(57)【要約】【課題】現場以外での手動の位置決めの訓練を可能にするとともに、低コストで効率よく作業員の特徴点の設定スキルを向上させることを可能とする位置決め訓練装置、位置決め訓練方法および位置決め訓練プログラムを提供する。【解決手段】位置決め訓練装置１０は、粒子線治療の際に行われる患者の位置決めに使用される撮影画像を疑似して被検体の断面画像を練習画像としてボリュームデータから取得する練習画像取得部１３と、練習画像が取得された第１断面座標に所定の変位量を加算した第２断面座標における断面画像を目標画像として取得する目標画像取得部１７と、練習画像に対する練習者による特徴点の設定を受け付ける受付部２１と、目標画像に対する練習画像の被検体における位置のずれ量を特徴点に基づいて計算する計算部２２と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子線治療の際に行われる患者の位置決めに使用される撮影画像を疑似して被検体の断面画像を練習画像としてボリュームデータから取得する練習画像取得部と、
前記練習画像が取得された第１断面座標に所定の変位量を加算した第２断面座標における断面画像を目標画像として取得する目標画像取得部と、
前記練習画像に対する練習者による特徴点の設定を受け付ける受付部と、
前記目標画像に対する前記練習画像の前記被検体における位置のずれ量を前記特徴点に基づいて計算する計算部と、を備えることを特徴とする位置決め訓練装置。
【請求項２】
前記ずれ量は、前記目標画像に予め付与された特徴点およびこの特徴点に対応するように前記設定がされた前記特徴点に基づいて計算されることを特徴とする請求項１に記載の位置決め訓練装置。
【請求項３】
前記受付部は、前記練習画像に加えて前記目標画像に対する前記特徴点の前記設定をも受け付け、
前記ずれ量は、前記練習画像および前記目標画像においてそれぞれ対応するように前記設定がされた前記特徴点に基づいて計算されることを特徴とする請求項１に記載の位置決め訓練装置。
【請求項４】
前記練習画像および前記目標画像を並べて表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の位置決め訓練装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記変位量と前記ずれ量との一致度を表示することを特徴とする請求項４に記載の位置決め訓練装置。
【請求項６】
前記目標画像は、前記ボリュームデータから取得されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の位置決め訓練装置。
【請求項７】
前記第１断面座標に前記ずれ量を加算して第３断面座標を算出する算出部と、
前記第３断面座標の断面画像を更新練習画像として前記練習画像取得部に取得させる更新部と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の位置決め訓練装置。
【請求項８】
前記更新練習画像は前記目標画像に重ね合わせて表示されることを特徴とする請求項７に記載の位置決め訓練装置。
【請求項９】
前記特徴点の前記設定に関する履歴を記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の位置決め訓練装置。
【請求項１０】
前記練習者が前記設定に要した設定時間を測定する時間測定部を備え、
前記履歴は、前記設定時間を含むことを特徴とする請求項９に記載の位置決め訓練装置。
【請求項１１】
前記設定がされる前記特徴点の位置範囲、前記練習画像、前記目標画像および前記更新練習画像の少なくともいずれかによって規定されるガイド情報を通知する通知部を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０に記載の位置決め訓練装置。
【請求項１２】
前記ガイド情報には各々の前記練習画像に関する前記特徴点の最適点が含まれることを特徴とする請求項１１に記載の位置決め訓練装置。
【請求項１３】
前記設定時間および前記一致度の少なくとも一方に基づいて前記練習者の習熟度を評価する評価部を備えることを特徴とする請求項５から請求項１２のいずれか１項に記載の位置決め訓練装置。
【請求項１４】
粒子線治療の際に行われる患者の位置決めに使用される撮影画像を疑似して被検体の断面画像を練習画像としてボリュームデータから取得するステップと、
前記練習画像が取得された第１断面座標に所定の変位量を加算した第２断面座標における断面画像を目標画像として取得するステップと、
前記練習画像に対する練習者による特徴点の設定を受け付けるステップと、
前記目標画像に対する前記練習画像の前記被検体における位置のずれ量を前記特徴点に基づいて計算するステップと、を含むことを特徴とする位置決め訓練方法。
【請求項１５】
コンピュータに、
粒子線治療の際に行われる患者の位置決めに使用される撮影画像を疑似して被検体の断面画像を練習画像としてボリュームデータから取得するステップ、
前記練習画像が取得された第１断面座標に所定の変位量を加算した第２断面座標における断面画像を目標画像として取得するステップ、
前記練習画像に対する練習者による特徴点の設定を受け付けるステップ、
