(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線治療システムの作動方法であって、該放射線治療システムが、深度検知カメラと、処理ユニットとを備え、
飛行時間法を用いて前記深度検知カメラにより生成される基準深度画像を前記処理ユニットにより取得すること、
前記基準深度画像に基づいて侵入検出ゾーンを前記処理ユニットにより決定すること、
前記深度検知カメラにより生成される入力深度画像を前記処理ユニットにより取得すること、ここで、前記基準深度画像は、前記侵入検出ゾーンを決定するために前記入力深度画像よりも前に生成され、前記入力深度画像および１つまたはそれより多数の追加の入力深度画像と共に処理するためのものであり、
前記基準深度画像の少なくとも一部および前記入力深度画像の少なくとも一部を用いて合成画像を、該合成画像を求める動作が前記処理ユニットを用いて実行されることで、求めること、ならびに、
前記合成画像に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を前記処理ユニットにより判定すること、
を含み、
衝突の可能性の有無を前記判定する動作は、前記侵入検出ゾーンを用いることを含み、前記侵入検出ゾーンは、前記患者から所定の距離内の物体の存在を検出するように構成され、前記侵入検出ゾーンは、固定された形状を有し、前記患者を支持する患者支持具との関係で固定された位置を有する、
前記作動方法。
【請求項２】
前記基準深度画像は飛行時間法に基づいて生成される、請求項１に記載の作動方法。
【請求項３】
前記基準深度画像は赤外線照射を用いて生成される、請求項１に記載の作動方法。
【請求項４】
前記入力深度画像は、深度検知カメラを用いて取得された実時間深度画像で構成され、前記基準深度画像は実時間深度画像ではない、請求項１に記載の作動方法。
【請求項５】
前記深度検知カメラは、患者支持具に対する前記深度検知カメラの位置が固定されるように設置されており、かつ前記患者を足から頭に向かって見ている、請求項４に記載の作動方法。
【請求項６】
前記合成画像を前記求める動作は、前記基準深度画像の前記少なくとも一部および前記入力深度画像の前記少なくとも一部を用いて減算を行うことを含む、請求項１に記載の作動方法。
【請求項７】
前記基準深度画像内の前記患者の輪郭を前記処理ユニットにより識別することをさらに含む、請求項１に記載の作動方法。
【請求項８】
前記侵入検出ゾーンは前記基準深度画像内の前記患者の輪郭に基づいて決定される、請求項１に記載の作動方法。
【請求項９】
前記基準深度画像の前記少なくとも一部の一部分は、前記侵入検出ゾーン内の画像データを含む、請求項８に記載の作動方法。
【請求項１０】
衝突の可能性の有無を前記判定する動作は、前記合成画像内の画像データの値が閾値よりも大きいか小さいかを前記処理ユニットにより判定することを含む、請求項１に記載の作動方法。
【請求項１１】
前記患者の光学画像を前記処理ユニットにより取得することをさらに含む、請求項１に記載の作動方法。
【請求項１２】
前記光学画像を前記処理ユニットにより前記合成画像と共に画面内に表示することをさらに含む、請求項１１に記載の作動方法。
【請求項１３】
前記物体と前記患者との衝突の可能性の有無を前記判定する動作は、前記合成画像と前記光学画像の両方に基づいている、請求項１１に記載の作動方法。
【請求項１４】
赤外線画像を前記処理ユニットにより取得することをさらに含む、請求項１に記載の作動方法。
【請求項１５】
前記赤外線画像を前記処理ユニットにより前記合成画像と共に画面内に表示することをさらに含む、請求項１４に記載の作動方法。
【請求項１６】
前記物体と前記患者との衝突の可能性の有無を前記判定する動作は、前記合成画像と前記赤外線画像の両方に基づいている、請求項１４に記載の作動方法。
【請求項１７】
前記判定された衝突の可能性に応答して、警告信号を前記処理ユニットにより生成すること、医療装置の動作を停止するための制御信号を前記処理ユニットにより生成すること、またはその両方を行うことをさらに含む、請求項１に記載の作動方法。
【請求項１８】
前記深度検知カメラにより生成される追加の基準深度画像を前記処理ユニットにより取得すること、
前記深度検知カメラにより生成される追加の入力深度画像を前記処理ユニットにより取得すること、ならびに
前記追加の基準深度画像の少なくとも一部および前記追加の入力深度画像の少なくとも一部を用いて追加の合成画像を前記処理ユニットにより求めること、
をさらに含む、請求項１に記載の作動方法。
【請求項１９】
前記基準深度画像および前記入力深度画像が第１の深度検知カメラを用いて生成され、前記追加の基準深度画像および前記追加の入力深度が第２の深度検知カメラを用いて生成される、請求項１８に記載の作動方法。
【請求項２０】
前記深度検知カメラが患者支持具に設置されている、請求項１に記載の作動方法。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法を行うための装置。
【請求項２２】
一連の命令を格納する非一時的媒体を備え、処理ユニットによる前記命令の実行によって請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法を行わせるように構成されたコンピュータ製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願の技術分野は、医療装置の一部であり得る物体と患者との医療処置中における衝突の可能性を検出するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線療法は、癌性腫瘍などの人体のある範囲を高線量の放射線に対して選択的に曝す医療処置を伴う。この放射線療法は、標的の生物学的組織を放射線に曝して有害な組織を破壊することを意図とする。放射線療法中は、放射線源を患者の周囲で回転させることにより、患者内の標的部位に向けて種々の角度から放射線が放射され得る。この放射線源は、アームまたはリングガントリーに搭載され得る。ある放射線療法では、患者を支持する患者支持具も動かす場合がある。治療計画を慎重に作成しても、医療処置中において医療装置の可動部分と患者との間に衝突が発生する場合がある。例えば、放射線療法中、場合によっては放射機のガントリーと患者とが衝突する恐れがある。線量放射の計画がより複雑になるにつれ、同一平面上にないビームを照射できるようにするため、ガントリーを治療中に回転させ、同時に寝台を動かすことによってこれらの連携を取るようにしているが、それによって衝突の可能性が高まっている。
【０００３】
衝突の可能性を検出するために、ガントリーに搭載されたレーザー監視システムと室内設置のスキャナーとが用いられてきたが、これらの方法には欠点がある。ガントリーに搭載されたレーザー監視システムは、レーザースキャニングによって画定される平面と侵入する物体とが交差することを検出する機能を有するが、寝台を回転させるような多くの状況においては機能しない。
【０００４】
部屋単位のスキャニングシステムの場合、室内設置のスキャナーが寝台上の患者のプロファイルを作成し、そのプロファイルは、機械部分の動きを追跡するソフトウェアを搭載した機器の知識ベースに追加される。室内設置のスキャニングシステムはモデルベースであり、従って、寝台が動くごとにそのモデルを更新する必要がある。加えて、ある角度からでは、スキャナーは、患者のプロファイルを再度作成することができない場合がある。
【０００５】
本出願の出願人は、医療装置の寝台および他の部分の位置および動きとは無関係に機能する衝突回避システムの開発が望まれ得ると判断している。
【発明の概要】
【０００６】
医療処置における衝突の可能性の検出方法は、基準深度画像を取得すること；入力深度画像を取得すること；基準深度画像の少なくとも一部および入力深度画像の少なくとも一部を用いて合成画像を、該合成画像を求める動作が処理ユニットを用いて実行されることで、求めること；ならびに合成画像に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定すること、を含む。
【０００７】
基準深度画像は、飛行時間法に基づいて生成されてもよい。
【０００８】
基準深度画像は、赤外線照射を用いて生成されてもよい。
【０００９】
基準深度画像および入力深度画像を取得する動作は、基準深度画像および入力深度画像を受け取る処理ユニットによって行われてもよい。
【００１０】
上記方法は、深度検知カメラを用いて基準深度画像を生成することをさらに含んでもよい。
