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三維圖像拍攝系統及粒子射線治療裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201280076847.7

申請日:

2012.11.05

公開號:

CN104780973A

公開日:

2015.07.15

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):A61N 5/10申請日:20121105|||公開
IPC分類號: A61N5/10; G01B11/10 主分類號: A61N5/10
申請人: 三菱電機株式會社
發明人: 高橋理
地址: 日本東京
優先權:
專利代理機構: 上海專利商標事務所有限公司31100 代理人: 胡秋瑾
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201280076847.7

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2015.08.12|||2015.07.15

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

根據本發明的三維圖像拍攝系統(30),包括:三維測量器(4),該三維測量器(4)配置于頂板(1),進行患者(45)的拍攝,并生成三維視頻數據;以及三維圖像處理裝置(6),該三維視頻處理裝置(6)根據三維視頻數據生成與以頂板(1)或房間的地板(9)為基準的基準坐標系相關聯的三維視頻(26),并顯示該三維視頻(26)。三維圖像處理裝置(6)具備位置信息提取部(73),該位置信息提取部(73)獲取基準坐標系與三維視頻數據中患者(45)的三維位置信息之間的關系,生成基于基準坐標系的患者(45)的基準坐標系位置信息;以及顯示部(72),該顯示部(72)顯示三維視頻(26),顯示部(72)對不同的時刻拍攝到的兩個三維視頻(26)進行顯示。

權利要求書

1.  一種三維圖像拍攝系統,該三維圖像拍攝系統對放置于患者支承臺的頂板的 患者進行拍攝,其特征在于,包括:
三維測量器,該三維測量器配置于所述頂板,以不使用X射線的方式對所述 患者進行拍攝,并生成三維視頻數據;以及
三維圖像處理裝置,該三維圖像處理裝置根據所述三維視頻數據,生成與基 準坐標系相關聯的三維視頻,并對該三維視頻進行顯示,所述基準坐標系為以所述 頂板為基準的頂板坐標系或以設置有所述患者支承臺的房間的地板為基準的房間 坐標系,
所述三維圖像處理裝置包括:
位置信息提取部,該位置信息提取部獲取所述基準坐標系與所述三維視頻數 據中所述患者的三維位置信息之間的關系,從而生成基于所述基準坐標系的所述患 者的基準坐標系位置信息;以及
顯示部,該顯示部對綜合所述三維視頻數據與所述基準坐標系位置信息而得 到的所述三維視頻進行顯示,
所述顯示部對在不同的時刻拍攝得到的兩個所述三維視頻進行顯示。

2.
  如權利要求1所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述三維圖像處理裝置具有信息合成部,該信息合成部基于由所述位置信息 提取部生成的所述基準坐標系位置信息,將由所述三維測量器在相近時刻對多個拍 攝區域分開拍攝得到的多個所述三維視頻數據進行合成,從而生成合成三維視頻數 據,
所述顯示部將綜合所述合成三維視頻數據與所述基準坐標系位置信息而得到 的合成三維視頻作為所述三維視頻進行顯示。

3.
  如權利要求1所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
具備多個所述三維測量器,
所述三維圖像處理裝置具有信息合成部,該信息合成部基于由所述位置信息 提取部生成的所述基準坐標系位置信息,將由多個所述三維測量器在實質相同的時 刻對多個拍攝區域分開拍攝得到的多個所述三維視頻數據進行合成,從而生成合成 三維視頻數據,
所述顯示部將綜合所述合成三維視頻數據與所述基準坐標系位置信息而得到 的合成三維視頻作為所述三維視頻進行顯示。

4.
  如權利要求1至3的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述顯示部以在所述基準坐標系中相同坐標成為相同位置的方式來重疊顯示 在所述不同的時刻拍攝得到的兩個所述三維視頻。

5.
  如權利要求1至3的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述三維圖像處理裝置具有比較部,該比較部在所述基準坐標系中對在第1 時刻拍攝到的所述三維視頻數據或合成三維視頻數據即第1三維視頻數據、與在所 述第1時刻之后的時刻拍攝得到的所述三維視頻數據或合成三維視頻數據即第2 三維視頻數據進行比較,并將比較結果顯示于所述顯示部。

6.
  如權利要求5所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述比較部將所述基準坐標系中所述第1三維視頻數據與所述第2三維視頻 數據之間的差異即差分視頻疊加于基于所述第1三維視頻數據的所述三維視頻、或 基于所述第2三維視頻數據的所述三維視頻來進行顯示。

7.
  如權利要求1至6的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述基準坐標系為所述頂板坐標系,
所述位置信息提取部基于所述頂板中多個位置基準的坐標來生成所述基準坐 標系位置信息。

8.
  如權利要求1至6的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述基準坐標系為所述房間坐標系,
所述位置信息提取部基于設置有所述患者支承臺的房間的房間結構物的不動 部位中設置在所述三維測量器的拍攝區域的多個房間位置基準的坐標、以及所述頂 板的多個位置基準的坐標,來生成所述基準坐標系位置信息。

9.
  如權利要求8所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
包括其他的三維測量器,該其他的三維測量器同時對設置于所述房間結構物 的不動部位的多個所述房間位置基準中的至少一個、以及所述頂板的多個所述位置 基準中的至少一個進行拍攝,由此生成位置基準用的三維視頻數據,
所述位置信息提取部根據所述位置基準用的三維視頻數據計算所述位置基準 中的所述基準坐標系的坐標,由此生成所述基準坐標系位置信息。

10.
  如權利要求7至9的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述位置基準是設置于所述頂板的位置基準體。

11.
  如權利要求7至9的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述位置基準是設置于所述頂板的位置基準標記。

12.
  如權利要求7至9的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述位置基準是設置于所述頂板的位置基準線。

13.
  如權利要求1至12的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述三維測量器以可移動的方式設置于所述頂板。

14.
  如權利要求1至12的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述三維測量器以可裝卸的方式設置于所述頂板。

15.
  如權利要求1至12的任一項所述的三維圖像拍攝系統,其特征在于,
所述三維測量器具有設置為可移動的屏蔽體。

16.
  一種粒子射線治療裝置,其特征在于,包括:
射束發生裝置,該射束發生裝置產生帶電粒子射束,并利用加速器將其加速 至規定的能量;射束輸送系統,該射束輸送系統對經所述射束發生裝置加速后的帶 電粒子射束進行輸送;粒子射線照射裝置,該粒子射線照射裝置將由所述射束輸送 系統輸送來的帶電粒子射束照射到患者;以及三維圖像拍攝系統,該三維圖像拍攝 系統對照射有所述帶電粒子射束的所述患者進行拍攝,
所述三維圖像拍攝系統是權利要求1至15的任一項所述的三維圖像拍攝系 統。

