(57)【要約】本発明による特定部位位置計測方法は、被写体を透過した放射線を用いて撮影された複数の透過画像とテンプレート集合とに基づいて複数マッチング度を算出するステップと、そのマッチング度に基づいてその複数の透過画像からテンプレート用透過画像を選択するステップと、そのテンプレート用透過画像に基づいて作成された新規テンプレートをそのテンプレート集合に追加するステップと、被写体を透過した放射線により位置測定用透過画像を撮影するステップと、そのテンプレート集合の各々をその位置測定用透過画像にパターンマッチングすることにより、そのテンプレート集合からその位置測定用透過画像の部分に最も類似する最適テンプレートを選択するステップと、その位置測定用透過画像とその最適テンプレートとに基づいて特定部位位置を算出するステップとを備えている。このとき、被写体の透過画像は、このように作成されたテンプレートのうちのいずれかのテンプレートに類似する確率が高い。このため、特定部位位置計測方法は、その特定部位をより高精度に測定することができる。
2010103623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線を用いて撮影された複数の透過画像とテンプレート集合とに基づいて複数マッチング度を算出するマッチング度算出部と、
前記マッチング度に基づいて前記複数の透過画像からテンプレート用透過画像を選択する選択部と、
前記テンプレート用透過画像に基づいて作成された新規テンプレートを前記テンプレート集合に追加するテンプレート作成部とを具備し、
前記複数マッチング度は、それぞれ、前記複数の透過画像のうちの１つの透過画像の部分が前記テンプレート集合のうちの１つのテンプレートに類似する程度を示す
放射線治療装置制御装置。
【請求項２】
請求の範囲１において、
前記被写体を透過した放射線により位置測定用透過画像を撮影する撮影部と、
前記テンプレート集合の各々を前記位置測定用透過画像にパターンマッチングすることにより、前記テンプレート集合から前記位置測定用透過画像の部分に最も類似する最適テンプレートを選択するテンプレートマッチング部と、
前記位置測定用透過画像と前記最適テンプレートとに基づいて特定部位位置を算出する位置算出部と、
治療用放射線が前記特定部位位置を透過するように、前記治療用放射線を出射する放射線照射装置を前記被写体に対して駆動する駆動装置を前記位置に基づいて制御する駆動部と、
前記治療用放射線が出射するように前記放射線照射装置を制御する照射部
とを具備する放射線治療装置制御装置。
【請求項３】
請求の範囲１または請求の範囲２のいずれかにおいて、
前記複数マッチング度に基づいて作成された画面を表示装置に表示する表示部をさらに具備し、
前記選択部は、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいて前記複数の透過画像のうちから前記テンプレート用透過画像を選択する
放射線治療装置制御装置。
【請求項４】
請求の範囲３において、
前記画面は、前記複数の透過画像が撮影された順番を示す
放射線治療装置制御装置。
【請求項５】
請求の範囲３または請求の範囲４のいずれかにおいて、
前記画面は、前記複数の透過画像の各々の透過画像のうちの前記テンプレート集合を用いたテンプレートマッチングにより算出された位置を示す
放射線治療装置制御装置。
【請求項６】
請求の範囲３〜請求の範囲５のいずれかにおいて、
前記画面は、
前記複数の透過画像のうちの第１透過画像と、
前記複数の透過画像のうちの前記第１透過画像を除く第２画面とを識別し、
前記複数マッチング度のうちの前記第１透過画像に基づいて算出された第１マッチング度の最大値は、前記複数マッチング度のうちの前記第２透過画像に基づいて算出された第２マッチング度の最大値より大きい、
放射線治療装置制御装置。
【請求項７】
請求の範囲３〜請求の範囲６のいずれかにおいて、
前記画面は、
前記複数の透過画像のうちの前記テンプレート集合のテンプレートを作成するときに用いられた第１透過画像と、
前記複数の透過画像のうちの前記テンプレートを作成するときに用いられなかった第２透過画像とを識別する
放射線治療装置制御装置。
【請求項８】
請求の範囲１〜請求の範囲７のいずれかにおいて、
前記新規テンプレートは、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいて前記テンプレート用透過画像のうちから抽出されたテンプレート領域に映し出されている画像を示す
放射線治療装置制御装置。
【請求項９】
請求の範囲８において、
前記テンプレート用透過画像は、
第１位置から出射された放射線を用いて撮影された第１テンプレート用透過画像と、
前記第１テンプレート用透過画像が撮影された撮影時刻に前記第１位置と異なる第２位置から出射された放射線を用いて撮影された第２テンプレート用透過画像とを含み、
前記新規テンプレートは、
前記第１テンプレート用透過画像から抽出された第１テンプレート領域に映し出されている第１テンプレートと、
前記第２テンプレート用透過画像から抽出された第２テンプレート領域に映し出されている第２テンプレートとを含み、
前記第２テンプレート領域は、前記第２テンプレート領域の所定方向の位置が前記第１テンプレート領域の前記所定方向の位置に対応するように抽出される
放射線治療装置制御装置。
【請求項１０】
被写体を透過した放射線を用いて撮影された複数の透過画像とテンプレート集合とに基づいて複数マッチング度を算出するステップと、
前記マッチング度に基づいて前記複数の透過画像からテンプレート用透過画像を選択するステップと、
前記テンプレート用透過画像に基づいて作成された新規テンプレートを前記テンプレート集合に追加するステップと、
前記被写体を透過した放射線により位置測定用透過画像を撮影するステップと、
前記テンプレート集合の各々を前記位置測定用透過画像にパターンマッチングすることにより、前記テンプレート集合から前記位置測定用透過画像の部分に最も類似する最適テンプレートを選択するステップと、
前記位置測定用透過画像と前記最適テンプレートとに基づいて特定部位位置を算出するステップとを具備し、
前記複数マッチング度は、それぞれ、前記複数の透過画像のうちの１つの透過画像の部分が前記テンプレート集合のうちの１つのテンプレートに類似する程度を示す
特定部位位置計測方法。
【請求項１１】
請求の範囲１０において、
前記複数マッチング度に基づいて作成された画面を表示装置に表示する表示部をさらに具備し、
前記選択部は、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいて前記複数の透過画像のうちから前記テンプレート用透過画像を選択する
特定部位位置計測方法。
【請求項１２】
請求の範囲１１において、
前記画面は、前記複数の透過画像が撮影された順番を示す
特定部位位置計測方法。
【請求項１３】
請求の範囲１１または請求の範囲１２のいずれかにおいて、
前記画面は、前記複数の透過画像の各々の透過画像のうちの前記テンプレート集合を用いたテンプレートマッチングにより算出された位置を示す
特定部位位置計測方法。
【請求項１４】
請求の範囲１１〜請求の範囲１３のいずれかにおいて、
前記画面は、
前記複数の透過画像のうちの第１透過画像と、
前記複数の透過画像のうちの前記第１透過画像を除く第２画面とを識別し、
前記複数マッチング度のうちの前記第１透過画像に基づいて算出された第１マッチング度の最大値は、前記複数マッチング度のうちの前記第２透過画像に基づいて算出された第２マッチング度の最大値より大きい、
特定部位位置計測方法。
【請求項１５】
請求の範囲１１〜請求の範囲１４のいずれかにおいて、
前記画面は、
前記複数の透過画像のうちの前記テンプレート集合のテンプレートを作成するときに用いられた第１透過画像と、
前記複数の透過画像のうちの前記テンプレートを作成するときに用いられなかった第２透過画像とを識別する
特定部位位置計測方法。
【請求項１６】
請求の範囲１０〜請求の範囲１５のいずれかにおいて、
前記新規テンプレートは、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいて前記テンプレート用透過画像のうちから抽出されたテンプレート領域に映し出されている画像を示す
特定部位位置計測方法。
【請求項１７】
請求の範囲１６において、
前記テンプレート用透過画像は、
第１位置から出射された放射線を用いて撮影された第１テンプレート用透過画像と、
前記第１テンプレート用透過画像が撮影された撮影時刻に前記第１位置と異なる第２位置から出射された放射線を用いて撮影された第２テンプレート用透過画像とを含み、
前記新規テンプレートは、
前記第１テンプレート用透過画像から抽出された第１テンプレート領域に映し出されている第１テンプレートと、
前記第２テンプレート用透過画像から抽出された第２テンプレート領域に映し出されている第２テンプレートとを含み、
前記第２テンプレート領域は、前記第２テンプレート領域の所定方向の位置が前記第１テンプレート領域の前記所定方向の位置に対応するように抽出される
特定部位位置計測方法。
【請求項１８】
請求の範囲１０〜請求の範囲１７のいずれかにおいて、
前記複数の透過画像は、前記位置測定用透過画像を含む
放射線照射方法。
【請求項１９】
請求の範囲１０〜請求の範囲１８のいずれかに記載される特定部位位置計測方法を実行するステップと、
治療用放射線が前記特定部位位置を透過するように、前記治療用放射線を出射する放射線照射装置を前記被写体に対して駆動する駆動装置を前記位置に基づいて制御するステップと、
前記治療用放射線が出射するように前記放射線照射装置を制御するステップ
