(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体内を撮像して得た三次元動画像を、取得する取得部と、
内臓の一部である追尾目標及び患部領域が変位している状態の前記三次元動画像を一定方向から二次元面に投影させた第１投影動画像を、生成する第１投影像生成部と、
前記第１投影動画像から前記変位する前記患部領域を抽出する患部像抽出部と、
前記第１投影動画像から前記変位する前記追尾目標を抽出する追尾目標像抽出部と、
前記第１投影動画像において前記変位する前記患部領域の中から選定されたビームの照射ポイントの位置情報を示す第１パラメータを、導出する第１パラメータ導出部と、
前記第１投影動画像から抽出した前記追尾目標に基づいて別の投影動画像から対応する前記追尾目標を抽出するのに必要な第２パラメータを、導出する第２パラメータ導出部と、
治療台に載置された前記患者を撮像した第２投影動画像の中から、前記第２パラメータに基づいて前記追尾目標を識別する追尾目標識別部と、
前記第２投影動画像の中で変位する前記追尾目標の位相が、前記照射ポイントに前記患部領域が変位して一致する位相条件に合致するか否かを、判定する位相判定部と、
前記位相条件に合致するとの判定が得られたタイミングにおいて、前記ビームを照射させるビーム照射部と、を備えることを特徴とする動体追跡治療装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動体追跡治療装置において、
少なくとも前記第１パラメータに基づいて、前記治療台の位置情報を決定する決定部をさらに備え、
前記患者の第２投影動画像は、前記治療台を前記位置情報に基づいて移動させた後に撮像されることを特徴とする動体追跡治療装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の動体追跡治療装置において、
前記三次元動画像から三次元静止像を抽出する抽出部と、
前記三次元静止像に含まれる前記患部領域を指定する患部指定部と、
前記三次元静止像に含まれる前記追尾目標を指定する追尾目標指定部と、
前記三次元静止像において指定された前記患部領域及び前記追尾目標に基づいて前記三次元動画像で変位している前記患部領域及び前記追尾目標を検出する指定領域検出部と、をさらに備えることを特徴とする動体追跡治療装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動体追跡治療装置において、
前記追尾目標は、前記患者の体内のそれぞれ異なる位置に複数設定し、
複数の前記追尾目標のそれぞれに対応する複数の前記第２パラメータが導出され、
複数の前記第２パラメータに基づいて識別される複数の前記追尾目標の位相をそれぞれ独立に監視して、それぞれにおいて前記位相条件の判定を行い、前記ビームを照射するタイミングを決定することを特徴とする動体追跡治療装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の動体追跡治療装置において、
前記追尾目標の種別に応じて分類された前記第２パラメータを登録する登録部をさらに備えることを特徴とする動体追跡治療装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の動体追跡治療装置において、
前記第１投影動画像から抽出された前記患部領域の変位及び前記追尾目標の変位を対比して前記ビームを照射するタイミングとなる前記追尾目標の位相条件を解析する解析部をさらに備えることを特徴とする動体追跡治療装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の動体追跡治療装置において、
前記第１投影動画像から前記追尾目標又は前記患部領域を抽出する条件を前記追尾目標又は前記患部の種別に応じて分類して登録する登録部をさらに備えることを特徴とする動体追跡治療装置。
【請求項８】
コンピュータに、
患者の体内を撮像して得た三次元動画像を、取得するステップ、
内臓の一部である追尾目標及び患部領域が変位している状態で前記三次元動画像を一定方向から二次元面に投影させた第１投影動画像を、生成するステップ、
