JP2020000511A - Fluoroscope - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出して被検者の特定部位または被検者の特定部位付近に留置されたマーカを含む画像を取得し、この被検者の特定部位または被検者の特定部位付近に留置されたマーカを含む画像から特定部位またはマーカの位置を検出するＸ線透視装置に関する。 The present invention detects an X-ray emitted from an X-ray tube and passed through a subject by an X-ray detector, and generates an image including a marker placed at a specific portion of the subject or near a specific portion of the subject. The present invention relates to an X-ray fluoroscope that acquires and detects the position of a specific part or a marker from an image including a marker placed near the specific part of the subject or the specific part of the subject.
腫瘍などの患部に対してＸ線や陽子線等の治療ビームとしての放射線を照射する放射線治療においては、放射線を患部に正確に照射する必要がある。しかしながら、被検者が体を動かしてしまう場合があるばかりではなく、患部自体に動きが生ずる場合がある。例えば、被検者の肺の近くの腫瘍は呼吸に基づき大きく移動する。このため、腫瘍付近に球形状を有する金製のマーカを留置し、このマーカの位置をＸ線透視装置により検出して、治療放射線の照射を制御する構成を有する放射線治療装置が提案されている（特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art In radiation therapy for irradiating an affected part such as a tumor with radiation as a therapeutic beam such as an X-ray or a proton beam, it is necessary to accurately irradiate the affected part with radiation. However, the subject may not only move his / her body, but may also move in the affected part itself. For example, a tumor near the subject's lungs moves significantly based on respiration. Therefore, a radiotherapy apparatus having a configuration in which a gold-made marker having a spherical shape is placed near a tumor, the position of this marker is detected by an X-ray fluoroscope, and irradiation of therapeutic radiation is controlled has been proposed. (See Patent Document 1).
このような放射線治療装置においては、第１Ｘ線管と第１Ｘ線検出器から成る第１Ｘ線撮影系と、第２Ｘ線管と第２Ｘ線検出器から成る第２Ｘ線撮影系とを使用して体内に留置されたマーカを撮影し、第１Ｘ線撮影系による二次元の透視画像と第２Ｘ線撮影系による二次元の透視画像を利用して三次元の位置情報を得る。このようにして一定時間毎に間欠的にＸ線透視を行い、リアルタイムでマーカの三次元の位置情報を演算することで、移動を伴う部位のマーカを高精度で検出して追跡（トラッキング）する。そして、マーカが治療ビームの照射が許可される領域であるゲーティングウインドウ内に配置されたときに治療ビームの照射を行うことにより、腫瘍の動きに応じた高精度の放射線照射を実行することが可能となる。このマーカの位置情報を得るときには、テンプレート画像を利用するテンプレートマッチングや識別器を利用する機械学習等の画像認識が実行される。 In such a radiation therapy apparatus, a first X-ray imaging system including a first X-ray tube and a first X-ray detector and a second X-ray imaging system including a second X-ray tube and a second X-ray detector are used. A marker placed inside the body is photographed, and three-dimensional position information is obtained using a two-dimensional perspective image obtained by the first X-ray imaging system and a two-dimensional perspective image obtained by the second X-ray imaging system. In this manner, X-ray fluoroscopy is performed intermittently at regular time intervals, and the three-dimensional position information of the marker is calculated in real time, thereby detecting and tracking the marker of the moving part with high accuracy. . By irradiating the treatment beam when the marker is placed in the gating window which is an area where the irradiation of the treatment beam is permitted, it is possible to execute high-precision radiation irradiation according to the movement of the tumor. It becomes possible. When obtaining the position information of the marker, image recognition such as template matching using a template image and machine learning using an identifier is executed.
なお、上述したようにマーカを利用して腫瘍の動きを検出するためには、被検者の体内に、予めマーカを留置する必要がある。一方、近年、被検者の腫瘍の領域などの特定部位をマーカのかわりに使用することで、マーカの留置を省略するマーカレストラッキングと呼称される方法も提案されている。 As described above, in order to detect the movement of a tumor using a marker, it is necessary to place the marker in the subject in advance. On the other hand, in recent years, a method called markerless tracking has been proposed in which a specific portion such as a tumor region of a subject is used instead of a marker to omit placement of the marker.
