(57)【要約】【課題】  画像認識を高い精度で実行することが可能なＸ線透視装置およびＸ線透視方法を提供する。【解決手段】  画像認識領域Ｅの設定時においては、マーカ等の移動軌跡Ｔを囲む領域が画像認識領域Ｅとして設定される。そして、画像認識領域Ｅに対して探索窓Ｓを順次適用することにより、マーカ等の画像を認識する。このとき、テンプレートマッチングによりマーカ等の位置を認識する場合においては、探索窓Ｓに対してテンプレートを走査することにより、マーカ等の位置を認識する。また、機械学習によりマーカ等の位置を認識する場合においては、探索窓Ｓに対して識別器を適用することにより、マーカ等の位置を認識する。このような動作を連続して実行することにより、マーカ等の位置が常に認識され、マーカ等の位置が追跡される。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出するＸ線透視により、前記被検者の特定部位または前記被検者の特定部位付近に留置されたマーカを含む画像を取得し、前記特定部位または前記マーカを含む画像に対して画像認識を実行することにより、前記特定部位または前記マーカの位置を検出し、前記被検者の特定部位の動きを追跡するＸ線透視装置であって、
Ｘ線透視領域のうち、前記特定部位または前記マーカの移動軌跡を含む一部の領域を画像認識領域として設定する画像認識領域設定部と、
前記画像認識領域設定部により設定された画像認識領域に対して、画像認識を実行する画像認識部と、
を備えたことを特徴とするＸ線透視装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線透視装置において、
前記画像認識領域設定部は、前記Ｘ線透視領域のうち、前記特定部位または前記マーカの移動軌跡を囲む領域を前記画像認識領域として設定するＸ線透視装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線透視装置において、
前記画像認識部は、前記画像認識領域に対して、画像認識のための探索窓を順次移動させて、画像認識を実行するＸ線透視装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＸ線透視装置において、
前記画像認識領域設定部は、前記Ｘ線透視領域のうち、ゲーティングウインドウ内の領域または前記ゲーティングウインドウを囲む領域を前記画像認識領域として設定するＸ線透視装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線透視装置において、
前記画像認識部は、前記画像認識領域上に、画像認識のための探索窓を配置して、画像認識を実行するＸ線透視装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＸ線透視装置において、
前記画像認識部は、テンプレートマッチングまたは機械学習を使用して画像認識を実行するＸ線透視装置。
【請求項７】
Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することにより、前記被検者の特定部位または前記被検者の特定部位付近に留置されたマーカを含む画像を取得し、前記特定部位または前記マーカを含む画像に対して画像認識を実行することにより、前記特定部位または前記マーカの位置を検出し、前記被検者の特定部位の動きを追跡するＸ線透視方法であって、
Ｘ線透視領域のうち、前記特定部位または前記マーカの移動軌跡を含む一部の領域を画像認識領域として設定する画像認識領域設定工程と、
前記画像認識設定領域に対して画像認識のための探索窓を適用することにより、画像認識を実行する画像認識工程と、
を含むことを特徴とするＸ線透視方法。
【請求項８】
請求項７に記載のＸ線透視方法において、
前記画像認識領域設定工程においては、前記特定部位または前記マーカの移動軌跡を囲む領域を前記画像認識領域として設定するＸ線透視方法。
【請求項９】
請求項７に記載のＸ線透視方法において、
前記画像認識領域設定工程においては、ゲーティングウインドウ内の領域または前記ゲーティングウインドウを囲む領域を前記画像認識領域として設定するＸ線透視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出して被検者の特定部位または被検者の特定部位付近に留置されたマーカを含む画像を取得し、この被検者の特定部位または被検者の特定部位付近に留置されたマーカを含む画像から特定部位の位置を検出し、特定部位の動きを追跡するＸ線透視装置およびＸ線透視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
