect includes a radiation irradiation unit that irradiates a patient with radiation, a rotation support unit that supports the radiation irradiation unit and rotates the radiation irradiation unit around the patient, and the radiation irradiation unit. Or a 3D scanner unit that is attached to the rotation support unit and rotated around the patient to emit sensor light toward the patient.
本態様では回転支持部による回転駆動を利用して、3Dスキャナ部を患者の回りに回転させることができるため、3Dスキャナ自体の構成を極めて簡素にしながら、精度の高い3次元計測を行うことができる。 In this aspect, since the 3D scanner unit can be rotated around the patient using the rotation drive by the rotation support unit, highly accurate three-dimensional measurement can be performed while the configuration of the 3D scanner itself is extremely simple. it can.
第2の態様の放射線治療装置は、前記3Dスキャナ部で取得した前記患者の3次元データに基づいて、前記患者の位置ずれを判定する判定部をさらに備える第1の態様の放射線治療装置である。 The radiotherapy apparatus according to the second aspect is the radiotherapy apparatus according to the first aspect, further comprising a determination unit that determines a positional shift of the patient based on the three-dimensional data of the patient acquired by the 3D scanner unit. .
本態様では、患者に位置ずれが生じた場合のずれの補正が可能となる。 In this aspect, it is possible to correct the deviation when a positional deviation occurs in the patient.
第3の態様の放射線治療装置は、前記3Dスキャナ部で取得した前記患者の3次元データに基づいて、前記患者の認証による判定を行う判定部をさらに備える第1の態様の放射線治療装置である。 The radiotherapy apparatus according to the third aspect is the radiotherapy apparatus according to the first aspect, further including a determination unit that performs determination based on the patient authentication based on the three-dimensional data of the patient acquired by the 3D scanner unit. .
本態様では、患者の取違い、又は患者のデータの取違いが生じた場合の再セットアップが可能となる。 In this aspect, it is possible to perform re-setup when a patient difference or a patient data difference occurs.
第4の態様の放射線治療装置は、前記3Dスキャナ部が、前記放射線照射部と共に回転する第1から第3の態様のいずれかの放射線治療装置である。 The radiation therapy apparatus according to the fourth aspect is the radiation therapy apparatus according to any one of the first to third aspects in which the 3D scanner unit rotates together with the radiation irradiation unit.
本態様では、3Dスキャナ部を、放射線照射部と同じの回転軸で回転させることができるため、放射線照射部の回転軌道に沿った3Dデータを検出することができる。 In this aspect, since the 3D scanner unit can be rotated by the same rotation axis as that of the radiation irradiation unit, 3D data along the rotation trajectory of the radiation irradiation unit can be detected.
第5の態様の放射線治療装置の作動方法は、前記回転支持部を回転駆動させて、前記3Dスキャナ部を前記患者の回りに回転させながら、前記3Dスキャナ部から前記患者に向かって前記センサ光を照射する走査ステップを実施する第1から第4の態様のいずれかの放射線治療装置の作動方法である。 The operation method of the radiotherapy apparatus of the fifth aspect is the sensor light from the 3D scanner unit toward the patient while rotating the rotation support unit and rotating the 3D scanner unit around the patient. It is the operating method of the radiotherapy apparatus in any one of the 1st to 4th aspect which implements the scanning step which irradiates.
本態様では、回転支持部による回転駆動を利用して、3Dスキャナ部を患者の回りに回転させることができるため、3Dスキャナ自体の構成を極めて簡素にしながら、精度の高い3次元計測を行うことができる。 In this aspect, since the 3D scanner unit can be rotated around the patient using the rotation drive by the rotation support unit, highly accurate three-dimensional measurement is performed while the configuration of the 3D scanner itself is extremely simple. Can do.
本発明の放射線治療装置及びその作動方法によれば、患者を被曝させず、かつ、3次元情報を通じて精度の高いセットアップを行うことができる。 According to the radiotherapy apparatus and the operating method thereof of the present invention, it is possible to perform setup with high accuracy through three-dimensional information without exposing a patient.
以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, various embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
「第一実施形態」
本発明に係る放射線治療装置の第一実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。
"First embodiment"
1st Embodiment of the radiotherapy apparatus which concerns on this invention is described with reference to FIGS.
