三维图像拍摄系统及粒子射线治疗装置的制造方法_2

文档序号:8448281阅读:来源:国知局
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。将放射线从放射线照射装置的下游侧入射至治疗室的照射口 11相对于患者45横向进行配置。
[0014]控制驱动装置2来进行图像对照定位,以使得X射线拍摄装置的监视器画面所显示的X射线图像与定位用的X射线基准图像相一致。图像对照方法的详细内容将在后文中进行阐述。在图像对照定位结束之后,取下X射线拍摄装置,如图5所示那样使转台10旋转,将患者45移动到治疗照射位置。然后,对患者45的患部照射放射线,由此来进行治疗。
[0015]作为放射线治疗装置的示例,使用图6和图7对粒子射线治疗装置51及粒子射线照射装置58进行说明。粒子射线治疗装置51包括射束发生装置52、射束输送系统59、以及粒子射线照射装置58a、58b。射束发生装置52具有离子源(未图示)、前级加速器53、以及带电粒子加速器54。粒子射线照射装置58b设置于旋转吊架(未图示)。粒子射线照射装置58a设置在不具有旋转吊架的治疗室。射束输送系统59的作用在于对带电粒子加速器54与粒子射线照射装置58a、58b进行联络。射束输送系统59的一部分设置于旋转吊架(未图不),其一部分中具有多个偏转电磁铁55a、55b、55c。
[0016]由离子源产生的质子射线等粒子射线即带电粒子射束由前级加速器53进行加速,然后从入射装置46入射到带电粒子加速器54。带电粒子加速器54例如为同步加速器。带电粒子射束被加速到规定的能量。从带电粒子加速器54的出射装置47出射的带电粒子射束经由射束输送系统59被输送到粒子射线照射装置58a、58b。粒子射线照射装置58a、58b将带电粒子射束照射到患者45的患部。粒子射线照射装置的标号统一使用58,在进行区别说明时使用58a、58b。
[0017]由射束发生装置52产生的被加速到规定能量的带电粒子射束31经由射束输送系统59被引导向粒子射线照射装置58。图7中,粒子射线照射装置58包括:在与带电粒子射束31垂直的方向即X方向和Y方向扫描带电粒子射束31的X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33、位置监视器34、剂量监视器35、剂量数据转换器36、射束数据处理装置41、扫描电磁铁电源37、以及控制粒子射线照射装置58的照射管理装置38。照射管理装置38包括照射控制计算机39和照射控制装置40。剂量数据转换器36包括触发生成部42、点计数器43、以及点间计数器44。另外,图7中带电粒子射束31的前进方向为一 Z方向。
[0018]X方向扫描电磁铁32是沿X方向扫描带电粒子射束31的扫描电磁铁,Y方向扫描电磁铁33是沿Y方向扫描带电粒子射束31的扫描电磁铁。位置监视器34检测射束信息,该射束信息用于对由X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33扫描的带电粒子射束31所通过的射束中的通过位置(重心位置)、尺寸进行运算。射束数据处理装置41基于位置监视器34检测到的由多个模拟信号构成的射束信息,对带电粒子射束31的通过位置(重心位置)、尺寸进行运算。并且,射束数据处理装置41还生成表示带电粒子射束31的位置异常、尺寸异常的异常检测信号,并将该异常检测信号输出至照射管理装置38。
[0019]剂量监视器35检测带电粒子射束31的剂量。照射管理装置38基于由未图示的治疗计划装置生成的治疗计划数据,控制患者45的患部中带电粒子射束31的照射位置,若由剂量监视器35测定得到、并经剂量数据转换器36转换成数字数据的剂量达到目标剂量,则将带电粒子射束31移动至下一个照射位置。扫描电磁铁电源37基于从照射管理装置38输出的对X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33的控制输入(指令),来改变X方向扫描电磁铁32及Y方向扫描电磁铁33的设定电流。
[0020]这里,粒子射线照射装置58的扫描照射方式采用在改变带电粒子射束31的照射位置时不停止照射带电粒子射束31的光栅扫描照射方式,且是像点扫描照射方式那样使射束照射位置逐次在点位置间移动的方式。点计数器43对带电粒子射束31的射束照射位置所停留的期间的照射剂量进行测量。点间计数器44对带电粒子射束31的射束照射位置进行移动的期间的照射剂量进行测量。触发生成部42在射束照射位置的带电粒子射束I的剂量达到目标照射剂量的情况下,生成剂量已满信号。
[0021 ] 使用图8和图9,对图像对照方法进行说明。图8是用于说明垂直于Xf方向的Xf轴的平面即YZ面中的图像对照的图,图9是用于说明垂直于Zf方向的Zf轴的平面即XY面中的图像对照的图。图8的X射线图像14是由X射线源12a、X射线检测器13a拍摄得到的X射线图像。图9的X射线图像16是由X射线源12b、X射线检测器13b拍摄得到的X射线图像。X射线基准图像15例如是根据生成治疗计划时所拍摄的CT剖面图像组而生成的YZ面的X射线基准图像。X射线基准图像17例如是根据生成治疗计划时所拍摄的CT剖面图像组而生成的XY面的X射线基准图像。
