(57)【要約】【課題】放射線治療で用いられる画像位置合せの際に、画像内に描出されている治療における関心領域の変形量や移動量を可視化することで、位置合せを高精度化する。【解決手段】位置決めシステム１０４において、画像処理部２０１は、治療計画ＣＴ画像とベッド位置決め用に撮像された３次元断層画像とに対して、治療計画装置１０１にて設定された関心領域に関して、非剛体位置合せ法による変形パラメータを算出し、また領域抽出法により抽出された領域から領域の移動量パラメータを算出する。画像処理部２０１は、算出した変形パラメータと移動量パラメータに基づきベッドの移動量を表す位置決めパラメータを算出し、各パラメータは、位置合せ画像とともに表示することにより、変形量と移動量を確認可能とする。【選択図】  図２
2015083068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線治療装置であって、
画像処理部と、
表示部と
を備え、
前記画像処理部は、
治療計画装置で生成された、断層画像として予め撮像された治療計画画像と、標的及び／又は危険臓器を含む関心領域の情報とを入力し、断層撮像装置にて撮像された、放射線を照射するための位置決め用の位置決め画像を入力し、
前記治療計画画像と前記位置決め画像との位置合せを行い、
位置合わせされた前記治療計画画像と前記位置決め画像との間の全体画像の変形及び部分画像の変形をそれぞれ表す第１及び第２の変形パラメータを計算し、前記治療計画画像の関心領域と前記位置決め画像の関心領域との移動を表す移動量パラメータを計算し、
前記第１及び第２変形パラメータおよび前記移動量パラメータに基づき、ベッドの位置移動量及び回転量を表す位置決めパラメータを算出し、
前記第１の変形パラメータを表す画像、前記第２の変形パラメータを表す画像、前記移動量パラメータを表す画像、前記位置決めパラメータを表す画像のいずれかひとつ又は複数を前記表示部に表示し、
ベッドを移動及び回転させるために前記位置決めパラメータを出力する、
ことを特徴とする放射線治療装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線治療装置であって、
前記画像処理部は、
位置合せされた前記治療計画画像と前記位置決め画像に対し、前記治療計画画像に対して前記位置決め画像の画像全体がどの程度変形しているかにより前記第１の変形パラメータを算出し、
前記治療計画画像上で関心領域内の第１の領域と前記位置決め画像上で関心領域内の第２の領域とを抽出し、
前記第１の領域と前記第２の領域との変形程度により前記第２の変形パラメータを算出する
ことを特徴とする放射線治療装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線治療装置であって、
前記画像処理部は、
位置合せされた前記治療計画画像と前記位置決め画像に対し、前記治療計画画像に対して前記位置決め画像の画像全体がどの程度変形しているかにより第３の変形パラメータを算出し、又は、前記第１の変形パラメータを第３の変形パラメータとして用い、
前記第３の変形パラメータを前記治療計画画像上で関心領域に適用し、変形した関心領域を算出し、
前記治療計画画像上で関心領域に対応した領域と、前記治療計画画像上で関心領域内の特徴的な領域とで共通した第１の特徴領域を算出し、前記位置決め画像上で変形した関心領域に対応した領域と、前記位置決め画像で関心領域内の特徴的な領域とで共通した第２の特徴領域を算出し、
前記第１の特徴領域と前記第２の特徴領域に関しての移動を表す前記移動量パラメータを算出する
ことを特徴とする放射線治療装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線治療装置であって、
前記第１の特徴領域と前記第２の特徴領域についての各重心の移動ベクトルを前記移動量パラメータとすること、又は、輪郭線の比較により求まる移動ベクトルを前記移動量パラメータとすることを特徴とする放射線治療装置。
【請求項５】
請求項３に記載の放射線治療装置であって、
前記画像処理部は、前記第１及び第２の特徴領域を、論理和又は論理積により共通した領域として算出することを特徴とする放射線治療装置。
【請求項６】
請求項１に記載の放射線治療装置であって、
前記画像処理部は、前記第１の変形パラメータから求まる変形量、前記第２の変形パラメータから求まる変形量、前記移動量パラメータから求まる移動量を用いて、予め定められた重み付け及び計算式に基づき、６自由度のベッドの位置移動量及び回転量を表す前記位置決めパラメータを算出することを特徴とする放射線治療装置。
【請求項７】
請求項１に記載の放射線治療装置であって、
前記画像処理部は、
前記第１の変形パラメータ及び前記第２の変形パラメータを保存する変形パラメータデータベースと、
前記移動量パラメータを保存する移動量パラメータデータベースと、
前記位置決めパラメータを保存する位置決めパラメータデータベースと
備えたことを特徴とする放射線治療装置。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線治療装置であって、
前記画像処理部は、前記変形パラメータデータベース、前記移動量パラメータデータベース、及び／又は、前記位置決めパラメータデータベースに蓄積されたデータを用いて、関心領域の変形量、関心領域の移動量、ベッドの位置移動量と回転量のうち、いずれかひとつ又は複数についての平均若しくは分散若しくはその他の傾向、又は、時間的変化を求め、前記表示部に表示することを特徴とする放射線治療装置。
【請求項９】
請求項１に記載の放射線治療装置であって、
前記画像処理部は、前記治療計画画像、前記位置決め画像、これら両画像をオーバーラップさせて表示したフュージョン画像のいずれかひとつ又は複数を表示部に表示することを特徴とする放射線治療装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の放射線治療装置であって、
前記画像処理部は、
前記治療計画画像と前記位置決め画像とを位置合せする画像位置合せ部と、
前記治療計画画像と前記位置決め画像から関心領域を抽出する領域抽出部と、
前記画像位置合せ部で求めた位置合せ結果により領域を変形する領域変形部と、
前記第１及び第２の変形パラメータを算出する変形パラメータ算出部と、
前記治療計画画像と前記位置決め画像とに基づき、前記移動量パラメータを算出する移動量パラメータ算出部と
を有することを特徴とする放射線治療装置。
【請求項１１】
放射線治療システムであって、
放射線治療の治療計画を作成するため、断層画像として予め撮像された治療計画画像と、標的及び／又は危険臓器を含む関心領域の情報と、を生成する治療計画装置と、
放射線を照射する対象の位置決め用の位置決め画像を断層画像として生成する断層撮像装置と、
画像処理部と、表示部とを有し、ベッドの位置決め処理を実行する位置決めシステムと
を備え、
前記位置決めシステムの前記画像処理部は、
