JP5963478B2 - 粒子線治療システムにおけるｘ線撮影制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、粒子線治療システムにおいて、様々な撮影モードと撮影条件で患者のＸ線撮影を実施する際に、Ｘ線の誤爆を防ぐことを目的にする。

通常、粒子線治療システムにはＸ線撮影装置が備え付けられている。Ｘ線撮影装置は、Ｘ線を利用して患者の透過画像を得ることで、患者の患部の診断、粒子線照射時の患部の位置決め、といった医療行為に寄与する。Ｘ線撮影には、単画像または複数画像を撮影する一般撮影と、透視画像を撮影するＸ線透視撮影の区別が存在する。Ｘ線撮影時の撮影モード（単画像撮影、複数画像撮影、透視画像撮影）と撮影条件（管電流、管電圧、撮影時間）は患部の態様、治療計画によって設定される。

特開２００９−２０７５１９号公報 特開２００７−１３６１０３号公報 特開２００５−２６１８３８号公報

粒子線治療を実行するに先立って、患部の位置合わせにＸ線撮影を実施する際、患部の存在する臓器と器官に応じて撮影モードと撮影条件が選択される。撮影モードと撮影条件は、新たに設定される場合もあれば、前回使用したものを引き継ぐ場合もある。これらの撮影モードと撮影条件の設定確認が省略された場合、あるいは失念された場合には、意図しない撮影モードと撮影条件でＸ線撮影が行われ、所謂誤爆が発生する。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、粒子線治療システムがユーザに撮影モードと撮影条件の確認を促すことで、患者へのＸ線の誤爆を防ぐことを目的とする。

本発明にかかる粒子線治療システムのＸ線撮影制御方法は、Ｘ線発生装置にＸ線撮影の準備を要求する第１のステップと、現在表示されているＸ線撮影の設定内容と前回使用したＸ線撮影の設定内容を比較して両方の設定内容が同じであるか異なるかを判断する第２のステップと、第２のステップで両方の設定内容が同じであると判断した場合、現在表示されているＸ線撮影の設定内容に対する確認要求を表示し、かつＸ線発生装置に対する撮影の許可をロックする第３のステップと、第３のステップで表示された確認要求に対して、ハンドスイッチ形式の確認ボタンの押下による確認入力を受け付けると撮影の許可のロックを解除する第４のステップと、第２のステップで両方の設定内容が異なると判断した場合、または第４のステップで撮影の許可のロックが解除された場合、Ｘ線撮影の許可信号が入力されるとＸ線発生装置にＸ線撮影の実施を指令する第５のステップを備えている。

この発明によれば、粒子線治療システムがユーザに撮影モードと撮影条件の確認を促すことで、Ｘ線の誤爆を防ぐことができる。また、粒子線治療システムが自動で最適な撮影モードと撮影条件を設定するため、患者の位置決めに費やす時間が削減され、効率的な医療運営の実現を促すことができる。

本発明に関わる粒子線治療システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態１によるＸ線撮影システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態１によるＸ線撮影の動作の概略を示す図である。 本発明の実施の形態１によるＸ線撮影制御方法のフローチャートを示す図である。 本発明の実施の形態２によるＸ線撮影制御方法のフローチャートを示す図である。 本発明の実施の形態３によるＸ線撮影システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態３によるＸ線撮影制御方法のフローチャートを示す図である。 本発明の実施の形態４によるＸ線撮影制御方法のフローチャートを示す図である。 本発明の実施の形態５によるＸ線撮影システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態６によるＸ線撮影システムの全体構成を示す図である。

