专利名称：运动物体追踪放射线治疗系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对被检体内的目标照射治疗放射线的放射线治疗系统，特别涉及一种实时地识别目标的位置而照射治疗放射线的运动物体追踪放射线治疗系统。
背景技术：
已知一种运动物体追踪放射线治疗系统，即为了将治疗放射线集中到目标而进行照射，减少向目标周边的脏器的照射，实时地识别目标的位置而照射治疗放射线(例如参照专利文献I)。
作为识别目标位置的单元，使用从多个方向摄像X射线透视图像而根据这些摄像图像来识别目标位置的单元。识别目标位置的方法存在直接识别目标的方法以及根据目标附近的代替标记来间接地识别目标的方法。在前一方法中，预先准备目标的投影图像作为模板图像，通过对投影图像进行匹配来计算目标的二维位置。然后，根据从各方向的投影图像得到的目标的二维位置，来计算目标的三维位置。在后一方法中，预先准备代替标记的投影图像作为模板图像，通过对摄像图像进行匹配来计算代替标记的二维位置。然后，根据从各方向的摄像图像得到的代替标记的二维位置，计算代替标记的三维位置。此时，预先获取代替标记的三维位置与目标的三维位置之间的关系，间接地识别目标位置。
通过上述目标位置的识别，进行拦截照射或者进行跟踪照射，该拦截照射在目标位置与治疗计划的放射线照射位置一致的时机中进行照射，该跟踪照射与目标位置一致地变更放射线照射位置。通过这种运动物体追踪，能够对呼吸性移动脏器等、在治疗中移动的脏器进行正确的照射。此外，根据目标的运动来控制治疗放射线的照射，因此以能够捕捉目标(或者代替标记)的运动的频率进行X射线摄像。
专利文献1:日本特开2000-167072号公报发明内容
发明要解决的·问题
然而，在上述以往技术中存在以下问题。即，在上述以往技术中，通过运动物体追踪，能够使治疗放射线的照射高精度化，另一方面，通过X射线摄像产生X射线的曝光。另外，X射线曝光量越少越好，因此只要能够捕捉目标或者代替标记的运动，优选缩小摄像范围。但是，以往，包括由每天的状态变化产生的误差在内大致预测目标或者代替标记所运动范围(换言之，经过区域)，比必要更大地设定摄像范围。
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够使用计算出的目标或者代替标记的经过区域来精确地设定投影范围，能够实现X射线曝光量的减少的运动物体追踪放射线治疗系统。
用于解决问题的方案
(I)为了达到上述目的，本发明是一种运动物体追踪放射线治疗系统，具备治疗放射线照射装置，其对被检体内的目标照射治疗放射线；至少两个X射线摄像装置，其对上述目标或者上述目标附近的代替标记进行X射线摄像；目标位置识别单元，其根据由一个上述X射线摄像装置摄像得到的图像来对从一方向观察的上述目标或者上述代替标记的二维位置进行计算，根据由另一个上述X射线摄像装置摄像得到的图像来对从另一方向观察的上述目标或者上述代替标记的二维位置进行计算，根据这些对上述目标或者上述代替标记的三维位置进行计算；以及治疗放射线照射控制单元，其根据由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者上述代替标记的三维位置来控制上述治疗放射线照射装置，对上述目标进行拦截照射或者跟踪照射，其中，上述X射线摄像装置具有x射线管，其对上述被检体照射X射线；χ射线检测器，其检测透过了上述被检体的X射线的二维剂量分布；以及 X射线可变光圈，其限制上述X射线管的照射范围而能够改变摄像范围，其特征在于，具备 经过区域计算单元，其根据由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者上述代替标记的二维位置的履历来对上述目标或者上述代替标记的经过区域进行计算；摄像范围设定单元，其显示摄像范围设定画面，该摄像范围设定画面表示由上述经过区域计算单元计算出的上述目标或者上述代替标记的经过区域或者上述目标或者内部包括上述代替标记的经过区域而外接的最小摄像范围和上述X射线摄像装置的固有最大摄像范围，并且表示一边从上述最小摄像范围至上述最大摄像范围为止期间限制一边设定输入的摄像范围，使用该摄像范围设定画面来设定摄像范围；以及光圈控制单元，其根据由上述摄像范围设定单元设定的光圈来对上述X射线摄像装置的上述X射线可变光圈进行控制。
(2)在上述(1)中，优选上述摄像范围设定单元在上述摄像范围设定画面上、上述目标或者上述代替标记的经过区域的外周侧附加表示规定的补偿区域。
( 3)在上述(2)中，优选上述摄像范围设定单元在上述目标或者上述代替标记的经过区域以及内部包括上述补偿区域而外接的最小摄像范围至上述最大摄像范围为止期间限制在上述摄像范围设定画面上设定输入的摄像范围。