腫瘍などの患部に対してＸ線や陽子線等の放射線を照射する放射線治療においては、放射線を患部に正確に照射する必要がある。しかしながら、被検者が体を動かしてしまう場合があるばかりではなく、患部自体に動きが生ずる場合がある。例えば、肺の近くの腫瘍は呼吸に基づき大きく移動する。このため、腫瘍付近に球形状を有する金製のマーカを留置し、このマーカの位置をＸ線透視装置により検出して、治療放射線の照射を制御する構成を有する放射線治療装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
このような放射線治療装置においては、第１Ｘ線管と第１Ｘ線検出器から成る第１Ｘ線透視機構と、第２Ｘ線管と第２Ｘ線検出器から成る第２Ｘ線透視機構とを使用して体内に留置されたマーカを撮影し、第１Ｘ線透視機構による二次元の透視画像と第２Ｘ線透視機構による二次元の透視画像を利用して三次元の位置情報を得る。そして、連続してＸ線透視を行い、リアルタイムでマーカの三次元の位置情報を演算することで、移動を伴う部位のマーカを高精度で検出して追跡（トラッキング）する。そして、検出されたマーカの位置情報に基づいて治療放射線の照射を制御することで、腫瘍の動きに応じた高精度の放射線照射を実行することが可能となる。このマーカの位置情報を得るときには、テンプレート画像を利用するテンプレートマッチングや識別器を利用する機械学習等の画像認識が実行される。
【０００４】
なお、上述したようにマーカを利用して腫瘍の動きを検出するためには、被検者の体内に、予めマーカを留置する必要がある。一方、近年、被検者の腫瘍の領域などの特定部位をマーカのかわりに使用することで、マーカの留置を省略するマーカレストラッキングと呼称される方法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０５３３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなＸ線透視装置においては、従来、Ｘ線透視領域の全域に対して、画像認識を実行している。一方、画像認識を連続的に実行して被検者の特定部位または特定部位付近に留置されたマーカ（以下、これらを総称するときには「マーカ等」という）の位置を追跡しているときに、骨等の構造物とマーカ等とが重なった場合には、マーカ等を認識できなくなる場合がある。また、画像認識を連続的に実行しているときにＸ線が揺らいでしまって適正なＸ線画像が取得できず、あるいは、画像の認識が可能なぎりぎりの条件で画像認識を実行している場合に一時的に認識ができなかった場合等においては、マーカ等を見失ってしまい、マーカ等の連続認識が不可能となる。
【０００７】
画像認識を行う場合には、Ｘ線透視領域に対して画像認識のための探索窓を設置し、その探索窓内においてテンプレート等を走査すること等により画像を認識している。このときに、先に認識した画像の位置とその移動方向に基づいて、探索窓の移動を制御することにより、画像認識の効率を向上させるようにすることは可能ではあるが、Ｘ線透視領域全体を画像認識の対象領域としている場合には、一度マーカ等を見失った場合には、再度マーカ等を認識することが困難となる。
【０００８】
このような場合においては、オペレータがマーカ等の位置を探し出し、手動で認識を実行する等の煩雑な作業が必要となり、その間は放射線治療が中断することから、被検者に対して不要なＸ線の被曝が行われ、また、被検者にとって苦痛であるばかりではなく、治療のためのスループットの低下をもたらすという問題が生ずる。
【０００９】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、画像認識を高い精度で実行することが可能なＸ線透視装置およびＸ線透視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出するＸ線透視により、前記被検者の特定部位または前記被検者の特定部位付近に留置されたマーカを含む画像を取得し、前記特定部位または前記マーカを含む画像に対して画像認識を実行することにより、前記特定部位または前記マーカの位置を検出し、前記被検者の特定部位の動きを追跡するＸ線透視装置であって、Ｘ線透視領域のうち、前記特定部位または前記マーカの移動軌跡を含む一部の領域を画像認識領域として設定する画像認識領域設定部と、前記画像認識領域設定部により設定された画像認識領域に対して、画像認識を実行する画像認識部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、前記画像認識領域設定部は、前記Ｘ線透視領域のうち、前記特定部位または前記マーカの移動軌跡を囲む領域を前記画像認識領域として設定する。