以下に本発明にかかる粒子線治療システムおよびそのＸ線撮影制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の既述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は、本発明の粒子線治療システム２００の全体構成を説明する図である。粒子線として陽子線や重粒子線などの荷電粒子線を用いる。天板２５に固定された患者２２に粒子線照射装置６０により粒子線ビーム６２が照射される。粒子線照射装置６０の照射ノズル６１から粒子線ビーム６２を照射する方向は、照射対象である患部の位置により、適切な方向が選択される。粒子線照射装置６０の照射ノズル６１は回転ガントリに設置され、患者２２の周り３６０度のいずれの方向からも照射することができる。図１にはＸ線撮影システムの一部が表示されている。Ｘ線発生装置２は、制御部７によって管理され、Ｘ線を利用して患者の透過画像を得ることで、患者の患部の診断、粒子線照射時の患部の位置決め等に関与する。Ｘ線検出器８は患者２２を透過したＸ線を検出する。データ収集部９は検出データをデジタルＸ線画像として収集する。

図２はＸ線撮影システム１００の全体構成を示す。Ｘ線発生ユニット１は、Ｘ線発生装置２、撮影準備ボタン３、撮影開始ボタン４などから構成されている。撮影準備ボタン３を押下するとＸ線発生装置２は撮影準備（撮影モード、撮影条件などの設定）を開始する。撮影開始ボタン４にてＸ線曝射のトリガー（開始指示）を出し、Ｘ線発生装置２からＸ線を発生させる。Ｘ線撮影を許可できない場合、制御部７は撮影許可をロックするために、撮影開始ボタン４を押下することが出来なくする。撮影モード（単画像撮影、複数画像撮影、透視画像撮影）と撮影条件（管電流、管電圧、撮影時間）はタッチパネル式の入力モニタ６にて設定する。確認ボタン５を押下すると、制御部７にて撮影可否を判断する。制御部７は撮影可と判断すれば、Ｘ線発生ユニット１にＸ線撮影の実施指令を出力し、Ｘ線発生装置２でのＸ線撮影が可能になる。撮影準備ボタン３と撮影開始ボタン４はタッチパネル式のボタンでも、あるいはハンドスイッチ形式のボタンでもよい。データ収集部９にて収集された画像は、画像処理部１０で各種画像処理が施され、収集画像確認モニタ１１に表示される。

次に動作について説明する。Ｘ線撮影を実施して患部の位置合わせを行った後、粒子線の照射が実行される。図３は、実施の形態1に関わる粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法を、Ｘ線発生ユニット１、入力モニタ６と制御部７に関係付けて示している。図４は、この発明の実施の形態1に関わるＸ線撮影の制御方法を示すフローチャートである。ルートＡは、Ｘ線撮影にあたり、撮影モードと撮影条件の設定を確認した場合の道筋を表している。ルートＢは、撮影モードの選択を行ったあと、撮影条件の選択を行わずに、撮影準備ボタン３を押下する場合を表している。ルートＣは、撮影モードと撮影条件の選択を行わないで、撮影準備ボタン３を押下する場合を表している。どのルートを取っても、ＳＴ６に達する。ＳＴ６の次は、ＳＴ７の撮影モード・条件変更チェックに進む。

先ずルートＡの動作について説明する。撮影対象である患者は、治療室にて、治療患部に粒子線を当てやすい体勢で治療台に固定される。患者の患部の撮影を実施するＸ線撮影システム１００のユーザは、治療室外部の部屋で撮影対象患者の年齢、治療部位に適した撮影モードと撮影条件を入力モニタ６にて選択する（ＳＴ２、ＳＴ４）。入力モニタ６に設定された撮影モードと撮影条件は、以降の撮影でも引き続いて設定されたままとなり、患者が変わった場合にも引き継がれる。これらの設定内容（Ｘ線の撮影条件）は制御部７に通知される（ＳＴ３、ＳＴ５）。ユーザがＸ線発生ユニット１の撮影準備ボタン３を押下すると（ＳＴ６）、制御部７は撮影モードと撮影条件に変更が有るか、否かの判断を行う（ＳＴ７）。ユーザが設定された撮影モードと撮影条件を確認せずにＸ線撮影を実施した場合、誤爆の可能性が生まれる。ルートＡの場合、ＳＴ７の判断結果は「Ｙｅｓ」であるから、ＳＴ１５に移る。

