JPH1128252A - 照射野の形成方法及び形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な患者の治療領域の描出を迅速に行って
放射線が照射される照射野を容易に得ることができる照
射野の形成方法及び形成装置を得る。 【解決手段】 放射線断面撮影装置で撮影された患部断
面と同一断面を放射線断面撮影装置とは異なる断面撮影
装置で撮影する第１の工程と、第１の工程で撮影された
同一断面の画像上での患部形状の中心点を求める第２の
工程と、同一断面の画像上において患部形状の輪郭線上
から複数の点を選択する第３の工程と、同一断面の画像
上において前記患部形状の中心点から第２の工程で選択
された輪郭線上の各点までの距離を予め定められた大き
さで拡大又は縮小して輪郭線上の各点の対応点をそれぞ
れ求める第４の工程と、同一断面の画像上において第４
の工程で求められた各対応点を順に結び同一断面とは異
なる断面の患部形状を求める第５の工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば必要量の放
射線を患部に正確に照射する機能を有する放射線治療装
置において、その照射される領域を短時間で正確に設定
する照射野の形成方法及び形成装置の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の放射線治療装置として、陽子線を
加速して放射線を発生する陽子線治療装置の例を特公平
７−３２８０６号公報に記載された陽子線治療装置に基
づいて説明する。

【０００３】図２８は従来の陽子線治療装置の構成図で
あって、陽子線治療装置はビーム輸送系１２、陽子加速
器１０、中エネルギビーム輸送系１６からなる。陽子加
速器１０は六角形のシンクロトロンからなり、高周波加
速部１４を有している。

【０００４】陽子を深部の治療領域に到達させて治療を
行うためには、所要のビーム強度の陽子を陽子加速器１
０で所要のエネルギーまで加速する必要がある。なお、
図２９は図２８のビーム輸送系ａ−ａ方向から見た図で
ある。

【０００５】例えば体内３２ｃｍの深さに陽子を到達さ
せるには、２３０ＭｅＶのエネルギーが必要となる。こ
のようなエネルギーまで陽子を加速する陽子線治療装置
の動作を以下に説明する。

【０００６】図３０は陽子線治療装置の陽子の照射を制
御する照射制御装置３４の構成図である。ここで照射制
御装置３４は、第１治療室２４に上下垂直及び水平の３
組の照射制御装置を設置した場合において、これらを代
表して垂直上方向ビーム輸送系１８からのビームを制御
する垂直上方向の装置についての詳細な構成を示してい
る。

【０００７】垂直下方向ビーム輸送系２０のビームと水
平方向ビーム輸送系２８のビームを制御する他の２組に
ついても同様の構成となる。これら他の２組は参照符号
７０、７２により示されるものである。

【０００８】各照射制御装置の中心軸に治療領域を一致
させるように、中央の治療台３６上に患者３８を固定す
る。その位置の確認は同軸上にＸ線管３９及びイメージ
インテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）４０を移動させて行
う。

【０００９】陽子線の照射野の形成は、細束陽子線を走
査用電磁石４２で走査し、また、一次散乱体４４により
拡大し、リングストッパ４６によって、照射位置にほぼ
均一強度の２０×２０ｃｍ以上の分布を形成することで
行われる。

【００１０】患者表面の照射野形成のビームの広がりの
確認は光照射野ミラー８０を用いて行われる。ビーム軸
方向の飛程調整は、エネルギー微調器４８によって所要
の体内飛程に対応するエネルギーに減弱させ、線量ピー
ク幅が治療領域厚に合致するようにリッジフィルタ５０
を選択して、その幅を拡大する。

【００１１】また、患者体表面及び治療領域の形状、体
内の不均質治療領域の深度に対応させて陽子線のエネル
ギー調整を行うためにボーラス８２が設けられている。
ボーラス８２の厚みは各位置によって変化していて、そ
の各位置を介して陽子線を通過させることにより、陽子
線のエネルギーを吸収する。

【００１２】治療領域形状に一致するようにブロックコ
リメータ５２の形状及び最終コリメータ５４の開口形状
を調整する。リッジフィルタ５０とエネルギー微調器４
８との間にはモニタ電離箱９０が設けられている。

【００１３】モニタ電離箱９０は、線量監視部の一部と
して機能し、その出力電流に対応した量の積算値が予定
線量に対応したプリセット値を越えると、照射停止信号
が発生され、陽子線照射が停止される。これらの制御は
図示しない電算機により行われる。

【００１４】尚、陽子線の照射が行わない治療室に対し
てはシャッタ機構８４と遮蔽ブロック８６が設けられて
いる。

【００１５】また、この照射装置に設けられた上述した
各構成要素の配置状態、条件等は患者３８の状態によっ
て調整される。手動によってもこの調整は可能である
が、患者のデータに基づき電算機により自動的に調整さ
れる方が好ましい。

【００１６】シンクロトロンを六角形にすると、例えば
四角形の物に比べて高性能の強収束型の設計が容易とな
り、かつ直線部が増えることにより多様なビーム取り出
しが可能となる。ビーム輸送系１２は、垂直上方向ビー
ム輸送系１８、垂直下方向ビーム輸送系２０と水平方向
ビーム輸送系２８とを具備している。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来の陽子線治療装置
では、治療領域に線量が集中的に投与されるという照射
の効率化及び治療領域以外の周辺領域に放射線を与える
という無駄の排除のためには、放射線の照射の焦点を患
部の中心であるアイソセンタ（対象とする患部の中心）
に合わせて治療領域を正確に設定する必要があり、その
放射線を照射する領域の把握は迅速に行われることが望
ましい。

【００１８】この発明は係る問題点を解決するためにな
されたもので、例えば治療計画時に放射線断面撮影装置
とは異なる断面撮影装置で撮影された断層画像を利用す
ることで、正確な患者の治療領域の描出を迅速に行って
放射線が照射される照射野を容易に得ることができる照
射野の形成方法及び形成装置を得ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る照射野の
形成方法は、放射線断面撮影装置で撮影された患部断面
と同一断面を放射線断面撮影装置とは異なる断面撮影装
置で撮影する第１の工程と、第１の工程で撮影された同
一断面の画像上での患部形状の中心点を求める第２の工
程と、同一断面の画像上において患部形状の輪郭線上か
ら複数の点を選択する第３の工程と、同一断面の画像上
において患部形状の中心点から第２の工程で選択された
輪郭線上の各点までの距離を予め定められた大きさで拡
大又は縮小して輪郭線上の各点の対応点をそれぞれ求め
る第４の工程と、同一断面の画像上において第４の工程
で求められた各対応点を順に結び同一断面とは異なる断
面の患部形状を求める第５の工程とからなるものであ
る。

【００２０】また、第１の工程は、放射線断面撮影装置
で撮影された患部断面と同一断面を放射線断面撮影装置
とは異なる断面撮影装置で撮影する代わりに、患部断面
を挟む断面位置でそれぞれ断面撮影装置で撮影した画像
に基づいて生成された画像を同一断面の画像としたもの
である。

【００２１】また、第１の工程の前に、同一断面の画像
の画素数と放射線断層画像の画素数とが異なる場合に、
同一断面の画像の画素数と放射線断層画像の画素数とを
一致させる工程を備えたものである。

【００２２】また、第１の工程の前に、患部断面が撮影
された放射線断層画像又は同一断面の画像の少なくとも
いずれか一方を、予め求められた歪み補正量に基づいて
歪み補正を行う工程を備えたものである。

【００２３】また、第５の工程の後に、第５の工程で求
められた患部形状をこの放射線断層画像上で新たに指定
された点に基づいて修正する工程を備えたものである。

【００２４】この発明に係る照射野の形成装置は、各リ
ーフをスライド移動させるリーフ移動機構を備えたマル
チリーフコリメータと、マルチリーフコリメータをビー
ム照射軸に沿った方向に移動させるマルチリーフコリメ
ータ移動機構と、マルチリーフコリメータをビーム照射
軸を中心に回転させるマルチリーフコリメータ回転機構
と、放射線断面撮影装置で撮影された患部断面と同一断
面を放射線断面撮影装置とは異なる断面撮影装置で撮影
し撮影された同一断面の画像上での患部形状の中心点を
求め同一断面の画像上において患部形状の輪郭線上から
複数の点を選択し同一断面の画像上において患部形状の
中心点から選択された輪郭線上の各点までの距離を予め
定められた大きさで拡大又は縮小して輪郭線上の各点の
対応点をそれぞれ求め同一断面の画像上において求めら
れた各対応点を順に結び同一断面とは異なる断面の患部
形状を求める図形処理装置と、図形処理装置の出力に基
づいてリーフ移動機構がマルチリーフコリメータの各リ
ーフをスライド移動させるスライド移動量とマルチリー
フコリメータ移動機構がマルチリーフコリメータを移動
させる移動量とマルチリーフコリメータ回転機構がマル
チリーフコリメータを回転させる回転量とを定めるコン
トローラを備えたものである。

