(57)【要約】      （修正有）【課題】治療用放射線ビームの照射中における腫瘍の位置を精度良く確認することができ、このことにより放射線治療の安全性、確実性を高めるとともに患者を安心させることができる放射線治療システムを提供する。【解決手段】制御装置１１は、回転機構によって人体１を中心として治療用放射線ビーム照射装置７および人体内撮像装置１３，１７を一体的に回転させているときに、人体１に治療用放射線ビーム９を照射させるとともに、この治療用放射線ビーム９の照射中に撮像用放射線ビーム１５を様々な方向から人体１に照射させて当該人体１の内部の透視画像を複数生成し、そして、生成される複数の透視画像に基づいて人体１の内部のＣＴ画像を構成する。【選択図】図２
2008302129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体内の治療対象部分に対して放射線ビームを照射することにより当該治療対象部分の治療を行う放射線治療システムであって、
人体に治療用放射線ビームを照射する治療用放射線ビーム照射装置と、
前記治療用放射線ビーム照射装置から照射される治療用放射線ビームに直交するよう人体に撮像用放射線ビームを照射することにより当該人体の内部の透視画像を生成する人体内撮像装置と、
前記治療用放射線ビーム照射装置および前記人体内撮像装置を、人体を中心として一体的に回転させる回転機構と、
前記治療用放射線ビーム照射装置、前記人体内撮像装置および前記回転機構を制御する制御装置であって、前記回転機構によって人体を中心として前記治療用放射線ビーム照射装置および人体内撮像装置を一体的に回転させ、回転している前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に治療用放射線ビームを照射させ、当該治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射されている間に前記人体内撮像装置によって人体に撮像用放射線ビームを様々な方向から照射させて当該人体の内部の透視画像を複数生成し、生成される複数の透視画像に基づいて人体の内部のＣＴ画像を得るような制御を行う制御装置と、
を備えたことを特徴とする放射線治療システム。
【請求項２】
人体の内部のＣＴ画像を表示する表示機構を更に備え、
前記制御装置は、前記人体内撮像装置により生成される複数の透視画像に基づいて得られる人体の内部のＣＴ画像を前記表示機構に表示させるよう当該表示機構の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の放射線治療システム。
【請求項３】
前記制御装置は、人体の内部のＣＴ画像に、前記治療用放射線ビーム照射装置により照射される治療用放射線ビームの照射範囲を重ね合わせて前記表示機構に表示させるよう制御を行うことを特徴とする請求項２記載の放射線治療システム。
【請求項４】
前記治療用放射線ビーム照射装置はコリメータを有し、当該コリメータが治療用放射線ビームの照射範囲を変動させるようになっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の放射線治療システム。
【請求項５】
前記コリメータはマルチリーフコリメータであることを特徴とする請求項４記載の放射線治療システム。
【請求項６】
前記制御装置は、一回の放射線治療工程において、前記回転機構によって人体を中心として前記治療用放射線ビーム照射装置および前記人体内撮像装置を一回転以上回転させ、前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射されている間に前記人体内撮像装置によって人体に撮像用放射線ビームを３６０°の様々な方向から照射させて当該人体の内部の透視画像を複数生成し、生成される複数の透視画像に基づいて人体の内部のＣＴ画像を得るような制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の放射線治療システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射される前に予め生成される治療計画時ＣＴ画像と、前記人体内撮像装置により生成される複数の透視画像に基づいて得られるＣＴ画像との間の位置ずれ量を算出するようになっていることを特徴とする請求項６記載の放射線治療システム。
【請求項８】
前記制御装置は、治療計画に基づいて人体に治療用放射線ビームを照射するような制御を行い、前記位置ずれ量が予め設定された設定値よりも大きい場合には、次回以降の放射線治療で人体に治療用放射線ビームを照射する際の治療計画をこの位置ずれ量に基づいて変更するようになっていることを特徴とする請求項７記載の放射線治療システム。
【請求項９】
前記制御装置は、人体の内部のＣＴ画像に、前記治療用放射線ビーム照射装置により照射される治療用放射線ビームの線量分布を重ね合わせて前記表示機構に表示させるよう制御を行うことを特徴とする請求項２記載の放射線治療システム。
【請求項１０】
前記治療用放射線ビーム照射装置から照射される治療用放射線ビームを検出するための治療用放射線ビーム検出器が設置されており、
前記治療法放射線ビームの線量分布は、前記治療用放射線ビーム検出器により検出された治療用放射線ビームの境界座標から再計算されたものであることを特徴とする請求項９記載の放射線治療システム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射される前に予め生成される治療計画時ＣＴ画像と、前記人体内撮像装置により生成される複数の透視画像に基づいて得られるＣＴ画像との間の位置ずれ量を算出し、
