放射线治疗系统及其控制方法 【技术领域】
本发明的实施方式涉及能够实施放射线治疗的放射线治疗系统及其控制方法。背景技术 在放射线治疗中， 根据治疗计划时的摄像生成图像数据， 基于该图像数据生成治 疗计划数据。并且， 根据治疗前的摄像生成图像数据。进而， 将治疗前的图像数据和治疗计 划用的图像数据进行位置对准， 算出治疗前的图像数据相对于治疗计划用的图像数据的偏 移， 按照该偏移的量使治疗前摄像时的患者位置偏移而进行重新定位。在进行了重新定位 之后， 对患者的治疗部位照射放射线， 实施放射线治疗。
作为与本实施方式相关的现有技术， 可以列举日本特开 2010-69086 号公报。
然而， 根据现有技术， 以还包含与治疗无关的部位的两图像数据整体的浓淡 (CT 值、 图像浓度或亮度值等 ) 为基数进行位置对准， 因此， 难以考虑两图像数据内的脏器的移 动等， 有时无法高精度地对治疗部位等的关心区域进行位置对准。特别是在对肺和肝脏等
其他的胸部、 腹部脏器的照射中， 存在患部的呼吸性的动作， 因此， 有可能对治疗部位以外 的正常部位进行放射线照射。 附图说明
图 1 是示出第一实施方式的放射线治疗系统的一部分的外观图。
图 2 是示出第一实施方式的放射线治疗系统的整体的结构图。
图 3 是示出第一实施方式的放射线治疗系统的功能的框图。
图 4 是示意地示出基于治疗计划体数据的显示图像的一例的图。
图 5 是示意地示出基于治疗前体数据的显示图像的一例的图。
图 6 是示意地示出基于治疗计划体数据的 OAR 的轮廓的显示图像的一例的图。
图 7 是示出作为所需区域的 PTV 的一般的 DV 直方图的图。
图 8 是示出图 6 所示的作为所需区域的 OAR 的轮廓的 DV 直方图的一例的图。
图 9 是示意地示出基于治疗前体数据的 OAR 的轮廓的显示图像的一例的图。
图 10 是示出图 9 所示的作为所需区域的 OAR 的轮廓的 DV 直方图的一例的图。
图 11 是示出图 8 所示的 DV 直方图、 图 10 所示的 DV 直方图以及每个容积的差异 的图。
图 12 示出作为所需区域的 PTV 的一般的 DV 直方图的图。
图 13 是示出第一实施方式的放射线治疗系统的第一动作的流程图。
图 14 是示出第一实施方式的放射线治疗系统的第一动作的流程图。
图 15 是示出第一实施方式的放射线治疗系统的第二动作的流程图。
图 16 是示出第一实施方式的放射线治疗系统的第二动作的流程图。
图 17 是示出第二实施方式的放射线治疗系统的功能的框图。
图 18 是示意地示出基于治疗计划体数据的显示图像的一例的图。图 19 是示意地示出基于治疗前体数据的显示图像的一例的图。 图 20 是示意地示出基于位置对准后的治疗前体数据的显示图像的一例的图。 图 21 是示意地示出比较点的偏移的显示的第一例的图。 图 22 是示意地示出比较点的偏移的显示的第二例的图。 图 23 是示出本实施方式的放射线治疗系统的动作的流程图。 图 24 是示出本实施方式的放射线治疗系统的动作的流程图。具体实施方式
参照附图说明本实施方式的放射线治疗系统及其控制方法。
为了解决上述课题， 第一实施方式的放射线治疗系统具有 ： 承载被检体的承载单 元； 对上述被检体进行摄像的摄像单元 ； 区域设定单元， 其利用通过上述摄像单元对上述 被检体进行摄像而得到的第一图像数据和在上述摄像前对上述被检体进行摄像而得到的 第二图像数据分别设定对应的所需区域 ； 直方图生成单元， 该直方图生成单元分别生成上 述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射 线剂量容积直方图 ； 差异运算单元， 该差异运算单元算出上述第一图像数据的所需区域的 射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图的差异 ； 以及 告知单元， 在判断为上述差异大于阈值的情况下， 该告知单元对外部进行告知。
为了解决上述课题， 第一实施方式的放射线治疗系统的控制方法利用对被检体进 行摄像而得到的第一图像数据和在上述摄像前对上述被检体进行摄像而得到的第二图像 数据分别设定对应的所需区域， 分别生成上述第一图像数据的所需区域的射线剂量容积直 方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图， 算出上述第一图像数据的所 需区域的射线剂量容积直方图和上述第二图像数据的所需区域的射线剂量容积直方图的 差异， 在判断为上述差异大于阈值的情况下， 对外部进行告知。
为了解决上述课题， 第二实施方式的放射线治疗系统具有 ： 承载被检体的承载单 元； 对上述被检体进行摄像的摄像单元 ； 存储按照放射线治疗计划对上述被检体进行摄像 而得到的第一图像数据的图像存储单元 ； 区域存储单元， 其存储上述第一图像数据中所包 含的所需区域的位置信息 ； 图像位置对准单元， 其使用上述所需区域的位置信息， 对上述第 一图像数据与在放射线治疗前通过上述摄像单元对上述被检体进行摄像而得到的第二图 像数据进行位置对准。
为了解决上述课题， 第二实施方式的放射线治疗系统的控制方法设定按照放射线 治疗计划对被检体进行摄像而得到的第一图像数据所包含的所需区域的位置信息， 使用上 述位置信息， 对上述第一图像数据与在放射线治疗前通过摄像单元对上述被检体进行摄像 而得到的第二图像数据进行位置对准。
( 第一实施方式 )
图 1 是示出第一实施方式的放射线治疗系统的一部分的外观图。图 2 是示出第一 实施方式的放射线治疗系统的整体的结构图。
