(57)【要約】【課題】放射線治療装置、寝台及び患者間の干渉を手間無く正確に評価すること。【解決手段】実施形態に係る放射線治療支援装置は、患者に関する放射線治療の治療計画に基づいて、前記患者及び放射線治療装置の要素間の干渉の危険度を定量するリスク値を算出するリスク値算出部と、前記リスク値に基づいて前記要素間の干渉の危険度を視認可能な視覚情報を生成する視覚情報生成部と、前記視覚情報を表示する表示部と、を具備する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に関する放射線治療の治療計画に基づいて、前記患者及び放射線治療装置の要素間の干渉の危険度を定量するリスク値を算出するリスク値算出部と、
前記リスク値に基づいて前記要素間の干渉の危険度を視認可能な視覚情報を生成する視覚情報生成部と、
前記視覚情報を表示する表示部と、
を具備する放射線治療支援装置。
【請求項２】
前記リスク値算出部は、前記要素間の距離を算出し、前記距離に応じて前記リスク値を算出する、請求項１記載の放射線治療支援装置。
【請求項３】
前記リスク値算出部は、前記要素毎について配置の不確かさに関する第１のマージンと前記第１のマージンよりも長い第２のマージンとを設定し、前記距離に対する前記第１のマージンと前記第２のマージンとの比較に基づいて前記リスク値を算出する、請求項２記載の放射線治療支援装置。
【請求項４】
前記治療計画を放射線治療計画装置から取得する取得部を更に備える請求項１記載の放射線治療支援装置。
【請求項５】
前記リスク値算出部は、前記放射線治療装置、前記寝台及び前記患者各々について放射線の照射位置間の移動過程を更に模擬し、前記移動過程における前記要素間の干渉の危険度を定量する前記リスク値を算出する、請求項１記載の放射線治療支援装置。
【請求項６】
前記リスク値算出部は、前記移動過程における前記リスク値が所定値よりも高い場合、前記移動過程を変更する、請求項５記載の放射線治療支援装置。
【請求項７】
前記リスク値算出部は、前記移動過程として、前記要素毎の移動の順番を変更する、請求項６記載の放射線治療支援装置。
【請求項８】
前記リスク値算出部は、前記要素のうちの第１の要素を第１の照射位置から第２の照射位置に移動する途中の干渉位置において、前記第１の要素と第２の要素との干渉の可能性を定量する前記リスク値が前記所定値よりも高い場合、前記第２の要素を前記干渉位置から退避位置に移動した後、前記第１の要素を前記第１の照射位置から前記第２の照射位置に移動し、その後、前記第２の要素を前記退避位置から前記干渉位置に移動する、請求項６記載の放射線治療支援装置。
【請求項９】
前記視覚情報生成部は、前記放射線治療装置、前記寝台及び前記患者各々の配置の模擬を、前記要素を模擬するモデルを使用して実行し、
前記視覚情報生成部は、前記モデルに基づいて表示画面を生成し、
前記表示部は、前記視覚情報を前記表示画面に重ねて表示する、
請求項１記載の放射線治療支援装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記視覚情報を、前記表示画面の隅に重ねて表示する、請求項９記載の放射線治療支援装置。
【請求項１１】
前記表示部は、前記視覚情報を前記リスク値の区分に応じたメッセージ又は色で表示する、請求項９記載の放射線治療支援装置。
【請求項１２】
前記視覚情報生成部は、前記視覚情報として、前記リスク値が所定値よりも高い要素の組合せを示す第１のリストを生成し、
請求項９記載の放射線治療支援装置。
【請求項１３】
前記視覚情報生成部は、前記視覚情報として、前記リスク値に係る要素間の間隙を遮蔽無く観察可能な視線方向に関する３次元表示画面を前記３次元的なモデルに基づいて生成する、請求項１記載の放射線治療支援装置。
【請求項１４】
前記視覚情報生成部は、前記リスク値に係る要素間の最短距離を結ぶ線分に基づいて、前記間隙を遮蔽無く観察可能な前記視線方向を決定する、請求項１３記載の放射線治療支援装置。
【請求項１５】
前記視覚情報生成部は、前記３次元表示画面の縦軸又は横軸を、前記３次元的なモデルにおける検査室の鉛直軸又は寝台の長軸又は短軸の何れか一つに一致させる、請求項１３記載の放射線治療支援装置。
【請求項１６】
前記リスク値算出部は、前記要素の可動軸各々について所定可動量毎にリスク値を算出し、
前記視覚情報生成部は、前記視覚情報として、前記可動軸各々についての前記リスク値の区分毎の可動量の範囲を示す第２のリストを生成し、
前記表示部は、前記第２のリストを表示する、
請求項１記載の放射線治療支援装置。
【請求項１７】
前記リスク値に応じた音を出力する音出力部を更に備える、請求項１記載の放射線治療支援装置。
【請求項１８】
前記リスク値算出部は、前記要素間の距離と、前記要素毎の幾何学的誤差の方向性及び前記要素毎の機械的制約の方向性のうちの少なくとも一つとに基づいて前記リスク値を算出する、請求項１記載の放射線治療支援装置。
【請求項１９】
コンピュータに、
患者に関する放射線治療の治療計画に基づいて、前記患者及び放射線治療装置の要素間の干渉の危険度を定量するリスク値を算出する機能と、
前記リスク値に基づいて前記要素間の干渉の危険度を視認可能な視覚情報を生成する機能と、
前記視覚情報を表示する機能と、
を実現させる放射線治療支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放射線治療支援装置及び放射線治療支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療の治療計画に基づいて放射線治療装置、寝台及び患者の要素間の干渉をチェックする、干渉チェックツールと呼ばれるソフトウェアがある。干渉チェックツールは、グラフィックモデルの各構成要素のうちの干渉部位を色で強調しているが、干渉部位が他の構成要素に隠れてしまう場合がある。ユーザが干渉を評価するためには、装置等のグラフィックモデルを手動で回転させる必要がある。また、実際の機械には誤差等があるため、干渉チェックの結果が正しくない場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１９２５４９号公報
【特許文献２】特開２０１７−１８５１０８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１０３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明が解決しようとする課題は、放射線治療装置、寝台及び患者間の干渉を手間無く正確に評価することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る放射線治療支援装置は、患者に関する放射線治療の治療計画に基づいて前記治療計画における放射線治療装置、寝台及び前記患者の配置を模擬し、前記放射線治療装置、前記寝台及び前記患者の要素間の干渉の危険度を定量するリスク値を算出するリスク値算出部と、前記リスク値に基づいて前記要素間の干渉の危険度を視認可能な視覚情報を生成する視覚情報生成部と、前記視覚情報を表示する表示部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係る放射線治療システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の放射線治療支援装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る放射線治療支援装置により実行される放射線治療支援の典型的な処理の流れを示す図である。
【図４】図４は、図３のステップＳ１において実行が開始される干渉チェックツールにおいて定義される３次元画像空間に配置された治療装置モデル、寝台モデル及び患者モデルを示す図である。
【図５】図５は、図４のステップＳ２において設定される第１のマージンと第２のマージンとを示す図である。