とを具備する放射線照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線治療装置制御装置および特定部位位置計測方法に関し、特に、人体内部の腫瘍患部を放射線治療するときに利用される放射線治療装置および特定部位位置計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患部（腫瘍）に治療用放射線を照射することにより患者を治療する放射線治療が知られている。その放射線治療を実行する放射線治療装置は、患者の透過画像を撮像するイメージャシステムと、その治療用放射線を出射する治療用放射線照射装置と、その治療用放射線照射装置を駆動する駆動装置とを備えている。その放射線治療装置は、その透過画像に基づいて患部の位置を算出し、その位置に治療用放射線が照射されるようにその駆動装置を用いてその治療用放射線照射装置を駆動する。このような放射線治療装置は、患部の細胞に照射される治療用放射線の線量に比較して、正常な細胞に照射される治療用放射線の被曝量がより小さくすることができる。このような放射線治療では、患者の患部をより高精度に測定することが望まれている。【０００３】
特開２００７−１５６７７１号公報には、取り込み画像から対象物を正確に検知するとともに連続的に追尾できる画像検知追跡装置が開示されている。その画像検知追跡装置は、動画像を取り込み、各フレーム毎の画像を得る画像入力部と、前記画像入力部で取り込んだ画像における動領域を検知し、各フレーム内の所定領域毎に検知結果を数値として出力する動領域算出部と、前記画像入力部で取り込んだ画像における検知対象のパターンを検知し、各フレーム内の所定領域毎に検知結果を数値として出力するパターン検知算出部と、前記画像入力部で取り込んだ各フレーム毎の画像について前記パターン算出部で検知した検知対象のパターンを追跡し、その追跡結果を数値として出力するパターン追跡算出部と、前記動領域算出部、前記パターン検知算出部、前記パターン追跡算出部から各々出力された数値を合成する存在度合成部と、前記存在度合成部で合成された数値に基づき検出対象のパターンのフレーム内での位置をパターンウインドウとしてフレーム毎に順次算出するパターンウインドウ制御部とを備えることを特徴とする。【０００４】
特開２００５−２３６５０８号公報には、画像中の侵入者等の物体を追跡する際に、追跡の中断がなく安定した追尾が可能な自動追尾装置が開示されている。その自動追尾装置は、撮像手段によって撮影された画像を入力し、前記画像中の対象物体を追跡する自動追尾装置であって、前記対象物体の特徴を示すテンプレート画像と入力画像との相関演算を行うテンプレートマッチング手段と、前記対象物体の形状変化を検出する形状変化検出手段と、前記形状変化検出手段の処理結果に応じて、前記テンプレート画像の更新アルゴリズムを制御するテンプレート保持制御手段とを備えることを特徴とする。【０００５】
特許第４１２６３１８号公報には、被検体の所定部位をより高精度に検出する放射線治療装置制御装置が開示されている。その放射線治療装置制御装置は、治療用放射線を放射する治療用放射線照射装置と、被検体を透過する放射線により前記被検体のイメージャ画像を生成するイメージャとを備える放射線治療装置を制御する放射線治療装置制御装置であり、前記被検体の対象部位と前記被検体の非対象部位とが映し出される位置関係が異なる複数の画像テンプレートを一方向に射影したときの射影輝度の変化をそれぞれ示す複数の射影テンプレートを作成し、前記複数の射影テンプレートで共通する部分を示す特徴箇所テンプレートを作成する特徴箇所抽出部と、前記イメージャ画像を一方向に射影したときの射影輝度の変化に前記特徴箇所テンプレートをパターンマッチングして前記対象部位の位置を算出する患部位置算出部とを具備している。【０００６】
特許第３７８５１３６号公報には、被検体に対して放射線治療がなされた後の治療計画を容易にすることのできる放射線治療装置が開示されている。その放射線治療装置は、治療用放射線を照射する放射線照射ヘッドと、前記放射線照射ヘッドからの前記治療用放射線が照射される被検体の患部の画像を生成する画像処理部と、前記画像の生成と前記治療用放射線の照射を含む周期を繰り返すように、また、第１周期の前記治療用放射線の照射前に、前記第１周期の次の第２周期における診断用Ｘ線を用いる前記画像の撮像が終了し、第１周期の前記治療用放射線の照射の間に前記撮像された画像の処理を終了して前記患部の画像が生成されるように、前記放射線照射ヘッドと前記画像処理部とを制御する制御部とを具備している。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の課題は、被写体の内部の特定部位をより高精度に測定する放射線治療装置制御装置および特定部位位置計測方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、被写体の内部の特定部位を測定するためのテンプレートをより適切に作成する放射線治療装置制御装置および特定部位位置計測方法を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、被写体の内部の特定部位を測定するためのテンプレートをより容易に作成する放射線治療装置制御装置および特定部位位置計測方法を提供することにある。
【０００８】
本発明による放射線治療装置制御装置は、被写体を透過した放射線を用いて撮影された複数の透過画像とテンプレート集合とに基づいて複数マッチング度を算出するマッチング度算出部と、そのマッチング度に基づいてその複数の透過画像からテンプレート用透過画像を選択する選択部と、そのテンプレート用透過画像に基づいて作成された新規テンプレートをそのテンプレート集合に追加するテンプレート作成部とを備えている。その複数マッチング度は、そのテンプレート集合から１つのテンプレートを選択し、かつ、その複数の透過画像から１つの透過画像を選択する複数事象に対応し、それぞれ、その１つの透過画像のうちの部分がその１つのテンプレートに類似する程度を示している。このとき、任意の時刻に撮影された被写体の透過画像は、被写体の特定部位とそれ以外の部位との位置関係が異なる場合でも、このように作成されたテンプレートのうちのいずれかのテンプレートに一致する確率が高い。このため、放射線治療装置制御装置は、その特定部位をより高精度に測定することができる。
【０００９】
本発明による放射線治療装置制御装置は、被写体を透過した放射線により位置測定用透過画像を撮影する撮影部と、そのテンプレート集合の各々をその位置測定用透過画像にパターンマッチングすることにより、そのテンプレート集合からその位置測定用透過画像の部分に最も類似する最適テンプレートを選択するテンプレートマッチング部と、その位置測定用透過画像とその最適テンプレートとに基づいて特定部位位置を算出する位置算出部と、治療用放射線がその特定部位位置を透過するように、治療用放射線を出射する放射線照射装置を被写体に対して駆動する駆動装置をその特定部位位置に基づいて制御する駆動部と、治療用放射線が出射するように放射線照射装置を制御する照射部とを備えていることが好ましい。
【００１０】
本発明による放射線治療装置制御装置は、その複数マッチング度に基づいて作成された画面を表示装置に表示している表示部をさらに備えている。選択部は、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいてその複数の透過画像のうちからそのテンプレート用透過画像を選択する。このような放射線治療装置制御装置によれば、ユーザは、その複数マッチング度に基づいてそのテンプレート用透過画像を選択することができ、そのテンプレート用透過画像をより適切に、より容易に選択することができる。
【００１１】
その画面は、その複数の透過画像が撮影された順番を示していることが好ましい。
【００１２】
その画面は、その複数の透過画像の各々の透過画像のうちのそのテンプレート集合を用いたテンプレートマッチングにより算出された位置を示していることが好ましい。
【００１３】
その画面は、その複数の透過画像のうちのマッチング度が比較的大きい第１透過画像と、その複数の透過画像のうちのマッチング度が比較的小さい第２画面とを識別することが好ましい。
【００１４】
その画面は、その複数の透過画像のうちのそのテンプレート集合のテンプレートを作成するときに用いられた第１透過画像と、その複数の透過画像のうちのそのテンプレートを作成するときに用いられなかった第２透過画像とを識別することが好ましい。
【００１５】
その新規テンプレートは、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいてそのテンプレート用透過画像のうちから抽出されたテンプレート領域に映し出されている画像を示していることが好ましい。
【００１６】
そのテンプレート用透過画像は、第１位置から出射された放射線を用いて撮影された第１テンプレート用透過画像と、第１テンプレート用透過画像が撮影された撮影時刻にその第１位置と異なる第２位置から出射された放射線を用いて撮影された第２テンプレート用透過画像とを含んでいる。その新規テンプレートは、第１テンプレート用透過画像から抽出された第１テンプレート領域に映し出されている第１テンプレートと、第２テンプレート用透過画像から抽出された第２テンプレート領域に映し出されている第２テンプレートとを含んでいる。第２テンプレート領域は、第２テンプレート領域の所定方向の位置が第１テンプレート領域の所定方向の位置に対応するように抽出されることが好ましい。
【００１７】