图 1 和图 2 示出第一实施方式的放射线治疗系统 1。放射线治疗系统 1 由控制台 10、 摄像装置 20、 卧台装置 30、 治疗计划装置 40 以及放射线治疗装置 ( 线性加速器 ： 根据治 疗计划数据照射放射线来进行治疗的放射线治疗装置 )50 构成。如图 1 所示， 摄像装置 20、 卧台装置 30 以及放射线治疗装置 50 通常设于检查室。 而控制台 10 通常设置于与检查室相邻的控制室。治疗计划装置 40 设置于检查室和控制 室的外侧。另外， 治疗计划装置 40 既可以设置于控制室， 也可以是与控制台 10 一体的装 置。并且， 作为摄像装置 20 的代表例， 可以列举 X 射线 CT 装置、 MRI(magnetic resonance imaging ： 磁共振成像 ) 装置、 X 射线装置等。以下， 作为摄像装置 20， 对使用 X 射线 CT 装置 20a 的情况进行说明。
如图 2 所示， 放射线治疗系统 1 的控制台 10 以计算机为基体而构成， 能够与未图 示的医院基干的 LAN(local area network ： 局域网 ) 等网络相互通信。控制台 10 大体上 由 CPU(central processing unit ： 中央处理器 )11、 主存储器 12、 图像存储器 13、 HDD(hard disc drive ： 硬盘驱动器 )14、 输入装置 15 以及显示装置 16 等基本的硬件构成。CPU 11 经 由作为共用信号传输路径的总线而与构成控制台 10 的各硬件构成要素相互连接。另外， 控 制台 10 也可以具备记录介质驱动器。
CPU 11 是具有如下结构的控制装置 ： 由半导体构成的电子电路被封入到具有多 个端子的封装中的集成电路 (LSI) 的结构。当医师等操作者对输入装置 15 进行操作等而 输入指令时， CPU 11 执行在主存储器 12 中存储的程序。或者， CPU 11 将在 HDD 14 中存储 的程序、 从网络转送而安装到 HDD 14 中的程序、 或从装配于记录介质驱动器 ( 未图示 ) 的 记录介质读取而安装到 HDD 14 中的程序加载到主存储器 12 中来执行。 主存储器 12 是具有如下结构的存储装置 ： 兼具 ROM(read only memory ： 只读 存储器 ) 和 RAM(random access memory ： 随机存取存储器 ) 等要素。主存储器 12 存储 IPL(initial program loading ： 初始程序加载 )、 BIOS(basic input/output system ： 基本 输入输出系统 ) 以及数据， 用于 CPU 11 的工作存储器及数据的暂时存储。
图像存储器 13 是存储作为二维图像数据的切片数据、 作为三维图像数据的治疗 计划体数据及治疗前体数据等的存储装置。
HDD 14 是具有以不可装卸的方式内置有涂布或镀敷磁性体而得到的金属的 盘 的 结 构 的 存 储 装 置。HDD 14 是 存 储 安 装 到 控 制 台 10 的 程 序 ( 除 应 用 程 序 外 还 包 括 OS(operating system ： 操作系 统 ) 等 )、 数据 等的 存储 装置。 并且， 对 OS 可以提 供 GUI(graphical user interface ： 图形用户界面 )， 在该 GUI 中， 对手术操作者等操作者的 显示装置 16 的信息的显示多使用图形， 能够利用输入装置 15 进行基础的操作。
输入装置 15 是操作者能够操作的指示设备， 遵循操作的输入信号被输送至 CPU 11。
显示装置 16 包括未图示的图像合成电路、 VRAM(video random access memory ： 视 频随机存取存储器 ) 以及显示器等。图像合成电路生成将各种参数的文字数据等合成到图 像数据上的合成数据。 VRAM 将合成数据作为显示于显示器的显示图像数据而展开。 显示器 由液晶显示器或 CRT(cathode ray tube ： 阴极射线管 ) 等构成， 将显示图像数据作为显示 图像依次显示。
控制台 10 控制 X 射线 CT 装置 20a、 卧台装置 30 以及放射线治疗装置 50 的动作。 并且， 控制台 10 对从 X 射线 CT 装置 20a 的 DAS 24 输入的原始数据进行对数变换处理或灵 敏度校正等校正处理 ( 前处理 ) 而生成投影数据， 基于投影数据生成作为二维图像数据的 切片数据或作为三维图像数据的体数据。
为了显示患者 ( 被检体 )O 的包括癌、 肿瘤等治疗部位的区域的图像数据， 放射线 治疗系统 1 的 X 射线 CT 装置 20a 对包括治疗部位的区域进行摄像。 X 射线 CT 装置 20a 中设 有作为放射线源的 X 射线管 21、 光圈 22、 X 射线检测器 23、 DAS(data acquisition system ： 数据采集系统 )24、 旋转部 25、 高电压供给装置 26、 光圈驱动装置 27、 旋转驱动装置 28 以及 摄像控制器 29
X 射线管 21 根据从高电压供给装置 26 供给的管电压使电子射线与金属制的对阴 极碰撞， 由此产生制动 X 射线， 使 X 射线朝向 X 射线检测器 23 照射。通过从 X 射线管 21 照 射的 X 射线， 形成扇形波束 X 射线或锥形波束 X 射线。
光圈 22 通过光圈驱动装置 27 调整从 X 射线管 21 照射的 X 射线的照射范围。即， 通过利用光圈驱动装置 27 调整光圈 22 的开口， 从而能够变更 X 射线照射范围。
X 射线检测器 23 是矩阵状、 即在通道方向具有多个通道、 在切片方向具有多列 X 射 线检测元件的二维阵列型的 X 射线检测器 23( 也称为多切片型检测器 )。X 射线检测器 23 的 X 射线检测元件对从 X 射线管 21 照射的 X 射线进行检测。