前記治療法放射線ビームの線量分布は、当該位置ずれ量を用いて治療用放射線ビームの人体に対する入射条件を変更することにより再計算されたものであることを特徴とする請求項９記載の放射線治療システム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射される前に予め生成される治療計画時ＣＴ画像と、前記人体内撮像装置により生成される複数の透視画像に基づいて得られるＣＴ画像との間の位置ずれ量を算出し、
前記治療法放射線ビームの線量分布は、当該位置ずれ量にあわせて治療計画時ＣＴ画像の位置を変更することにより再計算されたものであることを特徴とする請求項９記載の放射線治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体内の治療対象部分に対して放射線ビームを照射することにより当該治療対象部分の治療を行う放射線治療システムに関し、とりわけ、治療用放射線ビームの照射中における腫瘍の位置を精度良く確認することができ、このことにより放射線治療の安全性、確実性を高めるとともに患者を安心させることができる放射線治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人体内の治療対象部分、具体的には例えば腫瘍に対して放射線ビームを照射することにより当該腫瘍の治療を行う放射線治療システムについて、様々な種類のものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
従来の放射線治療システムにおいては、人体を載置するための寝台と、この寝台の周りに設けられたいわゆるドーナツ型の回転ガントリ機構とが配置されている。ここで、人体が寝台に載置されたときに、この人体は回転ガントリ機構の中心軸に沿って位置するようになっている。そして、回転ガントリ機構は、このような位置に配置された人体を中心として回転するようになっている。
【０００４】
回転ガントリ機構には、寝台に載置された人体に放射線ビーム（例えばＸ線ビーム）を照射するための放射線ビーム照射器が取り付けられている。そして、人体に対して治療を行う際に、回転ガントリ機構が常時人体の周りを回転することにより、当該回転ガントリ機構に取り付けられた放射線ビーム照射器から人体に対して様々な方向（３６０°の方向）から放射線ビームが照射されることとなる。このように様々な方向から放射線ビームを人体に照射することにより、人体の正常組織を保護することができるようになる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような放射線治療システムにおいて放射線治療を行う際には、人体内にある腫瘍に高線量の放射線ビームを吸収させる必要がある。しかしながら、例えば前立腺にある腫瘍はその位置が日々変化し、また肺腫瘍は人体の呼吸に伴ってその位置が周期的に変動する。このような腫瘍の位置の変動幅は２〜３ｃｍを超える場合もある。このため、放射線治療を行う際には、治療の前に腫瘍の位置を確認した上で、放射線ビームの照射範囲の位置決めを行い、その後放射線ビームを腫瘍に照射するようにしている。
【０００７】
従来の腫瘍位置の確認方法について以下に説明する。治療用の放射線ビームを腫瘍に照射する前に、あるいは腫瘍に照射した後に、人体に放射線ビーム（Ｘ線ビーム）を様々な方向から照射し、人体を透過したこの放射線ビームを検出することにより人体の内部の透視画像（２次元画像）を複数生成し、この生成される複数の透視画像に基づいてコーンビームＣＴ画像を構成する。ここで、コーンビームＣＴ画像は高分解能の３次元画像であり、腫瘍が明瞭に描写され、その位置を精度良く確認することができるようになっている。しかしながら、このような方法では、治療用の放射線ビームを腫瘍に照射する前に、あるいは腫瘍に照射した後に、腫瘍の位置を確認するようにしているので、放射線治療の最中（すなわち、治療用の放射線ビームを腫瘍に照射する最中）の腫瘍の位置を確認することはできておらず、従来の腫瘍位置の確認方法では、あくまで放射線治療の前後において確認された腫瘍の位置から、放射線治療の最中の腫瘍の位置を推定することにとどまっていた。
【０００８】
近年では、放射線治療における情報開示の一環として、患者に対して、治療用の放射線ビームが腫瘍に正確に照射されていることを画像で示すことが求められる場合がある。また、一般的には、１回の放射線治療では腫瘍に対する十分な放射線ビームの吸収線量が得られないので通常は２０〜３０回の放射線治療を行う必要があるが、放射線治療の最中における腫瘍の位置を示すようなＣＴ画像がもし得られれば、このＣＴ画像により次回の放射線治療で人体に放射線ビームを照射する際の治療計画をより良いものにすることができる。
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、人体に対して治療用放射線ビームが照射されている間に、放射線治療の最中における腫瘍の位置を示すようなＣＴ画像を得ることができ、このため治療用放射線ビームの照射中における腫瘍の位置を精度良く確認することができ、このことにより放射線治療の安全性、確実性を高めるとともに患者を安心させることができる放射線治療システム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】
【００１０】