本発明による特定部位位置計測方法は、被写体を透過した放射線を用いて撮影された複数の透過画像とテンプレート集合とに基づいて複数マッチング度を算出するステップと、そのマッチング度に基づいてその複数の透過画像からテンプレート用透過画像を選択するステップと、そのテンプレート用透過画像に基づいて作成された新規テンプレートをそのテンプレート集合に追加するステップと、被写体を透過した放射線により位置測定用透過画像を撮影するステップと、そのテンプレート集合の各々をその位置測定用透過画像にパターンマッチングすることにより、そのテンプレート集合からその位置測定用透過画像の部分に最も類似する最適テンプレートを選択するステップと、その位置測定用透過画像とその最適テンプレートとに基づいて特定部位位置を算出するステップとを備えている。その複数マッチング度は、そのテンプレート集合から１つのテンプレートを選択し、かつ、その複数の透過画像から１つの透過画像を選択する複数事象に対応し、それぞれ、その１つの透過画像のうちの部分がその１つのテンプレートに類似する程度を示している。このとき、任意の時刻に撮影された被写体の透過画像は、被写体の特定部位とそれ以外の部位との位置関係が異なる場合でも、このように作成されたテンプレートのうちのいずれかのテンプレートに一致する確率が高い。このため、特定部位位置計測方法は、その特定部位をより高精度に測定することができる。
【００１８】
本発明による特定部位位置計測方法は、その複数マッチング度に基づいて作成された画面を表示装置に表示している表示部をさらに備えている。選択部は、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいてその複数の透過画像のうちからそのテンプレート用透過画像を選択する。このような特定部位位置計測方法によれば、ユーザは、その複数マッチング度に基づいてそのテンプレート用透過画像を選択することができ、そのテンプレート用透過画像をより適切に、より容易に選択することができる。
【００１９】
その画面は、その複数の透過画像が撮影された順番を示していることが好ましい。
【００２０】
その画面は、その複数の透過画像の各々の透過画像のうちのそのテンプレート集合を用いたテンプレートマッチングにより算出された位置を示していることが好ましい。
【００２１】
その画面は、その複数の透過画像のうちのマッチング度が比較的大きい第１透過画像と、その複数の透過画像のうちのマッチング度が比較的小さい第２画面とを識別することが好ましい。
【００２２】
その画面は、その複数の透過画像のうちのそのテンプレート集合のテンプレートを作成するときに用いられた第１透過画像と、その複数の透過画像のうちのそのテンプレートを作成するときに用いられなかった第２透過画像とを識別していることが好ましい。
【００２３】
その新規テンプレートは、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいてそのテンプレート用透過画像のうちから抽出されたテンプレート領域に映し出されている画像を示していることが好ましい。
【００２４】
そのテンプレート用透過画像は、第１位置から出射された放射線を用いて撮影された第１テンプレート用透過画像と、第１テンプレート用透過画像が撮影された撮影時刻にその第１位置と異なる第２位置から出射された放射線を用いて撮影された第２テンプレート用透過画像とを含んでいる。その新規テンプレートは、第１テンプレート用透過画像から抽出された第１テンプレート領域に映し出されている第１テンプレートと、第２テンプレート用透過画像から抽出された第２テンプレート領域に映し出されている第２テンプレートとを含んでいる。第２テンプレート領域は、第２テンプレート領域の所定方向の位置が第１テンプレート領域の所定方向の位置に対応するように抽出される。
【００２５】
その複数の透過画像は、その位置測定用透過画像を含んでいる。すなわち、本発明による特定部位位置計測方法は、その特定部位位置を測定するために撮影された位置測定用透過画像を用いてテンプレートを作成することもできる。
【００２６】
本発明による放射線照射方法は、本発明による特定部位位置計測方法を実行するステップと、治療用放射線がその特定部位位置を透過するように、治療用放射線を出射する放射線照射装置を被写体に対して駆動する駆動装置をその位置に基づいて制御するステップと、治療用放射線が出射するように放射線照射装置を制御するステップとを備えている。すなわち、本発明による特定部位位置計測方法は、特定部位位置に治療用放射線を照射する放射線照射方法に適用されることが好ましい。
【００２７】
本発明による放射線治療装置制御装置および特定部位位置計測方法は、複数のテンプレートをより適切に作成することができ、その複数のテンプレートを用いることにより被写体の内部の特定部位をより高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、放射線治療システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明による放射線治療装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、放射線治療装置制御装置を示すブロック図である。
【図４】図４は、テンプレートを示す図である。
【図５】図５は、透過画像を示す図である。
【図６】図６は、表示部により作成されるマッチング結果画面を示す図である。
【図７】図７は、表示部により作成される他のマッチング結果画面を示す図である。
【図８】図８は、表示部により作成されるさらに他のマッチング結果画面を示す図である。
【図９】図９は、テンプレート領域を指定するときに表示される画面を示す図である。
【図１０】図１０は、テンプレートを作成する動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、テンプレートを修正する動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、テンプレートを修正するときに表示される画面を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図面を参照して、本発明による放射線治療装置制御装置の実施の形態を記載する。その放射線治療装置制御装置２は、図１に示されているように、放射線治療システム１に適用されている。放射線治療システム１は、放射線治療装置制御装置２と放射線治療装置３とを備えている。放射線治療装置制御装置２は、パーソナルコンピュータに例示されるコンピュータである。放射線治療装置制御装置２と放射線治療装置３とは、双方向に情報を伝送することができるように、互いに接続されている。【００３０】
図２は、放射線治療装置３を示している。放射線治療装置３は、旋回駆動装置１１とＯリング１２と走行ガントリ１４と首振り機構１５と治療用放射線照射装置１６とを備えている。旋回駆動装置１１は、回転軸１７を中心に回転可能にＯリング１２を土台に支持し、放射線治療装置制御装置２により制御されて回転軸１７を中心にＯリング１２を回転させる。回転軸１７は、鉛直方向に平行である。旋回駆動装置１１は、さらに、土台に対するＯリング１２の旋回角を計測する。Ｏリング１２は、回転軸１８を軸とするリング状に形成され、回転軸１８を中心に回転可能に走行ガントリ１４を支持している。回転軸１８は、鉛直方向に垂直であり、回転軸１７に含まれるアイソセンタ１９を通る。回転軸１８は、さらに、Ｏリング１２に対して固定され、すなわち、Ｏリング１２とともに回転軸１７を中心に回転する。走行ガントリ１４は、回転軸１８を中心とするリング状に形成され、Ｏリング１２のリングと同心円になるように配置されている。放射線治療装置３は、さらに、図示されていない走行駆動装置を備えている。その走行駆動装置は、放射線治療装置制御装置２により制御されて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させる。その走行駆動装置は、さらに、Ｏリング１２に対する走行ガントリ１４の走行角を計測する。【００３１】
首振り機構１５は、治療用放射線照射装置１６が走行ガントリ１４の内側に配置されるように、治療用放射線照射装置１６を走行ガントリ１４に支持している。首振り機構１５は、チルト軸２１およびパン軸２２を有している。パン軸２２は、走行ガントリ１４に対して固定され、回転軸１８に交差しないで回転軸１８に平行である。チルト軸２１は、パン軸２２に直交している。首振り機構１５は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、パン軸２２を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させ、チルト軸２１を中心に治療用放射線照射装置１６を回転させる。【００３２】
治療用放射線照射装置１６は、放射線治療装置制御装置２により制御されて、治療用放射線２３を放射する。治療用放射線２３は、パン軸２２とチルト軸２１とが交差する交点を通る直線に概ね沿って放射される。治療用放射線２３は、一様強度分布を持つように形成されている。治療用放射線照射装置１６は、マルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）２０を備えている。そのマルチリーフコリメータ２０は、放射線治療装置制御装置２により制御され、治療用放射線２３の一部を遮蔽することにより、治療用放射線２３が患者に照射されるときの照射野の形状を変更する。【００３３】
治療用放射線２３は、このように治療用放射線照射装置１６が走行ガントリ１４に支持されることにより、首振り機構１５で治療用放射線照射装置１６がアイソセンタ１９に向かうように一旦調整されると、旋回駆動装置１１によりＯリング１２が回転し、または、その走行駆動装置により走行ガントリ１４が回転しても、常に概ねアイソセンタ１９を通る。即ち、走行・旋回を行うことで任意方向からアイソセンタ１９に向けて治療用放射線２３の照射が可能になる。【００３４】