【００１１】
入力深度画像は、深度検知カメラを用いて取得された実時間深度画像で構成されてもよい。
【００１２】
深度検知カメラは、患者支持具に対する深度検知カメラの位置が固定されるように設置されてもよく、かつ患者を足から頭に向かって見ていてもよい。
【００１３】
合成画像を求める動作は、基準深度画像の少なくとも一部および入力深度画像の少なくとも一部を用いて減算を行うことを含んでもよい。
【００１４】
上記方法は、基準深度画像内の患者の輪郭を識別することをさらに含んでもよい。
【００１５】
上記方法は、基準深度画像内の患者の輪郭に基づいて検出ゾーンを決定することをさらに含んでもよい。
【００１６】
基準深度画像の少なくとも一部の一部分は、検出ゾーン内の画像データを含んでもよい。
【００１７】
衝突の可能性の有無を判定する動作は、合成画像内の画像データの値が閾値よりも大きいか小さいかを判定することを含んでもよい。
【００１８】
上記方法は、患者の可視画像を取得することをさらに含んでもよい。
【００１９】
上記方法は、可視画像を合成画像と共に画面内に表示することをさらに含んでもよい。
【００２０】
物体と患者との衝突の可能性の有無を判定する動作が、合成画像と可視画像の両方に基づいていていてもよい。
【００２１】
上記方法は、赤外線画像を取得することをさらに含んでもよい。
【００２２】
上記方法は、赤外線画像を合成画像と共に画面内に表示することをさらに含んでもよい。
【００２３】
物体と患者との衝突の可能性の有無を判定する動作は、合成画像と赤外線画像の両方に基づいてもよい。
【００２４】
上記方法は、判定された衝突の可能性に応答して、警告信号を生成すること、医療装置の動作を停止するための制御信号を生成すること、またはその両方を行うことをさらに含んでもよい。
【００２５】
上記方法は、追加の基準深度画像を取得すること；追加の入力深度画像を取得すること；ならびに追加の基準深度画像の少なくとも一部および追加の入力深度画像の少なくとも一部を用いて追加の合成画像を求めること、をさらに含んでもよい。
【００２６】
基準深度画像および入力深度画像が第１の深度検知カメラを用いて生成され、追加の基準深度画像および追加の入力深度が第２の深度検知カメラを用いて生成されてもよい。
【００２７】
上記方法は、患者支持具に設置されている深度検知カメラを用いて基準深度画像を生成することをさらに含んでもよい。
【００２８】
衝突の可能性の有無を判定する動作は、侵入検出ゾーンを用いることを含んでもよく、侵入検出ゾーンの形状は、患者を支持する患者支持具の動きとは無関係であってもよい。
【００２９】
医療処置における衝突の可能性の検出装置であって、基準深度画像および入力深度画像を取得する深度検知カメラと；処理ユニットであって、基準深度画像の少なくとも一部および入力深度画像の少なくとも一部を用いて合成画像を求め、合成画像に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定するように構成された処理ユニットと、を備える検出装置。
【００３０】
深度検知カメラは、飛行時間法に基づいて基準深度画像を生成するように構成されてもよい。
【００３１】
深度検知カメラは、赤外線照射を用いて基準深度画像を生成するように構成されてもよい。
【００３２】
処理ユニットは、入力深度画像を実時間深度画像として用いるように構成されてもよい。
【００３３】
上記装置は、患者支持具に対して固定された位置に深度検知カメラを固定するための固定機構をさらに備えてもよく、深度検知カメラは、患者を足から頭に向かって見るように方向付けられてもよい。
【００３４】
処理ユニットは、基準深度画像の少なくとも一部および入力深度画像の少なくとも一部を用いて減算を行うことによって合成画像を求めるように構成されてもよい。
【００３５】
処理ユニットは、基準深度画像内の患者の輪郭を識別するようにさらに構成されてもよい。
【００３６】
処理ユニットは、基準深度画像内の患者の輪郭に基づいて検出ゾーンを決定するようにさらに構成されてもよい。
【００３７】
基準深度画像の少なくとも一部は、検出ゾーン内の画像データを含んでよい。
【００３８】
処理ユニットは、合成画像内の画像データの値が閾値よりも大きいか小さいかを判定することによって衝突の可能性の有無を判定するように構成されてもよい。
【００３９】
処理ユニットは、患者の可視画像を取得するようにも構成されてもよい。
【００４０】
処理ユニットは、画面上に表示するために可視画像と合成画像の両方を出力するように構成されてもよい。
【００４１】
処理ユニットは、合成画像と可視画像の両方に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定するように構成されてもよい。
【００４２】
処理ユニットは、赤外線画像を取得するようにも構成されてもよい。
【００４３】
処理ユニットは、画面上に表示するために赤外線画像と合成画像の両方を出力するように構成されてもよい。
【００４４】
処理ユニットは、合成画像と赤外線画像の両方に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定するように構成されてもよい。
【００４５】
処理ユニットは、判定された衝突の可能性に応答して、警告信号を生成し、医療装置の動作を停止するための制御信号を生成し、またはその両方を行うようにさらに構成されてもよい。
【００４６】
上記装置は、追加の基準深度画像および追加の入力深度画像を生成する追加の深度計測カメラをさらに含んでもよく、処理ユニットは、追加の基準深度画像の少なくとも一部および追加の入力深度画像の少なくとも一部を用いて追加の合成画像を求めるように構成されてもよい。
【００４７】
深度検知カメラは患者支持具に設置されてもよい。
【００４８】
処理ユニットは、侵入検出ゾーンを用いて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定するように構成されてもよく、かつ、侵入検出ゾーンの形状は、患者を支持する患者支持具の動きとは無関係であってもよい。
【００４９】
コンピュータ製品は、一連の命令を格納する非一時的媒体を備え、処理ユニットによる命令の実行が、医療処置における衝突の可能性の検出方法を実行させ、該検出方法が、基準深度画像を取得すること；入力深度画像を取得すること；基準深度画像の少なくとも一部および入力深度画像の少なくとも一部を用いて合成画像を求めること；ならびに合成画像に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定すること、を含む。
【００５０】
医療処置における衝突の可能性の検出方法は、基準深度画像を取得すること；基準深度画像を用いて注目領域を決定すること；基準光学画像を取得すること；入力光学画像を取得すること；基準光学画像および入力光学画像を用いて合成画像を、該合成画像を求める動作が処理ユニットを用いて実行されることで、求めること；ならびに注目領域に対応する、合成画像の少なくとも一部に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定すること、を含む。
【００５１】
基準光学画像は基準赤外線画像で構成されてもよい。
【００５２】
合成画像を求める動作は、画像減算を行うことを含んでもよい。
【００５３】
衝突の可能性の有無を判定する動作は、合成画像内の画素の絶対値が閾値を超えたかどうかを判定することを含んでもよい。
【００５４】
合成画像内の画素は、注目領域内の位置に対応してもよい。
【００５５】
任意には、注目領域の形状は、患者を支持する患者支持具の動きとは無関係である。
【００５６】
医療処置における衝突の可能性の検出システムは、基準深度画像を取得する深度検知カメラと；基準光学画像を取得すると共に入力光学画像を取得する光学カメラと；処理ユニットであって、基準深度画像を用いて注目領域を決定し、基準光学画像および入力光学画像を用いて合成画像を求め、注目領域に対応する、合成画像の少なくとも一部に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定するように構成された処理ユニットと、を含む。
【００５７】
基準光学画像は基準赤外線画像で構成されてもよい。
【００５８】
処理ユニットは、画像減算を行って合成画像を求めるように構成されてもよい。
【００５９】
処理ユニットは、合成画像内の画素の絶対値が閾値を超えたかどうかを判定するように構成されてもよい。
【００６０】