次にユーザが撮影モードまたは撮影条件を確認せずに撮影準備ボタン３を押下したとする（ルートＢまたはルートＣ）。この場合も、制御部７は前回撮影時からの撮影モード・条件変更チェックを実施する（ＳＴ７）。撮影モード・条件が変更になっていなかった場合、確認ボタン５の押下を要求し、撮影モード・条件の確認要求の警告画面を表示する（ＳＴ８）。同時に、確認なしに撮影が実施されないよう、撮影開始ボタン４はこの時押下不可となる（ＳＴ８）。警告画面は、ユーザが確認ボタン５を押下するか、あるいは再度、撮影モードと撮影条件を設定することによって消去される（ＳＴ９、ＳＴ１０）。この後、ユーザは撮影開始ボタン４を押下することで撮影は実施可能になる（ＳＴ１５〜ＳＴ１７）。

実施の形態１では、制御部７が前回撮影時からの撮影モード・条件変更チェック（ＳＴ７）にて、前回から撮影モードと撮影条件が変更されていると判断すれば、ユーザはそのまま撮影開始ボタン４を押下でき、撮影可能になる（ＳＴ１５〜ＳＴ１７）。撮影モードと撮影条件をユーザが自ら設定し、Ｘ線撮影システムが確認を促すことで間違いのないＸ線撮影が行われる。

実施の形態２．
例えば、Ｘ線発生ユニット１を起動して、その日初めてＸ線撮影を実施する場合、Ｘ線発生ユニット１には撮影モードと撮影条件が設定されていない。実施の形態２では、制御部７は撮影モード・条件設定済みチェックを行い、Ｘ線発生ユニット１に撮影モードと撮影条件を設定する前に、ユーザによる設定が完了しているかを判断する。ユーザが撮影モードと撮影条件を確認せずにＸ線撮影を実施しようとした場合、注意を促す。図５は、この発明の実施の形態２に関わる粒子線治療システムのＸ線撮影の動作を示すフローチャートである。

ユーザがＸ線発生ユニット１の撮影準備ボタン３を押下すると（ＳＴ６）、制御部７は撮影モード・条件設定済みチェックを行う（ＳＴ１１）。撮影モードと撮影条件の設定が済んでいなければ、Ｘ線撮影を許可することが出来ないため、入力モニタ６にて警告画面を表示し、撮影モードと撮影条件の設定をユーザに要求する（ＳＴ１２）。確認なしにＸ線撮影が実施されないよう、撮影開始ボタン４はこの時、押下不可となる（ＳＴ１２）。ユーザが撮影モードと撮影条件を設定し、確認ボタン５を押下すると（ＳＴ１３）、制御部７は警告画面を消去し、撮影開始ボタン４はロックが解除される（ＳＴ１４）。Ｘ線撮影が実施可能になり、ユーザが撮影開始ボタン４を押下することで（ＳＴ１５）、制御部７はＸ線発生ユニット１に撮影モードと撮影条件を設定する。患者のＸ線撮影はこのとき設定された撮影モードと撮影条件に従って実行される（ＳＴ１６）。撮影された画像はデータ収集部９で受信される。画像は画像処理部１０にて処理され、画像処理部１０に接続される各機器へ送信される。

制御部７の撮影モード・条件設定済みチェック（ＳＴ１１）にて、既に設定済みであると判定されると、ＳＴ７に移る。ルートＡの場合、撮影モード・条件設定済みチェックの結果は「Ｙｅｓ」であるから、ＳＴ７に移る。ＳＴ７に移った場合の動作は実施の形態１と同じ動作を示す。

実施の形態３．
粒子線医療では、治療患部に正確に粒子線を照射するため、患部の形状と位置を捉えるのに最適なＸ線の撮影モードと撮影条件を選択する必要がある。例えば、肺・心臓付近の臓器に患部がある場合、呼吸によって患部の位置が変動するため、複数枚のＸ線画像撮影（動画撮影）を実施して、時間的な臓器の移動を確認する。これに対して、前立腺、頭部といった肺・心臓から比較的遠い器官に患部がある場合は、時間的に患部の位置が安定しているため、単数枚のＸ線画像撮影（静止画撮影）を実施する。以上の例のように、患部の部位によって適切な撮影モードと撮影条件を絞ることができる。また患者の年齢、性別、身長、体重などの身体的特徴によっても、撮影モードと撮影条件を絞ることは可能である。実施の形態３ではこのことを利用して、撮影前に患者の情報を取得し、システムに設定することで、ユーザに誤爆を招きにくいシステムを提供する。

