放射线治疗装置控制装置、放射线治疗装置控制方法和由放射线治疗装置的计算机执行 ...的制作方法
【专利摘要】放射线治疗装置控制装置(2)取得在基准时刻的特定部位(61)的基准位置信息。此外，根据在基准时刻的多个标记物的基准位置信息生成代表点基准位置信息，并且生成以代表点基准位置信息为基点的特定部位的基准位置信息为止的相对位置信息。然后，根据在与基准时刻不同的其他时刻的被检体内的多个标记物(62)的位置信息，生成在所述其他时刻的代表点位置信息。进而，根据所述代表点位置信息和所述相对位置信息，生成在所述其他时刻的所述特定部位的位置信息。此时，根据通过权重系数进行了加权后的所述多个标记物的基准位置信息、位置信息来生成代表点基准位置信息、代表点位置信息。
【专利说明】放射线治疗装置控制装置、放射线治疗装置控制方法和由放射线治疗装置的计算机执行的程序
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过多个标记物确定被检体内的特定部位的位置，从而控制放射线治疗装置的放射线治疗装置控制装置。
[0002]本申请基于2012年2月28日在日本申请的特愿2012-042173号主张优先权，并在此引用其内容。
【背景技术】
[0003]已知有通过向患者的患部照射治疗用放射线来对患者进行治疗的放射线治疗装 置。
[0004]在放射线治疗中，期望准确地对患部进行治疗用放射线的照射，减小对患部周边的正常细胞照射的剂量，减少对正常细胞的影响。
[0005]这里，患部(特定部位)的位置由于被检体的呼吸等随着时间的经过而发生变化，因此，需要使放射线的照射位置也相应地变化，进行跟踪照射。因此，提出以下技术方案:在被检体的内部埋入标记物，预先通过CT图像等测定该标记物与患部之间的相对位置，根据与规定时间后的多个标记物的位置之间的相对位置来估计患部的位置(例如，参照专利文献I)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]【专利文献I】日本特开2007-236760号
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]然而，在专利文献I的放射线治疗装置中，在标记物存在于远离特定部位的被检体内的位置的情况下，特定部位和标记物的位移量、位移方向可能不同，因此，有时无法准确地检测出特定部位的位置。
[0011]本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供能够使用多个标记物高精度地估计照射对象的位置的放射线治疗装置控制装置、放射线治疗装置控制方法和由放射线治疗装置的计算机执行的程序。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]为了解决上述课题，本发明提出以下的手段。
[0014]本发明提供一种放射线治疗装置控制装置，其根据位于被检体内的特定部位附近的多个标记物的位置来确定所述特定部位的位置，由此控制放射线治疗装置，该放射线治疗装置控制装置的特征在于，其具有:基准位置信息取得部，其取得表示所述特定部位和所述多个标记物分别在基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息；代表点基准位置信息运算部，其根据所述多个标记物的基准位置信息，生成表示多个标记物的代表点在所述基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息；相对位置信息运算部，其生成由所述特定部位的基准位置信息所示的位置以由所述代表点的基准位置信息所示的位置为基点的相对位置信息；标记物位置信息取得部，其取得在与所述基准时刻不同的其他时刻的所述被检体内的所述多个标记物的位置信息；代表点位置信息运算部，其根据该多个标记物的位置信息，生成该多个标记物在所述其他时刻的所述被检体内的代表点的位置信息；以及特定部位位置信息运算部，其根据所述代表点的位置信息和所述相对位置信息，生成所述其他时刻的所述特定部位的位置信息，所述代表点基准位置信息运算部按照所述多个标记物中的每个标记物来确定权重系数,根据通过该权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成代表点的基准位置信息，所述代表点位置信息运算部根据通过所述权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成代表点的位置信息。
[0015]根据这样的放射线治疗装置控制装置，能够根据通过权重系数而加权后的多个标记物的位置信息，来计算代表点的位置信息，检测特定部位的位置。
[0016]在上述的放射线治疗装置控制装置中，其特征在于，所述代表点基准位置信息运算部和所述代表点位置信息运算部针对所述多个标记物的每一个计算所述特定部位与所述标记物之间的距离的倒数，确定为关于多个标记物的每一个的所述权重系数。
[0017]根据该结构，能够降低存在于远离特定部位的位置的标记物的权重系数，相反，提高存在于靠近特定部位的位置的标记物的权重系数。因此，相比于远离特定部位且位移量、位移方向与特定部位不同的标记物，能够提高与特定部位接近且位移量、位移方向与特定部位类似的标记物的权重，求出代表点的位置信息，检测特定部位的位置信息。