合成画像内の画素は、注目領域内の位置に対応してもよい。
【００６１】
注目領域の形状は、患者を支持する患者支持具の動きとは無関係であってもよい。
【００６２】
一連の命令を格納する非一時的媒体を備え、処理ユニットによる命令の実行によって医療処置における衝突の可能性の検出方法を行わせるように構成されたコンピュータ製品であって、検出方法が、基準深度画像を取得すること；基準深度画像を用いて注目領域を決定すること；基準光学画像を取得すること；入力光学画像を取得すること；基準光学画像および入力光学画像を用いて合成画像を求めること；ならびに注目領域に対応する、合成画像の少なくとも一部に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定すること、を含むコンピュータ製品。
【００６３】
他のおよびさらなる態様および特徴は、以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろう。
【００６４】
各図面は実施形態の設計および有用性を示すものであり、これらの図面において同等の要素は共通の参照番号によって参照される。これらの図面は必ずしも縮尺に合わせて描かれたものではない。上記および他の利点および目的を得る方法をより理解するために、実施形態の説明をより具体的に行うが、これらの実施形態は添付図面に例示されている。これらの図面は、例示的な実施形態のみを記述しており、従って、特許請求の範囲の適用範囲を限定するものとしてみなされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】いくつかの実施形態に従って、医療処置中における医療装置の可動部分と患者との衝突の可能性を検出するように構成された放射線治療システムを示す図である。
【図１Ｂ】衝突の可能性を検出するシステムを示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｂのシステムの変形を示す図である。
【図２】いくつかの実施形態に従って、患者と物体との衝突の可能性の有無を判定する方法を示す図である。
【図３Ａ】基準画像の一例を示す図である。
【図３Ｂ】基準画像を基にした侵入検出ゾーンの一例を示す図である。
【図３Ｃ】基準画像を基にした侵入検出ゾーンの別の例を示す図である。
【図４】基準深度画像と実時間深度画像とを比較することにより、患者と物体との衝突の可能性の有無を判定する方法を示す図である。
【図５Ａ】画像処理によって衝突の可能性を判定する方法を示す図である。
【図５Ｂ】画像処理によって衝突の可能性を判定する方法を示す図である。
【図５Ｃ】画像処理によって衝突の可能性を判定する方法を示す図である。
【図５Ｄ】画像処理によって衝突の可能性を判定する方法を示す図である。
【図６】他の実施形態に従って、患者と物体との衝突の可能性の有無を判定する方法を示す図である。
【図７】本明細書で説明された実施形態を実装するのに用いられ得るコンピュータシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
以下、図面を参照しながら様々な実施形態について説明する。これらの図面は縮尺に合わせて描かれたものではなく、類似の構造または機能における要素は、各図面を通じて同様の参照番号によって表されることに留意すべきである。また、これらの図面は、単に実施形態の説明を容易にするために意図されたものであることにも留意すべきである。これらは、本発明の網羅的な説明として意図されたものでもなく、本発明の範囲の限定として意図されたものでもない。加えて、例示した実施形態は、図示された態様または利点の全てを有する必要はない。特定の実施形態と共に説明された態様または利点は、必ずしもその実施形態を限定するものではなく、そのように例示されていなくても、そのように明示的に説明されていなくても、他の任意の実施形態において活用することができる。
【００６７】
図１Ａは、放射線治療システム１０を示す図である。放射線治療システム１０は、アームガントリー１２と、患者２０を支持するための患者支持具１４と、アームガントリー１２の操作および放射線の放射を制御する制御システム１８とを含む。放射線治療システム１０は、患者２０が患者支持具１４に支持されている間に患者２０に向けて放射線のビーム２６を照射する放射線源２２、および放射線ビーム２６の断面形状を変化させるコリメーターシステム２４も含む。放射線源２２は、種々の実施形態においてコーンビーム、ファンビームまたは他の種類の放射線ビームを生成するように構成され得る。また、他の実施形態では、放射線源２２は、陽子ビームを治療用途の放射線の形態として生成するようにも構成され得る。また、他の実施形態では、放射線治療システム１０は、他の形態および／または構成を有し得る。例えば、他の実施形態では、アームガントリー１２の代わりに、放射線治療システム１０は、リングガントリー１２を備えてもよい。
【００６８】
例示した実施形態では、放射線源２２は、治療用エネルギーを供給するための治療用放射線源である。他の実施形態では、治療用放射線源とする他に、放射線源２２を、撮像用途の診断用エネルギーを供給する診断用放射線源とすることもできる。このような場合、放射線治療システム１０は、放射線源２２に対して作用する場所（例えば、患者支持具１４の下）に位置する撮像装置（撮像装置８０など）を含むことになる。別の実施形態では、治療用エネルギーを供給できるように放射線源２２を治療用放射線源とし得るが、その場合、その治療用エネルギーを利用して画像を取得してもよい。このような場合、治療用エネルギーを用いて撮像を行うために、撮像装置８０は、治療用エネルギーを有する放射線に応答して画像を生成するように構成されている（例えば、ＭＶ撮像装置）。いくつかの実施形態では、治療用エネルギーは、概して１６０キロエレクトロンボルト（ｋｅＶ）以上のエネルギーであり、より典型的には１メガエレクトロンボルト（ＭｅＶ）以上である。また、診断用エネルギーは、概して高エネルギーレンジよりも下のエネルギーであり、より典型的には１６０ｋｅＶ未満である。他の実施形態では、治療用エネルギーと診断用エネルギーとは、互いに異なるエネルギーレベルを有することもでき、これらのエネルギーは、治療用途に用いられるエネルギーと診断用途に用いられるエネルギーとにそれぞれ当てはまる。いくつかの実施形態では、放射線源２２は、約１０ｋｅＶから約２０ＭｅＶの間のどの範囲内においても、複数の光子エネルギーレベルでＸ線の放射線を生成することができる。別の実施形態では、放射線源２２は、診断用放射線源とすることができる。このような場合、放射線治療システム１０は、１つまたは複数の可動部分を含む診断システムであってよい。例示した実施形態では、放射線源２２は、アームガントリー１２によって搬送される。あるいは、放射線源２２は、ボア内に配置され得る（例えば、リングガントリーに連結され得る）。
【００６９】
例示した実施形態では、制御システム１８は、制御装置４０に接続されているプロセッサなどの処理ユニット５４を含む。制御システム１８は、データを表示するモニタ５６、およびデータを入力するためのキーボードまたはマウスなどの入力装置５８も含んでもよい。放射線源２２とアームガントリー１２の動作は制御装置４０によって制御される。この制御装置は、電力およびタイミング信号を放射線源２２に供給し、処理ユニット５４から受け取った信号に基づいてアームガントリー１２の回転速度および位置を制御する。制御装置４０は、アームガントリー１２および処理ユニット５４から分離した構成要素として示されているが、他の実施形態では、制御装置４０をアームガントリー１２または処理ユニット５４の一部とすることができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、放射線治療システム１０は、患者２０に向けて種々のガントリー角度で治療用放射線ビームを放射するように構成された治療システムであり得る。治療処置中、放射線源２２は、患者２０の周囲で回転し、種々のガントリー角度から患者２０に向けて治療用放射線ビームを放射する。放射線源２２は種々のガントリー角度に位置するが、コリメーター２４を操作してビームの形状を変化させることにより、標的組織構造の形状に対応させる。例えば、コリメーター２４を操作して、ビームの形状が標的組織構造の断面形状と同等となるようにしてもよい。別の例では、コリメーター２４を操作して、（ＩＭＲＴ処置と同様に）標的組織構造の様々な位置において異なる量の放射線が当たるようにしてもよい。
【００７１】
