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治療支援系統及其動作方法、以及存儲有治療支援程序的存儲介質.pdf

關 鍵 詞:
治療 支援 系統 及其 動作 方法 以及 存儲 程序 介質
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摘要
申請專利號:

CN201680055777.5

申請日:

20161102

公開號:

CN108025184A

公開日:

20180511

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A61N5/10,A61B6/03 主分類號: A61N5/10,A61B6/03
申請人: 瑞穗情報綜研株式會社,國立大學法人廣島大學
發明人: 西尾禎治,齋藤明登,永田靖,水谷麻紀子,橋本大樹,永田毅,前川秀正
地址: 日本東京都千代田區神田錦町二丁目3番地
優先權: 2015-226023
專利代理機構: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 代理人: 余文娟
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201680055777.5

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

一種用于支援治療的系統,其具備控制部,該控制部構成為使用從三維測量部取得的數據生成患者的三維身體數據;從身體斷層測量裝置取得患者的斷層圖像;執行進行三維身體數據和斷層圖像的對位的檢查支援處理;執行使用對位后的斷層圖像及三維身體數據,生成決定治療時的患者的姿勢的治療計劃的治療計劃支援處理;執行根據在治療計劃中決定的姿勢來輸出治療指示的治療支援處理。

權利要求書

1.一種系統,用于支援治療,該系統具備控制部,該控制部構成為,使用從三維測量部取得的數據生成患者的三維身體數據;從身體斷層測量裝置取得所述患者的斷層圖像;執行進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位的檢查支援處理;執行治療計劃支援處理,在所述治療計劃支援處理中,使用對位后的所述斷層圖像及所述三維身體數據,生成決定治療時的所述患者的姿勢的治療計劃;執行根據在所述治療計劃中決定的姿勢來輸出治療指示的治療支援處理。2.如權利要求1所述的系統,其中,所述控制部構成為,根據所述三維身體數據來生成與所述斷層圖像相同格式的身體輪廓數據;生成將所述身體輪廓數據和所述斷層圖像合成的圖像數據;使用所述合成的圖像數據執行所述治療計劃支援處理。3.如權利要求1或2所述的系統,其中,所述控制部構成為,在所述治療支援處理中再次取得患者的三維身體數據;將再次取得的三維身體數據和在所述治療計劃中決定的姿勢的三維身體數據進行比較;輸出含有該比較的結果的治療指示。4.如權利要求1至3中任一項所述的系統,其中,所述控制部構成為,在所述檢查支援處理中,根據所述三維身體數據中所含的特征點和所述斷層圖像中所含的特征點來進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位。5.如權利要求1至4中任一項所述的系統,其中,所述身體斷層測量裝置構成為在進行斷層圖像的攝影時,對所述患者照射用于確定所述斷層圖像的坐標的基準光;所述三維測量部構成為在生成三維身體數據時包含所述基準光的照射位置對所述患者進行攝影;所述控制部構成為根據所述基準光的照射位置,進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位。6.如權利要求3至5中任一項所述的系統,其中,所述控制部構成為根據所述比較的結果對操作者催促斷層圖像的再次攝影。7.一種用于支援治療的系統的動作方法,其具備:控制部使用從三維測量部取得的數據生成患者的三維身體數據的步驟;所述控制部從身體斷層測量裝置取得所述患者的斷層圖像的步驟;所述控制部進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位的步驟;所述控制部使用對位后的所述斷層圖像及所述三維身體數據,生成決定治療時的所述患者的姿勢的治療計劃的步驟;以及所述控制部根據在所述治療計劃中決定的姿勢來輸出治療指示的步驟。8.一種非臨時性計算機可讀存儲介質,其包含用以使用治療支援系統來支援治療的程序,所述程序使所述治療支援系統執行如下步驟:使用從三維測量部取得的數據生成患者的三維身體數據的步驟;從身體斷層測量裝置取得所述患者的斷層圖像的步驟;進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位的步驟;使用對位后的所述斷層圖像及所述三維身體數據,生成決定治療時的所述患者的姿勢的治療計劃的步驟;以及根據在所述治療計劃中決定的姿勢來輸出治療指示的步驟。