【００１２】
第３の発明は、前記画像認識部は、前記画像認識領域に対して、画像認識のための探索窓を順次移動させて、画像認識を実行する。
【００１３】
第４の発明は、前記画像認識領域設定部は、前記Ｘ線透視領域のうち、ゲーティングウインドウ内の領域または前記ゲーティングウインドウを囲む領域を前記画像認識領域として設定する。
【００１４】
第５の発明は、前記画像認識部は、前記画像認識領域上に、画像認識のための探索窓を配置して、画像認識を実行する。
【００１５】
第６の発明は、前記画像認識部は、テンプレートマッチングまたは機械学習を使用して画像認識を実行する。
【００１６】
第７の発明は、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することにより、前記被検者の特定部位または前記被検者の特定部位付近に留置されたマーカを含む画像を取得し、前記特定部位または前記マーカを含む画像に対して画像認識を実行することにより、前記特定部位または前記マーカの位置を検出し、前記被検者の特定部位の動きを追跡するＸ線透視方法であって、Ｘ線透視領域のうち、前記特定部位または前記マーカの移動軌跡を含む一部の領域を画像認識領域として設定する画像認識領域設定工程と、前記画像認識設定領域に対して画像認識のための探索窓を適用することにより、画像認識を実行する画像認識工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は、前記画像認識領域設定工程においては、前記特定部位または前記マーカの移動軌跡を囲む領域を前記画像認識領域として設定する。
【００１８】
第９の発明は、前記画像認識領域設定工程においては、ゲーティングウインドウ内の領域または前記ゲーティングウインドウを囲む領域を前記画像認識領域として設定する。
【発明の効果】
【００１９】
第１および第７の発明によれば、Ｘ線透視領域のうち特定部位またはマーカの移動軌跡を含む一部の領域に対して画像認識を実行することから、特定部位またはマーカを認識する対象領域を限定することができ、画像認識を高い精度で実行することが可能となる。このため、特定部位またはマーカの検出精度が向上し、特定部位またはマーカを連続して追跡することが可能となる。
【００２０】
第２、第３、第８の発明によれば、特定部位またはマーカの移動軌跡を囲む領域に対して画像認識を実行することから、特定部位またはマーカを連続的、かつ、効率的に認識することが可能となる。
【００２１】
第４、第５、第９の発明によれば、ゲーティングウインドウ内の領域またはゲーティングウインドウを囲む領域に対して画像認識を実行することから、治療ビームを照射する位置に特定部位またはマーカが配置されたときにのみ画像認識を実行することができ、特定部位またはマーカを最も効率的に認識することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明に係るＸ線透視装置を、放射線照射装置９０とともに示す斜視図である。
【図２】この発明に係るＸ線透視装置の主要な制御系を示すブロック図である。
【図３】この発明に係るＸ線透視装置を使用した動体追跡動作を含む放射線治療動作を示すフローチャートである。
【図４】Ｘ線透視により確認されたマーカ等の移動軌跡Ｔを示す斜視図である。
【図５】マーカ等の移動軌跡Ｔを示す正面図である。
【図６】マーカ等の移動軌跡Ｔおよび画像認識領域Ｅ等を示す説明図である。
【図７】被検者の呼吸位相１００を示す説明図である。
【図８】Ｘ線透視により確認されたマーカ等の移動軌跡ＴをゲーティングウインドウＧＷとともに示す斜視図である。
【図９】ゲーティングウインドウＧＷの配置を示す正面図である。
【図１０】ゲーティングウインドウＧＷと探索窓Ｓとの配置関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線透視装置を、放射線照射装置９０とともに示す斜視図である。これらのＸ線透視装置と放射線照射装置９０とにより、放射線治療装置が構成される。
【００２４】