図１Ａおよび１Ｂに示すように、医療システム１０は衝突検出システム１００も含んでおり、この衝突検出システムは、深度測定カメラ１３０、物体に対して深度測定カメラ１３０を固定するための固定機構１３２、および支持体１３４を含む。
【００７２】
深度検知カメラ１３０は、深度を検知し、その深度を表す信号を生成するように構成されている。いくつかの実施形態では、深度検知カメラ１３０は、深度測定を行うため、構造化された光を使用し得る（例えば、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）カメラ）。他の実施形態では、深度検知カメラ１３０は、深度測定を行うために飛行時間法（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ  ｍｅｔｈｏｄ）を利用し得る（例えば、Ｍｅｓａ  ＳＲ４０００または新型のＭｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）製Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）２カメラ）。別の実施形態では、深度検知カメラ１３０は、任意の既知の技術を用いて深度を検知可能な任意の装置であってよい。「カメラ」という用語は、本明細書で用いられるように任意の装置であってよく、「画像」信号を提供する装置に限定されるべきではないことに留意すべきである。例えば、いくつかの実施形態では、深度信号を提供するように深度検知カメラ１３０を構成してもよく、かかる深度信号が画像形式で表示されるか否かに関わらず、この深度信号を画像信号とみなしてもよく、またはみなさなくてもよい。深度信号は、深度または距離を示す任意の信号であってもよく、または深度または距離が得られ得る任意の信号であってもよい。非限定的な例により、この信号は、赤外線信号、超音波信号などであってよい。いくつかの実施形態では、深度検知カメラ１３０の寸法は、使用中に装着されたとき、治療プロセスの邪魔にならない程度に小型であってよい。例えば、いくつかの実施形態では、深度検知カメラ１３０は、１１インチ×２．５インチ×１．５インチの寸法を有し得る。他の実施形態では、深度検知カメラ１３０の利用によって治療処置が妨げられない限り、深度検知カメラ１３０は他の寸法（上記に記載された例よりも大きいまたは小さい寸法など）を有してもよい。
【００７３】
また、いくつかの実施形態では、深度検知カメラ１３０は赤外線ベースのものであってもよく、その場合には、赤外線を用いて深度検知カメラ１３０によって深度が検知され得る。いくつかの実施形態では、赤外線ビデオ画像を出力するようにこの深度検知カメラ１３０を構成し、それらのビデオ画像から深度画像を形成してもよい。いくつかの実施形態では、これらの赤外線ビデオ画像は、深度画像と同じ視野をそのまま有し得る。従って、これらの赤外線ビデオ画像を深度画像と共に用いて、衝突の可能性の有無を判定してもよい。
【００７４】
さらに、いくつかの実施形態では、深度検知カメラ１３０は、赤外線放射素子、カラーセンサおよび赤外線深度センサを含み得る。赤外線深度センサは、赤外線放射素子によって出力された赤外線信号に基づいて深度を検知するように構成されている。カラーセンサは、可視画像を検出するように構成されている。
【００７５】
いくつかの実施形態では、深度検知カメラ１３０は、毎秒３０以上の検出（またはフレーム）レートを有し得る。他の実施形態では、検出／フレームレートを毎秒３０未満としてもよい。
【００７６】
支持体１３４は、深度検知カメラ１３０を支持するための支柱、ブラケット、梁、アームなどであってよい。支持体１３４には、固定機構１３２を設けてもよい。また、いくつかの実施形態では、支持体１３４は、１つまたは複数の可動部分を任意に備えることにより、患者支持具１４に対して（または患者２０もしくは別の基準位置に対して）、深度検知カメラ１３０の位置および／または方向を調節できるようにしてもよい。いくつかの実施形態では、患者に対してカメラの位置を（例えば、長手方向に）調節するために、支持体１３４自体を患者支持具１４に対して可動させるようにしてもよい。別の実施形態では、支持体１３４をチルトモーター付きの台座とし、それによってこの台座に対して深度検知カメラ１３０を１、２または３自由度でチルトさせるようにしてもよい。他の実施形態では、支持体１３４を必要とせず、衝突検出システム１０００は支持体１３４を含まなくてもよい。
【００７７】
例示した実施形態では、固定機構１３２は、患者支持具１４の足元で深度計測カメラ１３０をブラケット１３６に固定するように構成されている。いくつかの実施形態では、ブラケット１３６を衝突検出システム１００の一部とみなしてもよい。あるいは、ブラケット１３６を患者支持具１４の一部とみなしてもよい。いくつかの実施形態では、必要であればブラケット１３６に開口を備えて、患者の足がその開口を通り抜けられるようにしてもよい（図１Ｃ）。例えば、ブラケット１３６の開口は、それを通して患者の足を入れられるように、８インチを超える高さ（１０インチ、１２インチ、１４インチなど）を有してもよい。
【００７８】
他の実施形態では、ブラケット１３６は必須ではなく、固定機構１３２は、深度計測カメラ１３０を患者支持具１４に、または医療システム１０の他の構成要素（単数または複数）に直接固定するように構成され得る。別の実施形態では、固定機構１３２は、深度測定カメラ１３０を部屋（天井、壁または床など）に固定するように構成され得る。さらに別の実施形態では、固定機構１３２は、深度測定カメラ１３０を医療システム１０の一部とは別の構造物に固定するように構成され得る。固定機構１３２は、物体を握るためのクランプ、深度測定カメラ１３０に対して固定すべき物体に設けられたねじ穴に挿入するためのねじ、スナップフィット式連結具、面ファスナー式連結具、または任意の他の種類の固定機構であってよい。さらに別の実施形態では、固定機構１３２を必要とせず、衝突検出システム１００は固定機構１３２を含まない。例えば、他の実施形態では、支持体１３４は台座であってよく、この台座は、使用時に深度検知カメラ１３０を支持する平坦面に載置され得る。
【００７９】
例示した実施形態では、深度検知カメラ１３０は、患者支持具１４の表面の上部に設置されている。深度検知カメラ１３０の高さを調節可能とすることにより、患者２０の腹部を越えてその患者の頭部が見えるようにしてもよい。また、深度検知カメラ１３０の方向を調節可能として、（例えば、水平面に対して）視野角を調節するようにしてもよい。患者支持具１４に対してその位置が固定されるように深度検知カメラ１３０を設置することは、かかる構成により、患者支持具１４が動いても、患者支持具１４（従って、患者２０）と共に深度検知カメラ１３０を移動させることができるために有利であることに留意すべきである。
【００８０】
図１Ｂおよび１Ｃに示すように、衝突検出システム１００は、深度検知カメラ１３０に通信可能に接続された処理ユニット１４０も含む。処理ユニット１４０は、深度検知カメラ１３０から送出された信号を処理し、その信号に基づいて患者と物体の衝突の可能性の有無を判定するように構成されている。いくつかの実施形態では、処理ユニット１４０は、ＡＳＩＣプロセッサ、ＦＰＧＡプロセッサ、汎用プロセッサまたは任意の他の種類のプロセッサなどのプロセッサであってよい。また、処理ユニット１４０は、ハードウェア、ソフトウェアまたは両者の組み合わせを含んでもよい。また、いくつかの実施形態では、処理ユニット１４０は、処理ユニット５４と同じであってもよく、または処理ユニット５４の構成要素であってもよい。他の実施形態では、処理ユニット１４０は、放射線治療システム１０の一部とみなされ、衝突検出システム１００の一部とはみなされない場合がある。
【００８１】
図２は、いくつかの実施形態に従って、衝突検出システム１００を用いて衝突の可能性の有無を判定する方法２００を示す図である。最初に、患者２０は、支持具１４に載置されており、患者の準備処置の際に放射線治療システム１０に対して所望の場所に位置付けられている。また、深度検知カメラ１３０は、患者支持具１４に対してその位置が固定されるようにも設置されている。次いで、深度検知カメラ１３０の高さおよびその方向を調節することにより、深度検知カメラ１３０が患者の身体の方を（例えば、足が位置する一端から頭に向かって、または頭が位置する一端から足に向かって）見ていて、患者２０を囲む領域の画像を撮影できるようにする。
【００８２】