【００２５】また、図形処理装置は、放射線断面撮影装
置で撮影された患部断面と同一断面を放射線断面撮影装
置とは異なる断面撮影装置で撮影する代わりに、患部断
面を挟む断面位置でそれぞれ断面撮影装置で撮影した画
像に基づいて生成された画像を同一断面の画像としたも
のである。

【００２６】また、図形処理装置は、同一断面の画像の
画素数と放射線断層画像の画素数とが異なる場合に、同
一断面の画像の画素数と放射線断層画像の画素数とを一
致させるものである。

【００２７】また、図形処理装置は、患部断面が撮影さ
れた放射線断層画像又は同一断面の画像の少なくともい
ずれか一方を、予め求められた歪み補正量に基づいて始
めに歪み補正を行うものである。

【００２８】また、図形処理装置は、求められた患部形
状をこの放射線断層画像で新たに指定された位置に基づ
いて最後に修正するものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】 実施の形態１．図１は実施の形態１に係る照射野の形成
方法の説明図であって、図１中、１０１は患部を示し、
１０２は図示しないＸ線撮影装置により数ｍｍピッチで
患部の断層が撮影されたスライス１〜スライス５からな
るＸ線ＣＴ画像（断層画像）群を示す。

【００３０】通常、患部１０１の立体的形状は連続的に
ゆるやかに変化するため、あるスライスｎでの患部の輪
郭線（形状）を一様に拡大又は縮小することにより、ス
ライスｎの患部の形状をスライスｎの隣のスライス（断
層）であるスライスｎ＋１での患部の形状に近づけるこ
とができる。

【００３１】ここで、スライスｎでの患部の形状からい
ま必要とするスライスｎ＋１での患部の形状を第１の方
法により求める手順を図２及び図３に基づいて、また第
２の方法により求める手順を図４及び図５に基づいてそ
れぞれ説明する。

【００３２】図２及び図４中、１２１はスライスｎでの
患部の輪郭線、１２２はスライスｎでの患部の形状を後
述するアイソセンタを中心に一様に拡大又は縮小して得
られたスライスｎ＋１での患部の輪郭線、１２３は患部
の中心であるアイソセンタ（放射線を照射する焦点）を
放射線の照射方向に延長した線とスライスｎとの接点ｏ
を示す。

【００３３】始めに、スライスｎ＋１での患部の形状を
スライスｎでの患部の形状に基づいて第１の方法により
求める手順を図３に基づいて説明する。第１の方法では
スライスでの患部の形状はこの形状の中心点を中心に一
定の割合で拡大又は縮小するということを前提としてい
る。

【００３４】スライスｎ＋１での患部１０１の形状の中
心を求めるため、ビームの焦点を放射線の照射方向に延
長した線とスライスｎとの交点ｐを求めこれをスライス
ｎ＋１での患部の形状の中心点とする（ステップＳ１
１）。ここで、スライスｎでの患部の形状の中心点とス
ライスｎ＋１での患部の形状の中心点とは一致させる。

【００３５】次に、スライスｎでの患部の輪郭線上の複
数の着目点（ｐ₁、ｐ₂、ｐ₃、ｐ₄、・・・）を選択する
（ステップＳ１２）。尚、着目点はなるべく細かい間隔
で数多く選択することが望ましい。

【００３６】さらに、選択されたこれら着目点それぞれ
について、中心点ｏからその着目点までの距離を中心点
ｏからその着目点までの距離に比例したある一定の比率
で中心点から着目点への延長線上で拡大又は縮小させ
て、その着目点のスライスｎ＋１での対応点を求める
（ステップＳ１３）。

【００３７】最後に、スライスｎ＋１でのこれら対応点
を順に結ぶことでスライスｎ＋１での対応する患部の輪
郭線を求める（ステップＳ１４）。このようにして必要
とするスライスｎ＋１での患部の形状を求めることがで
きる。

【００３８】図２中、中心点ｏから着目点までの距離を
拡大又は縮小する一定比率ｋは、ｂ ₁／ａ₁＝ｂ₂／ａ₂＝
ｂ₃／ａ₃＝ｂ₄／ａ₄＝・・・＝ｋ₁であって、スライス
ｎ＋１でのＸ線ＣＴ画像上の患部の形状が、実際の患部
の形状に最も近づくような倍率を適宜採用すればよい。

【００３９】次に、スライスｎ＋１での患部の形状をス
ライスｎでの患部の形状に基づいて第２の方法により求
める手順を図３に基づいて説明する。第２の方法ではス
ライスでの患部の形状はこの形状の中心点を中心に一定
の大きさで拡大又は縮小するということを前提としてい
る。

【００４０】患部１０１の中心であるアイソセンタを放
射線の照射方向に延長した線とスライスｎとの交点ｐを
求めこれをスライスｎ＋１での患部の形状の中心点とす
る（ステップＳ１１）。ここでもスライスｎでの患部の
形状の中心点とスライスｎ＋１での患部の形状の中心点
とは一致させる。

【００４１】次に、スライスｎでの患部の輪郭線上の複
数の着目点（ｐ₁、ｐ₂、ｐ₃、ｐ₄、・・・）を選択する
（ステップＳ１２）。尚、着目点はなるべく細かい間隔
で数多く選択することが望ましい。この工程までは前述
した第１の方法の手順と同様である。次の工程の手順が
異なる。

【００４２】さらに、選択されたこれら着目点それぞれ
について、中心点ｏからその着目点までの線分を延長し
て延長線を考え、その着目点から一定距離ｃだけ離れた
延長線上の位置を定めることでその着目点のスライスｎ
＋１での対応点を求める（ステップＳ２３）。

【００４３】最後に、スライスｎ＋１でのこれら対応点
を順に結ぶことでスライスｎ＋１での対応する患部の輪
郭線を求める（ステップＳ１４）。このようにして必要
とするスライスｎ＋１での患部の形状を求めることがで
きる。

【００４４】図３中、中心点ｏから着目点までの線分を
延長してその着目点から点ｐより離れた線分上の位置を
定める一定距離ｃは、ｆ₁−ｅ₁＝ｆ₂−ｅ₂＝ｆ₃−ｅ₃＝
ｆ₄−ｅ₄＝・・・＝ｃであって、スライスｎ＋１のＣＴ
画像上の患部の形状が、実際の患部の形状に最も近づく
ような距離を採用すればよい。

【００４５】そして、このように第１の方法又は第２の
方法により求めた患部の形状に基づいて、後述するよう
に照射野を形成すればよい。

【００４６】従って、上記実施の形態１によれば、目的
とする断層位置で患部を撮影した画像がなくても、あえ
てその位置で患部を撮影しなくても、隣接した断層位置
の画像の患部（治療領域）の形状は類似であることを利
用することで、隣接した断層位置の画像から速やかに目
的とする断層位置の患部の形状を得ることができる。

【００４７】実施の形態２．図６及び図７は実施の形態
１に係る照射野の形成方法の説明図である。実施の形態
１では、スライスｎでの患部の形状の中心点とスライス
ｎ＋１での患部の形状の中心点、即ちアイソセンタの位
置は一致することを前提としていた。

【００４８】しかし、患部１０１の形状はスライスによ
って異なるため、場合によってはスライスｎでの患部の
形状の中心点をそのままスライスｎ＋１での患部の形状
の中心点として採用するよりも多少移動させた別の位置
をその中心点として定める方が適当な場合がある。

【００４９】従って、スライスｎ＋１での患部の形状を
求めるに際しては、スライスｎ＋１での患部の形状の中
心点は、例えばその形状の重心となるような位置に定め
るため、ユーザがマウス等のポイテイングデバイスを使
って新たな点を指定するようにしてもよい。

【００５０】例えば、実施の形態１に示した第１及び第
２の方法の場合では、図６及び図７に示すように、スラ
イスｎ＋１での患部の形状の中心点を点ｏ₁から点ｏ₂に
移したことに対応して、スライスｎでの着目点に対応す
るスライスｎ＋１での対応点を、点ｏ₁から点ｏ₂へのベ
クトル量の分移動させてその位置を新たな対応点の位置
とすればよい。

【００５１】従って、実施の形態１に示した第１の方法
の場合では、ステップＳ１３とステップＳ１４の工程の
間で６、第２の方法の場合では、ステップＳ２３とステ
ップＳ１４の工程の間で、スライスｎでの着目点に対応
するスライスｎ＋１での対応点を、そえぞれ中心点ｏ₁
から中心点ｏ₂へのベクトル量の分移動させてその位置
を新たな対応点の位置とする処理を行う（図８のステッ
プＳ２５）。

【００５２】従って、これら対応点をそのベクトル量の
分新たに移動させた結果、実施の形態１に示した第１の
方法の場合は、図６に示すように、ｆ₁／ｅ₁＝ｆ₂／ｅ₂
＝ｆ₃／ｅ₃＝ｆ₄／ｅ₄＝・・・＝ｋとなり、実施の形態
１に示した第２の方法の場合は、図７に示すように、ｆ
₁−ｅ₁＝ｆ₂−ｅ₂＝ｆ₃−ｅ₃＝ｆ₄−ｅ₄＝・・・＝ｃと
なる。

