(57)【要約】  一定時間毎に連続して収集される画像８１から、マーカＭを含む画像を取得し、このマーカＭを含む画像に対して、テンプレート画像記憶部に予め記憶された第１テンプレート画像８５ａを利用してテンプレートマッチングを行う。そして、テンプレートマッチング部により特定したパターンマッチング後のマーカＭを含む画像を第２テンプレート画像８５ｂとして切り出し、記憶させる。次に、一定時間毎に連続して収集される次の画像８２から、マーカＭを含む画像を取得する。しかる後、このマーカＭを含む画像に対して、その直前にテンプレート画像記憶部に記憶された第２テンプレート画像８５ｂを利用して、テンプレートマッチングを行う。２回目のテンプレートマッチングが完了すれば、テンプレートマッチング部により特定したパターンマッチング後のマーカＭを含む画像を、次の第２テンプレート画像として切り出し、記憶させる。次のテンプレートマッチングには、新たに記憶された第２テンプレート画像が利用される。
2015011816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備え、前記被検者の体内に留置されたマーカを含む画像あるいは前記被検者の特定部位を含む画像を収集することにより、前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するＸ線透視装置であって、
前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を、テンプレート画像として記憶するテンプレート画像記憶部と、
連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶されたテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するテンプレートマッチング部と、
前記テンプレートマッチング部により特定した前記マーカまたは前記特定部位を含む画像をテンプレート画像として切り出し、前記テンプレート画像記憶部に記憶させるテンプレート切り出し部と、を備え、
前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、その画像が収集される以前に収集された画像から切り出され、前記テンプレート画像記憶部に記憶されたテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことを特徴とする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、
前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、その画像が収集される直前に収集された画像から切り出されたテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＸ線透視装置において、
前記テンプレート画像記憶部には、連続して収集される画像から切り出された複数のテンプレート画像が記憶されており、
前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶された複数のテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線透視装置において、
前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶された複数のテンプレート画像のうち、その画像の収集時期に近い時期に収集された画像から切り出されたテンプレート画像を優先的に利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視装置。
【請求項５】
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、前記被検者の体内に留置されたマーカを含む画像あるいは前記被検者の特定部位を含む画像を収集することにより、前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するＸ線透視方法であって、
前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を、第１テンプレート画像として記憶するテンプレート画像記憶工程と、
連続して収集される画像に対して、前記第１テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定する第１テンプレートマッチング工程と、
前記第１テンプレートマッチング工程において特定した前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を切り出し、第２テンプレート画像として記憶するテンプレート切り出し工程と、
連続して収集される画像に対して、前記第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、前記連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定する第２テンプレートマッチング工程と、
を備えることを特徴とするＸ線透視方法。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線透視方法において、
前記テンプレート切り出し工程と前記第２テンプレートマッチング工程とは、連続して収集される画像に対して複数回実行され、
前記第２テンプレートマッチング工程においては、連続して収集される画像に対して、その画像が収集される直前に収集された画像から切り出された第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視方法。
【請求項７】
請求項５に記載のＸ線透視方法において、
前記テンプレート切り出し工程と前記第２テンプレートマッチング工程とは、連続して収集される画像に対して複数回実行され、
前記第２テンプレートマッチング工程においては、連続して収集される画像に対して、複数の第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視装置。
【請求項８】
請求項７に記載のＸ線透視方法において、