患者の準備処置が完了した後に深度検知カメラ１３０を作動させて、患者支持具１４に患者２０が乗っている間、基準深度画像を撮影する。本明細書で用いられるように、「画像」という用語は、任意の集まりのデータ（例えば、深度値）を指し得る。このデータは、画像形式で表示されていても、表示されていなくてもよい。例えば、このデータは、ユーザに見えるように表示させずに、非一時的媒体に格納されてもよく、かつ／または処理ユニット１４０によって処理されてもよい。次いで、基準深度画像を処理ユニット１４０に送出する。処理ユニット１４０は基準画像を取得し（項目２０２）、その後、処理ユニット１４０は、その基準画像を処理して１つまたは複数の侵入検出ゾーンを作成する（項目２０４）。いくつかの実施形態では、侵入検出ゾーン（単数または複数）を非一時的媒体に格納させて後で処理できるようにしてもよい。図３Ａは、深度検知カメラ１３０を用いて生成された基準画像３００の一例を示す図である。本例に示すように、基準画像３００は、患者２０の輪郭／境界３０２を含む。いくつかの実施形態では、患者２０の境界３０２は、画像処理技術を用いて処理ユニット１４０により自動的に識別され得る。他の実施形態では、患者２０の境界３０２は、ユーザによって手動で判別され得る。このときユーザは、深度画像を見て、患者の境界３０２を手動で識別し、グラフィカルユーザインターフェースを用いて境界３０２を描く。いくつかの実施形態では、この輪郭３０２の範囲内にある基準画像の全領域が侵入検出ゾーン３０４とみなされ得る。従って、侵入検出ゾーン３０４を基準深度画像の一部とみなしてもよい。他の実施形態では、処理ユニット１４０は、患者の輪郭３０２を囲むより大きな輪郭３１０を生成してもよく、そのより大きな輪郭３１０内の領域を侵入検出ゾーン３０４とみなしてもよい（図３Ｂ）。いくつかの実施形態では、患者の輪郭３０２とそれよりも大きな輪郭３１０の間の幅は、患者の予想移動量と安全域とで構成されるように決定され得る。別の実施形態では、処理ユニット１４０は、より大きな輪郭３１０によって形成される領域と患者の輪郭３０２によって形成される領域との画像論理減算を行ってもよく、次いで、その差分画像を侵入検出ゾーン３０４として用いてもよい（図３Ｃ）。図に示すように、このような場合、侵入検出ゾーン３０４には、患者の輪郭３０２の周囲にある細長いバッファ領域しか含まれない。別の実施形態では、侵入検出ゾーン３０４は、拡大してより大きくした輪郭３１０と、患者の輪郭３０２から縮小してより小さくした輪郭との間の基準深度画像内の領域として画定され得る。本明細書で用いられるように、「基準深度画像」と言う用語は、深度検知カメラ１３０によって撮影されたフレーム全体を指してもよく、または深度検知カメラ１３０によって撮影されたフレーム全体の一部分（侵入検出ゾーン３０４など）を指してもよいことに留意すべきである。また、いくつかの実施形態では、侵入検出ゾーン３０４自体を基準深度画像とみなしてもよい。
【００８３】
場合によっては、放射線治療システム１０がモニタ５６を含む場合、深度検知カメラ１３０によって提供される深度画像、および／または処理ユニット１４０によって生成される侵入検出ゾーン３０４をモニタ５６に表示してもよい。
【００８４】
侵入検出ゾーン３０４を作成するための輪郭は患者の輪郭に限定されるものではなく、その輪郭は、装置の少なくとも一部（治療機および／または患者支持具の一部など）を含み得ることに留意すべきである。他の実施形態では。
【００８５】
図２に戻ると、侵入検出ゾーン３０４を作成した後、次いで、治療処置が開始され得る。いくつかの実施形態では、治療処置は、図１の放射線治療システム１０を用いて実施される。このような場合、患者２０の周囲でアームガントリー１２を回転させてよく、放射線源２２は、種々のガントリー角度から患者２０に向けて放射線を放射し得る。治療処置中、深度検知カメラ１３０は、実時間（入力）深度画像を撮影し、その実時間画像を処理ユニット１４０に送出する。本明細書で用いられるように、「入力深度画像」または「実時間深度画像」という用語は、深度検知カメラ１３０によって撮影されたフレーム全体を指してもよく、またはフレーム全体の一部分（侵入検出ゾーン３０４に対応する領域など）を指してもよい。処理ユニット１４０は、実時間深度画像を受け取り（項目２０６）、その実時間深度画像および侵入検出ゾーン３０４に基づいて衝突の可能性の有無を判定する（項目２０８）。侵入検出ゾーン３０４は、基準深度画像の少なくとも一部を含み、または基準深度画像から得られ、または基準深度画像内の特徴とみなされる場合があり、または基準深度画像自体とみなされる場合があるため、衝突の可能性の判定は、基準深度画像の少なくとも一部に基づくものとみなされてもよい。項目２０６から２０８は、治療処置中に複数の実時間深度画像を異なる時間において処理ユニット１４０が受け取るように繰り返され、それらの実時間深度画像に基づき、治療処置の経過中に衝突の可能性の有無を判定する。
【００８６】
図４は、いくつかの実施形態において項目２０８を実装するための方法４００を示す図である。治療処置中、処理ユニット１４０が実時間深度画像を受け取った後、処理ユニット１４０は、基準深度画像とその実時間深度画像との減算を行うことにより、実時間深度画像と基準深度画像とを比較して減算画像を得る（項目４０２）。いくつかの実施形態では、実時間深度画像と基準深度画像とを比較する動作は、侵入検出ゾーン３０４の領域に対応する、実時間深度画像の一部と、侵入検出ゾーン３０４が位置する、基準深度画像の一部とを比較することによって行われ得る。次いで、処理ユニット１４０は、侵入検出ゾーン３０４内の減算画像を解析して、衝突の可能性の有無を判定する（項目４０４）。例示した実施形態では、処理ユニット１４０は、基準深度画像と実時間深度画像との差分が指定されたある閾値を下回ったときに、患者２０と物体との衝突の可能性があると判定する。いくつかの実施形態では、上記差分は、実時間深度画像を基準深度画像から引くことによって得てもよく、基準深度画像を実時間深度画像から引くことによって得てもよい。また、いくつかの実施形態では、画素値の絶対値差分を用いることにより、実時間深度画像を基準深度画像から引くか、それとも基準深度画像を実時間深度画像から引くかを問わないようにしてもよい。
【００８７】
図５Ａ〜５Ｃは、方法４００の一例を示す図であり、入力深度画像と基準深度画像との画像減算を利用して衝突の可能性をどのように検出し得るかを図示するものである。深度検知カメラ１３０は深度を検知するように構成されている。そのため、このカメラが生成する２次元画像は多数の画素値を有するが、これらの画素値は、深度検知カメラ１３０（すなわち、深度検知カメラ１３０内のセンサ）と種々の物体（または物体の種々の部分）との間の距離をそれぞれ示している。例えば、図５Ａに示すように、任意の起点をこのカメラの位置に設定してもよい。それにより、深度検知カメラ１３０からより遠くにある物体が深度検知カメラ１３０によって検出された場合、それに対応してその深度は、深度検知カメラ１３０により近い別の物体よりも大きな値を有することになる。従って、小さい値を持つ画素は、大きい値を持つ画素に比べて、検出された物体が深度検知カメラ１３０により近いことを示す。
【００８８】
図５Ｂは、侵入検出ゾーン３０４を有する基準深度画像５０２の一例を示している。このゾーンは複数の画素値によって表されており、これらの画素値は、深度検知カメラ１３０および処理ユニット１４０を用いて生成される。基準深度画像５０２は、治療セッションの前、または治療セッション中に生成され得る。本例において基準深度画像５０２は、図１Ｂ／１Ｃに示したものと同様に、患者２０の足付近に位置し、患者２０の頭部の方を見ている深度検知カメラ１３０からの深度画像を用いることにより、かつ、処理ユニット１４０を用いてその深度画像を処理して侵入検出ゾーン３０４（このゾーンは、図３Ｃに示したものと同様の形状を有する）を作成することによって生成される。基準深度画像５０２内の侵入検出ゾーン３０４において上部付近の画素値は、比較的大きい値を有する。これは、これらの画素値が、深度検知カメラ１３０からより遠くにある患者２０の頭部が位置する場所に対応しているためである。他方、基準深度画像５０２内の侵入検出ゾーン３０４において下部付近の画素値は比較的小さい値を有する。これは、これらの画素値が、深度検知カメラ１３０に向かってより近くにある患者２０の足が位置する場所に対応しているためである。従って、侵入検出ゾーン３０４は、衝突の検出が行われる３次元空間内の領域をこのゾーンが表しているという意味では「３次元」である。例示した例では、侵入検出ゾーン３０４の画素値は、侵入検出ゾーン３０４の輪郭に沿って一本の細長い帯状になっている。他の実施形態では、侵入検出ゾーン３０４にどの程度の幅を設定するかに応じて、より多くの画素が侵入検出ゾーン３０４内にあってもよい。また、他の実施形態では、１つの侵入検出ゾーン３０４を持つ代わりに、複数の侵入検出ゾーン３０４を画定するように処理ユニット１４０を構成してもよく、あるいはそれらをユーザが画定してもよい。いくつかの実施形態では、深度画像カメラ１３０からの深度画像に１つまたは複数の２次元マスクを適用して、基準深度画像５０２に対して１つまたは複数の侵入検出ゾーン３０４を作成してもよい。