本発明は、人体内の治療対象部分に対して放射線ビームを照射することにより当該治療対象部分の治療を行う放射線治療システムであって、人体に治療用放射線ビームを照射する治療用放射線ビーム照射装置と、前記治療用放射線ビーム照射装置から照射される治療用放射線ビームに直交するよう人体に撮像用放射線ビームを照射することにより当該人体の内部の透視画像を生成する人体内撮像装置と、前記治療用放射線ビーム照射装置および前記人体内撮像装置を、人体を中心として一体的に回転させる回転機構と、前記治療用放射線ビーム照射装置、前記人体内撮像装置および前記回転機構を制御する制御装置であって、前記回転機構によって人体を中心として前記治療用放射線ビーム照射装置および人体内撮像装置を一体的に回転させ、回転している前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に治療用放射線ビームを照射させ、当該治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射されている間に前記人体内撮像装置によって人体に撮像用放射線ビームを様々な方向から照射させて当該人体の内部の透視画像を複数生成し、生成される複数の透視画像に基づいて人体の内部のＣＴ画像を得るような制御を行う制御装置と、を備えたことを特徴とする放射線治療システムである。
【００１１】
このような放射線治療システムによれば、回転機構によって人体を中心として治療用放射線ビーム照射装置および人体内撮像装置を一体的に回転させているときに、人体に治療用放射線ビームを照射させるとともに、この治療用放射線ビームの照射中に人体に撮像用放射線ビームを様々な方向から照射させて当該人体の内部の透視画像を複数生成し、そして、生成される複数の透視画像に基づいて人体の内部のＣＴ画像（例えば、コーンビームＣＴ画像）を得ることができる。このように、人体に対して治療用放射線ビームが照射されている間に、放射線治療の最中における腫瘍等の治療対象部分（以下、一例として腫瘍とする）の位置を示すようなＣＴ画像を得ることができるので、治療用放射線ビームの照射中における腫瘍の位置を精度良く確認することができる。そして、このことにより放射線治療の安全性、確実性を高めるとともに患者を安心させることができる。なお、上述の放射線治療システムにおいては人体に対して治療用放射線ビームと撮像用放射線ビームを同時に照射しているが、これらの放射線ビーム同士が互いに干渉して相手の放射線ビームに影響を与えることはほとんどない。なぜならば、治療用放射線ビームと撮像用放射線ビームの線量は大きく異なり、また、治療用放射線ビームの照射方向と撮像用放射線ビームの照射方向は直交しているので、相手の放射線ビームに対する干渉の度合いが最小となるからである。
【００１２】
本発明の放射線治療システムにおいては、人体の内部のＣＴ画像を表示する表示機構を更に備え、前記制御装置は、前記人体内撮像装置により生成される複数の透視画像に基づいて得られる人体の内部のＣＴ画像を前記表示機構に表示させるよう当該表示機構の制御を行うことが好ましい。このことにより、表示機構に人体の内部のＣＴ画像を表示させることができるようになるので、治療用放射線ビームの照射中における腫瘍の位置もこの表示機構に表示させることができるようになり、操作者は当該腫瘍の位置をより確実に確認することができるようになる。
【００１３】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、人体の内部のＣＴ画像に、前記治療用放射線ビーム照射装置により照射される治療用放射線ビームの照射範囲を重ね合わせて前記表示機構に表示させるよう制御を行うことが好ましい。このことにより、操作者はＣＴ画像を視認するだけで腫瘍に治療用放射線ビームが正確に照射されているか否かを容易かつ迅速に確認することができるようになる。
【００１４】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記治療用放射線ビーム照射装置はコリメータを有し、当該コリメータが治療用放射線ビームの照射範囲を変動させるようになっていることが好ましい。とりわけ、前記コリメータはマルチリーフコリメータであることが好ましい。
【００１５】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、一回の放射線治療工程において、前記回転機構によって人体を中心として前記治療用放射線ビーム照射装置および前記人体内撮像装置を一回転以上回転させ、前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射されている間に前記人体内撮像装置によって人体に撮像用放射線ビームを３６０°の様々な方向から照射させて当該人体の内部の透視画像を複数生成し、生成される複数の透視画像に基づいて人体の内部のＣＴ画像を得るような制御を行うことが好ましい。この場合、人体に撮像用放射線ビームを３６０°の様々な方向から照射させて当該人体の内部の透視画像を複数生成しているので、最終的に得られるＣＴ画像において腫瘍の位置を確実かつ精度良く示すことができるようになる。
【００１６】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射される前に予め生成される治療計画時ＣＴ画像と、前記人体内撮像装置により生成される複数の透視画像に基づいて得られるＣＴ画像との間の位置ずれ量を算出するようになっていることが好ましい。このことにより、操作者は治療用放射線ビームの照射中に腫瘍の位置ずれが発生したか否かを定量的に判断することができるようになる。
【００１７】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、治療計画に基づいて人体に治療用放射線ビームを照射するような制御を行い、前記位置ずれ量が予め設定された設定値よりも大きい場合には、次回の放射線治療で人体に治療用放射線ビームを照射する際の治療計画をこの位置ずれ量に基づいて変更するようになっていることが好ましい。このことにより、治療用放射線ビームを腫瘍に照射した際にこの腫瘍の位置がずれており所望の線量の治療用放射線ビームを腫瘍に照射することができなかった場合であっても、次回の放射線治療時にこのことを補正しながら腫瘍に対して治療用放射線ビームを照射することができるようになる。
【００１８】
