[0001]【発明の属する技術分野】本発明は、被治療体の病巣に対して放射線治療を行う放射線治療装置に係わり、特に病巣の位置を放射線治療装置のガントリの照射ヘッドより照射される放射線のアイソセンタに合わせて放射線治療を行うための被治療体の病巣部の位置決め装置及びこれを用いた放射線治療装置に関する。[0002]【従来の技術】放射線治療では、被治療体を治療台上に寝載し、被治療体の病巣の位置を放射線のアイソセンタに合わせ、ガントリの照射ヘッドより照射される放射線を照射して治療を行う。この病巣の位置は、予めX線シミュレータやCTシミュレータ等の画像診断装置により得られた画像情報から特定する。simulator.【0003】この特定した病巣の位置を身体の表面を見てわかるようにするために、患者の体表面に位置表示マーカーを取り付ける。患者は前記画像診断装置の寝台から降りて、別の部屋にある放射線治療装置の治療台に載り、この放射線治療装置から照射される放射線のアイソセンタに合うように前記位置表示マーカーを見て病巣部の位置合わせを行う。このように、従来の放射線治療においても、患者の体表面に位置表示マーカーを取り付け、これらのマーカーの位置を用いて病巣位置を計測することは、一般に行なわれている。数学上、未知の点の位置は、同一平面上にない既知の4点に対する距離を知れば決定することができる。実際には既知の点の設置方法等の条件を設けることによって同一直線上にない既知の3点からの夫々の距離を知るだけで決定することができる。MRI装置のような画像診断装置で撮影して病巣部を特定し、この特定した位置に基づいて患者の体表面にマーカーを3点以上取り付け、これらのマーカーから病巣部中心までの夫々の距離を計測して病巣の位置を決定していた。治療時には、マーカーを基準にした照射位置に患者病巣部が一致するように位置合わせを行って放射線を照射していた。照射される放射線のアイソセンタに合うようにするための病巣部の位置決めは、効果的な治療を行う為に重要である。lesion線量が投与できず、期待される治療効果が得られないばかりか、正常組織に対して余分な被曝を与えることになり好ましくない。tissues.【0005】上記したように、患者の病巣部の位置は画像診断装置によって決定でき、これによって患者の体表面に貼り付けたマーカーの病巣に対する相対位置も前記画像診断装置で確定できる。患者が画像診断装置の寝台に載っていて患者と寝台の位置関係がずれない限りでは、病巣部の位置が治療室内で大きく動くことはない。chamber.【0006】しかし、一般的には、患者の病巣部の位置を知るための画像診断装置と、患者を治療する為の治療装置とは異なる部屋に設置されているため、患者は診断装置の寝台より降り、移動して、別の部屋にある治療装置の治療台に載ることになる。寝台と治療装置の治療台とで、患者が全く同じ体位を取れるのであれば、病巣部の位置設定上の問題はない。not.【0007】しかし、実際には患者の移動時に、治療台に対して患者の回転やずれなどが発生する。患者の体位が、診断時と治療時とで正確に再現しなければ、患者の病巣部が照射すべき位置からずれてしまうため、期待される治療効果が得られないばかりか、正常組織に対して余分な被曝をもたらすことが懸念される。Te.【0008】ところが、治療台上に患者が載った状態では、すでに患者の体内にある病巣部位置を視認することができない。そのため、患者の体表面に貼り付けたマーカーによって、間接的に患者体内の病巣部の位置決めを行っていたので、精度の点で問題があった。accuracy.【0009】本発明の目的は、患者の移動による位置ずれが生じても、前記患者の病巣部を放射線のアイソセンタに一致するようにした被治療体の病巣部の位置決め装置及びこれを用いた放射線治療装置を提供することにある。位置座標を演算する位置表示マーカーの位置座標演算手段とを備え、前記病巣部の位置座標データと前記照射装置の位置座標データと前記治療台の位置座標データと前記位置表示マーカーの位置座標データとから前記照射装置から照射される放射線のアイソセンタを前記被治療体の病巣部に一致するための前記照射装置と治療台の両方若しくはそれらのいずれか一方と位置表示マーカーとの位置のずれ量を求める位置ずれ量演算手段と、この位置ずれ量演算手段の出力を入力して前記位置ずれがなくなるように前記照射装置と治療台の両方若しくはそれらのいずれか一方を制御する制御手段を設けることによって達成される。device,病巣位置を照射野内に正確に位置決めすることができる。part,この位置表示マーカーの位置検出手段は前記治療室内の同一平面内に無い4個以上の位置検出手段とから成る。chamber.【0013】この構成によれば、位置表示マーカーとこの位置表示マーカーの位置検出手段の数を最少にして任意の位置表示マーカーの位置検出が可能となる。