前記目標画像に対する前記練習画像の前記被検体における位置のずれ量を前記特徴点に基づいて計算するステップ、を実行させることを特徴とする位置決め訓練プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子線照射の前段で行われる粒子線治療患者の位置決めの訓練技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子線治療における患者の位置決めとは、粒子を癌の患部に計画通りに照射するために、患者が横たわっている治療台を照射位置まで移動する作業である。この粒子線治療では、数日にわたり繰り返し患部に粒子線照射が行われ、その都度、患部が同じ照射位置となるように治療台の位置決めがなされる。
【０００３】
アルゴンなどの重粒子線、中性子線または陽子線などの粒子線は、その線量のピークが正確に患部に合わせられ、患部のみに照射されることが求められる。そこで、自動で位置決めがされた後、Ｘ線などによる撮影画像を用いたさらなる手動の位置決めに基づいた微調整がなされることが一般的である。
【０００４】
位置決めにおいては、第１回目の粒子線治療で適切とされた位置における撮影画像または前回の粒子線治療で調整されて適切とされた位置における患部の撮影画像が目標画像となる。そして、今回撮影された撮影画像が目標画像に一致するまで治療台の位置の調整およびＸ線撮影が繰り返される。
【０００５】
作業員は、目標画像と今回の撮影画像とで対応する特徴的な部分（以下、単に「特徴部分」という）のいくつかに特徴点の設定をする。この対応する特徴点どうしの３次元座標空間におけるずれ量が計算され、このずれ量に基づいて治療台の位置が調整される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１２１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
位置決めがされた後の患部の位置が、１回で正確に照射位置へ移動されれば、１回の移動で患者の位置決めは終了する。
しかし、特徴点の設定が適切でない場合、治療台のずれ量が正確に計算されず、患部が正確に照射位置に移動されないこととなる。そして、患部が正確に照射位置にくるまで、Ｘ線撮影および治療台の位置の調整を繰り返すこととなる。
【０００８】
作業員が特徴点の設定スキルを習得するには経験が必要であり、現状では、現場で経験を積みながら習得している。このため、特徴点の設定が適切でない場合、患者は長時間同じ姿勢で拘束されることに加え、Ｘ線撮影により患者の被ばく量も増え、患者への負担が大きくなるという課題があった。
さらに、使用コスト、保有台数または保有場所などの観点からも、ＣＴ装置や治療台など実物を作業員の設定スキルの向上のための訓練に用いることに課題があった。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、現場以外での手動の位置決めの訓練を可能にするとともに、低コストで効率よく作業員の特徴点の設定スキルを向上させる位置決め訓練装置、位置決め訓練方法および位置決め訓練プログラム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】
本実施形態にかかる位置決め訓練装置は、粒子線治療の際に行われる患者の位置決めに使用される撮影画像を疑似して被検体の断面画像を練習画像としてボリュームデータから取得する練習画像取得部と、前記練習画像が取得された第１断面座標に所定の変位量を加算した第２断面座標における断面画像を目標画像として取得する目標画像取得部と、前記練習画像に対する練習者による特徴点の設定を受け付ける受付部と、前記目標画像に対する前記練習画像の前記被検体における位置のずれ量を前記特徴点に基づいて計算する計算部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本実施形態により、現場以外での手動の位置決めの訓練を可能にするとともに、低コストで効率よく作業員の特徴点の設定スキルを向上させることを可能とする位置決め訓練装置、位置決め訓練方法および位置決め訓練プログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態にかかる位置決め訓練装置の構成図。
【図２】本実施形態の第１断面座標、第２断面座標、変位量およびボリュームデータの関係を示す図。
【図３】本実施形態において想定される実際の粒子線治療における患者の撮影断面の位置関係と、練習画像および目標画像との対応関係を示す図。
【図４】第１実施形態にかかる位置決め訓練装置の変形例を示す図。
【図５】本実施形態において位置決め訓練装置で想定する現実での位置決めとずれ量との対応関係を示す図。
【図６】第１実施形態にかかる位置決め訓練方法の動作手順を示すフローチャート。
【図７】第２実施形態にかかる位置決め訓練装置の構成図。
【図８】第２実施形態において目標画像および更新練習画像を重ねて表示した様子を示す図。
【図９】第２実施形態にかかる位置決め訓練方法の動作手順を示すフローチャート。
【図１０】第３実施形態にかかる位置決め訓練装置の構成図。
【図１１】第３実施形態における表示部の表示画面の一例を示す図。
【図１２】第３実施形態にかかる位置決め訓練装置の変形例を示す図。