連続して収集される画像に対して、複数の第２テンプレート画像のうち、その画像の収集時期に近い時期に収集された画像から切り出された第２テンプレート画像を優先的に利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検者の体内に留置されたマーカを含む画像あるいは被検者の特定部位を含む画像をＸ線検出器により連続して検出して収集することにより、マーカまたは特定部位の位置を特定するための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線や電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、腫瘍のそばに金製のマーカを配置し、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埋め込まれたマーカを検出して透視画像を収集し、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線透視を行うことによって、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することができ、この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したテンプレートマッチングが実行される。【０００４】
図１１は、従来のテンプレートマッチング動作を示す説明図である。【０００５】
テンプレートマッチングのためには、最初に、マーカＭに対応するテンプレートを準備する。この場合においては、マーカＭを含む被検者の画像７０を撮影する。そして、この画像７０からマーカＭ部分を抽出して、テンプレート画像７１を得る。透視時においては、一定のフレームレートで収集した被検者の画像７２におけるマーカＭが存在する領域７３に対して、テンプレート画像７１を利用してテンプレートマッチングを行い、マーカＭの位置を特定する。【０００６】
このような放射線治療装置において使用されるマーカＭは、従来、その形状が球状のものが使用されている。すなわち、一定のフレームレートで収集された被検者の画像７２に対して、テンプレート画像７１を利用してテンプレートマッチングを実行するときには、球状のマーカＭを使用することにより、マーカＭをどの方向から撮影しても円形の画像となることから、テンプレート画像として円形のものだけを準備すればよく、テンプレートマッチングを効率的に実行することができるためである。【０００７】
一方、球状のマーカＭは、被検者の体内に留置しにくいという問題がある。すなわち、球状のマーカＭを使用した場合においては、その形状から、内臓に対して滑りやすく引っ掛かりにくい特性を有することから、一旦、体内に留置しても留置箇所から脱落しやすい。このため、脱落が生じることを予想して、予め多数個のマーカＭを体内に留置し、脱落しなかったマーカＭを利用することも行われている。しかしながら、この場合には、多数のマーカＭを留置するために無駄な費用が発生し、また、留置のための施術時間が長くなることから、被検者に負担をかけるという問題も生ずる。【０００８】
このため、近年、コイル状など、非球形のマーカも提案されている（特許文献２および特許文献３参照）。これらの特許文献２および特許文献３に記載の装置においては、マーカを含む画像を利用してテンプレートマッチングを実行している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３０５３３８９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３４９３２号公報
【特許文献３】特開２０１２−１７０７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に記載されたように、例えば、コイル状のマーカを使用した場合には、このマーカを被検者の体内に安定して留置することが可能となる。しかしながら、コイル状等の非球形のマーカを使用した場合には、マーカの撮影角度により認識される形状が異なることから、マーカを撮影した画像を利用してテンプレートを作成しても、これをテンプレートマッチングに利用できないという問題が生ずる。【００１１】
これは、患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、マーカを省略するようにした場合においても、同様に生ずる問題である。【００１２】
また、上述した問題点とは別に、球形のマーカあるいは非球形のマーカのいずれを使用する場合であっても、マーカを含む画像を利用してテンプレート画像を作成する場合においては、被検者の体内構造物である骨部がマーカとともに撮影されたときに、テンプレートマッチングが正確に実行し得ないという問題が生ずる。すなわち、マーカとともに骨部が撮影された場合には、連続して収集される画像毎にマーカのコントラスト等が異なることになり、単一のマーカを使用してテンプレートマッチングを実行しても、マッチングが行えない場合が生ずる。【００１３】
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、非球形のマーカを使用した場合や、マーカに変えて患者の特定部位を使用する場合、あるいは、マーカが骨部等の体内構造物と一緒に撮影される場合であっても、テンプレートマッチングによりマーカまたは特定部位を適確に認識することができ、マーカまたは特定部位の位置を正確に特定することが可能な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】
【００１４】
第１の発明では、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備え、前記被検者の体内に留置されたマーカを含む画像あるいは前記被検者の特定部位を含む画像を収集することにより、前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するＸ線透視装置であって、前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を、テンプレート画像として記憶するテンプレート画像記憶部と、連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶されたテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するテンプレートマッチング部と、前記テンプレートマッチング部により特定した前記マーカまたは前記特定部位を含む画像をテンプレート画像として切り出し、前記テンプレート画像記憶部に記憶させるテンプレート切り出し部と、を備え、前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、その画像が収集される以前に収集された画像から切り出され、前記テンプレート画像記憶部に記憶されたテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行う。【００１５】