【図６】図６は、図３のステップＳ６において表示される、リスク可視化情報を含む表示画面の一例を示す図である。
【図７】図７は、図３のステップＳ６において表示される、リスク可視化情報を含む表示画面の他の例を示す図である。
【図８】図８は、図３のステップＳ６において表示される、リスク可視化情報を含む表示画面の他の例を示す図である。
【図９】図９は、図３のステップＳ６において表示される、リスク可視化情報の一種であるリスク部位リストの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、図３のステップＳ６において生成される詳細ビュー画面の視線方向の決定方法を説明するための図である。
【図１１】図１１は、図３のステップＳ６において表示される詳細ビュー画面の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る天板モデルの第１のマージン及び第２のマージンを示す図である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る照射ヘッドモデルの第１のマージン及び第２のマージンを示す図である。
【図１４】図１４は、本実施形態に係る照射ヘッドモデルの他の第１のマージン及び第２のマージンを示す図である。
【図１５】図１５は、本実施形態に係るモデルを一時的に退避する例を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は、本実施形態の応用例に係る治療用寝台の可動軸について説明するための図である。
【図１７】図１７は、本実施形態の応用例に係る、ガントリの回転角度が０．０°のときのリスク管理表を示す図である。
【図１８】図１８は、本実施形態の応用例に係る、ガントリの回転角度が９０.０°のときのリスク管理表を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る放射線治療支援装置及び放射線治療支援プログラムを説明する。
【０００８】
図１に示すように、放射線治療システム１は、治療計画用ＣＴ（Computed Tomography）装置２、放射線治療計画装置３、放射線治療装置４、放射線治療支援装置５及びＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）システム６を有する。治療計画用ＣＴ装置２、放射線治療計画装置３、放射線治療装置４、放射線治療支援装置５及びＰＡＣＳシステム６は、ネットワークを介して互いに通信可能に接続されている。
【０００９】
治療計画用ＣＴ装置２は、撮像用架台と撮像用寝台とコンソールとを有する。撮像用架台は、Ｘ線管とＸ線検出器とを回転軸回りに回転可能に支持する支持機構を搭載する。撮像用寝台は、患者が載置される撮像用天板と、撮像用天板を移動自在に支持する基台とを有する。撮像用天板は、後述する治療用天板と同様に平面形状を有している。患者の位置決め精度の向上のため、撮像用天板は、治療用天板と同一形状を有しているとよい。撮像用天板に載置された患者には、放射線治療時と同様に固定具がセットされる。固定具は、例えば患者と撮像用天板との間にセットされる。固定具は、患者の体格に応じて整形されたものでもよいし、患者表面を上から覆い、患者の動きを防止するものでもよい。特に頭部用の固定具の覆う素材は、頭部を覆った状態でも呼吸が可能なように網目で構成されている。
【００１０】
ＣＴ撮像時において撮像用架台は、Ｘ線管とＸ線検出器とを高速で回転させながら、Ｘ線管によるＸ線の照射とＸ線検出器によるＸ線の検出とを行うことにより、患者によるＸ線の減弱を示す生データをＸ線検出器により収集する。生データは、コンソールに伝送される。
【００１１】
治療計画用ＣＴ装置２のコンソールは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、ディスプレイ、入力インタフェース、通信インタフェースを含むコンピュータを有する。コンソールは、生データに基づいて３次元のＣＴ画像データを再構成する。コンソールは、ＣＴ画像データとして、Ｘ線減弱係数に応じたＣＴ値の空間分布を示す画像データを生成してもよいし、ＣＴ値からＸ線減弱係数を算出し、Ｘ線減弱係数の空間分布を示す画像データを生成してもよい。ＣＴ画像データは、放射線治療計画装置３、放射線治療支援装置５及びＰＡＣＳシステム６に送信される。
【００１２】
なお、放射線治療システム１は、治療計画用ＣＴ装置２を有するとしているが、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、放射線治療システム１は、患者の治療計画用の３次元医用画像データを生成できる医用画像診断装置であれば、治療計画用ＣＴ装置２の代わりに、コーンビームＣＴ装置や磁気共鳴イメージング装置、核医学診断装置等を有してもよい。しかしながら、以下の説明を具体的に行うため、放射線治療システム１は、患者の治療計画用の３次元医用画像データを生成できる医用画像診断装置として治療計画用ＣＴ装置２を有するものとする。
【００１３】
放射線治療計画装置３は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、ディスプレイ、入力インタフェース、通信インタフェースを含むコンピュータである。放射線治療計画装置３は、治療計画用ＣＴ装置２から直接的に又はＰＡＣＳシステム６を介してＣＴ画像データを受信する。放射線治療計画装置３は、受信したＣＴ画像データに基づいて患者に関する治療計画を作成する。
【００１４】
治療計画の作成方法としては、フォーワード・プランニング（Forward Planning）とインバース・プランニング（Inverse Planning）の２種類がある。フォーワード・プランニングは、放射線治療の照射方向数や各照射角度、各照射の放射線強度、各照射のコリメータ開度、ウェッジフィルター等の放射線治療条件を詳細に設定し、それらの条件で最終的に得られる放射線分布を見て、放射線治療条件を評価する。放射線分布を変更する時は、放射線治療条件の一部あるいは全部を変更して再度放射線分布を求める。このようにフォーワード・プランニングにおいては、放射線治療条件を変えながら、少しずつ放射線分布を変化させ、所望の放射線分布が実現できるまで何度も繰り返し放射線条件が変更される。
【００１５】
インバース・プランニングは、腫瘍領域及び適切なマージンを設定し、その領域に照射する放射線量及び許容範囲を設定する。さらに危険臓器などのリスク領域をＣＴ画像データから抽出し、リスク領域に対する放射線量を、所定レベル以上の放射線量にならない安全レベルに設定する。放射線治療装置４は、この放射線分布に対する要求を満足する放射線治療計画を、放射線治療条件を変更しながら逐次的に立案する。放射線治療計画と腫瘍領域の位置は、放射線治療装置４と放射線治療支援装置５とに送信される。
【００１６】
放射線治療装置４は、治療用架台（ガントリ）と治療用寝台とコンソールとを有する。治療用架台は、照射ヘッドを回転軸回りに回転可能に支持する。照射ヘッドには、電子銃等により発生された電子等を加速する加速管と、加速管により加速された電子が衝突する金属ターゲットとが搭載される。金属ターゲットに電子が衝突することにより、放射線であるＸ線が発生する。照射ヘッドは、放射線治療計画装置３により同定された治療計画に含まれる照射条件に従い放射線を照射する。照射ヘッドからの放射線のビーム軸と回転軸とが交わる点は、空間的に不動であり、アイソ・センタと呼ばれている。治療用寝台は、患者が載置される治療用天板と、治療用天板を移動自在に支持する基台とを有する。治療用天板は、撮像用天板と同様に平面形状を有している。患者の治療部位がアイソ・センタに一致するように放射線治療装置、治療用寝台及び患者が位置合わせされる。
【００１７】