実施の形態３にかかわる動作について、図６のＸ線撮影システム構成図と、図７のフローチャートを用いて説明する。放射線情報システム（RIS: Radiology Information System）１４は放射線機器による検査履歴や、放射線治療における治療計画の作成および照射記録の管理などを行う。患者情報選択部１２はＸ線撮影を実施する患者を選択することで、放射線情報システム１４から患者情報（性別、身長体重、治療患部、照射履歴）を取得する（ＳＴ３２）。Ｘ線撮影システムが放射線情報システム１４に接続していない場合は、患者情報を記憶しておく記憶装置１３を設け、そこから患者情報を展開する（ＳＴ３２）。それらの情報を制御部７に送信し、撮影モード・条件算出部１５、撮影モード・条件検索部１６が該当患者に最適な撮影モードと撮影条件を選択する（ＳＴ３３）。選択条件は、入力モニタ６に表示され、ユーザに確認を要求する。

ユーザが撮影モード・条件の確認（確認ボタン５の押下）なしに撮影準備ボタン３を押下した場合（ＳＴ３５）、制御部７にて、撮影モード・条件の確認がされていないと判断し（ＳＴ３６）、入力モニタ６に確認要求として警告画面を表示する（ＳＴ４０）。同時に、撮影モード・条件の確認なしにＸ線撮影が実施されないよう、撮影開始ボタン４はこの時押下不可となる（ＳＴ４０）。ユーザが撮影モード・条件を確認し、確認ボタン５の押下したあとに、あるいは撮影モード・条件を変更・設定し、確認ボタン５を押下したあとに（ＳＴ４１）、制御部７は、入力モニタ６の警告画面を消去し、撮影開始ボタン４のロックを解除する（ＳＴ４２）。ユーザは引き続き撮影開始ボタン４を押下し（ＳＴ３７）、Ｘ線撮影を実施する（ＳＴ３８、ＳＴ３９）。実施の形態３によれば、粒子線治療システムが自動で最適な撮影モードと撮影条件を設定するため、患者の位置決めに費やす時間が削減される。さらには、患者への負担（位置決め時の長時間の不自然な体勢による拘束など）が低減する。

実施の形態４．
実施の形態３では、患者の治療情報をもとに粒子線治療システムが撮影モードと撮影条件を自動で設定し、その確認あるいは変更をユーザに促すことで誤爆の少ない撮影方法を提供した。実施の形態４では、これに加え、個々の患者の撮影情報を記録しておくことで、患者のＸ線撮影時に前回撮影時の撮影モードと撮影条件を自動で設定する。粒子線医療では、粒子線照射開始前に照射時の患者の位置決めを実施し、患者に対して複数回のＸ線撮影を実施する。その際に使用する撮影モードと撮影条件は前回使用したものと同じである可能性は高く、本機能は有用である。

この時の動作について、図７のフローチャートと、図８のフローチャートを用いて説明する。Ｘ線撮影された画像は画像処理部１０にて処理される。患者情報を選択することで、データ収集部９は放射線情報システム１４から医師、または技師が設定した該当患者に関する撮影部位、撮影モード、撮影条件を取得し、制御部７へ通知する（ＳＴ４２）。放射線情報システム１４に接続していない場合には、記憶装置１３を用意して、該当患者の撮影情報を記憶装置１３から取得するようにしてもよい（ＳＴ４２）。制御部７にて、該当患者が過去に撮影を実施し、その時の記録があると判断した場合は（ＳＴ４３）、過去に実施した最新の該当患者の撮影モードと撮影条件を表示する（ＳＴ４４）。ユーザは表示された撮影モードと撮影条件を見て、確認あるいは設定変更を行い、撮影を実施する（ＳＴ３５〜ＳＴ３９）。

