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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Patientenpositioniervorrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Patientenpositioniervorrichtung,
die geeigneterweise in einem Teilchenstrahl-Behandlungssystem zum
Einstrahlen eines geladenen Teilchenstrahls (Ionenstrahls) in der
Art eines Protonen- und eines Kohlenstoffstrahls auf einen Tumor
für eine
Behandlung verwendet wird.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Es
ist ein Behandlungsverfahren zum Einstellen eines Isozentrums (Bestrahlungszielzentrums)
an einem Tumor, beispielsweise einem Krebsgeschwür, im Körper eines Patienten und zum
Bestrahlen des Tumors mit einem Ionenstrahl in der Art eines Protonenstrahls
bekannt. Eine Vorrichtung zur Verwendung mit einem solchen Behandlungsverfahren
weist eine Einrichtung zum Erzeugen eines geladenen Teilchenstrahls,
ein Strahltransportsystem und einen Drehkran auf. Ein von der Einrichtung
zum Erzeugen eines geladenen Teilchenstrahls beschleunigter Ionenstrahl
erreicht den Drehkran durch ein erstes Strahltransportsystem und
bestrahlt den Tumor von einer Bestrahlungsdüse, nachdem er durch ein zweites
Strahltransportsystem hindurchgelaufen ist, das im Drehkran bereitgestellt
ist.
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In
der so aufgebauten Vorrichtung muss der Patient veranlasst werden,
in einer geeigneten Position in Bezug auf die Bestrahlungsdüse zu liegen,
so dass der Ionenstrahl nur das Isozentrum bestrahlt, ohne normale
Zellen zu beschädigen.
Eine Patientenpositioniervorrichtung, die bei der Einstrahlung des
Teilchenstrahls verwendbar ist, ist eine Vorrichtung zum Positionieren
eines Patientenliege, um zu bewirken, dass der Patient in der geeigneten
Position liegt (siehe beispielsweise das Patentdokument 1, JP-A
2000-510023 (Seiten 27–31
und
1,
6,
7A und
7B), auch als
WO 98/18523 veröffentlicht). Insbesondere wird
im Fall einer Bestrahlung mit dem Ionenstrahl, beispielsweise einem
Protonenstrahl, die Aktivierungsenergie für den Protonenstrahl so ausgewählt, dass
die Protonen am Isozentrum angehalten werden und der größte Teil
der Protonenenergie ausschließlich
auf Zellen im Tumor, der im Isozentrum positioniert ist, angewendet
wird, indem die Eigenschaft ausgenutzt wird, dass der größte Teil
der Protonenenergie beim Anhalten der Protonen freigegeben wird
(dieses Phänomen
wird als "Bragg-Spitze" bezeichnet). Daher
ist die Ausrichtung des Ionenstrahls mit dem Isozentrum sehr wichtig.
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Bei
einer in
US 2002/0188194
A1 offenbarten bekannten Patientenpositioniervorrichtung
wird die Position des Isozentrums zum Gewährleisten einer genauen Positionierung
des Patienten in Bezug auf die Bestrahlungsdüse vorab in Bezug auf Monumente
(oder Ortsmarkierungen, d.h. anatomische Basispunkte, beispielsweise
Abschnitte des Skeletts des Patienten), die im Patientenkörper festgelegt sind,
bestimmt. Gewöhnlich
wird die Position des Isozentrums, das krankes Gewebe, beispielsweise
einen Tumor, enthält,
auf einer DRR (digital rekonstruierten Radiographie) markiert. Dann
werden Anzeigebilder, welche aus anderen Richtungen blicken, nach
Bedarf editiert.
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In
einem Zustand, in dem der Patient vor der Bestrahlung mit einem
Protonenstrahl auf einer Patientenliege liegt, wird eine Röntgenquelle
auf einem Weg des Protonenstrahls angeordnet und ein Röntgenempfänger auf
der in Bezug auf den Patienten entlang dem Weg des Protonenstrahls
der Röntgenquelle
entgegengesetzten Seite angeordnet. Der Röntgenempfänger erzeugt ein Röntgenbild
des Tumors und seiner Umgebung im Patientenkörper. Bei dieser Gelegenheit
muss zum Ausrichten des Isozentrums auf einer Strahllinie, wodurch
der Protonenstrahl in der Bestrahlungsdüse hindurchläuft, mit dem
Tumor die Richtung, in der die Patientenliege in Bezug auf die Bestrahlungsdüse bewegt
wird, und die Strecke, um die diese bewegt wird, bestimmt werden,
indem die Versatzstrecke von jedem der jeweiligen Monumente zum
Zentrum des Röntgenstrahls auf
einem Röntgenbild
und die Versatzstrecke von demselben bestimmten Monument zum Isozentrum auf
der DRR verwendet werden. Die Positionierungssteuerung der Patientenliege
wird auf der Grundlage der so bestimmten Richtung und der so bestimmten Bewegungsstrecke
der Patientenliege ausgeführt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik legt ein Bediener,
beispielsweise ein Arzt, mehrere Monumentpositionen auf dem Skelett
des Patienten auf einer DRR als ein auf einer Anzeigeeinheit angezeigtes
Referenzbild fest und legt auch dieselben Positionen derselben mehreren
Monumente auf einem aufgenommenen Bild als ein durch den Röntgenempfänger erhaltenes
Röntgenbild,
das auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird, fest. Obwohl der Bediener
beabsichtigt hat, dieselben Positionen derselben mehreren Monumente
auf beiden Bildschirmdarstellungen festzulegen, besteht daher die
Befürchtung,
dass die jeweiligen entsprechenden Positionen, die auf der DRR und
dem aufgenommenen Bild festgelegt sind, nicht miteinander ausgerichtet und
gegeneinander versetzt sind. Falls die jeweiligen festgelegten Positionen,
die auf der DRR und dem aufgenommenen Bild ausgerichtet zu halten
sind, gegeneinander versetzt sind, geschieht eine Beeinträchtigung
der Genauigkeit beim Ausrichten der Patientenliege (insbesondere
des Tumors), die geeignet auf der Grundlage beider festgelegter
Positionen positioniert sein sollte, mit der Strahllinie.
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Dementsprechend
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Patientenpositioniervorrichtung
und ein Patientenpositionierverfahren bereitzustellen, welche die
Genauigkeit beim Positionieren eines Patienten erhöhen können.
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Zum
Lösen der
vorstehend erwähnten
Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Patientenpositioniervorrichtung
nach dem anliegenden Anspruch 1 vor. Eine Verarbeitungseinheit führt einen Musterabgleich
zwischen einem Teil der ersten Bildinformationen in einer ein Isozentrum
enthaltenden ersten Einstellfläche,
wobei die ersten Bildinformationen einen Tumor im Körper des
Patienten darstellen und als eine das Isozentrum enthaltende Referenz dienen,
und einem Teil zweiter Bildinformationen in einer eine Position,
die einem Weg eines geladenen Teilchenstrahls entspricht, enthaltenden
zweiten Einstellfläche
aus, wobei die zweiten Bildinformationen einen Abschnitt des im
Weg des geladenen Teilchenstrahls liegenden Patienten darstellen,
wodurch Informationen erzeugt werden, die zur Positionierung des
Patienten (der Liege) verwendet werden. Weil die Positionierinformationen
durch den Musterabgleich zwischen den ersten Bildinformationen in
der ersten Einstellfläche
und den zweiten Bildinformationen in der zweiten Einstellfläche erzeugt
werden, wird verhindert, dass die Genauigkeit bei der Erzeugung
der Positionierinformationen durch die Fähigkeiten eines Bedieners beeinträchtigt wird,
welche erforderlich sind, wenn die Positionen von Monumenten festgelegt
werden, was sich von dem Fall unterscheidet, in dem die Positionierinformationen
auf der Grundlage vom Bediener festgelegter Positionen von Monumenten
erzeugt werden. Dadurch kann die Positioniergenauigkeit unabhängig von
den Fähigkeiten einzelner
Bediener erhöht
werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Gesamtansicht des Aufbaus eines medizinischen Teilchenbestrahlungssystems, auf
das eine Patientenpositioniervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird,
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines in 1 dargestellten
Drehkrans,
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3 ist
eine Vorderansicht des in 1 dargestellten
Drehkrans,
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4 ist
eine schematische Ansicht einer vertikalen Schnittstruktur eines
in 1 dargestellten Teilchenbestrahlungsabschnitts,
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5 ist
eine Konzeptansicht detaillierter Funktionen einer Liegenantriebseinrichtung
zum Antreiben einer in 1 dargestellten Patientenliege,
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6 ist
eine schematische Ansicht des Aufbaus der Patientenpositioniervorrichtung
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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7 ist
eine detaillierte Schnittansicht des Aufbaus eines in 6 dargestellten
Röntgenfluoreszenzvervielfachers,
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8 ist
ein Flussdiagramm einer von einer in 6 dargestellten
Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung ausgeführten Verarbeitungssequenz,
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die 9(A), 9(B) und 9(C) zeigen Beispiele von Bildschirmdarstellungen,
die auf in 6 dargestellten Anzeigeeinheiten
angezeigt werden,
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die 10(A) und 10(B) zeigen
andere Beispiele von Bildschirmdarstellungen, die auf den in 6 dargestellten
Anzeigeeinheiten angezeigt werden,
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11 ist
ein Flussdiagramm einer detaillierten Verarbeitungssequenz des in 8 dargestellten Schritts 79,
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12 ist
ein Flussdiagramm einer detaillierten Verarbeitungssequenz des in 8 dargestellten
Schritts 81 und
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13 ist
eine schematische Ansicht des Aufbaus einer Modifikation der Patientenpositioniervorrichtung
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung
beschrieben.