放射線照射装置９０は、カウチとも呼称される検診台２９上の被検者に対して放射線照射を行うものであり、治療室の床面に設置された基台９１に対して揺動可能に設置されたガントリー９２と、このガントリー９２に配設された治療ビームを出射するヘッド９３とを備える。この放射線照射装置９０によれば、ガントリー９２が基台９１に対して揺動することにより、ヘッド９３から照射される治療ビームの照射方向を変更することができる。このため、被検者における腫瘍等の患部に対して様々な方向から治療ビームを照射することが可能となる。
【００２５】
この放射線照射装置９０とともに使用されるＸ線透視装置は、被検者の患部の位置を特定する動体追跡を行うためのＸ線透視を実行するものである。すなわち、上述した放射線照射装置９０を使用した放射線治療時においては、放射線を被検者の体動に伴って移動する患部に正確に照射する必要がある。このため、このＸ線透視装置においては、被検者を互いに異なる２方向から透視し、その透視画像に対して画像認識を実行することにより、被検者のマーカ等の位置を検出し、マーカ等の三次元の位置情報を演算することで、マーカ等を高精度で検出する、所謂、動体追跡を行う構成となっている。
【００２６】
この画像認識の一つの実施態様としては、被検者の特定部位付近に留置したマーカの画像を予めテンプレートとして登録し、このテンプレートを利用してマーカの位置を検出して追跡（トラッキング）するテンプレートマッチングが利用される。なお、被検者における患部付近にマーカを留置する代わりに、被検者における腫瘍等の特定部位の画像をマーカとして使用する動体追跡も採用されている。このような動体追跡の手法は、マーカレストラッキングと呼称されている。
【００２７】
また、この画像認識の他の実施態様として、マーカ等に対して、予め登録した多数の正解画像と不正解画像とから、学習により識別器を作成し、この識別器を利用してマーカ等の位置を検出して追跡する機械学習が利用される。このような機械学習としては、例えば、ＳＶＭ（Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ／サポートベクターマシン）を利用することができる。このＳＶＭは、パターン認識を実行するときに、多くの手法の中でも最も迅速性に優れ、かつ、認識性能の高い学習モデルの一つである。また、認識性能に優れた機械学習として、ＳＶＭにかえて、Ｈａａｒ‐ｌｉｋｅ特徴量などによるＡｄａＢｏｏｓｔ（エイダブースト）や、Ｄｅｅｐ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ（深層学習）などのニューラルネットワークを利用してもよい。
【００２８】
このＸ線透視装置は、第１Ｘ線管１１ａ、第２Ｘ線管１１ｂ、第３Ｘ線管１１ｃ、第４Ｘ線管１１ｄと、第１フラットパネルディテクタ２１ａ、第２フラットパネルディテクタ２１ｂ、第３フラットパネルディテクタ２１ｃ、第４フラットパネルディテクタ２１ｄとを備える。第１Ｘ線管１１ａから照射されたＸ線は、検診台２９上の被検者を透過した後、第１フラットパネルディテクタ２１ａにより検出される。第１Ｘ線管１１ａと第１フラットパネルディテクタ２１ａとは、第１Ｘ線撮影系を構成する。第２Ｘ線管１１ｂから照射されたＸ線は、検診台２９上の被検者を透過した後、第２フラットパネルディテクタ２１ｂにより検出される。第２Ｘ線管１１ｂと第２フラットパネルディテクタ２１ｂとは、第２Ｘ線撮影系を構成する。第３Ｘ線管１１ｃから照射されたＸ線は、検診台２９上の被検者を透過した後、第３フラットパネルディテクタ２１ｃにより検出される。第３Ｘ線管１１ｃと第３フラットパネルディテクタ２１ｃとは、第３Ｘ線撮影系を構成する。第４Ｘ線管１１ｄから照射されたＸ線は、検診台２９上の被検者を透過した後、第４フラットパネルディテクタ２１ｄにより検出される。第４Ｘ線管１１ｄと第４フラットパネルディテクタ２１ｄとは、第４Ｘ線撮影系を構成する。
【００２９】
なお、動体追跡を行うためのＸ線透視を実行するときには、第１Ｘ線撮影系、第２Ｘ線撮影系、第３Ｘ線撮影系、第４Ｘ線撮影系のうちの２つのＸ線撮影系が選択されて使用される。
【００３０】
図２は、この発明に係るＸ線透視装置の主要な制御系を示すブロック図である。
【００３１】
このＸ線透視装置は、論理演算を実行するＣＰＵ、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等を備え、装置全体を制御する制御部３０を備える。この制御部３０は、上述した第１Ｘ線管１１ａ、第２Ｘ線管１１ｂ、第３Ｘ線管１１ｃおよび第４Ｘ線管１１ｄと、第１フラットパネルディテクタ２１ａ、第２フラットパネルディテクタ２１ｂ、第３フラットパネルディテクタ２１ｃおよび第４フラットパネルディテクタ２１ｄとに接続されている。そして、この制御部３０は、後述する画像認識領域設定部３１と、画像認識部３２と、照射信号送信部３３とを備える。
