特開 2024-130114 位置合わせ装置、放射線治療装置及びＸ線診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130114

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】位置合わせ装置、放射線治療装置及びＸ線診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20240920BHJP

   A61B 6/00 20240101ALI20240920BHJP

   A61B 6/04 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

A61N5/10 M

A61B6/00 370

A61B6/04 332P

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039639

(22)【出願日】2023-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅野 仁一

(72)【発明者】

【氏名】小山 和里

(72)【発明者】

【氏名】市橋 正英

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 清人

【テーマコード（参考）】

4C082

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C082AJ01

4C082AJ07

4C082AJ13

4C082AJ16

4C093AA22

4C093AA25

4C093CA16

4C093CA34

4C093EE16

4C093EE30

4C093FA36

4C093FF37

(57)【要約】

【課題】凹凸の情報が少ない体表面を測定した際に、位置合わせ精度の低下を抑制する。
【解決手段】 実施形態に係る位置合わせ装置は、取得部と、照合部と、補正部とを備える。前記取得部は、今回の取得時と前記取得時に先行する基準時との各々において、天板に載置された被検体の体表近傍の静脈画像を取得する。前記照合部は、前記基準時に取得した第１静脈画像に前記今回の取得時に取得した第２静脈画像を照合する。前記補正部は、前記照合した結果に基づいて、前記基準時と前記今回の取得時との間の前記被検体の位置ずれを補正するように、前記天板又は放射線照射部の位置を補正する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

今回の取得時と前記取得時に先行する基準時との各々において、天板に載置された被検体の体表近傍の静脈画像を取得する取得部と、
前記基準時に取得した第１静脈画像に前記今回の取得時に取得した第２静脈画像を照合する照合部と、
前記照合した結果に基づいて、前記基準時と前記今回の取得時との間の前記被検体の位置ずれを補正するように、前記天板又は放射線照射部の位置を補正する補正部と、
を備えた位置合わせ装置。

【請求項2】

前記天板に設けられ、前記被検体に測定光を照射することにより、前記被検体の静脈画像を収集して前記取得部に送出する収集部、
を更に備えた請求項１に記載の位置合わせ装置。

【請求項3】

前記静脈画像の取得後、前記静脈画像の収集位置から前記収集部を退避させる退避部、を更に備えた請求項２に記載の位置合わせ装置。

【請求項4】

前記補正部は、前記第１静脈画像の静脈パターンと前記第２静脈画像の静脈パターンとの間のズレ量に基づいて、前記天板の位置を補正する、
請求項１に記載の位置合わせ装置を備えた放射線治療装置。

【請求項5】

前記照合部は、前記第１静脈画像の静脈パターンと前記第２静脈画像の静脈パターンとを略一致するように重ね合わせたときのズレに基づいて前記ズレ量を算出し、前記算出したズレ量を、前記照合した結果として得る、
請求項４に記載の放射線治療装置。

【請求項6】

前記照合部は、前記第１静脈画像の静脈パターンと前記第２静脈画像の静脈パターンとを略一致するように重ねあわせが可能か否かを判定し、否の場合には、前記照合した結果としてエラー情報を出力する、
請求項４に記載の放射線治療装置。

【請求項7】

前記第１静脈画像及び前記第２静脈画像の各々は、前記被検体の複数の治療部位に応じて複数あり、
前記エラー情報は、前記複数の治療部位の取り違いに関するメッセージを含む、
請求項６に記載の放射線治療装置。

【請求項8】

前記補正部は、前記第１静脈画像の静脈パターンと前記第２静脈画像の静脈パターンとの間のズレ量に基づいて、前記放射線照射部の位置を補正する、
請求項１に記載の位置合わせ装置を備えたＸ線診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

明細書等に開示の実施形態は、位置合わせ装置、放射線治療装置及びＸ線診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

放射線治療の患者セットアップの際に、患者の体表面の３Ｄ形状を光学的に測定することで、治療計画時との位置合わせが可能なＳＩＧＲＴ（Surface Image Guided Radiotherapy）システムが知られている。このＳＩＧＲＴシステムは、放射線を用いないことから、無被ばくでの患者セットアップを実現している。

【0003】

以上のようなＳＩＧＲＴシステムは、特段の問題はないものの、本発明者の検討によれば、平坦又は小面積の体表面を測定した際に、凹凸の情報が少なくなり、位置合わせ精度が低下してしまう可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－２２３３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

明細書等に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、凹凸の情報が少ない体表面を測定した際に、位置合わせ精度の低下を抑制することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る位置合わせ装置は、取得部と、照合部と、補正部とを備える。前記取得部は、今回の取得時と前記取得時に先行する基準時との各々において、天板に載置された被検体の体表近傍の静脈画像を取得する。前記照合部は、前記基準時に取得した第１静脈画像に前記今回の取得時に取得した第２静脈画像を照合する。前記補正部は、前記照合した結果に基づいて、前記基準時と前記今回の取得時との間の前記被検体の位置ずれを補正するように、前記天板又は放射線照射部の位置を補正する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る放射線治療システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、図１の放射線治療装置の構成を示す模式図である。