治療計画装置で生成された前記治療計画画像及び関心領域の情報を入力し、断層撮像装置にて撮像された前記位置決め画像を入力し、
前記治療計画画像と前記位置決め画像との位置合せを行い、
位置合わせされた前記治療計画画像と前記位置決め画像との間の全体画像の変形及び部分画像の変形をそれぞれ表す第１及び第２の変形パラメータを計算し、前記治療計画画像の関心領域と前記位置決め画像の関心領域との移動を表す移動量パラメータを計算し、
前記第１及び第２変形パラメータおよび前記移動量パラメータに基づき、ベッドの位置移動量及び回転量を表す位置決めパラメータを算出し、
前記第１の変形パラメータを表す画像、前記第２の変形パラメータを表す画像、前記移動量パラメータを表す画像、前記位置決めパラメータを表す画像のいずれかひとつ又は複数を前記表示部に表示し、
ベッドを移動及び回転させるために前記位置決めパラメータを出力する、
ことを特徴とする放射線治療システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の放射線治療システムであって、
前記治療計画画像及び関心領域の情報、及び／又は、前記位置決め画像を保存し、前記位置決めシステムによりアクセスされる画像サーバをさらに備えたことを特徴とする放射線治療システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の放射線治療システムであって、
前記断層撮像装置は、前記治療計画画像を撮像し、前記画像サーバに保存し、
前記治療計画装置は、治療計画立案のための前記治療計画画像を前記画像サーバから読み込み、標的及び危険臓器を含む関心領域を設定し、関心領域の情報を前記治療計画画像とともに前記画像サーバに保存する
ことを特徴とする放射線治療システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載の放射線治療システムであって、
前記位置決めパラメータを前記位置決めシステムから入力し、前記位置決めパラメータによりベッドを移動及び回転させるベッド駆動装置をさらに備えたことを特徴とする放射線治療システム。
【請求項１５】
放射線治療装置における位置決め方法であって、
前記放射線治療装置は、
画像処理部と、
表示部と
を備え、
前記画像処理部は、
治療計画装置で生成された、断層画像として予め撮像された治療計画画像と、標的及び／又は危険臓器を含む関心領域の情報とを入力し、断層撮像装置にて撮像された、放射線を照射するための位置決め用の位置決め画像を入力し、
前記治療計画画像と前記位置決め画像との位置合せを行い、
位置合わせされた前記治療計画画像と前記位置決め画像との間の全体画像の変形及び部分画像の変形をそれぞれ表す第１及び第２の変形パラメータを計算し、前記治療計画画像の関心領域と前記位置決め画像の関心領域との移動を表す移動量パラメータを計算し、
前記第１及び第２変形パラメータおよび前記移動量パラメータに基づき、ベッドの位置移動量及び回転量を表す位置決めパラメータを算出し、
前記第１の変形パラメータを表す画像、前記第２の変形パラメータを表す画像、前記移動量パラメータを表す画像、前記位置決めパラメータを表す画像のいずれかひとつ又は複数を前記表示部に表示し、
ベッドを移動及び回転させるために前記位置決めパラメータを出力する、
ことを特徴とする位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線治療装置およびシステムおよび位置決め方法に係り、特に、Ｘ線や陽子線をはじめとする粒子線等の各種放射線を患部に照射して治療する放射線治療において、画像内に描出された対象を位置合せするための放射線治療装置およびシステムおよび位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
腫瘍細胞を各種放射線を照射することで壊死させる放射線治療は、近年広く行われつつある。ここで用いられる放射線としては、最も広く利用されているＸ線だけでなく、陽子線を始めとする粒子線等もあり、これらＸ線や粒子線等を使った治療も行われている。
放射線治療は、主に診断、治療計画、治療、経過観察の４つのステップで実施される。この各ステップにおいて画像もしくは画像処理技術を用い、より高精度な治療を目指して画像誘導放射線治療（Ｉｍａｇｅ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｒａｐｙ：ＩＧＲＴ）が実施されるようになっている。例えば、診断のステップでは、診断装置の種類の増加、高性能化に伴い、従来治療計画に用いられていたＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像に加え、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）画像の形態画像や、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像といった機能画像が、治療計画における治療領域決定に利用されるようになっている。
【０００３】
また、治療の重要なプロセスの一つにベッド位置決めがある。これは治療直前の患者セットアップにおいて、現在のベッド位置を治療計画位置に一致させることである。一般的に放射線治療は、放射線を複数回（治療部位によるが、例えば数十回）に分けて放射線を患部に照射するため、ベッド位置決めは、その照射毎に毎回実施される。具体的には、治療計画装置から出力されたＤＲＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ  Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ）画像と、放射線照射前にＸ線撮像装置を用いて治療用ベッド（以下、ベッドと省略する。）の上に患者を寝かせた状態で撮影するＸ線画像（ＤＲ画像、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ画像）とを技師または医師が比較することにより、治療計画で決定した照射標的の位置と現在のベッド上の照射標的の位置とのズレを演算または判断し、二種類の画像が一致するようにベッドの移動量を求め、ベッドを移動させるプロセスである。
【０００４】
このように放射線治療の治療計画や治療、ベッドの位置決めにおいて、複数画像の対応位置を合せる手法として、レジストレーション技術がある。従来は画像内の撮像対象が変形しないと仮定してその移動量を求める剛体レジストレーションが主流であった。しかし放射線治療では撮像対象が人であり、非剛体の変形をするため、治療計画用のＣＴ画像ではそれらに対応した非剛体レジストレーションが利用され始めている。その技術の一つとして、特許文献１には、治療計画において設定した関心領域を変形させ、標的を認識する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２００５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、放射線治療におけるベッド位置決め方法は広く普及している。このうち、ＤＲ画像とＤＲＲ画像を用いたベッド位置決め（以下ＤＲ−ＤＲＲベッド位置決め）では、平行移動３自由度および撮影方向を軸とする回転（平面内回転）２自由度とを精度良く検出可能である。しかし、Ｘ線の撮影方向に直行する軸周りの回転（平面外回転）を自動で検出することは通常困難であることが知られており、この手法によるより高精度なベッド位置合せの実現は難しいことが想定される。
