JP2018134123A - Patient positioning device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a patient positioning device capable of positioning a patient in a short time concerning a radiotherapy.SOLUTION: A positioning device of a radiotherapy system includes: a pseudo transparent image generation section for generating a pseudo transparent image from X-ray CT data; and a calculation section for calculating a movement amount or a rotation amount of an irradiation object by comparing two images. The pseudo transparent image generation section generates a first pseudo transparent image from X-ray CT data acquired after an irradiation object is fixed to a treatment table. The calculation section performs calculation on the basis of a second pseudo transparent image generated from previously acquired X-ray CT data concerning an irradiation object and the first pseudo transparent image.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、放射線治療における患者位置決め装置及び患者位置決め方法に関する。   The present invention relates to a patient positioning apparatus and a patient positioning method in radiation therapy.

本技術分野の背景技術として、特開２００７−２８２８７７（特許文献１）がある。この公報には、「患者などの放射線照射対象部位についての３次元参照画像を入力する参照ＣＴ画像入力部１０２と、前記３次元参照画像から位置姿勢情報に基づいて擬似透視画像を生成する擬似透視画像生成部１０６と、位置決めされる放射線照射対象部位についての照合透視画像を入力する照合Ｘ線透視画像入力部１０４とを備え、前記擬似透視画像と前記照合透視画像との相関値が所定の値を超えた時の位置姿勢と前記３次元参照画像撮像時の位置姿勢の変化量を放射線照射対象部位の並進量と回転量として、前記放射線照射対象部位を位置決めする最適化計算部１１０を含む位置決め手段を設けた。」と記載されている。   As background art of this technical field, there is JP-A 2007-282877 (Patent Document 1). This publication describes “a reference CT image input unit 102 for inputting a three-dimensional reference image of a radiation irradiation target site such as a patient, and a pseudo-perspective image that generates a pseudo-fluoroscopic image from the three-dimensional reference image based on position and orientation information. An image generation unit 106 and a verification X-ray fluoroscopic image input unit 104 that inputs a verification fluoroscopic image for the radiation irradiation target portion to be positioned, and a correlation value between the pseudo-fluoroscopic image and the verification fluoroscopic image is a predetermined value Positioning including an optimization calculation unit 110 that positions the radiation irradiation target part using the amount of change of the position and orientation when the three-dimensional reference image is captured as the translation amount and the rotation amount of the radiation irradiation target part. Means have been provided. "

本技術分野の別の背景技術として、特開第２００６−２３９４０３号（特許文献２）がある。この公報には、「位置決めデータ生成装置６ ０ は、現在断層像情報及び基準断層像情報を用いて、Ｘ − Ｙ平面（ Ｘ 方向及びＹ 方向の二軸によって確定される面） での位置決めデータ（ 第１ 位置決めデータ） 、及びＸ − Ｚ 平面（ Ｘ 方向及びＺ 方向の二軸によって確定される面） での位置決めデータ（ 第２位置決めデータ） を作成する。これらの位置決めデータの作成を、図９を用いて具体的に説明する。三次元画像情報である基準断層情報を用いて、治療計画で設定されたアイソセンタ（ 患部に相当） を含むＸ − Ｙ 平面における二次元画像情報である第１ 基準画像情報（ Ｘ − Ｙ 平面基準画像情報という） 、及びアイソセンタを含むＸ − Ｚ 平面における二次元画像情報である第２基準画像情報（ Ｘ − Ｚ 平面基準画像情報という） を作成する（ ステップ７ ０ ） 。三次元画像情報である現在断層情報を用いて、基準断層像情報と同じＸ − Ｙ 平面における二次元画像情報である第１ 現在画像情報（ Ｘ − Ｙ 平面現在画像情報という） 、及び基準断層像情報と同じＸ − Ｚ 平面における二次元画像情報である第２現在画像情報（ Ｘ − Ｚ 平面現在画像情報という） を作成する（ ステップ７ １ ） 。」と記載されている。また、この広報には「位置決めデータ生成装置６ ０ は、Ｘ − Ｙ 平面現在画像情報及びＸ − Ｙ 平面基準画像情報を用いて、Ｘ − Ｙ 平面におけるベッド位置決めデータであるＸ 方向及びＹ 方向におけるベッド１ ３ の各移動量、及びベッド１ ３ の回転角を算出する（ U S P 5 , 0 3 9 , 8 6 7号図３ ） （ ステップ７ ３ ） 。」と記載されている。また、この広報には、「「Ｎ Ｏ 」が入力されると、位置決めデータ生成装置６ ０ は、Ｘ − Ｙ 平面及びＸ − Ｚ 平面現在画像情報と対応するＸ − Ｙ 平面及びＸ − Ｚ 平面基準画像情報との一致が達成していないことを認識する。このときには、ステップ７ ８ の処理が実行される。操作者は、「Ｎ Ｏ」を入力すると共に、マウス（ 図示せず） による操作によって、ディスプレイ装置６ ３ Ａの画面上でＸ − Ｙ 平面現在画像情報を移動させてＸ − Ｙ 平面基準画像情報に、ディスプレイ装置６ ３ Ｂ の画面上でＸ − Ｚ 平面現在画像情報を移動させてＸ − Ｚ 平面基準画像情報にそれぞれ合わせる。ステップ７ ８ は、Ｘ − Ｙ 平面及びＸ − Ｚ 平面現在画像情報のそれぞれの移動に基づいて、Ｘ 方向、Ｙ 方向およびＺ 方向におけるベッド１ ３ の各移動量、及びψ軸周りの回転角を算出する。ステップ７ ８ で算出された各情報がベッド制御装置６ ２ に出力される（ ステップ７ ９ ） 。」と記載されている。   As another background art in this technical field, there is JP-A-2006-239403 (Patent Document 2). In this publication, “the positioning data generating device 60 uses the current tomographic image information and the reference tomographic image information to determine the positioning data on the XY plane (a plane determined by two axes in the X direction and the Y direction). (First positioning data) and positioning data (second positioning data) on the X-Z plane (surface determined by two axes in the X direction and Z direction) are created. This will be described in detail with reference to 9. First reference information that is two-dimensional image information on an XY plane including an isocenter (corresponding to an affected area) set in a treatment plan using reference tomographic information that is three-dimensional image information. Reference image information (X-Y plane reference image information) and second reference image information (X-Z plane reference image information) that is two-dimensional image information in the X-Z plane including the isocenter. (Step 70) Using the current tomographic information that is three-dimensional image information, first current image information (XY) that is two-dimensional image information in the same XY plane as the reference tomographic image information. 2nd current image information (referred to as X-Z plane current image information) that is two-dimensional image information in the same X-Z plane as the reference tomographic image information is created (step 71). It is described. In addition, this public information includes “the positioning data generating device 60 uses the XY plane current image information and the XY plane reference image information in the X direction and the Y direction as bed positioning data in the XY plane. The amount of movement of the bed 1 3 and the rotation angle of the bed 1 3 are calculated (USP 5, 0 39, 8 67, FIG. 3) (step 7 3). In addition, when “N O” is input to this publicity, the positioning data generation device 60 causes the XY plane and the XZ plane corresponding to the XY plane and the XZ plane current image information. Recognize that matching with the reference image information is not achieved. At this time, the process of step 7 8 is executed. The operator inputs “N 2 O” and moves the XY plane current image information on the screen of the display device 63 A by an operation with a mouse (not shown), thereby XY plane reference image information. Then, the X-Z plane current image information is moved on the screen of the display device 6 3 B so as to match the X-Z plane reference image information. In step 7 8, the movement amounts of the bed 13 in the X direction, the Y direction, and the Z direction, and the rotation angle around the ψ axis are determined based on the movements of the current image information on the XY plane and the XZ plane. calculate. Each information calculated in Step 7 8 is output to the bed control device 6 2 (Step 7 9). Is described.