図1〜図3に示すように、放射線治療装置10は、固定部100と、放射線照射部101と、回転支持部102と、3Dスキャナ部103と、寝台2と、を備える。
固定部100は、放射線治療室の床面FLに固定される。床面FLに固定された固定部100は、放射線照射部101と、回転支持部102と、3Dスキャナ部103と、を支持する。
放射線照射部101は、寝台2に固定された患者に向けて、治療のための放射線を照射する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The
The
図2に示すように、回転支持部102は、軸部102a、回転部102b及び腕部102cを備える。本実施形態において、軸部102a、回転部102b及び腕部102cは一体構造である。
回転支持部102は、固定部100に対して、軸部102aの軸線Azを中心に回転駆動される。回転支持部102は、放射線照射部101を支持しており、回転駆動により放射線照射部101を軸部102aの軸線Azの回りに回転させる。回転支持部102は、当該回転駆動により放射線照射部101を、寝台2に固定された患者の回りに回転させる。なお、以下、回転支持部102の回転する方向を「回転方向Dc」という。
As shown in FIG. 2, the
The
本実施形態では、軸部102aの軸線Azが、寝台2に固定された患者OBJの***軸の軸線と一致するように構成されているが、患者OBJの回りに放射線照射部101を回転させるものであるなら、患者OBJの***軸の軸線と一致しなくてもよい。
例えば、軸部102aの軸線Azに対し、寝台2に固定された患者OBJの***軸の軸線を自由に変更できるように寝台2を構成してもよい。具体的には、固定部100を中心として、寝台2を水平面内で旋回可能に構成してもよい。
また、軸部102aの軸線Azに対し、寝台2に固定された患者OBJの***軸の軸線が水平面内で直交するように構成すれば、患者OBJの左右の画像を取得しにくくなるが、頭頂部から腹部の画像の取得することができる。
さらに、軸部102aの軸線Azと寝台2に固定された患者OBJの***軸の軸線とのなす角度が異なる複数の3Dデータを検出することで、総合的な座標を判断することもできる。
In the present embodiment, the axis Az of the
For example, the
Further, if the axis of the body axis of the patient OBJ fixed to the
Furthermore, it is also possible to determine the overall coordinates by detecting a plurality of 3D data having different angles between the axis Az of the
腕部102cは、基端102dから先端102eへZ方向に延びている。なお、Z方向は、固定部100から寝台2に向かって、軸線Azが延びる方向である。
腕部102cは、基端102dにおいて、回転部102bと一体化している。よって、腕部102cは、回転部102bと共に軸部102aの軸線Azの回りを回転する。
The
The
回転支持部102は、腕部102cの先端102eにおいて、放射線照射部101及び3Dスキャナ部103を支持している。本実施形態では、腕部102cの先端102eの下面102fに放射線照射部101が設けられ、腕部102cの先端102eの側面102gに3Dスキャナ部103が設けられている。本実施形態の場合、3Dスキャナ部103は、回転支持部102のフレームに固定具や接着材によって取り付けられている。
The
回転支持部102に、3Dスキャナ部103と放射線照射部101とを設ければ、3Dスキャナ部103は、軸線Azの回りを放射線照射部101と共に回転する。よって、3Dスキャナ部103は、放射線照射部101と同じ回転軸で回転するため、3Dスキャナ部103は放射線照射部101の回転軌道に沿って移動しながら3Dデータを検出することができる。また、3Dスキャナ部103と放射線照射部101とは、同じ回転角度で回転する。
If the
本実施形態では、腕部102cの先端102eに、3Dスキャナ部103と放射線照射部101とを隣接させて設けている。
In the present embodiment, the
回転支持部102は、付属品として、さらにX線照射部104a及びX線検出部104bを有するX線撮影部104と、放射線検出部109とを備える。X線照射部104a及びX線検出部104bは、軸線Azを挟んで互いに対向する位置に設けられ、回転支持部102の回転を利用して軸線Azの回りを回転することができる。
The
X線照射部104aは、寝台2に固定されている患者に向かってX線を照射する。照射されたX線は、患者を透過しX線検出部104bで検出される。よって、X線撮影部104によって、患者のレントゲン画像といった2次元データが検出される。さらに、X線撮影部104は、回転支持部102の回転を利用して、異なる回転位置で複数のX線画像を撮影し、CT画像を再構成すれば、CTスキャナとして利用することもできる。X線撮影部104も、放射線照射部101と同じの回転軸で回転させることができるため、放射線照射部101の回転軌道に沿った複数のX線画像を検出することができる。
The
放射線検出部109は、寝台2に固定された患者を挟んで放射線照射部101と対向する位置に設けられ、治療のために放射線照射部101から照射された放射線の透過画像を検出する。
本実施形態では、放射線照射部101は、X線照射部104aと異なるエネルギーのX線を照射している。よって、放射線検出部109は、X線検出部104bが検出するX線と異なるエネルギーのX線を検出することができる。例えば、放射線検出部109及びX線検出部104bでレントゲン画像を取得するなら、X線検出部104bが検出するレントゲン画像と、放射線検出部109が検出するレントゲン画像とで、異なるエネルギーのレントゲン画像を取得することができる。
The
In the present embodiment, the
寝台2は、寝た体勢で患者を固定する。寝台2は、Z方向に沿ってスライド可能となっている。
The
3Dスキャナ部103の詳細について説明する。
図4に示すように、3Dスキャナ部103は、寝台2に固定されている患者OBJに向かってセンサ光SL(例えば、赤外光)を走査する。
3Dスキャナ部103は、センサ光SLを照射するセンサ光照射部103aと、反射光を検出するセンサ光検出部103bと、を有する。3Dスキャナ部103は、センサ光照射部103aから照射されたセンサ光SLを対象物の表面に対して走査し、当該表面からの反射光を解析し、当該表面の3Dデータ(3次元データ)を検出する。
本実施形態の場合、3Dスキャナ部103と放射線照射部101とを隣接させて設けることによって、センサ光照射部103aが照射するセンサ光SLの位置を、放射線照射部101が放射線を照射する領域(照射野)内に合わせている。変形例として、センサ光照射部103aが照射するセンサ光SLの位置を、放射線照射部101の照射野の周辺に合わせてもよい。他の変形例として、センサ光照射部103aが照射するセンサ光SLの位置を、放射線照射部101の照射野と異なる位置に合わせてもよい。
Details of the
As illustrated in FIG. 4, the
The
