(57)【要約】【課題】ベッド位置決め時の操作者の入力の煩雑さを解消しつつ、ベッド位置決めの精度維持を容易とし、ベッド位置決め時間の短縮化を可能とする。【解決手段】  治療計画時に計算点をＣＴ画像上にて設定し、設定した計算点の三次元座標値をＤＲＲ画像内に設定する。ベッド位置決め装置１１５はＤＲＲ画像を画像サーバ１０９から読込んだ時点でＤＲＲ画像内に設定されている計算点座標値を読み取り、モニタ１１６にＤＲＲ画像と共に表示するとともに、位置決め装置１１５にＤＲ画像データが読込まれると、モニタ１１６上にＤＲ画像を表示するとともにＤＲＲ画像上に設定されている計算点をＤＲ画像にも設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線治療におけるベッド位置決めシステムにおいて、
ベッド位置決めの参照画像である第１画像を提供する第１画像データを生成し、前記第１画像データに設定済みの第１計算点の座標値を付加して保存し、第１画像ファイルを生成する第１画像ファイル生成装置と、
前記第１画像ファイルを用いて前記第１画像を表示するとともに、前記第１画像上の前記設定済みの第１計算点に対応する位置に前記第１計算点を表示し、かつベッド上の照射対象を撮影した現在画像である第２画像を表示し、前記第１画像データに付加された前記第１計算点の座標値と前記第２画像上の目標位置に設定した第２計算点の座標値とを用いてベッド位置決めデータを生成するベッド位置決め装置とを備えることを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項２】
請求項１記載のベッド位置決めシステムにおいて、
前記第１画像ファイル生成装置は、前記第１画像データとして、Ｘ線ＣＴ画像を提供するＣＴ画像データに基づいてＸ線による撮像を模擬したＸ線透視画像を演算処理によって生成することを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項３】
請求項２記載のベッド位置決めシステムにおいて、
前記第１画像ファイル生成装置は、前記第１計算点を前記Ｘ線ＣＴ画像に設定し、そのＸ線ＣＴ画像に設定した第１計算点の三次元の座標値を用いて前記第１画像における前記第１計算点の二次元の座標値を演算し、前記第１画像ファイルに、前記第１計算点の座標値として、前記三次元の座標値と前記二次元の座標値を付加することを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載のベッド位置決めシステムにおいて、
前記ベッド位置決め装置は、前記第２画像としてＸ線画像撮像システムにより得たＸ線透視画像を用いることを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項記載のベッド位置決めシステムにおいて、
前記ベッド位置決め装置は、前記第２画像に設定した第２計算点を入力手段の指示に応じて移動する編集機能を備えることを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項記載のベッド位置決めシステムにおいて、
前記ベッド位置決め装置は、前記第１画像上に表示された前記第１計算点を前記第２画像上の同じ座標位置に仮の第２計算点として表示する転写機能と、前記第２画像上に表示された前記仮の第２計算点を入力手段の指示に応じて移動する編集機能とを備え、この編集機能による移動後の仮の第２計算点を前記第２計算点として設定することを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項記載のベッド位置決めシステムにおいて、
前記ベッド位置決め装置は、前記ベッド位置決めデータのベッド移動量を反映した新たな第２画像データ及び第２計算点の座標値を生成し、前記新たな第２画像データに前記新たな第２計算点の座標値を付加して保存し、第２画像ファイルを生成する第２画像ファイル生成装置を備えることを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項８】
請求項７記載のベッド位置決めシステムにおいて、
前記第２画像ファイル生成装置は、前記第２演算装置で生成したベッド位置決めデータに基づいて前記第２画像及び前記第２計算点の二次元の座標値を座標変換し、この座標変換後の第２画像を提供する第２画像データ及び第２計算点の座標値を前記新たな第２画像データ及び第２計算点の座標値として保存し、前記第２画像ファイルを生成することを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項９】
請求項１記載のベッド位置決めシステムにおいて、
前記第１画像ファイル生成装置は、
第１表示装置と、
この第１表示装置にＸ線ＣＴ画像を表示させ、この第１表示装置に表示されたＸ線ＣＴ画像に前記第１計算点を設定する第１演算装置と、
前記Ｘ線ＣＴ画像を提供するＣＴ画像データに基づいてＸ線による撮像を模擬した画像データを前記第１画像データとして生成する第２演算装置と、
前記ＣＴ画像に設定した前記第１計算点の三次元の座標値を用いて前記第１画像における前記第１計算点の二次元の座標値を演算し、前記第１画像データに前記第１計算点の三次元の座標値と二次元の座標値を付加して保存し、前記第１画像ファイルを生成する第３演算装置とを有することを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項１０】
請求項１又は９記載のベッド位置決めシステムにおいて、
前記ベッド位置決め装置は、
第２表示装置と、
この第２表示装置に前記第１画像及び前記第１計算点と前記第２画像を表示させ、この第２表示装置に表示された第２画像上の目標位置に前記第２計算点を設定する第４演算装置と、
前記第１計算点の座標値と前記第２計算点の座標値とを用いて前記ベッド位置決めデータを生成する第５演算装置とを有することを特徴とするベッド位置決めシステム。
【請求項１１】
放射線治療における治療計画装置において、
表示装置と、
この表示装置にＸ線ＣＴ画像を表示させ、この表示装置に表示されたＸ線ＣＴ画像に第１計算点を設定する第１演算装置と、
前記Ｘ線ＣＴ画像を提供するＣＴ画像データに基づいてＸ線による撮像を模擬した第１画像を提供する第１画像データを生成する第２演算装置と、
前記Ｘ線ＣＴ画像に設定した前記第１計算点の三次元の座標値を用いて前記第１画像における前記第１計算点の二次元の座標値を演算し、前記第１画像データに前記第１計算点の三次元の座標値と二次元の座標値を付加して保存し、第１画像ファイルを生成する第３演算装置とを備えることを特徴とする治療計画装置。
【請求項１２】
放射線治療におけるベッド位置決め装置において、
表示装置と、
この表示装置にベッド位置決めの参照画像である第１画像を表示させるとともに、前記第１画像上の設定済みの第１計算点に対応する位置に前記第１計算点を表示させ、かつベッド上の照射対象を撮影した現在画像である第２画像を表示させ、この表示装置に表示された第２画像上の目標位置に第２計算点を設定する第４演算装置と、
前記設定済みの第１計算点の座標値と前記第２計算点の座標値とを用いてベッド位置決めデータを生成する第５演算装置とを備えることを特徴とするベッド位置決め装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のベッド位置決め装置において、
前記第４演算装置は、
前記第１画像上に表示された前記第１計算点を前記第２画像上の同じ座標位置に仮の第２計算点として表示する転写機能と、前記第２画像上に表示された前記仮の第２計算点を入力手段の指示に応じて移動する編集機能とを備え、この編集機能による移動後の仮の第２計算点を前記第２計算点として設定することを特徴とするベッド位置決め装置。
