(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の複数のＸ線ＣＴ画像から３次元のボクセルデータを作成し、この３次元のボクセルデータを放射線源の仮想位置から透視したときの透過像を作成し、この透過像を前記被検体の放射線治療の計画に用いるようにしたＣＴシステムにおいて、
前記複数のＸ線ＣＴ画像のＣＴ値を前記透過像における前記被検体の骨を強調した非線形な変換データで変換することにより当該骨の部分のコントラストを強調しながら当該複数のＸ線ＣＴ画像から前記３次元のボクセルデータを作成する３次元データ作成手段と、
前記透視の方向に沿った前記ボクセルデータのＣＴ値の積算範囲を設定する積算範囲設定手段と、
前記３次元データ作成手段により作成された前記ボクセルデータを前記積算範囲設定手段により設定された積算範囲に応じて積算して前記被検体の骨の部分のコントラストを強調したボクセルデータを含む前記透過像を作成する透過像作成手段と、を備えたことを特徴とするＣＴシステム。
【請求項２】
被検体の複数のＸ線ＣＴ画像から３次元のボクセルデータを作成する３次元データ作成手段を備え、前記３次元のボクセルデータを放射線源の仮想位置から透視したときの透過像を作成し、この透過像を前記被検体の放射線治療の計画に用いるようにしたＣＴシステムにおいて、
前記透視の方向に沿った前記ボクセルデータのＣＴ値の積算範囲を設定する積算範囲設定手段と、
この積算範囲設定手段により設定された積算範囲に応じて前記ボクセルデータを積算して前記被検体の骨の部分のコントラストを強調したボクセルデータを含む前記透過像を作成する透過像作成手段と、を備えたことを特徴とするＣＴシステム。
【請求項３】
前記積算範囲設定手段は、前記３次元のボクセルデータに関する参照画像を表示する手段と、この参照画像で前記透視の方向における前記骨の部分を限定可能なＲＯＩを前記参照画像に重畳表示する手段とを備えた請求項２記載のＣＴシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、放射線治療の計画を立てる放射線治療計画の機能を有するＣＴシステムに係り、特に、放射線の照射範囲を決定したり、照射結果と照合したりするために透過像を用いるようにしたＣＴシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、癌などの病変部に放射線を照射する放射線治療が臨床の場で行われており、その有効性が認められている。
【０００３】
この放射線治療を行う放射線治療装置としては一般に、リニアアクセラレータが使われている。このリニアアクセラレータは、治療台に横たわった患者の患部に、加速電子線をターゲットに当てることにより発生する放射線（Ｘ線）を照射したり、加速電子線を直接照射したりするものである。
【０００４】
このような放射線治療装置を利用して治療するには、事前の種々の準備作業が必要になる。その第１段階は、例えばＸ線ＣＴスキャナにより疾患部の画像を取得することである。そして、第２段階では、その画像を用いて患部の位置，大きさ，形状，数などを正確に把握し、どのようなアイソセンタの位置及び線量分布，照射粒（視野，角度，門数など）を選択したら患部のみに的確に放射線を照射できるかを決める。さらに第３段階では、Ｘ線シミュレータにより決定したアイソセンタ，線量分布及び照射条件を使ってアイソセンタの設定，透視による患者位置決め，体表マーキング（アイソセンタ，照射野），及び決定した照射法によるシミュレーションが行われる。
【０００５】
このようにしてシミュレーションまでが完了すると、その後、通常、適宜な期間を置いて、放射線治療装置による治療に至る。この治療に先立ち、照合用透視画像で照射野を照合するとともに、患者に付いている体表マークの内、アイソセンタマークにより患者が位置決めされ、照射野マークによりコリメータの照射範囲が設定される。この後、実際の放射線治療が決められた照射法に従って行われる。
【０００６】
近年、癌治療に対する種々のアプローチがなされている中で根治療法、姑息療法として、放射線治療の意義が見直されてきており、より正確な患部の位置決め、より綿密な治療計画及びより高精度な治療が要求されつつある。
【０００７】
かかる現状において、治療計画を立てる場合、一般に、被検体のスキャノ像と再構成されたアキシャル像とを用いていた。つまり、スキャノ像又はそれと等価な像で病変部（ターゲット）に対する照射野を決め、線錐をアキシャル像で確認するというものであった。
【０００８】