【図3】図３は、図１の放射線治療システムによる位置合わせに係る一連の処理の典型的な流れを示す図である。

【図4】図４は、治療計画時に取得された静脈画像を説明するための模式図である。

【図5】図５は、治療時に取得された静脈画像を説明するための模式図である。

【図6】図６は、治療計画時及び治療時に取得された静脈画像の重ね合わせ表示を説明するための模式図である。

【図7】図７は、第１の実施形態の変形例を説明するための模式図である。

【図8】図８は、第１の実施形態の他の変形例におけるステップＳＴ７の処理の典型的な流れを示す図である。

【図9】図９は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図である。

【図10】図１０は、図９のＸ線診断装置による位置合わせに係る一連の処理の典型的な流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら各実施形態について説明する。

【0009】

＜第１の実施形態＞
各実施形態に係る位置合わせ装置は、後述する静脈画像の今回の取得時と、今回の取得時に先行する基準時との間で患者の位置合わせを行うコンピュータである。各実施形態のうち、第１の実施形態に係る位置合わせ装置は、放射線治療装置及び放射線治療システムに包含されるものとする。なお、この位置合わせ装置は、放射線治療装置に搭載されてもよく、放射線治療装置とは別体として設けてもよい。第１の実施形態では、位置合わせ装置が放射線治療装置に搭載された場合を例に挙げて述べる。

【0010】

図１に示すように、放射線治療システム１は、ＣＴ(Computed Tomography)装置２、治療計画装置３及び放射線治療装置４を有する。ＣＴ装置２、治療計画装置３及び放射線治療装置４は、ネットワーク等を介して互いに通信可能に接続されている。

【0011】

ＣＴ装置２は、放射線治療計画に利用する３次元のＣＴ画像を生成する医用画像診断装置である。ＣＴ装置２は、患者の治療計画用の３次元医用画像データを生成できるコーンビームＣＴ装置でも良い。

【0012】

治療計画装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、表示機器、入力インタフェース、通信インタフェースを含むコンピュータである。治療計画装置３は、ＣＴ装置２から直接的に又はＰＡＣＳシステム等を介して治療計画画像を受信する。治療計画装置３は、治療計画画像を利用して、患者に関する治療計画を作成する。治療計画は、治療計画画像と放射線治療条件とを含む。放射線治療条件は、腫瘍位置や放射線照射方向数、放射線照射角度、放射線強度、コリメータ開度、ウェッジフィルタ等の各種条件を含む。治療計画は、放射線治療装置４に送信される。

【0013】

放射線治療装置４は、図２に示すように、治療用架台（ガントリ）４１と、治療用寝台４５と、コンソール部４９とを有する。治療用架台４１は、回転軸Ａ１回りに回転可能に保持装置４２に設けられた照射ヘッド４３及び画像撮影装置４４とを有する。ここで、治療用架台４１の回転軸Ａ１に平行する軸をＺ軸、Ｚ軸に鉛直に直交する軸をＹ軸、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸とする。保持装置４２には、電子銃等により発生された電子等を加速する加速管が、照射ヘッド４３には、加速管により加速された電子が衝突する金属ターゲットが搭載される。金属ターゲットに電子が衝突することにより、放射線であるＸ線が発生する。照射ヘッド４３は、治療計画装置３により同定された治療計画に含まれる放射線治療条件に従い放射線を照射する。照射ヘッド４３からの放射線のビーム軸と回転軸とが交わる点は、空間的に不動であり、アイソセンタと呼ばれている。画像撮影装置４４は、放射線治療時の位置確認のため患者の体内情報を収集するためのものである。例えば、画像撮影装置４４は、回転軸Ａ１を挟んで対向配置されたＸ線管とＸ線検出器とを有する。この構成により画像撮影装置４４は、コーンビームＣＴの撮影を実現し、患者の体内の形態を描出する３次元のＣＴ画像を生成可能である。生成されたＣＴ画像データは、例えば、治療計画用のＣＴ装置２から転送されたＣＴ画像と比較される。比較の結果、適宜、患者である被検体Ｐの位置合わせが行われる。治療用寝台４５は、床面に設けられた基台４６と、移動自在に基台４６に支持される天板４７とを有する。基台４６には駆動部４６１が内蔵されている。駆動部４６１は、コンソール部４９の処理回路４９１からの制御信号の供給を受けて天板４７を移動させる。天板４７には静脈画像収集ユニット４８が設けられ、被検体Ｐ等が、静脈画像収集ユニット４８を覆うように天板４７上に載置されている。

【0014】

天板４７に設けられた静脈画像収集ユニット４８は、被検体Ｐに測定光を照射することにより、被検体Ｐの体表近傍の静脈画像を収集してコンソール部４９に送出する。例えば、静脈画像収集ユニット４８は、予め設定された波長を有する測定光（パルス光）を被検体に照射し、被検体内で測定光を吸収した光吸収体により発生した光超音波を受信し、光超音波に基づいて、静脈画像を生成してもよい。光吸収体としては、例えば、生体内に含まれるヘモグロビンやグルコース（血糖）等の物質が挙げられる。各光吸収体は、特定の波長を有するパルス光のエネルギーを吸収して、光超音波をそれぞれ発生する。すなわち、静脈画像収集ユニット４８は、光音響イメージング（ＰＡＩ：Photoacoustic Imaging）により、被検体Ｐ内の光吸収体の分布を画像化することで静脈画像を生成してもよい。あるいは、静脈画像収集ユニット４８は、近赤外線を含む測定光を照射することにより、被検体Ｐの体表近傍で透過して拡散しながら皮膚表面に到達した反射光を受信し、反射光に含まれる静脈の情報に基づいて、静脈画像を生成してもよい。静脈画像収集ユニット４８は、収集部の一例である。