DAS 24 对 X 射线检测器 23 的各 X 射线检测元件检测到的透射数据的信号进行放 大而将其转换为数字信号。DAS 24 的输出数据经由摄像控制器 29 供给至控制台 10。 旋转部 25 将 X 射线管 21、 光圈 22、 X 射线检测器 23 以及 DAS 24 作为一体而保持。 旋转部 25 能够在使 X 射线管 21 和 X 射线检测器 23 对置的状态下使 X 射线管 21、 光圈 22、 X 射线检测器 23 以及 DAS 24 作为一体地绕患者 O 旋转。另外， 将与旋转部 25 的旋转中心 轴线平行的方向定义为 z 轴方向， 将与该 z 轴方向正交的平面定义为 x 轴方向、 y 轴方向。
高电压供给装置 26 通过摄像控制器 29 的控制， 将 X 射线的照射所需的电力供给 至 X 射线管 21。
光圈驱动装置 27 具有通过摄像控制器 29 的控制来调整光圈 22 的 X 射线的切片 方向的照射范围的机构。
旋转驱动装置 28 具有通过摄像控制器 29 的控制以使旋转部 25 在维持其位置关 系的状态下绕空洞部旋转的方式使旋转部 25 旋转的机构。
摄像控制器 29 由 CPU 和存储器构成。摄像控制器 29 进行 X 射线管 21、 X 射线检 测器 23、 DAS 24、 高电压供给装置 26、 光圈驱动装置 27 以及旋转驱动装置 28 等的控制， 由 此伴随卧台装置 30 的动作执行扫描。
放射线治疗系统 1 的卧台装置 30 具备顶板 31、 顶板驱动装置 32 以及卧台控制器 39。
顶板 31 能够承载患者 O。顶板驱动装置 32 具有通过卧台控制器 39 的控制使顶板 31 沿 y 轴方向升降移动的机构、 使顶板 31 沿 z 轴方向进退移动的机构、 以及使顶板 31 以 y 轴方向为轴进行旋转的机构。
卧台控制器 39 由 CPU 和存储器构成。卧台控制器 39 通过进行顶板驱动装置 32 等的控制， 从而伴随 X 射线 CT 装置 20a 的动作执行扫描。并且， 卧台控制器 39 通过进行顶 板驱动装置 32 等的控制， 从而伴随放射线治疗装置 50 的动作执行放射线治疗。
放射线治疗系统 1 的治疗计划装置 40 根据使用 X 射线 CT 装置 20a 摄像而通过控 制台 10 生成的切片数据和体数据， 生成用于通过放射线治疗装置 50 进行放射线治疗的治 疗计划数据。在基于由治疗计划装置 40 生成的治疗计划数据的控制台 10 的控制下， 通过
放射线治疗装置 50 对患者 O 的诊疗部位照射放射线。治疗计划装置 40 以计算机为基体构 成， 能够与未图示的医院基干的 LAN 等网络相互通信。 治疗计划装置 40 大体上由 CPU41、 主 存储器 42、 治疗计划存储器 43、 HDD 44、 输入装置 45 以及显示装置 46 等基本的硬件构成。 CPU 41 经由作为共用信号传输路径的总线而与构成治疗计划装置 40 的各硬件构成要素相 互连接。另外， 治疗计划装置 40 也可以具备记录介质驱动器。
CPU 41 的结构与控制台 10 的 CPU 11 的结构相同。当操作者对输入装置 45 进行 操作等而输入指令时， CPU 41 执行在主存储器 42 中存储的程序。 或者， CPU 41 将在 HDD 44 中存储的程序、 从网络转送而安装到 HDD 44 中的程序、 或从装配于记录介质驱动器 ( 未图 示 ) 的记录介质读取而安装到 HDD 44 中的程序加载到主存储器 42 中来执行。
主存储器 42 的结构与控制台 10 的主存储器 12 的结构相同。主存储器 42 存储 IPL、 BIOS 以及数据， 用于 CPU 41 的工作存储器及数据的暂时存储。
治疗计划存储器 43 是存储治疗计划数据的存储装置。
HDD 44 的结构与控制台 10 的 HDD 14 的结构相同。
输入装置 45 的结构与控制台 10 的输入装置 15 的结构相同。
显示装置 46 的结构与控制台 10 的显示装置 16 的结构相同。 治疗计划装置 40 根据由 X 射线 CT 装置 20a 生成的图像数据， 求出患者 O 的治疗 部位的位置及治疗部位的形状， 确定应照射于治疗部位的放射线 (X 射线、 电子射线、 中子 射线、 质子射线或重粒子射线等 ) 及其能量、 射野。
放射线治疗系统 1 的放射线治疗装置 50 一般能够产生 MV 级的放射线。放射线治 疗装置 50 在放射线的发生口部分设置光圈 ( 准直器 )， 通过光圈实现基于治疗计划的照射 形状和射线剂量分布。近年来， 作为光圈大多使用能够通过多个可动叶片形成与复杂的肿 瘤的形状对应的射线剂量分布的多叶准直器 (MLC)。 放射线治疗装置 50 通过由光圈形成的 射野调整放射线的照射量， 使患者 O 的治疗部位消失或缩小。另外， X 射线 CT 装置 20a、 卧 台装置 30 以及放射线治疗装置 50 的组合称为 “线性加速器 CT”
放射线治疗装置 50 具备作为放射线源的放射线源 51、 光圈 52、 臂部 55、 高电压供 给装置 56、 光圈驱动装置 57、 旋转驱动装置 58 以及治疗控制器 59。
放射线源 51 根据从高电压供给装置 56 供给的管电压产生放射线。
光圈 52 通过光圈驱动装置 57 调整从放射线源 51 照射的放射线的照射范围。即， 通过光圈驱动装置 57 调整光圈 52 的开口， 由此能够变更放射线的照射范围。
臂部 55 将放射线源 51 和光圈 52 作为一体保持。臂部 55 构成为能够使放射线源 51 和光圈 52 作为一体地绕患者 O 旋转。