被検者の患部に治療ビームを照射するために被検者の体動に伴って移動するマーカまたは特定部位の位置を検出するためには、一定の時間間隔でＸ線管から被検者に対して間欠的にＸ線を照射し、被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出する必要がある。このため、被検者は、治療期間中において継続してＸ線照射を受けることになり、被検者の被曝線量が大きなものとなる。被検者の被曝線量は、可能な限り小さなものであることが好ましい。 In order to detect the position of a marker or a specific part that moves with the body movement of the subject in order to irradiate the affected part of the subject with the treatment beam, the subject is moved from the X-ray tube at regular time intervals to the subject. On the other hand, it is necessary to intermittently irradiate X-rays and detect X-rays that have passed through the subject with an X-ray detector. For this reason, the subject is to receive X-ray irradiation continuously during the treatment period, and the subject is exposed to a large dose. The exposure dose to the subject is preferably as small as possible.
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、被検者の体動に伴って移動するマーカまたは特定部位の位置を検出するときに、被検者に対する被曝線量をより小さなものとすることが可能なＸ線透視装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above problems, and when detecting the position of a marker or a specific part that moves with the body movement of the subject, the exposure dose to the subject is reduced. It is an object of the present invention to provide an X-ray fluoroscopic apparatus capable of performing the following.
第１の発明は、被検者の体動に伴って移動する前記被検者の患部に治療ビームを照射するときに、時間Ｔの間隔で間欠的にＸ線管から照射され前記被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出して前記被検者の体内に留置されたマーカを含むＸ線画像または前記被検者の特定部位を含むＸ線画像を収集することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカまたは前記特定部位の位置を検出するＸ線透視装置であって、前記マーカまたは前記特定部位と前記治療ビームの照射が許可される領域であるゲーティングウインドウの外縁との距離をＸとし、前記マーカまたは前記特定部位が前記被検者の体動に伴って前記時間Ｔの間に移動する最大移動距離Ｙとしたときに、ｎＹが前記距離Ｘより小さく（ｎ＋１）Ｙが前記距離Ｘ以上となる整数ｎを演算する演算部と、前記Ｘ線管からの時間Ｔの間隔での間欠的なＸ線の照射を、ｎ回だけ停止するＸ線照射制御部と、を備えることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, when a treatment beam is applied to an affected part of the subject moving with the body movement of the subject, the subject is intermittently irradiated from an X-ray tube at intervals of a time T. By detecting an X-ray that has passed through the X-ray detector and collecting an X-ray image including a marker placed in the body of the subject or an X-ray image including a specific part of the subject, What is claimed is: 1. An X-ray fluoroscopy apparatus for detecting a position of said marker or said specific site moving with a body movement of a subject, wherein said marker or said specific site is a region where irradiation of said treatment beam is permitted. When the distance from the outer edge of the window is X, and the maximum movement distance Y in which the marker or the specific part moves during the time T with the body movement of the subject, nY is the distance X. If (n + 1) Y is smaller than the distance X, A calculation unit for calculating an integer n, and an X-ray irradiation control unit for stopping the intermittent X-ray irradiation from the X-ray tube at intervals of time T only n times. .
第２の発明は、放射線治療装置に前記治療ビームの照射を指示する治療ビーム照射指示部をさらに備え、前記治療ビーム照射指示部は、前記演算部が前記整数ｎを演算するとき、前記マーカまたは前記特定部位が前記ゲーティングウインドウ内に位置している場合には、前記Ｘ線照射制御部が前記Ｘ線管からの時間Ｔの間隔での間欠的なＸ線の照射をｎ回だけ停止している間において、治療ビームの照射の指示を継続的に行い、前記演算部が前記整数ｎを演算するとき、前記マーカまたは前記特定部位が前記ゲーティングウインドウ外に位置している場合には、前記Ｘ線照射制御部が前記Ｘ線管からの時間Ｔの間隔での間欠的なＸ線の照射をｎ回だけ停止している間において、治療ビームの照射の指示を行わない。 The second invention further includes a treatment beam irradiation instruction unit that instructs the radiation treatment apparatus to irradiate the treatment beam, wherein the treatment beam irradiation instruction unit includes the marker or the marker when the calculation unit calculates the integer n. When the specific site is located in the gating window, the X-ray irradiation control unit stops intermittent X-ray irradiation from the X-ray tube at intervals of time T only n times. In the meantime, the instruction of the irradiation of the therapeutic beam is continuously performed, and when the arithmetic unit calculates the integer n, when the marker or the specific part is located outside the gating window, While the X-ray irradiation controller stops the intermittent X-ray irradiation from the X-ray tube at the interval of time T for n times, it does not issue the irradiation instruction of the treatment beam.