說明書

三維圖像拍攝系統及粒子射線治療裝置
技術領域
本發明涉及在使用放射線治療裝置對患者的患部照射X射線、伽馬射線、粒 子射線等放射線來進行癌癥治療時,對放置于患者支承臺的頂板的患者進行拍攝的 三維圖像拍攝系統。
背景技術
近年來,在以癌癥治療為目的的放射線治療裝置中,使用質子、重粒子等粒 子射線的癌癥治療裝置(特別被稱為粒子射線治療裝置)的研發、建設正不斷推進。 眾所周知,使用粒子射線的粒子射線治療與X射線、伽馬射線等現有的放射線治 療相比,能夠對癌癥患部集中地進行照射,即能夠以與患部形狀相匹配的針點 (Pinpoint)來照射粒子射線,從而能夠在不影響正常細胞的情況下進行治療。
粒子射線治療中,對癌癥等患部高精度地照射粒子射線是非常重要的。為此, 在粒子射線治療時使用固定器具等對患者進行固定,以使得患者相對于治療室(照 射室)的患者支承臺不會發生位置偏移。為了在放射線照射范圍內高精度地對癌癥 等患部進行定位,利用激光指示器等進行患者的粗安置等設定,接著使用X射線 圖像、CT(Computed Tomography:計算機斷層掃描)圖像等來對患者的患部進行精 密的定位。
專利文獻1中,記載有下述治療臺系統,在該治療臺系統中,使用三維診斷 裝置(CT裝置)來準確地進行定位,在保持定位狀態不變的情況下,使放置板(頂板) 移動,由此來將患部高精度地定位至粒子射線治療裝置的等中心。專利文獻1的治 療臺系統中,將三維診斷裝置(CT裝置)的等中心作為粒子射線治療裝置的虛擬等 中心來進行定位,以使得三維診斷裝置的圖像與定位用的基準圖像相一致。由此, 將使用圖像的定位稱為圖像對照定位。該治療臺系統中,在以虛擬等中心進行的圖 像對照定位結束之后,利用患者支承臺的移動機構來移動放置有患者的放置板(頂 板),由此來將患部定位于粒子射線治療裝置的等中心。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利第4695231號公報(圖1)
發明內容
發明所要解決的技術問題
專利文獻1的治療臺系統中,雖然在三維診斷裝置(CT裝置)的等中心對患部 進行了準確的圖像對照定位,但在移動到粒子射線治療裝置的等中心時患者有可能 移動。若在從圖像對照定位結束時起到照射為止的過程中發生了無意識的患者體位 的變動,且并沒有注意到該變動的情況下,可能會以非預期的劑量(分布)來進行粒 子射線治療。為了解決上述問題,考慮采用下述方法,即:通過使用具備X射線 源和X射線接收機的X射線拍攝裝置進行X射線拍攝,對圖像對照定位結束時與 即將要對照射位置進行照射之前所拍攝的X射線圖像進行比較,由此來確認因患 者體位的變動而帶來的患部的變動。然而,在使用X射線拍攝的情況下,會產生 患者曝露于X射線的問題。
本發明的目的在于得到一種三維圖像拍攝系統,該三維圖像拍攝系統能夠在 進行了圖像對照定位之后到對患者照射放射線之前的照射前期間中,在不遭受不必 要的X射線曝露的情況下對患者的體位變動進行確認。
解決技術問題所采用的技術方案
本發明所涉及的三維圖像拍攝系統的特征在于,包括:三維測量器,該三維 測量器配置于頂板,以不使用X射線的方式對患者進行拍攝,并生成三維視頻數 據;以及三維圖像處理裝置,該三維圖像處理裝置根據三維視頻數據,生成與基準 坐標系相關聯的三維視頻,并對該三維視頻進行顯示,所述基準坐標系為以頂板為 基準的頂板坐標系或以設置有患者支承臺的房間的地板為基準的房間坐標系。所述 三維圖像處理裝置包括:位置信息提取部,該位置信息提取部獲取基準坐標系與三 維視頻數據中患者的三維位置信息之間的關系,從而生成基于基準坐標系的患者的 基準坐標系位置信息;以及顯示部,該顯示部對綜合三維視頻數據與基準坐標系位 置信息而得到的三維視頻進行顯示,顯示部對在不同的時刻拍攝得到的兩個三維視 頻進行顯示。
發明效果
本發明所涉及的三維圖像拍攝系統在不同的時刻拍攝對由不使用X射線的三 維測量器生成的三維視頻數據與基準坐標系位置信息進行綜合而得到的三維視頻, 并顯示在不同的時刻拍攝得到的兩個三維視頻,因此,能夠在從圖像對照定位結束 后的照射前期間,在患者不因X射線拍攝而遭受X射線曝露的情況下對患者的體 位變動進行確認。
附圖說明
圖1是表示本發明的實施方式1所涉及的三維圖像拍攝系統的簡要結構的圖。
圖2是表示本發明的實施方式1所涉及的三維圖像處理裝置的結構的圖。
圖3是用于說明本發明的圖像對照定位的俯視圖。
圖4是用于說明本發明的圖像對照定位的側視圖。
圖5是表示本發明的治療照射位置的圖。
圖6是應用本發明的粒子射線治療裝置的簡要結構圖。
圖7是表示圖6的粒子射線照射裝置的結構的圖。
圖8是用于說明本發明的YZ面中的圖像對照的圖。
圖9是用于說明本發明的XY面中的圖像對照的圖。
圖10是表示本發明的實施方式1所涉及的三維拍攝圖像的圖。
圖11是表示圖10中進行基準圖像拍攝時的患者的圖。
圖12是表示圖10中進行姿態觀察時的患者的圖。
圖13是表示本發明的實施方式1所涉及的其他三維拍攝圖像的圖。
圖14是表示圖13中進行基準圖像拍攝時的患者的圖。
圖15是表示圖13中進行姿態觀察時的患者的圖。
圖16是表示本發明的實施方式2所涉及的三維圖像拍攝系統的簡要結構的 圖。
圖17是表示本發明的實施方式2所涉及的三維圖像處理裝置的結構的圖。
圖18是表示本發明的實施方式2所涉及的拍攝區域的圖。
圖19是表示本發明的實施方式2所涉及的頂板的位置基準的圖。
圖20是表示本發明的實施方式2所涉及的三維拍攝圖像的圖。
圖21是表示本發明的實施方式2所涉及的第2頂板的圖。
圖22是表示本發明的實施方式2所涉及的第3頂板的圖。
圖23是圖22的第3頂板的側視圖。
圖24是表示本發明的實施方式2所涉及的第4頂板的圖。
圖25是表示本發明的實施方式2所涉及的第5頂板的圖。
圖26是表示本發明的實施方式3所涉及的3D攝像機的圖。
圖27是表示本發明的實施方式3所涉及的其他3D攝像機的圖。
圖28是表示本發明的實施方式4所涉及的3D攝像機的圖。