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Mit
Bezug auf die 1 und 2 wird zuerst
ein medizinisches Teilchenbestrahlungssystem beschrieben, auf das
eine Patientenpositioniervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
angewendet wird.
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Ein
medizinisches Teilchenbestrahlungssystem 40 weist eine
Einrichtung 41 zum Erzeugen eines geladenen Teilchenstrahls
und einen Drehkran 1 auf. Die Einrichtung 41 zum
Erzeugen eines geladenen Teilchenstrahls (auch als Teilchenstrahlerzeugungseinrichtung
bezeichnet) weist eine Ionenquelle (nicht dargestellt), einen Vorstufenbeschleuniger 42 und
ein Synchrotron 43 auf. Ionen (beispielsweise Protonen
oder Kohlenstoffionen), die von der Ionenquelle erzeugt wurden,
werden durch den Vorstufenbeschleuniger (beispielsweise einen Linearbeschleuniger) 42 beschleunigt.
Ein vom Vorstufenbeschleuniger 42 beschleunigter Ionenstrahl
(Protonenstrahl) tritt in das Synchrotron 43 ein. Gemäß dieser
Ausführungsform
wird ein Protonenstrahl als Ionenstrahl verwendet. Der Ionenstrahl
in Form eines geladenen Teilchenstrahls (auch als Teilchenstrahl
bezeichnet) wird beschleunigt, indem ihm elektrische Hochfrequenzenergie
von einem Hochfrequenz-Beschleunigungsresonator 44 in dem
Synchrotron 43 zugeführt wird.
Nachdem die Energie des in dem Synchrotron 43 umlaufenden
Ionenstrahls auf ein vorgegebenes Energieniveau erhöht wurde
(gewöhnlich
100 bis 200 MeV), wird eine Hochfrequenzwelle von einer Hochfrequenz-Anwendungsvorrichtung 45 zum
Austritt des Ionenstrahls auf diesen angewendet. Durch die Anwendung
dieser Hochfrequenzwelle wird bewirkt, dass der mit einer Hochfrequenzwelle
innerhalb einer Stabilitätsgrenze
umlaufende Ionenstrahl die Stabilitätsgrenze verlässt und
durch einen Ausgangsdeflektor 50 aus dem Synchrotron 43 austritt.
Nach dem Austreten des Ionenstrahls werden Elektromagneten, d.h.
Quadrupol-Elektromagneten 46 und Ablenkungselektromagneten 47,
die in dem Synchrotron 43 angeordnet sind, zugeführte Ströme bei jeweiligen Sollwerten
gehalten, und die Stabilitätsgrenze
wird auch im Wesentlichen konstant gehalten. Durch Unterbrechen
des Zuführens elektrischer
Hochfrequenzenergie zur Hochfrequenz-Anwendungsvorrichtung 45 wird
das Austreten des Ionenstrahls aus dem Synchrotron 43 unterbrochen.
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Der
aus dem Synchrotron 43 ausgetretene Ionenstrahl erreicht
durch ein Strahltransportsystem 49 einen Teilchenbestrahlungsabschnitt
(auch als Teilchenbestrahlungseinrichtung bezeichnet) 4 zum Einstrahlen
des Ionenstrahls. Der Teilchenstrahl wird von dem Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 auf
einen Tumor (Krebs) im Körper
eines auf einer Behandlungsliege (Patientenliege) 59 liegenden
Patienten 8 gestrahlt. Der Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 erzeugt
einen Teilchenstrahl, der eine für
die Behandlung unter Verwendung des Teilchenstrahls optimale Dosisverteilung
bereitstellt.
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Der
Drehkran 1 weist eine im Wesentlichen zylindrische drehbare
Trommel (einen drehbaren Körper) 3 mit
einem vorderen Ring 2 und einen nicht dargestellten Motor
(Drehvorrichtung) zum Drehen der drehbaren Trommel 3 auf.
Der an einem Ende der drehbaren Trommel 3 bereitgestellte
vordere Ring 2 wird von mehreren drehbaren Tragrollen 6 getragen. Wie
in 3 dargestellt ist, sind die Tragrollen 6 drehbar
an einer Trageinheit 10 angebracht, die auf einer Drehkran-Installationsfläche (Gebäudebasis) 9 installiert
ist. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, wird der andere Ring
(der einen Außendurchmesser aufweist,
der gleich jenem des vorderen Rings 2 ist), der am anderen
Ende der drehbaren Trommel 3 bereitgestellt ist, ähnlich durch
mehrere Tragrollen 6 getragen, welche drehbar an der anderen
Trageinheit 10 angebracht sind. Ein Strahltransportsystem 5 in Form
eines umgekehrten U, das als Teil des Strahltransportsystems 49 dient,
und der Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 sind an der drehbaren
Trommel 3 angebracht und werden bei der Drehung des Drehkrans 1 gedreht.
Das Strahltransportsystem 5 weist Elektromagnete in der
Art der Ablenkelektromagnete 51, 52 auf. Eine
Behandlungskammer 14 ist innerhalb der drehbaren Trommel 3 ausgebildet.
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4 ist
eine schematische Ansicht einer vertikalen Schnittstruktur des Teilchenbestrahlungsabschnitts 4.
In 4 weist der Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 ein
an der drehbaren Trommel 3 angebrachtes Gehäuse 90,
das mit dem Strahltransportsystem 5 in Form eines umgekehrten
U verbunden ist, und eine Tülle 21 auf,
die an einem Ende des Gehäuses 90,
d.h. auf der Seite, die dem Düsenende näher ist,
bereitgestellt ist. Innerhalb des Gehäuses 90 und der Tülle 21 sind
beispielsweise in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts gelegenen
Seite in Bewegungsrichtung des vom Strahltransportsystem 5 eingebrachten
Ionenstrahls ein Streukörper
(nicht dargestellt), ein Ringkollimator 22, ein Patientenkollimator 23 und
ein Bolus 25 angeordnet. Diese Komponenten sind nacheinander
so angeordnet, dass sie auf einer Strahllinie m liegen, entlang
derer sich der Ionenstrahl bewegt. Zusätzliche Einheiten, wie eine SOBP-Bildungseinheit
vom Kammfiltertyp und eine Reichweiteneinstellungseinheit mit einem
Paar keilförmiger
Blöcke,
können
auch so angeordnet werden, dass sie auf der Strahllinie m liegen.
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Der
Ringkollimator 22 dient dazu, ein Bestrahlungsfeld des
Ionenstrahls grob zu kollimieren, und er ist durch ein Anbringungselement
(nicht dargestellt) an der Tülle 21 angebracht.
Der Patientenkollimator 23 dient dazu, den Ionenstrahl
so zu formen, dass er senkrecht zur Strahllinie m mit der Tumorform übereinstimmt,
und er ist auch durch ein Anbringungselement (nicht dargestellt)
an der Tülle 21 angebracht.
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Der
durch den Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 mit der vorstehend
beschriebenen Konstruktion gebildete und das geeignete Bestrahlungsfeld
aufweisende Ionenstrahl gibt seine Energie an den Tumor im Körper des
Patienten 8 ab und bildet dabei einen Hochdosisbereich.
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Es
sei bemerkt, dass eine als Röntgenquelle dienende
Röntgenemissionsvorrichtung
(Röntgenröhre) 26 später beschrieben
wird.
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Mit
Bezug auf die 2 und 3 sei bemerkt,
dass das medizinische Teilchenbestrahlungssystem 40 eine
Bestrahlungskammer 55 für
die Teilchenstrahlbehandlung in der drehbaren Trommel 3 des
Drehkrans 1 aufweist. Die Bestrahlungskammer 55 für die Teilchenstrahlbehandlung
ist mit einem festen ringförmigen
Rahmen (Ringelement) 15 versehen. Der ringförmige Rahmen 15 ist
auf einer Endseite der drehbaren Trommel 3, d.h. auf derselben
Seite wie der vordere Ring 2, angeordnet und an einer in der
Drehkran-Installationsfläche 9 installierten
Befestigungsbasis 18 befestigt. Zusätzlich ist der andere ringförmige Rahmen
(nicht dargestellt) auf der anderen Endseite der drehbaren Trommel 3 angeordnet, so
dass die Bewegungsbahn des Teilchenbestrahlungsabschnitts 4 zwischen
diesem und dem ringförmigen
Rahmen 15 sandwichförmig
angeordnet ist. Der andere ringförmige
Rahmen wird durch mehrere Tragrollen 20 getragen, die drehbar
von einem Tragrahmen 19 gehalten werden, der an einer Innenfläche der
drehbaren Trommel 3 befestigt ist. Mit anderen Worten ist
der andere ringförmige
Rahmen durch die Tragrollen 20 in Bezug auf die drehbare
Trommel 3 drehbar. Diese ringförmigen Rahmen einschließlich des
Rahmens 15 haben Führungsrillen
(nicht dargestellt), die jeweils einen unteren horizontalen Abschnitt
und einen oberen bogenförmigen
Abschnitt aufweisen, welche entgegengesetzt zueinander an jeweiligen
Seitenflächen
der ringförmigen
Rahmen gebildet sind. Jede der Führungsrillen
hat eine im Wesentlichen halbzylindrische Form, welche durch den
unteren horizontalen Abschnitt und den oberen bogenförmigen Abschnitt
definiert ist.