第１および第２の発明によれば、マーカまたは特定部位がゲーティングウインドウの外縁に到達するまでに間欠的なＸ線照射をｎ回停止することから、被検者に対する被曝線量をＸ線照射を停止した回数に対応して小さなものとすることが可能となる。 According to the first and second aspects, the intermittent X-ray irradiation is stopped n times before the marker or the specific portion reaches the outer edge of the gating window. Can be reduced in accordance with the number of times of stopping.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線透視装置を、治療ビーム照射装置９０とともに示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an X-ray fluoroscope according to the present invention together with a treatment
治療ビーム照射装置９０は、検診台２７上の被検者に対して放射線照射を行うものであり、治療室の床面に設置された基台９１に対して揺動可能に設置されたガントリー９２と、治療ビームを出射するためにガントリー９２に配設された治療ビーム照射部９３とを備える。このガントリー９２は、治療ビーム照射部９３とともに、基台９１に対して３６０度の範囲で回転可能な構造となっている。従って、この治療ビーム照射装置９０によれば、ガントリー９２が基台９１に対して任意の角度まで回転することにより、治療ビーム照射部９３から照射される治療ビームの照射方向を変更することができる。このため、被検者における腫瘍等の患部に対して、様々な方向から治療ビームを照射することが可能となる。
The treatment
この治療ビーム照射装置９０とともに使用されるＸ線透視装置は、被検者の患部の位置を特定する動体追跡を行うためのＸ線透視を実行するものである。すなわち、上述した治療ビーム照射装置９０を使用した放射線治療時においては、被検者の呼吸等に起因する体動に伴って移動する患部に対して、放射線を正確に照射する必要がある。このため、このＸ線透視装置においては、被検者を互いに異なる２方向から透視し、その透視画像に対して画像認識を実行することにより、被検者の特定部位または被検者の特定部位付近に留置されたマーカ（以下、これらを総称して「マーカ等」という）の位置を検出し、マーカ等の三次元の位置情報を演算することで、マーカ等を高精度で検出する、所謂、動体追跡を行う構成となっている。この動体追跡時においては、時間Ｔの間隔で間欠的にＸ線が照射され、Ｘ線透視が実行される。
The X-ray fluoroscope used together with the treatment
なお、この明細書における「Ｘ線透視」とは、連続してＸ線撮影を実行してそのＸ線画像を保存する連続Ｘ線撮影を含む概念である。 Note that “X-ray fluoroscopy” in this specification is a concept that includes continuous X-ray imaging in which X-ray imaging is continuously performed and the X-ray image is stored.
上述した画像認識の一つの実施態様としては、被検者の特定部位付近に留置したマーカの画像を予めテンプレートとして登録し、このテンプレートを利用してマーカの位置を検出して追跡（トラッキング）するテンプレートマッチングが利用される。なお、被検者における患部付近にマーカを留置する代わりに、被検者における腫瘍等の特定部位の画像をマーカとして使用する動体追跡も採用してもよい。 As one embodiment of the above-described image recognition, an image of a marker placed near a specific part of a subject is registered as a template in advance, and the position of the marker is detected and tracked using this template. Template matching is used. Note that, instead of placing a marker near the affected part of the subject, moving object tracking using an image of a specific site such as a tumor in the subject as a marker may be employed.