[0018]在上述的放射线治疗装置控制装置中，其特征在于，所述代表点基准位置信息运算部和上述代表点位置信息运算部计算在多个不同时刻的所述特定部位从基准位置起的位移量与所述标记物从基准位 置起的位移量的相关系数作为上述权重系数，由此确定上述权重系数。
[0019]根据该结构，能够在特定部位与标记物的位移量的相关性低时降低权重系数，相反，能够在特定部位与标记物的位移量的相关性高时提高权重系数。因此，相比于特定部位与位移量的相关性较低的标记物，能够提高特定部位与位移量的相关性较高的标记物的的权重，求出代表点的位置信息，估计特定部位的位置信息。
[0020]在上述的放射线治疗装置控制装置中，其特征在于，所述代表点基准位置信息运算部和上述代表点位置信息运算部通过根据上述特定部位与上述标记物的位移的相关性或者特定部位与标记物之间的距离，由输入单元任意地输入，来确定所述权重系数。
[0021]根据该结构，操作者能够根据特定部位与标记物的位移的相关性、距离任意地决定并输入该权重系数，求出代表点的位置信息，检测特定部位的位置信息。
[0022]在上述的放射线治疗装置控制装置中，其特征在于，所述代表点基准位置信息运算部和所述代表点位置信息运算部将多个标记物中的至少I个标记物的权重系数确定为O0
[0023]根据这样的结构，能够将位移量、位移方向与特定部位不同的标记物从代表点的位置信息的计算中排除。因此，能够指定在代表点的位置信息的计算中使用的标记物。
[0024]此外，提供一种放射线治疗装置控制方法，根据位于被检体的特定部位附近的多个标记物的位置来确定所述特定部位的位置，由此控制放射线治疗装置，该放射线治疗装置控制方法的特征在于，取得表示所述特定部位和所述多个标记物分别在基准时刻位于被检体内的位置的基准位置信息；根据所述多个标记物的基准位置信息，生成表示多个标记物的代表点在所述基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息；生成由所述特定部位的基准位置信息所示的位置以由所述代表点的基准位置信息所示的位置为基点的相对位置信息；取得在与所述基准时刻不同的其他时刻的所述被检体内的所述多个标记物的位置信息；根据该多个标记物的位置信息，生成该多个标记物在所述其他时刻的所述被检体内的代表点的位置信息；根据所述代表点的位置信息和所述相对位置信息，生成所述其他时刻的所述特定部位的位置，其中，按照所述多个标记物中的每个标记物来确定权重系数，根据通过该权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成所述代表点的基准位置信息，根据通过所述权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成所述代表点的位置信息。
[0025]根据该结构，能够根据通过权重系数加权后的多个标记物的位置信息，计算代表点的位置信息，估计特定部位的位置。
[0026]此外，提供一种由放射线治疗装置控制装置的计算机执行的程序，该放射线治疗装置控制装置根据位于被检体内的特定部位附近的多个标记物的位置，确定所述特定部位的位置，由此控制放射线治疗装置，该程序的特征在于，其具有:基准位置信息取得单元，其取得表示所述特定部位和所述多个标记物分别在基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息；代表点基准位置信息运算单元，其根据所述多个标记物的基准位置信息，生成表示多个标记物的代表点在所述基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息；相对位置信息运算单元，其生成由所述特定单元位的基准位置信息所示的位置以由所述代表点的基准位置信息所示的位置为基点的相对位置信息；标记物位置信息取得单元，其取得在与所述基准时刻不同的其他时刻的所述被检体内的所述多个标记物的位置信息；代表点位置信息运算单元，其根据该多个标记物的位置信息，生成该多个标记物在所述其他时刻的所述被检体内的代表点的位置信息；以及特定部位位置信息运算单元，其根据所述代表点的位置信息和所述相对位置信息，生成所述其他时刻的所述特定部位的位置信息，所述代表点基准位置信息运算单元按照所述多个标记物中的每个标记物来确定权重系数，根据通过该权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成代表点的基准位置信息，所述代表点位置信息运算单元根据通过所述权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成代表点的位置信息。
[0027]根据该结构，能够根据通过权重系数加权后的多个标记物的位置信息，计算代表点的位置信息，检测特定部位的位置。
[0028]发明效果
[0029]根据本发明的方式的放射线治疗装置控制装置，使用与多个标记物分别到特定部位的距离对应的权重系数进行加权，由此，即使特定部位位移，也能够比以往准确地检测特定部位的位置。由此，能够在放射线治疗中准确地向特定部位照射放射线。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是具有本发明的放射线治疗装置控制装置的放射线治疗系统的框图。
[0031]图2是示出放射线治疗装置的立体图。[0032]图3是示出患者(被检体)内的特定部位与标记物的截面图。