In the case of the present embodiment, by providing the
本実施形態では、3Dスキャナ部103は、センサ光照射部103aから照射されたセンサ光SLを患者OBJの顔や体の表面に対して走査し、患者OBJの顔や体の表面からの反射光を解析し、患者OBJの顔や体の表面の3Dデータを検出する。
In the present embodiment, the
検出された3Dデータは、3Dスキャナ部103から処理部105へ送られる。処理部105は、受け取った3Dデータを記憶する記憶部106及び3Dデータにより患者OBJの位置ずれの判定を行う判定部107を備える。
The detected 3D data is sent from the
3Dデータを検出する方式としては、三角測距法を用いた方式や位相差測距法を用いた方式等がある。本実施形態の場合、3Dスキャナ部103のセンサ光照射部103aは、センサ光SLとして、Z方向に延びるスリット形状のレーザ光を照射している。よって、本実施形態では、3Dスキャナ部103は、図4のように、Z方向に延びるスリット形状のレーザ光で、患者OBJの体や顔の表面を走査し、その反射光から三角側距の原理によって、患者OBJの体や顔の表面との距離情報を得て3次元データ化する。
As a method for detecting 3D data, there are a method using a triangulation method, a method using a phase difference distance measurement method, and the like. In the case of the present embodiment, the sensor
変形例として、3Dスキャナ部103は、センサ光SLを走査し、センサ光SLとそのセンサ光SLの反射光との位相差や時間差からによって、患者OBJの体や顔の表面との距離情報を得て3次元データ化するものであってもよい。他の変形例として、3Dスキャナ部103は、隣接する2つのセンサ光SLを走査し、2つのセンサ光SLそれぞれの反射光の位相差や時間差から、患者OBJの体や顔の表面との距離情報を得て3次元データ化するものであってもよい。なお、センサ光SLの形状は、スリット形状でなくてもよく、面走査できるなら、例えば、スポット形状であってもよい。
As a modification, the
図5に示すように、3Dスキャナ部103は、回転支持部102の回転を利用して、軸線Azの回りを回転方向Dcに回転し、患者OBJの体や顔の表面に対して光を走査する。
本実施形態の場合、回転方向Dcへの回転によって、Z方向と交差する方向に走査できるため、レーザ光の延びる方向と交差する方向にセンサ光SLを走査できる。よって、患者OBJの体や顔の表面を面走査することができる。
As shown in FIG. 5, the
In the case of the present embodiment, scanning in the direction intersecting the Z direction can be performed by rotation in the rotation direction Dc, so that the sensor light SL can be scanned in the direction intersecting with the extending direction of the laser light. Thus, the surface of the body and face of the patient OBJ can be scanned.
変形例として、センサ光照射部103aは、Z方向に延びるスリット形状のレーザ光を照射するものに代えて、ポリゴンミラー等によりスポット形状のレーザ光をZ方向に走査するものとしてもよい。この場合、センサ光照射部103aによるスポット形状のレーザ光のZ方向の走査と、回転支持部102の回転による回転方向Dcの走査によるラスタ走査で、患者OBJの体や顔の表面を面走査することができる。
As a modification, the sensor
面走査することによって検出された3Dデータは、判定部107において患者OBJの位置ずれの判定に用いられる。本実施形態では、図6に示すように、1回目に得られた患者OBJの体の3Dデータと2回目に得られた患者OBJの体の3Dデータとを比較することによって、***のずれといった患者OBJの位置ずれを判定する。
The 3D data detected by the surface scanning is used by the
例えば、まず1回目の放射線治療時に検出した患者OBJの体の3Dデータを予め記憶部106に記憶しておく。1回目はX線やCT画像と組み合わせて放射線照射部に対する患者OBJの体勢を、患者OBJや寝台2を移動させて補正し、その補正した体勢において、基準としての3Dデータを検出する。
その後、2回目の放射線治療時に検出した患者OBJの体の3Dデータを記憶部106に記憶する。そして、判定部107において、記憶部106に記憶された1回目に得られた患者OBJの体の3Dデータと、記憶部106に記憶された2回目に得られた患者OBJの体の3Dデータと、を比較して位置ずれを判定する。
ここでは、1回目と2回目とのデータ比較について説明したが、データの比較は1回目と2回目だけでなく、1回目と3回目以降とのデータ比較等、任意の回数同士のデータ比較を行うことも可能である。基準の3Dデータも任意のものを設定することが可能である。
また、データ比較だけでなく、図6に示すように1回目に検出した画像(3Dデータ)を基準の画像として、2回目以降と基準の画像を重ね合わせることでXYZ座標の具体的な数値の差を求め、そのずれている差の分、患者OBJや寝台2を移動させ、正しい位置で治療を行う。
例えば、XYZ座標の具体的な数値の差は、基準の画像に対して2回目の画像を3次元的に動かすことによって求める。基準画像と2回目の画像がぴったり重なり合う位置まで2回目の画像を動かす。そして、その動かした分の座標の差を補正する移動距離とする。
For example, 3D data of the body of the patient OBJ detected at the time of the first radiotherapy is stored in the
Thereafter, 3D data of the body of the patient OBJ detected at the time of the second radiotherapy is stored in the
Here, the data comparison between the first time and the second time has been described. However, the data comparison is not limited to the first time and the second time, but the data comparison between the first time and the third time or any other number of times can be performed. It is also possible to do this. It is possible to set arbitrary reference 3D data.