また、この画像認識の他の実施態様として、マーカ等に対して、予め登録した多数の正解画像と不正解画像とから、学習により識別器を作成し、この識別器を利用してマーカ等の位置を検出して追跡する機械学習が利用される。このような機械学習としては、例えば、ＳＶＭ（Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅ／サポートベクターマシン）を利用することができる。このＳＶＭは、パターン認識を実行するときに、多くの手法の中でも最も迅速性に優れ、かつ、認識性能の高い学習モデルの一つである。また、認識性能に優れた機械学習として、ＳＶＭにかえて、Ｈａａｒ‐ｌｉｋｅ特徴量などによるＢｏｏｓｔｉｎｇ（ブースティング）や、Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ（深層学習）などのニューラルネットワークを利用してもよい。 Further, as another embodiment of the image recognition, a classifier is created by learning from a large number of correct images and incorrect images registered in advance for a marker or the like, and a marker or the like is created using the classifier. Machine learning that detects and tracks positions is used. As such machine learning, for example, an SVM (Support Vector Machine / support vector machine) can be used. This SVM is one of the learning models with the highest speed among many methods and high recognition performance when executing pattern recognition. As machine learning having excellent recognition performance, a neural network such as Boosting (Boosting) using Haar-like feature values or Deep Learning (deep learning) may be used instead of SVM.
このＸ線透視装置は、第１Ｘ線管１１ａ、第２Ｘ線管１１ｂ、第３Ｘ線管１１ｃ、第４Ｘ線管１１ｄ（これらを総称する場合には「Ｘ線管１１」という）と、第１フラットパネルディテクタ２１ａ、第２フラットパネルディテクタ２１ｂ、第３フラットパネルディテクタ２１ｃ、第４フラットパネルディテクタ２１ｄ（これらを総称するときには「フラットパネルディテクタ２１」という）とを備える。第１Ｘ線管１１ａから照射されたＸ線は、検診台２７上の被検者を透過した後、第１フラットパネルディテクタ２１ａにより検出される。第１Ｘ線管１１ａと第１フラットパネルディテクタ２１ａとは、第１Ｘ線撮影系を構成する。第２Ｘ線管１１ｂから照射されたＸ線は、検診台２７上の被検者を透過した後、第２フラットパネルディテクタ２１ｂにより検出される。第２Ｘ線管１１ｂと第２フラットパネルディテクタ２１ｂとは、第２Ｘ線撮影系を構成する。第３Ｘ線管１１ｃから照射されたＸ線は、検診台２７上の被検者を透過した後、第３フラットパネルディテクタ２１ｃにより検出される。第３Ｘ線管１１ｃと第３フラットパネルディテクタ２１ｃとは、第３Ｘ線撮影系を構成する。第４Ｘ線管１１ｄから照射されたＸ線は、検診台２７上の被検者を透過した後、第４フラットパネルディテクタ２１ｄにより検出される。第４Ｘ線管１１ｄと第４フラットパネルディテクタ２１ｄとは、第４Ｘ線撮影系を構成する。
The X-ray fluoroscope includes a
なお、動体追跡を行うためのＸ線透視を実行するときには、第１Ｘ線撮影系、第２Ｘ線撮影系、第３Ｘ線撮影系、第４Ｘ線撮影系のうちの２個のＸ線撮影系が選択されて使用される。そして、各Ｘ線撮影系は、同様の動作により２方向からのＸ線透視を実行する。以下のＸ線透視動作の説明は、一方のＸ線撮影系についてのものであるが、他方のＸ線撮影系も同様の動作を実行する。 When performing X-ray fluoroscopy for performing moving object tracking, two X-ray imaging systems among the first X-ray imaging system, the second X-ray imaging system, the third X-ray imaging system, and the fourth X-ray imaging system are used. Selected and used. Each X-ray imaging system performs X-ray fluoroscopy from two directions by the same operation. The following description of the X-ray fluoroscopy operation is for one X-ray imaging system, but the other X-ray imaging system performs the same operation.
検診台２７は、基部２８と、カウチとも呼称される被検者載置部２９とを備える。被検者載置部２９は、基部２８に対して６軸方向に移動および回転可能となっている。
The examination table 27 includes a
図２は、この発明に係るＸ線透視装置の主要な制御系を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a main control system of the X-ray fluoroscopic apparatus according to the present invention.