[0033]图4是示出本发明的特定部位位置检测部的框图。
[0034]图5是示出特定部位位置检测部5的处理的流程图的第I图。
[0035]图6是示出特定部位位置检测部5的处理的流程图的第2图。
[0036]图7是示出特定部位位置检测部5的处理的流程图的第3图。
[0037]图8是示出特定部位的从基准位置起的位移量与标记物的从基准位置起的位移量之间的对应关系的数据例。
[0038]图9是示出特定部位的从基准位置起的位移量与从标记物的从基准位置起的位移量之间的对应关系的图。
【具体实施方式】 [0039]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0040]如图1所示，将本实施方式的放射线治疗装置控制装置2应用于放射线治疗系统I。放射线治疗系统I包括放射线治疗装置3和放射线治疗装置控制装置2。放射线治疗装置3和放射线治疗装置控制装置2以能够双向地传送信息的方式连接。放射线治疗装置控制装置2是个人计算机等计算机。放射线治疗装置控制装置2包括控制部4和特定部位位置检测部5。控制部4根据在特定部位位置检测部5中检测出的特定部位61的位置信息，来控制放射线治疗装置3。
[0041]图2示出放射线治疗装置3。放射线治疗装置3具有旋回驱动装置11、O环12、行进台架14、摇头机构15、治疗用放射线照射装置16。旋回驱动装置11以能够使O环12以旋转轴17为中心进行旋转的方式将O环12支撑于台座上，旋回驱动装置11由放射线治疗装置控制装置2控制，使O环12以旋转轴17为中心进行旋转。旋转轴17与铅直方向平行。O环12形成为以旋转轴18为中心的环状，以能够使行进台架14以旋转轴18为中心旋转的方式支撑行进台架14。
[0042]旋转轴18与铅直方向垂直，穿过包含于旋转轴17的等角点(r 4 y七 > 夕)19。
[0043]旋转轴18还相对于O环12被固定，即，与O环12—起以旋转轴17为中心进行旋转。行进台架14形成为以旋转轴18为中心的环状,被配置成与O环12的环成为同心圆。放射线治疗装置3还具有未图示的行进驱动装置。该行进驱动装置由放射线治疗装置控制装置2控制，使行进台架14以旋转轴18为中心进行旋转。
[0044]摇头机构15被固定在行进台架14的环的内侦彳，以将治疗用放射线照射装置16配置在行进台架14的内侧的方式，将治疗用放射线照射装置16支撑在行进台架14上。摇头机构15具有平摇轴21和纵摇轴22。纵摇轴22相对于行进台架14被固定，不与旋转轴18交叉且与旋转轴18平行。平摇轴21与纵摇轴22正交。摇头机构15由放射线治疗装置控制装置2控制，使治疗用放射线照射装置16以平摇轴21为中心进行旋转，并使治疗用放射线照射装置16以纵摇轴22为中心进行旋转。
[0045]治疗用放射线照射装置16由放射线治疗装置控制装置2控制，放射治疗用放射线23。治疗用放射线23大致沿着通过平摇轴21和纵摇轴22交叉的交点的直线放射。治疗用放射线23形成为具有均匀强度分布。治疗用放射线照射装置16具有MLC(多叶光栅)20。该MLC20由放射线治疗装置控制装置2控制，通过遮挡治疗用放射线23的一部分，变更将治疗用放射线23照射到患者时的照射野的形状。
[0046]这样，通过将治疗用放射线照射装置16支撑于行进台架14上，在通过摇头机构15将治疗用放射线照射装置16调整为使其朝向等角点19后，即使通过旋回驱动装置11使O环12旋转，或者通过该行进驱动装置使行进台架14旋转，治疗用放射线23也始终大致通过等角点19。即，通过进行行进和/或旋回，能够从任意方向朝向等角点19照射治疗用放射线23。
[0047]放射线治疗装置3还具有多个成像系统。即，放射线治疗装置3具有诊断用X射线源24、25和传感器阵列32、33。
[0048]诊断用X射线源24被支撑在行进台架14上。诊断用X射线源24被配置在行进台架14的环的内侧，被配置在使得从等角点19连结诊断用X射线源24的线段与从等角点19连结治疗用放射线照射装置16的线段所成的角为锐角的位置。诊断用X射线源24由放射线治疗装置控制装置2控制，朝向等角点19放射诊断用X射线35。诊断用X射线35是从诊断用X射线源24具有的I点放射并以该I点为顶点的圆锥状的锥形束。诊断用X射线源25被支撑在行进台架14上。诊断用X射线源25被配置在行进台架14的环的内侧，被配置在使得从等角点19连结诊断用X射线源25的线段与从等角点19连结治疗用放射线照射装置16的线段所成的角为锐角的位置。诊断用X射线源25由放射线治疗装置控制装置2控制，朝向等角点19放射诊断用X射线36。诊断用X射线36是从诊断用X射线源25具有的I点放射并以该I点为顶点的圆锥状的锥形束。
[0049]传感 器阵列32被支撑在行进台架14上。传感器阵列32接收由诊断用X射线源24放射并透射过等角点19的周边的被摄体的诊断用X射线35，生成该被摄体的透射图像。传感器阵列33被支撑在行进台架14上。传感器阵列33接收由诊断用X射线源25放射并透射过等角点19的周边的被摄体的诊断用X射线36，生成该被摄体的透射图像。作为传感器阵列 32、33，例不出 FPD (Flat Panel Detector:平板探测器)、X射线 II (Image Intensifier:图像增强器)。