說明書

技術領域

本發明涉于用以支援使用放射線等治療的治療支援系統及其動作方法、以及存儲有治療支援程序的存儲介質。

背景技術

以治療癌作為目的,使用X射線、伽瑪射線、質子或重離子的粒子束等放射線的治療裝置正在探討中。在該治療裝置中,必須通過對患部集中地進行照射,從而在不對正常細胞帶來影響的狀態下進行治療。在該情況下,在放射線或粒子束治療中,對癌等患部高精度地進行照射相當重要。于是,用以進行放射線治療的患者的定位的技術也在探討中(例如,參照專利文獻1。)。在該文獻所記載的技術中,將三維基準圖像和三維當前圖像加以對照,計算體位修正量,以便使得當前圖像中患部的位置姿勢符合基準圖像中患部的位置姿勢。具體而言,從基準圖像對當前圖像進行1次對照。更進一步地,根據由基準圖像或當前圖像的其中一方根據1次對照的結果所生成的預定模板區域,對由與預定模板區域的生成源不同的基準圖像或當前圖像的另一方根據1次對照的結果所生成的預定檢索對象區域進行2次對照。

此外,可縮短定位時間、并進行高精度定位的定位裝置也在探討中(例如,參照專利文獻2。)。在該文獻所記載的技術中,通過使用了測量光和攝像機的三維測量來測量患者的身體表面。然后,將預先取得的身體表面基準位置數據和治療時或檢查時以三維光測量單元取得的身體表面測量位置數據進行比較對照,求取位置姿勢變換參數。通過該位置姿勢變換參數,調整患者支承臺的位置及角度,以使身體表面基準位置數據和身體表面測量位置數據之間的差異處于容許范圍。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2012-254243號公報

專利文獻2:日本特開2008-22896號公報

發明內容

〈發明所要解決的課題〉

但是,在記載于專利文獻1的技術中,進行多次的圖像攝影。在該情況下,多次放射線的照射會加重患者的負擔。此外,在記載于專利文獻2的技術中,可重現檢查時和治療時的姿勢。但是,只有患者的姿勢重現,要制作考慮到患部區域的治療計劃相當困難。此外,為了提高治療時的照射效率而將患者的身體靠近照射裝置的情況下,患者的身體(例如手臂等)有可能碰觸照射裝置。

本發明的目的在于,提供一種用以在減輕患者負擔的同時,支援使用放射線等的準確治療的系統及其動作方法、以及存儲有其程序的存儲介質。

〈用于解決問題的技術方案〉

用于解決上述問題的一方式,提供一種系統,用于支援治療,該系統具備控制部,該控制部構成為使用從三維測量部取得的數據生成患者的三維身體數據;從身體斷層測量裝置取得所述患者的斷層圖像;執行進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位的檢查支援處理;執行治療計劃支援處理,在該治療計劃支援處理中使用對位后的所述斷層圖像及所述三維身體數據,生成決定治療時的所述患者的姿勢的治療計劃;執行根據在所述治療計劃中決定的姿勢來輸出治療指示的治療支援處理。藉此,不只是斷層圖像,可使用患者的三維身體數據生成準確的治療計劃。因此,憑借上述方式,能夠在減輕患者負擔的同時,支援使用放射線等的準確治療。

在上述治療支援系統,較佳為,所述控制部構成為,根據所述三維身體數據來生成與所述斷層圖像相同格式的身體輪廓數據;生成將所述身體輪廓數據和所述斷層圖像合成的圖像數據;使用所述合成的圖像數據執行所述治療計劃支援處理。藉此,能夠以相同的格式,生成用于考慮身體形狀有效地進行治療的治療計劃。

在上述治療支援系統中,較佳為,所述控制部構成為,在所述治療支援處理中再次取得患者的三維身體數據;將再次取得的三維身體數據和在所述治療計劃中決定的姿勢的三維身體數據進行比較;輸出含有該比較的結果的治療指示。藉此,能夠根據治療計劃制作時的姿勢來進行治療。

在上述治療支援系統中,較佳為,所述控制部構成為,在所述檢查支援處理中,根據所述三維身體數據中所含的特征點和所述斷層圖像中所含的特征點來進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位。藉此,能夠使用體型等的特征點進行三維身體數據和斷層圖像的對位。

在上述治療支援系統中,較佳為,所述身體斷層測量裝置構成為在進行斷層圖像的攝影時,對所述患者照射用于確定所述斷層圖像的坐標的基準光;所述三維測量部構成為在生成三維身體數據時包含所述基準光的照射位置對所述患者進行攝影;所述控制部構成為根據所述基準光的照射位置,進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位。藉此,能夠使用基準光來進行三維身體數據和斷層圖像的對位。

在上述治療支援系統中,較佳為,所述控制部構成為根據所述比較的結果對操作者催促斷層圖像的再次攝影。藉此,在體型變化大的情況下,能夠催促再次的檢查。

用于解決上述問題的另一方式,提供一種用于支援治療的系統的動作方法,該方法包括:控制部使用從三維測量部取得的數據生成患者的三維身體數據的步驟;所述控制部從身體斷層測量裝置取得所述患者的斷層圖像的步驟;所述控制部進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位的步驟;所述控制部使用對位后的所述斷層圖像及所述三維身體數據,生成決定治療時的所述患者的姿勢的治療計劃的步驟;以及所述控制部根據在所述治療計劃中決定的姿勢來輸出治療指示的步驟。