Ｘ線ＣＴスキャナにより疾患部の画像を取得した場合、照射野を決めるための参照像としては、ＣＴ画像から再構成された透過像が多く使われる。透過像は治療用放射線源から見た画像（つまり、視線は１点から拡がる）であり、２次元の複数枚のＣＴ画像（断層像）から３次元ボクセルデータを中間的に形成し、この３次元ボクセルデータから透過像を作成している。また、アキシャル像としてはＣＴ画像が用いられる。
【０００９】
従来では透過像を作成する積算パスの長さは、図２２に示す如く、視線方向の被検体全体（全厚）に亘っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来手法に係る透過像にあっては、被検体の視線方向の全域（全厚）に亘った積算パスを使用しているため、例えば図２２の積算パスＰ１とＰ２の如く、位置決定の目印となる骨Ｂが体厚に占める割合が低いことがあり、そのような場合、骨Ｂを通るパスＰ１とそうでないパスＰ２との積算値にさほど大きな差が生じない（図２３参照）。このため、背景に対する骨Ｂのコントラストが低くなり、その位置の同定が困難になっており、透過像と患者部位の同定に骨や気管分岐点などの位置情報を用いることが難しく、位置決めの精度が低かった。
【００１１】
本発明は、上述した従来の透過像に係る問題を改善すべくなされたもので、目印となる骨や気管分岐点などの特定部位の体厚に占める割合が低くても、それらの特定部位の透過像上でのコントラストを上げることができ、精度の高い位置同定を可能にする放射線治療計画の機能を有するＣＴシステムを提供することを、その目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は次のように構成される。
【００１３】
本発明の請求項１によれば、被検体の複数のＸ線ＣＴ画像から３次元のボクセルデータを作成し、この３次元のボクセルデータを放射線源の仮想位置から透視したときの透過像を作成し、この透過像を前記被検体の放射線治療の計画に用いるようにしたＣＴシステムにおいて、前記複数のＸ線ＣＴ画像のＣＴ値を前記透過像における前記被検体の骨を強調した非線形な変換データで変換することにより当該骨の部分のコントラストを強調しながら当該複数のＸ線ＣＴ画像から前記３次元のボクセルデータを作成する３次元データ作成手段と、前記透視の方向に沿った前記ボクセルデータのＣＴ値の積算範囲を設定する積算範囲設定手段と、前記３次元データ作成手段により作成された前記ボクセルデータを前記積算範囲設定手段により設定された積算範囲に応じて積算して前記被検体の骨の部分のコントラストを強調したボクセルデータを含む前記透過像を作成する透過像作成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２によれば、被検体の複数のＸ線ＣＴ画像から３次元のボクセルデータを作成する３次元データ作成手段を備え、前記３次元のボクセルデータを放射線源の仮想位置から透視したときの透過像を作成し、この透過像を前記被検体の放射線治療の計画に用いるようにしたＣＴシステムにおいて、前記透視の方向に沿った前記ボクセルデータのＣＴ値の積算範囲を設定する積算範囲設定手段と、この積算範囲設定手段により設定された積算範囲に応じて前記ボクセルデータを積算して前記被検体の骨の部分のコントラストを強調したボクセルデータを含む前記透過像を作成する透過像作成手段と、を備えたことを特徴とする。
さらに、本発明の請求項３によれば、前記積算範囲設定手段は、例えば、前記３次元のボクセルデータに関する参照画像を表示する手段と、この参照画像で前記透視の方向における前記骨の部分を限定可能なＲＯＩを前記参照画像に重畳表示する手段とを備える。
【００１５】
【作用】
本発明では、複数のＸ線ＣＴ画像から３次ボクセルデータを作成する際、骨を強調した非線形な変換データで複数のＸ線ＣＴ画像のＣＴ値を変換したり、その３次元のボクセルデータから透過像を作成するときの透視の方向に沿ったＣＴ値の積算範囲をＲＯＩにより限定したりする。この結果、透過像に現れる骨の部位は、それが体厚に示す割合が小さい場合であっても、従来よりも格段にコントラストが高くなり、骨の部位を使って位置の同定が容易になる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例に係る放射線治療計画装置を備えた放射線治療システムの全体を図１〜図２０に基づいて説明する。
【００１７】