【請求項１４】
請求項１２記載のベッド位置決め装置において、
前記第５演算手段は、前記第３演算装置により設定した前記第２計算点の二次元の座標値を三次元の座標値に再構成する演算を行い、前記設定済みの第１計算点の三次元の座標値と前記第２計算点の三次元の座標値とを用いてベッド位置決めデータを生成することを特徴とするベッド位置決め装置。
【請求項１５】
請求項１２記載のベッド位置決め装置において、
前記第５演算手段は、前記ベッド位置決めデータのベッド移動量を反映した新たな第２画像データ及び第２計算点の座標値を生成し、前記新たな第２画像データに前記新たな第２計算点の座標値を付加して保存し、第２画像ファイルを生成することを特徴とするベッド位置決め装置。
【請求項１６】
請求項１５記載のベッド位置決め装置において、
前記第５演算装置は、前記第２演算装置で生成したベッド位置決めデータに基づいて前記第２画像及び前記第２計算点の二次元の座標値を座標変換し、この座標変換後の第２画像を提供する第２画像データ及び第２計算点の座標値を前記新たな第２画像データ及び第２計算点の座標値として保存し、前記第２画像ファイルを生成することを特徴とするベッド位置決め装置。
【請求項１７】
請求項１２記載のベッド位置決め装置において、
前記第５演算装置は、前記設定済みの第１計算点の座標値と前記第２計算点の座標値との偏差を演算し、その偏差が最小となる前記第２計算点の移動量を演算し、この移動量に基づいて前記ベッド位置決めデータを生成することを特徴とするベッド位置決め装置。
【請求項１８】
請求項１７記載のベッド位置決め装置において、
前記第５演算装置は、前記第２計算点の移動量に応じて前記第２画像及び前記第２計算点の二次元の座標値を座標変換して、前記表示装置に表示し、入力手段より承認通知を受信すると、前記ベッド位置決めデータを有効化することを特徴とするベッド位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線又は陽子線をはじめとする粒子線等の各種放射線を照射標的に照射して治療する放射線治療用ベッド位置決めシステム、治療計画装置及びベッド位置決め装置に関する。
【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ことを目的とする放射線治療は、近年広く行われつつある。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、陽子線をはじめとする粒子線を使った治療も行われている。
【０００３】
放射線治療の重要なプロセスの一つにベッド位置決めがある。ベッド位置決めとは、一般に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算出し、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】
ＤＲＲ画像は、Ｘ線画像を模擬した画像であり、治療計画時に撮影されたＸ線ＣＴ画像から生成される。なお、ベッド位置決めでは、参照画像として上記ＤＲＲ画像以外にもＸ線シミュレータ等を用いて撮影したＸ線透視画像を用いる場合もある。
【０００５】
ベッド位置決め手法の代表的方法として、ＤＲＲ画像及びＤＲ画像上に参照点（計算点）を打つ方法がある。以下、この方法について説明する。
【０００６】
ベッドの移動量を求めるために操作者は、ＤＲＲ画像及びＸ線画像を並べて表示することのできる機能を備えたベッド位置決め装置を使用する。これは、画像表示のためのモニタ、位置決め演算を実施するための演算装置及びキーボードやマウス等の入力手段から構成されるものである。
【０００７】
操作者は、ベッド位置決め装置のモニタ上に映し出されたＤＲＲ画像上の特徴的な点や治療計画時のＣＴ画像撮影前に埋め込まれＤＲＲ画像上にも現れている照射対象内に存在するマーカ（金属のペレット等）に重なるように、入力手段を使用し計算点を入力する。ＤＲ画像に対しても同様に計算点を入力する。入力後、ＤＲＲ画像上の計算点とＤＲ画像上の計算点を例えば画像中心を原点とし座標値に変換する。変換した座標値を各々比較することによりベッドの移動量を算出する。このような方法は、例えば特許文献１のような方式である。さらに、使用するＤＲＲ画像及びＤＲ画像は一般的には、照射方向と照射方向に垂直な方向から撮影したものであるため、合計４枚の画像が必要となる。
【０００８】
【特許文献１】特表２０００−５１００２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術の方法では、ベッド位置決め時、すなわち照射対象への照射直前に、ＤＲＲ画像及びＤＲ画像への計算点の入力（画像上の特徴的な構造や画像に写った照射対象内のマーカ上への計算点の入力）を実施するため、２種類の画像に対して計算点を入力をせねばならず煩雑であり、かつベッド位置決めに要求される精度を維持するのに多大な労力が必要であり、ベッド位置決めに時間がかかる要因ともなっていた。
【００１０】
また、初回以降のベッド位置決めに際しても、初回のベッド位置決めと同様、ＤＲＲ画像及びＤＲ画像の２種類の画像に対して計算点を入力するため、ＤＲＲ画像上への初回のベッド位置決めに際しての計算点の入力座標の再現性及びＤＲ画像上への初回のベッド位置決めに際しての計算点の入力座標の再現性の両方が入力者の技量に依存してしまい、照射標的のベッド位置決めを実施する際の位置決め精度を維持するために多大な努力が必要であった。
【００１１】
本発明の目的は、ベッド位置決め時に操作者がこれまで強いられてきた入力の煩雑さを解消することにより、ベッド位置決めに要求される精度を維持することが容易となり、ベッド位置決め時間の短縮化を可能とする放射線治療用ベッド位置決めシステムを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、初回以降のベッド位置決めに際して、ベッド位置決め時に操作者がこれまで強いられてきた入力の煩雑さを解消しつつ、計算点の入力座標の再現性向上を通して位置決め精度をさらに向上させる放射線治療用ベッド位置決めシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、ベッド位置決めシステムが、ベッド位置決めの参照画像である第１画像を提供する第１画像データを演算及び生成し、前記第１画像データに設定済みの第１計算点の座標値を付加して保存し、第１画像ファイルを生成する第１画像ファイル生成装置と、前記第１画像ファイルを用いて前記第１画像を表示するとともに、前記第１画像上の前記設定済みの第１計算点に対応する位置に前記第１計算点を表示し、かつベッド上の照射対象を撮影した現在画像である第２画像を表示し、前記第１画像データに付加された前記第１計算点の座標値と前記第２画像上の目標位置に設定した第２計算点の座標値とを用いてベッド位置決めデータを生成するベッド位置決め装置とを備えることにより解決される。
【００１４】
また、上記課題は、前記ベッド位置決め装置が、前記ベッド位置決めデータを反映した新たな第２画像データ及び第２計算点の座標値を生成し、前記新たな第２画像データに前記新たな第２計算点の座標値を付加して保存し、第２画像ファイルを生成する第２画像ファイル生成装置を備えることによっても解決される。
【００１５】
上記課題の根本的な理由は、ベッド位置決め時にＤＲＲ画像とＤＲ画像の両方に計算点を入力することである。このため入力座標の再現性や入力の煩雑さ及び、位置決め時間を短縮化できないという課題が発生する。
【００１６】