【図１３】第３実施形態における表示部の表示画面の変形例を示す図。
【図１４】第４実施形態にかかる位置決め訓練装置の構成図。
【図１５】第４実施形態における表示部の表示画面の一例を示す図。
【図１６】第５実施形態にかかる位置決め訓練装置の構成図。
【図１７】第５実施形態における表示部の表示画面の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる位置決め訓練装置１０（以下、単に「訓練装置１０」という）の構成図である。
図２は、第１断面座標１４、第２断面座標１５、変位量Δおよびボリュームデータ１２の関係を示す図である。
さらに、図３は、本実施形態において想定される実際の粒子線治療における患者２７の撮影断面の位置関係と、練習画像１１および目標画像１６との対応関係を示す図である。
【００１５】
第１実施形態にかかる訓練装置１０は、図１から図３に示されるように、粒子線治療の際に行われる患者２７の位置決めに使用される撮影画像を疑似して被検体の断面画像を練習画像１１としてボリュームデータ１２から取得する練習画像取得部１３と、練習画像１１が取得された第１断面座標１４に所定の変位量Δ（Δｚ，Δθｙ，Δθｚ）を加算した第２断面座標１５における断面画像を目標画像１６として取得する目標画像取得部１７と、練習画像１１に対する練習者による特徴点１８の設定を受け付ける受付部２１と、目標画像１６に対する練習画像１１の被検体における位置のずれ量σ（σｚ，σθｙ，σθｚ）（図５）を特徴点１８に基づいて計算する計算部２２と、を備える。
【００１６】
さらに、訓練装置１０は、練習画像１１および目標画像１６を並べて表示する表示部２３を備える。
【００１７】
練習画像取得部１３は、粒子線治療の際に行われる患者２７の位置決めに使用される撮影画像を疑似し、被検体の断面画像を練習画像１１としてボリュームデータ１２から取得する。ボリュームデータとは、３次元の小立方体（ボクセル）を単位とし、各ボクセルにその部分の透過率などのデータを持たせ、物体の内部構造まで表現した数値データのことである。練習画像１１は、図２に示されるように、被検体のボリュームデータ１２に付与された３次元座標空間で指定される第１断面座標１４における断面画像である。
【００１８】
第１断面座標１４は、断面座標指定部２６によってランダムに指定される。練習画像取得部１３は、この第１断面座標１４の断面画像を練習画像１１として取得する。なお、断面座標指定部２６による第１断面座標１４の指定は、練習者による対象となる部位や習熟度などの入力に基づくものであってもよい。
【００１９】
実際の粒子線治療における位置決めでは、治療台２９の位置の調整の直前に撮影された患者２７のＸ線の断面画像が使用される。
一方、訓練装置１０においては、練習画像１１の取得に、ボリュームデータ保持部２０に保持されるボリュームデータ１２が用いられる。つまり、訓練装置１０では、訓練のたびにＸ線撮影や新たなボリュームデータを生成することを行わず、予め保持されたボリュームデータ１２を繰り返し用いることができる。
【００２０】
なお、ボリュームデータ保持部２０にボリュームデータ１２として保持される被検体の個数は複数であってもよい。この被検体は、人体に限らず、例えばファントムまたは他の動物などであってもよい。また、被検体は、例えば、腕部、頭部または腹部など、一部の部位であってもよい。
【００２１】
目標画像取得部１７は、図２に示されるように、第１断面座標１４に所定の変位量Δを加算した第２断面座標１５における断面画像を目標画像１６として取得する。
【００２２】
目標画像１６は、実際の粒子線治療の位置決めにおける、患者２７が適切な位置にいるときの、その患部の撮影画像に相当する。治療台２９の位置が調整された後に再度撮影される断面画像がこの撮影画像と一致するように治療台２９の位置が調整される。例えば、適切な位置で撮影された治療開始の初日の撮影画像または前回の治療時の位置の調整後の撮影画像などが目標画像１６に相当する。
【００２３】
変位量Δは、被検体の同一の部位における平行移動および回転を組み合わせた３次元的な変位または第１断面座標１４の面上における２次元的な変位などである。変位量Δは、実際の手動による位置決めで想定される範囲の変位となるように断面座標指定部２６で決定される。
【００２４】
現実における手動による位置決めは、既に自動の位置決め手段による位置決めがなされた後の微調整であることが一般的である。よって、変位量Δがとりうる範囲は、実際に手動で調整される変位の範囲として想定されうる範囲とする。
ただし、訓練のため、実際に想定される変位の範囲より広めに変位量Δの取りうる範囲の設定をするのが好ましい。
【００２５】
なお、第２断面座標１５も第１断面座標１４と同様に断面座標指定部２６によって指定される。これら第１断面座標１４および第２断面座標１５は、上述の範囲にある変位量Δによって関連付けられていれば、いずれが先に指定されてもよい。また、変位量Δは、断面座標指定部２６において任意に決定される場合や、練習者が習熟度に合わせて入力する場合などがある。
【００２６】
現実での位置決めにおいては、図３に示されるように、撮影位置３０は固定され、患者２７の位置や姿勢が変化する。すなわち、現実での位置決めにおいては、目標画像１６に練習画像１１を一致させるためには、治療台２９を変位量Δ（Δｚ，Δθｙ，Δθｚ）だけ加算する方向へ移動させればよい。
