医用图像处理装置、治疗系统、医用图像处理方法以及程序制造方法及图纸

实施方式的医用图像处理装置具有第1图像取得部、第2图像取得部、方向取得部以及移动量计算部。第1图像取得部取得拍摄了患者的体内的三维的第1图像。第2图像取得部取得在与第1图像不同的时刻拍摄到的患者的体内的三维的第2图像。方向取得部取得与向治疗室中的患者照射的放射线的照射方向有关的信息。移动量计算部基于对第1图像设定的放射线的路径和与照射方向有关的信息来输出移动量信号，该移动量信号表示为了使映现于第2图像的患者的位置与映现于第1图像的患者的位置对准而移动的第2图像的移动量。图像的移动量。图像的移动量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】医用图像处理装置、治疗系统、医用图像处理方法以及程序


[0001]本专利技术的实施方式涉及医用图像处理装置、治疗系统、医用图像处理方法以及程序。

技术介绍

[0002]放射线治疗是通过针对处于患者的体内肿瘤(病灶)照射放射线来破坏该肿瘤的治疗方法。由于若对患者的体内的正常的组织照射了放射线则有时甚至会对正常的组织都会造成影响，所以在放射线治疗中，需要对肿瘤的位置准确地在照射放射线。因此，当进行放射线治疗时，首先在治疗计划的阶段中，例如预先进行计算机断层拍摄(Computed Tomography：CT)，三维地掌握处于患者的体内的肿瘤的位置。然后，基于所掌握的肿瘤的位置来计划照射放射线的方向、所照射的放射线的强度。之后，在治疗的阶段中，使患者的位置与治疗计划的阶段的患者的位置对准，按照在治疗计划的阶段中计划的照射方向、照射强度向肿瘤照射放射线。
[0003]在治疗阶段的患者的对位中，在即将开始治疗之前，进行以使患者躺在诊床的状态拍摄到的患者的体内的透视图像、与根据治疗计划时所拍摄的三维的CT图像虚拟地重建了透视图像而得的数字重建X射线照片(Digitally Reconstructed Radiograph：DRR)图像之间的图像对照，求出各个图像之间的患者的位置的偏移。然后，通过基于求出的偏移使诊床移动，来使患者的体内的肿瘤、骨骼等的位置与治疗计划时的位置对准。
[0004]通过搜索CT图像中的位置来求出患者的位置的偏移，以便重建与透视图像最相似的DRR图像。以往，提出了很多通过计算机使患者的位置的搜索自动化的方法。但是，以往利用者(医生等)通过将透视图像与DRR图像对照比较来确认自动搜索的结果。
[0005]此时，有时难以通过目视观察来确认映现于透视图像的肿瘤的位置。这是因为由于肿瘤与骨骼等相比X射线的透过性高，所以在透视图像中没有清楚地映现肿瘤。鉴于此，在进行治疗时，也会替代透视图像而拍摄CT图像来确认肿瘤的位置。该情况下，通过对治疗计划时拍摄到的CT图像与在治疗阶段中拍摄到的CT图像进行图像对照、即CT图像彼此的图像对照来求出患者的位置的偏移。
[0006]在CT图像彼此的图像对照中，一边挪动一方的CT图像的位置一边求出与另一方的CT图像最类似的位置。作为进行CT图像彼此的图像对照的方法的一个例子，例如有专利文献1所公开的方法。在专利文献1公开的方法中，准备在治疗计划时拍摄到的CT图像所包含的肿瘤周边的图像作为模板，通过针对在治疗阶段中拍摄到的CT图像进行模板匹配，来搜索最类似的图像的位置作为肿瘤的位置。而且，基于搜索到的位置来求出患者的位置的偏移，与上述同样地根据偏移来使诊床移动，使患者的位置符合与治疗计划时相同的体位。在专利文献1所公开的方法中，除了对所准备的模板三维地进行扫描之外，还言及了将模板倾斜等改变姿势来进行扫描的搜索方法。
[0007]然而，在专利文献1公开的方法中，注重使所关注的肿瘤周边的位置与作为模板而准备的肿瘤周边的CT图像对准。因此，在专利文献1公开的方法中，即便在肿瘤的周边以外，
患者的体内组织的位置也不一定准确地一致。即，在通过专利文献1公开的方法来使患者的位置对准的情况下，即便所照射的放射线到达肿瘤，有时也会因处于放射线通过的路径的患者的体内的组织而无法将计划的放射线的能量赋予给肿瘤。
[0008]需要说明的是，放射线治疗中使用的放射线在通过物质时会损失能量。因此，在以往的治疗计划中，基于拍摄到的CT图像，通过虚拟计算所照射的放射线的能量损失量来决定放射线的照射方法。如果考虑该点，则当在治疗阶段中使患者的位置对准时，重要的是处于所照射的放射线通过的路径的患者的体内的组织也一致。
[0009]作为着眼于该点的进行CT图像彼此的图像对照的方法的一个例子，例如有专利文献2公开的方法。在专利文献2公开的方法中，使用按每个像素计算放射线的到达能量并进行了变换的CT图像来进行CT图像的图像对照。然而，在专利文献2公开的方法中，也在进行图像对照时，以根据变换了的CT图像重建而得到的DRR图像进行图像对照。即，在专利文献2公开的方法中，图像对照所使用的图像也是失去了CT图像所具有的立体的图像的信息的状态。
[0010]并且，可考虑对专利文献2公开的方法组合专利文献1公开的方法、使用变换了的CT图像通过模板匹配来进行患者的对位的方法。然而，由于到达能量的计算方法根据照射放射线的方向而变化，所以如果改变在模板匹配中使用的模板的姿势，则需要每次都重新计算到达能量。因此，即便是对专利文献2公开的方法组合了专利文献1公开的方法的情况，如果考虑需要根据姿势而预先准备很多的模板、关注肿瘤周边来对准位置，则包括处于放射线通过的路径的患者的体内组织在内的对位也无法容易地进行。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：日本专利第5693388号公报
[0014]专利文献2：美国专利申请公开第2011/0058750号说明书