(4)为了达到上述目的，本发明是一种运动物体追踪放射线治疗系统，具备治疗放射线照射装置，其对被检体内的目标照射治疗放射线；至少两个X射线摄像装置，其对上述目标或者上述目标附近的代替标记进行X射线摄像；目标位置识别单元，其根据由一个上述X射线摄像装置摄像得到的图像来对从一方向观察的上述目标或者上述代替标记的二维位置进行计算，根据由另一个上述X射线摄像装置摄像得到的图像来对从另一方向观察的上述目标或者上述代替标记的二维位置进行计算，根据这些来对上述目标或者上述代替标记的三维位置进行计算；以及治疗放射线照射控制单元，其根据由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者上述代替标记的三维位置来控制上述治疗放射线照射装置，对上述目标进行拦截照射或者跟踪照射，其中，上述X射线摄像装置具有x射线管，其对上述被检体照射X射线；x射线检测器，其检测透过了上述被检体的X射线的二维剂量分布；以及X射线可变光圈，其限制上述X射线管的照射范围而能够改变摄像范围，其特征在于，具备经过区域计算单元，其根据由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者上述代替标记的二维位置的履历来对上述目标或者上述代替标记的经过区域进行计算；摄像范围设定单元,其对由上述经过区域计算单元计算出的上述目标或者上述代替标记的经过区域的外周侧附加规定的补偿区域，自动地设定上述目标或者上述代替标记的经过区域以及内部包括上述补偿区域而外接的摄像范围；以及光圈控制单元，其根据由上述摄像范围设定单元设定的摄像范围来对上述X射线摄像装置的上述X射线可变光圈进行控制。
(5)在上述(I) (4)中的任一个中，优选上述经过区域计算单元根据由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者沿上述代替标记的二维位置的履历预先存储的上述目标或者使上述代替标记的投影图像移动时的经过区域，对上述目标或者上述代替标记的经过区域进行计算。
发明的效果
根据本发明，能够使用计算出的目标或者代替标记的经过区域来精确地设定摄像范围而能够实现X射线曝光量的减少。
图1是表示本发明的第一实施方式中的运动物体追踪放射线治疗系统的结构的概要图。
图2是与关联装置一起表示本发明的第一实施方式中的目标位置识别装置以及摄像范围设定装置的功能结构的框图。
图3是表示本发明的第一实施方式中的X射线摄像装置的X射线可变光圈的概要结构且表示X射线摄像装置的摄像范围的图。
图4是表示本发明的第一实施方式中的摄像范围设定装置的控制处理内容的流程图。
图5是表示本发明的第一实施方式中的摄像范围设定画面的图。
图6是表示本发明的一个变形例中的摄像范围设定画面的图。
图7是与关联装置一起表示本发明的第二实施方式中的目标位置识别装置以及摄像范围设定装置的功能的结构的框图。
图8是表示本发明的第二实施方式中的摄像范围设定装置的控制处理内容的流程图。
附图标记说明
2 :被检体；3 :目标；4 :治疗放射线照射装置；5A、5B :X射线摄像装置；6 :目标位置识别装置(目标位置识别单元)；7 :照射控制装置(照射控制单元)；8A、8B :X射线管；9A、 9B :X射线检测器；15A、15B :X射线可变光圈；16、16A :摄像范围设定装置(经过区域计算单元、摄像范围设定单元)；17 :光圈控制装置(光圈控制单元)；24、24A :摄像范围设定画面。
具体实施方式
根据图f图5说明本发明的第一实施方式。
图1是表示本实施方式中的运动物体追踪放射线治疗系统的结构的概要图。图2 是与关联装置一起表示本实施方式中的目标位置识别装置以及摄像范围设定装置的功能结构的框图。
运动物体追踪放射线治疗系统具备治疗放射线照射装置4，其对底座I上的被检体2内的目标3照射治疗放射线(例如红外线)；X射线摄像装置5A、5B，其从多个方向对目标3进行X射线摄像；目标位置识别装置6，其根据由这些X射线摄像装置5A、5B摄像得到的图像来实时地识别目标3的位置；以及照射控制装置7，其根据由该目标位置识别装置6 识别的目标3的位置来控制治疗放射线照射装置4。
X射线摄像装置5A具备-X射线管8A，其从第一方向对被检体2照射X射线；X射线检测器9A，其对从该X射线管8A照射而透过被检体2的X射线的二维剂量分布进行检测；以及未图示的信号处理电路。X射线检测器9A具有二维地配置的多个检测元件(详细地说，例如将放射线转换为电荷的半导体元件等)，输出来自这些检测元件的模拟信号。信号处理电路对来自X射线检测器9A的模拟信号进行处理而生成X射线透视图像的数据，发送给目标位置识别装置6。此外，以充分捕捉目标3的运动的频率(例如30Hz左右)来进行 X射线摄像装置5A的摄像。