前記第１投影動画像から前記変位する前記患部領域を抽出するステップ、
前記第１投影動画像から前記変位する前記追尾目標を抽出するステップ、
前記第１投影動画像において前記変位する前記患部領域の中から選定されたビームの照射ポイントの位置情報を示す第１パラメータを、導出するステップ、
前記第１投影動画像から抽出した前記追尾目標に基づいて、別の投影動画像から対応する前記追尾目標を抽出するのに必要な第２パラメータを、導出するステップ、
治療台に載置された前記患者を撮像した第２投影動画像の中から、前記第２パラメータに基づいて前記追尾目標を識別するステップ、
前記第２投影動画像の中で変位する前記追尾目標の位相が、前記照射ポイントに前記患部領域が変位して一致する位相条件に合致するか否かを、判定するステップ、
前記位相条件に合致するとの判定が得られたタイミングにおいて、前記ビームを照射させるステップ、を実行させることを特徴とする動体追跡治療プログラム。
【請求項９】
請求項８に記載の動体追跡治療プログラムにおいて、
前記患者を載置させ移動して前記ビームの照準を合わせる治療台の位置情報を、少なくとも前記第１パラメータに基づいて、決定するステップ、
前記治療台を前記位置情報に基づいて移動させた後に撮像した前記患者の第２投影動画像の中から、前記第２パラメータに基づいて前記追尾目標を、識別するステップ、
前記第２投影動画像の中で変位する前記追尾目標の位相が、前記照射ポイントに前記患部領域が変位して一致する位相条件に合致するか否かを、判定するステップ、
前記位相条件に合致するとの判定が得られたタイミングにおいて、前記ビームを照射させるステップ、をさらに実行させることを特徴とする動体追跡治療プログラム。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の動体追跡治療プログラムにおいて、
前記第１投影動画像から抽出された前記患部領域の変位及び前記追尾目標の変位を対比して前記ビームを照射するタイミングとなる前記位相条件を解析するステップ、をさらに実行させることを特徴とする動体追跡治療プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、患者の呼吸等により変位する患部を、ビーム照射により治療する動体追跡治療技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
がん等の悪性腫瘍に対し、高い治療効果、少ない副作用、及び身体への負担軽減等の優れた特徴により、粒子線ビームを用いた治療技術が注目されている。
患者の体内に入射した粒子線ビームは、通過の過程で運動エネルギーを失いある一定の速度にまで低下すると、急激に停止してブラッグピークと呼ばれる大線量を発生させる。
このようにピンポイントで発生させた大線量により、がん細胞のみを狙い撃ちして死滅させ、正常細胞への影響を最小限にとどめることができる。
【０００３】
したがって、粒子線ビームを利用した治療装置では、正常な組織を損傷させないために、患部に照射するビームの照準を正確に合わせることが求められる。
このために、ビームの照射開始前に、患部の位置をＸ線観察などにより特定し、患者を載置した可動式ベッドの位置・角度を適切に調整し、ビームの照射範囲に患部を正確に位置合わせすることが行われる。
【０００４】
さらに、動きを有する内臓（肺など）に存在する患部にビーム照射する場合、ビーム照射の正確性を期するため、呼吸等に伴う周期的な変位に、照射タイミングを合わせる必要がある。
このような場合、従来においては、患部近傍に金などのマーカを埋め込んだり患者の体表面にマーカを貼り付けたりして、Ｘ線撮影によりこのマーカの動きを追跡し、患部の位置を特定する方法がとられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−５４３０２号公報
【特許文献２】特開２０１３−７８４７９号公報
【特許文献３】特開２０００−１６７０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、マーカを患部近傍に埋め込む方法は、専用マーカの作製にコストがかかり、手術を伴うため患者の負担も大きくなる課題があった。
