運動體跟蹤治療裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及將由于患者的呼吸等移位的患部通過束照射來治療的運動體跟蹤治療技術(裝置)。
【背景技術】
[0002]對于癌等的惡性腫瘤，因為較高的治療效果、較少的副作用及對身體的負擔減輕等的良好的特征，使用粒子線束的治療技術受到關注。
[0003]入射到患者的體內(nèi)的粒子線束如果在穿過的過程中失去運動能量而下降到某一定的速度，則急劇停止而發(fā)生稱作黑色峰值的大線量。
[0004]這樣，通過在細點(pinpoint)處產(chǎn)生的大線量，僅瞄準癌細胞進行轟擊將其殺死，能夠使對于正常細胞的影響停留在最小限度。
[0005]因而，在利用粒子線束的治療裝置中，為了不使正常的組織損傷，要求將向患部照射的束的瞄準(日語:照準)正確地匹配。
[0006]為此，在束的照射開始前進行以下操作:通過X射線觀察等確定患部的位置，適當?shù)卣{(diào)整載置有患者的可動式床的位置、角度，將患部正確地對位到束的照射范圍中。
[0007]進而，在向存在于具有運動的內(nèi)臟(肺等)中的患部進行束照射的情況下，為了確保束照射的正確性，需要使照射定時匹配于伴隨著呼吸等的周期性的移位。在這樣的情況下，以往采取了將金等的標記植入到患部附近、或在患者的體表粘貼標記等、通過X射線攝影跟蹤該標記的運動來確定患部的位置的方法。
[0008]作為這樣的方法，有日本公開特許公報特開2014— 54302號公報(以下稱作專利文獻I)、同樣是日本公開特許公報的特開2013 — 78479號公報(以下稱作專利文獻2)、此外同樣是日本公開特許公報的特開2000 —167072號公報(以下稱作專利文獻3)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]但是，將標記植入到患部附近的方法有如下課題，S卩:在專用標記的制作中花費成本，由于伴隨著手術而患者的負擔也變大。
[0010]此外，將標記粘貼到患者的體表的方法雖然患者的負擔較小，但是有另外設置專用的檢測照相機及同步裝置并需要它們的精密的位置調(diào)整等實施上的制約變嚴格的課題。
[0011]本發(fā)明是考慮這樣的情況而做出的，目的是提供一種能夠不使用標記而正確地進行移位的患部的跟蹤的運動體跟蹤治療技術。
[0012]有關本發(fā)明的技術方案的運動體跟蹤治療裝置的特征在于，具備:取得部，取得對患者的體內(nèi)進行攝像而得到的三維動態(tài)圖像;第I投影像生成部，生成第I投影動態(tài)圖像，該第I投影動態(tài)圖像通過使作為內(nèi)臟的一部分的追蹤目標及患部區(qū)域移位的狀態(tài)的上述三維動態(tài)圖像從一定方向投影到二維面而得到；患部像提取部，從上述第I投影動態(tài)圖像中提取上述移位的上述患部區(qū)域;追蹤目標像提取部，從上述第I投影動態(tài)圖像中提取上述移位的上述追蹤目標;第I參數(shù)導出部，導出表示束的照射點的位置信息的第I參數(shù)，該束的照射點的位置信息是在上述第I投影動態(tài)圖像中從上述移位的上述患部區(qū)域中選擇出的;第2參數(shù)導出部，基于從上述第I投影動態(tài)圖像提取出的上述追蹤目標，導出從別的投影動態(tài)圖像提取對應的上述追蹤目標所需要的第2參數(shù)。決定部，至少基于上述第I參數(shù)決定載置上述患者而移動并與上述束的瞄準匹配的治療臺的位置信息；追蹤目標識別部，從在基于上述位置信息使上述治療臺移動后攝像到的上述患者的第2投影動態(tài)圖像中，基于上述第2參數(shù)識別上述追蹤目標;相位判定部，判定在上述第2投影動態(tài)圖像中移位的上述追蹤目標的相位是否符合上述患部區(qū)域移位而與上述照射點一致的相位條件；以及束照射部，在得到了符合上述相位條件的判定的定時照射上述束。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，能夠提供一種能夠不使用標記而正確地進行移位的患部的跟蹤的運動體跟蹤治療技術。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示有關本發(fā)明的第I實施方式的運動體跟蹤治療裝置的塊圖。
[0015]圖2是表示將患者的肺的三維動態(tài)圖像投影到二維面上的第I投影動態(tài)圖像的圖。
[0016]圖3是表示通過呼吸而移位的追蹤目標及患部區(qū)域的軌跡的曲線圖。
[0017]圖4是表示對載置在治療臺上的患者進行攝像的第2投影動態(tài)圖像的圖。
[0018]圖5是表示有關本發(fā)明的實施方式的運動體跟蹤治療方法或運動體跟蹤治療程序的流程圖。
[0019]圖6是例示在患者的體內(nèi)能夠作為追蹤目標的部分的圖。