特開２００７−２８２８７７JP2007-282877 特開第２００６−２３９４０３号JP 2006-239403 A

前記特許文献１には、荷電粒子ビーム（以下、単にビームと呼ぶ）を患部へ照射してがん等の病変を治療する粒子線治療システムにおいて、Ｘ線ＣＴにより治療計画前に取得された断層像から作成した擬似透視画像と患者位置決め時に取得された透視画像とを比較してビームを患部へ正確に照射するための患者の移動量及び回転量、即ち患者が固定されている治療台の移動量及び回転量を算出し、治療台を移動する患者位置決め装置が記載されている。   Patent Document 1 discloses a tomography acquired by X-ray CT before a treatment plan in a particle beam therapy system that treats a lesion such as cancer by irradiating a diseased site with a charged particle beam (hereinafter simply referred to as a beam). The amount of movement and rotation of the patient to accurately irradiate the affected area by comparing the pseudo fluoroscopic image created from the image and the fluoroscopic image acquired at the time of patient positioning, that is, movement of the treatment table on which the patient is fixed A patient positioning device is described that calculates the amount and amount of rotation and moves the treatment table.

前記特許文献２には、粒子線治療システムにおいて、Ｘ線ＣＴにより治療計画前に取得された断層像（以下、基準断層像と呼ぶ）と、患者の周囲を回転可能な照射装置（以下、回転ガントリーと呼ぶ）に搭載されたＸ線発生装置及びＸ線検出装置を用いたＸ線ＣＴにより患者位置決め時に取得された断層像（以下、現在断層像と呼ぶ）とを比較して、患者が固定された治療台の移動量及び回転量を算出し、治療台を移動する患者位置決め装置が記載されている。   In Patent Document 2, in a particle beam therapy system, a tomogram (hereinafter referred to as a reference tomogram) acquired before X-ray CT before a treatment plan and an irradiation device (hereinafter referred to as rotation) capable of rotating around the patient. The patient is fixed in comparison with a tomographic image (hereinafter referred to as a tomographic image) acquired at the time of patient positioning by X-ray CT using an X-ray generator and an X-ray detector mounted on a gantry. A patient positioning device that calculates the amount of movement and rotation of the treatment table and moves the treatment table is described.

前記特許文献２に記載の患者位置決め装置は、回転ガントリーにより複数の方向から照射されるビームの設計上の交点（以下、アイソセンタと呼ぶ）を含む直行する二平面について基準断層画像及び現在断層画像を作成し、両者の比較により三次元空間上における治療台の移動量及び回転量を算出する。この方法では、前記特許文献１に記載の擬似透視画像と透視画像とを比較する手法に比べて、特に軟部組織の治療において高い精度での患者位置決めが可能となる。   The patient positioning apparatus described in Patent Document 2 is configured to obtain a reference tomographic image and a current tomographic image for two orthogonal planes including intersections (hereinafter referred to as isocenters) in the design of beams irradiated from a plurality of directions by a rotating gantry. The amount of movement and the amount of rotation of the treatment table in the three-dimensional space are calculated by comparing the two. In this method, patient positioning can be performed with high accuracy, particularly in the treatment of soft tissue, as compared with the method of comparing the pseudo fluoroscopic image and the fluoroscopic image described in Patent Document 1.

一方で、前記特許文献２に記載の患者位置決め装置では、治療台の移動量を算出する前の患者位置（以下、現在患者位置と呼ぶ）の、治療計画が想定する患者位置（以下、基準患者位置）に対する移動量が大きい場合（例えば現在患者位置の基準患者位置に対する移動量が患部直径の１／４倍以上）、アイソセンタを含む二平面の断層画像に写る患部の形状が治療計画時と患者位置決め時とで変化し、断層画像同士の比較では治療台の移動量を正確に算出できない可能性がある。患者位置決め装置が治療台の移動量を正確に算出できない場合、患者位置決め装置の使用者はマウス操作などにより現在断層画像を基準断層画像と合わさるように移動することで治療台の移動量を患者位置決め装置に設定する必要がある。このため、前記特許文献２に記載の患者位置決め装置では、患者の移動量が大きい場合に治療台の移動量を手動で設定する必要が生じ、患者の位置決めに要する時間が増大する可能性がある。   On the other hand, in the patient positioning apparatus described in Patent Document 2, a patient position (hereinafter referred to as a reference patient) assumed by a treatment plan of a patient position before calculating the amount of movement of the treatment table (hereinafter referred to as current patient position). If the movement amount for the position is large (for example, the movement amount of the current patient position with respect to the reference patient position is ¼ or more times the diameter of the affected area), the shape of the affected area on the two-plane tomographic image including the isocenter is There is a possibility that the amount of movement of the treatment table cannot be accurately calculated by comparing tomographic images. If the patient positioning device cannot accurately calculate the amount of movement of the treatment table, the user of the patient positioning device moves the current tomographic image so that it matches the reference tomographic image by operating the mouse, etc. Must be set on the device. For this reason, in the patient positioning device described in Patent Document 2, when the amount of movement of the patient is large, it is necessary to manually set the amount of movement of the treatment table, which may increase the time required for patient positioning. .

そこで本発明では、放射線治療において患者の位置決めを短時間で行うことのできる患者位置決め装置を提供する。   Therefore, the present invention provides a patient positioning apparatus that can perform patient positioning in a short time in radiation therapy.

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、患者の体外から患部へ放射線を照射することにより病変を治療する定位体外照射療法に用いられる患者位置決め装置であって、前記患者について予め取得した第一のＸ線ＣＴデータから第一の擬似透視画像を作成し、治療台へ前記患者を固定した後に取得した第二のＸ線ＣＴデータから第二の擬似透視画像を作成し、前記第一の擬似透視画像と前記第二の擬似透視画像を比較することにより、前記第二のＸ線ＣＴデータを取得した時点における前記患者の位置及び傾きの前記第一のＸ線ＣＴデータを取得した時点における前記患者の位置及び傾きからの移動量及び回転量を算出し、前記移動量及び前記回転量の計算結果に基づいて前期治療台の位置及び傾きを制御することを特徴とする患者位置決め装置である。   In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted. The present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems. One example is a patient positioning device used for stereotactic body irradiation therapy for treating a lesion by irradiating the affected area with radiation from outside the patient's body. The first pseudo-fluoroscopic image is created from the first X-ray CT data acquired in advance for the patient, and the second pseudo-fluoroscopic image is obtained from the second X-ray CT data acquired after fixing the patient to the treatment table. By creating an image and comparing the first pseudo-fluoroscopic image and the second pseudo-fluoroscopic image, the first position of the patient at the time of acquiring the second X-ray CT data and the tilt of the first pseudo-fluoroscopic image The movement amount and rotation amount from the position and inclination of the patient at the time of acquiring the X-ray CT data are calculated, and the position and inclination of the treatment table are controlled based on the calculation results of the movement amount and rotation amount. A patient positioning device which is characterized in that.

本発明によれば、放射線治療において患者の位置決めを短時間で行うことのできる患者位置決め装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the patient positioning apparatus which can perform patient positioning in a short time in radiotherapy can be provided.

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.