【０００７】
従来のＤＲ−ＤＲＲベッド位置決めと同一の機器で、自動で６自由度を検出可能な位置決め方法として、ベッド位置決めシステムにてＣＴ画像とＤＲ画像を用いる方法（以下、ＣＴ−ＤＲベッド位置決め）が知られている。ＤＲ−ＤＲＲベッド位置決めでは、治療計画位置でのみ生成したＤＲＲ画像とＸ線撮像装置で撮影したＤＲ画像とを画素値を比較し移動量を演算するのに対し、ＣＴ−ＤＲベッド位置決めでは治療計画ＣＴ画像から様々な角度でＤＲＲ画像を作成し、ＤＲ画像と画素値を比較することで移動量を演算する。治療計画ＣＴ画像から全方位のＤＲＲ画像を作成可能なため、６自由度を検出可能である。
ここで、Ｘ線画像（ＤＲ画像）やＤＲＲ画像は、いわゆる投影画像であり、主にＸ線吸収率の高い骨等の構造物が映るため、臓器等の軟組織に腫瘍領域が存在する場合に、直接腫瘍位置を画像から観察するのが困難な場合があり、臓器自身の輪郭や領域も不鮮明になる場合がある。この理由として、Ｘ線画像が人体の３次元構造を２次元面に投影したデータであること、また骨と比較して軟組織のＸ線吸収係数が低く、また臓器毎の係数値の差が小さいために投影方向に関して複数の軟組織が重なっているとその境界判別が難しくなる場合があること、等が挙げられる。
このため、従来、Ｘ線画像を用いるベッド位置決めでは、腫瘍領域（軟組織）と骨との位置関係が大きく変化しないと想定し位置決めを実施していた。しかし、実際には体内の臓器の位置はわずかながら毎日変化する。したがって、必ずしも治療計画時のＣＴ画像における臓器位置と治療時のベッド上での臓器位置は一致していない場合もある。
【０００８】
治療計画ＣＴ画像は元々３次元画像であることから、近年では、放射線治療システムのガントリに付属したＸ線管とフラットパネル検出器を用い、患者の周囲を回転して撮像するコーンビームＣＴ装置により、治療直前の患者３次元画像を取得し、これらを用いたベッド位置決め（以下、ＣＴ−ＣＴベッド位置決め）が行われ始めている。
コーンビームＣＴ画像は、治療計画ＣＴ画像と比較し画質は劣るものの、３次元断層像が撮像可能である。これにより、前述したＤＲ−ＤＲＲベッド位置決めの課題であった自由度の精度不足や、ＣＴ−ＤＲベッド位置決めの投影画像による課題を解決可能である。さらに放射線治療システムに付属のコーンビームＣＴ装置に代わり、治療室内にＣＴ装置を設置し、共通の寝台で患者を撮像するインルームＣＴ撮像も行われるようになっており、治療計画ＣＴ画像と同等の画質でベッド位置決めが行われている。
【０００９】
このようにベッド位置決めは、従来の２次元投影画像を用いたＤＲ−ＤＲＲベッド位置決め、ＣＴ−ＤＲＲベッド位置決めから、３次元画像を用いたＣＴ−ＣＴベッド位置決めが主流になりつつある。これは２次元投影画像同士の位置合せから、３次元断層画像同士の位置合せになったことにより、画像に含まれる情報量が増えるためであり、従来認識が比較的困難であった標的や危険臓器といった軟組織も認識可能となったからである。
【００１０】
しかし、認識が可能となる一方で、標的や危険臓器といった軟組織は、前述した通り、毎日変化するため、それらの変化が顕在化するようになっている。例えば、放射線治療にて前立腺がんを治療する場合に、その近傍にある膀胱は尿の量によってその形状が変化し、また同様にその近傍にある直腸では、内部のガス量でその形状が変化するため、それに伴い実際前立腺の大きさは変化がなくても、形状が変化してしまう場合がある。また、頭頸部がんにおいては、放射線治療の効果等により、がんそのものの大きさが変化するため、治療計画時のＣＴ上に描出されたがんと、位置合せ用に撮像された３次元画像上でのそれとは大きく異なる場合もある。
【００１１】
実際の治療において、３次元画像同士の位置合せは、画像位置合せ機能を搭載したシステムによる自動位置合せと、操作者が画像を見ながら手動で位置合せを行う手動位置合せがある。
一般的には、まず自動位置合せを実行したのち、それらの結果を手動位置合せで補正する、という手順で行われている。
自動位置合せは、システムに実装された評価関数により、ベッド位置合せの６自由度を決定するものである。しかし、従来利用されている評価関数では、位置合せの判断基準が一定であるものの、画像全体の位置を合せるものであり、標的や危険臓器の治療毎の形状変化や移動に対応した位置合せは困難である場合がある。
一方、手動位置合せでは、操作者の関心領域を基準とした位置合せが可能で有る。しかし、その基準は操作者に依存するため、位置合せ結果にはばらつきが生じ、また標的や危険臓器の治療毎の形状変化や移動をどの程度勘案するかは操作者に依存してしまうため、高精度なベッド位置決めが困難であることが想定される。
【００１２】
このような標的や危険臓器の治療毎の変化に対して、従来は治療計画においてそれらをマージンとして設定することで対応している。例えば標的に対して医師は、治療すべき領域（Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｔａｒｇｅｔ  Ｖｏｌｕｍｅ：ＣＴＶ）を設定し、それに対して一定のマージンを考慮して実際に治療する領域（Ｐｌａｎｎｉｎｇ  Ｔａｒｇｅｔ  Ｖｏｌｕｍｅ：ＰＴＶ）を設定する。どの程度のマージンを設定するかは学会等による指針はあるものの、施設毎に異なっているのが現状である。したがってこのマージンが大きいほど、ＰＴＶは大きくなり放射線の照射領域が大きくなってしまうため、可能な限り無駄のないマージンを設定することが求められている。
【００１３】
さらに最近では、腫瘍領域の近傍にある周辺臓器への線量付与をなるべく避け、腫瘍領域（患部）へ放射線を集中させる３次元放射線治療が盛んになっている。例えば、ＩＭＲＴ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｒａｐｙ）や粒子線を用いる放射線治療などである。このような標的に線量を集中して照射するためにも、より高精度なベッド位置決めおよび画像位置合せが求められている。
【００１４】
このような３次元断層撮像装置を備えた放射線治療システムにおいて、治療計画ＣＴ画像と患者の３次元画像を用いたベッド位置決めでは、従来の投影画像を用いた位置決めでは困難な場合があった、標的や危険臓器といった放射線治療における関心領域が描出されるため、それらを基準に位置合せが可能となるという利点がある。
【００１５】