【００８９】
図５Ｃは、深度検知カメラ１３０および処理ユニット１４０を用いて生成される画素値によって表される実時間入力深度画像５０４を示す図である。実時間深度画像５０４は、治療セッション中に生成される。侵入検出ゾーン３０４に対応する値のみを提示しているが、これは、処理ユニット１４０が、侵入検出ゾーン３０４内の信号を解析するして衝突の可能性を検出するように構成されているためである。しかしながら、完全な実時間入力深度画像５０４は、深度検知カメラ１３０の視野に対応する各値で構成される２次元配列を含み得ることを理解すべきである。他の実施形態では、侵入検出ゾーン３０４は、患者の輪郭３０２（図３Ａに示したものと同様）内、または安全域３１０（図３Ｂに示したものと同様）内の画素値を全て含み得るが、いずれの場合でも、侵入検出ゾーン３０４の中央領域内に画素値が存在することになる。従って、本明細書で用いられるように、「入力深度画像」または「実時間入力深度画像」という用語は、深度検知カメラ１３０によって提供されるフレーム全体を指してもよく、またはかかるフレーム全体の一部分（例えば、侵入検出ゾーン３０４に対応する領域）を指してもよい。
【００９０】
例示した例では、治療中、処理ユニット１４０は、実時間深度画像５０４内の侵入検出ゾーン３０４に対応する深度値を、基準深度画像５０２内の侵入検出ゾーン３０４における深度値から引くことによって衝突の可能性を検出する。図５Ｄは、その減算結果を示す図である。基準深度画像５０２と実時間深度画像５０４との差分値がある閾値を下回ったときに、衝突の可能性が検出されている。例示した例では閾値を２に設定しているが、この値を非一時的媒体に格納させて処理ユニット１４０から利用できるようにしてもよい。従って、２よりも小さい数を有する任意の減算値は、物体が患者に近づきすぎている状況を表しており、それによって衝突の可能性が今にも起こり得ることが示唆される。この図に示すように、減算画像５０６内の侵入検出ゾーン３０４において画素値の一部は値が１であり、これは所定の閾値２よりも小さい。これが起きると、処理ユニット１４０は、今にも起こり得る衝突の可能性があると判定し得る。これは、移動中の物体（放射線治療システム１０のアームガントリー１２、放射線源２２またはコリメーター２４など）が患者２０に向かって移動しているとき、この物体は、深度検知カメラ１３０による視野内に現れる場合があり、（図５Ｃの左に示した状況のように）深度検知カメラ１３０の位置を基準として患者２０よりも深度検知カメラ１３０に近い可能性があるためである。従って、深度検知カメラ１３０から、検出された衝突物体までの深度を表す侵入検出ゾーン３０４内の深度値は、基準画像内の侵入検出ゾーン３０４における同一点の深度値（すなわち、衝突物体が存在しない場合）よりも小さくなる。その結果、実時間深度画像（検出された衝突物が含まれる）を基準深度画像から引くと、その差分値は正数となる。この差分値は、検出された衝突物体と患者２０との間が近接していることを表している。検出された物体が患者２０から遠くにある場合、その差分値は比較的大きい値になる。他方、検出された物体が動かされて患者２０により近づいた場合、その差分値は比較的小さい値になる。この差分値が所定閾値よりも小さい場合、それは、検出された移動物が患者に近づきすぎている状況を表し得るが、それによって今にも起こり得る衝突の可能性が示唆される。従って、上記の例に示したように、処理ユニット１４０は、侵入検出ゾーン３０４内の様々な差分値の値（強度）を調べて、閾値に違反したかどうかを確かめることによって衝突の可能性を判定するように構成され得る。
【００９１】
例示した実施形態では、処理ユニット１４０は、衝突の可能性を自動的に検出するように構成されている。他の実施形態では、衝突の可能性の有無を判定する際にもユーザが関与してもよい。例えば、場合によっては、モニタ５６を用いて、実時間深度画像、および／または減算画像（この画像は、基準深度画像と実時間深度画像との比較を表している）を処置中に連続的に表示させてもよく、それにより治療処置の操作を行う人がこれらの画像を見て、衝突の可能性を判別するようにしてもよい。
【００９２】
いくつかの実施形態では、今にも起こり得る衝突の可能性があると処理ユニット１４０が判定するとき、処理ユニット１４０は、放射線治療システム１０を停止するための信号、視覚的および／もしくは聴覚的な警告信号、または上記の組み合わせを生成してもよい。
【００９３】
上記の各画素値は、（例えば、深度検知カメラ１３０の位置において座標が０になるように、このカメラに位置付けられた）特定の座標フレームに基づいて任意に選択されたものであることに留意すべきである。他の実施形態では、基準深度画像および実時間深度画像内の画素値は、他の座標フレームに基づいてもよい。例えば、他の実施形態では、画像内の画素値が座標フレームに基づくものとし、それにより、小さい値の画素は、大きい値の画素に比べて、検出された物体が深度検知カメラ１３０からより遠いことを示すようにしてもよい。
【００９４】
また、他の実施形態では、実時間深度画像５０４を基準深度画像５０２から引く代わりに、基準深度画像５０２を実時間深度画像５０４から引くように処理ユニット１４０を構成してもよい。このような場合、処理ユニット１４０は、ある所定閾値（例示した例においては−２など）よりも大きい差分画素値が侵入検出ゾーン３０４内にある場合に、衝突の可能性が今にも起こり得ると判定するように構成され得る。上記の例を受けて、基準深度画像５０２を実時間深度画像５０４から引いた場合、侵入検出ゾーン３０４内の差分画素値の一部は−１の値を持つことになるが、これは閾値の−２よりも大きい。このような場合、次いで処理ユニット１４０は、衝突の可能性が今にも起こり得ると判定し得る。また、先に述べたように、いくつかの実施形態では、画素値の絶対値差分を用いることにより、実時間深度画像を基準深度画像から引くか、それとも基準深度画像を実時間深度画像から引くかを問わないようにしてもよい。
【００９５】
いくつかの実施形態では、深度検知カメラ１３０は、深度画像に加えて同時に、光学画像（例えば、赤外線画像または可視画像）を取得する機能を有し得る。他の実施形態では、２台のカメラを別個に用意して、一方は深度画像を撮影し、他方は光学画像を撮影するようにしてもよい。深度画像と光学画像の両方を処置中に取得した場合、処理ユニット１４０は、両方の画像を互いに隣り合わせてモニタ５６に表示し、または２枚の画像を互いに重ね合わせて重畳することにより、深度画像が光学画像とどのように対応しているかを示してもよい。また、いくつかの実施形態では、処理ユニット１４０は、光学画像を用いて解析を行うことによって衝突の可能性の有無を判定してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、深度検知カメラ１３０は、患者２０が患者支持具１４に固定された後、患者２０の赤外線画像（すなわち、この深度カメラの赤外線放射素子に基づく赤外線画像）を撮影してもよい。次いで、その赤外線画像は、処理ユニット１４０に送出され、基準画像として利用できるようになる。治療処置中、実時間赤外線入力画像は、深度検知カメラ１３０によって提供され、処理ユニット１４０に送出される。処理ユニット１４０は、その実時間赤外線画像と基準赤外線画像とを比較して、今にも起こり得る衝突の可能性の有無を判定し得る。
【００９６】