圖29是表示本發明的實施方式5所涉及的三維圖像拍攝系統的主要部分的 圖。
圖30是表示本發明的實施方式5所涉及的三維拍攝圖像的圖。
圖31是表示本發明的實施方式5所涉及的其他三維圖像拍攝系統的主要部分 的圖。
具體實施方式
實施方式1.
圖1是表示本發明的實施方式1所涉及的三維圖像拍攝系統的簡要結構的圖。 圖2是表示本發明的實施方式1所涉及的三維圖像處理裝置的結構的圖。圖3是用 于說明本發明所涉及的圖像對照定位的俯視圖,圖4是用于說明本發明所涉及的圖 像對照定位的側視圖。圖5是表示本發明的治療照射位置的圖。圖6是應用本發明 的粒子射線治療裝置的簡要結構圖,圖7是表示圖6的粒子射線照射裝置的結構的 圖。本發明的實施方式1所涉及的三維圖像拍攝系統30包括放置患者45的患者支 承臺3、作為三維測量器的3D攝像機4、以及三維圖像處理裝置6。三維圖像處理 裝置6包括輸入部71、顯示部72、位置信息提取部73、比較部74、存儲部75。 患者支承臺3包括放置患者45的頂板1、以及移動頂板1來改變患者45的位置和 姿態的驅動裝置2。3D攝像機4通過支柱5設置于頂板1。3D攝像機4經由通信 線8a、LAN(Local Area Network:局域網)通信線7、通信線8b與三維圖像處理裝 置6相連接。由3D攝像機4拍攝得到的三維圖像數據經由通信線8a、LAN通信 線7、通信線8b輸出至三維圖像處理裝置6。
對本發明中所使用的坐標系進行說明。本發明中,使用以治療室為基準的坐 標系以及以頂板為基準的坐標系。以治療室為基準的坐標系和以頂板為基準的坐標 系是IEC(International Electrotechnical Commission:國際電工技術委員會)國際標準 規格IEC61217中所規定的以治療室為基準的坐標系(Fixed reference system:固定 參考系)以及以頂板為基準的坐標系(Table top coordinate system:桌面坐標系),或 者是遵循該標準的坐標系。治療室為基準的坐標系將放射線照射裝置的等中心If 作為原點,由將垂直上方作為+方向的Zf;將圖1的患者45的頭部方向作為+方向 的Yf;以及與這些Zf、Yf一起構成右手系(right hand system)的Xf規定得到。此 外,對于相對于各Xf、Yf、Zf的+方向的順時針方向的旋轉,規定了將其方向作 為+方向的ψf、、θf。以頂板為基準的坐標系將頂板1的上表面的中心點It例如 作為原點,由將與頂板1的上表面正交的軸的上方作為+方向的Zt;與患者支承臺 3的驅動裝置2的各旋轉為0時的Yf平行的軸Yt;以及與患者支承臺3的驅動裝 置2的各旋轉為0時的Xf平行的軸Xt(參照圖11)來規定得到。另外,分別將以治 療室為基準的坐標系以及以頂板為基準的坐標系適當地稱為治療室坐標系和頂板 坐標系。將以設置有患者支承臺3的房間的地板9為基準的與治療室坐標系相同的 坐標系稱為房間坐標系,將房間坐標系和頂板坐標系統稱為基準坐標系。
實施方式1中,對下述示例進行說明,該示例中,在設置于治療室的地板9 的轉臺10設置患者支承臺3,使放射線(帶電粒子射束31等)從放射線照射裝置(粒 子射線照射裝置58等)的下游側入射到治療室的照射口11相對于患者45橫向進行 配置。在進行放射線治療時,使用固定器具等(未圖示)來固定患者45,以使得患者 45相對于治療室的患者支承臺3的位置不發生偏移。利用激光指示器等進行患者 的粗安置等設定。接著使用X射線拍攝裝置,進行圖像對照定位。X射線拍攝裝 置例如如圖3和圖4所示,包括2個X射線源12a、12b,以及2個X射線檢測器 13a、13b。將放射線從放射線照射裝置的下游側入射至治療室的照射口11相對于 患者45橫向進行配置。
控制驅動裝置2來進行圖像對照定位,以使得X射線拍攝裝置的監視器畫面 所顯示的X射線圖像與定位用的X射線基準圖像相一致。圖像對照方法的詳細內 容將在后文中進行闡述。在圖像對照定位結束之后,取下X射線拍攝裝置,如圖5 所示那樣使轉臺10旋轉,將患者45移動到治療照射位置。然后,對患者45的患 部照射放射線,由此來進行治療。
作為放射線治療裝置的示例,使用圖6和圖7對粒子射線治療裝置51及粒子 射線照射裝置58進行說明。粒子射線治療裝置51包括射束發生裝置52、射束輸 送系統59、以及粒子射線照射裝置58a、58b。射束發生裝置52具有離子源(未圖 示)、前級加速器53、以及帶電粒子加速器54。粒子射線照射裝置58b設置于旋轉 吊架(未圖示)。粒子射線照射裝置58a設置在不具有旋轉吊架的治療室。射束輸送 系統59的作用在于對帶電粒子加速器54與粒子射線照射裝置58a、58b進行聯絡。 射束輸送系統59的一部分設置于旋轉吊架(未圖示),其一部分中具有多個偏轉電 磁鐵55a、55b、55c。
由離子源產生的質子射線等粒子射線即帶電粒子射束由前級加速器53進行加 速,然后從入射裝置46入射到帶電粒子加速器54。帶電粒子加速器54例如為同 步加速器。帶電粒子射束被加速到規定的能量。從帶電粒子加速器54的出射裝置 47出射的帶電粒子射束經由射束輸送系統59被輸送到粒子射線照射裝置58a、58b。 粒子射線照射裝置58a、58b將帶電粒子射束照射到患者45的患部。粒子射線照射 裝置的標號統一使用58,在進行區別說明時使用58a、58b。
由射束發生裝置52產生的被加速到規定能量的帶電粒子射束31經由射束輸 送系統59被引導向粒子射線照射裝置58。圖7中,粒子射線照射裝置58包括: 在與帶電粒子射束31垂直的方向即X方向和Y方向掃描帶電粒子射束31的X方 向掃描電磁鐵32及Y方向掃描電磁鐵33、位置監視器34、劑量監視器35、劑量 數據轉換器36、射束數據處理裝置41、掃描電磁鐵電源37、以及控制粒子射線照 射裝置58的照射管理裝置38。照射管理裝置38包括照射控制計算機39和照射控 制裝置40。劑量數據轉換器36包括觸發生成部42、點計數器43、以及點間計數 器44。另外,圖7中帶電粒子射束31的前進方向為-Z方向。