第２の発明では、前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、その画像が収集される直前に収集された画像から切り出されたテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行する。【００１６】
第３の発明では、前記テンプレート画像記憶部には、連続して収集される画像から切り出された複数のテンプレート画像が記憶されており、前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶された複数のテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行する。【００１７】
第４の発明では、前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶された複数のテンプレート画像のうち、その画像の収集時期に近い時期に収集された画像から切り出されたテンプレート画像を優先的に利用してテンプレートマッチングを実行する。【００１８】
第５の発明では、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、前記被検者の体内に留置されたマーカを含む画像あるいは前記被検者の特定部位を含む画像を収集することにより、前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するＸ線透視方法であって、前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を、第１テンプレート画像として記憶するテンプレート画像記憶工程と、連続して収集される画像に対して、前記第１テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定する第１テンプレートマッチング工程と、前記第１テンプレートマッチング工程において特定した前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を切り出し、第２テンプレート画像として記憶するテンプレート切り出し工程と、連続して収集される画像に対して、前記第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、前記連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定する第２テンプレートマッチング工程と、を備える。【００１９】
第６の発明では、前記テンプレート切り出し工程と前記第２テンプレートマッチング工程とは、連続して収集される画像に対して複数回実行され、前記第２テンプレートマッチング工程においては、連続して収集される画像に対して、その画像が収集される直前に収集された画像から切り出された第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行する。【００２０】
第７の発明では、前記テンプレート切り出し工程と前記第２テンプレートマッチング工程とは、連続して収集される画像に対して複数回実行され、前記第２テンプレートマッチング工程においては、連続して収集される画像に対して、複数の第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行する。【００２１】
第８の発明では、連続して収集される画像に対して、複数の第２テンプレート画像のうち、その画像の収集時期に近い時期に収集された画像から切り出された第２テンプレート画像を優先的に利用してテンプレートマッチングを実行する。
【発明の効果】
【００２２】
第１および第５の発明によれば、非球形のマーカを使用した場合や患者の特定部位を使用した場合、あるいは、マーカが体内構造物と一緒に撮影される場合であっても、テンプレートマッチングによりマーカまたは特定部位を適確に認識することができ、マーカまたは特定部位の位置を正確に特定することが可能となる。【００２３】
第２および第６の発明によれば、収集された画像と近似すると考えられる直前に収集された画像から切り出されたテンプレート画像を利用することから、テンプレートマッチングを正確かつ迅速に実行することが可能となる。【００２４】
第３および第７の発明によれば、複数のテンプレート画像を利用することから、テンプレートマッチング時のマッチングミスが生ずる可能性を低減することが可能となる。【００２５】
第４および第８の発明によれば、収集時期が近い時期の画像から切り出されたテンプレート画像を優先して利用することから、テンプレートマッチングを迅速かつ効率的に実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係るＸ線透視装置を適用した放射線治療装置の斜視図である。
【図２】放射線治療装置におけるヘッド５５およびヘッド支持部５４の揺動動作を示す説明図である。
【図３】第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂが、各々、第１透視位置に配置された状態を示す説明図である。
【図４】第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂが、各々、第１透視位置および第２透視位置に配置された状態を示す説明図である。
【図５】第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂが、各々、第２透視位置に配置された状態を示す説明図である。
【図６】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７】この発明のＸ線透視装置による第１実施形態に係るテンプレートマッチング動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明のＸ線透視装置による第１実施形態に係るテンプレートマッチング動作を示す説明図である。
【図９】この発明のＸ線透視装置による第２実施形態に係るテンプレートマッチング動作を示す説明図である。
【図１０】この発明のＸ線透視装置による第３実施形態に係るテンプレートマッチング動作を示す説明図である。
【図１１】従来のテンプレートマッチング動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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線透視装置を適用した放射線治療装置の斜視図である。また、図２は、放射線治療装置におけるヘッド５５およびヘッド支持部５４の揺動動作を示す説明図である。