同样地，X射线摄像装置5B具备X射线管8B，其从第二方向(在本实施方式中与第一方向正交的方向)对被检体2照射X射线；X射线检测器9B，其对从该X射线管8B照射而透过被检体2的X射线的二维剂量分布进行检测；以及未图示的信号处理电路。X射线检测器9B具有二维地配置的多个检测元件，输出来自这些检测元件的模拟信号。信号处理电路对来自X射线检测器9B的模拟信号进行处埋而生成X射线透视图像的数据，发送到目标位置识别装置6。此外，X射线摄像装置5B的摄像与X射线摄像装置5A的投影同步地进行。
目标位置识别装置6具有通信部10，其在X射线摄像装置5A、5B、照射控制装置7 等之间进行通信；存储部(存储器)11，其保存从X射线摄像装置5A、5B接收到的摄像图像、 后述的计算结果等；显示部(监视器)12，其显示X射线摄像装置5A、5B的摄像图像、后述的计算结果等；二维位置计算部13，其根据X射线摄像装置5A的摄像图像对从X射线摄像装置5A的投影方向(第一方向)观察的目标3的二维位置进行计算，根据X射线摄像装置5B 的摄像图像对从X射线摄像装置5B的摄像方向(第二方向)观察的目标3的二维位置进行计算；以及三维位置计算部14，其根据这些目标3的二维位置来计算目标3的三维位置。
在目标位置识别装置6的存储部11中，作为第一模板图像而预先准备存储有X射线摄像装置5A的摄像方向上的目标3的投影图像，作为第二模板图像，预先准备存储有X 射线摄像装置5B的摄像方向上的目标3的投影图像。二维位置计算部13通过使X射线摄像装置5A的摄像图像与第一模板图像进行匹配，对从X射线摄像装置5A的摄像方向观察的目标3的二维位置进行计算。另外，通过使X射线摄像装置5B的摄像图像与第二模板图像进行匹配，对从X射线摄像装置5B的摄像方向观察的目标3的二维位置进行计算。具体地说，一边使摄像图像和模板图像进行动作一边进行比较而计算类似度(例如标准化相关系数)，将其类似度最高的位置(匹配位置)设为目标3的二维位置。计算出的目标3的二维位置与对应的摄像图像相关联地，被保存到存储部11。
目标位置识别装置6的三维位置计算部14对从X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的二维位置(投影位置)进行反向投影，计算目标3的三维位置(投影位置)。 计算出的目标3的三维位置与对应的X射线摄像装置5A、5B的摄像图像一起显示在显示部 12中。由此，操作员能够实时地确认目标3的位置。此外，在显示在显示部12中的摄像图像中指定目标搜索区域，由此还能够实现匹配处理的时间缩短。
另外，计算出的目标3的三维位置被存储在存储部11中，并且发送到照射控制装置7。照射控制装置7根据从目标位置识别装置6接收到的目标3的三维位置来控制治疗放射线照射装置4，对目标3进行拦截照射(详细地说，在目标3的位置与治疗计划的放射线照射位置在规定的允许范围内一 致的时机进行照射)、或者跟踪照射(详细地说，与目标3的位置一致地变更放射线照射位置)。
在此，作为本实施方式的大特征，X射线摄像装置5A具有限制X射线管8A的照射范围而能够改变摄像范围的X射线可变光圈15A，X射线摄像装置5B具有限制X射线管8B 的照射范围而能够改变摄像范围的X射线可变光圈15B。另外，运动物体追踪放射线治疗系统具备摄像范围设定装置16，其以手动方式设定X射线摄像装置5A、5B的摄像范围；以及光圈控制装置17，其根据由该摄像范围设定装置16设定的摄像范围对X射线可变光圈 15AU5B进行驱动控制。
例如图3所示，X射线可变光圈15A具有四个光圈叶片18A 18D，其形成来自X射线管8A的X射线所经过的四角形状的狭缝(开口)；以及步进马达(未图示)，其在与X射线照射方向大致正交的方向(在图2中空心箭头方向)上使光圈叶片18A 18D移动。另外，例如在图2示出的光圈叶片18A 18D的配置中照射范围(摄像范围)变得最大，通过向光圈叶片18A 18D的内侧的移动而照射范围(摄像范围)缩小。此外，X射线可变光圈15B的结构也与X射线可变光圈15A的结构相同，因此省略其说明。