invention,上記照射装置の任意の位置に設置するものである。apparatus.【0014】このようにすれば、位置表示マーカーの位置座標検出手段を被治療体の近くに設置できるため、位置表示マーカーの位置の検出精度が向上すると共に照射装置の動きによって位置表示マーカーの位置座標検出手段の設置が容易となる。本発明は、上記の被治療体の病巣部の位置決め装置を放射線治療装置に用いたことを特徴とする。device.【0015】上記の位置決め装置を放射線治療装置に用いることによって、患者の移動や体位が変化しても病巣部と放射線のアイソセンタとのずれをリアルタイムに補正できるので、病巣部に正確に放射線を照射することができ、期待される治療効果が得られ、正常組織に対して余分な被曝を与えることがなくなる。[0016]【発明の実施の形態】以下、図1〜図7を用いて、発明の実施形態を説明する。図1に、患者の体表面に病巣部の位置を表示するための位置表示マーカーを設け、このマーカーの位置座標及びガントリ、患者テーブルの位置座標から放射線のアイソセンタが病巣部に一致するように前記ガントリ及び患者テーブルを駆動制御して治療を行う放射線治療装置を示す。X線CT装置で確認できる程度の電子密度を持つ物質(タングステンの小球等)を貼り合わせて用いる。CT装置によって患者1の病巣部位置の計測を行い、マーカー2を基準にして病巣部5の位置を決定する。次に、患者を治療装置の治療台11に載せ、治療を行う。treating.【0018】患者の体表面に設置する位置表示マーカー2は、前述のように3個以上のマーカー2をLEDまたはランプ、あるいは光ファイバによって導入した光によって発光可能としている。LEDは、一般に前方に対して指向性が強いため、半透明の曇ガラスやアクリル樹脂製の散乱手段をマーカーに被せて指向性を無くし、全立体角の半分の立体角(2π)にわたって均一強度の光を放射可能とする。light,全立体角の半分の立体角(2π)にわたって均一強度の光を放射可能とすることもある。2をA,B,Cとする。各マーカー2は、ケーブルによってスキャン手段4に接続される。複数のマーカー2の位置を弁別するため、スキャン手段4はマーカー2の発光をスキャン制御し、同一時間には、一つのマーカー2しか発光していない様にする。Cと順番に発光させる。LEDを発光させるスキャン信号は、位置表示マーカーの位置解析手段7にも渡される。marker.したがって、この位置表示マーカーの位置解析手段7では、どのマーカー2のLEDが今発光しているかを知ることができる。now.【0020】同一平面内に無い4個以上のフォトダイオードを用いた光検出手段3によって各マーカー2の発する光を検出する。この光検出手段3には、フォトダイオードの他にフォトマルあるいは光電導セルを用いることもできる。filter,外光の影響を消すことができる。他の色についても同様である。フォトダイオードは、光の強度に応じて電流が変化するため、電流を測ることで光強度を知ることができる。フォトダイオードは、数ms以下の時間分解能で光を検出できる。lux・secの露光量に対してリニアな特性を持っている。このため、飽和する最大の露光量に対して500分の1の照度分解能を持っている。したがって、検出する光の強度を8bit以上の精度で電流信号に変換できる。8bit.【0021】電流信号は、アンプ6によって増幅し光強度信号として、位置表示マーカーの位置解析手段7へ出力する。marker.【0022】4つの検出器3を夫々a,b,c,dとし、夫々の検出器3の出力信号と、LEDを発光させるスキャン信号とを共に表わしたものが図2である。2の各光検出手段3に対する相対距離を演算する。IAc,IAdとする。IAd.【0023】前述の様に位置表示マーカーの位置解析手段7は、どのLEDが発光しているかを知ることができるため、各マーカー2毎に信号を弁別できる。各マーカーは、大きさが数mm以下のLEDを使用する。mm.【0024】上記の手段によって指向性を無くし患者表面の全方向にわたって均一の発光強度が得られれば、信号強度は距離の2乗に反比例する。治療室内では、気温や気圧が、場所によって大きく変動することが無いため、途中に障害物が無ければ可視光線が経路上で減衰することは無い。RBb,RBc,RBd,RCa,RCb,RCc,RCdとして計算することができる。距離の測定精度は、検出信号の強度分解能と、検出器3の設置位置によって異なる。8bit(10進数で255)で正規化した場合、約0.4%までの変化を検出できる。m程度と仮定すると約6mmの精度となる。16bitに向上させ、さらにダイナミックレンジの大きな検出器を用いれば位置の検出精度はより向上する。