【００２８】
この放射線治療装置は、撮影台５６上で横たわった被検者５７の患部に対してＸ線や電子線等の放射線を照射して放射線治療を行うためのものであり、治療室の床面５１上に設置されたガントリー５３と、このガントリー５３に対して水平方向を向く軸を中心として揺動するヘッド支持部５４と、このヘッド支持部５４に支持され、被検者５７に向けて放射線を照射するためのヘッド５５とを備える。ヘッド支持部５４の揺動動作により、ヘッド５５は、被検者５７の患部に対して、様々な角度から放射線を照射することが可能となる。
【００２９】
放射線治療時においては、放射線を患部に正確に照射する必要がある。このため、患部付近には、マーカが設置される。そして、第１Ｘ線透視機構と第２Ｘ線透視機構とを使用して体内に埋め込まれたマーカを連続的に透視して、第１Ｘ線透視機構と第２Ｘ線透視機構により得た二次元の透視画像からマーカの三次元の位置情報を演算することで、マーカを高精度で検出する構成となっている。
【００３０】
このような透視を実行するためのこの発明に係るＸ線透視装置は、第１Ｘ線管１ａと第１Ｘ線検出器２ａとから成る第１Ｘ線透視機構と、第２Ｘ線管１ｂと第２Ｘ線検出器２ｂとから成る第２Ｘ線透視機構と、これらの第１Ｘ線管１ａと第１Ｘ線検出器２ａとを互いに対向配置される後述する第１透視位置および第２透視位置に移動させるとともに、第２Ｘ線管１ｂと第２Ｘ線検出器２ｂとを互いに対向配置される第１透視位置および第２透視位置に移動させる移動機構とを備える。なお、第１Ｘ線検出器２ａおよび第２Ｘ線検出器２ｂとしては、例えば、イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）やフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）が使用される。
【００３１】
第１Ｘ線管１ａは、Ｘ線管用第１台座３ａに支持されている。また、第２Ｘ線管１ｂは、Ｘ線管用第２台座３ｂに支持されている。撮影室の床面５１に形成された凹部の底面５２には、二つの直線部を円弧部を含む連結部により接続した略Ｕ字状のＸ線管用の第１レール２１と、このＸ線管用の第１レール２１と同様二つの直線部を円弧部を含む連結部により接続した略Ｕ字状のＸ線管用の第２レール２２とが配設されている。これらのＸ線管用の第１レール２１およびＸ線管用の第２レール２２は、互いに平行に配置されている。そして、Ｘ線管用第１台座３ａおよびＸ線管用第２台座３ｂは、これらのＸ線管用の第１レール２１および第２レール２２により案内されて、後述する第１透視位置および第２透視位置に移動する。
【００３２】
同様に、第１Ｘ線検出器２ａは、Ｘ線検出器用第１台座４ａに支持されている。また、第２Ｘ線検出器２ｂは、Ｘ線検出器用第２台座４ｂに支持されている。撮影室の天井からは、二つの直線部を円弧部を含む連結部により接続した略Ｕ字状のＸ線検出器用の第１レール１１と、このＸ線検出器用の第１レール１１と同様二つの直線部を円弧部を含む連結部により接続した略Ｕ字状のＸ線検出器用の第２レール１２とが吊下されている。これらのＸ線検出器用の第１レール１１およびＸ線検出器用の第２レール１２は、互いに平行に配置されている。そして、Ｘ線検出器用第１台座４ａおよびＸ線検出器用第２台座４ｂは、これらのＸ線検出器用の第１レール１１および第２レール１２により案内されて、後述する第１透視位置および第２透視位置に移動する。
【００３３】
図３、図４および図５は、第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂが、各々、第１透視位置および第２透視位置に配置された状態を示す説明図である。
【００３４】
このＸ線透視装置は、予め設定された三つのポジションにおいて、被検者５７を互いに異なる二方向から透視する構成を有する。図３は、第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂが、第１のポジションにおいて、被検者５７を互いに異なる二方向から透視する状態を示し、図４は、第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂが、第２のポジションにおいて、被検者５７を互いに異なる二方向から透視する状態を示し、図５は、第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂが、第３のポジションにおいて、被検者５７を互いに異なる二方向から透視する状態を示している。
【００３５】
このように、このＸ線透視装置は、三つのポジションにおいて被検者５７を互いに異なる二方向から透視する構成であることから、図２に示すように、放射線治療装置におけるヘッド５５が、被検者５７に対して様々な角度から放射線を照射する場合においても、ヘッド５５の移動に支障を来すことなくＸ線透視を実行することが可能となる。そして、このような三つのポジションにおいては、第１Ｘ線管１ａと第２Ｘ線管１ｂ、また、第１Ｘ線検出器２ａおよび第２Ｘ線検出器２ｂは、予め設定された第１透視位置または第２透視位置のいずれかの一方の位置に配置されることになる。
【００３６】
なお、図３に示す第１のポジションにおいては、第１Ｘ線管１ａは第１透視位置に、第２Ｘ線管１ｂは第１透視位置に、第１Ｘ線検出器２ａは第１透視位置に、第２Ｘ線検出器２ｂは第１透視位置に、各々、配置される。図４に示す第２のポジションにおいては、第１Ｘ線管１ａは第２透視位置に、第２Ｘ線管１ｂは第１透視位置に、第１Ｘ線検出器２ａは第２透視位置に、第２Ｘ線検出器２ｂは第１透視位置に、各々、配置される。図５に示す第３のポジションにおいては、第１Ｘ線管１ａは第２透視位置に、第２Ｘ線管１ｂは第２透視位置に、第１Ｘ線検出器２ａは第２透視位置に、第２Ｘ線検出器２ｂは第２透視位置に、各々、配置される。
【００３７】
Ｘ線管用第１台座３ａおよびＸ線管用第２台座３ｂが、Ｘ線管用の第１レール２１および第２レール２２により構成される移動経路２０に沿って移動することにより、第１Ｘ線管１ａおよび第２Ｘ線管１ｂが、各々、第１透視位置および第２透視位置に配置される。また、Ｘ線検出器用第１台座４ａおよびＸ線検出器用第２台座４ｂが、Ｘ線検出器用の第１レール１１および第２レール１２により構成される移動経路１０に沿って移動することにより、第１Ｘ線検出器２ａおよび第２Ｘ線検出器２ｂが、各々、第１透視位置および第２透視位置に配置される。
【００３８】
図６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。