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Die
Bestrahlungskammer 55 für
die Teilchenstrahlbehandlung ist weiter mit einem beweglichen Boden 17 versehen.
Der bewegliche Boden 17 hat eine frei biegbare gelenkige
Struktur, so dass er eine Anzahl von Platten 24 aufweist,
wobei jeweils zwei benachbarte Platten 24 durch Verbindungsglieder (nicht
dargestellt) miteinander 1 Ein Ende des beweglichen Bodens 17 greift
in die Führungsrille
des ringförmigen
Rahmens 15 ein, und das andere Ende des beweglichen Bodens 17 greift
in die Führungsrille des
anderen ringförmigen
Rahmens ein. Ferner sind die in Umfangsrichtung entgegengesetzten
Enden des beweglichen Bodens 17 mit dem Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 verbunden.
Wenn der Motor angetrieben wird, um den Drehkran 1 zu drehen,
wird der Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 auch in die gleiche
Drehrichtung wie der Drehkran 1 gedreht. Dementsprechend
wird der mit dem Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 verbundene
bewegliche Boden 17 zusammengezogen und in die gleiche
Drehrichtung bewegt. Die Bewegung des beweglichen Bodens 17 wird
glatt entlang den Führungsrillen
der ringförmigen
Rahmen, einschließlich
des Rahmens 15, ausgeführt.
Der bewegliche Boden 17 besteht aus einem horizontalen
Bodenabschnitt 57, der durch die horizontalen Abschnitte
der Führungsrillen
in der Unterseite der ringförmigen
Rahmen, einschließlich
des Rahmens 15, gebildet ist, und einem bogenförmigen Wandabschnitt 58,
der durch die bogenförmigen
Abschnitte der Führungsrillen
in der Oberseite der ringförmigen
Rahmen, einschließlich
des Rahmens 15, gebildet ist. Die Behandlungskammer 14 ist
innerhalb des beweglichen Bodens 17 gebildet. Die Behandlungsliege 59 wird
in die Behandlungskammer 14 eingeführt, wenn der Ionenstrahl vom
Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 auf den Patienten eingestrahlt
wird.
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Wie
in 5 dargestellt ist, weist eine Behandlungsbank 7 eine
Liegenantriebseinrichtung 12 und die auf der Liegenantriebseinrichtung 12 installierte
Behandlungsliege 59 auf. Die Behandlungsbank 7 ist
außerhalb
des Drehkrans 1 entgegengesetzt zum vorderen Ring 2 innerhalb
einer Behandlungsliegen-Installationsfläche (nicht dargestellt), die sich
auf einer Ebene befindet, die um eine Stufe gegenüber der
Drehkran-Installationsfläche 9 erhöht ist (siehe 3),
installiert. Wie in einer Konzeptansicht aus 5 ersichtlich
ist, hat die Liegenantriebseinrichtung 12 vier Gelenkachsen 12A, 12B, 12C und 12D und
weist Motoren 11a, 11b, 11c und 11d zum Antreiben
der Behandlungsliege 59 auf. Durch Antreiben des Motors 11a wird
die Behandlungsliege 59 in Richtung der Gelenkachse 12A (X-Achse)
bewegt, die sich in horizontaler Richtung parallel zum vorderen
Ring 2 erstreckt. Durch Antreiben des Motors 11b wird
die Behandlungsliege 59 in Richtung der Gelenkachse 12B (Z-Achse)
bewegt, die senkrecht zur Gelenkachse 12A verläuft. Durch
Antreiben des Motors 11c wird die Behandlungsliege 59 in
Richtung der Gelenkachse 12C (Y-Achse) bewegt, die senkrecht
sowohl zur Gelenkachse 12A (X-Achse) als auch zur Gelenkachse 12B (Z-Achse) steht und
in Richtung der Drehachse des Drehkrans 1 verläuft. Demgemäß wird die
Behandlungsliege 59 mit dem Antrieb durch den Motor 11c in
die Behandlungskammer 14 hinein und aus dieser heraus bewegt.
Ferner wird durch Antreiben des Motors 11d die Behandlungsliege 59 um
die Gelenkachse 12D (Ψ-Achse) gedreht,
die senkrecht zur Gelenkachse 12C (Y-Achse) steht.
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Die
Patientenpositioniervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
ist im medizinischen Teilchenbestrahlungssystem 40 mit
dem vorstehend beschriebenen Grundaufbau bereitgestellt. Der Aufbau und
die Funktionen der Patientenpositioniervorrichtung werden nachstehend
detailliert beschrieben.
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Wie
in 6 dargestellt ist, weist eine Patientenpositioniervorrichtung 28 eine
Röntgenemissionsvorrichtung
(Röntgenröhre oder
-quelle) 26, eine Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung
(Bildinformations-Erzeugungseinrichtung) 29, eine Röntgenröhren-Steuereinrichtung 36,
eine Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung (Positionierungsinformations-Erzeugungseinrichtung) 37 mit
einer nicht dargestellten Eingabeeinrichtung (in der Art einer Tastatur
und einer Maus), einen Server 17 zum Archivieren medizinischer
Bilder, eine Liegensteuereinrichtung 38 und Anzeigeeinheiten 39A, 39B auf.
Die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 besteht aus
einer Arbeitsstation (Verarbeitungseinheit).
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Die
Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29 weist
einen Röntgenfluoreszenzvervielfacher
(Röntgenbildverstärker) 30,
ein optisches System 33 und eine CCD-Kamera (Bild informations-Erzeugungseinheit) 34 auf.
Innerhalb eines Vakuumgefäßes 31 ist, wie
in 7 dargestellt ist, eine Fluoreszenzfilmplatte 32 auf
der einem Einlassfenster 64 näher gelegenen Seite angeordnet,
und ein Ausgangsfluoreszenzfilm 53 ist auf der einem Auslassfenster 63 näher gelegenen
Seite angeordnet. Die Fluoreszenzfilmplatte 32 weist auf
ihrer Rückseite
(d.h. auf der dem Einlassfenster 64 entgegengesetzten Seite)
einen Eingangsfluoreszenzfilm (Röntgenstrahl-Eintrittsvorrichtung
oder Röntgenstrahlenwandler) 48 auf.
Der Ausgangsfluoreszenzfilm 53 weist einen kleineren Durchmesser
auf als der Eingangsfluoreszenzfilm 48. Eine Photokathode 50 ist
in Kontakt mit dem Eingangsfluoreszenzfilm 48 angeordnet.
Eine konvergierende Elektrode 54 ist in dem Vakuumgefäß 31 so angeordnet,
dass sie eine Bahn 65 der Photoelektronen umgibt. Eine
den Ausgangsfluoreszenzfilm 53 umgebende Anode 60 ist
auch in dem Vakuumgefäß 31 angeordnet.
Eine Spannung wird von einer Konvergenzspannungsversorgung 56 zwischen
die Photokathode 50 und die konvergierende Elektrode 54 gelegt.
Ferner wird eine Spannung von einer Anodenspannungsversorgung 61 zwischen
die Photokathode 50 und die Anode 60 gelegt.
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Die
Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29 ist an
der drehbaren Trommel 3 des Drehkrans 1 befestigt
und wird zusammen mit der Drehung des Drehkrans 1 gedreht.
Die Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29 ist
auf der Strahllinie m auf der in Bezug auf die Behandlungsliege 59 dem
Teilchenbestrahlungsabschnitt 4 entgegengesetzten Seite
positioniert.
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Wie
in 4 dargestellt ist, ist die Röntgenemissionsvorrichtung 26 an
einem Tragelement 16 bereitgestellt, das an der Tülle 21 befestigt
ist, so dass sie senkrecht zur Strahllinie m bewegbar ist. Das Tragelement 16 hat
eine Öffnung,
durch die der Ionenstrahl und die Röntgenstrahlen hindurchtreten. Gewöhnlich (außer bei
der Positionierung der Behandlungsliege 59, beispielsweise
während
der Bestrahlung mit dem Ionenstrahl) ist die Röntgenemissionsvorrichtung 26 in
eine von der Strahllinie m entfernte Position P1 zurückgezogen.
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Wenn
sich der Patient 8 auf die Behandlungsliege 59 legt,
um die Behandlung mit der Einstrahlung des Ionenstrahls zu beginnen,
gibt ein Bediener, beispielsweise ein Arzt, unter Verwendung einer
Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) der Liegensteuereinrichtung 38 einen
Befehl zur Bewegung der Behandlungsliege 59 in die Liegensteuereinrichtung 38 ein,
so dass eine auf die Körperoberfläche des
Patienten 8 gezeichnete Kreuzmarkierung (wobei die Kreuzmarkierung
durch einen Laser angezeigt wird, um eine Lokalisierung direkt über einem Tumor
vorzunehmen) auf der Strahllinie m positioniert wird. Dementsprechend
steuert die Liegensteuereinrichtung 38 die Liegenantriebseinrichtung 12, entsprechend
dem Bewegungsbefehl, so dass die Behandlungsliege 59 so
bewegt wird, dass die Kreuzmarkierung auf der Körperoberfläche des Patienten mit der Strahllinie
m ausgerichtet wird. Mit dieser Ausrichtung wird ein Versatz zwischen
dem Tumor und der Strahllinie m innerhalb eines Bereichs in der
Größenordnung
eines Millimeters gehalten.
