(57)【要約】本発明による放射線治療装置制御方法は、透過画像に基づいて複数のマッチング対象領域に対応する複数の類似度を算出するステップと、その複数のマッチング対象領域のうちのその複数の類似度の最大値に対応する特定像領域の特定像位置を算出するステップと、その特定像位置に基づいて、治療用放射線照射装置を駆動する駆動量を算出するステップとを備えている。このとき、その複数の類似度のうちの１つのマッチング対象領域に対応する１つの類似度を算出する動作は、その複数のマッチング対象領域を複数のテンプレート集合に対応付けるテーブルを参照して、その複数のテンプレート集合のうちのその１つのマッチング対象領域に対応するテンプレート集合を算出するステップと、その透過画像のその１つのマッチング対象領域に映るマッチング対象画像に最も類似する類似テンプレートをそのテンプレート集合から検出するステップとを備えている。
2011064875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を映す透過画像に基づいて、複数のマッチング対象領域に対応する複数の類似度を算出するステップと、
前記複数のマッチング対象領域のうちの前記複数の類似度の最大値に対応する特定像領域が前記透過画像に配置される特定像位置を算出するステップと、
前記特定像位置に基づいて、前記被検体に治療用放射線を曝射する治療用放射線照射装置を駆動する駆動量を算出するステップとを具備し、
前記複数の類似度のうちの１つのマッチング対象領域に対応する１つの類似度を算出する動作は、
前記複数のマッチング対象領域を複数のテンプレート集合に対応付けるテーブルを参照して、前記複数のテンプレート集合のうちの前記１つのマッチング対象領域に対応するテンプレート集合を算出するステップと、
前記透過画像の前記１つのマッチング対象領域に映るマッチング対象画像に最も類似する類似テンプレートを前記テンプレート集合から検出するステップとを備え、
前記１つの類似度は、前記マッチング対象画像が前記類似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方法。
【請求項２】
請求の範囲１において、
前記透過画像が撮影されたイメージャにより互いに異なる複数の時刻にそれぞれ撮影された複数のテンプレート作成用透過画像からそれぞれ作成されたすべてのテンプレートと、前記すべてのテンプレートが前記複数のテンプレート作成用透過画像にそれぞれ映る複数のテンプレート位置とに基づいて前記テーブルを作成するステップ
をさらに具備する放射線治療装置制御方法。
【請求項３】
請求の範囲２において、
前記複数のテンプレート作成用透過画像は、それぞれ、前記１つのマッチング対象領域が前記透過画像に配置される１つのマッチング対象位置を通る直線により第１領域と第２領域とに分割され、
前記１つのテンプレート集合は、
前記すべてのテンプレートのうちの前記第１領域に映る第１テンプレートと、
前記すべてのテンプレートのうちの前記第２領域に映る第２テンプレートとを含み、
前記直線は、前記第１テンプレート位置と前記１つのマッチング対象位置とを結ぶ直線に垂直である
放射線治療装置制御方法。
【請求項４】
請求の範囲３において、
前記複数のテンプレート位置に基づいて特定像移動範囲を算出するステップをさらに具備し、
前記複数のマッチング対象領域は、前記すべてのマッチング対象領域のうちの前記特定像移動範囲に含まれる領域である
放射線治療装置制御方法。
【請求項５】
請求の範囲４において、
前記イメージャと異なる他のイメージャにより前記複数の時刻にそれぞれ撮影された複数の他のテンプレート作成用透過画像と前記複数のテンプレート作成用透過画像とに基づいて３次元特定部位移動範囲を算出するステップをさらに具備し、
前記特定像移動範囲は、前記３次元特定部位移動範囲に基づいて算出される
放射線治療装置制御方法。
【請求項６】
請求の範囲５において、
前記透過画像が撮影された時刻に前記他のイメージャにより撮影された他の透過画像に基づいて他の特定像位置を算出するステップとをさらに具備し、
前記駆動量は、前記他の特定像位置にさらに基づいて算出される
放射線治療装置制御方法。
【請求項７】
請求の範囲１〜請求の範囲６のいずれかにおいて、
前記透過画像が撮影された時刻より過去に撮影された過去透過画像に基づいて算出される過去特定像位置に基づいて予測範囲を算出するステップをさらに具備し、
前記複数のマッチング対象領域は、前記透過画像に配置され得るすべてのマッチング対象領域のうちの前記予測範囲に含まれる領域である
放射線治療装置制御方法。
【請求項８】
被検体を映す透過画像に基づいて、複数のマッチング対象領域に対応する複数の類似度を算出するマッチング部と、
前記複数のマッチング対象領域のうちの前記複数の類似度の最大値に対応する特定像領域が前記透過画像に配置される特定像位置を算出する特定像位置算出部と、
前記特定像位置に基づいて、前記被検体に治療用放射線を曝射する治療用放射線照射装置を駆動する駆動装置を制御する放射線治療部とを具備し、
前記マッチング部は、前記複数の類似度のうちの１つのマッチング対象領域に対応する１つの類似度を算出するときに、前記複数のマッチング対象領域を複数のテンプレート集合に対応付けるテンプレートテーブルを参照して、前記複数のテンプレート集合のうちの前記１つのマッチング対象領域に対応するテンプレート集合を算出し、前記透過画像の前記１つのマッチング対象領域に映るマッチング対象画像に最も類似する類似テンプレートを前記テンプレート集合から検出し、
前記１つの類似度は、前記マッチング対象画像が前記類似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９】
請求の範囲８において、
前記放射線治療部は、前記治療用放射線照射装置が駆動された後に、前記被検体に前記治療用放射線が曝射されるように前記治療用放射線照射装置を制御する
放射線治療装置制御装置。
【請求項１０】
請求の範囲８または請求の範囲９のいずれかにおいて、
前記透過画像が撮影されたイメージャにより互いに異なる複数の時刻にそれぞれ撮影された複数のテンプレート作成用透過画像からそれぞれ作成されたすべてのテンプレートと、前記すべてのテンプレートが前記複数のテンプレート作成用透過画像にそれぞれ映る複数のテンプレート位置とに基づいて前記テンプレートテーブルを作成するテンプレートテーブル作成部
をさらに具備する放射線治療装置制御装置。
【請求項１１】
請求の範囲１０において、
前記複数のテンプレート作成用透過画像は、それぞれ、前記１つのマッチング対象領域が前記透過画像に配置される１つのマッチング対象位置を通る直線により第１領域と第２領域とに分割され、
前記１つのテンプレート集合は、
前記すべてのテンプレートのうちの前記第１領域に映る第１テンプレートと、
前記すべてのテンプレートのうちの前記第２領域に映る第２テンプレートとを含み、
前記直線は、前記第１テンプレート位置と前記１つのマッチング対象位置とを結ぶ直線に垂直である
放射線治療装置制御装置。
【請求項１２】
請求の範囲１１において、
前記複数のテンプレート位置に基づいて特定像移動範囲を算出する特定像移動範囲算出部をさらに具備し、
前記複数のマッチング対象領域は、前記すべてのマッチング対象領域のうちの前記特定像移動範囲に含まれる領域である
放射線治療装置制御装置。
【請求項１３】
請求の範囲１２において、
前記特定像移動範囲算出部は、前記イメージャと異なる他のイメージャにより前記複数の時刻にそれぞれ撮影された複数の他のテンプレート作成用透過画像と前記複数のテンプレート作成用透過画像とに基づいて３次元特定部位移動範囲を算出し、前記３次元特定部位移動範囲に基づいて前記特定像移動範囲を算出する
放射線治療装置制御装置。
【請求項１４】
請求の範囲１３において、
前記放射線治療部は、前記透過画像が撮影された時刻に前記他のイメージャにより撮影された他の透過画像に基づいて算出された他の特定像位置にさらに基づいて前記駆動装置を制御する
放射線治療装置制御装置。
【請求項１５】
請求の範囲８〜請求の範囲１４のいずれかにおいて、
前記透過画像が撮影された時刻より過去に撮影された過去透過画像に基づいて算出される過去特定像位置に基づいて予測範囲を算出する予測範囲算出部をさらに具備し、
前記複数のマッチング対象領域は、前記透過画像に配置され得るすべてのマッチング対象領域のうちの前記予測範囲に含まれる領域である
放射線治療装置制御装置。
【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方法および放射線治療装置制御装置に関し、特に、人体内部の腫瘍患部を放射線治療(粒子線治療を含む)するときに利用される放射線治療装置制御方法および放射線治療装置制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
腫瘍患部に治療用放射線を曝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その患者に曝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その患者の患部の位置を算出し、その患部にその治療用放射線が照射されるようにその位置に基づいてその駆動装置を制御する。すなわち、このような放射線治療装置によれば、その患者の呼吸等に伴ってその患部が動く場合でも、その患部に治療用放射線を照射することができる。
このような放射線治療としては、ステレオ視方式動体追尾とサロゲート方式動体追尾とが例示される。そのステレオ視方式動体追尾は、公知であり、たとえば、特開２００７−２３６７２９号公報に記載されている。そのサロゲート方式動体追尾は、公知であり、たとえば、特開２００７−２３６７３０号公報に記載されている。このような放射線治療は、治療効果が高いことが望まれ、その治療用放射線は、その患部の細胞に曝射される線量に比較して、正常な細胞に曝射される線量がより小さいことが望まれている。このため、その放射線治療装置は、その治療用放射線をより高精度にその患部に曝射することが望まれ、その透過画像に基づいてその患部の位置をより高精度に算出することが望まれている。【０００３】
特開２００７−２３６７２９号公報には、被検体の所定位置をより高精度に放射線治療装置の所定位置に合致させる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、前記被検体が配置されるカウチを前記治療用放射線照射装置に対して移動する駆動装置とを備える放射線治療装置を制御する。その放射線治療装置制御装置は、前記イメージャにより撮像された参照イメージャ画像を収集する参照画像作成部と、前記イメージャにより前記被検体の撮像イメージャ画像を撮像する透過画像撮像部と、前記被検体が備える特徴点が前記撮像イメージャ画像に映し出される位置と前記参照イメージャ画像に前記特徴点が映し出される位置とに基づいて前記治療用放射線照射装置に対する前記カウチの相対位置が適正かどうかを判別する患部位置制御部とを具備している。【０００４】
特開２００７−２３６７３０号公報には、運動する被検体の一部分に放射線をより確実に照射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、被検体の一部分に治療用放射線を照射する治療用放射線照射装置と、前記被検体の運動を検出する運動検出装置と、前記被検体に対して前記治療用放射線照射装置を移動させる駆動装置とを備える放射線治療装置を制御する。その放射線治療装置制御装置は、運動集合を位置集合に対応付ける患部位置データベースと、前記運動を前記運動検出装置から収集する運動収集部と、前記位置集合のうちの前記運動に対応する位置に前記治療用放射線が照射されるように、前記駆動装置を用いて前記治療用放射線照射装置を移動させる照射位置制御部とを具備している。【０００５】