この放射線治療システム、図１に示すように、放射線治療に際し、画像取得から治療計画及び位置合わせ（シミュレーション）までを一貫して行うための放射線治療計画装置としての放射線治療計画用ＣＴシステム１と、この放射線治療計画用ＣＴシステム１で計画及びシミュレートされた治療計画データに従って放射線治療を行う放射線治療装置２とを備えるとともに、放射線治療装置２に内蔵された、後述するコリメータを自動制御するため、放射線治療計画用ＣＴシステム１と放射線治療装置２との間を信号伝送線としての信号線３により接続している。この信号線３の途中には、上記コリメータの開度をオペレータが実際の放射線治療時に微調整可能な照合記録装置４が介挿されている。さらに、放射線治療計画用ＣＴシステム１には、放射線の線量分布計算などの専門の演算処理を行う治療計画用専用処理装置５及び計画データを出力するレーザプリンタ６が伝送ライン７及び８を介して各々、接続されている。
【００１８】
これらの各構成要素の内、最初に、放射線治療計画用ＣＴシステム１（以下、単に「ＣＴシステム」という）から説明する。
【００１９】
このＣＴシステム１は、通常のＸ線ＣＴスキャナを応用して構成したものであって、図１に示す如く、ガントリ１１，寝台１２及び制御用のコンソール１３を備え、例えばＲ−Ｒ方式で駆動する装置である。寝台１２の上面には、その長手方向（Ｚ軸（体軸）方向）にスライド可能に支持された状態で天板１２ａが配設されており、その天板１２ａの上面に被検体Ｐが載せられる。天板１２ａは、電動モータ１３により代表されるスライド機構の駆動によって、ガントリ１１の診断用開口部ＯＰに進退可能に挿入される。
【００２０】
ガントリ１１は、その開口部ＯＰに挿入された被検体Ｐを挟んだ対向するＸ線管２０及びＸ線検出器２１を内蔵している（図２参照）。Ｘ線検出器２１で検出された透過Ｘ線に相当する微弱な電流信号は、図２に示す如くデータ収集部２２にてデジタル量に変換され、コンソール１３に送られる。図２中、符号２３はガントリ１１内のコリメータやフィルタを示し、符号２４はＸ線ファンを示している。
【００２１】
さらに、ガントリ１１の前面側、すなわち寝台１２側に位置するフロントカバー１１ａの内側に、アイソセンタをマーキングするときに作動させる３台の位置決め用のレーザ投光器２７ａ，２７ｂ，２７ｃが配設されている。
【００２２】
コンソール１３は図２に示すように、このＣＴシステム全体を統括する主制御部４０のほか、この主制御部４０から指令を受けて作動する寝台制御部４１，架台制御部４２を有し、内部バスを介して相互に接続されている。主制御部４０はまた、コンソール外部のＸ線制御器４３に接続され、Ｘ線制御器４３からの駆動信号に応じて作動する高電圧発生装置４４が備えられている。この高電圧発生装置４４で生成した高電圧がＸ線管２０に供給され、Ｘ線曝射が行われる。さらに、コンソール１３はデータ収集部２２の収集信号を受けて画像データを再構成する画像再構成部４５，画像データを記憶しておく画像メモリ４６，再構成画像を表示する表示器４７，及びオペレータが主制御部４０に指令を与えるための入力器４８を夫々備えている。各制御部及び制御器４０〜４３はコンピュータを搭載しており、予めそのメモリに格納されたプログラムに基づいて動作する。
【００２３】
コンソール１３の内部バスは更に、信号線の拡張ボード１３Ａに接続され、この拡張ボード１３Ａに前記投光器２７ａ〜２７ｃのマーカ照射位置を制御する投光器コントローラ４９が信号線５０を介して接続されるとともに、前記レーザプリンタ６及び照合記録装置４が信号線８，３を介して接続されている。
【００２４】
続いて放射線治療装置２を説明する。
【００２５】
放射線治療装置２（以下、単に「治療装置」という）は、本実施例ではＸ線を使って治療するもので、図１に示す如く、被検体Ｐを載せる治療台６０と、被検体Ｐの体軸（Ｚ）方向を回転軸として回転可能な架台６１と、この架台６１を回転可能に支持する架台支持体６２とを、コンソール６５を備えている。
【００２６】
治療台６０は、その上側に天板６０ａを備えている。治療台６０は内部の駆動機構により高さ調節可能であるから、これにより天板６０ａを上下動（Ｙ軸方向）させることができる。また、治療台６０は内部の別の駆動機構の駆動により、天板６０ａをその長手方向（Ｚ方向）及び横方向（Ｘ方向）に所定範囲で各々移動させることができるほか、更に別の駆動機構を作動させることで、天板支柱回転及びアイソセンタを中心とした回転が可能になっている。これらの治療台６０の動作は、被検体Ｐの天板６０ａ上の位置決め及び放射線照射のときに必要であり、コンソールからの制御信号により制御される。
【００２７】
一方、架台６１はクライストロンからの加速電子を偏向してターゲットに当て、そこから発生するＸ線ビームを被検体Ｐに照射する照射ヘッド６１ａを備えている。この照射ヘッド６１ａには、ターゲット、すなわち放射線源と照射口との間に、被検体Ｐの体表上の照射野を決めるマルチリーフ形のコリメータ６５が設置されている。
