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公開番号2025081112
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2023194657
出願日2023-11-15
発明の名称位置決め装置および位置決め装置を有する放射線治療システム、位置決め方法
出願人株式会社日立ハイテク
代理人弁理士法人ウィルフォート国際特許事務所
主分類A61N 5/10 20060101AFI20250520BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】患者の位置決めに要する時間を短縮することができるようにした位置決め装置および位置決め装置を有する放射線治療システム、位置決め方法を提供すること。
【解決手段】治療台7上の患者Paを所定位置に位置決めする位置決め装置であって、治療台上の患者の周りを回転して少なくとも一つの透視X線画像を撮影し、撮影された透視X線画像からCBCT再構成画像を作成するCBCT撮影装置12と、CBCT撮影装置により取得された患者の透視X線画像と、CBCT撮影装置による撮影前に取得された患者のCT画像を投影処理して作成した疑似透視X線画像とを用いて、患者についての第1の位置決め計算を実行する画像照合部240と、を備え、画像照合部は、CBCT再構成画像の作成が完了する前に、第1の位置決め計算を開始する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
治療台上の患者を所定位置に位置決めする位置決め装置であって、
前記治療台上の前記患者の周りを回転して少なくとも一つの透視Ｘ線画像を撮影し、撮影された透視Ｘ線画像からＣＢＣＴ再構成画像を作成するＣＢＣＴ撮影装置と、
前記ＣＢＣＴ撮影装置により取得された前記患者の透視Ｘ線画像と、前記ＣＢＣＴ撮影装置による撮影前に取得された、前記患者のＣＴ画像を投影処理して作成した疑似透視Ｘ線画像とを用いて、前記患者についての第１の位置決め計算を実行する画像照合部と、を備え、
前記画像照合部は、前記ＣＢＣＴ再構成画像の作成が完了する前に、前記第１の位置決め計算を開始する
位置決め装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記画像照合部は、前記ＣＢＣＴ撮影装置により複数の角度から取得された前記患者の透視Ｘ線画像と、前記ＣＢＣＴ撮影装置による撮影前に取得された前記患者のＣＴ画像を投影処理して作成した疑似透視Ｘ線画像とを用いて前記第１の位置決め計算を複数回実行し、前記複数回実行された第１の位置決め計算の結果の中から最も確からしい計算結果を選択する
請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記画像照合部は、前記ＣＢＣＴ撮影装置による撮影前に取得された前記患者のＣＴ画像を投影処理して作成した疑似透視Ｘ線画像に設定された関心領域について、前記患者の透視Ｘ線画像と前記疑似透視Ｘ線画像とを用いて前記第１の位置決め計算を実行する
請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記画像照合部は、前記ＣＢＣＴ再構成画像と、治療計画を作成するときに取得された計画ＣＴ画像とを用いて前記患者についての第２の位置決め計算を実行する
請求項３に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記第１の位置決め計算の結果は前記第２の位置決め計算の初期値として使用される
請求項４に記載の位置決め装置。
【請求項６】
前記複数の角度は、撮影に適した角度としてあらかじめ設定される
請求項５に記載の位置決め装置。
【請求項７】
前記画像照合部は、前記複数の角度について前記第１の位置決め計算を実行し、それらの計算結果を継続的に競争させることにより、前記患者の位置決めに最適な計算結果を一つ選択する
請求項６に記載の位置決め装置。
【請求項８】
前記画像照合部は、前記複数の角度について前記第１の位置決め計算を実行し、それらの計算結果の中から前記患者の位置決めに最適な計算結果を一つ選択する
請求項６に記載の位置決め装置。
【請求項９】
前記ＣＢＣＴ撮影装置は、前記複数の角度ごとに複数の方向から複数回撮影された透視Ｘ線画像を統合するトモシンセシス技術により画像を得る
請求項８に記載の位置決め装置。
【請求項１０】
前記ＣＢＣＴ撮影装置は、放射線治療装置の回転ガントリに設けられた放射線発生器および放射線検出器を用いて、前記透視Ｘ線画像を撮影し、前記撮影された透視Ｘ線画像から前記ＣＢＣＴ再構成画像を作成する
請求項９に記載の位置決め装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め装置および位置決め装置を有する放射線治療システム、位置決め方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
がんの治療法の１つとして、放射線を患者に照射する放射線治療が知られている。放射線治療で用いられる放射線は、Ｘ線またはガンマ線のような非荷電粒子線と、陽子線または炭素線のような荷電粒子線とに大別される。後者の荷電粒子線を使用した放射線治療は、一般に粒子線治療と呼ばれている。
【０００３】
