三维图像拍摄系统及粒子射线治疗装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在使用放射线治疗装置对患者的患部照射X射线、伽马射线、粒子射 线等放射线来进行癌症治疗时，对放置于患者支承台的顶板的患者进行拍摄的三维图像拍 摄系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，在以癌症治疗为目的的放射线治疗装置中，使用质子、重粒子等粒子射线 的癌症治疗装置（特别被称为粒子射线治疗装置）的研发、建设正不断推进。众所周知，使 用粒子射线的粒子射线治疗与X射线、伽马射线等现有的放射线治疗相比，能够对癌症患 部集中地进行照射，即能够以与患部形状相匹配的针点（Pinpoint)来照射粒子射线，从而 能够在不影响正常细胞的情况下进行治疗。
[0003] 粒子射线治疗中，对癌症等患部高精度地照射粒子射线是非常重要的。为此，在 粒子射线治疗时使用固定器具等对患者进行固定，以使得患者相对于治疗室（照射室） 的患者支承台不会发生位置偏移。为了在放射线照射范围内高精度地对癌症等患部进行 定位，利用激光指示器等进行患者的粗安置等设定，接着使用X射线图像、CT (Computed Tomography :计算机断层扫描）图像等来对患者的患部进行精密的定位。
[0004] 专利文献1中，记载有下述治疗台系统，在该治疗台系统中，使用三维诊断装置 (CT装置）来准确地进行定位，在保持定位状态不变的情况下，使放置板（顶板）移动，由此 来将患部高精度地定位至粒子射线治疗装置的等中心。专利文献1的治疗台系统中，将三 维诊断装置（CT装置）的等中心作为粒子射线治疗装置的虚拟等中心来进行定位，以使得 三维诊断装置的图像与定位用的基准图像相一致。由此，将使用图像的定位称为图像对照 定位。该治疗台系统中，在以虚拟等中心进行的图像对照定位结束之后，利用患者支承台的 移动机构来移动放置有患者的放置板（顶板），由此来将患部定位于粒子射线治疗装置的 等中心。 现有技术文献 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利第4695231号公报（图1)
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0006] 专利文献1的治疗台系统中，虽然在三维诊断装置（CT装置）的等中心对患部进 行了准确的图像对照定位，但在移动到粒子射线治疗装置的等中心时患者有可能移动。若 在从图像对照定位结束时起到照射为止的过程中发生了无意识的患者体位的变动，且并没 有注意到该变动的情况下，可能会以非预期的剂量（分布）来进行粒子射线治疗。为了解 决上述问题，考虑采用下述方法，即：通过使用具备X射线源和X射线接收机的X射线拍摄 装置进行X射线拍摄，对图像对照定位结束时与即将要对照射位置进行照射之前所拍摄的 X射线图像进行比较，由此来确认因患者体位的变动而带来的患部的变动。然而，在使用X 射线拍摄的情况下，会产生患者曝露于X射线的问题。
[0007] 本发明的目的在于得到一种三维图像拍摄系统，该三维图像拍摄系统能够在进行 了图像对照定位之后到对患者照射放射线之前的照射前期间中，在不遭受不必要的X射线 曝露的情况下对患者的体位变动进行确认。 解决技术问题所采用的技术方案
[0008] 本发明所涉及的三维图像拍摄系统的特征在于，包括：三维测量器，该三维测量器 配置于顶板，以不使用X射线的方式对患者进行拍摄，并生成三维视频数据；以及三维图像 处理装置，该三维图像处理装置根据三维视频数据，生成与基准坐标系相关联的三维视频， 并对该三维视频进行显示，所述基准坐标系为以顶板为基准的顶板坐标系或以设置有患者 支承台的房间的地板为基准的房间坐标系。所述三维图像处理装置包括：位置信息提取部， 该位置信息提取部获取基准坐标系与三维视频数据中患者的三维位置信息之间的关系，从 而生成基于基准坐标系的患者的基准坐标系位置信息；以及显示部，该显示部对综合三维 视频数据与基准坐标系位置信息而得到的三维视频进行显示，显示部对在不同的时刻拍摄 得到的两个三维视频进行显示。 发明效果
[0009] 本发明所涉及的三维图像拍摄系统在不同的时刻拍摄对由不使用X射线的三维 测量器生成的三维视频数据与基准坐标系位置信息进行综合而得到的三维视频，并显示在 不同的时刻拍摄得到的两个三维视频，因此，能够在从图像对照定位结束后的照射前期间， 在患者不因X射线拍摄而遭受X射线曝露的情况下对患者的体位变动进行确认。
【附图说明】