特許第３６７３５７８号公報には、参照ブロックの周囲に設けた探索ブロック内で参照ブロックの複数のテンプレートのうち最も一致度の大きい位置を探索し移動ベクトルや一致テンプレートに対応するデータ、指令を出力し、対象物の形状が急激に変化しても安定に精度良好に追跡する相関追跡システムが開示されている。その相関追跡システムは、画面上で対象物を追跡する相関追跡システムにおいて、対象物の回転を含む変化する形状や表情などを表す、予めその変化を予測する複数のテンプレートと、画面上で上記テンプレートの大きさの参照ブロック、およびその参照ブロックの周囲に所定の大きさの探索ブロックを設定する手段と、探索ブロック内において上記参照ブロックをずらしながら複数のテンプレートを順次マッチングさせ、その一致度が最も大きくなる位置までの移動ベクトルを算出し、逐次当該位置を更新しつつ対象物を追跡する手段と、この見つけたテンプレートに対応づけられたデータあるいは指令を出力する手段とを備えたことを特徴としている。【０００６】
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。その放射線治療装置制御装置は、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。【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２３６７２９号公報
【特許文献２】特開２００７−２３６７３０号公報
【特許文献３】特許第３６７３５７８号公報
【特許文献４】特許第４１２６３１８号公報
【特許文献５】特許第３７８５１３６号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明の課題は、治療用放射線照射装置をより高精度に駆動する放射線治療装置制御方法および放射線治療装置制御装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、治療用放射線照射装置を駆動する駆動量をより高速に算出する放射線治療装置制御方法および放射線治療装置制御装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、治療用放射線照射装置を駆動する駆動量をより高速に算出し、かつ、治療用放射線照射装置をより高精度に駆動する放射線治療装置制御方法および放射線治療装置制御装置を提供することにある。
【００１０】
本発明による放射線治療装置制御方法は、被検体を映す透過画像に基づいて、複数のマッチング対象領域に対応する複数の類似度を算出するステップと、その複数のマッチング対象領域のうちのその複数の類似度の最大値に対応する特定像領域がその透過画像に配置される特定像位置を算出するステップと、その特定像位置に基づいて、その被検体に治療用放射線を曝射する治療用放射線照射装置を駆動する駆動量を算出するステップとを備えている。このとき、その複数の類似度のうちの１つのマッチング対象領域に対応する１つの類似度を算出する動作は、その複数のマッチング対象領域を複数のテンプレート集合に対応付けるテンプレートテーブルを参照して、その複数のテンプレート集合のうちのその１つのマッチング対象領域に対応するテンプレート集合を算出するステップと、その透過画像のその１つのマッチング対象領域に映るマッチング対象画像に最も類似する類似テンプレートをそのテンプレート集合から検出するステップとを備えている。その１つの類似度は、そのマッチング対象画像がその類似テンプレートに類似する程度を示している。
【００１１】
このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置は、すべてのテンプレートを複数のマッチング対象領域の各々にマッチングしないでその複数の類似度を算出することができ、その特定像位置をより高速に算出することができる。さらに、このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置は、複数のマッチング対象領域の各々にすべてのテンプレートのうちの適切である一部のテンプレートをマッチングすることにより、その特定像位置をより確実に、かつ、より高精度に算出することができる。この結果、放射線治療装置制御装置は、治療用放射線照射装置を駆動する駆動量をより高速に、かつ、より高精度に算出することができ、治療用放射線照射装置をより高速に、かつ、より高精度に駆動することができる。
【００１２】
本発明による放射線治療装置制御方法は、その透過画像が撮影されたイメージャにより互いに異なる複数の時刻にそれぞれ撮影された複数のテンプレート作成用透過画像からそれぞれ作成されたすべてのテンプレートと、そのすべてのテンプレートがその複数のテンプレート作成用透過画像にそれぞれ映る複数のテンプレート位置とに基づいてそのテンプレートテーブルを作成するステップをさらに備えていることが好ましい。
【００１３】
その複数のテンプレート作成用透過画像は、それぞれ、その１つのマッチング対象領域がその透過画像に配置される１つのマッチング対象位置を通る直線により第１領域と第２領域とに分割されている。その１つのテンプレート集合は、そのすべてのテンプレートのうちのその第１領域に映る第１テンプレートと、そのすべてのテンプレートのうちのその第２領域に映る第２テンプレートとを含んでいる。その直線は、その第１テンプレート位置とその１つのマッチング対象位置とを結ぶ直線に垂直である。このような放射線治療装置制御方法によれば、第１テンプレートと第２テンプレートとは、互いに類似している程度が比較的小さく、その１つのマッチング対象画像により類似している。このため、放射線治療装置制御装置は、第１領域または第２領域の一方だけに配置されるテンプレートのみを用いることに比較して、その１つのマッチング対象画像により類似するテンプレートを用いることができ、その特定像位置をより高精度に算出することができ、治療用放射線照射装置をより高精度に駆動することができる。
【００１４】
本発明による放射線治療装置制御方法は、その複数のテンプレート位置に基づいて特定像移動範囲を算出するステップをさらに備えている。このとき、その複数のマッチング対象領域は、そのすべてのマッチング対象領域のうちのその特定像移動範囲に含まれる領域である。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置は、１つのマッチング対象領域に対してマッチングするテンプレートの個数を低減することができ、その特定像位置をより高速に算出することができ、治療用放射線照射装置をより高速に駆動することができる。
【００１５】
本発明による放射線治療装置制御方法は、そのイメージャと異なる他のイメージャによりその複数の時刻にそれぞれ撮影された複数の他のテンプレート作成用透過画像とその複数のテンプレート作成用透過画像とに基づいて３次元特定部位移動範囲を算出するステップをさらに備えている。このとき、その特定像移動範囲は、その３次元特定部位移動範囲に基づいて算出される。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置は、その特定像移動範囲をより適切に算出することができ、１つのマッチング対象領域に対してマッチングするテンプレートの個数をより適切に低減することができる。
【００１６】
本発明による放射線治療装置制御方法は、その透過画像が撮影された時刻にその他のイメージャにより撮影された他の透過画像に基づいて他の特定像位置を算出するステップとをさらに備えている。このとき、その駆動量は、その他の特定像位置にさらに基づいて算出される。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置は、被検体の特定部位が配置される位置を立体的に算出することができ、その駆動量をより適切に算出することができ、治療用放射線照射装置をより適切に駆動することができる。
【００１７】
本発明による放射線治療装置制御方法は、その透過画像が撮影された時刻より過去に撮影された過去透過画像に基づいて算出される過去特定像位置に基づいて予測範囲を算出するステップをさらに備えている。このとき、その複数のマッチング対象領域は、その透過画像に配置され得るすべてのマッチング対象領域のうちのその予測範囲に含まれる領域である。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置は、１つのマッチング対象領域に対応する１つの類似度を算出するときに用いられるテンプレートの個数を低減することができ、その特定像位置をより高速に算出することができ、治療用放射線照射装置をより高速に駆動することができる。
【００１８】
本発明による放射線治療装置制御装置は、被検体を映す透過画像に基づいて、複数のマッチング対象領域に対応する複数の類似度を算出するマッチング部と、その複数のマッチング対象領域のうちのその複数の類似度の最大値に対応する特定像領域がその透過画像に配置される特定像位置を算出する特定像位置算出部と、その特定像位置に基づいて、その被検体に治療用放射線を曝射する治療用放射線照射装置を駆動する駆動装置を制御する放射線治療部とを備えている。そのマッチング部は、その複数の類似度のうちの１つのマッチング対象領域に対応する１つの類似度を算出するときに、その複数のマッチング対象領域を複数のテンプレート集合に対応付けるテンプレートテーブルを参照して、その複数のテンプレート集合のうちのその１つのマッチング対象領域に対応するテンプレート集合を算出し、その透過画像のその１つのマッチング対象領域に映るマッチング対象画像に最も類似する類似テンプレートをそのテンプレート集合から検出し、その１つの類似度は、そのマッチング対象画像がその類似テンプレートに類似する程度を示している。
【００１９】
このような放射線治療装置制御装置は、すべてのテンプレートを複数のマッチング対象領域の各々にマッチングしないでその複数の類似度を算出することができ、その特定像位置をより高速に算出することができる。さらに、このような放射線治療装置制御装置は、複数のマッチング対象領域の各々にすべてのテンプレートのうちの適切である一部のテンプレートをマッチングすることにより、その特定像位置をより確実に、かつ、より高精度に算出することができる。この結果、このような放射線治療装置制御装置は、治療用放射線照射装置を駆動する駆動量をより高速に、かつ、より高精度に算出することができ、治療用放射線照射装置をより高速に、かつ、より高精度に駆動することができる。
【００２０】
その放射線治療部は、その治療用放射線照射装置が駆動された後に、その被検体にその治療用放射線が曝射されるようにその治療用放射線照射装置を制御することが好ましい。
【００２１】
本発明による放射線治療装置制御装置は、その透過画像が撮影されたイメージャにより互いに異なる複数の時刻にそれぞれ撮影された複数のテンプレート作成用透過画像からそれぞれ作成されたすべてのテンプレートと、そのすべてのテンプレートがその複数のテンプレート作成用透過画像にそれぞれ映る複数のテンプレート位置とに基づいてそのテンプレートテーブルを作成するテンプレートテーブル作成部をさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