【００３９】
このＸ線透視装置は、装置全体を制御する制御部６１を有する。この制御部６１は、後述するように、一定時間毎に連続して収集される被検者５７の画像に対して、第１テンプレート画像および第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、一定時間毎に連続して収集される被検者５７の画像におけるマーカまたは腫瘍の位置をリアルタイムで特定するテンプレートマッチング部６２を備える。また、この制御部６１は、テンプレートマッチング部６２により特定したマーカまたは腫瘍を含む画像を第２テンプレート画像として切り出して記憶させるテンプレート切り出し部６３を備える。また、この制御部６１は、透視画像を表示するための液晶表示パネル等からなる表示部６６と接続されている。また、この制御部６１は、記憶部６４とも接続されている。この記憶部６４は、第１テンプレート画像および第２テンプレート画像を記憶するテンプレート画像記憶部６５を含む。
【００４０】
制御部６１は、上述した第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂと接続されている。また、この制御部６１は、上述したＸ線管用第１台座３ａ、Ｘ線管用第２台座３ｂ、Ｘ線検出器用第１台座４ａおよびＸ線検出器用第２台座４ｂを駆動するための図示しない駆動部と接続されている。さらに、この制御部６１は、図１に示す放射線治療装置とも接続されている。
【００４１】
次に、この発明の特徴部分であるテンプレートマッチング動作について説明する。 図７は、この発明のＸ線透視装置による第１実施形態に係るテンプレートマッチング動作を示すフローチャートである。また、図８は、この発明のＸ線透視装置による第１実施形態に係るテンプレートマッチング動作を示す説明図である。なお、この第１実施形態においては、マーカＭとして非球形のものを使用している。
【００４２】
テンプレートマッチングを行うためには、最初に、マーカＭに対応するテンプレートを作成する。この場合においては、図３、図４、図５に示すいずれかのポジションに第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂを配置して、被検者５７を撮影することにより、マーカＭを含む画像８０を取得する（ステップＳ１）。そして、このマーカＭを含む画像８０から、マーカＭ部分を切り出して、第１テンプレート画像８５ａを得る（ステップＳ２）。この第１テンプレート画像８５ａは、図６に示すテンプレート画像記憶部６５に記憶される（ステップＳ３）。なお、この工程は、図１１に示す従来のテンプレートマッチングと同様である。
【００４３】
以上の準備が完了すれば、透視を開始し（ステップＳ４）、被検者５７に対する治療を行う。このときには、この発明に係るＸ線透視装置によりマーカＭの位置を検出し、このマーカＭの位置に基づいて、被検者５７の患部に対して照射する放射線の位置を調整する。
【００４４】
このときには、３０ｆｐｓ程度のフレームレートでマーカＭを含む領域に対して透視を行う。そして、図８に示すように、一定時間毎に連続して収集される画像８１から、マーカＭを含む画像を取得する（ステップＳ５）。しかる後、図６に示すテンプレートマッチング部６２により、このマーカＭを含む画像に対して、テンプレート画像記憶部６５に予め記憶された第１テンプレート画像８５ａを利用してテンプレートマッチングを行う（ステップＳ６）。
【００４５】
なお、画像８１は、上述したように、３０ｆｐｓ程度のフレームレートで一定時間毎に連続して収集される。透視を実行しているときにこのフレームレートが変更となった場合には、画像８１を連続して収集する時間間隔が変更される。
【００４６】
最初のテンプレートマッチングが完了すれば、図６に示すテンプレート切り出し部６３により、テンプレートマッチング部６２により特定したパターンマッチング後のマーカＭを含む画像を第２テンプレート画像８５ｂとして切り出し（ステップＳ７）、テンプレート画像記憶部６５に記憶させる（ステップＳ８）。
【００４７】
治療を継続する場合においては（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻り、一定時間毎に連続して収集される次の画像８２から、マーカＭを含む画像を取得する（ステップＳ５）。しかる後、図６に示すテンプレートマッチング部６２により、このマーカＭを含む画像に対して、その直前にテンプレート画像記憶部６５に記憶された第２テンプレート画像８５ｂを利用して、テンプレートマッチングを行う（ステップＳ６）。
【００４８】
２回目のテンプレートマッチングが完了すれば、図６に示すテンプレート切り出し部６３により、テンプレートマッチング部６２により特定したパターンマッチング後のマーカＭを含む画像を、次の第２テンプレート画像として切り出し（ステップＳ７）、テンプレート画像記憶部６５に記憶させる（ステップＳ８）。次のテンプレートマッチングには、２回目のテンプレートマッチングを実行した後に新たに記憶された第２テンプレート画像が利用される。同様に、３回目のテンプレートマッチングが完了した後には、このテンプレートマッチング後に作成され、記憶された第２テンプレート画像が、次のテンプレートマッチングに使用される。それ以降についても、これらと同様の動作が繰り返して実行される。
【００４９】
このような動作を繰り返し、必要な治療が終了すれば（ステップＳ９）、処理を終了する。
【００５０】
なお、上述したステップＳ５〜ステップＳ８を繰り返し実行した場合には、第２テンプレート画像が、その繰り返し回数に応じた数だけ作成され、テンプレート画像記憶部６５に記憶される。上述した実施形態においては、テンプレート画像記憶部６５に記憶される複数の第２テンプレート画像のうち、マーカを含む画像が収集された直前に収集された画像から切り出された第２テンプレート画像を、テンプレートマッチングに利用している。これは、直前に収集されたマーカＭの画像は、その直後に収集されたマーカＭの画像と、最も類似すると考えられるためである。
【００５１】
このとき、他の実施形態として、一定時間毎に連続して収集される画像８１、８２、８３・・・に対して、テンプレート画像記憶部６５に記憶される複数の第２テンプレート画像を順次マッチングさせることにより、テンプレートマッチングを実行するようにしてもよい。この場合においては、複数の第２テンプレート画像のいずれかが一定時間毎に収集された画像のマーカＭの画像とマッチングする可能性が高いことから、テンプレートマッチング時のマッチングミスが生ずる可能性を低減することが可能となる。
【００５２】