放射線治療装置３は、さらに、複数のイメージャシステムを備えている。すなわち、放射線治療装置３は、診断用Ｘ線源２４、２５とセンサアレイ３２、３３とを備えている。診断用Ｘ線源２４は、走行ガントリ１４に支持されている。診断用Ｘ線源２４は、走行ガントリ１４のリングの内側に配置され、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２４を結ぶ線分とアイソセンタ１９から治療用放射線照射装置１６を結ぶ線分とがなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源２４は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて診断用Ｘ線３５を放射する。診断用Ｘ線３５は、診断用Ｘ線源２４が有する１点から放射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ１４に支持されている。診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ１４のリングの内側に配置され、アイソセンタ１９から診断用Ｘ線源２５を結ぶ線分とアイソセンタ１９から治療用放射線照射装置１６を結ぶ線分とがなす角が鋭角になるような位置に配置されている。診断用Ｘ線源２５は、放射線治療装置制御装置２により制御されてアイソセンタ１９に向けて診断用Ｘ線３６を放射する。診断用Ｘ線３６は、診断用Ｘ線源２５が有する１点から放射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。【００３５】
センサアレイ３２は、走行ガントリ１４に支持されている。センサアレイ３２は、診断用Ｘ線源２４により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線３５を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３３は、走行ガントリ１４に支持されている。センサアレイ３３は、診断用Ｘ線源２５により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線３６を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３２、３３としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。【００３６】
このようなイメージャシステムによれば、センサアレイ３２、３３により得た画像信号に基づき、アイソセンタ１９を中心とする透過画像を生成することができる。【００３７】
放射線治療装置３は、さらに、カウチ４１とカウチ駆動装置４２とを備えている。カウチ４１は、放射線治療システム１により治療される患者４３が横臥することに利用される。カウチ４１は、図示されていない固定具を備えている。その固定具は、その患者が動かないように、その患者をカウチ４１に固定する。カウチ駆動装置４２は、カウチ４１を土台に支持し、放射線治療装置制御装置２により制御されてカウチ４１を移動させる。【００３８】
図３は、放射線治療装置制御装置２を示している。放射線治療装置制御装置２は、図示されていないＣＰＵと記憶装置と入力装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、放射線治療装置制御装置２にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置と入力装置とインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵにより生成される情報を一時的に記録する。その入力装置は、ユーザに操作されることにより情報を生成し、その情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、キーボード、ポインティングデバイスが例示される。そのインターフェースは、放射線治療装置制御装置２に接続される外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、放射線治療装置３の旋回駆動装置１１と走行駆動装置と首振り機構１５と治療用放射線照射装置１６とマルチリーフコリメータ２０とイメージャシステム（診断用Ｘ線源２４、２５、センサアレイ３２、３３）とカウチ駆動装置４２とを含んでいる。【００３９】
そのコンピュータプログラムは、撮影部５１とマッチング度算出部５２と表示部５３と選択部５４とテンプレート作成部５５とテンプレートマッチング部５６と位置算出部５７と首振り駆動部５８と照射部５９とを含んでいる。【００４０】
撮影部５１は、診断用Ｘ線源２４とセンサアレイ３２とを用いて互いに異なる複数の時刻に複数の第１透過画像をそれぞれ撮影し、診断用Ｘ線源２５とセンサアレイ３３とを用いてその複数の時刻に複数の第２透過画像を撮影する。撮影部５１は、さらに、放射線治療中に、診断用Ｘ線源２４とセンサアレイ３２とを用いて患者４３の第１位置測定用透過画像を撮影し、同時に、診断用Ｘ線源２５とセンサアレイ３３とを用いて患者４３の第２位置測定用透過画像を撮影する。【００４１】
マッチング度算出部５２は、撮影部５１により撮影された複数の第１透過画像と複数の第２透過画像とテンプレート作成部５５により作成された複数の第１テンプレートと複数の第１テンプレートとに基づいて、複数のマッチング度を算出する。【００４２】
表示部５３は、マッチング度算出部５２により算出された複数のマッチング度に基づいてマッチング結果画面を作成し、そのマッチング結果画面を表示装置に表示する。【００４３】
選択部５４は、入力装置を介して入力された情報に基づいて、撮影部５１により撮影された複数の第１透過画像から複数の第１テンプレート作成用透過画像を選択し、撮影部５１により撮影された複数の第２透過画像から複数の第２テンプレート作成用透過画像を選択する。【００４４】
テンプレート作成部５５は、入力装置を介して入力された情報に基づいて、選択部５４により選択された複数の第１テンプレート作成用透過画像から複数の第１テンプレートをそれぞれ作成する。テンプレート作成部５５は、入力装置を介して入力された情報に基づいて、選択部５４により選択された複数の第２テンプレート作成用透過画像から複数の第２テンプレートをそれぞれ作成する。【００４５】
テンプレートマッチング部５６は、治療中に撮影部５１により撮影された第１位置算出用透過画像とテンプレート作成部５５により作成された複数の第１テンプレートとに基づいて第１位置を算出する。テンプレートマッチング部５６は、さらに、治療中に撮影部５１により撮影された第２位置算出用透過画像とテンプレート作成部５５により作成された複数の第２テンプレートとに基づいて第２位置を算出する。【００４６】
位置算出部５７は、テンプレートマッチング部５６により算出された第１位置と第２位置とに基づいて、患者４３の患部が配置された患部位置を算出する。首振り駆動部５８は、位置算出部５７により算出された患部位置を治療用放射線２３が透過するように、首振り機構１５を用いて治療用放射線照射装置１６を駆動する。照射部５９は、撮影部５１により撮影された透過画像に基づいて照射野の形状を算出し、その算出された形状に治療用放射線２３の照射野が形成されるようにマルチリーフコリメータ２０を制御する。照射部５９は、治療用放射線照射装置１６を用いて、治療用放射線２３を患者に照射する。【００４７】
図４は、テンプレート作成部５５により作成された複数のテンプレートの例を示している。テンプレート６１−１〜６１−３は、それぞれ、患者４３の患部６２と骨６３とが映し出されている。患部６２がテンプレート６１−１〜６１−３に映し出されている位置は、互いに等しい。骨６３がテンプレート６１−１〜６１−３に映し出されている位置は、互いに異なっている。【００４８】
図５は、撮影部５１により互いに異なる複数の時刻にそれぞれ撮像された複数の第１透過画像の例を示している。その複数の時刻での患者４３の呼吸の位相は、互いに異なっている。その複数の透過画像６５−１〜６５−３は、それぞれ、患者４３の患部６２と骨６３とが映し出されている。複数の透過画像６５−１〜６５−３に患部６２または骨６３が映し出される位置は、複数の透過画像６５−１〜６５−３毎に異なっている。さらに、複数の透過画像６５−１〜６５−３に映し出される患部６２と骨６３との位置関係は、複数の透過画像６５−１〜６５−３毎に異なっている。【００４９】
このとき、マッチング度算出部５２は、透過画像６５−１のうちからテンプレート６１−１に最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。そのマッチング度は、その領域がその画像テンプレートに類似する程度を示し、その値が大きいほどその領域がその画像テンプレートに類似することを示している。そのパターンマッチング画像処理法としては、オプティカルフロー法、正規化相関演算の単調関数化による高速テンプレートマッチング法などが例示される。オプティカルフロー法としては、勾配法、ブロックマッチング法が例示される。【００５０】
マッチング度算出部５２は、次いで、テンプレート６１−１と同様にして、他のテンプレート６１−２〜６１−３の各々に関して最も類似する領域の位置とマッチング度とを算出する。マッチング度算出部５２は、次いで、透過画像６５−１に関して算出された複数のマッチング度のうちの最大であるマッチング度が算出されたテンプレート６１−１を算出し、透過画像６５−１のうちからテンプレート６１−１に最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。マッチング度算出部５２は、透過画像６５−１と同様にして、他の透過画像６５−２〜６５−３に関して、複数のテンプレート６１−２〜６１−３のうちの最も類似するテンプレートを算出し、そのテンプレートに最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。【００５１】