このＸ線透視装置は、装置全体を制御する制御部３０を備える。この制御部３０は、マーカ等と治療ビームの照射が許可される領域であるゲーティングウインドウＧＷ（図３参照）の外縁との距離をＸとし、マーカ等が被検者の体動に伴ってＸ線照射の時間間隔に相当する時間Ｔの間に移動する最大移動距離Ｙとしたときに、ｎＹが距離Ｘより小さく（ｎ＋１）Ｙが距離Ｘ以上となる整数ｎを演算する演算部３１と、Ｘ線管１１からの時間Ｔの間隔での間欠的なＸ線の照射をｎ回だけ停止するＸ線照射制御部３２と、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に位置するときに治療ビームの照射を治療ビーム照射部９３に指示し、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ外に位置するときに治療ビームの照射を治療ビーム照射部９３に指示しない治療ビーム照射指示部３３と、を備える。この制御部３０は、ソフトウエアがインストールされたコンピュータから構成される。この制御部３０に含まれる上述した各部の機能は、コンピュータにインストールされているソフトウエアを実行することで実現される。
This X-ray fluoroscopy apparatus includes a
また、この制御部３０は、上述したＸ線管１１およびフラットパネルディテクタ２１と接続されている。さらに、この制御部３０は、キーボード等の入力機構を備え、各種の操作を実行する操作部３４と接続されている。
The
次に、以上のような構成を有するＸ線透視装置によりマーカ等を追跡する追跡動作について説明する。図３は、治療ビームの照射が許可される領域であるゲーティングウインドウＧＷとマーカ等との配置を示す模式図である。なお、この図においては、ゲーティングウインドウＧＷの外側に配置されたマーカ等の位置を符号Ａで示し、ゲーティングウインドウＧＷ内に配置されたマーカ等の位置を符号Ｂで示している。また、これらの図においてＹは、マーカ等が被検者の体動に伴って間欠的なＸ線照射の間隔に相当する時間Ｔの間に移動する最大移動距離を示している。また、図４および図５は、透視用Ｘ線と治療ビームとの照射状態を示すタイミングチャートである。 Next, a tracking operation for tracking a marker or the like by the X-ray fluoroscope having the above configuration will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing an arrangement of a gating window GW, which is an area where irradiation of a therapeutic beam is permitted, a marker, and the like. Note that, in this figure, the position of a marker or the like arranged outside the gating window GW is indicated by reference numeral A, and the position of a marker or the like arranged within the gating window GW is indicated by reference numeral B. In these figures, Y represents the maximum movement distance in which the marker or the like moves during the time T corresponding to the intermittent X-ray irradiation interval with the movement of the subject. FIGS. 4 and 5 are timing charts showing the irradiation state of the X-ray for fluoroscopy and the treatment beam.
被検者の体動に伴って移動するマーカ等を検出してマーカ等を追跡するときには、通常、時間Ｔの間隔で間欠的にＸ線管１１から照射され被検者を通過したＸ線をフラットパネルディテクタ２１により検出することにより、被検者の体内に留置されたマーカ等を含むＸ線画像を時間Ｔの間隔で収集している。しかしながら、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷから離隔した位置に配置されているときには、Ｘ線画像の収集は必要ない。このため、この発明に係るＸ線透視装置においては、マーカ等とゲーティングウインドウＧＷの端縁との距離Ｘが一定以上のときには、Ｘ線管１１からの間欠的なＸ線照射を停止するとともに、制御部３０におけるＸ線画像に基づく動体追跡動作を停止させる構成を採用している。
When tracking a marker or the like by detecting a marker or the like that moves in accordance with the body movement of the subject, the X-ray that has been intermittently emitted from the
すなわち、動体追跡を行うためにＸ線管１１から照射され被検者を通過したＸ線をフラットパネルディテクタ２１により検出して得たマーカ等の位置が、図３に符号Ａで示すように、ゲーティングウインドウＧＷの外部に配置されているときには、制御部３０における演算部３１は、マーカ等の位置ＡとゲーティングウインドウＧＷの外縁との距離Ｘ１を測定するとともに、ｎＹが距離Ｘ１より小さく（ｎ＋１）Ｙが前記距離Ｘ１以上となる整数ｎを演算する。図３に示すように、時間Ｔの間隔のＸ線照射がｎ回行われる間、すなわち時間ｎＴの間には、ゲーティングウインドウＧＷの端縁には到達しない。そして、制御部３０におけるＸ線照射制御部３２は、Ｘ線管１１からの時間Ｔの間隔での間欠的なＸ線の照射を、演算部３１により演算されたｎ回だけ停止する。時間Ｔの間隔のＸ線照射がｎ回停止されている間は、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に位置しないものとして、治療ビームの照射は指示されない。
In other words, the position of a marker or the like obtained by detecting the X-ray emitted from the
なお、マーカ等が被検者の体動に伴ってＸ線照射の時間間隔に相当する時間Ｔの間に移動する最大移動距離Ｙは、被検者毎に、また、被検者の患部毎に異なる。このため、この距離Ｙは、治療計画時等において予め設定する。また、マーカ等の移動速度は、一定ではないことから、距離Ｙは、マーカ等が最大速度で移動することを想定して設定する。なお、この距離Ｙを、各被検者に共通の安全を見越した一定の値としてもよい。 Note that the maximum movement distance Y in which the marker or the like moves during the time T corresponding to the time interval of X-ray irradiation with the body movement of the subject is different for each subject and for each affected part of the subject. Different. For this reason, this distance Y is set in advance at the time of treatment planning or the like. Since the moving speed of the marker or the like is not constant, the distance Y is set on the assumption that the marker or the like moves at the maximum speed. Note that this distance Y may be a constant value in anticipation of safety common to each subject.