[0050]放射线治疗装置3还具有传感器阵列31。传感器阵列31被配置成使得连结传感器阵列31与治疗用放射线照射装置16的线段通过等角点19，传感器阵列31被固定在行进台架14的环的内侧。传感器阵列31接收由治疗用放射线照射装置16放射并透射过等角点19的周边的被摄体的治疗用放射线23，生成该被摄体的透射图像。作为传感器阵列31，例示出FPD、X射线II。
[0051]放射线治疗装置3还具有躺椅41和躺椅驱动装置42。躺椅41用于通过放射线治疗系统I进行治疗的患者43进行横卧。躺椅41具有未图示的固定器具。该固定器具将该患者固定在躺椅41上，以使该患者不动。躺椅驱动装直42将躺椅41支撑于台座上，由放射线治疗装置控制装置2控制使躺椅41移动。
[0052]图3示出患者(被检体)43。患者43在身体内部具有特定部位61。特定部位61示出患者43的患部，是要照射治疗用放射线23的部位。示出肺的一部分作为特定部位61。此外，在患者43的体内配置有多个标记物62。
[0053]希望标记物62相对于特定部位61停留在规定的位置，以检测特定部位61的位置，标记物62是埋入特定部位61附近的微小的金属片，例如使用金。标记物62可以通过从注射器的针注入被检体内部而埋入，也可以通过外科手术等的其他方法埋入。[0054]图4是特定部位位置检测部5的功能框图。
[0055]由该图所示，特定部位位置检测部5具有基准位置信息取得部51、代表点基准位置信息运算部52、相对位置信息运算部53、标记物位置信息取得部54、代表点位置信息运算部55、特定部位位置信息运算部56。
[0056]基准位置信息取得部51取得表示在基准时刻的患者43体内的特定部位61和多个标记物62的位置的基准位置信息。基准位置信息取得部51从根据由放射线治疗装置3摄像得到的透射图像而生成的三维CT图像中取得该基准位置信息。特定部位61和多个标记物62的基准位置信息表示为三维坐标。
[0057]代表点基准位置信息运算部52生成代表点基准位置信息，该代表点基准位置信息表不在基准时刻多个标记物62的代表点在被检体内的位置。
[0058]此时，代表点基准位置信息运算部52按照多个标记物62中的每个标记物确定权重系数。此外，代表点基准位置信息运算部52将对应的标记物62的权重系数与由多个标记物62各自的基准位置信息示出的三维坐标相乘，计算代表点的基准位置，生成包含该代表点的基准位置的代表点基准位置信息。多个标记物62各自的基准位置信息示出的三维坐标是通过基准位置信息取得部51取得的。这里，在本实施方式中，由多个标记物62的基准位置信息示出的各位置的加权重心的位置信息是代表点基准位置信息。该代表点基准位置信息被生成为三维坐标。 [0059]即，当设第η个标记物62的坐标为(Xn，Yn, Zn)、设标记物62的个数为N、设第η个标记物62的权重系数为Wn时，可通过下式(Ia)~式(Ic)计算表示代表点Ga的基准位置的基准位置信息(XGa，YGa, ZJ。
[0060]XGa = (X1ff1+X2ff2+X3ff3+......+XnWn)/N......(la)
[0061 ] YGa = (Y1W1+Y2W2+Y3W3+......+YnWn) /N......(lb)
[0062]ZGa = (Z1W^Z2WfZ3W3+......+ZnWn)/N......(Ic)
[0063]相对位置信息运算部53生成由特定部位61的基准位置信息所示的位置以由代表点基准位置信息所示的位置为基点的相对位置信息。通过基准位置信息取得部51取得作为三维坐标的特定部位61的基准位置信息，通过代表点基准位置信息运算部5生成作为三维坐标的代表点基准位置信息。因此，相对位置信息运算部53通过由特定部位61的基准位置信息所示的位置的三维坐标和由代表点基准位置所示的位置的三维坐标的差分来生成相对位置信息。
[0064]标记物位置信息取得部54取得从基准时刻其经过了规定时间后的与基准时刻不同的时刻t的多个标记物62的位置信息。在该处理中，与上述的多个标记物62的基准位置信息同样地，标记物位置信息取得部54从由放射线治疗装置4生成的三维CT图像中取得时刻t的多个标记物62的位置信息。该多个标记物62的位置信息表示为三维坐标。此外，关于该多个标记物62的位置信息的三维坐标，也可以是，通过图像处理从三维CT图像中自动地判定与该标记物62相当的亮度的部位，确定坐标，作为多个标记物62的位置信息而输入。并且，也可以是，代替三维CT图像而是由从2个方向进行摄像得到的2次元图像，通过图像处理自动地判定与该标记物62相当的亮度的部位，确定坐标，作为多个标记物62的位置信息而输入。
[0065]代表点位置信息运算部55根据由标记物位置信息取得部54取得的在与基准时刻不同的时刻t的多个标记物62的位置信息，生成在时刻t的代表点位置信息。这里，在代表点位置信息运算部55中，与代表点基准位置信息运算部52同样，确定多个标记物62各自的权重系数。此外，代表点位置信息运算部55将所确定出的多个标记物62各自的权重系数与多个标记物62各自在时刻t的三维坐标相乘，计算代表点的位置，生成代表点位置信息。多个标记物62各自在时刻t的三维坐标是通过标记物位置信息取得部取得的。在本实施方式中，代表点位置信息运算部55生成多个标记物62在时刻t的加权重心的位置作为代表点位置信息。该代表点位置信息表示为三维坐标。代表点Gb的位置的计算式与上述式⑴相同。