用于解決上述問題的另一方式,提供一種臨時性計算機可讀存儲介質,其包含用以使用治療支援系統來支援治療的程序,所述程序使所述治療支援系統執行如下步驟:使用從三維測量部取得的數據生成患者的三維身體數據的步驟;從身體斷層測量裝置取得所述患者的斷層圖像的步驟;進行所述三維身體數據和所述斷層圖像的對位的步驟;使用對位后的所述斷層圖像及所述三維身體數據,生成決定治療時的所述患者的姿勢的治療計劃的步驟;以及根據在所述治療計劃中決定的姿勢來輸出治療指示的步驟。

附圖說明

圖1是本實施方式的系統的概要圖。

圖2(a)是記錄于圖1的系統的三維測量信息存儲部的數據的說明圖;圖2(b)是記錄于圖1的系統的身體輪廓信息存儲部的數據的說明圖;圖2(c)是記錄于圖1的系統的CT圖像信息存儲部的數據的說明圖;圖2(d)是記錄于圖1的系統的合成信息存儲部的數據的說明圖。

圖3是圖1的系統中的處理的概要的說明圖。

圖4(a)是圖1的系統中的對位處理的說明圖,也是表示3D攝像機所制作的三維模型和CT攝影區域的位置關系的說明圖;圖4(b)是圖1的系統中的對位處理的說明圖,也是表示從三維模型所生成的身體輪廓數據和CT攝影區域的位置關系的說明圖。

圖5(a)是圖1的系統中的檢查支援處理的處理步驟的說明圖;圖5(b)是圖1的系統中的治療計劃支援處理的處理步驟的說明圖。

圖6是圖1的系統中的治療支援處理的處理步驟的說明圖。

具體實施方式

下面,對于將本發明具體化的一實施方式,依照圖1至圖6進行說明。在本實施方式中,設定為對患者體內的患部照射放射線進行治療的情況。此外,在本說明書中“醫師”這個用語,包含在適當的情況下參加或輔助診斷及治療中至少其中一方,或者加以執行的醫療放射師或護士等所有其他的醫療從事者。

如圖1所示,為了支援這種使用放射線等的治療,治療支援系統具備CT攝影裝置10、放射線治療裝置15、治療支援裝置20、治療計劃裝置30、以及3D攝像機40。

CT攝影裝置10作為身體斷層測量裝置發揮功用,進行計算機斷層攝影(CT:Computed Tomography)處理,該計算機斷層攝影是利用放射線等掃描物體并使用計算機進行處理而生成物體內部圖像(CT圖像數據)。在該計算機斷層攝影中,記錄將患者的身體以預定的圖像間隔進行攝影的多個CT圖像。該CT圖像是以醫用圖像的格式(DICOM:Digital Imaging and COmmunication In Medicine)來進行記錄。

放射線治療裝置15是通過將放射線照射于患部而進行癌等治療的裝置。在該放射線治療裝置15設有發出放射線的照射裝置(gantry)、以及讓患者仰臥或俯臥用的治療臺。

治療計劃裝置30是為了檢討對患部照射放射線的入射方法,并確認是否處方了適當的放射線量的仿真器。該治療計劃裝置30從CT攝影裝置10取得以預定的圖像間隔進行斷層攝影的CT圖像(DICOM數據)。然后,治療計劃裝置30使用周知的方法,在DICOM數據中進行輪廓提取,生成CT輪廓信息。該CT輪廓信息由DICOM ROI(Region Of Interest)數據構成,且該CT輪廓信息是由構成以預定間隔進行攝影的CT圖像(斷層圖像)中特定的預定部位(身體表面、骨頭、患部以及風險內臟器官等)的輪廓的點(坐標)的集合體所構成的數據。

該治療計劃裝置30構成為根據患部的身體表面形狀、患部的形狀、位置、以及與風險內臟器官的位置關系,來決定治療射束的放射線質量(radiation quality)、入射方向、照射范圍、以及放射線量/照射次數等。該治療計劃裝置30具備由計算機等構成的控制部31,并具備供醫師使用的鍵盤和指向裝置等輸入部、以及顯示器等輸出部。構成為在治療支援系統中執行治療支援程序時,治療計劃裝置30的控制部31執行治療計劃支援處理。