その複数のテンプレート作成用透過画像は、それぞれ、その１つのマッチング対象領域がその透過画像に配置される１つのマッチング対象位置を通る直線により第１領域と第２領域とに分割されている。その１つのテンプレート集合は、そのすべてのテンプレートのうちのその第１領域に映る第１テンプレートと、そのすべてのテンプレートのうちのその第２領域に映る第２テンプレートとを含んでいる。その直線は、その第１テンプレート位置とその１つのマッチング対象位置とを結ぶ直線に垂直である。このとき、第１テンプレートと第２テンプレートとは、互いに類似している程度が比較的小さく、その１つのマッチング対象画像により類似している。このため、放射線治療装置制御装置は、第１領域または第２領域の一方だけに配置されるテンプレートのみを用いることに比較して、その１つのマッチング対象画像により類似するテンプレートを用いることができ、その特定像位置をより確実に算出することができ、治療用放射線照射装置をより高速に駆動することができる。
【００２３】
本発明による放射線治療装置制御装置は、その複数のテンプレート位置に基づいて特定像移動範囲を算出する特定像移動範囲算出部をさらに備えている。このとき、その複数のマッチング対象領域は、そのすべてのマッチング対象領域のうちのその特定像移動範囲に含まれる領域である。このような放射線治療装置制御装置は、１つのマッチング対象領域に対してマッチングするテンプレートの個数を低減することができ、その特定像位置をより高速に算出することができ、治療用放射線照射装置をより高速に駆動することができる。
【００２４】
その特定像移動範囲算出部は、そのイメージャと異なる他のイメージャによりその複数の時刻にそれぞれ撮影された複数の他のテンプレート作成用透過画像とその複数のテンプレート作成用透過画像とに基づいて３次元特定部位移動範囲を算出し、その３次元特定部位移動範囲に基づいてその特定像移動範囲を算出する。このような放射線治療装置制御装置は、その特定像移動範囲をより適切に算出することができ、１つのマッチング対象領域に対してマッチングするテンプレートの個数をより適切に低減することができる。
【００２５】
その放射線治療部は、その透過画像が撮影された時刻にその他のイメージャにより撮影された他の透過画像に基づいて算出された他の特定像位置にさらに基づいてその駆動装置を制御する。このような放射線治療装置制御装置は、被検体の特定部位が配置される位置を立体的に算出することができ、治療用放射線をより高精度に特定部位に曝射することができる。
【００２６】
本発明による放射線治療装置制御装置は、その透過画像が撮影された時刻より過去に撮影された過去透過画像に基づいて算出される過去特定像位置に基づいて予測範囲を算出する予測範囲算出部をさらに備えている。このとき、その複数のマッチング対象領域は、その透過画像に配置され得るすべてのマッチング対象領域のうちのその予測範囲に含まれる領域である。このような放射線治療装置制御装置は、１つのマッチング対象領域に対応する１つの類似度を算出するときに用いられるテンプレートの個数を低減することができ、その特定像位置をより高速に算出することができ、治療用放射線照射装置をより高速に駆動することができる。
【００２７】
本発明による放射線治療装置制御方法および放射線治療装置制御装置は、被検体に治療用放射線を曝射する治療用放射線照射装置を駆動するときに、その治療用放射線照射装置を駆動する駆動量をより高速に算出することができ、その治療用放射線照射装置をより高精度に駆動することができる。
【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、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、複数の第１フレームを示す平面図である。
【図５】図５は、第１テンプレートを示す図である。
【図６】図６は、第１テンプレート位置テーブルを示す図である。
【図７】図７は、第１特定像移動範囲を示す図である。
【図８】図８は、第１テンプレートテーブルを示す図である。
【図９】図９は、テンプレートテーブルを作成する動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、テンプレートを選択する動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、他の第１予測範囲を示す図である。
【図１２】図１２は、さらに他の第１予測範囲のｘ座標を示す図である。
【図１３】図１３は、３次元特定部位移動範囲を示す図である。
【図１４】図１４は、テンプレートの位置とマッチング対象領域の位置との相対位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【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、Ｏリング１２と走行ガントリ１４と治療用放射線照射装置１６とを備えている。Ｏリング１２は、リング状に形成され、回転軸１７を中心に回転可能に基礎に支持されている。回転軸１７は、鉛直方向に平行である。走行ガントリ１４は、リング状に形成され、Ｏリング１２のリングの内側に配置され、回転軸１８を中心に回転可能にＯリング１２に支持されている。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を通っている。回転軸１８は、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。
【００３１】
治療用放射線照射装置１６は、走行ガントリ１４のリングの内側に配置されている。治療用放射線照射装置１６は、チルト軸２１に回転可能に、かつ、パン軸２２に回転可能に、走行ガントリ１４に支持されている。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。チルト軸２１とパン軸２２との交点は、アイソセンタ１９から１ｍだけ離れている。
【００３２】
放射線治療装置３は、さらに、旋回駆動装置１１と首振り装置１５とを備え、図示されていない走行駆動装置を備えている。旋回駆動装置１１は、放射線治療装置制御装置２により制御されることにより、回転軸１７を中心にＯリング１２を回転させる。旋回駆動装置１１は、さらに、基礎に対してＯリング１２が配置される旋回角度を測定し、その旋回角度を放射線治療装置制御装置２に出力する。その走行駆動装置は、放射線治療装置制御装置２により制御されることにより、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に対して走行ガントリ１４が配置されるガントリ角度を測定し、そのガントリ角度を放射線治療装置制御装置２に出力する。首振り装置１５は、放射線治療装置制御装置２により制御されることにより、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。
【００３３】
治療用放射線照射装置１６は、放射線治療装置制御装置２により制御されることにより、治療用放射線２３を曝射する。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頂点とするコーンビームである。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２０を備えている。マルチリーフコリメータ２０は、治療用放射線２３が進行する領域に配置されるように、治療用放射線照射装置１６に固定されている。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により制御されることにより、治療用放射線２３の一部を遮蔽し、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。
【００３４】
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、治療用放射線照射装置１６がアイソセンタ１９に向かうように走行ガントリ１４に固定されると、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。
【００３５】
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、第１診断用Ｘ線源２４と第２診断用Ｘ線源２５と第１センサアレイ３２と第２センサアレイ３３とを備えている。第１診断用Ｘ線源２４は、走行ガントリ１４に支持され、アイソセンタ１９から第１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を結ぶ線分とのなす角が鋭角になるように、走行ガントリ１４のリングの内側に配置されている。第２診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ１４に支持され、アイソセンタ１９から第２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を結ぶ線分とのなす角が鋭角になるように、走行ガントリ１４のリングの内側に配置されている。第２診断用Ｘ線源２５は、さらに、アイソセンタ１９から第１診断用Ｘ線源２４を結ぶ線分とアイソセンタ１９から第２診断用Ｘ線源２５を結ぶ線分とのなす角が直角（９０度）になるように、配置されている。第１センサアレイ３２は、走行ガントリ１４に支持され、アイソセンタ１９を介して第１診断用Ｘ線源２４に対向するように、配置されている。第２センサアレイ３３は、走行ガントリ１４に支持され、アイソセンタ１９を介して第２診断用Ｘ線源２５に対向するように、配置されている。
【００３６】
第１診断用Ｘ線源２４は、放射線治療装置制御装置２により制御されることにより、所定のタイミングで第１診断用Ｘ線３５をアイソセンタ１９に向けて曝射する。第１診断用Ｘ線３５は、第１診断用Ｘ線源２４が有する１点から曝射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。第２診断用Ｘ線源２５は、放射線治療装置制御装置２により制御されることにより、所定のタイミングで第２診断用Ｘ線３６をアイソセンタ１９に向けて曝射する。第２診断用Ｘ線３６は、第２診断用Ｘ線源２５が有する１点から曝射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。
【００３７】
第１センサアレイ３２は、受光部を備えている。第１センサアレイ３２は、放射線治療装置制御装置２により制御されることにより、その受光部に受光されるＸ線に基づいて第１透視画像を生成する。第２センサアレイ３３は、受光部を備えている。第２センサアレイ３３は、放射線治療装置制御装置２により制御されることにより、その受光部に受光されるＸ線に基づいて第２透視画像を生成する。その透視画像は、複数の画素から形成されている。その複数の画素は、その透視画像上にマトリクス状に配置され、それぞれ輝度に対応付けられている。その透視画像は、その複数の画素の各々に対応する輝度がその複数の画素の各々に着色されることにより、被写体を映し出している。第１センサアレイ３２と第２センサアレイ３３としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。
【００３８】
このようなイメージャシステムによれば、第１センサアレイ３２と第２センサアレイ３３とにより得た画像信号に基づき、アイソセンタ１９を中心とする透視画像を生成することができる。
【００３９】