X方向掃描電磁鐵32是沿X方向掃描帶電粒子射束31的掃描電磁鐵,Y方 向掃描電磁鐵33是沿Y方向掃描帶電粒子射束31的掃描電磁鐵。位置監視器34 檢測射束信息,該射束信息用于對由X方向掃描電磁鐵32及Y方向掃描電磁鐵 33掃描的帶電粒子射束31所通過的射束中的通過位置(重心位置)、尺寸進行運算。 射束數據處理裝置41基于位置監視器34檢測到的由多個模擬信號構成的射束信 息,對帶電粒子射束31的通過位置(重心位置)、尺寸進行運算。并且,射束數據 處理裝置41還生成表示帶電粒子射束31的位置異常、尺寸異常的異常檢測信號, 并將該異常檢測信號輸出至照射管理裝置38。
劑量監視器35檢測帶電粒子射束31的劑量。照射管理裝置38基于由未圖示 的治療計劃裝置生成的治療計劃數據,控制患者45的患部中帶電粒子射束31的照 射位置,若由劑量監視器35測定得到、并經劑量數據轉換器36轉換成數字數據的 劑量達到目標劑量,則將帶電粒子射束31移動至下一個照射位置。掃描電磁鐵電 源37基于從照射管理裝置38輸出的對X方向掃描電磁鐵32及Y方向掃描電磁鐵 33的控制輸入(指令),來改變X方向掃描電磁鐵32及Y方向掃描電磁鐵33的設 定電流。
這里,粒子射線照射裝置58的掃描照射方式采用在改變帶電粒子射束31的 照射位置時不停止照射帶電粒子射束31的光柵掃描照射方式,且是像點掃描照射 方式那樣使射束照射位置逐次在點位置間移動的方式。點計數器43對帶電粒子射 束31的射束照射位置所停留的期間的照射劑量進行測量。點間計數器44對帶電粒 子射束31的射束照射位置進行移動的期間的照射劑量進行測量。觸發生成部42 在射束照射位置的帶電粒子射束31的劑量達到目標照射劑量的情況下,生成劑量 已滿信號。
使用圖8和圖9,對圖像對照方法進行說明。圖8是用于說明垂直于Xf方向 的Xf軸的平面即YZ面中的圖像對照的圖,圖9是用于說明垂直于Zf方向的Zf 軸的平面即XY面中的圖像對照的圖。圖8的X射線圖像14是由X射線源12a、 X射線檢測器13a拍攝得到的X射線圖像。圖9的X射線圖像16是由X射線源 12b、X射線檢測器13b拍攝得到的X射線圖像。X射線基準圖像15例如是根據 生成治療計劃時所拍攝的CT剖面圖像組而生成的YZ面的X射線基準圖像。X射 線基準圖像17例如是根據生成治療計劃時所拍攝的CT剖面圖像組而生成的XY 面的X射線基準圖像。
技師、醫生等操作者控制驅動裝置2來進行圖像對照定位,以使得X射線拍 攝裝置的監視器畫面所顯示的X射線圖像14、16的患部區域18與X射線基準圖 像15、17的患部區域18相一致。實施方式1的示例中,進行圖像對照定位時的患 者45具有與從平行于下述平面的方向照射放射線的共面照射相同的姿態,所述平 面垂直于患者45的體軸(圖1中Yf方向的軸)。即,若從圖3所示的照射口11向 患者45照射放射線,則對患者45進行的是共面照射。將具有與共面照射相同的姿 態的患者的位置稱為共面位置。CT剖面圖像組是以垂直于患者45的體軸的剖面來 進行拍攝而得到的剖面圖像的集合。即,CT剖面圖像組是在共面位置拍攝患者45 而得到的。
X射線圖像14、16是在共面位置拍攝患者45而得到的,因此實施方式1的 圖像對照定位在例如患者45處于共面位置時執行。于是,如圖5所示那樣使轉臺 10旋轉,使患者45移動到治療照射位置,從而對患者45的患部照射放射線來進 行治療。這種照射不是共面照射,而是從與垂直于患者45的體軸的平面相交的方 向照射放射線的非共面照射。
接著,對實施方式1的三維圖像拍攝系統30的動作進行說明。3D攝像機4 例如為光學立體攝像機,能夠對被拍攝體的各部的三維位置(坐標)進行測量,能夠 拍攝具有縱深的三維視頻。三維圖像處理裝置6利用輸入部71獲取從3D攝像機4 輸出的三維視頻數據(圖2所示的數據(data)),并將三維拍攝圖像輸出至顯示部72。 三維圖像處理裝置6利用位置信息提取部73獲取以頂板1為基準的頂板坐標系(基 準坐標系)與患者45的三維位置信息的關系,生成基于頂板坐標系的被拍攝體即患 者45的位置信息,即計算出患者45的坐標。例如以三維拍攝圖像中頂板1的角部 的坐標作為起點來生成患者45的位置信息。基于頂板坐標系的患者45的位置信息 是頂板坐標系位置信息(基準坐標系位置信息)。
顯示部72所顯示的三維拍攝圖像與上述患者45的位置信息相關聯。因此, 顯示部72所顯示的三維拍攝圖像是與頂板坐標系相關聯的、綜合三維視頻數據和 頂板坐標系位置信息而得到的三維拍攝圖像。三維圖像處理裝置6還將從輸入部 71輸入的多個三維視頻數據保存到存儲部75。三維圖像處理裝置6利用比較部74 對所指定的兩個三維視頻數據、即不同時刻拍攝的兩個三維視頻數據進行比較,并 將比較結果顯示于顯示部72。
圖10是表示本發明的實施方式1所涉及的三維拍攝圖像的圖。圖11是表示 圖10中進行基準圖像拍攝時的患者的圖,圖12是表示圖10中進行姿態觀察時的 患者的圖。在圖像對照定位結束之后,利用3D攝像機4以至少包圍患部周邊的方 式拍攝患者45的三維視頻。圖11所示的患者45a是在圖像對照定位結束之后進行 基準圖像拍攝時的患者。此時所拍攝到的三維拍攝圖像26a顯示于顯示部72。圖 10是利用1臺3D攝像機4無法拍攝患者45的整體而顯示患者45的一部分的示例。 圖10中,以頂板輪廓重疊于頂板1的方式來進行顯示,并且以可了解頂板1的全 長的尺寸來顯示患者45的三維拍攝圖像。另外,三維拍攝圖像的標號統一使用26, 在進行區別說明時使用26a、26b、26c、26d、26e、26f。
接著,使轉臺10旋轉,將患者45移動至治療照射位置,然后利用3D攝像機 4以至少包含患部周邊的方式拍攝患者45的三維視頻。由于3D攝像機4固定于頂 板,因此,若不改變3D攝像機4的高度、方向,則在與基準圖像拍攝時相同的拍 攝區域內對患者45進行拍攝。圖12所示的患者45b是在治療照射位置進行觀察圖 像拍攝時的患者。此時所拍攝到的三維拍攝圖像26b顯示于顯示部72。