本発明の放射線治療システムにおいては、前記制御装置は、人体の内部のＣＴ画像に、前記治療用放射線ビーム照射装置により照射される治療用放射線ビームの線量分布を重ね合わせて前記表示機構に表示させるよう制御を行うことが好ましい。このことにより、腫瘍にどれくらいの線量の治療用放射線ビームが照射されたかを操作者は直接画像で確認することができる。
【００１９】
この際に、前記治療用放射線ビーム照射装置から照射される治療用放射線ビームを検出するための治療用放射線ビーム検出器が設置されており、前記治療法放射線ビームの線量分布は、前記治療用放射線ビーム検出器により検出された治療用放射線ビームの境界座標から再計算されたものとなっている。あるいは、前記制御装置は、前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射される前に予め生成される治療計画時ＣＴ画像と、前記人体内撮像装置により生成される複数の透視画像に基づいて得られるＣＴ画像との間の位置ずれ量を算出し、前記治療法放射線ビームの線量分布は、当該位置ずれ量を用いて治療用放射線ビームの人体に対する入射条件を変更することにより再計算されたものとなっている。あるいは、前記制御装置は、前記治療用放射線ビーム照射装置により人体に対して治療用放射線ビームが照射される前に予め生成される治療計画時ＣＴ画像と、前記人体内撮像装置により生成される複数の透視画像に基づいて得られるＣＴ画像との間の位置ずれ量を算出し、前記治療法放射線ビームの線量分布は、当該位置ずれ量にあわせて治療計画時ＣＴ画像の位置を変更することにより再計算されたものとなっている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の放射線治療システムによれば、治療用放射線ビームの照射中における腫瘍の位置を精度良く確認することができ、このことにより放射線治療の安全性、確実性を高めるとともに患者を安心させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の一の実施の形態について説明する。図１乃至図６は、本発明による放射線治療システムの一の実施の形態を示す図である。
このうち、図１は、本発明の一の実施の形態における放射線治療システムの構成を示す概略斜視図であり、図２は、図１に示す放射線治療システムの概略構成図である。また、図３は、図２に示す放射線治療システムにおけるマルチリーフコリメータの概略構成図である。また、図４は、図１乃至図３に示す放射線治療システムの制御装置における一の制御内容を示すフローチャートであり、図５は、図１乃至図３に示す放射線治療システムの制御装置における他の制御内容を示すフローチャートである。図６（ａ）〜（ｄ）は、図１乃至図３に示す放射線治療システムにおいて得られるコーンビームＣＴ画像である。
【００２２】
本実施の形態による放射線治療システムは、人体１の内部の治療対象部分、具体的には例えば肺腫瘍等の腫瘍３に対して放射線ビームを照射することにより、この腫瘍３の治療を行うものである。図１および図２、とりわけ図２に示すように、放射線治療システムは、人体１に撮像用放射線ビーム１５を照射する撮像用放射線ビーム照射器１３と、撮像用放射線ビーム照射器１３から照射され人体１を透過した撮像用放射線ビーム１５を受容し、この受容した撮像用放射線ビーム１５から透視画像を生成するような撮像用放射線ビーム検出器１７と、人体１に治療用放射線ビーム９を照射する治療用放射線ビーム照射器７と、治療用放射線ビーム照射器７から照射され人体１を透過した治療用放射線ビーム９を受容する治療用放射線ビーム検出器３４とを備えている。また、撮像用放射線ビーム照射器１３や治療用放射線ビーム照射器７等の制御を行うための制御装置１１が放射線治療システムに設置されている。ここで、撮像用放射線ビーム照射器１３および撮像用放射線ビーム検出器１７により、人体１内の撮像を行うための人体内撮像装置が構成されている。
【００２３】
このような放射線治療システムの各構成要素について、図１乃至図３を用いて以下に詳述する。
【００２４】
治療用放射線ビーム照射器７は、前述のように人体１内の腫瘍３に対して治療用放射線ビーム９を照射するものである。ここで、治療用放射線ビーム９としては、例えばエネルギーが４ＭＶ〜１０ＭＶ（１ＭＶは百万ボルトである。）の範囲内にあるＸ線ビームが使用される。とりわけ、治療用放射線ビーム照射器７は、内部に設けられた電子加速部により電子を加速し、この加速された高エネルギーの電子を金属ターゲットに衝突させることにより高エネルギーＸ線ビームを発生させ、この高エネルギーＸ線ビームを治療用放射線ビーム９として人体１に照射することが好ましい。治療用放射線ビーム照射器７から照射され人体１を透過した治療用放射線ビーム９は、例えばフラットパネル型の半導体２次元アレイ検出器からなる治療用放射線ビーム検出器３４に受容されて検出されるようになっている。
【００２５】
また、図２に示すように、治療用放射線ビーム照射器７の近傍には、この治療用放射線ビーム照射器７から照射される治療用放射線ビーム９の照射範囲を絞るためのマルチリーフコリメータ３３が設置されている。マルチリーフコリメータ３３は、ケーブル４３を介して制御装置１１に通信接続されている。当該マルチリーフコリメータ３３は、制御装置１１からの制御信号に基づいて、治療用放射線ビーム照射器７から照射される治療用放射線ビーム９の照射範囲を経時的に変動させることができるようになっている。
【００２６】