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Ferner
gibt der Bediener durch eine Eingabeeinrichtung (nicht dargestellt)
einen Befehl zum Einleiten einer Vorbewegung der Röntgenemissionsvorrichtung 26 in
eine Röntgenröhren-Steuereinrichtung 36,
beispielsweise einen Personalcomputer, ein. Die Röntgenröhren-Steuereinrichtung 36 gibt,
nachdem sie den Startbefehl empfangen hat, ein Röntgenröhren-Bewegungssignal an eine
nicht dargestellte Antriebseinrichtung (beispielsweise einen Motor)
für die Röntgenemissionsvorrichtung 26 aus.
Ansprechend auf das Röntgenröhren-Bewegungssignal,
wird die Röntgenemissionsvorrichtung 26 zu
einer Position P2 auf der Strahllinie m
vorbewegt. Wenn der Bediener dann einen Befehl zum Einleiten der
Röntgenbestrahlung
in die Röntgenröhren-Steuereinrichtung 36 eingibt,
wird ein von der Röntgenröhren-Steuereinrichtung 36 ausgegebenes
Röntgenbestrahlungs-Startsignal
in die Röntgenemissionsvorrichtung 26 eingegeben.
Dementsprechend strahlt die Röntgenemissionsvorrichtung 26 einen
Röntgenstrahl
entlang der Strahllinie m auf den Patienten 8.
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Der
Röntgenstrahl,
der den Patienten 8 durchdrungen hat, tritt durch das Einlassfenster 64 in das
Vakuumgefäß 31 ein
und erreicht dann den Eingangsfluoreszenzfilm 48 durch
die Fluoreszenzfilmplatte 32, um ihn in ein sichtbares
Bild umzuwandeln. Das Licht des sichtbaren Bilds wird durch die
Photokathode 50 in Photoelektronen umgewandelt. Die Photoelektronen
werden durch die konvergierende Elektrode 54 konvergiert
und erreichen dann den Ausgangsfluoreszenzfilm 53 durch
die Anode 60 entlang der Photoelektronenbahn 65,
um sie in ein helles sichtbares Bild umzuwandeln. Das helle sichtbare Bild
wird durch Linsen 62 im optischen System 33 von
der CCD-Kamera 34 aufgenommen. Das von der CCD-Kamera 34 aufgenommene
Bild wird in einen Personalcomputer (Bildverarbeitungseinheit) 35 eingegeben,
der als eine erste Verarbeitungseinheit dient. Die Bildverarbeitungseinheit 35 führt eine
vorgegebene Verarbeitung an dem eingegebenen Bild aus, um eine Bildverarbeitung
vorzunehmen (in der Art einer Farbkorrektur und einer Unschärfekorrektur).
Bilddaten (auch als aktuelle Bilddaten oder aufgenommene Bilddaten
bezeichnet), einschließlich
eines Tumorbilds, welche der Bildverarbeitung unterzogen wurden,
werden von der Bildverarbeitungseinheit 35 in die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 eingegeben.
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Die
Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 erzeugt Positionierungsdaten
für die
Behandlungsliege 59 auf der Grundlage der von der Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29 ausgegebenen
aktuellen Bilddaten und im Server 17 zum Archivieren medizinischer
Bilder gespeicherter Bilddaten und gibt dann die erzeugten Positionierungsdaten
an die Liegensteuereinrichtung 38 aus. Eine von der Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 ausgeführte Verarbeitungssequenz
zum Erzeugen der Positionierungsdaten wird nachstehend mit Bezug auf 8 beschrieben.
Diese Verarbeitungssequenz wird als ein Programm in einem in der
Positionierungsdaten-Erzeugungs einrichtung 37 bereitgestellten
Speicher (beispielsweise einem nicht dargestellten ROM oder einem
anderen Speichermedium) gespeichert.
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Der
Server 17 zum Archivieren medizinischer Bilder akkumuliert
und speichert als Referenzbilddaten (Steuerbilddaten), die als eine
Positionierungsreferenz dienen, Daten eines durch Röntgen-CT
aufgenommenen tomographischen Bilds des relevanten Patienten 8 (beispielsweise
eines DDR-Bilds oder eines von der in 6 dargestellten Patientenpositionierungsvorrichtung
vorab, beispielsweise bis zum Tag vor der Behandlung, aufgenommenen
Röntgenbilds
oder eines durch Editieren eines solchen Bilds unter Verwendung
des bekannten Verfahrens in Übereinstimmung
mit der Richtung, in der der Ionenstrahl nun einzustrahlen ist,
erhaltenen Bilds). Wenn der Tumor in dem Körper des Patienten 8 mit
der Strahllinie m ausgerichtet wird, werden die Referenzbilddaten
zuerst von dem Server 17 zum Archivieren medizinischer
Bilder in einen Speicher (nicht dargestellt) der Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 geladen
(Schritt 71). In der folgenden Beschreibung bedeutet der
Ausdruck "Daten
(oder Informationen) werden in die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 eingegeben", dass "die Daten (oder Informationen)
in dem vorstehend erwähnten
Speicher in der Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 gespeichert
werden".
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Dann
werden auch die aktuellen Bilddaten des Tumors, die von der Bildverarbeitungseinheit 35 ausgegeben
werden, nachdem sie der vorstehend erwähnten Bildverarbeitung unterzogen
werden, in die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 eingegeben
(Schritt 72).
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Anschließend werden
die in die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 eingegebenen
Referenzbilddaten an die Anzeigeeinheit (zweite Anzeigeeinheit) 39A ausgegeben
(Schritt 73) und die in die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 eingegebenen
aktuellen Bilddaten an die Anzeigeeinheit (erste Anzeigeeinheit) 39B ausgegeben (Schritt 74).
Mit diesen Schritten wird ein Referenzbild auf der Anzeigeeinheit 39A angezeigt
und ein aktuelles Bild auf der Anzeigeeinheit 39B angezeigt. 9(A) zeigt ein Beispiel einer Bildschirmdarstellung
des auf der Anzeigeeinheit 39A angezeigten Referenzbilds,
und 9(B) zeigt ein Beispiel einer Bildschirmdarstellung
des auf der Anzeigeeinheit 39B angezeigten aktuellen Bilds.
Zu dieser Zeit gibt das in Schritt 73 auf der Anzeigeeinheit 39A angezeigte
Referenzbild noch keinen Rahmen einer Vergleichsfläche A an.
Weiterhin gibt das in Schritt 74 auf der Anzeigeeinheit 39B angezeigte
aktuelle Bild noch keinen Rahmen einer Vergleichsfläche B an. Das
Referenzbild und das aktuelle Bild können Seite an Seite auf einer
Anzeigeeinheit angezeigt werden, oder sie können überlagernd statt getrennt auf
den jeweiligen Anzeigeeinheiten 39A, 39B angezeigt werden.
Alternativ können
das Referenzbild und das aktuelle Bild auf einer Anzeige der Bildverarbeitungseinheit 35 angezeigt
werden.
-
Während er
das Referenzbild und das aktuelle Bild, die auf den Anzeigeeinheiten 39A, 39B angezeigt
werden, betrachtet, stellt der Bediener anschließend eine vorbestimmte Vergleichsfläche (Ausschneidefläche) A in
dem auf der Anzeigeeinheit 39A angezeigten Referenzbild
mit dem im Zentrum positionierten Isozentrum ein. Die Vergleichsfläche A (genauer
gesagt, der Rahmen der Vergleichsfläche A) wird zum Einstellen
(Abschneiden) unter Verwendung der Eingabeeinheit der Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 eingegeben.
Die Vergleichsfläche
A wird als ein Bereich zum Vergleichen mit dem aktuellen Bild verwendet,
dessen Isozentrum durch Musterabgleich mit der Strahllinie m ausgerichtet
wurde. Die Eingangsdaten zum Einstellen der Vergleichsfläche A werden
in die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 eingegeben
(Schritt 75). Dann werden Anzeigeinformationen der eingestellten
Vergleichsfläche
A (genauer gesagt des Rahmens der eingestellten Vergleichsfläche A),
d.h. Anzeigeinformationen des Rahmens der Vergleichsfläche A, an
die Anzeigeeinheit 39A ausgegeben (Schritt 76).
Als Ergebnis werden die Daten des Rahmens der Vergleichsfläche A auf
der Anzeigeeinheit 39A dem Referenzbild überlagert
dargestellt, während
das Zentrum der Vergleichsfläche
A mit dem Isozentrum ausgerichtet ist. 9(A) zeigt
ein praktisches Beispiel, in dem die Daten des Rahmens der Vergleichsfläche A in
dem Referenzbild dargestellt sind. Ein Bereich innerhalb des Rahmens
der Vergleichsfläche
A definiert die Vergleichsfläche
A. Statt die Vergleichsfläche
A wie vorstehend beschrieben manuell vom Bediener festzulegen, ist
es auch möglich,
die Vergleichsfläche
A automatisch durch die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 einzustellen
(beispielsweise durch einen Schritt eines automatischen Einstellens
eines vorgegebenen Bereichs mit einer vorbestimmten Größe, dessen
Isozentrum im Zentrum positioniert ist, oder eines Bereichs mit
veränderlicher
Größe, abhängig von
einem vom Server 17 zum Archivieren medizinischer Bilder zugeführten Behandlungsplan).