図４において破線で示すように、時間Ｔの間隔のＸ線照射がｎ回停止された後、ｎ＋１回目にＸ線照射が実行され、マーカ等の位置が検出される。そして、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に配置されていることが確認されれば、治療ビームの照射が開始される。 As shown by the broken line in FIG. 4, after the X-ray irradiation at the interval of the time T is stopped n times, the X-ray irradiation is executed at the (n + 1) th time, and the position of the marker or the like is detected. Then, when it is confirmed that the marker or the like is arranged in the gating window GW, irradiation of the treatment beam is started.
一方、マーカ等の位置が、図３に符号Ｂで示すように、ゲーティングウインドウＧＷ内に配置されているときには、制御部３０における演算部３１は、マーカ等の位置ＢとゲーティングウインドウＧＷの外縁との距離Ｘ２を測定するとともに、ｍＹが距離Ｘ２より小さく（ｍ＋１）Ｙが前記距離Ｘ２以上となる整数ｍを演算する。このときにも、図３に示すように、時間Ｔの間隔のＸ線照射がｍ回行われる間、すなわち時間ｍＴの間には、ゲーティングウインドウＧＷの端縁には到達しない。そして、制御部３０におけるＸ線照射制御部３２は、Ｘ線管１１からの時間Ｔの間隔での間欠的なＸ線の照射を、演算部３１により演算されたｍ回だけ停止する。時間Ｔの間隔のＸ線照射がｍ回停止されている間は、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に位置しているものとして、治療ビームの照射が継続して指示される。
On the other hand, when the position of the marker or the like is arranged in the gating window GW as indicated by reference numeral B in FIG. 3, the
図５においては、演算部３１が距離Ｘ２基づいてｍ＝１を演算し、Ｘ線照射制御部３２により時間Ｔの間隔のＸ線照射が１回停止された後、その後の距離Ｘ２に基づいて演算部３１がｍ＝２を演算してＸ線照射制御部３２により時間Ｔの間隔のＸ線照射が２回停止され、さらに、その後の距離Ｘ２に基づいて演算部３１がｍ＝１を演算してＸ線照射制御部３２により時間Ｔの間隔のＸ線照射が１回停止された状態を示している。
In FIG. 5, the
このように、この発明に係るＸ線透視装置によれば、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷの端縁から離隔して配置され、マーカ等の位置を追跡する必要がない領域においては、Ｘ線管１１からのＸ線照射を停止することから、被検者に対する被曝線量をＸ線照射を停止した回数に対応して小さなものとすることが可能となる。そして、Ｘ線照射を実行しない間においては、Ｘ線画像からマーカ等を検出する画像処理動作等の動体追跡動作を停止することができることから、制御部３０等を構成するコンピュータ等への負担を小さなものとすることが可能となる。 As described above, according to the X-ray fluoroscopic apparatus according to the present invention, in a region where a marker or the like is arranged away from the edge of the gating window GW and the position of the marker or the like does not need to be tracked, the X-ray tube is not used. Since the X-ray irradiation from 11 is stopped, the exposure dose to the subject can be reduced corresponding to the number of times the X-ray irradiation is stopped. In addition, while the X-ray irradiation is not performed, a moving object tracking operation such as an image processing operation for detecting a marker or the like from the X-ray image can be stopped. It is possible to make it small.