マルチリーフコリメータ３３について図３を用いて具体的に説明する。図３に示すように、マルチリーフコリメータ３３は多数のタングステン製の遮蔽板３３ｓを有している。各遮蔽板（リーフともいう。）３３ｓは、図３の上下方向における幅が５ｍｍ〜１ｃｍの範囲内の大きさとなっており、図３の奥行き方向における厚さが約８ｃｍとなっている。各遮蔽板３３ｓは、各々アクチュエータ（図示せず）によって他の遮蔽板３３ｓから独立して一次元方向、すなわち図３の左右方向に移動することができるようになっている。図３において、マルチリーフコリメータ３３が上段のマルチリーフコリメータ３３ａのような態様となっている場合には、治療用放射線ビーム照射器７から照射される治療用放射線ビーム９を完全に遮断し、人体１に治療用放射線ビーム９が照射されることはない。ここで、遮蔽板３３ｓが左右に開いた場合には、中段のマルチリーフコリメータ３３ｂに示すように開口部分（図３の黒塗り部分）が形成され、この開口部分を治療用放射線ビーム９が通過するようになる。さらに、人体１に対する治療用放射線ビーム９の照射範囲を変動させる場合は、左右一対の遮蔽板３３ｓが図３の中段のマルチリーフコリメータ３３ｂにおける矢印方向に移動する。このようにして、図３の下段のマルチリーフコリメータ３３ｃに示すように開口部分が変化する。このように、腫瘍３の動きに合わせてマルチリーフコリメータ３３の態様が変化させることにより、具体的には各遮蔽板３３ｓが適宜移動することにより、人体１に対する治療用放射線ビーム９の照射範囲を変動させることができる。ここで、このようなマルチリーフコリメータ３３の制御は制御装置１１からの制御信号に基づいて行われる。
【００２７】
人体１内の腫瘍３が小さい場合には、その形状は球形に近いため、治療用放射線ビーム９の照射方向によらず、この治療用放射線ビーム９の照射範囲を固定することができる。しかしながら、腫瘍３が大きい場合には、この腫瘍３は複雑な形状になり、その結果回転ガントリ機構３５を回転させた場合に、治療用放射線ビーム９の照射方向から見た腫瘍３の形状が変化する。このため、回転ガントリ機構３５の回転中に、例えば図３の中段のマルチリーフコリメータ３３ｂの状態から図３の下段のマルチリーフコリメータ３３ｃの状態となるよう各遮蔽板３３ｓを移動させることにより、常に腫瘍３全体を治療用放射線ビーム９で照射すると共に、腫瘍３の周囲の正常組織には治療用放射線ビーム９が照射されないようにすることができる。なお、このような回転ガントリ機構３５の回転中にマルチリーフコリメータ３３の各遮蔽板３３ｓを移動させるような治療用放射線ビーム９の照射方法をダイナミック照射方式というが、このようなダイナミック照射方式に限定されることはなく、回転ガントリ機構３５の回転中に治療用放射線ビーム９の照射野を一定に保持するような回転照射方式を用いることもできる。
【００２８】
撮像用放射線ビーム照射器１３は、人体１に対して撮像用放射線ビーム１５を照射するものである。具体的には、撮像用放射線ビーム照射器１３は、照射範囲に人体１内の腫瘍３を含むよう撮像用放射線ビーム１５の照射を行う。ここで、撮像用放射線ビーム照射器１３は、内部に設けられたＸ線管により、１００ｋＶ程度の電圧で電子を加速し、この加速された電子を金属ターゲットに衝突させることによりＸ線ビームを発生させ、このＸ線ビームを撮像用放射線ビーム１５として人体１に照射することが好ましい。
【００２９】
撮像用放射線ビーム検出器１７は、撮像用放射線ビーム照射器１３から照射され人体を透過した撮像用放射線ビーム１５を受容するものであり、例えばアモルファスシリコンを有するフラットパネル型の半導体２次元アレイ検出器からなる。また、撮像用放射線ビーム検出器１７は、受容した撮像用放射線ビーム１５から透視画像を生成するようになっている。
【００３０】
図１に示すように、治療用放射線ビーム照射器７、撮像用放射線ビーム照射器１３、撮像用放射線ビーム検出器１７および治療用放射線ビーム検出器３４は、いわゆるドーナツ型の回転ガントリ機構３５に取り付けられている。また、人体１は、治療を行う際に回転ガントリ機構３５の中心軸に沿って位置されるようになっており、回転ガントリ機構３５は、このような位置に配置された人体１を中心として図１の矢印方向に回転するようになっている。ここで、治療用放射線ビーム照射器７から照射される治療用放射線ビーム９と、撮像用放射線ビーム照射器１３から照射される撮像用放射線ビーム１５とがほぼ直交するよう、回転ガントリ機構３５に対する治療用放射線ビーム照射器７および撮像用放射線ビーム照射器１３の取り付け位置が設定されている（すなわち、回転ガントリ機構３５の中心軸に対する治療用放射線ビーム照射器７および撮像用放射線ビーム照射器１３の位相差は約９０°となっている）。また、治療用放射線ビーム検出器３４は、回転ガントリ機構３５の中心軸に対して治療用放射線ビーム照射器７の反対側となるよう回転ガントリ機構３５に対する取り付け位置が設定されている。同様に、撮像用放射線ビーム検出器１７は、回転ガントリ機構３５の中心軸に対して撮像用放射線ビーム照射器１３の反対側となるよう回転ガントリ機構３５に対する取り付け位置が設定されている。
【００３１】
ここで、図１および図２に示すように、回転ガントリ機構３５の近傍には人体１を載置するための移動可能な寝台３９が設けられている。人体１の治療を行う際には、人体１を載置した寝台３９を前もって移動させることによりこの人体１を回転ガントリ機構３５の中心軸に沿って位置させるようになっている。この寝台３９の位置は制御装置１１（後述）によって制御されるようになっている。また、回転ガントリ機構３５の近傍には、各種治療パラメータを表示するための表示装置３７が設けられている。この表示装置３７は、制御装置１１（後述）から送信された様々な治療パラメータを表示するようになっている。
【００３２】
さらに、放射線治療システムには制御装置１１が設けられている。この制御装置１１は、ケーブル１９、２３、２１、４４、４３、４５を介して、それぞれ治療用放射線ビーム照射器７、撮像用放射線ビーム照射器１３、撮像用放射線ビーム検出器１７、治療用放射線ビーム検出器３４、マルチリーフコリメータ３３および移動可能な寝台３９に通信接続されている。この制御装置１１における制御内容の詳細については後述する。