放射線治療支援装置５は、放射線治療計画又は放射線治療を支援するためのコンピュータである。放射線治療支援装置５は、後述するように、干渉チェックツールを用いて干渉チェックを実行する。
【００１８】
ＰＡＣＳシステム６は、治療計画用ＣＴ装置２により生成されたＣＴ画像データ等の医用画像データを管理する画像サーバを含む。ＰＡＣＳシステム６は、放射線治療計画装置３や放射線治療支援装置５からの要求を受けて医用画像データを要求元に送信する。
【００１９】
図２を参照して、放射線治療支援装置５の構成を説明する。図２に示すように、放射線治療支援装置５は、演算回路５１、通信インタフェース５２、ディスプレイ５３、入力インタフェース５４、スピーカ５５及び記憶回路５６を有する。演算回路５１、通信インタフェース５２、ディスプレイ５３、入力インタフェース５４、スピーカ５５及び記憶回路５６は、互いにバスを介して通信可能に接続されている。
【００２０】
演算回路５１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサを有する。演算回路５１は、放射線治療支援に関するプログラム（以下、放射線治療支援プログラムと呼ぶ）を実行し、治療計画取得部５１１、リスク値算出部５１２、視覚情報生成部５１３、表示制御部５１４及び音制御部５１５を実現する。
【００２１】
治療計画取得部５１１は、対象患者に関する治療計画データを、放射線治療計画装置３から通信インタフェース５２等を介して取得する。なお、治療計画取得部５１１は、放射線治療装置４やＰＡＣＳシステム６等の放射線治療計画装置３以外のコンピュータから治療計画データを取得してもよいし、可搬型記録媒体を介して治療計画データを取得してもよい。
【００２２】
リスク値算出部５１２は、干渉チェックツールを実行する。干渉チェックツールにおいてリスク値算出部５１２は、患者に関する放射線治療の治療計画に基づいて、患者及び放射線治療装置４の要素間の干渉の危険度を定量するリスク値を算出する。具体的には、リスク値算出部５１２は、放射線治療装置４を模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、治療装置モデルと呼ぶ）、治療用寝台を模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、寝台モデルと呼ぶ）及び患者を模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、患者モデルと呼ぶ）を、治療計画を再現するように３次元画像空間に配置する。次にリスク値算出部５１２は、治療装置モデル、寝台モデル及び患者モデル各々の要素間についてリスク値を算出する。本実施形態に係る要素は、放射線治療装置、治療用寝台及び患者を含む概念である。また、本実施形態に係る要素は、これら要素を構成する構成部分をも含む概念である。リスク値算出部５１２は、これら複数の要素の配置を当該要素を模擬する３次元のグラフィックモデルにより模擬し、これら複数の要素間のリスク値を算出する。以下、３次元のグラフィックモデルを単にモデルと呼ぶことにする。
【００２３】
視覚情報生成部５１３は、ディスプレイ５３等に表示される表示画面を生成する。表示画面には、要素間の干渉の危険度を視認可能な視覚情報が表示される。以下、当該視覚情報をリスク可視化情報と呼ぶことにする。視覚情報生成部５１３は、リスク値算出部５１２により算出されたリスク値に基づいて、要素間の干渉の危険度を視認可能なリスク可視化情報を生成する。
【００２４】
表示制御部５１４は、視覚情報生成部５１３において生成された表示画面であるリスク可視化情報をディスプレイ５３に表示する。
【００２５】
音制御部５１５は、任意の音をスピーカ５５を介して出力する。例えば、音制御部５１５は、リスク値算出部５１２において算出されたリスク値に応じた音を、スピーカ５５を介して出力する。
【００２６】
通信インタフェース５２は、図示しない有線又は無線を介して、放射線治療計画装置３や放射線治療装置４、ＰＡＣＳシステム６等との間でデータ通信を行う。例えば、通信インタフェース５２は、治療計画用ＣＴ装置２からＣＴ画像データを受信し、放射線治療計画装置３から治療計画データを受信する。また、通信インタフェース５２は、放射線治療計画装置３からＣＴ画像データと治療計画データとをまとめて取得する。この際、通信インタフェース５２は、ＤＩＣＯＭ−ＲＴを使用して統合情報として同時に取得してもよい。
【００２７】
ディスプレイ５３は、種々の情報を表示する。ディスプレイ５３は、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【００２８】
入力インタフェース５４は、入力機器を介して受け付けたユーザからの各種指令を入力する。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース５４は、入力機器からの出力信号を、バスを介して演算回路５１に供給する。
【００２９】
スピーカ５５は、電気信号を音波に変換する。スピーカ５５としては、マグネチックスピーカ、ダイナミックスピーカ、コンデンサスピーカ、又は当技術分野で知られている他の任意のスピーカが適宜利用可能である。
【００３０】
記憶回路５６は、種々の情報を記憶するＲＡＭやＲＯＭ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。例えば、記憶回路５６は、ＣＴ画像データ、治療計画データ、放射線治療支援プログラム等を記憶する。ハードウェアとして記憶回路５６は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記録媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。
【００３１】
以下、図３を参照して放射線治療支援装置５の動作について説明する。
【００３２】
放射線治療支援装置５の演算回路５１は、記憶回路５６から干渉チェックツールのプログラムを読み出して実行を開始する（ステップＳ１）。これにより、演算回路５１は、治療計画取得部５１１、リスク値算出部５１２、視覚情報生成部５１３、表示制御部５１４、音制御部５１５として機能する。治療計画取得部５１１は、放射線治療計画装置３から対象患者に関する治療計画を、通信インタフェース５２等を介して取得する。治療計画には、放射線治療の照射方向数や各照射角度、各照射の放射線強度、各照射のコリメータ開度、ウェッジフィルター等の放射線治療条件が設定されている。
【００３３】
リスク値算出部５１２は、まず、干渉チェックツールにおいて使用される３次元画像空間を定義し、当該３次元画像空間に、取得された治療計画における放射線治療装置、治療用寝台及び対象患者の配置を模擬する。具体的には、放射線治療装置を模擬する治療装置モデル、治療用寝台を模擬する寝台モデル及び対象患者を模擬する患者モデルを、治療計画に従い３次元画像空間に配置する。
【００３４】
図４は、干渉チェックツールにおいて定義される３次元画像空間に配置された治療装置モデル６０、寝台モデル７０及び患者モデル８１を示す図である。治療装置モデル６０は、回転架台を模擬する架台モデル６１、照射ヘッドを模擬する照射ヘッドモデル６３、撮像用のＸ線管を模擬するＸ線管モデル６５及び撮像用のＸ線検出器を模擬するＸ線検出器モデル６７を有する。寝台モデル７０は、基台を模擬する基台モデル７１、支持フレームを模擬するフレームモデル７３及び治療用天板を模擬する天板モデル７５を有する。
【００３５】
記憶回路５６には放射線治療装置４と治療用寝台との機構情報が記憶されている。演算回路５１は、機構情報に基づいて治療装置モデル６０と寝台モデル７０とを、実物と同様の可動軸で動作させることができる。演算回路５１は、治療計画に含まれる照射位置等及び腫瘍位置等の位置情報に基づいて治療装置モデル６０、寝台モデル７０及び患者モデル８１を３次元画像空間内に配置する。