【００３２】
また、この制御部３０は、上述した放射線照射装置９０と、治療計画装置９９とに接続されている。なお、制御部３０と治療計画装置９９とは、病院内の被検者管理システムの院内通信である放射線科情報システム（ＲＩＳ）を介して接続されてもよい。ここで、治療計画装置９９は、放射線治療を行うに先だって、治療計画を作成するためのものである。この治療計画装置においては、ＣＴ撮影装置により被検者の３次元ＣＴ撮影を連続して複数回行うことにより得た、被検者の連続する複数の呼吸位相における特定部位を含む領域の３次元のＣＴ画像データ群からなる４次元ＣＴ画像データを記憶している。そして、この４次元ＣＴ画像データと被検者のその他のデータとに基づいて、被検者の治療計画が作成される。
【００３３】
次に、以上のような構成を有するＸ線透視装置を使用することにより、被検者の体動に伴って移動するマーカ等の位置を検出する動体追跡動作について説明する。図３は、この発明に係るＸ線透視装置を使用した動体追跡動作を含む放射線治療動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、第１Ｘ線撮影系、第２Ｘ線撮影系、第３Ｘ線撮影系、第４Ｘ線撮影系のうちの２つのＸ線撮影系を使用して実行される。
【００３４】
被検者の体動に伴って移動するマーカ等の位置を検出する動体追跡動作を実行するときには、予め、被検者におけるマーカ等をＸ線透視することにより、マーカ等の移動領域を確認する（ステップＳ１）。
【００３５】
図４は、Ｘ線透視により確認されたマーカ等の移動軌跡Ｔを示す斜視図であり、図５はマーカ等の移動軌跡Ｔを示す正面図である。なお、図５（ａ）は、図４におけるＸ方向から見たマーカ等の移動軌跡Ｔを示し、図５（ｂ）は、図４におけるＹ方向から見たマーカ等の移動軌跡Ｔを示している。また、これらの図において、符号Ｆは、Ｘ線透視領域を模式的に示している。
【００３６】
上述したように、動体追跡を行うためのＸ線透視を実行するときには、第１Ｘ線撮影系、第２Ｘ線撮影系、第３Ｘ線撮影系、第４Ｘ線撮影系のうちの２つのＸ線撮影系が選択されて使用される。そして、２つのＸ線撮影系が互いに直交する方向に配置され、かつ、各Ｘ線撮影系において照射されるＸ線が例えば正方形であれば、図４に示すように、素の形状が直方体のＸ線透視領域Ｆが形成される。この直方体のＸ線透視領域Ｆの一辺の長さは、例えば、１０ｃｍ程度となっている。
【００３７】
次に、このＸ線透視領域Ｆから、図２に示す画像認識領域設定部３１により、画像認識を実行するための画像認識領域Ｅを設定する（ステップＳ２）。この画像認識領域Ｅの設定は、第１Ｘ線撮影系、第２Ｘ線撮影系、第３Ｘ線撮影系、第４Ｘ線撮影系のうちの選択された２つのＸ線撮影系の各々に対して実行される。すなわち、図５（ａ）に示す図４のＸ方向と、図５（ｂ）に示す図４のＹ方向の各々について、画像認識領域Ｅが設定される。以下の説明においては、図５（ａ）に示す図４のＸ方向について画像認識領域Ｅを設定する場合について説明するが、図５（ｂ）に示す図４のＹ方向に対しても、同様の動作が実行される。
【００３８】
図６は、マーカ等の移動軌跡Ｔおよび画像認識領域Ｅ等を示す説明図である。
【００３９】
この図に示すように、上述した画像認識領域Ｅの設定時においては、マーカ等の移動軌跡Ｔを囲む領域が画像認識領域Ｅとして設定される。この画像認識領域Ｅは、図２に示す画像認識領域設定部３１により自動的に設定してもよく、また、Ｘ線透視画像に基づいてオペレータが範囲を選択した領域を画像認識領域設定部３１が画像認識領域Ｅとして設定する構成としてもよい。
【００４０】
この画像認識領域Ｅの設定とともに、あるいは、この画像認識領域Ｅの設定に先だって、ゲーティングウインドウＧＷの設定が実行される。このゲーティングウインドウＧＷは、マーカ等がその内部に存在する間に放射線照射装置９０から治療ビームが照射される領域である。すなわち、後述する動体追跡時に、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ内に進入したときには、この発明に係るＸ線透視装置の制御部３０における照射信号送信部３３から放射線照射装置９０に対して治療ビームを照射する信号が送信され、マーカ等がゲーティングウインドウＧＷ外に移動したときには、照射信号送信部３３から放射線照射装置９０に対して治療ビームの照射を禁止する信号が送信される。