高电压供给装置 56 通过治疗控制器 59 的控制， 将放射线的照射所需的电力供给 至放射线源 51。
光圈驱动装置 57 具有通过治疗控制器 59 的控制调整光圈 52 的放射线的照射范 围的机构。
旋转驱动装置 58 具有通过治疗控制器 59 的控制使臂部 55 以臂部 55 和支承部的 连接部为中心旋转的机构。
治疗控制器 59 由 CPU 和存储器构成。治疗控制器 59 根据由治疗计划装置 40 生 成的治疗计划数据进行放射线源 51、 高电压供给装置 56 以及光圈驱动装置 57 等的控制， 由
此伴随卧台装置 30 的动作执行用于治疗的放射线的照射。
图 3 是示出第一实施方式的放射线治疗系统 1 的功能的框图。
控制台 10 的 CPU 11 和治疗计划装置 40 的 CPU 41 执行程序， 从而如图 3 所示， 放 射线治疗系统 1 作为摄像执行部 61、 图像数据生成部 62、 治疗计划数据生成部 63、 接口部 64、 轮廓设定部 65、 接口部 66、 DVH(dose volume histogram ： 射线剂量容积直方图 ) 运算部 67、 射线剂量差异运算部 68、 阈值判断部 69、 告知控制部 70 以及治疗执行部 71 发挥功能。 另外， 放射线治疗系统 1 的构成要素 61 至 71 的全部或一部分可以作为硬件设于放射线治 疗系统 1 中。
控制台 10 的摄像执行部 61 具有这样的功能 ： 控制 X 射线 CT 装置 20a 的摄像控制 器 29 和卧台装置 30 的卧台控制器 39 的动作， 在用于治疗计划时执行包含患者 O 的治疗部 位的区域的摄像。并且， 摄像执行部 61 具有这样的功能 ： 控制 X 射线 CT 装置 20a 的摄像控 制器 29 和卧台装置 30 的卧台控制器 39 的动作， 在治疗计划后、 例如在治疗前， 执行包含患 者 O 的治疗部位的区域的摄像。
控制台 10 的图像数据生成部 62 具有这样的功能 ： 通过摄像执行部 61 对 X 射线 CT 装置 20a 取得的透射数据实施图像重建处理等处理， 生成作为二维图像数据的切片数 据。 并且， 图像数据生成部 62 具有这样的功能 ： 基于与多个切片相当的切片数据， 生成作为 三维图像数据的体数据。具体而言， 图像数据生成部 62 通过治疗计划用的摄像生成切片数 据， 并生成治疗计划装置 40 作出的治疗计划用的体数据 ( 治疗计划体数据 )VP。 另一方面， 图像数据生成部 62 通过放射线治疗装置 50 的治疗前的摄像来生成切片数据， 并生成治疗 前的体数据 ( 治疗前体数据 )VQ。通过图像数据生成部 62 生成的体数据 VP、 VQ 分别存储 到图像存储器 13 等存储装置。
图 4 是示意性地示出基于治疗计划体数据 VP 的显示图像的一例的图。图 5 是示 意性地示出基于治疗前体数据 VQ 的显示图像的一例的图。
图 4 示出基于治疗计划体数据 VP 的显示图像。图 5 示出基于治疗前体数据 VQ 的 显示图像。比较图 4 所示的显示图像和图 5 所示的显示图像， 可知在体数据 VP、 VQ 之间相 当于患者 O 内的构造物的构造物像产生有偏移。
图 3 所示的治疗计划装置 40 的治疗计划数据生成部 63 具有这样的功能 ： 根据图 像存储器 13 中存储的治疗计划体数据 VP 考虑患者 O 的身体轮廓和患部区域等， 来设定照 射方向、 门数及放射线强度等照射条件以设定治疗计划， 由此， 生成治疗计划数据。治疗计 划数据生成部 63 在生成治疗计划数据时， 根据治疗计划体数据 VP， 设定所需区域、 例如不 照射放射线的 OAR(organ at risk ： 危及器官 ) 的轮廓 SP。例如， 治疗计划数据生成部 63 经由接口部 64 设定 OAR 的轮廓 SP。由治疗计划数据生成部 63 设定的 OAR 的轮廓 SP 是三 维的位置信息。治疗计划数据生成部 63 在设定 OAR 的轮廓 SP 的情况下， 可以仅设定一个 OAR 的轮廓 SP1， 也可以设定多个 OAR 的轮廓 SP1、 SP2、 ...。并且， 治疗计划数据生成部 63 在生成治疗计划数据时， 有时也设定比较点 ( 等中心 (isocentre))。图 6 中示意地示出基 于治疗计划体数据 VP 的 OAR 的轮廓 SP 的显示图像的一例。
并且， 治疗计划数据生成部 63 在生成治疗计划数据时， 根据设定的 OAR 的轮廓 SP， 算出 OAR 的 DV 直方图 HP。由治疗计划数据生成部 63 算出的 DV 直方图是将所需区域的射 线剂量与容积的关系图形化的图， 用于多个治疗计划数据的比较评价等。图 7 示出作为所需区域的 OAR( 直肠和胆囊 ) 的一般的 DV 直方图。并且， 图 8 示出图 6 所示的作为所需区 域的 OAR 的轮廓 SP 的 DV 直方图 HP 的一例。
另外， 治疗计划数据生成部 63 作为基于由构成放射线治疗系统 1 的 X 射线 CT 装 置 20a 生成的治疗计划体数据 VP 来生成治疗计划数据的部分而进行了说明， 但不限于此情 况。治疗计划数据生成部 63 有时也基于由放射线治疗系统 1 的外部的摄像装置生成的治 疗计划体数据来生成治疗计划数据。由治疗计划数据生成部 63 生成的治疗计划数据存储 到治疗计划存储器 43 等存储装置。
治疗计划装置 40 的接口部 64 是 GUI 等接口， 能够将基于治疗计划体数据 VP 的显 示图像显示于显示装置 46， 并经由操作者操作的输入装置 45 在显示图像上选择 OAR 的轮廓 SP。