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、ｘ軸とｙ軸とｚ軸とを中心に回転移動可能に、かつ、そのｘ軸とｙ軸とｚ軸とに平行に平行移動可能に基礎に支持されている。そのｘ軸とｙ軸とｚ軸とは、互いに直交している。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、患者４３が動かないように、患者４３をカウチ４１に固定する。カウチ駆動装置４２は、放射線治療装置制御装置２により制御されることにより、カウチ４１を回転移動させ、カウチ４１を平行移動させる。
【００４０】
図３は、放射線治療装置制御装置２を示している。その放射線治療装置制御装置２は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置とリムーバルメモリドライブと通信装置と入力装置と出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出力装置とを制御する。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に利用される情報を記録し、そのＣＰＵにより生成される情報を記録する。そのリムーバルメモリドライブは、記録媒体が挿入されたときに、その記録媒体に記録されているデータを読み出すことに利用される。そのリムーバルメモリドライブは、特に、コンピュータプログラムが記録されている記録媒体が挿入されたときに、そのコンピュータプログラムを放射線治療装置制御装置２にインストールするときに利用される。その通信装置は、通信回線網を介して接続される他のコンピュータから配信される情報を放射線治療装置制御装置２にダウンロードする。その通信装置は、特に、他のコンピュータからコンピュータプログラムを放射線治療装置制御装置２にダウンロードし、そのコンピュータプログラムを放射線治療装置制御装置２にインストールするときに利用される。その入力装置は、ユーザに操作されることにより生成される情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、キーボード、マウスが例示される。その出力装置は、そのＣＰＵにより生成された情報をユーザに認識可能に出力する。その出力装置としては、そのＣＰＵにより生成された画像を表示するディスプレイが例示される。
【００４１】
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装置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と第１診断用Ｘ線源２４と第２診断用Ｘ線源２５と第１センサアレイ３２と第２センサアレイ３３とカウチ駆動装置４２とを含んでいる。
【００４２】
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は、放射線治療装置制御装置２に複数の機能をそれぞれ実現させるための複数のコンピュータプログラムから形成されている。その複数の機能は、治療計画収集部５１とテンプレート用画像撮影部５２とテンプレート作成部５３と特定像移動範囲算出部５４とテンプレートテーブル作成部５５と追尾用画像撮影部５６とマッチング部５７と特定像位置算出部５８と予測範囲算出部５９と放射線治療部６０とを含んでいる。
【００４３】
治療計画収集部５１は、入力装置から治療計画を収集する。その治療計画は、３次元データを示し、照射角度と線量との組み合わせを示している。その３次元データは、放射線治療装置３と別個のモダリティを用いて撮影された複数の透過画像に基づいて作成されている。その３次元データは、複数のボクセルに複数の透過率を対応付けている。その複数のボクセルは、それぞれ、患者４３が配置される空間を隙間なく充填する複数の直方体に対応している。その直方体としては、一辺の長さが０．４ｍｍである立方体が例示される。その各ボクセルに対応する透過率は、その各ボクセルに対応する位置の立方体のＸ線の透過率を示している。その３次元データは、寝台に横臥した患者４３の複数の臓器の立体的な形状とその複数の臓器がそれぞれ配置される複数の位置とを示している。その複数の臓器は、患者４３の患部を含んでいる。その照射角度は、患者４３の患部に治療用放射線２３を照射する方向を示し、カウチ位置とＯリング回転角とガントリ回転角とを示している。そのカウチ位置は、基礎に対するカウチ４１の位置を示している。そのＯリング回転角は、基礎に対するＯリング１２の位置を示している。そのガントリ回転角は、Ｏリング１２に対する走行ガントリ１４の位置を示している。その線量は、その各照射角度から患者４３に照射される治療用放射線２３の線量を示している。
【００４４】
テンプレート用画像撮影部５２は、カウチ４１に横臥した患者４３を映す動画が撮影されるように、放射線治療装置３を制御する。すなわち、テンプレート用画像撮影部５２は、基礎に対してカウチ４１がそのカウチ位置に配置されるように、カウチ駆動装置４２を制御する。テンプレート用画像撮影部５２は、さらに、基礎に対してＯリング１２がそのＯリング回転角に配置されるように、旋回駆動装置１１を制御する。テンプレート用画像撮影部５２は、さらに、走行ガントリ１４がそのガントリ回転角に配置されるように、放射線治療装置３の走行駆動装置を制御する。テンプレート用画像撮影部５２は、さらに、所定の期間に第１診断用Ｘ線３５が患者４３に周期的に（たとえば、１００ｍｓ間隔で）曝射されるように、第１診断用Ｘ線源２４を制御する。テンプレート用画像撮影部５２は、さらに、所定の期間に第２診断用Ｘ線３６が患者４３に周期的に曝射されるように、第２診断用Ｘ線源２５を制御する。テンプレート用画像撮影部５２は、さらに、第１診断用Ｘ線３５が患者４３に曝射されたときに、患者４３を透過したＸ線に基づいて複数の第１フレームが生成されるように、第１センサアレイ３２を制御する。テンプレート用画像撮影部５２は、さらに、第２診断用Ｘ線３６が患者４３に曝射されたときに、患者４３を透過したＸ線に基づいて複数の第２フレームが生成されるように、第２センサアレイ３３を制御する。
【００４５】
テンプレート作成部５３は、テンプレート用画像撮影部５２により撮影された複数の第１フレームに基づいて複数の第１テンプレートと第１テンプレート位置テーブルとを算出する。テンプレート作成部５３は、さらに、テンプレート用画像撮影部５２により撮影された複数の第２フレームに基づいて複数の第２テンプレートと第２テンプレート位置テーブルとを算出する。
【００４６】
特定像移動範囲算出部５４は、テンプレート作成部５３により算出された第１テンプレート位置テーブルに基づいて第１特定像移動範囲を算出する。特定像移動範囲算出部５４は、さらに、テンプレート作成部５３により算出された第２テンプレート位置テーブルに基づいて第２特定像移動範囲を算出する。
【００４７】
テンプレートテーブル作成部５５は、テンプレート作成部５３により算出された複数の第１テンプレートと第１テンプレート位置テーブルと特定像移動範囲算出部５４により算出された第１特定像移動範囲とに基づいて第１テンプレートテーブルを算出する。テンプレートテーブル作成部５５は、さらに、テンプレート作成部５３により算出された複数の第２テンプレートと第２テンプレート位置テーブルと特定像移動範囲算出部５４により算出された第２特定像移動範囲とに基づいて第２テンプレートテーブルを算出する。
【００４８】
追尾用画像撮影部５６は、カウチ４１に横臥した患者４３を映す追尾用透過画像が撮影されるように、放射線治療装置３を制御する。すなわち、追尾用画像撮影部５６は、第１診断用Ｘ線３５が患者４３に曝射されるように、第１診断用Ｘ線源２４を制御する。追尾用画像撮影部５６は、さらに、第１診断用Ｘ線３５が曝射された時刻と同時刻に第２診断用Ｘ線３６が患者４３に曝射されるように、第２診断用Ｘ線源２５を制御する。追尾用画像撮影部５６は、さらに、第１診断用Ｘ線３５が患者４３に曝射されたときに、患者４３を透過したＸ線に基づいて第１追尾用透視画像が生成されるように、第１センサアレイ３２を制御する。追尾用画像撮影部５６は、さらに、第２診断用Ｘ線３６が患者４３に曝射されたときに、患者４３を透過したＸ線に基づいて第２追尾用透視画像が生成されるように、第２センサアレイ３３を制御する。
【００４９】
マッチング部５７は、テンプレートテーブル作成部５５により算出された第１テンプレートテーブルを参照して、追尾用画像撮影部５６により撮影された第１追尾用透視画像に基づいて複数の第１類似度を算出する。その複数の第１類似度は、複数のマッチング対象領域に対応している。その複数のマッチング対象領域は、その第１追尾用透視画像に配置され得るすべてのマッチング対象領域のうちの予測範囲算出部５９により算出される第１予測範囲に含まれ、かつ、特定像移動範囲算出部５４により算出された第１特定像移動範囲に含まれる複数の領域である。マッチング部５７は、テンプレートテーブル作成部５５により算出された第２テンプレートテーブルを参照して、追尾用画像撮影部５６により撮影された第２追尾用透視画像に基づいて複数の第２類似度を算出する。その複数の第２類似度は、複数のマッチング対象領域に対応している。その複数のマッチング対象領域は、その第２追尾用透視画像に配置され得るすべてのマッチング対象領域のうちの予測範囲算出部５９により算出される第２予測範囲に含まれ、かつ、特定像移動範囲算出部５４により算出された第２特定像移動範囲に含まれる複数の領域である。
【００５０】
特定像位置算出部５８は、マッチング部５７により算出された複数の第１類似度に基づいて、第１特定像位置を算出する。その第１特定像位置は、マッチング部５７によりマッチングされた複数のマッチング対象領域のうちのその複数の第１類似度の最大値に対応する領域が追尾用画像撮影部５６により撮影された第１追尾用透視画像に配置される位置を示している。特定像位置算出部５８は、マッチング部５７により算出された複数の第２類似度に基づいて、第２特定像位置を算出する。その第２特定像位置は、マッチング部５７によりマッチングされた複数のマッチング対象領域のうちのその複数の第２類似度の最大値に対応する領域が追尾用画像撮影部５６により撮影された第２追尾用透視画像に配置される位置を示している。
【００５１】
予測範囲算出部５９は、特定像位置算出部５８により過去に算出された第１特定像位置に基づいて第１予測範囲を算出する。その第１予測範囲は、その過去に算出された第１特定像位置を中心に所定のマージン分だけ拡大された範囲を示している。そのマージンは、患者４３の患部が移動する速度の最大値に基づいて算出される。予測範囲算出部５９は、特定像位置算出部５８により過去に算出された第２特定像位置に基づいて第２予測範囲を算出する。その第２予測範囲は、その過去に算出された第２特定像位置を中心に所定のマージン分だけ拡大された範囲を示している。
【００５２】
放射線治療部６０は、治療計画収集部５１により収集された治療計画に示される放射線治療が実行されるように、放射線治療装置３を制御する。すなわち、放射線治療部６０は、特定像位置算出部５８により算出された第１特定像位置と第２特定像位置とに基づいて、患者４３の患部の３次元位置を算出する。放射線治療部６０は、その３次元位置に治療用放射線照射装置１６が向くように、首振り装置１５を制御する。放射線治療部６０は、さらに、追尾用画像撮影部５６により撮影された第１追尾用透視画像と第２追尾用透視画像とに基づいて患者４３の患部の形状を算出する。放射線治療部６０は、さらに、その患部の形状に治療用放射線２３の照射野が一致するように、マルチリーフコリメータ２０を制御する。放射線治療部６０は、さらに、その患部に治療用放射線２３が曝射されるように、治療用放射線照射装置１６を制御する。放射線治療部６０は、さらに、その治療計画が示す線量の治療用放射線２３が患者４３の患部に照射されるまで、その透視画像の撮影から治療用放射線２３の照射までの動作を繰り返して実行する。
【００５３】