技术实现思路

[0015]专利技术要解决的课题
[0016]本专利技术想要解决的课题在于，提供能够恰当地进行三维的图像对照而使患者的位置对准的医用图像处理装置、治疗系统、医用图像处理方法以及程序。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]本实施方式的一个方式的医用图像处理装置具有第1图像取得部、第2图像取得部、方向取得部以及移动量计算部。第1图像取得部取得拍摄了患者的体内的三维的第1图像。第2图像取得部取得在与所述第1图像不同的时刻拍摄到的所述患者的体内的三维的第2图像。方向取得部取得与向治疗室中的所述患者照射的放射线的照射方向有关的信息。移动量计算部基于对所述第1图像设定的放射线的路径和与所述照射方向有关的信息来输出移动量信号，该移动量信号表示为了使映现于所述第2图像的所述患者的位置与映现于所述第1图像的所述患者的位置对准而移动的所述第2图像的移动量。
[0019]专利技术效果
[0020]根据上述方式，可提供能够高速且高精度地进行在治疗计划时和治疗阶段中拍摄到的CT图像彼此的图像对照来使患者的位置对准的医用图像处理装置、治疗系统、医用图
像处理方法以及程序。
附图说明
[0021]图1是表示具备第1实施方式的医用图像处理装置的治疗系统的简要结构的框图。
[0022]图2是表示第1实施方式的医用图像处理装置的简要结构的框图。
[0023]图3是表示在第1实施方式的医用图像处理装置中计算诊床的移动量的处理的流程的流程图。
[0024]图4是表示第2实施方式的医用图像处理装置的简要结构的框图。
[0025]图5是对具备第2实施方式的医用图像处理装置的治疗系统中的放射线的射出与放射线的照射对象的关系的一个例子进行说明的图。
[0026]图6是对具备第2实施方式的医用图像处理装置的治疗系统中的放射线的射出与放射线的照射对象的关系的另一个例子进行说明的图。
[0027]图7是表示第3实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种医用图像处理装置，其特征在于，具备：第1图像取得部，取得拍摄了患者的体内的三维的第1图像；第2图像取得部，取得在与所述第1图像不同的时刻拍摄到的所述患者的体内的三维的第2图像；方向取得部，取得与向治疗室中的所述患者照射的放射线的照射方向有关的信息；以及移动量计算部，基于对所述第1图像设定的放射线的路径和与所述照射方向有关的信息来输出移动量信号，该移动量信号表示为了使映现于所述第2图像的所述患者的位置与映现于所述第1图像的所述患者的位置对准而移动的所述第2图像的移动量。2.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于，所述移动量计算部具备：近似图像计算部，基于所述放射线的路径和与所述照射方向有关的信息，来计算将所述第1图像按所述患者的体位发生变化的每个自由度挪动规定幅度而生成的近似图像；以及配准部，使用所述近似图像来计算所述第1图像与所述第2图像的偏移量，基于计算出的偏移量来决定所述移动量，并输出表示所决定的所述移动量的所述移动量信号。3.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于，所述移动量计算部具备：近似图像计算部，基于所述放射线的路径和与所述照射方向有关的信息，来计算将所述第1图像映像于平面的二维的近似图像；以及配准部，使用所述近似图像来计算所述第1图像与所述第2图像的偏移量，基于计算出的偏移量来决定所述移动量，并输出表示所决定的所述移动量的所述移动量信号。4.根据权利要求2或3所述的医用图像处理装置，其特征在于，所述移动量计算部还具备积分图像计算部，该积分图像计算部计算第1积分图像和第2积分图像，该第1积分图像是对包含于所述第1图像且在所述放射线的路径上所述放射线通过的三维的第1像素的像素值进行了积分的积分图像，该第2积分图像是对包含于所述第2图像且从所述照射方向照射的所述放射线通过的三维的第2像素的像素值进行了积分的积分图像，所述近似图像计算部基于所述第1积分图像来计算所述近似图像，所述配准部输出基于所述第2积分图像与所述近似图像的偏移量的所述移动量信号。5.根据权利要求4所述的医用图像处理装置，其特征在于，所述积分图像计算部对位于所述放射线的路径上的所述第1像素的像素值和位于从所述照射方向照射的所述放射线通过的路径上的所述第2像素的像素值分别通过规定的非线性变换加以变换之后进行积分，来分别计算所述第1积分图像和所述第2积分图像。6.根据权利要求5所述的医用图像处理装置，其特征在于，所述积分图像计算部通过所述非线性变换来将位于所述放射线的路径上的所述第1像素的像素值和位于从所述照射方向照射的所述放射线通过的路径上的所述第2像素的像素值分别变换为表示所述放射线到达各个像素的到达能量的值。7.根据权利要求6所述的医用图像处理装置，其特征在于，
所述积分图像计算部对将位于所述放射线到达照射对象的区域为止的区间的所述放射线的路径上的所述第1像素的像素值和从所述照射方向照射的所述放射线通过的路径上位于到达所述照射对象的区域为止的区间的所述第2像素的像素值分别变换后得到的能量损失量的值进行积分，来分别计算所述第1积分图像和所述第2积分图像。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：平井隆介，坂田幸辰，谷泽昭行，森慎一郎，冈屋庆子，
申请(专利权)人：国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构，
类型：发明
国别省市：