[0010] 图1是表示本发明的实施方式1所涉及的三维图像拍摄系统的简要结构的图。 图2是表示本发明的实施方式1所涉及的三维图像处理装置的结构的图。 图3是用于说明本发明的图像对照定位的俯视图。 图4是用于说明本发明的图像对照定位的侧视图。 图5是表示本发明的治疗照射位置的图。 图6是应用本发明的粒子射线治疗装置的简要结构图。 图7是表示图6的粒子射线照射装置的结构的图。 图8是用于说明本发明的YZ面中的图像对照的图。 图9是用于说明本发明的XY面中的图像对照的图。 图10是表示本发明的实施方式1所涉及的三维拍摄图像的图。 图11是表示图10中进行基准图像拍摄时的患者的图。 图12是表示图10中进行姿态观察时的患者的图。 图13是表示本发明的实施方式1所涉及的其他三维拍摄图像的图。 图14是表示图13中进行基准图像拍摄时的患者的图。 图15是表示图13中进行姿态观察时的患者的图。 图16是表示本发明的实施方式2所涉及的三维图像拍摄系统的简要结构的图。 图17是表示本发明的实施方式2所涉及的三维图像处理装置的结构的图。 图18是表示本发明的实施方式2所涉及的拍摄区域的图。 图19是表示本发明的实施方式2所涉及的顶板的位置基准的图。 图20是表示本发明的实施方式2所涉及的三维拍摄图像的图。 图21是表示本发明的实施方式2所涉及的第2顶板的图。 图22是表示本发明的实施方式2所涉及的第3顶板的图。 图23是图22的第3顶板的侧视图。 图24是表示本发明的实施方式2所涉及的第4顶板的图。 图25是表示本发明的实施方式2所涉及的第5顶板的图。 图26是表示本发明的实施方式3所涉及的3D摄像机的图。 图27是表示本发明的实施方式3所涉及的其他3D摄像机的图。 图28是表示本发明的实施方式4所涉及的3D摄像机的图。 图29是表示本发明的实施方式5所涉及的三维图像拍摄系统的主要部分的图。 图30是表示本发明的实施方式5所涉及的三维拍摄图像的图。 图31是表示本发明的实施方式5所涉及的其他三维图像拍摄系统的主要部分的图。
【具体实施方式】
[0011] 实施方式1. 图1是表示本发明的实施方式1所涉及的三维图像拍摄系统的简要结构的图。图2是 表示本发明的实施方式1所涉及的三维图像处理装置的结构的图。图3是用于说明本发 明所涉及的图像对照定位的俯视图，图4是用于说明本发明所涉及的图像对照定位的侧视 图。图5是表示本发明的治疗照射位置的图。图6是应用本发明的粒子射线治疗装置的简 要结构图，图7是表示图6的粒子射线照射装置的结构的图。本发明的实施方式1所涉及 的三维图像拍摄系统30包括放置患者45的患者支承台3、作为三维测量器的3D摄像机4、 以及三维图像处理装置6。三维图像处理装置6包括输入部71、显示部72、位置信息提取部 73、比较部74、存储部75。患者支承台3包括放置患者45的顶板1、以及移动顶板1来改 变患者45的位置和姿态的驱动装置2。3D摄像机4通过支柱5设置于顶板1。3D摄像机 4经由通信线8a、LAN(Local Area Network :局域网）通信线7、通信线8b与三维图像处理 装置6相连接。由3D摄像机4拍摄得到的三维图像数据经由通信线8a、LAN通信线7、通 信线8b输出至三维图像处理装置6。
[0012] 对本发明中所使用的坐标系进行说明。本发明中，使用以治疗室为基准的坐标 系以及以顶板为基准的坐标系。以治疗室为基准的坐标系和以顶板为基准的坐标系是 IEC(International Electrotechnical Commission:国际电工技术委员会）国际标准规格 IEC61217中所规定的以治疗室为基准的坐标系（Fixed reference system:固定参考系） 以及以顶板为基准的坐标系（Table top coordinate system:桌面坐标系），或者是遵循该 标准的坐标系。治疗室为基准的坐标系将放射线照射装置的等中心If作为原点，由将垂直 上方作为+方向的Zf ;将图1的患者45的头部方向作为+方向的Yf ;以及与这些Zf、Yf 一起构成右手系（right hand system)的Xf规定得到。此外，对于相对于各Xf、Yf、Zf的 +方向的顺时针方向的旋转，规定了将其方向作为+方向的9 f。以顶板为基准的 坐标系将顶板1的上表面的中心点It例如作为原点，由将与顶板1的上表面正交的轴的上 方作为+方向的Zt ;与患者支承台3的驱动装置2的各旋转为O时的Yf平行的轴Yt ;以及 与患者支承台3的驱动装置2的各旋转为O时的Xf平行的轴)(t (参照图11)来规定得到。 另外，分别将以治疗室为基准的坐标系以及以顶板为基准的坐标系适当地称为治疗室坐标 系和顶板坐标系。将以设置有患者支承台3的房间的地板9为基准的与治疗室坐标系相同 的坐标系称为房间坐标系，将房间坐标系和顶板坐标系统称为基准坐标系。
[0013] 实施方式1中，对下述示例进行说明，该示例中，在设置于治疗室的地板9的转台 10设置患者支承台3,使放射线（带电粒子射束31等）从放射线照射装置（粒子射线照射 装置58等）的下游侧入射到治疗室的照射口 11相对于患者45横向进行配置。在进行放 射线治疗时，使用固定器具等（未图示）来固定患者45,以使得患者45相对于治疗室的患 者支承台3的位置不发生偏移。利用激光指示器等进行患者的粗安置等设定。接着使用X 射线拍摄装置，进行图像对照定位。X射线拍摄装置例如如图3和图4所示，包括2个X射 线源12a、12b，以及2个X射线检测器13a、13b。将