-
Entsprechend
der Einstellung der Vergleichsfläche
A stellt die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 in
dem aktuellen Bild, das auf der Anzeigeeinheit 39B dargestellt
wird, wobei der Ursprung als das Zentrum (Strahllinie m) des aktuellen
Bilds definiert ist, eine Vergleichsfläche B (genauer gesagt, einen
Rahmen der Vergleichsfläche
B) ein, die die gleiche Größe wie die
Vergleichsfläche
A aufweist (Schritt 77). Das Einstellen der Größe der Vergleichsfläche B wird
unter Verwendung der Einstellungseingabedaten, die durch die Eingabeeinheit der
Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 eingegeben
wurden, um die Vergleichsfläche
A einzustellen, automatisch ausgeführt. Die Daten der so eingestellten
Vergleichsfläche
B (genauer gesagt, des Rahmens der Vergleichsfläche B) werden an die Anzeigeeinheit 39B ausgegeben
(Schritt 78). Als Ergebnis werden die Daten des Rahmens
der Vergleichsfläche
B auf der Anzeigeeinheit 39B dem aktuellen Bild überlagert
dargestellt, wobei das Zentrum der Vergleichsfläche B mit dem Zentrum des aktuellen
Bilds ausgerichtet ist. 9(B) zeigt
ein praktisches Beispiel, in dem der Rahmen der Vergleichsfläche B in
dem aktuellen Bild dargestellt ist. Ein Bereich innerhalb des Rahmens
der Vergleichsfläche
B definiert die Vergleichsfläche
B. Es sei bemerkt, dass die Vergleichsfläche B durch eine vom Bediener
vorgenommene manuelle Einstellung eingestellt werden kann.
-
Dann
führt die
Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 einen ersten
Musterabgleich zwischen der Vergleichsfläche A und der Vergleichsfläche B auf
der Grundlage einer Bildähnlichkeitssuche
(beispielsweise einen Musterabgleich durch Vergleich von Pixelinformationen)
unter Verwendung der Korrelation zwischen zwei Bildern aus (Schritt 79). Die
Vergleichsfläche
A und die Vergleichsfläche
B haben in X- und Y-Richtung die gleiche Anzahl von Pixeln und auch
die gleiche Gesamtzahl von Pixeln in den jeweiligen Gesamtflächen. Einzelheiten
der Verarbeitung von Schritt 79 werden nachstehend mit
Bezug auf 11 beschrieben. Zuerst wird
ein Suchbereich 70 (siehe 9(B))
eingestellt, der kleiner als das aktuelle Bild, jedoch größer als
die Vergleichsfläche
B ist (Schritt 79A). Dann wird ein Musterabgleich durch
Vergleich zwischen Pixelinformationen eines innerhalb des Rahmens
der Vergleichsfläche
A (als das Referenzbild in der Vergleichsfläche A bezeichnet) vorhandenen
Referenzbilds und Pixelinformationen eines aktuellen Bilds, das
innerhalb des Rahmens der Vergleichsfläche B (als das aktuelle Bild
in der Vergleichsfläche
B bezeichnet) vorhanden ist, ausgeführt (Schritt 79B).
Es wird im Allgemeinen angenommen, dass ein Bild aus einer großen Anzahl von
Pixeln (siehe 10(A) und 10(B)), die in einem gitterartigen Muster
zweidimensional angeordnet sind, besteht, wobei Pixelinformationen
(ein Pixelwert) in jedem der Pixel gespeichert sind. Gemäß dieser
Ausführungsform
wird der Musterabgleich zwischen dem aktuellen Bild und dem Referenzbild
unter Verwendung dieser Pixelwerte ausgeführt. In Schritt 79B wird
der Musterabgleich zuerst an den Pixelwerten (Skalargrößen) aller
Pixel des aktuellen Bilds innerhalb des Rahmens der Vergleichsfläche B und den
Pixelwerten aller Pixel des Referenzbilds innerhalb des Rahmens
der Vergleichsfläche
A ausgeführt,
während
der Rahmen der Vergleichsfläche
B in dem Suchbereich 70 in X- und in Y-Richtung schrittweise bewegt, beispielsweise
verschoben wird. Insbesondere wird in 9(B) das
obere Ende des Rahmens der Vergleichsfläche B mit einem oberen Ende des
Suchbereichs 70 ausgerichtet und die obere linke Ecke des
Rahmens der Vergleichsfläche
B mit der oberen linken Ecke des Suchbereichs 70 ausgerichtet.
In diesem Zustand werden der Pixelwert für jedes der Pixel des Referenzbilds
in der Vergleichsfläche
A und der Pixelwert für
jedes der Pixel des aktuellen Bilds in der Vergleichsfläche B miteinander
verglichen, während
veranlasst wird, dass die Pixel in beiden Bildern einander in einer
Eins-zu-eins-Beziehung entsprechen. Dieser Vergleich wird durch
die Schritte des Berechnens eines Quadratwerts einer Differenz zwischen
dem Pixelwert jedes Pixels des Referenzbilds in der Vergleichsfläche A und
dem Pixelwert jedes Pixels, entsprechend jedem der vorstehend erwähnten Pixel
des Referenzbilds des aktuellen Bilds in der Vergleichsfläche B für alle entsprechenden
Pixel in beiden Vergleichsflächen
und anschließendes
Addieren der so berechneten Quadratwerte ausgeführt. Die Gesamtsumme, die sich
aus der vorstehend erwähnten
Addition ergibt, stellt eine Abweichung zwischen dem Referenzbild
in der Vergleichsfläche
A und dem aktuellen Bild in der Vergleichsfläche B an der vorstehend erwähnten Position
dar, und der vorstehend erwähnte
Vergleich stellt eine arithmetische Operation zum Berechnen einer Abweichung
zwischen den Pixelwerten aller entsprechenden Pixel, die in beiden
Bildern enthalten sind und miteinander verglichen werden, dar. Nach
dem Verschieben des Rahmens der Vergleichsfläche B nach rechts um einen
Abstand von einem Pixel wird die vorstehend beschriebene arithmetische
Operation an jedem Pixel des aktuellen Bilds in der verschobenen
Vergleichsfläche
B und an jedem Pixel, das dem vorstehend erwähnten Pixel des aktuellen Bilds für das Referenzbild
in der Vergleichsfläche
A entspricht, wiederholt, wodurch eine ähnliche Abweichung wie die
vorstehend beschriebene berechnet wird. Eine solche Abweichung wird
für jede
Position der Vergleichsfläche
B wiederholt berechnet, während
der Rahmen der Vergleichsfläche
B pixelweise sukzessiv nach rechts (in X-Richtung) verschoben wird.
Wenn das rechte Ende des Rahmens der Vergleichsfläche B das
rechte Ende des Suchbereichs 70 bei der Bewegung des Rahmens
der Vergleichsfläche
B in X-Richtung erreicht, wird das obere Ende des Rahmens der Vergleichsfläche B um
eine Strecke von einem Pixel nach unten (in Y-Richtung) verschoben.
Dann wird eine ähnliche
Abweichung in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben für jede Position
der Vergleichsfläche
B berechnet, während der
Rahmen der Vergleichsfläche
B pixelweise sukzessiv nach rechts (in X-Richtung) verschoben wird. Ferner
wird die Bewegung des Rahmens der Vergleichsfläche B in Y-Richtung wiederholt.
Schließlich wird
die Bewegung des Rahmens der Vergleichsfläche B ausgeführt, bis
das untere Ende und die untere rechte Ecke des Rahmens der Vergleichsfläche B mit dem
unteren Ende bzw. der unteren rechten Ecke des Suchbereichs 70 ausgerichtet
sind, wodurch die vorstehend beschriebene Abweichung für jede Position
des Rahmens der Vergleichsfläche
B berechnet wird.
-
Anschließend wird
eine erste Einstellfläche mit
einem Bild ähnlich
dem Referenzbild in der Vergleichsfläche A extrahiert (Schritt 79C).
Insbesondere wird die Vergleichsfläche B extrahiert, deren Abweichung
unter allen in Schritt 79B durch den für jede Position des Rahmens
der Vergleichsfläche
B ausgeführten
Musterabgleich berechneten Abweichungen den kleinsten Wert hat.
Nachstehend wird die extrahierte Vergleichsfläche B als eine endgültige Vergleichsfläche B bezeichnet.
Mit anderen Worten ist das aktuelle Bild in der endgültigen Vergleichsfläche B dem
Referenzbild in der Vergleichsfläche
A am ähnlichsten.
Die endgültige
Vergleichsfläche
B ist die erste Abgleichsfläche.
Ein Positionsversatz zwischen dem Zentrum (Strahllinie m) des aktuellen
Bilds und dem Zentrum der endgültigen
Vergleichsfläche
B (der ersten Abgleichsfläche)
wird dann berechnet (Schritt 79D). Insbesondere wird ein
solcher Positionsversatz unter Verwendung der Koordinatenwerte (Xc, Yc) des Zentrums
des aktuellen Bilds und der Koordinatenwerte (Xrc,
Yrc) des Zentrums der endgültigen Vergleichsfläche B berechnet,
um einen Positionsversatz ΔX1
in X-Richtung zwischen dem Zentrum des aktuellen Bilds und dem Zentrum
der endgültigen
Vergleichsfläche
B und einen Positionsversatz ΔY1
in Y-Richtung zwischen dem Zentrum des aktuellen Bilds und dem Zentrum
der endgültigen Vergleichsfläche B zu
erhalten. Die Positionsversätze ΔX1, ΔY1 werden
in dem in der Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 bereitgestellten Speicher
gespeichert.