【００２７】
図４は、第１実施形態にかかる訓練装置１０の変形例を示す図である。
目標画像１６は、練習画像１１と同様にボリュームデータ１２から取得される場合や（図１）、ボリュームデータ保持部２０とは別個のデータ保持部から取得される場合がある（図４）。例えば、図４に示されるように、スライスデータ保持部３１から同一の被検体に対するスライスデータから目標画像１６を取得してもよい。
【００２８】
また、ボリュームデータ１２であるかスライスデータであるかに関わらず、前回の訓練で使用された目標画像１６を一時保存しておき、目標画像１６として再度呼び出してもよい。
なお、訓練を中断した場合など必要に応じて練習画像１１も一時保存したものを再度呼び出すことができ、必ずしも常時ボリュームデータ１２から取得しなくてもよい。
【００２９】
受付部２１は、練習画像１１に対する練習者による特徴点１８（図３）の設定を受け付ける。練習者は、表示部２３に並べて表示される練習画像１１および目標画像１６を確認しながら、入力部３４から特徴点１８の設定をする。設定の入力は、例えば表示された練習画像１１の特徴部分をタッチペンなどでタッチすることでその座標情報が入力部３４を介して受付部２１にされる。
【００３０】
図３の点Ｌ（ｌ１〜ｌ４）および点Ｍ（ｍ１〜ｍ４）は、それぞれ目標画像１６および練習画像１１における特徴点１８を示す。
特徴点１８は、例えば図３に示されるように、骨の終端部分や変曲部分などの練習画像１１および目標画像１６に共通して表示される特徴部分であって位置を特定しやすいものである。特徴点１８の個数は、一般的には、３次元座標空間において平面が一意的に決定される３つまたはそれ以上が好適である。
【００３１】
なお、特徴点１８の設定には、練習画像１１の特徴点１８（Ｍ）のみを入力する場合と、練習画像１１に加えて目標画像１６の特徴点１８（Ｌ）をも入力する場合とに大別される。練習画像１１の特徴点１８（Ｍ）のみが入力される場合、受付部２１は、例えば目標画像１６に特徴点１８を表示してこの特徴点１８に対応する特徴部分を練習者に入力させる。
【００３２】
この訓練は、現実での位置決めにおいて、既に２回以上の位置決めが行われており、目標画像１６において特徴点１８の位置が決定している場合に相当する。この場合、目標画像１６に既に表示されている特徴点１８と同一の特徴点１８を切断断面が異なる練習画像１１にいかに短時間で正確に設定をするかが訓練の目標となる。
【００３３】
一方、練習画像１１に加えて目標画像１６の特徴点１８（Ｌ）も入力する場合、特徴点１８を設定すべき特徴部分や特徴点１８の個数の決定なども練習者が判断することとなる。この訓練は、現実での位置決めにおいて、第１回目の撮影画像を利用して、第２回目の粒子線治療における位置決めをする際の特徴点１８の設定をする場合に相当する。いずれの場合も、受付部２１は、練習者による特徴点１８の設定の入力を受け付け、練習画像１１および目標画像１６の特徴点１８の座標情報を計算部２２に出力する。
【００３４】
計算部２２は、目標画像１６に対する練習画像１１の被検体における位置のずれ量σを特徴点１８の座標情報に基づいて計算する。
図５は、訓練装置１０で想定する現実での位置決めとずれ量σ（σｚ，σθｙ，σθｚ）との対応関係を示す図である。
【００３５】
計算部２２（図４）は、図３に示されるｌ１とｍ１、ｌ２とｍ２、…など、対応するそれぞれの特徴点１８から３次元座標空間におけるずれ量σを計算する。特徴点１８の設定の位置が３次元座標空間において目標画像１６および練習画像１１で完全に同一の位置に設定された場合、このずれ量σは、変位量Δと一致する。
【００３６】
特徴点１８の個数が３つの場合、この点Ｌと点Ｍとが一致するようにずれ量σが決定される。一方、特徴点１８の個数が４つ以上では、特徴点１８の位置によっては、３次元座標空間において全ての特徴点１８を一致させるようなずれ量σを計算することができない場合がある。この場合は、例えば最小二乗法などによって、点Ｌと点Ｍとを極力一致させるようにずれ量σが計算される。
【００３７】
なお、計算部２２における計算方法や計算部２２および受付部２１などの構成は、現実の粒子線治療の位置決め装置で既に使用されているものを利用することができる。
【００３８】
表示部２３は、変位量Δとずれ量σとの一致度を、例えば数値として表示する。また、この一致度に応じたコメントまたは色の表示や、音声または振動などで一致度を通知してもよい。
【００３９】
次に第１実施形態にかかる位置決め訓練方法の動作手順を図６のフローチャートを用いて説明する（適宜図１または図４参照）。
まず、断面座標指定部２６が、被検体における第１断面座標１４を指定する（ステップＳ１１）。
そして、練習画像取得部１３は、第１断面座標１４における断面画像を練習画像１１としてボリュームデータ１２から取得する（ステップＳ１２）。
【００４０】
次に、断面座標指定部２６が、変位量Δを第１断面座標１４に加算して第２断面座標１５を指定する（ステップＳ１３）。
そして、目標画像取得部１７が、練習画像１１が取得された第１断面座標１４に変位量Δを加算した第２断面座標１５における断面画像を目標画像１６として取得する（ステップＳ１４）。なお、練習画像１１および目標画像１６はいずれが先行して取得されてもよく、上述の順序に限定されない。
