JP5643560B2

JP5643560B2 - 放射線治療システム及びその制御方法

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Publication number: JP5643560B2
Application number: JP2010162847A
Authority: JP
Inventors: 正英市橋; 和里小山
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2030-07-20
Also published as: JP2012024145A

Description

本発明の一態様としての本実施形態は、放射線治療を実施可能な放射線治療システム及びその制御方法に関するものである。

放射線治療では、治療計画時の撮像によって画像データを生成し、その画像データを基に治療計画データが生成される。また、治療直前の撮像によって画像データを生成する。そして、治療直前の画像データと治療計画用の画像データとが位置合わせされて、治療直前の画像データの治療計画用の画像データからのずれが算出され、そのずれの分だけ治療直前の撮像の際の患者位置をずらして再ポジショニングを行なう。再ポジショニングを行なった上で患者の治療部位に対して放射線が照射され、放射線治療が実施される。

特開２０１０−６９０８６号公報

しかしながら、従来技術によると、治療に関係のない部位も含めた両画像データ全体の濃淡（ＣＴ値、画像濃度、又は輝度値等）を基に位置合わせされるので、両画像データ内の臓器の移動等は考慮されにくく、治療部位等の関心領域が精度良く位置あわせできない場合がある。特に、肺や肝臓他の胸部・腹部臓器への照射では、患部の呼吸性の動きがあるので、治療部位以外の正常部位に放射線照射を行なってしまう虞がある。

本実施形態の放射線治療システムは、上述した課題を解決するために、被検体を載置する載置手段と、前記被検体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による前記被検体の撮像で得られる第１画像データと、前記撮像前の前記被検体の撮像で得られ記憶部に記憶された第２画像データとで対応する、前記被検体内の構造物に相当する構造物領域をそれぞれ設定する領域設定手段と、前記第１画像データに設定された構造物領域と前記第２画像データに設定された構造物領域を基に、位置合わせの対象となる特定領域として、治療臓器と、放射線を当てない臓器とを設定する特定領域設定手段と、前記特定領域を基に前記第１画像データ及び前記第２画像データの位置合わせを実行する位置合わせ手段と、前記位置合わせされた第１画像データの、前記位置合わせされた第２画像データからのずれ量及びずれ方向のうち少なくとも一方を算出するずれ演算手段と、を有する。

本実施形態の放射線治療システムの制御方法は、上述した課題を解決するために、被検体を撮像する撮像手段による前記被検体の撮像で得られる第１画像データと、前記撮像前の前記被検体の撮像で得られ記憶部に記憶された第２画像データとで対応する、前記被検体内の構造物に相当する構造物領域をそれぞれ設定し、前記第１画像データに設定された構造物領域と前記第２画像データに設定された構造物領域とを基に、位置合わせの対象となる特定領域として、治療臓器と、放射線を当てない臓器とを設定し、前記特定領域を基に前記第１画像データ及び前記第２画像データの位置合わせを実行し、前記位置合わせされた第１画像データの、前記位置合わせされた第２画像データからのずれ量及びずれ方向のうち少なくとも一方を算出して表示部に表示させる。

本実施形態の放射線治療システムの一部を示す外観図。本実施形態の放射線治療システムの全体を示す構成図。本実施形態の放射線治療システムの機能を示すブロック図。治療計画ボリュームデータに基づく表示画像の一例を模式的に示す図。治療直前ボリュームデータに基づく表示画像の一例を模式的に示す図。位置合わせ後の治療直前ボリュームデータに基づく表示画像の一例を模式的に示す図。比較点のずれの表示の第１例を模式的に示す図。比較点のずれの表示の第２例を模式的に示す図。本実施形態の放射線治療システムの動作を示すフローチャート。本実施形態の放射線治療システムの動作を示すフローチャート。

本実施形態の放射線治療システム及びその制御方法について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の放射線治療システムの一部を示す外観図である。図２は、本実施形態の放射線治療システムの全体を示す構成図である。

図１及び図２は、本実施形態の放射線治療システム１を示す。放射線治療システム１は、コンソール１０、撮像装置２０、寝台装置３０、治療計画装置４０、及び放射線治療装置（ライナック：治療計画データに基づいて放射線を照射して治療を行なう放射線治療装置）５０によって構成される。