図４は、テンプレート用画像撮影部５２により撮影された複数の第１フレームを示している。その複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎは、１つずつ順に表示されることにより動画に構成されるように、撮影されている。その動画は、複数周期の呼吸をする患者４３を映している。複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎの各第１フレーム６１−ｉは、複数の臓器を映している。その複数の臓器は、患者４３の患部と骨とを含んでいる。すなわち、第１フレーム６１−ｉは、患部像６２と骨像６３とを表示している。患部像６２は、その患部を映している。骨像６３は、その骨を映している。
【００５４】
なお、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎは、必ずしも動画に構成されるように周期的に撮影される必要がなく、互いに異なる複数の時刻でそれぞれ撮影される複数の第１テンプレート作成用透視画像に置換されることができる。その複数の第１テンプレート作成用透視画像は、患者４３の呼吸の位相が互いに異なる時刻で撮影され、または、患者４３の患部と骨との相対位置が互いに異なる時刻で撮影され、または、患者４３の患部の形状が互いに異なる時刻で撮影される。
【００５５】
このとき、テンプレート作成部５３は、入力装置を介して入力される情報に基づいて、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎから複数の第１仮テンプレートを算出する。すなわち、テンプレート作成部５３は、入力装置を介して入力される情報に基づいて、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎからいくつかの第１フレームを選択する。テンプレート作成部５３は、さらに、入力装置を介して入力される情報に基づいて、その選択されたいくつかの第１フレームごとに第１仮テンプレート候補領域を指定する。テンプレート作成部５３は、たとえば、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎから第１フレーム６１−ｉが選択されたときに、入力装置を介して入力される情報に基づいて第１フレーム６１−ｉのうちの第１仮テンプレート候補領域６４を指定する。第１仮テンプレート候補領域６４は、１枚の第１フレーム６１−ｉから１つだけが指定され、所定の形状に形成されるように、かつ、患部像６２が第１フレーム６１−ｉに表示される領域の全部が第１仮テンプレート候補領域６４に含まれるように、指定される。その形状は、長方形であり、その長方形の縦の辺が第１フレーム６１−ｉの縦の辺と平行であり、かつ、その長方形の横の辺が第１フレーム６１−ｉの横の辺と平行である。テンプレート作成部５３は、第１フレーム６１−ｉと第１仮テンプレート候補領域６４とに基づいて第１仮テンプレートを算出する。その第１テンプレートは、第１フレーム６１−ｉの第１仮テンプレート候補領域６４に表示される画像を示している。その複数の第１仮テンプレートは、第１仮テンプレート候補領域６４の形状と合同であるように、算出される。テンプレート作成部５３は、その複数の第１仮テンプレートを記憶装置に記録する。
【００５６】
テンプレート作成部５３は、その複数の第１仮テンプレートと同様にして、テンプレート用画像撮影部５２により撮影された複数の第２フレームから複数の第２仮テンプレートを算出する。
【００５７】
テンプレート作成部５３は、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎとその算出された複数の第１仮テンプレートとに基づいて複数の第１テンプレートを算出する。その複数の第１テンプレートは、その複数の第１仮テンプレートを含んでいる。その複数の第１テンプレートは、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎに対応している。その複数の第１テンプレートのうちのある第１フレーム６１−ｉに対応する１つの第１テンプレートは、第１フレーム６１−ｉとその複数の第１仮テンプレートとに基づいて算出される。テンプレート作成部５３は、その１つの第１テンプレートを算出するときに、第１フレーム６１−ｉに配置され得るすべてのテンプレート候補領域に対応する複数の類似度を算出する。その１つの第１テンプレートは、第１フレーム６１−ｉのうちで、そのすべてのテンプレート候補領域のうちのその複数の類似度の最大値に対応する１つのテンプレート候補領域に表示される画面を示している。その複数の類似度のうちのあるテンプレート候補領域に対応する類似度は、その複数の第１仮テンプレートに対応する複数の類似度の最大値を示している。その複数の類似度のうちのある第１仮テンプレートに対応する類似度は、その第１仮テンプレートと第１フレーム６１−ｉのそのテンプレート候補領域に表示される画面とが類似する程度を示している。その程度は、値が大きくなるほど、その画像とその第１仮テンプレートとが類似していることを示している。
【００５８】
図５は、テンプレート作成部５３により算出された複数の第１テンプレートのうちの１つの第１テンプレートを示している。その１つの第１テンプレート７１は、長方形に形成されている。その複数の第１テンプレートの形状は、それぞれ、第１テンプレート７１の形状に合同である。第１テンプレート７１は、患部像７２を表示している。患部像７２は、患者４３の患部の全部を映している。テンプレート作成部５３は、第１テンプレート７１を算出したときに、テンプレート中心７３を算出する。テンプレート中心７３は、第１テンプレート７１の中心であり、第１テンプレート７１の長方形の対角線の交点である。
【００５９】
テンプレート作成部５３は、さらに、その複数の第１テンプレートに基づいて第１テンプレート位置テーブルを算出する。図６は、テンプレート作成部５３により算出された第１テンプレート位置テーブルを示している。その第１テンプレート位置テーブル７５は、テンプレート集合７６をテンプレート位置集合７７に対応付けている。すなわち、テンプレート集合７６のうちの任意の要素は、テンプレート位置集合７７のうちの１つの要素に対応している。テンプレート集合７６の要素は、それぞれ、テンプレート作成部５３により算出された複数の第１テンプレートのうちの１つの第１テンプレートを示している。テンプレート位置集合７７のうちのある第１テンプレートに対応する要素は、その第１テンプレートがある第１フレームから算出されたときに、その第１フレームのうちのその第１テンプレートが表示される領域の中心の位置を示している。
【００６０】
テンプレート作成部５３は、さらに、その複数の第１仮テンプレートと同様にして、テンプレート用画像撮影部５２により撮影された複数の第２フレームと入力装置を介して入力される情報とに基づいて、複数の第２仮テンプレートを算出する。テンプレート作成部５３は、さらに、その複数の第１テンプレートと同様にして、その複数の第２仮テンプレートとテンプレート用画像撮影部５２により撮影された複数の第２フレームとに基づいて複数の第２テンプレートを算出する。テンプレート作成部５３は、さらに、第１テンプレート位置テーブル７５と同様にして、その複数の第２テンプレートとテンプレート用画像撮影部５２により撮影された複数の第２フレームとに基づいて第２テンプレート位置テーブルを算出する。
【００６１】
図７は、特定像移動範囲算出部５４により算出された第１特定像移動範囲を示している。その第１特定像移動範囲７８は、第１テンプレート位置テーブル７５のテンプレート位置集合７７が示す複数の位置７９−１〜７９−ｎに基づいて算出される。第１特定像移動範囲７８は、複数の位置７９−１〜７９−ｎの全部を含むように、かつ、複数の位置７９−１〜７９−ｎから所定のマージンだけ広げた領域の全部を含むように、算出される。
【００６２】
特定像移動範囲算出部５４は、さらに、第１特定像移動範囲７８と同様にして、テンプレート作成部５３により算出された第２テンプレート位置テーブルに基づいて第２特定像移動範囲を算出する。
【００６３】
図８は、テンプレートテーブル作成部５５により算出された第１テンプレートテーブルを示している。その第１テンプレートテーブル８１は、マッチング対象領域集合８２をマッチング対象位置集合８３に対応付け、マッチング対象領域集合８２をテンプレート集合８４に対応付けている。すなわち、マッチング対象領域集合８２のうちの任意の要素は、マッチング対象位置集合８３のうちの１つの要素に対応し、テンプレート集合８４のうちの１つの要素に対応している。マッチング対象領域集合８２は、追尾用画像撮影部５６により撮影される第１追尾用透視画像に配置され得るすべてのマッチング対象領域のうちの特定像移動範囲算出部５４により算出された第１特定像移動範囲に含まれる複数のマッチング対象領域を示している。マッチング対象位置集合８３のうちのあるマッチング対象領域に対応する要素は、その第１追尾用透視画像のそのマッチング対象領域の中心が配置される位置を示している。テンプレート集合８４の要素は、テンプレート作成部５３により算出された複数の第１テンプレートのうちのいくつかの第１テンプレートから構成される集合を示している。その集合に属する第１テンプレートの個数は、１個以上であり、かつ、上限個数以下である。その上限個数は、追尾用画像撮影部５６により撮影された第１追尾用透視画像のマッチングが所定の時間内に終了することができるように、設計され、たとえば、４個に設計されている。テンプレート集合８４のうちのあるマッチング対象領域に対応する集合に属する第１テンプレートは、第１テンプレート位置テーブル７５のテンプレート集合７６のうちのそのマッチング対象領域の中心の位置に最も近い位置に対応する第１テンプレートから構成される。
【００６４】
このとき、マッチング部５７は、追尾用画像撮影部５６により第１追尾用透視画像が撮影されたときに、予測範囲算出部５９により算出された第１予測範囲に含まれる複数の第１マッチング対象領域を算出する。マッチング部５７は、第１テンプレートテーブル８１を参照して、その複数の第１マッチング対象領域に対応する複数の第１類似度を算出する。その複数の第１類似度のうちのある第１マッチング対象領域に対応する１つの第１類似度は、テンプレート作成部５３により算出された複数の第１テンプレートに対応する複数の類似度の最大値を示している。その複数の類似度のうちのある第１テンプレートに対応する１つの類似度は、その第１テンプレートとその第１追尾用透視画像のその第１マッチング対象領域に表示される画像とが類似する程度を示している。その程度は、値が大きくなるほど、その画像とその第１テンプレートとが類似していることを示している。
【００６５】
このとき、特定像位置算出部５８は、マッチング部５７により算出された複数の第１類似度に基づいて第１特定像位置を算出する。その第１特定像位置は、その複数の第１マッチング対象領域のうちのその複数の第１類似度の最大値に対応する１つの領域の中心の位置を示し、すなわち、第１テンプレートテーブル８１のマッチング対象位置集合８３のうちのその複数の第１類似度の最大値に対応する位置を示している。
【００６６】
テンプレートテーブル作成部５５は、第１テンプレートテーブル８１と同様にして、テンプレート作成部５３により算出された複数の第２テンプレートと第２テンプレート位置テーブルと特定像移動範囲算出部５４により算出された第２特定像移動範囲とに基づいて第２テンプレートテーブルを算出する。
【００６７】
マッチング部５７は、さらに、その複数の第１類似度と同様にして、追尾用画像撮影部５６により第２追尾用透視画像が撮影されたときに、その第２追尾用透視画像とテンプレート作成部５３により算出された複数の第２テンプレートとに基づいて複数の第２類似度を算出する。