実施形態１の患者位置決め装置を用いた粒子線治療システムの例Example of particle beam therapy system using patient positioning device of embodiment 1 実施形態１において患者及び治療台を回転ガントリーの回転軸方向から見た模式図The schematic diagram which looked at the patient and the treatment table in Embodiment 1 from the rotating shaft direction of the rotating gantry 実施形態１における患者位置決めの手順を示すフローチャート図The flowchart figure which shows the procedure of patient positioning in Embodiment 1. 実施形態１において擬似透視画像作成用に設定する直方体の模式図Schematic diagram of a rectangular parallelepiped set for creating a pseudo fluoroscopic image in the first embodiment 実施形態１において治療台制御装置の模式図Schematic diagram of the treatment table control device in the first embodiment

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態では、放射線治療において患者の位置決めを短時間で行うことのできる患者位置決め装置の例を説明する。   In the present embodiment, an example of a patient positioning device that can perform patient positioning in a short time in radiotherapy will be described.

図１は、本実施形態による患者位置決め装置を用いた粒子線治療システムの例である。   FIG. 1 is an example of a particle beam therapy system using a patient positioning device according to the present embodiment.

本実施形態の粒子線治療システムは、シンクロトロン等の加速器１０により所定の運動エネルギーまで加速された荷電粒子ビーム（以下、単にビームと呼ぶ）を高エネルギービーム輸送系１１へ取り出し、回転ガントリー１２及び回転ガントリーに搭載された照射ノズル１３を経由して、治療台２０に固定された照射対象である患者３０中の患部３１へ照射するものである。回転ガントリー１２は回転軸１４を軸として患者３０の周囲を回転し、複数の異なる方向からの患者３０へのビーム照射を可能とする。治療台２０の周囲には、患者位置決め装置を構成するＸ線発生装置２１ａ、２１ｂ及びＸ線検出装置２２ａ、２２ｂが設置されている。放射線を発生させる加速器１０、高エネルギービーム輸送系１１、回転ガントリー１２を構成する各機器は照射制御装置１５に接続されており、照射制御装置１５は照射制御装置１５に接続された治療計画装置１６が作成する治療計画に基づいて患者３０へのビーム照射を制御する。   The particle beam therapy system according to the present embodiment takes out a charged particle beam (hereinafter simply referred to as a beam) accelerated to a predetermined kinetic energy by an accelerator 10 such as a synchrotron to a high energy beam transport system 11, It irradiates the affected part 31 in the patient 30 which is the irradiation target fixed to the treatment table 20 via the irradiation nozzle 13 mounted on the rotating gantry. The rotating gantry 12 rotates around the patient 30 around the rotating shaft 14 and enables irradiation of the patient 30 with a beam from a plurality of different directions. Around the treatment table 20, X-ray generation devices 21a and 21b and X-ray detection devices 22a and 22b constituting a patient positioning device are installed. Each device constituting the accelerator 10 for generating radiation, the high energy beam transport system 11, and the rotating gantry 12 is connected to the irradiation control device 15, and the irradiation control device 15 is connected to the irradiation control device 15. The beam irradiation to the patient 30 is controlled based on the treatment plan created by the patient.

本実施形態の患者位置決め装置の構成及びその動作を図２を用いて説明する。図２は、患者３０及び治療台２０を回転ガントリー１２の回転軸１４方向から見た模式図である。本実施形態の患者位置決め装置１００は、治療台２０、Ｘ線発生装置２１ａ、２１ｂ、Ｘ線検出装置２２ａ、２２ｂ、Ｘ線ＣＴ制御装置２３、治療台制御装置２４、端末２５により構成されており、治療台２０、端末２５は治療台制御装置２４に、Ｘ線発生装置２１ａ、２１ｂ、Ｘ線検出装置２２ａ、２２ｂはＸ線ＣＴ制御装置２３にそれぞれ接続されており、治療台制御装置２４はＸ線ＣＴ制御装置２３に接続されている。また、治療台制御装置２４は照射制御装置１５、治療計画装置１６に接続されている。   The configuration and operation of the patient positioning device of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic view of the patient 30 and the treatment table 20 as viewed from the direction of the rotation axis 14 of the rotating gantry 12. The patient positioning apparatus 100 according to this embodiment includes a treatment table 20, X-ray generation devices 21a and 21b, X-ray detection devices 22a and 22b, an X-ray CT control device 23, a treatment table control device 24, and a terminal 25. The treatment table 20 and the terminal 25 are connected to the treatment table control device 24, the X-ray generation devices 21a and 21b, and the X-ray detection devices 22a and 22b are connected to the X-ray CT control device 23, respectively. An X-ray CT control device 23 is connected. The treatment table control device 24 is connected to the irradiation control device 15 and the treatment planning device 16.

治療台２０は治療室の床面に対して固定されており、回転ガントリー１２の回転角を変化させても治療台２０の位置は変化しない。Ｘ線発生装置２１ａ、２１ｂ及びＸ線検出装置２２ａ、２２ｂは回転ガントリー１２に対して固定されており、回転ガントリー１２の回転に合わせて患者３０の周囲を回転する。Ｘ線発生装置２１ａ、２１ｂ及びＸ線検出装置２２ａ、２２ｂは、Ｘ線発生装置２１ａとＸ線検出装置２２ａを結ぶＸ線照射軸２６ａとＸ線発生装置２１ｂとＸ線検出装置２２ｂを結ぶＸ線照射軸２６ｂが互いに直行し、なおかつＸ線発生装置２１ａ、２１ｂ及びＸ線検出装置２２ａ、２２ｂが照射ノズル１３を避けるように設置されている。Ｘ線発生装置と、Ｘ線検出装置と、それらを支持する構造等によりＸ線ＣＴ撮像装置を構成する。これはたとえば治療室内に独立に設置されるＣＴ装置で代用することもできし、より治療台の移動を抑制するために本実施例のようにコーンビームＣＴとすることもできる。   The treatment table 20 is fixed with respect to the floor surface of the treatment room, and even if the rotation angle of the rotating gantry 12 is changed, the position of the treatment table 20 does not change. The X-ray generators 21 a and 21 b and the X-ray detectors 22 a and 22 b are fixed to the rotating gantry 12 and rotate around the patient 30 as the rotating gantry 12 rotates. The X-ray generators 21a and 21b and the X-ray detectors 22a and 22b include an X-ray irradiation axis 26a connecting the X-ray generator 21a and the X-ray detector 22a, and an X connecting the X-ray generator 21b and the X-ray detector 22b. The X-ray generation shafts 21 b and the X-ray generation devices 21 a and 21 b and the X-ray detection devices 22 a and 22 b are installed so as to avoid the irradiation nozzle 13. An X-ray CT imaging apparatus is configured by an X-ray generation apparatus, an X-ray detection apparatus, and a structure that supports them. For example, a CT apparatus installed independently in the treatment room can be substituted, and a cone beam CT can be used as in this embodiment in order to further suppress the movement of the treatment table.

患者３０は治療の間は治療台２０へ固定されており、治療台制御装置２４は治療開始前に治療台２０の位置と傾きを調節し、治療中の患者３０の位置と傾きを粒子線治療の治療計画が想定する位置に一致させる。患者３０の位置と傾きを治療計画が想定する位置と傾きに一致させる作業を患者位置決め、あるいは単に位置決めと呼ぶ。   The patient 30 is fixed to the treatment table 20 during the treatment, and the treatment table control device 24 adjusts the position and the inclination of the treatment table 20 before the treatment starts, and the position and the inclination of the patient 30 during the treatment are subjected to the particle beam treatment. To match the position assumed by the treatment plan. The operation of matching the position and inclination of the patient 30 with the position and inclination assumed by the treatment plan is called patient positioning or simply positioning.