撮像装置２０、寝台装置３０、及び放射線治療装置５０は、図１に示すように通常は検査室に設置される。一方、コンソール１０は、通常は検査室に隣接する制御室に設置される。治療計画装置４０は、検査室及び制御室の外側に設置される。なお、治療計画装置４０は、制御室に設置されてもよいし、コンソール１０と一体の装置であってもよい。また、撮像装置２０の代表的な例としては、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ）装置、Ｘ線装置等が挙げられる。以下、撮像装置２０として、Ｘ線ＣＴ装置２０ａを用いる場合について説明する。

放射線治療システム１のコンソール１０は、図２に示すように、コンピュータをベースとして構成されており、図示しない病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークと相互通信可能である。コンソール１０は、大きくは、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）１１、メインメモリ１２、画像メモリ１３、ＨＤＤ（ｈａｒｄｄｉｓｃｄｒｉｖｅ）１４、入力装置１５、及び表示装置１６等の基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ１１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、コンソール１０を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、コンソール１０は、記録媒体ドライブを具備してもよい。

ＣＰＵ１１は、半導体で構成された電子回路が複数の端子を持つパッケージに封入されている集積回路（ＬＳＩ）の構成をもつ制御装置である。医師等の操作者によって入力装置１５が操作等されることにより指令が入力されると、ＣＰＵ１１は、メインメモリ１２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ１１は、ＨＤＤ１４に記憶しているプログラム、ネットワークから転送されてＨＤＤ１４にインストールされたプログラム、又は記録媒体ドライブ（図示しない）に装着された記録媒体から読み出されてＨＤＤ１４にインストールされたプログラムを、メインメモリ１２にロードして実行する。

メインメモリ１２は、ＲＯＭ（ｒｅａｄｏｎｌｙｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）等の要素を兼ね備える構成をもつ記憶装置である。メインメモリ１２は、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌｐｒｏｇｒａｍｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔｓｙｓｔｅｍ）及びデータを記憶したり、ＣＰＵ１１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いられたりする。

画像メモリ１３は、２次元画像データとしてのスライスデータや、３次元画像データとしての治療計画ボリュームデータ及び治療直前ボリュームデータを記憶する記憶装置である。

ＨＤＤ１４は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクが着脱不能で内蔵されている構成をもつ記憶装置である。ＨＤＤ１４は、コンソール１０にインストールされたプログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）や、データを記憶する記憶装置である。また、ＯＳに、術者等の操作者に対する表示装置１６への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置１５によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌｕｓｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。

入力装置１５は、操作者によって操作が可能なポインティングデバイスであり、操作に従った入力信号がＣＰＵ１１に送られる。

表示装置１６は、図示しない画像合成回路、ＶＲＡＭ（ｖｉｄｅｏｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）、及びディスプレイ等を含んでいる。画像合成回路は、画像データに種々のパラメータの文字データ等を合成した合成データを生成する。ＶＲＡＭは、合成データを、ディスプレイに表示する表示画像データとして展開する。ディスプレイは、液晶ディスプレイやＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ）等によって構成され、表示画像データを表示画像として順次表示する。

コンソール１０は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａ、寝台装置３０、及び放射線治療装置５０の動作を制御する。また、コンソール１０は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａのＤＡＳ２４から入力された生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理（前処理）を行なって投影データを生成し、投影データを基に２次元画像データとしてのスライスデータや３次元画像データとしてのボリュームデータを生成する。

放射線治療システム１のＸ線ＣＴ装置２０ａは、患者（被検体）Ｏの癌・腫瘍等の治療部位を含む領域の画像データを表示するために、治療部位を含む領域を撮像する。Ｘ線ＣＴ装置２０ａは、放射線源としてのＸ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ（ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）２４、回転部２５、高電圧供給装置２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、及び撮像コントローラ２９を設ける。

Ｘ線管２１は、高電圧供給装置２６から供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることで制動Ｘ線を発生させ、Ｘ線をＸ線検出器２３に向かって照射する。Ｘ線管２１から照射されるＸ線によって、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線が形成される。

絞り２２は、絞り駆動装置２７によって、Ｘ線管２１から照射されるＸ線の照射範囲を調整する。すなわち、絞り駆動装置２７によって絞り２２の開口を調整することによって、Ｘ線照射範囲を変更できる。

Ｘ線検出器２３は、マトリクス状、すなわち、チャンネル方向に複数チャンネル、スライス方向に複数列のＸ線検出素子を有する２次元アレイ型のＸ線検出器２３（マルチスライス型検知器ともいう。）である。Ｘ線検出器２３のＸ線検出素子は、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を検出する。

ＤＡＳ２４は、Ｘ線検出器２３の各Ｘ線検出素子が検出する透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換する。ＤＡＳ２４の出力データは、撮像コントローラ２９を介してコンソール１０に供給される。