【００４１】
次に、受付部２１が、目標画像１６および練習画像１１を表示部２３に表示し（ステップＳ１５）、練習画像１１に対する練習者による特徴点１８の設定を受け付ける（ステップＳ１６）。
そして、計算部２２が、目標画像１６に対する練習画像１１の被検体における位置のずれ量σを３次元座標空間において特徴点１８に基づいて計算する（ステップＳ１７）。
【００４２】
次に、変位量Δおよびずれ量σの例えば一致度を百分率で表示部２３に表示する（ステップＳ１８）。この一致度から、練習者は設定した特徴点１８の位置または特徴部分の選択の適不適を確認することができる。
【００４３】
一致度が予め設定された閾値以下である場合は（ステップＳ１９；ＹＥＳ；ステップＳ１６へ）、設定した特徴点１８は消される。そして、受付部２１が、同一の練習画像１１に対して特徴点１８の設定を再度受け付ける。
一致度が閾値より大きい場合は（ステップＳ１９；ＮＯ）、動作を終了する。
【００４４】
以上のように、第１実施形態にかかる訓練装置１０によれば、ボリュームデータ１２から練習画像１１を取得することで、Ｘ線撮影を行うことなく位置決めの訓練をすることができる。つまり、訓練に際し、患者２７を複数のＸ線撮影により被曝させることがない。
また、位置決めに用いる台数の限られたＸ線撮影用の機器を用いないので、現場以外において低コストで手動の位置決めの訓練をすることもできる。
【００４５】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態にかかる訓練装置１０の構成図である。
【００４６】
第２実施形態にかかる訓練装置１０は、図７に示されるように、第１断面座標１４にずれ量σを加算して第３断面座標（図示せず）を算出する算出部２５と、第３断面座標の断面画像を更新練習画像１９（図８）として練習画像取得部１３に取得させる更新部３５と、を備える。
【００４７】
算出部２５は、第１断面座標１４にずれ量σを加算して第３断面座標を算出する。ずれ量σが変位量Δと一致している場合、第３断面座標は、第２断面座標１５と一致する。すなわち、図５に示されるように、特徴点１８に基づいて治療台２９を調整させることで減算した変位量Δだけ加算して患部を目標の位置へと移動させることができることを意味する。しかし、設定された特徴点１８の３次元座標空間における位置がずれていた場合、ずれ量σおよび変位量Δは一致せず、第３断面座標は、第２断面座標１５と一致しない。
【００４８】
更新部３５は、断面座標指定部２６に指定する断面座標を第３断面座標に更新させる指令を出力する。この指令を受信した断面座標指定部２６は、練習画像取得部１３に第３断面座標の断面画像をボリュームデータ保持部２０から取得させる。
【００４９】
この断面画像は、更新練習画像１９として表示部２３に表示される。練習者は、練習画像１１と同様に更新練習画像１９に対して特徴点１８の設定をすることができる。特徴点１８の設定を受付部２１が再度受け付けた後は、更新練習画像１９をさらに更新するまで、最初に特徴点１８の設定がなされたときと同様の手順が実行される。
【００５０】
このように、この更新練習画像１９は同様の手順で何度でも更新することができる。現実の粒子線治療においては、一度の位置決めで患者２７を適正な位置に移動させることができなかった場合、Ｘ線撮影を含む位置決めの作業は繰り返される。更新部３５を備えることで、訓練装置１０においても現実の位置決めと同様に、更新練習画像１９が目標画像１６と十分に一致するまで更新練習画像１９を更新することができる。
【００５１】
なお、更新部３５は、ボリュームデータ保持部２０に直接接続され、第１断面座標１４に代えてボリュームデータ１２をデジタル再構成して更新してもよい。つまり、被検体を表すボリュームデータ１２にずれ量σを加算することで、被検体をずれ量σだけ移動させることができる。この場合、ずれ量σを加算する前の第１断面座標１４と同一の位置が第３断面座標の位置となる。
【００５２】
ところで、図８は、目標画像１６および更新練習画像１９を重ねて表示した様子を示す図である。更新練習画像１９における点Ｎ（ｎ１〜ｎ４）は、練習画像１１の点Ｍ（ｍ１〜ｍ４）（図３）がずれ量σに基づいて変換された特徴点１８である。
【００５３】
なお、図８では、４つの点Ｌ（ｌ１〜ｌ４）および点Ｎ（ｎ１〜ｎ４）の全ての特徴点１８が一致した場合を示している。つまり、断面画像において点Ｎを点Ｌに一致させるようなずれ量σを計算できた場合ということである。
【００５４】
しかし、断面画像において点Ｍが点Ｌに一致した場合でも、３次元座標空間において完全に一致していない場合は、必ずしもずれ量σは変位量Δに一致しないことに注意する。つまり、図８に示されるように、断面画像上で点Ｌおよび点Ｎが一致した場合でも、更新練習画像１９は目標画像１６に完全には一致しないことがある。なお、更新練習画像１９と目標画像１６との一致具合を明示するため、更新練習画像１９を目標画像１６に重ね合わせて表示するなど適宜工夫する。
【００５５】
なお、更新部３５が設けられること以外は、第２実施形態の訓練装置１０は第１実施形態と同じ構造となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００５６】