このようにテンプレート画像記憶部６５に記憶される複数の第２テンプレート画像を順次マッチングさせる場合においては、テンプレート画像記憶部６５に記憶された複数の第２テンプレート画像のうち、対象となる画像の収集時期に近い時期に収集された画像から切り出された第２テンプレート画像を優先的に利用してテンプレートマッチングを実行することが好ましい。このような構成を採用することにより、撮影されたマーカＭの形状が類似する可能性が高い収集時期が近い時期の画像から切り出されたテンプレート画像を優先して利用することから、テンプレートマッチングを迅速かつ効率的に実行することが可能となる。
【００５３】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図９は、この発明のＸ線透視装置による第２実施形態に係るテンプレートマッチング動作を示す説明図である。なお、この実施形態においては、マーカＭとして球形のものを使用している。ただし、第１実施形態と同様、非球形のマーカＭを使用してもよい。
【００５４】
この第２実施形態においては、マーカＭに対応するテンプレートを作成するときに、マーカＭと、被検者５７における体内構造物である骨部Ｂとを同時に撮影する。この場合においては、図３、図４、図５に示すいずれかのポジションに第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂを配置して、被検者５７を撮影することにより、マーカＭを含む画像９０を取得する（ステップＳ１）。そして、このマーカＭを含む画像９０から、マーカＭ部分を切り出して、第１テンプレート画像９５ａを得る（ステップＳ２）。この第１テンプレート画像９５ａは、図６に示すテンプレート画像記憶部６５に記憶される（ステップＳ３）。
【００５５】
以上の準備が完了すれば、透視を開始し（ステップＳ４）、被検者５７に対する治療を行う。このときには、この発明に係るＸ線透視装置によりマーカＭの位置を検出し、このマーカＭの位置に基づいて、被検者５７の患部に対して照射する放射線の位置を調整する。
【００５６】
このときには、３０ｆｐｓ程度のフレームレートでマーカＭを含む領域に対して透視を行う。そして、図９に示すように、一定時間毎に連続して収集される画像９１から、マーカＭと骨部Ｂとを含む画像を取得する（ステップＳ５）。しかる後、図６に示すテンプレートマッチング部６２により、このマーカＭを含む画像に対して、テンプレート画像記憶部６５に予め記憶された第１テンプレート画像９５ａを利用してテンプレートマッチングを行う（ステップＳ６）。
【００５７】
最初のテンプレートマッチングが完了すれば、図６に示すテンプレート切り出し部６３により、テンプレートマッチング部６２により特定したパターンマッチング後のマーカＭと骨部Ｂとを含む画像を第２テンプレート画像９５ｂとして切り出し（ステップＳ７）、テンプレート画像記憶部６５に記憶させる（ステップＳ８）。
【００５８】
治療を継続する場合においては（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻り、一定時間毎に連続して収集される次の画像９２から、マーカＭと骨部Ｂとを含む画像を取得する（ステップＳ５）。しかる後、図６に示すテンプレートマッチング部６２により、このマーカＭと骨部Ｂとを含む画像に対して、その直前にテンプレート画像記憶部６５に記憶された第２テンプレート画像９５ｂを利用して、テンプレートマッチングを行う（ステップＳ６）。
【００５９】
２回目のテンプレートマッチングが完了すれば、図６に示すテンプレート切り出し部６３により、テンプレートマッチング部６２により特定したパターンマッチング後のマーカＭと骨部Ｂとを含む画像を、次の第２テンプレート画像として切り出し（ステップＳ７）、テンプレート画像記憶部６５に記憶させる（ステップＳ８）。次のテンプレートマッチングには、新たに記憶された第２テンプレート画像が利用される。
【００６０】
このような動作を繰り返し、必要な治療が終了すれば（ステップＳ９）、処理を終了する。
【００６１】
なお、この第２実施形態においては、骨部ＢをマーカＭとともに撮影する場合について説明したが、骨部Ｂのかわりに、横隔膜等の他の体内構造物をマーカＭとともに撮影してもよい。
【００６２】
次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図１０は、この発明のＸ線透視装置による第３実施形態に係るテンプレートマッチング動作を示す説明図である。
【００６３】
上述した第１実施形態および第２実施形態においては、球形または非球形のマーカＭを利用し、マーカＭを含む画像をテンプレートとして使用しているのに対し、この第３実施形態においては、マーカＭのかわりに、被検者５７の特定部位を含む画像をテンプレート画像として使用する構成を採用している。ここで、被検者５７の特定部位としては、例えば、被検者５７における腫瘍の領域などを利用することができる。
【００６４】
この第３実施形態においては、テンプレートマッチングを行うために、最初に、被検者５７の特定部位である腫瘍Ｃに対応するテンプレートを作成する。この場合においては、図３、図４、図５に示すいずれかのポジションに第１Ｘ線管１ａ、第２Ｘ線管１ｂ、第１Ｘ線検出器２ａ、第２Ｘ線検出器２ｂを配置して、被検者５７を撮影することにより、腫瘍Ｃを含む画像１００を取得する（ステップＳ１）。そして、この腫瘍Ｃを含む画像１００から、腫瘍Ｃ部分を切り出して、第１テンプレート画像１０５ａを得る（ステップＳ２）。この第１テンプレート画像１０５ａは、図６に示すテンプレート画像記憶部６５に記憶される（ステップＳ３）。
【００６５】
以上の準備が完了すれば、透視を開始し（ステップＳ４）、被検者５７に対する治療を行う。このときには、この発明に係るＸ線透視装置により腫瘍Ｃの位置を検出し、この腫瘍Ｃの位置に基づいて、被検者５７の患部に対して照射する放射線の位置を調整する。
【００６６】
このときには、３０ｆｐｓ程度のフレームレートで腫瘍Ｃを含む領域に対して透視を行う。そして、図１０に示すように、一定時間毎に連続して収集される画像１０１から、腫瘍Ｃを含む画像を取得する（ステップＳ５）。しかる後、図６に示すテンプレートマッチング部６２により、この腫瘍Ｃを含む画像に対して、テンプレート画像記憶部６５に予め記憶された第１テンプレート画像１０５ａを利用してテンプレートマッチングを行う（ステップＳ６）。
【００６７】
最初のテンプレートマッチングが完了すれば、図６に示すテンプレート切り出し部６３により、テンプレートマッチング部６２により特定したパターンマッチング後の腫瘍Ｃを含む画像を第２テンプレート画像１０５ｂとして切り出し（ステップＳ７）、テンプレート画像記憶部６５に記憶させる（ステップＳ８）。