次に、透視用Ｘ線と治療ビームとを同時には照射しない非同時照射を行う場合の実施形態について説明する。図６は、非同時照射を行う場合のこの発明に係る透視用Ｘ線と治療ビームとの照射状態を示すタイミングチャートである。また、図７は、非同時照射を行う場合の従来の透視用Ｘ線と治療ビームとの照射状態を示すタイミングチャートである。なお、これらの図は、図５と同様、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に配置されたときのタイミングチャートである。 Next, an embodiment in the case of performing non-simultaneous irradiation without simultaneously irradiating the fluoroscopic X-ray and the treatment beam will be described. FIG. 6 is a timing chart showing an irradiation state of a fluoroscopic X-ray and a treatment beam according to the present invention when performing non-simultaneous irradiation. FIG. 7 is a timing chart showing a conventional irradiation state of X-rays for fluoroscopy and a treatment beam when non-simultaneous irradiation is performed. These figures are timing charts when markers and the like are arranged in the gating window GW, as in FIG.
Ｘ線と治療ビームとを同時に照射した場合においては、治療ビームにより発生する散乱線の影響によりＸ線透視画像にノイズが生じ、正確な動体追跡が実行し得ないケースがある。このような場合においては、図７に示すように、被検者に対してＸ線を照射しないタイミング、すなわち、時間Ｔの間隔の間欠的なＸ線照射におけるＸ線照射と次のＸ線照射との間のタイミングで、治療ビームを間欠的に照射する構成が採用されている。従って、治療ビームを照射しうる時間帯が制限されることから、治療ビームを必要な回数照射するまでに時間がかかり、治療に要する時間が長時間となるという問題が生じている。 When the X-ray and the treatment beam are simultaneously irradiated, noise may occur in the X-ray fluoroscopic image due to the effect of the scattered radiation generated by the treatment beam, and accurate moving object tracking may not be performed. In such a case, as shown in FIG. 7, the timing at which the subject is not irradiated with X-rays, that is, the X-ray irradiation in the intermittent X-ray irradiation at intervals of time T and the next X-ray irradiation A configuration is adopted in which the treatment beam is intermittently radiated at a timing between the two. Accordingly, since the time period during which the treatment beam can be irradiated is limited, it takes time to irradiate the treatment beam a required number of times, and there is a problem that the time required for the treatment is long.
これに対して、この発明に係るＸ線透視装置においては、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に配置されたときにも、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷの端縁から離隔して配置され、マーカ等の位置を追跡する必要がない領域においては、Ｘ線管１１からのＸ線照射を停止する構成を採用している。すなわち、図６において破線で示すように、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に配置されたときに時間Ｔの間隔のＸ線照射を停止するときがある。
On the other hand, in the X-ray fluoroscopic apparatus according to the present invention, even when the marker or the like is arranged in the gating window GW, the marker or the like is arranged away from the edge of the gating window GW, In a region where the position does not need to be tracked, etc., a configuration is adopted in which X-ray irradiation from the
このため、図６に示すように、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に配置され、かつ、Ｘ線照射が停止しているときに、治療ビームを照射することが可能となる。これにより、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に配置された状態において、より多くの回数、治療ビームを照射することが可能となる。このため、治療ビームの照射による治療時間を短縮することが可能となる。 For this reason, as shown in FIG. 6, when a marker or the like is arranged in the gating window GW and X-ray irradiation is stopped, it is possible to irradiate the treatment beam. This makes it possible to irradiate the treatment beam more times in a state where the marker and the like are arranged in the gating window GW. For this reason, it is possible to shorten the treatment time by the irradiation of the treatment beam.