[0066]特定部位位置信息运算部56根据由代表点位置信息运算部55生成的代表点位置信息和由相对位置信息运算部53生成的相对位置信息，生成在时刻t的特定部位61的位置信息。特定部位位置信息56通过将时刻t的代表点位置信息所示的位置的三维坐标与相对位置信息所示的相对位置的三维坐标相加，生成时刻t的特定部位61的位置信息。
[0067]特定部位位置信息运算部56将计算出的时刻t的特定部位61的位置信息传送到控制部4。控制部4根据该位置信息，以使治疗用放射线23照射该位置的方式，使用摇头机构15驱动治疗用放射线照射装置16，使用MLC20控制治疗用放射线23的照射野的形状。控制部4在驱动摇头机构15和MLC20之后，进行使用治疗用放射线照射装置16射出治疗用放射线23的控制。另外，控制部4还能够使用旋回驱动装置11或行进驱动装置或躺椅驱动装置42，来变更变患者43与治疗用放射线照射装置16之间的位置关系，以使治疗用放射线23照射到该特定部位61的位置。
[0068]图5是示出特定部位位置检测部5的处理的流程图的第I图。
[0069]接着，依次对特定部位位置检测部5的处理流程进说明。 [0070]首先，用户将患者固定在放射线治疗装置2的躺椅41上。然后，在某个作为基准的时刻，使用放射线治疗装置4的成像系统对患者43的特定部位61和多个标记物62进行摄像，生成透射图像。特定部位位置检测部5基于根据该透射图像生成的三维CT图像，输入三维的坐标作为特定部位61和多个标记物62的基准位置信息(步骤SI)。这里，也可以根据由医者使用鼠标等输入单元从画面中显示的三维CT图像中指定的坐标来输入多个标记物62的基准位置信息的三维的坐标。此外，也可以是，还具有根据CT图像中的多个标记物的亮度值检测亮度、并自动地根据该亮度计算坐标的处理部，从该处理部进行输入。特定部位61的位置信息的三维坐标也同样地，可以根据由医者使用鼠标等输入单元从画面中显示的三维CT图像中指定的坐标来进行输入。此外，关于特定部位61的位置信息的三维坐标，也可以通过使用预先存储的特定部位61的图像对与该图像一致的三维CT图像内的特定部位的图像进行模式匹配等图像处理而自动地进行判定，输入作为该特定部位的范围的中心等的坐标作为特定部位61的位置信息。
[0071]特定部位位置检测部5根据在步骤SI中取得的表示多个标记物62的基准位置信息的三维坐标，生成在基准时刻的多个标记物62的代表点基准位置信息(步骤S2)。代表点基准位置信息表示为三维的坐标。后面说明具体的生成处理。
[0072]接着，特定部位位置检测部5生成以代表点基准位置为基点的特定部位61的基准位置信息所示的位置的相对位置信息(步骤S3)。详细地讲，求出由代表点基准位置所示的位置的三维坐标与由特定部位61的基准位置信息所示的位置的三维坐标的差分。[0073]接着，在开始放射线治疗后，使用放射线治疗装置3的成像系统周期性地对患者的特定部位61和多个标记物62进行摄像。与步骤SI同样地，特定部位位置检测部5根据如下的三维CT图像输入多个标记物62的位置信息，其中，该三维CT图像是根据在与基准时刻不同的时刻t摄像得到的透射图像而生成的(步骤S4)。然后，特定部位位置检测部5根据多个标记物62的位置信息生成在时刻t的多个标记物62的代表点位置信息(步骤S5)。多个标记物62的位置信息表示为三维坐标。后面说明多个标记物62的代表点位置信息的具体的生成处理。
[0074]特定部位位置检测部5根据在步骤S3中计算出的表示相对位置的相对位置信息以及在步骤S5中计算出的表示时刻t的代表点的位置的代表点位置信息，生成在时刻t的特定部位61的位置信息(步骤S6)。详细地讲，生成将代表点的位置信息所示的位置的三维坐标与相对位置信息所示的位置的三维坐标相加而得到的三维坐标所示的位置，作为特定部位61的位置信息。
[0075]控制部4取得这样由特定部位位置检测部5检测到的特定部位61的位置信息，控制放射线治疗装置3。
[0076]此外，控制部4判定放射线治疗装置3是否向特定部位61照射了规定的剂量的治疗用放射线23 (步骤S7)，并进行控制，在照射了规定的剂量之前，重复步骤S4~步骤S6的动作。进行照射的剂量是由治疗计划决定的。
[0077]图6是示出特定部位位置检测部5的处理的流程图的第2图。
[0078]这里，对步骤S2中的多个标记物62的基准位置信息的计算处理进行说明。如图6所示，特定部位位置检测部5的代表点基准位置信息运算部52计算在基准时刻的代表点的基准位置信息。首先，代表点基准位置信息运算部52按照多个标记物62中的每个标记物确定权重系数(步骤S201)。与标记物62的位置信息同样地，三维地确定该权重系数。即，权重系数W以(Wx，Wy，Wz)的形式表示。接着，代表点基准位置信息运算部52将所确定出的权重系数与由对应的标记物62的位置信息所示的位置的三维坐标相乘(步骤S202)。代表点基准位置信息运算部52根据由这样计算出的乘以了权重系数后的多个标记物62中的每个标记物的位置信息所示的位置的三维坐标，生成代表点的位置信息(步骤S203)。计算式与上述式(I)相同。代表点基准位置信息运算部52将这样求出的多个标记物62的代表点在基准时刻的位置信息作为关于多个标记物62的代表点基准位置信息，输送到相对位置信息运算部53。
[0079]接着，详细说明上述的权重系数。在本实施方式中，代表点基准位置信息运算部52分别针对多个标记物62计算特定部位61与多个标记物62之间的距离的倒数，将其确定为多个标记物62各自的权重系数。代表点基准位置信息运算部52，根据在基准时刻的特定部位61的基准位置信息所示的位置的三维坐标和在基准时刻的多个标记物62的基准位置信息所示的位置的三维坐标的差分的绝对值，求出特定部位61与多个标记物62之间的距离。
