放射线治疗装置、医用图像处理装置、放射线治疗方法以及程序制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式的放射线治疗装置具备取得部、投影位置计算部、要素投影像生成部和要素投影像合成部。取得部取得治疗阶段的X射线拍摄的条件、以及在治疗阶段之前拍摄到的患者的三维图像。投影位置计算部基于X射线拍摄的条件，计算出三维图像所含的各个像素被投影到由X射线拍摄生成的二维的X射线透视图像上时的投影位置。要素投影像生成部生成三维图像所含的各个像素被投影到X射线透视图像上时的每个像素的要素投影像。要素投影像合成部基于投影位置，合成每个像素的要素投影像，由此生成重建图像。成重建图像。成重建图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放射线治疗装置、医用图像处理装置、放射线治疗方法以及程序


[0001]本专利技术的实施方式涉及放射线治疗装置、医用图像处理装置、放射线治疗方法以及程序。

技术介绍

[0002]放射线治疗是通过对在患者体内的患部照射放射线来破坏该患部的治疗方法。在放射线治疗中，为了不损伤正常的组织，需要将放射线的照射准确地对准患部。因此，在开始照射放射线之前，通过X射线透视图像等来确定患部的位置，适当地调整载置有患者的可动式的治疗台的位置以及角度，使患部准确地对位于放射线的照射范围。这样的对位通过对数字重建X射线照片(Digitally Reconstructed Radiograph：DRR)与X射线透视图像进行对照而进行，所述数字重建X射线照片是在治疗计划阶段，基于通过预先进行计算机断层摄影(Computed Tomography：CT)而获得的三维的CT图像，对X射线透视图像虚拟进行地重建而得到的，所述X射线透视图像是在治疗阶段拍摄得到的。
[0003]在上述那样的对位中，通过求解以在治疗阶段拍摄到的X射线透视图像与DRR的相似度为指标的六维(平移三维、旋转三维)的搜索问题，从而求出患者的移动量。该搜索问题不能求出解析解，因此，通常通过重复计算求解，如果想要实现高精度的对位，则处理需要时间。特别是，生成DRR所需的运算量大，占据处理时间的大半，因此，为了实现快速的对位，需要减少DRR的生成次数、或者加快生成速度。
[0004]为了缩短处理时间，提出了如下方法：通过仅在图像的变化大的一个方向上评价DRR与X射线透视图像的相似度来减少DRR的生成次数，快速地进行对位。在该以往的方法中，能够减少DRR的生成次数。然而，在DRR的生成中，使用了运算量多、处理需要时间的射线追踪法，因此，不能缩短一次的DRR的生成所需的时间，依然不能实现快速的对位。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2013
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99431号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]本专利技术要解决的课题在于，提供通过能够使DRR的生成处理快速化，并短时间且高精度地进行患者的定位的放射线治疗装置、医用图像处理装置、放射线治疗方法以及程序。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]实施方式的放射线治疗装置具备取得部、投影位置计算部、要素投影像生成部和要素投影像合成部。取得部取得治疗阶段的X射线拍摄的条件、以及在治疗阶段之前拍摄到的患者的三维图像。投影位置计算部基于X射线拍摄的条件，计算出三维图像所含的各个像素被投影到由X射线拍摄生成的二维的X射线透视图像上时的投影位置。要素投影像生成部
生成三维图像所含的各个像素被投影到X射线透视图像上时的每个像素的要素投影像。要素投影像合成部基于计算出的投影位置，对生成的每个像素的要素投影像进行合成，由此生成根据三维图像对X射线透视图像虚拟地进行再现而得到的重建图像。
附图说明
[0012]图1是表示包括实施方式的放射线治疗装置的放射线治疗系统的大致构成的框图。
[0013]图2是对实施方式的投影位置的计算处理中使用的投影矩阵进行说明的图。
[0014]图3A是表示由以往的射线追踪法生成DRR的情形的图。
[0015]图3B是表示由实施方式的DRR生成部生成DRR的情形的图。
[0016]图4是表示实施方式的DRR生成部的大致构成的功能框图。
[0017]图5是表示实施方式的放射线治疗系统的处理的流程的一个例子的流程图。
[0018]图6是表示实施方式的DRR生成部的DRR生成处理的流程的一个例子的流程图。
[0019]图7是表示由实施方式的DRR生成部生成要素投影像的情形的图。
[0020]图8是由实施方式的DRR生成部生成的DRR的示意图。
[0021]图9是表示实施方式的放射线治疗装置以及比较例的装置的定位处理的实验结果的图。
具体实施方式
[0022]以下，参照附图，对实施方式的放射线治疗装置、医用图像处理装置、放射线治疗方法以及程序进行说明。
[0023]图1是表示包括实施方式的放射线治疗装置的放射线治疗系统的大致构成的框图。放射线治疗系统1例如具备治疗台10、两个放射线源20(放射线源20
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1以及放射线源20
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2)、两个放射线检测器30(放射线检测器30
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1以及放射线检测器30