【0015】

コンソール部４９は、処理回路４９１、メモリ４９２、ディスプレイ４９３、入力インタフェース４９４及び通信インタフェース４９５を有する。処理回路４９１、メモリ４９２、ディスプレイ４９３、入力インタフェース４９４及び通信インタフェース４９５は、互いにバスを介して通信可能に接続されている。

【0016】

処理回路４９１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサを有する。処理回路４９１は、制御プログラムを実行し、システム制御機能４９１ａを実現する。また、処理回路４９１は、位置合わせに関するプログラム（以下、位置合わせプログラムと呼ぶ）を実行し、取得機能４９１ｂ、照合機能４９１ｃ、補正機能４９１ｄを実現する。

【0017】

システム制御機能４９１ａは、放射線治療装置４を統括的に制御する。具体的には、システム制御機能４９１ａは、メモリ４９２に記憶された制御プログラムに従って各部を制御する。

【0018】

取得機能４９１ｂは、今回の取得時と当該取得時に先行する基準時との各々において、天板４７に載置された被検体Ｐの体表近傍の静脈画像を静脈画像収集ユニット４８から取得する。基準時は、例えば、治療計画時、前回の治療時又はそれ以前の治療時である。本実施形態では、基準時の例として治療計画時を用い、今回の取得時の例として１回目の治療時を用いて述べる。取得機能４９１ｂ及び処理回路４９１は、取得部の一例である。

【0019】

照合機能４９１ｃは、基準時に取得した第１静脈画像に今回の取得時に取得した第２静脈画像を照合する。例えば、照合機能４９１ｃは、第１静脈画像の静脈パターンと第２静脈画像の静脈パターンとを略一致するように重ね合わせたときのズレに基づいてズレ量を算出し、算出したズレ量を、当該照合した結果として得る。照合機能４９１ｃ及び処理回路４９１は、照合部の一例である。

【0020】

補正機能４９１ｄは、照合した結果に基づいて、基準時と今回の取得時との間の被検体Ｐの位置ずれを補正するように、天板４７の位置を補正する。すなわち、補正機能４９１ｄは、第１静脈画像の静脈パターンと第２静脈画像の静脈パターンとの間のズレ量に基づいて、天板４７の位置を補正する。補正機能４９１ｄ及び処理回路４９１は、補正部の一例である。

【0021】

メモリ４９２は、種々の情報を記憶するＲＡＭやＲＯＭ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。例えば、メモリ４９２は、治療計画画像、治療計画、位置合わせプログラム、静脈画像、リファレンス画像、アイソセンタ位置、等を記憶する。ハードウェアとしてメモリ４９２は、ＣＤ－ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記録媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。

【0022】

ディスプレイ４９３は、処理回路４９１の処理に関する種々の情報を表示する。ディスプレイ４９３は、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。また、ディスプレイ４９３は、プロジェクタであってもよい。

【0023】

入力インタフェース４９４は、入力機器を介して受け付けたユーザからの各種指令を入力する。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース４９４は、入力機器からの出力信号を、バスを介して処理回路４９１に供給する。

【0024】

通信インタフェース４９５は、図示しない有線又は無線を介して、ＣＴ装置２、治療計画装置３、放射線治療装置４等との間でデータ通信を行う。例えば、通信インタフェース４９５は、ＣＴ装置２から治療計画画像を受信する。

【0025】

なお、処理回路４９１の取得機能４９１ｂ、照合機能４９１ｃ及び補正機能４９１ｄと、メモリ４９２と、ディスプレイ４９３と、入力インタフェース４９４と、通信インタフェース４９５とは、放射線治療装置４内で位置合わせ装置５０を構成している。

【0026】

以下、位置合わせ装置５０による位置合わせに係る一連の処理について図３乃至図６を用いて詳細に説明する。

【0027】

始めに、ステップＳＴ１において、ＣＴ装置２は、被検体ＰのＣＴ撮影を行い、治療計画用の３次元のＣＴ画像データを治療計画装置３に転送する。治療計画装置３は、ＣＴ装置２から転送されたＣＴ画像データを取得する。

【0028】

ステップＳＴ１の後、ステップＳＴ２において、放射線治療装置４では、静脈画像収集ユニット４８が、天板４７に載置された被検体Ｐに測定光を照射することにより、被検体Ｐの体表近傍の静脈画像を収集してコンソール部４９に送出する。これにより、コンソール部４９の処理回路４９１は、治療計画時の第１静脈画像を取得する。

【0029】

ステップＳＴ２の後、ステップＳＴ３において、処理回路４９１は、第１静脈画像を天板位置情報に関連付けてリファレンス画像としてメモリ４９２に保存する。天板位置情報は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値と、ピッチ、ロール、ヨーの角度との計６つの値である。