[0020]圖7是表示有關本發(fā)明的第3實施方式的運動體跟蹤治療裝置的塊圖。
[0021 ]圖8是在從第I投影動態(tài)圖像中提取追蹤目標或患部區(qū)域時、根據(jù)這些追蹤目標或患部區(qū)域的類別將提取條件分類的表。
【具體實施方式】
[0022]以下，基于【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0023](第丨實施方式)
[0024]如圖1所示，有關第I實施方式的運動體跟蹤治療裝置10具備:取得部12，取得對患者的體內(nèi)進行攝像而得到的三維動態(tài)圖像M;第I投影像生成部13，生成將作為內(nèi)臟的一部分的追蹤目標51a(參照圖2)及患部區(qū)域52a移位的狀態(tài)的三維動態(tài)圖像M從一定方向投影在二維面上的第I投影動態(tài)圖像(圖2);患部像提取部14a，從第I投影動態(tài)圖像(圖2)中提取移位的患部區(qū)域52a;追蹤目標像提取部14c，從第I投影動態(tài)圖像(圖2)中提取移位的追蹤目標51a;第I參數(shù)導出部15，導出表示在第I投影動態(tài)圖像(圖2)中從移位的患部區(qū)域52a中選定的束的照射點G(圖3)的位置信息的第I參數(shù)Pl;第2參數(shù)導出部17，基于從第I投影動態(tài)圖像(圖2)提取出的追蹤目標51a，導出從別的投影動態(tài)圖像提取對應的追蹤目標51b(圖4)所需要的第2參數(shù)P2;決定部16，至少基于第I參數(shù)Pl決定載置患者42并移動、匹配準束41的瞄準的治療臺43的位置信息Q;追蹤目標識別部31，從使治療臺43基于位置信息Q移動后攝像到的患者42的第2投影動態(tài)圖像S(圖4)中，基于第2參數(shù)P2識別追蹤目標51b;相位判定部32，判定在第2投影動態(tài)圖像S中移位的追蹤目標51b的相位是否符合患部區(qū)域52b移位而與照射點G—致的相位條件R;束照射部33，在得到了符合相位條件R的判定的定時，照射束41。
[0025]進而，運動體跟蹤治療裝置10具備:提取部21，從三維動態(tài)圖像M中提取三維靜止像N;患部指定部22，指定三維靜止像N中包含的患部區(qū)域(圖示略)；追蹤目標指定部23，指定三維靜止像N中包含的追蹤目標(圖示略)；指定區(qū)域檢測部24，基于在三維靜止像N中指定的患部區(qū)域及追蹤目標，檢測在三維動態(tài)圖像M中移位的患部區(qū)域(圖示略)及追蹤目標(圖示略)。
[0026]有關實施方式的運動體跟蹤治療裝置10由治療裝置主體40及其控制部30、以及控制參數(shù)規(guī)定部20A(20)構成。
[0027]另外，對于使用粒子線束的治療而言，在進入使用運動體跟蹤治療裝置10的工序之前，經(jīng)過固定工具制作、模擬、CT攝影、試拍(rehearsal)等的前工序。
[0028]在其中的CT攝影的工序中，用X射線CT裝置等將患者的三維動態(tài)圖像M攝像，導出向患部照射的束41的能量條件。
[0029]進而，該三維動態(tài)圖像M被向控制參數(shù)規(guī)定部20A的取得部12發(fā)送，用于作為束41的瞄準匹配所需要的治療臺43的控制參數(shù)之一的第I參數(shù)P1、和在追蹤目標的識別中需要的第2參數(shù)P2的導出。
[0030]另外，這里三維動態(tài)圖像M的數(shù)據(jù)形式?jīng)]有被特別限定，連續(xù)變化的患部區(qū)域52a的位置只要能夠相對于時間軸確定就可以。
[0031]因而，三維動態(tài)圖像M也包括是將描繪閉環(huán)軌跡的患部區(qū)域52a的至少一周期量進行時間劃分而得到的多個三維靜止像的集合體的情況。
[0032 ]靜止像提取部21從三維動態(tài)圖像M中提取某個時點下的一個三維靜止像N ο該靜止像提取部21的作用是在靜止狀態(tài)下正確地識別移位的追蹤目標及患部區(qū)域的輪廓。
[0033]操作者操作患部指定部22及追蹤目標指定部23，指定在該三維靜止像N中包含的患部區(qū)域(圖示略)及追蹤目標(圖示略)。
[0034]這里，追蹤目標的伴隨著呼吸的反復移位與患部區(qū)域的移位聯(lián)動，需要指定。
[0035]具體而言，在治療處于肺的內(nèi)部的患部的情況下，可以考慮作為追蹤目標而指定橫隔膜。此外，追蹤目標的指定例如也可以采用邊緣檢測、輪廓檢測、模板匹配等的圖像提取機構。
[0036]指定區(qū)域檢測部24基于在三維靜止像N中指定的患部區(qū)域及追蹤目標，在三維動態(tài)圖像M中檢測移位的患部區(qū)域(圖示略)及追蹤目標(圖示略)。由此，能夠正確地掌握三維空間中的患部區(qū)域的移位與追蹤目標的移位之間的關聯(lián)性。