控制台 10 的轮廓设定部 65 具有这样的功能 ： 基于存储在图像存储器 13 中的治疗 前体数据 VQ， 设定与治疗计划存储器 43 中存储的 OAR 的轮廓 SP 对应的 OAR 的轮廓 SQ。例 如， 轮廓设定部 65 经由接口部 66 设定 OAR 的轮廓 SQ。或者， 轮廓设定部 65 对体数据 VP、 VQ 进行位置对准， 来设定与治疗计划存储器 43 中存储的 OAR 的轮廓 SP 对应的 OAR 的轮廓 SQ。位置对准方法可以是以体数据 VP、 VQ 内的 CT 值 ( 图像浓度或亮度值等 ) 的差异变小 的方式对体数据 VP、 VQ 整体进行位置对准的方法， 也可以是利用要与体数据 VP、 VQ 的变形、 移动对应的所谓 “非刚体” 对体数据 VP、 VQ 整体进行位置对准的方法。 轮 廓 设 定 部 65 在 设 定 OAR 的 轮 廓 SQ 的 情 况 下， 在 仅 设 定 了 一 个 OAR 的 轮 廓 SP(SP1) 时， 仅设定一个 OAR 的轮廓 SQ(SQ1)， 在设定了多个 OAR 的轮廓 SP(SP1、 SP2、 ...) 时， 设定多个 OAR 的轮廓 SQ(SQ1、 SQ2、 ...)。图 9 示意地示出基于治疗前体数据 VQ 的 OAR 的轮廓 SQ 的显示图像的一例。
控制台 10 的接口部 66 是 GUI 等接口， 能够将基于图像存储器 13 中存储的治疗前 体数据 VQ 的显示图像显示于显示装置 16， 并经由操作者操作的输入装置 15 在显示图像上 选择轮廓 SQ。
控制台 10 的 DVH 运算部 67 具有这样的功能 ： 基于由轮廓设定部 65 设定的 OAR 的 轮廓 SQ 算出 OAR 的 DV 直方图 HQ。由 DVH 运算部 67 算出的 OAR 的 DV 直方图 HQ 经由接口 部 66 显示于显示装置 16。图 10 示出图 9 所示的 OAR 的轮廓 SQ 的 DV 直方图 HQ 的一例。
控制台 10 的射线剂量差异运算部 68 具有这样的功能 ： 基于治疗计划存储器 43 中 存储的 DV 直方图 HP 和由 DVH 运算部 67 算出的 DV 直方图 HQ， 算出同一容积下的射线剂量 的差异 D。即， 射线剂量差异运算部 68 针对每个 DV 直方图 HP、 HQ 的容积算出差异 D。图 11 示出图 8 所示的 DV 直方图 HP、 图 10 所示的 DV 直方图 HQ 及每个容积的差异 D。
控制台 10 的阈值判断部 69 具有这样的功能 ： 判断由射线剂量差异运算部 68 算出 的每个容积的差异 D 是否为阈值以下。例如， 阈值判断部 69 判断每个容积的差异 D 中的最 大差异 Dmax( 图 11 所示 ) 是否为阈值以下。当最大差异 Dmax 大于阈值时， 治疗计划体数 据 VP 生成时 ( 摄像时 ) 的患者 O 的位置和治疗前体数据 VQ 生成时 ( 摄像时 ) 的患者 O 的 位置存在大幅差异， 因此， 若继续利用放射线治疗装置 50 照射放射线， 实际上是将放射线 照射至与治疗计划不同的位置。
告知控制部 70 具有这样的功能 ： 当由阈值判断部 69 判断为最大差异 Dmax 大于阈 值时向操作者告知异常。例如， 阈值判断部 69 经由显示装置 16 向操作者告知异常。
控制台 10 的治疗执行部 71 具有这样的功能 ： 当由告知控制部 70 判断为差异 D 为 阈值以下的情况下， 控制放射线治疗装置 50 的治疗控制器 59 和卧台装置 30 的卧台控制器 39 的动作， 执行患者 O 的治疗部位的治疗。
另外， 由治疗计划数据生成部 63 和轮廓设定部 65 设定的所需区域的轮廓 SP 不限 于 OAR 的轮廓 SP 的情况。由治疗计划数据生成部 63 和轮廓设定部 65 设定的所需区域的 轮廓 SP 也可以是作为治疗部位的 PTV(planning target volume ： 计划靶体积 ) 的轮廓 SP。 图 12 示出作为所需区域的 PTV 的一般的 DV 直方图。
接着， 使用图 13 和图 14 所示的流程图说明第一实施方式的放射线治疗系统 1 的 第一动作。
当患者 O 位于放射线治疗系统 1 的卧台装置 30 的顶板 33 上时， 放射线治疗系统 1 控制卧台装置 30 的卧台控制器 39 的动作， 而将顶板 33 插入 X 射线 CT 装置 20a 的开口部。 接着， 如图 13 所示， 放射线治疗系统 1 控制 X 射线 CT 装置 20a 的摄像控制器 29 的动作， 在 治疗计划用时执行包含患者 O 的治疗部位的区域的摄像 ( 步骤 ST1)。接着， 放射线治疗系 统 1 对 X 射线 CT 装置 20a 在步骤 ST1 中取得的透射数据实施图像重建处理等处理， 从而生 成作为二维图像数据的切片数据， 并基于与多个切片相当的切片数据生成作为三维图像数 据的治疗计划体数据 VP( 步骤 ST2)。在步骤 ST2 中生成的治疗计划体数据 VP 存储到图像 存储器 13 等存储装置中 ( 步骤 ST3)。 放射线治疗系统 1 根据在步骤 ST3 中存储于图像存储器 13 的治疗计划体数据 VP， 考虑患者 O 的身体轮廓和患部区域等来设定照射方向、 门数及放射线强度等照射条件而设 定治疗计划， 由此， 生成治疗计划数据 ( 步骤 ST4)。放射线治疗系统 1 在步骤 ST4 中， 根据 治疗计划体数据 VP， 设定作为所需区域的 OAR 的轮廓 SP( 步骤 ST4a)。并且， 放射线治疗系 统 1 在步骤 ST4 中算出由步骤 ST4a 设定的 OAR 的轮廓 SP 的 DV 直方图 HP( 步骤 ST4b)。在 步骤 ST4 中生成的治疗计划数据存储于治疗计划存储器 43 等存储装置 ( 步骤 ST5)。