粒子線治療では、治療前に患者３０の患部３１を含む範囲についてＸ線ＣＴを撮像し、患部３１を含む三次元空間のＣＴ値の分布（以下、基準ＣＴデータと呼ぶ）を算出する。治療計画装置１６は、ビームの照射位置、エネルギー、照射量等を記述した治療計画を基準ＣＴデータに基づいて作成する。患者３０の治療を行う際は、患者３０に対応した治療計画が治療計画装置１６から照射制御装置１５に出力され、照射制御装置１５は入力された治療計画に基づいてビーム照射を制御する。治療計画が想定する患者３０の位置及び傾きとは基準ＣＴデータにより表される患者３０の位置及び傾きであり、患者位置決めとは治療台２０に固定された患者３０の位置及び傾きを基準ＣＴデータが示す患者３０の位置及び傾きに一致させる作業である。   In the particle beam therapy, X-ray CT is imaged in a range including the affected area 31 of the patient 30 before the treatment, and a distribution of CT values in a three-dimensional space including the affected area 31 (hereinafter referred to as reference CT data) is calculated. The treatment planning device 16 creates a treatment plan describing the beam irradiation position, energy, dose, etc. based on the reference CT data. When treating the patient 30, a treatment plan corresponding to the patient 30 is output from the treatment planning device 16 to the irradiation control device 15, and the irradiation control device 15 controls the beam irradiation based on the inputted treatment plan. The position and inclination of the patient 30 assumed by the treatment plan is the position and inclination of the patient 30 represented by the reference CT data, and the patient positioning is the position and inclination of the patient 30 fixed to the treatment table 20 as reference CT data. This is an operation to match the position and inclination of the patient 30 shown in FIG.

粒子線治療において、患者位置決め装置１００を用いて患者位置決めを短時間で行う手法について図３を用いて説明する。図３は、患者位置決めを行う手順を示すフローチャート図である。   A method of performing patient positioning in a short time using the patient positioning device 100 in the particle beam therapy will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for performing patient positioning.

粒子線治療を行う際には、患者３０を治療台２０へ固定した後、治療台制御装置２４が治療計画に基づいて治療台２０を移動し患者３０の大まかな位置調整を行う（手順１）。   When performing particle beam therapy, after fixing the patient 30 to the treatment table 20, the treatment table control device 24 moves the treatment table 20 based on the treatment plan and roughly adjusts the position of the patient 30 (procedure 1). .

次に、患者３０を治療台２０に固定した状態で、患者３０のＸ線ＣＴを撮像する（手順２）。治療台２０に固定された患者３０のＸ線ＣＴを撮像する際は、回転ガントリー１２を回転させるとともにＸ線発生装置２１ａ、２１ｂからＸ線ＣＴ撮像用のＸ線を患者３０へ照射し、患者３０を透過した撮像用Ｘ線の二次元強度分布をＸ線検出装置２２ａ、２２ｂにより回転ガントリー１２の回転角ごとに取得する。Ｘ線検出装置２２ａ、２２ｂによる透過Ｘ線分布の測定結果はＸ線ＣＴ制御装置２３へ出力され、Ｘ線ＣＴ制御装置２３は透過Ｘ線分布の測定結果から患部３１を含む三次元空間のＣＴ値の分布（現在ＣＴデータ）を算出する。   Next, X-ray CT of the patient 30 is imaged with the patient 30 fixed to the treatment table 20 (procedure 2). When imaging the X-ray CT of the patient 30 fixed on the treatment table 20, the rotating gantry 12 is rotated and X-ray CT imaging X-rays are irradiated to the patient 30 from the X-ray generators 21a and 21b. A two-dimensional intensity distribution of imaging X-rays that has passed through 30 is acquired for each rotation angle of the rotating gantry 12 by the X-ray detection devices 22a and 22b. The measurement result of the transmission X-ray distribution by the X-ray detection devices 22a and 22b is output to the X-ray CT control device 23. The X-ray CT control device 23 calculates the CT of the three-dimensional space including the affected part 31 from the measurement result of the transmission X-ray distribution. A value distribution (current CT data) is calculated.

患者３０のＸ線ＣＴを撮像した後、治療台制御装置は患部３１を含む所定の領域（例えば、患部３１を内包する直方体）について擬似透視画像（以下、現在擬似透視画像と呼ぶ）を作成する（手順３）。擬似透視画像とは、Ｘ線が患者３０を通過する際の減衰を計算機上で模擬して得られるＸ線強度の二次元分布を表す画像であり、Ｘ線の経路上のＣＴ値の積分値が擬似透視画像の画素値に対応している。本実施例では、患部３１を内包する直方体の互いに直行する三面について現在擬似透視画像を作成し、患者３０の移動量及び回転量の算出に用いる。   After imaging the X-ray CT of the patient 30, the treatment table control apparatus creates a pseudo fluoroscopic image (hereinafter referred to as a pseudo fluoroscopic image hereinafter) for a predetermined region including the affected area 31 (for example, a rectangular parallelepiped containing the affected area 31). (Procedure 3). The pseudo fluoroscopic image is an image representing a two-dimensional distribution of X-ray intensity obtained by simulating attenuation when X-rays pass through the patient 30 on a computer, and is an integrated value of CT values on the X-ray path. Corresponds to the pixel value of the pseudo-perspective image. In the present embodiment, a current pseudo-fluoroscopic image is created for three surfaces of the rectangular parallelepiped that includes the affected part 31 that are orthogonal to each other, and is used to calculate the movement amount and the rotation amount of the patient 30.

現在ＣＴデータから現在擬似透視画像を作成した後、治療台制御装置２４は治療計画装置１６から基準ＣＴデータを読み込み、現在擬似透視画像と同じ領域について現在ＣＴデータから擬似透視画像（以下、基準擬似透視画像と呼ぶ）を作成する（手順４）。ここで、基準ＣＴデータの読み込み及び基準擬似透視画像の作成はステップ３で現在擬似透視画像を作成するよりも前、例えば患者３０が治療室に入室した時点で行っても良いし、基準擬似透視画像は治療計画装置１６上で作成し、治療台制御装置２４は治療計画装置１６から基準擬似透視画像のみを読み込んでも良い。   After creating the current pseudo fluoroscopic image from the current CT data, the treatment table control device 24 reads the reference CT data from the treatment planning device 16, and for the same area as the current pseudo fluoroscopic image, the pseudo CT image (hereinafter referred to as the reference pseudo image) is obtained from the current CT data. (Referred to as a fluoroscopic image) (procedure 4). Here, the reading of the reference CT data and the generation of the reference pseudo-fluoroscopic image may be performed before the current pseudo-fluoroscopic image is generated in step 3, for example, when the patient 30 enters the treatment room, or the reference pseudo-fluoroscopic image is generated. The image may be created on the treatment planning device 16, and the treatment table control device 24 may read only the reference pseudo-fluoroscopic image from the treatment planning device 16.

治療台制御装置２４は基準擬似透視画像と現在擬似透視画像を比較し、現在擬似透視画像の基準擬似透視画像に対する移動量及び回転量を算出する（手順５）。現在擬似透視画像の移動量は現在擬似透視画像を作成した平面に平行な平面内における患部３１の移動量を、現在擬似透視画像の回転量は現在擬似透視画像を作成した平面に垂直な直線を軸とする患部３１の回転量を表す。本実施形態では互いに直行する三種の平面について現在擬似透視画像の移動量及び回転量を算出する為、患部３１の互いに直行する三種の座標軸についての移動量及び患部３１の互いに直行する三種の座標軸を軸とした回転量を一意に求めることができる。   The treatment table control device 24 compares the reference pseudo-fluoroscopic image with the current pseudo-fluoroscopic image, and calculates a movement amount and a rotation amount of the current pseudo-fluoroscopic image with respect to the reference pseudo-fluoroscopic image (procedure 5). The amount of movement of the current pseudo fluoroscopic image is the amount of movement of the affected part 31 in a plane parallel to the plane on which the current pseudo fluoroscopic image is created, and the amount of rotation of the current pseudo fluoroscopic image is a straight line perpendicular to the plane on which the current pseudo fluoroscopic image is created. The rotation amount of the affected part 31 as an axis is represented. In this embodiment, in order to calculate the movement amount and the rotation amount of the current pseudo-perspective image for three types of planes that are orthogonal to each other, the movement amount for the three types of coordinate axes that are orthogonal to the affected area 31 and the three types of coordinate axes that are orthogonal to the affected area 31 are determined. The amount of rotation about the axis can be determined uniquely.