【００６８】
特定像位置算出部５８は、さらに、その第１特定像位置と同様にして、マッチング部５７により算出された複数の第２類似度に基づいて第２特定像位置を算出する。
【００６９】
本発明による放射線治療装置制御方法の実施の形態は、放射線治療装置制御装置２により実行され、テンプレートテーブルを作成する動作と放射線治療する動作とを備えている。
【００７０】
図９は、そのテンプレートテーブルを作成する動作を示している。ユーザは、まず、入力装置を介して、過去に作成された治療計画を放射線治療装置制御装置２に入力する。その治療計画は、その治療計画は、３次元データを示し、照射角度と線量との組み合わせを示している。その３次元データは、複数のボクセルに複数の透過率を対応付けている。その複数のボクセルは、それぞれ、患者４３が配置される空間を隙間なく充填する複数の直方体に対応している。その各ボクセルに対応する透過率は、その各ボクセルに対応する位置の立方体のＸ線の透過率を示している。その３次元データは、寝台に横臥した患者４３の複数の臓器の立体的な形状とその複数の臓器がそれぞれ配置される複数の位置とを示している。その３次元データは、さらに、寝台に横臥した患者４３の患部の立体的な形状とその患部の位置とを示している。その照射角度は、患者４３の患部に治療用放射線２３を照射する方向を示し、カウチ位置とＯリング回転角とガントリ回転角とを示している。そのカウチ位置は、基礎に対するカウチ４１の位置と向きとを示している。そのＯリング回転角は、基礎に対するＯリング１２の位置を示している。そのガントリ回転角は、Ｏリング１２に対する走行ガントリ１４の位置を示している。その線量は、その各照射角度から患者４３に照射される治療用放射線２３の線量を示している。
【００７１】
ユーザは、放射線治療装置３のカウチ４１に患者４３を固定する。放射線治療装置制御装置２は、カウチ４１に横臥した患者４３を映す動画が撮影されるように、放射線治療装置３を制御する。すなわち、放射線治療装置制御装置２は、基礎に対してカウチ４１がそのカウチ位置に配置されるように、カウチ駆動装置４２を制御する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、基礎に対してＯリング１２がそのＯリング回転角に配置されるように、旋回駆動装置１１を制御する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、走行ガントリ１４がそのガントリ回転角に配置されるように、放射線治療装置３の走行駆動装置を制御する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、所定の期間に第１診断用Ｘ線３５が患者４３に周期的に（たとえば、１００ｍｓ間隔で）曝射されるように、第１診断用Ｘ線源２４を制御する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、所定の期間に第２診断用Ｘ線３６が患者４３に周期的に曝射されるように、第２診断用Ｘ線源２５を制御する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、第１診断用Ｘ線３５が患者４３に曝射されたときに、患者４３を透過したＸ線に基づいて複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎが生成されるように、第１センサアレイ３２を制御する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、第２診断用Ｘ線３６が患者４３に曝射されたときに、患者４３を透過したＸ線に基づいて複数の第２フレームが生成されるように、第２センサアレイ３３を制御する（ステップＳ１）。
【００７２】
ユーザは、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎから適切な複数の第１仮テンプレート用フレームを選択する。その複数の第１仮テンプレート用フレームは、患者４３の呼吸の位相が互いに異なる時刻で撮影された複数の第１フレームであり、または、患者４３の患部と骨との相対位置が互いに異なる時刻で撮影された複数の第１フレームであり、または、患者４３の患部の性状が互いに異なる時刻で撮影された複数の第１フレームである。ユーザは、入力装置を介してその複数の第１仮テンプレート用フレームを放射線治療装置制御装置２に入力する。ユーザは、さらに、その複数の第１仮テンプレート用フレームごとに第１仮テンプレート候補領域を指定する。その複数の第１仮テンプレート用フレームのうちの１つの第１仮テンプレート用フレーム６１−ｉから指定された第１仮テンプレート候補領域６４は、患部像６２の全部が表示される領域を含んでいる。ユーザは、入力装置を介してその複数の第１仮テンプレート候補領域を放射線治療装置制御装置２に入力する。
【００７３】
放射線治療装置制御装置２は、その選択された複数の第１仮テンプレート用フレームとその指定された複数の第１仮テンプレート候補領域とに基づいて複数の第１仮テンプレートを算出する（ステップＳ２）。その複数の第１仮テンプレートのうちのある第１仮テンプレート用フレームとある第１仮テンプレート候補領域とに基づいて算出される第１仮テンプレートは、その第１仮テンプレート用フレームのその第１仮テンプレート候補領域に表示される画像を示している。
【００７４】
ユーザは、その複数の第１仮テンプレート用フレームと同様にして、複数の第２仮テンプレート用フレームを選択し、その複数の第１仮テンプレート候補領域と同様にして、複数の第２仮テンプレート候補領域を選択する。放射線治療装置制御装置２は、その複数の第１仮テンプレートと同様にして、その複数の第２仮テンプレート用フレームとその複数の第２仮テンプレート候補領域とに基づいて複数の第２仮テンプレートを算出する。
【００７５】
放射線治療装置制御装置２は、その算出された複数の第１仮テンプレートに基づいて複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎに対応する複数の第１テンプレートを算出する（ステップＳ３）。その複数の第１テンプレートのうちのある第１フレーム６１−ｉに対応する１つの第１テンプレートは、第１フレーム６１−ｉとその複数の第１仮テンプレートとに基づいて算出される。放射線治療装置制御装置２は、その１つの第１テンプレートを算出するときに、第１フレーム６１−ｉに配置され得るすべてのテンプレート候補領域に対応する複数の類似度を算出する。その１つの第１テンプレートは、第１フレーム６１−ｉのうちで、そのすべてのテンプレート候補領域のうちのその複数の類似度の最大値に対応する１つのテンプレート候補領域に表示される画面を示している。その複数の類似度のうちのあるテンプレート候補領域に対応する類似度は、その複数の第１仮テンプレートに対応する複数の類似度の最大値を示している。その複数の類似度のうちのある第１仮テンプレートに対応する類似度は、その第１仮テンプレートと第１フレーム６１−ｉのそのテンプレート候補領域に表示される画面とが類似する程度を示している。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その第１仮テンプレート候補領域とそのテンプレート候補領域とに基づいて第１テンプレート位置テーブル７５を算出する。
【００７６】
放射線治療装置制御装置２は、その複数の第１テンプレートと同様にして、その複数の第２仮テンプレートに基づいてステップＳ１で撮影された複数の第２フレームに対応する複数の第２テンプレートを算出し、第１テンプレート位置テーブル７５と同様にして、第２テンプレート位置テーブルを算出する。
【００７７】
放射線治療装置制御装置２は、第１テンプレート位置テーブル７５に基づいて第１特定像移動範囲７８を算出する（ステップＳ４）。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その第２テンプレート位置テーブルに基づいて第２特定像移動範囲を算出する。
【００７８】
放射線治療装置制御装置２は、ステップＳ３で算出された複数の第１テンプレートから適当な複数の第１テンプレートを選択する（ステップＳ５）。その選択された複数の第１テンプレートは、互いの類似度が所定の閾値より小さくなるように、選択される。放射線治療装置制御装置２は、さらに、ステップＳ３で算出された複数の第２テンプレートから適当な複数の第２テンプレートを選択する。
【００７９】
放射線治療装置制御装置２は、第１特定像移動範囲７８に基づいて複数の第１マッチング対象領域を算出する。その複数の第１マッチング対象領域は、第１センサアレイ３２により撮影される第１透視画像に配置され得るすべての第１マッチング対象領域のうちの第１特定像移動範囲７８に含まれる複数の領域を示している。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その複数の第１マッチング対象領域に複数の第１テンプレートを割り当てることにより、第１テンプレートテーブル８１を作成する（ステップＳ６）。すなわち、放射線治療装置制御装置２は、第１テンプレート位置テーブル７５のテンプレート集合７６のうちのある第１マッチング対象領域の中心の位置に最も近い位置に対応する第１テンプレートがその第１マッチング対象領域に対応するように、第１テンプレートテーブル８１を作成する。
【００８０】
放射線治療装置制御装置２は、ステップＳ６で割り当てられた複数の第１テンプレートに基づいて複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎに対応する複数の第１類似度を算出する（ステップＳ７）。その複数の第１類似度のうちのある第１フレームに対応する第１類似度は、第１特定像移動範囲７８に含まれるすべてのマッチング対象領域に対応する複数の類似度の最大値を示している。その複数の類似度のうちのあるマッチング対象領域に対応する類似度は、ステップＳ６で割り当てられた複数の第１テンプレートに対応する複数の類似度の最大値を示している。その複数の類似度のうちのある第１テンプレートに対応する類似度は、その第１フレームのそのマッチング対象領域に表示される画像とその第１テンプレートとが類似する程度を示している。その程度は、値が大きくなるほど、その画像とその第１テンプレートとが類似していることを示している。
【００８１】
放射線治療装置制御装置２は、その複数の第１類似度が所定の閾値より小さい値を含むときに（ステップＳ８、ＮＯ）、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎのうちのその小さい第１類似度に対応する第１フレームから算出された第１テンプレートをステップＳ５で選択された複数の第１テンプレートに追加する（ステップＳ９）。放射線治療装置制御装置２は、さらに、ステップＳ６である第１マッチング対象領域に割り当てられた第１テンプレートの中心位置に比較して、その追加された第１テンプレートの中心位置がその第１マッチング対象領域の中心位置に近いときに、その第１マッチング対象領域にその追加された第１テンプレートを追加して割り当てる。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その第１マッチング対象領域に割り当てられた第１テンプレートの個数がその上限個数を超えるときに、その第１マッチング対象領域に割り当てられた複数の第１テンプレートから中心位置が最も遠い第１テンプレートを削除する。放射線治療装置制御装置２は、次いで、再度ステップＳ７〜ステップＳ８を実行する。