テンプレートマッチング部５６は、マッチング度算出部５２と同様にして、撮影部５１により撮像された第１位置算出用透過画像に関して、テンプレート作成部５５により作成された複数の第１テンプレートのうちから最も類似するテンプレートを算出し、そのテンプレートに最も類似する領域の第１位置を算出し、第１マッチング度を算出する。テンプレートマッチング部５６は、さらに、撮影部５１により撮像された第２位置算出用透過画像に関して、テンプレート作成部５５により作成された複数の第２テンプレートのうちから最も類似するテンプレートを算出し、そのテンプレートに最も類似する領域の第２位置を算出し、第２マッチング度を算出する。位置算出部５７は、その第１マッチング度が閾値より大きく、かつ、その第２マッチング度がその閾値より大きいときに、その第１位置と第２位置とに基づいて患者４３の患部の位置を算出する。位置算出部５７は、その第１マッチング度が閾値より小さいときに、または、その第２マッチング度がその閾値より小さいときに、患者４３の患部の位置を算出しない。【００５２】
図６は、表示部５３により作成されるマッチング結果画面を示している。そのマッチング結果画面７１は、撮影部５１により撮影された複数の第１透過画像のうちの１つの透過画像を表示している。その透過画像は、患者４３の患部７２が映し出されている。そのマッチング結果画面は、さらに、枠７３とＰＴＶ射影７４と十字７５とをその透過画像に重ねて表示している。枠７３は、その透過画像に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に表示されている。ＰＴＶ射影７４は、患者４３の患部の３次元照射領域（ＰＴＶ、Ｐｌａｎｎｉｎｇ  Ｔｕｍｏｒ  Ｖｏｌｕｍｅ）を投影した領域に対応し、その透過画像に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に対応する位置に表示されている。十字７５は、患者４３の患部の特徴点に対応し、その透過画像に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に対応する位置に表示されている。その特徴点としては、その患部の重心が例示される。【００５３】
表示部５３は、入力装置を介して入力された情報に基づいて、撮影部５１により撮影された複数の第１透過画像のうちの任意の１つの透過画像をこのようなマッチング結果画面に表示する。【００５４】
このようなマッチング結果画面によれば、ユーザは、患部７２が表示されている位置と枠７３またはＰＴＶ射影７４または十字７５が表示されている位置との関係に基づいて、その透過画像にテンプレートが適切な位置にテンプレートマッチングされているかどうかをより容易に判別することができる。【００５５】
図７は、表示部５３により作成される他のマッチング結果画面を示している。そのマッチング結果画面８１は、第１領域８２と第２領域８３とから形成されている。第１領域８２には、複数の透過画像８４が表示されている。複数の透過画像８４は、マッチング度算出部５２により所定の閾値より大きいマッチング度が算出された透過画像から形成されている。複数の透過画像８４は、それぞれ、枠８７が重ねて表示されている。枠８７は、透過画像８４の各々に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に表示されている。第２領域８３には、他の複数の透過画像８５が表示されている。マッチング度算出部５２によりその閾値より小さいマッチング度が算出された透過画像から形成されている。【００５６】
マッチング結果画面８１は、患者４３の患部がどのような状態であるときに、適切にテンプレートマッチングされないかを示している。このため、ユーザは、マッチング結果画面８１を参照することにより、どのような状態の患者４３の患部が映し出されたテンプレートが追加しなければならないかがより容易に確認することができる。【００５７】
図８は、表示部５３により作成されるさらに他のマッチング結果画面を示している。そのマッチング結果画面７６は、複数の画像番号７７が表示されている。複数の画像番号７７は、それぞれ、撮影部５１により撮影された複数の第１透過画像に対応し、その複数の第１透過画像を識別している。複数の画像番号７７は、マトリクス状に並べられ、複数の画像番号７７が並べられている順番は、その複数の第１透過画像が撮影された順番に一致している。複数の画像番号７７は、それぞれ、第１画像番号７８と第２画像番号７９と第３画像番号８０とを含んでいる。第１画像番号７８は、第１表示形態で表示されている。第１画像番号７８に対応する第１透過画像は、テンプレート作成部５５により第１テンプレートを作成することに用いられている。第２画像番号７９は、その第１表示形態と異なる第２表示形態で表示されている。第２画像番号７９に対応する第１透過画像は、マッチング度算出部５２により所定の閾値より大きいマッチング度が算出されている。第３画像番号８０は、その第１表示形態と異なり、かつ、その第２表示形態と異なる第３表示形態で表示されている。第３画像番号８０に対応する第１透過画像は、マッチング度算出部５２により所定の閾値より大きいマッチング度が算出されている。【００５８】
マッチング結果画面７６は、どのようなタイミングで撮影された透過画像が、適切にテンプレートマッチングされないかを示している。このため、ユーザは、マッチング結果画面７６を参照することにより、どのようなタイミングで撮影された透過画像から作成されたテンプレートを追加しなければならないかがより容易に確認することができる。【００５９】
図９は、テンプレート作成部５５により第１テンプレートと第２テンプレートとを作成するときに表示装置に表示される画面を示している。その画面９１は、第１テンプレート作成用透過画像９２−１と第２テンプレート作成用透過画像９２−２とを表示している。第１テンプレート作成用透過画像９２−１は、選択部５４により選択された複数の第１テンプレート作成用透過画像の１つを示し、患者４３の患部の像９３−１が映し出されている。第２テンプレート作成用透過画像９２−２は、選択部５４により選択された複数の第２テンプレート作成用透過画像のうちの第１テンプレート作成用透過画像９２−１と同時に撮影された画像を示し、患者４３の患部の像９３−１が映し出されている。【００６０】
画面９１には、さらに、枠９４−１とＰＴＶ射影９５−１と十字９６−１とが第１テンプレート作成用透過画像９２−１に重ねて表示されている。枠９４−１は、第１テンプレート作成用透過画像９２−１に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に表示されている。ＰＴＶ射影９５−１は、患者４３の患部の３次元照射領域（ＰＴＶ）を投影した領域に対応し、第１テンプレート作成用透過画像９２−１に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に対応する位置に表示されている。十字９６−１は、患者４３の患部の特徴点に対応し、第１テンプレート作成用透過画像９２−１に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に対応する位置に表示されている。【００６１】
画面９１には、さらに、枠９４−２とＰＴＶ射影９５−２と十字９６−２とが第２テンプレート作成用透過画像９２−２に重ねて表示されている。枠９４−２は、第２テンプレート作成用透過画像９２−２に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に表示されている。ＰＴＶ射影９５−２は、患者４３の患部の３次元照射領域（ＰＴＶ）を投影した領域に対応し、第２テンプレート作成用透過画像９２−２に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に対応する位置に表示されている。十字９６−２は、患者４３の患部の特徴点に対応し、第２テンプレート作成用透過画像９２−２に関してマッチング度算出部５２により算出された領域の位置に対応する位置に表示されている。【００６２】
テンプレート作成部５５は、入力装置を介して入力された情報に基づいて、枠９４−１が表示される位置を変更する。このとき、テンプレート作成部５５は、さらに、枠９４−１とＰＴＶ射影９５−１と十字９６−１との位置関係が変化しないように、枠９４−１とともにＰＴＶ射影９５−１と十字９６−１とが表示される位置を変更する。テンプレート作成部５５は、さらに、枠９４−１の方向９７に関する位置が枠９４−２の方向９７に関する位置に一致するように、枠９４−１とともに枠９４−２が表示される位置を変更する。【００６３】
テンプレート作成部５５は、入力装置を介して入力された情報に基づいて、枠９４−２が表示される位置を変更する。このとき、テンプレート作成部５５は、さらに、枠９４−２とＰＴＶ射影９５−２と十字９６−２との位置関係が変化しないように、枠９４−２とともにＰＴＶ射影９５−２と十字９６−２とが表示される位置を変更する。テンプレート作成部５５は、さらに、枠９４−２の方向９７に関する位置が枠９４−１の方向９７に関する位置に一致するように、枠９４−２とともに枠９４−１が表示される位置を変更する。【００６４】
テンプレート作成部５５は、入力装置を介して入力された情報に基づいて枠９４−１または枠９４−２の位置が変更された後に、第１テンプレート作成用透過画像９２−１に基づいて第１テンプレートを作成し、第２テンプレート作成用透過画像９２−２に基づいて第２テンプレートを作成する。その第１テンプレートは、第１テンプレート作成用透過画像９２−１のうちの枠９４−１に囲まれた領域に表示されている画像に一致している。その第２テンプレートは、第２テンプレート作成用透過画像９２−２のうちの枠９４−２に囲まれた領域に表示されている画像に一致している。【００６５】
患者４３の患部の像９３−１が第１テンプレート作成用透過画像９２−１に映し出される方向９７の位置は、患部の像９３−２が第２テンプレート作成用透過画像９２−２に映し出される方向９７の位置に一致している。このため、テンプレート作成部５５は、第１テンプレート作成用透過画像９２−１と第２テンプレート作成用透過画像９２−２とから第１テンプレートと第２テンプレートとを作成するときのユーザの操作を容易にすることができる。【００６６】