[0022]技师、医生等操作者控制驱动装置2来进行图像对照定位,以使得X射线拍摄装置的监视器画面所显示的X射线图像14、16的患部区域18与X射线基准图像15、17的患部区域18相一致。实施方式I的示例中,进行图像对照定位时的患者45具有与从平行于下述平面的方向照射放射线的共面照射相同的姿态,所述平面垂直于患者45的体轴(图1中Yf方向的轴)。S卩,若从图3所示的照射口 11向患者45照射放射线,则对患者45进行的是共面照射。将具有与共面照射相同的姿态的患者的位置称为共面位置。CT剖面图像组是以垂直于患者45的体轴的剖面来进行拍摄而得到的剖面图像的集合。S卩,CT剖面图像组是在共面位置拍摄患者45而得到的。
[0023]X射线图像14、16是在共面位置拍摄患者45而得到的,因此实施方式I的图像对照定位在例如患者45处于共面位置时执行。于是,如图5所示那样使转台10旋转,使患者45移动到治疗照射位置,从而对患者45的患部照射放射线来进行治疗。这种照射不是共面照射,而是从与垂直于患者45的体轴的平面相交的方向照射放射线的非共面照射。
[0024]接着,对实施方式I的三维图像拍摄系统30的动作进行说明。3D摄像机4例如为光学立体摄像机,能够对被拍摄体的各部的三维位置(坐标)进行测量,能够拍摄具有纵深的三维视频。三维图像处理装置6利用输入部71获取从3D摄像机4输出的三维视频数据(图2所示的数据(data)),并将三维拍摄图像输出至显示部72。三维图像处理装置6利用位置信息提取部73获取以顶板I为基准的顶板坐标系(基准坐标系)与患者45的三维位置信息的关系,生成基于顶板坐标系的被拍摄体即患者45的位置信息,即计算出患者45的坐标。例如以三维拍摄图像中顶板I的角部的坐标作为起点来生成患者45的位置信息。顶板I的角度是计算图16所示那样的顶板坐标系(基准坐标系)的坐标时的位置基准29。图16是表示本发明所涉及的顶板的位置基准的图。另外,图16中将顶板的标号设为Ia是为了与后述的其他顶板进行区别。顶板的标号统一使用I。基于顶板坐标系的患者45的位置信息是顶板坐标系位置信息(基准坐标系位置信息)。
[0025]显示部72所显示的三维拍摄图像与上述患者45的位置信息相关联。因此,显示部72所显示的三维拍摄图像是与顶板坐标系相关联的、综合三维视频数据和顶板坐标系位置信息而得到的三维拍摄图像。三维图像处理装置6还将从输入部71输入的多个三维视频数据保存到存储部75。三维图像处理装置6利用比较部74对所指定的两个三维视频数据、即不同时刻拍摄的两个三维视频数据进行比较,并将比较结果显示于显示部72。
[0026]图10是表示本发明的实施方式I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。在图像对照定位结束之后,利用3D摄像机4以至少包围顶板I的位置基准29及患部周边的方式拍摄患者45的三维视频。图11所示的患者45a是在图像对照定位结束之后进行基准图像拍摄时的患者。此时所拍摄到的三维拍摄图像26a显示于显示部72。图10是利用I台3D摄像机4无法拍摄患者45的整体而显示患者45的一部分的示例。图10中,以顶板轮廓重叠于顶板I的方式来进行显示,并且以可了解顶板I的全长的尺寸来显示患者45的三维拍摄图像。另外,三维拍摄图像的标号统一使用26,在进行区别说明时使用26a、26b、26c、26d、26e、26fο
[0027]接着,使转台10旋转,将患者45移动至治疗照射位置,然后利用3D摄像机4以至少包含顶板I的位置基准29及患部周边的方式拍摄患者45的三维视频。由于3D摄像机4固定于顶部69等房间结构物,因此,若不改变3D摄像机4的高度、方向,则在与基准图像拍摄时相同的拍摄区域内对患者45进行拍摄。图12所示的患者45b是在治疗照射位置进行观察图像拍摄时的患者。此时所拍摄到的三维拍摄图像26b显示于显示部72。
[0028]比较部74在顶板坐标系中对基准图像所对应的三维视频数据与观察图像所对应的三维视频数据进行比较,将比较结果例如如图10的三维比较拍摄图像27那样显示于显示部72。三维比较拍摄图像27是将作为观察图像的三维拍摄图像26b中偏离作为基准图像的三维拍摄图像26a的部分(由虚线示出的患者45b的头部)叠加于三维拍摄图像26a来进行显示而得到的。作为观察图像的三维拍摄图像26b中偏离作为基准图像的三维拍摄图像26a的部分是顶板坐标系(基准坐标系)中基准图像所对应的三维视频数据与观察图像所对应的三维视频数据间
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