【００５３】尚、一定比率ｋ、一定距離ｃは、スライス
ｎ＋１のＣＴ画像上の患部の形状が、実際の患部の形状
に最も近づく距離を採用すればよい。

【００５４】従って、上記実施の形態２によれば、目的
とする断層位置で患部を撮影した画像がなくても、あえ
てその位置で患部を撮影しなくても、隣接した断層位置
の画像の患部（治療領域）の形状は類似であることを利
用することで、隣接した断層位置の画像から速やかにア
イソセンタの位置を所望の位置とした目的とする断層位
置の患部の形状を得ることができる。

【００５５】実施の形態３．Ｘ線ＣＴ画像の撮影におい
て撮影対象とした患部断面に照射した線量は、その断面
での患部領域の面積とその断面に実際に照射された断面
位置の関数である放射線の密度と微小厚さとの積により
求めることができる。

【００５６】ところで、患部に照射した線量の把握（算
出）は、その照射に際してのＸ線ＣＴ画像に基づいて行
われるが、一般にＸ線ＣＴ画像よりもＭＲＩ画像の方が
患部の形状を肉眼で容易に識別できる程鮮明に撮影でき
るから、あるＸ線ＣＴ画像において必要とする患部領域
の面積の把握だけでも、そのＸ線ＣＴ画像と同一断面を
撮影したＭＲＩ画像を利用すれば、その患部断面の面
積、即ち、その患部に照射した線量を正確に求めること
ができる。

【００５７】図９中、１３０はあるスライス（断面）に
おいて患部を撮影したＸ線ＣＴ画像、１３１はＸ線ＣＴ
画像１３０と等しいスライス（同一断面）でその患部を
撮影したＭＲＩ画像であって、１３０ａ、１３１ａはそ
れぞれＸ線ＣＴ画像１３０、ＭＲＩ画像１３１中の患部
又は注意臓器等としての関心領域（例えば患部の形状）
である。

【００５８】あるスライスにおいて、関心領域が肉眼で
容易に識別できるように図示しないＭＲＩ撮影装置によ
りＭＲＩ画像１３１を撮影し、ＭＲＩ画像１３１の上で
関心領域１３１ａの境界を抽出する。

【００５９】ここで、ＭＲＩ画像１３１の上での関心領
域１３１ａの境界を抽出する方法としては、例えば、マ
ウス等のポインティングデバイスを使用して関心領域１
３１ａの境界線上の位置を多数指定して、それら指定さ
れた位置の輝度データが同程度の輝度データかをピクセ
ル毎に判定することで境界を求める方法や、ポインティ
ングデバイスを使用してＭＲＩ画像１３１の上で患部１
０１の境界線をトレースすることで境界を得る方法など
様々な既に公知の画像認識処理技術を用いた方法を利用
することが考えられる。

【００６０】このようにしてあるスライスを撮影したＭ
ＲＩ画像１３１の上で抽出された関心領域１３１ａの境
界線を、同一のスライスを撮影したＸ線ＣＴ画像１３０
に重ね合わせてＸ線ＣＴ画像１３０の上に関心領域１３
０ａを作成する。

【００６１】このようにしてＭＲＩ画像１３１と同一の
スライスにおいて、患部１０１の断面を撮影したＸ線Ｃ
Ｔ画像１３０の上で必要とする患部１０１の形状、さら
には実際に照射した放射線量を得ることができる。

【００６２】また、あるスライスを撮影したＭＲＩ画像
からそのスライスでの患部の形状が得られれば、その画
像に基づいて他のスライスでの患部の形状、即ち、照射
野を実施の形態１又は２で前述したような手順に従って
得ることができる。

【００６３】そして、そのスライスでの患部１０１に照
射を行うならば、このようにして求めた患部の形状に基
づいて、後述するように照射野を形成すればよい。

【００６４】実施の形態３ではＭＲＩ画像に基づいて関
心領域の境界を抽出する場合を示したが、ＭＲＩ画像の
他にも、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ
Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像、ＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅ
ｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）画像等、Ｘ線ＣＴ画像よ
り鮮明に患部の断面を撮影した画像が利用できる。

【００６５】従って、上記実施の形態３によれば、患部
の形状、位置が容易に識別できるＭＲＩ画像を利用して
照射対象であるターゲットを求めることにより、Ｘ線Ｃ
Ｔ画像上に容易にターゲットの位置が設定できるので、
短時間に正確に治療位置が指定でき、Ｘ線の正確な照射
が可能になり治療効果が上がる。

【００６６】実施の形態４．実施の形態３では、患部を
撮影したＸ線ＣＴ画像で必要とするその患部領域の面積
の把握にＭＲＩ画像を利用しており、そのＭＲＩ画像は
Ｘ線ＣＴ画像と同一断面（同一のスライス）で患部を撮
影したものを用いている。

【００６７】しかし、一般には、患部を撮影したＸ線Ｃ
Ｔ画像のピッチ（スライスピッチ）間隔とＭＲＩ画像の
ピッチ間隔とは必ずしも一致するとは限らず、ある注目
する断面のＸ線ＣＴ画像と同一断面で患部を撮影したＭ
ＲＩ画像がない場合がある。

【００６８】従って、ある注目するＸ線ＣＴ画像と同一
断面のＭＲＩ画像での患部の形状を得るため、その断面
の前後する断面で撮影したＭＲＩ画像からその断面と同
一断面の仮想のＭＲＩ画像での患部の形状を得る。

【００６９】図１０に示すような場合、Ｘ線ＣＴ画像の
スライスピッチとＭＲＩ画像のスライスピッチは一致せ
ず、Ｘ線ＣＴ画像１３０のスライスｎとＭＲＩ画像１３
１のスライスｍの断面位置は合致しているが、ある注目
するＸ線ＣＴ画像１３０のスライスｎ−１の断面位置に
合致するＭＲＩ画像１３１はない。

【００７０】従って、Ｘ線ＣＴ画像１３０のスライスｎ
−１の断面位置に合致する仮想のＭＲＩ画像（仮想スラ
イスの画像）での患部の形状を、スライスｎ−１の断面
位置と前後する断面で撮影したスライスｍのＭＲＩ画像
とスライスｍ−１のＭＲＩ画像とに基づいて求める。

【００７１】この方法は、図１１に示すように、ＭＲＩ
画像１３１のスライスｍの患部の輪郭線上の点と対応す
るＭＲＩ画像１３１のスライスｍ−１の患部の輪郭線上
の点とを仮想的に結び、Ｘ線ＣＴ画像１３０のスライス
ｎ−１に相当する仮想スライスの位置に交わる輪郭線を
求めるもの（即ち、ＭＲＩ画像１３１のスライスｍの患
部の輪郭線上の点と対応するＭＲＩ画像１３１のスライ
スｍ−１とに基づいて、Ｘ線ＣＴ画像１３０のスライス
ｎ−１に相当する画像を求め、この画像に基づいて目的
とする輪郭線を求めるもの）である。その手順は、例え
ば図１２に従って説明されるようなものである。

【００７２】始めに、実施の形態１に示した場合と同様
に、ＭＲＩ画像１３１のスライスｍの患部領域の中心点
とスライスｍ−１の患部領域の中心点を定めて両点を一
致させ、両画像をねじれ及びずれがないように重ね合わ
せる（ステップＳ３１）。

【００７３】次に、スライスｍ又はスライスｍ−１のい
ずれか一方の患部の輪郭線上の着目点を多数選ぶ（ステ
ップＳ３２）。

【００７４】さらに、選ばれたこれら着目点それぞれに
ついて、一致させた患部領域の中心点から放射状に着目
点に線を引き、スライスｍの患部の輪郭線との交点及び
スライスｍ−１の患部の輪郭線との交点を求める（ステ
ップＳ３３）。

【００７５】さらに、Ｘ線ＣＴ画像１３０のスライスｎ
とスライスｎ−１との間の距離をａ、スライスｍとスラ
イスｍ−１との間の距離をｂとして、それぞれの放射状
に描かれた線分における対応する交点の間の線分を（ｂ
−ａ）：ａに内分する（ステップＳ３４）。この内分点
がその仮想スライスの面でのこれら交点に対応する点で
ある。

【００７６】最後に、仮想スライスのそれら内分点を順
次結ぶことで仮想スライスでの患部の対応する輪郭線を
求める（ステップＳ３５）。このようにして必要とする
スライスｎ＋１での患部の形状を求めることができる。

【００７７】従って、上記実施の形態４によれば、目的
とする断層位置で患部を撮影した画像がなくても、あえ
てその位置で患部を撮影しなくても、隣接した断層位置
の画像の患部（治療領域）の形状は類似であることを利
用することで、隣接した断層位置の画像から速やかに目
的とする断層位置の患部の形状を得ることができる。