患部３１の移動量及び回転量の算出が完了した後、治療台制御装置２４は患部３１の移動量及び回転量を端末２５に表示する。作業者は端末２５に表示された患部３１の移動量及び回転量を確認し、患部３１の移動量及び回転量が正常に算出されている場合には端末が備える入力装置（図示せず）から治療台２０の移動を指示する（手順６）。端末２５には基準擬似透視画像と患部３１の移動量及び回転量の計算結果に基づいて平行移動及び回転させた現在擬似透視画像が重ねて表示される為、作業者は基準擬似透視画像内の患部３１と現在擬似透視画像の患部３１が重なっていることを確認することで、患部３１の移動量及び回転量が正常に算出されていることを確認できる。治療台制御装置２４は、基準擬似透視画像及び現在擬似透視画像を端末２５へ表示する替わりに、患部３１内の特定の一点あるいはアイソセンタを含み互いに直行する三種の平面について基準ＣＴデータから作成した断層画像（以下、基準断層画像と呼ぶ）及び現在ＣＴデータから作成した断層画像（以下、現在断層画像と呼ぶ）を重ねて表示しても良い。この時、現在断層画像は患部３１の移動量及び回転量の計算結果に応じて移動及び回転させた平面について作成する。   After the calculation of the movement amount and the rotation amount of the affected part 31 is completed, the treatment table control device 24 displays the movement amount and the rotation amount of the affected part 31 on the terminal 25. The operator checks the movement amount and the rotation amount of the affected part 31 displayed on the terminal 25, and when the movement amount and the rotation amount of the affected part 31 are normally calculated, from an input device (not shown) provided in the terminal. The movement of the treatment table 20 is instructed (procedure 6). On the terminal 25, the reference pseudo-fluoroscopic image and the current pseudo-fluoroscopic image translated and rotated based on the calculation results of the movement amount and the rotation amount of the affected part 31 are superimposed and displayed. By confirming that the affected part 31 and the affected part 31 of the pseudo-perspective image currently overlap each other, it is possible to confirm that the movement amount and the rotation amount of the affected part 31 are normally calculated. Instead of displaying the reference pseudo-fluoroscopic image and the current pseudo-fluoroscopic image on the terminal 25, the treatment table control device 24 generates tomograms generated from the reference CT data for three types of planes including a specific point or isocenter in the affected area 31 and orthogonal to each other. An image (hereinafter referred to as a reference tomographic image) and a tomographic image created from current CT data (hereinafter referred to as a current tomographic image) may be displayed in an overlapping manner. At this time, the current tomographic image is created for a plane that has been moved and rotated according to the calculation results of the moving amount and the rotating amount of the affected part 31.

治療台２０の移動指示を受けた治療台制御装置２４は、患部３１の移動量及び回転量の計算結果に基づいて治療台を移動し（手順７）、患者３０の位置決めを完了する。本実施例では患部３１の移動量及び回転量の計算結果を作業者が確認した後に治療台２０の移動を指示するとしたが、患部３１の移動量及び回転量の算出後は作業者の確認を待たずに治療台２０を移動させる構成としても良い。この場合、作業者は治療台２０の移動中に患部３１の移動量の計算結果を確認できるため、患者位置決めに要する時間を短縮することが可能となる。   Receiving the movement instruction of the treatment table 20, the treatment table control device 24 moves the treatment table based on the calculation result of the movement amount and the rotation amount of the affected part 31 (procedure 7), and completes the positioning of the patient 30. In the present embodiment, the operator instructs the movement of the treatment table 20 after confirming the calculation results of the movement amount and the rotation amount of the affected part 31. However, after the calculation of the movement amount and the rotation amount of the affected part 31, the operator confirmation is performed. The treatment table 20 may be moved without waiting. In this case, since the operator can confirm the calculation result of the moving amount of the affected part 31 while the treatment table 20 is moving, it is possible to shorten the time required for patient positioning.

上記のような位置決めを実現するための治療台制御装置２４は、図５に示すように疑似透視画像作成部６３と演算部６２を有する。疑似透視画像作成部６３は、Ｘ線ＣＴ制御装置２３から読み込んだ現在ＣＴデータから現在擬似透視画像を作成する。また、疑似透視画像作成部６３は、治療計画装置１６から基準ＣＴデータを読み込み、現在擬似透視画像と同じ領域について現在ＣＴデータから基準擬似透視画像を作成する機能がある。演算部６２はこれら二つの疑似透視画像を比較し移動量及び回転量を算出する。また、必要に応じ治療台２０制御値を生成する部や表示制御を行う部（図示せず）があってもよい。なお、基準擬似透視画像は治療計画装置１６上で作成し、治療台制御装置２４は治療計画装置１６から基準擬似透視画像を読み込むようにすることもできるが、その場合、疑似透視画像作成部６３は現在疑似透視画像のみ作成する。   The treatment table control device 24 for realizing the positioning as described above includes a pseudo fluoroscopic image creation unit 63 and a calculation unit 62 as shown in FIG. The pseudo fluoroscopic image creation unit 63 creates a current pseudo fluoroscopic image from the current CT data read from the X-ray CT control device 23. Further, the pseudo fluoroscopic image creation unit 63 has a function of reading the reference CT data from the treatment planning device 16 and creating a reference pseudo fluoroscopic image from the current CT data for the same region as the current pseudo fluoroscopic image. The calculation unit 62 compares the two pseudo-perspective images and calculates the movement amount and the rotation amount. Moreover, there may be a unit for generating the treatment table 20 control value and a unit for performing display control (not shown) as necessary. Note that the reference pseudo-fluoroscopic image can be created on the treatment planning device 16 and the treatment table control device 24 can read the reference pseudo-fluoroscopic image from the treatment planning device 16. Currently only creates pseudo-perspective images.

基準ＣＴデータ及び現在ＣＴデータ（両者を合わせて単にＣＴデータと呼ぶ）から基準擬似透視画像及び現在擬似透視画像を作成する手順について図４を用いてさらに詳しく説明する。図４は患者３０の患部３１及び擬似透視画像作成のために患者３０の体内に定義した直方体３２の模式図である。   The procedure for creating the reference pseudo-fluoroscopic image and the current pseudo-fluoroscopic image from the reference CT data and the current CT data (both are simply referred to as CT data) will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of the affected part 31 of the patient 30 and the rectangular parallelepiped 32 defined in the body of the patient 30 for creating a pseudo-perspective image.