回転部２５は、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として保持する。回転部２５は、Ｘ線管２１とＸ線検出器２３とを対向させた状態で、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として患者Ｏの周りに回転できるように構成されている。なお、回転部２５の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向、そのｚ軸方向に直交する平面をｘ軸方向、ｙ軸方向で定義する。

高電圧供給装置２６は、撮像コントローラ２９による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。

絞り駆動装置２７は、撮像コントローラ２９による制御によって、絞り２２におけるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する機構を有する。

回転駆動装置２８は、撮像コントローラ２９による制御によって、回転部２５がその位置関係を維持した状態で空洞部の周りを回転するように回転部２５を回転させる機構を有する。

撮像コントローラ２９は、ＣＰＵ及びメモリによって構成される。撮像コントローラ２９は、Ｘ線管２１、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ２４、高電圧供給装置２６、絞り駆動装置２７、及び回転駆動装置２８等の制御を行なうことで、寝台装置３０の動作を伴ってスキャンを実行させる。

放射線治療システム１の寝台装置３０は、天板３１、天板駆動装置３２、及び寝台コントローラ３９を備える。

天板３１は、患者Ｏを載置可能である。天板駆動装置３２は、寝台コントローラ３９による制御によって、天板３１をｙ軸方向に沿って昇降動させる機構と、天板３１をｚ軸方向に沿って進退動させる機構と、天板３１をｙ軸方向を軸として回転させる機構とを有する。

寝台コントローラ３９は、ＣＰＵ及びメモリによって構成される。寝台コントローラ３９は、天板駆動装置３２等の制御を行なうことで、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの動作を伴ってスキャンを実行させる。また、寝台コントローラ３９は、天板駆動装置３２等の制御を行なうことで、放射線治療装置５０の動作を伴って放射線治療を実行させる。

放射線治療システム１の治療計画装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａを用いて撮像されてコンソール１０によって生成されたスライスデータ及びボリュームデータを基に、放射線治療装置５０によって放射線治療を行なうための治療計画データを生成する。治療計画装置４０によって生成された治療計画データに基づくコンソール１０の制御の下、放射線治療装置５０によって患者Ｏの診療部位に放射線が照射される。治療計画装置４０は、コンピュータをベースとして構成されており、図示しない病院基幹のＬＡＮ等のネットワークと相互通信可能である。治療計画装置４０は、大きくは、ＣＰＵ４１、メインメモリ４２、治療計画メモリ４３、ＨＤＤ４４、入力装置４５、及び表示装置４６等の基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ４１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、治療計画装置４０を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、治療計画装置４０は、記録媒体ドライブを具備してもよい。

ＣＰＵ４１の構成は、コンソール１０のＣＰＵ１１の構成と同等である。操作者によって入力装置４５が操作等されることにより指令が入力されると、ＣＰＵ４１は、メインメモリ４２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ４１は、ＨＤＤ４４に記憶しているプログラム、ネットワークから転送されてＨＤＤ４４にインストールされたプログラム、又は記録媒体ドライブ（図示しない）に装着された記録媒体から読み出されてＨＤＤ４４にインストールされたプログラムを、メインメモリ４２にロードして実行する。

メインメモリ４２の構成は、コンソール１０のメインメモリ１２の構成と同等である。メインメモリ４２は、ＩＰＬ、ＢＩＯＳ及びデータを記憶したり、ＣＰＵ４１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いられたりする。

治療計画メモリ４３は、治療計画データを記憶する記憶装置である。
ＨＤＤ４４の構成は、コンソール１０のＨＤＤ１４の構成と同等である。
入力装置４５は、コンソール１０の入力装置１５の構成と同等である。
表示装置４６は、コンソール１０の表示装置１６の構成と同等である。

治療計画装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａによって生成された画像データを基に、患者Ｏの治療部位の位置及び治療部位の形状を求め、治療部位に照射すべき放射線（Ｘ線、電子線、中性子線、陽子線、又は重粒子線等）や、そのエネルギー、及び照射野を決定する。

放射線治療システム１の放射線治療装置５０は、一般的にＭＶ級の放射線を発生させることができる。放射線治療装置５０は、放射線の発生口部分に絞り（コリメータ）を設置し、絞りによって治療計画に基づく照射形状及び線量分布を実現する。近年は、絞りとして複数の可動リーフにより複雑な腫瘍の形状に対応した線量分布を形成することができるマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）が多く用いられる。放射線治療装置５０は、絞りによって形成される照射野により放射線の照射量を調整し、患者Ｏの治療部位を消滅又は縮小させる。