【００２８】
更に、架台支持体６２はその内蔵する駆動機構によって、架台６１全体を時計回り、反時計回りの何れにも回転可能になっている。この駆動機構の動作は図示しないコンソールからの制御信号に基づいて行われる。治療装置２のコンソールは、治療装置２全体を管理する主制御部、コリメータ制御部などを有する。
【００２９】
次に、本実施例の動作をフローチャートに従って説明する。
【００３０】
図３は、治療部位の画像取得のためのスキャンから治療計画までの全体の流れを示すもので、ＣＴシステム１のコンソール１３が中心に行う処理である。
【００３１】
まず、図３のステップ１０１にて投光器２７ａ〜２７ｂの各方向の位置がホームポジションにあることを確認し、ステップ１０２以降の治療計画のための処理に移行する。まず、ステップ１０２では、主制御部４０が寝台制御部４１、架台制御部４２、Ｘ線制御部４３に例えばヘリカルスキャンの指令を与えてスキャンを実行させると伴に、データ収集部２２の収集データに基づき、画像再構成部４５に画像再構成を指令する。これにより治療部位を含む３次元領域のＣＴ画像データが複数枚のアキシャル像データとして得られる。なお、このヘリカルスキャンに先立って治療部位のスキャノ像（透視像）が撮影される。
【００３２】
この一連のスキャン及びその再構成が終了したことがステップ１０３で判断されると、ステップ１０４に移行して線量分布計算が必要か否か判断される。この線量分布計算は、治療部位が臨床的にルーチン化されていないような新しい箇所であるときなどに、線量分布計算を確認的に行うことが多い。そこで、主制御部４０は入力器４８からのオペレータの指令情報に基づいて、かかる計算が指令されているか否か判断し、ＹＥＳの場合は、専用処理装置５に画像データをオンライン転送し、線量分布計算を指令する。この場合、専用処理装置５は指令された線量分布計算を行うと共に、この装置５を使ってアイソセンタや照射方法が決定される。この決定データは、後述するレーザマーキング時に再びＣＴシステム１側に取り込まれる。
【００３３】
ステップ１０４にてＮＯの判断のときは、線量分布計算を行わずに治療計画に入る。すなわち、ステップ１０５でＣＴシステムの対話機能を起動させ、ステップ１０６で治療計画方法を選択する。この実施例では、治療計画方法として、「スキャノプラン」と「オブリークプラン」の２通りが用意されており、ステップ１０７ａ又は１０７ｂでその何れかが選択されることになる。
【００３４】
スキャノプランはスキャノ画像の正面像（トップ像）及び側面像（サイド像）の何れか、或いは、両方を使用しアイソセンタを決定するものである（スキャノ画像が１枚の場合にはアイソセンタの上下方向の決定のため、アキシャル像は最低限１枚必要である）、これは子宮癌，喉頭癌などの定型照射（１門或いは対向２門）に好適な計画であり、治療装置２のコリメータ６５の制御情報も出力される。
【００３５】
さらに、治療計画方法の第２のプランであるオブリークプランを説明する。オブリークプランは、前述のスキャノプランでは計画が困難な場合に使用するもので、複数の標的（ターゲット）及び重要臓器をＲＯＩにて正確にトレースすることができる。また、複数のアキシャル像を用い仮想線源（任意角度、アキシャル面に線源回転平面があるものとする）からの透過像及び標的像を作成・表示し、ビーム照射、セーフティマージンが適切であるかどうかを的確に把握することができる。ここでは、多門照射及びコリメータの制御情報も出力される。
【００３６】
図４には、このオブリークプランの概要を示している。
【００３７】
まず、図１９のステップ１２０では、主制御部４０によって、計画に必要なアキシャル像及びスキャノ像が選択される。かかるオブリークプランではスキャノ像は体軸方向のアイソセンタの指定に用いられる。
【００３８】
次いで、ステップ１２１に移行し、ターゲット及び重要臓器のＲＯＩトレースが実施される。つまり、図５に示す如く、選択画像に対してターゲット及び重要臓器の位置・形状をマウスを使ってＲＯＩトレースする。
【００３９】
次いで、ステップ１２２で、（Ｘ−Ｙ）平面上のアイソセンタが指定される。つまり、（Ｘ−Ｙ）平面上（アキシャル面）のアイソセンタを決定するために、画像送りによってユーザが指定した画像上に、指定されたターゲット番号／重要臓器番号を持つＲＯＩ全てを重ね合せて表示する。ユーザはこの重ね合せたＲＯＩをもとにアイソセンタの場所を推定する（図６参照）。アイソセンタはターゲット番号と共にシステムに保存される。
【００４０】