In addition to the data comparison, as shown in FIG. 6, the first detected image (3D data) is used as a reference image, and the second and subsequent times are overlapped with the reference image to obtain specific numerical values of XYZ coordinates. The difference is obtained, and the patient OBJ and the
For example, the specific numerical difference of the XYZ coordinates is obtained by moving the second image three-dimensionally with respect to the reference image. The second image is moved to a position where the reference image and the second image exactly overlap. And it is set as the movement distance which correct | amends the difference of the coordinate for the moved part.
変形例として、放射線治療時に検出した患者OBJの体の3Dデータを、予め設定した枠やマーカの3Dデータと比較して、位置ずれを判定してもよい。予め設定された枠やマーカの3Dデータは、記憶部106に記憶しておき、比較時に読み出す。
As a modification, the positional deviation may be determined by comparing 3D data of the body of the patient OBJ detected at the time of radiotherapy with 3D data of a preset frame or marker. The preset frame and marker 3D data are stored in the
他の変形例として、判定部107は、3Dデータにより患者OBJの認証を行うものであってもよい。認証の判定は、位置ずれの判定と同様に、1回目の放射線治療時の3Dデータと、2回目の放射線治療時の3Dデータとを比較するものであってもよいし、予め与えられた3Dデータと、放射線治療時に得られた3Dデータを比較するものであってもよい。
3Dスキャナ部103により検出された3Dデータにより、患者OBJの認証を行うことができれば、患者OBJの取違い、又は患者OBJのデータの取違いを判定することができる。特に3Dデータを比較することによって、患者OBJの顔立ちや骨格が比較され、患者OBJの個体情報の違いを判定できるため、患者OBJの取違い、又は患者OBJのデータの取違いを正確に判定することができる。
患者OBJの取違い、又は患者のデータの取違いが検出された場合、操作者によって、患者OBJの確認や是正、又は患者OBJのデータの確認や是正を行う。
As another modification, the
If the patient OBJ can be authenticated based on the 3D data detected by the
When a patient OBJ difference or a patient data difference is detected, the operator confirms or corrects the patient OBJ or confirms or corrects the patient OBJ data.
本実施形態の放射線治療装置を構成する上での作用・効果について説明する。
本実施形態の放射線治療装置10は、回転支持部102の回転を利用して、3Dスキャナ部103を軸線Azの回りに回転させる。よって、3Dスキャナ部103を回転駆動するための機構を個別に設ける必要がないため、放射線治療装置10の機構を極めて簡素にすることができる。
Actions and effects in configuring the radiotherapy apparatus of this embodiment will be described.