放射線治療装置５０は、放射線源としての放射線源５１、絞り５２、アーム部５５、高電圧供給装置５６、絞り駆動装置５７、回転駆動装置５８、及び治療コントローラ５９を備える。

放射線源５１は、高電圧供給装置５６から供給された管電圧に応じて放射線を発生させる。

絞り５２は、絞り駆動装置５７によって、放射線源５１から照射される放射線の照射範囲を調整する。すなわち、絞り駆動装置５７によって絞り５２の開口を調整することによって、放射線の照射範囲を変更できる。

アーム部５５は、放射線源５１及び絞り５２を一体として保持する。アーム部５５は、放射線源５１及び絞り５２を一体として患者Ｏの周りに回転できるように構成されている。

高電圧供給装置５６は、治療コントローラ５９による制御によって、放射線の照射に必要な電力を放射線源５１に供給する。

絞り駆動装置５７は、治療コントローラ５９による制御によって、絞り５２における放射線の照射範囲を調整する機構を有する。

回転駆動装置５８は、治療コントローラ５９による制御によって、アーム部５５と支持部との接続部を中心として回転するようにアーム部５５を回転させる機構を有する。

治療コントローラ５９は、ＣＰＵ及びメモリによって構成される。治療コントローラ５９は、治療計画装置４０によって生成される治療計画データに従って放射線源５１、高電圧供給装置５６、及び絞り駆動装置５７等の制御を行なうことで、寝台装置３０の動作を伴って治療のための放射線の照射を実行させる。

図３は、本実施形態の放射線治療システム１の機能を示すブロック図である。

コンソール１０のＣＰＵ１１及び治療計画装置４０のＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって、放射線治療システム１は、図３に示すように、撮像実行部６１、画像データ生成部６２、治療計画データ生成部６３、インターフェース部６４、輪郭設定部６５、インターフェース部６６、比較点（リファレンスポイント）設定部６７、特定輪郭設定部６８、位置合わせ部６９、ずれ演算部７０、及び治療実行部７１として機能する。なお、放射線治療システム１の構成要素６１乃至７１の全部又は一部は、放射線治療システム１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。

コンソール１０の撮像実行部６１は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの撮像コントローラ２９と寝台装置３０の寝台コントローラ３９との動作を制御して、治療計画用に、患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像を実行させる機能を有する。また、撮像実行部６１は、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの撮像コントローラ２９と寝台装置３０の寝台コントローラ３９との動作を制御して、治療直前に、患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像を実行させる機能を有する。

コンソール１０の画像データ生成部６２は、撮像実行部６１によってＸ線ＣＴ装置２０ａが取得する透過データに画像再構成処理等の処理を施して２次元画像データとしてのスライスデータを生成する機能を有する。また、画像データ生成部６２は、複数スライスに相当するスライスデータを基に３次元画像データとしてのボリュームデータを生成する機能を有する。具体的には、画像データ生成部６２は、治療計画用の撮像によってスライスデータを生成し、治療計画装置４０による治療計画用のボリュームデータ（治療計画ボリュームデータ）ＶＰを生成する。一方、画像データ生成部６２は、放射線治療装置５０による治療直前の撮像によってスライスデータを生成し、治療直前のボリュームデータ（治療直前ボリュームデータ）ＶＱを生成する。画像データ生成部６２によって生成されたボリュームデータＶＰ，ＶＱは、画像メモリ１３等の記憶装置にそれぞれ記憶される。

治療計画装置４０の治療計画データ生成部６３は、画像メモリ１３に記憶された治療計画ボリュームデータＶＰを基に、治療計画データを生成する機能を有する。治療計画データ生成部６３は、治療計画データを生成する際、治療計画ボリュームデータＶＰを基に、患者Ｏ内の構造物に相当する構造物領域を輪郭ＳＰとして設定すると共に、比較点（アイソセンタ）ＲＰを設定する。患者Ｏ内の構造物としては、治療部位としてのＰＴＶ（ｐｌａｎｎｉｎｇｔａｒｇｅｔｖｏｌｕｍｅ）と、放射線を当てたくないＯＡＲ（ｏｒｇａｎａｔｒｉｓｋ）及びその他の臓器と、骨等を含む。例えば、治療計画データ生成部６３は、インターフェース部６４を介して輪郭ＳＰと比較点ＲＰとを設定する。治療計画データ生成部６３によって設定される輪郭ＳＰ及び比較点ＲＰは３次元の情報である。治療計画データ生成部６３は、輪郭ＳＰを設定する場合、１つの輪郭ＳＰ１のみを設定してもよいし、複数の輪郭ＳＰ１，ＳＰ２，…を設定してもよい。