しかし３次元画像を用いる場合、標的や危険臓器といった関心領域が描出されるという利点は有るものの、治療計画時と治療毎の位置決め時に同じ状態が再現できることが望ましいが、実際にはそれらの形状や位置は変化しているため、それらを考慮した位置決めが必要である。
【００１６】
これら治療毎の形状や位置の変化に対して、上述の特許文献１では、治療計画画像と位置決め画像において患者の形状を比較して解析し、その結果を基にベッドの移動量を演算して移動させる手法が記載されている。この文献では、画像の形状の解析する記載はあるものの、ばねモデルを定義して内部臓器をモデル化することにより、外部から与える力や、治療の姿勢などによりどのように内部の形状が変化するかを推定しており、特に内部組織による影響や画像内の標的や危険臓器といった関心領域の治療毎の形状や位置の変化が必ずしも明確に算出されるとは限らない場合も想定される。また、この文献では、それら治療毎に演算される解析結果としてのパラメータを蓄積する手段と、それら蓄積したパラメータを利用する手段の記載はない。
【００１７】
治療毎の標的や危険臓器の形状や位置の変化に対しては、操作者等の過去の経験から、治療領域に対してマージンを設定することで対応されてきた。しかし、実際の治療において、その形状や位置の変化を高精度に算出することや蓄積することが出来ておらず、さらにそれらを治療に利用できていないことがそもそもの課題である。
【００１８】
したがって本発明は、以上の点に鑑み、放射線治療において、画像内の標的や危険臓器と言った関心領域の治療毎の形状や位置の変化を算出および／または蓄積し、高精度なベッド位置決めが可能な放射線治療装置およびシステムおよび位置決め方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の解決手段によると、
放射線治療装置であって、
画像処理部と、
表示部と
を備え、
前記画像処理部は、
治療計画装置で生成された、断層画像として予め撮像された治療計画画像と、標的及び／又は危険臓器を含む関心領域の情報とを入力し、断層撮像装置にて撮像された、放射線を照射するための位置決め用の位置決め画像を入力し、
前記治療計画画像と前記位置決め画像との位置合せを行い、
位置合わせされた前記治療計画画像と前記位置決め画像との間の全体画像の変形及び部分画像の変形をそれぞれ表す第１及び第２の変形パラメータを計算し、前記治療計画画像の関心領域と前記位置決め画像の関心領域との移動を表す移動量パラメータを計算し、
前記第１及び第２変形パラメータおよび前記移動量パラメータに基づき、ベッドの位置移動量及び回転量を表す位置決めパラメータを算出し、
前記第１の変形パラメータを表す画像、前記第２の変形パラメータを表す画像、前記移動量パラメータを表す画像、前記位置決めパラメータを表す画像のいずれかひとつ又は複数を前記表示部に表示し、
ベッドを移動及び回転させるために前記位置決めパラメータを出力する、
ことを特徴とする放射線治療装置が提供される。
【００２０】
本発明の第２の解決手段によると、
放射線治療システムであって、
放射線治療の治療計画を作成するため、断層画像として予め撮像された治療計画画像と、標的及び／又は危険臓器を含む関心領域の情報と、を生成する治療計画装置と、
放射線を照射する対象の位置決め用の位置決め画像を断層画像として生成する断層撮像装置と、
画像処理部と、表示部とを有し、ベッドの位置決め処理を実行する位置決めシステムと
を備え、
前記位置決めシステムの前記画像処理部は、
治療計画装置で生成された前記治療計画画像及び関心領域の情報を入力し、断層撮像装置にて撮像された前記位置決め画像を入力し、
前記治療計画画像と前記位置決め画像との位置合せを行い、
位置合わせされた前記治療計画画像と前記位置決め画像との間の全体画像の変形及び部分画像の変形をそれぞれ表す第１及び第２の変形パラメータを計算し、前記治療計画画像の関心領域と前記位置決め画像の関心領域との移動を表す移動量パラメータを計算し、
前記第１及び第２変形パラメータおよび前記移動量パラメータに基づき、ベッドの位置移動量及び回転量を表す位置決めパラメータを算出し、
前記第１の変形パラメータを表す画像、前記第２の変形パラメータを表す画像、前記移動量パラメータを表す画像、前記位置決めパラメータを表す画像のいずれかひとつ又は複数を前記表示部に表示し、
ベッドを移動及び回転させるために前記位置決めパラメータを出力する、
ことを特徴とする放射線治療システムが提供される。
【００２１】
本発明の第３の解決手段によると、
放射線治療装置における位置決め方法であって、
前記放射線治療装置は、
画像処理部と、
表示部と
を備え、
前記画像処理部は、
治療計画装置で生成された、断層画像として予め撮像された治療計画画像と、標的及び／又は危険臓器を含む関心領域の情報とを入力し、断層撮像装置にて撮像された、放射線を照射するための位置決め用の位置決め画像を入力し、
前記治療計画画像と前記位置決め画像との位置合せを行い、
位置合わせされた前記治療計画画像と前記位置決め画像との間の全体画像の変形及び部分画像の変形をそれぞれ表す第１及び第２の変形パラメータを計算し、前記治療計画画像の関心領域と前記位置決め画像の関心領域との移動を表す移動量パラメータを計算し、
前記第１及び第２変形パラメータおよび前記移動量パラメータに基づき、ベッドの位置移動量及び回転量を表す位置決めパラメータを算出し、
前記第１の変形パラメータを表す画像、前記第２の変形パラメータを表す画像、前記移動量パラメータを表す画像、前記位置決めパラメータを表す画像のいずれかひとつ又は複数を前記表示部に表示し、
ベッドを移動及び回転させるために前記位置決めパラメータを出力する、
ことを特徴とする位置決め方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、放射線治療において、画像内の標的や危険臓器と言った関心領域の治療毎の形状や位置の変化を算出および／または蓄積し、高精度なベッド位置決めが可能な放射線治療装置およびシステムおよび位置決め方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の放射線治療システムの実施形態の構成の一例を示す概要図である。
【図２】本発明の放射線治療システムの実施形態における位置合せシステムと関連する構成のシステム構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の放射線治療システムの実施形態におけるベッド位置決めの流れの一例を示す図である。
【図４】本発明の放射線治療システムの実施形態における変形パラメータを求める構成のシステム構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の放射線治療システムの実施形態における変形パラメータを求める流れの一例を示す図である。
【図６】本発明の放射線治療システムの実施形態における変形パラメータの概要を示す図である。
【図７】本発明の放射線治療システムの実施形態における移動量パラメータを求める構成のシステム構成の一例を示す図である。