[0080]图7是示出特定部位位置检测部5的处理的流程图的第3图。
[0081]接着，对步骤S5中的多个标记物62的位置信息的计算处理进行说明。
[0082]如图7所示，特定部位位置检测部5的代表点位置信息运算部55生成在时刻t的代表点的位置信息。首先，代表点位置信息运算部55按照多个标记物62中的每个标记物确定权重系数(步骤S501)。与标记物62的位置信息同样地，三维地确定该权重系数。SP，权重系数W以(Wx，Wy，Wz)的形式表示。接着，代表点位置信息运算部55将所确定出的权重系数与由对应的标记物62的位置信息所示的位置的三维坐标相乘(步骤S502)。代表点位置信息运算部55根据由这样计算出的乘以了权重系数后的多个标记物62中的每个标记物的位置信息所示的位置的三维坐标，生成代表点的位置信息(步骤S503)。计算式与上述式
(I)相同。
[0083]在本实施方式中，代表点位置信息运算部55分别针对多个标记物62计算特定部位61与多个标记物62之间的距离的倒数，将其确定为多个标记物62各自的权重系数。此外，代表点位置信息运算部55根据在基准时刻的特定部位61与多个标记物62之间的距离求出在时刻t的权重系数。即，代表点位置信息运算部55，根据在基准时刻的特定部位61的位置信息所示的位置的三维坐标和在基准时刻的多个标记物62的位置信息所示的位置的三维坐标的差分的绝对值，求出在基准时刻的特定部位61与多个标记物62之间的距离。
[0084]根据这样的结构，放射线治疗装置控制装置2通过特定部位位置检测部5，能够根据乘以与到特定部位61的距离对应的加权系数后的多个标记物62的位置信息求出代表点。因此，存在于远离特定部位61的位置的标记物62的加权系数较低，存在于靠近特定部位61的位置的标记物62的权重系数较高。可以认为存在于远离特定部位61的位置的标记物62的位移量、 位移方向与特定部位61不同，存在于靠近特定部位61的标记物62的位移量、位移方向与特定部位61类似。因此，能够提高位移的状态与特定部位61类似的标记物62的权重而计算代表点，因此，能够使代表点的位移的状态接近特定部位61的位移的状态。由此，能够提高特定部位61的位置检测的精度。因此，能够在放射线治疗装置的跟踪照射中以足够的精度进行特定部位的位置检测，能够防止向患者的特定部位以外的正常部位照射过量的治疗用的放射线。
[0085]另外，作为分别应用于多个标记物62的权重系数，也可以使用在多个不同时刻的特定部位61从基准位置起的位移量，以及所述标记物62从基准位置起的位移量的相关参数。
[0086]这里，相关参数是表示特定部位61的从基准位置起的位移量与标记物62的从基准位置起的位移量之间的相关性的参数，也可以作为相关系数进行计算。
[0087]具体而言，特定部位位置检测部5的代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55在多个不同的时刻求出由特定部位61的位置信息所示的位置，求出从基准位置起的位移量。同样，特定部位位置检测部5的代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55在与求出特定部位61的位置不同的多个不同的时刻，求出由标记物62的位置信息所示的位置，求出从基准位置起的位移量。特定部位位置检测部5的代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55将这样求出的特定部位61从基准位置起的位移量以及每个标记物62从基准位置起的位移量作为两个变量，计算相关系数。相关系数越接近O则表示两个变量越不具有相关性，越接近I则表示两个变量具有越高的相关性。代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55将这样计算出的相关系数确定为相关参数，并用作权重系数。
[0088]此外，图8是说明相对参数的计算方法的一例的图，是示出在多个时刻的特定部位从基准位置起的位移量与在多个时刻的某个标记物从基准位置起的位移量之间的关系的图。如图8所示，也可以根据在多个不同的时刻的特定部位61从基准位置起的位移量来计算相关参数，并将其作为权重系数。
[0089]具体而言，如图8所示，特定部位位置检测部5的代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55计算在多个不同时刻的特定部位61从基准位置起的位移量，以及在多个不同的时刻的某个标记物62从基准位置起的位移量。在图8中，At表示在时刻t的特定部位61从基准位置起的位移量与某I个标记物62a从基准位置起的位移量之间的对应关系。例如，Atl表示在时刻tl的特定部位61从基准位置起的位移量(X1)与标记物62a从基准位置起的位移量(yi)之间的对应关系。接着，特定部位位置检测部5的代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55计算At(x，y)与由y = x表示的直线之间的距离。另外，y = X的直线相当于在特定部位61从基准位置起的位移量(X)和标记物62a从基准位置起的位移量(y)分别在不同的时刻t相同的情况下连结At (x，y)的集合的线。特定部位位置检测部5的代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55针对标记物62a计算多个At (x,y)与由y = x表示的直线之间的距离,计算它们的总和值。然后，将该总和值的倒数确定为相关参数，确定为关于该标记物62a的权重系数。此外，对于标记物62a以外的其他标记物62也同样地进行同样的权重系数的确定。