上記課題を解決するために、治療計画時に使用する第１画像（Ｘ線ＣＴ画像から生成されるＤＲＲ画像）へのベッド位置決め時における計算点の入力を省略するための手段を本発明は提供する。
【００１７】
具体的には、第１画像ファイル生成装置は、治療計画時に計算点（第１計算点）をＸ線ＣＴ画像上にて設定し、設定した計算点の三次元座標値をＤＲＲ画像（第１画像）に設定する。ベッド位置決め装置は、ＤＲＲ画像を画像サーバから読込んだ時点でＤＲＲ画像内に設定されている計算点座標値を読み取り、ベッド位置決め装置のモニタ（表示装置）にＤＲＲ画像と共に、画像上に計算点（第１計算点）を表示する。ＤＲＲ画像は二次元の画像であるが、計算点は三次元の空間上に配置された計算点である。第２画像（ＤＲ画像）が撮像され、ベッド位置決め装置にＤＲ画像データが読込まれると、ベッド位置決め装置はモニタ上にＤＲ画像を表示するとともに、好ましくは、ＤＲＲ画像上に設定されている計算点をＤＲ画像上にも転写表示し、ベッド位置決め装置を操作する操作者はその計算点を第２計算点として目的位置に移動することにより第２計算点を設定する。
【００１８】
これにより操作者は、ＤＲＲ画像への計算点の入力を省略できるので、入力の手間を大幅に簡略化でき、入力の煩雑さを解消できる。また、ＤＲ画像への計算点の修正指示のみで済むので、ベッド位置決めの精度維持、すなわち計算点の精度維持に応えるのが容易となり、ベッド位置決め時間も短縮できる。
【００１９】
更に、初回以降のベッド位置決めに際しても、計算点を設定した第１画像（ＤＲＲ画像）データを用いることにより、ＤＲＲ画像及びＤＲ画像の２種類の画像に対して計算点を入力する必要がなく、その結果、初回のベッド位置決め時と同様の効果が得られるだけでなく、計算点の入力座標の再現性が向上し、位置決め精度を更に向上させることができる。
【００２０】
また、ベッド位置決め装置が、ベッド位置決めデータ（移動量）を反映した第２画像データと第２計算点の座標値とを保存した第２画像ファイルを生成する場合は、初回以降のベッド位置決めに際して、上記第１画像（ＤＲＲ画像）データを用いる代わりに、その第２画像ファイルの第２計算点を設定した第２画像データを用いることによっても、同様の効果（計算点の入力座標の再現性及び位置決め精度向上）が得られる。
【００２１】
また、ベッド位置決めデータ（移動量）を反映した第２画像データと第２計算点の座標値とを保存した第２画像ファイルを生成する場合は、そのファイルデータを用いてベッド位置決め後に、ベッド位置決めの精度や状態の妥当性の検証をいつでも確実に容易に実施できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ベッド位置決めを実施しようとする操作者は、第１画像（ＤＲＲ画像）への計算点の入力を省略できるので、入力の手間を大幅に簡略化でき、入力の煩雑さを解消できる。また、第２画像（ＤＲ画像）への計算点の修正指示のみで済むので、ベッド位置決めの精度維持に応えるのが容易となり、ベッド位置決め時間も短縮できる。
【００２３】
また、本発明によれば、初回以降のベッド位置決めに際しても、計算点を設定した第１画像（ＤＲＲ画像）データを用いることにより、ＤＲＲ画像及びＤＲ画像の２種類の画像に対して計算点を入力する必要がなく、その結果、初回のベッド位置決め時と同様の効果が得られるだけでなく、計算点の入力座標の再現性が向上し、位置決め精度を更に向上させることができる。
【００２４】
また、本発明によれば、初回以降のベッド位置決めに際して、第１画像（ＤＲＲ画像）データを用いる代わりに、第２画像ファイルの第２計算点を設定した第２画像データを用いることによっても、同様の効果（計算点の入力座標の再現性及び位置決め精度向上）が得られる。また、第２画像ファイルを生成する場合は、そのファイルデータを用いてベッド位置決め後に、ベッド位置決めの精度や状態の妥当性の検証をいつでも確実に容易に実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
＜装置構成＞
図１は、本発明の一実施の形態に係わる放射線治療用ベッド位置決めシステムの全体構成を示す図である。この図１を用いて、まず、システムを構成する各装置について説明する。
【００２６】
本システムは、治療計画装置１０１と、画像データサーバ１０９と、ベッド位置決め装置１１５と、Ｘ線画像撮像システム１１４と、ベッド制御装置１２３とを備えている。
【００２７】
治療計画装置１０１は第１ファイル生成装置を提供するものであり、治療計画を演算するための装置を内部に備える治療計画演算装置１０４と、治療計画演算装置１０４の演算結果を表示するモニタ１０２（第１表示装置）と、治療計画演算装置１０４に対しモニタ１０２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入力手段１０３とから構成される。入力手段１０３は、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インタフェース（ＧＵＩ）が良く用いられる。
【００２８】
治療計画演算装置１０４は、ネットワーク１２４に接続し通信をするための通信装置１０５、演算結果やＣＴ画像等のデータ及び治療計画プログラムを保存するための記憶装置１０６、治療計画プログラムの演算処理及び治療計画装置１０１を制御するための治療計画演算処理装置１０７、治療計画演算処理装置１０７にて治療計画プログラムを演算する際に記憶装置１０６に保存してある治療計画プログラム及び処理に必要なデータを一時的に保管するための主記憶装置１０８を備える。
【００２９】
画像データサーバ１０９は、ネットワーク１２４に接続し他の装置とデータの交換をするための通信装置１１０、データを保存するための記憶装置１１１、画像データサーバ１０９の各内部装置を制御し、データに対し例えばデータ容量の圧縮等の演算を実施するデータ演算処理装置１１２、及びデータ演算処理装置１１２が使用する処理プログラムや処理対象データを一時的に格納するための主記憶装置１１３から構成される。
【００３０】
ベッド位置決め装置１１５は、ベッド位置決め演算を実施するためのベッド位置決め演算装置１１８と、演算結果の表示及びユーザインタフェースを表示するためのモニタ１１６（第２表示装置）と、モニタ１１６上に表示されるユーザインタフェースを通じベッド位置決め演算装置１１８及びベッド制御装置１２３への指示を入力するための入力手段１１７とから構成される。入力手段１１７としては、キーボードやマウス等が用いられる。さらに、ベッド位置決め演算装置１１８は、入力データ及び演算結果を送信するための通信装置１１９、データ及びベッド位置決め演算プログラムを保存するための記憶装置１２０、ベッド位置決め演算を実行するためのベッド位置決め演算処理装置１２１、演算プログラムや入力データ等をベッド位置決め演算処理装置１２１にて使用するために一時的に格納するための主記憶装置１２２より構成される。
【００３１】
ベッド制御装置１２３は、簡略化して示しているが、放射線を照射する照射標的（患者）を載せるベッド１２６を制御するための制御装置であり、ベッド位置決め装置１１５が演算により算出したベッドの移動量を受信し、ベッド１２６に含まれ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１２６及びベッド制御装置１２３は本明細書では詳細には記述しないが、放射線照射システム１２５の一部を構成するものである。放射線照射システム１２５は、その他に、放射線を出射する照射ヘッド（ノズル）１２７や照射ヘッド１２７を保持するガントリ１２８、照射ヘッド１２７やガントリ１２８を制御するための治療装置制御部１２９、治療装置制御部１２９に指示を与えるための治療装置操作卓１３０からなる。ガントリ１２８は一般に回転機構を備える。