The
また、本実施形態の放射線治療装置10は、既存の放射線治療装置の回転支持部に3Dスキャナ部を増設するだけで実現できる。よって、既存の放射線治療装置の設計や製造工程を大きく変更することなく、本実施形態の放射線治療装置10を構成できる。
本実施形態の場合、回転支持部102のフレームに3Dスキャナ部103を固定具や接着材によって取り付けているように、簡単な改造によって、既存の放射線治療装置の回転支持部に3Dスキャナ部を増設している。変形例として、既存の放射線治療装置の設計や製造工程を変更することによって、設計段階や製造段階で回転支持部102に3Dスキャナ部103を組み込んだり、一体成型したりしてもよい。
Moreover, the
In the case of the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、3Dスキャナ部103と放射線照射部101とを共通の回転機構である回転支持部102に設けているため、3Dスキャナ部103と放射線照射部101とを、いつも同じ回転面及び回転角度で回転させることができる。
例えば、3Dスキャナ部103と放射線照射部101とを共通の回転機構に設けず、個別の回転機構に設けた場合、3Dスキャナ部103と放射線照射部101との回転面および回転軸を完全に一致させることは難しい。
しかし、3Dスキャナ部103と放射線照射部101との回転面及び回転角度を一致させないと、ある回転方向Dcの位置において、センサ光照射部103aが照射するセンサ光SLの照射位置を放射線照射部101の照射野に合わせても、他の回転方向Dcの位置において、センサ光SLの照射位置と放射線照射部101の照射野とがずれてしまう。
もし3Dスキャナ部103と放射線照射部101との回転面および回転軸を一致させることができたとしても、同じ回転面及び回転角度で回転させるために、回転機構同士の位置合わせ(回転軸合わせ、原点合わせ)や、回転角度を合わせる制御が必要となる。
これに対し、本実施形態の場合、3Dスキャナ部103と放射線照射部101とを共通の回転機構で回転させているため、3Dスキャナ部103と放射線照射部101との回転面および回転軸を難なく一致させることができる。さらに、複雑な位置合わせを行う必要もないため、簡単な機構でありながら、3Dスキャナ部103と放射線照射部101との回転面及び回転角度を高い精度で一致させることができる。
加えて、センサ光SLの照射位置を放射線照射部101が放射線の照射野に一度合わせれば、どのような回転方向Dcの位置においても、センサ光SLの照射位置と放射線照射部101の照射野とがずれてしまうことがない。
Furthermore, in this embodiment, since the
For example, when the
However, if the rotation surfaces and rotation angles of the
Even if the rotation surfaces and the rotation axes of the
On the other hand, in the case of this embodiment, since the
In addition, once the
次に、本実施形態の放射線治療装置の性能上の作用・効果について説明する。
放射線照射部101の回転支持部102を利用しているため、放射線照射部101と同様な制御が可能である。よって、再現性が高く、高精度な3Dデータを検出でき、精度の高いセットアップを行うことができる。加えて、3Dデータを用いているため、2Dデータを検出する場合に比べて、患者OBJの面情報ではなく、空間情報を用いて位置ずれを判定することができる。
Next, functions and effects on the performance of the radiotherapy apparatus of this embodiment will be described.
Since the
また、患者OBJにX線を照射するCTスキャナを用いて3Dデータを検出する場合に比べ、赤外線といった光を照射して3Dデータを検出するため、X線による被曝の問題(特に小児患者への被曝の問題)が生じることがない。
同様に、患者OBJにX線を照射するレントゲン画像を検出する場合と比べても、X線による被曝の問題が生じることがない。加えて、レントゲン画像(2次元画像)という2Dデータを検出する場合よりも情報量が多いため、精度の高いセットアップを行うことができる。
In addition, compared to the case where 3D data is detected using a CT scanner that irradiates the patient OBJ with X-rays, the 3D data is detected by irradiating light such as infrared rays. The problem of exposure) does not occur.
Similarly, the X-ray exposure problem does not occur as compared with the case of detecting an X-ray image in which the patient OBJ is irradiated with X-rays. In addition, since the amount of information is larger than in the case of detecting 2D data called an X-ray image (two-dimensional image), a highly accurate setup can be performed.
さらに、患者OBJの体や顔の表面の3Dデータを検出するため、患者OBJの体や顔の輪郭、各部位や臓器の特徴の抽出し、患者OBJの体、顔、各部位又は各臓器の位置や向きを特定することが可能である。特に患者OBJの体や顔の表面に近い部位や臓器(特に***)の3Dデータを検出するのには有利である。
患者OBJの体や顔の位置や向きを特定できればセットアップが可能となる。よって、患者OBJの体や顔にセットアップのためのマーキングを施すことなく、患者OBJの体や顔のセットアップが可能であるため、マーキングを施すことによる患者OBJへのストレスが軽減される。
Furthermore, in order to detect 3D data of the body and face of the patient OBJ, the body and face contours of the patient OBJ and the characteristics of each part and organ are extracted, and the body, face, each part or each organ of the patient OBJ is extracted. It is possible to specify the position and orientation. In particular, it is advantageous for detecting 3D data of a part or organ (particularly, breast) close to the body or face of the patient OBJ.
Setup is possible if the position and orientation of the body and face of the patient OBJ can be identified. Therefore, since it is possible to set up the body and face of the patient OBJ without marking the body and face of the patient OBJ, stress on the patient OBJ due to the marking is reduced.
加えて、患者OBJの体や顔の表面の3Dデータを検出するため、照射野の確認や病変、副作用等の状況の確認のように、2次元写真やX線画像ではわからなかった情報を確認することができる。照射野の確認や病変、副作用の状況の確認等を行うには、患者OBJの体や顔の表面の3Dデータを画像に変換し、表示装置に表示、又は印刷物とし印刷すればよい。表示又は印刷された画像は、操作者によって確認される。また、画像としてカルテなどに保存することも可能である。 In addition, to detect 3D data on the body and face of the patient OBJ, confirm information that was not found in the 2D photograph or X-ray image, such as confirmation of the irradiation field, lesions, side effects, etc. can do. In order to confirm the irradiation field, the lesion, and the side effect, etc., 3D data of the body or face of the patient OBJ may be converted into an image and displayed on a display device or printed as a printed matter. The displayed or printed image is confirmed by the operator. Also, it can be stored as an image in a medical chart or the like.