なお、治療計画データ生成部６３は、放射線治療システム１を構成するＸ線ＣＴ装置２０ａによって生成された治療計画ボリュームデータＶＰを基に治療計画データを生成するものとして説明するが、その場合に限定されるものではない。治療計画データ生成部６３は、放射線治療システム１の外部の撮像装置によって生成された治療計画ボリュームデータを基に治療計画データを生成する場合もある。治療計画データ生成部６３によって生成された治療計画データは、治療計画メモリ４３等の記憶装置に記憶される。

治療計画装置４０のインターフェース部６４は、治療計画ボリュームデータＶＰに基づく表示画像を表示装置４６に表示し、操作者が操作する入力装置４５を介して表示画像上で輪郭ＳＰ及び比較点ＲＰを選択することを可能とするＧＵＩ等のインターフェースである。

コンソール１０の輪郭設定部６５は、画像メモリ１３に記憶された治療直前ボリュームデータＶＱを基に、治療計画メモリ４３に記憶された輪郭ＳＰに対応する輪郭ＳＱを設定する機能を有する。例えば、輪郭設定部６５は、インターフェース部６６を介して輪郭ＳＱを設定する。輪郭設定部６５は、輪郭ＳＱを設定する場合、１つの輪郭ＳＰ（ＳＰ１）のみが設定されたときには１つの輪郭ＳＱ（ＳＱ１）のみを設定し、複数の輪郭ＳＰ（ＳＰ１，ＳＰ２，…）が設定されたときには複数の輪郭ＳＱ（ＳＱ１，ＳＱ２，…）を設定する。

コンソール１０のインターフェース部６６は、画像メモリ１３に記憶された治療直前ボリュームデータＶＱに基づく表示画像を表示装置１６に表示し、操作者が操作する入力装置１５を介して表示画像上で輪郭ＳＱを選択することを可能とするＧＵＩ等のインターフェースである。

コンソール１０の比較点設定部６７は、画像メモリ１３に記憶された治療直前ボリュームデータＶＱを基に、比較点ＲＱを設定する機能を有する。例えば、比較点設定部６７は、インターフェース部６６を介して比較点ＲＱを設定する。インターフェース部６６は、画像メモリ１３に記憶された治療直前ボリュームデータＶＱに基づく表示画像を表示装置１６に表示し、操作者が操作する入力装置１５を介して表示画像上で比較点ＲＱを選択することを可能とするＧＵＩ等のインターフェースである。

コンソール１０の特定輪郭設定部６８は、治療計画メモリ４３に記憶された輪郭ＳＰ（１個の輪郭ＳＰ１、又は複数の輪郭ＳＰ１，ＳＰ２，…）と、輪郭設定部６５によって設定された輪郭ＳＱ（１個の輪郭ＳＱ１、又は複数の輪郭ＳＱ１，ＳＱ２，…）とを基に、位置合わせの対象となる特定領域を特定輪郭ｓとして設定する機能を有する。特定輪郭ｓとしては、ＰＴＶやＯＡＲの輪郭が挙げられる。特定輪郭設定部６８は、複数の輪郭ＳＰと、それらに対応する複数の輪郭ＳＱとが設定されている場合、複数の輪郭ＳＰと複数の輪郭ＳＱの中から、対応する１つ又は複数の特定輪郭ｓを設定することもできる。

例えば、特定輪郭設定部６８は、インターフェース部７０を介して特定輪郭ｓを設定する。インターフェース部６６は、輪郭ＳＰ，ＳＱを含むボリュームデータＶＰ，ＶＱに基づく表示画像を表示装置１６にそれぞれ表示し、操作者が操作する入力装置１５を介して表示画像上で特定輪郭ｓを選択することを可能とするＧＵＩ等のインターフェースである。また、例えば、コンソール１０が事前にＰＴＶ等の識別子を登録することで、特定輪郭設定部６８は、登録された識別子に該当する特定輪郭ｓを設定することもできる。

また、特定輪郭設定部６８は、特定輪郭ｓを設定する場合、１つの特定輪郭ｓ（ｓ１）のみを設定してもよいし、複数の特定輪郭ｓｎ（ｓ１，ｓ２，…）を設定してもよい。特定輪郭設定部６８は、複数の特定輪郭ｓｎを設定する場合、複数の特定輪郭ｓｎに位置合わせの優先度を付することが望ましい。