【００７８】また、患部の形状、位置が容易に識別でき
るＭＲＩ画像を利用して照射対象であるターゲットを求
めることにより、Ｘ線ＣＴ画像上に容易にターゲットの
位置が設定できるので、短時間に正確に治療位置が指定
でき、Ｘ線の正確な照射が可能になり治療効果が上が
る。

【００７９】尚、実施の形態４では、ＭＲＩ画像におい
て仮想スライスの面を生成する場合を説明したが、Ｘ線
ＣＴ画像においてあるスライスとあるスライスとの間の
仮想スライスを求める場合も上記と同様な手順を用いて
求めることができる。

【００８０】実施の形態５．実施の形態３では、Ｘ線Ｃ
Ｔ画像１３０での必要とするその患部の画像の面積の把
握にＭＲＩ画像を利用しており、そのＭＲＩ画像はＸ線
ＣＴ画像と同一断面で患部を撮影したＭＲＩ画像として
いる。

【００８１】しかし、一般には、両撮影装置の撮影性能
の違い等から、患部を撮影したＸ線ＣＴ画像の画素数と
ＭＲＩ画像の画素数とは必ずしも一致するとは限らず、
Ｘ線ＣＴ画像とＭＲＩ画像が同一の断面位置で撮影され
たものとはいっても、両画像自体の大きさが異なる場合
が考えられる。

【００８２】従って、ある注目するＸ線ＣＴ画像と同一
の断面位置で撮影されたものであって、そのＸ線ＣＴ画
像の画素数と同一の画素数を有するＭＲＩ画像を得るた
め、始めに、ある注目するＸ線ＣＴ画像と同一の断面位
置で撮影されたものであって、そのＸ線ＣＴ画像の画素
数と異なる画素数を有するＭＲＩ画像について、そのＭ
ＲＩ画像の画素数をそのＸ線ＣＴ画像の画素数に変換す
る必要がある。

【００８３】図１３中、１３１Ａはある注目するＸ線Ｃ
Ｔ画像と同一の断面位置で撮影されたものであって、そ
のＸ線ＣＴ画像の画素数より多い画素数で撮影されたＭ
ＲＩ画像、１３１Ｂはその注目するＸ線ＣＴ画像と同一
の断面位置で撮影されたものであって、そのＸ線ＣＴ画
像の画素数より少ない画素数で撮影されたＭＲＩ画像、
１３２はＭＲＩ画像１３１Ａ又は１３１Ｂを圧縮又は伸
張してその注目するＸ線ＣＴ画像と同じ画素数に変換し
た仮想のＭＲＩ画像である。

【００８４】ある注目するＸ線ＣＴ画像について、その
Ｘ線ＣＴ画像の画素数とそのＸ線ＣＴ画像と同一の断面
位置で撮影されたＭＲＩ画像の画素数が異なる場合は、
そのＭＲＩ画像をそのＸ線ＣＴ画像の画素数に変換して
から患部の形状（関心領域の輪郭）を抽出し、そのＸ線
ＣＴ画像に重ね合わせればよい。

【００８５】ここで、画素数を変換する方法としては、
既に公知となった様々な画像処理技術を用いた方法を利
用することが考えられる。

【００８６】尚、ＭＲＩ画像の上での関心領域の輪郭の
抽出は、画素数変換後のＭＲＩ画像の利用に限らず画素
数変換前のＭＲＩ画像を利用してもよい。但し、画素数
変換前のＭＲＩ画像を利用して関心領域の輪郭を抽出し
た場合は、抽出された関心領域の輪郭を画素数の変換に
合わせて拡大又は縮小する必要がある。

【００８７】従って、上記実施の形態５によれば、ＭＲ
Ｉ画像から得られた目的とする患部の形状をＸ線ＣＴ画
像に重ね合わせた場合に、Ｘ線ＣＴ画像での患部の形状
とＭＲＩ画像での患部の形状との比較を容易に行うこと
ができる。

【００８８】上述の説明ではＭＲＩ画像の画素数を変換
してＸ線ＣＴ画像の画素数に合わせる例を説明したが、
Ｘ線ＣＴ画像の画素数を変換してＭＲＩ画像の画素数に
合わせる場合であっても同様の効果が得られる。

【００８９】実施の形態６．上述した実施の形態では、
あるＸ線ＣＴ画像に着目してそのＸ線ＣＴ画像と同一の
断面（同一のスライス）位置でのＭＲＩ画像を利用して
いる。

【００９０】しかし、一般には、患部を撮影したままの
Ｘ線ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、さらには圧縮又は伸張処理
をした前述した仮想のＭＲＩ画像には歪みが発生してい
ることが考えられる。

【００９１】従って、ＭＲＩ画像から抽出された患部の
形状（関心領域の境界線）をＸ線ＣＴ画像に重ね合せる
前の段階で、ある注目するＸ線ＣＴ画像及びそのＸ線Ｃ
Ｔ画像と同一の断面位置のＭＲＩ画像について歪み補正
を行い、それら歪み補正後の画像を用いれば、Ｘ線ＣＴ
画像上の必要とする患部の形状を正確に把握することが
できる。

【００９２】また、ＭＲＩ画像から抽出された患部の形
状（関心領域の境界線）をＸ線ＣＴ画像に重ね合わせる
には、ＭＲＩ画像から抽出された境界線が画像のずれが
なくＸ線ＣＴ画像に重ね合わせられるように、両画像の
重ね合わせの前の段階で、基準位置の位置合わせを行う
ことも必要である。

【００９３】図１４に示すように、ＭＲＩ装置やＸ線Ｃ
Ｔ装置で撮影したままの歪み補正前のＭＲＩ画像１３１
や歪み補正前のＸ線ＣＴ画像１３０は、画像が歪んでい
る場合がある。

【００９４】また、ＭＲＩ装置やＸ線ＣＴ装置での撮影
に際しては、ＭＲＩ画像とＸ線ＣＴ画像は患者をベッド
等に固定して同じ位置に合わせてそれぞれ撮影するが、
そもそも撮影した画像上の基準座標の位置が両装置の間
では異なっている（ずれている）場合がある。

【００９５】従って、ＭＲＩ画像から抽出された患部の
形状（関心領域の境界線）をＸ線ＣＴ画像に重ね合わせ
る前の段階で、以下のように画像の歪み補正及び基準座
標の位置合わせ行う必要がある。

【００９６】始めに、歪み補正について説明する。ここ
では、ＭＲＩ装置やＸ線ＣＴ装置を代表してＭＲＩ装置
について説明するが、Ｘ線ＣＴ装置の場合も同様であ
る。

【００９７】例えば、最初の工程で、ＭＲＩ装置におい
て歪み補正の基準とする原画像を予めＭＲＩ装置で撮影
しＭＲＩ装置の基準画像としてＭＲＩ装置に保有させて
おく。

【００９８】そして、次の工程で、ＭＲＩ装置で撮影し
たままの歪み補正前のＭＲＩ画像１３１とこの基準画像
とを合致する歪み補正を行い、この条件でＭＲＩ装置で
撮影されるＭＲＩ画像の歪み補正量を求める。

【００９９】この歪み補正量はＭＲＩ装置の固有の撮影
性能で決まるものであり、個々の装置においてある撮影
条件の下での歪み補正量が一旦決めれば、その歪み補正
量は個々の装置の撮影に際しての撮影条件（パラメー
タ）が変更されるまでは変更されないものである。ま
た、画像の歪み補正は上述した手法に限らず、既に公知
となっている画像処理技術を用いることで処理すること
もできる。

【０１００】次に、基準座標位置（座標原点）の位置合
わせについて説明する。ＭＲＩ画像から抽出された患部
の形状（関心領域の境界線）をＸ線ＣＴ画像に重ね合せ
る前の段階で、歪み補正後のＸ線ＣＴ画像１３１ｃの原
点を基準にして歪み補正後のＭＲＩ画像１３０ｃの原点
を並進移動して基準座標位置の位置合わせを行う。尚、
基準座標位置の位置合わせは既に公知となっている画像
処理技術を用いることで処理することができる。

【０１０１】このように、歪み補正と基準座標位置の位
置合わせを行った後、前述したような両画像の重ね合わ
せを行うことで、目的とする患部の形状を得ることがで
きる。

【０１０２】従って、上記実施の形態６によれば、この
ような歪み補正を行うことで、画像撮像装置固有の歪み
量が排除され、ＭＲＩ画像から得られた目的とする患部
の形状をＸ線ＣＴ画像に重ね合わせた場合に、Ｘ線ＣＴ
画像での患部の形状とＭＲＩ画像での患部の形状との正
確な比較を行うことができる。

【０１０３】尚、上記の説明では歪み補正を基準位置補
正より先に行っているが、歪み補正と基準位置補正はど
ちらを優先して先に行うかは特に問わず、どちらを先に
行ってもよい。