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2)、治疗射束照射门40和放射线治疗装置100。放射线治疗装置100是“放射线治疗装置”或者“医用图像处理装置”的一个例子。
[0024]治疗台10是载置以及固定接受利用放射线的治疗的被检体(患者)P的诊视床。治疗台10具备用于改变向固定的患者P照射的治疗射束的方向的平移机构以及旋转机构。治疗台10能够通过平移机构以及旋转机构分别沿三轴方向、即沿六轴方向移动。
[0025]放射线源20
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1从预先确定的角度照射用于对患者P体内进行透视的放射线r
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1。放射线源20
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2从与放射线源20
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1不同的预先确定的角度照射用于对患者P体内进行透视的放射线r
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2。放射线r
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1以及放射线r
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2例如是X射线。图1示出了对固定在治疗台10上的患者P从两个方向进行X射线拍摄的情况。另外，在图1中，省略了对利用放射线源20的放射线r的照射进行控制的控制部的图示。
[0026]放射线检测器30
‑
1检测出从放射线源20
‑
1照射并穿过患者P体内而到达的放射线r
‑
1，生成与检测出的放射线r
‑
1的能量大小相应的患者P体内的X射线透视图像。放射线检测器30
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2检测出从放射线源20
‑
2照射并穿过患者P体内而到达的放射线r
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2，生成与检测出的放射线r
‑
2的能量大小相应的患者P体内的X射线透视图像。
[0027]放射线检测器30具备被配置为二维的阵列状的多个X射线检测器。放射线检测器
30生成以数字(digital)值表示到达各个X射线检测器的放射线r的能量大小的数字图像，作为X射线透视图像。放射线检测器30例如是平板探测器(Flat Panel Detector：FPD)。放射线检测器30
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1以及30
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2将生成的X射线透视图像T1以及T2分别输出到放射线治疗装置100。另外，在图1中，省略了对利用放射线检测器30的X射线透视图像的生成进行控制的控制部的图示。
[0028]在放射线治疗系统1中，放射线源20与放射线检测器30的位置被固定，因此，由放射线源20与放射线检测器30的组构成的拍摄装置进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种放射线治疗装置，其中，具备：取得部，取得治疗阶段的X射线拍摄的条件、以及在所述治疗阶段之前拍摄到的患者的三维图像；投影位置计算部，基于所述X射线拍摄的条件，计算出所述三维图像所含的各个像素被投影到由所述X射线拍摄生成的二维的X射线透视图像上时的投影位置；要素投影像生成部，生成所述三维图像所含的各个像素被投影到所述X射线透视图像上时的每个所述像素的要素投影像；以及要素投影像合成部，基于计算出的所述投影位置，对生成的每个所述像素的要素投影像进行合成，由此生成根据所述三维图像对所述X射线透视图像虚拟地进行再现而得到的重建图像。2.根据权利要求1所述的放射线治疗装置，其中，还具备：定位部，所述定位部基于生成的所述重建图像，进行所述患者的定位。3.根据权利要求1或者2所述的放射线治疗装置，其中，所述要素投影像生成部，生成所述三维图像所含的基准像素的要素投影像，通过对生成的所述基准像素的要素投影像进行二维的转换处理，来生成所述三维图像所含的所述基准图像以外的其他像素的要素投影像。4.根据权利要求3所述的放射线治疗装置，其中，所述基准像素是放射线治疗中的等中心的位置的像素。5.根据权利要求3或者4所述的放射线治疗装置，其中，所述要素投影像生成部，将所述三维图像虚拟地配置在进行所述X射线拍摄的放射线源与放射线检测器之间，在所述其他像素比所述基准像素更靠近所述放射线源的情况下，进行放大所述基准像素的要素投影像的转换处理，来生成所述其他像素的要素投影像，在所述其他像素比所述基准像素更靠近所述放射线检测器的情况下，进行缩小所述基准像素的要素投影像的转换处理，来生成所述其他像素的要素投影像。6.根据权利要求3～5中任一项所述的放射线治疗装置，其中，所述要素投影像生成部基于所述三维图像中的所述基准像素的亮度值与所述其他像素的亮度值之比，计算出所述其他像素的要素投影像的亮度值。7.根据权利要求6所述的放射线治疗装置，其中，所述要素投影像生成部通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂田幸辰，梅根健太，平井隆介，谷泽昭行，森慎一郎，冈屋庆子，
申请(专利权)人：国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构，
类型：发明
国别省市：