3D攝像機40作為三維測量部而發揮功用,并具備RGB攝影部、動作傳感器、以及深度傳感器等,能夠認知被攝體的位置和動作。并且,3D攝像機40輸出被攝體的攝影圖像。該攝影圖像中包括針對視野中所含的各被攝體的,由動作傳感器所測量的視點移動及視線方向、以及由深度傳感器所測量的距離信息(深度信息)。藉此,能夠考慮多個攝影圖像的攝影位置,重組三維模型。

治療支援裝置20是支援患者的放射線治療的計算機系統。該治療支援裝置20具備:控制部21、三維測量信息存儲部22、身體輪廓信息存儲部23、CT圖像信息存儲部24、以及合成信息存儲部25。更進一步地,該治療支援裝置20具備醫師進行操作所用的鍵盤和指向裝置等輸入部、以及顯示器等輸出部。

治療計劃裝置30的控制部31及治療支援裝置20的控制部21各自能夠由例如電路(circuitry),亦即如特殊應用集成電路(ASIC:Application-Specific Integrated Circuit)這類的1個以上的專用硬件電路、根據計算機程序(軟件)來進行動作的1個以上的處理電路,或者組合兩者來加以實現。處理電路具有CPU、以及存儲有由CPU執行的程序的存儲器(ROM及RAM等)。存儲器(亦即計算機可讀介質)包含通用或專用的計算機可鏈接的各種可利用的介質。

控制部21作為由CPU、RAM、ROM等構成的控制單元而發揮功用,并進行后述的處理(包含三維測量處理階段、CT處理階段、位置調整階段、治療支援階段等的處理)。通過在治療支援系統中執行治療支援程序,控制部21作為三維測量處理部211、CT處理部212、位置調整部213、治療支援部214等而發揮功用。控制部21所執行的處理包含檢查支援處理以及治療支援處理。

三維測量處理部211執行從3D攝像機40取得攝影圖像的處理。更進一步地,三維測量處理部211執行重組所取得的攝影圖像,而生成患者身體的三維模型(網格模型)的處理。更進一步地,三維測量處理部211執行從三維模型生成后述的身體輪廓數據的處理。因此,三維測量處理部211保持有關于由三維模型生成身體輪廓數據時所用的輪廓生成間隔的數據。在本實施方式中,作為該輪廓生成間隔,使用與CT圖像的攝影間隔相同的距離。

CT處理部212執行從治療計劃裝置30取得CT圖像的處理。

位置調整部213執行以下處理:進行從CT圖像所生成的CT輪廓信息與從3D攝像機40的攝影圖像所生成的三維模型的對位。

治療支援部214執行支援患者姿勢等的對位的處理。治療支援部214保持有關于用以判定姿勢重現的配置差異量的數據、以及關于用以判定患者體型變化的變形基準值的數據。

如圖2(a)所示,三維測量信息存儲部22中,記錄有關于將作為治療對象的患者用3D攝像機40進行攝影的圖像的三維測量數據220。該三維測量數據220是在檢查(CT攝影)時從3D攝像機40取得攝影圖像的情況下被記錄。三維測量數據220構成為包含關于患者ID、攝影時日、以及攝影圖像的數據。

患者ID數據區域中記錄有關于用以確定患者的識別符的數據。

攝影時日數據區域中記錄有關于進行檢查(CT攝影)的年月日及時刻的數據。

攝影圖像數據區域中記錄有關于從3D攝像機40取得的攝影圖像的數據。該攝影圖像中含有關于使3D攝像機40動作時的視點移動、視線方向、到被攝體為止的距離(深度)的數據。在本實施方式中,使用該攝影圖像來生成關于患者的身體形狀的三維模型(三維身體數據)。

如圖2(b)所示,在身體輪廓信息存儲部23中記錄有關于使用患者的攝影圖像所生成的三維模型的身體輪廓管理數據230。該身體輪廓管理數據230在使用攝影圖像進行三維模型重組的情況下被記錄。身體輪廓管理數據230構成為包含關于患者ID、攝影時日、以及身體輪廓信息的數據。

患者ID數據區域中記錄有關于用以確定患者的識別符的數據。

攝影時日數據區域中記錄有關于攝影CT圖像的年月日及時刻的數據。

身體輪廓信息數據區域中記錄有根據從3D攝像機40取得的三維模型來生成的身體輪廓數據。該身體輪廓數據是由在CT攝影中拍攝CT圖像的斷層間隔中的三維模型的斷層的輪廓構成。在本實施方式中,身體輪廓數據與CT圖像的輪廓提取結果同樣地使用DICOM ROI格式。

如圖2(c)所示,在CT圖像信息存儲部24中記錄有關于患者身體的斷層構造的CT圖像數據240。該CT圖像數據240在CT攝影裝置10進行攝影,并從治療計劃裝置30取得CT圖像和輪廓信息的情況時被加以記錄。CT圖像數據240構成為包含關于患者ID、攝影時日、攝影條件、CT圖像、以及輪廓提取結果的數據。