比較部74在頂板坐標系中對基準圖像所對應的三維視頻數據與觀察圖像所對 應的三維視頻數據進行比較,將比較結果例如如圖10的三維比較拍攝圖像27那樣 顯示于顯示部72。三維比較拍攝圖像27是將作為觀察圖像的三維拍攝圖像26b中 偏離作為基準圖像的三維拍攝圖像26a的部分(由虛線示出的患者45b的頭部)疊加 于三維拍攝圖像26a來進行顯示而得到的。作為觀察圖像的三維拍攝圖像26b中偏 離作為基準圖像的三維拍攝圖像26a的部分是頂板坐標系(基準坐標系)中基準圖像 所對應的三維視頻數據與觀察圖像所對應的三維視頻數據間的差異即差分視頻的 示例。
觀察圖像也可以在與頂板1不移動的基準圖像不同的時刻拍攝得到。圖13是 表示本發明的實施方式1所涉及其他三維拍攝圖像的圖。圖14是表示圖13中進行 基準圖像拍攝時的患者的圖,圖15是表示圖13中進行姿態觀察時的患者的圖。在 圖像對照定位結束之后,與上述同樣地利用3D攝像機4拍攝患者45的三維視頻。 圖14所示的患者45c是在圖像對照定位結束之后進行基準圖像拍攝時的患者。此 時所拍攝到的三維拍攝圖像26c顯示于顯示部72。接著,在與基準圖像不同的時 刻拍攝患者45的三維視頻。圖15所示的患者45d是在與基準圖像不同的時刻進行 觀察圖像拍攝時的患者。此時所拍攝到的三維拍攝圖像26d顯示于顯示部72。圖 13與圖10同樣,是利用1臺3D攝像機4無法拍攝患者45的整體而顯示患者45 的一部分的示例。圖13中,也以頂板輪廓重疊于頂板1的方式來進行顯示,并且 以可了解頂板1的全長的尺寸來顯示患者45的三維拍攝圖像。
比較部74在頂板坐標系中對基準圖像所對應的三維視頻數據與觀察圖像所對 應的三維視頻數據進行比較,將比較結果例如如圖13的三維比較拍攝圖像27那樣 顯示于顯示部72。三維比較拍攝圖像27是將作為觀察圖像的三維拍攝圖像26d中 偏離作為基準圖像的三維拍攝圖像26c的部分(由虛線示出的患者45d的頭部)疊加 于三維拍攝圖像26c來進行顯示而得到的。
與基準圖像不同的時刻是例如在將患者45移動到治療照射位置之前的期間, 經過一定時間時的時刻。若在該時刻能確認到不允許的患者45的體位變動,則能 夠在旋轉轉臺10之前,再次進行圖像對照定位。在旋轉轉臺10之前所進行的再次 的圖像對照定位,與在治療照射位置對不允許的患者45的體位變動進行確認、并 返回至共面位置再進行圖像對照定位的情況相比,能夠縮短將放射線照射到患者 45之前的時間。另外,與基準圖像不同的時刻也可以是進行共面照射時的治療照 射之前。
實施方式1的三維圖像拍攝系統30在圖像對照定位結束之后可在不使用X射 線拍攝裝置的情況下對患者45的體位變動進行確認。通過將實施方式1的三維圖 像拍攝系統30用于放射線治療裝置,能夠在從進行了圖像對照定位之后到將放射 線照射到患者45之前的照射前期間,防止患者45遭受不必要的X射線曝露。具 備實施方式1的三維圖像拍攝系統30的放射線治療裝置(粒子射線治療裝置51等) 能夠在從進行了圖像對照定位后到將放射線照射到患者45之前的照射前期間,在 不遭受X射線曝露的情況下對患者45的體位變動進行確認,因此,不會以非預期 的劑量(分布)來進行放射線治療,從而能夠以治療計劃中所計劃的劑量分布來照射 放射線。此外,在稱為非共面照射的患者支承臺3的Rotation旋轉(Zf軸旋轉(等中 心旋轉))、背景技術中所說明的CT定位、前室定位那樣的伴隨著頂板1的大幅移 動的各種情況下,也能夠確認患者45的體位變動。前室定位是指在與患者45接受 治療的治療室不同的房間中事先進行圖像對照定位,以保持頂板1和患者45的姿 態的狀態移動頂板1和患者45,在治療室的患者支承臺3的驅動裝置2設置放置 患者45的頂板1,基于圖像對照定位時的位置姿態信息控制驅動裝置2,由此再現 圖像對照定位時的位置姿態。
上述內容中,對以下示例進行了說明,即:比較部74在頂板坐標系(基準坐標 系)中對第1時刻拍攝得到的三維視頻數據即第1三維視頻數據與第1時刻之后的 時刻拍攝得到的三維視頻數據即第2三維視頻數據進行比較,并將比較結果顯示于 顯示部72。但并不限于此,也可以使用其他在圖像對照定位結束后的照射前期間 對患者45的體位變動進行確認的方法。三維圖像拍攝系統30也可以在顯示部72 中以頂板坐標系(基準坐標系)中相同的坐標位于相同的位置的方式重疊不同時刻 所拍攝得到的兩個三維拍攝圖像(三維視頻)26a、26b來進行顯示。該情況下,也能 對患者45的體位變動進行確認。
根據如上所述的實施方式1的三維圖像拍攝系統30,包括:三維測量器(3D 攝像機4),該三維測量器配置在頂板1,對患者45進行拍攝而不使用X射線,并 生成三維視頻數據;以及三維圖像處理裝置6,該三維圖像處理裝置6根據三維視 頻數據生成與以頂板1為基準的頂板坐標系即基準坐標系相關聯的三維視頻(三維 拍攝圖像26),并對該三維視頻(三維拍攝圖像26)進行顯示。根據實施方式1的三 維圖像拍攝系統30,三維圖像處理裝置6的特征在于,包括:位置信息提取部73, 該位置信息提取部73獲取基準坐標系與三維視頻數據中患者45的三維位置信息之 間的關系,生成基于基準坐標系的患者45的基準坐標系位置信息;以及顯示部72, 該顯示部72對綜合三維視頻數據和基準坐標系位置信息而得到的三維視頻(三維 拍攝圖像26)進行顯示,顯示部72顯示在不同時刻拍攝得到的兩個三維視頻(三維 拍攝圖像26),因此,在從圖像對照定位結束后的照射前期間,能夠在患者45不 會因X射線拍攝而遭受X射線曝露的情況下對患者45的體位變動進行確認。