【００３３】
次に、このような構成からなる放射線治療システムの動作について図４のフローチャートを用いて以下に説明する。図４のフローチャートに示すような放射線治療システムの動作は、制御装置１１により撮像用放射線ビーム照射器１３や治療用放射線ビーム照射器７等が制御されることにより行われるようになっている。
【００３４】
まず、人体１の放射線治療を行う前に、治療計画を作成する。具体的には、図１、２に示すような放射線治療システムとは別のＣＴシステムにより、人体１の内部のＣＴ画像（以下、治療計画時ＣＴ画像という。）を生成する。そして、この治療計画時ＣＴ画像に基づいて、放射線治療における、治療用放射線ビーム９の、人体１の腫瘍３に対する照射方向や照射範囲、照射線量等の計画を予め作成しておく。
【００３５】
次に、人体１を寝台３９に乗せ、放射線治療の前に、位置合わせ用のコーンビームＣＴ画像を生成する。具体的には、図４のＳｔｅｐ１に示すように、回転ガントリ機構３５を一回転させ、その間に撮像用放射線ビーム照射器１３により撮像用放射線ビーム１５を人体１に照射し続け、人体１を透過した撮像用放射線ビーム１５は撮像用放射線ビーム検出器１７により受容され、このことにより様々な方向からの人体１の内部の透視画像（２次元画像）を生成する。そして、この生成された複数の透視画像に基づいてコーンビームＣＴ画像を構成する。このようにして得られる位置合わせ用のコーンビームＣＴ画像は図６（ａ）に示す通りである。ここで、コーンビームＣＴ画像は高分解能の３次元画像であり、腫瘍３が明瞭に描写され、その位置を精度良く確認することができるようになっている。なお、図６（ａ）において白抜きの十字の線の交差点は、治療用放射線ビーム照射器７から照射されるべき治療用放射線ビーム９の照射範囲の中心を示している。
【００３６】
次に、図４のＳｔｅｐ２に示すように、制御装置１１によって寝台３９を移動させることにより、コーンビームＣＴ画像の腫瘍３の位置に治療用放射線ビーム９の照射範囲を合わせるようにする。具体的には、図６（ａ）に示すコーンビームＣＴ画像において、腫瘍３は白抜きの十字の線の交差点の上方に位置しているが、寝台３９を移動させることにより、腫瘍３をこの白抜きの十字の線の交差点に合わせるようにする。図６（ｂ）は、腫瘍３の位置が治療用放射線ビーム９の照射範囲に合わせられたときの、治療用放射線ビーム９の照射前のコーンビームＣＴ画像を示す。
【００３７】
そして、図４のＳｔｅｐ３に示すように、人体１を中心として回転ガントリ機構３５を一回転させ、回転している治療用放射線ビーム照射器７により人体１に治療用放射線ビーム９を様々な方向から照射させる。このときに、上述の回転照射方式またはダイナミック照射方式のうちいずれかの方法が用いられる。また、人体１に対して治療用放射線ビーム９が照射されている間に、撮像用放射線ビーム照射器１３により撮像用放射線ビーム１５を人体１に照射し続け、人体１を透過した撮像用放射線ビーム１５は撮像用放射線ビーム検出器１７により受容され、このことにより様々な方向からの人体１の内部の透視画像（２次元画像）を生成する。そして、この生成される複数の透視画像に基づいてコーンビームＣＴ画像を構成する。このようにして得られる治療中のコーンビームＣＴ画像は図６（ｃ）に示す通りである。
【００３８】
なお、図４のＳｔｅｐ３においては人体１に対して治療用放射線ビーム９と撮像用放射線ビーム１５を同時に照射しているが、これらの放射線ビーム９、１５同士が互いに干渉して相手の放射線ビームに影響を与えることはほとんどない。なぜならば、上述のように治療用放射線ビーム９と撮像用放射線ビーム１５の線量は大きく異なり、また、図２に示すように治療用放射線ビーム９の照射方向と撮像用放射線ビーム１５の照射方向は直交しているので、相手の放射線ビームに対する干渉の度合いが最小となるからである。
【００３９】
回転ガントリ機構３５が回転し終わると、人体１に対する治療用放射線ビーム９および撮像用放射線ビーム１５の照射を終了させる。放射線治療終了後における人体１の内部のコーンビームＣＴ画像は図６（ｄ）に示す通りである。そして、制御装置１１の制御によって、表示装置３７に、治療前や治療中、治療後の人体１の内部のコーンビームＣＴ画像が表示される。すなわち、図６（ａ）〜（ｄ）に示すコーンビームＣＴ画像が表示装置３７に一度に表示される。このことにより、操作者は視認により人体１の内部における腫瘍３の位置をより確実に確認することができるようになる。
【００４０】
また、治療用放射線ビーム９の照射中における人体１の内部のコーンビームＣＴ画像を表示装置３７に表示させる際に、このコーンビームＣＴ画像に治療用放射線ビーム９の照射範囲を重ね合わせて表示させてもよい。図７は、治療用放射線ビーム９の照射中における人体１の内部のコーンビームＣＴ画像に治療用放射線ビーム９の照射範囲を重ね合わせたときの画像である。このことにより、操作者は、腫瘍３に治療用放射線ビーム９が正確に照射されたことを視認により確認することができるようになる。ここで、図７における治療用放射線ビーム９の照射範囲の境界線は、治療用放射線ビーム９を受容する治療用放射線ビーム検出器３４により検出された治療用放射線ビーム９の周辺部５０％強度の輪郭を抽出することにより、一意的に決定することができる。なお、図６に示すコーンビームＣＴ画像は治療用放射線ビーム９の中心を通るような平面画像であるので、この平面画像上への投影を考えることにより、図７に示すように、円錐状の治療用放射線ビーム９の境界面が２本の境界線へ変換される。図７においては、この境界線を、対向する２方向に限って表示している。
【００４１】