【００３６】
記憶回路５６には複数の身体条件に関する複数の標準的な患者モデルが記憶されている。身体条件としては体重や身長、胸囲、腹囲が挙げられる。演算回路５１は、複数の標準的な患者モデルの中から対象患者の身体条件に合致する患者モデル８１を選択する。演算回路５１は、選択された患者モデル８１を天板モデルの中央に暫定的に配置する。演算回路５１は、腫瘍位置と患者モデルとの対応付けを、腫瘍位置とＣＴ画像情報との対応関係から同定し、患者モデルの中の腫瘍位置がアイソ・センタに一致するように患者モデルを配置する。なお、演算回路５１は、対象患者の身体条件に合致するように標準的な患者モデルを変形し、変形後の患者モデルを対象患者の患者モデルとして使用してもよい。
【００３７】
３次元画像空間に配置されるモデルは、上記のモデルのみに限定されず、各種付属器具を模擬するモデルが配置されてもよい。例えば、患者の体位の保持を補助するアクセサリを模擬するモデルやディスプレイを模擬するモデルが配置されてもよい。また、図４に示す架台モデル６１は、撮像用のＸ線管及びＸ線検出器が搭載された回転架台を模擬しているが、これに拘泥されない。架台モデル６１として、撮像用のＸ線管及びＸ線検出器を搭載しない回転架台を模擬するモデルが用いられてもよい。この場合、撮像用のＸ線管及びＸ線検出器が可動式アームに取り付けられた画像撮像装置を模擬するモデルが用いられてもよい。
【００３８】
リスク値算出部５１２は、まず、治療装置モデル、寝台モデル及び患者モデル各々に第１のマージンと第２のマージンとを設定する（ステップＳ２）。
【００３９】
放射線治療装置４、治療用寝台及び患者各々には配置の不確かさが存在する。配置の不確かさは、理想的な配置からの実際の配置のずれを意味する。配置の不確かさの要因としては幾何学的誤差と機械的誤差とを含む。幾何学的誤差としては、例えば、患者の重みによる治療用天板の撓みや照射ヘッドの重みによる回転架台の垂れが挙げられる。他の幾何学的誤差としては、治療用天板における患者の理想的な位置から実際の位置のずれが挙げられる。機械的誤差は、回転架台によるアイソ・センタ回りの回転の誤差が挙げられる。また、回転架台や治療用天板の計測誤差も機械的誤差に含まれる。計測誤差は、実際の位置と計測上の位置との相違である。これら配置の不確かさによって、干渉チェックツールによるシミュレーションでは干渉しないものが現実の装置では干渉することがある。
【００４０】
配置の不確かさに起因する干渉チェックの精度低下を低減するため、第１のマージンと第２のマージンとが設定される。第１のマージンは、放射線治療装置４、治療用寝台及び患者の配置の不確かさに基づいて設定される。第２のマージンは、第１のマージンに更に付加されるマージンである。
【００４１】
図５は、第１のマージンと第２のマージンとを示す図である。なお、図５においてはモデルの一例として照射ヘッドモデル６３が示されている。図５に示すように、照射ヘッドモデル６３を囲むように第１のマージンＭ１と第２のマージンＭ２とが設定される。第１のマージンＭ１は、照射ヘッドの配置の不確かさを吸収するために設定される。第１のマージンＭ１より内側の範囲においては照射ヘッドに干渉する危険性が比較的高い。第２のマージンＭ２は、第１のマージンＭ１よりも外側に設定される。第１のマージンＭ１と第２のマージンＭ２との間の範囲においては照射ヘッドに干渉する危険性が比較的低いがゼロではない。第２のマージンＭ２よりも外側の範囲においては照射ヘッドに干渉する危険性がゼロ又はゼロに近い。例えば、照射ヘッドモデル６３から第１のマージンまでの距離Ｌ１は５〜１０ｍｍの範囲に設定され、照射ヘッドモデル６３から第２のマージンまでの距離Ｌ３は２０〜３０ｍｍの範囲に設定される。
【００４２】
例えば、記憶回路５６は、第１のマージンのサイズと機構種（モデル）とを関連付けたテーブル（ＬＵＴ：Look Up Table）を記憶する。以下、当該テーブルをマージンテーブルと呼ぶことにする。機構種（モデル種）としては回転架台、照射ヘッド、治療用天板等が挙げられる。演算回路５１は、マージン設定対象のモデルに関する第１のマージンのサイズのデータをマージンテーブルから読み出し、マージン設定対象のモデルに第１のマージンを設定する。そして演算回路５１は、第１のマージンのサイズに一定の係数を乗じて第２のマージンのサイズを算出し、算出されたサイズを有する第２のマージンをマージン設定対象のモデルに設定する。当該係数の値は、入力インタフェース５４等を介してユーザにより任意に変更可能である。なお、マージンテーブルは、第２のマージンのサイズと機構種とを関連付けてもよい。これにより、第２のマージンのサイズを計算無しで決定することが可能になる。
【００４３】
マージンテーブルの内容は、入力インタフェース５４等を介してユーザにより任意に変更可能である。これにより、ユーザが第１のマージンを大きい又は小さいと感じた場合、マージンテーブルに登録されている第１のマージンのサイズを所望の値に変更することができる。
【００４４】
ステップＳ２が行われるとリスク値算出部５１２は、モデル間の距離を算出する（ステップＳ３）。より詳細には、ステップＳ３においてリスク値算出部５１２は、各モデルのうちの干渉可能性を有する部位を複数の点で表現する。干渉可能性を有する部位は、典型的には、各モデルの表面である。点は、典型的には、一定間隔で配置される。そしてリスク値算出部５１２は、干渉評価対象の第１のモデルの各点と第２のモデルの各点との間の距離を計算する。計算された点間距離のうちの最短距離が第１のモデルと第２のモデルとの間の距離として採用される。
【００４５】
例えば、図５に示すように、照射ヘッドモデル６３と患者モデル８１との間の干渉を評価する場合、照射ヘッドモデル６３の表面と患者モデル８１の表面とに複数の点が設定される。照射ヘッドモデル６３の各点と患者モデル８１の各点との間の距離が計算される。例えば、照射ヘッドモデル６３の点Ｐ１と患者モデル８１のうちの腕モデル８３の点Ｐ２との間の距離Ｄ１が最短距離として算出される。
【００４６】
ステップＳ３が行われるとリスク値算出部５１２は、ステップＳ３において算出されたモデル間距離（最短距離）とステップＳ２において設定された第１のマージン及び第２のマージンとに基づいてリスク値を算出する（ステップＳ４）。リスク値の算出方法としては、種々の方法が考えられる。一例として、以下の方法が挙げられる。
【００４７】
まずリスク値算出部５１２は、評価対象のモデル間距離を第１のマージン及び第２のマージンに対して比較し、評価対象のモデル間距離のリスクレベルを決定する。具体的には、リスク値算出部５１２は、評価対象のモデル間距離と第２のマージンとを比較する。評価対象のモデル間距離が第２のマージンよりも長い場合、リスク値算出部５１２は、評価対象のモデル間距離を安全レベル（リスク値＝０％）に分類する。評価対象のモデル間距離が第２のマージンよりも短い場合、演算回路５１は、評価対象のモデル間距離を「リスク有り」に分類する。
【００４８】
「リスク有り」については更に分類される。具体的には、リスク値算出部５１２は、評価対象のモデル間距離が第２のマージンよりも短い場合、モデル間距離と第１のマージンとを比較する。評価対象のモデル間距離が第１のマージンよりも長く且つ第２のマージンよりも短い場合、リスク値算出部５１２は、評価対象のモデル間距離を注意レベルに分類する。評価対象のモデル間距離が第１のマージンよりも短い場合、リスク値算出部５１２は、評価対象のモデル間距離を警告レベルに分類する。リスクレベルは、後述のリスク可視化情報としてディスプレイ５３に表示される。
【００４９】