なお、上述した実施形態においては、いずれも、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷの端縁から離隔して配置されマーカ等の位置を追跡する必要がない領域において、Ｘ線照射を停止しているが、Ｘ線照射を完全に停止する代わりに、Ｘ線量を小さなものととする構成を採用してもよい。このような場合においても被検者に対する被曝線量を小さなものとすることができるとともに、このときに動体追跡動作を停止することにより制御部３０等への負担を小さなものとすることが可能となる。
In each of the above-described embodiments, X-ray irradiation is stopped in a region where a marker or the like is disposed apart from the edge of the gating window GW and the position of the marker or the like does not need to be tracked. Instead of completely stopping the X-ray irradiation, a configuration in which the X-ray dose is reduced may be adopted. Even in such a case, the exposure dose to the subject can be reduced, and the load on the
１１ａ 第１Ｘ線管
１１ｂ 第２Ｘ線管
１１ｃ 第３Ｘ線管
１１ｄ 第４Ｘ線管
２１ａ 第１フラットパネルディテクタ
２１ｂ 第２フラットパネルディテクタ
２１ｃ 第３フラットパネルディテクタ
２１ｄ 第４フラットパネルディテクタ
２７ 検診台
２９ 被検者載置部
３０ 制御部
３１ 演算部
３２ Ｘ線照射制御部
３３ 治療ビーム照射指示部
９０ 治療ビーム照射装置
ＧＷ ゲーティングウインドウ
11a
Claims (2)
前記マーカまたは前記特定部位と前記治療ビームの照射が許可される領域であるゲーティングウインドウの外縁との距離をＸとし、前記マーカまたは前記特定部位が前記被検者の体動に伴って前記時間Ｔの間に移動する最大移動距離Ｙとしたときに、
ｎＹが前記距離Ｘより小さく（ｎ＋１）Ｙが前記距離Ｘ以上となる整数ｎを演算する演算部と、
前記Ｘ線管からの時間Ｔの間隔での間欠的なＸ線の照射を、ｎ回だけ停止するＸ線照射制御部と、
を備えることを特徴とするＸ線透視装置。 When irradiating a treatment beam to the affected part of the subject that moves with the body movement of the subject, the X-rays that are intermittently radiated from the X-ray tube and passed through the subject at intervals of time T By collecting an X-ray image including a marker detected by an X-ray detector and placed in the body of the subject or an X-ray image including a specific part of the subject, the body movement of the subject can be obtained. An X-ray fluoroscope that detects the position of the marker or the specific part that moves with
Let X be the distance between the marker or the specific site and the outer edge of the gating window that is an area where the irradiation of the treatment beam is permitted, and set the marker or the specific site to the time along with the body movement of the subject. When the maximum movement distance Y that moves during T is
a calculation unit for calculating an integer n such that nY is smaller than the distance X and (n + 1) Y is equal to or greater than the distance X;
An X-ray irradiation control unit that stops the intermittent X-ray irradiation from the X-ray tube at intervals of time T only n times,
An X-ray fluoroscope, comprising:
放射線治療装置に前記治療ビームの照射を指示する治療ビーム照射指示部をさらに備え、
前記治療ビーム照射指示部は、
前記演算部が前記整数ｎを演算するとき、前記マーカまたは前記特定部位が前記ゲーティングウインドウ内に位置している場合には、前記Ｘ線照射制御部が前記Ｘ線管からの時間Ｔの間隔での間欠的なＸ線の照射をｎ回だけ停止している間において、治療ビームの照射の指示を継続的に行い、
前記演算部が前記整数ｎを演算するとき、前記マーカまたは前記特定部位が前記ゲーティングウインドウ外に位置している場合には、前記Ｘ線照射制御部が前記Ｘ線管からの時間Ｔの間隔での間欠的なＸ線の照射をｎ回だけ停止している間において、治療ビームの照射の指示を行わない、Ｘ線透視装置。 The X-ray fluoroscope according to claim 1,
The radiotherapy apparatus further includes a treatment beam irradiation instruction unit that instructs irradiation of the treatment beam,
The treatment beam irradiation instruction unit,
When the arithmetic unit calculates the integer n, if the marker or the specific part is located in the gating window, the X-ray irradiation control unit sets an interval of time T from the X-ray tube. While the intermittent X-ray irradiation is stopped only n times, the instruction of the irradiation of the treatment beam is continuously performed,
When the arithmetic unit calculates the integer n, if the marker or the specific part is located outside the gating window, the X-ray irradiation control unit sets an interval of time T from the X-ray tube. X-ray fluoroscopy apparatus which does not instruct the irradiation of the therapeutic beam while the intermittent X-ray irradiation is stopped only n times.
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005111151A (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Shimadzu Corp | Radiographic treatment apparatus |
| JP2006230673A (en) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Hokkaido Univ | Apparatus, method and program of tracing/irradiating body in motion |
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