非荷電粒子線の場合、線量は体内で浅い位置から深い位置にかけて一定の割合で減少する。一方、荷電粒子線の場合、特定の深さにエネルギ損失のピークを有する線量分布（ブラックカーブ）を形成することができる。このため、荷電粒子線のエネルギ損失のピークを腫瘍の位置に合わせることにより、腫瘍よりも深い位置にある正常な組織へ照射される荷電粒子線の線量を大幅に低下させることが可能となる。
【０００４】
このため、放射線治療では、所望の線量の放射線を正確に標的となる腫瘍に照射することが治療効果の向上にとって重要である。放射線の腫瘍への正確な照射を実現するためには、予め作成した治療計画によって決められた計画位置と同じ位置に患者の位置を合わせる必要がある。この患者の位置を合わせることを患者の位置決めと呼ぶ。
【０００５】
放射線治療における患者の位置決めの方法として、以下の２方法が主に利用されている。１つ目の位置決め方法は、治療日に寝台（治療台）の上に寝ている患者を２組のＸ線管と平面検出器（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）により互いに異なる２方向から撮影した透視Ｘ線画像（ＤｉｇｉｔａｌＲａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：ＤＲ）と治療計画ＣＴ画像から作成した疑似透視Ｘ線画像（ＤｉｇｉｔａｌｌｙＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＲａｄｉｏｇｒａｐｈ：ＤＲＲ）とを比較して、骨のような位置決め対象構造物の位置が透視Ｘ線画像と疑似透視Ｘ線画像とで一致するように患者を位置決めする３次元－２次元（３Ｄ２Ｄ）位置合わせである。２つ目の位置決め方法は、治療計画を作成する際に用いた治療計画ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像と治療日に治療室内のＣＴ装置で撮影したＣＴ画像もしくは治療室の回転ガントリに搭載されたＸ線撮影装置を使用して撮影するコーンビームＣＴ（ＣｏｎｅＢｅａｍＣＴ：ＣＢＣＴ）画像とを合わせる３次元－３次元（３Ｄ３Ｄ）位置合わせである。
【０００６】
一般的に、前者の３Ｄ２Ｄ位置合わせでは、透視Ｘ線画像には患者の固定具及び軟組織のような位置決め対象構造物以外の構造物が重ねて写り込んだり、位置決め対象構造物である骨の配置が治療計画時から変化したりすることがある。このような状況では、透視Ｘ線画像と疑似透視Ｘ線画像とに写された構造が画像全体にわたって一致しない。この場合、３次元－２次元（３Ｄ２Ｄ）位置合わせでは、疑似透視Ｘ線画像上で位置決め対象構造物が存在する領域として予め関心領域（ＲｅｇｉｏｎｏｆＩｎｔｅｒｅｓｔ：ＲＯＩ）を設定し、ＲＯＩのみを用いた患者の位置決めが行われる。同様に３次元－３次元（３Ｄ３Ｄ）位置合わせでも３次元画像上の位置決め対象構造物が存在する３次元領域を位置合わせの対象領域として予め設定した関心体積（ＶｏｌｕｍｅｏｆＩｎｔｅｒｅｓｔ：ＶＯＩ）を用いてＶＯＩ内だけで画像照合する。なお、関心領域の設定は、通常、医療従事者であるユーザが画像上に関心領域を描画もしくは数値設定することで行われる。
【０００７】
患者の位置決めを行う自動位置合わせでは、患者が寝ている寝台の並進量及び回転量をパラメータとし、そのパラメータの最適値を最適化計算により算出する。通常、並進量は、互いに直交する３軸（ｘ，ｙ，ｚ）に沿った３成分を有する。回転量は、その３軸を回転軸とした３成分（Ｐｉｔｃｈ，Ｒｏｌｌ，Ｙａｗ）を有する。したがって、最適化計算では、６成分のそれぞれに対する最適化プロセスが繰り返し行われることで、パラメータの最適値が算出される。並進量を規定する３軸は、患者を計画位置に配置するための寝台の移動軸と一致する。ｘ軸は、仰向けに寝台に横たわった患者から見て右から左に向かう方向（Ｒｉｇｈｔ－Ｌｅｆｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：ＲＬ方向）である。ｙ軸は、患者の足から頭に向かう方向（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ－Ｉｎｆｅｒｉｏｒｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：ＳＩ方向）である。ｚ軸は、患者の背中から腹部に向かう方向（Ａｎｔｅｒｉｏｒ－Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ：ＡＰ方向）である。
【０００８】
特許文献１には、複数の透視Ｘ線画像と、ＣＴ画像から作成した疑似透視Ｘ線画像とを用い、ＣＴ画像内に設定した変形制御点情報を変化させて作成した疑似透視Ｘ線画像と透視Ｘ線とが最も一致する変形量を求める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
米国特許第９８８６７６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の技術では、変形制御点毎に変形に必要なパラメータを算出する計算を要するため計算量が多く、患者の位置決めに要する時間が長くなり、放射線治療システムを使用するユーザにとって利便性が低下する。
（【００１１】以降は省略されています）

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