ところが、ユーザが何らかの理由によって確認あるいは設定変更を実施せずに撮影準備ボタン３を押下した場合（ＳＴ３５）、制御部７による撮影モード・条件確認済みチェックで「Ｎｏ」と判断される（ＳＴ３６）。入力モニタ６には警告画面が表示され、Ｘ線撮影システムはユーザに撮影モードと撮影条件の確認を要求する（ＳＴ４０）。同時に、確認なしにＸ線撮影が実施されないよう、撮影開始ボタン４はこの時押下不可となる（ＳＴ４０）。ユーザが確認（確認ボタン５を押下）した場合、あるいは撮影モードと撮影条件の設定変更を実施し、確認ボタン５を押下した場合（ＳＴ４１）、制御部７は警告画面を消去し、撮影開始ボタン４のロックを解除する（ＳＴ４２）。ユーザは撮影開始ボタン４を押下して該当患者のＸ線撮影を実施する（ＳＴ３７〜ＳＴ３９）。

実施の形態５．
実施の形態４では、該当患者について過去に実施した撮影記録を取得し、Ｘ線撮影システムに設定する方法について記述した。これまで、ユーザに対して確認を促す方法として挙げていたのは、入力モニタ上の警告画面表示であったが、実施の形態５ではこれに加えて制御部７にスピーカ１７を接続する。スピーカ１７から警告音を鳴らすことで、ユーザに注意を喚起する。

この時の動作については、図９のＸ線撮影システム構成図と、実施の形態１〜４のフローチャートを用いて記述する。実施の形態１〜４のフローチャートにおける、警告画面を表示するタイミングで、図９に記載しているスピーカ１７から警告音を鳴らす。警告音が鳴り止むタイミングは、警告画面が消去するタイミングと同時とする。ユーザは、入力モニタに付きっ切りになることから開放される。

実施の形態６．
実施の形態５では、警告音を鳴らすことによってユーザの確認ミスによる誤爆の発生を防止した。実施の形態６では、ハンドスイッチ形式の撮影準備ボタンと撮影開始ボタンを
使用する場合、このハンドスイッチ形式のボタンにバイブレーション機能をもたせる。撮影モード・条件の確認要求時にバイブレーション付き撮影準備ボタン１８とバイブレーション付き撮影開始ボタン１９を振動させることで、警告音と同様、入力モニタ６に付きっ切りになることから開放される。周囲の騒音が大きい場合や、静かで確認音が出し難い環境にも対応する。

この時の動作については、図１０のＸ線撮影システム構成図と、実施の形態１〜４のローチャートを用いて記述する。実施の形態１〜４のフローチャートにおける、警告画面を表示するタイミングで、バイブレーション付き撮影準備ボタン１８とバイブレーション付き撮影開始ボタン１９を振動させる。バイブレーションが止まるタイミングは、警告画面が消去するタイミングと同時とする。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ Ｘ線発生ユニット、２ Ｘ線発生装置、３ 撮影準備ボタン、４ 撮影開始ボタン、５ 確認ボタン、６ 入力モニタ、７ 制御部、８ Ｘ線検出器、９ データ収集部、１０ 画像処理部、１１ 収集画像確認モニタ、１４ 放射線情報システム、２２ 患者、２５ 天板、６０ 粒子線照射装置、６１ 照射ノズル、６２ 粒子線ビーム、１００ Ｘ線撮影システム、２００ 粒子線治療システム

Claims (11)