次にリスク値算出部５１２は、評価対象のモデル間距離と、第１のマージン及び第２のマージンとに基づいてリスク値を算出する。上記の通り、リスク値算出部５１２は、評価対象のモデル間距離が第２のマージンよりも長い場合、リスク値を０％に決定する。評価対象のモデル間距離が第２のマージンよりも短い場合、リスク値算出部５１２は、モデル間距離に応じてリスク値を算出する。例えば、リスク値算出部５１２は、第２のマージンのサイズに対するモデル間距離の比率を百分率で表現した数値をリスク値として算出する。ここで、リスクレベルに応じてリスク値がスケーリングされてもよい。すなわち、モデル間距離が短くなればなるほどリスク値の上昇率が大きくなるとよい。例えば、第２のマージンの外縁から内縁（第１のマージンの外縁）にかけてはリスク値が０％から３０％へと線形に割り当てられ、第１のマージンの外縁から内縁（評価対象のモデルの外縁）にかけてはリスク値が３０％から１００％へと線形に割り当てられるとよい。これにより、干渉の危険性をより正しく評価することができる。
【００５０】
例えば、図５においては、照射ヘッドモデル６３と患者モデル８１との干渉が評価される。照射ヘッドモデル６３と患者モデル８１とのうちの基準のモデルが任意に選択される。基準のモデルに対して第１のマージンＭ１と第２のマージンＭ２とが設定される。図５においては、照射ヘッドモデル６３に対して第１のマージンＭ１と第２のマージンＭ２とが設定される。照射ヘッドモデル６３の点Ｐ１と患者モデル８１のうちの腕モデル８３の点Ｐ２との間の距離Ｄ１は、第１のマージンＭ１よりも短い。従って照射ヘッドモデル６３と患者モデル８１との干渉に関するリスクレベルは警告レベルに分類される。そして距離Ｄ１に応じたリスク値が算出される。なお、図５では簡単化のため、第１のマージンＭ１と第２のマージンＭ２は照射ヘッドモデル６３にしか表示されていない。しかし実際には患者モデル８１にも第１のマージンＭ１‘と第２のマージンＭ２’が設定される。そして照射ヘッドモデル６３と患者モデル８１間のリスク値は、第１のマージンＭ１＋Ｍ１‘、第２のマージンＭ２＋Ｍ２’、距離Ｄ１に基づいて算出される。
【００５１】
ステップＳ４が行われると視覚情報生成部５１３は、ステップＳ４において算出されたリスク値に基づいてリスク可視化情報を生成する（ステップＳ５）。リスク可視化情報としては種々の視覚情報が考えられる。リスク可視化情報としては、例えば、リスク値を示す数値が挙げられる。そして視覚情報生成部５１３は、リスク可視化情報を含む表示画面を生成する。例えば、視覚情報生成部５１３は、３次元画像空間に配置された各種モデルのデータに基づいてレンダリング画像を生成し、レンダリング画像にリスク可視化情報を重ね合わせた表示画面を生成する。
【００５２】
ステップＳ５が行われると表示制御部５１４は、ステップＳ５において生成されたリスク可視化情報を含む表示画面をディスプレイ５３に表示する（ステップＳ６）。
【００５３】
図６は、リスク可視化情報を含む表示画面Ｉ１の一例を示す図である。図６に示すように、表示画面Ｉ１には、各種モデルが配置された３次元画像空間のデータに基づくレンダリング画像Ｒ１が表示される。レンダリング画像Ｒ１の視線方向は特に限定されない。レンダリング画像Ｒ１には、治療計画に従い配置された患者モデル８１と照射ヘッドモデル６３とが描出されている。レンダリング画像Ｒ１には、リスク可視化情報の一種である表示欄Ｒ２が重畳される。表示欄Ｒ２には、ステップＳ４において算出されたリスク値が表示される。例えば、図６の場合、照射ヘッド６３の絞り機構の左半分と患者８１の前腕とが干渉の危険性の評価対象である。このとき、ステップＳ４においてリスク値が２５％であると算出された場合、リスク値として「干渉リスク：２５％」と表示される。表示欄Ｒ２は常にレンダリング画像Ｒ１の前面に表示されるので、ユーザは、瞬時にリスク値を把握することができる。
【００５４】
表示欄Ｒ２には、リスク値に加え、ステップＳ３において算出されたモデル間距離が表示されてもよい。例えば、図６の場合、「距離１６ｍｍ」と表示される。リスク値に並べてモデル間距離を表示することにより、ユーザは、評価対象である患者モデル８１と照射ヘッドモデル６３との干渉の危険性をより正確に把握することができる。
【００５５】
レンダリング画像Ｒ１においては、「リスク有り」と判定されたモデルが強調表示される。強調表示対象はモデル全体でもよいし、モデル間距離の算出に用いられた一部分（以下、干渉リスク部分と呼ぶ）のみでもよい。例えば、図６に示すように、照射ヘッドモデル６３の絞り機構の左半分Ｒ６３１と患者モデル８１の前腕部Ｒ８３１との組合せについて「リスク有り」と判定された場合、左半分Ｒ６３１と前腕部Ｒ８３１とが干渉リスク部分に設定される。そして左半分Ｒ６３１と前腕部Ｒ８３１とが色等で強調される。強調表示された干渉リスク部分は、リスク可視化情報の一種である。強調表示により、干渉の危険性のある部分を視覚的に明瞭に把握することができる。また、干渉リスク部分は、リスクレベルに応じた色で表示されてもよい。例えば、リスクレベルが注意レベルの場合、黄色で表示され、リスクレベルが警告レベルの場合、赤色で表示されるとよい。また、干渉リスク部分は、リスクレベルに応じた周期で点滅されてもよい。なお、リスクレベルが安全レベルの非干渉リスク部分は、デフォルトの色で表示される。
【００５６】
図７は、リスク可視化情報を含む表示画面Ｉ１の他の例を示す図である。図７に示すように、図６のレンダリング画像Ｒ１及び表示欄Ｒ２に加え、リスク可視化情報の一種である表示欄Ｒ３が設けられてもよい。表示欄Ｒ３はレンダリング画像Ｒ１に重畳して表示される。表示欄Ｒ３は、表示欄Ｒ２に表示されている評価対象のリスク間距離に関するリスクレベルを提示するための領域である。表示欄Ｒ３は、表示画面Ｉ１の４隅のうちの何れか一箇所に表示される。リスク部分の視認を妨げないためである。例えば、表示欄Ｒ３は、リスクレベルの区分に応じた色で表示される。具体的には、リスクレベルが注意レベルの場合、黄色で表示され、リスクレベルが警告レベルの場合、赤色で表示されるとよい。リスク値が０％よりも大きい部分がない場合、表示欄Ｒ３は、例えば、青色等で表示されるとよい。表示欄Ｒ３は常にレンダリング画像Ｒ１の前面に表示されるので、ユーザは、瞬時にリスクレベルを把握することができる。
【００５７】
図８は、リスク可視化情報を含む表示画面Ｉ１の他の例を示す図である。図８に示すように、図６のレンダリング画像Ｒ１及び表示欄Ｒ２に加え、リスク可視化情報の一種である表示欄Ｒ４が設けられてもよい。表示欄Ｒ４はレンダリング画像に重畳して表示される。表示欄Ｒ４にはリスクレベルの区分に応じたメッセージが表示される。例えば、リスクレベルが注意レベルの場合、表示欄Ｒ４には「注意！」等のメッセージが表示され、リスクレベルが警告レベルの場合、表示欄Ｒ４には「警告！！」等のメッセージが表示される。表示欄Ｒ４は常にレンダリング画像Ｒ１の前面に表示されるので、ユーザは、瞬時にリスクレベルを把握することができる。
【００５８】
モデル間の複数種の組合せについて「リスク有り」と判定される場合がある。この場合、視覚情報生成部５１３は、リスク値が所定値よりも高い組合せを示す一覧を生成する。当該所定値は、例えば、０％である。この場合、「リスク有り」と判定された組合せの一覧が生成される。当該組合せをリスク部位と呼ぶこともある。以下、「リスク有り」と判定された組合せの一覧をリスク部位リストと呼ぶことにする。リスク部位リストは、モデル間の干渉の危険性を可視化するので、リスク可視化情報の一種である。なお、当該所定値は、０％に限らず、４５％等の任意の値に設定可能である。
【００５９】
図９は、リスク可視化情報の一種であるリスク部位リストの一例を示す図である。図９に示すように、リスク部位リストは、「リスク部位」、「リスク値」及び「判定」の項目を含む。「リスク部位」の項目には、所定値よりもリスク値が高い組合せ、すなわち、リスク部位に係るモデルの名称が設定される。「リスク値」の項目には、ステップＳ４において算出されたリスク値が設定される。「判定」の項目には、リスクレベルが設定される。例えば、「リスク部位」が「照射ヘッド−天板」については、「リスク値」として「６０％」、「判定」として「警告」が設定される。