本実施形態では、腕部102cの先端102e、特に側面102gに3Dスキャナ部103が設けられている。
変形例として、3Dスキャナ部103は、回転支持部102のうち、軸線Azの回りの位置、すなわち回転支持部102の回転に伴って軸線Azの回りを回転方向Dcに回転する位置であれば、どのような位置に設けてもよい。
例えば、回転支持部102のうち、軸線Azの回りを回転方向Dcに回転する位置として、腕部102cの基端102dに3Dスキャナ部103を設けてもよい。
また、回転支持部102のうち、軸線Azの回りを回転方向Dcに回転する位置として、回転部102bに3Dスキャナ部103を設けてもよい。
In the present embodiment, the
As a modification, the
For example, the
In addition, the
さらに、回転支持部102のうち、軸線Azの回りを回転方向Dcに回転する位置として、X線撮影部104のX線照射部104aやX線検出部104b、放射線検出部109といった各種付属品に、3Dスキャナ部103を設けてもよい。加えて、回転支持部102が当該各種付属品を支持する部材に、3Dスキャナ部103を設けてもよい。
Further, as a position of the
いずれにしても、軸線Azの回りに回転する位置に設けられた3Dスキャナ部103は、軸線Azの回りを放射線照射部と共に回転し、放射線照射部101の回転軌道に沿った3Dデータを検出することができる。
ただし、3Dスキャナ部103を設ける位置は、軸線Azから離れた位置であるほど、3Dスキャナ部103の回転方向Dcへの移動距離が大きくなるため、比較的解像度の高い3Dデータを検出することができる。
In any case, the
However, since the moving distance of the
他の変形例として、3Dスキャナ部103は、放射線照射部101に設けられてもよい。放射線照射部101に設ける場合は、放射線の放出箇所を避けた位置、例えば、放射線照射部101のうち、放射線の放出箇所の周囲に3Dスキャナ部103を設ける。
このような位置に設けることによって、3Dスキャナ部103は、放射線照射部101は放射線の放出を妨げず、回転支持部102の回転を利用して軸線Azの回りを回転することができる。
As another modification, the
By providing in such a position, the
「放射線治療装置の作動方法」
一例として、第一実施形態の放射線治療装置の作動方法について、図7を参照して説明する。
まず、放射線治療装置10は、回転支持部102に取り付けられた3Dスキャナ部103を、回転支持部102の回転を利用して、軸線Azの回りに回転方向Dcに回転させながら、患者OBJの体や顔の表面に対して光を走査する(走査ステップ:S1)。
"Method of operating radiotherapy equipment"
As an example, the operation method of the radiotherapy apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIG.
First, the
走査ステップS1では、放射線治療装置10は、回転支持部102を駆動させて、3Dスキャナ部103を患者OBJの回りに回転させながら、3Dスキャナ部103から患者OBJの体や顔の表面に向かってセンサ光SLを照射し、3Dデータを検出する。
In the scanning step S1, the
続いて放射線治療装置10は、走査ステップS1を実施することにより、検出された3Dデータを、1回目に得られた患者OBJの体の3Dデータ、枠やマーカの3Dデータを含む他の3Dデータと比較する(比較ステップ:S2)。放射線治療装置10は、比較ステップS3における比較によって、患者OBJの体や顔の位置ずれの判定や認証の判定を行う。本実施形態では比較ステップにおいて、座標の差を算出し、その差分、寝台2を移動させて、正しい位置に患者OBJを移動させる。画像の重ねあわせが、うまくできないほどずれている場合は、再セットアップを行う。
Subsequently, the
患者OBJの体や顔の位置ずれの判定や認証の判定の結果、放射線治療を行っても問題ないと判定された場合、操作者は、放射線治療を実施する(治療ステップ:S4)。 When it is determined that there is no problem even if the radiation treatment is performed as a result of the determination of the displacement of the body or face of the patient OBJ or the determination of the authentication, the operator performs the radiation treatment (treatment step: S4).