本発明による放射線照射方法の実施の形態は、放射線治療システム１を用いて実行され、テンプレートを作成する動作と、放射線治療する動作と、テンプレートを修正する動作とを備えている。【００６７】
図１０は、そのテンプレートを作成する動作を示している。ユーザは、まず、放射線治療装置３のカウチ４１に患者４３を固定する。ユーザは、さらに、患者４３の患部が概ねアイソセンタ１９に重なって配置されるように、放射線治療装置制御装置２を操作してカウチ４１を移動させる。放射線治療装置制御装置２は、治療計画が示す照射角度から患者４３の患部に治療用放射線２３が照射されるように、放射線治療装置３の旋回駆動装置１１を用いてＯリング１２を所定の旋回角に固定し、放射線治療装置３の走行駆動装置を用いて走行ガントリ１４を所定の走行角に固定する。放射線治療装置制御装置２は、走行ガントリ１４が固定された状態で、診断用Ｘ線源２４とセンサアレイ３２とを用いて互いに異なる複数の撮影時刻に患者４３の複数の第１透過画像を撮影し、診断用Ｘ線源２５とセンサアレイ３３とを用いてその複数の撮影時刻に患者４３の複数の第２透過画像を撮影する（ステップＳ１）。【００６８】
ユーザは、その複数の第１透過画像のうちから適当な１つの第１透過画像を選択し、入力装置を介して、その１つの第１透過画像を識別する情報を放射線治療装置制御装置２に入力する。放射線治療装置制御装置２は、その選択された第１透過画像を表示装置に表示する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その選択された第１透過画像と同時に撮影された１つの第２透過画像をその複数の第２透過画像から算出し、その１つの第２透過画像を表示装置に表示する（ステップＳ２）。【００６９】
ユーザは、その表示された第１透過画像を閲覧して、その第１透過画像から第１テンプレートにする領域を抽出し、入力装置を介してその領域の位置を示す情報を放射線治療装置制御装置２に入力する。放射線治療装置制御装置２は、その抽出された領域に映し出されている画像を第１テンプレートに作成する。ユーザは、その表示された第２透過画像を閲覧して、その第２透過画像から第２テンプレートにする領域を抽出し、入力装置を介してその領域の位置を示す情報を放射線治療装置制御装置２に入力する。放射線治療装置制御装置２は、その抽出された領域に映し出されている画像を第２テンプレートに作成する（ステップＳ３）。【００７０】
放射線治療装置制御装置２は、その複数の第１透過画像の各々のうちからその第１テンプレートの各々に最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、次いで、その各々の第１透過画像に関して算出された複数のマッチング度のうちの最大であるマッチング度が算出された１つの第１テンプレートを算出し、その各々の第１透過画像のうちから１つの第１テンプレートに最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その複数の第２透過画像に関してもその複数の第１透過画像と同様にして、その複数の第２透過画像の各々のうちからその第２テンプレートの各々に最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、次いで、その各々の第２透過画像に関して算出された複数のマッチング度のうちの最大であるマッチング度が算出された１つの第２テンプレートを算出し、その各々の第２透過画像のうちから１つの第２テンプレートに最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その算出された領域の位置とマッチング度とに基づいて、マッチング結果画面７１、７６、８１を作成し、マッチング結果画面７１、７６、８１を表示装置に表示する（ステップＳ４）。【００７１】
ユーザは、マッチング結果画面７１、７６、８１を参照して、その複数の第１透過画像のうちから第１テンプレートとして適当な１つの第１透過画像を選択し、その選択された第１透過画像を識別する情報を放射線治療装置制御装置２に入力する（ステップＳ５、選択された）。このとき、放射線治療装置制御装置２は、その選択された第１透過画像とその選択された第１透過画像と同時に撮影された１つの第２透過画像とに基づいて作成された画面９１を表示装置に表示する（ステップＳ２）。放射線治療装置制御装置２は、入力装置を介して入力された情報に基づいて、その選択された第１透過画像から第１テンプレートを作成し、その選択された第２透過画像から第２テンプレートを作成する（ステップＳ３）。放射線治療装置制御装置２は、その新規に作成された第１テンプレートと第２テンプレートとを追加して、その複数の第１透過画像と複数の第２透過画像とに関してそのテンプレートに最も類似する領域の位置とマッチング度とを算出する。放射線治療装置制御装置２は、その算出された領域の位置とマッチング度とに基づいて、マッチング結果画面７１、７６、８１を作成し、マッチング結果画面７１、７６、８１を表示装置に表示する（ステップＳ４）。このようなステップＳ３〜ステップＳ４の動作は、ステップＳ５でユーザによりテンプレートをこれ以上作成しない旨の情報を放射線治療装置制御装置２に入力するまで繰り返して実行される。【００７２】
ユーザは、マッチング結果画面７１、７６、８１を参照して、第１テンプレートが十分な個数作成されたときに、第１テンプレートをこれ以上作成しない旨の情報を放射線治療装置制御装置２に入力する（ステップＳ５、選択されない）。このとき、放射線治療装置制御装置２は、その複数の第１透過画像のうちの適当な１つの第１透過画像とその第１透過画像と同時に撮影された１つの第２透過画像とに基づいて作成された画面９１を表示装置に表示する（ステップＳ６）。【００７３】
ユーザは、画面９１を参照して、テンプレートマッチングされた領域の位置に修正が必要であるときに、入力装置を介して適切である位置を示す情報を放射線治療装置制御装置２に入力する。放射線治療装置制御装置２は、その位置が修正されたときに（ステップＳ７、修正あり）、放射線治療装置制御装置２は、その１つの第１透過画像のうちのその修正された領域に映し出されている画像を第１テンプレートに作成し、その１つの第２透過画像のうちのその修正された領域に映し出されている画像を第２テンプレートに作成する（ステップＳ８）。【００７４】
放射線治療装置制御装置２は、その位置が修正されなかったときに（ステップＳ７、修正なし）、または、ステップＳ８が実行された後に、その第１透過画像と第２透過画像との次に撮影された第１透過画像と第２透過画像とに基づいて作成された画面９１を表示装置に表示する（ステップＳ９）。ユーザは、画面９１を参照して、テンプレートマッチングされた領域の位置に修正が必要であるときに、入力装置を介して適切である位置を示す情報を放射線治療装置制御装置２に入力する。放射線治療装置制御装置２は、その位置が修正されたときに（ステップＳ７、修正あり）、放射線治療装置制御装置２は、その１つの第１透過画像のうちのその修正された領域に映し出されている画像を第１テンプレートに作成し、その１つの第２透過画像のうちのその修正された領域に映し出されている画像を第２テンプレートに作成する（ステップＳ８）。ステップＳ７〜ステップＳ９の動作は、複数の第１透過画像と複数の第２透過画像との全てに関して修正の有無がユーザにより確認されるまで、繰り返して実行される。【００７５】
このような動作によれば、第１テンプレートと第２テンプレートとは、複数の第１透過画像と複数の第２透過画像との全てが適切にテンプレートマッチングされるように、作成される。このため、放射線治療システム１は、このように作成された第１テンプレートと第２テンプレートとを用いることにより、患者４３の患部の位置をより高精度に算出することができ、患者４３をより高精度に放射線治療することができる。このような動作によれば、さらに、ユーザは、どのようなテンプレートが必要であるかを認識しやすく、第１テンプレートと第２テンプレートとをより容易に作成することができる。【００７６】
その放射線治療する動作は、そのテンプレートを作成する動作が実行された直後に実行され、患者４３がそのテンプレートを作成する動作で固定された状態のまま実行される。放射線治療装置制御装置２は、放射線治療装置３の旋回駆動装置１１を用いてＯリング１２を治療計画が示す旋回角に固定し、放射線治療装置３の走行駆動装置を用いて走行ガントリ１４を治療計画が示す走行角に固定する。【００７７】
放射線治療装置制御装置２は、走行ガントリ１４が固定された状態で、診断用Ｘ線源２４とセンサアレイ３２とを用いて患者４３の第１位置算出用透過画像を撮影し、診断用Ｘ線源２５とセンサアレイ３３とを用いて患者４３の第２位置算出用透過画像を撮影する。放射線治療装置制御装置２は、その第１位置算出用透過画像に関して、複数の第１テンプレートのうちから最も類似するテンプレートを算出し、そのテンプレートに最も類似する領域の第１位置を算出し、第１マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その第２位置算出用透過画像に関して、複数の第２テンプレートのうちから最も類似するテンプレートを算出し、そのテンプレートに最も類似する領域の第２位置を算出し、第２マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その第１マッチング度が閾値より大きく、かつ、その第２マッチング度がその閾値より大きいときに、その第１位置と第２位置とに基づいて患者４３の患部の位置を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その第１マッチング度が閾値より小さいときに、または、その第２マッチング度がその閾値より小さいときに、患者４３の患部の位置を算出しない。【００７８】