【０１０４】実施の形態７．ＭＲＩ画像から抽出された
患部の形状（関心領域の境界線）をＸ線ＣＴ画像に重ね
合せた結果、両者の境界線が若干異なっていた（ずれて
いた）場合や後に放射線の照射野の形状を定めるに際し
て抽出された患部の形状とは若干異なった形状を照射野
の形状として用いる場合は、ＭＲＩ画像から抽出された
Ｘ線ＣＴ画像での患部の形状（境界線）を修正する必要
がある。

【０１０５】図１５中、２１０はあるスライスにおいて
注目するＸ線ＣＴ画像での患部の形状（輪郭線）、２１
１は上述した実施の形態に示したような方法でＭＲＩ画
像等から得られた患部の形状（生成輪郭線）、２１２は
輪郭線２１０と輪郭線２１１との差分領域である。

【０１０６】図１５に示すように、ＭＲＩ画像等から得
られた患部の形状と注目するＸ線ＣＴ画像での患部の形
状とは完全に合致するとは限らない。また完全に合致し
たとしても、抽出されたＸ線ＣＴ画像での患部の形状を
修正する必要が生じる場合がある。

【０１０７】従って、ＭＲＩ画像等から得られた患部の
形状を注目するＸ線ＣＴ画像での患部の形状に近づける
等のために輪郭線の編集を行う。輪郭線の編集は、ＭＲ
Ｉ画像等から得られた患部の形状の編集対象する部分で
ある輪郭線の区間について、区間の両端点を指定してそ
の区間上の移動対象点をポインテングしてその点の移動
後の位置を指定するという操作を多数の移動対象点を選
択して行い、そして、これらの多数の移動後の点を例え
ばスプライン関数曲線で滑らかに結んで、その区間を所
望の患部の形状に近づける。

【０１０８】注目した区間について、これら抽出点を順
に結び新たな輪郭線分を生成する処理は、公知の様々な
画像処理技術を用いて実現することができる。

【０１０９】例えば、図１６に示すように、区間の両端
点である点ｓと点ｅとを指定して（両端点は移動させな
い）編集対象区間を定め、さらにその区間上の点である
点ａ₁をポインティングして点ａ₂に、同様に点ｂ1をポ
インティングして点ｂ₂に、点ｃ₁をポインティングして
点ｃ₂にそれぞれ移動後の位置を指定して、点ｓ−点ａ₂
−点ｂ₂−点ｃ₂−点ｅ間はスプライン曲線で滑らかに結
んでその区間は実際の患部の輪郭線に近づける。

【０１１０】このようにして、目的とする患部の形状を
得ることができる。

【０１１１】従って、上記実施の形態７によれば、この
ような患部の形状の修正を行うことで、ＭＲＩ画像から
得られた目的とする患部の形状がＸ線ＣＴ画像に重ね合
わせた場合に、目的とする患部の形状をＸ線ＣＴ画像で
の患部の形状に合わせた所望の形状とすることができ
る。

【０１１２】実施の形態８．図１７及び図１８は、上述
した実施の形態により求められた患部の形状、即ち照射
野の形成を実現するための実施の形態８に係る照射野の
形成装置の説明図であって、この装置を用いて実施の形
態１〜７で求められた患部の形状に基づいた照射野を形
成する。

【０１１３】図１７は照射野の形成装置を含み構成され
た放射線治療装置の構成図であって、２２９は放射線ビ
ーム（以下、ビームという）を発生するビーム線源、２
３０はビームを円周方向に拡散するワブラー電磁石、２
３１はビームを平坦に散乱させる散乱体、２３２はビー
ムの奥行き方向（進行方向）の有効範囲（ブラッグピー
クと呼ぶ）を決めるリッジフィルタ、２３３はビームの
体内での到達距離を決めるレンジシフタ、２３４はビー
ムを円周方向に遮断するリングコリメータ、２３５は患
部の形状に合わせて余分なビームをカットしてビーム照
射領域を制限するマルチリーフコリメータ、２３６は患
部の奥行き形状に沿ってビームを止めるボーラス、２３
７は体表面、２３８は患部を示す。

【０１１４】マルチリーフコリメータ２３５を支持する
構成は、図１８に示すようなものであって、マルチリー
フコリメータ２３５には上下に移動が可能、即ち患部に
対して近接が自在なように後述する駆動機構が付設され
ている。

【０１１５】架台２４３にはベルトを上下に移動させる
ことでマルチリーフコリメータ取付台２４１を上下に移
動させるマルチリーフコリメータスライド機構２４５が
付設され、マルチリーフコリメータスライド機構２４５
にはマルチリーフコリメータ取付台２４１がベルトを介
して取り付けられている。

【０１１６】そして、マルチリーフコリメータスライド
モータ２４５ａがベルトを駆動してでマルチリーフコリ
メータ取付台２４１をビーム軸方向に上下に移動するよ
うになっている。

【０１１７】さらに、マルチリーフコリメータ取付台２
４１にはマルチリーフコリメータ２３５が取り付けら
れ、マルチリーフコリメータ２３５はマルチリーフコリ
メータ回転装置２４２により（マルチリーフコリメータ
回転モータ２４２ａの駆動により）ビーム中心軸２４６
回りに回転するようになっている。

【０１１８】マルチリーフコリメータ２３５は対向して
対になった複数組のリーフ（葉）により構成され、各々
のリーフにその開度を調整するマルチリーフコリメータ
開閉装置２４０が接続され、左右に開閉するようになっ
ている。

【０１１９】図１７に示す照射装置では、ビーム線源２
２９から発生されるビームは、ワブラー電磁石２３０と
散乱体２３１で散乱されて平坦なビームが形成され、リ
ッジフィルタ２３２で奥行き方向の幅が、レンジシフタ
２３３で奥行き方向の到達距離がそれぞれ決められ、次
にリングコリメータ２３４とマルチリーフコリメータ２
３５で正面から見た方向のビームの照射形状が決めら
れ、最後にボーラス２３６を使って奥行き方向の形状が
整形され、このようにして患部の形状に合致した照射野
が形成されるようになっている。

【０１２０】ここで、例えば前述した実施の形態より求
められた患部の形状に基づいて照射野を形成する手順を
図１９に従って以下に説明する。ビームの焦点２００か
ら照射平面までの距離ａは、この照射野の形成装置を含
み構成された照射野の形成装置について予め定められて
おり、また、ビームの焦点２００からからコリメータ取
り付け位置までの距離ｂも求められているとする。

【０１２１】始めに、公知の図形認識処理手段を含み構
成されたコリメータ開度算出装置３００は、始めにアイ
ソセンタ（患部の中心）をビームの中心軸２４６に合わ
せる（ステップＳ５１）。

【０１２２】コリメータ開度算出装置３００は、１番左
上のリーフから１番左下のリーフについてそれぞれ以下
のようにリーフの開度を求める。

【０１２３】コリメータ開度算出装置３００は、公知の
図形認識処理方法、例えば照射対象領域とされる患部の
形状を左右のリーフ分割位置及び積層されたリーフ板厚
に合わせて分割し、左右のリーフ分割線に平行な線のう
ち対象とするリーフに対応する線分（区間）と患部の外
周との接点を求める方法を用いて対象とするリーフと患
部の外周との接点を求める（ステップＳ５２）。

【０１２４】左右のリーフ分割線（中心線）からこの接
点までの距離が、仮に患部のビーム照射面にマルチリー
フコリメータ２３５にあった場合にリーフが開いていな
ければならない開度である。しかし、実際はリーフは患
部のビーム照射面から離れているから、実際の開度は患
部のビーム照射面での開度より小さい。

【０１２５】従って、この場合、図形の相似関係を用い
れば、コリメータ取り付け位置での実際のリーフの開度
は、（ビーム照射面でのリーフの開度）×ａ／ｂにな
る。ここで接点がない場合はこの対象とするリーフの開
度はゼロとする。

【０１２６】次に、コリメータ開度算出装置３００は、
１番右上のリーフから１番右下のリーフについてもそれ
ぞれこのようにリーフの開度を求める（ステップＳ５
２、５３）。

【０１２７】コリメータ開度算出装置３００は、このよ
うに求まった各リーフの開度をコントローラ３００に出
力する（ステップＳ５４）。

【０１２８】コントローラ３０１は、この場合の各リー
フの開度に従った駆動指令がコリメータ駆動装置２４０
に出力する（ステップＳ５５）。

【０１２９】コントローラ３００は各リーフの開度に従
った駆動指令をコリメータ駆動装置２４０に出力する
（ステップＳ５６）。

【０１３０】コリメータの駆動装置２４０はコントロー
ラ３０１から受けた駆動指令に従って各リーフをスライ
ド移動させてマルチリーフコリメータ２３５の各リーフ
の開度を設定する（ステップＳ５７）。