-
Weil
gemäß dieser
Ausführungsform
der erste Musterabgleich auf der Grundlage des Referenzbilds in
der Vergleichsfläche
A und des aktuellen Bilds in der Vergleichsfläche B, die jeweils einen beschränkten zweidimensionalen
Bereich einnehmen, ausgeführt
wird, kann die für
den Musterabgleich benötigte
Zeit verkürzt
werden. Insbesondere wird der erste Musterabgleich durch lineares
Bewegen der Vergleichsfläche
B in X- und Y-Richtung, ohne die Vergleichsfläche B zu drehen, ausgeführt, und
dieses Musterabgleichsverfahren trägt auch dazu bei, die für den Musterabgleich
benötigte
Zeit zu verkürzen.
-
Wenngleich
gemäß dieser
Ausführungsform der
Rahmen der Vergleichsfläche
B in X- und Y-Richtung verschoben wird, ist es auch möglich, den
Rahmen der Vergleichsfläche
B für den
Musterabgleich zu drehen.
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Als
praktische Musterabgleichsverfahren sind, zusätzlich zu dem in der Ausführungsform
beschriebenen, sechs nachstehend angegebene Verfahren (1) bis (6)
bekannt. Beliebige der Verfahren (1) bis (6) können zum Implementieren der
vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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(1) Restfehlerabgleich
-
Für die Vergleichsfläche B (Zielmuster)
und die Vergleichsfläche
A (Ausgangsmuster) wird eine Überlagerungsabweichung
(Restfehler) anhand Pixelinformationen aller Netze berechnet. Dann
wird die Position der Vergleichsfläche B, in der der berechnete
Restfehler minimal ist, bestimmt, während die Vergleichsfläche B in
Aufwärts-
und Abwärtsrichtung
und in Links- und Rechtsrichtung bewegt wird.
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(2) Korrelationskoeffizientenverfahren
-
Für die Vergleichsfläche B (Zielmuster)
und die Vergleichsfläche
A (Ausgangsmuster) werden normierte Verteilungen von Pixelinformationen
aller Netze getrennt berechnet. Dann wird die Position der Vergleichsfläche B, wo
der Wert des Korrelationskoeffizienten zwischen den zwei berechneten
Verteilungen maximal ist, bestimmt, während die Vergleichsfläche B in
Aufwärts-
und Abwärtsrichtung
und in Links- und Rechtsrichtung bewegt wird. Dieses Verfahren erfordert
eine längere
Rechenzeit als der Restfehlerabgleich des vorstehend erwähnten Verfahrens
(1), die praktische Verarbeitung kann jedoch durch Unterteilung
der Verteilung in Schichten beschleunigt ausgeführt werden.
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(3) Nurphasenkorrelation
-
Für die Vergleichsfläche B (Zielmuster)
und die Vergleichsfläche
A (Ausgangsmuster) werden Pixelinformationsmuster aller Netze getrennt
einer Fourier-Transformation unterzogen. Dann wird eine Nurphasenverarbeitung
in der Fourier-Transformationsebene ausgeführt, um einen Abgleichspunkt
zwischen beiden Mustern zu bestimmen.
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(4) Geometrieabgleich
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Dies
ist ein vor kurzem vorgeschlagenes Abgleichsverfahren, bei dem eine
Reihe von Randpunkten verwendet wird. Dieses Verfahren ermöglicht das Ausführen des
Abgleichs, ohne durch eine Drehung und Größenänderung der Vergleichsfläche A (Ausgangsmuster)
beeinflusst zu werden.
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(5) Vektorkorrelation
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Ähnlich dem
vorstehend erwähnten
Geometrieabgleich (4) handelt es sich hierbei um ein Abgleichsverfahren,
bei dem eine Reihe von Randpunkten verwendet wird. Dieses Verfahren
ermöglicht
das Ausführen
des Abgleichs, ohne durch Überlappungen
und Verdeckungen beeinflusst zu werden.
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(6) Verallgemeinerte Hough-Transformation
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Dies
ist ein Verfahren, das durch Erweitern und Verallgemeinern der Hough-Transformation
für die
Erfassung einer geraden Linie erhalten wird, und es wird in erster
Linie auf geometrische Figuren angewendet. Dieses Abgleichsverfahren
verwendet, ähnlich
den vorstehend erwähnten
Verfahren (4) und (5), eine Reihe von Randpunkten und ermöglicht das Ausführen des
Abgleichs, ohne durch eine Drehung und Größenänderung sowie durch Überlappungen und
Verdeckungen beeinflusst zu werden.
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Es
sei bemerkt, dass an Stelle der vorstehend erwähnten Verfahren (1) bis (6)
auch ein beliebiges anderes, beispielsweise das Verfahren nach der
Methode der kleinsten Quadrate, das im später beschriebenen Schritt 81 verwendet
wird, zum Ausführen
des ersten Musterabgleichs verwendet werden kann.
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Die
Daten des Rahmens der endgültigen Vergleichsfläche B, die
durch den ersten Musterabgleich extrahiert wurden, werden an die
Anzeigeeinheit 39B ausgegeben (Schritt 80). Mit
diesem Schritt wird der Rahmen der endgültigen Vergleichsfläche B zusammen
mit den Informationen des aktuellen Bilds auf der Anzeigeeinheit 39B angezeigt
(siehe 9C).
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Ein
zweiter Musterabgleich für
das aktuelle Bild in der endgültigen
Vergleichsfläche
B wird ausgeführt,
indem lediglich das Referenzbild in der Vergleichsfläche A und
das aktuelle Bild in der endgültigen
Vergleichsfläche
B verwendet werden (Schritt 81). Mit anderen Worten werden
hier nicht die gesamten Bereiche des Referenzbilds und des aktuellen
Bilds verwendet. Beim zweiten Musterabgleich wird die durch den
ersten Musterabgleich erhaltene erste Einstellfläche (die endgültige Vergleichsfläche B) als
eine zweite Abgleichskandidatenfläche verwendet. Dann führt die
Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 auf der Grundlage
des Referenzbilds in der Vergleichsfläche A und des aktuellen Bilds
in der zweiten Abgleichskandidatenfläche (endgültigen Vergleichsfläche B) eine
Koordinatentransformation des aktuellen Bilds in der endgültigen Vergleichsfläche B aus
und bestimmt fein die Verschiebungsbeträge in X- und Y-Richtung und
den Drehwinkelbetrag, an dem beide Bilder am besten miteinander
abgeglichen sind. Der zweite Musterabgleich wird gemäß dieser
Ausführungsform
praktisch ausgeführt,
indem das Verfahren nach der Methode der kleinsten Quadrate verwendet
wird.
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Die
detaillierte Verarbeitung des Schritts 81 wird nachstehend
mit Bezug auf 12 beschrieben. Zuerst wird
eine ähnliche
Fläche,
d.h. das aktuelle Bild in der Vergleichsfläche B, bewegt und gedreht (Schritt 81A).
In der Praxis wird das aktuelle Bild in der Vergleichsfläche B einer
Koordinatentransformation unter Verwendung von Koordinatentransformationskoeffizienten
unterzogen. Der Verschiebungsbetrag und der Drehwinkelbetrag können als
die Koordinatentransformationskoeffizienten festgelegt werden. Anders
ausgedrückt,
wird die Bewegung der Vergleichsfläche B durch Verschieben des aktuellen
Bilds in der endgültigen
Vergleichsfläche
B in X- und Y-Richtung und Drehen von ihm, bis das Zentrum der endgültigen Vergleichsfläche B (d.h.
die Position, an der zwei Diagonalen der endgültigen Vergleichsfläche B einander
kreuzen) (siehe 9(C)) mit dem Zentrum
des aktuellen Bilds (d.h. der Strahllinie m) ausgerichtet ist (siehe 10(B)), ausgeführt. Dann wird der Musterabgleich
ausgeführt (Schritt 81B).