次いで、ステップ１２３で、（Ｘ−Ｚ）平面上のアイソセンタが指定される。つまり、（Ｘ−Ｚ）平面（体軸方向の平面）のアイソセンタを決定するために、スキャノ像を表示する。このスキャノ像上には、ターゲット及び重要臓器の形状を重ね合せる。ユーザはこれらを参照して、大きなクロスＲＯＩをアイソセンタにセットする（図７参照）。このアイソセンターターゲット番号と共に保存される。
【００４１】
次いでステップ１２４に移行して、全ての画像上でアイソセンタＩ／Ｃが決定したか否か判断し、残っている画像があればステップ１２３，１２４を繰り返す。全てのアイソセンタＩ／Ｃが決定されたときは、ステップ１２５に移行し、仮想線源位置及びビーム角度が指定される。ここでの照射方法としては１門照射，対向２門照射，直角２門照射，及び多門照射が可能である。
【００４２】
次いで、ステップ１２６で、任意の方向に対する透過像が３次元断層像データから作成される。
【００４３】
仮想放射線源からビームが放射されたものと仮定し作成した画像を透過像（図８参照）という。この透過像を使用することで、治療時と幾何学的に同等の画像が得られる。治療装置の幾何学的な距離、ＳＡＤ(Source-to-axis-of radiationdistance)及びＳＩＤ（Source-to-image-receptor distance）が分かっていれば透過像を求めることができる（これらは「環境パラメータ」として設定されるべきものである）。
【００４４】
この透過像の作成手順を図９に基づいて説明する。
【００４５】
まず同図ステップ１２６−１では、透過像作成に必要な初期画像を表示器４７に図１０に示す如く例えば分割表示させる。ここではアキシャル像，サジタル像，コロナル像の３つを複数の３次元Ｘ線ＣＴ像から断面変換によって作成するようになっており、以下に説明する透過像作成のための積算範囲の限定は、仮想放射線源の照射方向に応じてアキシャル像，サジタル像，コロナル像の内の１つ，２つ，又は３つを適宜使って行う。本実施例では脊椎を含む画像であって、アキシャル像及びサジタル像を使って積算範囲の限定を行うもので、アキシャル像とサジタル像には積算範囲を示す線分ＲＯＩ；ＬU，ＬLが各々その初期位置に重畳表示されている（図１０参照）。これらの線分ＲＯＩ；ＬU，ＬLは入力器４８のマウスなどで透過像作成のための積算パス方向Ｐに移動可能であり、何れかの画像（例えばアキシャル像）上の線分ＲＯＩ；ＬU，ＬLを動かすと、他の画像（例えばサジタル像）上の対応するＲＯＩ；ＬU，ＬLも連動して動くように構成されている。
【００４６】
次いで、主制御部４０はステップ１２６−２でオペレータがマウスなどを介して画面上の「ＣＴ値変換」領域をクリックしたか否かを検知することで、ＣＴ値を変換するか否かを判断する。このＣＴ値変換は本発明の主題に係るもので、複数のＸ線ＣＴ画像から中間の３次元ボクセルデータを作成する途中で、予め骨の部分を強調したＣＴ画像を作っておこうとするものである。オペレータが図１１に示す如くクリックしており、ステップ１２６−２の判断でＹＥＳ（ＣＴ値を変換する）の場合、次いでステップ１２６−３で実際にＣＴ値変換を行う。このＣＴ値変換は、本実施例では内部メモリ上に予め記憶させた変換テーブルを用いて行うようになっており、その入力値（変換前のＣＴ値）対出力値（変換後のＣＴ値）の関係は図１４の曲線凸部に示す如く、骨などの関心のあるＣＴ値範囲ＲBONEに対してはその他のＣＴ値領域に比して大きい出力値の特性を持たせ、強調するようになっている。図１４の凸部領域ＲBONEは、入力ＣＴ値が例えば２００程度からその上の適宜な値に亘っている。
【００４７】
なお、ＣＴ値変換に使う変換テーブルは図１４に示す特性曲線のほか、図１５に示す変換特性を備えていてもよい。この図１５の場合、入力ＣＴ値が骨などに一般的に相当する「２００」未満の範囲では入力ＣＴ値−出力ＣＴ値の傾きを緩やかにし、しきい値である「２００」以上の範囲では曲線をステップ状にジャンプさせ且つその傾きを増している。これにより、骨などの「２００」以上のＣＴ値を持つ組織は強調される。
【００４８】
このようにＣＴ値変換が済むと、さらにステップ１２６−４にてアキシャル補間により中間の３次元ボクセルデータを作成する。
【００４９】
なお、ステップ１２６−２でＣＴ値変換を行わないと判断したときは、ステップ１２６−３，４の処理をスキップしてステップ１２６−５に入る。
【００５０】
次いでステップ１２６−５に移行し、主制御部４０は画像上の線分ＲＯＩ；ＬU，ＬLの位置を入力する。このとき、オペレータによりアキシャル像の線分ＲＯＩ；ＬU，ＬLが例えば図１２に示す如く、脊椎Ｂを挟む状態でその近傍まで互いに狭められたとすると、主制御部４０は次のステップ１２６−６の「線分ＲＯＩ移動か否か」の判断でＹＥＳ（移動した）と確定する。