【００６８】
治療を継続する場合においては（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻り、一定時間毎に連続して収集される次の画像１０２から、腫瘍Ｃを含む画像を取得する（ステップＳ５）。しかる後、図６に示すテンプレートマッチング部６２により、この腫瘍Ｃを含む画像に対して、その直前にテンプレート画像記憶部６５に記憶された第２テンプレート画像１０５ｂを利用して、テンプレートマッチングを行う（ステップＳ６）。
【００６９】
２回目のテンプレートマッチングが完了すれば、図６に示すテンプレート切り出し部６３により、テンプレートマッチング部６２により特定したパターンマッチング後の腫瘍Ｃを含む画像を、次の第２テンプレート画像として切り出し（ステップＳ７）、テンプレート画像記憶部６５に記憶させる（ステップＳ８）。次のテンプレートマッチングには、新たに記憶された第２テンプレート画像が利用される。
【００７０】
このような動作を繰り返し、必要な治療が終了すれば（ステップＳ９）、処理を終了する。
【００７１】
このように、この発明の第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態に係るＸ線透視装置によれば、テンプレートマッチングを実行して特定したマーカＭまたは腫瘍Ｃを含む画像をテンプレート画像として切り出し、切り出された画像をそれ以降のテンプレートマッチング時にテンプレートとして使用する構成であることから、非球形のマーカＭを使用した場合や、患者の特定部位である腫瘍Ｃを使用した場合、あるいは、マーカＭが体内構造物である骨部Ｂと一緒に撮影される場合であっても、テンプレートマッチングによりマーカＭまたは腫瘍Ｃを適確に認識することができ、マーカＭまたは腫瘍Ｃの位置を正確に特定することが可能となる。
【符号の説明】
【００７２】
１ａ      第１Ｘ線管
１ｂ      第２Ｘ線管
２ａ      第１Ｘ線検出器
２ｂ      第２Ｘ線検出器
３ａ      Ｘ線管用第１台座
３ｂ      Ｘ線管用第２台座
４ａ      Ｘ線検出器用第１台座
４ｂ      Ｘ線検出器用第２台座
１０      移動経路
１１      第１レール
１２      第２レール
２０      移動経路
２１      第１レール
２２      第２レール
５３      ガントリー
５４      ヘッド支持部
５５      ヘッド
５６      撮影台
５７      被検者
６１      制御部
６２      テンプレートマッチング部
６３      テンプレート切り出し部
６４      記憶部
６５      テンプレート画像記憶部
６６      表示部
８５ａ    第１テンプレート画像
８５ｂ    第２テンプレート画像
９５ａ    第１テンプレート画像
９５ｂ    第２テンプレート画像
１０５ａ  第１テンプレート画像
１０５ｂ  第２テンプレート画像
Ｂ        骨部
Ｃ        腫瘍
Ｍ        マーカ
【図１】
2015011816.tif 000003
【図２】
2015011816.tif 000004
【図３】
2015011816.tif 000005
【図４】
2015011816.tif 000006
【図５】
2015011816.tif 000007
【図６】
2015011816.tif 000008
【図７】
2015011816.tif 000009
【図８】
2015011816.tif 000010
【図９】
2015011816.tif 000011
【図１０】
2015011816.tif 000012
【図１１】
2015011816.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月26日(2016.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備え、前記被検者の体内に留置されたマーカを含む画像あるいは前記被検者の特定部位を含む画像を収集することにより、前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するＸ線透視装置であって、
前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を、テンプレート画像として記憶するテンプレート画像記憶部と、
連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶されたテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するテンプレートマッチング部と、
前記テンプレートマッチング部により特定した前記マーカまたは前記特定部位を含む画像をテンプレート画像として切り出し、前記テンプレート画像記憶部に記憶させるテンプレート切り出し部と、を備え、
前記テンプレートマッチング部は、Ｘ線透視により連続して収集される画像に対して、現在の画像と、現在の画像が収集される以前に収集された画像から切り出され、前記テンプレート画像記憶部に記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを、Ｘ線透視中に繰り返し実行することを特徴とする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、
前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、その画像が収集される直前に収集された画像から切り出されたテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＸ線透視装置において、
前記テンプレート画像記憶部には、連続して収集される画像から切り出された複数のテンプレート画像が記憶されており、
前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶された複数のテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線透視装置において、
前記テンプレートマッチング部は、連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶された複数のテンプレート画像のうち、その画像の収集時期に近い時期に収集された画像から切り出されたテンプレート画像を優先的に利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視装置。