【００６０】
リスク部位リストは、レンダリング画像Ｒ１に重畳して表示される。これによりユーザは、複数のリスク部位を簡便に把握することができる。また、リスク部位各々について、干渉リスクが許容できるか、あるいは再計画が必要であるかを判断することができる。
【００６１】
リスク部位リストに含まれる複数のリスク部位は、入力インタフェース５４等を介して選択可能に表示されるとよい。リスク部位が選択された場合、選択されたリスク部位に対応するリスク部位を詳細に観察するための詳細チェックモードに移行する。詳細チェックモードにおいて視覚情報生成部５１３は、リスク可視化情報として、モデル間の間隙を遮蔽無く観察可能な視線方向に関する表示画面を、３次元画像空間に配置されたモデルのデータに基づいて生成する。以下、生成される表示画面を、詳細ビュー画面と呼ぶことにする。
【００６２】
図１０は、詳細ビュー画面の視線方向の決定方法を説明するための図である。図１０に示すように、照射ヘッドモデル６３の点Ｐ１と患者モデル８１の点Ｐ２とを結ぶ距離Ｄ１が最短距離であるとする。表示制御部５１４は、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ線分の中点Ｐ３を決定し、中点Ｐ３を通り当該線分に直交する面ＰＬを同定する。表示制御部５１４は、面ＰＬ内の任意の点に視点を設定し、視点から線分を向く方向を視線方向に設定する。なお、視点と当該線分との間において視線が何らかのモデルに交差する場合、面ＰＬ上のうちの当該モデルに視線が交差しない位置に視点が移動される。これにより、評価対象のモデル間の間隙を遮蔽無く観察可能な視線方向に関する詳細ビュー画面を生成することが可能になる。なお、表示制御部５１４は、視点と当該線分との間において視線が何らかのモデルに交差する場合、当該モデルを透明又は半透明で表示してもよい。
【００６３】
図１１は、詳細ビュー画面Ｉ２の一例を示す図である。図１１に示す詳細ビュー画面Ｉ２の視点は、患者の上腕と照射ヘッドに取り付けられた絞り機構（シャドートレイ）とを結ぶ線分の中点に直交する平面に設定されている。従って、図１１に示す詳細ビュー画面Ｉ２は、患者の上腕とシャドートレイとの間隙を、遮蔽無く描出している。また、詳細ビュー画面Ｉ２においては、干渉リスクを有する上腕部Ｒ８３２とシャドートレイ部Ｒ６３２とが強調されている。このような詳細ビュー画面Ｉ２を観察することによりユーザは、間隙を詳細に観察することできるので、干渉リスクを正確に評価することができる。
【００６４】
詳細ビュー画面Ｉ２を表示する際、表示制御部５１４は、詳細ビュー画面Ｉ２の縦軸又は横軸を、３次元画像空間における検査室の鉛直軸又は患者モデルの体軸に一致させる。例えば、詳細ビュー画面Ｉ２の縦軸が検査室の鉛直軸に一致し、詳細ビュー画面Ｉ２の横軸が患者モデルの体軸に一致される。これにより、例えば、詳細ビュー画面Ｉ２の上下左右方向を検査室の上下左右方向に一致させることができるので、ユーザが詳細ビュー画面Ｉ２内の方向性を見失うことを防止することができる。
【００６５】
なお、リスク可視化情報は、上記の例のみに限定されない。例えば、表示画面に含まれる表示枠や背景領域がリスク可視化情報として表示されてもよい。この場合、レンダリング画像Ｒ１等の表示枠や背景領域が、リスクレベルに応じた色で表示されたり、リスクレベルに応じた周期で点滅されてもよい。
【００６６】
ステップＳ６において演算回路５１は、音制御部５１５を実行してもよい。音制御部５１５は、リスクレベルに応じた音をスピーカ５５から出力する。例えば、記憶回路５６にはリスクレベルに応じた音のデータが記憶されている。音は、音声や音楽、警告音等の如何なる音でもよい。例えば、注意レベルに応じた音楽としてスターウォーズのダースベイダーのテーマ曲が挙げられる。警告レベルに応じた警告音としては、救急車のサイレンや警察のサイレン等が挙げられる。音制御部５１５は、評価対象のリスク間距離のリスクレベルに応じた音データを記憶回路５６から読み出し、読み出した音データに対応する音をスピーカ５５を介して出力する。このようにリスクレベルに応じた音を出力することにより、ディスプレイ５３内の表示画面を観察することなくリスクレベルをユーザに知らせることができる。
【００６７】
このようにしてユーザは、治療計画に基づく放射線治療装置４、治療寝台及び患者の配置による干渉リスクを評価する。そして干渉する危険性が高いと判断した場合、干渉チェックツールにより干渉の危険性が低い配置を探索する。干渉の危険性が低い配置が同定された場合、当該配置のデータは放射線治療計画装置３に送信される。放射線治療計画装置３は、当該配置に基づいて治療計画を再度作成する。
【００６８】
以上により、本実施形態に係る放射線治療支援装置５による放射線治療支援に係る典型的な処理の説明を終了する。
【００６９】
上記の放射線治療支援の処理は一例に過ぎない。上記の放射線治療支援の処理は種々の変形が可能である。例えば、ステップＳ２とステップＳ３とは順番が入れ替えられてもよい。
【００７０】
上記ステップＳ４においてリスク値は、モデル間距離と第１のマージンと第２のマージンとに基づいて算出されるものとした。しかしながら、本実施形態に係るリスク値は、必ずしもモデル間距離と第１のマージンと第２のマージンとに基づいて算出されなければならないわけではない。例えば、リスク値算出部５１２は、モデル間距離と第１のマージン及び第２のマージンの一方とに基づいてリスク値を算出してもよいし、モデル間距離のみに基づいてリスク値を算出してもよい。
【００７１】
また、リスク値算出部５１２は、リスク値の算出において放射線治療装置４、治療用寝台及び患者の配置の不確かさの方向性を加味してもよい。この場合、リスク値算出部５１２は、モデル間距離と、当該モデルに対応する実物毎の幾何学的誤差の方向性及び機械的制約の方向性のうちの少なくとも一つとに基づいてリスク値を算出することとなる。モデル毎の幾何学的誤差の方向性及び機械的制約の方向性を考慮することにより、より実状に合致したリスク値を算出することができる。例えば、リスク値算出部５１２は、第１のマージンに、対応するモデル毎の幾何学的誤差又は機械的制約の方向性を与える。第１のマージンのサイズは、幾何学的誤差又は機械的制約に応じた方向性を有する。以下、当該算出方法について詳細に説明する。
【００７２】
図１２は、天板モデル７５の第１のマージンＭ１１及び第２のマージンＭ１２を示す図である。図１２に示すように、天板モデル７５の実物である治療用天板は、患者が載置されると患者の重みにより鉛直下方に撓む。従って治療用天板には撓みという幾何学的誤差が生じ、当該幾何学的誤差は鉛直下方に生じるという方向性を有している。幾何学的誤差の方向性を考慮し、リスク値算出部５１２は、第１のマージンＭ１１の鉛直上方のサイズＬ１１１に比して鉛直下方のサイズＬ１１２が長くなるように第１のマージンＭ１１を設定する。第１のマージンＭ１１の鉛直下方のサイズＬ１１２を長くすることにより、鉛直上方のサイズＬ１１１と同一にした場合に比して、撓みによる干渉の危険性を正しくリスク値に反映させることができる。なお、第２のマージンＭ１２のサイズは方向に応じて変化させなくてよい。すなわち、第２のマージンの鉛直上方のサイズＬ１２と鉛直下方のサイズＬ１２とは同一に設定される。なお、第２のマージンも第１のマージンと同様、鉛直下方のサイズを鉛直上方のサイズに比して長く設定してもよい。
【００７３】