また、マーカを患者の体表面に貼り付ける方法は、患者の負担が小さいが、専用の検出カメラや同期装置を別個に設けこれらの精密な位置調整が必要となる等、実施上の制約が厳しくなる課題があった。
【０００７】
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、マーカを使用することなく、変位する患部の追跡を正確に行うことができる動体追跡治療技術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】
【０００８】
本発明の実施形態に係る動体追跡治療装置は、患者の体内を撮像して得た三次元動画像を取得する取得部と、内臓の一部である追尾目標及び患部領域が変位している状態の前記三次元動画像を一定方向から二次元面に投影させた第１投影動画像を生成する第１投影像生成部と、前記第１投影動画像から前記変位する前記患部領域を抽出する患部像抽出部と、前記第１投影動画像から前記変位する前記追尾目標を抽出する追尾目標像抽出部と、前記第１投影動画像において前記変位する前記患部領域の中から選定されたビームの照射ポイントの位置情報を示す第１パラメータを導出する第１パラメータ導出部と、前記第１投影動画像から抽出した前記追尾目標に基づいて別の投影動画像から対応する前記追尾目標を抽出するのに必要な第２パラメータを導出する第２パラメータ導出部と、治療台に載置された前記患者を撮像した第２投影動画像の中から、前記第２パラメータに基づいて前記追尾目標を識別する追尾目標識別部と、前記第２投影動画像の中で変位する前記追尾目標の位相が、前記照射ポイントに前記患部領域が変位して一致する位相条件に合致するか否かを、判定する位相判定部と、前記位相条件に合致するとの判定が得られたタイミングにおいて、前記ビームを照射させるビーム照射部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態により、マーカを使用することなく、変位する患部の追跡を正確に行うことができる動体追跡治療技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る動体追跡治療装置を示すブロック図。
【図２】患者の肺の三次元動画像を二次元面に投影した第１投影動画像を示す図。
【図３】呼吸により変位する追尾目標及び患部領域の軌跡を示すグラフ。
【図４】治療台に載置した患者を撮像した第２投影動画像を示す図。
【図５】本発明の実施形態に係る動体追跡治療方法又は動体追跡治療プログラムを示すフローチャート。
【図６】患者の体内において追尾目標となり得る部分を例示する図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る動体追跡治療装置を示すブロック図。
【図８】第１投影動画像から追尾目標又は患部領域を抽出する際に、これら追尾目標又は患部領域の種別に応じて抽出条件を分類させたテーブル。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように第１実施形態に係る動体追跡治療装置１０は、患者の体内を撮像して得た三次元動画像Ｍを取得する取得部１２と、内臓の一部である追尾目標５１a（図２参照）及び患部領域５２ａが変位している状態の三次元動画像Ｍを一定方向から二次元面に投影させた第１投影動画像（図２）を生成する第１投影像生成部１３と、第１投影動画像（図２）から変位する患部領域５２ａを抽出する患部像抽出部１４ａと、第１投影動画像（図２）から変位する追尾目標５１ａを抽出する追尾目標像抽出部１４ｃと、第１投影動画像（図２）において変位する患部領域５２ａの中から選定されたビームの照射ポイントＧ（図３）の位置情報を示す第１パラメータＰ１を導出する第１パラメータ導出部１５と、第１投影動画像（図２）から抽出した追尾目標５１ａに基づいて別の投影動画像から対応する追尾目標５１ｂ（図４）を抽出するのに必要な第２パラメータＰ２を導出する第２パラメータ導出部１７と、患者４２を載置させ移動してビーム４１の照準を合わせる治療台４３の位置情報Ｑを少なくとも第１パラメータＰ１に基づいて決定する決定部１６と、治療台４３を位置情報Ｑに基づいて移動させた後に撮像した患者４２の第２投影動画像Ｓ（図４）の中から第２パラメータＰ２に基づいて追尾目標５１ｂを識別する追尾目標識別部３１と、第２投影動画像Ｓの中で変位する追尾目標５１ｂの位相が、照射ポイントＧに患部領域５２ｂが変位して一致する位相条件Ｒに合致するか否かを判定する位相判定部３２と、位相条件Ｒに合致するとの判定が得られたタイミングにおいてビーム４１を照射させるビーム照射部３３と、を備えている。