患者ID數據區域中記錄有關于用以確定患者的識別符的數據。

攝影時日數據區域中記錄有關于攝影CT圖像的年月日及時刻的數據。

攝影條件數據區域中記錄有關于攝影CT圖像時的條件(例如圖像間隔)的數據。

CT圖像數據區域中記錄有在CT攝影裝置10中進行攝影的CT圖像(斷層圖像)。

輪廓提取結果數據區域中記錄有由該CT圖像所提取的輪廓信息(DICOM ROI數據)。該輪廓信息是表示CT圖像中所含的預定部位(身體表面、骨頭、患部及風險內臟器官等)的輪廓位置的信息。并且,能夠使用該輪廓信息,來確定以CT圖像(斷層圖像)的圖像間隔表示的身體表面的形狀(CT身體表面形狀)。

如圖2(d)所示,合成信息存儲部25中記錄有合成管理數據250,該合成管理數據250進行了使用攝影圖像所生成的身體輪廓數據與使用CT圖像所生成的CT身體表面形狀的對位。該合成管理數據250在進行三維模型的對位時被加以記錄。合成管理數據250構成為包含關于患者ID、攝影時日、以及合成信息的數據。

患者ID數據區域中記錄有關于用以確定患者的識別符的數據。

攝影時日數據區域中記錄有關于對該患者攝影CT圖像的年月日及時刻的數據。

合成信息數據區域中記錄有根據CT身體表面形狀和三維模型的對位合成CT圖像和身體輪廓數據的合成數據。在本實施方式中,合成數據使用DICOM ROI格式。

接下來,針對包含以上述方式構成的治療支援裝置20的治療支援系統的動作方法的處理步驟,使用圖3至圖6進行說明。

(處理的概要)

首先,用圖3對本實施方式的治療支援系統的處理的概要進行說明。

在檢查時,取得用CT攝影裝置10進行攝影的CT圖像(DICOM數據)及輪廓提取結果(DICOM ROI數據)。然后,在輪廓提取結果中確定體型的特征點。并且,在CT圖像和CT圖像的輪廓提取結果中確定患部區域。

另外,在該檢查時,取得用3D攝像機40對CT攝影時的患者進行攝影的攝影圖像。然后,用該攝影圖像制作三維模型,并在該三維模型中確定體型的特征點。然后,對比CT圖像的輪廓提取結果中的特征點和三維模型中的特征點來進行CT圖像和三維模型的對位。通過該對位來生成將CT圖像、以及由三維模型所生成的身體輪廓數據結合的合成數據。

如圖4(a)所示,進行用3D攝像機40進行攝影的三維模型D1、以及CT圖像的輪廓提取結果D2的對位。接下來,如圖4(b)所示,在三維模型D1中生成提取了斷層輪廓的身體輪廓數據D11。該身體輪廓數據D11對位于CT圖像的輪廓提取結果D2和CT圖像。藉此,使用合成數據D3,就算是對于沒有進行CT攝影的身體區域,也可以用相同數據格式(DICOM ROI數據)來把握形狀。

接下來,在制作治療計劃時,通過使用所生成的合成數據進行仿真,從而生成治療計劃,在該治療計劃中算出對CT圖像的患部區域照射放射線時的照射位置和照射方向、照射量。

在治療時,比較放射線治療裝置15中的患者姿勢、和治療計劃中所使用的患者姿勢。然后,將姿勢一致作為條件,使用放射線治療裝置15根據治療計劃進行治療。

(檢查支援處理)

接下來,以圖5(a)對檢查支援處理進行說明。

在此,治療支援裝置20的控制部21執行攝影圖像的取得處理(步驟S1-1)。具體而言,使用3D攝像機40攝影CT攝影裝置10的治療臺上的患者的姿勢(檢查時的姿勢)。在該情況下,包括CT攝影裝置10的治療臺也一起進行攝影。然后,控制部21的三維測量處理部211從3D攝像機40取得攝影數據,一并取得患者ID。該攝影數據包含關于攝影圖像的數據,該攝影圖像包含從預定的原點起的視點移動、視線方向、直到被攝體(例如各像素)為止的深度信息。接著,三維測量處理部211將三維測量數據220記錄到三維測量信息存儲部22,該三維測量數據220包含與患者ID、攝影時日關聯起來的攝影圖像。