【0030】

ステップＳＴ３の後、ステップＳＴ４において、治療計画装置３は、治療計画用のＣＴ画像に基づいて、治療計画を作成する。治療計画において、放射線の照射領域や、放射線の照射角度、照射角度ごとの線量及び照射野の形状、照射する回数などが決定される。例えば、放射線の照射領域の決定においては、まず、治療計画用のＣＴ画像データなどに基づいて、放射線の照射を避けるべきリスク臓器が設定される。そして、腫瘍の進展や存在が肉眼的に確認できる３次元領域である肉眼的腫瘍体積（ＧＴＶ：gross tumor volume）が設定され、設定されたＧＴＶ及び肉眼的には確認できないが潜在的な腫瘍領域を含む臨床的標的体積（ＣＴＶ：clinical target volume）が設定される。なお、リスク臓器、ＧＴＣ及びＣＴＶの設定は、例えば、コンツーリング（輪郭の抽出）によって行われるが、コンツーリングは、医師による手動の処理及び画像処理技術による自動の処理のどちらでも行うことができる。

【0031】

そして、放射線の照射領域の決定においては、呼吸、嚥下、心拍動、蠕動などの体内臓器の動きによる影響を吸収するためのインターナルマージン（ＩＭ：internal margin）を含めたＩＴＶ（internal target volume）がＣＴＶに対して設定される。さらに、毎回の照射における設定誤差（ＳＭ：set-up margin）を含めた計画標的体積（ＰＴＶ：planning target volume）がＣＴＶに対して設定されることで、放射線の照射領域が決定される。

【0032】

このように、放射線の照射領域が決定されると、決定された照射領域に対する放射線の照射条件が設定される。例えば、治療計画装置３において、操作者（医療従事者）は、放射線の照射角度、照射角度ごとの線量及び照射野の形状、照射回数などの照射条件を設定する。

【0033】

しかる後、治療計画装置３は、このような設定条件（照射領域、照射条件）や照射領域内のアイソセンタ位置を含む治療計画を放射線治療装置４に出力する。なお、ステップＳＴ４は、ステップＳＴ１の後、ステップＳＴ２の前に実行してもよい。

【0034】

ステップＳＴ４の後、ステップＳＴ５において、処理回路４９１は、メモリ４９２内のリファレンス画像と、治療計画装置３から受けたアイソセンタ位置とを関連付けてメモリ４９２に保存する。図４は、リファレンス画像の一例を示す模式図である。図４中、十字形ｃ１は、第１静脈画像ｇ１の中央で交差し、第１静脈画像ｇ１を略均等に４分割するＺ軸上及びＸ軸上の直線からある。ステップＳＴ５の終了により、治療計画時の位置合わせに関する処理を終了する。後日、治療時において、ステップＳＴ６以降の処理が実行される。

【0035】

ステップＳＴ６において、放射線治療装置４では、静脈画像収集ユニット４８が、天板４７に載置された被検体Ｐに測定光を照射することにより、被検体Ｐの体表近傍の静脈画像を収集してコンソール部４９に送出する。これにより、コンソール部４９の処理回路４９１は、治療時の第２静脈画像を取得する。また、処理回路４９１は、第２静脈画像を天板位置情報に関連付けてメモリ４９２に保存する。図５は、第２静脈画像の一例を示す模式図である。図５中、十字形ｃ２は、第２静脈画像ｇ２の中央で交差し、第２静脈画像ｇ２を略均等に４分割するＺ軸上及びＸ軸上の直線からある。

【0036】

ステップＳＴ６の後、ステップＳＴ７において、処理回路４９１は、取得した第２静脈画像ｇ２をリファレンス画像と照合し、位置のズレ量を算出する。例えば、処理回路４９１は、治療計画時の第１静脈画像ｇ１に今回の治療時の第２静脈画像ｇ２を照合する。このとき、処理回路４９１は、第１静脈画像ｇ１の静脈パターンと第２静脈画像ｇ２の静脈パターンとのズレ量を算出する。例えば、処理回路４９１は、第１静脈画像ｇ１の静脈パターンと第２静脈画像ｇ２の静脈パターンとを略一致するように重ね合わせたときのズレに基づいてズレ量を算出する。図６は、第１静脈画像ｇ１と第２静脈画像ｇ２とをディスプレイ４９３に重ね合わせ表示した照合画面の一例を示す模式図である。但し、図６は、ズレを誇張して記載している。このとき、第１静脈画像ｇ１及び第２静脈画像ｇ２は、互いに同一サイズ、同一画素数の画像であり、画像の座標と実空間の座標とは変換可能であるとする。処理回路４９１は、例えば、第１静脈画像ｇ１の位置を基準とし、第２静脈画像ｇ２の静脈パターンを第１静脈画像ｇ１の静脈パターンに略一致するように第２静脈画像ｇ２の位置を移動させる。また、処理回路４９１は、第２静脈画像ｇ２の移動量から実空間上の距離であるズレ量を算出し、当該ズレ量を、照合した結果として得る。ズレ量は、例えば、Ｘ軸：０．１ｍｍ、Ｙ軸：０．５ｍｍ、Ｚ軸：０ｍｍ、ピッチ：０．０度、ロール：０．１度、ヨー：０．１度のように、天板位置情報の各パラメータの項目に対応している。