【００３２】
Ｘ線画像撮像システム１１４は、Ｘ線画像撮影装置１３５及びＸ線画像撮影装置制御操作卓１３１から構成される。Ｘ線画像撮像装置１３５は、Ｘ線源１３２及びＸ線源１３２に対向する位置に配置されたＸ線受像装置１３３から構成される。ベッド１２６はＸ線源１３２とＸ線受像装置１３３の間に位置し、ベッド１２６上に照射標的が存在する。Ｘ線画像撮像装置１３５はベッド１２６上の照射標的を撮像するために使用する。また、Ｘ線受像装置１３３はフラットパネルディテクタやイメージインテンシファイア等を使用する。Ｘ線画像撮影装置制御操作卓１３１は、Ｘ線画像撮影装置１３５に対し撮像のための例えばＸ線源の電圧や撮影時間等の撮影に必要な撮影条件を設定する機能と、それらをＸ線撮影装置制御部１３４に送信する機能を持つ。Ｘ線撮像装置制御部１３４は受信した操作卓１３１からの指示をＸ線源１３２及び受像装置１３３に送信する。さらに、Ｘ線画像撮影装置１３５にて撮影されたＸ線画像をＸ線画像撮影装置３５より受信し、画像データサーバ１０９に送信する機能を持つ。
【００３３】
治療計画装置１０１、画像データサーバ１０９、ベッド位置決め装置１１５、Ｘ線画像撮像システム１１４、ベッド制御装置１２３はネットワーク１２４を介して接続されており、データをネットワーク経由で送受信することが可能である。
＜データのフローの概要＞
図１に示すシステムにおけるデータの流れについて図２を用いて説明する。データは、治療計画装置１０１、Ｘ線画像撮像システム１１４にて生成され、それらが画像データサーバ１０９に蓄積され、ベッド位置決め装置１１５にて使用される。
＜治療計画装置１０１＞
まず、照射標的への照射やベッド位置決め以前に、治療計画装置１０１を用いてベッド位置決めに使用するＤＲＲ画像を生成する。そのために、治療計画装置１０１において、治療計画立案のためのＣＴ画像データを画像データサーバ１０９から読込み、ＣＴ画像を記憶装置１０６及び主記憶装置１０８に格納する（ステップ２０１，２０２）。ＣＴ画像上に表示されているマーカや特徴点上に計算点（第１計算点；参照点）を設定する（ステップ２０３）。その後、計算点が設定されたＣＴ画像を用いてＤＲＲ画像を生成する（ステップ２０４）。生成したＤＲＲ画像は、画像データサーバ１０９に送信し（ステップ２０５）、画像データサーバ１０９では受信したＤＲＲ画像を記憶装置１１１に保存する（ステップ２０６，２０７）。ＣＴ画像上に計算点を設定するステップ２０３からＤＲＲ画像を生成するステップ２０４までの処理内容については、後述する。
＜Ｘ線画像撮像システム１１４＞
Ｘ線画像撮像システム１１４では、照射標的の照射前に、ベッド上に照射標的を置いた状態でベッド上の照射標的をＸ線撮影し（ステップ２０８）、得られたＸ線データをＸ線画像撮影装置制御操作卓１３１に送信する（ステップ２０９）。Ｘ線画像撮影装置制御操作卓１３１にてＸ線データをＤＲ画像（現在画像）を提供するＤＲ画像データに変換し（ステップ２１０）、変換したＤＲ画像データを画像データサーバ１０９に送信する（ステップ２１１）。ＤＲ画像データをＸ線画像撮像システム１１４より受信した画像データサーバ１０９は、ＤＲ画像データを記憶装置１１１に保存する（ステップ２１２，２１３）。ここで、ＤＲ画像データは、ベッド位置決め装置１１５の分野にて一般的に使用されているダイコム（DICOM）フォーマットであるとする。ただし、その他の画像フォーマットでもかまわない。また、ＤＲＲ画像も同様である。
＜ベッド位置決め演算装置１１８＞
ベッド位置決め演算装置１１８では、ベッド位置決め演算を実施するために、ＤＲＲ画像（参照画像）及びＤＲ画像（現在画像）を画像データサーバ１０９から受信し、演算処理装置１２１内に読込み（ステップ２１５）、主記憶装置１２２及び記憶装置１２０に保存する（ステップ２１６）。読込んだＤＲＲ画像及びＤＲ画像とをモニタ１１６上に表示し（ステップ２１７）、ＤＲ画像上に表示された特徴点やマーカ上に計算点（第２計算点）を設定し、ＤＲＲ画像上に表示された計算点（第１計算点）とＤＲ画像上に設定した計算点（第２計算点）の位置座標値を用いて位置決め演算を実施する（ステップ２１８）。位置決め演算後に、得られたベッド移動量をベッド制御装置１２３に送信する（ステップ２１９）。ベッド移動量送信後、座標変換したＤＲ画像ＤＲＲ画像は、画像データサーバ１０９に送信し（ステップ２２０）、画像データサーバ１０９では受信した座標変換後のＤＲ画像を記憶装置１１１に保存する（ステップ２２１，２２２）。ここで、モニタ１１７上に画像データを表示するステップ２１７からベッド制御装置１２３へ移動量を送信するステップ２１９までの処理内容については、後述する。
＜各ステップ単位での詳細＞
図２に示すステップ２０３，２０４，２１７，２１８の詳細を図３を用いて説明する。
【００３４】
図２及び図３において、ステップ２０３（ステップ２０３（１）〜ステップ２０３（４））は、表示装置（モニタ１０２）にＸ線ＣＴ画像を表示させ、この表示装置に表示されたＸ線ＣＴ画像に計算点（第１計算点）を設定する第１演算装置を構成し、ステップ２０４のステップ２０４（１）は、前記Ｘ線ＣＴ画像を提供するＣＴ画像データに基づいてＸ線による撮像を模擬した第１画像（ＤＲＲ画像）を提供する第１画像データを生成する第２演算装置を構成し、ステップ２０４のステップ２０４（２）及びステップ２０４（３）及びステップ２０５〜ステップ２０７は、前記Ｘ線ＣＴ画像に設定した第１計算点の三次元の座標値を用いて前記第１画像（ＤＲＲ画像）における前記第１計算点の二次元の座標値を演算し、前記第１画像データに前記第１計算点の三次元の座標値と二次元の座標値を付加して保存し、第１画像ファイルを生成する第３演算装置を構成する。
【００３５】
また、図３において、ステップ２１７（ステップ２１７（１）〜ステップ２１７（３））は、表示装置（モニタ１１６）にベッド位置決めの参照画像である第１画像（ＤＲＲ画像）を表示させるとともに、前記第１画像上の設定済みの第１計算点に対応する位置に前記第１計算点を表示させ、かつベッド上の照射対象を撮影した現在画像である第２画像（ＤＲ画像）を表示させ、この表示装置（モニタ１１６）に表示された第２画像（ＤＲＲ画像）上の目標位置に第２計算点を設定する第４演算装置を構成し、ステップ２１８（ステップ２１８（１）〜ステップ２１８（７））は、前記設定済みの第１計算点の座標値と前記第２計算点の座標値とを用いてベッド位置決めデータを生成する第５演算装置を構成する。
【００３６】
更に、図２及び図３において、ステップ２２０〜ステップ２２２は、前記ベッド位置決めデータのベッド移動量を反映した新たな第２画像データ及び第２計算点の座標値を生成し、前記新たな第２画像データに前記新たな第２計算点の座標値を付加して保存し、第２画像ファイルを生成する第２画像ファイル生成装置を構成する。
[ＤＲＲの生成まで（治療計画）]
ＤＲＲ画像に対し計算点の三次元座標値を設定する方法について説明する。
【００３７】
まず、ステップ２０３における計算点の設定について説明する。治療計画装置１０１では、画像データサーバから読込み記憶装置１０６に保存したＣＴ画像データを治療計画演算処理装置１０４を用いて主記憶装置１０８に読込み、モニタ１０２に表示する（ステップ２０３（１））。ＣＴ画像は通常複数枚の画像ファイルから構成され、その１枚をスライスと呼ぶ。モニタ１０２上には、複数枚読込んだスライスの特定の１枚が表示される。治療計画装置１０１を操作する操作者は、入力手段１０３であるマウスやキーボード等を用いながら、例えばスライス上の計算点（第１計算点）となるべき位置にカーソルを移動し、その位置を指定する。治療計画演算処理装置１０４は入力手段１０３から計算点入力信号を受け取り、スライス上に計算点を設定する（ステップ２０３（２））。ＣＴ画像撮影以前に照射標的にマーカが埋め込まれている場合、ＣＴ画像にマーカも撮影されているため、ＣＴ画像に写ったマーカ上にも計算点を設定する。また、背骨や骨盤等のはっきりとした構造物の端点等にも計算点を設定する。設定された計算点は、ＣＴ画像のスライス上に重ねてモニタ上に点として表示される（ステップ２０３（３））。