根據實施方式1的粒子射線治療裝置51,包括:射束發生裝置52,該射束發 生裝置52產生帶電粒子射束31,并利用加速器(帶電粒子加速器54)將其加速到規 定的能量;射束輸送系統59,該射束輸送系統59對經射束發生裝置52加速后的 帶電粒子射束31進行輸送;粒子射線照射裝置58,該粒子射線照射裝置58將由 射束輸送系統59輸送的帶電粒子射束31照射到患者45;以及三維圖像拍攝系統 30,該三維圖像拍攝系統30對照射有帶電粒子射束31的患者45進行拍攝。實施 方式1的粒子射線治療裝置51所具備的三維圖像拍攝系統30包括:三維測量器(3D 攝像機4),該三維測量器配置在頂板1,對患者45進行拍攝而不使用X射線,并 生成三維視頻數據;以及三維圖像處理裝置6,該三維圖像處理裝置6根據三維視 頻數據生成與以頂板1為基準的頂板坐標系即基準坐標系相關聯的三維視頻(三維 拍攝圖像26),并對該三維視頻(三維拍攝圖像26)進行顯示。根據實施方式1的粒 子射線治療裝置51,三維圖像處理裝置6的特征在于,包括:位置信息提取部73, 該位置信息提取部73獲取基準坐標系與三維視頻數據中患者45的三維位置信息之 間的關系,生成基于基準坐標系的患者45的基準坐標系位置信息;以及顯示部72, 該顯示部72對綜合三維視頻數據和基準坐標系位置信息而得到的三維視頻(三維 拍攝圖像26)進行顯示,顯示部72顯示在不同時刻拍攝得到的兩個三維視頻(三維 拍攝圖像26),因此,在從圖像對照定位結束后到即將進行照射之前,能夠在患者 45不會因X射線拍攝而遭受X射線曝露的情況下對患者45的體位變動進行確認, 并能夠按照治療計劃中所計劃的劑量分布來照射放射線。
實施方式2.
實施方式2中,能夠在利用一個3D攝像機4拍攝多個拍攝區域的情況下、或 利用多個3D攝像機4拍攝多個拍攝區域的情況下,綜合多個拍攝區域的拍攝信息 來確認患者45的體位變動。圖16是表示本發明的實施方式2所涉及的三維圖像拍 攝系統的簡要結構的圖,圖17是表示本發明的實施方式2所涉及的三維圖像處理 裝置的結構的圖。圖18是表示本發明的實施方式2所涉及的拍攝區域的圖,圖19 是表示本發明的實施方式2所涉及的頂板的位置基準的圖。
圖16所示的實施方式2的三維圖像拍攝系統30具有兩個3D攝像機4a、4b。 3D攝像機4a通過支柱5a設置于頂板1,3D攝像機4b通過支柱5b設置于頂板1。 3D攝像機4a經由通信線8a與LAN通信線7相連接,3D攝像機4b經由通信線 8c與LAN通信線7相連接。實施方式2的三維圖像處理裝置6在增加了信息合成 部76這一點上與實施方式1的三維圖像處理裝置6不同。3D攝像機的標號統一使 用4,在進行區別說明時使用4a、4b。支柱的標號統一使用5,在進行區別說明時 使用5a、5b。
如圖18所示,在從虛線23a到頭部側的拍攝區域22a以及從虛線23a到足部 側的拍攝區域22b這兩個拍攝區域中對患者45進行拍攝。3D攝像機4a對拍攝區 域22a的被拍攝體進行拍攝,3D攝像機4b對拍攝區域22b的被拍攝體進行拍攝。 3D攝像機4a、4b實際拍攝的區域具有重疊的部分,在該重疊部分,后述合成后的 三維拍攝圖像中存在數據邊界。圖18所示的虛線23a相當于該數據邊界。將頂板 1的角部作為圖19所示的位置基準29,由位置信息提取部73生成基于頂板坐標系 的患者45的位置信息。利用基于頂板坐標系的患者45的位置信息,可設定數據邊 界。另外,圖19中將頂板的標號設為1a是為了與后述的其他頂板進行區別。頂板 的標號統一使用1。
對實施方式2的三維圖像處理裝置6的動作進行說明。三維圖像處理裝置6 利用輸入部71獲取由3D攝像機4a、4b輸出的三維視頻數據(圖17所示的數據 (data))。由3D攝像機4a、4b輸出的兩個三維視頻數據是在相同的時刻或實質上相 同的時刻拍攝得到的三維視頻數據。在機械誤差或患者動作視為基本相同的時間內 的兩個三維視頻數據認為是在實質上相同的時刻拍攝得到的三維視頻數據。三維圖 像處理裝置6利用位置信息提取部73對各3D攝像機4a、4b的三維視頻數據獲取 以頂板1為基準的頂板坐標系與患者45的三維位置信息之間的關系,生成基于頂 板坐標系的被拍攝體即患者45的位置信息。位置信息提取部73以圖19所示的位 置基準29的坐標為起點生成患者45的位置信息。三維圖像處理裝置6利用信息合 成部76生成對3D攝像機4a的三維視頻數據與3D攝像機4b的三維視頻數據進行 合成而得到的合成三維視頻數據,并將所合成的三維拍攝圖像(合成三維視頻)輸出 至顯示部72。
顯示部72所顯示的三維拍攝圖像(合成三維視頻)基于合成三維視頻數據,且 與頂板坐標系相關聯。因此,顯示部72所顯示的三維拍攝圖像是與頂板坐標系相 關聯的、綜合合成三維視頻數據和頂板坐標系位置信息而得到的三維拍攝圖像。三 維圖像處理裝置6還將從輸入部71輸入的多個三維視頻數據、以及合成三維視頻 數據保存到存儲部75。三維圖像處理裝置6利用比較部74對所指定的兩個三維視 頻數據、即不同時刻拍攝的兩個三維視頻數據進行比較,并將比較結果顯示于顯示 部72。
圖20是表示本發明的實施方式2所涉及的三維拍攝圖像的圖。顯示部72所 顯示的三維拍攝圖像26e是基準圖像。顯示部72所顯示的三維拍攝圖像26f是觀 察圖像。三維拍攝圖像26e中的患者45e相當于圖11的患者45a或圖14的患者45c。 三維拍攝圖像26f中的患者45f相當于圖12的患者45b或圖15的患者45d。比較 部74在頂板坐標系中對基準圖像所對應的三維視頻數據與觀察圖像所對應的三維 視頻數據進行比較,將比較結果例如如圖20的三維比較拍攝圖像27那樣顯示于顯 示部72。三維比較拍攝圖像27是將作為觀察圖像的三維拍攝圖像26f中偏離作為 基準圖像的三維拍攝圖像26e的部分(由虛線示出的患者45f的頭部)疊加于三維拍 攝圖像26e來進行顯示而得到的。
在上述所說明的示例中,在存在多個拍攝區域的情況下,對由3D攝像機4進 行拍攝的位置基準29進行識別,根據單獨的拍攝區域的拍攝信息(三維視頻數據) 來確定以頂板1為基準的頂板坐標系的絕對位置。作為其他示例,也可以事先對頂 板1進行拍攝,并對拍攝位置進行校正,以使得能夠識別頂板1的位置基準29, 確定頂板1的頂板坐標系的絕對位置。