【０１３１】このようにマルチリーフコリメータの開度
を設定した結果、患部の形状に対してビームが照射され
る照射野は、例えば図２０に示すように形成される。図
２０中、マルチリーフコリメータ１９０の開度は患部１
９１の輪郭に沿って設定され、患部１９１には漏らさず
放射線が当たるように照射野が形成されている。

【０１３２】従って、上記実施の形態８によれば、患部
に対して目的とする患部の形状に合わせた所望の照射野
を設定することができ、患部に対して効率的に放射線が
照射される照射野を形成することができる。

【０１３３】実施の形態９．実施の形態９では、患部に
多少の周辺マージンを持たせて患部を十分に照射できる
照射野を形成する例を示す。この場合、実施の形態９で
は図２１に示すような以下のような処理を行う、

【０１３４】ステップＳ５６で、コリメータ開度算出装
置３００に、コリメータの開度のマージンが与えれる。

【０１３５】ステップＳ５７では、ステップＳ５３で求
まった接点から先のマージンの分だけ離れた位置をこの
対象とするリーフ移動後のリーフの位置として、左右の
リーフ分割線（中心線）からこの位置までの距離をこの
対象とするリーフの開度とする。

【０１３６】つまり、入力したマージンの分だけ形状が
拡大した（又は縮小した）患部形状を対象として、各リ
ーフとこの拡大患部の外周との接点を求める。このよう
にしてマルチリーフコリメータの開度を設定した結果、
拡大前の患部に対してビームが照射される照射野は図２
２に示すように形成される。

【０１３７】図２２（ａ）は患部１９２に辛うじて接し
ないようなマージンを与えてマルチリーフコリメータの
開度を設定した場合であり、図２２（ｂ）は患部１９２
に対し、距離δのマージンをもってマルチリーフの開度
を設定する場合である。

【０１３８】図２２（ｂ）ではプラスのマージンを設定
した場合であるが、マイナスのマージンを設定した場合
ではマルチリーフコリメータの開度は患部よりもそのマ
ージンの分だけ小さい開度になる。

【０１３９】従って、上記実施の形態９によれば、照射
野を患部の形状に合わせて形成でき、患部に対して十分
かつ無駄なく放射線が照射される照射野を形成すること
ができる。また、患部以外の患部周辺部に余計に照射す
るビームの線量の無駄を少なくすることもできる。

【０１４０】実施の形態１０．実施の形態１０では患部
以外に当たる放射線の線量を最小にするため、マルチリ
ーフコリメータ２３５を回転させて照射野を形成する方
法を説明する。この場合、実施の形態１１では図２３に
示すような以下のような処理を行う。

【０１４１】説明の便宜上、患部のマージンはゼロとす
る。尚、与えられた患部の形状からその形状の面積を公
知の図形認識処理技術を用いて求めておく。

【０１４２】マルチリーフコリメータ２３５のステップ
回転角度（ｎ度とする）を指定する（ステップＳ６
１）。

【０１４３】求められた患部の形状に対応したこの回転
角度の場合のマルチリーフコリメータ１９０の開度を実
施の形態８と同様な手順で求める（実施の形態８（図１
９）のステップＳ５１〜Ｓ５３）。

【０１４４】各リーフの移動距離及びリーフの板厚から
この条件で形成された照射野（マルチリーフコリメータ
２３５の開度）の面積を求める（ステップＳ６２）。

【０１４５】マルチリーフコリメータ２３５をｎ度づつ
ステップ回転させ、マルチリーフコリメータ１９０が1
回転するまで各回転角度において上述した処理を行いス
テップＳ６１〜６２）の処理を同様に行い、各回転角度
における照射野の面積を求める（ステップＳ６１〜Ｓ６
３）。

【０１４６】コリメータ開度算出装置３００は、各回転
角度における照射野の面積と患部の形状の面積とを比較
し、隙間、即ち照射野の面積と患部の形状の面積との差
が最も小さくなる場合の角度、つまり最も隙間の面積が
少なくなる場合の回転角度を選択する。これをこの患部
に対する最適なマルチリーフコリメータの回転角度αと
する（ステップＳ６４）。

【０１４７】コリメータ開度算出装置３００は、この回
転角度α及びこの場合の各リーフの開度をコントローラ
３０１に出力する（ステップＳ６５）。

【０１４８】コントローラ３０１は、この回転角度α及
びこの場合の各リーフの開度に従った駆動指令がコリメ
ータ駆動装置２４０に出力する（ステップＳ６６）。

【０１４９】コリメータ駆動装置２４０はコントローラ
２４０から受けた駆動指令に従ってルチリーフコリメー
タ２３５を回転させ、各リーフをスライド移動させてマ
ルチリーフコリメータ２３５の各リーフの開度を設定す
る（ステップＳ６７）。その結果、図２４に示すような
マルチリーフコリメータ１９０の時計方向の回転及び照
射野が得られる。

【０１５０】従って、上記実施の形態１０によれば、照
射野を患部の形状に合わせて形成でき、患部に対して十
分かつ無駄なく放射線が照射される照射野を形成するこ
とができる。また、患部以外の患部周辺部に余計に照射
するビームの線量の無駄を少なくすることもできる。

【０１５１】実施の形態１１．実施の形態１で説明した
ように、患部の形状は、通常、患部１０１の立体的形状
は連続的にゆるやかに変化するため、あるスライスｎで
の患部の輪郭線（形状）を一様に拡大又は縮小すること
により、スライスｎの患部の形状をスライスｎの隣のス
ライス（断層）であるスライスｎ＋１での患部の形状に
近づけることができる。

【０１５２】従って、あるスライスｎでの患部の形状に
ついて照射野が設定されたコリメータについて、コリメ
ータの開度はそのままにして患部からの距離を変えるこ
とにより、スライスｎの隣のスライス（断層）であるス
ライスｎ＋１での患部の形状について患部の照射野を設
定することができる。

【０１５３】即ち、図２５に示すように、アイソセンタ
にビーム焦点が合わされ、あるスライスｎにおいて照射
野となる患部の形状が領域Ａでかつビームの焦点２００
からコリメータ２２１までの距離がａとなる位置にマル
チリーフコリメータ２３５が取り付けられている場合、
スライスｎと隣接するスライスｎ＋１についての患部の
所望の照射野は、マルチリーフコリメータ２３５の開度
をそのままにマルチリーフコリメータ２３５とビームの
焦点２００との距離を距離ｂに変更し、コントローラか
らの指令に基づいてマルチリーフコリメータスライド機
構２４５がマルチリーフコリメータ２３５を上下に移動
させることで領域Ｂとして得ることができる。

【０１５４】この場合、スライスｎにおいてアイソセン
タから患部のある部位までの距離ｋとすると、スライス
ｎ＋１ではその対応する部分の距離はｂ／ａに拡大され
る。

【０１５５】従って、上記実施の形態１１によれば、前
述した隣接した断層位置の画像の患部（治療領域）の形
状は類似であることを利用して、ある断面での患部の形
状について照射野が設定されたマルチリーフコリメータ
の開度をそのままに、マルチリーフコリメータの取り付
け位置を患部のビーム照射面に対して遠近自在にするこ
とで、新たな断面での患部の形状に合わせた照射野を得
ることができ、マルチリーフコリメータの各リーフの開
度を新たに設定し直すという手間が排除される。

【０１５６】実施の形態１２．照射装置ではビームの焦
点の位置２２０は、図２６に示すように、固定されてい
るので、マルチリーフコリメータ２２１の取り付け位置
が患者２２５から遠い位置にある場合の半影Ａの大きさ
（距離ａ）は、マルチリーフコリメータ２２１の取り付
け位置が患者２２５から近い位置にある場合の半影Ｂの
大きさ（距離ｂ）よりも大きい。

【０１５７】この半影は、マルチリーフコリメータ２２
１の開口した断面を斜めに入射した放射線のうち、リー
フが遮蔽する距離、即ちマルチリーフコリメータ２２１
の厚さに満たない透過距離の部分に入射したものがマル
チリーフコリメータ２２１で遮蔽されずに斜めに透過し
たために起こる現象であって、この半影は小さい方が望
ましい。

【０１５８】この照射野の形成装置は、前述したように
患者に対するマルチリーフコリメータ２３５の取り付け
位置（上下の距離）の近接調整を可変としたので、以下
に説明するようにできるだけ患者に近づけてこの半影を
小さくすることができる。

【０１５９】ただし、あまり患者に近づけるとマルチリ
ーフコリメータ２３５の開口端面で放射線が散乱するい
わゆるエッジ効果の影響が大きくなったり、又はマルチ
リーフコリメータ２２１が患者に当たってしまうので、
どこまで患者に近づけるか状況に応じて設定する必要が
ある。

【０１６０】実施の形態１２では、この半影による影響
を考慮した照射野を形成する例を説明する。この場合、
実施の形態１２では図２７に示すような処理を行う、ま
ず、マルチリーフコリメータ２３５のビーム軸方向の移
動可能範囲は予め決まっている。