接下來,治療支援裝置20的控制部21執行重組處理(步驟S1-2)。具體而言,控制部21的三維測量處理部211通過將記錄于三維測量信息存儲部22的三維測量數據220的攝影圖像,在假想空間內使用視點移動、視線方向、深度信息加以重組,從而生成三維模型。接下來,三維測量處理部211在三維模型中確定輪廓生成間隔(CT圖像攝影的斷層間隔)中的斷層中的輪廓來生成患者的身體輪廓數據。該身體輪廓數據使用DICOM ROI格式。然后,三維測量處理部211,將所生成的身體輪廓數據和患者ID、攝影時日關聯起來記錄于身體輪廓信息存儲部23。

接下來,治療支援裝置20的控制部21執行CT圖像的取得處理(步驟S1-3)。具體而言,使用CT攝影裝置10,對患者的特定區域進行計算機斷層攝影處理來制作CT圖像(DICOM數據)。然后,治療計劃裝置30使用該CT圖像進行輪廓提取,生成輪廓提取結果(DICOM ROI數據)。治療支援裝置20的CT處理部212從治療計劃裝置30取得CT圖像、以及輪廓提取結果,并記錄于CT圖像信息存儲部24。

接下來,治療支援裝置20的控制部21執行對位處理(步驟S1-4)。具體而言,控制部21的位置調整部213將于步驟S1-2中所生成的三維模型,對攝入于攝影圖像的治療臺的其中一邊方向(身高方向)進行對軸。然后,位置調整部213確定三維模型中的特征點。更進一步地,位置調整部213使用記錄于CT圖像信息存儲部24的輪廓提取結果,確定關于身體表面的輪廓信息(CT身體表面形狀)中的特征點。在本實施方式中,設定為利用體型的特征點(例如脖子或腋部等)的情況。接下來,位置調整部213確定三維模型的特征點及CT身體表面形狀的特征點的對應關系。在該情況下,位置調整部213考慮計算機斷層攝影處理時的圖像間隔來決定身高方向的尺寸,并以相對應的各特征點的距離總和變小的方式,決定三維模型和CT身體表面形狀之間的配置。于此,通過ICP(Iterative Closest Point;迭代最近點算法)法,進行身體表面的三維形狀彼此(構成表示身體表面的輪廓的點群彼此)的對位。

接下來,治療支援裝置20的控制部21執行輸出處理(步驟S1-5)。具體而言,控制部21的位置調整部213,將對位完了的三維模型,置換成記錄于身體輪廓信息存儲部23的身體輪廓數據。然后,位置調整部213生成合成數據并輸出于治療計劃裝置30,該合成數據合成了身體輪廓數據、CT圖像、以及輪廓提取結果(包含內臟器官和患部等)。

(治療計劃支援處理)

接下來,使用圖5(b)對治療計劃支援處理進行說明。

首先,治療計劃裝置30執行患部的確定處理(步驟S2-1)。具體而言,治療計劃裝置30將包含CT圖像的合成數據輸出于顯示器。然后,醫師確認CT圖像,并指定照射放射線的患部區域(目標)。根據該患部的疾患種類,決定在放射線治療裝置15中進行照射的治療射束的放射線質量。在該情況下,治療計劃裝置30取得關于在CT圖像中被指定的患部區域的位置信息,并以能夠和其他區域識別的方式進行顯示。更進一步地,醫師確認CT圖像,并指定應該避開放射線照射的風險內臟器官。在該情況下,治療計劃裝置30取得關于在CT圖像中被指定的風險內臟器官的位置信息,并以能夠和其他區域識別的方式來進行顯示。

接下來,治療計劃裝置30執行照射位置的仿真處理(步驟S2-2)。具體而言,治療計劃裝置30檢索放射線不會照射到風險內臟器官,并能夠照射到患部區域(目標)的照射位置。在該情況下,考慮合成數據的身體輪廓信息中的頭部和四肢,來決定照射裝置不碰觸此等的照射位置(入射方向、照射范圍)。

接下來,治療計劃裝置30執行照射量的模擬處理(步驟S2-3)。具體而言,治療計劃裝置30計算于該照射位置上,進行治療所需的放射線的照射量。在該情況下,治療計劃裝置30因應患部的體積和深度,決定放射線量/照射次數。

接下來,治療計劃裝置30執行治療計劃的登錄處理(步驟S2-4)。具體而言,治療計劃裝置30將所決定的照射位置、照射量存儲為治療計劃。該治療計劃于后述的治療時使用。

(治療支援處理)

接下來,使用圖6對治療支援處理進行說明。于此,患者于放射線治療裝置15的治療臺上仰臥或俯臥。

首先,治療支援裝置20的控制部21執行治療計劃時的身體信息的呼出處理(步驟S3-1)。具體而言,控制部21的治療支援部214從三維測量信息存儲部22取得與患者ID、最近的攝影時日關聯起來的攝影圖像。