図４は、治療計画ボリュームデータＶＰに基づく表示画像の一例を模式的に示す図である。図５は、治療直前ボリュームデータＶＱに基づく表示画像の一例を模式的に示す図である。

図４は、治療計画ボリュームデータＶＰに基づく表示画像に含まれる複数の輪郭ＳＰの中の、特定輪郭ｓ１としてのＰＴＶと、特定輪郭ｓ２としてのＯＡＲとを示している。図５は、治療直前ボリュームデータＶＱに基づく表示画像に含まれる複数の輪郭ＳＱの中の、特定輪郭ｓ１としてのＰＴＶと、特定輪郭ｓ２としてのＯＡＲとを示している。図４に示す表示画像と図５に示す表示画像とを比較すると、ボリュームデータＶＰ，ＶＱ間でずれが生じていることが分かる。図４及び図５では、特定輪郭設定部６８は、治療計画ボリュームデータＶＰの輪郭ＳＰと治療直前ボリュームデータＶＱの輪郭ＳＱとを基に、２個の特定輪郭ｃ１，ｃ２を設定している。

図３に示すコンソール１０の位置合わせ部６９は、特定輪郭設定部６８によって設定された、治療計画ボリュームデータＶＰに含まれる特定輪郭ｓと、治療直前ボリュームデータＶＱに含まれる特定輪郭ｓとを基に、ボリュームデータＶＰ，ＶＱ全体の相対的な位置合わせを行なう機能を有する。位置合わせ部６９による位置合わせ方法は、特定輪郭ｓ内のＣＴ値（画像濃度や輝度値等）の差異が少なくなるようにボリュームデータＶＰ，ＶＱ全体を位置合わせする方法であってもよいし、特定輪郭ｓの変形・移動に対応したいわゆる「非剛体」でボリュームデータＶＰ，ＶＱ全体を位置合わせする方法であってもよい。

また、図４及び図５に示す場合において、特定輪郭ｓ１としてのＰＴＶの方が、特定輪郭ｓ２としてのＯＡＲより優先度が高い場合、特定位置合わせ部６９は、治療計画ボリュームデータＶＰのＰＴＶと、治療直前ボリュームデータＶＱのＰＴＶとを基に、ボリュームデータＶＰ，ＶＱ全体の相対的な位置合わせを行なう。なお、位置合わせ後の治療直前ボリュームデータＶＱに基づく表示画像の一例を模式的に図６に示す。

コンソール１０のずれ演算部７０は、位置合わせ部６９によって位置合わせされた治療直前ボリュームデータＶＱに含まれる比較点ＲＱの、位置合わせされた治療計画ボリュームデータＶＰに含まれる比較点ＲＰからのずれ（３次元座標系のずれ量及びずれ方向のうち少なくとも一方）ｄを算出する機能を有する。ずれ演算部７０によって算出されたずれｄは、インターフェース部６６を介して表示装置１６で表示される。

図７は、比較点ＲＱのずれｄの表示の第１例を模式的に示す図である。図８は、比較点ＲＱのずれｄの表示の第２例を模式的に示す図である。

図７は、比較点ＲＱのずれｄとしてのずれ量及びずれ方向の両方を、３次元座標系で表示する場合を示している。図８は、比較点ＲＱのずれｄとしてのずれ量及びずれ方向の両方を、２次元座標系で表示する場合を示している。図７，図８に示すように比較点ＲＰ，ＲＱを表示することで、操作者は、比較点ＲＱのずれｄを視認することができる。

比較点ＲＱのずれｄの表示を基に治療計画装置４０によって治療計画が再考された後、又は天板３１上の患者Ｏをずれｄの分だけずらして再セッティングが実施された後、図３に示すコンソール１０の治療実行部７１は、放射線治療装置５０の治療コントローラ５９と寝台装置３０の寝台コントローラ３９との動作を制御して、患者Ｏの治療部位の治療を実行させる機能を有する。

続いて、本実施形態の放射線治療システム１の動作について、図９及び図１０に示すフローチャートを用いて説明する。

放射線治療システム１の寝台装置３０の天板３１上に患者Ｏが載せられると、放射線治療システム１は、寝台装置３０の寝台コントローラ３９の動作を制御して、天板３１をＸ線ＣＴ装置２０ａの開口部に挿入する。次いで、放射線治療システム１は、図９に示すように、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの撮像コントローラ２９の動作を制御して、治療計画用に、患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像を実行する（ステップＳＴ１）。次いで、放射線治療システム１は、ステップＳＴ１によってＸ線ＣＴ装置２０ａが取得する透過データに画像再構成処理等の処理を施して２次元画像データとしてのスライスデータを生成し、複数スライスに相当するスライスデータを基に３次元画像データとしての治療計画ボリュームデータＶＰを生成する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２によって生成された治療計画ボリュームデータＶＰは、画像メモリ１３等の記憶装置に記憶される（ステップＳＴ３）。