【0037】

ステップＳＴ７の後、ステップＳＴ８において、処理回路４９１は、当該照合した結果に基づいて、治療計画時と今回の治療時との間の被検体Ｐの位置ずれを補正するように、天板４７の位置を補正する。すなわち、処理回路４９１は、算出したズレ量に基づいて、天板４７の位置を補正する。ステップＳＴ８の終了により、治療時の位置合わせに関する処理を終了する。

【0038】

上述したように第１の実施形態によれば、処理回路４９１は、今回の取得時と当該取得時に先行する基準時との各々において、天板４７に載置された被検体Ｐの体表近傍の静脈画像を取得する。処理回路４９１は、基準時の第１静脈画像ｇ１に今回の取得時の第２静脈画像ｇ２を照合する。処理回路４９１は、照合した結果に基づいて、基準時と今回の取得時との間の被検体Ｐの位置ずれを補正するように、天板４７の位置を補正する。従って、凹凸の情報が少ない体表面を測定した際に、位置合わせ精度の低下を抑制することができる。また、位置合わせ精度を確保できることから、より効率的に放射線治療を施すことが可能となる。

【0039】

また、第１の実施形態によれば、天板４７に設けられた静脈画像収集ユニット４８が、被検体Ｐに測定光を照射することにより、被検体Ｐの静脈画像を収集してコンソール部４９の処理回路４９１に送出する。従って、前述した効果に加え、被検体Ｐの静脈画像を無被ばくで取得することができる。

【0040】

また、第１の実施形態によれば、処理回路４９１は、第１静脈画像ｇ１の静脈パターンと第２静脈画像ｇ２の静脈パターンとの間のズレ量に基づいて、天板４７の位置を補正する。従って、前述した効果に加え、静脈パターンの精度に応じた位置合わせを行うことができる。

【0041】

また、第１の実施形態によれば、処理回路４９１は、第１静脈画像ｇ１の静脈パターンと第２静脈画像ｇ２の静脈パターンとを略一致するように重ね合わせたときのズレに基づいてズレ量を算出し、算出したズレ量を、照合した結果として得る。従って、前述した効果に加え、静脈パターンの重ね合わせの精度に応じた位置合わせを行うことができる。

【0042】

なお、第１の実施形態では、治療計画時を基準時とし、今回の治療時を今回の取得時としたが、これに限定されない。例えば、第１の実施形態は、１回目の治療時を基準時とし、２回目以降の治療時を今回の取得時とした場合にも同様に実施して同様の効果を得ることができる。このことは、以下の各実施形態でも同様である。

【0043】

患者の位置合わせが完了し治療に移行する際には、静脈画像の取得後、静脈画像の収集位置から静脈画像収集ユニット４８を退避させる退避機能を処理回路４９１に実現させることが好ましい。処理回路４９１及び退避機能は、退避部の一例である。また、治療用寝台４５には、静脈画像収集ユニット４８を退避させるための物理的な退避機構が設けられる。退避機構としては、例えば図７に示すように、被検体Ｐが載置される透明板４９６を天板４７に設け、透明板４９６の下方に静脈画像収集ユニット４８を移動可能に配置してもよい。透明板４９６は、静脈画像収集のための測定光や反射光を透過可能な板状部材であり、例えば、ガラス板や透明樹脂板が適宜、使用可能となっている。また、透明板４９６に沿って移動可能な静脈画像収集ユニット４８は、手動又は自動のいずれで退避させてもよい。例えば、処理回路４９１の退避機能に制御され、静脈画像収集ユニット４８をＺ軸方向に移動させる収集ユニット駆動部４６２を治療用寝台４５に設けてもよい。このような変形例としても、第１の実施形態を同様に実施して同様の効果を得ることができる。また、放射線の照射パスから静脈画像収集ユニット４８を退避させることにより、静脈画像収集ユニット４８の劣化を抑制することができる。

【0044】

また、第１の実施形態では、１つの治療部位を有する患者の位置合わせについて説明したが、これに限定されない。すなわち、複数の治療部位を有する患者の位置合わせについても同様に実施することができる。この場合、基準時及び今回の取得時の各々において、治療部位毎に、静脈画像を取得する。すなわち、第１静脈画像及び第２静脈画像の各々は、被検体Ｐの複数の治療部位に応じて複数あってもよい。例えば、治療部位が首部と胸部の場合、首部に関連する第１静脈画像と、胸部に関連する第１静脈画像と、首部に関連する第２静脈画像と、胸部に関連する第２静脈画像とをそれぞれ取得する。ここで、例えば首部に関し、基準時の第１静脈画像に今回の治療時の第２静脈画像を照合する際に、仮に取り違いが生じても、第１静脈画像（首部）と第２静脈画像（胸部）との静脈パターンが全く異なるので、治療部位の取り違いによる誤照射を防止できる。なお、このような取り違いは、放射線治療装置４を設定するスタッフと、被検体Ｐを天板４７にセットアップするスタッフとが異なるときに生じる可能性がある。具体的には、通常、初めに首部に放射線を照射し、次に胸部に放射線を照射している場合に、普段とは別のスタッフにより、初めに胸部をセットアップしてしまうといった取り違いを生じる可能性がある。しかしながら、仮に取り違いが生じた場合でも、治療部位に関連する静脈画像の静脈パターンが全く異なるため、取り違いによる誤照射を防止できる。このように、第１の実施形態は、ＳＩＧＲＴや壁レーザによる患者位置合わせでは確認が難しい複数の治療部位を有する患者の位置合わせにおける治療部位の取り違いにも使用できる。また、取り違いの防止に関連して処理回路４９１がエラー情報を出力してもよい。例えば、処理回路４９１は、図８に示すように、前述したステップＳＴ７を、ステップＳＴ７－１～ＳＴ７－４により実行してもよい。すなわち、処理回路４９１は、取得した第２静脈画像をリファレンス画像と照合する際に、取得した第２静脈画像と、リファレンス画像の第１静脈画像とをディスプレイ４９３に重ね合わせ表示する（ステップＳＴ７－１）。続いて、処理回路４９１は、第１静脈画像の静脈パターンと第２静脈画像の静脈パターンとを略一致するように重ねあわせが可能か否かを判定し（ステップＳＴ７－２）、否の場合には、照合した結果としてエラー情報を出力する（ステップＳＴ７－３）。このエラー情報は、複数の治療部位の取り違いに関するメッセージを含む情報としてもよい。また、ステップＳＴ７－２の判定の結果、重ね合わせが可能な場合には、前述同様に、位置のズレ量を算出する（ステップＳＴ７－４）。ステップＳＴ７－３又はＳＴ７－４の終了により、ステップＳＴ７が終了する。このような変形例としても、前述同様に、取り違いによる後照射防止の効果を得ることができる。