【００３８】
治療計画装置１０１は複数枚のＣＴ画像スライスを記憶装置１０６及び主記憶装置１０８に格納するが、それらは治療計画演算処理装置１０７により、二次元の断面の集合ではなく三次元データとして保持されている。これをボクセルと呼ぶ。図４にボクセルデータとなったＣＴ画像の三次元データの模式図及び本実施の形態で用いるボクセルデータに設定する座標系を示す。スライスを重ねる方向にＹ軸があり、Ｙ軸と直交しかつスライス面と平行な方向にＸ軸とＺ軸を持つ。Ｘ軸とＺ軸は互いに直交する。１個のボクセルは、図４に示すように、Ｘ軸方向にサイズrx、Ｙ軸方向にサイズry、Ｚ軸方向にサイズrzを持つ。本実施の形態では単位はｍｍ（ミリメートル）である。一般にrx、rzはＣＴ画像データファイルに解像度データとして格納されており、ryはＣＴ画像データファイルにスライス厚として埋め込まれている値を使用するか、もしくはＣＴ画像データファイルに入っているスライス位置を使用し、２枚のスライスのスライス位置を引き算することで求める。これらの演算処理は、治療計画演算装置１０７により実施される。
【００３９】
ＣＴ画像のスライス上に設定された計算点は、原点からの距離に応じた三次元の座標値として計算され（ステップ２０３（４））、主記憶装置１０８に保持される。座標値の演算は、治療計画演算処理装置１０７にて実施される。計算点の座標値を指定するための原点は、どこに置いてもよく、治療計画装置１０１を操作する操作者が自由に変更可能である。一般には、ＤＲＲ画像生成時における利便性を考え、アイソセンタ点を原点とすることが多い。なお、アイソセンタ点は本実施の形態ではスライスの１つに設定されるものとする。
【００４０】
具体的な計算点の三次元座標値の算出方法について説明する。図５は計算点の座標値の算出方法を説明するための図である。ここでは、アイソセンタを原点としている。また、説明の簡略化のために、スライス内の座標値であるＸ及びＺの座標値の算出方法について説明する。Ｙ軸の座標値は、アイソセンタ点のあるスライスのＹ座標値から計算点のあるスライスが何枚離れているか（これをスライスインデックスと呼ぶことにする）にryを乗ずることにより求まる。今、計算点ａが図５に示す位置にあるとすると、この点は、Ｘ軸の正方向に２ボクセル、Ｚ軸方向の正方向に１ボクセルの位置にある。そのため、計算点ａの座標値は、（Ｘ、Ｚ）で表現すると（２、１）となる。単位はｍｍである。図５ではボクセルのサイズを１ｍｍとしている。また、Ｙ軸の座標値は、仮にこのスライスがアイソセンタのあるスライスからＹ軸の正方向に２スライスの位置にあるとすると、Ｙ軸の座標値は２ｍｍとなる。
【００４１】
計算点としては１個以上の点が設定される。設定された複数個の計算点を区別するために計算点一つ一つに独立な番号をつける。例えば、番号１の点、番号２の点というように番号をつける。計算点に対する番号と座標値を主記憶装置１０８に格納する。番号を指定すれば、その番号を表す計算点の座標値が得られる。
【００４２】
アイソセンタ点は、放射線を照射する際の照射中心を表す。治療計画装置１０１には、照射標的に対しどの領域を照射するのかを設定する機能があり、これを照射領域設定と呼び、設定された領域を照射領域と呼ぶ。また、設定された照射領域に対し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する機能を照射計画機能と呼ぶ。通常、治療計画装置は照射領域の重心位置や照射領域の外接直方体の中心位置をアイソセンタ点に設定する。当然、操作者の指示によりアイソセンタ点の位置を変更可能である。ベッド位置決めでは、治療計画装置にて設定されたアイソセンタ点と放射線を照射する際の照射中心を一致させることが目的である。
【００４３】
ＣＴ画像上への計算点の設定が終了すると、治療計画装置１０１はベッド位置決め用にＤＲＲ画像を生成する。 ＤＲＲ画像は、ＤＲ画像をコンピュータシミュレーションにより模擬した画像であり、Ｘ線透視画像を模擬したものとなる。ＤＲＲ画像はＸ線の照射標的内での減衰を治療計画演算装置１０１にて演算することで生成する（ステップ２０４（１））。ここで、Ｘ線の照射標的内での減衰はその密度分布に応じて計算できることが知られている。より具体的には、Ｘ線画像撮像システム１１４にあるＸ線源１３２から照射標的に向けて照射されるＸ線の照射標的内での減衰は、照射標的の密度分布を表すＣＴ画像データであるＣＴ値を用いることで算出可能である。複数枚のＣＴスライスから構成されるボクセルデータの要素に対し、Ｘ線源１３２から仮想的なレイと呼ばれるＸ線を模擬した線を通過させ、Ｘ線源１３２からの距離とボクセルデータの要素に格納されているＣＴ値に比例してＸ線の減衰を計算する。そして、Ｘ線受像装置１３３の位置における減衰したレイの強度を求める。Ｘ線受像装置１３３の位置にて例えば画像サイズ５１２×５１２マトリックス及び予め設定した解像度で二次元のメッシュ上の領域を構成し、これらの各要素中心でのレイの減衰を求める。このような演算を二次元のメッシュ内の要素全てに対し実施することで、Ｘ線受像装置１３３の位置におけるＤＲＲ画像を生成できる。また、ＤＲＲ画像上には照射標的内に埋め込まれたマーカも写っている。
【００４４】
ところで、一般的にベッド位置決めに用いるＤＲＲ画像は、Ｘ線受像装置位置ではなく、アイソセンタ面と呼ぶアイソセンタ点が存在し放射線の照射方向と垂直な面上にＸ線受像装置位置にて生成したＤＲＲ画像を投影した画像を用いる。投影計算は、Ｘ線源１３２の位置とＸ線受像装置１３３の位置とを結ぶ直線の長さと、Ｘ線源１３２の位置とアイソセンタ面位置とを結ぶ直線の長さとの比を用いて求める。
[参照点をＤＲＲ画像に設定する方法]
ベッド位置決め用のＤＲＲ画像の生成が終了すると、引き続き治療計画装置１０１は、計算点をＤＲＲ画像に付加する処理を実施する。ＣＴ画像上に入力された計算点（参照点）はＣＴ値としてＣＴ画像内に存在している訳ではないため、ＤＲＲ画像の生成過程において自動的にＤＲＲ画像上に写りこむことはない。そのため、三次元座標値である計算点がＤＲＲ画像すなわちＸ線受像装置１３３上のどこに投影されるか、さらにアイソセンタ面に投影した場合はアイソセンタ面上のどこに位置するかを計算する（ステップ２０４（２））。演算にはＣＴ画像からＤＲＲ画像を計算する方法と同様の方法を使用する。
【００４５】
図３に計算点のＸ線受像装置１３３の位置への投影計算の模式図を示す。ボクセルで構成されたＣＴ画像データ内に計算点ａ，ｂ，ｃが設定されているとする。また計算点には各々番号が割り振られている。ＣＴ画像データは実際は照射標的の密度分布であるＣＴ値の集合であるが、ここではＣＴ画像データの外郭である直方体のみを図示している。各計算点は三次元の座標値を持つ。計算点を通る直線をＸ線源１３２の位置を出発点とし、Ｘ線受像装置まで引く直線とＸ線受像装置１３３が交わる点をＸ線受像装置位置でのＤＲＲ画像上の計算点の座標とする。また、アイソセンタ点は、ＤＲＲ画像では画像の中心に位置するが、これはＸ線受像装置１３３の中心でもある。そのため、ＤＲＲ画像上に投影された計算点の座標値もアイソセンタ点が投影された点であるＤＲＲ画像の中心を原点とする。なおＣＴ画像上において計算点が設定されている位置にマーカがあった場合、ＤＲＲ画像上にはマーカも写りこんでおり、投影された計算点はその写りこんだマーカ上に位置する。また、ＣＴ画像データ上の計算点とＤＲＲ画像上への投影された計算点は同じ番号が割り振られるため、１対１に対応しており、容易に特定可能である。さらに、ＤＲＲ画像におけるアイソセンタ面への投影演算と同様に、計算点もアイソセンタ面へ投影する。