Bei diesem Musterabgleich wird das Verfahren nach der Methode der
kleinsten Quadrate zum Beurteilen der Ähnlichkeit (des Abgleichsgrads) zwischen
dem Referenzbild in der Vergleichsfläche A und dem aktuellen Bild
in der endgültigen
Vergleichsfläche
B verwendet. Insbesondere wird in dem Zustand aus 10(B) das
aktuelle Bild in Schritt 81A in der endgültigen Vergleichsfläche B verschoben und
in X- und Y-Richtung in Bezug auf das Referenzbild in der Vergleichsfläche A gedreht,
und es wird der Übereinstimmungsgrad
zwischen dem bewegten aktuellen Bild in der endgültigen Vergleichsfläche B und
dem Referenzbild in der Vergleichsfläche A beurteilt. Weil gemäß dieser
Ausführungsform
der Musterabgleich an dem Referenzbild in der Vergleichsfläche A und
dem aktuellen Bild in der Vergleichsfläche B (endgültigen Vergleichsfläche B) ausgeführt wird, die
jeweils einen beschränkten
zweidimensionalen Bereich aufweisen, kann die Verarbeitung für den Musterabgleich
verschwendungsfrei ausgeführt
werden, weshalb die für
den Musterabgleich benötigte Verarbeitungszeit
vermindert werden kann. Die Verarbeitung für den Musterabgleich in Schritt 81A wird nachstehend
beschrieben. Es wird hier angenommen, dass die Position eines Pixels
des Referenzbilds in der Vergleichsfläche A A(X, Y) ist und die Position
eines Pixels, entsprechend dem vorstehend erwähnten Pixel des Referenzbilds,
des aktuellen Bilds in der endgültigen
Vergleichsfläche
B B(X', Y') ist. Demgemäß wird die
Position jedes Pixels beispielsweise folgendermaßen ausgedrückt. Die Position eines Pixels,
das sich an der oberen linken Ecke des Referenzbilds in der Vergleichsfläche A befindet,
wird durch die Koordinatenwerte von A(1, 1) ausgedrückt, und
die Position eines Pixels, das sich an der oberen linken Ecke des
aktuellen Bilds in der endgültigen Vergleichsfläche B befindet,
wird durch die Koordinatenwerte B(1, 1) ausgedrückt. Weil (X, Y) und (X', Y'), welche Pixel darstellen,
als Koordinateninformationen gegeben sind, kann bewirkt werden,
dass die Pixel des Referenzbilds in der Vergleichsfläche A jeweils
den Pixeln des aktuellen Bilds in der endgültigen Vergleichsfläche B entsprechen,
indem eine Koordinatentransformationsformel in der Art einer Formel
für eine
affine Transformation verwendet wird, und das aktuelle Bild in der
endgültigen
Vergleichsfläche
B kann in X- und Y-Richtung
verschoben und entsprechend der Koordinatentransformationsformel gedreht
werden. Nun wird Schritt 81B beschrieben. Ein Quadratwert
der Differenz (Abweichung) zwischen dem Pixelwert jedes Pixels A(X,
Y) und dem Pixelwert jedes entsprechenden Pixels B(X', Y') wird für jedes
Paar aller entsprechenden Pixel sowohl im Referenzbild in der Vergleichsfläche A als
auch im aktuellen Bild in der endgültigen Vergleichsfläche B berechnet,
und die so berechneten Quadratwerte werden addiert, um die Gesamtsumme
zu bestimmen. Während
dann die Verarbeitungssequenz von Schritt 81A wiederholt
wird, d.h. das aktuelle Bild in der endgültigen Vergleichsfläche B in
X- und Y-Richtung verschoben und in Bezug auf das Referenzbild in
der Vergleichsfläche
A gedreht wird, wird die vorstehend erwähnte Gesamtsumme in Schritt 81B sukzessiv
berechnet. Nach der Wiederholung der vorstehend erwähnten beiden
Schritte 81A und 81B werden die Koordinatentransformationskoeffizienten, welche
die minimale Gesamtsumme bereitstellen, erhalten. Die so erhaltenen
Koordinatentransformationskoeffizienten stellen einen Positionsversatz
der endgültigen
Position des aktuellen Bilds in der endgültigen Vergleichsfläche B in
Bezug auf das Referenzbild in der Vergleichsfläche A, d.h. einen Positionsversatz ΔX2 in X-Richtung,
einen Positionsversatz ΔY2
in Y-Richtung und einen Drehbetrag (Winkel) Δθ, dar. Die Positionsversätze ΔX2, ΔY2 und der Drehbetrag Δθ werden
alle in dem Speicher gespeichert, der in der Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 bereitgestellt
ist.
-
Demgemäß wird der
zweite Musterabgleich an dem aktuellen Bild in der Vergleichsfläche B mit
einem beschränkten
zweidimensionalen Bereich und dem Referenzbild in der Vergleichsfläche A, die
auch einen beschränkten
zweidimensionalen Bereich aufweist, ausgeführt, während das aktuelle Bild in
der ersten Abgleichsfläche
(endgültigen
Vergleichsfläche B)
in X- und Y-Richtung verschoben und gedreht wird. Daher kann die
für den
Musterabgleich benötigte
Zeit selbst bei dem die Bilddrehung enthaltenden Abgleichsprozess
verringert werden.
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Es
sei bemerkt, dass das für
das Ausführen des
zweiten Musterabgleichs verwendete Verfahren nicht auf das vorstehend
beschriebene Verfahren nach der Methode der kleinsten Quadrate beschränkt ist
und dass der zweite Musterabgleich auch unter Verwendung eines anderen
geeigneten Verfahrens ausgeführt
werden kann, beispielsweise durch erneutes Ausführen von einem der vorstehend
erwähnten
Verfahren (1) bis (6).
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Die
Daten des aktuellen Bilds in der endgültigen Vergleichsfläche B, welche
sich an der durch den zweiten Musterabgleich bestimmten endgültigen Position
des aktuellen Bilds befinden, werden an die Anzeigeeinheit 39A ausgegeben
(Schritt 82). Das aktuelle Bild an dieser endgültigen Position
wird dem Referenzbild in der Vergleichsfläche A überlagert auf der Anzeigeeinheit 39A angezeigt
(wenngleich dies nicht dargestellt ist). Durch überlagertes Anzeigen des aktuellen
Bilds an dieser endgültigen
Position und des Referenzbilds auf der Anzeigeeinheit, wie vorstehend
beschrieben wurde, kann der Bediener in der Art des Arztes gewöhnlich den
ausgerichteten Zustand des Tumors visuell bestätigen. Dann werden Liegenpositionierungsdaten
(Patientenpositionierungsdaten) erzeugt (Schritt 83). Liegenbewegungsbeträge (Liegenbewegungsinformationen),
welche die Liegenpositionierungsdaten bilden, werden unter Verwendung
der Positionsversätze ΔX1, ΔY1, ΔX2 und ΔY2 und des
Drehbetrags Δθ, die alle
in dem in der Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 bereitgestellten
Speicher gespeichert sind, berechnet. Insbesondere wird ein Liegenbewegungsbetrag ΔX in X-Richtung
als (ΔX1
+ ΔX2) berechnet,
ein Liegenbewegungsbetrag ΔY
in Y-Richtung als (ΔY1
+ ΔY2) berechnet
und ein Liegenbewegungsbetrag (Liegendrehbetrag) ΔΘ in Drehrichtung
als Δθ berechnet.
Diese Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ bilden
Liegenpositionierinformationen, welche zum Positionieren der Liege
verwendet werden. Diese Liegenpositionierinformationen dienen auch als
Liegenbewegungsinformationen. Anschließend werden in Schritt 83 die
Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ an die
Anzeigeeinheit 39A ausgegeben und von dieser angezeigt.
-
Durch
Betrachten der angezeigten Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ bestimmt der Arzt, ob die
Behandlungsliege 59 zur Ausrichtung auf den Tumor erneut
zu bewegen ist. Falls der Arzt bestimmt, dass die Bedienung zur
Ausrichtung auf den Tumor bei der Bewegung der Behandlungsliege 59 erforderlich
ist, gibt er Informationen, welche "Liegenbewegung nötig" angeben, unter Verwendung der Eingabeeinheit
(nicht dargestellt) in die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 ein,
wobei die eingegebenen Informationen in Daten für die X-Richtung, die Y-Richtung
und die Drehrichtung getrennt werden. Falls der Arzt andererseits
feststellt, dass die Bedienung für
das Ausrichten auf den Tumor bei der Bewegung der Behandlungsliege 59 nicht
notwendig ist, gibt er Informationen, welche "Liegenbewegung nicht nötig" angeben, unter Verwendung
der Eingabeeinheit in die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 ein.
-
Die
Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 bestimmt,
ob "die Liege zu
bewegen ist" (Schritt 84).
Falls die von der Eingabeeinheit eingegebenen Informationen insbesondere "Liegenbewegung nicht
nötig" angeben, bedeutet
dies, dass der Tumor auf der Strahllinie m positioniert ist. Daher
wird die Bewegung der Behandlungsliege 59, d.h. die Ausrichtung
des Tumors im Körper
des Patienten 8 mit der Strahllinie m, nicht durch die
Liegenantriebseinrichtung 12 ausgeführt, und der Liegenpositionierungsprozess
wird abgeschlossen. Falls andererseits die von der Eingabeeinheit
eingegebenen Informationen "Liegenbewegung
nötig" angeben, werden
die Liegenpositionierinformationen an die Liegensteuereinrichtung 38 ausgegeben
(Schritt 85). Praktisch werden die im vorstehend erwähnten Schritt 83 erhaltenen
Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ zur Liegensteuereinrichtung 38 gesendet.
Die Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ bilden
für die
Positionierung der Behandlungsliege 59 verwendete Informationen.
Anschließend
wird die Ausrichtung des Tumors durch die Bewegung der Behandlungsliege 59 ausgeführt, wie
später
beschrieben wird.
-
Während gemäß dieser
Ausführungsform vom
Arzt bestimmt wird, ob die Behandlungsliege 59 zu bewegen
ist, kann diese Bestimmung auch von der Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 vorgenommen
werden. Mit anderen Worten ist es auch möglich, in Schritt 84 zu
bestimmen, "ob der Liegenbewegungsbetrag
gleich einem vorgegebenen Bewegungswert (beispielsweise einem Bewegungswert
0) ist", statt "ob die Liege zu bewegen
ist", und die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 anzuweisen,
die Bewegung der Liege auszuführen.
Bei dieser Modifikation, insbesondere falls die jeweiligen in Schritt 83 erhaltenen
Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ gleich
dem vorgegebenen Bewegungswert, beispielsweise dem Bewegungswert
0, sind (nämlich
im Fall "JA" bei der Bestimmung
des modifizierten Schritts 84), bedeutet dies, dass der
Tumor auf der Strahllinie m positioniert ist. Daher wird die Bewegung
der Behandlungsliege 59, d.h. die Ausrichtung des Tumors
im Körper
des Patienten 8 mit der Strahllinie m, nicht durch die
Liegenantriebseinrichtung 12 ausgeführt, und der Liegenpositionierungsprozess
wird abgeschlossen. Andererseits wird im Fall "NEIN" bei
der Bestimmung des modifizierten Schritts 84 (nämlich wenn
die Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ jeweils
nicht gleich dem vorgegebenen Bewegungswert, beispielsweise dem
Bewegungswert 0, sind) die Verarbeitung von Schritt 85 ausgeführt, und
die Liegenpositionierinformationen werden an die Liegensteuereinrichtung 38 ausgegeben.