放射線治療装置制御装置２は、その２つの透過画像に基づいて患部の位置を特定することができたときに、患部の位置を特定することができたことを示す画像を表示装置に表示する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その算出された患部位置に基づいて、治療用放射線２３の照射軸がその患部位置するように、首振り機構１５を制御する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その第１位置算出用透過画像と第２位置算出用透過画像とに基づいて照射野の形状を算出し、その算出された形状に治療用放射線２３の照射野が形成されるようにマルチリーフコリメータ２０を制御する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、治療用放射線照射装置１６を用いて、治療用放射線２３を患者に照射する。【００７９】
放射線治療装置制御装置２は、患部の位置を特定することができなかったときに、患部の位置を特定することができなかったことを示す画像を表示装置に表示する。【００８０】
放射線治療装置制御装置２は、患者４３の患部に照射された治療用放射線２３の線量がその治療計画の線量になるまで、このような動作を周期的に繰り返して実行する。【００８１】
ユーザは、患部の位置を特定することができなかった周期が頻繁に発生したときに、この繰り返しを中断することを示す情報を放射線治療装置制御装置２に入力する。放射線治療装置制御装置２は、その情報が入力されたことに応答して、その放射線治療する動作を中断する。【００８２】
図１１は、テンプレートを修正する動作を示している。そのテンプレートを修正する動作は、その放射線治療する動作がユーザにより中断されたときに実行される。放射線治療装置制御装置２は、放射線治療中に撮影された複数の第１位置算出用透過画像の各々のうちからその第１テンプレートの各々に最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、次いで、その各々の第１位置算出用透過画像に関して算出された複数のマッチング度のうちの最大であるマッチング度が算出された１つの第１テンプレートを算出し、その各々の第１位置算出用透過画像のうちから１つの第１テンプレートに最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その複数の第２位置算出用透過画像に関してもその複数の第１位置算出用透過画像と同様にして、その複数の第２位置算出用透過画像の各々のうちからその第２テンプレートの各々に最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、次いで、その各々の第２位置算出用透過画像に関して算出された複数のマッチング度のうちの最大であるマッチング度が算出された１つの第２テンプレートを算出し、その各々の第２位置算出用透過画像のうちから１つの第２テンプレートに最も類似する領域の位置を算出し、マッチング度を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その算出された領域の位置とマッチング度とに基づいて、マッチング結果画面７１、７６、８１を作成し、マッチング結果画面７１、７６、８１を表示装置に表示する（ステップＳ１１）。【００８３】
ユーザは、マッチング結果画面７１、７６、８１を参照して、その複数の第１位置算出用透過画像のうちから第１テンプレートとして適当な１つの第１位置算出用透過画像を選択し、その選択された第１位置算出用透過画像を識別する情報を放射線治療装置制御装置２に入力する（ステップＳ１２、選択された）。このとき、放射線治療装置制御装置２は、その選択された第１位置算出用透過画像とその選択された第１位置算出用透過画像と同時に撮影された１つの第２位置算出用透過画像とに基づいて作成された画面９１を表示装置に表示する。放射線治療装置制御装置２は、入力装置を介して入力された情報に基づいて、その選択された第１位置算出用透過画像から第１テンプレートを作成し、その選択された第２位置算出用透過画像から第２テンプレートを作成する（ステップＳ１３）。放射線治療装置制御装置２は、その新規に作成された第１テンプレートと第２テンプレートを追加して、その複数の第１位置算出用透過画像と複数の第２位置算出用透過画像と関してそのテンプレートに最も類似する領域の位置とマッチング度とを算出する。放射線治療装置制御装置２は、その算出された領域の位置とマッチング度とに基づいて、マッチング結果画面７１、７６、８１を作成し、マッチング結果画面７１、７６、８１を表示装置に表示する（ステップＳ１４）。このようなステップＳ１２〜ステップＳ１４の動作は、ユーザによりテンプレートをこれ以上作成しない旨の情報を放射線治療装置制御装置２に入力されるまで（ステップＳ１２、選択されない）、繰り返して実行される。【００８４】
放射線治療装置制御装置２は、放射線治療装置制御装置２は、このようなテンプレートを修正する動作が実行された後に、放射線治療する動作を再開させる。【００８５】
患者４３の患部は、放射線治療により、変形したり、患部の骨などへの隠れ具合が変化したり、治療前の動きとは異なる動きをしたりすることがある。このような現象により、テンプレートマッチングにおけるマッチング度は、低下する場合がある。このような動作によれば、その現象に応じてテンプレートが追加されることができ、患部の位置を特定することができなくなることを低減することができる。このような動作によれば、さらに、ユーザは、どのようなテンプレートが必要であるかを認識しやすく、第１テンプレートと第２テンプレートとより容易により速く作成することができる。この結果、さらに、放射線治療を短時間化することができ、患者４３の負担を軽減することができる。【００８６】
（装置）２は、さらに、治療中に患部の位置を特定することができたかどうかと異なる他の情報を表示装置に表示することもできる。図１２は、放射線治療する動作が実行されている最中に表示装置に表示される画面の例を示している。その画面は、マッチング度の変化９８を示すグラフを示している。変化９８は、互いに異なる複数の時刻にそれぞれ撮影される複数の透過画像に関して算出されたマッチング度を示し、治療中の時間の経過によりそのマッチング度がどのように変化するかを示している。このような画面を表示することによれば、ユーザは、新規のテンプレートを追加する必要があるかどうかをより容易により適切に推測することができ、好ましい。ユーザは、さらに、その画面を参照することにより、放射線治療を中断するタイミングをより適切に判断することができる。【００８７】
なお、選択部５４は、入力装置を介して入力される情報を用いないで複数の透過画像からテンプレート用透過画像を選択する他の選択部に置換されることもできる。その選択部は、たとえば、マッチング度算出部５２により最低のマッチング度が算出された第１透過画像を撮影部５１により撮影された複数の第１透過画像のうちから選択する。このような選択部を備えた放射線治療装置制御装置は、既述の実施の形態における放射線治療装置制御装置２と同様にして、適切なテンプレートが作成され、患者の患部をより高精度に計測することができ、その結果、患者をより高精度に放射線治療することができる。【００８８】
なお、テンプレート作成部５６は、入力装置を介して入力される情報を用いないで透過画像からテンプレートを作成する他のテンプレート作成部に置換されることもできる。そのテンプレート作成部は、たとえば、その透過画像を画像処理することにより患者の患部が映し出されている領域を抽出する。このようなテンプレート作成部を備えている放射線治療装置制御装置は、既述の実施の形態における放射線治療装置制御装置２と同様にして、適切なテンプレートを作成することができ、患者の患部をより高精度に計測することができ、その結果、患者をより高精度に放射線治療することができる。【００８９】
なお、イメージャシステムは、他のモダリティに置換されることができる。そのモダリティとしては、ＣＴ、ＭＲＩが例示される。このようなモダリティが適用された放射線治療システムは、既述の実施の形態における放射線治療システム１と同様にして、適切なテンプレートを作成することができ、患者の患部をより高精度に計測することができ、その結果、患者をより高精度に放射線治療することができる。【００９０】
（符号の説明）
１  ：放射線治療システム
２  ：放射線治療装置制御装置
３  ：放射線治療装置
１１：旋回駆動装置
１２：Ｏリング
１４：走行ガントリ
１５：首振り機構
１６：治療用放射線照射装置
１７：回転軸
１８：回転軸
１９：アイソセンタ
２０：マルチリーフコリメータ
２１：チルト軸
２２：パン軸
２３：治療用放射線
２４：診断用Ｘ線源
２５：診断用Ｘ線源
３２：センサアレイ
３３：センサアレイ
３５：診断用Ｘ線
３６：診断用Ｘ線
４１：カウチ
４２：カウチ駆動装置
４３：患者
５１：撮影部
５２：マッチング度算出部
５３：表示部
５４：選択部
５５：テンプレート作成部
５６：テンプレートマッチング部
５７：位置算出部
５８：首振り駆動部
５９：照射部
６１−１〜６１−３：テンプレート
６２：患部
６３：骨
６５−１〜６５−３：複数の透過画像
７１：マッチング結果画面
７２：患部
７３：枠
７４：ＰＴＶ射影
７５：十字
７６：マッチング結果画面
７７：複数の画像番号
７８：第１画像番号
７９：第２画像番号
８０：第３画像番号
８１：マッチング結果画面
８２：第１領域
８３：第２領域
８４：透過画像
８５：他の複数の透過画像
８７：枠
９１：画面
９２−１：第１テンプレート作成用透過画像
９２−２：第２テンプレート作成用透過画像
９３−１、９３−２：患部の像
９４−１、９４−２：枠
９５−１、９５−２：ＰＴＶ射影
９６−１、９６−２：十字