図８は、治療用放射線ビーム９の照射中における人体１の内部の横断面に沿ったコーンビームＣＴ画像である。このような画像では、回転ガントリ機構３５による３６０°の回転時における表示が可能であるので、回転ガントリ機構３５による３６０°の回転中の全ての治療用放射線ビーム９の境界面を表示させることができる。なお、図８においては、画像を見やすくするために、治療用放射線ビーム９の境界面を２方向に限って表示している。
【００４２】
その後、図４のＳｔｅｐ４に示すように、上述の治療計画時のＣＴ画像の腫瘍３の位置と、複数の透視画像に基づいて得られる図６（ｃ）に示すようなコーンビームＣＴ画像の腫瘍３の位置とを比較し、これらの間の位置ずれ量を算出する。ここで、位置ずれ量としては、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ沿ったＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の３つの座標におけるずれの値、およびＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸をそれぞれ中心とした３つの回転方向におけるずれの値の、合計６つの値が算出される。
このことにより、操作者は治療用放射線ビーム９の照射中に腫瘍３の位置ずれが発生したか否かを定量的に判断することができるようになる。なお、この算出された位置ずれ量は、制御装置１１や、放射線治療システムに取り付けられた外付けの記憶媒体等に記憶させることができる。
このようにして、放射線治療システムによる１回の放射線治療工程が終了する。実際は、図４のＳｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ４に示すような放射線治療工程が、日を改めて２０〜３０回程度行われる。
【００４３】
次に、放射線治療システムの他の動作について図５のフローチャートを用いて以下に説明する。図５のフローチャートに示すような放射線治療システムの動作は、制御装置１１により撮像用放射線ビーム照射器１３や治療用放射線ビーム照射器７等が制御されることにより行われるようになっている。
【００４４】
図５のフローチャートに示すような放射線治療システムの他の動作において、Ｓｔｅｐ１からＳｔｅｐ４までの動作は、上述のような図４のフローチャートにおけるＳｔｅｐ１からＳｔｅｐ４までの動作と略同一である。この図５のフローチャートに示す動作においては、Ｓｔｅｐ４の後にＳｔｅｐ５の動作が追加された点が図４のフローチャートに示す動作と異なっている。
【００４５】
すなわち、図５のＳｔｅｐ４において、治療計画時のＣＴ画像の腫瘍３の位置と、コーンビームＣＴ画像の腫瘍３の位置との間の位置ずれ量が計算されるが、図５のＳｔｅｐ５において、この計算された位置ずれ量が予め設定された設定値よりも大きい場合には、次回以降の放射線治療で人体１に治療用放射線ビーム９を照射する際の治療計画を、この位置ずれ量に基づいて変更する。
【００４６】
具体的に説明すると、図５のＳｔｅｐ４において計算される位置ずれ量が設定値を超えていた場合には、腫瘍３に対して当初計画された線量の治療用放射線ビーム９が照射されていないため、次回の治療用放射線ビーム９の照射時にこれを補正する必要がある。一般的に、腫瘍３の位置がずれた状態で治療用放射線ビーム９が照射された時には、腫瘍３の一部分（または全部）に十分な線量の治療用放射線ビーム９が付与されず、腫瘍３の内部で極めて不均一な治療用放射線ビーム９の線量分布が生成されてしまう。ここで、腫瘍３の位置ずれ量を定量化することにより、治療用放射線ビーム９の線量分布を制御装置１１で計算することができるようになるので、次回の治療用放射線ビーム９の照射において、前回の不均一な腫瘍３内の線量分布を補正するような線量分布の治療用放射線ビーム９を腫瘍３に与えることができる。すなわち、前回の線量分布と今回の線量分布とを合計した線量分布が均一になるように、治療用放射線ビーム９の照射範囲の補正を行うことができる。
【００４７】
以上のように図１乃至図３に示すような本実施の形態の放射線治療システムによれば、回転ガントリ機構３５によって人体１を中心として治療用放射線ビーム照射器７、撮像用放射線ビーム照射器１３および撮像用放射線ビーム検出器１７を一体的に回転させているときに、人体１に治療用放射線ビーム９を照射させるとともに、この治療用放射線ビーム９の照射中に人体１に撮像用放射線ビーム１５を様々な方向から照射させて当該人体１の内部の透視画像を複数生成し、そして、生成される複数の透視画像に基づいて人体１の内部のコーンビームＣＴ画像を得ることができる。このように、人体１に対して治療用放射線ビーム９が照射されている間に、放射線治療の最中における腫瘍３の位置を示すようなコーンビームＣＴ画像を得ることができるので、治療用放射線ビーム９の照射中における腫瘍３の位置を精度良く確認することができる。そして、このことにより放射線治療の安全性、確実性を高めるとともに患者を安心させることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態による放射線治療システムは、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。
【００４９】
例えば、上述の態様では人体１の腫瘍３に対して治療用放射線ビーム９を照射する際に回転ガントリ機構３５を人体１に対して一回転させているが、１回の放射線治療における回転ガントリ機構３５の回転数は一回転以上であれば特に限定されることはない。さらに、撮像用放射線ビーム１５により生成される複数の透視画像からコーンビームＣＴ画像を構成することができるのであれば、回転ガントリ機構３５の回転数を一回転より少ない例えば半回転とすることもできる。
【００５０】
また、撮像用放射線ビーム１５により生成される複数の透視画像から構成されるＣＴ画像としてはコーンビームＣＴ画像が望ましいが、他の種類のＣＴ画像が人体内撮像装置によって得られるようになっていてもよい。