放射線治療システム１は、ステップＳＴ３によって画像メモリ１３に記憶された治療計画ボリュームデータＶＰを基に、治療計画データを生成する（ステップＳＴ４）。放射線治療システム１は、ステップＳＴ４において、患者Ｏ内の構造物に相当する構造物像の輪郭ＳＰを設定する（ステップＳＴ４ａ）。また、放射線治療システム１は、ステップＳＴ４において、ステップＳＴ３によって画像メモリ１３に記憶された治療計画ボリュームデータＶＰを基に、比較点ＲＰを設定する（ステップＳＴ４ｂ）。ステップＳＴ４によって生成された治療計画データは、治療計画メモリ４３等の記憶装置に記憶される（ステップＳＴ５）。

ステップＳＴ１によって患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像が終了すると、放射線治療システム１は、寝台装置３０の寝台コントローラ３９の動作を制御して、天板３１をＸ線ＣＴ装置２０ａの開口部から退避させる。次いで、放射線治療システム１の寝台装置３０の天板３１から患者Ｏが降ろされる。

放射線治療装置５０による治療が実施される直前に、放射線治療システム１の寝台装置３０の天板３１上に患者Ｏが載せられると、放射線治療システム１は、寝台装置３０の寝台コントローラ３９の動作を制御して、天板３１をＸ線ＣＴ装置２０ａの開口部に挿入する。次いで、放射線治療システム１は、図１０に示すように、Ｘ線ＣＴ装置２０ａの撮像コントローラ２９の動作を制御して、治療直前に、患者Ｏの治療部位を含む領域の撮像を実行する（ステップＳＴ１１）。次いで、放射線治療システム１は、ステップＳＴ１１によってＸ線ＣＴ装置２０ａが取得する透過データに画像再構成処理等の処理を施して２次元画像データとしてのスライスデータを生成し、複数スライスに相当するスライスデータを基に３次元画像データとしての治療直前ボリュームデータＶＱを生成する（ステップＳＴ１２）。ステップＳＴ１２によって生成された治療直前ボリュームデータＶＱは、画像メモリ１３等の記憶装置に記憶される（ステップＳＴ１３）。

放射線治療システム１は、ステップＳＴ１３によって画像メモリ１３に記憶された治療直前ボリュームデータＶＱを基に、治療計画メモリ４３に記憶された輪郭ＳＰに対応する輪郭ＳＱを設定する（ステップＳＴ１４）。また、放射線治療システム１は、ステップＳＴ１３によって画像メモリ１３に記憶された治療直前ボリュームデータＶＱを基に、比較点ＲＱを設定する（ステップＳＴ１５）。

次いで、放射線治療システム１は、図９のステップＳＴ４ａによって設定された輪郭ＳＰと、ステップＳＴ１４によって設定された輪郭ＳＱとを基に、位置合わせの対象となる特定輪郭ｓを設定する（ステップＳＴ１６）。特定輪郭ｓとしては、ＰＴＶやＯＡＲの輪郭が挙げられる。

次いで、放射線治療システム１は、ステップＳＴ１６によって設定された、治療計画ボリュームデータＶＰに含まれる特定輪郭ｓと、治療直前ボリュームデータＶＱに含まれる特定輪郭ｓとを基に、ボリュームデータＶＰ，ＶＱ全体の相対的な位置合わせを行なう（ステップＳＴ１７）。

次いで、放射線治療システム１は、ステップＳＴ１７によって位置合わせされた治療直前ボリュームデータＶＱに含まれる比較点ＲＱの、治療計画ボリュームデータＶＰに含まれる比較点ＲＰからのずれｄを算出する（ステップＳＴ１８）。ステップＳＴ１８によって算出されたずれｄは、図７及び図８に示すように、表示装置１６を介して表示される（ステップＳＴ１９）。

次いで、ステップＳＴ１９によって表示されたずれｄを基に、治療計画装置４０によって治療計画が再考された後、又は天板３１上の患者Ｏをずれｄの分だけずらして再セッティングが実施された後、放射線治療システム１は、放射線治療装置５０の治療コントローラ５９の動作を制御して、患者Ｏの治療部位の治療を実行する（ステップＳＴ２０）。