【0045】

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る位置合わせ装置は、放射線治療システムに包含され且つ天板位置を補正した第１の実施形態とは異なり、Ｘ線診断装置に包含され且つＸ線管位置を補正するものとする。なお、この位置合わせ装置は、Ｘ線診断装置に搭載されてもよく、Ｘ線診断装置とは別体として設けてもよい。以下では、位置合わせ装置がＸ線診断装置に搭載された場合を例に挙げて述べる。

【0046】

図１０に示すように、Ｘ線診断装置２０１は、撮影部２１０、寝台部２３０、コンソール部２４０、Ｘ線検出器２５０を備える。撮影部２１０、寝台部２３０及びＸ線検出器２５０は、Ｘ線撮影装置２０２を形成する。

【0047】

撮影部２１０は、高電圧発生部２１１、Ｘ線管２１２及び支持アーム２１４を備える。Ｘ線管２１２は、放射線照射部の一例である。

【0048】

高電圧発生部２１１は、Ｘ線管の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させてＸ線管２１２へ出力する。

【0049】

Ｘ線管２１２は、Ｘ線絞りを備える。Ｘ線管２１２は、Ｘ線を発生させる真空管である。Ｘ線管２１２は、管球と、管球に設けられたフィラメント（陰極）と、タングステン陽極とを備える。Ｘ線管２１２は、フィラメントより放出された熱電子を高電圧によって加速させる。Ｘ線管２１２は、この加速電子をタングステン陽極に衝突させることでＸ線を発生させる。

【0050】

Ｘ線絞りは、鉛等の金属板で構成される。Ｘ線絞りは、開口領域外のＸ線を遮蔽することにより、Ｘ線管２１２が発生したＸ線の被検体Ｐへの照射範囲を絞り込む。Ｘ線絞りは、Ｘ線の遮蔽される領域を任意のサイズに調節することにより、Ｘ線照射範囲の大きさを調整する。

【0051】

支持アーム２１４は、Ｘ線管２１２を支持する。支持アーム２１４により支持されたＸ線管２１２は、天板２３３上にＸ線を照射する。支持アーム２１４は、スライド可能、かつ、複数の回転軸のそれぞれを中心に回転可能に支持される。支持アーム２１４は、スライド及び回転に係る動作を実現するための複数の動力源が該当する適当な箇所に備えられている。これらの動力源は支持アーム駆動装置を構成する。支持アーム駆動装置は、処理回路２４１からの駆動信号を読み込んで支持アーム２１４をスライド運動、回転運動、直線運動させる。

【0052】

寝台部２３０は、基台２３１、駆動部２３２、天板２３３及び支持フレーム２３４を備える。基台２３１は、床面に設置され、支持フレーム２３４を鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能に支持する筐体である。なお、第２の実施形態中、天板２３３の長手方向に平行する軸をＹ軸、Ｙ軸に鉛直に直交する軸をＺ軸、Ｙ軸及びＺ軸に直交する方向をＸ軸とする。

【0053】

駆動部２３２は、寝台部２３０の筐体内に収容され、被検体Ｐが設置された天板２３３を天板２３３の長手方向（Ｙ方向）に移動するモータあるいはアクチュエータである。駆動部２３２は、処理回路２４１からの駆動信号を読み込んで、天板２３３を床面に対して水平方向や垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させる。支持アーム２１４または天板２３３が移動することにより、被検体Ｐに対する撮影軸の位置関係が変化する。なお、駆動部２３２は、天板２３３に加え、支持フレーム２３４を天板２３３の長手方向に移動させてもよい。また、駆動部２３２は、処理回路２４１からの駆動信号を読み込んで、天板２３３内のＸ線検出器２５０を天板２３３の長手方向に沿って移動させる。

【0054】

天板２３３は、支持フレーム２３４の上面に設けられ、被検体Ｐ、Ｘ線検出器２５０、図示しない補助具が設置される。

【0055】

なお、寝台部２３０は、天板２３３が支持フレーム２３４に対して移動可能であってもよいし、天板２３３と支持フレーム２３４とが一緒に、基台２３１に対して移動可能であってもよい。