【００５１】
また、他の変形例としては、表示装置３７にコーンビームＣＴ画像を表示させる際に、図９に示すように、図８に示すような人体１の内部の横断面に沿ったコーンビームＣＴ画像に治療用放射線ビーム９の線量分布を重ね合わせて表示するようにしてもよい。図９に示す画像の線量分布は三重の枠線から構成されているが、中心に近い枠線から順に、処方線量の１００％、９０％、８０％の等線量線となっている。図１０のフローチャートに示すように、このような治療用放射線ビーム９の線量分布は、治療用放射線ビーム検出器３４により検出された治療用放射線ビーム９の境界座標から再計算されたものとなっている（Ｓｔｅｐ１）。このように、コーンビームＣＴ画像に治療用放射線ビーム９の線量分布を重ね合わせて表示することにより（Ｓｔｅｐ２）、腫瘍３にどれくらいの線量の治療用放射線ビーム９が照射されたかを操作者は直接画像で確認することができる。
【００５２】
ここで、治療用放射線ビーム検出器３４により検出された治療用放射線ビーム９の境界座標から線量分布を再計算する方法について以下に説明する。
図７や図８のＣＴ画像に示すように、治療用放射線ビーム９の照射中における人体１の内部のコーンビームＣＴ画像に治療用放射線ビーム９の境界線が重ね合わせられたときに、この図７や図８に示すようなＣＴ画像における治療用放射線ビーム９の入射位置に対して体内線量を再計算し、このようにして図９に示すような線量分布を再計算する。なお、この場合は、治療計画時のＣＴ画像を用いて線量分布を再計算することとなるが、コーンビームＣＴ画像を用いて線量分布を計算してもよい。
【００５３】
また、治療用放射線ビーム９の線量分布の他の再計算方法として、図１１のフローチャートに示すように、図４や図５のＳｔｅｐ４において計算された位置ずれ量を用いて治療用放射線ビーム９の人体１に対する入射条件を変更して線量分布を再計算する方法もある。この場合は、治療計画時のＣＴ画像を固定した画像座標系で、線量計算を行うことになる。
【００５４】
また、治療用放射線ビーム９の線量分布の更に他の再計算方法として、図１２のフローチャートに示すように、治療用放射線ビーム９の入射ビーム座標を変更せずに、前述の位置ずれ量にあわせて治療計画時のＣＴ画像の位置を変更することにより線量分布を再計算する方法もある。
【００５５】
いずれの再計算方法であっても、治療用放射線ビーム９の線量分布をコーンビームＣＴ画像に重ね合わせることにより、正確な位置に治療用放射線ビーム９の線量を集中させることができたかどうかを検証することになる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一の実施の形態における放射線治療システムの構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す放射線治療システムの概略構成図である。
【図３】図２に示す放射線治療システムにおけるマルチリーフコリメータの概略構成図である。
【図４】図１乃至図３に示す放射線治療システムの制御装置における一の制御内容を示すフローチャートである。
【図５】図１乃至図３に示す放射線治療システムの制御装置における他の制御内容を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、図１乃至図３に示す放射線治療システムにおいて得られるＸ線写真である。
【図７】治療用放射線ビームの照射中における人体の内部のコーンビームＣＴ画像に治療用放射線ビームの照射範囲を重ね合わせたときのＸ線写真である。
【図８】治療用放射線ビームの照射中における人体の内部の横断面に沿ったコーンビームＣＴ画像に治療用放射線ビームの照射範囲を重ね合わせたときのＸ線写真である。
【図９】図８に示すような人体の内部の横断面に沿ったコーンビームＣＴ画像に、治療用放射線ビームの線量分布を重ね合わせて表示したＸ線写真である。
【図１０】コーンビームＣＴ画像に、治療用放射線ビームの線量分布を重ね合わせて表示するときのフローチャートである。
【図１１】コーンビームＣＴ画像に、治療用放射線ビームの線量分布を重ね合わせて表示するときの他のフローチャートである。
【図１２】コーンビームＣＴ画像に、治療用放射線ビームの線量分布を重ね合わせて表示するときの更に他のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１    人体
３    腫瘍
７    治療用放射線ビーム照射器
９    治療用放射線ビーム
１１  制御装置
１３  撮像用放射線ビーム照射器
１５  撮像用放射線ビーム
１７  撮像用放射線ビーム検出器
１９、２１、２３  ケーブル
３３  マルチリーフコリメータ
３３ｓ  遮蔽板（リーフ）
３４  治療用放射線ビーム検出器
３５  回転ガントリ機構
３７  表示装置
３９  寝台
４３、４４、４５  ケーブル
【図１】
2008302129.tif 000003
【図２】
2008302129.tif 000004
【図３】
2008302129.tif 000005
【図４】
2008302129.tif 000006
【図５】
2008302129.tif 000007
【図１０】
2008302129.tif 000008
【図１１】
2008302129.tif 000009
【図１２】
2008302129.tif 000010
【図６】
2008302129.tif 000011
【図７】
2008302129.tif 000012
【図８】
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【図９】
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