improved.【0028】また、マーカー2に対し検出器3をさらに近くに設置できればこの精度はさらに向上する。RBb,RBc,RBd,RCa,RCb,RCc,RCdとして得られる。して得られた相対距離データは、位置解析手段8に渡される。position)を校正して、記憶しておく。b,c,dの4箇所に検出器3を設置する。Y0,0),d(0,0,Z0)で、これらは治療室内の壁や柱に固定する。ZA),マーカーBの位置座標をB(XB,YB,ZB),マーカーCの位置座標をC(XC,YC,ZC)とすると、以下の関係式が得られる。2の位置座標の9つの未知数を決定することができる。とおくと、既知の定数を以下のように置き換えることができる。19]【0033】このように定義するとマーカーAの位置座標は以下の様に表現できる。(22)によって得られるDAに対する二次方程式をとけばマーカーAの位置座標は決定することができる。同様にしてマーカーB,マーカーCの位置座標も決定できる。C.【0035】図4のように検出器3をガントリ10に取り付けた場合には、検出器3の位置がガントリ角度に応じて変化する。この場合には検出器3のガントリ10に対する取り付け位置のデータ(ガントリ回転軸を基準にしたガントリ座標系に対する位置座標データ)と、ガントリ10の回転軸の治療室の座標系における方程式およびガントリ角度データがあれば、座標の回転移動と平行移動によって各マーカー2の位置は演算できる。calculated.【0036】今、ガントリの回転軸がX軸に平行で、そのY座標がYg,Z座標がZgであるとする。検出器の位置をこのように変換することによってマーカーの位置を演算することができる。このように検出器3をガントリ等の照射装置10に取り付けた場合には、演算の手順は増えるが、検出器3を患者1近くに設置できるため、精度を向上させる事ができる。Also,照射装置10の動きによって検出器3が隠れる心配が無い。5の5個以上設置する方法がある。この場合には、照射装置10が動いても必ず前記a〜iまでの検出器3のうちの最低限4つの検出器はマーカー2の光を検出できる様に設置しなければならない。この時の解析方法としては、信号強度の大きい検出器から順に、上位4つの検出器を選んで、マーカーの位置を演算する方法がある。marker.【0038】例えば、a〜iまでの5個の検出器3を用いた場合、マーカーの一つが発光している時、前記5個の検出器3の信号強度を比較する。今、信号強度の最大の検出器をαとしその強度をIα,2番目に信号強度の大きい検出器をβとしその強度をIβ,3番目をγとしその強度をIγ,4番目をδとしその強度をIδ,最も信号強度の小さい検出器をεとしその強度をIεとする。最低限4つの検出器3はマーカーの光を検出できる様に設置しているため、Iα,Iβ,Iγ,Iδは0ではない。αと今発光しているマーカーとの距離を基準に、各検出器のマーカーとの距離を計算し、マーカーの位置を演算する方法は上述の通りである。above.【0040】位置解析手段8は、このようにして各マーカー2の位置を、検出器3の位置座標データと位置表示マーカーの位置解析手段7から得た相対距離データから決定する。3.【0041】各マーカー2の位置が確定すれば、診断時に得られた各マーカー2と病巣部中心との位置関係のデータから病巣部中心位置を推定することができる。9は、前記病巣部の位置と照射装置10から照射される放射線のアイソセンタとが一致するように治療装置を制御するためのものである。10の位置座標データと治療台11の位置座標データを用意しておく。以下、図6を用いて治療装置制御の例を示す。radiation2がある。図6の例は、照射装置10の位置を固定して治療台11の位置を制御する例である。10.【0044】上述の様に、本システムは患者1を治療台11に載せるだけで、病巣部位置の治療室における位置を推定できる。放射線を照射するためには、通常アイソセンタに病巣部5を合わせる。9にはアイソセンタの治療室における位置を持たせることができる。(x,y,z)とする。YI-y,上下方向の移動量はZI−zとなる。ZI-z.【0046】このように、治療台制御手段13は、リアルタイムでアイソセンタの位置と病巣部5の位置を比較し、治療台11の前後、左右または、上下等の位置を制御し、病巣部位置をアイソセンタに位置合わせする。この位置設定制御は治療中常に行なわれ、患者1が動いた場合にも、病巣部5がアイソセンタからずれないように動作する。0.5mm程度の精度が要求される。この高精度の位置制御を実現するための治療台11には、公知のラックとギアの組み合わせ、あるいはボールねじによる駆動機構が適用できる。