【００８２】
放射線治療装置制御装置２は、第１テンプレートテーブル８１と同様にして、その複数の第２テンプレートとその複数の第２テンプレート位置テーブルとその第２特定像移動範囲とステップＳ１で撮影された複数の第２フレームとに基づいて第２テンプレートテーブルを算出する。
【００８３】
図１０は、ステップＳ５の処理を示している。放射線治療装置制御装置２は、まず、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎのうちの最初の第１フレーム６１−１を選択し、その選択された第１フレーム６１−１から算出された第１テンプレートを第１テンプレート集合に追加する（ステップＳ１１）。
【００８４】
放射線治療装置制御装置２は、その第１テンプレート集合と複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎのうちのその選択された第１フレームの次の次第１フレームとに基づいて複数の第１類似度を算出する。その複数の第１類似度は、その次第１フレームに配置され得るすべての第１マッチング対象領域に対応している。その複数の類似度のうちのある第１マッチング対象領域に対応する類似度は、その第１テンプレート集合に対応する複数の類似度の最大値を示している。その複数の類似度のうちのある第１テンプレートに対応する類似度は、その第１テンプレートとその次第１フレームのその第１マッチング対象領域に表示される画像とが類似する程度を示している。
【００８５】
放射線治療装置制御装置２は、その複数の第１類似度の最大値が所定の閾値より大きいときに（ステップＳ１３、ＮＯ）、その次第１フレームから算出された第１テンプレートをその第１テンプレート集合に追加する（ステップＳ１４）。
【００８６】
放射線治療装置制御装置２は、その複数の第１類似度の最大値が所定の閾値より小さいときに（ステップＳ１３、ＹＥＳ）、または、ステップＳ１４を実行した後に、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎのうちのその次第１フレームの次の第１フレームがあるかどうか判別する（ステップＳ１５）。放射線治療装置制御装置２は、その次の第１フレームがあるときに（ステップＳ１５、ＹＥＳ）、その第１フレームを選択し、再度ステップＳ１２からステップＳ１４までの処理を実行する。
【００８７】
その放射線治療する動作は、そのテンプレートテーブルを作成する動作が終了した後に実行される。すなわち、放射線治療装置制御装置２は、カウチ４１とＯリング１２と走行ガントリ１４とが所定の位置に配置された後に、患者４３の第１追尾用透視画像が撮影されるように第１診断用Ｘ線源２４と第１センサアレイ３２とを制御し、患者４３の第２追尾用透視画像が撮影されるように第２診断用Ｘ線源２５と第２センサアレイ３３とを制御する。
【００８８】
放射線治療装置制御装置２は、第１テンプレートテーブル８１を参照して、その第１追尾用透視画像に基づいてマッチング対象領域集合８２が示す複数の第１マッチング対象領域に対応する複数の第１類似度を算出する。その複数の第１類似度のうちのある第１マッチング対象領域に対応する第１類似度は、テンプレート集合８４のうちのそのマッチング対象領域に対応する集合に属する第１テンプレートに対応する複数の類似度の最大値を示している。その複数の類似度のうちのある第１テンプレートに対応する類似度は、その第１追尾用透視画像のそのマッチング対象領域に表示される画像がその第１テンプレートに類似する程度を示している。その程度は、値が大きくなるほど、その画像とその第１テンプレートとが類似していることを示している。
【００８９】
放射線治療装置制御装置２は、その複数の第１マッチング対象領域のうちの複数の第１類似度の最大値に対応する第１マッチング対象領域を算出し、その算出された第１マッチング対象領域に基づいて第１特定像位置を算出する。その第１特定像位置は、マッチング対象位置集合８３のうちのその第１マッチング対象領域に対応するマッチング対象位置を示している。
【００９０】
放射線治療装置制御装置２は、第１特定像位置を一度算出した後に、その第１特定像位置に基づいて第１予測範囲を算出する。その第１予測範囲は、その算出された第１特定像位置を中心に所定のマージン分だけ拡大された範囲を示している。このとき、放射線治療装置制御装置２は、第１テンプレートテーブル８１を参照して、その第１追尾用透視画像に基づいて、マッチング対象領域集合８２が示す複数の第１マッチング対象領域のうちのその第１予測範囲に含まれる複数の第１マッチング対象領域に対応する複数の第１類似度を算出する。その複数の第１類似度のうちのある第１マッチング対象領域に対応する第１類似度は、テンプレート集合８４のうちのそのマッチング対象領域に対応する集合に属する第１テンプレートに対応する複数の類似度の最大値を示している。その複数の類似度のうちのある第１テンプレートに対応する類似度は、その第１追尾用透視画像のそのマッチング対象領域に表示される画像がその第１テンプレートに類似する程度を示している。その程度は、値が大きくなるほど、その画像とその第１テンプレートとが類似していることを示している。
【００９１】
放射線治療装置制御装置２は、その複数の第１マッチング対象領域のうちの複数の第１類似度の最大値に対応する第１マッチング対象領域を算出し、その算出された第１マッチング対象領域に基づいて第１特定像位置を算出する。その第１特定像位置は、マッチング対象位置集合８３のうちのその第１マッチング対象領域に対応するマッチング対象位置を示している。
【００９２】
放射線治療装置制御装置２は、さらに、その第１特定像位置と同様にして、その第２テンプレートテーブルを参照して、その第２追尾用透視画像に基づいて第２特定像位置を算出する。
【００９３】
放射線治療装置制御装置２は、その第１特定像位置に基づいて第１直線を算出する。その第１直線は、第１診断用Ｘ線３５のコーンビームの頂点と第１センサアレイ３２の受光部のうちのその第１特定像位置に対応する位置とを結ぶ直線である。放射線治療装置制御装置２は、その第２特定像位置に基づいて第２直線を算出する。その第２直線は、第２診断用Ｘ線３６のコーンビームの頂点と第２センサアレイ３３の受光部のうちのその第２特定像位置に対応する位置とを結ぶ直線である。放射線治療装置制御装置２は、その第１直線とその第２直線とに基づいて患者４３の患部の３次元位置を算出する。その３次元位置は、その第１直線のうちのその第２直線に最も近い第１点とその第２直線のうちのその第１直線に最も近い第２点とを結ぶ線分の中点の位置を示している。放射線治療装置制御装置２は、その３次元位置に基づいて駆動量を算出する。その駆動量は、チルト軸回転量とパン軸回転量とを示している。その駆動量は、治療用放射線照射装置１６がそのチルト軸回転量だけチルト軸２１を中心に回転し、治療用放射線照射装置１６がそのパン軸回転量だけパン軸２２を中心に回転したときに、その３次元位置に治療用放射線照射装置１６が向くように、算出される。放射線治療装置制御装置２は、治療用放射線照射装置１６がそのチルト軸回転量だけチルト軸２１を中心に回転し、治療用放射線照射装置１６がそのパン軸回転量だけパン軸２２を中心に回転するように、首振り装置１５を制御する。
【００９４】
放射線治療装置制御装置２は、その第１追尾用透視画像と第２追尾用透視画像とに基づいて患者４３の患部の形状を算出する。放射線治療装置制御装置２は、その患部の形状に治療用放射線２３の照射野が一致するように、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、首振り装置１５とマルチリーフコリメータ２０とを制御した後に、その患部に治療用放射線２３が曝射されるように、治療用放射線照射装置１６を制御する。放射線治療装置制御装置２は、さらに、その治療計画が示す線量の治療用放射線２３が患者４３の患部に曝射されるまで、その第１追尾用透視画像とその第２追尾用透視画像との撮影から治療用放射線２３の照射までの動作を周期的に繰り返して実行する。その周期としては、０．２秒が例示される。
【００９５】
このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置２は、その追尾用透視画像の互いに異なる複数のマッチング対象領域に互いに異なる複数のテンプレートをマッチングさせることができ、その追尾用透視画像の複数のマッチング対象領域の各々に適切な複数のテンプレートをマッチングさせることができる。このため、放射線治療装置制御装置２は、マッチングに用いられるテンプレートの個数を増加し、かつ、その複数のマッチング対象領域の各々にマッチングさせるテンプレートの個数を低減することができる。この結果、放射線治療装置制御装置２は、その特定像位置をより確実に、かつ、より高精度に算出することができる。この結果、放射線治療装置制御装置２は、治療用放射線照射装置１６を駆動する駆動量をより高速に、かつ、より高精度に算出することができ、治療用放射線照射装置１６をより確実に、かつ、より高精度に駆動することができる。
【００９６】
本発明による放射線治療装置制御装置の実施の他の形態は、既述の実施の形態における予測範囲算出部５９が他の予測範囲算出部に置換されている。図１１は、その第１予測範囲算出部により算出される第１予測範囲を示している。その第１予測範囲算出部は、まず、特定像位置算出部５８により直前に算出された第１特定像位置８６と特定像位置算出部５８により第１特定像位置８６の直前に算出された第１特定像位置８７とに基づいて第１予測位置８５を算出する。第１予測位置８５は、第１予測位置８５と第１特定像位置８７とを１対１に内分する点が第１特定像位置８６に一致するように、算出される。その第１予測範囲算出部は、第１予測位置８５に基づいて第１予測範囲８８を算出する。第１予測範囲８８は、第１予測位置８５を中心に所定のマージン分だけ拡大された範囲を示している。このとき、そのマージンは、予測範囲算出部５９が用いるマージンより小さくすることができる。このため、第１予測範囲８８は、予測範囲算出部５９により算出される第１予測範囲８９に比較して、小さく形成することができる。
【００９７】
このような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、治療用放射線照射装置１６をより確実に、かつ、より高精度に駆動することができる。このような放射線治療装置制御装置は、さらに、既述の実施の形態における放射線治療装置制御装置２に比較して、マッチングされる複数のマッチング対象領域の個数をより低減することができ、その第１特定像位置をより高速に算出することができる。その結果、このような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に比較して、患者４３の患部の位置をより高速に算出することができ、治療用放射線照射装置１６をより確実に、かつ、より高精度に駆動することができる。
【００９８】