【００４６】
ＤＲＲ画像の生成演算が終了すると、それを放射線医療装置間で交換するためのデータフォーマットに変換する。これらのデータフォーマットは広く使用されているダイコム(DICOM)フォーマットであったり、ジェーペグ(JPEG)画像のようなフォーマットであったりする。いずれにしても画素値の他にその画像データに付随する様々なデータを付加するためのタグ領域やヘッダ領域と呼ばれる付加データ領域を持つフォーマットを使用する。
【００４７】
ＤＲＲ画像の画素値とともに付加データ領域に計算点の座標値を付加する（ステップ２０４（３））。このようにすることで、ベッド位置決め装置１１５で容易に治療計画装置１０１にて設定した計算点を再現することが可能となる。付加データの構成としては例えば以下のような構成がある。まず、ＣＴ画像データ上に設定した計算点には治療計画演算処理装置１０７により番号が割り付けられる。計算点は、番号に引き続き三次元の座標値Ｘ，Ｙ，Ｚを持つ。この座標値を模式的に表した図を図７に示す。この順序で同じ処理を設定した計算点の個数分繰り返す。なお、これらは主記憶装置１０８に格納される。さらに、ＤＲＲ画像上に投影された計算点にも二次元の座標値が割り振られる。その模式図を図８に示す。番号は共通である。番号を指定することで計算点の三次元座標値及び投影された二次元座標値を検索することができる。ＤＲＲ画像データへの計算点座標データ付加を模式的に表した図を図９に示す。図９の二重線の外枠は１枚のＤＲＲ画像を象徴的に表現したものである。多数ある四角の箱はデータの構成単位すなわち主記憶装置や記憶装置内においてそれらが占める領域を表す。また、記号＜＞はそれぞれの後続のデータが何を表すかを示すデータタイプ識別記号である。＜3D Point＞は、ＣＴ画像データ上に設定した三次元座標値を持つ計算点であることを表し、＜2D Point＞はＤＲＲ画像上に投影された二次元座標値を持つ計算点であることを表す。＜画像＞は、画像データを格納していることを表す。その他、データタイプ識別記号としては、一般に照射標的のＩＤ番号や画像の撮影日、ＤＲＲ画像の解像度、マトリックスサイズやＸ線源からの距離等が挙げられるが、これらは図示していない。番号は、計算点の番号を表す。また番号に続くＸ，Ｙ，Ｚ及びＸ，Ｙの並びは計算点の座標値を表す。＜画像＞に続く値は、画素値すなわちこの場合は、ＤＲＲ画像の値を表す。このようなＤＲＲ画像ファイルを治療計画演算処理装置１０７にて作成し、主記憶装置１０８及び必要があれば記憶装置１０６に格納する。生成したＤＲＲ画像ファイルを通信装置１０５を経由し、画像データサーバ１０９へと送信し、画像データサーバ１０９では受信したＤＲＲ画像ファイルを記憶装置１１１に保存する（ステップ２０５〜ステップ２０７）。する。
[２方向のＤＲＲ画像の必要性について]
ＤＲＲ画像ファイル生成の説明の都合上１枚のＤＲＲ画像ファイルしか生成しないかのように記述を進めてきたが、実際は２枚以上のＤＲＲ画像ファイルをベッド位置決めにおいて使用するのが一般的である。つまり、異なる方向からアイソセンタ点に向けて撮影したＤＲＲ画像を用いる。異なる方向から生成した２枚のＤＲＲ画像を用いることで、三次元空間内での平行移動及び各平行移動軸まわりの回転量（これを６自由度と呼ぶ）を求めることが可能となる。１枚のＤＲＲ画像では二次元のデータであり、その二次元面内の２つの平行移動及び二次元面に垂直な方向まわりの回転量しか求めることができない。そのため、少なくとも２枚のＤＲＲ画像が必要である。実際に６自由度を求める演算方法については、後述する。また、いずれのＤＲＲ画像ファイルにおいても前述したＤＲＲ画像に計算点の座標値を付加する処理が実施される。
[位置決め演算について]
ステップ２１７以降のベッド位置決め演算装置１１５の動作について説明する。画像データサーバ１０９から読込まれたＤＲＲ画像（参照画像）及びＤＲ画像（現在画像）はモニタ１１６上に表示される。例えば、図１０のような配置で表示される（ステップ２１７）。この配置を２×２表示と呼ぶことにする。その他にもベッド位置決め演算装置は、２方向のＤＲＲ画像もしくはＤＲ画像のみを表示する表示方法や特定の１方向のＤＲＲ画像及びＤＲ画像を表示する表示方法を備える。これらの表示方法の切り替えは、モニタに表示されているＧＵＩ部品であるボタンやコンボボックス等を用いて、ベッド位置決め演算処理装置１２１に指示を与えることで実現する。図１０では、表示されている画像の内容については省略し、画像を表示する領域の配置のみを示した。モニタ１１６内には、２枚のＤＲＲ画像を表示するために第１ＤＲＲ画像表示領域７０１と第２ＤＲＲ画像表示領域７０２がある。また、同様の目的をＤＲ画像に対し実現するために第１ＤＲ画像表示領域７０３と第２ＤＲ画像表示領域７０４がある。さらに、表示切替や画像のコントラスト調整その他の操作をＧＵＩにて実現するために操作パネル７０５がある。もちろん、図１０に示す表示領域７０１〜７０４及び操作パネル７０５の配置は任意の並びが可能である。
【００４８】
ＤＲＲ画像が読込まれると第１及び第２ＤＲＲ画像表示領域７０１，７０２に画像が表示されるとともに、画像ファイル中の付加データ領域中に存在する計算点（第１計算点或いは参照点）の座標値をベッド位置決め演算処理装置１２１が演算し、それぞれの表示領域に点として表示する（ステップ２１７（１））。例えば、点の形状としては、×や□や○等である。また、計算点の番号に応じて点の色を変更しても良い。画像表示領域への計算点の表示は、付加領域に埋め込まれている＜2D Point＞の座標値すなわち投影された計算点の座標値を使用する。仮に、＜2D Point＞が画像ファイル中に存在しなかった場合は、＜3D Point＞からベッド位置決め演算処理装置１２１がＸ線源１３２とＸ線受像装置１３３の距離を使用して自動的に演算を実施し、画像表示領域に計算点を表示する。
【００４９】
ＤＲ画像がモニタ１１６に表示されると、ベッド位置決め演算装置１１８は、ＤＲＲ画像ファイルに付加されていた計算点の二次元座標値に対応するＤＲ画像上の座標位置にも計算点（仮の第２計算点）表示する（ステップ２１７（２））。この際、ＤＲ画像の中心を原点とする。また、同時に主記憶装置１２２にもＤＲ画像用の計算点二次元座標値の記憶領域を生成し、その計算点の二次元座標値を保存する。
【００５０】
ＤＲ画像上に表示された計算点は、一般的にはＤＲＲ画像作成時に設定した特徴点やマーカ上からはズレている。これは、放射線照射前に照射標的をベッドに載せるがその際に誤差が発生しているからであり、ベッド位置決めを実施しなければならない理由でもある。そのため、ベッド位置決め装置１１５の操作者は、ＤＲ画像上にベッド位置決め演算装置１１８により自動的に表示された計算点を特徴点やマーカ上に移動させるために編集作業を実施する。編集作業は、マウスやキーボード等の入力手段１１７を用い、モニタ１１６上に表示される計算点とＤＲ画像とを確認しながら実施する（ステップ２１７（３））。計算点が特徴点やマーカ上に移動すると（両者の位置が一致すると）、その計算点（第２計算点）の二次元座標値は上記記憶領域に保存される。ベッド位置決め演算装置１１８は、計算点の編集機能（計算点を移動する機能）及び編集結果を表示し保存する機能を提供する。編集機能には、計算点を最初の設定値に戻すリセット機能を含めてもよい。
【００５１】