在利用一個3D攝像機4對多個拍攝區域進行拍攝的情況下,3D攝像機4在 相近的時刻對多個拍攝區域分開進行拍攝。在幾秒左右時間內的兩個拍攝區域的三 維視頻數據是在相近的時刻拍攝得到的三維視頻數據。在患者45能被牢固固定的 治療部位,即使利用一個3D攝像機4拍攝多個拍攝區域,也能夠對影響治療的患 者的體位變動進行確認。
實施方式2的三維圖像拍攝系統30在拍攝多個拍攝區域的情況下,對多個拍 攝區域的拍攝信息進行綜合,因此,在利用一個拍攝區域無法覆蓋被拍攝體的情況 下,也能夠對所需的拍攝區域的被拍攝體進行拍攝。對于一個3D攝像機4,取決 于可配置的位置而有可能產生死角,在該情況下,可利用多個3D攝像機4,通過 其他的3D攝像機4來拍攝一個3D攝像機4的死角,由此能夠擴大拍攝區域。在 存在多個拍攝區域的情況下,在稱為非共面照射的患者支承臺3的Rotation旋轉(Zf 軸旋轉(等中心旋轉))、CT定位、前室定位那樣的伴隨著頂板1的大幅移動的各種 情況下,也能夠確認患者45的體位變動。
頂板1的位置基準29可以是圖19所示頂板1的角部以外的位置。頂板1的 位置基準29也可以是設置于頂板1的位置基準體、位置基準標記等。圖21是表示 本發明的實施方式2所涉及的第2頂板的圖。頂板1b設置有四個從外周部延伸的 位置基準體19a。圖22是表示本發明的實施方式2所涉及的第3頂板的圖,圖23 是圖22的第3頂板的側視圖。頂板1c設置有四個從上表面部延伸的位置基準體 19b。圖24是表示本發明的實施方式2所涉及的第4頂板的圖。頂板1d在角周邊 部設置有四個位置基準標記20。圖25是表示本發明的實施方式2所涉及的第5頂 板的圖。頂板1e在上表面部配置有多個位置基準線21。頂板1e的位置基準線21 包括沿長邊方向引出的位置基準線21和沿短邊方向引出的位置基準線21。沿長邊 方向引出的位置基準線21與沿短邊方向引出的位置基準線21相交叉。
通過設置圖21~圖25所示的位置基準體19a、19b、位置基準標記20、位置 基準線21,能夠在頂板1的角部以外的位置也使用位置基準29,由此在位置信息 提取部73中能夠更為準確地生成位置信息。
實施方式3.
圖26是表示本發明的實施方式3所涉及的3D攝像機的圖。實施方式3所涉 及的3D攝像機4可進行移動,從而能夠改變拍攝時的位置和退避時的位置。圖26 中用實線來記載的是3D攝像機4a及支柱5a處于拍攝時的位置的情況,圖26中 用虛線來記載的是3D攝像機4c及支柱5c處于退避時的位置的情況。可以手動進 行3D攝像機4的位置的變更,也可以使用旋轉驅動裝置等來旋轉支柱5。
在進行放射線治療時會存在泄漏至患部以外的放射線。在進行粒子射線治療 時,由于粒子射線通過照射口11的窗等、或者通過患者的體內而產生二次放射線。 由于二次放射線、泄漏放射線會損傷3D攝像機4,因此,希望能夠盡可能使3D 攝像機4不被二次放射線、泄漏放射線照到。
實施方式3的三維圖像拍攝系統30中,由于3D攝像機4以可移動的方式設 置于頂板1,因此,在拍攝時以外的情況下,能夠使3D攝像機4遠離二次放射線 等的放射線源。實施方式3的三維圖像拍攝系統30中,由于能夠使3D攝像機4 遠離二次放射線等的放射線源,因此能夠減少或抑制3D攝像機4所具備的放射線 抵抗性較低的電子元器件的放射線損傷,從而能夠延長電子元器件的壽命。
圖27是表示本發明的實施方式3所涉及的其他3D攝像機的圖。圖27所示的 3D攝像機4以可裝卸的方式設置于頂板1。圖27中用實線來記載的是3D攝像機 4a及支柱5a處于拍攝時的位置的情況,圖27中用虛線來記載的是3D攝像機4c 及支柱5c處于退避中途位置的情況。3D攝像機4的退避場所可以選擇距離二次放 射線等的放射線源較遠的治療室的角落、放射線屏蔽箱的內部、治療室的外部等。 在圖27的情況下,在拍攝時以外的情況下,也能使3D攝像機4遠離二次放射線 等的放射線源,從而得到與圖26的情況相同的效果。
實施方式4.
圖28是表示本發明的實施方式4所涉及的3D攝像機的圖。實施方式4所涉 及的3D攝像機4在二次放射線等的放射線源的方向設置有可移動的屏蔽體24。圖 28中示出了在3D攝像機4上安裝有連接至屏蔽體24的支承體25的示例。圖28 中用實線記載的是屏蔽體24a及支承體25a位于拍攝時的位置的情況,圖28中用 虛線記載的是屏蔽體24b及支承體25b位于屏蔽放射線時的位置的情況。可以手動 進行屏蔽體24的位置的變更,也可以使用驅動裝置等來使支承體25移動。
實施方式4的三維圖像拍攝系統30中,由于在3D攝像機4的二次放射線等 的放射線源的方向設置有可移動的屏蔽體24,因此在拍攝時以外的情況下,能夠 對3D攝像機4屏蔽二次放射線、泄漏放射線。實施方式4的三維圖像拍攝系統30 由于能夠對3D攝像機4屏蔽二次放射線、泄漏放射線,因此能夠減少或抑制3D 攝像機4所具備的放射線抵抗性較低的電子元器件的放射線損傷,從而能夠延長電 子元器件的壽命。
實施方式5.
圖29是表示本發明的實施方式5所涉及的三維圖像拍攝系統的主要部分的 圖。實施方式5的三維圖像拍攝系統30與實施方式1、實施方式2的三維圖像拍 攝系統30的不同點在于,根據從3D攝像機4輸出的三維視頻數據生成基于治療 室坐標系(基準坐標系)的被拍攝體即患者45的位置信息。如圖29所示,在治療室 的地板9上設置有作為房間位置基準的位置基準標記28。位置基準標記28是作為 結構物的位置基準體或印刷得到的標記等。圖29中,示出了在治療室的地板9設 置位置基準標記28的示例,但位置基準標記28不限于設置在治療室的地板9,也 可以設置于治療室的頂部、地板9、墻壁等房間結構物這些不動部位中3D攝像機 4a、4b的拍攝區域內的位置,位置基準標記28設置在可拍攝的位置即可。