【図８】本発明の放射線治療システムの実施形態における移動量パラメータを求める流れの一例を示す図である。
【図９】本発明の放射線治療システムの実施形態における移動量パラメータの概要を示す図である。
【図１０】本発明の放射線治療システムの実施形態における変形パラメータおよび移動量パラメータを表示する画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
１．概要
本実施形態では、例えば、放射線治療の治療計画を作成する治療計画装置と、前記治療計画画像を保存する画像サーバと、前記放射線を照射する対象の位置決め用の断層画像を撮像する断層撮像装置と、患者を乗せるベッドと、放射線治療にあたって前記のベッドの位置決めを行う位置決めシステムであって、前記画像サーバに保存された前記治療計画画像と前記断層撮像装置によって撮像された前記位置決め用断層画像を処理する画像処理部が、画像位置合せを行う画像位置合せ部、前記治療計画画像と前記位置決め用画像から領域を抽出する領域抽出部、前記画像位置合せ部により求まる位置合せパラメータに基づき領域を変換する領域変換部、前記領域抽出部が抽出した領域同士から変形パラメータを算出する変形パラメータ算出部、前記変形パラメータを評価する変形パラメータ評価部、前記抽出領域から移動量パラメータを算出する移動量パラメータ算出部から構成され、前記画像処理部の処理結果としての前記変形パラメータを保存する変形パラメータデータベース、前記移動量パラメータを保存する移動量パラメータデータベース、前記抽出領域を保存する抽出領域データベース、前記画像処理部の結果を表示する表示部とを有することを特徴とする位置決めシステムを提供する。
【００２５】
２．放射線治療システム
本発明の放射線治療システムの実施形態を、図１から図１０を用いて説明する。
図１において、放射線治療システム１は、放射線照射システム１０、治療計画装置１０１、画像サーバ１０２、３次元断層撮像装置１０３、位置決めシステム１０４等を概略備えている。
放射線照射システム１０は、放射線を発生させるための放射線発生装置１２、放射線発生装置１２で発生させた放射線を照射装置１４に輸送するための輸送系１３、放射線を出射する照射ヘッド（照射ノズル）やガントリ等を備える照射装置１４、これら放射線発生装置１２、輸送系１３、照射装置１４等を制御するための制御部１１、患者をのせるベッド１５、ベッド駆動装置１０５等を概略備える。
照射装置１４におけるガントリは、一般に回転機構を備え、この回転ガントリを回転駆動することによって治療用の放射線の照射方向を任意に変更することができる。
【００２６】
図２は、本発明の放射線治療システムの実施形態における位置合せシステムと関連する構成のシステム構成の一例を示す図である。
本実施形態における治療期間中の標的や危険臓器と言った関心領域の変形や位置を算出し、位置決めに利用するための構成について、図２を用いて説明する。
治療計画装置１０１は、放射線治療の治療計画を作成するための装置を内部に備えている。また、治療計画ＣＴ画像（治療計画画像）に対して治療標的領域や危険臓器といった放射線治療において重要な領域である関心領域（計画Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：計画ＲＯＩ）を設定する。治療計画装置１０１は、ネットワークを介して画像サーバ１０２と接続されている。
【００２７】
画像サーバ１０２は、治療計画装置１０１にて治療計画の立案に用いた治療計画ＣＴ画像や、治療計画時に設定した標的や危険臓器といった関心領域に関する情報を保存する。これら画像および情報のネットワークを介した通信や保存は、例えば、医療分野にて一般的に使用されているＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｅ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）フォーマットを用いることにより、容易に実現可能である。
３次元断層撮像装置１０３は、ベッド１５上の患者の３次元断層画像（ＣＴ、位置決め画像）を取得する。この３次元断層撮像装置１０３は、具体的には、放射線照射システム１０内のガントリに搭載されたコーンビームＣＴ装置や、照射装置１４と同室に設置されたＣＴ装置である。３次元断層撮像装置１０３で得られる３次元断層画像は、上述のＤＩＣＯＭフォーマットを用いることにより、ネットワークを介して通信することが可能である。
【００２８】
位置決めシステム１０４は、画像サーバ１０２から治療計画装置１０１にて治療計画に用いた治療計画ＣＴ画像および関心領域を、また３次元断層撮像装置１０３から３次元断層画像を、それぞれネットワークを介して取得可能である。
また位置決めシステム１０４は、放射線治療システム１０内のベッド駆動装置１０５（ベッド位置制御装置）と接続され、位置決めシステム１０４にて演算された位置決めパラメータをベッド駆動装置１０５に対して送信することで、ベッド１５を所定の位置に移動および回転させ、治療を実施する準備を行う。位置決めパラメータは、ベッドの位置移動量および回転量を表すパラメータであり、変形パラメータおよび移動量パラメータを用いて算出することができる（詳細は後述。）。
なお、本明細書中、ベッドの位置決めについては「位置移動量および回転量」を総称して単に「移動量」という場合がある。また、移動量パラメータについては「移動距離および移動方向」を総称して単に「移動量」という場合がある。
【００２９】
この位置決めシステム１０４は、画像処理部２０１、操作者が入力操作を行う入力部２０２、画像処理の結果を表示する表示部２０３、画像処理の結果として求まる、変形パラメータを保存する変形パラメータデータベース２０４、同様に求まる移動量パラメータを保存する移動量パラメータデータベース２０５、同様に求まる抽出領域データベース２０６、位置決めパラメータデータベース２１４を備える。また画像処理部２０１は、治療計画画像と位置決め画像の位置合せを行う画像位置合せ部２０７、治療計画画像および位置決め画像から標的や危険臓器と言った関心領域を抽出する領域抽出部２０８、画像位置合せ２０７で求まる変形パラメータを用いて、治療計画画像に設定された計画ＲＯＩを変形する領域変形部２０８、領域抽出部２０８で抽出された領域から、その領域の変形パラメータを算出する変形パラメータ算出部２１０、変形パラメータと過去の変形パラメータを評価する変形パラメータ評価部２１２、領域抽出部２０８と領域変形部２０９により算出された領域から移動量パラメータを算出する移動量パラメータ算出部２１１、移動量パラメータと過去の移動量パラメータを評価する移動量パラメータ評価部２１３を備える。
入力部２０２は、位置決めシステム２０１に対し表示部２０３上に表示されたユーザーインターフェースを通して指示を与えるための手段であり、一般的にはキーボードやマウス等である。また、ユーザーインターフェースとしてはグラフィカルユーザーインタフェース（ＧＵＩ）が良く用いられる。