接下來,治療支援裝置20的控制部21執行攝影圖像的取得處理(步驟S3-2)。具體而言,和步驟S1-1同樣地,使用3D攝像機40對放射線治療裝置15內患者的姿勢(治療時的姿勢)進行攝影。在該情況下,控制部21的治療支援部214從3D攝像機40取得攝影數據,一并取得患者ID。該攝影數據包含關于攝影圖像的數據,該攝影圖像含有從預定的原點起的視點移動、視線方向、以及深度信息。然后,治療支援部214臨時存儲攝影數據。

接下來,治療支援裝置20的控制部21執行重組處理(步驟S3-3)。具體而言,控制部21的三維測量處理部211通過將從三維測量信息存儲部22取得的攝影圖像,在假想空間內使用視點移動、視線方向、深度信息加以重組來生成檢查時的三維模型。更進一步地,三維測量處理部211通過使用臨時存儲在治療支援部214的攝影數據進行重組,來生成當前(治療時)的三維模型。

接下來,治療支援裝置20的控制部21執行檢查時的姿勢和治療時的姿勢的對位處理(步驟S3-4)。具體而言,控制部21的治療支援部214進行當前的三維模型和檢查時的三維模型的匹配。該情況亦使用ICP法。

接下來,治療支援裝置20的控制部21執行姿勢重現與否的判定處理(步驟S3-5)。具體而言,控制部21的治療支援部214算出當前的三維模型和檢查時的三維模型之間的差異。于此,在三維模型的特征點(頭或四肢、脖子等)的配置的配置差異量為基準值以下的情況下,判定為姿勢重現。

于此,在配置差異量超過基準值而判定為姿勢未重現的情況下(于步驟S3-5為“否”的情況),治療支援裝置20的控制部21執行姿勢調整指示處理(步驟S3-6)。具體而言,控制部21的治療支援部214輸出變更患者姿勢的指示于顯示器。在該情況下,治療支援部214將當前的三維模型和檢查時的三維模型重迭并予以輸出。醫師考慮身體輪廓數據的偏差,進行修正患者姿勢的指示。然后,從攝影圖像的取得處理(步驟S3-2)重新開始。

另一方面,判定為姿勢重現的情況(于步驟S3-5為“是”的情況),治療支援裝置20的控制部21執行對于體型變化與否的判定處理(步驟S3-7)。具體而言,控制部21的治療支援部214根據三維模型的特征點的配置,就算是姿勢為共通,在身體輪廓數據的形狀的偏差超過基準值的情況下,便判定為有體型變化。

在判定為有體型變化的情況下(于步驟S3-7為“是”的情況),治療支援裝置20的控制部21執行變形處理(步驟S3-8)。具體而言,控制部21的治療支援部214算出為了使檢查時的三維模型符合當前的三維模型所需的變形量。

接下來,治療支援裝置20的控制部21,執行對于在容許范圍內與否的判定處理(步驟S3-9)。具體而言,控制部21的治療支援部214比較變形量和變形基準值。在變形量為變形基準值以下的情況下判定為在容許范圍內。

在判定為超過容許范圍的情況下(于步驟S3-9為“否”的情況),治療支援裝置20的控制部21執行警告處理(步驟S3-10)。具體而言,控制部21的治療支援部214輸出警告于顯示器,催促作為操作者的醫師進行CT圖像的再次攝影。醫師響應警告,使用3D攝像機40進行CT圖像的再次攝影。

另一方面,在判定為沒有體型變化的情況下(于步驟S3-7為“否”的情況),或判定為在容許范圍內的情況下(于步驟S3-9為“是”的情況),治療支援裝置20的控制部21執行治療開始處理(步驟S3-11)。具體而言,控制部21的治療支援部214從治療計劃裝置30取得治療計劃,并供給于放射線治療裝置15。在該情況下,放射線治療裝置15根據治療計劃進行放射線照射。

根據本實施方式的治療支援系統,能夠得到以下的優點。

(1)在本實施方式的檢查支援處理中,治療支援裝置20的控制部21執行攝影圖像的取得處理(步驟S1-1)、以及重組處理(步驟S1-2)。更進一步地,治療支援裝置20的控制部21執行CT圖像的取得處理(步驟S1-3)。然后,治療支援裝置20的控制部21執行對位處理(步驟S1-4)、以及輸出處理(步驟S1-5)。藉此,能夠生成結合了關于患者的身體形狀的身體輪廓數據和CT圖像的合成數據。一般而言,CT圖像由于僅攝影患部區域的附近,所以無法把握患者身體的整體。藉由該合成數據,能夠把握患者的整體形狀,同時把握該整體形狀中的患部區域。