本発明による放射線治療装置制御装置の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における予測範囲算出部５９がさらに他の予測範囲算出部に置換されている。その第１予測範囲算出部は、特定像位置算出部５８により直前に算出された複数の第１特定像位置に基づいて第１予測範囲を算出する。その直前に算出された複数の第１特定像位置は、図１２に示されているように、位置９２と位置９３と位置９４と位置９５とを含んでいる。位置９２は、その直前に算出された第１特定像位置のｘ座標を示している。位置９３は、位置９２を示す第１特定像位置の直前に算出された第１特定像位置のｘ座標を示している。位置９４は、位置９３を示す第１特定像位置の直前に算出された第１特定像位置のｘ座標を示している。位置９５は、位置９４を示す第１特定像位置の直前に算出された第１特定像位置のｘ座標を示している。その第１予測範囲算出部は、位置９２と位置９３と位置９４と位置９５とを通るスプライン曲線９６を算出する。その第１予測範囲算出部は、スプライン曲線９６に基づいて予測ｘ座標９１を算出する。予測ｘ座標９１は、スプライン曲線９６を通るように算出される。その第１予測範囲算出部は、予測ｘ座標９１と同様にして、予測ｙ座標を算出する。その第１予測範囲算出部は、その予測ｘ座標と予測ｙ座標とに基づいて第１予測範囲を算出する。その第１予測範囲は、その予測ｘ座標と予測ｙ座標とにより示される位置を中心に所定のマージン分だけ拡大された範囲を示している。このとき、そのマージンは、第１予測範囲８８を算出するときに用いられたマージンより小さくすることができる。このため、その第１予測範囲は、第１予測範囲８８に比較して、小さく形成することができる。
【００９９】
このような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、治療用放射線照射装置１６をより確実に、かつ、より高精度に駆動することができる。このような放射線治療装置制御装置は、さらに、既述の実施の形態における放射線治療装置制御装置２に比較して、マッチングされる複数のマッチング対象領域の個数をより低減することができ、その第１特定像位置をより高速に算出することができる。その結果、このような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に比較して、患者４３の患部の位置をより高速に算出することができ、治療用放射線照射装置１６をより確実に、かつ、より高精度に駆動することができる。
【０１００】
本発明による放射線治療装置制御装置の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態におけるテンプレート用画像撮影部５２が他のテンプレート用画像撮影部に置換され、既述の実施の形態における特定像移動範囲算出部５４が他の特定像移動範囲算出部に置換されている。
【０１０１】
そのテンプレート用画像撮影部は、図１３に示されているように、互いに異なる複数の時刻に複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎが撮影されるように、第１診断用Ｘ線源２４と第１センサアレイ３２とを制御する。そのテンプレート用画像撮影部は、さらに、その複数の時刻と同時刻に複数の第２フレームが撮影されるように、第２診断用Ｘ線源２５と第２センサアレイ３３とを制御する。
【０１０２】
その特定像移動範囲算出部は、テンプレート作成部５３により作成された第１テンプレート位置テーブル７５と第２テンプレート位置テーブルとに基づいて複数の患部位置１０２−１〜１０２−ｎを算出する。すなわち、その特定像移動範囲算出部は、複数の患部位置１０２−１〜１０２−ｎのうちのある時刻に対応する１つの患部位置を算出するときに、複数の第１フレーム６１−１〜６１−ｎのうちのその時刻に撮影された第１フレームから算出された第１テンプレートに基づいて第１直線を算出し、その複数の第２フレームのうちのその時刻に撮影された第２フレームから算出された第２テンプレートとに基づいて第２直線を算出する。その第１直線は、第１診断用Ｘ線３５のコーンビームの頂点と第１センサアレイ３２の受光部のうちのその第１テンプレートのテンプレート位置に対応する位置とを結ぶ直線である。その第２直線は、第２診断用Ｘ線３６のコーンビームの頂点と第２センサアレイ３３の受光部のうちのその第２テンプレートのテンプレート位置に対応する位置とを結ぶ直線である。その１つの患部位置は、その第１直線のうちのその第２直線に最も近い第１点とその第２直線のうちのその第１直線に最も近い第２点とを結ぶ線分の中点の位置を示している。
【０１０３】
その特定像移動範囲算出部は、複数の患部位置１０２−１〜１０２−ｎに基づいて３次元特定部位移動範囲１０３を算出する。３次元特定部位移動範囲１０３は、複数の患部位置１０２−１〜１０２−ｎの全部を含むように、かつ、複数の患部位置１０２−１〜１０２−ｎから所定のマージンだけ広げた領域の全部を含むように、算出される。その特定像移動範囲算出部は、３次元特定部位移動範囲１０３に基づいて第１特定像移動範囲を算出する。その第１特定像移動範囲は、第１診断用Ｘ線３５のコーンビームの頂点に対応する点１０４から第１センサアレイ３２の受光部に対応する面１０５に３次元特定部位移動範囲１０３を投影した領域１０１に対応するように算出される。その特定像移動範囲算出部は、その第１特定像移動範囲と同様にして、３次元特定部位移動範囲１０３に基づいて第２特定像移動範囲を算出する。
【０１０４】
このような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、治療用放射線照射装置１６をより確実に、かつ、より高精度に駆動することができる。このような放射線治療装置制御装置は、さらに、既述の実施の形態における放射線治療装置制御装置２に比較して、第１特定像移動範囲と第２特定像移動範囲とをより高精度に、より小さく算出することができ、マッチングされる複数のマッチング対象領域の個数をより低減することができ、その第１特定像位置をより高速に算出することができる。その結果、このような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に比較して、患者４３の患部の位置をより高速に算出することができ、治療用放射線照射装置１６をより確実に、かつ、より高精度に駆動することができる。
【０１０５】
本発明による放射線治療装置制御装置の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態におけるテンプレート作成部５３が他のテンプレート作成部に置換されている。そのテンプレート作成部は、第１テンプレートテーブル８１のテンプレート集合８３のうちのある第１マッチング対象領域に対応するテンプレート集合を算出するときに、図１４に示されているように、その第１マッチング対象領域に対応する第１マッチング対象位置１１１に基づいてテンプレート位置１１２を算出する。テンプレート位置１１２は、第１テンプレート位置テーブル７５のテンプレート位置集合７７のうちの第１マッチング対象位置１１１に最も近いテンプレート位置を示している。そのテンプレート作成部は、第１マッチング対象位置１１１とテンプレート位置１１２とに基づいて直線１１５を算出する。直線１１５は、第１マッチング対象位置１１１とテンプレート位置１１２とを通る直線１１４に垂直であり、かつ、第１マッチング対象位置１１１を通る。そのテンプレート作成部は、その直線１１５に基づいて、テンプレート位置集合７７が示すテンプレート位置と第１テンプレートテーブル８１のマッチング対象位置集合８２が示すマッチング対象位置とを要素とする２次元空間を２分割する。そのテンプレート作成部は、その２分割された２つの領域のうちのテンプレート位置１１２を含まない領域に含まれる複数のテンプレート位置をテンプレート位置集合７７から算出する。そのテンプレート作成部は、その算出された複数のテンプレート位置から第１マッチング対象位置１１１に最も近いテンプレート位置１１６を算出する。そのテンプレート作成部は、第１テンプレート位置テーブル７５でテンプレート位置１１２に対応する第１テンプレート１１３が第１マッチング対象位置１１１に対応するように、かつ、第１テンプレート位置テーブル７５でテンプレート位置１１６に対応する第１テンプレート１１７が第１マッチング対象位置１１１に対応するように、第１テンプレートテーブル８１を作成する。
【０１０６】
すなわち、そのテンプレート作成部は、第１マッチング対象位置１１１から２つのテンプレート位置にそれぞれ向かう２つのベクトルのなす角が９０度以上であり、かつ、その２つのテンプレート位置が第１マッチング対象位置１１１に近いときに、その２つのテンプレート位置に対応する２つの第１テンプレートが第１マッチング対象位置１１１に対応するように、第１テンプレートテーブル８１を作成する。
【０１０７】
そのテンプレート作成部は、その上限個数が３以上であるときに、さらに、第１マッチング対象位置１１１に基づいてテンプレート位置１１８を算出する。テンプレート位置１１８は、テンプレート位置集合７７のうちのテンプレート位置１１２の次に第１マッチング対象位置１１１に近いテンプレート位置を示している。そのテンプレート作成部は、第１テンプレート位置テーブル７５でテンプレート位置１１８に対応する第１テンプレート１１９が第１マッチング対象位置１１１に対応するように、第１テンプレートテーブル８１を作成する。
【０１０８】
このような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、治療用放射線照射装置１６をより確実に、かつ、より高精度に駆動することができる。このような放射線治療装置制御装置は、さらに、既述の実施の形態における放射線治療装置制御装置２に比較して、１つのマッチング対象領域に対応する複数のテンプレートが示す患部像がより多様化され、特定像位置をより確実に、より高精度に算出することができる。その結果、このような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に比較して、治療用放射線照射装置１６をより確実に、かつ、より高精度に駆動することができる。
【０１０９】
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：首振り装置
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：第１診断用Ｘ線源
２５：第２診断用Ｘ線源
３２：第１センサアレイ
３３：第２センサアレイ
３５：第１診断用Ｘ線
３６：第２診断用Ｘ線
４１：カウチ
４２：カウチ駆動装置
４３：患者
５１：治療計画収集部
５２：テンプレート用画像撮影部
５３：テンプレート作成部
５４：特定像移動範囲算出部
５５：テンプレートテーブル作成部
５６：追尾用画像撮影部
５７：マッチング部
５８：特定像位置算出部
５９：予測範囲算出部
６０：放射線治療部
６１−１〜６１−ｎ：複数の第１フレーム
６２：患部像
６３：骨像
６４：第１仮テンプレート候補領域
７１：第１テンプレート
７２：患部像
７３：テンプレート中心
７５：テンプレート位置テーブル
７６：テンプレート集合
７７：テンプレート位置集合
７８：第１特定像移動範囲
７９−１〜７９−ｎ：複数の位置
８１：第１テンプレートテーブル
８２：マッチング対象領域集合
８３：マッチング対象位置集合
８４：テンプレート集合
８５：第１予測位置
８６：第１特定像位置
８７：第１特定像位置
８８：第１予測範囲
８９：第１予測範囲
９１：予測ｘ座標
９２：位置
９３：位置
９４：位置
９５：位置
９６：スプライン曲線
１０１：領域
１０２−１〜１０２−ｎ：複数の患部位置
１０３：３次元特定部位移動範囲
１０４：点
１０５：面
１１１：第１マッチング対象位置
１１２：テンプレート位置
１１３：第１テンプレート
１１４：直線
１１５：直線
１１６：テンプレート位置
１１７：第１テンプレート
１１８：テンプレート位置
１１９：第１テンプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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