【００５１】
この場合、ステップ１２６−７で、サジタル像上の線分ＲＯＩ；ＬU，ＬLも連動して動かす。そして、ステップ１２６−８にて、オペレータの入力情報に基づいてＲＯＩ位置が最終的に決定したか否かを判断し、ＮＯの場合はステップ１２６−５に戻る。ＹＥＳの場合、ステップ１２６−９に移行し、その決定位置情報を読み込んで透過像作成を行う積算（加算）範囲を演算する。この積算範囲Ｐｙは必要に応じて、脊椎Ｂを挟み且つ積算パス方向Ｐの狭い範囲に設定される。
【００５２】
次いで、ステップ１２６−１０に移行し、仮想線源を１点として透視した各パスのＣＴ値を、設定された積算範囲Ｐｙのみに亘って加算し、透過像のデータを作成する。
【００５３】
さらにステップ１２６−１１で、作成した透過像を確認のために表示器４７上に分割表示する。この様子を図１３に例示する。同図に示す如く、表示された透過像は、ＣＴ値変換され且つ積算範囲Ｐｙを脊椎Ｂの近傍の狭い領域に限定されているため、背景像に対する脊椎Ｂのコントラストは格段に明瞭になる。
【００５４】
最後に、主制御部４０はステップ１２６−１１で、画像メモリ４６の所定領域に透過像データを一旦格納して、透過像作成のための一連の処理を終り、主制御部４０は図４のステップ１２７にその処理を戻す。
【００５５】
この図９の一連の処理の流れを図１６に示す。
【００５６】
なお、図９に示した透過像の作成手順の中で、「ＣＴ値変換」と「積算範囲の決定」とに係る各々の手順を互いに入れ替え、先に「積算範囲の決定」を行うようにしてもよい。さらに、「ＣＴ値変換」と「積算範囲の決定」との内、何れか一方の処理に係る手順のみを行うようにプログラムを簡単化してもよい。この一方の処理のみを行う場合であっても、脊椎Ｂのコントラストは強調されることになる。
【００５７】
さらに、図９の処理において、積算範囲決定のために線分ＲＯＩを動かす際、一度ＣＴ値変換した複数のＣＴ断層像を使ってアキシャル像，サジタル像，コロナル像を再構成し、これらの画像を再表示するようにしてもよい。これにより、再表示した画像上のコントラストの改善した脊椎Ｂを観察しながら、積算範囲Ｐｙを線分ＲＯＩでより厳密に指定することができる。
【００５８】
一方、図４のステップ１２７では標的像が作成される。標的像はアイソセンタを含む面に平行な画像を言う（図１７参照）。この標的像はアイソセンタ面に平行な各断面での照射状況を的確に把握することができる。標的像はアイソセンタ面に水平な画像であるので、透過像と同様に仮想放射線源がどこにあるかによって、断面方向が決定される。ユーザはマウス或いは数値入力（仮想放射線源からの距離等）によって深さ方向の位置を指定し、その位置の標的像を得ることができる。更に、ステップ１２８では、透過像及び標的像上に、ターゲット及び重要臓器のトレース結果が合成され、照射範囲の確認が容易になされる。
【００５９】
なお、透過像及び標的像は３次元断層像データから断面変換により作成されるので、仮想線源の位置がＸ、Ｙ、Ｚ軸に対して斜めのときは、オブリーク像となる。
【００６０】
さらにステップ１２９では、照射野及びセーフティマージンが設定される。つまり、治療装置がマルチリーフ形のコリメータを装備しているので、図１８に示す如く、ターゲットの形状をそのまま照射野形状とし、合せてセーフティマージンを照射野形状の相似形とする。
【００６１】
次いでステップ１３０にて、透過像，標的像上で照射野を確認し、ステップ１３１で再設定の必要があるか否か判断する。再設定の場合、ステップ１２９に戻り、その必要が無いときは、ステップ１３２に移行し、アキシャル像上での線錐表示及びオブリーク像上での照射野表示を行って、照射野，ビーム角度，照射条件等のパラメータを確認する。この様子を図１９に示す。このアキシャル像及びオブリーク像上での線錐及び照射野形状表示の何れの場合にも、ターゲット番号と仮想放射線源を指定することにより表示が可能となる。
【００６２】
この後、上述した各種の処理をやり直す必要がある場合はステップ１３３でＹＥＳとなり、ステップ１２９の処理からやり直すことができる。そして、ステップ１３４の設定終了か否かの判断でＹＥＳとなると、ステップ１３５に移行し、設定したパラメータのデータをメモリに記憶する。
【００６３】
上述してきたように、スキャノプラン及びオブリークプランにより、アイソセンタの位置（３次元の位置データ）及び体表上での照射野形状（２次元の形状データ）が設定される。
【００６４】