図１３は、照射ヘッドモデル６３の第１のマージンＭ３１及び第２のマージンＭ３２を示す図である。図１３に示すように、照射ヘッドモデル６３の実物である照射ヘッドは、重心方向（すなわち鉛直下方）に垂れる。従って照射ヘッドには垂れという幾何学的誤差が生じ、当該幾何学的誤差は重心方向（鉛直下方）に生じるという方向性を有している。幾何学的誤差の方向性を考慮し、リスク値算出部５１２は、第１のマージンＭ３１の鉛直上方のサイズＬ３１１に比して鉛直下方のサイズＬ３１２が長くなるように第１のマージンＭ３１を設定する。第１のマージンＭ３１の鉛直下方のサイズＬ３１２を長くすることにより、鉛直上方のサイズＬ３１１と同一にした場合に比して、垂れによる干渉の危険性を正しくリスク値に反映させることができる。なお、第２のマージンＭ３２のサイズは方向に応じて変化させなくてよい。すなわち、第２のマージンの鉛直上方のサイズＬ３２と鉛直下方のサイズＬ３２とは同一に設定される。なお、第２のマージンＭ３２も第１のマージンＭ３１と同様、鉛直下方のサイズＬ３１２を鉛直上方のサイズＬ３１１に比して長く設定してもよい。
【００７４】
図１４は、照射ヘッドモデル６３の他の第１のマージンＭ４１及び第２のマージンＭ４２を示す図である。図１４に示すように、照射ヘッドモデル６３の実物である照射ヘッドは、最高地点（患者正面位置）を０°とした場合、−１８０°から＋１８０°の範囲でしか回転することができない。照射ヘッドが−１８０°に位置している場合、−１７９°の方向へは回転ができるが−１８１°の方向へは機械的制約により回転できない。照射ヘッドが＋１８０°に位置している場合、＋１７９°の方向へは回転ができるが＋１８１°の方向へは機械的制約により回転できない。この−１８０°又は＋１８０°の位置は回転終端位置と呼ばれる。従って照射ヘッドには回転軸回りの回転に関して機械的制約が存在し、当該機械的制約は回転不能な方向に生じるという方向性を有している。機械的制約の方向性を考慮し、リスク値算出部５１２は、第１のマージンＭ４１の回転不能方向のサイズＬ４１１に比して回転可能方向のサイズＬ４１２が長くなるように第１のマージンＭ４１を設定する。第１のマージンＭ４１の回転可能方向のサイズＬ４１２を長くすることにより、回転不能方向のサイズＬ４１１と同一にした場合に比して、回転に関する機械的制約による干渉の危険性を正しくリスク値に反映させることができる。なお、第２のマージンＭ４２のサイズは方向に応じて変化させなくてよい。すなわち、第２のマージンの回転不能方向のサイズＬ４２と回転可能方向のサイズＬ４２とは同一に設定される。なお、第２のマージンＭ４２も第１のマージンＭ４１と同様、回転可能方向のサイズを回転不能方向のサイズに比して長く設定してもよい。
【００７５】
患者モデルの第１のマージンについても幾何学的誤差を考慮することが可能である。患者モデルの実物である患者は、治療用天板の天板面の長軸方向に関して位置ずれが生じやすいが、短軸方向に関しては位置ずれが生じにくい。このように患者には位置決めに関して幾何学的誤差が存在し、当該幾何学的誤差は天板面の長軸方向に関して生じ易いという方向性を有している。幾何学的誤差の方向性を考慮し、リスク値算出部５１２は、患者モデルに関する第１のマージンの天板面の長軸方向のサイズに比して短軸方向のサイズが長くなるように第１のマージンを設定する。第１のマージンの天板面の長軸方向のサイズを長くすることにより、短軸方向のサイズと同一にした場合に比して、天板における位置決め誤差による干渉の危険性を正しくリスク値に反映させることができる。なお、天板モデルに関する第２のマージンのサイズは方向に応じて変化させなくてよい。すなわち、第２のマージンの天板面の長軸方向のサイズと短軸方向のサイズとは同一に設定される。なお、第２のマージンも第１のマージンと同様、長軸方向のサイズを短軸方向のサイズに比して長く設定してもよい。
【００７６】
上記の放射線治療支援処理において患者モデルは、標準モデルから選択することとしたが、対象患者に関する実測データが用いられてもよい。患者モデルに当該実測データが用いられることにより、患者モデルと実際の患者との形状の相違を低減することができる。当該形状誤差は幾何学的誤差に分類される。
【００７７】
例えば、リスク値算出部５１２は、対象患者に関するＣＴ画像やＭＲＩ画像等の画像データに基づいて対象患者に関する体表面の実測データを生成する。すなわち、リスク値算出部５１２は、画像データに画像処理を施して体表面データを抽出し、抽出された体表面データを患者モデルに設定する。
【００７８】
また、リスク値算出部５１２は、表面形状計測装置により収集された体表面データを患者モデルに設定してもよい。表面形状計測装置による計測原理は幾つかある。例えば、計測原理として光走査法がある。この場合、表面形状計測装置は、投光部、撮影部及び３次元座標同定部を有する。投光部は、撮像用天板等に載置された患者をレーザでライン状に走査する。撮影部は、レーザの投光に同期して患者上及びその周辺のレーザ光を画像として取り込む。３次元座標同定部は、投光部のレーザ投光源の位置と画像上のレーザ位置とから三次元座標を算出する。この操作によって患者表面形状の一断面が求められる。これをレーザの投光角度を変化させながら繰り返し同定することで、患者の体表面データを三次元的に求めることができる。
【００７９】
他の計測原理としては、エピポーラ幾何法がある。この場合、表面形状計測装置は、画像収集部と画像処理部とを有する。画像収集部は、２つのカメラを有する。画像収集部は、撮像用天板等に載置された患者を、観察角度の異なる２つのカメラで撮影し、観察角度の異なる２つの画像データを収集する。画像処理部は、プロセッサとメモリとを有する。画像処理部は、第１の観察角度に関する画像データの１つのピクセル（着目点）を設定し、当該着目点に対応する第２の観察角度に関する画像データ内の対応点を同定する。なお、着目点は、当該ピクセルを中心に含む小領域であってもよい。同定方法としては一般的に相関演算が使用される。対応点が同定されると、画像処理部は、第１の画像データに含まれる着目点と当該第１の画像データを収集した第１のカメラとを結ぶ画像化軌跡（レイ）と、第２の画像データに含まれる対応点と当該第２の画像データを収集した第２のカメラとを結ぶ画像化軌跡との交差点の３次元座標を、エピポーラ幾何の原理に基づき同定する。画像処理部は、全てのピクセルについて交差点の３次元座標を同定し、交差点の集合を患者の３次元の体表面のデータとして同定する。
【００８０】
計測原理として２つの実施例を説明したが、本実施形態に係る表面形状計測装置の計測原理はこれに限定されず、患者の体表を計測できるのであれば如何なる方法でもよい。
【００８１】
上記説明においては、リスク値算出部５１２により、照射位置における放射線治療装置４、治療用寝台及び患者の配置を模擬することとしていた。しかしながら、リスク値算出部５１２は、放射線治療装置４、治療用寝台及び患者各々について放射線の照射位置間の移動過程を模擬してもよい。具体的には、リスク値算出部５１２は、治療装置モデル、寝台モデル及び患者モデルを、第１の照射位置に対応する配置から第２の照射位置に対応する配置へ移動させる。当該移動の過程においてリスク値算出部５１２は、所定の時間的又は空間的間隔毎に、治療装置モデル、寝台モデル及び患者モデル間のリスク値を算出する。そして視覚情報生成部５１３は、リスク値に応じたリスク可視化情報を生成し、表示制御部５１４は、当該リスク可視化情報をディスプレイ５３に表示する。これによりユーザは、移動過程においても干渉の危険性を判断することができる。
【００８２】
リスク値が所定値よりも高い場合、リスク値算出部５１２は、リスク値が低減するように複数のモデルの移動過程を変更する。当該所定値は、例えば、リスク値０％に設定される。リスク値が所定値よりも高い場合、リスク値算出部５１２は、例えば、複数のモデル各々の移動の順番を変更する。あるいは、リスク値算出部５１２は、リスク値が低減するように、一方のモデルを一時的に退避する。リスク値算出部５１２は、移動過程を、ユーザによる入力インタフェース５４等を介した指示に従って変更してもよいし、自動的に変更してもよい。
【００８３】