ステップＳＴ２０によって患者Ｏの治療部位の治療が終了すると、放射線治療システム１は、寝台装置３０の寝台コントローラ３９の動作を制御して、天板３１を放射線治療装置５０から退避させる。次いで、放射線治療システム１の寝台装置３０の天板３１から患者Ｏが降ろされる。

本実施形態の放射線治療装置１及びその制御方法によれば、治療計画ボリュームデータＶＰと治療直前ボリュームデータＶＱとを、ボリュームデータＶＰ，ＶＱに共通して含まれる特定輪郭ｃを基に全体を位置合わせするので、両ボリュームデータＶＰ，ＶＱを正確に位置合わせすることができ、治療計画に即した治療を支援することができる。

なお、本実施形態の放射線治療装置１は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、本実施形態の放射線治療装置１に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１放射線治療システム
１０コンソール
２０撮像装置
２０ａＸ線ＣＴ装置
２９撮像コントローラ
３０寝台装置
３１天板
３９寝台コントローラ
４０治療計画装置
５０放射線治療装置
５９治療コントローラ
６１撮像実行部
６２画像データ生成部
６３治療計画データ生成部
６４インターフェース部
６５輪郭設定部
６６インターフェース部
６７比較点設定部
６８特定輪郭設定部
６９位置合わせ部
７０ずれ演算部
７１治療実行部

Claims

被検体を載置する載置手段と、
前記被検体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による前記被検体の撮像で得られる第１画像データと、前記撮像前の前記被検体の撮像で得られ記憶部に記憶された第２画像データとで対応する、前記被検体内の構造物に相当する構造物領域をそれぞれ設定する領域設定手段と、
前記第１画像データに設定された構造物領域と前記第２画像データに設定された構造物領域を基に、位置合わせの対象となる特定領域として、治療臓器と、放射線を当てない臓器とを設定する特定領域設定手段と、
前記特定領域を基に前記第１画像データ及び前記第２画像データの位置合わせを実行する位置合わせ手段と、
前記位置合わせされた第１画像データの、前記位置合わせされた第２画像データからのずれ量及びずれ方向のうち少なくとも一方を算出するずれ演算手段と、
を有することを特徴とする放射線治療システム。
前記第１画像データ及び前記第２画像データについて比較点をそれぞれ設定する比較点設定手段をさらに有し、
前記ずれ演算手段は、前記位置合わせされた第１画像データに設定された比較点の、前記位置合わせされた第２画像データに設定された比較点からの前記ずれ量及び前記ずれ方向を算出し、前記ずれ量及び前記ずれ方向に従って前記載置手段の位置を移動させることを特徴とする請求項１に記載の放射線治療システム。
前記撮像装置がＸ線ＣＴ装置である場合、
前記位置合わせ手段は、前記特定領域内のＣＴ値の差異が少なくなるように前記第１画像データ及び前記第２画像データ全体を位置合わせすることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線治療システム。
前記画像データを、３次元画像データとすることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の放射線治療システム。
前記特定領域設定手段は、前記特定領域として複数を設定する場合、位置合わせのための優先順位を付するものとし、
前記位置合わせ部は、前記優先順位に従って、前記第１画像データ及び前記第２画像データの位置合わせを実行することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の放射線治療システム。
被検体を撮像する撮像手段による前記被検体の撮像で得られる第１画像データと、前記撮像前の前記被検体の撮像で得られ記憶部に記憶された第２画像データとで対応する、前記被検体内の構造物に相当する構造物領域をそれぞれ設定し、
前記第１画像データに設定された構造物領域と前記第２画像データに設定された構造物領域とを基に、位置合わせの対象となる特定領域として、治療臓器と、放射線を当てない臓器とを設定し、
前記特定領域を基に前記第１画像データ及び前記第２画像データの位置合わせを実行し、
前記位置合わせされた第１画像データの、前記位置合わせされた第２画像データからのずれ量及びずれ方向のうち少なくとも一方を算出して表示部に表示させる、
ことを特徴とする放射線治療システムの制御方法。
前記第１画像データ及び前記第２画像データについて比較点をそれぞれ設定し、前記位置合わせされた第１画像データに設定された比較点の、前記位置合わせされた第２画像データに設定された比較点からの前記ずれ量及び前記ずれ方向のうち少なくとも一方を算出することを特徴とする請求項６に記載の放射線治療システムの制御方法。