【０１６１】始めに、コリメータ開度算出装置３００に
体表面２３７からマルチリーフコリメータ２３５の取り
付け位置までの最適な距離が与えられる（ステップＳ７
１）。

【０１６２】この距離は半影を小さくするためにできる
だけ体表面２３７に近づける距離であることが望ましい
が、ビームの種類、マルチリーフコリメータの特性、上
述したエッジ効果の影響を考慮し、散乱の影響が実際上
問題のない距離にする。

【０１６３】次に、コリメータ開度算出装置３００は、
ビーム中心軸２４６に沿って予め定めたアイソセンタか
ら体表面２３７までの距離を求める（ステップＳ７
２）。

【０１６４】このアイソセンタから体表面２３７までの
距離は、例えばアイソセンタと体表面とが同一画面内で
撮像されるように、ビーム照射方向とは直角な方向から
例えば２５６×２５６ドット又は５１２×５１２ドット
のマトリックス形式で別途撮影されたＸ線ＣＴ画像の中
から、公知の画像認識処理技術を用いてビーム中心軸に
沿ったアイソセンタから体表面までのマトリクス換算の
ドット数を求め、このドット数及び予め定められた１ド
ット当たりの大きさに基づいて求まる。

【０１６５】マルチリーフコリメータ開度設定装置３０
０は、マルチリーフコリメータ２３５の取り付け位置が
ステップＳ７１で与えられた位置になるよう、ビーム軸
方向にマルチリーフコリメータ２３５を上下移動させる
距離を求める（ステップＳ７２）。

【０１６６】次に、移動距離が移動可能範囲を越える場
合は最大移動可能距離をビーム軸方向の移動距離とす
る。

【０１６７】コリメータ開度算出装置３００は、ステッ
プＳ７２で求められたマルチリーフコリメータ２３５を
ビーム軸方向に上下移動させる距離をコントローラ３０
１に出力する（ステップＳ７３）。

【０１６８】コントローラ３０１は、このマルチリーフ
コリメータ２３５をビーム軸方向に上下移動させる距離
に従った駆動指令をコリメータ駆動装置２４０に出力す
る（ステップＳ７４）。

【０１６９】コリメータ駆動装置２４０はコントローラ
２４０から受けた駆動指令に従ってルチリーフコリメー
タ２３５をビーム軸方向に上下移動させマルチリーフコ
リメータ２３５の位置を定める（ステップＳ７５）。

【０１７０】このように、マルチリーフコリメータ２３
５の位置を定めた後、前述した実施の形態に従ったコリ
メータの開度の設定を行えば、半影による影響を考慮し
た所望の照射野の設定を行うことができる。

【０１７１】従って、上記実施の形態１３によれば、あ
る断面での患部の形状について照射野が設定されたマル
チリーフコリメータの開度をそのままに、マルチリーフ
コリメータの取り付け位置を患部のビーム照射面に対し
て遠近自在にすることで、半影による影響を考慮した所
望の照射野の設定を行うことができる。

【０１７２】上記実施の形態では陽子線の場合について
記述したが、電子線。中間子線、中性子線、Ｘ線、重粒
子線等の場合でも同様の効果を有する。

【０１７３】

【発明の効果】この発明によれば、放射線断面撮影装置
で撮影された患部断面と同一断面を放射線断面撮影装置
とは異なる断面撮影装置で撮影する第１の工程と、第１
の工程で撮影された同一断面の画像上での患部形状の中
心点を求める第２の工程と、同一断面の画像上において
患部形状の輪郭線上から複数の点を選択する第３の工程
と、同一断面の画像上において患部形状の中心点から第
２の工程で選択された輪郭線上の各点までの距離を予め
定められた大きさで拡大又は縮小して輪郭線上の各点の
対応点をそれぞれ求める第４の工程と、同一断面の画像
上において第４の工程で求められた各対応点を順に結び
同一断面とは異なる断面の患部形状を求める第５の工程
とからなるので、例えば治療計画時に放射線断面撮影装
置とは異なる断面撮影装置で撮影された断層画像を利用
することで、正確な患者の治療領域の描出を迅速に行っ
て放射線が照射される照射野を容易に得ることができ
る。

【０１７４】また、第１の工程は、放射線断面撮影装置
で撮影された患部断面と同一断面を放射線断面撮影装置
とは異なる断面撮影装置で撮影する代わりに、患部断面
を挟む断面位置でそれぞれ断面撮影装置で撮影した画像
に基づいて生成された画像を同一断面の画像としたの
で、例えば治療計画時に放射線断面撮影装置とは異なる
断面撮影装置で撮影された断層画像を利用することで、
正確な患者の治療領域の描出を迅速に行って放射線が照
射される照射野を容易に得ることができる。

【０１７５】また、第１の工程の前に、同一断面の画像
の画素数と放射線断層画像の画素数とが異なる場合に、
同一断面の画像の画素数と放射線断層画像の画素数とを
一致させる工程を備えたので、例えば治療計画時に放射
線断面撮影装置とは異なる断面撮影装置で撮影された断
層画像を利用することで、正確な患者の治療領域の描出
を迅速に行って放射線が照射される照射野を容易に得る
ことができる。

【０１７６】また、第１の工程の前に、患部断面が撮影
された放射線断層画像又は同一断面の画像の少なくとも
いずれか一方を、予め求められた歪み補正量に基づいて
歪み補正を行う工程を備えたので、例えば治療計画時に
放射線断面撮影装置とは異なる断面撮影装置で撮影され
た断層画像を利用することで、正確な患者の治療領域の
描出を迅速に行って放射線が照射される照射野を容易に
得ることができる。

【０１７７】また、第５の工程の後に、第５の工程で求
められた患部形状をこの放射線断層画像上で新たに指定
された点に基づいて修正する工程を備えたので、例えば
治療計画時に放射線断面撮影装置とは異なる断面撮影装
置で撮影された断層画像を利用することで、正確な患者
の治療領域の描出を迅速に行って放射線が照射される照
射野を容易に得ることができる。

【０１７８】この発明に係る照射野の形成装置は、各リ
ーフをスライド移動させるリーフ移動機構を備えたマル
チリーフコリメータと、マルチリーフコリメータをビー
ム照射軸に沿った方向に移動させるマルチリーフコリメ
ータ移動機構と、マルチリーフコリメータをビーム照射
軸を中心に回転させるマルチリーフコリメータ回転機構
と、放射線断面撮影装置で撮影された患部断面と同一断
面を放射線断面撮影装置とは異なる断面撮影装置で撮影
し撮影された同一断面の画像上での患部形状の中心点を
求め同一断面の画像上において患部形状の輪郭線上から
複数の点を選択し同一断面の画像上において患部形状の
中心点から選択された輪郭線上の各点までの距離を予め
定められた大きさで拡大又は縮小して輪郭線上の各点の
対応点をそれぞれ求め同一断面の画像上において求めら
れた各対応点を順に結び同一断面とは異なる断面の患部
形状を求める図形処理装置と、図形処理装置の出力に基
づいてリーフ移動機構がマルチリーフコリメータの各リ
ーフをスライド移動させるスライド移動量とマルチリー
フコリメータ移動機構がマルチリーフコリメータを移動
させる移動量とマルチリーフコリメータ回転機構がマル
チリーフコリメータを回転させる回転量とを定めるコン
トローラを備えたので、例えば治療計画時に放射線断面
撮影装置とは異なる断面撮影装置で撮影された断層画像
を利用することで、正確な患者の治療領域の描出を迅速
に行って放射線が照射される照射野を容易に得ることが
できる。

【０１７９】また、図形処理装置は、放射線断面撮影装
置で撮影された患部断面と同一断面を放射線断面撮影装
置とは異なる断面撮影装置で撮影する代わりに、患部断
面を挟む断面位置でそれぞれ断面撮影装置で撮影した画
像に基づいて生成された画像を同一断面の画像としたの
で、例えば治療計画時に放射線断面撮影装置とは異なる
断面撮影装置で撮影された断層画像を利用することで、
正確な患者の治療領域の描出を迅速に行って放射線が照
射される照射野を容易に得ることができる。

【０１８０】また、図形処理装置は、同一断面の画像の
画素数と放射線断層画像の画素数とが異なる場合に、同
一断面の画像の画素数と放射線断層画像の画素数とを一
致させるので、例えば治療計画時に放射線断面撮影装置
とは異なる断面撮影装置で撮影された断層画像を利用す
ることで、正確な患者の治療領域の描出を迅速に行って
放射線が照射される照射野を容易に得ることができる。

【０１８１】また、図形処理装置は、患部断面が撮影さ
れた放射線断層画像又は同一断面の画像の少なくともい
ずれか一方を、予め求められた歪み補正量に基づいて始
めに歪み補正を行うので、例えば治療計画時に放射線断
面撮影装置とは異なる断面撮影装置で撮影された断層画
像を利用することで、正確な患者の治療領域の描出を迅
速に行って放射線が照射される照射野を容易に得ること
ができる。