いくつかの実施形態では、光学画像と深度画像の両方を処理ユニット１４０によって用いることにより、衝突の可能性の有無を判定してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、基準深度画像と基準光学画像の両方が、深度検知カメラ１３０によって（または、別々の深度検知カメラと光学画像撮影カメラによって）提供されてもよい。基準深度画像および基準光学画像は、同時に、またはそれぞれ異なる時刻で生成され得る。治療処置中、実時間光学入力画像および実時間深度画像は、上記カメラ（単数または複数）によって提供され、処理ユニット１４０に送出される。処理ユニット１４０は、実時間深度画像と基準深度画像とを比較することに加えて、実時間光学画像と基準光学画像とを比較することにより、今にも起こり得る衝突の可能性の有無を判定し得る。例えば、処理ユニット１４０は、時刻ｔ１で生成された実時間深度画像Ｄ１と基準深度画像ＲＤとを比較することに加えて、時刻ｔ１で生成された実時間光学画像Ｖ１と基準光学画像ＲＶとを比較することにより、時刻ｔ１について衝突の可能性の有無を判定し得る。次いで、処理ユニット１４０は、時刻ｔ２で生成された実時間深度画像Ｄ２と基準深度画像ＲＤとを比較することに加えて、時刻ｔ２で生成された実時間光学画像Ｖ２と基準光学画像ＲＶとを比較することにより、時刻ｔ２について衝突の可能性の有無を判定し得る。治療を継続しながら、処理ユニット１４０は、種々の時刻で画像を処理して、衝突の可能性を連続的に検出する。
【００９７】
先に述べたように、いくつかの実施形態では、深度検知カメラ１３０が赤外線放射素子（投光器）を使用してもよく、深度データを抽出するための赤外線画像を処理ユニット１４０に出力してもよい。いくつかの実施形態では、赤外線画像と深度画像の両方を処理ユニット１４０によって用いることにより、衝突の可能性の有無を判定してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、基準深度画像と基準赤外線画像の両方が、深度検知カメラ１３０によって（または、別々の深度検知カメラと赤外線カメラによって）提供されてもよい。基準深度画像および基準赤外線画像は、同時に、またはそれぞれ異なる時刻で生成され得る。治療処置中、実時間赤外線入力画像および実時間深度画像は、上記カメラ（単数または複数）によって提供され、処理ユニット１４０に送出される。処理ユニット１４０は、実時間深度画像と基準深度画像とを比較することに加えて、実時間赤外線画像と基準可視画像とを比較することにより、今にも起こり得る衝突の可能性の有無を判定し得る。例えば、処理ユニット１４０は、時刻ｔ１で生成された実時間深度画像Ｄ１と基準深度画像ＲＤとを比較することに加えて、時刻ｔ１で生成された実時間赤外線画像Ｆ１と基準赤外線画像ＲＩＦとを比較することにより、時刻ｔ１について衝突の可能性の有無を判定し得る。次いで、処理ユニット１４０は、時刻ｔ２で生成された実時間深度画像Ｄ２と基準深度画像ＲＤとを比較することに加えて、時刻ｔ２で生成された実時間赤外線画像Ｆ２と基準赤外線画像ＲＩＦとを比較することにより、時刻ｔ２について衝突の可能性の有無を判定し得る。治療を継続しながら、処理ユニット１４０は、種々の時刻で画像を処理して、衝突の可能性を連続的に検出する。
【００９８】
いくつかの実施形態では、実時間光学画像が基準光学画像から引かれ、または基準光学画像が実時間光学画像から引かれる。ただし、減算画像の画素の絶対値が閾値を超えているかどうかを確認するために、基準深度画像から得られた侵入ゾーン用マスクを、減算画像に重畳される注目領域（ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ：ＲＯＩ）として使用する。つまり、光学画像を解析するために、深度画像を用いてＲＯＩを決定する。これは特に、カメラの赤外線放射素子によって光学画像が生成されるときに効果的であり、従って、部屋の周辺光および装置の可動部分によって生じる影の変化に対して影響を受けにくくなる。
【００９９】
従って、図６に示すように、いくつかの実施形態では、医療処置における衝突の可能性を検出する方法６００は、基準深度画像を取得すること（項目６０２）；その基準深度画像を用いて注目領域を決定すること（項目６０４）；基準光学画像（例えば、可視画像または赤外線画像）を取得すること（項目６０６）；入力光学画像を取得すること（項目６０８）；ならびに、この光学画像および上記基準光学画像に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定すること（項目６１０）を含む。いくつかの実施形態では、項目６１０は、基準光学画像および入力光学画像を用いた合成画像を判定することによって実装されてもよく、その場合、合成画像を判定する動作は処理ユニットを用いて行われる。次いで、処理ユニットは、その注目領域に対応する、合成画像の少なくとも一部に基づいて物体と患者との衝突の可能性の有無を判定し得る。いくつかの実施形態では、基準深度画像を取得する動作は、その基準深度画像を受け取る処理ユニットによってなされてもよい。他の実施形態では、基準深度画像を取得する動作は、その基準深度画像を生成する深度検知カメラによってなされてもよい。同様に、いくつかの実施形態では、基準光学画像および入力光学画像を取得する動作は、これらの画像を受け取る処理ユニットによってなされてもよい。他の実施形態では、基準光学画像および入力光学画像を取得する動作は、これらの画像を生成する光学カメラによってなされてもよい。また、いくつかの実施形態では、基準光学画像と入力光学画像との画像減算を行う処理ユニットによって合成画像を求めてもよい。加えて、いくつかの実施形態では、先に述べた侵入検出ゾーン３０４に対する方法と同一または類似の方法によって注目領域を決定してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、衝突の可能性の有無を判定する動作は、合成画像内の画素の絶対値が閾値を超えたかどうかを判定することを含む。合成画像内の画素は、注目領域（この領域は合成画像上に重畳されている）内の位置に対応し得る。さらに別の実施形態では、入力光学画像を取得する動作を繰り返して、追加の入力光学画像（例えば、実時間光学画像）を取得してもよい。また、合成画像を求める動作をこれらの追加の入力光学画像について繰り返して追加の合成画像を取得してもよく、医療処置の経過中、これらの追加の合成画像に基づき、今にも発生しようとしている衝突の可能性の有無を判定する動作を繰り返してもよい。このように、医療処置中、患者を実時間で監視することにより、物体が患者に対して衝突するのを防ぐことができる。
【０１００】
１つまたは複数の実施形態では、深度画像と光学画像の重畳／重ね合わせを行って、深度画像と可視画像を両方とも表示する合成画像を取得してもよい。
【０１０１】
上記の実施形態では、侵入検出システム１００は、１つの深度検知カメラ１３０を備えているものとして説明されている。他の実施形態では、侵入検出システム１００は、複数の深度検知カメラ１３０を含むことにより、患者２０を囲む領域の被写域がより適切に得られるようにしてもよい。
【０１０２】
なお、衝突検出システム１００は、放射線治療装置による治療中の利用に限定されるものではなく、他の種類の治療処置において利用されてもよく、あるいは放射線を伴っても伴わなくてもよい任意の他の種類の処置において利用されてもよいことに留意すべきである。
コンピュータシステムアーキテクチャ
【０１０３】
図７は、本明細書で説明された様々な実施形態を実装するのに利用可能なコンピュータシステム１６００の実施形態を示すブロック図である。例えば、コンピュータシステム１６００は、いくつかの実施形態に従って、図２の方法を実装するように構成され得る。また、いくつかの実施形態では、コンピュータシステム１６００を用いて、図１Ｂの処理ユニット１４０および／または図１Ａの処理ユニット５４を実装してもよい。コンピュータシステム１６００は、情報を伝達するためのバス１６０２または他の伝達機構と、情報を処理するためにバス１６０２に接続されたプロセッサ１６０４とを含む。このプロセッサ１６０４は、図１Ａのプロセッサ５４の一例、図１Ｂ／１Ｃのプロセッサ８０の一例、または本明細書で説明された任意のプロセッサの一例であってよい。コンピュータシステム１６００は、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）または他の動的記憶装置などの、バス１６０２に接続されたメインメモリ１６０６も含み、情報およびプロセッサ１６０４によって実行され得る命令を格納できるようになっている。メインメモリ１６０６は、プロセッサ１６０４によって実行され得る命令の実行中、一時変数または他の中間的な情報を格納するために利用されてもよい。コンピュータシステム１６００は、バス１６０２に接続されたリードオンリーメモリ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）１６０８または他の静的記憶装置をさらに含み、静的情報およびプロセッサ１６０４用の命令を格納できるようになっている。また、磁気ディスクまたは光ディスクなどのデータ記憶装置１６１０を用意し、これをバス１６０２に接続することによって情報および命令を格納できるようになっている。