ＤＲ画像上での計算点の移動、設定作業が済むと操作者は、ＤＲＲ画像つまり治療計画時と比較し、どのぐらい照射標的が照射中心からずれているかを計算するための指示をベッド位置決め演算装置１１８に与える。指示は、ＧＵＩである操作パネル７０５より入力手段１１７を用いて位置決め演算処理装置１２１に伝達される（ステップ２１８（１））。位置決め演算処理装置１２１は、指令が伝達されると位置決め演算を開始する（ステップ２１８（２））。
【００５２】
位置決め演算処理装置１２１が実施する位置決め演算について説明する。位置決め演算は、計算点の三次元座標値を利用する。ＤＲＲ画像上の第１計算点とＤＲ画像上の第２計算点とが一致するということは、以下の関係式（式１）が二つの画像上に設定された計算点間に成立することを意味する。
【００５３】
【数１】
2008228966.tif 000003
【００５４】
Ｍは、座標の変換行列を表す。x_ＤＲＲ、 y_ＤＲＲ、 z_ＤＲＲはＤＲＲ上の計算点の座標であり、x_ＤＲ、 y_ＤＲ、 z_ＤＲは対応するＤＲ画像上の計算点の座標である。つまり、同じ番号を割り当てられた計算点間で式１が成立する。行列Ｍは、６自由度である平行移動３成分と回転３成分とを含む。
【００５５】
【数２】
2008228966.tif 000004
【００５６】
ここで、式２中のθ、φ、ψは回転量であり、Δｘ、Δｙ、Δｚは平行移動量である。また、s()、c()の記法はそれぞれsin()、 cos()を表している。ベッド位置決め演算では、式１の関係が成立するように式２中の回転量及び平行移動量を求める。それがベッドの移動量となる。
【００５７】
まず最初にＤＲ画像上の計算点の三次元座標を算出しなければならない。これは、ＤＲ画像上の計算点は操作者により移動させられているからである。そのため、ＤＲ画像上の計算点の二次元座標値から三次元座標値を再構成する演算を実施する。図１１にＤＲ画像上の二次元座標値から三次元座標値を再構成するための模式図を示す。ｒ１は第１ＤＲ画像表示領域に表示されているＤＲ画像であり、ｒ２は第２ＤＲ画像表示領域に表示されているＤＲ画像である。図１１中のｘ、ｙ、ｚ軸は現在の照射中心を原点とする互いに直交する軸である。また、ｒ１及びｒ２上にその中心を原点とする座標軸ｘｒ１、ｙｒ１及びｘｒ２、ｙｒ２が設定されている。実際のｒ１及びｒ２は、照射中心を含む面として定義されるが、ここでは演算方法の説明の便宜上図１１に示す位置にｒ１、ｒ２が位置するとしている。この位置は、Ｘ線受像装置１３３の位置と同じである。しかしながら、本手法の特徴は第１ＤＲ画像と第２ＤＲ画像のそれぞれに、Ｘ線源１３２の位置と画像上の計算点とを直線で結び、 その交点または２直線の最も近い距離の点を求めることにある。そのため、二次元座標値がどの面上であるかということは本手法においては重要ではない。点Ｂ及び点Ｄが計算点である。また、点Ａ及び点ＣはＸ線源１３２の位置を表す。さらに点Ａと点Ｂとを通る直線をＬ０と呼び、点Ｃと点Ｄとを通る直線をＬ１と呼ぶ。２直線Ｌ０とＬ１との交点または、２直線Ｌ０とＬ１の最小距離を表す点をＮとする。
【００５８】
理想的には、直線Ｌ０とＬ１とは交差する。しかしながら、ＤＲ画像上に設定した計算点である点Ｂ及び点Ｄは、操作者による移動指示により必ずしも二直線が交差する位置にはない可能性がある。そのため、２直線の距離が最小になる点を交点Ｎとみなす。直線Ｌ０、Ｌ１を媒介変数s、ｔを用いて表示すると、
【００５９】
【数３】
2008228966.tif 000005
【００６０】
となる。ここで、ＯＡは原点から点Ａへのベクトル、ＡＢは点Ａと点Ｂとを結ぶベクトル、ＯＣは原点から点Ｃへのベクトル、ＣＤは点Ｃと点Ｄとを結ぶベクトルである。また、式中ではＯＡ等の上に矢印がついているが、これはベクトルであることを表す記号である。２直線間の距離Ｎ(s、t)は、
【００６１】
【数４】
2008228966.tif 000006
【００６２】
である。式４をｓ及びｔで偏微分することで、２直線の最小距離を求めることができる。偏微分した結果の各係数を以下のようにすると、
【００６３】
【数５】
2008228966.tif 000007
【００６４】
２直線が最小になる場合の媒介変数ｓ、ｔは、以下の式６にて求めることができる。
【００６５】
【数６】
2008228966.tif 000008
【００６６】
式６を式４に代入することで、交点Ｎを求めることができる。このような演算処理によりＤＲ画像上の計算点の三次元座標値を求める（ステップ２１８（３））。本演算処理は、計算点の数だけ繰り返す。また求まった三次元座標値は、前述したデータ構造を用いて主記憶装置１２２に格納される。
【００６７】
このようにＤＲ画像に設定された三次元座標値が求まると、式１が成立するための式２に示される平行移動量及び回転量を求める処理が位置決め演算処理装置１２１にて実施される。まず、ＤＲＲ画像に設定された計算点の三次元座標値とその計算点と同一の番号を持つＤＲ画像に設定された計算点の三次元座標値の誤差Ｅを計算する。ここで、ＤＲ画像に設定された計算点の三次元座標値は式１を用いて座標変換されているものとする。また、Ｅは全ての計算点間の誤差である。Ｅの式を式７に示す。
【００６８】
【数７】
2008228966.tif 000009
【００６９】
ここで、添え字ｉはｉ番目のＤＲＲ画像及び座標変換されたＤＲ画像の計算点である。また、ＤＲＲ()の記法は、括弧の中にx、y、zが入ることによりそれぞれに対応した座標値成分となることを意味する。
【００７０】
誤差Ｅが最小になるように、式２の各移動量を求めることでベッド移動量を求める（ステップ２１８（４））。そして再び誤差Ｅを計算するというように繰り返し計算を実施する。そのため、誤差Ｅを最小にするためには、最小二乗法の様な最適化アルゴリズムを使用する。そして誤差Ｅが最小になったところでベッド移動量を求める処理が終了する。
【００７１】
ベッド移動量の算出が終了すると、ベッド位置決め装置１１５は、モニタ１１６上に操作者に対し移動量を表示し、またＤＲ画像を移動量に基づき座標変換し、座標変換後のＤＲ画像を画面上に表示する（ステップ２１８（５））。座標変換の演算はベッド位置決め演算処理装置１２１にて実施する。同様に、求まった移動量に基づきＤＲ画像上に入力及び設定された計算点に対してもベッド位置決め演算処理装置１２１にて座標変換処理を実施し、モニタ１１６上に表示する。そして操作者に対し、演算結果を承認するか否かを確認するためのＧＵＩによるダイアログボックス等を表示する。操作者がＧＵＩを通じ入力手段１１７を用いて演算結果を承認し、その指令をベッド位置決め演算処理装置１２１が受け取ると（ステップ２１８（６））、位置決め演算処理装置１２１は、ベッド移動量をベッド制御装置に送信する。また、操作者がＧＵＩを通じ不承認の指示を位置決め演算処理装置１２１に伝達した場合は、位置決め演算処理装置１２１はステップ２１７に戻り、操作者の指示を待つ。
[ＤＲ画像の保存]
ベッド移動量をベッドへと送信し終わりベッド位置決めが完了すると（ステップ２１９）、位置決め演算装置１１８はベッド位置決め演算処理装置１２１を用い、主記憶装置１２２上に存在するＤＲ画像とＤＲ画像上に設定された計算点とをＤＲ画像ファイルへと変換し、記憶装置１２０に書き込み保存する（ステップ２２０）。ファイルのフォーマットは、例えば図９に示すようなＤＲＲ画像ファイルと同様な形式を用いる。また、事前にＤＲ画像はベッド移動量に基づき座標変換されており、計算点も同様に座標変換されている。そして、ベッド位置決め演算装置１１８は生成したＤＲ画像ファイルを通信装置１１９を経由して画像データサーバ１０９へと送信し、画像データサーバ１０９では受信したＤＲ画像ファイルを記憶装置１１１に保存する（ステップ２２０〜ステップ２２２）。これら一連の処理の目的は、ベッド位置決め時の情報を検証及び確認するためであり、また翌日以降のベッド位置決め時にＤＲＲ画像の代わりにＤＲ画像を使用するためである。