摄像范围设定装置16具有通信部19，其在目标位置识别装置6、光圈控制装置 17之间进行通信；存储部20 (存储器)，其保存由目标位置识别装置6接收到的从X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历、后述的计算结果等；目标经过区域计算部21，其根据从X射线摄像装置5A的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历对从 X射线摄像装置5A的摄像方向观察的目标3的经过区域进行计算，根据从X射线摄像装置 5B的投影方向观察的目标3的二维位置的履历，对从X射线摄像装置5B的摄像方向观察的目标3的经过区域进行计算；以及摄像范围手动设定部23，其使表示目标3的经过区域等且表示所设定输入的摄像范围的X射线摄像装置5A或者5B用的投影范围设定画面(在后文中详细说明)显示在显示部(监视器)22中，使用这些摄像范围设定画面以手动方式对 X射线摄像装置5A、5B的摄像范围进行设定。
接着，使用图4说明作为本实施方式的主要部分的投影范围设定装置16的控制过程。图4是表示本实施方式中的摄像范围设定装置16的控制处理内容的流程图。
首先，在步骤100中，例如根据基于操作员的操作输入的摄像范围设定变更的指令，发送保存在目标位置识别装置6的存储部11中的从X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历，摄像范围设定装置16接收该履历而保存到存储部20。
然后，进入到步骤110，摄像范围设定装置16的经过区域计算部21根据从X射线摄像装置5A的投影方向观察的目标3的二维位置的履历，对从X射线摄像装置5A的摄像方向观察的目标3的经过区域进行计算，根据从X射线摄像装置5B的摄像方向观察的目标 3的二维位置的履历，对从X射线摄像装置5B的摄像方向观察的目标3的经过区域进行计算。详细地说明，在摄像范围设定装置16的存储部20中存储了上述第一模板图像和第二模板图像。经过区域计算部21计算按照从X射线摄像装置5A(或者5B。以后，在括号内对应相同)的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历使第一模板图像(或者第二模板图像) 移动时的经过区域，作为从X射线摄像装置5A (或者5B)的摄像方向观察的目标3的经过区域。然后，将计算出的目标3的经过区域保存到存储部20。
然后，进入到步骤120，摄像范围设定装置16的摄像范围手动设定部23例如制作图4示出的X射线摄像装置5A (或者5B)用的摄像范围设定画面24，显示在显示部22中。
摄像范围设定画面24表示对应的目标3的经过区域T，并且表示内部包括目标3 的经过区域T而外接的最小摄像范围Pmin。在Pmin内使X射线可变光圈的各叶片移动使其从最大开口位置开始缩小开口部，作为摄像区域的边与经过区域T接触的位置而由摄像范围手动设定部23进行计算。另外，表示X射线摄像装置5A (或者5B)固有的最大摄像范围Pmax、即X射线可变光圈15A (或者15B)的光圈为最大时的摄像范围。另外，表示一边限制在从最小摄像范围Pmin至最大摄像范围Pmax为止一边设定输入的摄像范围P。此外，最小摄像范围Pmin、最大摄像范围Pmax以及摄像范围P为与X射线可变光圈对应的形状(在本实施方式中四角形状)。另外，目标3的经过区域T和最小摄像范围Pmin表示摄像范围P的限制，因此也可以不表示出目标3的经过区域和最小摄像范围Pmin中的任一个。
然后，进入到步骤130，通过操作员的操作输入来变更摄像范围设定画面24上的摄像范围P。详细地进行说明，例如摄像范围P的初始显示状态为最小摄像范围Pmin，当选择构成摄像范围P的四个边中的任一边时，能够使该一边从最小摄像范围Pmin至最大摄像范围Pmax为止地进行移动。此外，根据与可变光圈15A (或者15B)的光圈叶片的移动间距之间的对应关系来预先设定其移动间距。另外，在可变光圈的多个叶片联动地运动的情况下，通过选择了摄像范围的一边的操作来使联动的边进行移动。在联动的边到达Pmin或者 Pmax的情况下，边的移动停止。然后，当操作摄像范围设定画面24上的摄像范围确定按钮 25时，摄像范围手动设定部23将正在显示的摄像范围P设定存储到存储部20。
然后，进入到步骤140，设定存储到存储部20的摄像范围P (或者与该摄像范围P 对应的参数)发送到光圈控制装置17。根据该情况，光圈控制装置17对X射线可变光圈15A (或者15B)进行驱动控制。
接着，说明本实施方式的动作以及作用效果。
例如意图在治疗开始前(S卩，照射治疗放射线前)进行规定时间(例如在目标3的移动以周期地进行的情况下，一个周期以上的时间)的X射线摄像，当操作员操作输入X射线摄像的指令时，X射线摄像装置5A、5B进行目标3的X射线摄像。此时，X射线摄像装置 5A、5B的摄像范围被控制为在摄像设定装置16的存储部20中预先设定存储的初始值(详细地说，为了可靠地捕捉目标3的运动，设定为所需以上稍大的摄像范围)。