【0056】

静脈画像収集ユニット２３５は、天板２３３に設けられ、被検体Ｐに測定光を照射することにより、被検体Ｐの体表近傍の静脈画像を収集してコンソール部２４０に送出する。静脈画像収集ユニット２３５は、前述した静脈画像収集ユニット４８と同様の構成である。

【0057】

Ｘ線検出器２５０は、天板２３３に設けられ、天板２３３の長手方向に移動可能となっている。Ｘ線検出器２５０は、Ｘ線管から発せられ被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。このようなＸ線検出器２５０としては、例えば、被検体Ｐを透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面状のＦＰＤ（Flat Panel Detector）が用いられる。Ｘ線検出器２５０で検出されたデータは、図示しないＡ／Ｄ変換器及び画像発生回路を介し、Ｘ線画像としてメモリ２４２に保存される。

【0058】

コンソール部２４０は、処理回路２４１、メモリ２４２、ディスプレイ２４３、入力インタフェース２４４及び通信インタフェース２４５を備える。処理回路２４１、メモリ２４２、ディスプレイ２４３、入力インタフェース２４４及び通信インタフェース２４５は、互いにバスを介して通信可能に接続されている。

【0059】

処理回路２４１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサを有する。処理回路２４１は、制御プログラムを実行し、システム制御機能２４１ａを実現する。また、処理回路２４１は、位置合わせに関するプログラム（以下、位置合わせプログラムと呼ぶ）を実行し、取得機能２４１ｂ、照合機能２４１ｃ、補正機能２４１ｄを実現する。

【0060】

システム制御機能２４１ａは、Ｘ線診断装置２０１全体の動作を制御する。具体的にはシステム制御機能２４１ａは、メモリ２４２内のプログラムに従って各部を制御する。

【0061】

取得機能２４１ｂは、今回の取得時と当該取得時に先行する基準時との各々において、天板２３３に載置された被検体Ｐの体表近傍の静脈画像を静脈画像収集ユニット２３５から取得する。基準時は、例えば、初回の検査時から前回の検査時までのいずれかの時点での検査時である。本実施形態では、基準時の例として前回の検査時を用い、今回の取得時の例として今回のフォローアップ検査時（経過観察の検査時）を用いて述べる。取得機能２４１ｂ及び処理回路２４１は、取得部の一例である。

【0062】

照合機能２４１ｃは、基準時に取得した第１静脈画像に今回の取得時に取得した第２静脈画像を照合する。例えば、照合機能２４１ｃは、第１静脈画像の静脈パターンと第２静脈画像の静脈パターンとを略一致するように重ね合わせたときのズレに基づいてズレ量を算出し、算出したズレ量を、当該照合した結果として補正機能２４１ｄに出力する。照合機能２４１ｃ及び処理回路２４１は、照合部の一例である。

【0063】

補正機能２４１ｄは、照合した結果に基づいて、基準時と今回の取得時との間の被検体Ｐの位置ずれを補正するように、Ｘ線管位置及びＸ線検出器位置を補正する。補正機能２４１ｄ及び処理回路２４１は、補正部の一例である。

【0064】

メモリ２４２は、前述したメモリ４９２と同様の記憶装置である。メモリ２４２は、例えば、Ｘ線画像、静脈画像、リファレンス画像、Ｘ線管位置、Ｘ線検出器位置、天板位置、処理回路２４１によって実行されるプログラム、及び処理回路２４１の処理に用いられる各種データ等を記憶する。

【0065】

ディスプレイ２４３は、処理回路２４１の処理に関する各種の情報を表示する。

【0066】

入力インタフェース２４４は、入力機器を介して受け付けたユーザからの各種指令を入力する。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース４９４は、入力機器からの出力信号を、バスを介して処理回路２４１に供給する。

【0067】

通信インタフェース２４５は、有線又は無線を介して外部装置と通信するための回路である。外部装置は、例えば、放射線部門情報管理システム（ＲＩＳ）、病院情報システム（ＨＩＳ）及びＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）等のシステムに含まれるサーバ、あるいは他のワークステーション等である。

【0068】

なお、処理回路２４１の取得機能２４１ｂ、照合機能２４１ｃ及び補正機能２４１ｄと、メモリ２４２と、ディスプレイ２４３と、入力インタフェース２４４と、通信インタフェース２４５とは、Ｘ線診断装置２０１内で位置合わせ装置２４６を構成している。

【0069】

以下、位置合わせ装置２４６による位置合わせに係る一連の処理について図１０を用いて詳細に説明する。

【0070】

始めに、ステップＳＴ１１において、Ｘ線診断装置２０１は、被検体ＰのＸ線撮影を行い、被検体ＰのＸ線画像を取得する。すなわち、Ｘ線診断装置２０１は、天板２３３に載置された被検体Ｐに対してＸ線管２１２がＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器２５０が検出し、Ｘ線検出器２５０の出力に基づいてＸ線画像を生成する。