對實施方式5的三維圖像拍攝系統30的動作進行說明。三維圖像處理裝置6 利用輸入部71獲取由3D攝像機4a、4b輸出的三維視頻數據。由輸入部71獲取 到的三維視頻數據中,對位置基準標記28及位置基準標記20也進行拍攝。三維圖 像處理裝置6利用位置信息提取部73對各3D攝像機4a、4b的三維視頻數據獲取 以治療室為基準的治療室坐標系與患者45的三維位置信息之間的關系,生成基于 治療室坐標系的被拍攝體即患者45的位置信息。基于治療室坐標系的患者45的位 置信息是治療室坐標系位置信息(基準坐標系位置信息)。位置信息提取部73以圖 29所示的位置基準標記28的坐標為起點而生成患者45的位置信息。三維圖像處 理裝置6利用信息合成部76生成對3D攝像機4a的三維視頻數據與3D攝像機4b 的三維視頻數據進行合成而得到的合成三維視頻數據,并將三維拍攝圖像輸出至顯 示部72。
顯示部72所顯示的三維拍攝圖像基于合成三維視頻數據,且與治療室坐標系 相關聯。因此,顯示部72所顯示的三維拍攝圖像是與治療室坐標系相關聯的、綜 合三維視頻數據和治療室坐標系位置信息而得到的三維拍攝圖像。三維圖像處理裝 置6還將從輸入部71輸入的多個三維視頻數據、以及合成三維視頻數據保存到存 儲部75。三維圖像處理裝置6利用比較部74對所指定的兩個三維視頻數據、即不 同時刻拍攝的兩個三維視頻數據進行比較,并將比較結果顯示于顯示部72。比較 部74也可以對不同時刻拍攝得到的兩個合成三維視頻數據進行比較。
圖30是表示本發明的實施方式5所涉及的三維拍攝圖像的圖。顯示部72所 顯示的三維拍攝圖像26e是基準圖像。顯示部72所顯示的三維拍攝圖像26f是觀 察圖像。三維拍攝圖像26e中的患者45e相當于圖11的患者45a或圖14的患者45c。 三維拍攝圖像26f中的患者45f相當于圖12的患者45b或圖15的患者45d。比較 部74在治療室坐標系中對基準圖像所對應的三維視頻數據與觀察圖像所對應的三 維視頻數據進行比較,將比較結果例如如圖30的三維比較拍攝圖像27那樣顯示于 顯示部72。三維比較拍攝圖像27是將作為觀察圖像的三維拍攝圖像26f中偏離作 為基準圖像的三維拍攝圖像26e的部分(由虛線示出的患者45f的頭部)疊加于三維 拍攝圖像26e來進行顯示而得到的。
在上述所說明的示例中,在存在多個拍攝區域的情況下,對由3D攝像機4進 行拍攝的位置基準29進行識別,根據單獨的拍攝區域的拍攝信息(三維視頻數據) 來確定以治療室為基準的治療室坐標系的絕對位置。作為其他示例,也可以事先以 同時照出治療室的位置基準標記28的方式對頂板1進行拍攝,并校正拍攝位置, 以使得能夠識別到治療室的位置基準標記28及頂板1的位置基準標記20,從而確 定治療室坐標系的絕對位置。
實施方式5的三維圖像拍攝系統30在圖像對照定位結束之后可在不使用X射 線拍攝裝置的情況下對治療室坐標系中的患者45的體位變動進行確認。實施方式 5的三維圖像拍攝系統30能夠確認治療室坐標系中患者45的體位變動,因此,與 構成放射線照射裝置(粒子射線照射裝置58等)的設備之間的關系也得以明確,從 而能夠更為準確地掌握患者定位狀態。具備實施方式5的三維圖像拍攝系統30的 放射線治療裝置(粒子射線治療裝置51等)與使用實施方式1、實施方式2的三維圖 像拍攝系統30的放射線治療裝置相比,患者45的體位變動與構成放射線照射裝置 (粒子射線照射裝置58等)的設備之間的相關關系得以明確,從而能夠按照治療計 劃中所計劃的劑量分布以更高的精度照射放射線。
另外,在被患者45遮蔽而無法對治療室的位置基準標記28與頂板1的位置 基準標記20同時進行拍攝的情況下,也可以如圖31所示那樣在治療室內設置其他 的3D攝像機4d、4e。位置信息提取部73根據從其他的3D攝像機4d、4e輸出的 位置基準用的三維視頻數據,計算位置基準標記20(頂板1的位置基準)的治療室坐 標系(基準坐標系)的坐標,由此生成治療室坐標系位置信息(基準坐標系位置信息)。 通過將3D攝像機4d、4e配置為遠離頂板1,能夠同時對治療室的位置基準標記 28與頂板1的位置基準標記20進行拍攝,因此能夠可靠地對治療室坐標系中的患 者45的體位變動進行確認。圖31中,示出了在治療室的地板9設置位置基準標記 28的示例,但位置基準標記28不限于設置在治療室的地板9,也可以設置于治療 室的頂部、地板9、墻壁等房間結構物這些不動部位中其他的3D攝像機4d、4e 的拍攝區域內的位置,位置基準標記28設置在可拍攝的位置即可。即,圖31中的 位置基準標記28可以不處于設置于頂板1的3D攝像機4a、4b的拍攝區域內的位 置,從而能夠提高位置基準標記28的配置位置的自由度。
另外,對頂板1設置有位置基準標記20的示例進行了說明,但也可以是將圖 19中所說明的角部設為位置基準29的頂板,還可以是設置有圖21、圖22、圖25 所示的位置基準體19a、19b、位置基準線21的頂板。此外,在前室定位的情況下, 通過在進行圖像對照定位的房間設置位置基準標記28,使用與治療室的位置基準 標記28的關系,基于圖像對照定位時的位置姿態信息來控制驅動裝置2,從而能 夠再現圖像對照定位時的位置姿態。
本發明可以在該發明的范圍內對各實施方式進行組合,或對各實施方式進行 適當的變形、省略。
標號說明
1、1a、1b、1c、1d、1e…頂板,3…患者支承臺,4、4a、4b、4c、4d、4e… 3D攝像機,6…三維圖像處理裝置,9…地板,19a、19b…位置基準體,20…位置 基準標記,21…位置基準線,22a、22b…拍攝區域,24、24a、24b…屏蔽體,26、 26a、26b、26c、26d、26e、26f…三維拍攝圖像(三維視頻),27…三維比較拍攝圖 像(比較結果),28…位置基準標記(房間位置基準),29…位置基準,30…三維圖像 拍攝系統,31…帶電粒子射束,45…患者,52…射束發生裝置,54…帶電粒子加速 器,58、58a、58b…粒子射線照射裝置,59…射束輸送系統,72…顯示部,73…位 置信息提取部,74…比較部,76…信息合成部。

關 鍵 詞:
三維 圖像 拍攝 系統 粒子 射線 治療 裝置
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