【００４１】
このゲーティングウインドウＧＷは、図６に示すように、被検者の患部が治療ビームの照射位置に配置されたときのマーカ等の位置Ｐを囲む矩形状の領域として、オペレータ（医師）により設定される。この位置Ｐは、マーカ等の移動軌跡Ｔ上において、被検者の体動が小さくなる領域から選択される。
【００４２】
図７は、被検者の呼吸位相１００を示す説明図である。
【００４３】
被検者の患部は、被検者の呼吸位相１００に伴って移動する。図７における呼吸位相１００のうち、最も下の領域は呼気状態を示し、最も上の領域は吸気状態を示している。被検者の患部に対する治療ビームの照射は、例えば、被検者の体動が小さい呼気状態において実行される。すなわち、被検者の呼吸位相１００が図７において破線で示す領域にあるときに、治療ビームの照射が実行される。従って、ゲーティングウインドウＧＷは、被検者の呼吸位相１００が図７において破線で囲まれた領域内にあるときにマーカ等が配置されるであろう領域として設定される。このゲーティングウインドウＧＷは、例えば、数ｍｍ程度の正方形（三次元的には直方体）の領域となっている。
【００４４】
放射線照射装置９０からの治療ビームは、図５（ａ）に示す図４のＸ方向と、図５（ｂ）に示す図４のＹ方向の両方において設定されたゲーティングウインドウＧＷ内にマーカ等が配置された時に照射される。なお、マーカを利用して動体追跡を実行する場合には、マーカの位置に対して、マーカの位置と患部の位置との距離だけオフセットされた位置に治療ビームが照射され、また、患部を特定部位として動体追跡を実行する場合には、特定部位の位置に治療ビームが照射される。
【００４５】
画像認識領域Ｅの設定が完了すれば、制御部３０における画像認識部３２により、この画像認識領域Ｅに対して画像認識を実行する(ステップＳ３)。この画像認識工程においては、画像認識領域Ｅに対して探索窓Ｓを順次適用することにより、マーカ等の画像を認識する。この場合においては、画像認識領域Ｅに対して探索窓Ｓを順次適用してもよいが、効率的な画像認識のためには、最初に、オペレータが画像認識領域Ｅ内からマーカ等の位置を指定し、このマーカ等の位置を初期位置として、探索窓Ｓを順次移動させる。この場合においては、制御部３０における画像認識部３２が、マーカ等の移動軌跡Ｔからマーカ等の移動速度と移動方向を予測し、その位相速度および移動方向に対応させて、探索窓Ｓを順次移動させる。
【００４６】
そして、移動後の各位置において画像認識を実行する。このとき、テンプレートマッチングによりマーカ等の位置を認識する場合においては、探索窓Ｓに対してテンプレートを走査することにより、マーカ等の位置を認識する。また、機械学習によりマーカ等の位置を認識する場合においては、探索窓Ｓに対して識別器を適用することにより、マーカ等の位置を認識する。このような動作を連続して実行することにより、マーカ等の位置が常に認識され、マーカ等の位置が追跡される。
【００４７】
この状態において、マーカ等の位置がゲーティングウインドウＧＷ内に進入したときには(ステップＳ４)、制御部３０における照射信号送信部３３が、放射線照射装置９０に対して、放射線照射信号を送信する(ステップＳ５)。この信号を受信した放射線照射装置９０は被検者に対して治療ビームを照射する(ステップＳ６)。これにより、被検者の患部に対して治療ビームが照射される。
【００４８】
以上のように、この発明に係るＸ線透視装置によれば、マーカ等の移動軌跡Ｔを含む一部の領域に対して画像認識を実行することから、マーカ等を認識する対象領域を限定することにより、特定部位またはマーカ等を連続的、かつ、効率的に認識することができ、画像認識を高い精度で実行することが可能となる。
【００４９】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。上述した第１実施形態においては、Ｘ線透視領域Ｆのうち、マーカ等の移動軌跡Ｔを囲む領域を画像認識領域Ｅとして設定しているのに対し、この第２実施形態においては、ゲーティングウインドウＧＷ内の領域またはゲーティングウインドウＧＷを囲む領域を画像認識領域として設定する構成を採用している。なお、画像認識領域Ｅの設定以外の構成は、上述した第１実施形態と同様であることから、詳細な説明を省略する。
【００５０】