この場合、治療台11の位置を検出するエンコーダは、通常はモータに取り付けるが、このような高精度の位置制御のためには、位置を検出するエンコーダと患者を載置する治療台天板との間の誤差を少なくする必要がある。0.1mm以下に抑制する。したがって、治療台の最大ストロークを1000mmとすると、16bitのエンコーダを用いればその出力パルスは65535となり、位置の分解能を0.015mm/pulseとすることができ、目標とする位置制御は可能となる。12により病巣位置に応じて照射装置10の位置を制御する例である。上述のように放射線を照射するためには、通常アイソセンタに病巣部を合わせるが、病巣部5の位置が知られていれば、病巣部5と上記アイソセンタが常に一致するように照射装置10の位置制御を行ない、照射方向を可変して放射線を病巣部5に追尾させる事ができる。to.【0049】照射装置10には、照射野を限定するコリメータ14が装備されているが、このコリメータ14によって照射方向を変えることが可能である。12によって制御される。12.【0050】コリメータ14の中心線は、照射装置毎に決まっているので、病巣位置とコリメータ14の中心線とのずれは、上述した位置解析手段8によって演算により求めることができ、この演算結果を用いて照射装置制御手段12により照射装置の位置を制御することができる。病巣部がコリメータの中心軸に対して右方向にあるときは、コリメータ14の右方向のブロックを開き、左方向のブロックを閉じる様にする。block.【0051】病巣がコリメータの中心軸に対して前方向にあるときは、コリメータ14の前方向のブロックを開き、後ろ方向のブロックを閉じる様にする。この様にコリメータ14を制御することによって、病巣部位置とコリメータ14の中心線とのずれをコリメータ14の方向によって補正できる。deviceそのものを制御しても良い。controlled.【0052】また、図6及び図7では照射装置若しくは治療台のいずれか一方を固定し、固定されない他の一方を駆動制御するようにしたが、これに限定するものではなく照射装置及び治療台の両方を制御しても良く、より位置制御の自由度が増え、高精度の位置決めが可能となる。[0053]【発明の効果】本発明によれば,診断装置によって特定した病巣部に相当する体表面に表示した3個以上の複数のマーカーの位置をリアルタイムで検出し、このマーカーの位置から、病巣部位置を推定し、放射線のアイソセンタの中心と前記病巣部との位置ずれを求めてこの位置ずれが所定値になるように、ガントリ,治療台,コリメータ等の位置を制御することにより、病巣位置を照射野内に位置づけ、安全で最適な放射線の照射ができる。radiation.【0054】これによって、患者の移動や体位が変化しても病巣部と放射線のアイソセンタとのずれをリアルタイムに補正できるので、病巣部に正確に放射線を照射することができ、期待される治療効果が得られ、正常組織に対して余分な被曝を与えることがなくなる。DRAWINGS【図1】発明の実施形態の実施例図。invention.【図2】位置表示マーカーとこのマーカーの位置検出手段の動作説明図。marker.【図3】位置表示マーカーとこのマーカーの位置検出手段の位置座標。marker.【図4】位置表示マーカーの位置検出手段を照射装置のガントリに取り付けた本発明の他の実施例図。system.【図5】照射装置が動いた場合の位置表示マーカーとこの位置表示マーカーの位置検出手段との関係図。marker.【図6】照射装置の位置を固定して治療台の位置を制御する実施例図。device.【図7】治療台の位置を固定して照射装置の位置を制御する実施例図。マーカーの位置座標演算手段とを具備し、前記病巣部の位置座標データと前記照射装置の位置座標データと前記治療台の位置座標データと前記位置表示マーカーの位置座標データとから前記照射装置から照射される放射線のアイソセンタを前記被治療体の病巣部に一致するための前記照射装置と治療台の両方若しくはそれらのいずれか一方と位置表示マーカーとの位置のずれ量を求める位置ずれ量演算手段と、この位置ずれ量演算手段の出力を入力して前記位置ずれがなくなるように前記照射装置と治療台の両方若しくはそれらのいずれか一方を制御する制御手段を具備して成る被治療体の病巣部の位置決め装置。上記位置表示マーカーは被治療体の体表面に設けた3個以上のマーカーから成り、この位置表示マーカーの位置検出手段は前記治療室内の同一平面内に無い4個以上の検出手段とから成ることを特徴とする請求項1に記載の被治療体の病巣部の位置決め装置。上記位置表示マーカーの位置座標検出手段は、上記照射装置の任意の位置に設けたことを特徴とする請求項1及び2に記載の被治療体の病巣部の位置決め装置。上記請求項1乃至3に記載の被治療体の病巣部の位置決め装置を用いたことを特徴とする放射線治療装置。radiosurgery。