表示部２０３は、画像サーバ１０２に保存された治療計画ＣＴ画像と３次元断層撮像装置１０３によって撮像された３次元断層画像との位置合せ結果を表示して正しく位置決めできているか否かの判断材料を医療従事者等に提供し、位置合せ結果の正否判断を容易にする。
【００３０】
ベッド駆動装置１０５は、放射線を照射する照射標的を載せるベッド１５を制御するための制御装置である。ベッド駆動装置１０５は、位置決めシステム１０４が演算により演算したベッド１５の移動量（位置決めパラメータ）を受信し、ベッド１５が備える駆動機構に対し移動指令を送出する機能を持つ。ベッド１５およびベッド駆動装置１０５は、放射線照射システム１０の一部を構成する。
【００３１】
３．位置決め処理
図３は、本発明の放射線治療システムの実施形態におけるベッド位置決めの流れの一例を示す図である。
図２に示すような放射線治療システムの位置合せシステムとそれに関連するシステムによる位置決め処理の流れについて、図３を用いて説明する。
なお、治療計画ＣＴ画像および標的や危険臓器といった関心領域（計画ＲＯＩ）は治療計画装置１０１で生成され、画像サーバ１０２に蓄積される。また、３次元断層画像は、３次元断層撮像装置１０３にて生成される。これらの画像データおよび関心領域データは、ネットワークを介して位置決めシステム１０４にて使用される。
【００３２】
図３において、まず治療計画装置１０１では、治療計画立案のための治療計画ＣＴ画像を画像サーバ１０２からネットワークを介して読み込む。
なお、治療計画ＣＴ画像は、あらかじめ３次元断層撮像装置１０３や他の撮像装置によって撮像しておき、画像サーバ１０２に保存しておく。
その後、治療計画装置１０１は、照射標的に対してどの領域を照射するのかを設定する機能により照射領域を設定する。また、設定された照射領域に対してどの方向からどのように放射線を照射するかを、操作者の指示に基づき計算機能により演算し、治療計画を作成する。この際、照射領域と同時に標的および危険臓器といった放射線治療において関心の高い領域（計画ＲＯＩ）も設定する（ステップ３０１）。
治療計画装置１０１は、この設定した照射領域や計画ＲＯＩのデータを、ネットワークを介して画像サーバ１０２に出力し、治療計画ＣＴ画像とともに画像サーバ１０２において保存する（ステップ３０２）。
ここまでは一般的な治療計画の手順と略同じである。
【００３３】
放射線治療では、治療開始前に、照射標的への放射線照射前に患者内の腫瘍に設定された照射標的と照射中心点とを一致させる必要があり、ベッド位置決めが実施される。以下ベッド位置決めについて説明する。
まず、３次元断層撮像装置１０３は、患者をベッド１５上に安定させた状態で３次元断層画像を撮像する（ステップ３０３）。このとき、患者内の標的が照射中心点近くになるようにレーザーマーカ等の光学的装置と、予め患者上に貼られたまたは描かれたシールや十字線等のマーカを目印に目測でベッドを移動して、３次元断層画像を撮像することもある。
【００３４】
次いで、位置決めシステム１０４は、治療計画装置１０１で立案された治療計画ＣＴ画像や、標的および危険臓器といった関心領域（計画ＲＯＩ）に関する情報、３次元断層撮像装置１０３にて撮像された位置決め用の３次元断層画像を、ネットワークを介して受信する（ステップ３０４）。
次いで、位置決めシステム１０４では、送信された治療計画ＣＴ画像と３次元断層画像とを画像処理部２０１へ送り、画像処理部２０１は、画像位置合せ部２０７において予め定められた評価式を用いて位置合せを行う（ステップ３０５）。
この評価式は、例えば、画像位置合せの分野で広く知られている相互情報量最大化法を使用する。相互情報量最大化法は、二つの画像を移動、回転の６自由度を変化させながら情報量を計算、その値が最大となる位置を探索し、その場合が最も位置が合っていると判断する手法である。
【００３５】
次いで、画像処理部２０１は、画像位置合せ部２０７で判断された位置合せ結果を表示部２０３で表示し（ステップ３０６）、操作者がその結果の正否を判断して、入力部２０２を介して成否を画像処理部２０１に入力する（ステップ３０７）。位置合せが正しい場合には、画像処理部２０１は、公知または周知の画像処理により治療計画ＣＴ画像と３次元断層画像との位置関係、つまり移動、回転の６自由度についての位置決めパラメータを求めることができる。一方、位置が間違っている場合には、操作者が治療計画ＣＴ画像と３次元断層画像を見ながら正しい位置を入力部２０２を用いて入力して修正する。画像位置合せ部２０７は、修正を認識したら（ステップ３０８）、修正した位置から治療計画ＣＴ画像と３次元断層画像との位置関係である６自由度についての位置決めパラメータを求めることができる。
ここまでは一般的なベッド位置決めの手順であり、位置決めシステム１０４は、上述のように求めた６自由度についての位置決めパラメータをベッド駆動装置１０５に送信し（ステップ３１６）、位置決めが終了する。
【００３６】
本実施形態では、位置決めシステム１０４が、この治療計画ＣＴ画像（治療計画画像）と３次元所属画像（位置決め用画像）との位置合せ結果に対して、変形パラメータおよび移動量パラメータを算出し、過去の各パラメータ（初回治療時は除くようにしてもよい）と比較し、位置決め結果を評価する処理が加わる。以下にその処理の概要を説明する。
【００３７】
一旦操作者が位置決め結果を確認した治療計画画像と位置決め画像から、画像処理部２０１の変形パラメータ評価部２１２は、変形パラメータを計算し（ステップ３０９）、その変形パラメータを表示する（ステップ３１１）。この処理の詳細は後述する。一方、画像処理部２０１の移動量パラメータ算出部２１１は、同様に操作者が位置決め結果を確認した治療計画画像と位置決め画像から移動量パラメータを計算し（ステップ３１０）、移動量パラメータも、表示部２０３に表示される（ステップ３１２）。この処理に関しても詳細は後述する。計算され表示部２０３に表示された変形パラメータ、および移動量パラメータを基に、それらから変形パラメータ評価部２１２、および移動量パラメータ評価部２１３は、ベッドの移動量を表す位置決めパラメータを算出する（ステップ３１３）。また、画像処理部２０１は、位置決めパラメータを表示部２０３に表示してもよい。操作者は位置決めが正しいかを判断する（ステップ３１４）。位置決めが正しいと判断された場合には、上述の６自由度についての位置決めパラメータが決定され、画像処理部２０１は、変形パラメータおよび移動量パラメータを変形パラメータＤＢ２０４および移動量パラメータＤＢ２０５にそれぞれ保存し、また、位置決めパラメータを位置決めパラメータＤＢ２１４に保存する（ステップ３１５）。一方、位置決めが正しくないと判断された場合には、画像処理部２０１は、ステップ３０８へ戻りステップ３０８からステップ３１５の処理を繰り返す。最後に位置決め位置が正しいと判断された場合に、画像処理部２０１は、変形パラメータおよび移動量パラメータを基に６自由度についての位置決めパラメータを計算し、そのパラメータをベッド駆動装置に送信（ステップ３１６）して、位置決めが終了する。
【００３８】