【００７２】
一般に照射標的への照射は１回ではなく複数日にわけ複数回実施される。その際に、本実施例ではＤＲＲ画像とＤＲ画像とを用いることをこれまで説明したが、ＤＲＲ画像の代わりに画像データサーバ１０９へと保存した前述のＤＲ画像を用いることもできる（この画像を基準ＤＲ画像と呼ぶ）。その場合もベッド位置決め演算装置１１８はＤＲＲ画像に対して施す処理と同一の処理を基準ＤＲ画像に対して実施し、ベッド位置決め時に撮影したＤＲ画像を用いてベッド位置決め処理を実施する。
【００７３】
以上のように説明した本発明によれば、治療計画装置１０１にてＣＴ画像上に計算点を生成し、その座標値をベッド位置決めに使用するＤＲＲ画像ファイルに付加情報として付加し、さらにベッド位置決め演算装置１１８によりＤＲＲ画像を読み上げた際に計算点を自動的にモニタ１１６上に表示し、ＤＲ画像へも転送表示するので、操作者は第ＤＲＲ画像への計算点の入力を省略でき、ＤＲ画像への計算点の修正指示をするだけで済み、操作者の入力の手間を大幅に簡略化できる。また、操作者はＤＲ画像への計算点の修正指示のみで済むので、ベッド位置決めの精度維持、すなわち計算点の精度維持に応えるのが容易となり、ベッド位置決め時間も短縮できる。
【００７４】
また、初回以降のベッド位置決めに際しては、計算点を設定したＤＲＲ画像、或いはＤＲ画像ファイルに保存した計算点をＤＲ画像（基準ＤＲ画像）を用いることにより、初回のベッド位置決め時と同様、２種類の画像に対して計算点を入力する必要がなく、同様の効果が得られる。また、２種類の画像に対して計算点を入力する必要がないので、計算点の入力座標の再現性が向上し、位置決め精度を更に向上させることができる。
【００７５】
更に、ＤＲ画像上に設定した計算点もベッド位置決め終了後にＤＲ画像ファイルとして保存するため、ベッド位置決め後のベッド位置決めの精度や状態の妥当性の検証が容易になる。
【００７６】
本発明は説明した実施の形態に限らず実施が可能である。例えば、画像データサーバ１０９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、直接治療計画装置１０１とベッド位置決め装置１１５とが通信し、データファイルを交換しても良い。また、ＤＲ画像ファイルは、画像データサーバ１０９に保管せずにベッド位置決め演算装置１１８の記憶装置１２０に補完しても良い。さらに、治療計画装置１０１及びベッド位置決め演算装置１１８は１台の装置であってもかまわない。また、ネットワーク１２４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たとえばフレクシブルディスクやＣＤ−Ｒ等の大容量記憶媒体を用いても良い。
【００７７】
また、本発明の実施の形態では、ベッド位置決めを実施する際に、ベッド位置決め演算装置１１８にＤＲ画像データが読込まれると、ベッド位置決め演算装置１１８はモニタ１１６上にＤＲ画像を表示するとともに、ＤＲＲ画像上に設定されている計算点をＤＲ画像上にも自動で転写表示し、操作者はその計算点（第２計算点）を編集機能により目的位置に移動した。しかし、本発明において、ＤＲ画像上への計算点の転写表示は、自動でなく、操作者の入力手段１１７による指示によって行ってもよい。更に、ＤＲ画像上への計算点の転写表示は本発明に必須の機能ではなく、計算点を転写表示する代わりに、操作者が入力手段１１７を用いて入力してもよい。しかし、ＤＲ画像上に計算点を転写表示する場合の方が、操作者はＤＲ画像上への計算点の表示操作を省略できるので、その分、より入力の手間を減らすことができ、入力の煩雑さを低減できる。
【００７８】
本発明の実施の形態では、ＤＲＲ画像上に設定した計算点を移動すなわち編集及び変更することについては説明していないが、もちろん操作者の判断によりそのような編集及び変更も可能であり、この場合、ベッド位置決め演算装置１１８はＤＲＲ画像に対しても上記の計算点の編集機能を提供する。これは、治療計画装置１０１にて設定した計算点がベッド位置決め時に撮像したＤＲ画像の状態にそぐわなかった場合に使用される機能である。
【００７９】
また、本実施の形態では、治療計画装置１０１からベッド位置決め演算装置１１８に提供されるベッド位置決め用の画像はＤＲＲ画像であるが、計算点の座標値を渡すことが目的であることを考えると、ＣＴ画像データをそのままベッド位置決め演算装置１１８に提供してもかまわない。その場合、ＤＲＲ画像に計算点の座標値を付加したのと同様にＣＴ画像ファイルに対して計算点の座標値情報を付加する。
【００８０】
さらに、本実施の形態では照射標的内のマーカもしくは特徴点を用いることを前提としているが、これらはその両方を用いてもまた一方のみを用いてもかまわない。また、照射標的の周囲に治具を設置しそれをマーカとしてもよいし、照射標的の表面に例えばＸ線を透過させないようなシールのようなものを貼りそれをマーカとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる放射線治療用ベッド位置決めシステムの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係わる放射線治療用ベッド位置決めシステムにおける処理内容のデータの流れを示すフローである。
【図３】図２のステップ２０３，２０４，２１７，２１８の詳細を示すフローである。
【図４】ボクセルデータとなったＣＴ画像の三次元データの模式図及び本実施の形態で用いるボクセルデータに設定する座標系を示す図である。
【図５】計算点の座標値の算出方法を説明するための図である。
【図６】ＤＲＲ画像への三次元計算点の投影計算方法を模式的に示す図である。
【図７】計算点のデータ様式を示す図である。
【図８】計算点のデータ様式を示す図である。
【図９】ＤＲＲ画像データへの計算点等の付加データの付加方法を模式的に示す図である。
【図１０】ベッド位置決め装置のモニタ上におけるＤＲＲ画像及びＤＲ画像、操作領域の配置の一例を示す図である。
【図１１】二次元座標値を持つ計算点から三次元座標値を再構成する方法を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０１  治療計画装置
１０２  モニタ（第１表示装置）
１０３  入力手段
１０４  治療計画演算装置（第１画像ファイル生成装置）
１０５  通信装置
１０６  記憶装置
１０７  治療計画演算処理装置
１０８  主記憶装置
１０９  画像データサーバ
１１０  通信装置
１１１  記憶装置
１１２  データ演算処理装置
１１３  主記憶装置
１１４  Ｘ線画像撮像システム
１１５  ベッド位置決め装置（第２画像ファイル生成装置を含む）
１１６  モニタ（第２表示装置）
１１７  入力手段
１１８  ベッド位置決め演算装置
１１９  通信装置
１２０  記憶装置
１２１  ベッド位置決め演算処理装置
１２２  主記憶装置
１２３  ベッド制御装置
１２４  ネットワーク
７０１  第１ＤＲＲ画像表示領域
７０２  第２ＤＲＲ画像表示領域
７０３  第１ＤＲ画像表示領域
７０４  第２ＤＲ画像表示領域
７０５  操作パネル
【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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【図１１】
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