次に、第２実施形態にかかる位置決め訓練方法の動作手順を図９のフローチャートを用いて説明する。なお、ステップＳ２１からステップＳ２７までは、第１実施形態のステップＳ１１からステップＳ１７までと同様の手順である。
【００５７】
第２実施形態では、計算部２２でずれ量σが計算された後（ステップＳ２７）、算出部２５で第３断面座標が算出される（ステップＳ２８）。
そして、更新部３５が、断面座標指定部２６に練習画像１１の断面座標を第３断面座標に更新させる（ステップＳ２９）。
次に、練習画像取得部１３が、指定された第３断面座標における更新練習画像１９を取得する（ステップＳ３０）。
【００５８】
そして、受付部２１が、表示されている目標画像１６に重ねあわせてまたは横に並べて更新練習画像１９を表示する（ステップＳ３１）。
また、受付部２１は、変位量Δおよびずれ量σの一致度も更新練習画像１９などとともに表示する（ステップＳ３２）。一致度の表示は、数値による表示に限らずコメント４５（図１５）などによってもよい。
【００５９】
そして、目標画像１６を変更せずに訓練を継続する場合は、受付部２１は、さらに更新練習画像１９における特徴点１８の設定を受け付ける（ステップＳ３３；ＹＥＳ；ステップＳ２６へ）。練習者は、練習画像１１の場合と同様に、更新練習画像１９の特徴部分をタッチペンなどでタッチすることで特徴点１８を設定していく。
【００６０】
同じ目標画像１６で訓練が継続されない場合は（ステップＳ３３；ＮＯ）、受付部２１は、位置決めの訓練を継続するか否かを確認する（ステップＳ３４）。
位置決めの訓練が続けられる場合（ステップＳ３４；ＹＥＳ；ステップＳ２１へ）、第１断面座標１４の指定（ステップＳ２１）から一致度を表示する（ステップＳ３２）までの動作が繰り返される。
位置決めの訓練が継続されない場合は（ステップＳ３４；ＮＯ）、動作を終了する。
【００６１】
このように、第２実施形態にかかる訓練装置１０によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、更新部３５を備えることで、現実の位置決めと同様に、更新練習画像１９が目標画像１６と十分に一致するまで更新練習画像１９を更新することができる。
【００６２】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態にかかる訓練装置１０の構成図である。
【００６３】
第３実施形態にかかる訓練装置１０は、図１０に示されるように、特徴点１８の設定に関する履歴を記憶する記憶部３７を備える。
【００６４】
また、図１１は、訓練装置１０の表示部２３の表示画面の一例を示す図である。
記憶部３７は、図１１に示されるように、例えば練習者ごとの一致度、訓練回数または更新部３５による更新回数などを記憶する。そして、受付部２１は、記憶部３７の履歴を参照し、練習者の過去の平均の一致度および今回の一致度とともに、この履歴を各部位ごとの時系列データ３８として表示部２３に表示する。また、各部位ごとの訓練回数および訓練回数のうちで成績が合格ラインＧを超えた回数を合格回数として各部位ごとに集計して回数データ３９として表示する。
【００６５】
第２実施形態のように訓練装置１０が更新部３５を備える場合は、例えば、３回以内の更新で一致度が９５％以上となる場合を合格とするなど、更新回数を成績の指標に含めてもよい。また、履歴を視覚化したグラフ４２は、図１１に示されるような一致度の推移を示すものから各々の訓練時における更新ごとの一致度を示すものに切り替えることができる。
【００６６】
なお、図１１では、時系列データ３８および回数データ３９を氏名表示４７とともに表示し個人の成績としたが、練習者を区別せずに全体の成績とすることもできる。また、表示部２３における練習画像１１または回数データ３９などの配置や組み合わせなどは、適宜選択および調節でき、図１１に示される表示構成に限定されない。
【００６７】
例えば、同一の目標画像１６または同一の練習画像１１に過去に設定した特徴点１８を表示することもできる。さらに、一回の訓練における更新練習画像１９の更新回数を表示してもよい。
【００６８】
また、図１２は、第３実施形態にかかる訓練装置１０の変形例を示す図である。
図１２に示されるように、訓練装置１０は、練習者が設定に要した設定時間Ｔを測定する時間測定部３２を備えてもよい。この場合、記憶部３７には、設定時間Ｔも履歴として記憶される。
【００６９】
また、図１３は、訓練装置１０の表示部２３の表示画面の変形例を示す図である。
記憶された設定時間Ｔは、図３に示されるように、例えば時系列データ３８として、履歴から導出された過去の平均の設定時間Ｔおよび今回の設定時間Ｔなどとともに表示される。また、練習者の履歴に基づいて設定された目標時間または過去の設定時間Ｔの最短記録などを表示してもよい。
【００７０】
なお、記憶部３７および時間測定部３２を備えること以外は、第３実施形態は第１実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。
図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００７１】