【００１２】
さらに動体追跡治療装置１０は、三次元動画像Ｍから三次元静止像Ｎを抽出する抽出部２１と、三次元静止像Ｎに含まれる患部領域（図示略）を指定する患部指定部２２と、三次元静止像Ｎに含まれる追尾目標（図示略）を指定する追尾目標指定部２３と、三次元静止像Ｎにおいて指定された患部領域及び追尾目標に基づいて三次元動画像Ｍで変位している患部領域（図示略）及び追尾目標（図示略）を検出する指定領域検出部２４と、を備えている。
【００１３】
実施形態に係る動体追跡治療装置１０は、治療装置本体４０及びその制御部３０、並びに制御パラメータ規定部２０Ａ（２０）から構成されている。
なお、粒子線ビームを用いた治療は、動体追跡治療装置１０を使用する工程に入る前に、固定具作成、シミュレーション、ＣＴ撮影、リハーサルなどの前工程を経る。
【００１４】
このうちＣＴ撮影の工程では、Ｘ線ＣＴ装置等で患者の三次元動画像Ｍを撮像し、患部に照射するビーム４１のエネルギー条件が導出される。
さらに、この三次元動画像Ｍは、制御パラメータ規定部２０Ａの取得部１２に送られて、ビーム４１の照準合わせに必要な治療台４３の制御パラメータの一つである第１パラメータＰ１と、追尾目標の認識に必要な第２パラメータＰ２との導出に利用される。
【００１５】
なおここで、三次元動画像Ｍのデータ形式は、特に限定されず、連続的に変化する患部領域５２ａの位置が、時間軸に対して特定できるものであればよい。
したがって、三次元動画像Ｍは、閉ループ軌跡を描く患部領域５２ａの少なくとも一周期分を時間分割して得た複数の三次元静止像の集合体である場合も含まれる。
【００１６】
静止像抽出部２１は、三次元動画像Ｍから、いずれかの時点における一つの三次元静止像Ｎを抽出するものである。この静止像抽出部２１の役割は、変位する追尾目標及び患部領域の輪郭を、静止状態で正確に識別することにある。
患部指定部２２及び追尾目標指定部２３をオペレータが操作して、この三次元静止像Ｎに含まれる患部領域（図示略）及び追尾目標（図示略）を指定する。
【００１７】
ここで、追尾目標は、呼吸に伴う繰り返し変位が患部領域の変位と連動しているものが、指定される必要がある。
具体的には、肺の内部にある患部を治療する場合は、追尾目標として横隔膜を指定することが考えられる。また、追尾目標の指定は、例えば、エッジ検出、輪郭検出、テンプレート・マッチングなどの画像抽出手段を適用することも可能である。
【００１８】
指定領域検出部２４は、三次元静止像Ｎにおいて指定された患部領域及び追尾目標に基づいて、三次元動画像Ｍで変位している患部領域（図示略）及び追尾目標（図示略）を検出する。これにより、三次元空間における患部領域の変位と追尾目標の変位との関連性を正確に把握することができる。
【００１９】
第１投影像生成部１３は、三次元動画像Ｍを一定方向から二次元面に投影させて、図２に示す第１投影動画像を生成するものである。このように第１投影動画像（図２）は、二次元面上で追尾目標５１a及び患部領域５２ａの変位する状態がとらえられる。
なお、第１投影動画像（図２）の投影方向は、後記する第２投影動画像Ｓ（図４）と同じ方向になるように設定される。
【００２０】
患部像抽出部１４ａは、第１投影動画像（図２）において変位する患部領域５２ａを抽出するものである。つまり、この患部領域５２ａは、指定領域検出部２４で検出された患部領域の、三次元空間から二次元面への投影像に対応する。
基準領域抽出部１４ｂは、第１投影動画像（図２）において変位の無い領域を基準領域として抽出するものである。具体的には、呼吸によって変位しない背骨、臓器、その他の輪郭が選択される。この基準領域は、後述する治療台４３の照準合わせを行う際の基準となる。なお、患者４２を載置した治療台４３等、患者４２の身体以外に基準を設ける場合は、この基準領域抽出部１４ｂを省略することもできる。