【０１０４】
コンピュータシステム１６００をブラウン管（ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）などの表示装置１６７にバス１６０２を介して接続することにより、ユーザに情報を表示できるようにしてもよい。入力装置１６１４は、英数字キーおよび他のキーを備えており、バス１６０２に接続されて情報およびコマンド選択をプロセッサ１６０４に送信できるようになっている。別の種類のユーザ入力装置は、カーソル制御装置１６１６（マウスなど）、トラックボールまたはカーソル方向キーであり、これは、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ１６０４に送信したり、表示装置１６７上のカーソル移動を制御したりするためのものである。この入力装置は、通常２軸、すなわち第１軸（例えば、ｘ）および第２軸（例えば、ｙ）における２自由度を有しており、それによって平面内の位置を装置が特定することができる。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、コンピュータシステム１６００を利用して、本明細書で説明された様々な機能を実行することができる。いくつかの実施形態によれば、こうした利用は、メインメモリ１６０６に格納されている１つまたは複数の命令で構成される１つまたは複数のシーケンスを実行するプロセッサ１６０４に対応したコンピュータシステム１６００によって提供される。当業者は、本明細書で説明された機能および方法に基づくこのような命令を作成する方法を理解しているであろう。このような命令は、記憶装置１６１０などの別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ１６０６に読み込まれてもよい。メインメモリ１６０６に格納されている命令のシーケンスを実行することにより、本明細書で説明された各工程段階をプロセッサ１６０４に実行させる。メインメモリ１６０６に格納されている命令のシーケンスを実行するべく、マルチプロセッシング構成をとる１つまたは複数のプロセッサも利用可能である。他の実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、またはそれらと組み合わせてハード結線の回路を用いることにより、本明細書で説明された様々な実施形態を実装してもよい。従って、各実施形態は、ハードウェア回路とソフトウェアの任意の特定の組み合わせに限定されることはない。
【０１０６】
本明細書で用いられる「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行用のプロセッサ１６０４に命令を提供するのに関与する任意の媒体を指す。かかる媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体および伝送媒体を含む多くの形態を取り得るが、これらに限定されることはない。不揮発性媒体には、例えば、記憶装置１６１０などの光学ディスクまたは磁気ディスクが含まれる。不揮発性媒体は、非一時的媒体の一例とみなされ得る。揮発性媒体には、メインメモリ１６０６などの動的メモリが含まれる。揮発性媒体は、非一時的媒体の一例とみなされ得る。伝送媒体には、同軸ケーブル、銅線および光ファイバが含まれ、バス１６０２を構成する各線が含まれている。伝送媒体は、音波または光波（電波通信および赤外線データ通信中に生成されるものなど）の形態を取ることもできる。
【０１０７】
コンピュータ可読媒体の一般的な形態には、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープもしくはその他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、その他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを備えたその他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、その他のメモリチップもしくはメモリカートリッジ、以下に述べるような搬送波、またはコンピュータが読み出すことのできるその他の媒体が含まれる。
【０１０８】
コンピュータ可読媒体の様々な形態は、実行用のプロセッサ１６０４に対する１つまたは複数の命令で構成される１つまたは複数のシーケンスを保持するのに必要となる場合がある。例えば、これらの命令は、当初は遠隔コンピュータの磁気ディスク上に保持され得る。この遠隔コンピュータは、これらの命令を内部の動的メモリにロードした後、電話回線を介し、モデムを用いてこれらの命令を送信することができる。コンピュータシステム１６００のローカルモデムは、電話回線上のデータを受信し、赤外線送信機を用いて当該データを赤外線信号に変換することができる。バス１６０２に接続された赤外線検出器は、赤外線信号によって搬送されたデータを受信し、バス１６０２上にそのデータを乗せることができる。バス１６０２は、そのデータをメインメモリ１６０６に移送し、プロセッサ１６０４は、そこから命令を取り出して実行する。メインメモリ１６０６が受け取ったこれらの命令は、必要に応じて、プロセッサ１６０４による実行前または実行後のいずれかにおいて記憶装置１６１０に格納され得る。
【０１０９】
コンピュータシステム１６００は、バス１６０２に接続された通信インターフェース１６１８も含む。通信インターフェース１６１８は、ローカルネットワーク１６２２に接続されているネットワークリンク１６２０につながる双方向データ通信を提供する。例えば、通信インターフェース１６１８をサービス総合デジタル網（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｓｅｒｖｉｃｅｓ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ：ＩＳＤＮ）カード、またはモデムとして、対応する種類の電話回線にデータ通信接続を提供してもよい。別の例としては、通信インターフェース１６１８をローカルエリアネットワーク（ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ：ＬＡＮ）カードとして、適合するＬＡＮにデータ通信接続を提供してもよい。ワイヤレスリンクも実装してよい。こうした任意の実施態様では、通信インターフェース１６１８は、様々な種類の情報を表すデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号または光信号を送受信する。
【０１１０】
ネットワークリンク１６２０は、通常１つまたは複数のネットワークを通じて他の装置にデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク１６２０は、ホストコンピュータ１６２４、または放射線ビーム源もしくは放射線ビーム源に動作可能に接続されたスイッチなどの機器１６２６への接続を、ローカルネットワーク１６２２を通じて提供し得る。ネットワークリンク１６２０を介して伝送される上記データストリームは、電気信号、電磁信号または光信号で構成することができる。様々なネットワークを通るこれらの信号、およびネットワークリンク１６２０を伝わり、かつ通信インターフェース１６１８を通るこれらの信号は、コンピュータシステム１６００に対してデータを送受するが、情報を伝送する搬送波の例示的な形態である。コンピュータシステム１６００は、ネットワーク（単数または複数）、ネットワークリンク１６２０および通信インターフェース１６１８を通じて、メッセージを送信し、プログラムコードを含むデータを受信することができる。
【０１１１】
特定の実施形態について図示および説明してきたが、特許請求された発明がこれらの好ましい実施形態に限定されることを意図したものではないことが理解されるであろうし、特許請求された発明の概念および範囲を逸脱することなく、種々の変更および修正を実施できることは当業者にとって明らかであろう。従って、本明細書および本図面は、限定的な意味ではなく例示とみなされるべきである。特許請求された発明は、代替形態、修正形態および均等形態を包含するように意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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