このように、第３実施形態にかかる訓練装置１０によれば第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、特徴点１８の設定に関する履歴に基づいた表示をすることで、特徴点１８の設定に関する練習者の傾向または習熟度などを練習者に確認させることできる。
【００７２】
（第４実施形態）
図１４は、第４実施形態にかかる訓練装置１０の構成図である。
また、図１５は、訓練装置１０の表示部２３の表示画面の一例を示す図である。
【００７３】
第４実施形態にかかる訓練装置１０は、図１４に示されるように、設定がされる特徴点１８の位置範囲、練習画像１１、目標画像１６および更新練習画像１９の少なくともいずれかによって規定されるガイド情報を出力する通知部３３を備える。
【００７４】
過去に訓練の経験のない部位について位置決めの訓練をする場合などは、その部位における特徴点１８の設定の要領を把握するための補助が必要となる。特徴点１８の設定を適切に補助すると、練習者は設定スキルを効率的に習得することができ、その完成度も高くなる。
【００７５】
そこで、通知部３３は、練習者の特徴点１８の設定を補助するガイド情報を例えば表示部２３に表示して練習者に通知する。なお、ガイド情報は、通知部３３に接続されたガイド情報保持部３６に保持される。
【００７６】
ガイド情報は、位置決めの熟練者と未習熟者で設定スキルの差が顕著となる場合に特に効果を発揮する。例えば、前述したように、目標画像１６に特徴点１８が予め付与されておらず、練習者が自ら特徴点１８の設定をするための特徴部分や特徴点１８の個数を決定する場合がある。つまり、現実での位置決めにおいて、第１回目の撮影画像を利用して、第２回目の粒子線治療における位置決めをする際の特徴点１８の設定をする場合である。
【００７７】
この場合、各々の練習画像１１に対して熟練者が特徴点１８の設定をする特徴部分を最適点Ｖ（ｖ１〜ｖ４）としてガイド情報保持部３６に保持する。そして、練習者が設定した特徴点１８に重ねて練習画像１１などに最適点Ｖを表示する。また、表示部２３の表示画面に表示されたヘルプボタン４４の出力を受け、最適点Ｖを数秒間表示してもよい。
【００７８】
なお、この最適点Ｖは、練習者による設定の代わりに第１断面座標１４および変位量Δから求めてもよい。特徴点１８の設定のパターンは、同一の練習画像１１に対して複数あることもあり、この場合は、これら複数のパターンをそれぞれ保持させるのが望ましい。これら複数のパターンを保持することで、同一の練習画像１１に対して複数の設定のパターンを練習者に習得させることができる。
【００７９】
最適点Ｖの他にも、図１５に示されるコメント４５または最適点Ｖを領域に拡大した推奨領域（図示せず）など、特徴点１８の設定を補助するガイド情報が保持される。いずれのガイド情報も、設定がされる特徴点１８の位置範囲、練習画像１１または目標画像１６などに対応付けられて保持される。
【００８０】
ただし、取得されうる断面画像の数は膨大なので、コメント４５など手入力で保持させるガイド情報は、部位ごとにまとめられた複数の断面画像に対して同一のものが付与されてもよい。この場合、通知部３３は、断面画像に表示された部位の総括的な位置決めの注意点を表示部２３に表示する。
【００８１】
例えば、図１５に示されるように、肋骨が位置決めに利用される部位として目標画像１６および練習画像１１に表示されているとする。この場合、「肋骨に３つ、背骨に１つの特徴点１８を設定します。」などの肋骨を利用した位置決めに対する総括的な注意点のコメント４５を表示する。総括的な注意点に対するコメント４５は、被検体における切断断面が数ｍｍずれても、同一の部位に対する断面画像であれば同一のものであってよい。
【００８２】
また、練習者がタッチペンなどの入力手段でタッチして目標画像１６または練習画像１１における位置範囲を限定した場合は、その位置範囲における注意点などを表示する。例えば、図１５に示されるように、「このエリアは特徴点１８の設定に適しません。」または「影になる部分は無視してプロットします。」など引出し線とともにコメント４５を表示する。
【００８３】
コメント４５または最適点Ｖなどは、練習者による特徴点１８の設定が進行するごとに、変化するなど、既に設定された他の特徴点１８の位置に連動させるなど工夫ができる。
【００８４】
なお、表示部２３におけるガイド情報の表示方法は上述の例に限定されない。さらに、ガイド情報の通知方法は、例えば音声や振動などを利用したものでもよく、表示部２３への表示にも限定されない。
【００８５】
なお、通知部３３、ガイド情報保持部３６を備えること以外は、第４実施形態は第１実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００８６】
このように、第４実施形態にかかる訓練装置１０によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第１実施形態の効果に加え、特徴点１８の設定に関するガイド情報を表示部２３に表示することで、練習者は、適切な特徴点１８の設定スキルを効率的に習得することができる。
【００８７】
（第５実施形態）
図１６は、第５実施形態にかかる訓練装置１０の構成図である。
また、図１７は、訓練装置１０の表示部２３の表示画面の一例を示す図である。