【0071】

ステップＳＴ１１の後、ステップＳＴ１２において、Ｘ線診断装置２０１の処理回路２４１は、取得したＸ線画像、Ｘ線管位置、Ｘ線検出器位置及び天板位置を関連付けてメモリ２４２に保存する。Ｘ線管位置、Ｘ線検出器位置及び天板位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標値と、ピッチ、ロール、ヨーの角度との計６つの値である。但し、高さ（Ｚ軸）と、角度が固定（水平）の場合、Ｘ線管位置、Ｘ線検出器位置及び天板位置は、Ｘ軸、Ｙ軸の２つの座標値としてもよい。また、静脈画像収集ユニット２３５が天板２３３の固定位置にある場合、天板位置は、静脈画像収集ユニット２３５の位置（すなわち、静脈画像の位置）に対応する。以下では、この場合を例に挙げて述べる。

【0072】

ステップＳＴ１２の後、ステップＳＴ１３において、Ｘ線診断装置２０１では、Ｘ線の照射パスから外れた位置にある静脈画像収集ユニット２３５が、天板２３３に載置された被検体Ｐに測定光を照射する。これにより、静脈画像収集ユニット２３５は、被検体Ｐの体表近傍の静脈画像を収集してコンソール部２４０に送出する。コンソール部２４０の処理回路２４１は、検査時の第１静脈画像を取得する。

【0073】

ステップＳＴ１３の後、ステップＳＴ１４において、処理回路２４１は、第１静脈画像をＸ線管位置、Ｘ線検出器位置及び天板位置情報に関連付けてリファレンス画像としてメモリ２４２に保存する。ステップＳＴ１４の終了により、検査時の位置合わせに関する処理を終了する。後日、フォローアップ検査時において、ステップＳＴ１５以降の処理が実行される。

【0074】

ステップＳＴ１５において、Ｘ線診断装置２０１では、静脈画像収集ユニット２３５が、天板２３３に載置された被検体Ｐに測定光を照射することにより、被検体Ｐの体表近傍の静脈画像を収集してコンソール部２４０に送出する。これにより、コンソール部２４０の処理回路２４１は、フォローアップ検査時の第２静脈画像を取得する。また、処理回路２４１は、このときの天板位置情報を取得し、第２静脈画像を天板位置情報に関連付けてメモリ２４２に保存する。なお、今回のフォローアップ検査時の天板位置情報は、前回の検査時の天板位置情報と同一であるとする。

【0075】

ステップＳＴ１５の後、ステップＳＴ１６において、処理回路２４１は、取得した第２静脈画像をリファレンス画像と照合し、位置のズレ量を算出する。当該ズレ量は、当該照合した結果として得られる。このステップＳＴ１６は、前述したステップＳＴ７と同様に実行される。

【0076】

ステップＳＴ１６の後、ステップＳＴ１７において、処理回路４９１は、当該照合した結果に基づいて、前回の検査時と今回のフォローアップ検査時との間の被検体Ｐの位置ずれを補正するように、Ｘ線管位置及びＸ線検出器位置を補正する。すなわち、処理回路２４１は、算出したズレ量、前回の検査時のＸ線管位置及びＸ線検出器位置に基づいて、今回のＸ線管位置及びＸ線検出器位置を補正する。ステップＳＴ１７の終了により、フォローアップ検査時の位置合わせに関する処理を終了する。

【0077】

上述したように第２の実施形態によれば、Ｘ線診断装置２０１の処理回路２４１は、第１静脈画像の静脈パターンと前記第２静脈画像の静脈パターンとの間のズレ量に基づいて、Ｘ線管位置及びＸ線検出器位置を補正する。このように、Ｘ線診断装置２０１に適用した構成としても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0078】

なお、第２の実施形態では、処理回路２４１は、Ｘ線管位置及びＸ線検出器位置を補正したが、これに限定されない。例えば、Ｘ線検出器２５０として携帯可能なＦＰＤを操作者が天板２３３上に載置し、処理回路２４１がＸ線管位置を補正する構成としてもよい。このような変形例としても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0079】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、凹凸の情報が少ない体表面形状を測定した際に、位置合わせ精度の低下を抑制することができる。

【0080】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサはメモリに保存されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、プログラムがメモリに保存される代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１、図２及び図９における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

【0081】

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0082】

１ 放射線治療システム
２ ＣＴ装置
３ 治療計画装置
４ 放射線治療装置
４１ 治療用架台
４２ 保持装置
４３ 照射ヘッド
４４ 画像撮影装置
４５ 治療用寝台
４６，２３１ 基台
４７，２３３ 天板
４８，２３５ 静脈画像収集ユニット
４９，２４０ コンソール部
５０，２４６ 位置合わせ装置
２０１ Ｘ線診断装置
２０２ Ｘ線撮影装置
２１０ 撮影部
２１１ 高電圧発生部
２１２ Ｘ線管
２１４ 支持アーム
２３０ 寝台部
２３２，４６１ 駆動部
２３４ 支持フレーム
２４１，４９１ 処理回路
２４１ａ，４９１ａ システム制御機能
２４１ｂ，４９１ｂ 取得機能
２４１ｃ，４９１ｃ 照合機能
２４１ｄ，４９１ｄ 補正機能
２４２，４９２ メモリ
２４３，４９３ ディスプレイ
２４４，４９４ 入力インタフェース
２４５，４９５ 通信インタフェース
２５０ Ｘ線検出器
４６２ 収集ユニット駆動部
４９６ 透明板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】