当在步骤 ST1 中结束了患者 O 的包括治疗部位的区域的摄像时， 放射线治疗系统 1 控制卧台装置 30 的卧台控制器 39 的动作， 使顶板 33 从 X 射线 CT 装置 20a 的开口部退出。 接着， 患者 O 从放射线治疗系统 1 的卧台装置 30 的顶板 33 上下来。
在利用放射线治疗装置 50 实施治疗之前， 患者 O 位于放射线治疗系统 1 的卧台装 置 30 的顶板 33 上时， 放射线治疗系统 1 控制卧台装置 30 的卧台控制器 39 的动作， 从而将 顶板 33 插入 X 射线 CT 装置 20a 的开口部。接着， 如图 14 所示， 放射线治疗系统 1 控制 X 射线 CT 装置 20a 的摄像控制器 29 的动作， 在治疗前， 执行患者 O 的包括治疗部位的区域的 摄像 ( 步骤 ST11)。接着， 放射线治疗系统 1 对 X 射线 CT 装置 20a 在步骤 ST1 中取得的透 射数据实施图像重建处理等处理， 从而生成作为二维图像数据的切片数据， 并基于与多个 切片相当的切片数据生成作为三维图像数据的治疗前体数据 VQ( 步骤 ST12)。在步骤 ST12 中生成的治疗前体数据 VQ 存储到图像存储器 13 等存储装置中 ( 步骤 ST13)。
放射线治疗系统 1 根据在步骤 ST13 中存储于图像存储器 13 的治疗前体数据 VQ， 设定与治疗计划存储器 43 中存储的 OAR 的轮廓 SP 对应的 OAR 的轮廓 SQ( 步骤 ST14)。并 且， 放射线治疗系统 1 根据在步骤 ST4 中设定的治疗计划和在步骤 ST14 中设定的 OAR 的轮 廓 SQ， 算出 OAR 的轮廓 SQ 的 DV 直方图 HQ( 步骤 ST15)。
接着， 放射线治疗系统 1 根据在图 13 的步骤 ST4b 中设定的 OAR 的轮廓 SP 的 DV
直方图 HP 和在步骤 ST15 中设定的 OAR 的轮廓 SQ 的 DV 直方图 HQ， 算出同一容积下的射线 剂量的差异 D( 步骤 ST16)。
接着， 放射线治疗系统 1 判断在步骤 ST16 中算出的每个容积的差异 D 中的最大差 异 Dmax 是否为阈值以下 ( 步骤 ST17)。当在步骤 ST17 中判断为 “是” 、 即每个容积的差异 D 中的最大差异 Dmax 为阈值以下时， 放射线治疗系统 1 允许进行下一步骤 ST19 的处理 ( 步 骤 ST18)。
接着， 放射线治疗系统 1 控制放射线治疗装置 50 的治疗控制器 59 的动作， 执行患 者 O 的治疗部位的治疗 ( 步骤 ST19)。当在步骤 ST19 中结束了患者 O 的治疗部位的治疗 时， 放射线治疗系统 1 控制卧台装置 30 的卧台控制器 39 的动作， 使顶板 33 从放射线治疗 装置 50 退出。接着， 患者 O 从放射线治疗系统 1 的卧台装置 30 的顶板 33 上下来。
另一方面， 当在步骤 ST17 中判断为 “否” 、 即每个容积的差异 D 中的最大差异 Dmax 大于阈值时， 放射线治疗系统 1 向操作者告知异常 ( 步骤 ST20)。例如， 在步骤 ST20 中， 放 射线治疗系统 1 经由显示装置 16 向操作者告知异常。接着， 使顶板 33 上的患者 O 偏移而 实施重新定位后 ( 步骤 ST21)， 放射线治疗系统 1 执行治疗前的摄像 ( 步骤 ST11)。
接着， 使用图 15、 图 16 的流程图说明第一实施方式的放射线治疗系统 1 的第二动 作。在图 15、 图 16 所示的放射线治疗系统 1 的第二动作中， 对与图 13 和图 14 所示的放射 线治疗系统 1 的第一动作相同的步骤附以同一标号并省略说明。 对于放射线治疗系统 1， 当在步骤 ST20 中向操作者告知异常时， 通过治疗计划装 置 40 重新考虑在步骤 ST4 中设定的治疗计划并重新进行设定 ( 步骤 ST31)。例如在步骤 ST31 中， 将在步骤 ST4 中设定的治疗计划作为初始设定， 重新设定照射方向、 门数及放射线 强度等照射条件。接着， 放射线治疗系统 1 根据在步骤 ST31 中重新设定的治疗计划和在步 骤 ST14 中设定的 OAR 的轮廓 SQ， 算出 OAR 的轮廓 SQ 的 DV 直方图 HQ( 步骤 ST15)， 进入步 骤 ST16。
另外， 放射线治疗系统 1 与步骤 ST31 中的照射条件的重新设定联动地算出与照射 条件对应的 OAR 的轮廓 SQ 的 DV 直方图 HQ， 可以即时显示 DV 直方图 HQ。在该情况下， 优选 与即时显示的 DV 直方图 HQ 一起显示在步骤 ST4b 中算出的 DV 直方图 HQ。操作者一边比较 即时显示的 DV 直方图 HQ 和 DV 直方图 HQ 一边判断适合性， 由此， 能够与步骤 ST17 无关， 能 够允许进行步骤 ST19 的处理。
根据第一实施方式的放射线治疗系统 1 及其控制方法， 对治疗计划体数据 VP 中所 包含的 OAR 等的轮廓 SP 的 DV 直方图 HP 和治疗前体数据 VQ 中所包含的 OAR 等的轮廓 SQ 的 DV 直方图 HQ 进行比较， 在双方的差较大的情况下， 能够告知为了以进行符合治疗计划的 治疗而需要对患者 P 重新定位的情况。由此， 根据放射线治疗系统 1 及其控制方法， 能够支 援符合治疗计划的适当的治疗。
并且， 根据第一实施方式的放射线治疗系统 1 及其控制方法， 通过重新设定治疗 计划， 能够支援适当的治疗。
( 第二实施方式 )