「第二実施形態」
本発明に係る放射線治療装置の第二実施形態について、図8を参照して説明する。
"Second embodiment"
A second embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態の放射線治療装置510は、第一実施形態と基本的に同じであるが、固定部の円柱形状の中空空間内に、リング形状の回転支持部が収容されている点が異なっている。
図8に示すように、放射線治療装置510は、固定部600と、放射線照射部601と、回転支持部602と、3Dスキャナ部103と、寝台2と、を備える。
固定部600は、放射線治療室の床面FLに固定される。床面FLに固定された固定部600は、放射線照射部601と、回転支持部602と、3Dスキャナ部103と、を支持する。固定部600は、軸線Azを軸とする円柱形状の中空空間を有する。
The
As shown in FIG. 8, the
The fixing
回転支持部602は、軸線Azを中心としたリング形状を有している。すなわち、回転支持部602のリング形状と固定部600の円柱形状とが軸線Azに関して同軸配置となっている。回転支持部602は、固定部600の円柱形状の中空空間に収容されている。
回転支持部602は、固定部600に対して、軸線Azを中心に回転駆動される。回転支持部602は、リング形状の円周の一部において、放射線照射部601を支持しており、回転駆動により放射線照射部601を軸線Azの回りに回転させる。本実施形態の場合、放射線照射部601は、回転支持部602の内部に収容されている。
回転支持部602は、当該回転駆動により放射線照射部601を、寝台2に固定された患者の回りに回転させる。
The
The
The
回転支持部602は、リング形状の円周の一部において、3Dスキャナ部103を支持している。本実施形態の場合、3Dスキャナ部103は、回転支持部602のフレームに固定具や接着材によって取り付けられている。よって、回転支持部602に、3Dスキャナ部103と放射線照射部601とが設けられているため、3Dスキャナ部103は、軸線Azの回りを放射線照射部601と共に回転する。また、3Dスキャナ部103は、放射線照射部601と同じ回転軸で回転するため、3Dスキャナ部103は放射線照射部601の回転軌道に沿って移動しながら3Dデータを検出することができる。さらに、3Dスキャナ部103と放射線照射部601とは、同じ回転角度で回転する。
The
本実施形態では、図8に示すように、3Dスキャナ部103を、放射線照射部601と回転方向Dcに関して同じ位置に設けているが、放射線照射部601と回転方向Dcに関して異なる位置に設けてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 8, the
また、第一実施形態と同様な変形例として、既存の放射線治療装置の設計や製造工程を変更することによって、設計段階や製造段階で回転支持部602に3Dスキャナ部103を組み込んだり、一体成型したりしてもよい。
Further, as a modification similar to the first embodiment, the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to the said embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
本実施形態において、3Dスキャナ部103は、光を患者OBJの体や顔の表面に対して走査しているが、患者OBJの着衣、バッジ、腕章等に対して走査してもよい。
さらに患者OBJにストレスがかからないようであれば、患者OBJの体や顔の表面に図6のようなマーカMKを付して、付されたマーカを走査してもよい。
In the present embodiment, the
If the patient OBJ is not stressed, a marker MK as shown in FIG. 6 may be attached to the body or face of the patient OBJ, and the attached marker may be scanned.
また本実施形態は、3Dスキャナ部103により検出された3Dデータによってセットアップを行っている。多少のX線の被曝が許容され、より精度を高める場合は、X線撮影部104と放射線検出部109との両方又はどちらかによって検出された患者OBJの座標と、3Dスキャナ部103により検出された3Dデータとを比較して、位置ずれや認証の判定を行ってもよい。ただし、X線撮影部104によって検出された患者OBJの3Dデータと、3Dスキャナ部103により検出された3Dデータと比較する場合は、X線撮影部104によって検出された患者OBJの3Dデータから患者OBJの体や顔の表面の3Dデータを抽出する必要がある。さらに、当該抽出された3Dデータの各データと、3Dスキャナ部103により検出された3Dデータの各データとを対応付けする必要がある。
また、X線撮影部104や放射線検出部109から得られた座標と、3Dスキャナ部103により検出された3Dデータとの比較だけでなく、例えば、X線撮影部104(又は放射線検出部109)で検出されたX線画像同士の比較と、3Dスキャナ部103により検出された3Dデータ同士の比較の両方を行うこととしてもよい。デバイス毎の基準で比較するようにすれば、それぞれの座標の情報が紐付けられるので、異なるデバイスでの評価ではなく同じデバイス同士の評価で、それぞれの座標のずれの違いを比較することができる。
In the present embodiment, setup is performed using 3D data detected by the
Further, not only the comparison of the coordinates obtained from the
本実施形態の3Dスキャナ部103は、赤外線を用いて患者OBJの体や顔の表面の3Dデータを検出しているが、患者OBJの体や顔の表面、又は患者OBJの体や顔の表面に近い部位の反射画像を取得できるものであれば、遠赤外光、近赤外光、可視光又は紫外光を用いて3Dデータを検出してもよい。特に可視光を用いた場合、カラー画像を検出できるので、カラー画像に基づく位置ずれや認証の判定が可能となる。
The
2 寝台
10 放射線治療装置
100 固定部
101 放射線照射部
102 回転支持部
102a 軸部
102b 回転部
102c 腕部
102d 基端
102e 先端
102f 下面
102g 側面
103 スキャナ部
103a センサ光照射部
103b センサ光検出部
104 X線撮影部
104a X線照射部
104b X線検出部
105 処理部
106 記憶部
107 判定部
109 放射線検出部
510 放射線治療装置
600 固定部
601 放射線照射部
602 回転支持部
Az 軸線
Dc 回転方向
FL 床面
OBJ 患者
SL センサ光
MK マーカ
2
Claims (5)
前記放射線照射部を支持し、前記放射線照射部を前記患者の回りに回転させる回転支持部と、
前記放射線照射部又は前記回転支持部に取り付けられ、前記患者の回りに回転され、前記患者に向かってセンサ光を照射する3Dスキャナ部と、を備える放射線治療装置。 A radiation irradiation unit for irradiating the patient with radiation;
A rotation support unit for supporting the radiation irradiation unit and rotating the radiation irradiation unit around the patient;
A radiation therapy apparatus comprising: a 3D scanner unit attached to the radiation irradiation unit or the rotation support unit, rotated around the patient, and radiates sensor light toward the patient.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016136185A JP6947373B2 (en) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | Radiation therapy device and its operation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016136185A JP6947373B2 (en) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | Radiation therapy device and its operation method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018000865A true JP2018000865A (en) | 2018-01-11 |
JP6947373B2 JP6947373B2 (en) | 2021-10-13 |
Family
ID=60947007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016136185A Active JP6947373B2 (en) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | Radiation therapy device and its operation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6947373B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02161962A (en) * | 1988-10-04 | 1990-06-21 | C J R Mebu | Mesuring and inspecting apparatus |