[0090]图9是示出特定部位从基准位置起的位移量与标记物从基准位置其的位移量之间的对应关系的图。
[0091]如图9所示，特定部位61从基准位置起的位移量和某I个标记物62a从基准位置
起的位移量在各时刻tn(η = 1、2、......、η)能够由如图所示的标绘Atn(η = 1、2、......、η)
表示。代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55计算具有45°斜率的直线C与标绘Atl之间的距离，其中，该直线C是由特定部位61从基准位置起的位移量与标记物62从基准位置起的位移量相等的标绘的集合构成的，同样地，计算直线C到标绘Atn(η =
1、2、……、η)的距离，进而，计算其总和值。距离的总和值越大，表示该标记物62a的位移量与特定部位61的位移量越不同。相反，距离的总和值越小，表示该标记物62a的位移量与特定部位61的位移量越类似。代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55将该总和值的倒数确定为对标记物62a进行应用的权重系数。此外，代表点基准位置信息运算部52、代表点位置信息运算部55同样地确定关于其他标记物的权重系数。
[0092]根据这样的结构，能够将示出与特定部位61较高的相关性的标记物62与较高的加权系数相乘，来求出代表点。因此，能够使代表点的位移的状态接近特定部位61的位移的状态，能够提高特定部位61的位置检测的精度。
[0093]此外，在即使标记物62存在于特定部位61附近但位移的状态不同的情况下，例如，在标记物62存在于被检体的心脏附近而较大地受到心脏跳动影响的情况下等，也能够高精度地进行特定部位61的位置检测。
[0094]此外，也可以提高输入单元由用户任意地进行输入来确定上述的权重系数。
[0095]根据这样的结构，能够根据用户的判断任意地确定多个标记物62的权重系数。因此，能够更简便地使用对多个标记物62中的每个标记物进行了加权后的代表点来检测特定部位61的位置。
[0096]此外，也可以在多个标记物62中将至少I个标记物62的权重系数确定为O。
[0097] 根据这样的结构，能够将示出明显与特定部位61不同的位移的状态的标记物62、或由于某些原因理由被判定为不适合用于特定部位61的位置检测的标记物62，从之后的特定部位61的位置检测用的运算中排除。由此，能够更准确其高精度地进行特定部位61的位置检测。
[0098]另外，也可以是，取代在多个标记物62中将至少I个标记物62的权重系数确定为0，而能够任意地选择在特定部位61的位置检测的运算中使用的标记物62。
[0099]以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但是具体的结构不限于该实施方式，还包含不过来本发明的主旨的范围的设计变更等。
[0100]上述的各装置在内部具有计算机系统。而且，上述的各处理的过程以程序的形式存储在计算机可读取的记录介质中，由计算机读出并执行该程序，由此进行上述处理。此处，计算机可读取的记录介质是指磁盘、光磁盘、⑶-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。此外，也可以通过通信回线向计算机发布该计算机程序，由接收到该发布的计算机执行该程序。
[0101]此外，上述程序也可以是用于实现前述的功能的一部分的程序。
[0102]此外，也可以是通过与已经记录在计算机系统中的程序的组合而能够实现前述的功能的、所谓差分文件(差分程序)。
[0103]产业上的可利用性
[0104]根据本发明的几个方式，能够提供可使用多个标记物高精度地估计照射对象的位置的放射线治疗装置控制装置。
[0105]符号说明
[0106]2:放射线治疗装置控制装置
[0107]51:基准位置信息取得部
[0108]52:代表点基准位置信息运算部
[0109]53:相对位置信息运算部
[0110]54:标记物位置信息取得部
[0111]55:代表点位置信息运算部
[0112]56:特定部位位置信息运算部
[0113]61:特定部位(患部)
[0114]62:标记物
【权利要求】