第二实施方式的放射线治疗系统 1A 的外观与图 1 所示的第一实施方式的放射线 治疗系统 1 的外观相同， 第二实施方式的放射线治疗系统 1A 的整体结构与图 2 所示的第一 实施方式的放射线治疗系统 1 的整体结构相同， 因此省略说明。
图 17 是示出第二实施方式的放射线治疗系统 1A 的功能的框图。
控制台 10 的 CPU 11 和治疗计划装置 40 的 CPU 41 执行程序， 从而如图 17 所示， 放射线治疗系统 1A 作为摄像执行部 61、 图像数据生成部 62、 治疗计划数据生成部 83、 接口 部 84、 轮廓设定部 85、 接口部 86、 比较点 ( 参照点 ) 设定部 87、 特定轮廓设定部 88、 位置对 准部 89、 偏移运算部 90 以及治疗执行部 91 发挥功能。另外， 放射线治疗系统 1A 的构成要 素 61、 62、 83 至 91 的全部或一部分可以作为硬件具备于放射线治疗系统 1A 中。
另外， 在图 17 所示的放射线治疗系统 1A 中， 对与图 3 所示的放射线治疗系统 1 相 同的功能标以相同的标号并省略说明。
治疗计划装置 40 的治疗计划数据生成部 83 具有这样的功能 ： 根据图像存储器 13 中存储的治疗计划体数据 VP 生成治疗计划数据。治疗计划数据生成部 83 在生成治疗计划 数据时， 根据治疗计划体数据 VP 将与患者 O 内的构造物相当的构造物区域设定为轮廓 SP， 并且， 设定比较点 ( 等中心 )RP。作为患者 O 内的构造物， 包括作为治疗部位的 PTV、 不希望 照射放射线的 OAR 及其他脏器、 骨等。例如， 治疗计划数据生成部 83 经由接口部 84 设定轮 廓 SP 和比较点 RP。通过治疗计划数据生成部 83 设定的轮廓 SP 和比较点 RP 是三维的位置 信息。治疗计划数据生成部 83 在设定轮廓 SP 的情况下， 既可以仅设定一个轮廓 SP1， 也可 以设定多个轮廓 SP1、 SP2、 ...。
另外， 治疗计划数据生成部 83 作为根据由构成放射线治疗系统 1A 的 X 射线 CT 装 置 20a 生成的治疗计划体数据 VP 来生成治疗计划数据的部分进行说明， 但不限于该情况。 治疗计划数据生成部 83 有时也根据由放射线治疗系统 1A 的外部的摄像装置生成的治疗计 划体数据来生成治疗计划数据。由治疗计划数据生成部 83 生成的治疗计划数据存储于治 疗计划存储器 43 等存储装置中。
治疗计划装置 40 的接口部 84 是 GUI 等接口部， 能够将基于治疗计划体数据 VP 的 显示图像显示于显示装置 46， 并经由操作者操作的输入装置 45 在显示图像上选择轮廓 SP 和比较点 RP。
控制台 10 的轮廓设定部 85 具有这样的功能 ： 基于存储在图像存储器 13 中的治疗 前体数据 VQ， 设定与治疗计划存储器 43 中存储的轮廓 SP 对应的轮廓 SQ。例如， 轮廓设定 部 85 经由接口部 86 设定轮廓 SQ。轮廓设定部 85 在设定轮廓 SQ 的情况下， 在仅设定了一 个轮廓 SP(SP1) 时， 仅设定一个轮廓 SQ(SQ1)， 在设定了多个轮廓 SP(SP1、 SP2、 ...) 时， 设 定多个轮廓 SQ(SQ1、 SQ2、 ...)。
控制台 10 的接口部 86 是 GUI 等接口， 将基于图像存储器 13 中存储的治疗前体数 据 VQ 的显示图像显示于显示装置 16， 并能够经由操作者操作的输入装置 15 在显示图像上 选择轮廓 SQ。
控制台 10 的比较点设定部 87 具有这样的功能 ： 基于图像存储器 13 中存储的治疗 前体数据 VQ 设定比较点 RQ。例如， 比较点设定部 87 经由接口部 86 设定比较点 RQ。接口 部 86 是 GUI 等接口， 将基于图像存储器 13 中存储的治疗前体数据 VQ 的显示图像显示于显 示装置 16， 并能够经由操作者操作的输入装置 15 在显示图像上选择比较点 RQ。
控制台 10 的特定轮廓设定部 88 具有这样的功能 ： 根据治疗计划存储器 43 中存储 的轮廓 SP( 一个轮廓 SP1 或多个轮廓 SP1、 SP2、 ...) 和由轮廓设定部 85 设定的轮廓 SQ( 一 个轮廓 SQ1 或多个轮廓 SQ1、 SQ2、 ...)， 设定成为位置对准的对象的特定轮廓 s。作为特定轮廓 s， 能够列举出 PTV 或 OAR 的轮廓。特定轮廓设定部 88 在设定有多个轮廓 SP 和与它们 对应的多个轮廓 SQ 的情况下， 也能够从多个轮廓 SP 和多个轮廓 SQ 中设定对应的一个或多 个特定轮廓 s。
例如， 特定轮廓设定部 88 经由接口部 90 设定特定轮廓 s。接口部 86 是 GUI 等接 口， 将基于包含轮廓 SP、 SQ 的体数据 VP、 VQ 的显示图像分别显示于显示装置 16， 并能够经 由操作者操作的输入装置 15 在显示图像上选择特定轮廓 s。 并且， 例如控制台 10 事先登记 PTV 等标识符， 由此， 特定轮廓设定部 88 也能够设定与登记的标识符相当的特定轮廓 s。
并且， 特定轮廓设定部 88 在设定特定轮廓 s 的情况下， 可以仅设定一个特定轮廓 s(s1)， 也可以设定多个特定轮廓 sn(s1、 s2、 ...)。特定轮廓设定部 88 在设定多个特定轮 廓 sn 的情况下， 优选对多个特定轮廓 sn 附上位置对准的优先级。
图 18 是示意地示出基于治疗计划体数据 VP 的显示图像的一例的图。图 19 是示 意地示出基于治疗前体数据 VQ 的显示图像的一例的图。