そこで、主制御部４０はその処理を図３に戻し、ステップ１０８〜１１１に示す処理を行い、レーザ投光器２７ａ〜２７ｃを使ってマーキング作業を実施することになる。このマーキングは、決定したアイソセンタＩ／Ｃの位置を十字マーカが自動的に指示するように、投光器２７ａ〜２７ｃの位置及び寝台１１の天板１１ａの位置を制御することである。被検体Ｐの体表上に３つのマーカが照射されると、これらの位置にオペレータがマジック等で印を付し、通常、後日に行われる放射線治療に備えることになる。
【００６５】
続いて、治療装置２による放射線治療におけるコリメータ制御を図２０に基づいて説明する。ここでは、治療計画を立てるためのＣＴシステム１が治療装置２のコリメータ６５の開度を直接制御する。
【００６６】
まず、図２０のステップ１４０で、ＣＴシステム１の主制御部４０は、放射線治療を行うか否かを入力器４８からの操作情報に基づいて判断し、治療を行う場合（ＹＥＳ）、ステップ１４１〜１４３の処理を順次行う。
【００６７】
すなわち、ステップ１４１では、すでに決まっている照射野の形状データを画像メモリ４６から呼び出す。ステップ１４２では、コリメータ６５全体の角度及びリーフの制御モードを設定する。この角度は照射野形状の例えば長軸方向の傾きに合せて適宜な値が決められる。また、リーフ制御モードとしては「内接モード」，「外接モード」，「中点モード」などがある。
【００６８】
このようにコリメータ６５を制御する上でのデータが決まると、ステップ１４３に移行し、それらのデータを照合記録装置４に出力する。
【００６９】
照合記録装置４は照射野を設定した時期から実際の放射線治療までに時間が経過したことに伴う、照射野の微調整を主眼とするもので、例えば治療装置２に付加されている透視機構を使って治療直前に得られた透視画像と過去に設定されている照射野とを重畳に表示、オペレータの照合・判断をあおぐ。
【００７０】
そして、この照合の結果、例えば病変部が小さくなっているなどの場合、ステップ１４５の照合ＯＫか否かの判断でＮＯとなる。この場合、ステップ１４６にて、リーフの位置を微調整し、新しい修正データが照合記録装置４にて用意される。
【００７１】
このように最終的なコリメータ制御データが確立すると、ステップ１４７に移行してそれらのデータが治療装置２の主制御部まで伝送される。これを受けた主制御部は制御データに沿って各リーフの駆動機構を独立に駆動させる。
【００７２】
この結果、コリメータ６５の二組のリーフ群で形成される開口サイズ，形状は、設定した体表上の照射野にほぼ完全に一致し、内部に在る病変部に対してその後に行うＸ線照射範囲もほぼ完全に一致することになる。従って、その後、治療装置２により、計画された治療法に沿って放射線治療が実施される。治療対象の部位（即ちアイソセンタ及び照射野）が複数設定されている場合、各治療部位に対して同様のコリメータ制御データ設定，照合確認及びコリメータ自動制御を経て、放射線治療が実施される。
【００７３】
このように本実施例の放射線治療システムでは、従来、Ｘ線ＣＴ装置，放射線治療計画装置、更にはＸ線ＣＴシミュレータなどの複数台の装置を用いたところを、画像取得用のスキャナ機能，治療計画機能，及びシミュレータ機能の統合化に拠り、放射線治療計画用ＣＴシステム１台でそれらの殆どの機能及び作業を代替する構成となった。従って、従来の放射線治療システムに比べて、システム全体のハードウェア構成を小形化および簡素化することができ、著しい省スペース化が図られるとともに、設置や部屋のレイアウト変更などに伴う運搬も容易になる。
【００７４】
また、本実施例では図１６に概略的に示す如く、ＣＴ値変換及び透過像作成の積算範囲の限定を行って、骨や気管分岐点などの目印部位のコントラストが高まり、強調される。これにより、目印部位を使って患者の病変部を精度良く且つ簡単に同定することができ、また透過像とＸ線フィルムとを精度良く且つ簡単に照合でき、結局、治療計画における照射野設定の精度も高められる。また、目印位置の確認が容易になるため、患者さんの拘束時間を短縮できる。さらに、積算範囲を限定するときは、透過像作成の演算量も減るので、透過像の作成時間を大幅に短縮させ、治療計画そのものもより短時間で終わらせることができる。
【００７５】
なお、上記実施例ではオブリークプランと、より簡易なスキャノプランを併設した放射線治療計画用ＣＴシステムとしたが、必要に応じてオブリークプランの機能のみを設けるようにしてもよい。
【００７６】
また、上述したＣＴ値変換の処理は、図４のステップ１２２、１２３で使用する画像に適用することもでき、ＣＴ値変換した骨の強調されたアキシャル像、スキャノ像（その場合は、ＣＴ画像からのＭＰＲ像）上でアイソセンタを指定するようにしてもよい。
【００７７】