図１５は、モデルを一時的に退避する例を模式的に示す図である。図１５の左上図と左下図とに示すように、照射ヘッドモデル６３を第１の照射位置から第２の照射位置に移動させる場合を考える。直接的に照射ヘッドモデル６３を第１の照射位置から第２の照射位置に移動した場合、初期位置ＰＺ１に配置された患者モデル８１又は天板モデル７５に照射ヘッドモデル６３が干渉するとする。この場合、リスク値算出部５１２は、まず、患者モデル８１及び天板モデル７５を初期位置ＰＺ１から所定の退避位置ＰＺ２まで退避し、その後、照射ヘッドモデル６３を第１の照射位置から第２の照射位置に移動し、その後、患者モデル８１及び天板モデル７５を退避位置ＰＺ２から初期位置ＰＺ１に戻す。これにより、照射ヘッドモデル６３と患者モデル８１又は天板モデル７５との干渉の危険性を低減させることができる。
【００８４】
（応用例）
ユーザは、治療計画に基づく放射線治療装置４、治療寝台及び患者の配置による干渉リスクを評価する。そして干渉する危険性が高いと判断した場合、干渉チェックツールにより干渉の危険性が低い配置を探索する。
【００８５】
この際、リスク値算出部５１２は、リスク管理表に従い干渉の危険性が低い配置を探索してもよい。具体的には、「リスク有り」と判定された場合、リスク値算出部５１２は、放射線治療装置４及び治療用寝台の可動軸各々について所定可動量毎にリスク値を算出する。次に視覚情報生成部５１３において演算回路５１は、可動軸各々についてのリスク値の区分（リスクレベル）毎の可動量の範囲を示すリスク管理表を生成する。リスク管理表は、リスク可視化情報の一種である。リスク管理表を参照することにより、各可動軸について「注意レベル」又は「警告レベル」に属する可動量の範囲を知ることができる。以下、リスク管理表について詳細に説明する。
【００８６】
図１６は、治療用寝台９０の可動軸について説明するための図である。図１６に示すように、天板９５の長軸がＹ軸に規定され、短軸がＸ軸に規定され、Ｙ軸及びＸ軸に直交する軸がＺ軸に規定される。天板９５は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に関して個別に移動可能に基台９１又はフレーム９３に支持されている。Ｘ軸に沿う移動は体軸移動と呼ばれ、Ｙ軸に沿う移動は横移動と呼ばれ、Ｚ軸に沿う移動は高さ移動と呼ばれる。また、天板９５は、Ｘ軸回りに回転可能、Ｙ軸回りに回転可能、Ｚ軸回りに回転可能に基台９１又はフレーム９３に支持されている。Ｘ軸回りの回転はロールと呼ばれ、Ｙ軸回りに回転はピッチと呼ばれ、Ｚ軸回りの回転はヨーと呼ばれる。
【００８７】
図１７は、放射線治療装置４の回転架台（ガントリ）の回転角度が０．０°のときのリスク管理表を示す図である。図１８は、ガントリの回転角度が９０.０°のときのリスク管理表を示す図である。図１７及び図１８に示すように、リスク管理表は、ガントリ設定に関する表と寝台設定に関する表とを有する。各表は「処方」、「注意レベル（−方向）」、「警告レベル（−方向）」、「注意レベル（＋方向）」の項目を有する。＋方向及び−方向は各可動軸に関する移動方向である。
【００８８】
図１７の場合、ガントリの回転角度が０．０°であり、寝台は体軸方向以外ニュートラルポジションに位置している。体軸方向に関してのみアイソ・センタに腫瘍位置を一致させるため治療用天板が５０ｃｍ移動されている。治療用天板が当該位置に配置されている場合、ガントリを＋方向及び−方向に回転させても治療用天板とガントリとは干渉しない。この場合、ガントリ設定の角度についてリスク値は０％であるので、「注意レベル（−方向）」、「警告レベル（−方向）」及び「注意レベル（＋方向）」が空欄に設定される。また、ガントリが０．０°に配置されている場合、治療用天板の全ての可動軸についてリスク値は０％であるので、「注意レベル（−方向）」、「警告レベル（−方向）」、「注意レベル（＋方向）」が空欄に設定される。
【００８９】
図１８の場合、ガントリの回転角度が９０．０°であり、治療用天板は体軸方向以外ニュートラルポジションに位置している。体軸方向に関してのみアイソ・センタに腫瘍位置を一致させるため治療用天板が５０ｃｍ移動されている。治療用天板が当該位置に配置されている場合、ガントリを＋方向及び−方向に回転させても治療用天板とガントリとは干渉しない。この場合、ガントリ設定の角度についてリスク値は０％であるので、「注意レベル（−方向）」、「警告レベル（−方向）」及び「注意レベル（＋方向）」が空欄に設定される。
【００９０】
また、ガントリが９０．０°に配置されている状態において治療用天板を高さ移動、体軸移動、ピッチ回転、ロール回転しても治療用天板とガントリとは干渉しない。この場合、治療用天板の高さ移動、体軸移動、ピッチ、ロールについてリスク値は０％であるので、「注意レベル（−方向）」、「警告レベル（−方向）」及び「注意レベル（＋方向）」が空欄に設定される。一方、治療用天板を横移動又はヨー回転した場合、干渉の危険性を有する。例えば、治療用天板を−１０ｃｍ〜−２０ｃｍ横移動させた場合、リスクレベルは注意レベルであり、治療用天板を−３０ｃｍ以上横移動させた場合、リスクレベルは警告レベルである。また、治療用天板を−５°〜−７°ヨー回転させた場合、リスクレベルは注意レベルであり、治療用天板を−７°以上ヨー回転させた場合、リスクレベルは警告レベルである。一方、治療用天板を＋方向に横移動させた場合や治療用天板を＋方向にヨー回転させた場合、リスク値は０％である。
【００９１】
リスク管理表は、表示制御部５１４によりディスプレイ５３に表示される。ユーザは、表示されたリスク管理表を観察することにより、干渉の危険性のある範囲を避けるように各装置の配置を設定することができる。当該配置のデータは放射線治療計画装置３に送信される。放射線治療計画装置３は、当該配置に基づいて治療計画を再度作成する。これにより、干渉の危険性の少ない治療計画を立案することができる。なお、管理表の生成機能及び表示機能は放射線治療計画装置３に実装されてもよい。あるいは放射線治療計画装置３と放射線治療支援装置５との間にインタラクティブなインタフェースを設け、放射線治療計画画面上にリスク管理表を表示してもよい。リスク管理表は放射線治療計画での入力値が放射線治療支援装置５に適宜送信され、その結果としてリスク管理表を放射線治療計画装置３に送ることで実現できる。
【００９２】
（変形例）
上記実施形態において放射線治療支援装置５と放射線治療計画装置３とは別体のコンピュータであるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、放射線治療支援装置５の演算回路５１は、放射線治療計画装置３に設けられてもよい。これにより、一台のコンピュータで治療計画と干渉チェックとを行うことができる。これにより、メディカルスタッフ等のユーザが、治療計画作成の際に、放射線治療支援装置５と放射線治療計画装置３との間で移動する手間を省くことができる。
【００９３】
また、放射線治療支援装置５と放射線治療計画装置３とで一箇所に設けられた一台又は複数台のディスプレイを共有してもよい。この形態であっても、メディカルスタッフ等のユーザが、治療計画作成の際に、放射線治療支援装置５と放射線治療計画装置３との間で移動する手間を省くことができる。
【００９４】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、放射線治療装置、治療用寝台及び患者の要素間の干渉を手間無く正確に評価することができる。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１  放射線治療システム
２  治療計画用ＣＴ装置
３  放射線治療計画装置
４  放射線治療装置
５  放射線治療支援装置
６  ＰＡＣＳシステム
５１  演算回路
５２  通信インタフェース
５３  ディスプレイ
５４  入力インタフェース
５５  スピーカ
５６  記憶回路
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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