なお、画像処理部２０１は、入力部２０２等からの指示により、変形パラメータおよび移動量パラメータを変形パラメータＤＢ２０４および移動量パラメータＤＢ２０５からそれぞれ適宜読み出し、また、位置決めパラメータを位置決めパラメータＤＢ２１４から適宜読み出すことで、表示部２０３に、変形パラメータおよび移動量パラメータ、位置決めパラメータのいずれかひとつまたは複数を、適宜表示することができる。
【００３９】
図４は、本発明の放射線治療システムの実施形態における変形パラメータを求める構成のシステム構成の一例を示す図であり、図５は、変形パラメータを求める流れの一例を示す図であり、また、図６は、変形パラメータの概要を示す図である。
次に前述した画像処理部２０１にて変形パラメータを計算する処理（ステップ３０９、３１１）に関して、図４から図６を用いて以下に詳細を説明する。
【００４０】
まず操作者が表示部２０３に表示された治療計画画像と位置決め画像との位置合せ結果を確認し、位置決めが正しいと判断されるものとする（ステップ５０１）。画像処理部２０１は、この位置合せされた治療計画画像と位置決め画像に対し、画像位置合せ部２０７において非剛体位置合せ法を用いて、変形パラメータを算出する（ステップ５０２）。この非剛体位置合せ法としては、例えばデーモンズアルゴリズムや、Ｂ−スプライン法などの手法があり、いずれの手法であっても構わない。例えば、変形手法としてＢ−スプライン法を用い、位置合せの評価式として相互情報量を用いることで、治療計画画像に対して、位置決め画像の画像全体がどの程度変形しているかを表す変形パラメータを算出することが可能である。その概要を図６に示す。治療計画で格子上のグリッドが、上述の非剛体位置合せ法を用いることで変形し、変形パラメータ１を求めることが可能である。
【００４１】
一方、画像処理部２０１は、操作者により位置決めされた治療計画画像と位置決め画像に対して、治療計画時に設定された計画ＲＯＩ内を適用し（配置または特定し）、まず治療計画画像上でその範囲内で特徴的な領域（領域１）を領域抽出部２０８にて抽出（ステップ５０３）する。また、画像処理部２０１は、位置決め画像上でも計画ＲＯＩ内の特徴的な領域（領域２）を領域抽出部２０８にて抽出する（ステップ５０４）。画像処理部２０１は、これら抽出した領域１と領域２に関して変形パラメータ算出部２１０にて変形パラメータ２を算出する（ステップ５０５）。図６に示すように、変形パラメータ１と変形パラメータ２の違いは、変形パラメータ１が画像全体に対して変形パラメータを算出したのに対し、変形パラメータは抽出された領域に対して求めた変形パラメータとなっている。画像処理部２０１は、求めた変形パラメータ１および変形パラメータ２を表示部２０３に変形パラメータを表示する（ステップ５０６）。算出した変形パラメータは、例えば格子点座標の集合や格子点の移動ベクトルの集合等の適宜のデータで表現することが可能である。
【００４２】
図７は、本発明の放射線治療システムの実施形態における移動量パラメータを求める構成のシステム構成の一例を示す図であり、図８は、移動量パラメータを求める流れの一例を示す図であり、また、図９は、移動量パラメータの概要を示す図である。
次に前述した画像処理部２０１にて移動量パラメータを計算する処理（ステップ３１０、３１２）に関して、図７から図９を用いて下記に詳細を説明する。
【００４３】
まず操作者が表示部２０３に表示された治療計画画像と位置決め画像との位置合せ結果を確認し、位置決めが正しいと判断されるものとする（ステップ８０１）。画像処理部２０１は、この位置合せされた治療計画画像と位置決め画像に対し、画像位置合せ部２０７において非剛体位置合せ法を用いて、変形パラメータ３を算出する（ステップ８０２）。この非剛体位置合せ法については、ステップ５０２で説明した手法と同様である。なお、画像処理部２０１は、ステップ８０１のかわりに、ステップ５０２が算出した変形パラメータ１を変形パラメータ３として変形パラメータＤＢ２０４から読みとり、これを変形パラメータ３として用いるようにしてもよい。画像処理部２０１は、求めた変形パラメータ３を領域変形部２０９にて、治療計画画像上で計画ＲＯＩに適用し、変形したＲＯＩを算出する（ステップ８０３）。次に、画像処理部２０１は、治療計画画像上で計画ＲＯＩを適用し、計画ＲＯＩに対応した領域（領域１）を抽出する（８０４）。さらに、画像処理部２０１は、位置決め画像上で変形した計画ＲＯＩを適用し、変形した計画ＲＯＩに対応した領域（領域２）を抽出する（ステップ８０５）。
【００４４】
一方、画像処理部２０１は、図７に示した領域抽出部２０８において、治療計画画像に設定された計画ＲＯＩ内の特徴的な領域（領域３）を抽出する（ステップ８０６）。さらに画像処理部２０１は、位置決め画像上に治療計画画像に設定された計画ＲＯＩを配置し、その計画ＲＯＩ内の特徴的な領域（領域４）を抽出する（ステップ８０７）。画像処理部２０１は、治療計画画像上の領域である領域１と領域３に関して共通領域を表す特徴領域１を算出する（ステップ８０８）。さらに、画像処理部２０１は、位置決め画像上の領域である領域２と領域４に関して共通領域を表す特徴領域２を算出する（ステップ８０９）。画像処理部２０１は、抽出した領域１から領域４および特徴領域１、特徴領域２を抽出領域ＤＢ２０６に保存する（ステップ８１０）。画像処理部２０１は、特徴領域１と特徴領域２に関して移動量パラメータを算出する（ステップ８１１）。また画像処理部２０１は、算出した移動量パラメータを表示部２０３に表示する（ステップ８１２）。
【００４５】
上述の領域抽出に関して図９を用いて詳細に説明する。治療計画画像（治療計画ＣＴ画像）に治療対象である標的および危険臓器（Ｏｒｇａｎ  Ａｔ  Ｒｉｓｋ、以下ＯＡＲ）が描出されているものとする。治療計画画像には、治療計画装置１０１において計画時に設定された計画ＲＯＩ（標的）および計画ＲＯＩ（ＯＡＲ１）、計画ＲＯＩ（ＯＡＲ２）が含まれている。一方、治療毎に撮像される位置決め画像において、標的およびＯＡＲが描出されているが、必ずしも同じ形状ではなく、またお互いの相対位置も、必ずしも同じではない。そこで、まず画像処理部２０１は、治療計画画像において、計画ＲＯＩを設定し、計画ＲＯＩ内の領域（領域１）を抽出する。また、画像処理部２０１は、前述した治療計画画像と位置決め画像を非剛体位置合せと同様に変形パラメータ３を算出する。画像処理部２０１は、その変形パラメータ３を用いて、治療計画画像の計画ＲＯＩを変形し、変形した計画ＲＯＩを位置決め画像に適用し、計画ＲＯＩ内の領域（領域２）を抽出する。一方、画像処理部２０１は、治療計画画像において、適宜の予め定められた領域抽出アルゴリズムを用いて標的領域（領域３）を抽出する。また、画像処理部２０１は、位置決め画像において、同様に適宜の予め定められた領域抽出アルゴリズムを用いて標的領域（領域４）を抽出する。これらの抽出は、治療計画画像に設定されている計画ＲＯＩの領域内で行うことで、より高精度に実施することが可能である。以上の様に治療計画画像から抽出した領域１と領域３および位置決め画像から抽出した領域２と領域４は、それぞれの画像から抽出した標的に関する領域のため、画像処理部２０１は、それらの複合的な領域（例えば、共通する領域の一部または全部）として、領域１と領域３の例えば論理和等による共通領域を特徴領域１、領域２と領域４の共通領域を特徴領域２として算出する。画像処理部２０１は、この特徴領域１と特徴領域２それぞれの特徴点、例えば重心を求め、それらの距離と移動方向を移動量パラメータとして算出する。なお、移動量パラメータは、ベクトルとして表現することが可能である。