治療台制御装置２４がＣＴデータから擬似透視画像を作成する際には、予め作業者が基準ＣＴデータに対して患部３１を内包するような直方体３２を設定しておく。直方体３２の形状は作業者が治療計画装置に手動で入力しても良いし、治療計画の内容に基づいて治療計画装置１６が自動的に設定しても良い。ここで、患部３１が基準擬似透視画像の表示範囲と現在擬似透視画像の表示範囲の両方に含まれることを保証する為、直方体３２は患部３１の大きさに対して余裕を持って設定することが好ましい。例えば上述のステップ１に記載の大まかな位置調整の精度が±１ｃｍ以内である場合、直方体３２を構成する平面と患部３１との距離が１ｃｍ以上となる様に直方体３２を設定すれば、基準擬似透視画像と現在擬似透視画像の両方に患部３１の全体が含まれることが保証される。作業者が患部３１を内包するような直方体の形状を手動で設定し、治療計画装置１６が作業者の設定した直方体に余裕を加えて擬似透視画像作成用の直方体１６を作成しても良い。   When the treatment table control device 24 creates a pseudo-fluoroscopic image from CT data, a rectangular parallelepiped 32 is set in advance so that the operator includes the affected part 31 with respect to the reference CT data. The shape of the rectangular parallelepiped 32 may be manually input by the operator to the treatment planning device, or may be automatically set by the treatment planning device 16 based on the contents of the treatment plan. Here, in order to ensure that the affected part 31 is included in both the display range of the reference pseudo-fluoroscopic image and the display range of the current pseudo-fluoroscopic image, the rectangular parallelepiped 32 should be set with a margin with respect to the size of the affected part 31. Is preferred. For example, when the accuracy of the rough position adjustment described in step 1 is within ± 1 cm, the reference pseudo is set by setting the rectangular parallelepiped 32 so that the distance between the plane constituting the rectangular parallelepiped 32 and the affected part 31 is 1 cm or more. It is guaranteed that the entire affected area 31 is included in both the fluoroscopic image and the current pseudo-fluoroscopic image. The shape of the rectangular parallelepiped so that the worker encloses the affected part 31 may be manually set, and the treatment planning apparatus 16 may create the rectangular parallelepiped 16 for creating a pseudo-perspective image by adding a margin to the rectangular parallelepiped set by the worker.

治療台制御装置２４は治療計画装置１６から直方体３２の形状を読み込み、直方体３２の互いに直行する三面について、擬似透視画像を作成する。ここで、直方体３２を構成する互いに直交する三辺の方向をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸と定義し、擬似透視画像を作成する三面をそれぞれｘ−ｙ面、ｙ−ｚ面、ｚ−ｘ面と表すこととする。ｘ−ｙ面は、ｘ軸、ｙ軸に平行でｚ軸に垂直な面を表し、ｙ−ｚ面は、ｙ軸、ｚ軸に平行でｘ軸に垂直な面を表し、ｚ−ｘ面は、ｚ軸、ｘ軸に平行でｙ軸に垂直な面を表す。   The treatment table control device 24 reads the shape of the rectangular parallelepiped 32 from the treatment planning device 16 and creates pseudo-perspective images for three surfaces of the rectangular parallelepiped 32 that are orthogonal to each other. Here, the directions of three sides perpendicular to each other constituting the rectangular parallelepiped 32 are defined as an x-axis, a y-axis, and a z-axis, respectively, and the three planes for creating the pseudo-perspective image are respectively the xy plane, the yz plane, and the z- It shall be expressed as x plane. The xy plane represents a plane parallel to the x-axis and y-axis and perpendicular to the z-axis, and the yz-plane represents a plane parallel to the y-axis and z-axis and perpendicular to the x-axis. Represents a plane parallel to the z-axis and the x-axis and perpendicular to the y-axis.

ｘ−ｙ面についての擬似透視画像は、ｘ−ｙ面内の各位置について、直方体３２内のＣＴデータをｚ軸方向に積分することで得られる。具体的には、擬似透視画像の画素値ｆ（ｘ，ｙ）はＣＴデータｇ（ｘ，ｙ，ｚ）を用いて数式１により与えられる。   The pseudo fluoroscopic image about the xy plane is obtained by integrating the CT data in the rectangular parallelepiped 32 in the z-axis direction at each position in the xy plane. Specifically, the pixel value f (x, y) of the pseudo-perspective image is given by Equation 1 using CT data g (x, y, z).

数式１中のｚＭＩＮは直方体３２中のｚ座標の最小値、ｚＭＡＸは直方体３２中のｚ座標の最大値である。ｘ−ｙ面の擬似透視画像は直方体３２をｚ方向から見た場合の透視画像を模擬するものであり、ｘ−ｙ面の擬似透視画像には患部３１のｘ軸方向の位置情報、ｙ軸方向の位置情報、ｚ軸に平行な直線を軸とした傾きの情報が含まれている。ｙ−ｚ面についての擬似透視画像及びｚ−ｘ面についての擬似透視画像は、ｘ−ｙ面についての擬似透視画像と同様にして得られる。なお、放射線治療において擬似透視画像を作成する際には、仮想のＸ線発生源から円錐状に広がるＸ線の経路を仮定することが一般的であるが、本実施形態では擬似透視画像を作成する際のＸ線の経路は擬似透視画像を作成する面に垂直であるものとし、Ｘ線の進む方向は擬似透視画像上の位置により変化しない。言い換えれば、本実施形態では例えばｘ−ｙ面の擬似透視画像を作成する際にｚ軸方向の無限遠をＸ線源として仮定している。疑似画像同士を比較することで、３Ｄ画像同士を比較するより短時間で位置決めの演算を行うことができる。また、疑似画像同士を比較することで、双方を無限遠Ｘ線源画像として生成することができ、無限遠Ｘ線源画像同士を比較することで、円錐状に広がるＸ線による作成された画像もしくは円錐状に広がるＸ線を仮定して作成された疑似画像を比較する場合に比べ、精度の高い移動量算出を行うことができる。 In Formula 1, zMIN is the minimum value of the z coordinate in the cuboid 32, and zMAX is the maximum value of the z coordinate in the cuboid 32. The pseudo fluoroscopic image on the xy plane simulates a fluoroscopic image when the rectangular parallelepiped 32 is viewed from the z direction. The pseudo fluoroscopic image on the xy plane includes position information of the affected part 31 in the x axis direction, the y axis. Information on the position of the direction and information on the tilt with a straight line parallel to the z-axis as the axis are included. The pseudo fluoroscopic image for the yz plane and the pseudo fluoroscopic image for the zx plane are obtained in the same manner as the pseudo fluoroscopic image for the xy plane. Note that when creating a pseudo fluoroscopic image in radiotherapy, it is common to assume an X-ray path extending in a conical shape from a virtual X-ray generation source. In this embodiment, a pseudo fluoroscopic image is generated. In this case, the X-ray path is assumed to be perpendicular to the plane on which the pseudo-perspective image is created, and the X-ray traveling direction does not change depending on the position on the pseudo-fluoroscopic image. In other words, in this embodiment, for example, when creating a pseudo fluoroscopic image on the xy plane, infinity in the z-axis direction is assumed as the X-ray source. By comparing the pseudo images, the positioning calculation can be performed in a shorter time than comparing the 3D images. Also, by comparing the pseudo images, both can be generated as an infinite X-ray source image, and by comparing the infinite X-ray source images, an image created by X-rays spreading in a conical shape Alternatively, it is possible to calculate a movement amount with higher accuracy than when comparing pseudo images created assuming X-rays spreading in a conical shape.

基準擬似透視画像と現在擬似透視画像を比較し、患部３１の治療計画が想定する位置及び傾きからの移動量及び回転量を算出する方法について説明する。患部３１の移動量及び回転量を算出するには、ｘ−ｙ面、ｙ−ｚ面、ｚ−ｘ面のそれぞれについて、現在擬似透視画像の基準擬似透視画像からの移動量及び回転量を求めれば良い。   A method of comparing the reference pseudo fluoroscopic image with the current pseudo fluoroscopic image and calculating the movement amount and the rotation amount from the position and inclination assumed by the treatment plan of the affected area 31 will be described. In order to calculate the movement amount and the rotation amount of the affected part 31, the movement amount and the rotation amount of the current pseudo-fluoroscopic image from the reference pseudo-fluoroscopic image can be obtained for each of the xy plane, the yz plane, and the z-x plane. It ’s fine.