【０１８２】また、図形処理装置は、求められた患部形
状をこの放射線断層画像で新たに指定された位置に基づ
いて最後に修正するので、例えば治療計画時に放射線断
面撮影装置とは異なる断面撮影装置で撮影された断層画
像を利用することで、正確な患者の治療領域の描出を迅
速に行って放射線が照射される照射野を容易に得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１に係る照射野の形成方法の説明
図である。

【図２】 実施の形態１に係る照射野の形成方法の説明
図である。

【図３】 実施の形態１に係る照射野の形成方法の説明
図である。

【図４】 実施の形態１に係る照射野の形成方法の説明
図である。

【図５】 実施の形態１に係る照射野の形成方法の説明
図である。

【図６】 実施の形態１に係る照射野の形成方法の説明
図である。

【図７】 実施の形態２に係る照射野の形成方法の説明
図である。

【図８】 実施の形態２に係る照射野の形成方法の説明
図である。

【図９】 実施の形態３に係る照射野の形成方法の説明
図である。

【図１０】 実施の形態４に係る照射野の形成方法の説
明図である。

【図１１】 実施の形態４に係る照射野の形成方法の説
明図である。

【図１２】 実施の形態４に係る照射野の形成方法の説
明図である。

【図１３】 実施の形態５に係る照射野の形成方法の説
明図である。

【図１４】 実施の形態６に係る照射野の形成方法の説
明図である。

【図１５】 実施の形態７に係る照射野の形成方法の説
明図である。

【図１６】 実施の形態７に係る照射野の形成方法の説
明図である。

【図１７】 実施の形態８に係る照射野の形成装置の説
明図である。

【図１８】 実施の形態８に係る照射野の形成装置の説
明図である。

【図１９】 実施の形態８に係る照射野の形成装置の説
明図である。

【図２０】 実施の形態８に係る照射野の形成装置の説
明図である。

【図２１】 実施の形態９に係る照射野の形成装置の説
明図である。

【図２２】 実施の形態９に係る照射野の形成装置の説
明図である。

【図２３】 実施の形態１０に係る照射野の形成装置の
説明図である。

【図２４】 実施の形態１０に係る照射野の形成装置の
説明図である。

【図２５】 実施の形態１１に係る照射野の形成装置の
説明図である。

【図２６】 実施の形態１２に係る照射野の形成装置の
説明図である。

【図２７】 実施の形態１２に係る照射野の形成装置の
説明図である。

【図２８】 従来の陽子線治療装置の説明図である。

【図２９】 従来の陽子線治療装置の説明図である。

【図３０】 従来の陽子線治療装置の説明図である。

【符号の説明】

１０１ 患部、１０２ Ｘ線ＣＴ画像群、１３０ Ｘ線
ＣＴ画像、１３０ａ 関心領域、１３０ｃ 歪み補正Ｘ
線ＣＴ画像、１３１ ＭＲＩ画像、１３１ａ 関心領
域、１３１ｃ 歪み補正ＭＲＩ画像１３１Ａ ＭＲＩ画
像、１３１Ｂ ＭＲＩ画像、１３２ 仮想ＭＲＩ画像、
１３２ｃ 位置補正ＭＲＩ画像、２１０ 輪郭、２１１
生成輪郭、２１２ 差分領域、２３０ ワブラー電磁
石、２３１ 散乱体、２３２ リッジフィルタ、２３３
レンジシフタ、２３４ リングコリメータ、２３５
マルチリーフコリメータ、２３５ａ マルチリーフコリ
メータ回転中心、２３６ ボーラス、２３７ 体表面、
２３８ 患部、２３９ ＭＲＩ画像、２４０ マルチリ
ーフコリメータ駆動装置、２４１ マルチリーフコリメ
ータ取付台、２４２ マルチリーフコリメータ回転装
置、２４２ａ マルチリーフコリメータ回転モータ、２
４３ 架台、２４５ マルチリーフコリメータスライド
機構、２４５ａ マルチリーフコリメータスライドモー
タ、２４８ 患部、２４９ ＭＲＩ画像、３０１ コン
トローラ、３０２ マルチリーフコリメータ開度算出装
置。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線断面撮影装置で撮影された患部断
   面と同一断面を前記放射線断面撮影装置とは異なる断面
   撮影装置で撮影する第１の工程と、 前記第１の工程で撮影された前記同一断面の画像上での
   患部形状の中心点を求める第２の工程と、 前記同一断面の画像上において患部形状の輪郭線上から
   複数の点を選択する第３の工程と、 前記同一断面の画像上において前記患部形状の中心点か
   ら前記第２の工程で選択された輪郭線上の各点までの距
   離を予め定められた大きさで拡大又は縮小して前記輪郭
   線上の各点の対応点をそれぞれ求める第４の工程と、 前記同一断面の画像上において前記第４の工程で求めら
   れた各対応点を順に結び前記同一断面とは異なる断面の
   患部形状を求める第５の工程とからなることを特徴とす
   る照射野の形成方法。
2. 【請求項２】 第１の工程は、放射線断面撮影装置で撮
   影された患部断面と同一断面を前記放射線断面撮影装置
   とは異なる断面撮影装置で撮影する代わりに、前記患部
   断面を挟む断面位置でそれぞれ前記断面撮影装置で撮影
   した画像に基づいて生成された画像を前記同一断面の画
   像としたことを特徴とする請求項１に記載の照射野の形
   成方法。
3. 【請求項３】 第１の工程の前に、同一断面の画像の画
   素数と放射線断層画像の画素数とが異なる場合に、前記
   同一断面の画像の画素数と前記放射線断層画像の画素数
   とを一致させる工程を備えたことを特徴とする請求項１
   又は２に記載の照射野の形成方法。
4. 【請求項４】 第１の工程の前に、患部断面が撮影され
   た放射線断層画像又は同一断面の画像の少なくともいず
   れか一方を、予め求められた歪み補正量に基づいて歪み
   補正を行う工程を備えたことを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれかに記載の照射野の形成方法。
5. 【請求項５】 第５の工程の後に、第５の工程で求めら
   れた患部形状をこの放射線断層画像上で新たに指定され
   た点に基づいて修正する工程を備えたことを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれかに記載の照射野の形成方法。
6. 【請求項６】 各リーフをスライド移動させるリーフ移
   動機構を備えたマルチリーフコリメータと、前記マルチ
   リーフコリメータをビーム照射軸に沿った方向に移動さ
   せるマルチリーフコリメータ移動機構と、マルチリーフ
   コリメータをビーム照射軸を中心に回転させるマルチリ
   ーフコリメータ回転機構と、放射線断面撮影装置で撮影
   された患部断面と同一断面を前記放射線断面撮影装置と
   は異なる断面撮影装置で撮影し撮影された前記同一断面
   の画像上での患部形状の中心点を求め前記同一断面の画
   像上において患部形状の輪郭線上から複数の点を選択し
   前記同一断面の画像上において患部形状の中心点から選
   択された輪郭線上の各点までの距離を予め定められた大
   きさで拡大又は縮小して輪郭線上の各点の対応点をそれ
   ぞれ求め前記同一断面の画像上において求められた各対
   応点を順に結び同一断面とは異なる断面の患部形状を求
   める図形処理装置と、前記図形処理装置の出力に基づい
   て前記リーフ移動機構が前記マルチリーフコリメータの
   各リーフをスライド移動させるスライド移動量と前記マ
   ルチリーフコリメータ移動機構が前記マルチリーフコリ
   メータを移動させる移動量と前記マルチリーフコリメー
   タ回転機構が前記マルチリーフコリメータを回転させる
   回転量とを定めるコントローラを備えた照射野の形成装
   置。
7. 【請求項７】 図形処理装置は、放射線断面撮影装置で
   撮影された患部断面と同一断面を前記放射線断面撮影装
   置とは異なる断面撮影装置で撮影する代わりに、前記患
   部断面を挟む断面位置でそれぞれ前記断面撮影装置で撮
   影した画像に基づいて生成された画像を前記同一断面の
   画像としたことを特徴とする請求項６に記載の照射野の
   形成装置。
8. 【請求項８】 図形処理装置は、同一断面の画像の画素
   数と放射線断層画像の画素数とが異なる場合に、前記同
   一断面の画像の画素数と前記放射線断層画像の画素数と
   を一致させることを特徴とする請求項６又は７に記載の
   照射野の形成装置。
9. 【請求項９】 図形処理装置は、患部断面が撮影された
   放射線断層画像又は同一断面の画像の少なくともいずれ
   か一方を、予め求められた歪み補正量に基づいて始めに
   歪み補正を行うことを特徴とする請求項６乃至８のいず
   れかに記載の照射野の形成装置。
10. 【請求項１０】 図形処理装置は、求められた患部形状
    をこの放射線断層画像で新たに指定された位置に基づい
    て最後に修正することを特徴とする請求項６乃至９のい
    ずれかに記載の照射野の形成装置。