【００４６】
図９において、前述の特徴領域は、論理和を用いて説明したが、これらは共通部分（論理積）の領域としても良い。また特徴領域の特徴点として、重心を用いて説明したが、これらは、輪郭線の比較により求まる距離と移動方向を移動量パラメータとしても良い。
【００４７】
図１０に位置決めシステム２０１により求められた、変形パラメータ、移動量パラメータ、位置決めパラメータを表示する画面例を示す。従来、治療計画画像、位置決め画像およびそれらをオーバーラップさせて表示したフュージョン画像のみが表示部２０３に表示されていたが、それらに加え変形パラメータや移動量パラメータを表示できる。
【００４８】
画像処理部２０１は、以上のようにして求めた変形パラメータと移動量パラメータを用いて、次式の様に、ベッドの移動量を表す位置決めパラメータを算出することが可能である。
【数１】
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ただし、Ｄ１は全体についての変形パラメータ１から求まる（平均）変形量、Ｄ２は標的についての変形パラメータ２から求まる（平均）変形量、Ｓは移動量パラメータから求まる移動量である。また、α１、α２、α３、β１、β２、β３は係数であり予め適宜定めることができる。ｘ、ｙ、ｚおよび、ｒｏｔ＿ｘ、ｒｏｔ＿ｙ、ｒｏｔ＿ｚは、それぞれｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の移動量およびｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のまわりの回転量を表す。画像処理部２０１は、このようにして求めた移動量を表示部２０３に提示する。これを参考に操作者は、ベッドを移動させることが可能となる。
【００４９】
図２に示した、変形パラメータＤＢ、移動量パラメータＤＢ、抽出領域ＤＢ、位置決めパラメータＤＢには、治療毎の標的やＯＡＲの変形量および移動量、ベッドの移動量、各領域等が蓄積されているため、画像処理部２０１は、それらを表示部２０３にグラフやテーブル等で表示することは容易であり、これらにより、治療中の各部位の変形量および移動量、ベッドの移動量等を操作者が把握することが出来る。また、画像処理部２０１は、過去から現在までに蓄積されたデータを用いて、変形量や移動量の傾向（平均、分散等）や時間の変化を表示部２０３に表示して把握することも可能となる。
【００５０】
上述の実施形態では、治療計画画像と位置決め画像との比較から変形パラメータ、移動量パラメータを算出したが、過去に行った位置決め画像と、現治療で撮像した位置決め画像とから、変形パラメータ、移動量パラメータ、位置決めパラメータを同様に算出することにより、治療期間中の標的やＯＡＲの変形度合いおよび移動量、ベッドの移動量等を求めることも可能となる。
【００５１】
また、上述の実施形態では、治療計画ＣＴ画像や、３次元断層画像のフォーマット（データ形式）にＤＩＣＯＭフォーマットを使用しているが、もちろん他のフォーマット、例えばＪＰＥＧ画像やビットマップ画像等のフォーマットを用いることができる。
更に、画像サーバ１０２にデータファイルを保存するような構成を取っているが、治療計画装置１０１と位置決めシステム１０４とが直接通信し、データファイルを交換しても良い。
【００５２】
また、ネットワークによるデータファイル等の通信を用いる形態を説明したが、データファイルの交換手段として他の記憶媒体、例えばフレキシブルディスクやＣＤ−Ｒ等の大容量記憶媒体を用いても良い。
更に、照射対象が、放射線治療システム１のベッド１５に置かれた場合について述べたが、放射線治療システムと同様のベッドと３次元を持つ部屋でベッド位置決めが行われた場合にも、本発明および本実施形態は適用することができる。
また、本発明および本実施形態が適用可能な放射線治療は、Ｘ線治療装置はもちろん、Ｘ線以外の粒子線を用いる粒子線治療装置にも適用可能である。
【００５３】
４．実施形態の効果
本実施形態によれば、放射線治療におけるベッド位置決め、特に３次元断層画像を用いた位置決めの際に、放射線治療における標的や危険臓器といった関心領域の治療毎の変化や移動量が明確になるため、高精度なベッド位置決めが可能となる。
【００５４】
特に本実施形態では、治療計画画像と位置決め画像により求まる変形パラメータや移動量パラメータ、位置決めパラメータを算出することにより、標的や危険臓器の変形度や移動量、ベッドの移動量等が可視化され、位置決め結果を評価可能となり、高精度な位置決めが可能となる。
これにより、操作者が関心領域の変化や移動量を用意に確認可能となるため、操作者による修正およびその修正に要する時間を少なくすることができるようになり、位置決め時間を短縮でき、治療のスループットを向上することが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態によると従来算出されていなかった治療毎の変形パラメータおよび移動量パラメータ、位置決めパラメータを蓄積することが可能になり、それらのパラメータの履歴の閲覧が可能になる。また蓄積したパラメータは、症例毎に分類することで、類似する症例で、変形や移動の傾向を把握することにより、位置決め精度を向上することが可能となる。
【００５６】
５．付記
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・放射線治療システム、
１０・・・放射線照射システム、
１１・・・制御部、
１２・・・放射線発生装置、
１３・・・輸送系、
１４・・・照射装置、
１５・・・ベッド、
１０１・・・治療計画装置、
１０２・・・画像サーバ、
１０３・・・３次元断層像撮像装置、
１０４・・・位置決めシステム、
１０５・・・ベッド駆動装置、
２０１・・・画像処理部
２０２・・・入力部
２０３・・・表示部
２０４・・・変形パラメータデータベース
２０５・・・移動量パラメータデータベース
２０６・・・抽出領域データベース
２０７・・・画像位置合せ部
２０８・・・領域抽出部
２０９・・・領域変形部
２１０・・・変形パラメータ算出部
２１１・・・移動量パラメータ算出部
２１２・・・変形パラメータ評価部
２１３・・・移動量パラメータ評価部
１００１・・・位置決め結果表示画面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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