然后，例如在X射线摄像结束之后，当操作员操作输入摄像范围设定变更的指令时，摄像范围设定装置16接收保存从X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历，根据该履历， 对从X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的经过区域进行计算。然后，显示X射线摄像装置5A或者5B用的摄像范围设定画面24，使用该摄像范围设定画面24以手动方式设定X射线摄像装置5A或者5B的摄像范围。该摄像范围设定画面24与设定输入的摄像范围P —起表示目标3的经过区域T (以及最小摄像范围Pmin) 和最大摄像范围Pmax。因此，操作员能够容易且精确地设定X射线摄像装置5A或者5B的摄像、M围。因而，能够实现之后的治疗中的X射线曝光量的减少。
此外，在上述第一实施方式中，以根据摄像范围设定变更的指令来发送目标位置识别装置6的存储部11内保存的目标3的二维位置的履历而摄像范围设定装置16接收该履历而保存到存储部20的情况为例进行了说明，但是并不限定于此。即，也可以实时地发送X射线摄像中、由目标位置识别装置6的二维计算部13计算出的目标3的二维位置，摄像范围设定装置16接收该二维位置保存到存储部20。
另外，在上述第一实施方式中，以以下情况为例进行了说明在治疗开始前(即，照射治疗放射线开始前)进行X射线摄像，根据其X射线摄像时得到的目标3的二维位置来计算目标3的经过区域，显示表示该目标3的经过区域等的摄像范围设定画面24，使用该摄像范围设定画面24以手动方式设定摄像范围，但是并不限定于此。即，例如在治疗过程中或者临时中断治疗，根据在治疗过程中(即，照射治疗放射线过程中)通过X射线摄像得到的目标3的二维位置来计算目标3的经过区域。也可以显示表示该目标3的经过区域等的摄像范围设定画面。此时，通过在摄像范围设定画面24上的摄像范围内显示之前的设定状态， 能够确认治疗过程中的目标3的经过区域与摄像范围之间的关系。然后，根据情况，还能够设定变更摄像范围。
另外，在上述第一实施方式中，没有特别进行说明，但是也可以例如图6示出的变形例那样，在目标经过区域25的外周侧附加补偿区域C来表示摄像范围设定画面24A。该补偿区域C用于预测随着被检体2的状态变化等发生的目标3的经过区域T的变化量，例如是根据与摄像范围P的可变方向(在图中左方向、右方向、上方向以及下方向)对应地预先设定的补偿幅度df d4来制作的。在这种变形例中，摄像范围P的初始显示状态也可以与上述第一实施方式同样地设为内部包括目标3的经过区域T而外接的摄像范围，另外也可以设为内部包括目标3的经过区域T和补偿区域C而外接的摄像范围(参照图6)。另外，最小摄像范围Pmin也可以与上述第一实施方式同样地设为内部包括目标3的经过区域T而外接的摄像范围，另外也可以设为内部包括目标3的经过区域T和补偿区域C而外接的摄像范围，也可以将设定输入的摄像范围P限制为该最小摄像范围Pmin。在这种变形例中，与上述第一实施方式(即，不表示补偿区域C的情况)相比，不依赖于操作员的能力、经验，能够精确地设定摄像范围。特别在将最小摄像范围Pmin设为内部包括目标3的经过区域T和补偿区域C而外接的摄像范围的情况下，减小目标3从摄像范围脱离的可能性以及减小治疗放射线的照射中断的可能性。
另外，在上述第一实施方式中，以分别设定X射线摄像装置5A、5B的摄像范围的情况为例进行了说明，但是并不限定于此，一边使X射线摄像装置5A、5B的摄像范围协作一边同时进行设定。详细地进行说明，与X射线摄像装置5A的摄像方向(第一方向)和X射线摄像装置5B的摄像方向(第二方向)正交的方向在X射线摄像装置5A的摄像范围和X射线摄像装置5B的摄像范围内为共通方向。因此，摄像范围设定画面也可以进行显示使得该共通方向上的X射线摄像装置5A的摄像范围的长度和X射线摄像装置5B的摄像范围的长度同步。由此，能够更容易且精确地摄像范围。
另外，在上述第一实施方式中，以X射线可变光圈15A、15B具有以下部分的结构为例进行了说明四个光圈叶片18A 18D，其形成四角形状的狭缝；以及步进马达，其在与X射线照射方向大致正交的方向上使光圈叶片18A 18D移动，但是并不限于此。即，光圈叶片的数量并不限定于四个，也可以是三个以下或者五个以上。另外，由光圈叶片形成的狭缝并不限定于四角形状，也可以是其它多角形状、圆形状。另外，例如也可以设为使光圈叶片在X 射线照射方向上移动的结构。然后，摄像范围设定装置16显示与X 射线可变光圈对应的摄像范围的形状、通过可变方法设定摄像范围的摄像范围设定画面即可。在这种情况下，也能够得到上述同样的效果。
根据图7和图8说明本发明的第二实施方式。本实施方式是自动设定X射线摄像装置5A、5B的摄像范围的实施方式。此外，在本实施方式中，对与上述第一实施方式同等的部分附加相同的附图标记，适当地省略说明。
图7是与关联装置一起表示本实施方式中的目标位置识别装置和摄像范围设定装置的功能的结构的框图。
在本实施方式中，摄像范围设定装置16A具有通信部19，其在目标位置识别装置 6、光圈控制装置17等之间进行通信；存储部20 (存储器)，其存储从由目标位置识别装置6 接收到的X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历、后述的计算结果等；目标经过区域计算部21，其根据从X射线摄像装置5A的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历对从X射线摄像装置5A的摄像方向观察的目标3的经过区域进行计算，根据从X射线摄像装置5B的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历对从X射线摄像装置 5B的摄像方向观察的目标3的经过区域进行计算；摄像范围自动设定部26，其根据目标3 的经过区域自动地设定摄像范围。
接着，使用图8说明作为本实施方式的主要部分的摄像范围设定装置16A的控制过程。图8是表示本实施方式中的摄像范围设定装置16A的控制处理内容的流程图。
首先，在步骤200中，例如根据操作员进行操作输入得到的摄像范围设定变更的指令，发送从目标位置识别装置6的存储部11内保存的X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历，摄像范围设定装置16A接收该履历保存到存储部20。
之后，进入到步骤210，摄像范围设定装置16A的经过区域计算部21根据从X射线摄像装置5A的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历对从X射线摄像装置5A的摄像方向观察的目标3的经过区域进行计算，根据从X射线摄像装置5B的摄像方向观察的目标3 的二维位置的履历对从X射线摄像装置5B的摄像方向观察的目标3的经过区域进行计算， 将这些经过区域保存到存储部20。
之后，进入到步骤220，摄像范围设定装置16A的摄像范围自动设定部26在从X射线摄像装置5A的摄像方向观察的目标3的经过区域的外周侧附加规定的补偿区域，自动地设定内部包括这些目标3的经过区域和补偿区域而外接的X射线摄像装置5A的摄像范围 (参照上述图6中的摄像范围P)，存储到存储部20。另外，在从X射线摄像装置5B的摄像方向观察的目标3的经过区域的外周侧附加规定的补偿区域，自动地设定内部包括这些目标3的经过区域和补偿区域而外接的X射线摄像装置5B的摄像范围(参照上述图6中的摄像范围P)，存储到存储部20。
之后，进入到步骤230，将在存储部20内设定存储的摄像范围P (或者与该摄像范围P对应的参数)发送到光圈控制装置17。由此，光圈控制装置17对X射线可变光圈15A (或者15B)进行驱动控制。
接着，说明本实施方式的动作和作用效果。
例如希望在治疗开始前(即照射治疗放射线前)进行规定时间(例如在目标3的移动以周期地进行的情况下，一个周期以上的时间)的X射线摄像，当操作员操作输入X射线摄像的指令时，X射线摄像装置5A、5B进行目标3的X射线摄像。此时，X射线摄像装置 5A、5B的摄像范围被控制为预先设定存储在摄像设定装置16A的存储部20内的初始值(详细地说，为了可靠地捕捉目标3的运动，设定为所需以上稍大的摄像范围)。
然后，例如在X射线摄像结束之后，当操作员操作输入摄像范围设定变更的指令时，摄像范围设定装置16A接收保存从X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的二维位置的履历，根据该履历，计算从X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的经过区域。然后，在从X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的目标3的经过区域的外周侧附加规定的补偿区域，自动地设定内部包括这些目标3的经过区域和补偿区域而外接的X 射线摄像装置5A的、5B摄像范围。因此，能够容易且精确地设定X射线摄像装置5A、5B的摄像范围。因而，能够实现之后的治疗过程中的X射线曝光量的减少。
此外，在上述第二实施方式中，以根据摄像范围设定变更的指令来发送在目标位置识别装置6的存储部11内保存的目标3的二维位置的履历而摄像范围设定装置16A接收该履历保存到存储部20的情况为例进行了说明，但是并不限于此。即，在X射线摄像中、 由目标位置识别装置6的二维计算部13计算出的目标3的二维位置被实时地发送，摄像范围设定装置16A也可以接收该二维位置保存到存储部20。
另外，在上述第二实施方式中，以在治疗开始前(B卩，开始照射治疗放射线前)进行 X射线摄像而根据该X射线摄像时得到的目标3的二维位置来计算目标3的经过区域并使用该目标3的经过区域来自动设定摄像范围的情况为例进行了说明，但是并不限于此。SP， 例如也可以在治疗过程中或者临时中断治疗，根据该治疗过程中(即，照射治疗放射线中) 的X射线摄像得到的目标3的二维位置来计算目标3的经过区域，根据该目标3的经过区域来自动设定摄像范围。
另外，在上述第二实施方式中，以摄像范围设定装置16A不具有显示部(监视器)的情况为例进行了说明，但是并不限于此，也可以具有显示部。然后，例如也可以显示摄像范围确认画面，该摄像范围确认画面表示目标3的经过区域(以及补偿区域)，并且表示自动设定的摄像范围。
另外，在上述第一和第二实施方式中，以目标位置识别装置6、照射控制装置7、摄像范围设定装置16或者16A以及光圈控制装置17分开构成的结构的情况为例进行了说明，但是并不限于此，显然也可以将它们中的任一个设为为一体结构。另外，在上述第一和第二实施方式中，以具备两个X射线摄像装置5A、5B的情况为例进行了说明，但是并不限于此，显然也可以具备三个以上的X射线摄像装置。
此外，如上所述，以作为本发明的应用对象而X射线摄像装置5A、5B摄像被检体2 内的目标3而目标位置识别装置6直接识别目标3的运动物体追踪放射线治疗系统为例进行了说明，但是并不限定于此。即，也可以X射线摄像装置5A、5B摄像目标3附近的代替标记，目标位置识别装置6根据代替标记间接地识别目标3的运动物体追踪放射线治疗系统。 以下，详细进行说明。
在该运动物体追S示放射线治疗系统中，在目标位直识别装直6的存储部11中，作为第一模板图像，预先准备存储有X射线摄像装置5A的摄像方向上的代替标记的投影图像，作为第二模板图像，预先准备存储有X射线摄像装置5B的摄像方向上的代替标记的投影图像。二维位置计算部13通过使X射线摄像装置5A的摄像图像与第一模板图像匹配， 对从X射线拐影装置5A的摄像方向观察的代替标记的二维位置进行计算。另外，通过使X 射线摄像装置58的摄像图像与第二模板图像匹配，对从X射线摄像装置5B的摄像方向观察的代替标记的二维位置进行计算。将计算出的代替标记的二维位置保存到存储部11。目标位置识别装置6的三维位置计算部14对从X射线摄像装置5A、5B的摄像方向观察的代替标记的二维位置(投影位置)进行反向投影，计算代替标记的三维位置(投影位置)。计算出的代替标记的三维位置与对应的X射线摄像装置5A、5B的摄像图像一起显示在显示部12 中。另外，将计算出的代替标记的三维位置存储到存储部11，并且发送到照射控制装置7。 此时，预先获取代替标记的三维位置与目标3的三维位置之间的关系，照射控制装置7根据从目标位置识别装置6接收到的代替标记的三维位置来控制治疗放射线照射装置4，对目标进行拦截照射或者跟踪照射。
在将本发明应用于这种运动物体追踪放射线治疗系统的情况下，摄像范围设定装置根据代替标记的二维位置的履历计算代替标记的经过区域。然后，例如与上述第一实施方式(以及变形例)同样地，显示表示代替标记的经过区域、最小摄像范围以及最大摄像范围等并且表示要设定输入的摄像范围的摄像范围设定画面，使用该摄像范围设定画面以手动方式设定摄像范围。或者，例如与上述第二实施方式同样地，根据代替标记的经过区域自动设定摄像范围。在这种情况下，也能够得到与上述相同的效果。
权利要求
1.一种运动物体追s示放射线治疗系统，具备 治疗放射线照射装置，其对被检体内的目标照射治疗放射线； 至少两个X射线摄像装置，其对上述目标或者上述目标附近的代替标记进行X射线摄像； 目标位置识别单元，其根据由一个上述X射线摄像装置摄像得到的图像来对从一方向观察的上述目标或者上述代替标记的二维位置进行计算，根据由另一个上述X射线摄像装置摄像得到的图像来对从另一方向观察的上述目标或者上述代替标记的二维位置进行计算，根据这些二维位置对上述目标或者上述代替标记的三维位置进行计算；以及 治疗放射线照射控制单元，其根据由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者上述代替标记的三维位置来控制上述治疗放射线照射装置，对上述目标进行拦截照射或者跟踪照射， 