現在擬似透視画像の基準擬似透視画像からの移動量及び回転量を求めるには、例えば位相限定相関法（Ｐｈａｓｅ−Ｏｎｌｙ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ：ＰＯＣ）と呼ばれる画像マッチング手法が利用できる。位相限定相関法は、画像を二次元フーリエ変換して得られる位相情報を利用して画像同士をマッチングする手法であり、画像間の移動量及び回転量を高精度に算出できることから、現在擬似透視画像の移動量及び回転量を算出する為の手法として好適である。   In order to obtain the movement amount and the rotation amount of the current pseudo-perspective image from the reference pseudo-perspective image, for example, an image matching method called a phase-only correlation method (POC) can be used. The phase-only correlation method is a method of matching images using phase information obtained by two-dimensional Fourier transform of images. Since the amount of movement and rotation between images can be calculated with high accuracy, the current pseudo-perspective This is suitable as a method for calculating the amount of movement and the amount of rotation of the image.

現在擬似透視画像の基準擬似透視画像からの移動量及び回転量を求めるには、現在擬似透視画像と基準擬似透視画像の類似度を表す評価関数を定義し、評価関数が最大となる様に移動量及び回転量をパラメータとした最適化計算を行っても良い。なお、本実施形態の患者位置決め装置では、現在擬似透視画像を作成する際のＸ線源と直方体３２との位置関係が現在擬似透視画像の移動及び回転により変化しないため、最適化計算の際に現在擬似透視画像を繰り返し作成する必要はない。   To determine the amount of movement and rotation of the current pseudo-perspective image from the reference pseudo-fluoroscopic image, define an evaluation function that represents the similarity between the current pseudo-fluoroscopic image and the reference pseudo-fluoroscopic image, and move the evaluation function so that the evaluation function is maximized. Optimization calculation using the amount and the rotation amount as parameters may be performed. In the patient positioning apparatus of the present embodiment, the positional relationship between the X-ray source and the rectangular parallelepiped 32 at the time of creating the current pseudo fluoroscopic image does not change due to the movement and rotation of the current pseudo fluoroscopic image. Currently, there is no need to repeatedly create a pseudo-transparent image.

このように、本実施形態の患者位置決め装置では、基準ＣＴデータから基準擬似透視画像を作成し、現在ＣＴデータから現在擬似透視画像を作成し、基準擬似透視画像と現在擬似透視画像の比較により患者３０の治療計画が想定する位置及び傾きからの移動量及び回転量を算出する。このとき、患者３０の移動量が大きい場合（例えば、患部３１の直径の１／４倍以上）であっても、現在擬似透視画像に写る患部３１の形状は患者３０の移動量が０である場合とほぼ同一である為、本実施形態の患者位置決め装置は患者３０の移動量が大きい場合であっても患者３０の移動量及び回転量を正確に算出できる。これにより、本実施形態の患者位置決め装置では作業者が手動で患者３０の移動量及び回転量を入力する頻度が低減し、患者位置決めを短時間で行うことができる、
本実施形態の患者位置決め装置では患部３１を内包するように擬似透視画像作成用の直方体３２を設定するとしたが、擬似透視画像作成用の直方体３２を患部３１の一部のみを含むように設定することもできる。直方体３２が患部３１の一部のみを含む場合であっても、患部３１中には基準擬似透視画像と現在擬似透視画像の両方に写る領域が存在する。この領域の形状については、基準擬似透視画像と現在擬似透視画像で患者３０の移動量に依らずほぼ同一である為、患者３０の移動量が大きい場合であっても基準擬似透視画像と現在擬似透視画像との比較により患者３０の移動量及び回転量の算出が可能である。 As described above, in the patient positioning device of the present embodiment, a reference pseudo-fluoroscopic image is created from reference CT data, a current pseudo-fluoroscopic image is created from current CT data, and the patient is obtained by comparing the reference pseudo-fluoroscopic image with the current pseudo-fluoroscopic image. The amount of movement and the amount of rotation from the position and inclination assumed by the 30 treatment plans are calculated. At this time, even if the amount of movement of the patient 30 is large (for example, ¼ or more times the diameter of the affected part 31), the moving amount of the patient 30 is 0 in the shape of the affected part 31 currently shown in the pseudo fluoroscopic image. Since this is almost the same as the case, the patient positioning device of the present embodiment can accurately calculate the movement amount and the rotation amount of the patient 30 even when the movement amount of the patient 30 is large. Thereby, in the patient positioning device of the present embodiment, the frequency with which the operator manually inputs the movement amount and the rotation amount of the patient 30 is reduced, and the patient positioning can be performed in a short time.
In the patient positioning device of the present embodiment, the cuboid 32 for creating a pseudo fluoroscopic image is set so as to enclose the affected part 31, but the cuboid 32 for creating a pseudo fluoroscopic image is set so as to include only a part of the affected part 31. You can also. Even when the rectangular parallelepiped 32 includes only a part of the affected part 31, there is an area in the affected part 31 that appears in both the reference pseudo-fluoroscopic image and the current pseudo-fluoroscopic image. The shape of this region is almost the same between the reference pseudo-fluoroscopic image and the current pseudo-fluoroscopic image regardless of the movement amount of the patient 30, so even if the movement amount of the patient 30 is large, the reference pseudo-fluoroscopic image and the current pseudo-fluoroscopic image are the same. The movement amount and rotation amount of the patient 30 can be calculated by comparison with the fluoroscopic image.

本実施形態の患者位置決め装置では、擬似透視画像作成用の直方体３２を患部３１の周辺の臓器や骨、体表面といった要素を内包するように設定することもできる。この場合、患者３０の移動量及び回転量は患部３１だけでなく、周辺の臓器や骨、体表面の移動量及び回転量に基づいて算出される。特に骨については周囲の臓器とのコントラストが軟組織に比べて高い為、直方体３２に骨が含まれる場合治療台制御装置２４は骨の移動量及び回転量を患者３０の移動量及び回転量として算出する可能性が高い。このような骨を基準とした位置決めは、骨に対する相対的な位置があまり変化しない患部（例えば脳腫瘍）の位置決めにおいて有効である。逆に、直方体３２を骨を含まないように設定することにより、患者３０の移動量及び回転量の計算結果から骨の移動量及び回転量による影響を取り除くことが可能である。骨による影響を取り除いた位置決めは、骨に対する相対的な位置が変化し得る患部（例えば肝臓がん）において、患者位置決め精度の向上に有効である。   In the patient positioning device of the present embodiment, the rectangular parallelepiped 32 for creating a pseudo fluoroscopic image can be set so as to include elements such as organs, bones, and body surfaces around the affected area 31. In this case, the movement amount and the rotation amount of the patient 30 are calculated based on the movement amount and the rotation amount of not only the affected part 31 but also the surrounding organs and bones and the body surface. In particular, since bone has a higher contrast with surrounding organs than soft tissue, when the cuboid 32 includes bone, the treatment table control device 24 calculates the amount of movement and rotation of the bone as the amount of movement and rotation of the patient 30. There is a high possibility of doing. Such positioning based on bone is effective in positioning an affected part (for example, a brain tumor) whose relative position with respect to the bone does not change much. Conversely, by setting the cuboid 32 so as not to include bones, it is possible to remove the influence of the bone movement amount and rotation amount from the calculation result of the movement amount and rotation amount of the patient 30. Positioning without the influence of bone is effective for improving patient positioning accuracy in an affected part (for example, liver cancer) whose relative position with respect to the bone can change.