さらに、上記実施例の放射線治療装置はＸ線を線源とするとしたが、これに必ずしも限定されず、速中性子線やγ線など、他の線源を使用する治療装置であってもよい。
【００７８】
続いて図２１に基づいて本発明の透過像作成に係る変形例を説明する。同図には、透過像作成を専門に行う透過像作成装置のブロック図を示す。この透過像作成装置は、２台の第１，第２の高速演算プロセッサ２２０，２２１、第１〜第３のメモリ２２３〜２２４、入力器２２５、表示器２２６を備えている。第１のメモリ２２３には予め複数枚のＣＴ像が格納されている。入力器２２５は高速演算プロセッサ２２０，２２１に処理指令やその他の必要な情報を与えるとともに、表示器２２６に作成された透過像の表示を指令できる。第１の高速演算プロセッサ２２０は高速なＣＰＵを有しており、入力器２２５から処理が指令されると、第１のメモリ２２２から複数枚のＣＴ画像を読み出し、前述した実施例と同様にＣＴ値変換を施して３次元のボクセルデータを作成する、この３次元ボクセルデータは第２のメモリ２２３に格納される。なお、この第１の高速演算プロセッサ２２０はＣＴ値変換とともにアキシャル補間を行って空間内のデータを埋めるようにしてもよい。
【００７９】
第２の高速演算プロセッサ２２１も高速動作のＣＰＵを有し、入力器２２５からの処理指令に付勢されて動作する。すなわち、第２のメモリ２２３から３次元ボクセルデータを読み出して、与えられている視点，透視角度，透視範囲について、各透視線パスに沿ってＣＴ値を加算し、透過像データを作成する。この透過像データは第３のメモリ２２４に格納され、指令に応じて、表示器２２６に透過像が表示される。第２の高速演算プロセッサ２２１ではエッジ強調などのフィルタ処理を合わせて実行するようにしてもよい。
【００８０】
このように構成され機能する透過像作成装置にあっても、ＣＴ値変換によって、被検体の骨の部位が強調され、やはりその部位のコントラストが上がる。このため、この透過像作成装置を前述したＣＴシステムに一体又はオンラインで備えることで、前述と同様に透過像をも使った好適な放射線治療計画を立てることができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、照射範囲の決定や照射結果との照合に用いる透過像を作成する際、骨や気管分岐などの目印となる部位を強調する処理を付加するようにしたので、その目印部位の体厚に占める割合が低い場合であっても、目印部位の背景像に対するコントラストを従来よりも格段に上げることができ、高精度で且つ簡単な位置同定を行うことができ、強いては従来よりも精度の高い治療計画を立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る放射線治療システムの全体構成の概略図。
【図２】  放射線治療計画用ＣＴシステムの概略を示すブロック図。
【図３】  治療計画の全体の流れを示すフローチャート。
【図４】  オブリークプランの流れを示すフローチャート。
【図５】  オブリークプランを説明する説明図。
【図６】  オブリークプランを説明する説明図。
【図７】  オブリークプランを説明する説明図。
【図８】  オブリークプランを説明する説明図。
【図９】  透過像作成の流れを例示するフローチャート。
【図１０】  透過像作成の手順を説明するモニタ画面の図。
【図１１】  透過像作成の手順を説明するモニタ画面の図。
【図１２】  透過像作成の手順を説明するモニタ画面の図。
【図１３】  透過像作成の手順を説明するモニタ画面の図。
【図１４】  ＣＴ値変換の変換特性を示すグラフ。
【図１５】  ＣＴ値変換の別の変換特性を示すグラフ。
【図１６】  透過像作成の流れを模式的に説明する説明図。
【図１７】  オブリークプランを説明する説明図。
【図１８】  オブリークプランを説明する説明図。
【図１９】  オブリークプランを説明する説明図。
【図２０】  治療の際のコリメータの開度制御を示すフローチャート。
【図２１】  変形例に係る透過像作成装置の概略構成を示すブロック図。
【図２２】  従来例の透過像作成パスを説明する図。
【図２３】  従来の全厚積算による不都合を説明する図。
【符号の説明】
１  放射線治療計画用ＣＴシステム（ＣＴシステム）
１１  ガントリ
１２  寝台
１３  コンソール
４０  主制御部
４５  画像再構成部
４６  画像メモリ
４７  表示器
４８  入力器
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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