追尾目標像抽出部１４ｃは、第１投影動画像（図２）において変位する追尾目標５１ａを抽出するものである。つまり、この追尾目標５１ａは、指定領域検出部２４で検出された追尾目標の、三次元空間から二次元面への投影像に対応する。
【００２１】
図３に示すグラフは、第１投影動画像（図２）において、基準領域にＸ−Ｙ固定座標を設定し、呼吸による追尾目標５１ａ及び患部領域５２ａのＹ成分変位（又はＸ成分変位）の時間軸に対する軌跡を示したものである。
このように、追尾目標５１ａ及び患部領域５２ａの変位は、互いに同期しているため、ビーム４１（図１）を患部領域５２ａに照射するポイントＧは、追尾目標５１ａの変位の位相から求めることができる。
なお、図３において、照射ポイントＧを、患部領域５２ａの変位が極小値を示す位置にとったが、これに限定されることはなく、任意の位置を選定することができる。
【００２２】
位相条件解析部２６は、追尾目標５１ａ及び患部領域５２ａの軌跡を対比して、患部領域５２ａの位置が照射ポイントＧに一致するタイミングにおける、追尾目標５１ａの位相条件Ｒを、解析するものである。
これにより、追尾目標５１ａを追跡して位相条件Ｒに合致するタイミングにおいて、ビーム４１の照準が、患部領域５２ａの照射ポイントＧに、合わせられることになる。
【００２３】
第１パラメータ導出部１５は、このように変位する患部領域５２ａの中からビーム４１の照射ポイントＧを選定し、この照射ポイントＧの位置情報を示す第１パラメータＰ１を導出する。この第１パラメータＰ１は、第１投影動画像（図２）内の背骨等の不動領域を基準領域とした座標系で設定されることになる。
【００２４】
第２パラメータ導出部１７は、第１投影動画像（図２）から抽出した追尾目標５１ａに基づいて、別の投影動画像（例えば第２投影動画像Ｓ（図４））から対応する追尾目標５１ｂを抽出するのに必要な第２パラメータＰ２を、導出するものである。
つまり、この第２パラメータＰ２は、二次元画像における概略の位置情報、概略の形状情報、概略の軌跡情報に基づいて、この二次元画像内で変位しているオブジェクト領域を特定するものである。
【００２５】
治療台位置情報決定部１６は、ビーム照射ポート４４の方向が患者４２の照射ポイントＧに交わるように、治療装置本体４０における治療台４３の位置を表す位置情報Ｑを決定するものである。この位置情報Ｑは、第１投影動画像（図２）内の基準領域（背骨等）を基準にとる座標系と治療台４３を移動させる移動部３５の座標系との相関がとれれば、第１パラメータＰ１に基づいて決定することができる。
【００２６】
具体的には、治療装置本体４０に設けられた二対のＸ線照射部４５（４５ａ，４５ｂ）及びＸ線検出部４６（４６ａ，４６ｂ）により患者４２の投影静止像Ｔを撮像する。そして、この投影静止像Ｔから、対応する基準領域（背骨等）を抽出することにより、基準領域（背骨等）の座標系を、移動部３５の座標系に組み込むことができる。
つまり、患者４２を載せて治療台４３を移動させ仮位置決めした後で、第２投影像撮像部３６は、投影静止像Ｔを撮像する。そして、この投影静止像Ｔを、治療台位置情報決定部１６に送り、第１パラメータＰ１に基づいて治療台４３の位置情報Ｑを決定させる。
なお、この治療台４３等、患者４２の身体以外に基準を設けた場合は、この投影静止像Ｔの撮像を省略することもできる。
【００２７】
治療台移動部３５は、位置情報Ｑに基づき治療台４３を移動して、載置された患者４２の照射ポイントＧにビーム４１の照準を合わせるものである。
また必要に応じて、この位置情報Ｑに基づき治療台４３を移動した後で、投影静止像Ｔを再度撮像し、基準領域（背骨等）の位置からずれ量を導きだし、再移動により調整する。
【００２８】
このように治療装置本体４０において、患者４２を載置した治療台４３の位置を確定させた後は、治療台移動部３５を動作させること無く、第２投影像撮像部３６を動作させ、第２投影動画像Ｓの撮像を開始する。
追尾目標識別部３１は、第２パラメータＰ２を取得して、撮像中の第２投影動画像Ｓの中から追尾目標５１ｂを識別し、その軌跡を監視する。
なお、第２投影動画像Ｓ（図４）は、第１投影動画像（図２）と比べて、低解像度であるために、患部領域５２ｂを十分に識別することができない。
【００２９】
位相判定部３２は、第２投影動画像Ｓの中で変位する追尾目標５１ｂの位相が、位相条件Ｒに合致するか否かを判定する。