1. Ｘ線発生装置にＸ線撮影の準備を要求する第１のステップと、
   現在表示されているＸ線撮影の設定内容と前回使用したＸ線撮影の設定内容を比較して両方の設定内容が同じであるか異なるかを判断する第２のステップと、
   前記第２のステップで両方の設定内容が同じであると判断した場合、前記現在表示されているＸ線撮影の設定内容に対する確認要求を表示し、かつ前記Ｘ線発生装置に対する撮影の許可をロックする第３のステップと、
   前記第３のステップで表示された確認要求に対して、ハンドスイッチ形式の確認ボタンの押下による確認入力を受け付けると前記撮影の許可のロックを解除する第４のステップと、
   前記第２のステップで両方の設定内容が異なると判断した場合、または前記第４のステップで撮影の許可のロックが解除された場合、Ｘ線撮影の許可信号が入力されると前記Ｘ線発生装置にＸ線撮影の実施を指令する第５のステップを備えている粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
2. 前記第１のステップが実行されると前記第２のステップに進むことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
3. 前記Ｘ線発生装置にＸ線撮影の設定内容が設定済みであるか未設定であるかを判断する第６のステップと、
   Ｘ線撮影の設定内容に対する設定要求を表示し、かつＸ線撮影に対する撮影の許可をロックする第７のステップと、
   前記第７のステップで表示された設定要求に対して設定内容の確認入力を受け付けると前記撮影の許可のロックを解除する第８のステップと、
   前記第８のステップで前記撮影の許可のロックが解除された場合、Ｘ線撮影の許可信号が入力されると前記Ｘ線発生装置にＸ線撮影の実施を指令する第９のステップを備え、
   前記第１のステップが実行されると前記第６のステップに進み、
   前記第６のステップで撮影条件が設定済みであると判断した場合は、前記第２のステップに進み、
   前記第６のステップで撮影条件が未設定であると判断した場合は、前記第７のステップに進むことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
4. 前記第３のステップで前記確認要求を表示する際、警告音を伴うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
5. 前記第３のステップで前記確認要求を表示する際、振動を伴うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
6. Ｘ線撮影の対象者に関する患者情報を取得する第１のステップと、
   前記第１のステップで取得した患者情報をもとにＸ線撮影の設定内容を選択し表示する第２のステップと、
   現在表示されているＸ線撮影の設定内容に対して確認要求を表示する第３のステップと、Ｘ線発生装置にＸ線撮影の準備を要求する第４のステップと、
   前記第４のステップが実行されると現在表示されているＸ線撮影の設定内容は確認済みであるか未確認であるかを判断する第５のステップと、
   前記第５のステップでＸ線撮影の設定内容は未確認であると判断した場合、前記Ｘ線撮影の設定内容に対する確認要求を表示し、かつＸ線撮影に対する撮影の許可をロックする第６のステップと、
   前記第６のステップで表示された確認要求に対して、ハンドスイッチ形式の確認ボタンの押下による確認入力を受け付けると前記撮影の許可のロックを解除する第７のステップと、
   前記第５のステップでＸ線撮影の設定内容は確認済みであると判断した場合、または前記第７のステップで撮影の許可のロックが解除された場合、Ｘ線撮影の許可信号が入力されると前記Ｘ線発生装置にＸ線撮影の実施を指令する第８のステップを備えている粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
7. 前記第２のステップが実行されると前記第３のステップに進み、前記第３のステップで表示された確認要求に対し確認入力を受け付けると前記第４のステップに進むことを特徴とする請求項６に記載の粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
8. 前記第１のステップで取得した患者情報をもとに前記対象者がＸ線撮影の経験者であるか未経験者であるかを判断する第９のステップと、
   前記第１のステップで取得した患者情報をもとに前記対象者に対する最新のＸ線撮影の設定内容を前記Ｘ線発生装置に設定する第１０のステップを備えていることを特徴とする請求項６に記載の粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
9. 前記第１のステップが実行されると前記第９のステップに進み、
   前記第９のステップでＸ線撮影の未経験者であると判断した場合は、前記第２のステップに進み、
   前記第９のステップでＸ線撮影の経験者であると判断した場合は、前記第１０のステップに進み、前記第３のステップを実行することを特徴とする請求項８に記載の粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
10. 前記第３のステップで確認要求を表示する際、警告音を伴うことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。
11. 前記第３のステップで確認要求を表示する際、振動を伴うことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の粒子線治療システムにおけるＸ線撮影制御方法。