本実施形態では粒子線治療システムを例として患者位置決め装置の動作を説明したが、本実施形態の患者位置決め装置は患部へＸ線を照射して病変を治療するＸ線治療装置等、体外から電離放射線を照射して病変を治療する定位体外照射療法含む放射線治療全般の患者位置決め、及びそれに用いる放射線治療システム等に用いることができる。   In this embodiment, the operation of the patient positioning device has been described by taking the particle beam therapy system as an example. However, the patient positioning device of this embodiment is ionized from outside the body, such as an X-ray therapy device that treats a lesion by irradiating the affected part with X-rays. It can be used for patient positioning in general radiotherapy including stereotaxic external radiation therapy for treating a lesion by irradiating radiation, and a radiotherapy system used therefor.

１０ 加速器
１１ 高エネルギービーム輸送系
１２ 回転ガントリー
１３ 照射ノズル
１４ 回転ガントリー回転軸
１５ 照射制御装置
１６ 治療計画装置
２０ 治療台
２１ａ、２１ｂ Ｘ線発生装置
２２ａ、２２ｂ Ｘ線検出装置
２３ Ｘ線ＣＴ制御装置
２４ 治療台制御装置
２５ 端末
２６ａ、２６ｂ ＣＴ用Ｘ線照射軸
３０ 患者
３１ 患部
３２ 擬似透視画像作成用直方体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Accelerator 11 High energy beam transport system 12 Rotating gantry 13 Irradiation nozzle 14 Rotating gantry rotating shaft 15 Irradiation control device 16 Treatment planning device 20 Treatment table 21a, 21b X-ray generation device 22a, 22b X-ray detection device 23 X-ray CT control device 24 Treatment table control device 25 Terminals 26a, 26b CT X-ray irradiation axis 30 Patient 31 Affected part 32

Claims (10)

放射線治療システムの位置決め装置であって、
Ｘ線ＣＴデータから疑似透視画像を作成する疑似透視画像作成部と、
二つの画像を比較して照射対象の移動量もしくは回転量を演算する演算部を有し、
前記疑似透視画像作成部は、治療台に前記照射対象を固定した後に取得したＸ線ＣＴデータから第一の疑似透視画像を作成し、
前記演算部は、前記照射対象について予め取得されたＸ線ＣＴデータから作成された第二の疑似透視画像と、前記第一の疑似透視画像とに基づき演算することを特徴とする位置決め装置。 A radiotherapy system positioning device comprising:
A pseudo fluoroscopic image creation unit for creating a pseudo fluoroscopic image from X-ray CT data;
Comparing two images and having a calculation unit that calculates the amount of movement or rotation of the irradiation target,
The pseudo fluoroscopic image creation unit creates a first pseudo fluoroscopic image from X-ray CT data acquired after fixing the irradiation target on a treatment table,
The said calculating part calculates based on the 2nd pseudo fluoroscopic image produced from the X-ray CT data previously acquired about the said irradiation object, and said 1st pseudo fluoroscopic image, The positioning device characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載の位置決め装置であって、
前記疑似透視画像作成部は、前記照射対象について予め取得されたＸ線ＣＴデータから前記第二の疑似透視画像を作成することを特徴とする位置決め装置。 The positioning device according to claim 1,
The said pseudo fluoroscopic image preparation part produces said 2nd pseudo fluoroscopic image from the X-ray CT data previously acquired about the said irradiation object, The positioning apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載の位置決め装置であって、
前記疑似透視画像作成部は、擬似透視画像を作成する際のＸ線の経路は擬似透視画像を作成する面に垂直であるものと仮定した透視画像を作成することを特徴とする位置決め装置。 The positioning device according to claim 1,
The positioning apparatus according to claim 1, wherein the pseudo fluoroscopic image creation unit creates a fluoroscopic image on the assumption that a path of an X-ray when creating the pseudo fluoroscopic image is perpendicular to a plane on which the pseudo fluoroscopic image is created. 請求項１に記載の位置決め装置であって、
前記疑似透視画像作成部は、前記照射対象内に含まれるあるいは前記照射対象内の一部あるいは全体を含む直方体を設定し、前期直方体を通過する直線上のＸ線ＣＴデータを前記直方体の内部についてのみ積算することにより擬似透視画像を作成することを特徴とする位置決め装置。 The positioning device according to claim 1,
The pseudo fluoroscopic image creation unit sets a rectangular parallelepiped that is included in the irradiation target or includes a part or the whole of the irradiation target, and X-ray CT data on a straight line passing through the previous rectangular parallelepiped is stored in the rectangular parallelepiped. A positioning apparatus characterized in that a pseudo-perspective image is created by accumulating only. 請求項１に記載の位置決め装置であって、前記第一の擬似透視画像及び前記第二の擬似透視画像を互いに直交する三面について作成することを特徴とする位置決め装置。   The positioning apparatus according to claim 1, wherein the first pseudo fluoroscopic image and the second pseudo fluoroscopic image are created on three surfaces orthogonal to each other. 請求項１に記載の位置決め装置であって、前記第二の擬似透視画像の前記第一の擬似透視画像に対する移動量及び回転量から前記照射対象の前記移動量及び前記回転量を算出することを特徴とする位置決め装置。 The positioning apparatus according to claim 1, wherein the movement amount and the rotation amount of the irradiation target are calculated from a movement amount and a rotation amount of the second pseudo-fluoroscopic image with respect to the first pseudo-fluoroscopic image. Characteristic positioning device. 請求項１に記載の位置決め装置であって、前記第一の擬似透視画像に対する前記第二の擬似透視画像の移動量もしくは回転量を位相限定相関法により算出することを特徴とする位置決め装置。 The positioning apparatus according to claim 1, wherein a movement amount or a rotation amount of the second pseudo fluoroscopic image with respect to the first pseudo fluoroscopic image is calculated by a phase-only correlation method. 放射線源と、
前記放射線を照射する照射装置と、
前記放射線を照射する照射対象を所定の位置に固定する位置決め装置とを有し、
前記位置決め装置が請求項１に記載の位置決め装置であることを特徴とする放射線治療システム。 A radiation source;
An irradiation device for irradiating the radiation;
A positioning device for fixing the irradiation target to be irradiated with radiation at a predetermined position;
The radiation treatment system according to claim 1, wherein the positioning device is the positioning device according to claim 1. 請求項８に記載の放射線治療システムであって、
前記位置決め装置はコーンビームＣＴのＸ線撮像装置を有することを特徴とする放射線治療システム。 The radiotherapy system according to claim 8,
The radiotherapy system characterized in that the positioning device has a cone beam CT X-ray imaging device. 放射線治療システムの位置決め装置であって、
照射対象について予め取得した第一のＸ線ＣＴデータから第一の擬似透視画像を作成し、治療台へ前記照射対象を固定した後に取得した第二のＸ線ＣＴデータから第二の擬似透視画像を作成し、前記第一の擬似透視画像と前記第二の擬似透視画像を比較することにより、前記第二のＸ線ＣＴデータを取得した時点における前記照射対象の位置及び傾きの前記第一のＸ線ＣＴデータを取得した時点における前記照射対象の位置及び傾きからの移動量及び回転量を算出し、前記移動量及び前記回転量の計算結果に基づいて前期治療台の位置及び傾きを制御することを特徴とする位置決め装置。 A radiotherapy system positioning device comprising:
A first pseudo-fluoroscopic image is created from first X-ray CT data acquired in advance for the irradiation target, and the second pseudo-fluoroscopic image is acquired from the second X-ray CT data acquired after fixing the irradiation target to the treatment table. And comparing the first pseudo-fluoroscopic image and the second pseudo-fluoroscopic image, the first X-ray CT position of the irradiation object at the time when the second X-ray CT data is acquired A movement amount and a rotation amount from the position and inclination of the irradiation target at the time of acquiring the X-ray CT data are calculated, and the position and inclination of the treatment table are controlled based on the calculation result of the movement amount and the rotation amount. A positioning device characterized by that.

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