ここで、追尾目標５１ｂの位相が位相条件Ｒに合致していれば、第２投影動画像Ｓでは識別が困難な患部領域５２ｂの照射ポイントＧに、ビーム４１の照準が合うことになる。
【００３０】
ビーム照射部３３は、監視されている追尾目標５１ｂの位相が、位相条件Ｒに合致するとの判定が得られたタイミングにおいて、ビーム４１を照射する。
この照射されたビーム４１は、照射ポイントＧに変位した患部領域５２ｂの位置においてブラッグピークを発生させ、この患部領域５２ｂにある細胞を死滅させる。
【００３１】
図５のフローチャートに基づいて実施形態に係る動体追跡治療方法及び動体追跡治療プログラムについて説明する。
Ｘ線ＣＴ装置等で、患者の体内を撮像した三次元動画像を取得し（Ｓ１１）、この三次元動画像から患部領域及び追尾目標を指定する（Ｓ１２）。
変位している追尾目標及び患部領域が識別状態にある三次元動画像を一定方向から二次元面に投影させて第１投影動画像（図２）を生成する（Ｓ１３）。
【００３２】
この第１投影動画像（図２）から、変位している患部領域５２ａ及び追尾目標５１ａを抽出する（Ｓ１４）。
抽出された患部領域５２ａの中からビームの照射ポイントを設定し（Ｓ１５）、この照射ポイントの位置情報を示す第１パラメータＰ１を導出する（Ｓ１６）。
【００３３】
他方において、抽出された追尾目標５１ａに基づいて、後に撮像する第２投影動画像Ｓから対応する追尾目標５１ｂを抽出するのに必要な、第２パラメータを導出する（Ｓ１７）。
さらに、患部領域５２ａが照射ポイントに一致するタイミングにおける追尾目標５１ａの位相条件を解析する（Ｓ１８）。
【００３４】
患者４２を治療台４３に載置させた後に（Ｓ１９）、治療台４３をビーム照射ポート４４の直下に移動させ仮位置決めを行う（Ｓ２０）。そして、患者４２の投影静止像Ｔを撮像し（Ｓ２１）、この投影静止像Ｔと第１パラメータＰ１に基づいて、患者４２の照射ポイントにビーム４１の照準を合致させる治療台の位置情報Ｑを決定する（Ｓ２２）。
そして、この位置情報Ｑに基づいて治療台４３を移動させ、本位置決めを行う（Ｓ２３）。
【００３５】
治療台４３に載置した患者４２の第２投影動画像Ｓの撮像を開始する（Ｓ２４）。この第２投影動画像Ｓの中から、第２パラメータに基づいて追尾目標５１ｂを、識別し追跡する（Ｓ２５）。
追尾目標５１ｂの位相が位相条件に合致するか否かを判定し（Ｓ２６ Ｎｏ／Ｙｅｓ）、合致していれば、そのタイミングでビーム４１を照射する（Ｓ２７）。
【００３６】
（第２実施形態）
図６は、患者４２の体内において追尾目標５１（５１ｐ，５１ｑ，５１ｒ）となり得る部分を例示している。第１実施形態においては、横隔膜を追尾目標５１ａ（図２）とした場合を例示して説明したが、選択される追尾目標は、患部領域５２と連動して変位する箇所であれば、特に限定されない。
【００３７】
呼吸と共に連動して動く体内部位としては、肺の一部（符号５１ｐ）、肝臓の一部（符号５１ｑ）、肋骨（符号５１ｒ）などが挙げられる。
また、追尾目標５１として選択される体内部位は、いずれか一つに限定されることはなく、複数を選択することができる。
【００３８】
そこで、第２実施形態において追尾目標指定部２３（図１）は、追尾目標５１を、患者４２の体内のそれぞれ異なる位置に複数設定することができることとする。
そして、追尾目標像抽出部１４ｃは、第１投影動画像に含まれる複数の追尾目標５１（５１ｐ，５１ｑ，５１ｒ）のそれぞれを抽出する。
【００３９】
さらに、第２パラメータ導出部１７では、複数の追尾目標５１（５１ｐ，５１ｑ，５１ｒ）のそれぞれに対応する複数の第２パラメータＰ２を導出する。
また、位相条件解析部２６は、追尾目標５１（５１ｐ，５１ｑ，５１ｒ）の各々及び患部領域５２ａの軌跡を対比する。そして、患部領域５２ａの位置が照射ポイントＧに一致するタイミングにおける、追尾目標５１（５１ｐ，５１ｑ，５１ｒ）の各々に関する複数の位相条件Ｒを、解析する。
【００４０】
そして、追尾目標識別部３１では、複数の第２パラメータＰ２に基づいて対応する複数の追尾目標５１を識別する。位相判定部３２では、識別された複数の追尾目標５１の位相をそれぞれ独立に監視して、それぞれにおいて位相条件Ｒの判定を行い、ビーム４１を照射するタイミングを決定する。