【請求項５】
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、前記被検者の体内に留置されたマーカを含む画像あるいは前記被検者の特定部位を含む画像を収集することにより、前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するＸ線透視方法であって、
前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を、第１テンプレート画像として記憶するテンプレート画像記憶工程と、
Ｘ線透視により連続して収集される画像に対して、前記第１テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定する第１テンプレートマッチング工程と、
前記第１テンプレートマッチング工程において特定した前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を切り出し、第２テンプレート画像として記憶するテンプレート切り出し工程と、
Ｘ線透視により連続して収集される画像に対して、前記第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、前記連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定する第２テンプレートマッチング工程と、を備え、
前記テンプレート切り出し工程と前記第２テンプレートマッチング工程とは、Ｘ線透視中に連続して収集される画像に対して繰り返し実行されることを特徴とするＸ線透視方法。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線透視方法において、
前記第２テンプレートマッチング工程においては、連続して収集される画像に対して、その画像が収集される直前に収集された画像から切り出された第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視方法。
【請求項７】
請求項５に記載のＸ線透視方法において、
前記第２テンプレートマッチング工程においては、連続して収集される画像に対して、複数の第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行する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、
連続して収集される画像に対して、複数の第２テンプレート画像のうち、その画像の収集時期に近い時期に収集された画像から切り出された第２テンプレート画像を優先的に利用してテンプレートマッチングを実行するＸ線透視方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第１の発明では、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備え、前記被検者の体内に留置されたマーカを含む画像あるいは前記被検者の特定部位を含む画像を収集することにより、前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するＸ線透視装置であって、前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を、テンプレート画像として記憶するテンプレート画像記憶部と、連続して収集される画像に対して、前記テンプレート画像記憶部に記憶されたテンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するテンプレートマッチング部と、前記テンプレートマッチング部により特定した前記マーカまたは前記特定部位を含む画像をテンプレート画像として切り出し、前記テンプレート画像記憶部に記憶させるテンプレート切り出し部と、を備え、前記テンプレートマッチング部は、Ｘ線透視により連続して収集される画像に対して、現在の画像と、現在の画像が収集される以前に収集された画像から切り出され、前記テンプレート画像記憶部に記憶されたテンプレート画像とを比較するテンプレートマッチングを、Ｘ線透視中に繰り返し実行する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第５の発明では、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、前記被検者の体内に留置されたマーカを含む画像あるいは前記被検者の特定部位を含む画像を収集することにより、前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定するＸ線透視方法であって、前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を、第１テンプレート画像として記憶するテンプレート画像記憶工程と、Ｘ線透視により連続して収集される画像に対して、前記第１テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定する第１テンプレートマッチング工程と、前記第１テンプレートマッチング工程において特定した前記マーカまたは前記特定部位を含む画像を切り出し、第２テンプレート画像として記憶するテンプレート切り出し工程と、Ｘ線透視により連続して収集される画像に対して、前記第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを行うことにより、前記連続して収集される画像における前記マーカまたは前記特定部位の位置を特定する第２テンプレートマッチング工程と、を備え、前記テンプレート切り出し工程と前記第２テンプレートマッチング工程とは、Ｘ線透視中に連続して収集される画像に対して繰り返し実行される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第６の発明では、前記第２テンプレートマッチング工程においては、連続して収集される画像に対して、その画像が収集される直前に収集された画像から切り出された第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第７の発明では、前記第２テンプレートマッチング工程においては、連続して収集される画像に対して、複数の第２テンプレート画像を利用してテンプレートマッチングを実行する。
【国際調査報告】
2015011816.tif 000014
2015011816.tif 000015
2015011816.tif 000016
2015011816.tif 000017