図８は、Ｘ線透視により確認されたマーカ等の移動軌跡ＴをゲーティングウインドウＧＷとともに示す斜視図である。また、図９は、ゲーティングウインドウＧＷの配置を示す正面図である。なお、図９（ａ）は、図８におけるＸ方向から見たゲーティングウインドウＧＷに配置を示し、図９（ｂ）は、図８におけるＹ方向から見たゲーティングウインドウＧＷの配置を示している。また、図８および図９において、符号Ｆは、Ｘ線透視領域を模式的に示している。さらに、図１０は、ゲーティングウインドウＧＷと探索窓Ｓとの配置関係を示す説明図である。
【００５１】
この第２実施形態においても、上述した第１実施形態と同様、放射線照射装置９０からの治療ビームは、図９（ａ）に示す図８のＸ方向と、図９（ｂ）に示す図８のＹ方向の両方において設定されたゲーティングウインドウＧＷ内にマーカ等が配置された時に照射される。そして、この第２実施形態においても、図９（ａ）に示す図８のＸ方向と、図９（ｂ）に示す図８のＹ方向の各々について、画像認識領域Ｅが設定される。以下の説明においては、図９（ａ）に示す図８のＸ方向について画像認識領域Ｅを設定する場合について説明するが、図９（ｂ）に示す図８のＹ方向に対しても、同様の動作が実行される。
【００５２】
この第２実施形態においては、Ｘ線透視領域Ｆのうち、ゲーティングウインドウＧＷ内の領域またはゲーティングウインドウＧＷを囲む領域を画像認識領域Ｅとして設定する。すなわち、この第２実施形態においては、第１実施形態に係る画像認識領域Ｅは、ゲーティングウインドウＧＷ内の領域、または、図１０に示すようにこの領域よりわずかに大きなゲーティングウインドウＧＷを囲む領域として設定される。そして、探索窓Ｓを、このゲーティングウインドウＧＷ内の領域またはゲーティングウインドウＧＷを囲む領域である画像認識領域Ｅ上に配置して画像認識を実行する。
【００５３】
この第２実施形態においては、図１０に示すように、ゲーティングウインドウＧＷの領域付近にあるときにのみ画像認識が実行される。このため、治療ビームを照射する位置にマーカ等が配置されたときにのみ画像認識を実行することができ、マーカ等を最も効率的に認識することか可能となる。
【００５４】
なお、図１０においては、探索窓Ｓの大きさがゲーティングウインドウＧＷの大きさより大きくなっているが、探索窓Ｓの大きさはゲーティングウインドウＧＷの大きさと同一であってもよく、また、ゲーティングウインドウＧＷの大きさより小さくてもよい。すなわち、少なくとも、ゲーティングウインドウＧＷ内の領域またはゲーティングウインドウＧＷを囲む領域に対して画像認識を実行することができればよい。このとき、探索窓ＳがゲーティングウインドウＧＷに対してかなり小さい場合においては、探索窓ＳをゲーティングウインドウＧＷ内において走査させる構成を採用すればよい。
【００５５】
なお、上述した実施形態においては、Ｘ線透視によりマーカ等の移動軌跡Ｔを取得し、この移動軌跡Ｔを含む領域を画像認識領域Ｅとして設定しているが、治療計画時に作成された３次元のＣＴ画像データ群からなる４次元ＣＴ画像データに基づいてマーカ等の移動軌跡Ｔを取得し得る場合には、最初のＸ線透視工程（ステップＳ１）を省略してもよい。同様に、オペレータによるゲーティングウインドウＧＷの設定も、治療計画時に作成された４次元ＣＴ画像データを利用して実行してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１１ａ      第１Ｘ線管
１１ｂ      第２Ｘ線管
１１ｃ      第３Ｘ線管
１１ｄ      第４Ｘ線管
２１ａ      第１フラットパネルディテクタ
２１ｂ      第２フラットパネルディテクタ
２１ｃ      第３フラットパネルディテクタ
２１ｄ      第４フラットパネルディテクタ
３０        制御部
３１        画像認識領域設定部
３２        画像認識部
３３        照射信号送信部
９０        放射線照射装置
９９        治療計画装置
１００      呼吸位相
Ｆ          Ｘ線透視領域
ＧＷ        ゲーティングウインドウ
Ｓ          探索窓
Ｔ          軌跡
【図１】
2019170794.tif 000003
【図２】
2019170794.tif 000004
【図３】
2019170794.tif 000005
【図４】
2019170794.tif 000006
【図５】
2019170794.tif 000007
【図６】
2019170794.tif 000008
【図７】
2019170794.tif 000009
【図８】
2019170794.tif 000010
【図９】
2019170794.tif 000011
【図１０】
2019170794.tif 000012