【００８８】
第５実施形態にかかる訓練装置１０は、図１６に示されるように、設定時間Ｔおよび一致度の少なくとも一方から練習者の習熟度を評価する評価部４６を備える。評価部４６は、算出部２５、記憶部３７および断面座標指定部２６に接続される。そして、一致度、設定時間Ｔおよびこれら一致度および設定時間Ｔの履歴から今回の訓練の結果を評価して成績４９として表示する。
【００８９】
この成績４９の指標には、一致度とは別に、特徴部分の選択の良否などを追加することもできる。目標画像１６に予め特徴点１８が付与されておらず、練習者が自ら特徴部分や特徴点１８の個数を決定する場合、特徴点１８の設定のパターンは１通りではない。
【００９０】
この場合、例えば小さい位置範囲のみに全ての特徴点１８の設定をすると、変位量Δおよびずれ量σは一致しづらくなる。このように、特徴点１８の設定をする特徴部分そのものの選択の良否も成績４９の指標とすることで、練習者の設定に関する理解を促進する。
【００９１】
また、設定時間Ｔに加えて記憶部３７に保持される過去の訓練における一致度や訓練回数なども分析に加えると、各々の指標の追跡や練習者の傾向などの評価をすることができる。例えば一致度の時系列データ３８（図１１）にばらつきがある場合、図１７に示されるように、「追跡」の欄に「回数ごとに設定の精度にばらつきがあります。」と表示する。
【００９２】
また、記憶部３７の履歴から練習者ごと傾向を指摘することもできる。
例えば練習者が特徴点１８を適切な設定が困難な影の部分に特徴点１８の設定をすることが多い場合、「影の部分にプロットする傾向があります。注意しましょう。」と表示する。このように、評価部４６が練習者の訓練の履歴の分析をもすることで、それぞれの練習者の傾向を踏まえたコメント４５を表示することができる。
【００９３】
また、変位量Δとずれ量σとの一致度に加え、最適点Ｖと練習者の設定した特徴点１８（Ｍ）とのずれを成績４９の指標に加えてもよい。この特徴点１８の最適点Ｖからのずれは、偶然に変位量Δとずれ量σとの一致度が高かったものの特徴点１８の設定が適切でなかった場合の設定の適不適を示す指標となる。
なお、ガイド情報保持部３６（図１４）に保持された最適点Ｖは、図１６に示されるように、最適点保持部４８を別個に設けて保持されてもよい。
【００９４】
なお、評価部４６を備えること以外は、第５実施形態は第１実施形態などと同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００９５】
このように、第５実施形態にかかる訓練装置１０によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第１実施形態の効果に加え、練習者の習熟度を評価することで、練習者へ客観的なフィードバックを返すことができ、練習者の設定スキルを効率的に向上させることができる。
【００９６】
以上のべた少なくとも一つの実施形態の訓練装置１０によれば、ボリュームデータ１２から練習画像１１を取得することで、現場以外での手動の位置決めの訓練を可能にするとともに、低コストで効率よく作業員の特徴点１８の設定スキルを向上させることが可能となる。
【００９７】
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、組み合わせ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】
【００９８】
１０…位置決め訓練装置（訓練装置）、１１…練習画像、１２…ボリュームデータ、１３…練習画像取得部、１４…第１断面座標、１５…第２断面座標、１６…目標画像、１７…目標画像取得部、１８（Ｌ（ｌ１〜ｌ４）、Ｍ（ｍ１〜ｍ４）、Ｎ（ｎ１〜ｎ４））…特徴点、１９…更新練習画像、２０…ボリュームデータ保持部、２１…受付部、２２…計算部、２３…表示部、２４…第３断面座標、２５…算出部、２６…断面座標指定部、２７…患者、２９…治療台、３０…撮影位置、３１…スライスデータ保持部、３２…時間測定部、３３…通知部、３４…入力部、３５…更新部、３６…ガイド情報保持部、３７…記憶部、３８…時系列データ、３９…回数データ、４２…グラフ、４４…ヘルプボタン、４５…コメント、４６…評価部、４７…氏名表示、４８…最適点保持部、４９…成績、Ｇ…合格ライン、Ｔ…設定時間、Ｖ…最適点、Δ…変位量、σ…ずれ量。
【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】
2015066124.tif 000009
【図８】
2015066124.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015066124.tif 000012
【図１１】
2015066124.tif 000013
【図１２】
2015066124.tif 000014
【図１３】
2015066124.tif 000015
【図１４】
2015066124.tif 000016
【図１５】
2015066124.tif 000017
【図１６】
2015066124.tif 000018
【図１７】
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