1.一种放射线治疗装置控制装置，其根据位于被检体内的特定部位附近的多个标记物的位置来确定所述特定部位的位置，控制放射线治疗装置，该放射线治疗装置控制装置具有: 基准位置信息取得部，其取得表示所述特定部位和所述多个标记物分别在基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息； 代表点基准位置信息运算部，其根据所述多个标记物的基准位置信息，生成表示多个标记物的代表点在所述基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息； 相对位置信息运算部，其生成所述特定部位的基准位置信息所示的位置以所述代表点的基准位置信息所示的位置为基点的相对位置信息； 标记物位置信息取得部，其取得在与所述基准时刻不同的其他时刻的所述被检体内的所述多个标记物的位置信息； 代表点位置信息运算部，其根据所述多个标记物的位置信息，生成所述多个标记物在所述其他时刻的所述被检体内的代表点的位置信息；以及 特定部位位置信息运算部，其根据所述代表点的位置信息和所述相对位置信息，生成所述其他时刻的所述特定部位的位置信息， 所述代表点 基准位置信息运算部按照所述多个标记物中的每个标记物来确定权重系数，根据通过所述权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成代表点的基准位置信息， 所述代表点位置信息运算部根据通过所述权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成代表点的位置信息。
2.根据权利要求1所述的放射线治疗装置控制装置，其中， 所述代表点基准位置信息运算部和所述代表点位置信息运算部针对所述多个标记物的每一个计算所述特定部位与所述标记物之间的距离的倒数，确定为关于多个标记物的每一个的所述权重系数。
3.根据权利要求1所述的放射线治疗装置控制装置，其中， 所述代表点基准位置信息运算部和上述代表点位置信息运算部将上述权重系数计算为在多个不同时刻的所述特定部位从基准位置起的位移量与所述标记物从基准位置起的位移量的相关系数，从而确定上述权重系数。
4.根据权利要求1所述的放射线治疗装置控制装置，其中， 所述代表点基准位置信息运算部和上述代表点位置信息运算部通过根据上述特定部位与上述标记物的位移的相关性、或者特定部位与标记物之间的距离，由输入单元任意地输入所述权重系数，从而确定所述权重系数。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的放射线治疗装置控制装置，其中， 所述代表点基准位置信息运算部和所述代表点位置信息运算部将多个标记物中的至少I个标记物的权重系数确定为O。
6.一种放射线治疗装置控制方法，根据位于被检体的特定部位附近的多个标记物的位置来确定所述特定部位的位置，由此控制放射线治疗装置，在该放射线治疗装置控制方法中， 取得表示所述特定部位和所述多个标记物分别在基准时刻位于被检体内的位置的基准位置信息； 根据所述多个标记物的基准位置信息，生成表示多个标记物的代表点在所述基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息； 生成所述特定部位的基准位置信息所示的位置以所述代表点的基准位置信息所示的位置为基点的相对位置信息； 取得在与所述基准时刻不同的其他时刻的所述被检体内的所述多个标记物的位置信息； 根据所述多个标记物的位置信息，生成所述多个标记物在所述其他时刻的所述被检体内的代表点的位置信息； 根据所述代表点的位置信息和所述相对位置信息，生成所述其他时刻的所述特定部位的位置， 其中， 按照所述多个标记物中的每个标记物来确定权重系数，根据通过所述权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成所述代表点的基准位置信息， 根据通过所述权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成所述代表点的位置信息。
7.一种由放射线治疗装置控制装置的计算机执行的程序，该放射线治疗装置控制装置根据位于被检体内的特定部位附近的多个标记物的位置，确定所述特定部位的位置，由此控制放射线治疗装置，该程序具有: 基准位置信息取得单元，其取得表示所述特定部位和所述多个标记物分别在基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息； 代表点基准位置信息运算单元，其根据所述多个标记物的基准位置信息，生成表示多个标记物的代表点在所述基准时刻位于所述被检体内的位置的基准位置信息； 相对位置信息运算单元，其生成所述特定单元位的基准位置信息所示的位置以所述代表点的基准位置信息所示的位置为基点的相对位置信息； 标记物位置信息取得单元，其取得在与所述基准时刻不同的其他时刻的所述被检体内的所述多个标记物的位置信息； 代表点位置信息运算单元，其根据所述多个标记物的位置信息，生成所述多个标记物在所述其他时刻的所述被检体内的代表点的位置信息；以及 特定部位位置信息运算单元，其根据所述代表点的位置信息和所述相对位置信息，生成所述其他时刻的所述特定部位的位置信息， 所述代表点基准位置信息运算单元按照所述多个标记物中的每个标记物来确定权重系数，根据通过所述权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来求出代表点的基准位置信息， 所述代表点位置信息运算单元根据通过所述权重系数而加权后的所述多个标记物的位置信息来生成代表点的位置信息。
【文档编号】A61N5/10GK104023792SQ201380004772
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年2月27日 优先权日:2012年2月28日
【发明者】铃木保恒, 中村光宏, 泽田晃, 山田昌弘 申请人:三菱重工业株式会社, 国立大学法人京都大学