【００４１】
（第３実施形態）
次に図７を参照して本発明における第３実施形態について説明する。なお、図７において図１と共通の構成又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。
第３実施形態に係る動体追跡治療装置は、第１実施形態（図１）における静止像抽出部２１、患部指定部２２、追尾目標指定部２３及び指定領域検出部２４を廃止して、制御パラメータ規定部２０Ｂ（２０）において抽出条件登録部２７を備え、さらにパラメータ登録部３４を備えている。
【００４２】
抽出条件登録部２７は、図８に示すように、第１投影動画像（図２）から追尾目標５１又は患部領域５２を抽出する条件を、これら追尾目標又は患部の種別に応じて分類して登録するものである。
そして、いずれの患部領域５２を採用するかについて、チェックボックスの許可／不許可を選択することにより、決定することができる。また、複数の患部領域５２を採用する場合は、対応する複数のチェックボックスを許可に選択する。
【００４３】
さらに、画像処理方法についても、例えば、抽出条件にエッジ検出１が設定されている場合、事前処理としてノイズ除去１を行ってから、エッジ検出１を行い、細線化処理を実施する等のように、それぞれの追尾目標５１（５１ｂ，５１ｐ，５１ｑ，５１ｒ）に対して設定することが可能である。
さらに、記載を省略しているが、これらの画像処理方法として、平準化、ＬＯＧフィルタ、微分検出などの一般的な方法や、体内部位に特化して特定の部分だけを画像上から除去、抽出するような処理も設定することが可能である。
【００４４】
パラメータ登録部３４は、追尾目標５１の種別に応じて分類された第２パラメータＰ２を登録するものである。
このように、第２パラメータＰ２を登録しておけば、別の患者４２の治療においても、新規に第２パラメータＰ２を抽出する必要はなく、第２パラメータＰ２を使いまわしすることができる。
【００４５】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の動体追跡治療装置によれば、内臓の一部を追尾目標とすることにより、呼吸等によって変位する患部領域にビームを照射するための照準合わせを、マーカを使用することなく、正確に行うことが可能となる。
【００４６】
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、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。
また、動体追跡治療装置の構成要素は、コンピュータのプロセッサで実現することも可能であり、動体追跡治療プログラムにより動作させることが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…動体追跡治療装置、１２…三次元動画像取得部（取得部）、１３…投影像生成部、１４ａ…患部像抽出部、１４ｂ…基準領域抽出部、１４ｃ…追尾目標像抽出部、１５…パラメータ導出部、１６…治療台位置情報決定部（決定部）、１７…パラメータ導出部、２０（２０Ａ，２０Ｂ）…制御パラメータ規定部、２１…静止像抽出部、２２…患部指定部、２３…追尾目標指定部、２４…指定領域検出部、２６…位相条件解析部、２７…抽出条件登録部、３０…制御部、３１…追尾目標識別部、３２…位相判定部、３３…ビーム照射部、３４…パラメータ登録部、３５…治療台移動部（移動部）、３６…投影像撮像部、４０…治療装置本体、４１…ビーム、４２…患者、４３…治療台、４４…ビーム照射ポート、４５（４５ａ，４５ｂ）…Ｘ線照射部、４６（４６ａ，４６ｂ）…Ｘ線検出部、５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｐ，５１ｑ，５１ｒ）…追尾目標、５２（５２ａ，５２ｂ）…患部領域、Ｍ…三次元動画像、Ｎ…三次元静止像、Ｐ１…第１パラメータ、Ｐ２…第２パラメータ、Ｑ…位置情報、Ｒ…位相条件、Ｓ…第２投影動画像、Ｔ…投影静止像。
【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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