Demgemäß werden
die in Schritt 83 erhaltenen Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ zur Liegensteuereinrichtung 38 gesendet.
Zusätzlich
werden im modifizierten Schritt 84 Informationen, welche
das Bestimmungsergebnis, d.h. "Abschluss
der Patientenpositionierung" oder "erneute Ausführung der
Patientenpositionierung", angeben, beispielsweise
an die Anzeigeeinheit 39A ausgegeben und auf dieser angezeigt.
Im Fall "erneute
Ausführung
der Patientenpositionierung" werden
die Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ an die
Anzeigeeinheit 39A ausgegeben und auf dieser angezeigt.
-
Die
Liegensteuereinrichtung 38 empfängt jeweilige erfasste Daten
in Bezug auf die X- und Y-Richtungspositionen (X0, Y0) der Behandlungsliege 59 und
ihren Drehwinkel (beispielsweise Θ0) in Drehrichtung in dem Zustand,
bevor der Röntgenstrahl
von der Röntgenemissionsvorrichtung 26 eingestrahlt
wird, wie vorstehend beschrieben wurde. Diese Daten werden von jeweiligen
Sensoren (nicht dargestellt) erfasst, die an der Liegenantriebseinrichtung 12 angeordnet
sind. Weiter empfängt
die Liegensteuereinrichtung 38 die Liegenbewegungsbeträge ΔX, ΔY und ΔΘ und berechnet
die Position der Behandlungsliege 59, d.h. (X0 + ΔX), (Y0 + ΔY) und (Θ0 + ΔΘ), zu der
sie zu bewegen ist. Dann veranlasst die Liegensteuereinrichtung 38 die
Motoren 11a, 11c und 11d, die Behandlungsliege 59 so
zu bewegen, dass die Position des Tumors im Körper des Patienten 8,
der auf der Behandlungsliege 59 liegt, mit der berechneten
Position ausgerichtet wird.
-
Nach
dem Bewegen der Behandlungsliege 59 in dieser Weise wird
die Röntgenbestrahlung
entlang der Strahllinie m wieder am Patienten 8 ausgeführt, und
die Verarbeitung der Schritte 72 bis 84 wird von
der Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 unter
Verwendung des von der Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29 erfassten
aktuellen Bilds wiederholt, bis in Schritt 84 die Information "Liegenbewegung nicht
nötig" eingegeben wird.
-
Mit
der vorstehend beschriebenen Patientenpositioniervorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
wird ein Musterabgleich an dem Referenzbild in der eingestellten
Vergleichsfläche
A und am aktuellen Bild in der eingestellten Vergleichsfläche B ausgeführt, um
Informationen für
die Positionierung des Patienten (der Liege) zu erzeugen. Im vorstehend
erwähnten
Fall, in dem der Bediener bestimmte Monumente, Ortsmarkierungen,
anatomische Basispunkte oder dergleichen festlegen muss, um auf
ihrer Grundlage Patientenpositionierungsdaten zu erzeugen, müssen die
Positionen der Monumente oder dergleichen mit hoher Genauigkeit
im Referenzbild und im aktuellen Bild festgelegt werden, ohne dass ein
Versatz zwischen dem Referenzbild und dem aktuellen Bild auftritt.
Es ist jedoch, wie vorstehend erwähnt wurde, schwierig, entsprechende
Positionen im Referenzbild und im aktuellen Bild festzulegen, ohne
dass zwischen ihnen ein Versatz auftritt. Weil gemäß dieser
Ausführungsform
das Referenzbild in der eingestellten Vergleichsfläche A und
das aktuelle Bild in der eingestellten Vergleichsfläche B dem
Musterabgleich unterzogen werden, braucht der Bediener nicht die
Positionen der Monumente oder dergleichen festzulegen, weshalb verhindert
wird, dass die Genauigkeit der Erzeugung der Patientenpositionierungsdaten
durch die Fähigkeiten
der einzelnen Bediener beeinträchtigt
wird. Dementsprechend kann die Patientenpositionierungsgenauigkeit
ungeachtet der Fähigkeiten
der einzelnen Bediener erhöht
werden. Daher kann eine Patientenpositioniervorrichtung konstruiert
werden, deren Bedienung nicht vom Geschicklichkeitsgrad einzelner
Bediener abhängt. Ferner
ist es möglich,
die Zeit und die Mühen
zu verringern, die zum Einstellen der Monumente oder dergleichen
erforderlich sind, und den Positioniervorgang schnell und problemlos
auszuführen.
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Weil
gemäß dieser
Ausführungsform
der Bewegungsbetrag der Behandlungsliege 59 (insbesondere
der Bewegungsbetrag des Tumors im Körper des auf der Behandlungsliege 59 liegenden
Patienten 8) durch den an mehreren entsprechenden Bereichen
(beispielsweise Pixeln) in beiden vorstehend erwähnten Bildern vorgenommenen
Musterabgleich bestimmt wird, wird die Positionierungsgenauigkeit der
Behandlungsliege 59 in Bezug auf die Strahllinie m weiter
erhöht.
Weil gemäß dieser
Ausführungsform der
Musterabgleich zwischen dem Referenzbild und dem aktuellen Bild
unter Verwendung jeweiliger Bild informationen (Pixelwerte jeweiliger
Pixel), die für das
Referenzbild und das aktuelle Bild spezifisch sind, ausgeführt wird,
ist es weiterhin nicht erforderlich, neue Informationen für den Musterabgleich
hinzuzufügen.
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Wenngleich
beschrieben wurde, dass die vorstehend erwähnte Ausführungsform die Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29 einschließlich des Röntgenfluoreszenzvervielfachers 30 verwendet, kann
eine Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung
(Bildinformations-Erzeugungseinrichtung) 29A an Stelle der
in 13 dargestellten Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29 verwendet
werden.
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Eine
Patientenpositioniervorrichtung 28A gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der die Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29A verwendet
wird, wird nachstehend mit Bezug auf 13 beschrieben.
Die Patientenpositioniervorrichtung 28A unterscheidet sich
in der Hinsicht von der vorstehend beschriebenen Patientenpositioniervorrichtung 28,
dass die Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29A verwendet
wird. Insbesondere weist die Röntgenbild-Aufnahmevorrichtung 29A mehrere
Halbleiterstrahlungsdetektoren (Röntgenstrahlen-Eintrittsvorrichtungen
oder Flachfelddetektoren) 66, mehrere Signalverstärker 67, mehrere
Signalprozessoren 68 und eine Bildverarbeitungseinheit
(Bildinformations-Erzeugungseinheit) 69 auf. Wenn aus der
Richtung entlang der Strahllinie m betrachtet wird, sind die mehreren
Halbleiterstrahlungsdetektoren 66 in einem Gittermuster mit
mehreren Zeilen in X-Richtung und mehreren Spalten in Y-Richtung
angeordnet, welche in einem eng kontaktierten Zustand miteinander
angeordnet sind. Die Signalverstärker 67 und
die Signalprozessoren 68 sind in einer Eins-zu-eins-Beziehung
zu den Halbleiterstrahlungsdetektoren 66 angeordnet und seriell
zu entsprechenden Halbleiterstrahlungsdetektoren 66 geschaltet.
Von den einzelnen Signalprozessoren 68 ausgegebene Informationen,
welche die Röntgenstrahlenintensität angeben,
werden zur Bildverarbeitungseinheit 69 gesendet.
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Ein
Röntgenstrahl
zum Erfassen des Tumors in dem Körper
des Patienten 8 wird von der Röntgenemissionsvorrichtung 26 emittiert,
welche zur Position auf der Strahllinie m bewegt worden ist, und durchdringt
den Tumor und seine Umgebung. Dann tritt der Röntgenstrahl in den Flachfelddetektor
(alle Halbleiterstrahlungsdetektoren 66) ein, der auf der vom
Patienten 8 entfernten Seite der Behandlungsliege 59 angeordnet
ist, um ihn in elektrische Signale umzuwandeln. Das von jedem der
Halbleiterstrahlungsdetektoren 66 ausgegebene elektrische
Signal wird durch den entsprechenden Signalverstärker 67 verstärkt und
durch den entsprechenden Signalprozessor 68 während eines
vorgegebenen Zeitintervalls integriert. Als Ergebnis der Integration
des elektrischen Signals werden Röntgenintensitätsinformationen
erhalten. Die Bildverarbeitungseinheit 69 erzeugt Bildinformationen
(Informationen eines aktuellen Bilds oder eines aufgenommenen Bilds)
unter Verwendung der von jedem Signalprozessor 68 ausgegebenen
Röntgenintensitätsinformationen.
Die Informationen des aktuellen Bilds werden in die Positionierungsdaten-Erzeugungseinrichtung 37 eingegeben,
welche eine ähnliche
Verarbeitung ausführt
wie gemäß der vorstehenden
Ausführungsform.
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Diese
modifizierte Ausführungsform
kann auch ähnliche
Vorteile bereitstellen wie jene, die gemäß der vorstehenden Ausführungsform
erreicht werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann, wie die vorstehende Beschreibung gezeigt hat, unabhängig von
den Fähigkeiten
der einzelnen Bediener stets ein ausreichendes Niveau der Patientenpositionierungsgenauigkeit
gewährleistet
werden.