JPH1163927A (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Head position and posture measuring device, and operation monitoring device |
US20030083562A1 (en) * | 2001-11-01 | 2003-05-01 | Ali Bani-Hashemi | Patient positioning system employing surface photogrammetry |
US20030133602A1 (en) * | 2002-01-15 | 2003-07-17 | Ali Bani-Hashemi | Patient positioning by video imaging |
JP2008022896A (en) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | Positioning system |
JP2008043567A (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | Positioning system |
US20150306340A1 (en) * | 2014-03-06 | 2015-10-29 | Virtual Realty Medical Applications, Inc. | Virtual reality medical application system |
-
2016
- 2016-07-08 JP JP2016136185A patent/JP6947373B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02161962A (en) * | 1988-10-04 | 1990-06-21 | C J R Mebu | Mesuring and inspecting apparatus |
JPH1163927A (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Head position and posture measuring device, and operation monitoring device |
US20030083562A1 (en) * | 2001-11-01 | 2003-05-01 | Ali Bani-Hashemi | Patient positioning system employing surface photogrammetry |
US20030133602A1 (en) * | 2002-01-15 | 2003-07-17 | Ali Bani-Hashemi | Patient positioning by video imaging |
JP2008022896A (en) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | Positioning system |
JP2008043567A (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | Positioning system |
US20150306340A1 (en) * | 2014-03-06 | 2015-10-29 | Virtual Realty Medical Applications, Inc. | Virtual reality medical application system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6947373B2 (en) | 2021-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7326009B2 (en) | Camera monitoring system for patient monitoring in a bore-based medical system and method for calibrating the camera monitoring system | |
US7869562B2 (en) | Automatic patient positioning system | |
US7465090B2 (en) | Medical imaging installation and method for such an installation | |
JP2021112589A (en) | Radiation based treatment beam position calibration and verification | |
JP6284635B2 (en) | Calibration method for calibrating a stereo camera system for use with a radiotherapy device | |
US20150117601A1 (en) | X-ray source with module and detector for optical radiation | |
CN106255531B (en) | Method and system for calibration | |
JP6275030B2 (en) | Biopsy device and method of operating the same | |
CN1925793A (en) | System for guiding a medical instrument in a patient body | |
US10124193B2 (en) | X-ray therapy system and irradiation field determining method | |
KR20140148247A (en) | Information providing method and apparatus for aligning x-ray tube and detector of mobile x-ray, and wireless detector | |
US20140046601A1 (en) | Method for calibration and qa | |
CN111031918A (en) | X-ray imaging apparatus and control method thereof | |
US20140241511A1 (en) | Method and projection device to mark a surface of a 3d examination subject | |
JP2008022896A (en) | Positioning system | |
JP5298265B2 (en) | Patient positioning device | |
JP2018114201A (en) | Radiotherapy system and patient position confirmation system | |
JP4841319B2 (en) | Multi-slice X-ray CT system | |
US8175365B2 (en) | Method for registering a two-dimensional image data set, generated using fan-shaped imaging rays, in the medical field and a corresponding computer program product and method and system for automatically registering a body on the basis of two-dimensional image data, for use in medical navigation systems | |
JP2022009850A (en) | Method and system for calibration | |
JP2006180910A (en) | Radiation therapy device | |
JP2004255160A5 (en) | ||
JP6947373B2 (en) | Radiation therapy device and its operation method | |
JP5078972B2 (en) | Radiotherapy apparatus control method and radiotherapy apparatus control apparatus | |
JP2006198119A (en) | Radiotherapy apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190620 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200714 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200907 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210531 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20210531 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20210604 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20210608 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210831 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210909 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6947373 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |