放射线治疗系统的制作方法

本发明尤其涉及具备x射线摄影装置的放射线治疗系统。

背景技术：

在高精度的治疗放射线治疗系统，例如高精度x射线照射系统、粒子束治疗系统中，已知有为了正确地确定患部位置而利用x射线照射的系统。

其中，在对检查对象进行x射线摄影时，为了避免不必要的x射线暴露、图像质量降低，在x射线管与x射线检测器之间设置x射线光圈，通过操作控制x射线光圈的各叶片位置的控制器来设定x射线照射范围。

以往的x射线光圈中设置有电位器，该电位器对于与各叶片连结的驱动马达，输出与驱动马达的位移对应的电压。因此，无需在x射线摄影之前使x射线光圈的开口状态成为初始状态，而通过与电位器所检测出的叶片的当前位置相应地设定叶片的目标位置，能够设定x射线照射范围。这样的技术在专利文献1中公开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013－215654

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，就以往的x射线光圈而言，通过操作与设定x射线管输出条件或显示摄影图像的显示器分别设置的控制器来控制各叶片位置。

因此，为了设定适当的x射线照射范围6a，必须对检查对象照射x射线，很难在不照射的情况下设定照射范围6a。此外，由于每个患者的管电压、x射线照射范围6a等摄影条件不同，因此每次进行x射线摄影时都需要设定适当的摄影条件，对移动的目标进行摄影时很难将x射线照射范围6a设为最小限度。因此，本发明的目的在于，提供一种操作者能够容易且正确地设定x射线照射范围的放射线治疗系统。

用于解决课题的方法

为了解决这样的课题，本发明的实施方式可考虑各种各样的方式，作为其具体的一个例子，本发明涉及的放射线治疗系统的特征在于：“具备x射线摄影单元、照射治疗用放射线的放射线治疗单元以及与所述x射线摄影装置或所述放射线治疗装置连接的控制装置；所述x射线摄影单元具有x射线产生部、通过检测由所述x射线产生部照射的x射线而取得检查对象的透过图像的x射线检测器以及调整由所述x射线产生部照射的x射线的照射范围的可动式x射线光圈部；所述可动式x射线光圈部在构成中具有由多个构件构成的x射线屏蔽部、所述x射线屏蔽部的驱动单元以及取得所述x射线屏蔽部的位置的位置检测单元；所述控制装置具有显示单元，该显示单元用于显示基于所述x射线检测器的输出而得到的检查对象的透过图像以及将基于所述位置检测单元的输出而得到的所述x射线屏蔽部投影到所述x射线检测器上时的模拟图像”。

发明效果

根据本发明，可以提供操作者能够容易且正确地设定x射线照射范围的放射线治疗系统。

附图说明

图1为显示本发明第一实施例的x射线摄影装置的整体构成的图。

图2为本发明第一实施例中的x射线光圈的控制框图以及显示部中的显示例和介由显示部的操作例。

图3为本发明第一实施例的x射线摄影装置的控制框图。

图4为显示本发明第一实施例中的x射线光圈的控制流程的图。

图5为显示本发明第二实施例的放射线治疗系统的整体构成的图。

图6为显示本发明第二实施例的放射线治疗系统所具备的x射线摄影装置的控制流程的图。

图7为显示本发明第二实施例的放射线治疗系统所具备的显示部中的显示例的图。

图8为本发明第三实施例的运动跟踪放射线治疗系统的概要图。

图9为本发明第三实施例的运动跟踪放射线治疗系统所具备的x射线摄影装置的控制框图。

图10为本发明第三实施例的运动跟踪放射线治疗系统所具备的x射线摄影装置的控制流程图。

图11为本发明第三实施例的运动跟踪放射线治疗系统所具备的x射线光圈的动作概念图。

图12为本发明第三实施例的运动跟踪放射线治疗系统所具备的x射线摄影的流程图。

图13为本发明第三实施例的运动跟踪放射线治疗系统所具备的x射线摄影中的匹配处理的流程图。

图14为本发明第三实施例的运动跟踪放射线治疗系统所具备的x射线摄影中的匹配处理概念图。

具体实施方式

实施方式1.

图1为x射线摄影装置100的构成图。

x射线摄影装置100具备：将x射线照射至检查对象3的x射线管1、为了照射x射线而对x射线管施加高电压的x射线高电压产生装置18、限制x射线的照射范围6a的x射线光圈5、与x射线管1对置配置的检测检查对象3的透过x射线的x射线检测器2、使x射线管1和x射线检测器2以检查对象3为中心进行旋转的c型臂4、处理用x射线检测器2取得的图像的图像处理装置7、对于在每个房间中设有显示器8、9、操作台10、11的这两室实现远程操作的操作台切换盘12以及控制整个x射线摄影系统的x射线摄影系统控制盘13。

其中，本实施方式的x射线摄影装置100具有x射线光圈5，该x射线光圈5限制x射线管1的照射范围6a并能够变更摄影范围的大小、形状。

图3为与相关装置一并显示本实施方式中的x射线光圈5和x射线光圈控制盘6及图像处理装置7的功能性构成的框图。

如图3所示,x射线光圈5具有4片叶片x1、x2、y1、y2和驱动这些叶片的驱动马达(未图示)。各叶片由x射线吸收系数高的物质构成，可利用例如铝、铜。此外，如图2(a)所示，对各叶片安装电位器(位置检测单元5a)。各电位器5a根据各叶片的位置对x射线光圈控制盘6的通信部39输出电压(信号)。

如图2(a)、图3所示，x射线光圈控制盘6具有：与图像处理装置7、x射线光圈5之间进行通信的通信部39；保存叶片的当前位置坐标、目标位置坐标等的存储部40；叶片当前位置运算部41；叶片目标位置运算部42；显示上述的运算结果、x射线摄影图像、后述的运算结果等的显示部(显示器)8、9。当前位置运算部41基于从x射线光圈5所具备的电位器5a接收到的电压值，计算x射线检测器2中的各叶片x1、x2、y1、y2的位置坐标，发送至x射线光圈控制盘6的存储部40或图像处理装置7的存储部51。

需要说明的是，此处所说的x射线检测器2中的各叶片的位置，可认为是例如有关在通过x射线光圈5限制放射状照射的x射线的情况下，使各叶片的位置坐标与x射线检测器2上的x射线检测区的外边缘对应时所得到的位置的信息，换言之，可认为是有关将x射线管1附近的叶片的位置投影至x射线检测器2上时的位置的信息。

目标位置运算部42对于与各叶片连结的驱动马达发出指令，以使从存储部40接收的叶片的当前位置坐标与从后述存储部40接收的叶片目标位置坐标一致。

如图3所示，图像处理装置7具有：通信部50，与x射线光圈控制盘6、x射线检测器2、x射线摄影系统控制盘13之间进行通信；存储部51，针对每个患者分别记录管电压等x射线管1的输出、c型臂4的位置等x射线摄影条件；运算部52，通过后述各种方法将操作者在显示器8、9上设定的各叶片的目标位置(x射线照射范围6a)作为x射线检测器2上的叶片目标位置坐标进行运算，经由通信部50发送至x射线光圈控制盘6的存储部40；以及显示部(显示器)8、9，显示后述的叶片目标位置指令、运算结果等。

图像处理装置7一旦从x射线光圈控制盘6的存储部40收到x射线检测器2的叶片的当前位置坐标，就会在显示器8、9上显示各叶片的当前位置。作为显示方法，可为例如如下方法，即，将叶片的当前位置坐标作为数值来显示的方法，或如图2(b)所示，将x射线光圈5中的叶片位置或大小换算成在显示器8、9的屏幕尺寸中的位置或大小，模拟x射线检测器2中的x射线照射范围6a并显示在显示器8、9上的方法。操作者一边确认显示在显示器8、9上的叶片的当前位置坐标、模拟显示的x射线照射范围6a，一边指定叶片的目标位置。

接着，使用图4来说明本实施方式中的x射线光圈控制盘6和图像处理装置7的控制程序。图4为显示本实施方式中的x射线光圈控制盘6的控制处理内容的流程图。

首先，在步骤200中，当前位置运算部41基于从x射线光圈5所具备的电位器接收到的电压值，计算x射线检测器2中的各叶片x1、x2、y1、y2的位置坐标，发送至存储部40。

然后，进入步骤201，图像处理装置7的运算部52将操作者在显示器8、9上设定的各叶片的目标位置(x射线照射范围6a)作为x射线检测器2中的叶片的目标位置坐标进行运算，发送至x射线光圈控制盘6的存储部40。

然后，进入步骤202，x射线光圈控制盘6基于在存储部40中记录的信息来判断各叶片的当前位置坐标与目标位置坐标是否一致。步骤202中，当目标位置坐标与当前位置坐标一致时，结束叶片的动作。步骤202中，当目标位置坐标与当前位置坐标不一致时，进入步骤203，计算叶片的目标位置与当前位置可成为一致那样的叶片的移动量，向x射线光圈5发送各叶片的移动量。其中，目标位置运算部42向x射线光圈5发送各叶片的移动量时，可以使操作者能够在显示器8、9上对各叶片x1、x2、y1、y2设定移动速度。

然后，回到步骤200，x射线光圈控制盘6的存储部40接收各叶片的当前位置坐标和目标位置坐标，x射线光圈控制盘6继续判断叶片的目标位置与当前位置是否一致。需要说明的是，该目标位置与当前位置的比较判定由目标位置运算部42、当前位置运算部41或没有图示的其他运算部来执行。

此外，由从步骤200到步骤203构成的一系列的控制循环基于x射线光圈控制盘6中任意设定的运算周期来执行。因此，叶片的当前位置、目标位置、移动量会根据该运算周期而随时更新。然而，这样的控制仅是一个例子，即使在叶片的移动中目标位置坐标发生变化，也不一定必须要立即更新，也可以设定如下模式等：在叶片到达在先接收的目标位置坐标后，向在刚到达后的运算中取得的目标位置坐标移动。

需要说明的是，叶片的片数不一定必须是4片，例如可以设为8片的构成，各叶片的x射线吸收系数等也可以有所不同。此外，叶片的位置检测不一定必须要用电位器来进行，也可以例如使用编码器作为位置检测单元。此外，对于x射线检测器2中的各叶片的当前位置坐标的计算、各叶片的移动量的计算，用x射线光圈控制盘6、图像处理装置7、x射线摄影系统控制盘13也能够计算，但本说明书中，均设为由x射线光圈控制盘6来实施。此外，对于x射线检测器2中的各叶片的当前位置坐标和目标位置坐标的计算、各叶片的移动量的计算、移动速度的设定等各种设定，用x射线光圈控制盘6、图像处理装置7、x射线摄影系统控制盘13也能够实施。

需要说明的是，本实施方式中，可举出操作者在显示器8、9上指定叶片的目标位置的多种方法。操作者通过选择或组合x射线光圈控制盘6的存储部40中或图像处理装置7的存储部51中保存的各种叶片的控制模式，从而能够控制叶片位置。

例如，操作者在显示器8、9上指定的叶片的目标位置(x射线照射范围6a)不一定必须是坐标指定。如图2(b)所示，也可以考虑如下方式：当操作者在显示器8、9上指定2点α、β时，如图2(c)所示，由图像处理装置7求出具有将它们用直线连结的线段作为对角线的范围、即用虚线描绘的矩形的x射线照射范围6a。此时，也可以选择下述模式(第一模式)：图像处理装置7的运算部52基于在显示器上指定的2点来计算x射线检测器2上的各叶片的目标位置坐标，发送至x射线光圈控制盘6。

通过选择第一模式，操作者能够容易地指定x射线照射范围6a。无需进行x射线照射，也能够确认x射线光圈5的x射线照射范围6a，且通过介由显示器进行输入指示，能够适当地控制其大小。因此，与以往的通过x射线照射来取得有关x射线照射范围6a的信息的x射线摄影装置相比，本实施例的x射线摄影装置能够减少x射线的照射量。

此外，也可以选择下述模式(第二模式)：例如操作者预先使x射线光圈控制盘6的存储部40存储预定的值作为叶片的单位移动量，对于在显示器8、9上显示或模拟显示的各叶片x1、x2、y1、y2，在显示器8、9上选择张开或闭合侧时，使各叶片位置向着所选择的方向移动预先设定的固定移动量。

在该控制模式中，对于在显示器8、9上显示或模拟显示的各叶片x1、x2、y1、y2，在显示器8、9上选择张开或闭合侧时，相对于从存储部40接收的叶片的当前位置坐标，目标位置运算部42会向x射线光圈5发出指令，使其向着所选择的方向(张开或闭合侧)移动所存储的固定移动量。

通过选择第二模式，操作者通过指定在显示器8、9上显示或模拟显示的各叶片位置的张开或闭合侧，从而能够容易且准确地设定为所需最小的x射线照射范围6a，能够实现患者的暴露量减少。

此外，还可以选择下述模式(第三模式)：操作者对于在显示器8、9上显示或模拟显示的各叶片位置x1、x2、y1、y2在显示器8、9上指定张开或闭合侧的期间，叶片在所指定的方向上持续地连续移动。该控制模式中，预先使目标位置运算部42存储叶片的固定移动量，对于在显示器8、9上显示或模拟显示的各叶片x1、x2、y1、y2，在显示器8、9上选择张开或闭合侧的期间，相对于从存储部40接收的叶片的当前位置坐标，向x射线光圈5发送所存储的固定移动量。

通过选择第三模式，操作者能够使叶片向着在显示器8、9显示的各叶片位置的张开或闭合侧连续移动，能够使x射线照射范围6a容易地追随运动的目标，能够实现患者的暴露量减少。

此外，也可以选择下述模式(第四模式)：例如x射线光圈控制盘6的目标位置运算部42按照使左右叶片x1、x2或上下叶片y1、y2的位置相对于x射线检测器2的中心成为左右对称或上下对称的方式来控制各叶片位置x1、x2、y1、y2。以按照左右叶片x1、x2的位置相对于x射线检测器2的中心成为左右对称的方式控制的情况为例，来说明本控制模式中的控制方法。

当x射线光圈控制盘6的叶片的目标位置运算部42从图像处理装置7的运算部52接收叶片的目标位置坐标时，基于预先确定的任一叶片的目标位置坐标来计算移动量，作为相对于各叶片的移动量而输出。需要说明的是，即使不像预先确定成为移动量计算的基准的叶片那样，也可以考虑这样的方法：针对各叶片求出目标位置坐标与当前位置坐标之差，基于其最大值或最小值来设定一个各叶片的移动量。此外，这样的控制，不仅可以适用于左右的叶片，还可以适用于上下叶片的移动。

通过选择第四模式，从而例如在cbct(锥形束ct)摄影时将切片图像再构成为三维图像的情况下，能够降低图像的非均匀性(左右非对称性)，其结果是，能够实现患者的暴露量减少。

此外，也可以选择下述模式(第五模式)：例如x射线光圈控制盘6的存储部40预先存储x射线光圈5中具备的电位器所检测的各叶片位置以及与实际叶片位置之间的误差的关系，在叶片的当前位置运算部41将各叶片位置显示于显示器8、9上时、或在叶片的目标位置运算部42将各叶片的目标位置坐标发送至x射线光圈5时，图像处理装置7或x射线光圈控制盘6自动修正上述误差。通过选择第五模式，从而能够减轻由电位器的量子化误差造成的叶片的停止误差，能够实现患者的暴露量减少。

此外，也可以选择下述模式(第六模式)：例如在图像处理装置7或x射线光圈控制盘6使各叶片移动至目标位置时，从全张开状态或全闭合状态使各叶片移动至目标位置。通过选择第六模式，从而例如通过总是从全张开位置状态使叶片移动至目标位置，能够减轻由电位器的量子化误差或滞后造成的叶片的停止误差，能够实现患者的暴露量减少。

此外，也可以选择下述模式(第七模式)：例如在图像处理装置7将cbct摄影时将切片图像再构成为三维图像的情况下，以从电位器接收的叶片的当前位置为基础进行三维图像的再构成。也就是说，将切出了切片图像的非有效区域(三维图像的再构成时所不使用的区域)并进行了修正的图像作为基础来进行三维图像的再构成。通过选择第七模式，能够期待三维图像的图像质量提高，能够减少图像再构成时的伪影的产生，其结果是，由于能够减少再摄影的风险，因而能够实现患者的暴露量减少。

此外，还可以选择下述模式：例如x射线摄影装置100中，x射线摄影系统控制盘13对x射线管1进行控制，以使得仅当全部叶片x1、x2、y1、y2在目标位置停止时，允许x射线的照射。

该控制模式中，存储部40仅在叶片的当前位置运算部41与叶片的目标位置运算部42计算的叶片的坐标一致时，向x射线摄影系统控制盘13发送允许照射x射线的信号。在x射线摄影中任一叶片位置x1、x2、y1、y2发生变动时，即，在叶片的当前位置运算部41与叶片的目标位置运算部42计算的叶片的坐标不一致时，存储部40向x射线摄影系统控制盘13发送暂停照射x射线的信号。

此外，例如也可以选择下述模式：在x射线ct摄影中，所述叶片位置x1、x2、y1、y2发生变动而x射线ct摄影暂停时，按照与摄影暂停的时间点相同的x射线摄影条件(c型臂4的旋转角度、叶片位置、x射线管1的输出等)重新开始x射线ct摄影。

该控制模式中，在x射线光圈控制盘6的存储部40、图像处理装置7的存储部51或x射线摄影系统控制盘13中存储x射线摄影条件，在x射线ct摄影暂停后重新开始x射线ct摄影时，对各装置自动设定与摄影暂停的时间点相同的x射线摄影条件。

此外，也可以选择下述模式：例如在x射线光圈控制盘6向x射线光圈5发送叶片x1、x2、y1、y2的目标位置x1、x2、y1、y2后，操作者在叶片没有在任意设定的时间内到达目标位置时检测错误，在显示器8、9上显示。该控制模式中，使x射线光圈控制盘6的存储部40存储好检测超时错误的时间，在叶片的当前位置运算部41与叶片的目标位置运算部42计算的叶片的坐标在所述时间内没有达到一致时，在显示器8、9上显示错误信息。

接着，对于本实施例的作用效果进行说明。

本实施例中说明的x射线摄影装置100中，对于x射线光圈5的各叶片设置有位置检测单元，在显示器8、9上模拟显示各叶片位置x1、x2、y1、y2(x射线照射范围6a)，操作者在显示器8、9上指定x射线照射范围6a。对于本实施例的x射线摄影装置100，列举出了操作者在显示器8、9上指定叶片的目标位置的多种方法，x射线光圈控制盘6的存储部40或图像处理装置7的存储部51通过选择或组合各种叶片的控制模式，从而能够控制所述叶片的位置。即，本实施例的x射线摄影装置100无需照射x射线就能够确认x射线光圈5的开口形状x射线照射范围6a，且可以通过经由显示屏幕显示器的输入指示来适当地控制其大小。因此，与以往的通过x射线照射来取得有关开口形状x射线照射范围6a的信息的x射线摄影装置相比，本实施例的x射线摄影装置能够减少x射线的照射量。

此外，对于x射线光圈所具备的叶片的控制模式，不仅通过采用任一种模式，而通过安装多个模式并组合各模式，还能够实现操作性的进一步提高。例如将第一模式、第三模式和第六模式组合的情况下，可考虑如下所述的操作控制。

首先，操作者介由显示器8、9的屏幕选择第一模式作为叶片的控制模式。操作者在屏幕上指定2点，将以连结该2点的线段为对角线的矩形范围作为暂定的x射线照射范围6a，执行x射线照射范围6a的粗略的指定。

接着，操作者介由显示器8、9的屏幕选择第三模式，将各叶片的控制模式从第一模式切换至第三模式。操作者通过指定在显示器8、9上模拟显示的各叶片位置的张开或闭合侧，能够容易且准确地设定所需最小的x射线照射范围6a。

进而，通过组合第六模式，能够自动修正x射线光圈5中具备的电位器所检测的叶片位置x1、x2、y1、y2与实际的叶片位置之间的误差，因此能够进一步容易且准确地设定x射线照射范围6a。

此外，例如，在x射线ct摄影中，通过组合使用以下这些模式，操作者能够容易且准确地设定为所需最小的x射线照射范围6a，即，当所述叶片位置x1、x2、y1、y2发生变动而x射线ct摄影暂停时，按照与摄影暂停的时间点相同的x射线摄影条件(c型臂4的旋转角度、叶片位置、x射线管1的输出等)重新开始x射线ct摄影的模式，对于在显示器8、9上显示或模拟显示的各叶片位置x1、x2、y1、y2，在操作者在显示器8、9上指定张开或闭合侧的期间，叶片在指定方向上持续地连续移动的模式，x射线光圈控制盘6的目标位置运算部42对各叶片位置x1、x2、y1、y2进行控制以使各叶片位置x1、x2、y1、y2相对于x射线检测器2的中心成为上下左右对称的模式，仅在全部的叶片x1、x2、y1、y2在目标位置停止时允许照射x射线的模式；进而，由于上下左右叶片的位置相对于x射线检测器2的中心成为左右对称，因此能够实现取得图像的端部(与c型臂4的旋转方向垂直的端部)的图像质量降低，作为结果，能够减少患者的暴露量。

需要说明的是，在此列举的模式的组合只不过是一个例子。也可以在显示器8、9上显示各模式的选择按键等，使得操作者能够选择任意的模式。或者，也可以在x射线摄影装置中组入将几个模式的组合作为默认模式而自动实施的功能。

实施方式2.

首先，在说明本实施例之前，对放射线治疗系统进行简单说明。

图5为显示本实施方式中的放射线治疗装置110的构成的概略图。基本构成与实施例1同样，但放射线治疗装置中具备：对固定在治疗台18上的检查对象3照射治疗放射线(例如，高能量的x射线、电子束、质子束、碳射线或其他带电粒子束)的治疗放射线照射装置15、管理所述治疗放射线的照射、x射线摄影、患者信息等放射线治疗系统整体的照射控制装置16、操作者通过目视来调整检查对象3的放射线治疗位置或x射线摄影位置的激光标识器17。

本实施方式中，将实施方式1中说明的x射线摄影装置100适用于放射线治疗装置110。

放射线治疗装置110中，图像处理装置7将从照射控制装置16接收的参照图像(治疗记录图像)显示在显示器8、9上。如在实施方式1中也说明的那样，图像处理装置7能够将x射线检测器2中的x射线照射范围6a模拟并显示在显示器8、9上。此外，如图所示，将x射线照射范围6a与参照图像叠加并模拟显示在显示器8、9上。操作者一边确认所述叠加的图像，一边指定x射线照射范围6a。确定了x射线照射范围6a后，按照操作者的指示照射治疗放射线，执行治疗。

使用图6(a)来说明本功能中的x射线摄影系统控制程序或摄影程序。图6(a)为表示本实施方式中的x射线光圈控制盘6的控制处理内容的流程图。

首先，在步骤210中，照射控制装置16向图像处理装置7发送参照图像。然后，进入步骤211，在显示器8、9上显示参照图像。其中，在进入步骤212之前，使用激光标识器17和治疗台18，将检查对象3的x射线摄影位置调整为与所述参照图像的摄影位置一致。然后，进入步骤212，将x射线照射范围6a模拟显示在显示器8、9上，与在步骤211中显示的参照图像叠加显示。其中，将模拟显示的x射线照射范围6a自动地设定为在照射控制装置16或图像处理装置50的运算部计算的适当的范围(为了进行患者的定位所需要的最小的x射线照射范围6a)。需要说明的是，当然也可以用手动设定为了进行定位所需要的最小的x射线照射范围6a。

然后，进入步骤213，一边确认与参照图像叠加地模拟显示的x射线照射范围6a，一边指定叶片的目标位置，在步骤214中实施x射线摄影。然后，在步骤215中，图像处理装置7将参照图像设为非显示，并在显示器8、9上显示摄影图像。

就以往的x射线摄影装置而言，在进行患者的定位时，由操作者任意设定充分广范围的x射线照射范围6a，因此存在难以减少患者的暴露量，而如果摄影范围过小则无法适当地进行患者的定位等问题。另一方面，本实施例中，照射控制装置16或图像处理装置50的运算部将x射线照射范围6a计算为适当的范围，x射线照射范围6a被自动设定。因此，操作者能够容易且准确地设定x射线照射范围6a，其结果是，能够实现患者的暴露量减少。

此外，本实施方式中，也可以设置如下模式：图像处理装置7的存储部51记录x射线光圈5的叶片位置、x射线管1的输出、治疗台18的位置等每个患者不同的x射线摄影条件，在下一次以后的x射线摄影之前自动读出并事先设定。或者，也可以考虑如下模式：图像处理装置7的存储部51自动读出并设定可设想摄影条件为类似的患者的x射线摄影条件。使用图6(b)来说明本功能中的x射线摄影系统的控制程序。图6(b)为显示本实施方式中的x射线光圈控制盘6的控制处理内容的流程图。

首先，在步骤220中，操作者向图像处理装置7发送患者信息。然后，进入步骤221，读出图像处理装置7的存储部51所保存的每个患者的上一次的摄影图像以及摄影条件如x射线光圈5的叶片位置、x射线管1的输出、治疗台18的位置等。或者，图像处理装置7的存储部51自动读出并设定可设想摄影条件为类似的患者的x射线摄影条件。

然后，进入步骤222，将在步骤221中读出的每个患者的摄影条件显示在显示器8、9上，进行设定。此外，在显示器8、9上，将上一次的摄影图像或参照图像显示在显示器8、9上。其中，对于在显示器8、9上显示上一次的摄影图像还是显示参照图像，可以由操作者事先设定，并保存于图像处理装置7的存储部51。

然后，进入步骤223，如图7所示，将x射线照射范围6a模拟显示在显示器8、9上，与在步骤222中显示的上一次的摄影图像8a或参照图像叠加显示。在步骤223中，如在实施例1中说明那样，操作者一边在显示器8、9上确认模拟显示的x射线照射范围6a，一边指定叶片的目标位置。对于有关各叶片移动的控制，可以由以实施例1中说明的第一模式为首的各种模式或这些模式的组合来实现。有关叶片移动的控制结束后，在步骤224中实施x射线摄影。摄影结束后，在步骤225中，将上一次的摄影图像8a或参照图像设为非显示，并在显示器8、9上显示摄影图像。

接着，对本实施例的作用效果进行说明。在本实施例中说明的x射线摄影装置100中，将在实施方式1中说明的x射线摄影装置100适用于放射线治疗装置110。

本实施方式中，图像处理装置7的存储部51记录x射线光圈5的叶片位置、x射线管1的输出、治疗台18的位置等每个患者不同的x射线摄影条件，并由图像处理装置7的存储部51自动读出并设定可设想摄影条件为类似的(图像处理装置7的存储部根据患部的大小、体格等来判定)患者的x射线摄影条件。

此外，通过将x射线照射范围6a与从照射控制装置16接收的参照图像8a叠加而模拟显示在显示器8、9上，从而操作者可以一边在显示器8、9上确认所述叠加的图像，一边容易且准确地指定x射线照射范围6a。

此外，通过由图像处理装置7的存储部51记录每个患者不同的x射线摄影条件，在下一次以后的x射线摄影之前自动读出并事先设定该x射线摄影条件，从而操作者能够进一步容易且准确地指定x射线照射范围6a。

此外，通过与实施方式1中所述的第六模式(在图像处理装置7或x射线光圈控制盘6使各叶片移动至目标位置时，从全张开状态或全闭合状态使各叶片移动至目标位置的模式)组合，能够减轻由电位器的量子化误差或滞后造成的叶片的停止误差，能够实现患者的暴露量进一步减少。

此外，具备这样的x射线照射范围6a的设定的放射线治疗装置110，由于能够减少由用于治疗的放射线以外的放射线产生的暴露量，因此结果上提高治疗放射线的照射效率，还发挥缩短患者的约束时间的效果。

实施方式3.

本实施方式是适用实施方式1中说明的x射线摄影装置100的运动跟踪放射线治疗装置120。首先，在本实施例的说明之前，对运动跟踪放射线治疗装置进行简单说明。

图7为显示本实施方式中的运动跟踪放射线治疗装置120的构成的概略图。图8为与相关装置一并显示本实施方式中的目标位置识别装置和x射线光圈控制盘的功能性构成的框图。

运动跟踪放射线治疗装置120具备：对治疗台21上的检查对象22内的目标23照射治疗放射线(例如质子束)的治疗放射线照射装置24，从多个方向对目标23进行x射线摄影的x射线摄影装置25a、25b，从由这些x射线摄影装置25a、25b摄影的图像实时地识别目标23的位置的目标位置识别装置26，将由该目标位置识别装置26识别出的目标23的位置发送至x射线光圈控制盘37的识别结果输出装置36。

x射线摄影装置25a具备：对检查对象22从第一方向照射x射线的x射线管28a、限制x射线照射范围6a的x射线光圈35a、检测由x射线管28a照射并透过检查对象22的x射线的二维剂量分布的x射线检测器29a以及未图示的信号处理电路。x射线检测器29a具有二维地配置的多个检测元件(详细而言，为例如将放射线转换成电荷的半导体元件等)，输出来自这些检测元件的模拟信号。信号处理电路处理来自x射线检测器29a的模拟信号，生成x射线透视图像的数据，并发送至目标位置识别装置26。需要说明的是，x射线摄影装置25a的摄影按照足以能捕捉目标23的运动的频率(例如30hz左右)进行。

同样地，x射线摄影装置25b具备：从第二方向(本实施方式中，与第一方向垂直的方向)对检查对象22照射x射线的x射线管28b、限制x射线的照射范围6a的x射线光圈35b、检测由x射线管28b照射并透过检查对象22的x射线的二维剂量分布的x射线检测器29b以及未图示的信号处理电路。x射线检测器29b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。信号处理电路处理来自x射线检测器29b的模拟信号，生成x射线透视图像的数据，并发送至目标位置识别装置26。需要说明的是，x射线摄影装置25b的摄影与x射线摄影装置25a的摄影同步地进行。

目标位置识别装置26具有：与x射线摄影装置25a、25b、照射控制装置27等之间进行通信的通信部20、保存从x射线摄影装置25a、25b接收的摄影图像、后述运算结果等的存储部31、显示x射线摄影装置25a、25b的摄影图像、后述运算结果等的显示部(显示器)32、基于x射线摄影装置25a的摄影图像运算从x射线摄影装置25a的摄影方向(第一方向)观察的目标23的二维位置，并基于x射线摄影装置25b的摄影图像运算从x射线摄影装置25b的摄影方向(第二方向)观察的目标23的二维位置的二维位置运算部33、根据这些目标23的二维位置来运算目标23的三维位置的三维位置运算部34。

在目标位置识别装置26的存储部31中，预先准备并存储有在x射线摄影装置25a的摄影方向上的目标23的投影图像作为第一模板图像8b，预先准备并存储有在x射线摄影装置25b的摄影方向上的目标23的投影图像作为第二模板图像8c。

如图14所示，通过使二维位置运算部33的x射线摄影装置25a的摄影图像8d与第一模板图像8b匹配，从而运算从x射线摄影装置25a的摄影方向观察的目标23的二维位置。此外，通过使x射线摄影装置25b的摄影图像8e与第二模板图像8c匹配，从而运算从x射线摄影装置25b的摄影方向观察的目标23的二维位置。具体而言，将摄影图像和模板图像一边移动一边比较，运算类似度(例如归一化相关系数)，将该类似度最高的位置(匹配位置)设为目标23的二维位置。对于运算得到的目标23的二维位置，会与对应的摄影图像进行关联，并保存在存储部31中。需要说明的是，图14中，由于由x射线摄影装置25a进行的处理和由x射线摄影装置25b进行的处理相同，因此利用共同的附图进行了说明。

目标位置识别装置26的三维位置运算部34将从x射线摄影装置25a、25b的摄影方向观察的目标23的二维位置(投影位置)反向投影，并运算目标23的三维位置(投影位置)。运算得到的目标23的三维位置会与对应的x射线摄影装置25a、25b的摄影图像一并显示在显示器32上。由此，操作者能够实时确认目标23的位置。需要说明的是，通过在显示器32上显示的摄影图像中指定目标探测区域，从而能够实现匹配处理时间的缩短。

此外，运算得到的目标23的三维位置被存储在存储部31，并被发送至照射控制装置27。照射控制装置27基于从目标位置识别装置26接收的目标23的三维位置，控制治疗放射线照射装置24并对目标23进行拦截照射(迎撃照射)(详细而言，当目标23的位置与治疗计划中的放射线照射位置在预定的允许范围内一致的时间点进行照射)或跟踪照射(详细而言，与目标23的位置相应地变更放射线照射位置)。

在此，对本实施方式具备的x射线摄影装置25a、25b(以后，简称为x射线摄影装置)进行说明。需要说明的是，对于与实施例1共同的构成，省略说明。

本实施例中的x射线摄影装置在运动跟踪放射线治疗时等，用x射线光圈控制盘37对各叶片位置x1、x2、y1、y2的目标位置坐标进行计算，以使目标23与各叶片位置x1、x2、y1、y2的距离成为固定值。需要说明的是，目标23可以是埋入在患部区域附近的金标、处于患部附近的骨等特征性结构或者操作者在显示器32上选择的部位等。在目标位置识别装置26能够实时识别目标23的位置的范围内(目标识别时的最小x射线照射范围6a)，目标23与各叶片的距离也可以由操作者对各叶片任意设定。

以往的装置中，x射线的照射范围6a是由操作者一边确认显示部(显示器)32一边手动设定叶片位置控制用的开关。因此，操作者通过对于与目标位置识别装置26能够实时识别目标23的位置的范围(目标识别时的最小x射线照射范围6a)相比广的范围照射x射线，来防止目标23的位置通过患者呼吸而变动时，目标位置识别装置26迷失目标23的位置的可能性。另一方面，在本实施例中，由于x射线照射范围6a自动跟踪目标23的运动，因此即使摄影区域窄也能够抑制迷失目标23的可能性，且还能够实现暴露量的减少。

特别是，在运动跟踪放射线治疗时，通过采用本技术，目标位置识别装置26能够在为了实时识别目标23的位置所需的最小x射线照射范围6a内(目标识别时的最小x射线照射范围6a)执行摄影，因此能够减少在一次摄影中的患者的暴露量，可以将治疗放射线照射更长的时间。其结果是，对于一个患者，能够提高在一次的治疗中可以照射的治疗放射线的照射量，能够实现治疗的效率提高。

进一步，通过目标位置识别装置26以目标识别时的最小x射线照射范围6a识别目标23，从而与以往相比能够缩小x射线照射范围6a，因此能够与以往相比更精确地识别目标23(匹配位置)，能够进一步减少暴露量。

也就是说，以往的装置中，目标位置识别装置26在广范围的摄影图像上进行匹配处理，在计算匹配位置时，有可能会将与原本的目标位置不同的位置误识别为目标23的位置。这样的情况下，操作者可以考虑通过在显示器32上显示的摄影图像中指定目标探测区域来实现匹配处理时间的缩短等，但不言而喻，摄影图像的范围越广，则将目标23的位置误识别的几率会越高。

另一方面，本实施方式中，通过以目标识别时的最小x射线照射范围6a来识别目标23，从而能够降低将摄影图像与模板图像的类似度最高的位置(匹配位置)误识别的几率。随之，通过由操作者在显示器32上显示的摄影图像中指定目标探测区域，从而还能够省略实现匹配处理时间缩短的麻烦，作为结果，能够减少患者的暴露量。关于该匹配处理的详细内容在后述说明。

接着，在使目标23与各叶片位置的距离为固定值的控制中，使用图10来说明x射线光圈控制盘37的控制程序。图10为显示本实施方式中的x射线光圈控制盘37的控制处理内容的流程图。

首先，步骤300中，二维位置运算部33和三维位置运算部34算出目标23的当前位置坐标，发送至x射线光圈控制盘37(以下，控制盘37)的存储部40。接着，进入步骤301，叶片的当前位置运算部41(以下，当前位置运算部41)计算x射线检测器2中的各叶片x1、x2、y1、y2的当前位置坐标，保存于存储部40。步骤302中，基于保存在存储部40的数据，由控制盘37的判定部(未图示)来判定目标23的当前位置与叶片的当前位置的距离是否与操作者设定的值(目标识别时的最小x射线照射范围6a)一致。

在判定结果为是，即目标23与叶片的距离为固定值内的情况下，不使叶片移动而回到步骤300。另一方面，在判定结果为否，即目标23与叶片的距离并非如设定值的情况下，进入步骤303。叶片的目标位置运算部42(以下，目标位置运算部42)以目标23与叶片的距离成为正如设定值的方式计算各叶片的移动量，向x射线光圈35a、35b发送各叶片的移动量，回到步骤300。需要说明的是，在控制循环的构成中具有步骤300至步骤303，该控制循环基于目标位置识别装置和x射线光圈控制盘37的运算周期来执行。据此，叶片的当前位置、目标位置、移动量这样的各种控制参数，在每个运算周期中随时更新。这样在本实施方式中，由于x射线照射范围6a自动跟踪目标23的运动，因此能够减少患者的暴露量。

此外，在目标位置识别装置26无法正常地识别目标23的情况下(例如，将目标23的位置误识别的情况、迷失的情况等)，也可以使叶片向张开侧持续移动，直至目标位置识别装置26能够再次识别目标23的位置。此时，目标位置运算部42使各叶片位置向张开侧持续移动，即对各叶片持续发送从作为虚线矩形显示的原照射范围6a起的固定移动量，设定叶片的位置以使其成为由点划线显示那样的x射线照射范围6b。并且，如果目标位置识别装置26能够再次识别目标23的位置，则也可以由目标位置运算部42求出目标23与各叶片位置的距离成为固定值那样的移动量，以各叶片位置来到适当的位置(目标识别时的最小x射线照射范围6a)的方式进行控制，设定由实线矩形描绘那样的照射范围6c。图11显示这样的控制的一个例子。

这样的本实施例中，可以在目标位置识别装置26能够实时识别目标23的位置的最小x射线照射范围6a内(目标识别时的最小x射线照射范围6a)进行治疗，因而能够大幅减少患者的暴露量。也就是说，如果目标位置识别装置26迷失了目标23的位置，则叶片将立刻向张开侧移动，使得目标位置识别装置26能够再次识别目标23的位置。接着，在目标位置识别装置26再次识别了目标23的位置后，目标位置运算部42再次以成为目标识别时的最小x射线照射范围6a的方式控制叶片(使叶片向闭合侧移动)。

在此，对于在先叙述的匹配处理，基于图12进行说明。在步骤310中，算出目标23的当前位置，并记录于存储部31。对于检测目标23的位置的处理，可认为已在先通过图11等进行了说明。接着，在步骤311中，存储部31判定是否正常地识别了目标23。判定基准例如可举出：目标26的移动速度或移动量是否处于预先存储于存储部31的范围内，或者，预先使存储部31存储目标23预计移动的区域，目标23的位置是否处于该范围内等。这样在本实施例中，能够容易地检测到目标位置识别装置26误识别了目标23的位置。

以往的装置中，如果目标位置识别装置26误识别了目标23的位置，则操作者通过在显示器32上显示的摄影图像中指定目标探测区域，从而实现匹配处理时间的缩短。

另一方面，本实施方式中，如果目标位置识别装置26误识别了目标23的位置，则叶片立刻向张开侧移动，使得目标位置识别装置26能够再次识别目标23的位置。因此，操作者能够省略在显示器32上显示的摄影图像中指定目标探测区域的麻烦，与以往相比目标位置识别装置26能够精确地识别目标23的位置，作为结果，能够减少患者的暴露量。

在步骤311中，在目标位置识别装置26没有正常地识别目标23的情况下，进入步骤312，由目标位置运算部42自动地使各叶片位置向张开侧移动，或由操作者在显示器32上使各叶片向张开侧移动，直至能够再次识别目标23的位置。然后，回到步骤311，继续判定目标位置识别装置26的存储部31是否正常地识别了目标23。

在步骤311中，在目标位置识别装置26正常地识别了目标23的情况下，进入步骤313，当前位置运算部41计算x射线检测器2中的各叶片的当前位置坐标并保存于存储部40。然后，进入步骤314，由控制盘37判定目标23的当前位置与叶片的当前位置的距离是否与操作者所设定的值一致。在步骤314中，在目标23与叶片的距离正如设定值的情况下，回到步骤310，继续判定目标位置识别装置26正常地识别了目标23以及目标23与叶片的距离正如设定值。

在步骤314中，在目标23与叶片的距离并非如设定值的情况下，进入步骤315，目标位置运算部42计算各叶片的移动量以使目标23与叶片的距离成为正如设定值，向x射线光圈35a、35b发送各叶片的移动量。

在此，在步骤315中，对于由目标位置运算部42控制x射线光圈35a、35b的各叶片位置以使目标23与叶片的距离成为正如设定值的方法，可采用在实施方式1中列举的各种叶片的控制模式。

例如，通过与在实施方式1中叙述的第五模式(x射线光圈控制盘6的存储部40预先存储x射线光圈5中具备的电位器所检测的各叶片位置与实际的叶片位置之间的误差的关系，当叶片的当前位置运算部41将各叶片位置显示在显示器8、9上，并叶片的目标位置运算部42将各叶片的目标位置坐标发送至x射线光圈5时，图像处理装置7或x射线光圈控制盘6自动修正上述误差的模式)组合，从而能够减轻由电位器的量子化误差或滞后造成的叶片的停止误差，x射线照射范围6a能够进一步精确地跟踪目标23的运动。作为结果，能够实现患者的暴露量的进一步减少。

然后，回到步骤310，继续判定目标位置识别装置26正常地识别了目标23以及目标与叶片的距离正如设定值。

此外，如图14所示，也可以构成如下模式(第八模式)：将目标23与各叶片位置的距离控制为固定值的摄影图像(目标周边图像)与存储部40所保存的模板图像8b、8c叠加显示，将该叠加的图像发送至存储部31，使叠加的图像与模板图像匹配，从而运算从x射线摄影装置25a、25b的摄影方向观察的目标23的二维位置。

这样在本实施方式中，目标位置识别装置26通过使叠加的图像与模板图像匹配，并运算从x射线摄影装置25a、25b的摄影方向观察的目标23的二维位置，从而不仅能够进一步缩小x射线照射范围6a，目标位置识别装置26还能够进一步正确地识别目标23。作为结果，能够减少患者的暴露量。

接着，使用图13(a)来说明本控制模式的控制程序。图13(a)为显示本实施方式中的x射线光圈控制盘37的控制处理内容的流程图。

首先，在步骤320中，将控制盘37的存储部40所保存的模板图像显示在显示器32上。然后，进入步骤321，将从x射线检测装置29a、29b接收的摄影图像与在步骤320中显示在显示器32上的模板图像叠加显示。然后，进入步骤322，目标位置识别装置26判定显示在显示器32上的摄影图像是否是最新图像。

在步骤322中，在显示在显示器32上的摄影图像不是最新图像的情况下，回到步骤321，目标位置识别装置26从x射线检测装置29a、29b接收最新摄影图像。在步骤322中，在显示在显示器32上的摄影图像是最新图像的情况下，目标位置识别装置26继续判定显示在显示器32上的摄影图像是否是最新图像。

本控制模式中，目标位置识别装置26通过在步骤322中显示在显示器32上的叠加图像来识别目标23的位置。其中，也可以考虑这样的模式，即作为在步骤320中显示在显示器32上的检查对象22的图像，使用x射线摄影装置25a、25b摄影的紧前x射线摄影图像来代替存储部40所保存的模板图像8b、8c。

使用图13(b)来说明该本控制模式的控制程序。图13(b)是显示本实施方式中的控制盘37的控制处理内容的流程图。

首先，在步骤330中，x射线摄影装置25a、25b摄影检查对象22，向存储部31和存储部40发送该摄影数据。目标位置识别装置26读出保持在存储部31中的数据，作为第一张摄影图像而显示在显示器32上。

然后，进入步骤331，以自动或手动方式控制叶片的移动以使目标23与各叶片位置的距离成为固定值，从而调整x射线照射范围6a(目标周边图像)。

其中，在步骤331中，为了使目标23与叶片的距离成为正如设定值，操作者也可以采用在实施方式1中列举的各种叶片的控制模式，指定叶片的目标位置。

然后，进入步骤332，目标位置识别装置26将从x射线检测装置29a、29b接收的摄影图像(目标周边图像)与显示在显示器32上的第一张摄影图像叠加显示，在步骤333中判定显示在显示器32上的摄影图像是否是最新图像。在步骤333中，在显示在显示器32上的摄影图像不是最新图像的情况下，回到步骤332，目标位置识别装置26和控制盘37从x射线检测装置29a、29b接收最新的摄影图像。

在步骤333中，在显示在显示器32上的摄影图像(目标周边图像)为最新图像的情况下，目标位置识别装置26继续判定显示在显示器32上的摄影图像是否是最新图像。本控制模式中，目标位置识别装置26通过在步骤332中显示在显示器32上的叠加图像来识别目标23的位置。

本实施例的x射线摄影装置中，在运动跟踪放射线治疗时，控制盘37的叶片的目标位置运算部42计算各叶片位置的目标位置坐标而控制各叶片位置，以使目标23与各叶片位置x1、x2、y1、y2的距离成为固定值。此时，为了减少患者的x射线暴露量，以成为目标位置识别装置26能够实时识别目标23的位置所需要的最小的x射线照射范围6a(目标识别时的最小x射线照射范围6a)的方式，设定目标23与各叶片位置x1、x2、y1、y2的距离。

如果目标位置识别装置26迷失(误识别)了目标23的位置，则叶片立刻向张开侧移动，使得目标位置识别装置26能够再次识别目标23的位置。接着，在目标位置识别装置26再次识别目标23的位置后，目标位置运算部42再次控制叶片以使其成为目标识别时的最小x射线照射范围6a(使叶片向闭合侧移动)。

需要说明的是，对于目标位置识别装置26误识别了目标23的位置的情形，可以存储部31以如下基准进行判定：例如，目标26的移动速度或移动量是否处于存储部31中预先存储的范围内，或者，预先使存储部31存储目标23预计移动的区域，目标23的位置是否处于该范围内等。如果目标位置识别装置26误识别目标23的位置，则叶片立刻向张开侧移动，使得目标位置识别装置26能够再次识别目标23的位置。或者，通过操作者在显示器32上显示的摄影图像中指定目标探测区域，从而目标位置识别装置26能够再次识别目标23的位置。

通过这些功能，在本实施例中，与以往相比目标位置识别装置26能够精确地识别目标23的位置，作为结果，能够减少患者的暴露量。

此外，一般而言(根据目标的位置、形状而存在若干偏差)，摄影范围越小，则目标位置识别装置26越能够精确地识别目标23的位置。然而，根据目标的位置、形状的不同，有时当摄影图像为广范围时更能够精确地识别目标。在该情况下，将x射线摄影装置25a、25b的摄影图像与目标位置识别装置26的存储部31所保存的模板图像叠加显示。

目标位置识别装置26通过使叠加的图像与模板图像匹配，并运算从x射线摄影装置25a、25b的摄影方向观察的目标23的二维位置，从而不仅能够进一步缩小x射线照射范围6a，目标位置识别装置26还能够进一步精确地识别目标23。

此外，在目标位置识别装置26迷失了目标23的情况下，为了使目标位置识别装置26能够再次识别目标23的位置，以自动或手动方式使各叶片位置向张开侧移动，在目标位置识别装置26再次识别目标23的位置后，以自动或手动方式再次使各叶片向闭合侧移动一定量，由目标位置运算部42来控制各叶片位置以使目标23与各叶片位置的距离成为固定值。

其中，在跟踪目标23的运动而控制各叶片的期间，也可以将在实施方式1中列举的各种模式适当组合来控制各叶片，例如，可以组合在指定在显示器32上显示或模拟显示的各叶片位置的张开或闭合侧的期间，叶片在指定的方向持续地连续移动的模式。在将该模式进行组合的情况下，当目标位置识别装置26迷失了目标23时，目标位置识别装置26能够在短时间内再次识别目标23。其结果是，目标位置识别装置26的存储部31能够精确地识别目标23，可期待减少患者的x射线暴露量。

符号说明

1：x射线管，2：x射线检测器，3：检查对象，4：c型臂，5：x射线光圈，6：x射线光圈控制盘，7：图像处理装置，8、9：显示部(显示器)，15：治疗放射线照射装置，16：照射控制装置，17：激光标识器，18：治疗台，20：通信部，22：检查对象，23：目标，24：治疗放射线照射装置，25a、25b：x射线摄影装置，26：目标位置识别装置，27：照射控制装置，28a、28b：x射线管，29a、29b：x射线检测器，31：存储部，32：显示部(显示器)，33：二维位置运算部，34：三维位置运算部，35a、35b：x射线光圈，36：识别结果输出装置，37：x射线光圈控制盘，39：通信部，40：存储部，41：叶片当前位置运算部，42：叶片目标位置运算部，110：放射线治疗装置，120：运动跟踪放射线治疗装置。