其中，上述X射线摄像装置具有X射线管，其对上述被检体照射X射线；x射线检测器，其检测透过了上述被检体的X射线的二维剂量分布；以及X射线可变光圈，其限制上述X射线管的照射范围而能够改变摄像范围，该运动物体追踪放射线治疗系统的特征在于，具备 经过区域计算单元，其根据由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者上述代替标记的二维位置的履历，来对上述目标或者上述代替标记的经过区域进行计算； 摄像范围设定单元，其显示摄像范围设定画面，并使用该摄像范围设定画面来设定摄像范围，其中，该摄像范围设定画面表示由上述经过区域计算单元计算出的上述目标或者上述代替标记的经过区域、或者内部包括上述目标或上述代替标记的经过区域而外接的最小摄像范围和上述X射线摄像装置的固有最大摄像范围，并且表示一边限制在从上述最小摄像范围至上述最大摄像范围之间一边设定输入的摄像范围；以及 光圈控制单元，其与由上述摄像范围设定单元设定的摄像范围对应地对上述X射线摄像装置的上述X射线可变光圈进行控制。
2.根据权利要求1所述的运动物体追踪放射线治疗系统，其特征在于， 上述摄像范围设定单元在上述摄像范围设定画面上、上述目标或者上述代替标记的经过区域的外周侧附加规定的补偿区域来表示。
3.根据权利要求2所述的运动物体追踪放射线治疗系统，其特征在于， 上述摄像范围设定单元将在上述摄像范围设定画面上设定输入的摄像范围限制在上述目标或者上述代替标记的经过区域、以及内部包括上述补偿区域而外接的最小摄像范围至上述最大摄像范围之间。
4.一种运动物体追S示放射线治疗系统，具备 治疗放射线照射装置，其对被检体内的目标照射治疗放射线； 至少两个X射线摄像装置，其对上述目标或者上述目标附近的代替标记进行X射线摄像； 目标位置识别单元，其根据由一个上述X射线摄像装置摄像得到的图像来对从一方向观察的上述目标或者上述代替标记的二维位置进行计算，根据由另一个上述X射线摄像装置摄像得到的图像来对从另一方向观察的上述目标或者上述代替标记的二维位置进行计算，根据这些二维位置来对上述目标或者上述代替标记的三维位置进行计算；以及治疗放射线照射控制单元，其根据由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者上述代替标记的三维位置来控制上述治疗放射线照射装置，对上述目标进行拦截照射或者跟踪照射， 其中，上述X射线摄像装置具有X射线管，其对上述被检体照射X射线；x射线检测器，其检测透过了上述被检体的X射线的二维剂量分布；以及X射线可变光圈，其限制上述X射线管的照射范围而能够改变摄像范围，该运动物体追踪放射线治疗系统的特征在于，具备 经过区域计算单元，其根据由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者上述代替标记的二维位置的履历来对上述目标或者上述代替标记的经过区域进行计算； 摄像范围设定单元，其对由上述经过区域计算单元计算出的上述目标或者上述代替标记的经过区域的外周侧附加规定的补偿区域，自动地设定上述目标或者上述代替标记的经过区域、以及内部包括上述补偿区域而外接的摄像范围；以及 光圈控制单元，其与由上述摄像范围设定单元设定的摄像范围对应地对上述X射线摄像装置的上述X射线可变光圈进行控制。
5.根据权利要求广4中的任一项所述的运动物体追踪放射线治疗系统，其特征在于，上述经过区域计算单元根据依照由上述目标位置识别单元计算出的上述目标或者上述代替标记的二维位置的履历使预先存储的上述目标或者上述代替标记的投影图像移动时的经过区域，对上述目标或者上述代替标记的经过区域进行计算。
全文摘要
本发明提供一种运动物体追踪放射线治疗系统，能够使用计算出的目标或者代替标记的经过区域来精确地设定摄像范围，能够实现X射线曝光量的减少。具备目标位置识别装置(6)，其根据X射线摄像装置(5A、5B)的摄像图像来计算目标(3)的二维位置，计算目标(3)的三维位置；照射控制装置(7)，其根据目标(3)的三维位置来控制治疗放射线照射装置(4)，向目标(3)进行拦截照射或者跟踪照射。具备摄像范围设定装置(16)，其根据该目标(3)的二维位置的履历来计算目标(3)的经过区域(T)，显示表示该目标(3)的经过区域(T)或者最小摄像范围(Pmin)和最大摄像范围(Pmax)，并且表示摄像范围(P)的摄像范围设定画面(24)，使用该摄像范围设定画面(24)以手动方式设定摄像范围。
文档编号A61N5/10GK103028198SQ20121037569
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月29日 优先权日2011年10月4日
发明者梅川彻, 藤井佑介 申请人:株式会社日立制作所