在該情況下,在對位處理(步驟S1-4)中,確定三維模型的特征點及CT身體表面形狀的特征點的對應關系。三維模型由于關于身體表面的信息量多,所以能夠確實地進行對位。

(2)在本實施方式的治療計劃支援處理中,治療計劃裝置30執行患部的確定處理(步驟S2-1)、照射位置的仿真處理(步驟S2-2)、以及照射量的模擬處理(步驟S2-3)。藉此,能夠考慮患者的身體形狀來制作治療計劃。例如,可制作從照射裝置(機座)不接觸于患者的身體表面,并對人體影響較少的位置(適于治療的位置)進行照射的治療計劃。

(3)在本實施方式的治療支援處理,治療支援裝置20的控制部21執行治療計劃時的身體信息的呼出處理(步驟S3-1)、攝影圖像的取得處理(步驟S3-2)、以及重組處理(步驟S3-3)。接下來,治療支援裝置20的控制部21執行檢查時的姿勢和治療時的姿勢的對位處理(步驟S3-4)。然后,治療支援裝置20的控制部21執行對于姿勢重現與否的判定處理(步驟S3-5)。藉此,可在確認到重現了治療計劃時的姿勢的前提下,根據治療計劃進行治療。

(4)在本實施方式的治療支援處理中,治療支援裝置20的控制部21執行對于體型變化與否的判定處理(步驟S3-7)。判定為有體型變化的情況下(于步驟S3-7為“是”的情況),治療支援裝置20的控制部21執行變形處理(步驟S3-8)。藉此能夠考慮體型的變化。

更進一步地,治療支援裝置20的控制部21執行對于體型的變化在容許范圍內與否的判定處理(步驟S3-9)。判定為體型的變化超過容許范圍的情況下(于步驟S3-9為“否”的情況),治療支援裝置20的控制部21執行警告處理(步驟S3-10)。藉此,在產生較大體型變化的情況下,可判定治療計劃的妥當性。

此外,上述實施方式以下述方式進行變更亦可。

在上述實施方式中,使用治療支援裝置20、以及治療計劃裝置30來進行治療計劃時和治療時的支援。但硬件構成不限于此。例如,讓治療支援裝置20具有治療計劃裝置30的功能(治療計劃部)亦可。在該情況下,構成為治療支援裝置20的控制部21作為治療計劃部執行治療計劃支援處理亦可。

在上述實施方式中,作為取得三維身體數據的三維測量部使用3D攝像機40,但亦可利用3D掃描儀等。

在上述實施方式中,治療支援裝置20的控制部21執行對位處理(步驟S1-4)。具體而言,利用體型的特征點。但對位的手法不限于此。例如,在CT攝影時,對患者中的攝影范圍的預定位置(表示斷層圖像位置的坐標)照射基準光(例如雷射光),并利用包含該基準光的照射位置在內的患者的部位的攝影圖像。可通過該基準光的照射位置,進行身體輪廓數據和CT圖像的對位。

在上述實施方式中,治療支援裝置20的控制部21執行對于姿勢重現與否的判定處理(步驟S3-5)。更進一步地,在判定為姿勢重現的情況下(于步驟S3-5為“是”的情況),治療支援裝置20的控制部21執行對于體型變化與否的判定處理(步驟S3-7)。于此,設為根據身體輪廓數據來識別患者亦可。例如,使用多個特征點的相對位置關系來確定患者。然后,在檢查時和治療時相對位置關系不同的情況下輸出警告。

在上述實施方式中,在治療支援處理中,治療支援裝置20的控制部21執行重組處理(步驟S3-3)、以及檢查時的姿勢和治療時的姿勢的對位處理(步驟S3-4)。于此,將檢查時所制作的三維模型、和根據治療時的攝影圖像所制作的三維模型進行比較。姿勢的對位,并不限定于使用三維模型(網格模型)彼此的情況。例如,使用輪廓數據和網格模型進行對位亦可。另外,設為將檢查時所制作的三維模型記錄于身體輪廓信息存儲部23,并在治療時呼出亦可。

在上述實施方式中,在檢查支援處理中,治療支援裝置20的控制部21執行對位處理(步驟S1-4)。在該情況下確定三維模型的特征點及CT身體表面形狀的特征點的對應關系。于此,設成使用記錄于身體輪廓信息存儲部23的身體輪廓數據進行對位亦可。在該情況下,能夠縮小范圍于斷層的輪廓中的特征點,效率佳地進行對位。

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本文標題:治療支援系統及其動作方法、以及存儲有治療支援程序的存儲介質.pdf
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