９７：方向
【図１】
2010103623.tif 000003
【図２】
2010103623.tif 000004
【図３】
2010103623.tif 000005
【図４】
2010103623.tif 000006
【図５】
2010103623.tif 000007
【図６】
2010103623.tif 000008
【図７】
2010103623.tif 000009
【図８】
2010103623.tif 000010
【図９】
2010103623.tif 000011
【図１０】
2010103623.tif 000012
【図１１】
2010103623.tif 000013
【図１２】
2010103623.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月17日(2010.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線を用いて撮影された複数の透過画像とテンプレート集合とに基づいて複数マッチング度を算出するマッチング度算出部と、
前記マッチング度に基づいて前記複数の透過画像からテンプレート用透過画像を選択する選択部と、
前記テンプレート用透過画像に基づいて作成された新規テンプレートを前記テンプレート集合に追加するテンプレート作成部とを具備し、
前記複数マッチング度は、それぞれ、前記複数の透過画像のうちの１つの透過画像の部分が前記テンプレート集合のうちの１つのテンプレートに類似する程度を示す
放射線治療装置制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記被写体を透過した放射線により位置測定用透過画像を撮影する撮影部と、
前記テンプレート集合の各々を前記位置測定用透過画像にパターンマッチングすることにより、前記テンプレート集合から前記位置測定用透過画像の部分に最も類似する最適テンプレートを選択するテンプレートマッチング部と、
前記位置測定用透過画像と前記最適テンプレートとに基づいて特定部位位置を算出する位置算出部と、
治療用放射線が前記特定部位位置を透過するように、前記治療用放射線を出射する放射線照射装置を前記被写体に対して駆動する駆動装置を前記位置に基づいて制御する駆動部と、
前記治療用放射線が出射するように前記放射線照射装置を制御する照射部
とを具備する放射線治療装置制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかにおいて、
前記複数マッチング度に基づいて作成された画面を表示装置に表示する表示部をさらに具備し、
前記選択部は、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいて前記複数の透過画像のうちから前記テンプレート用透過画像を選択する
放射線治療装置制御装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記画面は、前記複数の透過画像が撮影された順番を示す
放射線治療装置制御装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４のいずれかにおいて、
前記画面は、前記複数の透過画像の各々の透過画像のうちの前記テンプレート集合を用いたテンプレートマッチングにより算出された位置を示す
放射線治療装置制御装置。
【請求項６】
請求項３〜請求項５のいずれかにおいて、
前記画面は、
前記複数の透過画像のうちの第１透過画像と、
前記複数の透過画像のうちの前記第１透過画像を除く第２画面とを識別し、
前記複数マッチング度のうちの前記第１透過画像に基づいて算出された第１マッチング度の最大値は、前記複数マッチング度のうちの前記第２透過画像に基づいて算出された第２マッチング度の最大値より大きい、
放射線治療装置制御装置。
【請求項７】
請求項３〜請求項６のいずれかにおいて、
前記画面は、
前記複数の透過画像のうちの前記テンプレート集合のテンプレートを作成するときに用いられた第１透過画像と、
前記複数の透過画像のうちの前記テンプレートを作成するときに用いられなかった第２透過画像とを識別する
放射線治療装置制御装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
前記新規テンプレートは、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいて前記テンプレート用透過画像のうちから抽出されたテンプレート領域に映し出されている画像を示す
放射線治療装置制御装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記テンプレート用透過画像は、
第１位置から出射された放射線を用いて撮影された第１テンプレート用透過画像と、
前記第１テンプレート用透過画像が撮影された撮影時刻に前記第１位置と異なる第２位置から出射された放射線を用いて撮影された第２テンプレート用透過画像とを含み、
前記新規テンプレートは、
前記第１テンプレート用透過画像から抽出された第１テンプレート領域に映し出されている第１テンプレートと、
前記第２テンプレート用透過画像から抽出された第２テンプレート領域に映し出されている第２テンプレートとを含み、
前記第２テンプレート領域は、前記第２テンプレート領域の所定方向の位置が前記第１テンプレート領域の前記所定方向の位置に対応するように抽出される
放射線治療装置制御装置。
【請求項１０】
被写体を透過した放射線を用いて撮影された複数の透過画像とテンプレート集合とに基づいて複数マッチング度を算出するステップと、
前記マッチング度に基づいて前記複数の透過画像からテンプレート用透過画像を選択するステップと、
前記テンプレート用透過画像に基づいて作成された新規テンプレートを前記テンプレート集合に追加するステップと、
前記被写体を透過した放射線により位置測定用透過画像を撮影するステップと、
前記テンプレート集合の各々を前記位置測定用透過画像にパターンマッチングすることにより、前記テンプレート集合から前記位置測定用透過画像の部分に最も類似する最適テンプレートを選択するステップと、
前記位置測定用透過画像と前記最適テンプレートとに基づいて特定部位位置を算出するステップとを具備し、
前記複数マッチング度は、それぞれ、前記複数の透過画像のうちの１つの透過画像の部分が前記テンプレート集合のうちの１つのテンプレートに類似する程度を示す
特定部位位置計測方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記複数マッチング度に基づいて作成された画面を表示装置に表示する表示部をさらに具備し、
前記選択部は、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいて前記複数の透過画像のうちから前記テンプレート用透過画像を選択する
特定部位位置計測方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記画面は、前記複数の透過画像が撮影された順番を示す
特定部位位置計測方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２のいずれかにおいて、
前記画面は、前記複数の透過画像の各々の透過画像のうちの前記テンプレート集合を用いたテンプレートマッチングにより算出された位置を示す
特定部位位置計測方法。
【請求項１４】
請求項１１〜請求項１３のいずれかにおいて、
前記画面は、
前記複数の透過画像のうちの第１透過画像と、
前記複数の透過画像のうちの前記第１透過画像を除く第２画面とを識別し、
前記複数マッチング度のうちの前記第１透過画像に基づいて算出された第１マッチング度の最大値は、前記複数マッチング度のうちの前記第２透過画像に基づいて算出された第２マッチング度の最大値より大きい、
特定部位位置計測方法。
【請求項１５】
請求項１１〜請求項１４のいずれかにおいて、
前記画面は、
前記複数の透過画像のうちの前記テンプレート集合のテンプレートを作成するときに用いられた第１透過画像と、
前記複数の透過画像のうちの前記テンプレートを作成するときに用いられなかった第２透過画像とを識別する
特定部位位置計測方法。
【請求項１６】
請求項１０〜請求項１５のいずれかにおいて、
前記新規テンプレートは、入力装置が操作されることにより入力される情報に基づいて前記テンプレート用透過画像のうちから抽出されたテンプレート領域に映し出されている画像を示す
特定部位位置計測方法。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記テンプレート用透過画像は、
第１位置から出射された放射線を用いて撮影された第１テンプレート用透過画像と、
前記第１テンプレート用透過画像が撮影された撮影時刻に前記第１位置と異なる第２位置から出射された放射線を用いて撮影された第２テンプレート用透過画像とを含み、
前記新規テンプレートは、
前記第１テンプレート用透過画像から抽出された第１テンプレート領域に映し出されている第１テンプレートと、
前記第２テンプレート用透過画像から抽出された第２テンプレート領域に映し出されている第２テンプレートとを含み、
前記第２テンプレート領域は、前記第２テンプレート領域の所定方向の位置が前記第１テンプレート領域の前記所定方向の位置に対応するように抽出される
特定部位位置計測方法。
【請求項１８】
請求項１０〜請求項１７のいずれかにおいて、
前記複数の透過画像は、前記位置測定用透過画像を含む
特定部位位置計測方法。
【国際調査報告】
2010103623.tif 000015
2010103623.tif 000016
2010103623.tif 000017
2010103623.tif 000018
2010103623.tif 000019
2010103623.tif 000020