图 18 示出基于治疗计划体数据 VP 的显示图像所包含的多个轮廓 SP 中的作为特 定轮廓 s1 的 PTV 和作为特定轮廓 s2 的 OAR。图 19 示出基于治疗前体数据 VQ 的显示图像 所包含的多个轮廓 SQ 中的作为特定轮廓 s1 的 PTV 和作为特定轮廓 s2 的 OAR。若比较图 18 所示的显示图像和图 19 所示的显示图像， 可知在体数据 VP、 VQ 之间会产生偏移。在图 18 和图 19 中， 特定轮廓设定部 88 根据治疗计划体数据 VP 的轮廓 SP 和治疗前体数据 VQ 的 轮廓 SQ 来设定两个特定轮廓 c1、 c2。
图 17 所示的控制台 10 的位置对准部 89 具有这样的功能 ： 根据由特定轮廓设定部 88 设定的治疗计划体数据 VP 所包含的特定轮廓 s 和治疗前体数据 VQ 所包含的特定轮廓 s， 进行体数据 VP、 VQ 整体的相对位置对准。位置对准部 89 的位置对准方法可以是以特定 轮廓 s 内的 CT 值 ( 图像浓度和亮度值等 ) 的差异变小的方式对体数据 VP、 VQ 整体进行位 置对准的方法， 也可以是利用要与特定轮廓 s 的变形、 移动对应的所谓 “非刚体” 对体数据 VP、 VQ 整体进行位置对准的方法。
并且， 在图 18 和图 19 所示的情况下， 作为特定轮廓 s1 的 PTV 与作为特定轮廓 s 的 OAR 相比优先级高的情况下， 特定位置对准部 89 根据治疗计划体数据 VP 的 PTV 和治疗 前体数据 VQ 的 PTV， 进行体数据 VP、 VQ 整体的相对位置对准。另外， 图 20 示意地示出基于 位置对准后的治疗前体数据 VQ 的显示图像的一例。
控制台 10 的偏移运算部 90 具有这样的功能 ： 算出由位置对准部 89 进行位置对准 后的治疗前体数据 VQ 所包含的比较点 RQ 相对于位置对准后的治疗计划体数据 VP 所包含 的比较点 RP 的偏移 ( 三维坐标系的偏移量以及偏移方向中的至少一方 )d。由偏移运算部 90 算出的偏移 d 经由接口部 86 利用显示装置 16 显示。
图 21 是示意地示出比较点 RQ 的偏移 d 的显示的第一例的图。图 22 是示意地示 出比较点 RQ 的偏移 d 的显示的第二例的图。
图 21 示出利用三维坐标系表示作为比较点 RQ 的偏移 d 的偏移量及偏移方向双方 的情况。图 22 示出利用二维坐标系表示作为比较点 RQ 的偏移 d 的偏移量及偏移方向双方 的情况。如图 21、 图 22 所示， 通过表示比较点 RP、 RQ， 操作者能够目视确认比较点 RQ 的偏 移 d。
根据比较点 RQ 的偏移 d 的显示利用治疗计划装置 40 重新考虑了治疗计划后， 或者使顶板 31 上的患者 O 移动了偏移 d 的量而实施了重新定位后， 图 17 所示的控制台 10 的 治疗执行部 91 具有这样的功能 ： 控制放射线治疗装置 50 的治疗控制器 59 与卧台装置 30 的卧台控制器 39 的动作， 来执行患者 O 的治疗部位的治疗。
接着， 使用图 23 和图 24 的流程图说明本实施方式的放射线治疗系统 1A 的动作。 在图 23、 图 24 所示的放射线治疗系统 1A 的动作中， 对与图 13 和图 14 所示的放射线治疗系 统 1 的动作相同的步骤标以同一标号并省略说明。
放射线治疗系统 1A 根据在步骤 ST13 中存储于图像存储器 13 的治疗前体数据 VQ， 设定与治疗计划存储器 43 中存储的轮廓 SP 对应的轮廓 SQ( 步骤 ST14)。并且， 放射线治疗 系统 1A 根据在步骤 ST13 中存储于图像存储器 13 的治疗前体数据 VQ 设定比较点 RQ( 步骤 ST35)。
接着， 放射线治疗系统 1A 根据在图 23 的步骤 ST4a 中设定的轮廓 SP 和在步骤 ST14 中设定的轮廓 SQ， 设定成为位置对准对象的特定轮廓 s( 步骤 ST36)。 作为特定轮廓 s， 可以 列举 PTV 或 OAR 轮廓。
接着， 放射线治疗系统 1A 根据在步骤 ST36 中设定的治疗计划体数据 VP 所包含的 特定轮廓 s 和治疗前体数据 VQ 所包含的特定轮廓 s， 进行体数据 VP、 VQ 整体的相对位置对 准 ( 步骤 ST37)。 接着， 放射线治疗系统 1A 算出通过步骤 ST37 进行位置对准后的治疗前体数据 VQ 所包含的比较点 RQ 相对于治疗计划体数据 VP 所包含的比较点 RP 的偏移 d( 步骤 ST38)。 由步骤 ST38 算出的偏移 d 如图 21 和图 22 所示， 经由显示装置 16 显示 ( 步骤 ST39)。
接着， 根据通过步骤 ST39 显示的偏移 d， 利用治疗计划装置 40 重新考虑了治疗计 划后， 或者使顶板 31 上的患者 O 移动了偏移 d 的量而实施了重新定位后， 放射线治疗系统 1A 控制放射线治疗装置 50 的治疗控制器 59 的动作， 来执行患者 O 的治疗部位的治疗 ( 步 骤 ST40)。
当在步骤 ST40 中结束了患者 O 的治疗部位的治疗时， 放射线治疗系统 1A 控制卧 台装置 30 的卧台控制器 39 的动作， 使顶板 31 从放射线治疗装置 50 退出。接着， 患者 O 从 放射线治疗系统 1A 的卧台装置 30 的顶板 31 上下来。
根据第二实施方式的放射线治疗系统 1A 及其控制方法， 根据体数据 VP、 VQ 共同包 含的特定轮廓 c， 使治疗计划体数据 VP 和治疗前体数据 VQ 整体的位置对准， 因此， 能够准确 地对两体数据 VP、 VQ 进行位置对准， 能够支援符合治疗计划的恰当的治疗。
另外， 本实施方式的放射线治疗系统 1、 1A 是为了便于理解本发明而记载的， 而不 是为了限制本发明而记载的。因此， 本实施方式的放射线治疗系统 1、 1A 公开的各要素的主 旨是也包括属于本发明的技术范围的所有设计变更和等同物。